CN1457410A - 液压机械式变速装置及安装了该变速装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压机械式变速装置和装载了它的全地势行走车辆。液压机械式变速装置设计为从发动机曲轴输入扭力，被一分为二，由机械式变速装置及静液压式变速装置传输后再度合成输出。在车宽方向安装了发动机的车辆右侧配置液压机械式变速装置，其输出入轴平行于曲轴并列配置。输入轴直接连于曲轴，在其上配置机械式变速装置的输入齿轮之际，在该车体右侧联接静液压式变速装置的液压活塞泵。在输出轴的车体右端联接机械式变速装置的行星齿轮机构。在车体的右侧联接静液压式变速装置的液压活塞马达。如此构成，可提高液压机械式变速装置各部分的布置设计自由度，缩短轴方向的尺寸，提高静液压式变速装置的冷却性及维修保养性。

Description

液压机械式变速装置及安装了该变速装置的车辆
技术领域
本发明涉及一种由可变容量的活塞泵/马达构成的静液压式变速装置和机械式变速装置组合而成的液压机械式变速装置(Hydro-MechanicalTrans mission，简称HMT)，以及安装了该变速装置的车辆。特别是属于象3轮或4轮的车辆(buggy)等全地势车辆(All-Terrain Vhiecle，简称ATV)、拖拉机、或者摩托车等在驾驶座下安装了变速装置的情况的传动轴(输出入轴)的布置情况的技术领域。
技术背景
至今为止，作为4轮车辆的变速装置，包括由皮带传动机构进行的无级变速机的，但是，使用这样的皮带式无级变速装置时，在特别苛刻的使用条件下需要频繁地进行保养，所以，近年来它正被静液压式变速装置(Hydro-Static Transmission，简称HST)所取代。
例如，在日本国公开的特许公报特开平7-113454号中，公开了一种把由机械式变速装置(Mechanical Transmission，简称MT)和静液压式变速装置组合成的液压机械式变速装置用到摩托车这样的一种装置。这种液压机械式变速装置为，将构成静液压式变速装置的斜板式活塞泵和活塞马达相向配置在同一轴心上，使这个泵及马达的气缸体和中心的输出轴一体化，来把整个液压机械式变速装置搞成圆筒状，将其同齿轮列等一样设计。具体地来讲，在横放在车体输出轴上的单气缸发动机的后方，让上述液压机械式变速装置平行于曲轴，即向车体的左右两边延伸，而且，将一级减速机构和二级减速机构各自分置于液压机械式变速装置的左右，而使变速装置整体不超出发动机的左右。
但是，在上述迄今为止的变速装置中，由于在同一轴心上相向配置了轴向长度较长的斜板式活塞泵和活塞马达，就无法避免整体在轴向上变长，为此，特别是象全地势车辆、摩托车等那样的在驾驶者的坐椅下配置变速装置的车辆中，为避免与这个驾驶者的脚的相互影响，该变速装置的各构成部分的布置设计实际上受到很大的限制。
还有，由于以上所述泵/马达的相向配置，包括该泵/马达的静液压式变速装置部分必然会靠向变速装置的内侧，与机械式变速装置相比，很难充分冷却发热大的静液压式变速装置，而各种故障也就容易由于工作油温的上升而发生。并且，不容易维修保养靠近变速装置内侧的静液压式变速装置部分，更何况无法单独试运行该静液压式变速装置部分，因此，我们担心静液压式变速装置的可靠性会下降，作为变速装置整体的耐久可靠性也遭受到破坏。
还有，由于这样使静液压式变速装置部分靠近变速装置内侧以后就不得不使该静液压式变速装置的工作油，发动机油还有齿轮油，共用同一种油。但是，一般情况下静液压式变速装置的工作油，不用说发动机油，就是与齿轮油相比，各自的适当的油温条件也大不相同，所以适当地维持这种工作油的特性很难，而且，容易发生工作油的变质、混入油渣等不良现象。
本发明就是克服了现有技术中的不足，其目的在液压机械式变速装置的，尤其是在静液压式变速装置部分的配置上下工夫，缩短该变速装置整体的轴向尺寸，同时提高布置设计的自由度，还提高静液压式变速装置部分的冷却性和保养性。
发明内容
本发明为解决上述问题采取了以下解决方案。
第一发明，包括：输入轴(25)；输出轴(26)；有设置在该输入轴(25)和输出轴(26)之间的差动齿轮机构(28)的机械式变速装置(23)；及包括连接于上述输入轴(25)的液压泵(30)、借助闭合回路(32)连接在该液压泵(30)上，同时通过上述差动齿轮机构(28)连接在输出轴(26)上的液压马达(31)，且该液压泵(30)及液压马达(31)中至少一个是可变容量的静液压式变速装置(24)的液压机械式变速装置(T)为前提。
