(57)【要約】    【課題】変速段数を極力少なくし無段変速機の容量を大きくすることなく低速域での高牽引力と移動時の高速度走行を可能とする。    【解決手段】エンジンからの動力は、第１入力ギア４８から第１遊星歯車装置１６への動力系統と、第２入力ギア５０から第２遊星歯車装置１８へ動力系統との２系統で入力し、無段変速装置１５からは第１遊星歯車装置１６と第２遊星歯車装置１８に１系統で入力する。１段目では第１クラッチ６０と前進クラッチ７６が作動し、第１遊星歯車装置１６からの動力回転を減速遊星歯車装置２０で減速して後輪に出力する。２段目では第２クラッチ６２と前進クラッチ７６が作動し、第２遊星歯車装置１８からの動力回転を減速遊星歯車装置２０で減速して後輪に出力する。３段目では第３クラッチ６４が作動し第１遊星歯車装置１６の動力回転を直接車軸に出力する。４段目では第２クラッチ６２と第４クラッチ６６が作動し第２遊星歯車装置１８の動力回転を車軸に直接出力する。    【選択図】      図１
2005337467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定回転数のエンジン出力回転を入力する入力軸と、
前記入力軸に固定された第１入力ギア及び第２入力ギアと、
前記入力軸により回転される可変吐出機構を備えた油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出流体により回転される油圧モータと、速度制御操作に応じて前記油圧ポンプの可変吐出機構を制御して前記油圧モータの回転を変化させる無段変速装置と、
前記モータポンプの出力回転をサンギアに入力し、プラネタリギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第１遊星歯車装置と、
前記第２入力ギアによりエンジン回転をプラネタリギアに入力し、前記無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、リングギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第２遊星歯車装置と、
リングギアの固定状態でサンギアに回転を入力し、プラネタリギアから回転を取り出す第３遊星歯車装置と、
１段目のシフトにより前記第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を前記第３遊星歯車装置のサンギアに連結入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達する第１クラッチ装置と、
２段目のシフトにより前記第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を前記第３遊星歯車装置のサンギアに連結入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達すると共に、４段目のシフトにより前記第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を伝達する第２クラッチ装置と、
３段目のシフトにより前記第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を車軸に伝達する第３クラッチ装置と、
４段目のシフトにより前記第２クラッチを介して伝達された前記第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を車軸に伝達する第４クラッチ装置と、
を備えたことを特徴とする動力合成変速装置。
【請求項２】
一定回転数のエンジン出力回転を入力する入力軸と、
前記入力軸に固定された第１入力ギア及び第２入力ギアと、
前記入力軸により回転される可変吐出機構を備えた油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出流体により回転される油圧モータと、速度制御操作に応じて前記油圧ポンプの可変吐出機構を制御して前記油圧モータの回転を変化させる無段変速装置と、
前記油圧ポンプの出力回転を分離する第３入力ギア及び第４入力ギアと、
前記第１入力ギアによりエンジン回転をリングギアに入力し、前記第３入力ギアにより前記無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、プラネタリギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第１遊星歯車装置と、
前記第２入力ギアによりエンジン回転をプラネタリギアに入力し、前記第４入力ギアにより前記無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、リングギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第２遊星歯車装置と、
