特許 5676355 コンバインの変速伝動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5676355

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】コンバインの変速伝動装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 47/04 20060101AFI20150205BHJP

【ＦＩ】

   F16H47/04 B

   F16H47/04 C

【請求項の数】3

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2011-101473(P2011-101473)

(22)【出願日】2011年4月28日

(65)【公開番号】特開2012-233515(P2012-233515A)

(43)【公開日】2012年11月29日

【審査請求日】2013年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(74)【代理人】

【識別番号】100144750

【弁理士】

【氏名又は名称】▲濱▼野 孝

(72)【発明者】

【氏名】加藤 裕治

(72)【発明者】

【氏名】大久保 正慈

(72)【発明者】

【氏名】奥西 文武

(72)【発明者】

【氏名】山中 之史

(72)【発明者】

【氏名】内 孝広

【審査官】 河端 賢

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１８５０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０８０６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ４７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン駆動力を入力する静油圧式の無段変速機と、エンジン駆動力と前記無段変速機が出力する駆動力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体と、前記無段変速機が出力する駆動力が前記出力回転体に伝達されるＨＳＴモード伝動と前記遊星伝動部が出力する合成駆動力が前記出力回転体に伝達されるＨＭＴモード伝動とを切換えて現出するモード切換えクラッチ機構とを設けたコンバインの変速伝動装置であって、
前記ＨＳＴモード伝動が現出された状態において、前記無段変速機の斜板を中立位置から前進側の設定前進高速位置に向けて位置変更操作することで前記出力回転体の回転速度が零から前進側に無段階に増速するように、かつ前記斜板が前記設定前進高速位置に至ることで前記出力回転体の回転速度が前進中間速度になるように前記無段変速機が前記出力回転体を前進側に変速駆動し、前記斜板を中立位置から後進側の設定後進高速位置に向けて位置変更操作することで前記出力回転体の回転速度が零から後進側に無段階に増速するように、かつ前記斜板が前記設定後進高速位置に至ることで前記出力回転体の回転速度が後進最高速度になるように、前記無段変速機が前記出力回転体を後進側に変速駆動するよう構成し、
前記ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、前記斜板を前記設定前進高速位置から前記設定後進高速位置に向けて位置変更操作することで前記出力回転体の回転速度が前記前進中間速度から前進側に無段階に増速するように、かつ前記斜板が前記設定後進高速位置に至ることで前記出力回転体の回転速度が前進最高速度になるように、前記遊星伝動部が前記出力回転体を変速駆動するよう構成し、
縦軸が前記出力回転体の回転速度を示し、横軸が前記縦軸の回転速度零の位置を通り、かつ前記斜板の位置を示すグラフであって、前記ＨＳＴモード伝動が現出された状態における前記斜板の傾斜角度と前記出力回転体の回転速度との関係を示すＨＳＴモード速度線と、前記ＨＭＴモード伝動が現出された状態における前記斜板の傾斜角度と前記出力回転体の回転速度との関係を示すＨＭＴモード速度線とが載っているものであり、
前記ＨＳＴモード速度線は、前記縦軸と前記横軸とが交差する原点を通るとともに、前記設定後進高速位置から前記設定前進高速位置になるに従い、前記出力回転体の回転速度が増大することを示す直線であり、
前記ＨＭＴモード速度線は、前記設定前進高速位置から前記設定後進高速位置になるに従い、前記出力回転体の回転速度が増大することを示す直線であり、
前記ＨＳＴモード速度線と前記ＨＭＴモード速度線とは、前記設定前進高速位置で繋がっており、
前記設定前進高速位置における前記斜板の傾斜角を、前記無段変速機を前進高速側の操作限界まで変速操作した場合に前記無段変速機に実際に発生する前進側の実最大斜板角に近い傾斜角に設定し、
前記設定後進高速位置における前記斜板の傾斜角を、前記無段変速機を後進高速側の操作限界まで変速操作した場合に前記無段変速機に実際に発生する後進側の実最大斜板角に設定し、
前記横軸に向けて前記ＨＭＴモード速度線を延長した速度線延長線と前記横軸とが交差する前記横軸での位置に対応する前記無段変速機の仮想斜板角をＮとし、前記前進側の実最大斜板角をＸとすると、ＮがＸの１．５〜２．５倍となるに相当する傾斜角に、前記ＨＭＴモード速度線の前記横軸に対する傾斜角を設定してあるコンバインの変速伝動装置。

【請求項2】

前記グラフにおいて、前記ＨＭＴモード速度線の前記横軸に対する傾斜角を、前記出力回転体の前記前進最高速度での回転速度が前記前進中間速度での回転速度の２倍以上となるに相当する傾斜角に設定してある請求項１記載のコンバインの変速伝動装置。

【請求項3】

前記無段変速機を、可変容量型の油圧ポンプと可変容量型の油圧モータとを備えて構成してある請求項１又は２記載のコンバインの変速伝動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン駆動力を入力する静油圧式の無段変速機と、エンジン駆動力と前記無段変速機が出力する駆動力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体と、前記無段変速機が出力する駆動力が前記出力回転体に伝達されるＨＳＴモード伝動と前記遊星伝動部が出力する合成駆動力が前記出力回転体に伝達されるＨＭＴモード伝動とを切換えて現出するモード切換えクラッチ機構とを設けたコンバインの変速伝動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の変速伝動装置として、従来、例えば特許文献１に記載されたものがあった。特許文献１に記載されたものでは、エンジンの出力を前後輪に伝達する伝動系に油圧式無段変速装置、遊星歯車機構及び２つ油圧クラッチを設け、２つの油圧クラッチの接続切換えを行なうことにより、ＨＳＴモードの駆動系（ＨＳＴモード伝動）が構成されて、油圧式無段変速装置のモータ出力軸から出力される駆動力が遊星歯車機構に伝達されずに前後輪に伝達される。また、２つの油圧クラッチの接続切換えを行なうことにより、ＨＭＴモードの駆動系（ＨＭＴモード伝動）が構成されて、油圧式無段変速装置のモータ出力軸から出力される駆動力が遊星歯車機構に伝達されて遊星歯車機構によって油圧式無段変速装置からの駆動力とエンジンからの駆動力を合成され、遊星歯車機構から出力される合成駆動力が前後輪に伝達される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１０８０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

たとえばコンバインでは、作業列の終端での方向変換を行なう場合など、前後進の切換えが繰り返して行なわれることがある。このような農作業機にあっては、ＨＳＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を中立位置から前進側の設定前進高速位置に向けて変速操作することで出力回転体の回転速度が零から前進側にＨＳＴモード速度線の前進域に沿って無段階に増速するように、無段変速機が出力回転体を前進側に変速駆動するよう構成し、無段変速機を中立位置から後進側の設定後進高速位置に向けて変速操作することで出力回転体の回転速度が零から後進側にＨＳＴモード速度線の後進域に沿って無段階に増速するように、無段変速機が出力回転体を後進側に変速駆動するよう構成することで、無段変速機の中立位置を挟んでの変速を行なわせるだけで前後進の切換えを行なえることになり、操作容易に作業できるようになる。

【0005】

無段変速機の中立位置を挟んでの変速を行なわせるだけで前後進の切換えを行なえるよう構成した場合、変速伝動装置は、図６に示す如き出力特性を備えることになる。
すなわち、ＨＳＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を中立位置「ｎ」から前進側の設定前進高速位置「ａ」に向けて変速操作することで出力回転体の回転速度が零からＨＳＴモード速度線Ｓの前進域ＳＦに沿って無段階に増速し、無段変速機が設定前進高速位置「ａ」に至ることで出力回転体の回転速度が前進中間速度「Ｖ１」になる。ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を設定前進高速位置「ａ」から後進側の設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作することで出力回転体の回転速度が前進中間速度「Ｖ１」からＨＭＴモード速度線Ｍに沿って無段階に増速し、無段変速機が設定後進高速位置「−ｍａｘ」に至ることで出力回転体の回転速度が前進最高速度「Ｖ３」になる。

