JP4220663B2

JP4220663B2 - Hydraulic and mechanical continuously variable transmission

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Publication number: JP4220663B2
Application number: JP2000291465A
Authority: JP
Inventors: 均和田; 正明中沢; 修一佐野
Original assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Current assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2002098217A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ・モア・ローダ等に搭載される油圧・機械式無段階変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業用車両の変速を行う一般的な方法として、油圧ポンプと油圧モータとを流体的に接続した、ＨＳＴを用いる構成が広く知られている。産業用車両では、低速で行われる作業時にはトルクを十分確保する必要がある一方で、路上走行時においては高速走行を行わせて移動時間を短縮できることが求められている。この点、ＨＳＴの変速比は一般に最大１．５〜２．０程度であり、これでは高速走行に必要な速比（一般に３．５〜４．０程度）を満足できないので、一個のＨＳＴで高速走行を達成させるための構成が様々に提案されている。
【０００３】
例えば、エンジンの動力を主変速機構としてのＨＳＴにより変速させた後、動力下流側に設けられている二〜三段の機械式の副変速装置により副変速を行わせることが一般に行われている。例えば特開２０００−２１９０５６号公報に開示されている如くである。しかし、このような構成は、副変速装置構造の分だけ構造が複雑になりコスト高となるばかりでなく、車両の操作性を低下させることにもなる。また、副変速切換時の変速ショックの問題もある。
【０００４】
一方、油圧ポンプの容量に比べて油圧モータの容量の大きいＨＳＴを用いる構成や、一つの油圧ポンプに対し二つの油圧モータを接続したＨＳＴを用いる構成もある。例えば前述の特開２０００−２１９０５６号公報に開示されている如くである。しかし、このような構成は、コストアップの要因となるばかりでなく、ＨＳＴの動力伝達ロスが大きくなって作業能率が低下する等の問題がある。
【０００５】
また、車両駆動技術としては、ＨＳＴと差動機構を組み合わせた油圧・機械式無段階変速機（ハイドロメカニカルトランスミッション。略して「ＨＭＴ」と称される。）も、有力なものとして提案されている。このＨＭＴは、差動機構の各軸にＨＳＴのどの要素を結合するかにより、図４に示す如く入力分割型と出力分割型に分類することができる。
【０００６】
ここで出力分割型のＨＭＴは、前進低速時に高効率・高トルクを達成することができ、トラクタ等の車両に適した特性を有しているが、中立状態を作り出すことが困難で、後進時の効率が悪く、速域も確保できない等の問題があって、車両の変速機として採用するのは困難であった。そのため、油圧クラッチを使用して後進時は差動装置を該油圧クラッチにより切り離すことでＨＳＴに切り換えるようにしたり、高効率・高トルクを諦めて前後進可能な入力分割型（後述）を採用する事例も多かった。
【０００７】
入力分割型のＨＭＴの事例は同一出願人による特願２０００−１３５８７３等に開示されているが、この入力分割型はＨＳＴに比べて効率やトルクアップは優れているものの、油圧ポンプや油圧モータの許容回転数や効率の制約から速比は最大で１．０〜２．０程度で、高速作業時の一般的な速比３．５〜４．０を満足できない。そのため、結局は副変速機構を追加しなければならない等、ＨＳＴと同様の問題を有していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の事情を背景にされたものであり、その目的は以下の二点にある。（１）低コストを達成できるコンパクトな構成で、操作が容易なＨＭＴを提供すること。（２）前後進いずれの場合でも同様の動力性能を発揮するＨＭＴを提供すること。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
請求項１においては、エンジン（Ｅｇ）の出力回転の変速を行う油圧・機械式無段階変速機であって、ＨＳＴ（７）と差動機構とを組み合わせて構成された油圧・機械式無段階変速機において、該ＨＳＴ（７）は、油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）を分離型のものとし、該油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）は前後に配置して、配管を介して流体的に相互接続した構成とし、前記油圧ポンプ（１４）の後方に、前記差動機構としての遊星機構（３０）を配置し、該遊星機構（３０）の後方に、前記油圧モータ（１５）を配置し、前記エンジン（Ｅｇ）のフライホイール（１）に、トランスミッション（１００）に対する動力を受け入れるための入力軸（３）を取り付け、該入力軸（３）の後方に伝達軸（５）を同心状に配置し、該伝達軸（５）と入力軸（３）とをカップリング（４）を介して相対回転不能に連結し、前記入力軸（３）の後方にはＨＳＴ（７）の油圧ポンプ（１４）を配置し、該伝達軸（５）は、該油圧ポンプ（１４）の回転軸心を貫通して後方へ延出され、該油圧ポンプ（１４）への入力軸と、該遊星機構（３０）への入力軸とを兼用し、該伝達軸（５）の後端には、前記遊星機構（３０）の内歯車（３５）を相対回転不能に固定し、該伝達軸（５）と油圧モータ（１５）の出力軸（２１）と、該出力軸（２１）にカップリング（２９）を介して連結されたモータ伝動軸（８５）とを同一軸心上に配置し、該モータ伝動軸（８５）の前端部には、前記遊星機構（３０）の太陽歯車（３３）を固定し、該遊星機構（３０）の遊星歯車（３４）を支持するキャリア（３１）は、ＨＭＴ出力軸（３６）に相対回転不能に固定し、該ＨＭＴ出力軸（３６）は中空状に構成し、前記油圧モータ（１５）の出力軸（２１）から前記太陽歯車（３３）に対し動力を伝達するモータ伝動軸（８５）に相対回転自在に外嵌し、前記油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）とにより、前後を挟まれた遊星機構（３０）の後部の位置に、前後進切換クラッチ機構（４０）を配置し、該前後進切換クラッチ機構（４０）は、該遊星機構（３０）のＨＭＴ出力軸（３６）上に配置した前進側歯車（４１）と後進側歯車（４２）と、該ＨＭＴ出力軸（３６）と平行に配置したデフ駆動軸（２８）上の、前進側従動歯車（４３）と後進側従動歯車（４４）と、該後進側歯車（４２）と後進側従動歯車（４４）とに噛合した逆転ギア（４５）と、油圧クラッチパック（３７）により構成したものである。
請求項２においては、請求項１記載の油圧・機械式無段階変速機において、前記前後進切換クラッチ機構（４０）を変速操作部と連動させて、該変速操作部をニュートラル位置に操作したときは、前記前後進切換クラッチ機構（４０）が切れて動力を遮断するように構成したものである。
請求項３においては、請求項１記載の油圧・機械式無段階変速機において、前記前後進切換クラッチ機構（４０）をクラッチペダル（１１４）と連動させて、該クラッチペダル（１１４）を踏み込むと前記前後進切換クラッチ機構（４０）が切れて動力を遮断するように構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第一構成例に係る油圧・機械式無段階変速機を備えたトランスミッションの構成を示したスケルトン図である。なお、本明細書において特に記載のない限り、「前方」とは機体前方を、「後方」とは機体後方を、それぞれ意味する。
【００１２】
〔第一構成例〕
以下、図１を参照しながら、このＨＭＴ式トランスミッション１００の構成を説明する。このＨＭＴ式トランスミッションは、例えば農用トラクタ等の産業用車両に適用が可能であり、機体前方に配置されたエンジンＥｇの動力を変速して後輪５４や前輪６７に伝達するとともに、機体後部のＰＴＯ軸１１に伝達させることとしている。具体的には図１に示すように、エンジンＥｇのフライホイール１にダンパ２を介して、このトランスミッション１００に対する動力を受け入れるための入力軸３が取り付けられ、該入力軸３の後方に伝達軸５が同心状に配置されて、該伝達軸５は入力軸３とカップリング４を介して相対回転不能に連結されている。前記入力軸３の後方にはＨＳＴ７の後述の油圧ポンプ１４が配置され、前記伝達軸５は該油圧ポンプ１４の回転軸心を貫通しながら後方へ延出される。この伝達軸５はＨＳＴ１４の入力軸と兼用としている。該伝達軸５の後端にはＰＴＯ主軸１０が同心状に配置されて軸支され、該ＰＴＯ主軸１０はカップリング９を介して前記伝達軸５に連結し、相対回転不能とされている。ＰＴＯ主軸１０は図１に示す如く更に後方に延長され、また、その該ＰＴＯ主軸１０と平行にリアＰＴＯ軸１１を配置している。ＰＴＯ主軸１０と該リアＰＴＯ軸１１との間には、歯車変速式のＰＴＯ変速機構１２が介設されている。
