JP2996948B2 - 機械油圧式伝動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械油圧式伝動装
置に関するものであり、特にホイール式パワーショベ
ル、ラフテレーンクレーン等の建設機械における高速連
続走行用の動力伝達システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機械等の伝動装置は次の方式
が良く使われる。 １．機械式伝動方式 ２．油圧式伝動方式（ＨＳＴ） ３．機械油圧式伝動方式（ＨＭＴ） これらの内、機械油圧式伝動方式（ＨＭＴ）は伝達動力
の一部を機械的に伝達し、残りを油圧的に伝達する方
式、即ち動力分割形油圧伝動（油圧−機械式伝動）であ
り、その内で図５のものが知られる。

【０００３】上記従来の伝動装置において、機械式伝動
方式は効率が良い反面、正逆運転切換えの制御性が悪
い。また油圧式伝動方式（図６）は可変容量形ポンプ５
１及び可変容量形モータ５２の斜板の傾転角を変えるこ
とによって正逆運転の切換制御が容易であり、また歯車
５３、５４及びクラッチ５７と、歯車５５、５６及びク
ラッチ５８との間での切換えによって速度を変えられる
ものの、高速時にはポンプ５１の傾転角が大きくなり吐
出流量が増えることによって圧力損失が大きくなり、ま
たモータ５２の傾転角が小さくなるため効率が低下する
欠点がある。そこで従来から高速時には機械的な動力伝
達が行なわれて効率の低下を避け、低速時には油圧的な
動力伝達が行なわれて正逆運転の切換制御を容易にした
機械油圧式伝動方式（前記図５）が多方面で使用されて
いる。

【０００４】図５において、動力源６１に入力軸６２が
連結され、入力軸６２の中間部に油圧ポンプ駆動歯車６
３に噛み合う歯車６４が固着され、入力軸６２の端部に
遊星歯車装置Ａの太陽歯車６５が固着されている。油圧
ポンプ駆動歯車６３は入力軸６２の側方に設けた油圧伝
動装置Ｂの可変形容量ポンプ６６を駆動する。可変容量
形ポンプ６６は入力軸６２の軸線方向に並設された定容
量モータ６７を駆動する。定容量モータ６７の出力軸に
は受動歯車６８が設けてある。受動歯車６８はこれと噛
み合う歯車６９によって遊星歯車装置Ａの内歯歯車６９
-1を回転駆動するように連結され、内歯歯車６９-1と太
陽歯車６５との間に遊星歯車７０が設けてある。遊星歯
車７０の軸支持枠７１は出力軸７２に連結され、遊星歯
車７０の公転運動、即ち軸支持枠７１の回転運動を建設
機械等の車体７３に伝達する。

【０００５】可変容量形ポンプ６６の中立時は、油圧伝
動装置Ｂは単にブレーキ作用を行なう。このとき内歯歯
車６９-1が固定されるので遊星歯車装置Ａは機械的な遊
星減速機の働きをなし、出力軸７２の速度制御は動力源
６１に設けられた車両速度を制御するアクセルペタル等
の図示しない速度制御手段によって行なわれる。可変容
量形ポンプ６６が作動すると、動力の一部は伝動要素６
４、６３、６６、６７、６８、６９、７０の順に伝達さ
れ、他の一部は機械的に伝動要素６２、６５、７０の順
に伝達される。

【０００６】油圧変速、歯車変速の切換可能な従来技術
としては、図７に示す特公昭５６−４２７８９号公報が
知られる。これには、図７に示すように、「入力軸系１
１０Ａに連動する油圧駆動系１２０Ｂと機械式ＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄとを上下に並設し、油圧駆動系１２０Ｂ
の後方に後輪に連動する走行系１４０Ｃを配置し、油圧
駆動系１２０Ｂのモータ軸８と走行系１４０Ｃの歯車軸
１１とを前後対向させて配置し、走行系１４０Ｃの駆動
軸１４を歯車軸１１とＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄとの間に
配置したトラクタミッションにおいて、駆動軸１４の前
端部にＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄの歯車２０と常時咬合す
る遊転歯車２１を設け、この遊転歯車２１に選択咬合自
在でかつモータ軸８に嵌脱自在な切換歯車２２を、遊転
歯車２１及びモータ軸８に対して択一的に連動するよう
に、歯車軸１１の前端部に軸心方向に摺動自在に設け
た、油圧変速、歯車変速の切換可能なトラクタミッショ
ン」が開示されている。

【０００７】即ち入力軸１からの動力を油圧駆動系１２
０Ｂを介して走行系１４０Ｃに至る伝達経路と、入力軸
１からの動力をＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄに至る伝達経路
とを設け、油圧駆動系１２０Ｂと走行系１４０Ｃを断続
できるクラッチ部材である切換歯車２２によって、油圧
駆動系１２０Ｂによる走行伝達又は歯車によるＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄを介する走行伝達を簡単に得られる。