将上述输入轴(25)和输出轴(26)相互并列配置，在这个输入轴(25)的轴向一端连接上述液压泵(30)，另一方面，该输入轴(25)的轴向另一端与为驱动(13)的轴(13a)相连，并且，让该轴两端之间的中间部分一体回转上述机械式变速装置(23)中的输入齿轮(27)。还有，在上述输出轴(26)的轴向一端连接着上述差动齿轮结构(28)，而且，在差动齿轮结构(28)的上述一端上连接着上述液压马达(31)。
如该发明的做法，首先，将液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)和输出轴(26)相互平行配置，由于输入一侧的液压泵(30)和输出一侧的液压马达(31)不同轴心，所以由该液压泵(30)及液压马达(31)组成的静液压式变速装置(24)在轴向上长度可自然缩短，还有，静液压式变速装置(24)的配置设计的自由度也增大。
还有，例如，将液压机械式变速装置(T)装载到车辆(A)上将液压机械式变速器(T)接到驱动源(13)上的状态下，在该驱动源(13)的轴(13a)方向上，在一端顺次配置着液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)和液压泵(30)的同时，与其并列地顺次排列着输出轴(26)，差动齿轮机构(28)及液压马达(31)。也就是说，液压机械式变速装置(T)做为一个整体被配置在驱动源(13)的轴向一端，同时，在这个液压机械式变速装置(T)内由上述液压泵(30)及液压马达(31)制成的静液压式变速装置(24)部分，被设置在相对来讲远离驱动源(13)，靠车体外侧的位置。
在此，一般的讲，因为驱动源(13)是被设置在车辆(A)的中心轴附近，如上所述，在驱动源(13)的轴向一侧，设置在离开该驱动源(13)的位置上的静液压式变速装置(24)，相对于动力传动系统而言，处于偏出车中心线的位置。由此，例如由于行驶中的风力作用，对静液压式变速装置(24)部分的冷却就变得容易进行了。还因为容易进行位于车中心线外侧的静液压式变速装置(24)的维修保养，也就提高了其信赖性，从而也提高了液压机械式变速装置(T)整体的耐久性和信赖性。
进一步讲，由于偏外设置了静液压式变速装置(24)部分，所以将该静液压式变速装置(24)的工作油分离于其他齿轮油，使其形成独立循环的结构就变得较为容易。采用如此做法，恰当地维持静液压式变速装置(24)工作油的特性就变得容易，不会再发生变质及混入油泥等不良情况。
第二发明中，将液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)连接成直接接收驱动源(13)的轴(13a)的输出扭力的形式。
由此，省掉了驱动源(13)和液压机械式变速装置(24)之间的一级减速机构，就可以谋求减轻动力传动系统的重量，实现小型化和降低成本的目的。
第三发明中，静液压式变速装置(24)的箱体(81)和机械式变速装置(23)的箱体(80)制成分体式结构。
如此做，因可以容易地从液压机械式变速装置(T)上卸下位于外侧的静液压式变速装置(24)部分，在更容易维修保养的基础上，还可能单独进行静液压式变速装置(24)的试运行，所以，更进一步提高静液压式变速装置(24)及液压机械式变速装置(T)整体的信赖性。
第四发明中，在液压机械式变速装置(T)的输出轴(26)的轴向的另一端连接副变速装置(14)。
如果这样做，尽管通过副变速装置(14)使变速组合范围变宽，而另一方面，必须在动力传动系统中确保副变速装置(14)的配置空间。并且，为确保该空间，由第1方面的发明，能够增大液压机械式变速装置(T)中的各组成部分的配置设计的自由度。
第五发明中，以装载了把来自驱动源(13)的输出动力经过变速再传给车轮(12)、(16)一侧的变速装置的车辆为对象，首先，上述驱动源(13)是将其轴(13a)装载在垂直于车辆(A)中心轴的车体横方向上。还有，上述变速箱包括：输入轴(25)、输出轴(26)、有设置于该输入轴(25)和输出轴(26)之间的差动齿轮结构(28)的机械式变速装置(23)、连接在上述输入轴(25)上的液压泵(30)、通过闭合回路(32)连接在该液压泵(30)上的，同时通过差动齿轮结构(28)连接在输出轴(26)上的液压马达(31)、其中，该液压泵(30)及液压马达(31)中至少一个是可变容量的静液压式变速装置(24)，的液压机械式变速装置(T)。
并且，从车体的横向上看，在驱动源(13)中心的一侧设置上述机械式变速装置(23)及静液压式变速装置(24)，平行于驱动源(13)的轴(13a)沿着车宽方向延伸，并顺着车体前后方向相互并列且分离地配置上述输入轴(25)及输出轴(26)。而且，在上述输入轴(25)的车宽方向的一端连接上述液压泵(30)，而在另一端连接驱动源(13)的轴(13a)，且在这两端之间的输入轴(25)的上述机械式变速装置(23)上设置一起旋转的输入齿轮(27)。还有，上述输出轴(26)的车宽方向上的一端连接上述差动齿轮机构(28)，进一步在这个差动齿轮机构(28)的车宽方向一侧连接上述液压马达(31)而构成。