リングギアの固定状態でサンギアに回転を入力し、プラネタリギアから回転を取り出す第３遊星歯車装置と、
１段目のシフトにより前記第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を前記第３遊星歯車装置のサンギアに連結して入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達する第１クラッチ装置と、
２段目のシフトにより前記第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を前記第３遊星歯車装置のサンギアに連結してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達すると共に、４段目のシフトにより前記第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を伝達する第２クラッチ装置と、
３段目のシフトにより前記第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を車軸に伝達する第３クラッチ装置と、
４段目のシフトにより前記第２クラッチを介して伝達された前記第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を車軸に伝達する第４クラッチ装置と、
を備えたことを特徴とする動力合成変速装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の動力合成変速装置に於いて、更に、前記第３遊星歯車装置の出力段に、前進１速又は前進２速で作動して前記第３遊星歯車装置の出力を後輪に伝達する前進用クラッチと、後進１速又は後進２速で作動して前記第3遊星歯車装置の出力をリバースギアを介して後輪に伝達する後進用クラッチとを設けたことを特徴とする動力合成変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの回転数が一定回転となる農業用トラクターなどに使用される動力合成変速装置に関し、特に、エンジンからの一定回転と無段変速機からのアクセル操作に応じた可変回転を遊星歯車装置に入力してシフトに伴い変速した動力合成回転を車輪駆動軸に出力する合成動力変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業用トラクターのような車両にあっては、エンジン回転が一定回転であるため、遊星歯車装置にエンジンからの一定回転と無段変速機からのアクセル操作に応じた変速回転を入力して動力合成して後輪に伝えることで、エンジンが一定回転であっても、車速を制御できるようにしている。
【０００３】
ここで無段変速機は、エンジンにより一定回転され可変吐出機構を備えた油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出流体により回転されて回転速度を無段階で可変可能な油圧モータを備え、アクセル操作により例えば１段目で０〜６Ｋｍ／ｈ、２段目で６〜１１Ｋｍ／ｈ、３段目で１１〜２２Ｋｍ／ｈ、更に４段目で２２〜４０Ｋｍ／ｈといった範囲で速度を制御している
【０００４】
図５は従来の動力合成変速装置の一例である。図５において、従来の動力合成変速装置１０００は、無段変速装置１０１５、第１遊星歯車装置１０１６、第２遊星歯車装置１０１８を備えている。無段変速装置１０１５は、エンジン入力１０１２から一定回転の動力を入力軸１０１４、ギア１０２６，１０２８を介して入力し、可変吐出量機構１０３２をアクセル操作に応じて制御し、油圧モータ１０３４から図２（Ａ）の破線で示す＋Ｎｍａｘから−Ｎｍａｘの範囲のＨＳＴ出力回転数をえている。
【０００５】
第１遊星歯車装置１０１６と第２遊星歯車装置１０１８には、エンジンの動力回転と無段変速装置１０１５の動力回転が１系統の動力系統で入力され、両者の合成動力を出力する。第１遊星歯車装置１０１６の出力側には第１クラッチ１０７８と第３クラッチ１０８２が設けられ、第２遊星歯車装置１０１８の出力側には第２クラッチ１０８０と第４クラッチ１０８４が設けられている。更に後輪出力１０２４側には前進クラッチ１０８８と後進クラッチ１０９０が設けられている。
【０００６】
図６は従来装置の各変速段での有効に機能する遊星歯車装置とクラッチの作動状態を示しており、これに基づいて図５の従来装置の動作を前進変速を例にとって説明すると次のようになる。
【０００７】
１段目の変速時には、第１クラッチ１０７８と前進クラッチ１０８８が作動し、第１遊星歯車装置１０１６が機能する。エンジンからの動力回転は、ギア１０２６，１０４０，駆動軸１０４２,プラネタリシャフト１０４４から第１遊星歯車装置１０１６のリングギア１０４５に入力する。