【０００８】これにより走行等の軽負荷時及びＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄの併用使用時には、油圧駆動系１２０Ｂ
と走行系１４０Ｃを連結することにより、油圧駆動系１
２０Ｂの無段変速による各種作業に最適な車速を容易に
得、またプラウ等の牽引作業には、ＰＴＯ軸駆動系１３
０Ｄと走行系１４０Ｃを連結することによりトラクタを
駆動し、歯車変速による強力な動力伝達を行わしめるこ
とにより、油圧駆動系１２０Ｂは走行に必要な極めて小
型なものを使用でき、各種の作業が能率よく出来て汎用
性が増大することが記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図５
の従来の機械油圧式伝動方式には次のような欠点があ
る。即ち定容量モータ６７で内歯歯車６９-1を駆動する
ため、正転から逆転まで出力回転数を変化させるには、
油圧ポンプとして両方向吐出形の可変容量形ポンプ６６
を用い、かつ出力軸７２がある回転数の所で内歯歯車６
９-1を相当高速で回転させねばならない。従って油圧ポ
ンプ６６と油圧モータ６７の容量比を非常に大きいもの
とせねばならず、実際にそのような油圧ポンプ６６及び
油圧モータ６７を選定してみると、その実現はかなり困
難である。また歯車は遊星歯車装置Ａを用いるため構造
が複雑になり、コストアップにもなっている。さらに油
圧伝動装置Ｂを構成する油圧ポンプ６６、油圧モータ６
７及び遊星歯車装置Ａが入力軸６２の軸線方向に並設さ
れるため、装置全体が大形化する欠点がある。また油圧
回路を切換えて油圧ポンプ６６の吐出流量を建設機械等
の作業機の他の油圧アクチュエータに供給し使用すると
きにも、絶えず出力軸７２に動力が伝わる。従って仮に
出力軸７２をブレーキ等で固定しても遊星歯車７０、内
歯歯車６９-1及び受動歯車６８を介して定容量モータ６
７を回転させることになり、それらの攪拌ロスによって
動力が損失する欠点がある。

【００１０】また図７の特公昭５６−４２７８９号公報
の技術では、トラクタ使用時に作業条件に合わせて油圧
変速と歯車変速とを使い分けている。このため作業者は
作業条件に合わせて走行前に油圧変速（機械式変速と油
圧式変速を含む）又は歯車変速のどちらかで作業するか
の選択をしている。このいちいち油圧変速と歯車変速の
いずれかを選択することは、煩わしばかりでなく、作業
に適していないときに車両を停止して切換える必要があ
り、操作が面倒になる問題がある。さらに次のような問
題も有る。 （１）この構成では機械駆動時にエンストし易い。即ち
切換歯車２２を遊転歯車２１に咬合させ機械式ＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄにて走行中に急ブレーキや急激な負荷が
加わると、歯車軸１１、１４等が急激に回転を停止す
る。これにより入力軸１が停止する。従って入力軸１に
連動するエンジンも停止する（即ちエンストする）。 （２）またこの構成では駆動系を選択し切換えるとき、
出力軸１１、１４のトルクが急変する。例えば発進時、
油圧駆動系１２０Ｂで発進し、ある速度で機械式ＰＴＯ
軸駆動系１３０Ｄに切換わる時、エンジンと入力軸１と
の間に有る主クラッチを切断した後、切換歯車２２をス
ライドさせ遊転歯車２１に咬合わせる。この時、主クラ
ッチを切断するが、これによってこの間のエンジントル
クが入力軸１に伝わらない（入力トルクがゼロにな
る）。即ち歯車軸１１、１４等の駆動トルクがゼロにな
り、急激なトルク変動によるショックが発生し、また発
進加速性能が悪くなる。また登坂時に主クラッチを切断
すると車速が低下する。このため急勾配の登坂路中にお
いて駆動系を切換えるようでは登坂できない。一方、機
械式ＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄから油圧駆動系１２０Ｂに
切換わる時も（通常減速時）エンジンブレーキのトルク
が途切れる。このため急激なトルク変動が生じ、ショッ
クが生ずる。またさらに切換えるときは、切換歯車２２
と油圧モータ軸８の回転を同期させることが必要であ
る。そのためエンジン回転数のみならず油圧駆動系１２
０Ｂの減速比を調整することが必要なため、走行中に切
換えることは現実的でない。一旦停止してから切換える
ことが必要となる。