如装载了上述构成的液压机械式变速装置(T)的车辆(A)，与第一发明相同，液压机械式变速装置(T)的静液压式变速装置(24)部分的配置设计的自由度高，即便是相对于横置于车辆(A)的驱动源(13)并列配置该液压机械式变速装置(T)，也可以在控制车宽方向尺寸增大的同时，在动力传动系统的车宽方向一端配置了静液压式变速装置(24)部分，同样可以得到大幅度提高冷却及维修保养的效果。
第6发明为，上述第5的发明中的液压机械式变速装置(T)的至少一部分配置于车辆(A)的驾驶座的下方的发明。
这种情况下，因为会产生驾驶员的脚与液压机械式变速装置(T)的相互干涉问题，正如上述第5发明的特别在控制液压机械式变速装置(T)的车宽方向增大的方面有效。
本发明的效果是，根据本发明，由于并列配置了液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)和输出轴(26)，所以可以提高该液压机械式变速装置(T)的静液压式变速装置(24)部分的配置设计的自由度。并且，液压机械式变速装置(T)的整体小型化成为可能。还有，在液压机械式变速装置(T)外侧配置了静液压式变速装置(24)部分，即在装配车辆时，装配在外侧的位置，所以静液压式变速装置(24)的冷却就变得容易，维修保养性也得到了提高。从而进一步提高了耐久性和可信度。在此基础上，还能进一步将静液压式变速装置(24)的工作油和齿轮油等分离，制成使其各自独立循环的构成，由此能容易地维持工作油的特性。
根据第2发明，省掉了驱动源(13)和液压机械式变速装置(24)之间的一级减速机构，就可以减轻动力传动系统的重量，实现小型化和降低成本。
根据第3发明，因为可以容易地只从液压机械式变速装置(T)上拆下静液压式变速装置(24)部分，就更容易进行维修保养静液压式变速装置(24)，从而进一步提高了液压机械式变速装置(T)整体的信赖性。
根据第4发明，在确保动力传动系统中的副变速器(14)的配置空间的基础上，第一发明的效果就变得特别有效。
还有，本发明所涉及的装配了液压机械式变速装置(HMT)的车辆，可以得到与第一发明相同的效果，特别是，因为可以控制液压机械式变速装置(T)在车宽方向上的尺寸增大，所以不仅可提高驾驶座的舒适性，还由于可以在车辆(A)的侧向上配置液压机械式变速装置(T)中的静液压式变速装置(24)，可以得到大幅度提高其冷却性及维修保养性的良效(第5发明)。这个效果对解决液压机械式变速装置(T)和驾驶员的脚容易相互影响的情况特别有效(第6发明)。
附图说明
图1是概略表示本发明所涉及的装载了液压机械式变速装置的全地势车辆外观的立体图。
图2是表示从车体上方看全地势车辆的动力传动系统时的状态模式图。
图3是表示液压机械式变速装置结构的剖面图。
图4是表示液压机械式变速装置结构的配置图。
图5是实施例2所涉及的相当于图2的图。
图6是实施例2所涉及的相当于图3的图。
图7是实施例3所涉及的相当于图3的图。
发明的实施形态
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
以下就结合附图详细说明本发明的实施例1。这个实施例是本发明所涉及的装载了液压机械式变速装置(HMT)(T)的4轮驱动全地势车辆(A)。图1表示全地势车辆(A)的外观，符号(1)是省略了细节的车体底盘。在这个车体底盘(1)的上方，从前向后配置了设有前左右挡泥板(2)、(2)的前发动机罩(3)，方向把(4)，燃料箱(5)，椅子(驾驶座)(6)，及设有后左右挡泥板(7)、(7)的后发动机罩(8)。
在上述前发动机罩(3)的下方车体最前部分设置了与保险杠(9)一体的下发动机罩(10)，在其后方左右两侧通过悬架前避震(11)联接的前车轮(12)、(12)。还有，从上述燃料箱(5)的下方到驾驶座(6)的下方配置有：由发动机(13)(驱动源)、液压机械式变速装置(T)及副变速器(14)组成的动力传动系统。液压机械式变速装置(T)基本在驾驶座(6)的正下方。并且，在动力传动系统的后方，车体(1)的左右两侧各通过悬架后避震(图中未示)联接的后轮(16)。
