CN101010527A - 变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种可以使用最大转矩更小的小型的泵/马达或者发生器/马达的变速装置，该变速装置具备：输入轴(4)；输出轴(16)；机械传动部，其具有被夹插到这些输入轴(4)和输出轴(16)之间的行星齿轮机构(5、6)；液压传动部，其具有3个泵/马达(21、25、31)，该变速装置构成为设置使第一泵/马达(21)的旋转轴和第二泵/马达(25)的旋转轴与机械传动部连结，使第三泵/马达(31)的旋转轴与第一泵/马达(21)的旋转轴和/或第二泵/马达(25)的旋转轴连结的离合器(34、35、36)。

Description

变速装置
技术领域
本发明涉及通过组合泵/马达或发生器/马达和行星齿轮机构而成的液压-机械式或电-机械式变速装置。
背景技术
以往，作为液压式变速装置，已知有将全部来自发动机的输入动力变换成液压而传递的纯液压式变速装置(液压传动(hydrostatictransmission)；HST)、和将输入动力的一部分传递为液压并且机械地传递残余部分的液压-机械式(动力分割式)变速装置(液压机械传动(hydromechanical transmission)；HMT)。其中，后者的变速装置(HMT)只要将机械动力的一部分变换成液压动力即可，机械动力的传递效率高，因此具有与前者的变速装置(HST)相比可以实现高效率高的优点，可以说是对推土机、轮式装载机这样的负载变动剧烈的车辆而言理想的变速机，在一部分车辆中被采用。
作为所述液压-机械式变速装置(HMT)代表性的装置，有利用行星齿轮机构实现其无级变速特性的装置。即，其构成为：分别使行星齿轮机构的恒星齿轮、具备行星齿轮的行星齿轮架和齿圈(ring gear)三个单元中的第一单元与输入轴连结，使第二单元与输出轴连结，并且使第三单元与液压泵或液压马达连结，改变该液压泵和液压马达的旋转速度，从而改变输出轴的旋转速度。
该HMT有两种形式，即：将利用液压回路与跟所述行星齿轮机构连结的泵/马达流体连接的其他泵/马达、与变速装置的输入轴以一定旋转比连结的输出分割型的装置；和将利用液压回路与跟所述行星齿轮机构连结的液压泵或液压马达流体连接的其他液压泵或液压马达、与变速装置的输出轴以一定旋转比连结的输入分割型的装置。
此外，作为与HMT类似的技术，还有EMT(电-机械式变速装置)。该EMT是使用发生器/马达代替HMT中的泵/马达，将机械动力的一部分转换成电动力并传递的装置。作为与该EMT相关的现有技术，有专利文献1公开的技术。该文献中公开的变速装置为具有两个行星齿轮机构和两个电动机的电-机械式变速装置，为了在低速侧制造输入分割模式，在高速侧制造复合分割(输出分割)模式，而构成为用离合器进行切换。
专利文献1：美国专利第6,478,705号说明书
但是，HMT中使用的泵/马达为了产生大的转矩而需要加大容量，但集中该大容量的泵/马达的容量而以高旋转使用的情况下，泄漏引起的损失会变大，从而变速装置的整体效率会降低。另外，EMT中使用的发生器/马达相反并不擅长低速大转矩，若以低速发挥大转矩，则尺寸非常大，价格高。因而，泵/马达也好，发生器/马达也好，都期望使用最大转矩小的小型装置。
在所述专利文献1中公开的变速装置中，需要与输入分割模式(input-split mode)和复合分割模式(compound-split mode)中追求更大的最大转矩的模式一致而决定发生器/马达(专利文献1中以符号28表示。)的尺寸。即，在专利文献1所公开的变速装置中，无论在输入分割模式或复合分割模式中任一状态下，发生器/马达都不在最大转矩附近的区域使用，从而在未发挥其性能的情况下使用。
假使在输入分割模式和复合分割模式中任一状态下，若能够构成为发生器/马达可以产生(或吸收)最大转矩，换言之，若能够使发生器/马达连接部的减速比在输入分割模式和复合分割模式两方均为最优，则可以使发生器/马达小型化。另外，即使在使用泵/马达代替发生器/马达的HMT中，也同样可以小型化泵/马达，提高效率。
发明内容
本发明正是鉴于所述情况而提出的，其目的在于提供一种可以使用最大转矩更小的小型的泵/马达或发生器/马达的液压-机械式变速装置或电-机械式变速装置。
为了实现所述目的，本发明之一为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有使所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴分别与所述机械传动部连结，
且使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的连结机构。
另外，本发明之二为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述第一行星齿轮机构的第二单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第一行星齿轮机构的第二单元连结的第一连结机构；
使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
另外，本发明之三为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的第一连结机构；
使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
进而，本发明之四为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第二单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述输出轴与所述行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的连结机构。
另外，本发明之五为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述输出轴与所述行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的连结机构。
本发明之六为根据本发明之一、四、五中任意一项所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述连结机构，使得所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
同样，本发明之七为根据本发明之二或三所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述第二连结机构，使得所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
