专利名称：作业车辆的变速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及配备在作业车辆上的变速装置的技术，特别是，涉及利用该变速装置进行的动力传递的技术。
背景技术：
过去，下述结构的作业车辆的变速装置是公知的将来自于发动机的动力分支，将其中的一方传递给行星齿轮机构，将其中的另一方在经由油压式无级变速机构(下面，简称为“HST”)无级变速之后传递给行星齿轮机构，利用该行星齿轮机构将两个动力合成并输出(例如，参照专利文献1)。为了使所述变速装置适应于大马力的发动机，有必要(A)搭载大容量的HST，或者，(B)利用两个以上的行星齿轮机构构成复杂的动力传递机构。但是，在采取上述(A)或(B)等策略的情况下，存在着动力传递效率恶化、油耗恶化的不利之处。另外，存在着变速装置大型化、将该变速装置向作业车辆上装载变得困难的不利之处。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利申请特开2001-108060号公报
发明内容
发明所要解决的课题本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种作业车辆的变速装置，所述变速装置不伴有动力传递效率的恶化或油耗的恶化，可以适应于大马力的发动机。另外，其目的是提供一种不会伴有变速装置的大型化、能够适应于大马力的发动机的作业车辆的变速装置。解决课题的方案本发明所要解决的课题如上所述，下面，说明解决该问题的方案。S卩，本发明是一种作业车辆的变速装置，包括输入轴，所述输入轴传递来自于驱动源的动力；无级变速器，所述无级变速器配置在所述输入轴上，将从所述输入轴传递的动力无级变速并输出；换向离合装置，所述换向离合装置在正向旋转方向或反向旋转方向上提取并输出从所述无级变速器输出的动力；所述作业车辆的变速装置通过选择性地切换所述换向离合装置，并且，将所述无级变速器无级变速来进行变速。本发明是一种作业车辆的变速装置，包括合成离合装置，所述合成离合装置提取并输出从所述无级变速器输出的动力；行星齿轮机构，所述行星齿轮机构将来自于所述驱动源的动力和从所述合成离合装置输出的动力合成并输出，所述作业车辆的变速装置通过选择性地切换所述换向离合装置和所述合成离合装置，并且，将所述无级变速器无级变速来进行变速。本发明是一种作业车辆的变速装置，包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构将来自于所述驱动源的动力和其它动力合成并输出；合成离合装置，所述合成离合装置提取来自于所述换向离合装置的动力，将该动力输出或者传递给所述行星齿轮机构，所述作业车辆的变速装置通过选择性地切换所述换向离合装置和所述合成离合装置，并且，将所述无级变速器无级变速来进行变速。本发明是一种作业车辆变速装置，所述变速装置，在将动力分配给左右车轮的差动机构的动力传递上游侧，具有所述输入轴、所述无级变速器及所述换向离合装置。本发明是一种作业车辆的变速装置，所述变速装置将所述行星齿轮机构配置在所述输入轴与所述差动机构之间，将所述行星齿轮机构的第一传动部与所述输入轴连动地连接，将所述行星齿轮机构的第二传动部与所述无级变速器连动地连接，将所述行星齿轮机构的第三传动部与所述差动机构的输入部连动地连接。本发明是一种作业车辆的变速装置，所述变速装置在所述输入轴的轴向方向上， 在所述行星齿轮机构与所述无级变速器之间，配置所述换向离合装置及所述合成离合装置。本发明是一种作业车辆的变速装置，所述无级变速器配置在变速器箱的后侧面附近。发明的效果作为本发明的效果，可以产生下面所述的效果。本发明可以通过切换换向离合装置来选择输出的动力的旋转方向，并且，可以通过使无级变速器无级变速，使作业车辆变速。另外，通过将无级变速器及换向离合装置与其它变速部件(例如，行星齿轮机构等)组合，可以将无级变速器及换向离合装置作为作业车辆的变速装置的变速部件使用。从而，可以将无级变速器及换向离合装置用作各种的变速装置(例如，与驱动源的每种马力相适应的变速装置)，通过将该无级变速器及换向离合装置通用化，可以削减成本、减少部件的数目、减少开发期间等。本发明除了从无级变速器直接输出动力之外，还可以将来自于无级变速器的动力与来自于动力源的动力合成并输出。从而，通过选择性地切换换向离合装置及合成离合装置并使无级变速器无级地变速，可以与驱动源的输出相一致地进行大幅度的变速。本发明具有不伴有变速装置的大型化、就可以适应于大马力的发动机的效果。
图1是表示具备根据本发明的第一种实施方式的变速装置的作业车辆的整体结构的侧视图。图2是表示该变速装置的模式图。图3是其侧视剖视图。图4是表示输入侧斜板的倾斜角度与输出轴的转速的关系的图示。图5是表示输出轴的转速和作业车辆的车速的关系的图示。图6是表示第一种实施方式中的作业车辆的牵引力与车速的关系的图示。图7是表示根据本发明的第二种实施方式的变速装置的模式图。图8是表示第二种实施方式中的作业车辆的牵引力与车速的关系的图示。图9是表示根据本发明的第三种实施方式的变速装置的模式图。