图2示意性地表示了从车体上方看全地势车辆(A)的自发动机(13)至车轮(12)、(16)的动力传动系统时所看到的结构。该发动机(13)、朝着全地势车辆(A)的车宽方向上装载了曲轴(13a)。在这个发动机(13)的右侧(车宽方向一侧)接着曲轴箱配置了液压机械式变速装置(T)，这个液压机械式变速装置(T)的后端部分比发动机(13)曲轴箱的后端部更往车身后方延伸，其左侧(车宽方向的另一侧)，也就是在发动机(13)的车体后方，配置了副变速器(14)和改变来自该副变速装置(14)的输出回转方向的一对锥型齿轮(17)、(17)。其中被驱动一侧的锥型齿轮(17)设置在车体(1)的下方沿车身前后方向延伸的传动轴(18)上。该传动轴(18)的前后端部各自通过差动齿轮(19)、(19)与前车轴(20)和后车轴(21)相连。换句话讲，在车宽方向上液压机械式变速装置(T)设置的比发动机(13)的中心靠右，位于传动系统车宽方向的外侧。
上述液压机械式变速装置(T)，先将从发动机(13)的曲轴(13a)输入的扭力分为两部分，再分别由机械式变速装置(MT)(23)及静液压式变速装置(HST)(24)传出，最后，由该机械式变速装置(23)中的行星齿轮机构(28)(差动齿轮机构)合成而输出。也就是说，如图3及图4所示，上述机械式变速装置(23)是由直接连接于从发动机(13)的车体右侧伸出的曲轴(13a)一端的输入轴(25)；设在这个输入轴(25)的中间部分且与花键轴一起旋转的输入齿轮(27)；及与输出轴(26)配置在同一轴心上，且接收来自上述输入齿轮(27)的输入扭力的行星齿轮机构(28)组成。还有，上述静液压式变速装置(24)由闭合回路(32)连接的斜板式轴向活塞泵(30)(以下称其为活塞泵)和斜板式轴向活塞马达(31)(以下只称其为马达)组成。
上述机械式变速装置(23)的行星齿轮机构(28)，由设在马达(31)的轴(33)上且与它一起旋转的恒星齿轮(34)；与该恒星齿轮(34)咬合且在其周围边自转边公转的多个行星式齿轮(35)(图中只显示一个)；其内周的内齿咬合在行星式齿轮(35)上，同时在外周上形成咬合输入齿轮(27)的咬合环形齿轮(36)；设置在输出轴(26)的一端与一体旋转的支撑上述多个行星式齿轮(35)各自自由旋转的行星式支架(37)所组成。
而且，上述输入轴(25)的扭力，其中一部分通过输入齿轮(27)传给行星齿轮机构(28)中的环形齿轮(36)，剩下的扭力则通过活塞泵(30)转变为油压力，通过闭合回路(32)传给马达(31)，再由该马达(31)转变为扭力传给马达轴(33)上的恒星齿轮(34)。这样，从各自回转的环形齿轮(36)、恒星齿轮(34)传给与其咬合的多个行星式齿轮(35)的扭力被合成，从行星式支架输出给输出轴(26)。
进一步说明上述液压机械式变速装置(T)的结构，如图3所示，上述机械式变速装置(23)和静液压式变速装置(24)被一体地设置在一个机箱中。也就是，液压机械式变速装置(T)的箱本体(40)被隔离为输入轴(25)的轴向一侧(车体右侧)和反向的另一侧(车体左侧)，自间壁部分(40a)起车体右侧的部分的开口端由端盖(41)封闭，这一部分为把静液压式变速装置(24)的活塞泵(30)和马达(31)一起收容起来的在静液压式变速装置收容部分(40b)。还有，自这个箱本体(40)中的间壁部分(40a)起车体左侧的部分由外壳(42)封闭，其内部为收容机械式变速装置(23)的收容部分(42c)。
在这个实施例中，液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)与活塞泵(30)的泵轴制成一体，这个一体的输入轴(25)在箱本体(40)的车体前方一侧(图的上侧)，按照外壳(42)至间壁部分(40a)再到端盖(41)的顺序沿车宽方向配置。并且，输入轴(25)在分别给该外壳(42)，间壁部分(40a)及端盖(41)配置的滚动轴承(45)、(46)、(47)支撑下，自由自在地旋转。换种说法，上述输入轴(25)，以图中假想线C所示位置为界线，由接收来自曲轴(13a)的扭力的原输入轴部分(25a)和具有泵轴之功能的泵轴部分(25b)一体制成的。此外，输入轴(25)和泵轴各自分别制成，再用联轴节等将它们结合起来亦可。
另一方面，液压机械式变速装置(T)的输出轴(26)，在箱本体(40)的车体后方一侧(图的下侧)平行上述输入轴(25)沿车宽方向配置，同时该输出轴(26)亦在制成从外壳(42)外侧(图的左侧)突出的圆筒状先端部分(42a)内，由配置在其先端部分(42a)内的两个滚动轴承(48)、(48)支持着自由自在地旋转。换言之，上述输入轴(25)及输出轴(26)沿车宽方向延伸平行于发动机(13)的曲轴(13a)，沿车体前后方向相互分离并列配置。还有，该输出轴(26)与马达(31)的轴(33)位于同一轴心上，车体的左侧(车宽方向的另一侧)的端部，由图中未示的联轴节联接在副变速器(14)的主轴上，另一方面，车体右侧(车宽方向一侧)的端部接在行星齿轮机构(28)中的行星式托架(37)上。