【００１３】
このＨＭＴ式トランスミッション１００に配置される油圧・機械式無段変速装置（ＨＭＴ）１０１は、ＨＳＴ７と、差動機構である遊星機構３０とを組み合わせて構成される。以下、このＨＳＴ７について説明する。このＨＳＴ７は油圧ポンプ・油圧モータ一体型とし、一体的に形成された平板状の油路板１３を上下方向に配置し、該油路板１３の一側面の上半部に可変容積型の油圧ポンプ１４を、下半部に可変容積型の油圧モータ１５をそれぞれ付設し、該油路板１３の内部に穿設される図外の作動油循環油路によって、両者１４・１５が流体的に接続されている。該油圧ポンプ１４及び油圧モータ１５の両者は共通のＨＳＴハウジング１６によって覆われる。油圧モータ１５の回転軸心には出力軸２１が配置され、該出力軸２１は前記油路板１３を貫通して後方に延出されている。油圧ポンプ１４の入力軸を兼ねる前記伝達軸５と、前記出力軸２１とは、上下平行に配置される関係にある。
【００１４】
次に、前記遊星機構３０について説明する。前記伝達軸５のエンジンＥｇ側と反対側の端部は、ＨＳＴ７の油路板１３を貫通して後方に突出されて、その先端に歯車３８が相対回転不能に連結されている。一方、前記ＨＳＴの油圧モータ１５の出力軸２１には、遊星機構３０の太陽歯車３３がカップリング２９により相対回転不能に連結されている。遊星機構３０は前記ＨＳＴ７の下側後方（動力伝動下流側）に配置されている。そして、該遊星機構３０の太陽歯車３３には前述のとおりＨＳＴ７の出力軸２１が、遊星歯車３４を支持するキャリア３１にはＨＭＴ出力軸３６が、それぞれ相対回転不能に連結される。内歯車３５にはＨＳＴ７の伝達軸５が歯車３８・歯車３９を介して連動連結されている。
ＨＭＴ出力軸３６は後述する前後進切換クラッチ機構４０やデフ装置４９を介して、後輪５４・５４と連動連結されている。
【００１５】
遊星機構３０の後方（動力伝動下流側）には、前後進切換クラッチ機構４０を設けて、これにより前進・後進を切り換えるようにしている。具体的には、前記ＨＭＴ出力軸３６が後方に延出されて、その上に前進側歯車４１及び後進側歯車４２を相対回転自在に配置している。一方、前記ＰＴＯ主軸１０に筒状の伝動軸２５が相対回転自在に外嵌され、該伝動軸２５上には、前進側従動歯車４３及び後進側従動歯車４４を相対回転不能に設け、更には出力歯車４６を固設している。前進側歯車４１は前記前進側従動歯車４３と噛合され、後進側歯車４２は前記後進側従動歯車４４と逆転ギア４５を介して連動連結されている。そして、前記前進側歯車４１と後進側歯車４２との間に油圧クラッチパック３７が配置され、該油圧クラッチパック３７は後述の油圧回路により制御される。この油圧クラッチパック３７は前記前進側歯車４１又は後進側歯車４２のいずれかに係合して、ＨＭＴ出力軸３６の回転を伝達し得るように構成している。なお、詳細は後述するが、この油圧クラッチパック３７は前進側・後進側いずれにも動力を伝達しない動力遮断状態をも作り出すことができるように構成してあり、前後進切換クラッチ機構４０がニュートラル機構としての役割をも果たすようにしてある。
【００１６】
この構成により、前進時はＨＭＴ出力軸３６の動力を油圧クラッチパック３７から前進側歯車４１→前進側従動歯車４３と伝達し、後進時は後進側歯車４２→逆転ギア→後進側従動歯車４４と伝達する。これにより、伝動軸２５には前進又は後進のいずれかの回転が得られることになる。該伝動軸２５の回転は出力歯車４６からデフ駆動歯車４７を介してデフ駆動軸２８へ伝達され、該デフ駆動軸２８の端部にはベベルギア２７が固定される。一方、該ベベルギア２７に近接して左右のデフヨーク軸４８・４８が配置され、該デフヨーク軸４８・４８の内端側同士をデフ装置４９によって差動的に結合している。そして、該デフ装置４９を駆動するための入力ベベルギア５０を、前記ベベルギア２７に噛合させるようにしている。前記デフヨーク軸４８・４８のそれぞれには減速ギア５１が固定され、該減速ギア５１は後車軸５２上の歯車５３に噛合されて、該後車軸５２に固定される後輪５４を駆動する。
【００１７】
また、前記デフ駆動軸２８には前輪駆動歯車５５が固設され、該前輪駆動歯車５５は中間歯車５６に噛合される。また、前記デフ駆動軸２８と平行に前輪出力軸５７が配置されて、該前輪出力軸５７上には摺動歯車５８が、相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合されている。該摺動歯車５８は、車両座席に設けた図外の駆動モード切換レバーに、適宜のリンク機構等を介して連係させている。この構成において、駆動モード切換レバーを傾動操作して前記摺動歯車５８を軸方向に摺動させ、前記中間歯車５６に係脱させることにより、前輪出力軸５７に対する駆動力を断接して、後輪二輪駆動又は四輪駆動の切換を行うことができる。
【００１８】
前記前輪出力軸５７はドライブシャフト５９や自在継手等を介して、フロントアクスル装置６０の入力軸６１と連動連結される。該フロントアクスル装置６０においては、左右の前車軸６２を差動的に連結するためのデフ装置６３が配置され、該デフ装置６３は左右のデフヨーク軸６４・６４の内端側同士を連結すべく構成し、前記入力軸６１に固設されたベベルギア６５により駆動されるようになっている。前記デフヨーク軸６４・６４の駆動力は、ベベルギア６５を介してキングピン軸６６→前車軸６２と伝達されて、左右の前車輪６７を駆動する。
【００１９】
前記ＰＴＯ主軸１０とリアＰＴＯ軸１１との間に配設されるＰＴＯ変速機構１２は、図１に示す如く、該ＰＴＯ主軸１０に固設される第一原動歯車６８及び第二原動歯車６９と、前記リアＰＴＯ軸１１に対し相対回転自在かつ軸方向摺動不能に嵌合される従動歯車７０と、同じくリアＰＴＯ軸１１に対し相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合されるクラッチギア７１とによりなる。該クラッチギア７１は、車両座席の適宜位置に設けたＰＴＯ変速レバーと、適宜のリンク機構を介して連係させている。前記従動歯車７０は常時前記第一原動歯車６８に噛合されるとともに、その側面に爪部を形成している。一方、前記クラッチギア７１は軸方向の摺動により前記第二原動歯車６９に係脱可能となるよう構成され、かつ前記爪部に向かい合う該クラッチギア７１の側面に爪部を設けて、前記従動歯車７０の爪部に対して係脱可能となるようにしている。従って、前記ＰＴＯ変速レバーの操作により該クラッチギア７１を軸方向に摺動させ、前記従動歯車７０に係合してリアＰＴＯ軸１１に低速回転を得、又は前記第二原動歯車６９に係合してリアＰＴＯ軸１１に高速回転を得ることができる。
【００２０】
前記ＰＴＯ主軸１０には更にミッドＰＴＯ駆動ギア７２が形設され、また、該ＰＴＯ主軸１０に平行に、ＰＴＯ伝達軸７３及びアイドル軸７４が軸支されている。該ＰＴＯ伝達軸７３には入力ギア７５が固定され、前記ミッドＰＴＯ駆動ギア７２の動力が、前記リアＰＴＯ軸１１に相対回転自在に外嵌された伝達ギア７６を介して、該入力ギア７５から入力されるようにしている。前記ＰＴＯ伝達軸７３には出力ギア７７が固定され、前記アイドル軸７４上の遊転歯車７８に噛合される。前記アイドル軸７４に平行にミッドＰＴＯ軸７９が配置軸支され、該ミッドＰＴＯ軸７９に相対回転不能かつ軸方向摺動自在に、クラッチギア８０が配設されている。該クラッチギア８０は、車両座席の適宜位置に配設したミッドＰＴＯクラッチレバーに、適宜のリンク機構を介して連係させている。
従って、該ミッドＰＴＯクラッチレバーの傾動操作により該クラッチギア８０を軸方向に摺動させて前記遊転歯車７８に係脱させることにより、前記ミッドＰＴＯ軸７９に対して動力を断接することができる。
【００２１】
〔実施例〕
次に、構成例の変形例である実施例について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施例に係る油圧・機械式無段階変速機を備えたトランスミッションの構成を示したスケルトン図である。
【００２２】
この実施例においては、ＨＳＴ７をポンプ・モータ分離型のものとし、油圧ポンプ１４と油圧モータ１５を前後に配置した構成としている。油圧ポンプ１４と油圧モータ１５とは、図外の配管を介して流体的に相互接続されている。油圧ポンプ１４の入力軸としての役割を果たす前記伝達軸５は該油圧ポンプ１４を貫通して後方に突出される一方、前記油圧モータ１５の出力軸２１は前方へ延出されている。両軸５・２１は軸線を一致させて配置されている。
【００２３】