另外，本发明之八为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达和第二泵/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的连结机构。
本发明之九为根据本发明之一、二、三、八中任意一项所述的变速装置，其特征在于，
所述第一泵/马达的旋转速度成为0的低速侧直接点(ダイレクト点)与所述第二泵/马达的旋转速度成为0的高速侧直接点之间的速度比设定为3～4。
接着，本发明之十为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达、第二发生器/马达、和第三发生器/马达，
所述变速装置具有使所述第一发生器/马达的旋转轴和所述第二发生器/马达的旋转轴分别与所述机械传动部连结，
且使所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和/或所述第二发生器/马达的旋转轴连结的连结机构。
本发明之十一为根据本发明之十所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述连结机构，使得所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和所述第二发生器/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
另外，本发明之十二为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达、第二发生器/马达、和第三发生器/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一发生器/马达的旋转轴与所述第一行星齿轮机构的第二单元连结，
使所述第二发生器/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第一行星齿轮机构的第二单元连结的第一连结机构；
使所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和/或所述第二发生器/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
另外，本发明之十三为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达、第二发生器/马达、和第三发生器/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一发生器/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二发生器/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的第一连结机构；
使所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和/或所述第二发生器/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
本发明之十四为根据本发明之十二、十三所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述第二连结机构，使得所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
进而，本发明之十五为一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达和第二发生器/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一发生器/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二发生器/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的连结机构。
本发明之十六为根据本发明之十、十二、十三、十五中任意一项所述的变速装置，其特征在于，
所述第一发生器/马达的旋转速度成为0的低速侧直接点与所述第二发生器/马达的旋转速度成为0的高速侧直接点之间的速度比设定为3～4。
根据本发明之一至五的各发明，第三泵/马达的旋转轴另安装在第一泵/马达的旋转轴和/或第二泵/马达的旋转轴上而被使用，第三泵/马达具有始终辅助其他任意一个泵/马达的作用的功能。因而，作为各泵/马达，可以使用与以往相比最大转矩小的小型泵/马达，即使在集中容量而以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。
根据本发明之三或八，由于在第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构之间配置有减速比调整用的第三行星齿轮机构，所以可以使第一泵/马达的减速比在输入分割模式和复合分割模式两方均最优。因而，作为第一泵/马达，可以使用最大转矩更小的小型泵/马达，即使在集中容量而以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。
根据本发明之六或七，由于与作为第三泵/马达的旋转轴的连结处的第一泵/马达的旋转轴或第二泵/马达的旋转轴两方连结，所以可以形成使输入轴所输入的动力全部只通过机械传动部传递到输出轴的直接点。
本发明之十、十二、十三、十五分别为将所述本发明之一至三、八的液压-机械式变速装置变更为电-机械式变速装置的发明，与所述本发明之一至三、八相同，作为各发生器/马达，可以使用与以往相比最大转矩小的小型发生器/马达。另外，本发明之十一、十四分别为将所述本发明之六、七的液压-机械式变速装置变更为电-机械式变速装置的发明，与所述本发明之六、七相同，可以形成使输入轴所输入的动力全部只通过机械传动部传递到输出轴的直接点。
另外，在推土机或轮式装载机这样的建筑车辆中，移动时的车速大多是作业时的车速的大概3倍～4倍。例如，在推土机中，与给料(dosing)作业时的3km/h左右相比，最高速度为11km/h左右，在轮式装载机中，与V型装料(V shape loading)时以10km/h左右进行作业相比，最高速度为35km/h左右。所以，如本发明之九或十六所述，若将所述本发明之一、二、三、八或十、十二、十三、十五的变速装置适用于这些建筑车辆中，并将低速侧直接点设定为操作时车速，将高速侧直接点设定为最高车速，换言之，若将低速侧直接点与高速侧直接点之间的速度比设定为3～4，则这些直接点为变速装置的传递效率最好的点，所以效率变得非常好。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的变速装置的概略结构图。
图2是第一实施方式的变速装置的动作特性图。