【0006】

つまり、無段変速機の中立位置を挟んでの変速を行なわせるだけで前後進の切換えを行なえるよう構成した場合、ＨＳＴモード伝動によっては後進側と前進側の駆動力が出力されることで、ＨＳＴモード伝動によって出力される前進側の駆動力の最高回転速度が比較的低速になる。そして、無段変速機だけで変速して出力される駆動力を得るよりも無段変速機と遊星伝動部とによって変速して出力される駆動力を得る方がエンジンからの駆動力を効率よく使用できることから、ＨＭＴモード伝動によって出力される駆動力を移動及び作業に使用することになる。

【0007】

移動よりも低速で行なう作業には、ＨＭＴモード速度線Ｍの低速域ＭＬに対応するＨＭＴモード伝動での変速状態で出力される駆動力を使用するから、ＨＭＴモード速度線Ｍの低速域ＭＬにおけるエンジン駆動力の利用効率がＨＳＴモード速度線Ｓにおけるエンジン駆動力の利用効率との差があまりないものになった場合、農作業機にあっては、作業に稼動する時間が長いことから、エンジン駆動力の利用面で不利となる。

【0008】

本発明は、前後進の切換えを有利に行なえるものでありながら、無段変速機を小型化しながらエンジンの駆動力を効率よく利用した駆動力を得ることができる農作業機の変速伝動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本第１発明は、エンジン駆動力を入力する静油圧式の無段変速機と、エンジン駆動力と前記無段変速機が出力する駆動力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体と、前記無段変速機が出力する駆動力が前記出力回転体に伝達されるＨＳＴモード伝動と前記遊星伝動部が出力する合成駆動力が前記出力回転体に伝達されるＨＭＴモード伝動とを切換えて現出するモード切換えクラッチ機構とを設けたコンバインの変速伝動装置において、
前記ＨＳＴモード伝動が現出された状態において、前記無段変速機の斜板を中立位置から前進側の設定前進高速位置に向けて位置変更操作することで前記出力回転体の回転速度が零から前進側に無段階に増速するように、かつ前記斜板が前記設定前進高速位置に至ることで前記出力回転体の回転速度が前進中間速度になるように前記無段変速機が前記出力回転体を前進側に変速駆動し、前記斜板を中立位置から後進側の設定後進高速位置に向けて位置変更操作することで前記出力回転体の回転速度が零から後進側に無段階に増速するように、かつ前記斜板が前記設定後進高速位置に至ることで前記出力回転体の回転速度が後進最高速度になるように、前記無段変速機が前記出力回転体を後進側に変速駆動するよう構成し、
前記ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、前記斜板を前記設定前進高速位置から前記設定後進高速位置に向けて位置変更操作することで前記出力回転体の回転速度が前記前進中間速度から前進側に無段階に増速するように、かつ前記斜板が前記設定後進高速位置に至ることで前記出力回転体の回転速度が前進最高速度になるように、前記遊星伝動部が前記出力回転体を変速駆動するよう構成し、
縦軸が前記出力回転体の回転速度を示し、横軸が前記縦軸の回転速度零の位置を通り、かつ前記斜板の位置を示すグラフであって、前記ＨＳＴモード伝動が現出された状態における前記斜板の傾斜角度と前記出力回転体の回転速度との関係を示すＨＳＴモード速度線と、前記ＨＭＴモード伝動が現出された状態における前記斜板の傾斜角度と前記出力回転体の回転速度との関係を示すＨＭＴモード速度線とが載っているものであり、
前記ＨＳＴモード速度線は、前記縦軸と前記横軸とが交差する原点を通るとともに、前記設定後進高速位置から前記設定前進高速位置になるに従い、前記出力回転体の回転速度が増大することを示す直線であり、
前記ＨＭＴモード速度線は、前記設定前進高速位置から前記設定後進高速位置になるに従い、前記出力回転体の回転速度が増大することを示す直線であり、
前記ＨＳＴモード速度線と前記ＨＭＴモード速度線とは、前記設定前進高速位置で繋がっており、
前記設定前進高速位置における前記斜板の傾斜角を、前記無段変速機を前進高速側の操作限界まで変速操作した場合に前記無段変速機に実際に発生する前進側の実最大斜板角に近い傾斜角に設定し、
前記設定後進高速位置における前記斜板の傾斜角を、前記無段変速機を後進高速側の操作限界まで変速操作した場合に前記無段変速機に実際に発生する後進側の実最大斜板角に設定し、
前記横軸に向けて前記ＨＭＴモード速度線を延長した速度線延長線と前記横軸とが交差する前記横軸での位置に対応する前記無段変速機の仮想斜板角をＮとし、前記前進側の実最大斜板角をＸとすると、ＮがＸの１．５〜２．５倍となるに相当する傾斜角に、前記ＨＭＴモード速度線の前記横軸に対する傾斜角を設定してある。

【0010】

本第１発明の構成によると、ＨＳＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を中立位置から前進側の設定前進高速位置に向けて変速操作すれば、出力回転体の回転速度が零から前進側に無段階に増速し、無段変速機を中立位置から後進側の設定後進高速位置に向けて変速操作すれば、出力回転体の回転速度が零から後進側に無段階に増速するから、無段変速機を中立位置を挟んで前進側と後進側に変速操作するだけで、前進から後進に切り換って、あるいは後進から前進に切り換って発進する。

【0011】

本第１発明の構成によると、例えば図６に示すように、縦軸が出力回転体の回転速度を示す速度線となり、横軸が縦軸の回転速度零の位置を通り、無段変速機の斜板位置を示す操作位置線となるグラフであって、ＨＳＴモード速度線及びＨＭＴモード速度線が載るものにおいて、前記Ｎが前記Ｘの１．５〜２．５倍となるに相当する傾斜角に、ＨＭＴモード速度線の操作位置線に対する傾斜角を設定してあるから、リリーフ回路が開き作動するなどの問題発生を回避しながら駆動できる範囲で油圧ポンプの吐出容量を小にした無段変速機を装備しても、移動及び作業に適切な回転速度で出力される駆動力を得ることができ、かつエンジンから入力する駆動力を変速に伴うロスを極力少なくして変速後の駆動力として得ることができるＨＭＴモード伝動での変速伝動を行なわせることができる。

【0012】

すなわち、ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を設定後進高速位置に変速操作した場合、出力回転体の回転速度としての前進最高速度がＨＳＴモード伝動において無段変速機を設定前進高速位置に変速操作した場合の出力回転体の回転速度としての前進中間速度に比して高速となり、ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を設定後進高速位置やその手前の操作位置に変速操作することで、すなわちＨＭＴモード速度線の高速域に対応する変速状態に変速操作することで、移動に適切な回転速度で出力される駆動力を得ることができる。
ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を中立位置やその付近の操作位置に変速操作した場合、すなわちＨＭＴモード速度線の低速域に対応する変速状態に変速操作することで、作業に適切な回転速度で出力される駆動力を得ることでき、かつ無段変速機よりも優れた伝動効率を備える遊星伝動部などの機械伝動による出力の全出力に対する割合が無段変速機による出力の全出力に対する割合よりも大になる状態で変速伝動を行なわせることができる。

【0013】

従って、無段変速機の変速を行なわせるだけで操作簡単に前後進の切換えを行なうことができるものでありながら、移動及び作業を適切な速度でスムーズに能力よく行うことができる農作業機を、極力小容量の油圧ポンプを備えた小型の無段変速機を採用してコスト面などで有利に得ることができる。