前記油圧ポンプ１４と油圧モータ１５とに前後を挟まれた位置には、遊星機構３０が配置されている。即ち、前記油圧ポンプ１４の後方（動力伝動下流側）に遊星機構３０を配置し、該遊星機構３０の後方に前記油圧モータ１５を配置している。前記油圧モータ１５の出力軸２１には、カップリング２９を介してモータ伝動軸８５が連結され、該モータ伝動軸８５の端部には該遊星機構３０の太陽歯車が固定されている。一方、前記伝達軸５の後端（エンジンＥｇ側と反対側の端部）においては、歯車８１及び、前記遊星機構３０の内歯車３５が相対回転不能に固定されている。
【００２４】
遊星歯車３４を支持するキャリア３１はＨＭＴ出力軸３６に相対回転不能に固定される。該ＨＭＴ出力軸３６は中空状に構成され、前記油圧モータ１５の出力軸２１から前記太陽歯車３３に対し動力を伝達するモータ伝動軸８５に対して、相対回転自在に外嵌されている。ＨＭＴ出力軸３６上には二つの歯車、即ち前進側歯車４１と後進側歯車４２が固定され、一方、該ＨＭＴ出力軸３６と平行にデフ駆動軸２８が配置され、該デフ駆動軸２８上には、前進側従動歯車４３と後進側従動歯車４４とが、いずれも相対回転自在に設置されている。前進側従動歯車４３は前進側歯車４１に、後進側従動歯車４４は逆転ギア４５を介して後進側歯車４２に、それぞれ連動連結されている。前進側従動歯車４３と後進側従動歯車４４との間には油圧クラッチパック３７が配置される。該油圧クラッチパック３７は後述の油圧回路に接続され、前記二つの従動歯車４３・４４のいずれかに係合して正転若しくは逆転方向の回転をデフ駆動軸２８に得たり、又はいずれの従動歯車４３・４４にも係合しない動力遮断（中立）状態を作り出したりできるようになっている。該デフ駆動軸２８には前述の第一構成例と同様に、デフ装置４９を駆動するためのベベルギア２７や、前輪駆動のための前輪駆動歯車５５が配置される。
【００２５】
前記伝達軸５と平行にＰＴＯ伝動軸８６が配置されて支持され、該ＰＴＯ伝動軸８６には入力歯車８２及び出力歯車８３が固定されている。前記出力歯車８２は前記伝達軸５上の歯車に噛合される。一方、前記ＨＳＴ７の後方にＰＴＯ主軸１０が支持され、該ＰＴＯ主軸１０にはＰＴＯ駆動歯車８４が固定される。該ＰＴＯ駆動歯車８４は前記出力歯車８３に噛合されている。
【００２６】
なお、実施例において、以上に説明した部分以外の部分の構成は、第一構成例とまったく同様である。
【００２７】
〔油圧回路〕
次に、前述の第一構成例及び実施例に適用される油圧回路について、図３を参照しながら説明する。図３は第一構成例・実施例のトランスミッションに適用される油圧回路を示した図である。
【００２８】
エンジンＥｇには油圧ポンプ１１９が取り付けられており、エンジンＥｇの駆動により該油圧ポンプ１１９から吐出される圧油は、切換バルブ１１７を介して、前後進切換バルブ１１８に供給される。その経路の中途には作動油圧を規定するためのリリーフバルブ１１６が接続されている。前後進切換バルブ１１８のＡポートには、前述の前後進切換クラッチ機構４０を構成する油圧クラッチパック３７のうち、前進側クラッチ３７ａが、Ｂポートには後進側クラッチ３７ｂが、それぞれ接続されている。この前後進切換バルブ１１８は三位置切換型に構成してあり、前進側クラッチ３７ａ・後進側クラッチ３７ｂのうちいずれか一方に圧油を供給し、他方の圧油を抜く状態、あるいは前進側・後進側双方の圧油を抜くニュートラル状態とすることができるようになっている。変速比を変更制御するためのコントローラ１１５は、変速操作部１１３（一般的には変速レバー１１１又は変速ペダル１１２であるが、これに限るものでもない）に設けたセンサ、及び、クラッチペダル１１４に設けたセンサに電気的に接続されている。変速操作部１１３（変速レバー１１１等）は、前方に操作すると前進し後方に操作すると後進するようにしてあり、またその操作量に応じて増速できるように構成してある。コントローラ１１５は、検出される変速操作部１１３の操作量に基づいて、前述のＨＭＴを構成するＨＳＴ７の油圧ポンプ１４及び油圧モータ１５の容積を変更させ、トランスミッションの速比を変更させる。
【００２９】
また、前記切換バルブ１１７及び前後進切換バルブ１１８はいずれも電磁パイロット切換弁に構成され、両バルブ１１７・１１８はともに前記コントローラ１１５に電気的に接続されている。コントローラ１１５は、前記クラッチペダル６が踏み込まれてＯＮ位置にあるとき、又は前記変速操作部１１３（変速レバー１１１又は変速ペダル１１２）がニュートラル位置Ｎにあるときは、前記切換バルブ１１７が圧油をドレンさせるように制御する。また、前記変速操作部１１３の操作方向に応じて、前記前後進切換バルブ１１８を切り換えて、前後進切換クラッチ機構４０の前進側クラッチ３７ａ又は後進側クラッチ３７ｂのうちいずれかに圧油が供給されるように制御する。
【００３０】
この構成により、前記前後進切換クラッチ機構４０は前記変速操作部１１３及びクラッチペダル１１４と連動され、（１）変速操作部１１３がニュートラル位置Ｎに操作されたとき、（２）クラッチペダル１１４が踏み込まれたとき、のいずれも、前後進切換クラッチ機構４０が切れて動力を遮断するように作用する。
【００３１】
なお、前記切換バルブ１１７や前後進切換バルブ１１８は、通電が解除されている状態では圧油をドレンするように構成されており、何らかの事情で制御電源が遮断された等の場合には前後進切換クラッチ機構４０への圧油の供給が停止され、故障等の非常時においても直ちに動力を遮断できるように構成している。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３３】
請求項１に示す如く、エンジン（Ｅｇ）の出力回転の変速を行う油圧・機械式無段階変速機であって、ＨＳＴ（７）と差動機構とを組み合わせて構成された油圧・機械式無段階変速機において、該ＨＳＴ（７）は、油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）を分離型のものとし、該油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）は前後に配置して、配管を介して流体的に相互接続した構成とし、前記油圧ポンプ（１４）の後方に、前記差動機構としての遊星機構（３０）を配置し、該遊星機構（３０）の後方に、前記油圧モータ（１５）を配置し、前記エンジン（Ｅｇ）のフライホイール（１）に、トランスミッション（１００）に対する動力を受け入れるための入力軸（３）を取り付け、該入力軸（３）の後方に伝達軸（５）を同心状に配置し、該伝達軸（５）と入力軸（３）とをカップリング（４）を介して相対回転不能に連結し、前記入力軸（３）の後方にはＨＳＴ（７）の油圧ポンプ（１４）を配置し、該伝達軸（５）は、該油圧ポンプ（１４）の回転軸心を貫通して後方へ延出され、該油圧ポンプ（１４）への入力軸と、該遊星機構（３０）への入力軸とを兼用し、該伝達軸（５）の後端には、前記遊星機構（３０）の内歯車（３５）を相対回転不能に固定し、該伝達軸（５）と油圧モータ（１５）の出力軸（２１）と、該出力軸（２１）にカップリング（２９）を介して連結されたモータ伝動軸（８５）とを同一軸心上に配置し、該モータ伝動軸（８５）の前端部には、前記遊星機構（３０）の太陽歯車（３３）を固定し、該遊星機構（３０）の遊星歯車（３４）を支持するキャリア（３１）は、ＨＭＴ出力軸（３６）に相対回転不能に固定し、該ＨＭＴ出力軸（３６）は中空状に構成し、前記油圧モータ（１５）の出力軸（２１）から前記太陽歯車（３３）に対し動力を伝達するモータ伝動軸（８５）に相対回転自在に外嵌し、前記油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）とにより、前後を挟まれた遊星機構（３０）の後部の位置に、前後進切換クラッチ機構（４０）を配置し、該前後進切換クラッチ機構（４０）は、該遊星機構（３０）のＨＭＴ出力軸（３６）上に配置した前進側歯車（４１）と後進側歯車（４２）と、該ＨＭＴ出力軸（３６）と平行に配置したデフ駆動軸（２８）上の、前進側従動歯車（４３）と後進側従動歯車（４４）と、該後進側歯車（４２）と後進側従動歯車（４４）とに噛合した逆転ギア（４５）と、油圧クラッチパック（３７）により構成したので、前後進切換機構により前後進を機械的に切り換えることで、ＨＭＴを効率の良い又はトルクアップの大きな一方向側の回転で使用することができる。
従って、出力分割型ＨＭＴの欠点である後進時の効率の悪さ及び速域の狭さを解消でき、前後進ともに同様の動力性能を発揮することができる。従って、車両の変速機としての使用に適したトランスミッションを提供することができる。
また、副変速機構が不要の構成であるので、低コストで製造でき、コンパクト性に優れ、操作も容易に行える。
【００３４】
更には、前後に配置されるＨＳＴの油圧ポンプと油圧モータとの間に遊星機構を配置するレイアウトは、トランスミッションのコンパクト化、特に上下方向あるいは左右方向のコンパクト化に寄与することができる。
【００３５】
請求項２に示す如く、請求項１記載の油圧・機械式無段階変速機において、前記前後進切換クラッチ機構（４０）を変速操作部と連動させて、該変速操作部をニュートラル位置に操作したときは、前記前後進切換クラッチ機構（４０）が切れて動力を遮断するように構成したので、前後進切換クラッチをニュートラル機構としても使用することで、動力遮断（中立）状態を容易に作り出すことができる。従って、中立状態を作り出すのが困難という出力分割型ＨＭＴの欠点を解消でき、車両の変速機としての使用に更に適したトランスミッションを提供することができる。