【０００８】
無段変速装置１０１５からの動力回転は、ギア１０３８，１０４６，駆動軸１０４８から第１遊星歯車装置１０１６のサンギア１０５０に入力する。第１遊星歯車装置１０１６は２系統の動力を合成してプラネタリギア１０５２，ギア１０５４，１０６０，１０６２に伝達し、作動状態にある第１クラッチ１０７８を介して駆動軸１０８６に出力する。
【０００９】
駆動軸１０８６の動力回転は前進クラッチ１０８８からギア１０９２，１０９４を介して出力軸１０９６に伝達され、後輪出力１０２４となる。１段目では図２（Ａ）の破線のように、アクセル操作による＋Ｎｍａｘから−Ｎｍａｘの範囲のＨＳＴ出力回転数の変化に対し車速は０〜６Ｋｍ／ｈと変化できる。
【００１０】
２段目の変速時には、第２クラッチ１０８０と前進クラッチ１０８８が作動し、第２遊星歯車装置１０１８が機能する。エンジンからの動力回転は、ギア１０２６，１０４０，駆動軸１０４２から第２遊星歯車装置１０１８のプラネタリシャフト１０４４のプラネタリギア１０６６に入力する。
【００１１】
無段変速装置１０１５からの動力回転は、ギア１０３８，１０４６，駆動軸１０４８から第２遊星歯車装置１０１８のサンギア１０６５に入力する。第２遊星歯車装置１０１８は２系統の動力を合成してリングギア１０６８，ギア１０７０，１０７２に伝達し、作動状態にある第２クラッチ１０８０を介して駆動軸１０８６に出力する。
【００１２】
駆動軸１０８６の動力回転は前進クラッチ１０８８からギア１０９２，１０９４を介して出力軸１０９６に伝達され、後輪出力１０２４となる。２段目では図２（Ａ）の破線のように、アクセル操作による＋Ｎｍａｘから−Ｎｍａｘの範囲のＨＳＴ出力回転数の変化に対し車速は６〜１１Ｋｍ／ｈと変化できる。
【００１３】
３段目の変速時には、第３クラッチ１０８２と前進クラッチ１０８８が作動し、第１遊星歯車装置１０１６が機能する。エンジンからの動力回転は、ギア１０２６，１０４０，駆動軸１０４２,プラネタリシャフト１０４４から第１遊星歯車装置１０１６のリングギア１０４５に入力する。
【００１４】
無段変速装置１０１５からの動力回転は、ギア１０３８，１０４６，駆動軸１０４８から第１遊星歯車装置１０１６のサンギア１０５０に入力する。第１遊星歯車装置１０１６は２系統の動力を合成してプラネタリギア１０５２、ギア１０５６，１０５８に伝達し、作動状態にある第３クラッチ１０８２を介して駆動軸１０８６に出力する。
【００１５】
駆動軸１０８６の動力回転は前進クラッチ１０８８からギア１０９２，１０９４を介して出力軸１０９６に伝達され、後輪出力１０２４となる。３段目では図２（Ａ）の破線のように、アクセル操作による＋Ｎｍａｘから−Ｎｍａｘの範囲のＨＳＴ出力回転数の変化に対し車速は１１〜２２Ｋｍ／ｈと変化できる。
【００１６】
４段目の変速時には、第４クラッチ１０８４と前進クラッチ１０８８が作動し、第２遊星歯車装置１０１８が機能する。エンジンからの動力回転は、ギア１０２６，１０４０，駆動軸１０４２から第２遊星歯車装置１０１８のプラネタリシャフト１０４４のプラネタリギア１０６６に入力する。
【００１７】
無段変速装置１０１５からの動力回転は、ギア１０３８，１０４６，駆動軸１０４８から第２遊星歯車装置１０１８のサンギア１０６５に入力する。第２遊星歯車装置１０１８は２系統の動力を合成してリングギア１０６８，ギア１０７４，１０７６に伝達し、作動状態にある第４クラッチ１０８４を介して駆動軸１０８６に出力する。
【００１８】
駆動軸１０８６の動力回転は前進クラッチ１０８８からギア１０９２，１０９４を介して出力軸１０９６に伝達され、後輪出力１０２４となる。４段目では図２（Ａ）の破線のように、アクセル操作による＋Ｎｍａｘから−Ｎｍａｘの範囲のＨＳＴ出力回転数の変化に対し車速は２２〜４０Ｋｍ／ｈと変化できる。
【００１９】
尚、後進の１段目と２段目は、後進クラッチ１０９０を作動させる以外は前進の１段目と２段目と同じになる。
【特許文献１】特開平８−２４０２５５号公報
【特許文献２】ＥＰ０８１８６４３Ａ２公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところでエンジンからの一定回転と無段変速機からの変速回転を遊星歯車装置で動力合成して出力する動力合成変速装置にあっては、遊星歯車装置から出力される回転数と駆動力は、遊星歯車の歯数比と無段変速機の容量により設定される。また合成動力変速装置において無段変速装置から出力される駆動力が最大となるのは車両の発進時の変速段であり、それ以外の変速段では無段変速装置の駆動力は小さくなる。
【００２１】