【0014】

本第２発明は、前記グラフにおいて、前記ＨＭＴモード速度線の前記横軸に対する傾斜角を、前記出力回転体の前記前進最高速度での回転速度が前記前進中間速度での回転速度の２倍以上となるに相当する傾斜角に設定してある。

【0015】

本第２発明の構成によると、ＨＭＴモード伝動が現出された状態において、無段変速機を設定後進高速位置に変速操作した場合、出力回転体の回転速度としての前進最高速度がＨＳＴモード伝動において無段変速機を設定前進高速位置に変速操作した場合の出力回転体の回転速度としての前進中間速度の２倍以上の回転速度となり、無段変速機を設定後進高速位置やその手前の操作位置に変速操作することで、すなわちＨＭＴモード速度線の高速域に対応する変速状態に変速操作することで、高速の回転速度で出力される駆動力を得て、移動走行をスムーズに行うことができる。

【0016】

本第３発明は、前記無段変速機を、可変容量型の油圧ポンプと可変容量型の油圧モータとを備えて構成してある。

【0017】

本第３発明の構成によると、ＨＭＴモード速度線の高速域に対応する変速状態に変速伝動装置を変速する場合やＨＳＴモード速度線の後進域に対応する変速状態に変速伝動装置を変速する場合、油圧モータの容量変更を行なうことにより、ＨＭＴモード速度線の操作位置線に対する傾斜角が容量変更前より急角度に変化し、より高速の回転速度で出力される前進駆動力を得てより高速で移動走行することができ、また、ＨＳＴモード速度線の操作位置線に対する傾斜角が容量変更前より急角度に変化し、より高速の回転速度で出力される後進駆動力を得てより高速で後進走行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】コンバインの全体を示す側面図である。

【図2】伝動構造を示す概略正面図である。

【図3】ＨＭＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。

【図4】ＨＳＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。

【図5】入力側クラッチ機構及び出力側クラッチ機構の操作状態と、モード切換えクラッチ機構の操作状態と、変速伝動装置の伝動形態との関係を示す説明図である。

【図6】変速伝動装置の出力特性を示すグラフである。

【図7】Ｎ／Ｘの値と全効率との関係を示す説明図である。

【図8】Ｎ／Ｘの値と無段変速機の小型化との関係を示す説明図である。

【図9】変速操作装置を示すブロック図である。

【図10】第１の別実施構造を備えた変速伝動装置を示す縦断正面図である。

【図11】第２の別実施構造を備えた変速伝動装置を示す縦断正面図である。

【図12】第３の別実施構造を備えた変速伝動装置を示す縦断正面図である。

【図13】第４の別実施構造を備えた変速伝動装置を示す縦断正面図である。

【図14】第５の別実施構造を備えた変速伝動装置を示す線図である。

【図15】第６の別実施構造を備えた変速伝動装置を示す線図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面に基づいて、本発明に係る農作業機の変速伝動装置をコンバインに装備した場合について説明する。
図１に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ式の走行装置１，１によって自走するように構成され、かつ乗用型の運転部２を装備された走行機体と、走行機体の機体フレーム３の前部に連結された刈取り部４と、機体フレーム３の後部側に刈取り部４の後方に配置して設けられた脱穀装置５と、機体フレーム３の後部側に脱穀装置５の横側方に配置して設けられた穀粒タンク６とを備えて構成してあり、稲、麦などの収穫作業を行う。

【0020】

すなわち、刈取り部４は、機体フレーム３の前部から前方向きに上下揺動自在に延出する刈取り部フレーム４ａを備え、この刈取り部フレーム４ａが昇降シリンダ７によって揺動操作されることにより、刈取り部４の前端部に設けられた分草具４ｂが地面近くに下降した下降作業位置と、分草具４ｂが地面から高く上昇した上昇非作業位置とに昇降する。刈取り部４を下降作業位置に下降させて走行機体を走行させると、刈取り部４は、分草具４ｂによって刈取対象の植立穀稈を引起し経路に導入し、引起し経路に導入した植立穀稈を引起し装置４ｃによって引起しながらバリカン型の刈取装置４ｄによって刈取り、刈取り穀稈を供給装置４ｅによって脱穀装置５に供給する。脱穀装置５は、供給装置４ｅからの刈取り穀稈の株元側を脱穀フィードチェーン５ａによって挟持して機体後方向きに搬送し、刈取り穀稈の穂先側を扱室（図示せず）に供給して脱穀処理し、脱穀穀粒を穀粒タンク６に送り込む。

【0021】

運転部２に備えられた運転座席２ａの下方にエンジン８を設け、エンジン８が出力する駆動力を、機体フレーム３の前端部に設けたミッションケース１１を備えた伝動構造１０によって左右一対の走行装置１，１に伝達するように構成してある。

【0022】

図２は、伝動構造１０の概略構造を示す正面図である。この図に示すように、伝動構造１０は、エンジン８の出力軸８ａからのエンジン駆動力を、伝動ベルト１２ａが備えられた伝動機構１２を介してミッションケース１１の上端部の横側に設けられた変速伝動装置２０に入力し、この変速伝動装置２０の出力を、ミッションケース１１に内装された走行ミッション１３に入力して走行ミッション１３が備える左右一対の操向クラッチ機構１４，１４の左側の操向クラッチ機構１４から左側の走行装置１の駆動軸１ａに伝達し、右側の操向クラッチ機構１４から右側の走行装置１の駆動軸１ａに伝達する。

【0023】

伝動構造１０は、ミッションケース１１に内装された刈取りミッション１５を備え、変速伝動装置２０の出力を、刈取りミッション１５に入力して刈取り出力軸１６から刈取り部４の駆動軸４ｆに伝達する。

【0024】

変速伝動装置２０について説明する。
図３，４に示すように、変速伝動装置２０は、ミッションケース１１の上端側に横側部が連結される変速ケース２１を備えた遊星変速部２０Ａと、変速ケース２１のミッションケース１１に連結する側とは反対側の横側部にケーシング３１が連結された静油圧式の無段変速機３０とを備えて構成してある。

【0025】

変速ケース２１は、遊星伝動部４０及び伝動機構５０を収容する主ケース部２１ａと、入力軸２２及び伝動軸２３と無段変速機３０の連結部を収容し、かつ変速ケース２１とケーシング３１のポートブロック３４を連結する連結ケース部２１ｂとを備えて構成してある。変速ケース２１は、主ケース部２１ａの出力回転体２４が位置する下部側面の横外側に膨出形成された膨出部分２１ｃでミッションケース１１に連結される。連結ケース部２１ｂの走行機体上下方向での大きさが主ケース部２１ａの走行機体上下方向での大きさよりも小になっている。主ケース部２１ａを、機体前後方向視での縦断面形状が縦長形状となるように形成し、ケーシング３１を、機体前後方向視での縦断面形状が縦長形状となるように形成し、遊星変速部２０Ａと無段変速機３０が機体横方向に並びながら、変速伝動装置２０全体としての機体横方向幅が小となり、変速伝動装置２０は、横外側に突出しないように走行機体の左右方向ではコンパクトな状態でミッションケース１１の横側部に連結されている。さらに、ケーシング３１の下部側面には下端側ほど機体内側に傾斜する傾斜面３１Ａが形成され、この傾斜面３１Ａにモータ軸３３ａのベアリングを支持する膨出部３１Ｂが形成されて、変速伝動装置２０の更なるコンパクト化が図られている。また、ケーシング３１の上面には上向きにオイルフィルタ２０Ｆが配置され、オイルフィルタ２０Ｆの横外側への突出を回避して更なるコンパクトが図られている。