图3是本发明的第二实施方式的变速装置的概略结构图。
图4是第二实施方式的变速装置的动作特性图。
图5是本发明的第三实施方式的变速装置的概略结构图。
图6是第三实施方式的变速装置的动作特性图。
图7是本发明的第四实施方式的变速装置的概略结构图。
图8是第四实施方式的变速装置的动作特性图。
图9是本发明的第五实施方式的变速装置的概略结构图。
图10是第五实施方式的变速装置的动作特性图。
图11是本发明的第六实施方式的变速装置的概略结构图。
图中：1，50、60、70、80、90-变速装置、2-发动机、4-输入轴、5，51-第一行星齿轮机构、6，52-第二行星齿轮机构、7，21-恒星齿轮、8，13-行星齿轮、9，14-行星齿轮架、10-齿圈、11-中间输出轴、16-输出轴、19-固定轴、21-第一泵/马达、21A、25A、31A-发生器/马达、25-第二泵/马达、31-第三泵/马达、32、34A、34B-第一离合器(连结机构)、33，36B，36C-第二离合器(连结机构)、34-第三离合器(连结机构)、35、36A-第四离合器(连结机构)、36-第五离合器(连结机构)、53-第三行星齿轮机构、61-控制器(控制机构)。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的变速装置的具体实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1表示本发明的第一实施方式的变速装置的概略结构图。本实施方式涉及适用于推土机等土木作业机械中的例子。
本实施方式的变速装置1具备经由前后进切换结构3输入来自发动机2的动力的输入轴4和与该输入轴4同轴配置的第一行星齿轮机构5和第二行星齿轮机构6。第一行星齿轮机构5具备：固定于所述输入轴4上的恒星齿轮7、与该恒星齿轮7的外周啮合的多个行星齿轮8、轴支承这些行星齿轮8的行星齿轮架9、和与行星齿轮8组的外周啮合的齿圈10，且所述行星齿轮架9固定于中间输出轴11上。另一方面，所述第二行星齿轮机构6具备：恒星齿轮12、与该恒星齿轮12的外周啮合的多个行星齿轮13、轴支承这些行星齿轮13的行星齿轮架14、和与行星齿轮13组的外周啮合的齿圈10，且所述行星齿轮架14经由其套筒部14a旋转自如地支承于所述中间输出轴11上，并且所述行星齿轮架12旋转自如地支承于所述套筒部14a的外周。
所述第一行星齿轮机构5和第二行星齿轮机构6通过各自的齿圈10、10被连结而相互链接。而且，该齿圈10与固定于输出轴16上的输出齿轮17啮合。
在所述第二行星齿轮机构6的终端侧配置有作为连结机构的第一离合器32和第二离合器33。第一离合器32具有接断中间输出轴11和行星齿轮架14的套筒部14a的功能，第二离合器33具有接断套筒部14a和固定端19的功能。
第一齿轮20与所述中间输出轴11的终端部结合为一体，固定于第一泵/马达21的输出轴22上的第二齿轮23与该第一齿轮20啮合。另外，第三齿轮24与所述第二行星齿轮机构6的恒星齿轮12结合为一体，固定于第二泵/马达25的输出轴26上的第四齿轮27与该第三齿轮24啮合。
另外，在所述中间输出轴11上分别平行地配置有第一轴37、第二轴38和第三轴(第三泵/马达31的输出轴)39。进而，与中间输出轴11的终端部结合的第一齿轮20与经由第三离合器34与第一轴37连结的第五齿轮40啮合，在中间输出轴11的终端部配置的第六齿轮41与经由第四离合器35与第二轴38连结的第七齿轮42啮合，第一轴37的第八齿轮43与第二轴38的第九齿轮44啮合，经由第五离合器36与第二轴38连结的第十齿轮45与一体结合于恒星齿轮12上的第三齿轮24啮合，第九齿轮44与固定于第三泵/马达31的输出轴(第三轴)39上的第十一齿轮46啮合。在此，第一泵/马达21与第二泵/马达25经由液压配管28流体连接，第三泵/马达31经由液压配管47相对该液压配管28流体连接。
所述第一泵/马达21、第二泵/马达25和第三泵/马达31均为可变容量型液压泵/马达。在第一泵/马达21中附设有对应于来自控制器(控制机构)61的指令信号而调节该第一泵/马达21的容量的第一泵/马达容量调节装置62，在第二泵/马达25中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第二泵/马达25的容量的第二泵/马达容量调节装置63，在第三泵/马达31中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第三泵/马达31的容量的第三泵/马达容量调节装置64。另外，所述第一离合器32、第二离合器33、第三离合器34、第四离合器35及第五离合器36均为液压动作式离合器。在第一离合器32中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第一离合器32的离合器压的第一离合器压调节阀65，在第二离合器33中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第二离合器33的离合器压的第二离合器压调节阀66，在第三离合器34中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第三离合器34的离合器压的第三离合器压调节阀67，在第四离合器35中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第四离合器35的离合器压的第四离合器压调节阀68，在第五离合器36中附设有对应于来自控制器61的指令信号而调节该第五离合器36的离合器压的第五离合器压调节阀69。在此，所述控制器61包括：执行规定程序的中央处理装置(CPU)、存储该程序及各种表的只读存储器(ROM)、作为执行该程序所需要的工作存储器的随机存取存储器(RAM)、输入界面和输出界面。
在本实施方式的变速装置1中，作为初始状态，考虑第一离合器32为OFF、第二离合器33为ON、第三离合器34为OFF、第四离合器35为OFF、第五离合器36为ON的状态，在从该状态使发动机转速为一定并向前进方向使车辆加速的情况下，参照图2所示的动作特性图进行说明。
在从所述初始状态加速时，各泵/马达21、25、31的转速和容量如图2的区域A所示进行变化。此时，来自发动机2的动力输入到第一行星齿轮机构5的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8输出到齿圈10。另一方面，输入到所述恒星齿轮7的动力从行星齿轮架9传递到中间输出轴11，经由第一齿轮20和第二齿轮23输出到发挥泵作用的第一泵/马达21。接着，输出到该第一泵/马达21的动力分别经由液压配管28传递到发挥马达作用的第二泵/马达25、经由液压配管47传递到发挥马达作用的第三泵/马达31。进而，第二泵/马达25的旋转动力从其输出轴26经由第四齿轮27、第三齿轮24、恒星齿轮12、行星齿轮25输出到齿圈10，另一方面，所述第三泵/马达31的旋转动力从其输出轴39经由第十一齿轮46、第九齿轮44、第二轴38、第十齿轮45、第三齿轮24、恒星齿轮12、行星齿轮13输出到齿圈10。这样，来自第一行星齿轮机构5和第二行星齿轮机构6的动力汇合成为输出轴16的旋转动力。在这样的区域A中，第三泵/马达31的旋转轴与第二泵/马达25的旋转轴连结，起到援助该第二泵/马达25的马达作用的功能。