しかしながら、従来の動力合成変速機にあっては、遊星歯車装置に入力されるエンジンからの動力は１系統であり、また遊星歯車装置に入力される無段変速装置からの動力も１系統であったため、発進時の変速段とそれ以外の変速段での遊星歯車装置への動力系統が同じ１系統となり、この動力系統は発進時に最大トルクが得られるように設定されるために、それ以外の変速段では、無段変速装置の出力回転数の範囲に対する遊星歯車装置の出力回転数の範囲（車速の範囲）が狭くならざるを得ない。
【００２２】
このため作業時の低速域での高牽引力と移動時の高速度走行を満足するような動力合成変速機とするためには、遊星歯車装置における変速段数の多段化や無段変速機の大容量化が必要となり、大型で高価な変速装置となってしまう問題がある。
【００２３】
本発明は、変速段数を増加させたり無段変速装置の容量を大きくしたりすることなく低速域での高牽引力と移動時の高速度走行を可能とする動力合成変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本願の第１発明の動力合成変速装置は、
一定回転数のエンジン出力回転を入力する入力軸と、
入力軸に固定された第１入力ギア及び第２入力ギアと、
入力軸により回転される可変吐出機構を備えた油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出流体により回転される油圧モータと、速度制御操作（アクセル操作）に応じて油圧ポンプの可変吐出機構を制御して油圧ポンプの回転を変化させる無段変速装置と、
第１入力ギアによりエンジン回転をリングギアに入力し、無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、プラネタリギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第１遊星歯車装置と、
第２入力ギアによりエンジン回転をプラネタリギアに入力し、無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、リングギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第２遊星歯車装置と、
リングギアの固定状態でサンギアに回転を入力し、プラネタリギアから回転を取り出す第３遊星歯車装置と、
１段目のシフトにより第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を第３遊星歯車装置のサンギアに連結して入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達する第１クラッチ装置と、
２段目のシフトにより第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を第３遊星歯車装置のサンギアに連結して入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達すると共に、４段目のシフトにより第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を伝達する第２クラッチ装置と、
３段目のシフトにより第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を車軸に伝達する第３クラッチ装置と、
４段目のシフトにより前記第２クラッチを介して伝達された第２遊星歯車装置のサンギアの合成動力回転を車軸に伝達する第４クラッチ装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００２５】
また本願の第２発明となる別の形態の動力合成変速装置にあっては、
一定回転数のエンジン出力回転を入力する入力軸と、
入力軸に固定された第１入力ギア及び第２入力ギアと、
入力軸により回転される可変吐出機構を備えた油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出流体により回転される油圧モータと、速度制御操作（アクセル操作）に応じて油圧ポンプの可変吐出機構を制御して油圧モータの回転を変化させる無段変速装置と、
油圧モータの出力回転を分離する第３入力ギア及び第４入力ギアと、
第１入力ギアによりエンジン回転をリングギアに入力し、第３入力ギアにより無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、プラネタリギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第１遊星歯車装置と、
第２入力ギアによりエンジン回転をプラネタリギアに入力し、第４入力ギアにより無段変速装置の油圧ポンプの出力回転をサンギアに入力し、リングギアの回転を２つの入力回転の合成動力回転として出力する第２遊星歯車装置と、