【0026】

遊星変速部２０Ａは、変速ケース２１の上端側に回転自在に支持された機体横向きの入力軸２２と、変速ケース２１の下端側に入力軸２２と平行又はほぼ平行に回転自在に支持された伝動軸２３及び回転軸型の出力回転体２４と、伝動軸２３に支持された遊星伝動部４０と、入力軸２２と遊星伝動部４０のキャリヤ４１とに亘って設けた伝動機構５０とを備えている。

【0027】

入力軸２２は、無段変速機３０のポンプ軸３２ａに対して同軸芯状に並ぶよう配置されている。入力軸２２は、変速ケース２１から横外側に突出している側で伝動機構１２を介してエンジン８の出力軸８ａに連結するように構成され、エンジン８に連結される側とは反対側でジョイント２２ａを介して無段変速機３０のポンプ軸３２ａに一体回転自在に連結されており、伝動機構１２を介してエンジン駆動力を入力し、エンジン駆動力によって駆動されて無段変速機３０の油圧ポンプ３２を駆動する。

【0028】

出力回転体２４は、無段変速機３０に対して入力軸２２のエンジン連結側が位置する側と同じ側に無段変速機３０のモータ軸３３ａと同軸芯状に並ぶように配置されている。出力回転体２４は、変速ケース２１から横外側に突出している側で走行ミッション１３の入力部に連動するよう構成されており、遊星伝動部４０及び無段変速機３０からの駆動力を走行ミッション１３を介して左右一対の走行装置１，１に出力する。

【0029】

無段変速機３０は、ケーシング３１の上端側にポンプ軸３２ａが回転自在に支持されている油圧ポンプ３２と、ケーシング３１の下端側にモータ軸３３ａが回転自在に支持されている油圧モータ３３とを備えて構成してある。油圧ポンプ３２は、可変容量形のアキシャルプランジャポンプによって構成し、油圧モータ３３は、アキシャルプランジャモータによって構成してある。油圧モータ３３は、油圧ポンプ３２によって吐出され、ポートブロック３４の内部に形成された油路を介して供給される圧油によって駆動される。無段変速機３０には、ポンプ軸３２ａの端部に装備されたチャージポンプ９０によって補充用の作動油が供給される。チャージポンプ９０は、ポンプ軸３２ａに一体回転自在に取り付けられたロータ９０ａ、及びケーシング３１に脱着自在に連結されたポンプケーシング９０ｂを備えている。

【0030】

したがって、無段変速機３０は、油圧ポンプ３２が備える斜板３２ｂの角度変更操作が行なわれることにより、前進伝動状態と後進伝動状態と中立状態とに切り換わる。無段変速機３０は、前進伝動状態に切換え操作されると、入力軸２２からポンプ軸３２ａに伝達されるエンジン駆動力を前進駆動力に変換してモータ軸３３ａから出力し、後進伝動状態に切換え操作されると、入力軸２２からポンプ軸３２ａに伝達されるエンジン駆動力を後進駆動力に変換してモータ軸３３ａから出力し、前進伝動状態と後進伝動状態のいずれにおいても、エンジン駆動力を無段階に変速して出力する。無段変速機３０は、中立状態に切換え操作されると、モータ軸３３ａからの出力を停止する。

【0031】

遊星伝動部４０は、無段変速機３０に対して入力軸２２のエンジン連結側が位置する側と同じ側に、モータ軸３３ａと出力回転体２４の間に位置する状態で配置されている。遊星伝動部４０は、伝動軸２３に支持されるサンギヤ４２と、サンギヤ４２に噛合う複数個の遊星ギヤ４３と、各遊星ギヤ４３に噛合うリングギヤ４４と、複数個の遊星ギヤ４３を回転自在に支持するキャリヤ４１とを備えている。キャリヤ４１は、遊星ギヤ４３を延出端部で回転自在に支持するアーム部４１ａと、複数本のアーム部４１ａの基端側が連結している筒軸部４１ｂとを備え、筒軸部４１ｂで伝動軸２３にベアリングを介して回転自在に支持されている。

【0032】

伝動軸２３とモータ軸３３ａとは、ジョイント２３ａを介して一体回転自在に連結し、伝動軸２３とサンギヤ４２とは、スプライン構造を介して一体回転自在に連結しており、サンギヤ４２は、モータ軸３３ａに対して一体回転自在に連動している。

【0033】

リングギヤ４４と出力回転体２４とは、伝動軸２３に対してこれの軸芯方向に並んで相対回転自在に外嵌した環状の遊星側連動体２６及び環状の出力側連動体２７によって一体回転自在に連動している。すなわち、遊星側連動体２６は、遊星側連動体２６の外周部から放射状にかつ一体回転自在に延出する複数本の係合アーム部２６ａを備えている。複数本の係合アーム部２６ａは、リングギヤ４４の複数箇所に係合しており、遊星側連動体２６は、リングギヤ４４に対して一体回転自在に連動している。出力側連動体２７は、遊星側連動体２６に対して係合爪２７ａによって一体回転自在に係合し、出力回転体２４に対してスプライン構造によって一体回転自在に係合しており、遊星側連動体２６と出力回転体２４とを一体回転自在に連結している。遊星側連動体２６は、伝動軸２３にベアリングを介して相対回転自在に支持されている。出力側連動体２７は、変速ケース２１にベアリングを介して回転自在に支持されている。

【0034】

伝動機構５０は、キャリヤ４１の筒軸部４１ｂに一体回転自在に設けられたキャリヤ４１の入力ギヤ４１ｃに噛合う状態で入力軸２２にニードルベアリングを介して相対回転自在に支持された伝動ギヤ５２と、伝動ギヤ５２と入力軸２２に亘って設けた入力側クラッチ機構５５とを備えて構成してある。

【0035】

入力側クラッチ機構５５は、入力軸２２に一体回転及び摺動操作自在に支持されたクラッチ体５６と、クラッチ体５６の一端側と伝動ギヤ５２の横側部とに亘って設けたクラッチ機構本体５７とを備えて構成してある。クラッチ体５６は、クラッチ体５６の端部に内嵌された油圧ピストン５８によって摺動操作される。クラッチ機構本体５７は、クラッチ体５６に設けた噛合い爪と伝動ギヤ５２に設けた噛合い爪とが係脱することによって入り状態と切り状態に切り換わるように噛合いクラッチに構成してある。

【0036】

入力側クラッチ機構５５は、クラッチ機構本体５７が入り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２と伝動ギヤ５２を一体回転自在に連動させるように入り状態に切換え操作され、遊星伝動部４０のキャリヤ４１を入力軸２２に対する連動入り状態に切り換える。

【0037】

入力側クラッチ機構５５は、クラッチ機構本体５７が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２と伝動ギヤ５２の連動を絶つように切り状態に切換え操作され、遊星伝動部４０のキャリヤ４１を入力軸２２に対する連動切り状態に切り換える。

【0038】

したがって、遊星伝動部４０は、入力側クラッチ機構５５が入り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２のエンジン連結側と無段変速機連結側との間に位置する部位から入力軸２２の駆動力を伝動機構５０を介してキャリヤ４１に入力する。遊星伝動部４０は、入力側クラッチ機構５５が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２に対する連動を絶たれた状態になる。