上述马达轴(33)穿过箱主体(40)的隔壁部分(40a)沿车宽方向延伸，马达轴(33)由该间壁(40a)及端盖(41)各自配设的滚动轴承(49)、(50)支撑其自由地旋转。并且，在穿通该间壁部分(40a)，伸到机械式变速装置收容部分(40c)的内部的马达轴(33)上，从间壁部分(40a)起，由近向远配置着行星齿轮机构(28)中的环形齿轮(36)，恒星齿轮(34)，及行星式托架(37)。上述环形齿轮(36)，由在马达轴(33)上，借助轴承(51)、(51)自由旋转的圆形板块部分(36a)和安装在这个板的外周面上的圆环状齿轮部分(36b)制成，在该齿轮部分(36b)的内周一侧，制成从外侧咬合行星齿轮(35)的内齿，还在外周一侧制成了与输入齿轮(27)咬合的外齿。
还有，上述恒星齿轮(34)在马达轴(33)上由花键轴带动和轴(33)一起旋转，从内侧和位于它与上述环形齿轮(36)之间的行星齿轮(35)咬合。再有，上述行星式支架(37)包括有伸出输出轴(26)的端部，由花键轴环形一体固定的筒状部分(37a)。在这个筒状部分(37a)的一侧设有直径相对较大的阔径部分(37b)和圆盘状的凸缘(37c)。通过嵌压在阔径部分(37b)内部的滚动轴承(52)，将这两部分安装在靠近马达轴(33)车宽方向另一侧的端部，且能自由旋转。这个行星式支架(37)的凸缘(37c)上，在圆周方向上等间隔配设了多个销(53)、(53)…(图中只示了一个)。各个行星式支架(35)嵌合在这个销(53)上的滚动轴承(54)支撑着，且能自由旋转。
总而言之，机械式变速装置(23)的行星齿轮机构(28)，位于输出轴(26)的车体右侧，连接在该输出轴(26)的车体右侧的端部，另一方面，也隔着箱本体(40)的隔壁部分(40a)接在位于车体右侧的马达(31)的轴(33)上。尚，该马达轴(33)以图中假想线C’所示位置为界，分为行星齿轮机构(28)的中心轴与原来的马达轴(33)，这两个轴在该部位由联轴节等结合亦可。
接下来，详细说明静液压式变速装置(24)的活塞泵(30)的结构。这个活塞泵(30)，在输入轴(25)的泵轴部分(25b)上设置有与其一体的缸筒(56)，图中尽管未详细表示，在该缸筒(56)内部，以轴心(X)为中心的圆周上，隔一定间隔设置了多个缸腔(57)、(57)…。在各个缸腔(57)的轴向一侧(图的右侧)另外制成进出油孔(58)，好让缸筒(56)在轴向一侧的端面开口，另一方面，各个缸腔(57)的另一端在缸筒(56)轴向另一侧的端面开口，可让活塞(59)进行往复运动。
上述缸筒(56)的另一侧端面的对面，设置了调节活塞(59)、(59)…往复行程的可变式斜板(60)。在这个斜板(60)上，与从缸腔(57)伸出的活塞(59)的端部保持接触状态的反压力板(61)通过两个滚动轴承(62)、(63)所支撑，使活塞(59)及缸筒(56)可以在同轴心(X)的周围光滑旋转。还有，这个可变式斜板(60)，包括斜板角度为零的中间位置，如图3所示，其构成为可以在正向及逆向的最大倾斜位置的角度之间偏转，图中未示，油压缸、DC马达等执行零件通过往复运动，倾斜角度可由增大至减小。
并且，上述输入轴(25)及缸筒(56)被发动机(13)的动力驱动旋转时，活塞(59)、(59)…边围绕轴心(X)公转，边各自对应于可变式斜板(60)的倾斜角度进行往复行程，由此，进行各个缸腔(57)内的工作油的供排。也就是说，在处于排出工作油行程的缸腔(57)中，沿着斜板(60)的倾斜方向，活塞(59)推入缸腔(57)，由此，该缸腔(57)内的工作油通过进出油孔(58)从缸筒(56)排出。另一方面，在处于吸入工作油行程的缸腔(57)中，活塞(59)接受通过进出油孔(58)流入缸腔(57)的工作油的压力(充油压)，沿着斜板(60)的倾斜方向，被徐徐地从该缸腔(57)内推出。
正是这样，各个缸腔(57)的工作油的给排是通过和缸筒(56)的孔一侧的端面磨擦接触的阀板(65)进行的。也就是说，通过阀板(65)，对于端盖(41)内所形成的一对油路(66)、(66)，也就是构成液压活塞泵(30)和马达(31)之间的闭合回路(32)的一对油路，切换缸腔(57)、(57)…的连通状态的。详细未图示，整体来讲是扁平圆筒状，与各个通路(66)对应的缸筒(56)的圆周方向设置的两个圆弧状断面的孔(68)、(68)。并且，如同上述，在排出行程中从缸腔(57)、(57)…排出的工作油通过阀板(65)上的孔(68)向一个油路(66)流通，另一方面，从另一油路(66)流回来的工作油通过另一孔部分(68)供给吸入行程的缸腔(57)、(57)…。
还有，上述阀板(65)是相对缸筒(56)的进出油孔一侧的端面由弹簧(69)压紧的浮动型零件。也就是说，阀板(65)由包括接触于缸筒(56)的进出油孔一侧的端面的摩擦面的较大直径的大筒径部件(65a)，和嵌合在大筒径部件内的小筒径部件(65b)形成，该小筒径部件(65b)在嵌压入设置于端盖(41)的环状沟槽部分固定的同时，对于小筒径部件(65b)来讲，大筒径部件(65a)被安装为游嵌状态，由弹簧(69)压紧在缸筒(56)的进出油孔一侧的端面上。