【００１１】本発明は上記問題点に着目し、機械油圧式
伝動方式の改良に関するものであり、その目的とすると
ころは、 １．高速時には機械的な動力伝達のみを行い、油圧によ
る損失をほぼゼロにする。 ２．低速時における正転と停止と逆転との間の出力回転
数の変化を円滑に行えるように油圧駆動とし、低速から
高速へ又は高速から低速へのクラッチの断続の制御は制
御部より自動的に指令を出力し、走行中の変速切換操作
を容易にする。 ３．複雑な機構を有する遊星歯車装置を用いることな
く、極めてシンプルで安価な構造にする。 ４．装置全体をコンパクト化する。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するため本発明に係る機械油圧式伝動装置は、例え
ば図１を参照し説明すれば、動力源１に接続した入力軸
２と、入力軸２に対して並列配置した出力軸１５と、少
なくとも１列の歯車動力伝動手段３２、３３を入力軸２
と出力軸１５との間に配置した機械式伝動装置３０と、
油圧ポンプ１１とこの油圧ポンプ１１からの吐出油を受
けて出力軸１５に動力を伝える油圧モータ１３とを入力
軸２と出力軸１５との間に配置した油圧式伝動装置１０
とを有する機械油圧式伝動装置において、入力軸２に油
圧ポンプ１１の軸を直接あるいは間接的に連結し、油圧
モータ１３の軸と出力軸１５との間に設けた歯車動力伝
動手段１４、１６に第１クラッチ１７を、入力軸２と出
力軸１５との間に設けた機械式伝動装置３０における歯
車動力伝動手段３２、３３に第２クラッチ３１を設け、
出力軸１５の回転速度を外部から指令する速度指令手段
２８と、出力軸１５の正逆回転方向を外部から指令する
正逆回転指令手段２７と、出力軸１５の回転速度を検出
する速度センサ２４と、この速度センサ２４からの回転
速度信号を受けて走行開始時又は減速停止時を含めた出
力軸１５の回転速度が所定値以下のときは第１クラッチ
１７を接続する指令を出力すると共に第２クラッチ３１
を切断する指令を出力し、一方、回転速度が所定値以上
のときは第２クラッチ３１を接続する指令を出力すると
共に第１クラッチ１７を切断する指令を出力する制御部
２１とを備えたことを特徴としている。

【００１３】上記第１発明によれば、次のような作用効
果を奏する。 （１）回転速度が所定値以下のときは第１クラッチ１７
を接続する指令を出力すると共に第２クラッチ３１を切
断する指令を出力する。このため油圧駆動となる。つま
り走行開始時又は減速停止時を含めた低速時は無段変速
できる油圧駆動となり、正転と停止と逆転との間の移行
も円滑に行える。 （２）一方、回転速度が所定値以上のときは第２クラッ
チ３１を接続する指令を出力すると共に第１クラッチ１
７を切断する指令を出力する。つまり高速時に伝達効率
の良い機械駆動となる。 （３）第１、第２クラッチ１７、３１の断続が制御部２
１による自動制御となるのでオペレータの負担を軽減で
きる。 （４）従来技術のように複雑な機構の遊星歯車装置を用
いる必要もなく、極めてシンプル、かつ安価な構造とな
り、装置全体がコンパクト化する。 （５）第２クラッチ３１を接続し、機械駆動中に、急ブ
レーキ等の操作により出力軸１５の回転速度が急低下し
ても、自動的に油圧駆動になるためにエンストしない。 （６）速度指令手段２８から指令速度に応じ、かつ正逆
回転指令手段２７から正逆回転指令に応じて両クラッチ
１７、３１を断続するため、駆動系や正逆回転の変更時
に両クラッチ１７、３１の係合トルクを滑らかに漸増漸
減できる。従ってトルクオフやトルクオンによるショッ
クも生じず、発進加速性能に優れ、また急勾配の登坂路
中で駆動系が変更されても円滑（ショックなく）に登坂
できる。