【0039】

遊星伝動部４０のサンギヤ４２と遊星側連動体２６とに亘り、伝動軸２３に外嵌されたクラッチ体６１を備えた出力側クラッチ機構６０を設けてある。

【0040】

クラッチ体６１は、クラッチ体６１の内周側に形成してある油室に圧油が供給されることにより、入り付勢ばね６２に抗してサンギヤ４２に向けて摺動操作されて切り位置に切り換わり、油室から圧油が排出されることにより、入り付勢ばね６２によって遊星側連動体２６に向けて摺動操作されて入り位置に切り換わる。クラッチ体６１は、入り位置に切り換わると、クラッチ体６１に設けてあるクラッチ爪６１ａと遊星側連動体２６に設けてあるクラッチ爪とが係合して、遊星側連動体２６に対して一体回転自在に連結する。クラッチ体６１は、サンギヤ４２に対して係合爪６１ｂによって一体回転自在に係合した状態を維持しながら摺動操作され、サンギヤ４２に対する係合状態を維持しながら入り位置になる。クラッチ体６１は、切り位置に切り換わると、クラッチ爪６１ａによる遊星側連動体２６に対する係合を解除する。

【0041】

したがって、出力側クラッチ機構６０は、クラッチ体６１が切り位置に切換え操作されることにより、サンギヤ４２と遊星側連動体２６の連動を絶つことで、モータ軸３３ａの出力回転体２４に対する連動を絶ち、この状態において遊星伝動部４０のリングギヤ４４と出力回転体２４が一体回転自在に連動する第１伝動状態を現出し、遊星伝動部４０の合成駆動力の出力回転体２４からの出力を可能にする。

【0042】

出力側クラッチ機構６０は、クラッチ体６１が入り位置に切換え操作されることにより、サンギヤ４２と遊星側連動体２６を一体回転自在に連動させることで、モータ軸３３ａを出力回転体２４に一体回転自在に連動させる第２伝動状態を現出し、無段変速機３０による出力の出力回転体２４からの出力を可能し、かつ、サンギヤ４２と伝動軸２３が一体回転自在に連動し、リングギヤ４４と遊星側連動体２６が一体回転自在に連動していることにより、遊星ギヤ４３の自転が発生しないように、サンギヤ４２と遊星ギヤ４３とリングギヤ４４がモータ軸３３ａと一体回転することを可能にする。

【0043】

出力側クラッチ機構６０は、遊星伝動部４０のリングギヤ４４と出力回転体２４とを連動状態に維持しながら、遊星伝動部４０のサンギヤ４２と出力回転体２４とを連動入り状態と連動切り状態に切換える。

【0044】

したがって、遊星伝動部４０は、入力側クラッチ機構５５が入り状態に切換え操作され、出力側クラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２の駆動力を伝動機構５０を介してキャリヤ４１に入力し、無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力を伝動軸２３を介してサンギヤ４２に入力し、入力軸２２の駆動力と無段変速機３０の出力とを合成して合成駆動力を発生させ、発生させた合成駆動力をリングギヤ４４から遊星側連動体２６及び出力側連動体２７を介して出力回転体２４に出力する。

【0045】

入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッチ機構６０を備えて、モード切換えクラッチ機構７０を構成してある。モード切換えクラッチ機構７０は、入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッキ機構６０が切換え操作されることにより、変速伝動装置２０の伝動形態をＨＳＴモード伝動とＨＭＴモード伝動とに切換える。

【0046】

図５は、入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッチ機構６０の操作状態と、モード切換えクラッチ機構７０の操作状態と、変速伝動装置２０の伝動形態との関係を示す説明図である。図５に示す「切」は、入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッチ機構６０の切り状態を示し、「入」は、入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッチ機構６０の入り状態を示す。この図に示すように、モード切換えクラッチ機構７０は、入力側クラッチ機構５５が切り状態に切換え操作され、出力側クラッチ機構６０が入り状態に切換え操作されると、変速伝動装置２０にＨＳＴモード伝動の伝動形態を現出させ、入力側クラッチ機構５５が入り状態に切換え操作され、出力側クラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されると、変速伝動装置２０にＨＭＴモード伝動の伝動形態を現出させる。

【0047】

図３は、ＨＭＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、モード切換えクラッチ機構７０を構成する入力側クラッチ機構５５が入り状態に切換え操作され、出力側クラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されると、変速伝動装置２０は、ＨＭＴモード伝動の伝動形態を備える。変速伝動装置２０は、ＨＭＴモード伝動の伝動形態を備えると、入力軸２２の駆動力を伝動機構５０を介して遊星伝動部４０のキャリヤ４１に入力し、無段変速機３０が入力軸２２から入力した駆動力を変速してモータ軸３３ａから出力する駆動力を遊星伝動部４０のサンギヤ４２に入力し、遊星伝動部４０が入力軸２２から入力する駆動力と無段変速機３０から入力する駆動力とを遊星伝動部４０によって合成して合成駆動力を発生させ、遊星伝動部４０がリングギヤ４４から出力する合成駆動力を、遊星側連動体２６及び出力側連動体２７を介して出力回転体２４の端部に伝達して出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。

【0048】

図４は、ＨＳＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、モード切換えクラッチ機構７０を構成する入力側クラッチ機構５５が切り状態に切換え操作され、出力側クラッチ機構６０が入り状態に切換え操作されると、変速伝動装置２０は、ＨＳＴモード伝動の伝動形態を備える。変速伝動装置２０は、ＨＳＴモード伝動の伝動形態を備えると、無段変速機３０が入力軸２２から入力した駆動力を変速してモータ軸３３ａから出力する駆動力を、伝動軸２３、出力側クラッチ機構６０、遊星側連動体２６及び出力側連動体２７を介して出力回転体２４の端部に伝達し、出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。

【0049】

モード切換えクラッチ機構７０は、変速伝動装置２０にＨＳＴモード伝動の伝動形態を現出させた場合、入力軸２２から遊星伝動部４０のキャリヤ４１への伝動が絶たれた状態にあり、サンギヤ４２が伝動軸２３を介してモータ軸３３ａに一体回転自在に連動された状態にあり、リングギヤ４４が遊星側連動体２６、クラッチ体６１、サンギヤ４２及び伝動軸２３を介してモータ軸３３ａに一体回転自在に連動された状態にあることから、遊星伝動部４０のサンギヤ４２、遊星ギヤ４３及びリングギヤ４４をモータ軸３３ａと一体回転するよう操作することになり、変速伝動装置２０は、ＨＳＴモード伝動を現出する状態に操作された場合、遊星ギヤ４３の自転を発生させず、すなわちサンギヤ４２と遊星ギヤ４３の相対回転及び遊星ギヤ４３とリングギヤ４４の相対回転を発生させずに、油圧無段変速機３０のモータ軸３３ａの出力を出力回転体２４に伝達する。

【0050】

図６は、変速伝動装置２０が備える出力特性を示すグラフ（速度線図）である。このグラフの縦軸は、出力回転体２４の回転速度を示す速度線となっている。このグラフの横軸は、縦軸の回転速度零の位置を通るものであり、かつ無段変速機３０における油圧ポンプ３２の斜板位置を示す操作位置線Ｌとなっている。操作位置線Ｌの「ｎ」は、無段変速機３０を中立状態にする斜板３２ｂの中立位置である。操作位置線Ｌの「ａ」は、変速制御によって操作される斜板３２ｂの前進側の最高速位置として設定した設定前進高速位置である。操作位置線Ｌの「＋ｍａｘ」は、無段変速機３０の実前進最高速位置であって、無段変速機３０を前進高速側の操作限界まで変速操作した場合、油圧ポンプ３２の斜板３２ｂに実際に発生する斜板角位置である。設定前進高速位置「ａ」は、モータ軸３３ａの回転を遊星端子に増減せずに入力する簡単な構成において、ＨＳＴモード伝動とＨＭＴモード伝動が切り換わる点での速度連続性を保つ為に、実前進最高速位置「＋ｍａｘ」の手前の位置に設定してある。操作位置線Ｌの「−ｍａｘ」は、変速制御によって操作される斜板３２ｂの後進側の最高速位置として設定した設定後進高速位置である。設定後進高速位置「−ｍａｘ」は、無段変速機３０を後進高速側の操作限界まで変速操作した場合、油圧ポンプ３２の斜板３２ｂに実際に発生する斜板角位置と同じ位置に設定してある。