然后，在第三泵/马达31的喷出容量逐渐减少而成为0的车速V1中，将第四离合器35切换为ON，并且将第五离合器36切换为OFF，进入图2的区域B。由此，传递到所述中间输出轴11的动力除了输出到第一泵/马达21之外，还从第六齿轮41经由第七齿轮42、第二轴38、第九齿轮44和第十一齿轮46输出到第三泵/马达31。此时，第三泵/马达31的旋转轴与第一泵/马达21的旋转轴连结，起到泵作用，发挥援助该第一泵/马达21的功能。这样，在车速V2中第一泵/马达21和第三泵/马达31的转速成为0，并且第二泵/马达25的容量成为0。此时，成为来自发动机2的动力全部只通过机械传动部传递的直接点(低速侧直接点)。此外，在图2所示的区域A和区域B中，变速装置1作为输入分割型的变速装置发挥功能。
接着，在从该车速V2进一步向前进方向加速时，若分别将第一离合器32切换为ON、将第二离合器33切换为OFF，并且将第五离合器36仍然保持为OFF、分别将第三离合器34切换为ON、将第四离合器35切换为OFF(图2的区域C)，则来自发动机2的动力输入到第一行星齿轮机构5的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8输出到齿圈10。另一方面，输入到所述恒星齿轮7的动力从行星齿轮架9传递到中间输出轴11，经由行星齿轮架14、恒星齿轮12、第三齿轮24和第四齿轮27，输出到发挥泵作用的第二泵/马达25。接着，输出到该第二泵/马达25的动力分别经由液压配管28传递到发挥马达作用的第一泵/马达21、经由液压配管47传递到发挥马达作用的第三泵/马达31。进而，第一泵/马达21的旋转动力从其输出轴22经由第二齿轮23、第一齿轮20、行星齿轮架14、行星齿轮13输出到齿圈10，另一方面，所述第三泵/马达31的旋转动力从其输出轴39经由第十一齿轮46、第九齿轮44、第八齿轮43、第一轴37、第五齿轮40、第一齿轮20、行星齿轮架14、行星齿轮13输出到齿圈10。这样，来自第一行星齿轮机构5和第二行星齿轮机构6的动力汇合成为输出轴16的旋转动力。这样在区域C中，第三泵/马达31的旋转轴继续与第一泵/马达21的旋转轴连结，起到援助该第一泵/马达21的马达作用的功能。此外，在从区域B移至区域C时，第一泵/马达21的旋转方向反转。
然后，在第三泵/马达31的喷出容量逐渐减少而成为0的车速V3中，将第三离合器34切换为OFF的同时，将第五离合器36切换为ON，进入图2的区域D。这样，被传递到所述中间输出轴11的动力除了被输出到第二泵/马达25之外，经由第十齿轮45、第二轴38、第九齿轮44和第十一齿轮46，从行星齿轮架14被输出到第三泵/马达31。此时，第三泵/马达31的旋转轴与第二泵/马达25的旋转轴连结，起到泵作用，发挥援助该第二泵/马达25的功能。这样，车速V4中的第二泵/马达25和第三泵/马达31的转速成为0的同时，第一泵/马达21的容量成为0。此时，成为来自发动机2的动力全部只通过机械传动部传递的直接点(高速侧直接点)。此外，在图2所示的区域C和区域D中，变速装置30作为复合分割型的变速装置发挥功能。
这样根据本实施方式的变速装置1，第三泵/马达31的旋转轴被切换为：在图2的区域A，与第二泵/马达25的旋转轴连结，进行马达作用；在区域B中，与第一泵/马达21的旋转轴连结，进行泵作用；在区域C中，与第一泵/马达21的旋转轴连结，进行马达作用；在区域D中，与第二泵/马达25的旋转轴连结，起到泵作用。这样通过将第三泵/马达31的旋转轴另安装在第一泵/马达21的旋转轴和第二泵/马达25的旋转轴上而使用，第三泵/马达31始终起到辅助其他任一泵/马达21、25的作用的功能。因而，作为各泵/马达，可以使用与以往相比最大转矩小的小型泵/马达，即使在集中容量以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。
另外，根据本实施方式的变速装置1，采用由第一行星齿轮机构5和第二行星齿轮机构6构成的复合行星齿轮机构，而且利用离合器切换输入分割型和复合分割型而进行变速，所以可以在低速侧和高速侧两方具有直接点(液压下的传递动力成为0的区域)。在此，在推土机或轮式装载机这样的建筑车辆中，移动时的车速大多是作业时的车速的大约3倍到4倍。例如，在推土机中，与给料作业时的3km/h左右相比，最高速度为11km/h左右，轮式装载机中，与V型装料时以10km/h左右进行作业相比，最高速度为35km/h左右。所以，若将本实施方式的变速装置1适用于这些建筑车辆中，且将低速侧直接点设定为作业时车速，将高速侧直接点设定为最高车速，则这些直接点为变速装置的传递效率最好的点，所以效率变得非常好。
另外，根据本实施方式，在切换输入分割型和复合分割型时，由于第二泵/马达25的容量成为0，成为转矩未施加在该第二泵/马达25上的状态，所以可以容易地进行该切换。
另外，当在车速V1、V3中切换第三泵/马达31的旋转轴的连结处时，在车速V1中将第四离合器35和第五离合器36同时设定为ON的状态，另外在车速V3中将第三离合器34和第五离合器36同时设定为ON的状态，由此，该车速V1、V3成为使动力全部只通过机械传动部传递的直接点。这种情况下，加上所述低速侧直接点(模式切换点)、高速侧直接点，可以设置总计4个直接点。
在本实施方式中，作为所述各离合器32～36，除了牙嵌式离合器以外，还可以采用同步啮合机构或多片式离合器机构等。
(第二实施方式)
图3表示本发明的第二实施方式的变速装置的概略结构图。另外，图4表示第二实施方式的变速装置的动作特性图。此外，在本实施方式中，对与所述第一实施方式共用的部分标注相同符号，省略其详细的说明。
在本实施方式的变速装置50中，在第一行星齿轮机构51和第二行星齿轮机构52之间配置有减速比调整用的第三行星齿轮机构53。
所述第一行星齿轮机构51具备：固定于输入轴4上的恒星齿轮7、与该恒星齿轮7的外周啮合的多个行星齿轮8、和轴支承这些行星齿轮8的行星齿轮架54，且该行星齿轮架54固定于第三行星齿轮机构53的齿圈55上。另外，所述第三行星齿轮机构53具备：恒星齿轮56、与该恒星齿轮56的外周啮合的多个行星齿轮57、轴支承这些行星齿轮57的行星齿轮架58、和与行星齿轮57组的外周啮合的所述齿圈55，且所述行星齿轮架58固定于第二行星齿轮机构52的行星齿轮架14上，并且恒星齿轮56固定于中间输出轴11上。