【００１４】第２発明は、同じく例えば図１を参照し説
明すれば、動力源１に接続した入力軸２と、入力軸２に
対して並列配置した出力軸１５と、入力軸２と出力軸１
５の間に少なくとも１列の歯車動力伝動手段３２、３３
を設け、第２クラツチ３１の結合により入力軸２と出力
軸１５を連結して、動力源１からの機械駆動動力を出力
軸１５へ選択的に伝動することを可能とした機械式伝動
装置３０と、入力軸２に油圧ポンプ１１を接続し、油圧
モータ１３と出力軸１５の間に少なくとも１列の歯車動
力伝動手段１４、１６を設け、第１クラツチ１７の結合
により油圧モータ１３と出力軸１５を連結して、油圧ポ
ンプ１１からの油圧駆動動力を出力軸１５に選択的に伝
動することを可能とした油圧式伝動装置とを有する機械
油圧式伝動装置において、車両の前後進切換手段２７か
らの信号が後進であるときは油圧モータの回転方向を後
進に切換えると共に、第１クラツチ１７を選択した後進
油圧駆動伝動に切換え、車速制御手段２８からの信号に
より油圧ポンプ・油圧モータの吐出容量を制御して後進
油圧駆動走行速度の伝動を出力し、車両の前後進切換手
段２７からの信号が前進であって出力軸の回転速度が所
定値以下の信号であるときは油圧モータの回転方向を前
進に切換えると共に、第１クラツチ１７を選択した前進
油圧駆動伝動に切換え、車速制御手段２８からの信号に
より油圧ポンプ・油圧モータの吐出容量を制御して前進
油圧駆動走行速度の伝動を出力し、出力軸の回転速度が
所定値以上の信号であるときは油圧ポンプ・油圧モータ
に吸収される動力を最小に切換えると共に、第２クラツ
チ(31)を選択した前進機械駆動伝動に切換え、車速制御
手段２８からの信号によりエンジン回転を制御して前進
機械駆動走行速度の伝動を出力するようにしたことを特
徴としている。

【００１５】上記第２発明によれば、出力軸１５の回転
速度が所定値以上のとき、制御部２１の指令によって油
圧ポンプ１１や油圧モータ１３によって吸収される動力
をほぼゼロにする。従って高速時、伝達効率の良い機械
駆動であることに加え、油圧式伝動装置１０内でパワー
ロスの低減を図っている。

【００１６】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、図１〜図４を参
照し実施例を説明する。図１は第１実施例となる機械油
圧式伝動装置の全体構成図であり、動力源１と、油圧式
伝動装置１０と、制御装置２０と、機械式伝動装置３０
とを有する。

【００１７】動力源１は回転速度制御手段を有するエン
ジンである。

【００１８】油圧式伝動装置１０は動力源１から入力軸
２を介して駆動される可変容量形油圧ポンプ１１（以下
「ポンプ１１」とする）と、ポンプ１１に配管１２で接
続された可変容量形油圧モータ１３（以下「モータ１
３」とする）と、このモータ１３の軸に固定された歯車
１４と、歯車１４に噛み合いかつ出力軸１５に挿入され
た第１遊転歯車１６と、出力軸１５と、第１遊転歯車１
６と出力軸１５とを一体化自在にする第１クラッチ１７
とを有する。ここでの歯車動力伝動手段は歯車１４、１
６とで構成される。ポンプ１１には斜板コントロール用
バルブ１８が設けられ、また、モータ１３には斜板コン
トロール用バルブ１９が設けられ、各バルブ１８、１９
が制御部２１から指令を受けることによりポンプ１１の
容量及びその流出方向を変え、また、モータ１３の容量
を変え、回転する方向を換える。第１クラッチ１７は動
力源１によって駆動される第２ポンプ２２の油圧を制御
部２１によって制御される第１クラッチ圧コントロール
用バルブ２３の開放により導入し、これにより歯車１６
が出力軸１５に固定される。歯車１６が出力軸１５に固
定されると、モータ１３の回転は歯車１４、歯車１６を
介して出力軸１５に伝わり、出力軸１５を回転させる。
出力軸１５には第１速度センサ２４が設けられ、出力軸
１５の回転数を検出し、制御部２１に入力する。

【００１９】機械式伝動装置３０は入力軸２に固着され
た第２クラッチ３１と、入力軸２に挿入された第２遊転
歯車３２と、この歯車３２に噛み合いかつ出力軸１５に
固着された歯車３３とを有する。第２クラッチ３１は第
２ポンプ２２の油圧を制御部２１によって制御される第
２クラッチ圧コントロール用バルブ２５の開放により導
入し、これにより歯車３２が入力軸２に固定される。歯
車３２が入力軸２に固定されると、動力源１の回転は歯
車３２、３３を介して出力軸１５に伝わり、出力軸１５
を回転させる。ここでの歯車動力伝動手段は歯車３２、
３３で構成される。入力軸２には第２速度センサ２６が
設けられ、入力軸２の回転数を検出し制御部２１に入力
する。

【００２０】制御装置２０はコントローラ等でなる制御
部２１と、本実施例を搭載する例えな建設機械等の前後
進を切換える切換レバー等の前後進切換手段２７（即
ち、出力軸１５の回転方向を正逆切換えるための正逆回
転指令手段２７、以下同じ）と、車両速度を制御するア
クセルペタル等の速度指令手段２８とを有する。