【0051】

図６に示す速度線Ｓは、エンジン８が設定の一定速度の駆動力を出力するようにアクセルセットされた状態において変速伝動装置２０がＨＳＴモード伝動で変速された場合の出力回転体２４の回転速度の変化を示すＨＳＴモード速度線であり、速度線Ｍは、エンジン８が設定の一定速度の駆動力を出力するようにアクセルセットされた状態において変速伝動装置２０がＨＭＴモード伝動で変速された場合の出力回転体２４の回転速度の変化を示すＨＭＴモード速度線である。

【0052】

図６に示すように、入力側クラッチ機構５５が切り状態に切換え制御され、出力側クラッチ機構６０が入り状態に切換え制御されてＨＳＴモード伝動が現出され、ＨＳＴモード伝動が維持された状態において、無段変速機３０を中立位置「ｎ」から設定前進高速位置「ａ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が零からＨＳＴモード速度線Ｓの前進域ＳＦに沿って前進側に無段階に増速していき、無段変速機３０が設定前進高速位置「ａ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が第１の前進中間速度「Ｖ１」になる。

【0053】

無段変速機３０が設定前進高速位置「ａ」に至ると、入力側クラッチ機構５５が切り状態から入り状態に切換え制御され、出力側クラッチ機構６０が入り状態から切り状態に切換え制御されてＨＳＴモード伝動に替えてＨＭＴモード伝動が現出され、ＨＭＴモード伝動が維持された状態において、無段変速機３０を設定前進高速位置「ａ」から中立位置「ｎ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が第１の前進中間速度「Ｖ１」からＨＭＴモード速度線Ｍの低速域ＭＬに沿って無段階に増速していき、無段変速機３０が中立位置「ｎ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が第２の前進中間速度「Ｖ２」になる。ＨＭＴモード伝動が維持された状態において、無段変速機３０を中立位置「ｎ」から設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が第２の前進中間速度「Ｖ２」からＨＭＴモード速度線Ｍの高速域ＭＨに沿って無段階に増速していき、無段変速機３０が設定後進高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が前進最高速度「Ｖ３」になる。

【0054】

ＨＳＴモード伝動が維持された状態において、無段変速機３０を中立位置「ｎ」から設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が零からＨＳＴモード速度線Ｓの後進域ＳＲに沿って後進側に無段階に増速していき、無段変速機３０が設定後進高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が後進最高速度「ＶＲ」になる。

【0055】

ＨＭＴモード速度線Ｍの高速域ＭＨに対応する変速状態で出力される駆動力が移動走行に適切な回転速度の駆動力になるように、かつＨＭＴモード速度線Ｍの低速域ＭＬに対応する変速状態で出力される駆動力が作業走行に適切な回転速度の駆動力になるように、さらに油圧ポンプ３２の吐出容量が極力小である無段変速機３０を採用しながらエンジン８から入力する駆動力を変速に伴うロスを極力少なくして変速後の駆動力として得ることができるように、ＨＭＴモード速度線Ｍの操作位置線Ｌに対する傾斜角Ｂを次の如く設定してある。

【0056】

図６に示す速度線延長線ＭＥは、ＨＭＴモード速度線Ｍを操作位置線Ｌに向けて延長したものであり、操作位置線Ｌでの位置「Ｐ」は、速度線延長線ＭＥと操作位置線Ｌとが交差する交差位置である。無段変速機３０の油圧ポンプ３２の斜板３２ｂを実際に傾斜操作できる前進側の最大傾斜位置としての実前進最高速位置「＋ｍａｘ」を超えて交差位置「Ｐ」まで傾斜操作できると仮定し、交差位置「Ｐ」まで傾斜操作した場合の斜板３２ｂが備えることとなる仮想傾斜角の値を「Ｎ」とし、実前進最高速速位置「＋ｍａｘ」に変速操作した無段変速機３０の油圧ポンプ３２に実際に発生する実最大斜板角の値を「Ｘ」とすると、ＮがＸの２倍（Ｎ／Ｘ＝２．０）となるに相当する傾斜角に、ＨＭＴモード変速線Ｍの操作位置線Ｌに対する傾斜角Ｂを設定してある。Ｎ／Ｘ＝２．０の設定は、油圧ポンプ３２の吐出容量の設定、遊星伝動部４０及び遊星伝動部４０以外の機械伝動部におけるギヤ伝動比の設定による。

【0057】

ＨＭＴモード速度線Ｍの操作位置線Ｌに対する傾斜角Ｂは、前進最高速度「Ｖ３」での出力回転体２４の回転速度が第１の前進中間速度「Ｖ１」での出力回転体２４の回転速度の２倍以上となる傾斜角に設定してある。

【0058】

Ｎ／Ｘ＝２．０の設定は、次に説明する根拠に基づくものである。
無段変速機３０の出力回転が零で出力回転数がＶ２の時、全動力が無段変速機３０を通らずに出力される。出力回転が零になる仮想斜板角の位置（Ｐ）では、出力回転数Ｖ２の時の動力が無段変速機３０を通じて駆動側に戻され出力が零になる。すなわち、無段変速機３０を通さない機械伝達力が無段変速機３０の動力（以下、ＨＳＴ動力と呼称する。）と釣り合う。実際には、仮想斜板角の位置（Ｐ）は仮想的な位置なので、無段変速機３０の実前進最高速位置「＋ｍａｘ」での実最大傾斜角Ｘ＝１を考えると、ＨＳＴ動力は、回転数が１／Ｎなので、無段変速機３０を通さない機械伝達動力の１／Ｎ倍になる。

【0059】

仮に機械効率を、機械伝達動力でＫＭ、無段変速機３０を通す動力でＫＨとすると、出力動力は一定機械動力±ＨＳＴ動力となり、変速伝動装置２０が発揮する全効率は、
無段変速機３０が中立位置「ｎ」であると、（１＋０×１／Ｎ）／（１／ＫＭ＋０×１／Ｎ／ＫＨ）＝ＫＭ と計算され、
無段変速機３０が設定後進高速位置「−ｍａｘ」であると、（１＋１／Ｎ）／（１／ＫＭ＋１／Ｎ／ＫＨ）＝ＫＭ・ＫＨ（Ｎ＋１）／（ＫＭ＋ＫＨ・Ｎ） と計算され、
無段変速機３０が実前進最高速位置「＋ｍａｘ」であると、（１−１／Ｎ）／（１／ＫＭ−１／Ｎ・ＫＨ）＝ＫＭ（Ｎ−１）／（Ｎ−ＫＭ・ＫＨ） と計算され、計算上はＮが大きいほど高効率化できる。

【0060】

図７は、Ｎ／Ｘの値を変化させた場合の全効率と変速位置との関係を示す説明図である。ここでは、ＫＭ＝０．９５、ＫＨ＝０．７とし、Ｎ／Ｘ＝１．０、Ｎ／Ｘ＝２．０、Ｎ／Ｘ＝３．０と変化させて上記した如く概算した全効率を示している。