如此，将缸筒(56)和摩擦接触的大筒径部件(65a)做成浮动型部件，吸收了缸筒(56)及端盖(41)在尺寸上的误差，可以良好地维持缸筒(56)的进出油孔一侧端面和阀板(65)的摩擦状态。且，尽管没有图示，上述大筒径部件(65a)和小筒径部件(65b)之间配置了O型环等，这两个部件之间的工作油的泄漏量可控制在规定量以下。
还有，上述输入轴(25)的先端贯穿着形成在端盖(41)上的孔，其端部上，配置了为补充在静液压式变速装置(24)的闭合回路(32)中漏掉的工作油的充油泵(70)。这个充油泵(70)，例如由余摆线泵充当的，如同图4所示，从分离于发动机(13)油底壳的储油箱(71)吸取工作油，通过检查阀(72)将工作油提供给组成闭合回路(32)的一对油路(66)、(66)中的低压一侧。这时，提供给低压一侧油路(66)的工作油的压力也就是闭合回路(32)中所谓的充油压，其值由泄压阀(73)所设定。
还有，在上述闭合回路(32)中，油路(66)、(66)对中高压一侧的工作油的压力状态发展到高于所定压力时，为使高压一侧的油路(66)向低压一侧的油路(66)泄压，在配置了一对溢流阀(74)的同时，另外还配置了在一定条件下接通两条油路(66)、(66)的，在静液压式变速装置(24)中为切断动力传递的，由电磁阀所充当的旁路阀(75)。这个旁路阀(75)，一般情况下是处于切断两条油路(66)、(66)的关闭位置(图示位置)，而另一方面，在接受了来自图外控制器的控制信号后，转换为连通两油路(66)、(66)的连通位置，由此，不仅是静液压式变速装置(24)，而且液压机械式变速装置(T)也具有切换不进行动力传递的动力切断状态的离合机能。
如上所述静液压式变速装置(24)的输入一侧的活塞泵(30)的结构，输出一侧的马达(31)也是除斜板(76)的倾斜角被固定以外、基本结构相同，所以对于这个马达(31)和活塞泵(30)同样的部件标有相同的符号，省略了详细的说明。如上所述，尽管这些活塞泵(30)及马达(31)收纳于液压机械式变速装置(T)的箱体(40)中的静液压式变速装置收容部分(40b)，可是这个静液压式变速装置的收容部分(40b)的内部不仅不会充满工作油，取而代之的是，如图3中假想线所示，在其内部设置了喷射工作油的喷油嘴(80)、(80)…。
如图所示，可将上述喷油嘴(80)、(80)…，布置在端盖(41)的内壁上，且口朝着静液压式变速装置收容部分(40b)的内部开口，或者将它设置在箱本体(40)上。来自充油泵(70)的工作油供给这个喷油嘴(80)，而喷出成雾状的工作油，由此，与箱内部充满工作油相比，在可以大幅度降低活塞泵(30)及马达(31)的刹车泵体(56)旋转阻力的同时，还可向摩擦部分提供喷雾状的工作油，来进行适当地进行润滑和冷却。且，尽管图中未示，在上述静液压式变速装置收容部分(40b)的底部设置了排除工作油的排油通路。
接下来，说明液压机械式变速装置(T)的运转情况进行操作。首先，由全地势车辆(A)的发动机(13)的运转带动输入轴(25)旋转，这个扭力的一部分通过机械式变速装置(23)，也就是从输入轴(25)上的输入齿轮(27)传给行星齿轮机构(28)中的环形齿轮(36)，同时活塞泵(30)的缸筒(56)旋转。
由上述缸筒(56)的回转活塞(59)、(59)…沿着倾斜的可变斜板(60)作往复运动，由此，在该活塞泵(30)和马达(31)之间供给工作油，所以传给上述输入轴(25)的扭力的一部分传给了马达(31)。也就是，上述马达(31)的缸筒(56)接收通过闭合回路(32)供给的工作油被回转，与该刹车泵(56)为一体的马达轴(33)也就旋转，这个扭力传给马达轴(33)上的恒星齿轮(34)。
这样，在机械式变速装置(23)中从输入齿轮(27)传给行星齿轮机构(28)中的环形齿轮(36)的扭力和通过静液压式变速装置(24)传给该行星齿轮机构(28)中的恒星齿轮(34)的扭力通过多个行星式齿轮(35)被合成，再通过行星式支架(37)输出给输出轴(26)。并且，该输出轴(26)的回转通过副变速装置(14)、传动轴(18)及车轴(20)、(21)等分别传给全地势车辆(A)前后左右的4个车轮(12)、(16)…。