【００２１】上記第１実施例の作動を説明する。第１速
度センサ２４で検出した出力軸１５の回転速度が所定値
よりも小さいときは、制御部２１から第１、第２クラッ
チ圧コントロール用バルブ２３、２５に制御信号を出力
し、機械式伝動装置３０の第２クラッチ３１を第２ポン
プ２２の吐出油圧から切断し、これにより歯車３２を入
力軸２から開放すると共に、油圧式伝動装置１０の第１
クラッチ１７を第２ポンプ２２の吐出油圧と接続し、こ
れにより歯車１６を出力軸１５に固定してモータ１３の
動力を出力軸１５に伝え、図示しない建設機械等の車体
１００を駆動する。このときアクセルペタル等の速度指
令手段２８からの信号によって制御部２１は斜板コント
ロール用バルブ１８、１９に信号を出力し、ポンプ１１
及びモータ１３の容量を制御し、これにより動力源１の
回転速度を制御しなくてもモータ１３又は出力軸１５の
回転速度を任意に設定する。また建設機械等の前後進を
切換える切換レバー等の前後進切換手段２７（特許請求
の範囲に記載の正逆回転指令手段２７である）からの信
号によって制御部２１は斜板コントロール用バルブ１８
に信号を入力し、ポンプ１１の容量を負の領域にするこ
とによってポンプ１１の吐出方向を逆向きにし、モータ
１３へのポンプ１１の吐出油圧の流入及び流出を逆にす
る。これによって出力軸１５の回転方向を逆向きにす
る。このため出力軸１５の回転速度が所定値より小さい
範囲では正転と停止と逆転との間の出力回転速度を円滑
に制御できる。

【００２２】一方、出力軸１５の回転速度が所定値より
も大きいときで、しかも回転方向が正回転の制御がなさ
れているとき、制御部２１は第１、第２クラッチ圧コン
トロール用バルブ２３、２５に信号を出力し、油圧式伝
動装置１０の第１クラッチ１７を第２ポンプ２２の吐出
油圧から切断し、これにより歯車１６を出力軸１５から
開放すると共に、機械式伝動装置３０の第２クラッチ３
１を第２ポンプ２２の吐出油圧と接続し、これにより歯
車３２を入力軸２に固定して動力源１の動力を歯車動力
伝動手段３２、３３を介して出力軸１５に伝える。この
とき制御部２１は指令によって斜板コントロール用バル
ブ１８を作動させ、ポンプ１１の吐出容量をゼロにす
る。これによってポンプ１１によって吸収される動力は
最小になると共に、動力源１の動力は伝達効率の良い機
械式伝動装置３０のみを介して出力軸１５に伝えられ
る。このとき速度制御はアクセルペタル等の速度指令手
段２８からの信号によって制御部２１が動力源１を制御
して得られる。

【００２３】図２は第２実施例を示す。同図２におい
て、第１実施例と同一部品は同一符号を付し重複説明は
省略する。油圧式伝動装置１１０は動力源１によって駆
動されるように連結されたポンプ１１の入力軸１１１に
第３クラッチ１１２を有する。第３クラッチ１１２は第
２ポンプ２２の油圧を制御部２１によって制御される第
１クラッチ圧コントロール用バルブ２３より分岐して受
けて接続する。

【００２４】上記第２実施例において、出力軸１５の回
転速度が所定値よりも小さいときでは、制御部２１は第
１、第２クラッチ圧コントロール用バルブ２３、２５に
信号を入力し、機械式伝動装置３０の第２クラッチ３１
を第２ポンプ２２の吐出油圧から切断し、これにより歯
車３２を入力軸１１１から開放すると共に、油圧式伝動
装置１１０の第１、第３クラッチ１７、１１２を第２ポ
ンプ２２の吐出油圧と接続し、これにより歯車１６を出
力軸１５に固定し、かつ入力軸１１１と油圧ポンプ１１
の軸とを連結する。これによりモータ１３の動力を出力
軸１５に伝え、図示しない建設機械等の車体１００を駆
動する。

【００２５】一方、出力軸１５の回転速度が所定値より
も大きいときで、しかも回転方向が正回転の制御がなさ
れているときは、制御部２１は第１、第２クラッチ圧コ
ントロール用バルブ２３、２５に信号を入力し、油圧式
伝動装置１１０の第１、第３クラッチ１７、１１２を第
２ポンプ２２の吐出油圧から切断し、これにより歯車１
６を出力軸１５から開放し、かつ入力軸１１１とポンプ
１１の軸との連結を断ち、また機械式伝動装置３０の第
２クラッチ３１を第２ポンプ２２の吐出油圧と接続し、
これにより歯車３２を入力軸１１１に固定し、動力源１
の動力を歯車動力伝動手段３２、３３を介して出力軸１
５に伝える。つまりポンプ１１は回転しないため吸収さ
れるポンプ動力をほぼゼロにできると共に、動力源１の
動力が伝達効率の良い機械式伝動装置３０のみを介して
出力軸１５に伝えられる。