图10是表示第三种实施方式中的作业车辆的牵引力与车速的关系的图示。附图标记说明1作业车辆3发动机(驱动源)4变速装置6后轮(车轮)10变速器箱20输入轴40无级变速器42油压泵43油压马达50换向离合装置53a中间齿轮55第一前进离合器56后进离合器60合成离合装置64第二前进离合器65第三前进离合器70行星齿轮机构71行星齿轮架(第一传动部)73恒星齿轮(第二传动部)74外齿轮(第三传动部)80副变速机构83 副变速输出轴(差动机构的输入部)90 差动机构
具体实施例方式下面，对于具备作为根据本发明的作业车辆的变速装置的一种实施方式的变速装置4的作业车辆1进行说明。另外，在下面的说明中，将图中用箭头F表示的方向定义为前方。如图1所示，作业车辆1是利用轮转机(口-夕U )等耕耘装置或装载机(π -夕·) 等作业机进行各种农业作业或土木作业的作业车辆。作业车辆1主要包括机体框架2、发动机3、变速装置4、前轮5 · 5、后轮6 · 6、驾驶室7等。机体框架2是作业车辆1的主要结构体。机体框架2以长度方向作为前后方向， 由多个板材等构成。发动机3是产生用于驱动作业车辆1的动力的驱动源。发动机3配备在机体框架 2的前部。变速装置4用于将由发动机3产生的动力变速。变速装置4配备在机体框架2的后部。
前轮5 · 5分别配备在机体框架2的前部左右。后轮6 · 6分别配备在机体框架2的后部(变速装置4)的左右。前轮5 · 5及后轮6 · 6由被变速装置4变速的动力旋转驱动。驾驶室7是覆盖操作者乘坐的空间的室。驾驶室7从机体框架2的前后大致中央部一直配备到后部。在驾驶室7内具有手柄7a、座位7b、变速杆7c等。手柄7a用于转向操作作业车辆1。手柄7a配备在驾驶室7内的前部。座位7b用于操作者就座。座位7b配备在手柄7a的后方。变速杆7c通过设定变速装置4的变速比，设定作业车辆1的行驶速度。变速杆7c 配备在座位7b的右侧方。变速杆7c是根据本发明的变速比设定机构的一种实施方式。下面，利用图2及图3对于作为根据本发明的变速装置的第一种实施方式的变速装置4的结构进行说明。变速装置4主要包括变速器箱10、输入轴20、无级变速器40、换向离合装置50、合成离合装置60、行星齿轮机构70、副变速机构80、差动机构90等。如图3所示，变速器箱10是容纳构成变速装置4的动力传动路径的各种轴及齿轮等的箱状的构件。具体地说，变速器箱10容纳后面描述的输入轴20、无级变速器40、换向离合装置50等。变速器箱10主要包括前箱10a、前支承壁10b、后箱IOc等。在前箱IOa的后部固定地设置前支承壁10b。在前支承壁IOb的大致中央部，形成沿前后方向贯通前支承壁IOb 的开口部10d。在前支承壁IOb的后部固定地设置后箱10c。在后箱IOc的前后中途部的内部，后支承壁部IOe以垂直面在左右方向上形成。在变速器箱10的后部形成开口部11，向后方敞开。该开口部11被利用规定的紧固构件固定设置在变速器箱10的后部的PTO盖12闭塞。即，PTO盖12是构成变速器箱10 的后侧面的构件。在PTO盖12上向后方突出地设置用于将动力传递给作业车辆1安装的作业机的PTO输出轴13。如图2及图3所示，输入轴20是被由发动机3产生的动力旋转驱动的构件。输入轴20主要由第一输入轴21、第二输入轴22等构成。第一输入轴21的前端部经由驱动轴北与发动机3的输出轴3a连动地连接。第一输入轴21的后端部向后方延伸设置。在第一输入轴21的中途部固定地设置发动机动力输出齿轮21a。第二输入轴22配置在第一输入轴21的同一轴线上，并且配置在第一输入轴21的后方。第二输入轴22的前端部经由轴接头2 与第一输入轴21的后端部连动地连接。第二输入轴22的后端部被PTO盖12可转动地支承。无级变速器40用于将输入的动力无级变速并输出。无级变速器40主要包括气缸体41、油压泵42、油压马达43、输出轴44、第一输出齿轮45、第二输出齿轮46等。气缸体41是大致圆柱状的构件，形成后面描述的输入侧柱塞42a · 42a···、输入侧滑阀42c .42c···、输出侧柱塞43a· 43a···、以及输出侧滑阀43c .43c···插入贯通的多个孔。 在气缸体41的轴心，贯通插入有第二输入轴22，并且与第二输入轴22花键配合。借此，气缸体41与第二输入轴22成一体地旋转。油压泵42是能够改变其容量地构成的可变容量型油压泵。油压泵42主要包括 输入侧柱塞42a · 42a...、输入侧斜板42b、输入侧滑阀42c · 42c…等。