更には、変速操作部をニュートラル位置に操作することにより動力が遮断され中立状態となる構成により、容易に理解できる合理的な操作方法をオペレータに対し提供できる。従ってオペレータは、車両運転時に戸惑うことがない。
【００３６】
請求項３に示す如く、請求項１記載の油圧・機械式無段階変速機において、前記前後進切換クラッチ機構（４０）をクラッチペダル（１１４）と連動させて、該クラッチペダル（１１４）を踏み込むと前記前後進切換クラッチ機構（４０）が切れて動力を遮断するように構成したので、前後進切換クラッチをニュートラル機構としても使用することで、動力遮断（中立）状態を容易に作り出すことができる。従って、中立状態を作り出すのが困難という出力分割型ＨＭＴの欠点を解消でき、車両の変速機としての使用に更に適したトランスミッションを提供することができる。
更には、クラッチペダルを踏み込むこと又は変速レバーを中立状態にすることで動力が遮断され中立状態を作り出すことができるので、簡素な操作で容易に中立状態を作り出すことができ、オペレータは安定感・信頼感をもって車両を運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一構成例に係る油圧・機械式無段階変速機を備えたトランスミッションの構成を示したスケルトン図。
【図２】第一実施例に係る油圧・機械式無段階変速機を備えたトランスミッションの構成を示したスケルトン図。
【図３】第一構成例・第一実施例のトランスミッションに適用される油圧回路を示した図。
【図４】ＨＭＴの分類を示した図。
【符号の説明】
７ＨＳＴ
１４油圧ポンプ
１５油圧モータ
３０遊星機構
４０前後進切換クラッチ機構
１００ＨＭＴ式トランスミッション
１０１ＨＭＴ（油圧・機械式無段階変速機）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a hydraulic / mechanical continuously variable transmission mounted on a tractor, mower, loader or the like.
[0002]
[Prior art]
  As a general method for shifting an industrial vehicle, a configuration using an HST in which a hydraulic pump and a hydraulic motor are fluidly connected is widely known. In an industrial vehicle, it is necessary to secure a sufficient torque during work performed at a low speed, while it is required that a traveling time can be shortened by performing a high-speed travel when traveling on the road. In this respect, the speed ratio of the HST is generally about 1.5 to 2.0 at maximum, and this cannot satisfy the speed ratio necessary for high speed driving (generally about 3.5 to 4.0). Various configurations for achieving high-speed running have been proposed.
[0003]
  For example, after the engine power is changed by the HST as the main transmission mechanism, the sub-shift is generally performed by a two or three-stage mechanical sub-transmission device provided on the downstream side of the power. . For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-219056. However, such a configuration not only increases the cost and cost of the auxiliary transmission structure, but also reduces the operability of the vehicle. There is also a problem of shift shock at the time of sub-shift switching.
[0004]
  On the other hand, there is a configuration using an HST in which the capacity of the hydraulic motor is larger than that of the hydraulic pump, and a configuration using an HST in which two hydraulic motors are connected to one hydraulic pump. For example, it is as disclosed in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-219056. However, such a configuration not only causes an increase in cost, but also has a problem that the power transmission loss of the HST increases and the work efficiency decreases.
[0005]
  Also, as a vehicle driving technology, a hydraulic / mechanical continuously variable transmission (hydromechanical transmission, referred to as “HMT” for short) combining HST and a differential mechanism has been proposed as a promising one. . The HMT can be classified into an input division type and an output division type as shown in FIG. 4 depending on which element of the HST is coupled to each axis of the differential mechanism.
[0006]
  Here, the output split type HMT can achieve high efficiency and high torque at low speeds of forward travel, and has characteristics suitable for vehicles such as tractors, but it is difficult to create a neutral state and reverse travel However, it is difficult to adopt as a vehicle transmission due to problems such as poor efficiency and inability to secure a speed range. For this reason, when using the hydraulic clutch, the reverse gear is switched to HST by disconnecting the differential with the hydraulic clutch, or an input split type (described later) that can move forward and backward with high efficiency and high torque is adopted. There were many cases.