【００２６】図３に第３実施例を示す。同図３におい
て、第１実施例と同一部品は同一符号を付し重複説明は
省略する。油圧式伝動装置２００は動力源１によって入
力軸２０１を介して駆動されるポンプ１１と、ポンプ１
１に配管２０２、正逆転用油圧バルブ２０３及び配管２
０４でつながれたモータ１３とを有し、モータ１３の動
力を、モータ１３の軸２０５に固着された歯車１４、出
力軸２０６に挿入された第１遊転歯車１６及び出力軸２
０６に固着された第１クラッチ１７か、又は、モータ１
３の軸２０５に固着された第４クラッチ２０８、モータ
１３の軸２０５に挿入された第３遊転歯車２０７及び出
力軸２０６に固着された歯車２０９かを介して出力軸２
０６に伝えて出力軸２０６を駆動するように連結されて
いる。ポンプ１１及びモータ１３には斜板コントロール
用バルブ１８、１９が設けられ、制御部２１は指令によ
ってポンプ１１及びモータ１３の容量を変える。正逆転
用油圧バルブ２０３は車両の前後進の切換えポート２０
３-1、２０３-2及び他の油圧アクチュエータ（Ｃ）への
ポート２０３-3が設けられている。第１、第４クラッチ
１７、２０８は動力源１によって駆動される第２ポンプ
２２の油圧を制御部２１によって制御される第１クラッ
チ圧コントロール用バルブ２３又は第３クラッチ圧コン
トロール用バルブ２１１を介して受け、第１クラッチ１
７又は第４クラッチ２０８が第２ポンプ２２の吐出油圧
と接続し、これにより歯車１６を出力軸２０６に固定
し、又は歯車２０７をモータ１３の軸２０５に固定して
モータ１３の動力を出力軸２０６に伝えてこれを回転さ
せる。出力軸２０６には第１速度センサ２４が設けら
れ、検出した出力軸２０６の回転数を制御部２１に入力
する。機械式伝動装置２５０には第１実施例で設けた歯
車等の伝動要素以外に入力軸２０１に固着された第５ク
ラッチ２５１と、入力軸２０１に挿入された第４遊転歯
車２５２と、中間歯車２５３と、出力軸２０６に固着さ
れた歯車２５４とからなり、第２ポンプ２２の吐出油を
制御部２１によって制御される第２クラッチ圧コントロ
ール用バルブ２５又は第４クラッチ圧コントロール用バ
ルブ２１２を介して受け、第２クラッチ３１又は第５ク
ラッチ２５１を第２ポンプの吐出油圧に接続し、これに
より歯車３２を入力軸２０１に固定するか、又は歯車２
５２を入力軸２０１に固定するかのいずれかを行い、動
力源１の動力を第１の歯車動力伝動手段３２、３３又は
第２の歯車動力伝動手段２５２、２５３、２５４を介し
て出力軸２０６を回転させる。入力軸２０１には第２速
度センサ２６が設けられ、検出した入力軸２０１の回転
数を制御部２１に入力する。制御部２１には建設機械等
の前後進と作業機等の他の油圧アクチュエータとに切換
える切換手段２１３（即ち切換手段２１３は前後進切換
手段を兼ねる）と、車両速度を制御するアクセルペタル
等の速度指令手段２８とが設けられている。

【００２７】上記第３実施例において、切換手段２１３
を切換えると、制御部２１はこれを受けて正逆転用油圧
バルブ２０３を切換える。即ち正逆転用油圧バルブ２０
３は制御部２１から信号を受け、車両の前後進の切換え
ポート２０３-1又は２０３-2に切換わり、ポンプ１１か
らモータ１３への油の流れを切換え、車両を前後進させ
る。このとき機械式伝動装置２５０の第２、第５クラッ
チ３１、２５１は第２ポンプの吐出油圧から切断され、
これにより歯車３２が入力軸２０１から開放されると共
に、歯車２５２が入力軸２０１から開放される。油圧式
伝動装置２００の第１クラッチ１７又は第４クラッチ２
０８が出力軸２０６の回転速度に合った制御部２１から
の指令によって第２ポンプ２２の吐出油圧と接続されて
おり、これにより歯車１６が出力軸２０６に固定される
か、又は歯車２０７がモータ１３の軸２０５に固定され
るかしている。モータ１３の動力は２列の歯車動力伝動
手段（１４、１６）、（２０７、２０９）のいずれかに
よって出力軸２０６に伝えられる。出力軸２０６の速度
制御はアクセルペタル等の速度指令手段２８からの信号
によって制御部２１に記憶されたポンプ１１とモータ１
３の容量比及び歯車１４と遊転歯車１６又は遊転歯車２
０７と歯車２０９の歯車比の組み合わせによって制御さ
れる。切換手段２１３を切換えず、正逆転用油圧バルブ
２０３を中立のポート２０３-3にすると、出力軸２０６
には動力が伝えられず、ポンプ１１の吐出流量を他の油
圧アクチュエータ（Ｃ）等に利用できる。