输入侧柱塞4 4 …被插入到形成在气缸体41上的多个孔中，进行工作油的吸入及排出。输入侧斜板42b是板状的构件，经由后部壳体42d由螺栓42e · 42e固定设置在 PTO盖12上，并且，能够改变相对于第二输入轴22的倾斜角度α。在本实施方式中，输入侧倾斜板42b的倾斜角度α以能够相对于气缸体41的旋转轴(第二输入轴22)的轴线方向从-α m到α m改变的方式构成。输入侧柱塞4 · 4 …的突出端与输入侧斜板42b抵接。输入侧滑阀42c *42c…被插入到形成在气缸体41上的多个孔中，借助输入侧柱塞 42a · 4 …切换吸入或排出工作油的油路。在如上所述构成的油压泵42中，若当输入侧斜板42b倾斜时气缸体41旋转，则输入侧柱塞42a · 4 …及输入侧滑阀42c · 42c…一边围绕第二输入轴22与气缸体41 一起旋转，一边在气缸体41的孔内沿着其轴线方向往复运动。借助该输入侧柱塞4 …的往复运动，通过输入侧滑阀42c · 42c…切换的油路，吸入或排出工作油。油压马达43是其容量不能改变地构成的定容量型油压马达。油压马达43主要具有输出侧柱塞43a · 43a…、输出侧斜板43b、输出侧滑阀43c · 43c…等。输出侧柱塞43a ·43ει…被插入到形成在气缸体41上的多个孔中，进行工作油的吸入及排出。输出侧斜板4 是不能改变相对于第二输出轴22的倾斜角度地构成的板状的构件。输出侧斜板4 在第二输入轴22上且在气缸体41的前方，以与第二输入轴22能够相对旋转的方式配置。输出侧柱塞43a · 43a…的突出端与输出侧斜板4 抵接。输出侧滑阀43c *43c…被插入到形成在气缸体41上的多个孔中，利用输出侧柱塞 43a · 43a…切换吸入或排出的工作油的油路。在如上所述构成的油压马达43中，当利用油压泵42供应工作油时，输出侧柱塞 43a · 43a…在气缸体41的孔内在其轴线方向上往复运动。借助该输出侧柱塞43a · 43v 的往复运动，输出侧斜板4 相对于气缸体41旋转。输出轴44是和输出侧斜板4 成一体地旋转的构件。输出轴44是将其轴心部形成中空的中空轴。输出轴44，在将输入轴20插入其内部的状态下，其后端被固定设置于输出侧斜板4 上。第一输出齿轮45是固定设置在输出轴44的前端的齿轮。第二输出齿轮46是在第一输出齿轮45的后方固定地设置在输出轴44上的齿轮。下面，利用图3及图4对于如上所述地构成的无级变速器40的动作方式进行说明。借助从发动机3经由输入轴20传递的动力，气缸体41旋转。使这时的输入轴20 的转速(气缸体41的转速)为Nin。在输入侧斜板42b与气缸体41的旋转轴(第二输入轴22)的轴线正交的情况下，即，在输入侧斜板42b的倾斜角度α为0的情况下，输入侧柱塞42a · 4 …不进行往复运动。从而，由于从油压泵42向油压马达43的工作油的供应被断开，所以，输出侧柱塞 43a · 43a…不进行往复运动，输出侧斜板4 与气缸体41成一体地以转速Nin旋转。艮口， 输出轴44经由输出侧斜板4 及气缸体41与输入轴20成一体地以转速Nin旋转。
当使输入侧倾斜板42b向减速侧(图4中的-α m侧)倾斜时，输出侧斜板4 相对于气缸体41向与输入轴20的旋转方向相反的方向相对地旋转。当使输入侧斜板42b的倾斜角度α倾斜到-am时，输出侧斜板43b以和输入轴20的转速Nin相同的转速相对于气缸体41旋转。从而，输出轴44的转速N变成0。当使输入侧斜板42b向增速侧(图4中的am侧)倾斜时，输出侧斜板4 相对于气缸体41向与输入轴20的旋转方向相同的方向相对地旋转。当使输入侧斜板42b的倾斜角度α倾斜到am时，输出侧斜板43b以与输入轴20的转速Nin相同的转速相对于气缸体41相对地旋转。从而，输出轴44的转速N变成Nin的两倍。另外，通过将如本实施方式所述的无级变速器40配置在输入轴上，不伴有变速装置4的大型化，就可以使变速装置4适应于大马力的发动机3。如图2及图3所示，换向离合装置50用于提取来自于输出轴44的动力。换向离合装置50主要包括盖体51、离合器轴52、第一前进齿轮53、后进齿轮W、第一前进离合器阳、后进离合器56等。盖体51是关闭前支承壁IOb的开口部IOd的构件。盖体51被螺栓51a固定地设置在前支承壁IOb上。离合器轴52是与输入轴20及输出轴44平行配置的构件。离合器轴52的前端被可转动地支承在盖体51上。离合器轴52的后端被可转动地支承在后支承壁部IOe上。第一前进齿轮53是被可转动地支承在离合器轴52的中途部的齿轮。第一前进齿轮53经由中间齿轮53a(参照图2~)与第二输出齿轮46连动地连接。后进齿轮M是在第一前进齿轮53的前方可转动地被支承在离合器轴52上的齿轮。后进齿轮讨与第一输出齿轮45啮合。第一前进离合器55能够进行第一前进齿轮53与离合器轴52之间的动力的切断、 接通。第一前进离合器阳在第一前进齿轮53的前方被固定设置在离合器轴52上。后进离合器56能够进行后进齿轮M与离合器轴52之间的动力的切断、接通。后进离合器56在后进齿轮M的后方固定设置在离合器轴52上。第一前进离合器55、后进离合器56、以及后面描述的第二前进离合器64和第三前进离合器65由油压离合器构成，能够通过切换电磁阀来进行“接通”、“切断”。