リングギアの固定状態でサンギアに回転を入力し、プラネタリギアから減速回転を取り出す第3遊星歯車装置と、
１段目のシフトにより第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を第３遊星歯車装置のサンギアに連結して入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達する第１クラッチ装置と、
２段目のシフトにより第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を第３遊星歯車装置のサンギアに連結して入力してプラネタリギアからの回転を車軸に伝達すると共に、４段目のシフトにより第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を伝達する第２クラッチ装置と、
３段目のシフトにより第１遊星歯車装置のプラネタリギアの合成動力回転を車軸に伝達する第３クラッチ装置と、
４段目のシフトにより前記第２クラッチを介して伝達された第２遊星歯車装置のリングギアの合成動力回転を車軸に伝達する第４クラッチ装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００２６】
本発明の動力合成変速装置は、更に、後進第３遊星歯車装置の出力段に、前進１速又は前進２速で作動して第３遊星歯車装置の出力を後輪に伝達する前進用クラッチと、後進１速又は後進２速で作動して第３遊星歯車装置の出力をリバースギアを介して後輪に伝達する後進用クラッチとを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
第１発明の動力合成変速装置にあっては、エンジンからの動力系統を、１段目と３段目については第１遊星歯車装置への動力系統とし、２段目と４段目については第２遊星歯車装置への動力系統とし、このようにエンジンからの動力系統を２系統に分けていることで、各系統ごとに最適な遊星歯車装置の歯数比を設定することができ、発進変速段となる１段目については最大駆動力が得られ、それ以外の２段目乃至４段目の変速段については、無段変速装置の出力回転数の一定範囲の変化に対し遊星歯車装置の広い出力回転数の範囲、即ち車両の広い速度範囲を設定することができ、低速時には高牽引力が得られ、移動時には例えば６０Ｋｍ／ｈといった最高速度での走行を可能とする動力合成変速装置が無段変速装置の容量を変えることなく少ない変速段数で実現でき、小型で低価格な装置が得られる。
【００２８】
また第２発明の動力合成変速装置にあっては、エンジンからの動力系統と無段変速装置からの動力系統の両方について、１段目と３段目については第１遊星歯車装置への動力系統とし、２段目と４段目については第２遊星歯車装置への動力系統とし、このようにエンジンからの動力系統と無段変速装置からの動力系統の各々を２系統に分けていることで、同様に、各系統ごとに最適な遊星歯車装置の歯数比を設定することができ、発進変速段となる１段目については最大駆動力が得られ、それ以外の２段目乃至４段目の変速段については、無段変速装置の出力回転数の一定範囲の変化に対し遊星歯車装置の広い出力回転の範囲、即ち車両の広い速度範囲を設定することができ、低速時には高牽引力が得られ、移動時には例えば６０Ｋｍ／ｈといった最高速度での走行を可能とする動力合成変速装置が無段変速装置の容量を変えることなく少ない変速段数で実現でき、小型で低価格な装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は本発明による動力合成変速装置の実施形態を示した説明図である。図１において、本発明の動力合成変速装置１０は、エンジン入力１２より一定回転のエンジン回転入力を受け、パワートレイン出力２２、後輪出力２４及び前輪出力２６を得るようにしている。エンジン入力１２の一定回転は入力軸１４に与えられる。
【００３０】
本発明の動力合成変速装置１０には、無段変速装置１５、第１遊星歯車装置１６、第２遊星歯車装置１８及び減速遊星歯車装置（第３遊星歯車装置）２０が設けられている。エンジン入力１２から入力軸１４に伝達された一定回転数の動力は、ギア２８，３０，３２を介して無段変速装置１５に入力される。
【００３１】
無段変速装置１５には、吐出量可変機構３５を備えた油圧ポンプ３４、油圧モータ４０及びコントロールユニット（図示せず）が設けられている。油圧ポンプ３４は入力軸１４からの動力回転を受けて一定速度で回転しているが、アクセルペダルなどによる吐出量可変機構３５の動作により油圧モータ４０に対する吐出量を制御し、これによって油圧モータ４０の回転数を、予め定めた±Ｎｍａｘの範囲で連続的に可変する。
【００３２】