【００２８】一方、出力軸２０６の回転速度が所定値よ
りも大きいときは、出力軸２０６の回転方向が正逆回転
に係わらず、機械式伝動装置２５０の第２、第５クラッ
チ３１、２５１のいずれかを第２ポンプ２２の吐出油圧
と接続すると共に、油圧式伝動装置２００の第１、第４
クラッチ１７、２０８を第２ポンプ２２の吐出油圧から
切断する。さらに第１実施例と同様にポンプ１１の吐出
流量をほぼゼロに設定することによって動力源１の動力
は伝動効率の良い機械式伝動装置２５０のみを介して出
力軸２０６に伝えられる。またこのとき第２クラッチ３
１及び第５クラッチ２５１のいずれを接続させるかはア
クセルペタル等の速度指令手段２８からの信号と、車両
を前後進をするときの切換手段２１３からの信号とによ
って制御部２１が第２クラッチ３１及び第５クラッチ２
５１のいずれかを接続する。

【００２９】図４に第４実施例を示す。同図４におい
て、第３実施例と同一部品は同一符号を付し重複説明は
省略する。油圧式伝動装置２２０は動力源１によって入
力軸２０１を介して駆動されるように連結されたポンプ
１１と、ポンプ１１に配管２０２、正逆転用油圧バルブ
２０３及び配管２０４でつながれたモータ１３等から成
る第３実施例に加え、配管２０２から分岐して配管２２
１、他の油圧アクチユエータ用油圧バルブ２２２が接続
されて他の油圧アクチュエータ（Ｄ）へ給排油し他の油
圧アクチュエータ（Ｄ）を駆動させる。正逆転用油圧バ
ルブ２０３には車両の前後進の切換えポート２０３-1、
２０３-2及び中立ポート２０３-3が設けられ、中立時に
はタンク２２３に油を戻している。

【００３０】上記第４実施例において、建設機械等の車
両を前後進させるときは、切換手段２１３を切換えて制
御部２１に信号を入力し正逆転用油圧バルブ２０３を切
換える信号を入力させる。正逆転用油圧バルブ２０３は
制御部２１から信号を受け、車両の前後進の切換えポー
ト２０３-1又は２０３-2に切換わり、ポンプ１１からモ
ータ１３への油の流れを換えて車両を前後進させる。他
の油圧アクチュエータ（Ｄ）のみを駆動させるときは切
換手段２１３を切換えず、他の油圧アクチユエータ用油
圧バルブ２２２を操作し、ポンプ１１の油をポート２２
２-1又は２２２-2を介して油圧アクチュエータに供給す
る。またこのとき、切換手段２１３を切換えると、油圧
アクチュエータ（Ｄ）を駆動させながら車両を前後進で
きる。

【００３１】尚、第１、第２実施例では、建設機械等の
前後進を切換える切換レバー等の前後進切換手段２７か
らの信号によって制御部２１から斜板コントロールバル
ブ１８に信号を入力し、ポンプ１１の容量を負の領域に
して出力軸１５の回転方向を逆回転にしたが、モータ１
３の容量を負の領域にして行なっても良い。また歯車の
歯車比を１段（第１、第２実施例）か２段（第３、第４
実施例）について説明をしたが、さらに多段にしてもよ
く、遊星歯車列を使用してもよい。さらにクラッチへの
配管を分岐したがクラッチごとにクラッチ圧コントロー
ル用バルブを設けても良い。またポンプ１１からモータ
１３までの間に１、２個の油圧バルブを設けたが、多数
個配設し、油圧回路もタンデム、シリーズ、パラレル、
複合回路としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の全体構成図である。