【0061】

図７に示す横軸は、変速位置を示すものであり、ＨＳＴモード伝動での前進側及びＨＭＴモード伝動において無段変速機３０を任意の変速位置に変速された場合における出力回転速度の設定後進高速位置「−ｍａｘ」に変速された場合における出力回転速度の割合を横軸の変速位置としている。すなわち、ＨＳＴモード伝動での前進側及びＨＭＴモード伝動において無段変速機３０を任意の変速位置に変速された場合に出力される駆動力の回転速度＝Ｖｎとすると、Ｖｎ／Ｖ３を横軸の変速位置としている。したがって、無段変速機３０の設定前進高速位置「ａ」は、横軸での０．２と０．４の間の位置となり、図７の縦線Ｄはこの位置を通るものである。無段変速機３０の中立位置「ｎ」は、横軸での０．６と０．８の間の位置となり、図７の縦線Ｅはこの位置を通るものである。

【0062】

図７に示す効率線Ｋは、無段変速機３０が備える全効率を示すものである。図７に示す効率線Ｋ１は、Ｎ／Ｘ＝１．０として概算した全効率を示すものであり、効率線Ｋ２は、Ｎ／Ｘ＝２．０として概算した全効率を示すものであり、効率線Ｋ３は、Ｎ／Ｘ＝３．０として概算した全効率を示すものである。

【0063】

縦線Ｄと縦線Ｅとの間では、全効率が良いのはＮ／Ｘ＝１．０の場合であるが、高速側は出力も大きいので、ロス動力としては大きくなり、小さな効率差も無視できなくなる。ロス率と出力動力を掛けたロス動力を検討すると、Ｎ／Ｘ＝１．８程度が極小値となる。ロス動力としての最適値はＮ／Ｘ＝１．８を挟んでＮ／Ｘが小さい側に広いが、無段変速機３０の小型化は、Ｎ／Ｘ＝２．０が最適値となる。このバランスを取って、Ｎ／Ｘ＝１．５〜２．５程度とすれば、高速域での高効率化を実現しつつ、無段変速機３０の小型化も３８％程度にできて両立される。この時のＨＭＴモード伝動での遊星伝動部４０の出力回転も１００００ｒｐｍを超えない現実的な領域で設計できる。変速伝動装置２０ユニットとして独立させる場合、駆動源からの回転数程度に減速した方が、出力部のシールなどによるトルクロスの影響を小さくできるので、２．５〜３の減速を、遊星伝動部４０で行なうが、これも現実的に構成しやすくなる。上記した如くシンプルなモード切換えクラッチ機構７０を採用して、高効率と無段変速機３０の小型化を図るには、Ｎ／Ｘ＝１．５〜２．５の設定が好都合である。

【0064】

図８は、Ｎ／Ｘの値と無段変速機３０の小型化との関係を示す説明図である。図８の横軸は、Ｎ／Ｘの値を示す。図８に示す線Ｆは、ＨＳＴ動力（１／Ｎ）の全動力（１＋１／Ｎ）に対する割合「Ｗ」を示す。この割合「Ｗ」が大になるほど、油圧ポンプ３２の吐出容量が大となる大型の無段変速機３０が必要になる。

【0065】

所定の変速範囲に亘る駆動力を遊星伝動部４０による出力によって得る場合、無段変速機３０による出力によって得る場合よりも無段変速機３０の小型化が可能になるのであり、図８に示す線Ｇは、Ｎ／Ｘの値と、無段変速機３０を小型化できる度合との関係を示す。

【0066】

すなわち、仮に、ＨＳＴモード伝動とＨＭＴモード伝動が切り換わる点を実最大傾斜位置「＋ｍａｘ」とすると、ＨＭＴモード伝動での最高速度(前進最高速度「Ｖ３」)はＨＳＴモード伝動での最高速度に対し、相似形で計算して（Ｎ＋１）／（Ｎ−１）＝Ｚとなる。Ｚは、Ｎ／Ｘ＝１．５とすると５．０となり、Ｎ／Ｘ＝２．０とすると３．０となり、Ｎ／Ｘ＝２．５とすると２．３となり、Ｎ／Ｘ＝３．０とすると２．０となる。図８の縦軸で示す値は、１／Ｚの値である。

【0067】

Ｚの値が大になるほど、ＨＭＴモード伝動によって得ることができる変速範囲がより広くなり、ＨＳＴモード伝動による変速範囲をより小に済ませることができて、無段変速機３０のより小型化を図ることができるが、油圧ポンプ３２の吐出容量をあまり小にするとリリーフ回路が開き作動するなどの駆動トラブルが発生する。したがって、線Ｆと線Ｇとの交差を現出するＮ／Ｘ＝２．０を採用することにより、ＨＭＴモード伝動による前進最高速度「Ｖ３」や第２の前進中間速度「Ｖ２」を移動や作業に必要な速度にしながら、かつ無段変速機３０の小型化を図りながら、無段変速機３０の駆動トラブルの発生を回避した変速伝動が可能な変速伝動装置２０を得ることができる。

【0068】

図９は、変速伝動装置２０を変速操作する変速操作装置７１を示すブロック図である。この図に示すように、変速操作装置７１は、無段変速機３０の変速操作部３０ａ、入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッチ機構６０の操作部５５ａ，６０ａに連係された制御装置７２と、制御装置７２に連係された変速検出センサ７３、エンジン回転数センサ７４、変速機出力回転数センサ７５及び出力回転数センサ７６とを備えている。

【0069】

変速操作部３０ａは、無段変速機３０における油圧ポンプ３２の斜板３２ｂの角度変更操作を行なう電動アクチュエータ又は油圧アクチュエータによって構成してある。入力側クラッチ機構５５の操作部５５ａは、入力軸２２の内部に形成された操作油路を介して油圧ピストン５８に接続された操作弁によって構成してあり、油圧ピストン５８を操作してクラッチ体５６を摺動操作することにより、入力側クラッチ機構５５を切り換え操作する。出力側クラッチ機構６０の操作部６０ａは、伝動軸２３の内部に形成された操作油路を介してクラッチ体６１の油室に接続された操作弁によって構成してあり、クラッチ体６１の油室に対する操作油の供給及び排出を行なうことにより、クラッチ体６１を摺動操作して出力側クラッチ機構６０を切り換え操作する。

【0070】

変速検出センサ７３は、変速レバー７７の操作位置を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。エンジン回転数センサ７４は、エンジン８の回転数を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。変速機出力回転数センサ７５は、油圧式無段変速機３０の出力回転数を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。出力回転数センサ７６は、変速伝動装置２０の出力回転数を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。

【0071】

制御装置７２は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、変速制御手段７８を備えている。変速制御手段７８は、変速検出センサ７３及び変速機出力回転数センサ７５による検出情報を基に、無段変速機３０の変速状態が変速レバー７７の操作位置に対応したものになるように、変速操作部３０ａを操作して無段変速機３０を変速制御する。

【0072】

変速制御手段７８は、無段変速機３０を変速制御するに加え、エンジン回転数センサ７４による検出情報を基に、アクセルセットされたエンジン８の回転数を検出し、この検出結果、変速検出センサ７３、変速機出力回転数センサ７５及び出力回転数センサ７６による検出情報を基に、図６に示す如く変速伝動装置２０がＨＳＴモード伝動及びＨＭＴモード伝動の伝動形態を現出して変速伝動するように、操作部５５ａ及び操作部６０ａを操作して入力側クラッチ機構５５及び出力側クラッチ機構６０を所定のタイミングで切り換え制御する。

【0073】

〔別実施構造〕
図１０は、第１の別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、第１の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、無段変速機３０を、可変容量型の油圧ポンプ３２と可変容量型の油圧モータ３３を備えて構成してある。