在变速杆7c的附近设置检测部，该检测部与所述电磁阀连接，检测变速杆7c的转动操作，通过该转动操作进行第一前进离合器55等的切换。下面，对于如上所述构成的换向离合装置50的动作方式进行说明。第一前进齿轮53经由中间齿轮53a被从第二输出齿轮46传递的动力旋转驱动。 后进齿轮M被从第一输出齿轮45传递的动力旋转驱动。通过在第一前进齿轮53与第二输出齿轮46之间夹装中间齿轮53a，第一前进齿轮53被在与后进齿轮M的旋转方向相反的方向上旋转驱动。在第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况下，第一前进齿轮53的动力被向离合器轴52传递。在这种情况下，将向离合器轴52传递的动力的旋转方向作为用于使作业车辆1前进的方向(下面，简称为“正向旋转方向”)。在后进齿轮M和离合器轴52被后进离合器56连接起来的情况下，后进齿轮M 的动力被向离合器轴52传递。在这种情况下，将向离合器轴52传递的动力的旋转方向作
8为用于使作业车辆1后进的方向(下面，简称为“反向旋转方向”)。这样，通过切换第一前进离合器55和后进离合器56，可以切换向离合器轴52传递的动力的旋转方向，进而，可以转换作业车辆1的前进和后进。另外，换向离合装置50作为一个单元可拆装地构成。具体地说，通过从前方卸下螺栓51a，可以作为一个单元成一体地将换向离合装置50向前方拉出。借此，可以容易地进行换向离合装置50的维修，另外，可以容易地进行组装。另外，在本实施方式中，将在正向旋转方向上取出来自于无级变速器40的动力的第一前进离合器阳、和在反向方向上取出来自于无级变速器40的动力的后进离合器5配备在换向离合装置50上，但是，本发明并不局限于此。即，也可以在合成离合装置60上配备第一前进离合器阳及后进离合器56。如图2所示，合成离合装置60用于取出来自于输出轴44的动力。合成离合装置 60主要包括中间轴61、第二前进齿轮62、第三前进齿轮63、第二前进离合器64、第三前进离合器65等ο中间轴61是与输入轴20及输出轴44平行地配置的构件。第二前进齿轮62是可转动地被支承在中间轴61的中途的齿轮。第二前进齿轮62 与第一输出齿轮45啮合。第三前进齿轮63是在第二前进齿轮62的后方被可转动地支承在中间轴61上的齿轮。第三前进齿轮63经由中间齿轮53a与第二输出齿轮46啮合。第二前进离合器64能够进行第二前进齿轮62与中间轴61之间的动力的断开、接通。第二前进离合器64成为从无级变速器40取出低速的动力的低速离合器。第二前进离合器64在第二前进齿轮62的后方被安装在中间轴61上。第三前进离合器65能够进行第三前进齿轮63与中间轴61之间的动力的断开、接通。第三前进离合器65成为从无级变速器40取出高速的动力的高速离合器。第三前进离合器65在第三前进齿轮63的前方被安装到中间轴61上。下面，对于如上所述地构成的合成离合装置60的动作方式进行说明。第二前进齿轮62被从第一输出齿轮45传递的动力旋转驱动。第三前进齿轮63 经由中间齿轮53a被从第二输出齿轮46传递的动力旋转驱动。通过在第三前进齿轮63与第二输出齿轮46中间夹装中间齿轮53a，第三前进齿轮63被向与第二前进齿轮62的旋转方向相反的方向旋转驱动。在第二前进齿轮62和中间轴61借助第二前进离合器64连接起来的情况下，第二前进齿轮62的动力被向中间轴61传递。在第三前进齿轮63和中间轴61借助第三前进离合器65连接起来的情况下，第三前进齿轮63的动力被向中间轴61传递。这样，通过切换第二前进离合器64和第三前进离合器65，可以切换从输出轴44向中间轴61传递的动力的旋转方向。行星齿轮机构70配置在合成离合装置60的前方，用于将来自于发动机3的动力和来自于输出轴44的动力合成并输出。行星齿轮机构70主要包括行星齿轮架71、行星齿轮72 · 72···、恒星齿轮73、外齿轮74等。行星齿轮架71能够与中间轴61相对旋转地被支承在中间轴61的前端部。行星齿轮架71成为行星齿轮机构70的第一传动部。在行星齿轮架71的前端部，具有在其外周形成齿的齿轮部71a。行星齿轮架71的齿轮部71a与发动机动力输出齿轮21a啮合。行星齿轮72 · 72…经由行星轴72a · 7 …分别可转动地被支承在行星齿轮架71 的后端部。在以中间轴61为中心的同心圆上配置多个行星齿轮72 · 72…。恒星齿轮73在中间轴61上且在行星齿轮架71的后方被与中间轴61不能相对旋转地支承。恒星齿轮73构成行星齿轮机构70的第二传动部。恒星齿轮73与行星齿轮 72 · 72…啮合。外齿轮74在中间轴61上且在恒星齿轮73的后方被与中间轴61可以相对旋转地支承。外齿轮74构成行星齿轮机构70的第三传动部。在外齿轮74的前端部配备有在其内周形成齿的齿轮部74a。在外齿轮74的后端部配备有在其外周形成齿齿轮部74b。外齿轮74的齿轮部7 与行星齿轮72 · 72…啮合。下面，对于如上所述的结构的行星齿轮机构70的动作方式进行说明。