【図２】第２実施例の全体構成図である。

【図３】第３実施例の全体構成図である。

【図４】第４実施例の全体構成図である。

【図５】従来の機械油圧式伝動装置の全体構成図であ
る。

【図６】従来の油圧式伝動装置の全体構成図である。

【図７】従来の機械油圧式伝動装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１：動力源、２，１１１，２０１：入力軸、１０，１１
０，２００，２２０：油圧式伝動装置、１１：ポンプ、
１３：モータ、１４，３３，２０９，２５４：歯車、１
５，２０６：出力軸、１６，３２，２０７，２５２：遊
転歯車、２０：制御装置、２１：制御部、２４：第１速
度センサ、２６：第２速度センサ、２７：正逆回転指令
手段（前後進切換手段）、２１３：切換手段（正逆回転
指令手段でもある）、２８：速度指令手段、３０，２５
０：機械式伝動装置、１７：第１クラッチ、３１：第２
クラッチ、１１２：第３クラッチ、２０８：第４クラッ
チ、２５１：第５クラッチ、２０３：正逆転用油圧バル
ブ，２０５：軸、２２２：他の油圧アクチユエータ用油
圧バルブ、Ｃ，Ｄ：他の油圧アクチユエータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 47/02 - 47/04 F16H 61/14 - 61/64

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源(1) に接続した入力軸(2) と、 入力軸(2) に対して並列配置した出力軸(15)と、 少なくとも１列の歯車動力伝動手段(32,33) を入力軸
   (2) と出力軸(15)との間に配置した機械式伝動装置(30)
   と、 油圧ポンプ(11)とこの油圧ポンプ(11)からの吐出油を受
   けて出力軸(15)に動力を伝える油圧モータ(13)とを入力
   軸(2) と出力軸(15)との間に配置した油圧式伝動装置(1
   0)とを有する機械油圧式伝動装置において、 入力軸(2) に油圧ポンプ(11)の軸を直接あるいは間接的
   に連結し、油圧モータ(13)の軸と出力軸(15)との間に設
   けた歯車動力伝動手段(14,16) に第１クラッチ(17)を、
   入力軸(2) と出力軸(15)との間に設けた機械式伝動装置
   (30)における歯車動力伝動手段(32,33) に第２クラッチ
   (31)を設け、 出力軸(15)の回転速度を外部から指令する速度指令手段
   (28)と、 出力軸(15)の正逆回転方向を外部から指令する正逆回転
   指令手段(27)と、 出力軸(15)の回転速度を検出する速度センサ(24)と、 この速度センサ(24)からの回転速度信号を受けて走行開
   始時又は減速停止時を含めた出力軸(15)の回転速度が所
   定値以下のときは第１クラッチ(17)を接続する指令を出
   力すると共に第２クラッチ(31)を切断する指令を出力
   し、 一方、回転速度が所定値以上のときは第２クラッチ(31)
   を接続する指令を出力すると共に第１クラッチ(17)を切
   断する指令を出力する制御部(21)とを備えたことを特徴
   とする機械油圧式伝動装置。
2. 【請求項２】 動力源(1) に接続した入力軸(2) と、入力軸(2) に対して並列配置した出力軸(15)と 、入力軸(2) と出力軸(15)の間に少なくとも１列の歯車動
   力伝動手段(32,33) を設け、第２クラツチ(31)の結合に
   より入力軸(2) と出力軸(15)を連結して、動力源(1) か
   らの機械駆動動力を出力軸(15)へ選択的に伝動すること
   を可能とした機械式伝動装置(30)と 、入力軸(2) に油圧ポンプ(11)を接続し、油圧モータ(13)
   と出力軸(15)の間に少なくとも１列の歯車動力伝動手段
   (14,16) を設け、第１クラツチ(17)の結合により油圧モ
   ータ(13)と出力軸(15)を連結して、油圧ポンプ(11)から
   の油圧駆動動力を出力軸(15)に選択的に伝動することを
   可能とした油圧式伝動装置とを有する機械油圧式伝動装
   置において 、車両の前後進切換手段(27)からの信号が後進であるとき
   は油圧モータの回転方向を後進に切換えると共に、第１
   クラツチ(17)を選択した後進油圧駆動伝動に切換え、車
   速制御手段(28)からの信号により油圧ポンプ・油圧モー
   タの吐出容量を制御して後進油圧駆動走行速度の伝動を
   出力し 、車両の前後進切換手段(27)からの信号が前進であって出
   力軸の回転速度が所定値以下の信号であるときは油圧モ
   ータの回転方向を前進に切換えると共に、第１クラツチ
   (17)を選択した前進油圧駆動伝動に切換え、車速制御手
   段(28)からの信号により油圧ポンプ・油圧モータの吐出
   容量を制御して前進油圧駆動走行速度の伝動を出力し 、 出力軸の回転速度が所定値以上の信号であるときは油圧
   ポンプ・油圧モータに吸収される動力を最小に切換える
   と共に、第２クラツチ(31)を選択した前進機械駆動伝動
   に切換え、車速制御手段(28)からの信号によりエンジン
   回転を制御して前進機械駆動走行速度の伝動を出力する
   ようにしたことを特徴とする機械油圧式伝動装置。