[0007]
  An example of the input split type HMT is disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-135873 by the same applicant. Although this input split type is superior in efficiency and torque up to HST, it is not suitable for hydraulic pumps and hydraulic motors. The speed ratio is about 1.0 to 2.0 at the maximum due to restrictions on the allowable rotational speed and efficiency, and a general speed ratio of 3.5 to 4.0 at high speed work cannot be satisfied. For this reason, there is a problem similar to that of HST, such that an auxiliary transmission mechanism must be added after all.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention is based on the above circumstances and has the following two points. (1) To provide an HMT that is easy to operate with a compact configuration that can achieve low cost. (2) To provide an HMT that exhibits the same power performance in both cases of forward and backward travel.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
[0010]
  In Claim 1, it is a hydraulic and mechanical continuously variable transmission which changes the output rotation of an engine (Eg), Comprising: The hydraulic and mechanical continuously variable comprised combining HST (7) and a differential mechanism. In the transmission, the HST (7) has a hydraulic pump (14) and a hydraulic motor (15) that are separated, and the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15) are arranged at the front and rear, and piping is provided. The planetary mechanism (30) as the differential mechanism is disposed behind the hydraulic pump (14), and the hydraulic motor (30) is disposed behind the planetary mechanism (30). 15), an input shaft (3) for receiving power for the transmission (100) is attached to the flywheel (1) of the engine (Eg), and a transmission shaft (5) is provided behind the input shaft (3). ) Concentrically The transmission shaft (5) and the input shaft (3) are connected to each other through a coupling (4) so that they cannot rotate relative to each other. A hydraulic pump (14) of an HST (7) is connected to the rear of the input shaft (3). The transmission shaft (5) extends rearwardly through the rotational axis of the hydraulic pump (14), and is connected to the input shaft to the hydraulic pump (14) and the planetary mechanism (30). Combined with the input shaft ofAn internal gear (35) of the planetary mechanism (30) is fixed to the rear end of the transmission shaft (5) so as not to be relatively rotatable, and the transmission shaft (5) and the output shaft (21) of the hydraulic motor (15). And a motor transmission shaft (85) connected to the output shaft (21) via a coupling (29) on the same axis, and the front end of the motor transmission shaft (85) The sun gear (33) of the planetary mechanism (30) is fixed, and the carrier (31) supporting the planetary gear (34) of the planetary mechanism (30) is fixed to the HMT output shaft (36) so as not to be relatively rotatable. The HMT output shaft (36) is formed in a hollow shape, and is relatively rotatable to a motor transmission shaft (85) that transmits power from the output shaft (21) of the hydraulic motor (15) to the sun gear (33). It was fitted externally and was sandwiched between the front and rear by the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15). To the rear of the position of the star mechanism (30),A forward / reverse switching clutch mechanism (40) is disposed, and the forward / reverse switching clutch mechanism (40) includes a forward gear (41) and a reverse gear disposed on the HMT output shaft (36) of the planetary mechanism (30). (42), the forward drive gear (43), the reverse drive gear (44), and the reverse drive gear (42) on the differential drive shaft (28) arranged in parallel with the HMT output shaft (36). And a reverse gear (45) meshed with the reverse drive gear (44) and a hydraulic clutch pack (37).
  According to Claim 2, in the hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to Claim 1, when the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is operated in conjunction with a speed change operation part, the speed change operation part is operated to a neutral position. Is configured such that the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is cut off to cut off the power.
  According to claim 3, in the hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to claim 1, when the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is interlocked with the clutch pedal (114) and the clutch pedal (114) is depressed. The forward / reverse switching clutch mechanism (40) is cut off to cut off the power.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, embodiments of the invention will be described. FIG. 1 is a skeleton diagram showing the configuration of a transmission including a hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to a first configuration example of the present invention. Unless otherwise specified in the present specification, “front” means the front of the aircraft and “rear” means the rear of the aircraft.
[0012]
[First configuration example]
  Hereinafter, the configuration of the HMT transmission 100 will be described with reference to FIG. This HMT transmission can be applied to industrial vehicles such as agricultural tractors, for example, and shifts the power of the engine Eg arranged in front of the fuselage and transmits it to the rear wheels 54 and the front wheels 67, and also the PTO at the rear of the fuselage. It is supposed to be transmitted to the shaft 11. Specifically, as shown in FIG. 1, an input shaft 3 for receiving power for the transmission 100 is attached to a flywheel 1 of an engine Eg via a damper 2, and a transmission shaft 5 is disposed behind the input shaft 3. Are arranged concentrically, and the transmission shaft 5 is connected to the input shaft 3 and the coupling 4 so as not to rotate relative to each other. A hydraulic pump 14, which will be described later, of the HST 7 is disposed behind the input shaft 3, and the transmission shaft 5 extends rearward while passing through the rotational axis of the hydraulic pump 14. The transmission shaft 5 is also used as the input shaft of the HST 14. A PTO main shaft 10 is concentrically disposed at the rear end of the transmission shaft 5 and is pivotally supported. The PTO main shaft 10 is coupled to the transmission shaft 5 via a coupling 9 so that relative rotation is impossible. As shown in FIG. 1, the PTO main shaft 10 extends further rearward, and a rear PTO shaft 11 is arranged in parallel with the PTO main shaft 10. Between the PTO main shaft 10 and the rear PTO shaft 11, a gear transmission type PTO transmission mechanism 12 is interposed.
[0013]
  A hydraulic / mechanical continuously variable transmission (HMT) 101 disposed in the HMT transmission 100 is configured by combining the HST 7 and the planetary mechanism 30 as a differential mechanism. Hereinafter, the HST 7 will be described. The HST 7 is a hydraulic pump / hydraulic motor integrated type, and an integrally formed flat oil passage plate 13 is arranged in the vertical direction, and a variable displacement hydraulic pressure is provided on the upper half of one side surface of the oil passage plate 13. The pump 14 is provided with a variable displacement type hydraulic motor 15 in the lower half, and both the fluid 14 and 15 are fluidized by a hydraulic oil circulation oil passage (not shown) formed in the oil passage plate 13. It is connected. Both the hydraulic pump 14 and the hydraulic motor 15 are covered by a common HST housing 16. An output shaft 21 is disposed at the rotational axis of the hydraulic motor 15, and the output shaft 21 extends rearward through the oil passage plate 13. The transmission shaft 5 that also serves as the input shaft of the hydraulic pump 14 and the output shaft 21 are arranged in parallel in the vertical direction.
[0014]
  Next, the planetary mechanism 30 will be described. An end portion of the transmission shaft 5 opposite to the engine Eg side passes through the oil passage plate 13 of the HST 7 and protrudes rearward, and a gear 38 is connected to the tip thereof so as not to be relatively rotatable. On the other hand, the sun gear 33 of the planetary mechanism 30 is coupled to the output shaft 21 of the HST hydraulic motor 15 by a coupling 29 so as not to be relatively rotatable. The planetary mechanism 30 is arranged on the lower rear side (downstream side of power transmission) of the HST 7. As described above, the output shaft 21 of the HST 7 is connected to the sun gear 33 of the planetary mechanism 30, and the HMT output shaft 36 is connected to the carrier 31 supporting the planetary gear 34 so as not to be relatively rotatable. The transmission shaft 5 of the HST 7 is linked to the internal gear 35 via a gear 38 and a gear 39.
  The HMT output shaft 36 is linked to the rear wheels 54 and 54 via a forward / reverse switching clutch mechanism 40 and a differential device 49 which will be described later.
