JP2011033192A - 変速装置およびそれを備える建設車両 - Google Patents
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- F16H2037/108—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing at both ends of intermediate shafts characterised by number of modes or ranges, e.g. for compound gearing with switching means to provide four or more variator modes or ranges
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Abstract
【解決手段】入力軸4と、出力軸16と、これら入力軸4と出力軸16との間に介挿される遊星歯車機構5,6を有する機械伝動部と、3個のジェネレータ/モータ21A,25A,31Aを有する電気伝動部とを備える変速装置において、第1ジェネレータ/モータ21Aの回転軸と第2ジェネレータ/モータ25Aの回転軸を機械伝動部に連結し、第3ジェネレータ/モータ31Aの回転軸を第1ジェネレータ/モータ21Aの回転軸および/または第2ジェネレータ/モータ25Aの回転軸に連結するクラッチ34,35,36を設ける構成とする。
【選択図】図11
Description
入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータと第3ジェネレータ/モータとよりなり、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸と前記第2ジェネレータ/モータの回転軸とを、それぞれ前記機械伝動部に連結し、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第1連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第2連結機構を有し、
前記第1連結機構および前記第2連結機構の切換え操作により、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸および前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に同時に連結する状態を切換えることができるように構成されている
ことを特徴とするものである。
入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記機械伝動部が、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを備え、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータと第3ジェネレータ/モータとよりなり、
前記入力軸を前記第1遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸を前記第1遊星歯車機構の第2要素に連結し、
前記第2ジェネレータ/モータの回転軸を前記第2遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記出力軸を前記第1遊星歯車機構の第3要素および前記第2遊星歯車機構の第3要素に連結するとともに、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を固定端および/または前記第1遊星歯車機構の第2要素に連結する第1連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第2連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第3連結機構を有し、
前記第2連結機構および前記第3連結機構の切換え操作により、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸および前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に同時に連結する状態を切換えることができるように構成されている
ことを特徴とするものである。
入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記機械伝動部が、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とそれらの間に配される第3遊星歯車機構を備え、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータと第3ジェネレータ/モータとよりなり、
前記入力軸を前記第1遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸を前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第2ジェネレータ/モータの回転軸を前記第2遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記出力軸を前記第1遊星歯車機構の第3要素および前記第2遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第1遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第2要素に連結するとともに、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を固定端および/または前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結する第1連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第2連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第3連結機構を有し、
前記第2連結機構および前記第3連結機構の切換え操作により、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸および前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に同時に連結する状態を切換えることができるように構成されている
ことを特徴とするものである。
入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記機械伝動部が、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とそれらの間に配される第3遊星歯車機構を備え、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータとよりなり、
前記入力軸を前記第1遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸を前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第2ジェネレータ/モータの回転軸を前記第2遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記出力軸を前記第1遊星歯車機構の第3要素および前記第2遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第1遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第2要素に連結するとともに、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を固定端および/または前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結する連結機構を有する
ことを特徴とするものである。
前記第1発明〜第4発明のいずれかの変速装置を備える建設車両であって、
前記第1ジェネレータ/モータの回転速度が0となる低速側ダイレクト点と、前記第2ジェネレータ/モータの回転速度が0となる高速側ダイレクト点との速度比を3〜4に設定するとともに、前記低速側ダイレクト点を作業時車速に設定し、前記高速側ダイレクト点を最高車速に設定することを特徴とするものである。
図1には、本発明の第1の実施形態に係る変速装置の概略構成図が示されている。本実施形態は、ブルドーザ等の土木作業機械に適用された例に関するものである。
図3には、本発明の第2の実施形態に係る変速装置の概略構成図が示されている。また、図4には、第2の実施形態に係る変速装置の作動特性図が示されている。なお、本実施形態において、前記第1の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
前記第1の実施形態では、2つの遊星歯車機構を用いるとともに、3つのポンプ/モータのうち1つのポンプ/モータを切換えて使用するものとした。また、前記第2の実施形態では、3つの遊星歯車機構を用いるとともに、3つのポンプ/モータのうち1つのポンプ/モータを切換えて使用するものとした。ここで、3つのポンプ/モータを用いるとともに、そのうち1つのポンプ/モータを切換えて使用する考え方は、従来の単列遊星機構を有するHMTに対しても適用することができる。