行星齿轮架71被经由发动机动力输出齿轮21a从输入轴20传递的动力旋转驱动。借此，行星轴72a · 7 …以中间轴61为中心被旋转驱动，从而，行星齿轮72 · 72…以中间轴61为中心被旋转驱动(公转)。另外，行星齿轮72 · 72…被经由恒星齿轮73从中间轴61传递的动力以行星轴 72a · 7 …为中心旋转驱动(自转)。外齿轮74被行星齿轮72 · 72…旋转驱动。外齿轮74的动力从齿轮部74b输出。这样，从输入轴20传递的动力和从中间轴61传递的动力被行星齿轮72 · 72…合成，由外齿轮74输出。如上所述，通过将换向离合装置50及合成离合装置60在输入轴20的轴向方向上配置在行星齿轮机构70和无级变速器40之间，可以紧凑地构成变速装置4。另外，可以将换向离合装置50和合成离合装置60配置在相互靠近的位置上，可以简化用于控制该换向离合装置50及合成离合装置60的动作的油压回路的结构。如图2及图3所示，副变速机构80用于将被传递的动力变速并输出。副变速机构 80主要包括高速驱动齿轮81、低速驱动齿轮82、副变速输出轴83、高速从动齿轮84、低速从动齿轮85、副变速离合器86等。高速驱动齿轮81是固定地设置在离合器轴52的前端部的齿轮。低速驱动齿轮82是在高速驱动齿轮81的后方固定地设置在离合器轴52上的齿轮。低速驱动齿轮82与外齿轮74的齿轮部74b啮合。副变速输出轴83是与离合器轴52平行地配置的构件。副变速输出轴83构成后面描述的差动机构90的输入部。副变速输出轴83的前端被可转动地支承在前支承壁IOb 上。副变速输出轴83的后端被可转动地支承在后支承壁部IOe上。高速从动齿轮84是被可转动地支承在副变速输出轴83的前端部的齿轮。高速从动齿轮84与高速驱动齿轮81啮合。低速从动齿轮85是在高速从动齿轮84的后方被可转动地支承在副变速输出轴83 上的齿轮。低速从动齿轮85与低速驱动齿轮82啮合。另外，在本实施方式中，由低速驱动齿轮82及低速从动齿轮85产生的变速比，比由高速驱动齿轮81及高速从动齿轮84产生的变速比大(即，在离合器轴52的转速一定的情况下，低速从动齿轮85的转速比高速从动齿轮84的转速小)。
副变速离合器86配置在高速从动齿轮84的后方并且配置在低速从动齿轮85的前方，可以在下面所述的两种状态之间切换，所述两种状态为将高速从动齿轮84或低速从动齿轮85中的任一方与副变速输出轴83不能相对旋转地连接的状态，以及，将所述连接解除而成为高速从动齿轮84及低速从动齿轮85与副变速输出轴83能够相对旋转的状态。下面，对于如上所述地构成的副变速机构80的动作方式进行说明。在第一前进离合器55或后进离合器56动作的情况下，借助由无级变速器40的输出轴44传递的动力，离合器轴52旋转驱动，从而，低速驱动齿轮82及高速驱动齿轮81被旋转驱动。另外，在第二前进离合器64或第三前进离合器65动作的情况下，借助由行星齿轮机构70的外齿轮74传递的动力，低速驱动齿轮82旋转驱动，从而，离合器轴52及高速驱动齿轮81被旋转驱动。低速从动齿轮85被从低速驱动齿轮82传递的动力旋转驱动。高速从动齿轮84 被从高速驱动齿轮81传递的动力旋转驱动。在低速从动齿轮85与副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来的情况下，低速从动齿轮85的动力被向副变速输出轴83传递。在高速从动齿轮84和副变速输出轴83 被副变速离合器86连接起来的情况下，高速从动齿轮84的动力被向副变速输出轴83传递。这样，通过切换副变速离合器86，可以切换从离合器轴52向副变速输出轴83传递的动力的转速，从而，可以切换作业车辆的车速。另外，通过选择性地切换换向离合装置50和合成离合装置60，可以选择性地将来自于无级变速器40的动力或来自于行星齿轮机构70的动力向离合器轴52取出。从而，可以根据需要取出所希望的动力。差动机构90用于将从副变速机构80传递的动力向左右分配并输出。差动机构90 与副变速输出轴83的后端部连动地连接。即，差动机构90配置在输入轴20、无级变速器 40、换向离合装置50等的动力传递下游侧。被差动机构90分配到左右的动力，在最终被减速机构91减速之后，向左右的后轮6 · 6传递。另外，在本实施方式中，对于来自于发动机3的动力向前轮5 · 5及PTO输出轴13 传递的路径，省略其说明。下面，利用图2及图5，说明在配备有如上所述构成的变速装置4的作业车辆1中无级变速器40的输出轴44的转速N与作业车辆1的车速V的关系。图5的Fl表示第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况，F2表示第二前进齿轮62和中间轴61被第二前进离合器64连接起来的情况，F3表示第三前进齿轮63和中间轴61被第三前进离合器65连接起来的情况，R表示后进齿轮M 和离合器轴52被后进离合器56连接起来的情况。