ここでアクセルペダルなどにより吐出量可変機構３５を制御して油圧モータ４０の出力回転数Ｎを±Ｎｍａｘの範囲で変化させると、１段目にあっては図２（Ａ）の特性直線１１４に示すように、ＨＳＴ出力回転数の−Ｎｍａｘから＋Ｎｍａｘへの増加に対し車速を０〜６ｋｍ／ｈの範囲で増加できる。
【００３３】
また２段目にあっては、特性直線１１６に示すように、ＨＳＴ出力回転数の＋Ｎｍａｘから−Ｎｍａｘへの減少に対し速度範囲６〜１６ｋｍ／ｈで増加できる。また３段目にあっては、特性直線１１８に示すように、ＨＳＴ出力回転数の−Ｎｍａｘから＋Ｎｍａｘへの増加に対し速度範囲１６〜３２ｋｍ／ｈで増加できる。更に４段目にあっては、特性直線１２０に示すように、ＨＳＴ出力回転数の−Ｎｍａｘから＋Ｎｍａｘへの減少に対し速度範囲３２〜６０ｋｍ／ｈで増加できる。
【００３４】
再び図１を参照するに、無段変速装置１５に設けた油圧モータ４０の出力は、ギア４２,４４を介してギア４６に伝達され、第１及び第２遊星歯車装置１６，１８に入力されている。一方、エンジン入力１２の一定回転を受けた入力軸１４には、第１入力ギア４８と第２入力ギア５０が設けられている。
【００３５】
第１入力ギア４８は第１遊星歯車装置１６側のギア５２に噛み合い、ギア５２は第１遊星歯車装置１６のリングギア５４に連結されている。このため第１遊星歯車装置１６は、リングギア５４にエンジンからの動力を入力する。また無段変速装置１５からの動力を入力したギア４６は第１遊星歯車装置１６のサンギア５６に連結されており、サンギア５６が無段変速装置１５からの動力を入力する。
【００３６】
このため第１遊星歯車装置１６はプラネタリギア５５にエンジンからの動力と無段変速装置１５からの動力を合成した動力を取り出し、ギア５８からギア５９を介して第１クラッチ６０に入力している。第１クラッチ６０は第１段目の変速段で作動する。第１クラッチ６０の出力側は減速遊星歯車装置２０のサンギア６８に連結されている。また減速遊星歯車装置２０のサンギア６８は、第２クラッチ６２を介して第２遊星歯車装置１８からの動力を入力する。第２クラッチ６２は２〜４段目の変速で作動する。
【００３７】
減速遊星歯車装置２０はサンギア６８に対しプラネタリギア７０及びリングギア７２を有し、リングギア７２を固定とし、サンギア６８からの回転を減速してプラネタリギア７０のプラネタリシャフト７４に取り出している。
【００３８】
減速遊星歯車装置２０は第１クラッチ６０が作動した１段目、または第２クラッチ６２が作動した２段目のいずれかでサンギア６８に入力を受け、プラネタリシャフト７４に減速した動力回転を伝達する。一方、３段目及び４段目にあっては、減速遊星歯車装置２０による減速は行われない。
【００３９】
減速遊星歯車装置２０のプラネタリシャフト７４は、前進クラッチ７６及び後進クラッチ７８に回転動力を入力している。前進クラッチ７６の出力側は、ギア８０，８２を介して出力軸８４に連結され、後輪出力２４となる。また後進クラッチ７８の出力は、ギア８６、リバースギア８８、ギア９０を介して出力軸８４に前進時とは逆方向の回転動力を伝達し、後進時の後輪出力２４となる。
【００４０】
入力軸１４に設けた第２入力ギア５０に対するエンジンからの動力は、ギア９２及びプラネタリシャフト９４を介して第２遊星歯車装置１８のプラネタリギア９６に入力される。一方、無段変速装置１５からの動力を受けたギア４６には第２遊星歯車装置１８のサンギア９５が連結されている。
【００４１】
このため第２遊星歯車装置１８は、エンジンからの動力をプラネタリギア９６に入力すると共に、無段変速装置１５からの動力をサンギア９５に入力し、両方の動力を合成した出力をリングギア９８から取り出して駆動軸１００に伝達している。
【００４２】
第２遊星歯車装置１８の合成動力の出力となる駆動軸１００は第２クラッチ６２に入力される。第２クラッチ６２は２段目の変速で作動し、３段目と４段目についても作動状態が維持され、第２遊星歯車装置１８のリングギア９８からの合成動力回転を減速遊星歯車装置２０のサンギア６８に伝え、リングギア７２固定の条件でプラネタリギア７０のプラネタリシャフト７４に減速回転を伝達する。
【００４３】
そして前進クラッチ７６が作動していれば、ギア８０，８２から出力軸８４に減速回転を伝え、後輪出力２４とする。また後進クラッチ７８が作動していれば、ギア８６、リバースギア８８、ギア９０から出力軸８４に後進回転を伝え、これを後輪出力２４とする。
【００４４】
更に、第２遊星歯車装置１８の合成動力出力となる駆動軸１００の回転は、第２クラッチ６２を介して第２遊星歯車装置２０のサンギア６８に入力される。第２クラッチ６２は２〜４段目の変速時に継続して作動している。４段目の変速時にあっては、第２クラッチ６２と同時に第４クラッチ６６が作動し、このため第２遊星歯車装置１８の駆動軸１００からの合成動力は、第２クラッチ６２及び第４クラッチ６６を介して、ギア１０２，１０４から出力軸８４に伝達される。
【００４５】