因而，按照该实施例1所涉及的液压机械式变速装置(T)，首先，如图3所示，平行且并列着配置该液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)和输出轴(26)，输入轴(25)和输出轴(26)分别与活塞泵(30)和马达(31)布置在同一轴心上，因此，与现有的例子(特开平7-113454号公报)的液压机械式变速装置相比较时，可利用静液压式变速装置(24)部分的布置设计自由度高，使液压机械式变速装置(T)在轴向上小型化。由此，如该实施例的全地势车辆(A)一样，即便是在驾驶员座椅(6)的正下方配置液压机械式变速装置(T)，也能够容易地回避驾驶员的脚和液压机械式变速装置(T)的相互干涉。还有，还容易确保接在液压机械式变速装置(T)的输出轴(26)的上的副变速器的配置空间。
还有，如图2所示，将液压机械式变速装置(T)设置在车宽的方向上，比发动机(13)的中心位置靠右，动力传动系统中最靠右的位置，而且，如图3所示，这个液压机械式变速装置(T)内由活塞泵(30)和马达(31)组成的静液压式变速装置(24)部分，位于车体右侧的端部，即为位于外侧，故借助于行驶中的风很容易冷却静液压式变速装置(24)部分。还有，静液压式变速装置(24)的维修保养也变得容易，提高了其可靠性，而且也可以提高液压机械式变速装置(T)整体的耐久可靠性。
还有，在这个实施例中，对于静液压式变速装置(24)的闭合回路(32)的工作油的补充是通过从发动机(13)的供油系统独立出来的储油箱(71)进行的，为此，维持适合的静液压式变速装置(24)的工作油的特性就变得容易，也不会发生劣化和混入油泥等不合适的事情。还有，在这个实施例中，将液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)直接连接到发动机(13)的曲轴(13a)上，通常在这个间隔中配置的1级减速机构被省略，为此，就可以谋求做为动力传动系统整体的轻量和小型化及低成本化。
在此，在将上述液压机械式变速装置(T)的输入轴(25)直接联结于发动机(13)的曲轴(13a)的情况下，最好是将活塞泵(30)做成能与发动机(13)同样进行高速运转。于是，在这个实施例中，上述输入轴(25)的泵轴部分(25b)与刹车泵体(56)做成一体，使该刹车泵体(56)的高速运转实际上无震动(无偏心)，且，通过将静液压式变速装置收容部分(40b)做成不会充满工作油的结构，将刹车泵体(56)的容许回转速度提高到例如6000rpm程度。
(实施例2)
图5表示关于本发明的实施例2的装载了液压机械式变速装置(T)的全地势车辆(A)的动力传动系统的结构。在这个实施例2中，是将液压机械式变速装置(T)的箱体分成静液压式变速装置箱体和机械式变速装置箱体两部分，除去这一点，实施例2的液压机械式变速装置(T)的结构就与上述实施例1相同，所以，以下相同的部件标以同一符号并省略说明。并且，如同图所示，实施例2中的液压机械式变速装置(T)的箱体可分为收纳机械式变速装置(23)的机械式变速装置箱体(80)和收纳静液压式变速装置(24)的静液压式变速装置箱体(81)，其中的机械式变速装置箱体(80)和副变速器(14)的箱体是一体构成的。
如图6所示，上述静液压式变速装置箱体(81)是由将静液压式变速装置(24)的活塞泵(30)和马达(31)一起收纳的箱本体(82)和封闭其开口端的端盖(41)组成。该活塞泵(30)的泵轴(83)是以上述图3中的假想线C所示的部位为界，与本来的有输入轴功能的部分分别制成的，这个泵轴(83)在由分别配置在箱本体(82)、端盖(41)上的滚动轴承(46)、(47)支撑，同时借助联轴结连接在图未示的输入轴端部。
还有，马达(31)的轴(84)也是与上述泵轴(83)相同，与行星齿轮机构(28)的中心轴(图中未示)是分体的，在由配置在箱本体(82)和端盖(41)上的滚动轴承(46)、(47)支撑，同时借助联轴结等接在上述中心轴端部。
从而，按照实施例2的做法，在能得到上述实施例1同样作用效果的基础上，而且由于将静液压式变速装置箱体(81)与机械式变速装置箱体(82)分体制造，所以可很容易将动力传动系统中车体外侧的静液压式变速装置(24)部分从液压机械式变速装置(T)上卸下，其维护保养变得非常容易，而且可仅用静液压式变速装置(24)单独地进行运转试验，故不仅可大幅度地提高静液压式变速装置(24)的可靠性，还可以大幅度提高液压机械式变速装置(T)的可靠性。
(实施例3)
图7表示本发明实施例3所涉及的液压机械式变速装置(T)。这个实施例3所叙述的是，做为液压机械式变速装置(T)的活塞泵(30)及马达(31)，将缸筒(56)和输入轴(25)的泵轴部分(25b)、马达轴(33)分别分体制成，通过花键轴相互咬合。与此同时，在上述输入轴上一体制成机械式变速装置(23)的输入齿轮(27)，且一体制成马达轴(33)与行星齿轮机构(28)的恒星齿轮(34)。
还有，上述活塞泵(30)及马达(31)，如同上述各个实施例，代替浮动型阀板(65)而使用一般的阀板(90)，用螺旋弹簧(92)将这个闸板(90)紧压在配置于端盖(41)背面的摩擦板部件(91)上。