另外，设有接断中间输出轴11和行星齿轮架14的套筒部14a的第一离合器32和接断套筒部14a和固定端19的第二离合器33，并且在所述中间输出轴11上分别平行地配置有第一轴37、第二轴38和第三轴(第三泵/马达31的输出轴)39。另外，与中间输出轴11的终端部结合的第一齿轮20与经由第三离合器34与第一轴37结合的第五齿轮40啮合，第一轴37的第八齿轮43与第二轴38的第九齿轮44啮合，经由第四离合器36A与第二轴38结合的第十齿轮45与一体结合于第二行星齿轮机构52的恒星齿轮12上的第三齿轮24啮合，第九齿轮44与固定于第三泵/马达31的输出轴(第三轴)39上的第十一齿轮46啮合。
在本实施方式的变速装置50中，在使第一离合器32为OFF、使第二离合器33为ON、使第三离合器34为OFF、使第四离合器36A为ON的状态下，若使发动机转速为一定并向前进方向使车辆加速(图4的区域A)，则来自发动机2的动力输入到第一行星齿轮机构51的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8输出到齿圈10。另一方面，输入到所述恒星齿轮7的动力从行星齿轮架54经过第三行星齿轮机构53的齿圈55、行星齿轮57和恒星齿轮56而增速，传递到中间输出轴11，经由第一齿轮20和第二齿轮23输出到发挥泵作用的第一泵/马达21。接着，输出到该第一泵/马达21的动力分别经由液压配管28传递到发挥马达作用的第二泵/马达25、经由液压配管47传递到发挥马达作用的第三泵/马达31。进而，第二泵/马达25的旋转动力从其输出轴26经由第四齿轮27、第三齿轮24、恒星齿轮12、行星齿轮13输出到齿圈10，另一方面，所述第三泵/马达31的旋转动力从其输出轴39经由第十一齿轮46、第九齿轮44、第二轴38、第十齿轮45、第三齿轮24、恒星齿轮12、行星齿轮13输出到齿圈10。这样，来自第一行星齿轮机构51和第二行星齿轮机构52的动力汇合成为输出轴16的旋转动力。这样在区域A中，第三泵/马达31的旋转轴与第二泵/马达25的旋转轴连结，起到援助该第二泵/马达25的马达作用的功能。
然后，在第三泵/马达31的喷出容量逐渐减少而成为0的车速V1中，将第三离合器34切换为ON，并且将第四离合器36A切换为OFF，进入图4的区域B。由此，传递到所述中间输出轴11的动力除了输出到第一泵/马达21之外，还从第五齿轮40经由第一轴37、第八齿轮43、第九齿轮44和第十一齿轮46输出到第三泵/马达31。此时，第三泵/马达31的旋转轴与第一泵/马达21的旋转轴连结，起到泵作用，发挥援助该第一泵/马达21的功能。这样，在车速V2中第一泵/马达21和第三泵/马达31的转速成为0，并且第二泵/马达25的容量成为0。此时，成为来自发动机2的动力全部只通过机械传动部传递的直接点(低速侧直接点)。此外，在图4所示的区域A和区域B中，变速装置50作为输入分割型的变速装置发挥功能。
接着，在从该车速V2进一步向前进方向加速时，若分别将第一离合器32切换为ON、将第二离合器33切换为OFF(图4的区域C)，则来自发动机2的动力输入到第一行星齿轮机构51的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8输出到齿圈10。另一方面，输入到所述恒星齿轮7的动力从行星齿轮架54经过第三行星齿轮机构53的齿圈55、行星齿轮57和恒星齿轮56而增速，传递到中间输出轴11，经由行星齿轮架14、恒星齿轮12、第三齿轮24和第四齿轮27输出到发挥泵作用的第二泵/马达25。接着，输出到该第二泵/马达25的动力分别经由液压配管28传递到发挥马达作用的第一泵/马达21、经由液压配管47传递到发挥马达作用的第三泵/马达31。进而，第一泵/马达21的旋转动力从其输出轴22经由第二齿轮23、第一齿轮20、行星齿轮架14、行星齿轮13输出到齿圈10，另一方面，所述第三泵/马达31的旋转动力从其输出轴39经由第十一齿轮46、第九齿轮44、第八齿轮43、第一轴37、第五齿轮40、第一齿轮20、行星齿轮架14、行星齿轮13输出到齿圈10。这样，来自第一行星齿轮机构51和第二行星齿轮机构52的动力汇合成为输出轴16的旋转动力。这样在区域C中，第三泵/马达31的旋转轴继续与第一泵/马达21的旋转轴连结，起到援助该第一泵/马达21的马达作用的功能。此外，在从区域B移至区域C时，第一泵/马达21的旋转方向不变化。
然后，在第三泵/马达31的喷出容量逐渐减少而成为0的车速V3中，将第三离合器34切换为OFF，并且将第四离合器36A切换为ON，进入图4的区域D。由此，传递到所述中间输出轴11的动力除了输出到第二泵/马达25之外，还从行星齿轮架14经由第十齿轮45、第二轴38、第九齿轮44和第十一齿轮46输出到第三泵/马达31。此时，第三泵/马达31的旋转轴与第二泵/马达25的旋转轴连结，起到泵作用，发挥援助该第二泵/马达25的功能。这样，在车速V4中第二泵/马达25和第三泵/马达31的转速成为0，并且第一泵/马达21的容量成为0。此时，成为来自发动机2的动力全部只通过机械传动部传递的直接点(高速侧直接点)。此外，在图4所示的区域C和区域D中，变速装置30作为复合分割型的变速装置发挥功能。
这样根据本实施方式的变速装置50，与所述第一实施方式相同，通过将第三泵/马达31的旋转轴另安装在第一泵/马达21的旋转轴和第二泵/马达25的旋转轴上而使用，作为各泵/马达21、25、31，可以使用与以往相比最大转矩小的小型泵/马达，即使在集中容量以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。
另外，根据本实施方式的变速装置50，由于在第一行星齿轮机构51和第二行星齿轮机构52之间配置有减速比调整用的第三行星齿轮机构53，所以可以使第一泵/马达的减速比在输入分割模式和复合分割模式两方均为最优。因而，作为第一泵/马达，可以使用最大转矩更小的小型泵/马达，即使在集中容量以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。
进而，在本实施方式中，作为第一泵/马达21可以使用单向旋转型的泵/马达，所以可以实现装置结构的简化。
在本实施方式中，当在车速V1、V3中切换第三泵/马达31的旋转轴的连结处时，将第三离合器34和第四离合器36A同时设定为ON的状态，由此，该车速V1、V3成为使动力全部只通过机械传动部传递的直接点。这种情况下，加上所述低速侧直接点(模式切换点)、高速侧直接点，可以设置总计4个直接点。
(第三实施方式)
在所述第一实施方式中，使用两个行星齿轮机构，并且切换使用三个泵/马达中的一个泵/马达。另外，在所述第二实施方式中，使用三个行星齿轮机构，并且切换使用三个泵/马达中的一个泵/马达。在此，相对以往的具有单列行星机构的HMT，也可以适用使用三个泵/马达并且切换使用其中一个泵/马达的想法。