[0015]
  A forward / reverse switching clutch mechanism 40 is provided behind the planetary mechanism 30 (on the downstream side of power transmission), thereby switching between forward and reverse. Specifically, the HMT output shaft 36 extends rearward, and a forward gear 41 and a reverse gear 42 are disposed on the HMT output shaft 36 so as to be relatively rotatable. On the other hand, a cylindrical transmission shaft 25 is externally fitted on the PTO main shaft 10 so as to be relatively rotatable, and a forward driven gear 43 and a reverse driven gear 44 are provided on the transmission shaft 25 so as not to be relatively rotatable. An output gear 46 is fixed. The forward gear 41 is meshed with the forward driven gear 43, and the reverse gear 42 is interlocked and connected via the reverse driven gear 44 and the reverse gear 45. A hydraulic clutch pack 37 is disposed between the forward gear 41 and the reverse gear 42, and the hydraulic clutch pack 37 is controlled by a hydraulic circuit described later. The hydraulic clutch pack 37 is configured to engage with either the forward gear 41 or the reverse gear 42 to transmit the rotation of the HMT output shaft 36. As will be described in detail later, the hydraulic clutch pack 37 is configured to create a power cut-off state in which power is not transmitted to either the forward side or the reverse side, and the forward / reverse switching clutch mechanism 40 is neutral. It also plays a role as a mechanism.
[0016]
  With this configuration, the power of the HMT output shaft 36 is transmitted from the hydraulic clutch pack 37 to the forward gear 41 → the forward driven gear 43 during forward travel, and the reverse gear 42 → the reverse gear → reverse driven gear 44 during reverse travel. introduce. As a result, the transmission shaft 25 can be rotated forward or backward. The rotation of the transmission shaft 25 is transmitted from the output gear 46 to the differential drive shaft 28 via the differential drive gear 47, and a bevel gear 27 is fixed to the end of the differential drive shaft 28. On the other hand, left and right differential yoke shafts 48 and 48 are disposed in the vicinity of the bevel gear 27, and the inner ends of the differential yoke shafts 48 and 48 are differentially coupled by a differential device 49. An input bevel gear 50 for driving the differential device 49 is meshed with the bevel gear 27. A reduction gear 51 is fixed to each of the differential yoke shafts 48 and 48, and the reduction gear 51 is engaged with a gear 53 on the rear axle 52 to drive a rear wheel 54 fixed to the rear axle 52.
[0017]
  A front wheel drive gear 55 is fixed to the differential drive shaft 28, and the front wheel drive gear 55 is engaged with an intermediate gear 56. Further, a front wheel output shaft 57 is disposed in parallel with the differential drive shaft 28, and a sliding gear 58 is fitted on the front wheel output shaft 57 so as not to be relatively rotatable but to be slidable in the axial direction. The sliding gear 58 is linked to a drive mode switching lever (not shown) provided on the vehicle seat via an appropriate link mechanism or the like. In this configuration, the driving mode switching lever is tilted to slide the sliding gear 58 in the axial direction and engage / disengage with the intermediate gear 56, thereby connecting and disconnecting the driving force to the front wheel output shaft 57. Switching between two-wheel drive or four-wheel drive can be performed.
[0018]
  The front wheel output shaft 57 is connected to an input shaft 61 of the front axle device 60 through a drive shaft 59, a universal joint, and the like. In the front axle device 60, a differential device 63 for differentially connecting the left and right front axles 62 is disposed, and the differential device 63 is to connect the inner end sides of the left and right differential yoke shafts 64 and 64 to each other. It is configured to be driven by a bevel gear 65 fixed to the input shaft 61. The driving force of the differential yoke shafts 64 and 64 is transmitted from the kingpin shaft 66 to the front axle 62 via the bevel gear 65 to drive the left and right front wheels 67.
[0019]
  As shown in FIG. 1, a PTO transmission mechanism 12 disposed between the PTO main shaft 10 and the rear PTO shaft 11 includes a first driving gear 68 and a second driving gear 69 fixed to the PTO main shaft 10. The driven gear 70 is fitted to the rear PTO shaft 11 so as to be relatively rotatable and non-slidable in the axial direction, and the clutch gear is also fitted to the rear PTO shaft 11 so as not to be relatively rotatable and slidable in the axial direction. 71. The clutch gear 71 is linked to a PTO shift lever provided at an appropriate position on the vehicle seat via an appropriate link mechanism. The driven gear 70 is always meshed with the first driving gear 68 and has a claw portion on its side surface. On the other hand, the clutch gear 71 is configured to be engageable with and disengaged from the second driving gear 69 by sliding in the axial direction, and a claw portion is provided on a side surface of the clutch gear 71 facing the claw portion, so that the driven The claw portion of the gear 70 can be engaged and disengaged. Accordingly, the clutch gear 71 is slid in the axial direction by the operation of the PTO shift lever, and is engaged with the driven gear 70 to obtain the low speed rotation of the rear PTO shaft 11, or is engaged with the second driving gear 69. Thus, the rear PTO shaft 11 can be rotated at a high speed.
[0020]
  A mid PTO drive gear 72 is further formed on the PTO main shaft 10, and a PTO transmission shaft 73 and an idle shaft 74 are supported in parallel with the PTO main shaft 10. An input gear 75 is fixed to the PTO transmission shaft 73, and the power of the mid PTO drive gear 72 is transmitted from the input gear 75 via a transmission gear 76 that is externally fitted to the rear PTO shaft 11 so as to be relatively rotatable. It is supposed to be input. An output gear 77 is fixed to the PTO transmission shaft 73 and meshed with an idle gear 78 on the idle shaft 74. A mid PTO shaft 79 is arranged and supported in parallel with the idle shaft 74, and a clutch gear 80 is disposed on the mid PTO shaft 79 so as not to rotate relative to the mid PTO shaft 79 and to slide in the axial direction. The clutch gear 80 is linked to a mid PTO clutch lever disposed at an appropriate position of the vehicle seat via an appropriate link mechanism.
  Therefore, power can be connected to and disconnected from the mid PTO shaft 79 by sliding the clutch gear 80 in the axial direction by the tilting operation of the mid PTO clutch lever and engaging / disengaging with the idle gear 78. .
[0021]
〔Example〕
  Next, an embodiment that is a modification of the configuration example will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a skeleton diagram showing the configuration of a transmission including a hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
[0022]
  In this embodiment, the HST 7 is of a pump / motor separation type, and the hydraulic pump 14 and the hydraulic motor 15 are arranged at the front and rear. The hydraulic pump 14 and the hydraulic motor 15 are fluidly connected to each other through a pipe not shown. The transmission shaft 5 serving as an input shaft of the hydraulic pump 14 passes through the hydraulic pump 14 and protrudes backward, while an output shaft 21 of the hydraulic motor 15 extends forward. Both shafts 5 and 21 are arranged with their axes aligned.
[0023]
  A planetary mechanism 30 is disposed at a position sandwiched between the hydraulic pump 14 and the hydraulic motor 15. That is, the planetary mechanism 30 is disposed behind the hydraulic pump 14 (on the downstream side of power transmission), and the hydraulic motor 15 is disposed behind the planetary mechanism 30. A motor transmission shaft 85 is connected to the output shaft 21 of the hydraulic motor 15 via a coupling 29, and a sun gear of the planetary mechanism 30 is fixed to the end of the motor transmission shaft 85. On the other hand, at the rear end of the transmission shaft 5 (the end opposite to the engine Eg side), the gear 81 and the internal gear 35 of the planetary mechanism 30 are fixed so as not to rotate relative to each other.