再有，上述活塞泵(30)及马达(31)，废弃对于各个斜板(60、70)通过滚动轴承(62)、(63)支撑反压力板(61)的结构，使用滑板(93)和滑板垫(94)。
除去那样的详细部分的结构，实施例2的液压机械式变速装置(T)的构成实际上就与实施例1所述的相同，所以，同一部件付以同一符号且省略其说明。
并且，该实施例3中，在能得到上述实施例1的作用效果的基础上，由于简化了液压机械式变速装置(T)的一部分结构，所以可谋求降低成本。
(其他的实施例)
本发明不只限于上述实施例1～3的构成，也包括其他各种构成。也就是，上述各种实施例中，任何一种都是将液压机械式变速装置(T)设置在传动系统中车体右侧，更有，液压机械式变速装置(T)中在车体的右侧配置了静液压式变速装置(24)部分，但是并不只限于此，液压机械式变速装置(T)及静液压式变速装置(24)的任何一个设置在车体的左侧亦可。
还有，上述各个实施例中，本发明的液压机械式变速装置(T)适用于全地势车辆(A)，但是不仅限于此，液压机械式变速装置(T)亦可以适用于诸如拖拉机等农用车辆、插车等工业用车、或者高尔夫球场车等等。产业上的利用可能性
如上所述，本发明的液压机械式变速装置具有适应于严峻的使用条件，高耐久信赖性，较容易维修保养，另外还有小型化构成，做为如4轮山地车等一样的全地势车辆，拖拉机，摩托车等的变速装置最适合。

Claims (6)

1.一种液压机械式变速装置(T)，包括：输入功率轴(25)；输出功率轴(26)；有设置在该输入功率轴(25)和输出功率轴(26)之间的差动齿轮机构(28)的机械式变速装置(23)；连接于上述输入功率轴(25)的液压泵(30)；以及用闭合回路(32)连接在该液压泵(30)上的同时，通过上述差动齿轮机构(28)被连接于输出功率轴(26)的液压马达(31)，并液压泵(30)及液压马达(31)中至少一个装备了可变容量的静液压式变速装置(24)，其中：
上述输入功率轴(25)和输出功率轴(26)相互并列配置着，在这个输入功率轴(25)的轴向一端连接上述液压泵(30)，另一方面，在该输入功率轴(25)的轴向另一端连接驱动源(13)的轴(13a)，并且，在该输入轴(25)两端之间的中间部分的轴体上设置了与上述机械式变速装置(23)一起转动的输入齿轮(27)，在上述输出功率轴(26)的轴向一端的端部上连接上述差动齿轮结构(28)，进一步在差动齿轮结构(28)的上述一端上连接上述液压马达(31)。
2.根据权利要求第1项所述的液压机械式变速装置(T)，其中：
输入功率轴(25)连接成直接接收驱动源(13)的轴(13a)的输出旋转的形式。
3.根据权利要求第1项所述液压机械式变速装置(T)，其中：
静液压式变速装置(24)的箱体(81)和机械式变速装置(23)的箱体(80)制成分体式结构。
4.根据权利要求第1项所述的液压机械式变速装置(T)，其中：
输出功率轴(26)的轴向的另一端连接副变速装置(14)。
5.一种车辆(A)，其改变了来自驱动源(13)的输出转速并将其传给车轮(12)、(16)的变速装置，其中：
上述驱动源(13)是将其轴(13a)装载为横置于车辆(A)中心轴的方向，包含有输入功率轴(25)、输出功率轴(26)、有设置于该输入功率轴(25)和输出功率轴(26)之间的差动齿轮结构(28)的机械式变速装置(23)、连接在上述输入功率轴(25)上的液压泵(30)、通过闭合回路(32)连接在该液压泵(30)上的，同时通过差动齿轮结构(28)连接在输出功率轴(26)上的液压马达(31)、且该液压泵(30)及液压马达(31)中至少一个是可变容量的静液压式变速装置(24)，的液压机械式变速装置(T)，在驱动源(13)中心的一侧设置上述机械式变速装置(23)及静液压式变速装置(24)，平行于驱动源(13)的动力轴(13a)、延车宽方向延伸，沿着车体前后方向相互并列且分离地配置上述输入功率轴(25)及输出功率轴(26)，在上述输入功率轴(25)的车宽方向的一端连接上述液压泵(30)，而另一端连接驱动源(13)的轴(13a)，且，在这两端之间的上述机械式变速装置(23)上一周设置输入功率齿轮(27)，还有，上述输出功率轴(26)的车宽方向上的一端连接上述差动齿轮机构(28)，进一步在这个差动齿轮机构(28)的车宽方向一侧连接上述液压马达(31)而构成。
6.根据权利要求第5项所述的装载液压机械式变速装置(T)的车辆(A)，其中：
液压机械式变速装置(T)的至少一部分配置于车辆(A)的驾驶座的下方的发明。
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