另外，为了便于说明，在每一种情况下， 低速从动齿轮85和副变速输出轴83都被副变速离合器86连接起来。在第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况下，或者在后进齿轮M和离合器轴52被后进离合器56连接起来的情况下(参照图5的Fl及R)， 在输出轴44的转速N为0的情况下，作业车辆1的车速V变成0。如由Fl表示的那样，在第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况下，当使输出轴44的转速N增加时，作业车辆1的车速V上升。在Fl和F2交叉的点附近，将第一前进离合器55解除，第二前进齿轮62和中间轴 61被第二前进离合器64连接起来。在这种情况下，如由F2所示，当使输出轴44的转速N 减少时，作业车辆1的车速V上升。在F2和F3交叉的点附近，解除第二前进离合器64，第三前进齿轮63和中间轴61 被第三前进离合器65连接起来。在这种情况下，如F3所示，当使输出轴44的转速N增加时，作业车辆1的车速上升。另外，如R所示，在后进齿轮M和离合器轴52被后进离合器56连接起来的情况下，当使输出轴44的转速N增加时，作业车辆1的车速V从0减少，即作业车辆1后进。另外，在图5中，低速从动齿轮85和副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来，但是，在高速从动齿轮84和副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来的情况下，变速的方式也大致相同。S卩，在第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况下， 当使输出轴44的转速N增加时，作业车辆1的车速V上升。在解除第一前进离合器55且第二前进齿轮62和中间轴61被第二前进离合器64 连接起来的情况下，当使输出轴44的转速N降低时，作业车辆1的车速V上升。在解除第二前进离合器64且第三前进齿轮63和中间轴61被第三前进离合器65 连接起来的情况下，当使输出轴44的转速N增加时，作业车辆1的车速V上升。另外，在后进齿轮M和离合器轴52被后进离合器56连接起来的情况下，当使输出轴44的转速N增加时，作业车辆1的车速V从0减少，即，作业车辆1后进。另外，在高速从动齿轮84和副变速输出轴83被连接起来的情况下，与低速从动齿轮85和副变速输出轴83被连接起来的情况相比，相对于输出轴44的转速N的变化而言的车速V的变化变大。在具有如上所述构成的变速装置4的作业车辆1中作业车辆1的车速V与牵引力 P的关系示于图6。图6的曲线El表示发动机3的输出。另外，1^1、1^2、1^3、!11、!12及!13表示在下面所述的各个条件下的车速V与牵引力P的关系。Ll及Hl表示第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况，L2及H2表示第二前进齿轮62和中间轴61被第二前进离合器64连接起来的情况，L3 及H3表示第三前进齿轮63和中间轴61被第三前进离合器65连接起来的情况。另外，Li、L2及L3表示低速从动齿轮85和副变速输出轴83被副变速离合器86 连接起来的情况，H1、H2及H3表示高速从动齿轮84和副变速输出轴83被副变速离合器86 连接起来的情况。如图6所示，变速装置4通过换向离合装置50、合成离合装置60及副变速离合器 86的组合，可以覆盖发动机3的输出范围，与发动机3的输出相对应的变速成为可能。另外，通过将无级变速器40和行星齿轮机构70的组合起来，只通过少量的离合器(在本实施方式中，为换向离合装置50、合成离合装置60、及副变速离合器86)的切换，就可以在宽的范围内对车速V变速。从而，微小的变速只要通过主变速(利用油压泵42进行的工作油的排出量)的调节即可，可以简单地进行作业车辆1的变速操作。
另外，在本实施方式中，在输入轴20的轴向方向上，在行星齿轮机构70的后方配置无级变速器40。但是，本发明并不局限于此。即，也可以在输入轴20的轴向方向上，将行星齿轮机构70配置在无级变速器40的后方，将换向离合装置50及合成离合装置60配置在无级变速器40与行星齿轮机构70之间。下面，对于作为变速装置的第二种实施方式的变速装置204进行说明。另外，对于和第一种实施方式的变速装置4 (参照图2)大致相同的结构的构件，赋予相同的标号，省略其说明。如图7所示，变速装置204与变速装置4的不同点在于，代替合成离合装置60，配备合成离合装置260。合成离合装置260与合成离合装置60的不同点在于，不配备第三前进齿轮63及第三前进离合器65。在配备有如上所述构成的变速装置204的作业车辆中的该作业车辆1的车速V与牵引力P的关系示于图8。图8的曲线E2表示发动机203的输出。另外，L1、L2、H1及H2表示在下面所述的各种条件下的车速V与牵引力P的关系。