【0074】

図６に示すように、第１の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、ＨＭＴモード伝動において油圧モータ３３が容量減少側に変速操作されることにより、ＨＭＴモード速度線Ｍの高速域ＭＨが高速ＨＭＴモード速度線ＭＨ１に切り換わった状態で変速伝動し、無段変速機３０が中立位置「ｎ」から設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速されることで、出力回転体２４の回転速度を第２の前進中間速度「Ｖ２」から前進最高速度（Ｖ３）よりも高速の副前進最高速度（Ｖ４）に向けて無段階に増速していく。第１の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、ＨＳＴモード伝動において油圧モータ３３が容量減少側に変速操作されることにより、ＨＳＴモード速度線Ｓの後進域ＳＲが高速ＨＳＴモード速度線ＳＲ１に切り換わった状態で変速伝動し、無段変速機３０が中立位置「ｎ」から設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速されることで、出力回転体２４の回転速度を零から後進最高速度（ＲＨ）よりも高速の副後進最高速度（ＲＨ１）に向けて無段階に増速していく。

【0075】

図１１は、第２の別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、第２の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、出力側クラッチ機構６０を、伝動軸２３に一体回転自在に設けた支持体６３と遊星側連動体２６に設けたクラッチボディ部とに亘って設けた多板式の摩擦クラッチ部６４を備えて、摩擦式のクラッチ機構に構成してある。この出力側クラッチ機構６０は、摩擦クラッチ部６４がサンギヤ４２に支持された油圧ピストン６５によって入り状態と切り状態に切換え操作されることにより、モータ軸３３ａと出力回転体２４を連動入り状態と連動切る状態に切換え操作する。

【0076】

図１２は、第３の別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、第３の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、入力側クラッチ機構５５を、入力側連動ギヤ５２に一体回転自在に設けた支持部と入力軸２２に一体回転自在に設けたクラッチボディ部５９ａとに亘って設けた多板式の摩擦クラッチ部５９を備えて、摩擦式のクラッチ機構に構成してある。この入力側クラッチ機構５５は、摩擦クラッチ部５９がクラッチボディ部５９ａに内装された油圧ピストン５９ｂによって入り状態と切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２と入力側連動ギヤ５２を連動入り状態と連動切る状態に切換え操作する。

【0077】

図１３は、第４の別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、第４の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、出力側クラッチ機構６０を、伝動側２３に一体回転自在に設けた支持部６６と出力側連動体２７に一体回転自在に連結されたクラッチボディ６７ａとに亘って設けた多板式の摩擦クラッチ部６７を備えて、摩擦式のクラッチ機構に構成してある。この出力側クラッチ機構６０は、摩擦クラッチ部６７がクラッチボディ６７ａに内装された油圧ピストン６７ｂによって入り状態と切り状態に切換え操作されることにより、モータ軸３３ａと出力回転体２４を連動入り状態と連動切り状態に切換え操作する。

【0078】

第４の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、リングギヤ４４とモータ軸３３ａとを連動入り状態と連動切り状態に切換え自在な摩擦クラッチ機構７９を備え、ＨＳＴモード伝動においてサンギヤ４２、遊星ギヤ４３及びリングギヤ４４がモータ軸３３ａと一体回転する状態と、ＨＳＴモード伝動においてリングギヤ４４が回転自在な状態とに切換え自在になっている。

【0079】

図１４は、第５の別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す線図である。この図に示すように、第５の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、無段変速機３０のポンプ軸３２ａに入力軸２２を一体形成し、遊星伝動部４０を無段変速機３０のモータ軸３３ａに支持している。この変速伝動装置２０では、エンジン８から入力軸２２に入力される駆動力を、入力側クラッチ機構５５及び伝動ギヤ８０を介して遊星伝動部４０のキャリヤ４１に入力し、無段変速機３０がモータ軸３３ａから出力する駆動力を遊星伝動部４０のリングギヤ４４に入力し、遊星伝動部４０がサンギヤ４２から出力する合成駆動力を伝動ギヤ８１及び伝動ギヤ８２を介して出力回転体２４に伝達して出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。

【0080】

第５の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、遊星伝動部４０のリングギヤ４４と出力回転体２４との間に設けられた出力側クラッチ機構６０を備え、入力側クラッチ機構５５が入り状態に切換え制御され、出力側クラッチ機構６０が切り状態に切換え制御されることにより、ＨＭＴモード伝動の伝動形態で変速伝動し、入力側クラッチ機構５５が切り状態に切換え制御され、出力側クラッチ機構６０が入り状態に切換え制御されることにより、ＨＳＴモード伝動での伝動形態で変速伝動する。ＨＳＴモード伝動では、無段変速機３０がモータ軸３３ａから出力する駆動力をリングギヤ４４、出力側クラッチ機構６０を介して出力回転体２４に伝達する。第５の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、Ｎ＝２．０３Ｘに設定されている。

【0081】

図１５は、第６の別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す線図である。この図に示すように、第６の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、無段変速機３０のポンプ軸３２ａに入力軸２２を一体形成し、遊星伝動部４０を入力軸２２に支持している。この変速伝動装置２０では、エンジン８から入力軸２２に入力される駆動力を、遊星伝動部４０のキャリヤ４１に入力し、無段変速機３０がモータ軸３３ａから出力する駆動力をギヤ機構８４を介して遊星伝動部４０のサンギヤ４２に入力し、遊星伝動部４０がリングギヤ４４から出力する合成駆動力をギヤ機構８５及びＨＭＴクラッチ機構８６を介して出力回転体２４に伝達して出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。第６の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、Ｎ＝２．０１Ｘに設定されている。

【0082】

第６の別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、ギヤ機構８５のギヤ８５ａと出力回転体２４に亘って設けられたＨＭＴクラッチ機構８６と、モータ軸３３ａと出力回転体２４とに亘って設けられたＨＳＴクラッチ機構８７とを備えて、モード切換えクラッチ機構７０を構成している。

【0083】

この変速伝動装置動２０では、ＨＭＴクラッチ機構８６が入り状態に切換え制御され、ＨＳＴクラッチ機構８７が切り状態に切換え制御されることにより、ＨＭＴモード伝動の伝動形態で変速伝動し、ＨＭＴクラッチ機構８６が切り状態に切換え制御され、ＨＳＴクラッチ機構８７が入り状態に切換え制御されることにより、ＨＳＴモード伝動の伝動形態で変速伝動する。この変速伝動装置２０では、ＨＳＴモード伝動において、無段変速機３０がモータ軸３３ａから出力する駆動力をＨＳＴクラッチ機構８７を介して出力回転体２４に伝達し、出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。

【0084】

〔別実施例〕
上記した主の実施例では、Ｎ＝２．０Ｘを設定した例を示し、第５の別実施例では、Ｎ＝２．０３Ｘを設定した例を示し、第６の別実施例では、Ｎ＝２．０１Ｘを設定した例を示したが、Ｎ＝１．５〜２．５Ｘ（Ｎ＝１．５Ｘ，Ｎ＝２．５Ｘを含む）を設定することにより、本発明の目的を達成できる。

【産業上の利用可能性】

【0085】

【符号の説明】

【0086】

１ 走行装置
２４ 出力回転体
３０ 無段変速機
３２ 油圧ポンプ
３２ｂ 斜板
３３ 油圧モータ
４０ 遊星伝動部
７０ モード切換えクラッチ機構
ａ 設定前進高速位置
Ｂ 傾斜角
Ｌ 操作位置線
Ｍ ＨＭＴモード速度線
ＭＥ 速度線延長線
−ｍａｘ 設定後進高速位置
ｎ 中立位置
Ｐ 位置
Ｓ ＨＳＴモード速度線
ＳＦ ＨＳＴモード速度線の前進域
ＳＲ ＨＳＴモード速度線の前進域
Ｖ１ 前進中間速度
Ｖ３ 前進最高速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】