图5是在具有输入分割型单列行星齿轮机构的变速装置中适用了3泵/马达结构的本发明的第三实施方式的变速装置的概略结构图。另外，图6表示第三实施方式的变速装置的动作特性图。在本实施方式中，对与前面的实施方式共用的部分标注相同符号，省略其详细的说明。
在本实施方式的变速装置60中，行星齿轮机构5A的恒星齿轮7固定于输入来自发动机2的动力的输入轴4上，多个行星齿轮8与该恒星齿轮7的外周啮合，并且这些行星齿轮8被行星齿轮架9轴支承，该行星齿轮架9固定于中间输出轴11上，齿圈10与行星齿轮8组的外周啮合。第一齿轮20与所述中间输出轴11的终端部一体结合，固定于第一泵/马达21的输出轴22上的第二齿轮23与该第一齿轮20啮合。另外，第三齿轮24与所述齿圈10的外周一体结合，固定于第二泵/马达25的输出轴26上的第四齿轮38与该第三齿轮24啮合。
另外，在中间输出轴11上平行地配置有第一轴37、第二轴38和第三轴39，中间输出轴11的第一齿轮20与经由第一离合器34A与第一轴37结合的第五齿轮40啮合，第一轴37的第六齿轮43A与第二轴38的第七齿轮44A啮合，经由第二离合器36B与第二轴38结合的第八齿轮45A与所述第三齿轮24啮合，第七齿轮44A与固定于第三泵/马达31的输出轴(第三轴)39上的第九齿轮46A啮合。进而，固定于所述中间输出轴11上的第十齿轮41A与固定于输出轴16上的输出齿轮17啮合。
本实施方式的变速装置60如下所述进行动作。首先，在使第一离合器34A为ON、使第二离合器36B为OFF的状态下，若使发动机转速为一定并向前进方向使车辆加速(图6的区域A)，则来自发动机2的动力输入到行星齿轮机构5A的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8和行星齿轮架9传递到中间输出轴11，经由第十齿轮41A、输出齿轮17传递到输出轴16。另一方面，传递到所述中间输出轴11的动力经由第一齿轮20和第二齿轮23传递到发挥泵作用的第一泵/马达21。另外，传递到所述中间输出轴11的动力也从第一齿轮20经由第五齿轮40、第一轴37、第六齿轮43A、第七齿轮44A和第九齿轮46A输出到发挥泵作用的第三泵/马达31。接着，输出到这些第一泵/马达21和第三泵/马达31的动力分别经由液压配管28、47传递到发挥马达作用的第二泵/马达25，从其输出轴26经由第四齿轮27、齿圈10、第三齿轮24、行星齿轮8和行星齿轮架9输出到中间输出轴11。这样，来自行星齿轮机构5A的机械动力与来自第二泵/马达25的液压动力汇合成为输出轴16的旋转动力。
然后，在第三泵/马达31的喷出容量逐渐减少而成为0的车速V1中，若将第一离合器34A切换为OFF、将第二离合器36B切换为ON，则进入图6的区域B，第三泵/马达31从泵切换为马达。即，来自发动机2的动力输入到行星齿轮机构5A的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8和行星齿轮架9传递到中间输出轴11，经由第十齿轮41A、输出齿轮17，传递到输出轴16。另一方面，传递到所述中间输出轴11的动力经由第一齿轮20和第二齿轮23输出到发挥泵作用的第一泵/马达21。接着，输出到该第一泵/马达21的动力分别经由液压配管47、28传递到发挥马达作用的第二泵/马达25和第三泵/马达31。进而，第二泵/马达25的动力从其输出轴26经由第四齿轮27、第三齿轮24、齿圈10、行星齿轮8和行星齿轮架9输出到中间输出轴11，第三泵/马达31的动力从其输出轴39经过第九齿轮46A、第七齿轮44A、第二轴38、第八齿轮45A，从第三齿轮24、齿圈10、行星齿轮8和行星齿轮架9输出到中间输出轴11。这样，来自行星齿轮机构5A的机械动力与来自第二泵/马达25和第三泵/马达31的液压动力汇合成为输出轴16的旋转动力。
这样根据本实施方式，由于构成为将第三泵/马达31的旋转轴另安装在第一泵/马达21的旋转轴和第二泵/马达25的旋转轴上而使用，所以作为各泵/马达，可以使用与以往相比最大转矩小的小型泵/马达，即使在集中容量以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。
(第四实施方式)
图7表示在具有输出分割型单列行星齿轮机构的变速装置中适用了3泵/马达结构的本发明的第四实施方式的变速装置的概略结构图。另外，图8表示第四实施方式的变速装置的动作特性图。在本实施方式中，对与前面的实施方式共用的部分标注相同符号，省略其详细的说明。
在本实施方式的变速装置70中，第一齿轮20固定于输入来自发动机2的动力的输入轴4上，与该第一齿轮20啮合的第二齿轮23固定于第一泵/马达21的输出轴22上。另外，行星齿轮机构5A的恒星齿轮7固定于所述输入轴4上，多个行星齿轮8与该恒星齿轮7的外周啮合，并且这些行星齿轮8被行星齿轮架9轴支承，该行星齿轮架9固定于中间输出轴11上，齿圈10与行星齿轮8组的外周啮合。第三齿轮24与所述齿圈10的外周一体结合，固定于第二泵/马达25的输出轴26上的第四齿轮27与该第三齿轮24啮合。
另外，在输入轴4上平行地配置有第一轴37和第二轴39A(第三泵/马达31的输出轴)，输入轴4的第一齿轮20与经由第一离合器34B与第一轴37结合的第五齿轮40A啮合，第一轴37的第六齿轮43B与第二轴39A的第七齿轮44B啮合，经由第二离合器36C与第一轴37结合的第八齿轮45B与所述第三齿轮24啮合。进而，在所述中间输出轴11的终端部固定的第九齿轮41B与固定于输出轴16上的输出齿轮17啮合。
本实施方式的变速装置70如下所述进行动作。首先，在使第一离合器34B为OFF、使第二离合器36C为ON的状态下，若使发动机转速为一定并向前进方向使车辆加速(图8的区域A)，则来自发动机2的动力从输入轴4输入到行星齿轮机构5A的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8和行星齿轮架9传递到中间输出轴11，经由第九齿轮41B、输出齿轮17传递到输出轴16。另一方面，所述输入轴11的动力经由第一齿轮20和第二齿轮23输出到发挥泵作用的第一泵/马达21。接着，输出到该第一泵/马达21的动力经由液压配管28传递到发挥马达作用的第二泵/马达25，并且经由液压配管47传递到发挥马达作用的第三泵/马达31。进而，第二泵/马达25的旋转动力从其输出轴26经由第四齿轮27、第三齿轮24、行星齿轮8和行星齿轮架9输出到中间输出轴11。另一方面，所述第三泵/马达31的旋转动力从其输出轴39A经由第七齿轮44B、第六齿轮43B、第一轴37、第八齿轮45B、第三齿轮24、行星齿轮8和行星齿轮架9输出到中间输出轴11。这样，来自行星齿轮机构5A的机械动力与来自第二泵/马达25和第三泵/马达31的液压动力汇合成为输出轴16的旋转动力。