另外，发动机203的输出马力比发动机3的输出马力低。Ll及Hl表示第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况，L2及H2表示第二前进齿轮62和中间轴61被第二前进离合器64连接起来的情况。另外，Ll及L2表示低速从动齿轮85和副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来的情况，Hl及H2表示高速从动齿轮84和副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来的情况。如图8所示，变速装置204通过换向离合装置50、合成离合装置沈0、及副变速离合器86的组合，可以覆盖发动机203的输出范围，与发动机203的输出相对应的变速成为可能。另外，通过将无级变速器40和行星齿轮机构70组合，只通过少量的离合器(在本实施方式中，为换向离合装置50、合成离合装置沈0、以及副变速离合器86)的切换，就可以在宽的范围内对车速V变速。从而，微小的变速只要通过主变速(利用油压泵42进行的工作油的排出量)的调节即可，可以简单地进行作业车辆1的变速操作。如通过比较变速装置4和变速装置204可以看出的那样，即使在发动机的马力不同的情况下，也可以通用地使用无级变速器40、换向离合装置50及行星齿轮机构70。这样， 通过使无级变速器40、换向离合装置50、及行星齿轮机构70具有通用性，可以谋求部件的通用化，降低部件的成本。下面，对于作为变速装置的第三种实施方式的变速装置304进行说明。另外，对于和第一种实施方式的变速装置4(参照图2)大致相同的结构构件赋予相同的标号，省略其说明。如图9所示，变速装置304与变速装置4的不同点在于，不配备合成离合装置60 及行星齿轮机构70。在配备有上述结构的变速装置304的作业车辆中的该作业车辆的车速V与牵引力 P的关系示于图10。图10的曲线E3表示发动机303的输出。另外，Ll及Hl表示在下面所述的各种条件下的车速V与牵引力P的关系。另外，发动机303的输出马力比发动机203的输出马力低。Ll及Hl表示对于第一前进齿轮53和离合器轴52被第一前进离合器55连接起来的情况。另外，Ll表示低速从动齿轮85和副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来的情况，Hl表示高速从动齿轮84和副变速输出轴83被副变速离合器86连接起来的情况。如图10所示，变速装置304通过换向离合装置50及副变速离合器86的组合，可以覆盖发动机303的输出范围，与发动机303的输出相对应的变速成为可能。另外，如通过比较变速装置4和变速装置304可以看出的那样，即使在发动机的马力不同的情况下，也可以通用地使用无级变速器40及换向离合装置50。这样，通过使无级变速器40及换向离合装置50具有通用性，可以谋求部件的通用化，降低部件的成本。如上所述，变速装置4包括传递来自于发动机3的动力的输入轴20、配置在输入轴20上且将从输入轴20传递的动力无级变速并输出的无级变速器40、在正向旋转方向或反向转方向上取出并输出从无级变速器40输出的动力的换向离合装置50，选择性地切换换向离合装置50，并且，通过对无级变速器40进行无级变速而变速。通过这样构成，可以选择通过切换换向离合装置50输出的动力的旋转方向，并且，可以通过使无级变速器40无级变速，而使作业车辆1变速。另外，通过将无级变速器40 及换向离合装置50和其它变速部件(例如，行星齿轮机构70等)组合，可以将无级变速器 40及换向离合装置50作为作业车辆1的变速装置的变速部件使用。从而，可以将无级变速器40及换向离合装置50用于各种变速装置(例如，对应于驱动源的每一种马力的变速装置)，通过将该无级变速器40及换向离合装置50通用化，可以谋求降低成本、减少部件的数目、减少开发期间等。另外，变速装置4包括取出从无级变速器40输出的动力并将其输出的合成离合装置60、以及将来自于发动机3的动力和从合成离合装置60输出的动力合成并输出的行星齿轮机构70，选择性地切换换向离合装置50和合成离合装置60，并且，通过将无级变速器 40无级变速而进行变速。通过这样构成，除了从无级变速器40直接输出动力之外，可以将来自于无级变速器40的动力和来自于发动机3的动力合成并输出。从而，通过选择性地切换换向离合装置 50及合成离合装置60，使无级变速器40无级变速，可以按照发动机3的输出进行大范围的变速。另外，变速装置4具有将来自于发动机3的动力和其它动力合成并输出的行星齿轮机构70、以及取出来自于换向离合装置50的动力并输出或传递给行星齿轮机构70的合成离合装置60，选择性地切换换向离合装置50和合成离合装置60，并且，通过将无级变速器40无级变速而进行变速。通过这样构成，除从无级变速器40直接输出动力之外，可以将来自于无级变速器 40的动力和来自于发动机3的动力合成并输出。从而，通过选择性地切换换向离合装置50 及合成离合装置60，使无级变速器40无级变速，可以按照发动机3的输出进行大范围的变速。另外，变速装置4在将动力分配给左右后轮6 · 6的差动机构90的动力传递上游侧配备有传递来自于发动机3的动力的输入轴20、配置在输入轴20上且将从输入轴20传