[0024]
  The carrier 31 that supports the planetary gear 34 is fixed to the HMT output shaft 36 so as not to be relatively rotatable. The HMT output shaft 36 is formed in a hollow shape, and is externally fitted so as to be rotatable relative to a motor transmission shaft 85 that transmits power from the output shaft 21 of the hydraulic motor 15 to the sun gear 33. Two gears, that is, a forward gear 41 and a reverse gear 42 are fixed on the HMT output shaft 36, while a differential drive shaft 28 is disposed in parallel with the HMT output shaft 36. The forward drive gear 43 and the reverse drive gear 44 are both installed so as to be relatively rotatable. The forward drive gear 43 is linked to the forward drive gear 41, and the reverse drive gear 44 is linked to the reverse drive gear 42 via the reverse gear 45. A hydraulic clutch pack 37 is disposed between the forward drive gear 43 and the reverse drive gear 44. The hydraulic clutch pack 37 is connected to a hydraulic circuit, which will be described later, and is engaged with one of the two driven gears 43 and 44 to obtain forward or reverse rotation to the differential drive shaft 28, or any driven A power cut-off (neutral) state that does not engage with the gears 43 and 44 can be created. Similar to the above-described first configuration example, the differential drive shaft 28 is provided with a bevel gear 27 for driving the differential device 49 and a front wheel drive gear 55 for driving the front wheels.
[0025]
  A PTO transmission shaft 86 is arranged and supported in parallel with the transmission shaft 5, and an input gear 82 and an output gear 83 are fixed to the PTO transmission shaft 86. The output gear 82 is meshed with a gear on the transmission shaft 5. On the other hand, a PTO main shaft 10 is supported behind the HST 7, and a PTO drive gear 84 is fixed to the PTO main shaft 10. The PTO drive gear 84 is meshed with the output gear 83.
[0026]
  In addition, in an Example, the structure of parts other than the part demonstrated above is completely the same as that of a 1st structure example.
[0027]
[Hydraulic circuit]
  Next, a hydraulic circuit applied to the first configuration example and the embodiment described above will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a hydraulic circuit applied to the transmission of the first configuration example / example.
[0028]
  A hydraulic pump 119 is attached to the engine Eg, and pressure oil discharged from the hydraulic pump 119 by driving the engine Eg is supplied to the forward / reverse switching valve 118 via the switching valve 117. A relief valve 116 for defining the working hydraulic pressure is connected in the middle of the path. The forward clutch 37a of the hydraulic clutch pack 37 constituting the aforementioned forward / reverse switching clutch mechanism 40 is connected to the A port of the forward / reverse switching valve 118, and the reverse clutch 37b is connected to the B port. . This forward / reverse switching valve 118 is configured to be a three-position switching type, in which pressure oil is supplied to one of the forward clutch 37a and the reverse clutch 37b and the other pressure oil is removed, It is possible to achieve a neutral state in which the pressure oil on both the reverse side is removed. A controller 115 for changing and controlling the gear ratio includes a sensor provided in a gear shift operation unit 113 (generally a gear shift lever 111 or a gear shift pedal 112, but not limited thereto), and a clutch pedal 114. It is electrically connected to the provided sensor. The speed change operation unit 113 (the speed change lever 111 or the like) is configured to move forward when operated forward and to move backward when operated backward, and is configured to be able to increase the speed according to the operation amount. The controller 115 changes the volumes of the hydraulic pump 14 and the hydraulic motor 15 of the HST 7 constituting the HMT, and changes the transmission speed ratio, based on the detected operation amount of the shift operation unit 113.
[0029]
  The switching valve 117 and the forward / reverse switching valve 118 are both configured as electromagnetic pilot switching valves, and both valves 117 and 118 are both electrically connected to the controller 115. When the clutch pedal 6 is depressed and is in the ON position, or when the shift operation unit 113 (the shift lever 111 or the shift pedal 112) is in the neutral position N, the controller 115 Control to drain. Further, the forward / reverse switching valve 118 is switched according to the operation direction of the speed change operation unit 113, and pressure oil is supplied to either the forward clutch 37a or the reverse clutch 37b of the forward / reverse switching clutch mechanism 40. To control.
[0030]
  With this configuration, the forward / reverse switching clutch mechanism 40 is interlocked with the shift operation unit 113 and the clutch pedal 114. (1) When the shift operation unit 113 is operated to the neutral position N, (2) the clutch pedal 114 is depressed. In either case, the forward / reverse switching clutch mechanism 40 is cut to act to cut off the power.
[0031]
  Note that the switching valve 117 and the forward / reverse switching valve 118 are configured to drain the pressure oil when the energization is released, and the forward / backward movement is performed when the control power supply is shut off for some reason. The supply of pressure oil to the switching clutch mechanism 40 is stopped, so that the power can be shut off immediately even in the event of an emergency such as a failure.
[0032]
【The invention's effect】
  Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0033]
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydraulic / mechanical continuously variable transmission for shifting the output rotation of the engine (Eg), wherein the hydraulic / mechanical variable transmission is configured by combining a HST (7) and a differential mechanism. In the stepped transmission, the HST (7) has a hydraulic pump (14) and a hydraulic motor (15) separated, and the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15) are arranged at the front and rear, The planetary mechanism (30) as the differential mechanism is disposed behind the hydraulic pump (14), and the hydraulic motor is disposed behind the planetary mechanism (30). (15) is disposed, and an input shaft (3) for receiving power for the transmission (100) is attached to the flywheel (1) of the engine (Eg), and a transmission shaft ( 5) are arranged concentrically The transmission shaft (5) and the input shaft (3) are connected to each other through a coupling (4) so that they cannot rotate relative to each other. A hydraulic pump (14) of an HST (7) is connected to the rear of the input shaft (3). The transmission shaft (5) extends rearwardly through the rotational axis of the hydraulic pump (14), and is connected to the input shaft to the hydraulic pump (14) and the planetary mechanism (30). Combined with the input shaft ofAn internal gear (35) of the planetary mechanism (30) is fixed to the rear end of the transmission shaft (5) so as not to be relatively rotatable, and the transmission shaft (5) and the output shaft (21) of the hydraulic motor (15). And a motor transmission shaft (85) connected to the output shaft (21) via a coupling (29) on the same axis, and the front end of the motor transmission shaft (85) A carrier (31) that fixes the sun gear (33) of the planetary mechanism (30) and supports the planetary gear (34) of the planetary mechanism (30) The HMT output shaft (36) is fixed to the T output shaft (36) so as not to rotate relative to the T output shaft (36), and is configured to have a hollow shape so that the power from the output shaft (21) of the hydraulic motor (15) to the sun gear (33). At the rear position of the planetary mechanism (30) sandwiched between the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15).A forward / reverse switching clutch mechanism (40) is disposed, and the forward / reverse switching clutch mechanism (40) includes a forward gear (41) and a reverse gear disposed on the HMT output shaft (36) of the planetary mechanism (30). (42), the forward drive gear (43), the reverse drive gear (44), and the reverse drive gear (42) on the differential drive shaft (28) arranged in parallel with the HMT output shaft (36). And the reverse gear (45) meshed with the reverse drive gear (44) and the hydraulic clutch pack (37). By switching the forward / reverse movement mechanically by the forward / reverse switching mechanism, the HMT is efficient. Alternatively, it can be used for rotation in one direction with a large torque increase.
  Therefore, it is possible to eliminate the inefficiency and reverse speed of the reverse drive, which are disadvantages of the output division type HMT, and to exhibit the same power performance in both forward and backward travel. Therefore, a transmission suitable for use as a vehicle transmission can be provided.
  Further, since the auxiliary transmission mechanism is unnecessary, it can be manufactured at a low cost, is excellent in compactness, and can be easily operated.
[0034]
  Furthermore, the layout in which the planetary mechanism is arranged between the HST hydraulic pump and the hydraulic motor arranged at the front and rear can contribute to the downsizing of the transmission, in particular, the downsizing in the vertical direction or the horizontal direction.
[0035]
  According to a second aspect of the present invention, in the hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to the first aspect, the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is operated in conjunction with the speed change operation portion to operate the speed change operation portion to the neutral position. In some cases, the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is cut off to cut off the power, so that the power cutoff (neutral) state can be easily created by using the forward / backward switching clutch as a neutral mechanism. Can do. Therefore, it is possible to eliminate the disadvantage of the output division type HMT that it is difficult to create a neutral state, and it is possible to provide a transmission that is more suitable for use as a vehicle transmission.