一方、３段目の変速時にあっては、第３クラッチ６４が作動し、この場合には第１遊星歯車装置１６の合成動力出力となるプラネタリギア５５のプラネタリシャフト６１の回転が、ギア１０２，１０４を介して出力軸８４に伝達される。なお、この実施形態では３段目において第３クラッチ６４と同時に第２クラッチ６２も作動させているが、３段目にあっては第２遊星歯車装置１８の合成動力は使用されないことから、第２クラッチ６２は作動しなくてもよい。
【００４６】
更に図１の実施形態にあっては、出力軸８４の反対側にギア１０６を連結し、ギア１０６をギア１０８に噛み合わせ、前輪クラッチ１１０に入力し、前輪クラッチ１１０の出力を前輪出力軸１１２から前輪出力２６として取り出している。このため前輪クラッチ１１０を作動させると、後輪出力２４と同時に前輪出力２６が得られ、車両の４輪駆動が可能となる。
【００４７】
図３は図１の実施形態における各変速段における第１遊星歯車装置１６、第２遊星歯車装置１８及び各クラッチの作動状態を一覧表で示した説明図である。そこで図３に基づいて図１の動力合成変速装置１０の動作を説明すると次のようになる。
【００４８】
まず前進１段目にあっては、第１遊星歯車装置１６と減速遊星歯車装置２０が機能し、このとき第１クラッチ６０及び前進クラッチ７６が作動状態となる。第１遊星歯車装置１６に対しては第１入力ギア４８、ギア５２によって、リングギア５４にエンジンからの動力回転が入力し、同時にギア４６を介して無段変速装置１５からの動力回転がサンギア５６に入力する。
【００４９】
第１遊星車装置１６は、この２系統の動力を合成した動力回転をプラネタリギア５５から取り出し、ギア５８，５９に伝達した後、作動状態にある第１クラッチ６０を介して、減速遊星歯車装置２０のサンギア６８に入力する。
【００５０】
減速遊星歯車装置２０はリングギア７２が固定であることから、プラネタリギア７０から減速回転をプラネタリシャフト７４に取り出す。このとき前進クラッチ７６が作動していることから、プラネタリシャフト７４の回転はギア８０，８２を介して出力軸８４に伝達され、後輪出力２４となる。
【００５１】
次に２段目の変速時にあっては、第２遊星歯車装置１８と減速遊星歯車装置２０が機能し、このとき第２クラッチ６２と前進クラッチ７６が作動状態となる。第２遊星歯車装置１８にあっては、第２入力ギア５０からギア９２及びプラネタリシャフト９４を介して、プラネタリギア９６にエンジンからの動力回転を入力する。同時に、ギア４６に連結したサンギア９５に無段変速装置１５からの動力回転を入力する。
【００５２】
この２系統の動力回転の入力は、第２遊星歯車装置１８のリングギア９８から合成動力として駆動軸１００に取り出される。駆動軸１００に取り出された合成動力は、第２クラッチ６２から減速遊星歯車装置２０のサンギア６８に伝えられ、リングギア７２固定のもとに減速回転をプラネタリギア７０からプラネタリシャフト７４に取り出す。このとき前進クラッチ７６が作動していることから、ギア８０，８２を介して出力軸８４に減速回転を伝え、後進出力２４とする。
【００５３】
次に３段目の変速時にあっては、第１遊星歯車装置１６のみが機能し、第２クラッチ６２と第３クラッチ６４が作動する。第１遊星歯車装置１６は１段目の場合と同様、第１入力ギア４８、ギア５２を介してリングギア５４にエンジンからの動力回転が入力し、同時にギア４６からサンギア５６に無段変速装置１５からの動力回転が入力する。
【００５４】
これにより第１遊星歯車装置１６のプラネタリギア５５から合成動力回転を取り出し、プラネタリシャフト６１から第３クラッチ６４を介してギア１０２，１０４により合成動力回転を出力軸８４に直接伝達して後輪出力２４とする。
【００５５】
なお３段目にあっては第２クラッチ６２も作動状態にあるが、第２クラッチ６２の出力側の第１クラッチ６０、第４クラッチ６６及び前進クラッチ７６は非作動であることから、ギア８０、１０２及び減速遊星歯車装置２０側へ第２遊星歯車装置１８からの動力回転は伝達されず、第２遊星歯車装置１８はアイドル状態にある。
【００５６】
しかしながら、４段目において第２クラッチ６２を作動させる必要があるから、クラッチの断接制御を簡単にし、クラッチ断接の回数を低減して磨耗を防止するため、クラッチ作動を必要としない３段目でも第２クラッチ６２を作動状態としている。
【００５７】
次に４段目の変速にあっては、第２遊星歯車装置１８のみが機能する。４段目において第２遊星歯車装置１８は、第２入力ギア５０、ギア９２からプラネタリシャフト９４を介して、プラネタリギア９６にエンジンからの動力回転を入力し、同時にギア４６に連結したサンギア９５に無段変速装置１５からの動力回転を入力する。
【００５８】