図7には、出力分割型の単列遊星歯車機構を有する変速装置に3ポンプ/モータ構成を適用した本発明の第4の実施形態に係る変速装置の概略構成図が示されている。また、図8には、第4の実施形態に係る変速装置の作動特性図が示されている。本実施形態においても、先の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
図9には、本発明の第5の実施形態に係る変速装置の概略構成図が、図10には、第5の実施形態に係る変速装置の作動特性図がそれぞれ示されている。本実施形態においても、先の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
図11には、本発明の第6の実施形態に係る変速装置の概略構成図が示されている。
2 エンジン
4 入力軸
5,51 第1遊星歯車機構
6,52 第2遊星歯車機構
7,12 サンギア
8,13 プラネタリギア
9,14 キャリア
10 リングギア
11 中間出力軸
16 出力軸
19 固定端
21 第1ポンプ/モータ
21A,25A,31A ジェネレータ/モータ
25 第2ポンプ/モータ
31 第3ポンプ/モータ
32,34A,34B 第1クラッチ(連結機構)
33,36B,36C 第2クラッチ(連結機構)
34 第3クラッチ(連結機構)
35,36A 第4クラッチ(連結機構)
36 第5クラッチ(連結機構)
53 第3遊星歯車機構
61 コントローラ(制御手段)
Claims (8)
- 入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータと第3ジェネレータ/モータとよりなり、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸と前記第2ジェネレータ/モータの回転軸とを、それぞれ前記機械伝動部に連結し、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第1連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第2連結機構を有し、
前記第1連結機構および前記第2連結機構の切換え操作により、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸および前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に同時に連結する状態を切換えることができるように構成されている
ことを特徴とする変速装置。 - 入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記機械伝動部が、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを備え、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータと第3ジェネレータ/モータとよりなり、
前記入力軸を前記第1遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸を前記第1遊星歯車機構の第2要素に連結し、
前記第2ジェネレータ/モータの回転軸を前記第2遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記出力軸を前記第1遊星歯車機構の第3要素および前記第2遊星歯車機構の第3要素に連結するとともに、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を固定端および/または前記第1遊星歯車機構の第2要素に連結する第1連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第2連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第3連結機構を有し、
前記第2連結機構および前記第3連結機構の切換え操作により、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸および前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に同時に連結する状態を切換えることができるように構成されている
ことを特徴とする変速装置。 - 入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記機械伝動部が、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とそれらの間に配される第3遊星歯車機構を備え、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータと第3ジェネレータ/モータとよりなり、
前記入力軸を前記第1遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸を前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第2ジェネレータ/モータの回転軸を前記第2遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記出力軸を前記第1遊星歯車機構の第3要素および前記第2遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第1遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第2要素に連結するとともに、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を固定端および/または前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結する第1連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第2連結機構と、
前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結する第3連結機構を有し、
前記第2連結機構および前記第3連結機構の切換え操作により、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に連結し、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸には連結しない状態と、前記第3ジェネレータ/モータの回転軸を、前記第1ジェネレータ/モータの回転軸および前記第2ジェネレータ/モータの回転軸に同時に連結する状態を切換えることができるように構成されている
ことを特徴とする変速装置。 - 入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に介挿される少なくとも1つの遊星歯車機構を有する機械伝動部および電気伝動部とを備え、前記電気伝動部がインバータにより駆動制御される複数のジェネレータ/モータを有する変速装置であって、
前記機械伝動部が、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とそれらの間に配される第3遊星歯車機構を備え、
前記複数のジェネレータ/モータが、第1ジェネレータ/モータと第2ジェネレータ/モータとよりなり、
前記入力軸を前記第1遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第1ジェネレータ/モータの回転軸を前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記第2ジェネレータ/モータの回転軸を前記第2遊星歯車機構の第1要素に連結し、
前記出力軸を前記第1遊星歯車機構の第3要素および前記第2遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第1遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第3要素に連結し、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を前記第3遊星歯車機構の第2要素に連結するとともに、
前記第2遊星歯車機構の第2要素を固定端および/または前記第3遊星歯車機構の第1要素に連結する連結機構を有する
ことを特徴とする変速装置。 - 前記第1ジェネレータ/モータの回転速度が0となる低速側ダイレクト点と、前記第2ジェネレータ/モータの回転速度が0となる高速側ダイレクト点との速度比を3〜4に設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の変速装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の変速装置を備える建設車両であって、
前記第1ジェネレータ/モータの回転速度が0となる低速側ダイレクト点と、前記第2ジェネレータ/モータの回転速度が0となる高速側ダイレクト点との速度比を3〜4に設定するとともに、前記低速側ダイレクト点を作業時車速に設定し、前記高速側ダイレクト点を最高車速に設定することを特徴とする建設車両。 - 前記作業時車速は、ホイールローダのVシェイプローディング時の車速であることを特徴とする請求項6に記載の建設車両。
- 前記作業時車速は、ブルドーザのドージング作業時の車速であることを特徴とする請求項6に記載の建設車両。
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