  Furthermore, a rational operation method that can be easily understood can be provided to the operator by the configuration in which the power is cut off and the neutral state is achieved by operating the speed change operation unit to the neutral position. Therefore, the operator is not confused when driving the vehicle.
[0036]
  According to a third aspect of the present invention, in the hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to the first aspect, the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is interlocked with the clutch pedal (114) and the clutch pedal (114) is depressed. Since the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is cut off and the power is cut off, the power cut-off (neutral) state can be easily created by using the forward / reverse switching clutch as a neutral mechanism. . Therefore, it is possible to eliminate the disadvantage of the output division type HMT that it is difficult to create a neutral state, and it is possible to provide a transmission that is more suitable for use as a vehicle transmission.
  Furthermore, by depressing the clutch pedal or setting the shift lever to the neutral state, the power is cut off and a neutral state can be created, so a neutral state can be easily created with a simple operation. The vehicle can be driven with confidence.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a transmission including a hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to a first configuration example.
FIG. 2 is a skeleton diagram showing a configuration of a transmission including a hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to a first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a hydraulic circuit applied to the transmission of the first configuration example / first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing the classification of HMT.
[Explanation of symbols]
  7 HST
  14 Hydraulic pump
  15 Hydraulic motor
  30 Planetary mechanism
  40 Forward / reverse switching clutch mechanism
  100 HMT transmission
  101 HMT (Hydraulic / Mechanical Stepless Transmission)

Claims

エンジン（Ｅｇ）の出力回転の変速を行う油圧・機械式無段階変速機であって、ＨＳＴ（７）と差動機構とを組み合わせて構成された油圧・機械式無段階変速機において、該ＨＳＴ（７）は、油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）を分離型のものとし、該油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）は前後に配置して、配管を介して流体的に相互接続した構成とし、前記油圧ポンプ（１４）の後方に、前記差動機構としての遊星機構（３０）を配置し、該遊星機構（３０）の後方に、前記油圧モータ（１５）を配置し、前記エンジン（Ｅｇ）のフライホイール（１）に、トランスミッション（１００）に対する動力を受け入れるための入力軸（３）を取り付け、該入力軸（３）の後方に伝達軸（５）を同心状に配置し、該伝達軸（５）と入力軸（３）とをカップリング（４）を介して相対回転不能に連結し、前記入力軸（３）の後方にはＨＳＴ（７）の油圧ポンプ（１４）を配置し、該伝達軸（５）は、該油圧ポンプ（１４）の回転軸心を貫通して後方へ延出され、該油圧ポンプ（１４）への入力軸と、該遊星機構（３０）への入力軸とを兼用し、該伝達軸（５）の後端には、前記遊星機構（３０）の内歯車（３５）を相対回転不能に固定し、該伝達軸（５）と油圧モータ（１５）の出力軸（２１）と、該出力軸（２１）にカップリング（２９）を介して連結されたモータ伝動軸（８５）とを同一軸心上に配置し、該モータ伝動軸（８５）の前端部には、前記遊星機構（３０）の太陽歯車（３３）を固定し、該遊星機構（３０）の遊星歯車（３４）を支持するキャリア（３１）は、ＨＭＴ出力軸（３６）に相対回転不能に固定し、該ＨＭＴ出力軸（３６）は中空状に構成し、前記油圧モータ（１５）の出力軸（２１）から前記太陽歯車（３３）に対し動力を伝達するモータ伝動軸（８５）に相対回転自在に外嵌し、前記油圧ポンプ（１４）と油圧モータ（１５）とにより、前後を挟まれた遊星機構（３０）の後部の位置に、前後進切換クラッチ機構（４０）を配置し、該前後進切換クラッチ機構（４０）は、該遊星機構（３０）のＨＭＴ出力軸（３６）上に配置した前進側歯車（４１）と後進側歯車（４２）と、該ＨＭＴ出力軸（３６）と平行に配置したデフ駆動軸（２８）上の、前進側従動歯車（４３）と後進側従動歯車（４４）と、該後進側歯車（４２）と後進側従動歯車（４４）とに噛合した逆転ギア（４５）と、油圧クラッチパック（３７）により構成したことを特徴とする油圧・機械式無段階変速機。A hydraulic / mechanical continuously variable transmission that changes the speed of output rotation of an engine (Eg), wherein the HST (7) and a differential mechanism are combined to each other. In (7), the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15) are separated, and the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15) are arranged at the front and the rear, and are fluidly connected to each other via a pipe. The planetary mechanism (30) as the differential mechanism is disposed behind the hydraulic pump (14), and the hydraulic motor (15) is disposed behind the planetary mechanism (30). An input shaft (3) for receiving power for the transmission (100) is attached to the flywheel (1) of the engine (Eg), and a transmission shaft (5) is arranged concentrically behind the input shaft (3). And the transmission shaft (5) The shaft (3) is coupled to the shaft (3) through a coupling (4) so as not to be relatively rotatable. A hydraulic pump (14) of the HST (7) is disposed behind the input shaft (3), and the transmission shaft (5 ) Extends rearward through the rotational axis of the hydraulic pump (14), and serves as both an input shaft to the hydraulic pump (14) and an input shaft to the planetary mechanism (30), An internal gear (35) of the planetary mechanism (30) is fixed to the rear end of the transmission shaft (5) so as not to be relatively rotatable, and the transmission shaft (5) and the output shaft (21) of the hydraulic motor (15). And a motor transmission shaft (85) connected to the output shaft (21) via a coupling (29) on the same axis, and the front end of the motor transmission shaft (85) The carrier (31) for fixing the planetary gear (33) of the planetary mechanism (30) and supporting the planetary gear (34) of the planetary mechanism (30) is The HMT output shaft (36) is fixed to the HMT output shaft (36) so that it cannot rotate relative to the HMT output shaft (36). The HMT output shaft (36) is configured to be hollow, and the power from the output shaft (21) of the hydraulic motor (15) to the sun gear (33). Is attached to the rear end of the planetary mechanism (30) between the front and rear of the planetary mechanism (30) which is fitted between the hydraulic pump (14) and the hydraulic motor (15). The forward / reverse switching clutch mechanism (40) is disposed, and the forward / reverse switching clutch mechanism (40) includes a forward gear (41) and a reverse gear (on the HMT output shaft (36) of the planetary mechanism (30)). 42), a forward driven gear (43), a reverse driven gear (44), and a reverse gear (42) on a differential drive shaft (28) arranged in parallel with the HMT output shaft (36). A reverse gear (45) meshed with the reverse driven gear (44); A hydraulic / mechanical continuously variable transmission comprising a hydraulic clutch pack (37).

請求項１記載の油圧・機械式無段階変速機において、前記前後進切換クラッチ機構（４０）を変速操作部と連動させて、該変速操作部をニュートラル位置に操作したときは、前記前後進切換クラッチ機構（４０）が切れて動力を遮断するように構成したことを特徴とする油圧・機械式無段階変速機。 2. The hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to claim 1, wherein the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is operated in conjunction with a speed change operation unit and the speed change operation unit is operated to a neutral position. A hydraulic / mechanical continuously variable transmission characterized in that the clutch mechanism (40) is cut off to cut off power.

請求項１記載の油圧・機械式無段階変速機において、前記前後進切換クラッチ機構（４０）をクラッチペダル（１１４）と連動させて、該クラッチペダル（１１４）を踏み込むと前記前後進切換クラッチ機構（４０）が切れて動力を遮断するように構成したことを特徴とする油圧・機械式無段階変速機。 2. The hydraulic / mechanical continuously variable transmission according to claim 1, wherein the forward / reverse switching clutch mechanism (40) is interlocked with a clutch pedal (114) and the clutch pedal (114) is depressed to depress the forward / reverse switching clutch mechanism. (40) A hydraulic / mechanical continuously variable transmission configured to cut off power by cutting off.