そして、リングギア９８に２系統の動力回転を合成した合成動力回転を出力し、駆動軸１００に出力する。駆動軸１００の合成動力回転は、作動状態にある第２クラッチ６２及び第４クラッチ６６を介してギア１０２に伝達され、ギア１０２からギア１０４を介して出力軸８４に伝達され、後輪出力２４となる。
【００５９】
一方、後進１段目と後進２段目については、減速遊星歯車装置２０の出力側に設けている後進クラッチ７８を作動させる点が、前進１段目と２段目の場合と相違し、それ以外は前進第１段目と第２段目と同じになる。
【００６０】
図４は本発明による動力合成変速装置の他の実施形態を示した説明図である。図４の実施形態にあっては、第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８のそれぞれに対し、エンジンからの動力回転を個別系統で入力すると同時に、無段変速装置１５からの動力系統も独立した系統で入力することを特徴とする。
【００６１】
図４において、この実施形態の動力合成変速装置１０にあっては、エンジン入力１２を受けて、パワートレイン出力２２、後輪出力２４及び前輪出力２６を取り出しており、内部には無段変速装置１５、第１遊星歯車装置１６、第２遊星歯車装置１８及び減速遊星歯車装置（第３遊星歯車装置）２０を設けており、これらの構成は基本的に図１の実施形態と同じである。
【００６２】
エンジン入力１２を受けた入力軸１４には第１入力ギア４８と第２入力ギア５０が設けられ、第１入力ギア４８の動力回転をギア５２を介して第１遊星歯車装置１６のリングギア５４に入力し、一方、第２入力ギア５０の動力回転をギア１２２を介してプラネタリシャフト９４から第２遊星歯車装置１８のプラネタリギア９６に入力している。このように第１遊星歯車装置１６と第２遊星歯車装置１８に対するエンジンからの動力回転の入力を２系統とした点は、図１の実施形態と同じである。
【００６３】
これに対し図４の実施形態にあっては、無段変速装置１５の油圧モータ４０の出力をギア４２から第４入力ギア１１４に伝達し、更に同軸配置した第３入力ギア１１６に分配している。第３入力ギア１１６はギア４６を介して、第１遊星歯車装置１６のサンギア５６に無段変速装置１５からの動力回転を入力する。
【００６４】
一方、第４入力ギア１１４はギア１２０を介して、第２遊星歯車装置１８のサンギア９５に無段変速装置１５からの動力回転を入力する。このように図４の実施形態にあっては、第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８のそれぞれに対し、無段変速装置１５より２系統に分けて動力回転を入力するようにしている。
【００６５】
このように無段変速装置１５からの動力回転を２系統に分けて第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８に入力している以外の点は図１の実施形態と同じであり、その前進１段目、２段目、３段目、４段目及び後進１段目、２段目の動作も、図３の一覧表に示す遊星歯車装置の機能及び各クラッチの作動によって、同様にして得られる。
【００６６】
なお本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。また本発明は、上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。また上記の実施形態は４段変速の動力合成変速装置を例に取るものであったが、第５段目の作動クラッチとギアトレインを追加することで５段変速としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態を示した説明図
【図２】本発明と従来装置の各変速段における無段変速装置の出力回転数と車速の関係を示したグラフ図
【図３】本発明の各変速段における遊星歯車装置とクラッチの作動状態を一覧表で示した説明図
【図４】本発明の他の実施形態を示した説明図
【図５】従来装置の説明図
【図６】従来装置の各変速段における遊星歯車装置とクラッチの作動状態を一覧表で示した説明図
【符号の説明】
【００６８】
１０：動力合成変速装置
１２：エンジン入力
１４：入力軸
１５：無段変速装置（ＨＳＴ）
１６：第1遊星歯車装置
１８：第2遊星歯車装置
２０：減速遊星歯車装置（第３遊星歯車装置）
２２：パワートレイン出力（ＰＴＯ）
２４：後輪出力
２６：前輪出力
３４：油圧ポンプ
３５：吐出量可変機構
４０：油圧モータ
４８：第1入力ギア
５０：第2入力ギア
６０：第1クラッチ
６２：第2クラッチ
６４：第3クラッチ
６６：第４クラッチ
７６：前進クラッチ
７８：後進クラッチ
１１０：前輪クラッチ
１１４：第４入力ギア
１１６：第３入力ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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