然后，在第三泵/马达31的喷出容量逐渐减少而成为0的车速V1中，若使第一离合器34B为ON、使第二离合器36C为OFF，则进入图8的区域B，第三泵/马达31从马达切换为泵。即，来自发动机2的动力从输入轴4输入到行星齿轮机构5A的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8和行星齿轮架9传递到中间输出轴11，经由第十齿轮41A、输出齿轮17传递到输出轴16。另一方面，所述输入轴4的动力经由第一齿轮20和第二齿轮23传递到发挥泵作用的第一泵/马达21，另一方面，经由第一齿轮20、第五齿轮40A、第一轴37、第六齿轮43B、第七齿轮44B输出到第三泵/马达31。接着，输出到这些第一泵/马达21和第三泵/马达31的动力分别经由液压配管28、47传递到发挥马达作用的第二泵/马达25。进而，第二泵/马达25的动力从其输出轴26经由第四齿轮27、第三齿轮24、行星齿轮8和行星齿轮架9输出到中间输出轴11。这样，来自行星齿轮机构5A的机械动力与来自第二泵/马达25的液压动力汇合成为输出轴16的旋转动力。
在本实施方式中，也可以起到与所述第三实施方式相同的作用效果。
(第五实施方式)
图9是本发明的第五实施方式的变速装置的概略结构图，图10表示第五实施方式的变速装置的动作特性图。在本实施方式中，也对与之前的实施方式共用的部分标注相同符号，省略其详细的说明。
本实施方式的变速装置80涉及所述第二实施方式的变速装置50的变形例，在第一行星齿轮机构51与第二行星齿轮机构52之间配置有减速比调整用的第三行星齿轮机构53这一点，与第二实施方式相同。
在本实施方式的变速装置80中，在使第一离合器32为OFF、使第二离合器33为ON的状态下，若使发动机转速为一定并向前进方向使车辆加速(图10的区域A)，则来自发动机2的动力输入到第一行星齿轮机构51的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8输出到齿圈10。另一方面，输入到所述恒星齿轮7的动力从行星齿轮架54经过第三行星齿轮机构53的齿圈55、行星齿轮57和恒星齿轮56而增速，传递到中间输出轴11，经由第一齿轮20和第二齿轮23输出到发挥泵作用的第一泵/马达21。接着，输出到该第一泵/马达21的动力经由液压配管28传递到发挥马达作用的第二泵/马达25。进而，第二泵/马达25的旋转动力从其输出轴26经由第四齿轮27、第三齿轮24、恒星齿轮12、行星齿轮13输出到齿圈10，这样，来自第一行星齿轮机构51和第二行星齿轮机构52的动力汇合成为输出轴16的旋转动力。
然后，在车速V1中，第一泵/马达21的旋转式成为0，并且第二泵/马达25的喷出容量成为0。此时，成为来自发动机2的动力全部只通过机械传动部传递的直接点(低速侧直接点)。此外，在区域A中，变速装置80作为输入分割型的变速装置发挥功能。
接着，若在车速V1中将第一离合器32切换为ON、将第二离合器33切换为OFF，则进入图10的区域B。在该区域B中，来自发动机2的动力输入到第一行星齿轮机构51的恒星齿轮7，该动力从行星齿轮8传递到中间输出轴10。另一方面，输送到所述恒星齿轮7的动力从行星齿轮架54经过第三行星齿轮机构53的齿圈55、行星齿轮57和恒星齿轮56而增速，传递到中间输出轴11，经由行星齿轮架14、恒星齿轮12、第三齿轮24和第四齿轮27输出到发挥泵作用的第二泵/马达25。接着，输出到该第二泵/马达25的动力经由液压配管28传递到发挥马达作用的第一泵/马达21。进而，第一泵/马达21的旋转动力从其输出轴22经由第二齿轮23、第一齿轮20、行星齿轮架14、行星齿轮13输出到齿圈10。这样，来自第一行星齿轮机构51和第二行星齿轮机构52的动力汇合成为输出轴16的旋转动力。
然后，在车速V2中，第二泵/马达25的转速成为0，并且第一泵/马达21的容量成为0。此时，产生来自发动机2的动力全部只通过机械传动部传递的直接点(高速侧直接点)。此外，在区域B中，变速装置80作为复合分割型的变速装置发挥功能。
根据本实施方式的变速装置80，与第一实施方式相比配置有减速比调整用的第三行星齿轮机构53，所以可以使第一泵/马达的减速比在输入分割模式和复合分割模式两方均为最优。因而，可以使用最大转矩更小的小型第一泵/马达，即使在集中容量以高旋转使用的情况下，也可以提高效率。另外，在本实施方式中，作为第一泵/马达21可以使用单向旋转型的泵/马达，所以也有可以简化装置结构的优点。
在所述各实施方式中，组合多个(至少两个)泵/马达而构成各泵/马达，可以在以小容量进行运转时只使一个泵/马达运转。这种情况下，优选能够对多个泵/马达中的一个泵/马达选择连接、分离，且在低速时连接该泵/马达而得到大容量。另外，还可以将在使该可以连接·分离的泵/马达与行星齿轮机构连接时的减速比变为其他泵/马达的减速比。这样，由于可以改变各泵/马达所覆盖的速度范围，所以可以进一步减小泵/马达的容量。
(第六实施方式)
图11表示本发明的第六实施方式的变速装置的概略结构图。
本实施方式是将所述第一实施方式的泵/马达21，25，31更换为发生器/马达21A、25A、31A而成的电一机械式变速装置90的例子。这种情况下，与电池91连接的控制器61A进行各发生器/马达21A、25A、31A的驱动控制。在此，在控制器61A中组装有变换器电路。此外，优选在发生器与马达中间夹插蓄积电能的蓄电装置。根据本实施方式，与所述第一实施方式相同，作为各发生器/马达，可以使用与以往相比最大转矩小的小型发生器/马达。
此外，在所述第二至第五实施方式的变速装置中，也可以将该泵/马达更换为发生器/马达，形成为电一机械式变速装置。

Claims (16)

1.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有使所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴分别与所述机械传动部连结，
且使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的连结机构。
2.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述第一行星齿轮机构的第二单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第一行星齿轮机构的第二单元连结的第一连结机构；
使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
3.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的第一连结机构；
使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
4.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第二单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述输出轴与所述行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的连结机构。