14递的动力无级变速并输出的无级变速器40、将从无级变速器40输出的动力在正向旋转方向或反向旋转方向取出并输出的换向离合装置50。通过这样构成，能够不伴有变速装置4的大型化地使变速装置4适应于大马力的发动机3。另外，可以在各种各样的变速装置中使用无级变速器40及换向离合装置50，可以通过部件的通用化来降低成本。另外，变速装置4将行星齿轮机构70配置在输入轴20和差动机构90之间，将行星齿轮机构70的行星齿轮架71与输入轴20连动地连接，将行星齿轮机构70的恒星齿轮 73与无级变速器40连动地连接，将行星齿轮机构70的外齿轮74连动地连接到副变速输出轴83上。通过这样构成，将无级变速器40和行星齿轮机构70组合，可以在大的车速范围内将作业车辆1的车速V变速。另外，通过将无级变速器40和行星齿轮机构70组合，可以抑制在动力传递路径上的动力传递效率的降低。另外，变速装置4，在输入轴20的轴向方向上，在行星齿轮机构70与无级变速器 40之间，配置换向离合装置50、以及将来自于行星齿轮机构70的动力取出的合成离合装置 60。通过这样构成，可以紧凑地构成变速装置4，提高向作业车辆1上的装载性。另外， 可以将各个离合器配置在相互接近的位置，可以简化用于控制各个离合器的动作的油压回路的结构。另外，无级变速器40配置在变速器箱10的后侧面附近。通过这样构成，可以将维修次数比较多的无级变速器40配置在从作业车辆1的后方容易进行维修的位置，可以提高维修上的作业性。工业上的利用可能性本发明可以应用于作业车辆所具备的变速装置的技术，特别是，可以用于利用该变速装置进行的动力传递的技术。
权利要求
1.一种作业车辆的变速装置，包括输入轴，所述输入轴传递来自于驱动源的动力，无级变速器，所述无级变速器配置在所述输入轴上，将从所述输入轴传递的动力无级变速并输出，换向离合装置，所述换向离合装置在正向旋转方向或反向旋转方向上提取并输出从所述无级变速器输出的动力，所述作业车辆的变速装置通过选择性地切换所述换向离合装置，并且，将所述无级变速器无级变速来进行变速。
2.如权利要求1所述的作业车辆的变速装置，包括合成离合装置，所述合成离合装置提取并输出从所述无级变速器输出的动力， 行星齿轮机构，所述行星齿轮机构将来自于所述驱动源的动力和从所述合成离合装置输出的动力合成并输出，所述作业车辆的变速装置通过选择性地切换所述换向离合装置和所述合成离合装置， 并且，将所述无级变速器无级变速来进行变速。
3.如权利要求1所述的作业车辆的变速装置，包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构将来自于所述驱动源的动力和其它动力合成并输出，合成离合装置，所述合成离合装置提取来自于所述换向离合装置的动力，将该动力输出或者传递给所述行星齿轮机构，所述作业车辆的变速装置通过选择性地切换所述换向离合装置和所述合成离合装置， 并且，将所述无级变速器无级变速来进行变速。
4.如权利要求2或3所述的作业车辆的变速装置，在将动力分配给左右车轮的差动机构的动力传递上游侧，具有所述输入轴、所述无级变速器及所述换向离合装置。
5.如权利要求4所述的作业车辆的变速装置，将所述行星齿轮机构配置在所述输入轴与所述差动机构之间， 将所述行星齿轮机构的第一传动部与所述输入轴连动地连接， 将所述行星齿轮机构的第二传动部与所述无级变速器连动地连接， 将所述行星齿轮机构的第三传动部与所述差动机构的输入部连动地连接。
6.如权利要求5所述的作业车辆的变速装置，在所述输入轴的轴向方向上，在所述行星齿轮机构与所述无级变速器之间，配置所述换向离合装置及所述合成离合装置。
7.如权利要求6所述的作业车辆的变速装置， 所述无级变速器配置在变速器箱的后侧面附近。
全文摘要
本发明的课题是提供一种作业车辆的变速装置，所述变速装置能够不伴有动力传递效率的恶化及油耗的恶化而适应于大马力的发动机。其解决手段是，本发明的变速装置包括传递来自于发动机(3)的动力的输入轴(20)、配置输入轴(20)上且将从输入轴(20)传递的动力无级变速并输出的无级变速器(40)、以及在正向旋转方向或反向旋转方向上取出从无级变速器(40)输出的动力并将其输出的换向离合装置(50)，通过选择性地切换换向离合装置(50)，并且，将无级变速器(40)无级变速来进行变速。
文档编号F16H47/04GK102422056SQ201080020589
公开日2012年4月18日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年5月13日
发明者大内田刚史, 盐崎修司 申请人:洋马株式会社