5.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达、第二泵/马达、和第三泵/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述输出轴与所述行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和/或所述第二泵/马达的旋转轴连结的连结机构。
6.根据权利要求1、4、5中任意一项所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述连结机构，使得所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
7.根据权利要求2或3所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述第二连结机构，使得所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动总传递到所述输出轴。
8.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和液压传动部，且所述液压传动部具有经由液压回路相互流体连接的多个泵/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个泵/马达包括第一泵/马达和第二泵/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一泵/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二泵/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的连结机构。
9.根据权利要求1、2、3、8中任意一项所述的变速装置，其特征在于，
所述第一泵/马达的旋转速度成为0的低速侧直接点与所述第二泵/马达的旋转速度成为0的高速侧直接点之间的速度比设定为3～4。
10.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达、第二发生器/马达、和第三发生器/马达，
所述变速装置具有使所述第一发生器/马达的旋转轴和所述第二发生器/马达的旋转轴分别与所述机械传动部连结，
且使所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和/或所述第二发生器/马达的旋转轴连结的连结机构。
11.根据权利要求10所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述连结机构，使得所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和所述第二发生器/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
12.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达、第二发生器/马达、和第三发生器/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一发生器/马达的旋转轴与所述第一行星齿轮机构的第二单元连结，
使所述第二发生器/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第一行星齿轮机构的第二单元连结的第一连结机构；
使所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和/或所述第二发生器/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
13.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达、第二发生器/马达、和第三发生器/马达，
所述变速装置具有：使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一发生器/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二发生器/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的第一连结机构；
使所述第三发生器/马达的旋转轴与所述第一发生器/马达的旋转轴和/或所述第二发生器/马达的旋转轴连结的第二连结机构。
14.根据权利要求12、13所述的变速装置，其中，
具有控制机构，该控制机构控制所述第二连结机构，使得所述第三泵/马达的旋转轴与所述第一泵/马达的旋转轴和所述第二泵/马达的旋转轴两方连结，使所述输入轴所输入的动力全部只通过所述机械传动部传递到所述输出轴。
15.一种变速装置，其是具备输入轴、输出轴、具有被夹插到这些输入轴和输出轴之间的至少一个行星齿轮机构的机械传动部和电传动部，且所述电传动部具有被变换器驱动控制的多个发生器/马达的变速装置，其特征在于，
所述机械传动部具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、和配置于它们之间的第三行星齿轮机构，
所述多个发生器/马达包括第一发生器/马达和第二发生器/马达，
所述变速装置具有使所述输入轴与所述第一行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第一发生器/马达的旋转轴与所述第三行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述第二发生器/马达的旋转轴与所述第二行星齿轮机构的第一单元连结，
使所述输出轴与所述第一行星齿轮机构的第三单元和所述第二行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第一行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第三单元连结，
使所述第二行星齿轮机构的第二单元与所述第三行星齿轮机构的第二单元连结，
并且使所述第二行星齿轮机构的第二单元与固定端和/或所述第三行星齿轮机构的第一单元连结的连结机构。
16.根据权利要求10、12、13、15中任意一项所述的变速装置，其特征在于，
所述第一发生器/马达的旋转速度成为0的低速侧直接点与所述第二发生器/马达的旋转速度成为0的高速侧直接点之间的速度比设定为3～4。
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