JP3340454B2 - 静水圧トランスミッション - Google Patents

静水圧トランスミッション

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Hydraulic Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホイールローダ等の土
工車両に用いるのが好ましい静水圧駆動装置であって、
車軸形又は傾斜ディスク形の往復ピストン回転原動機を
有しており、該原動機の傾斜角が、トルクが減少し且つ
速度が増大するときにゼロに向かって減少するように制
御でき、前記原動機がシフト可能なトランスミッション
の入力軸に連結されている静水圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】静水圧駆動装置は、制御が容易なこと及
び好ましいトルク速度特性が得られることから種々の目
的に使用されており、好ましくはクローラ形車両、ホイ
ールローダ及び掘削機等の土工車両に使用されている。
シフト可能なトランスミッションを往復ピストン回転原
動機に連結する場合、トランスミッションは、全速度範
囲にわたって必要なトルクが得られるものでなくてはな
らず、このため、充分にパワフルで大型の往復ピストン
回転原動機が必要になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、冒頭に述べた種類の静水圧駆動装置であって、容易
にシフト可能で、且つ従来必要とされていたものより小
型で小出力の往復ピストン回転原動機を使用するにも係
わらず、所望の速度範囲にわたって必要なトルクが得ら
れる静水圧駆動装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、冒頭に述べた種類の静水圧駆動装置において、シ
フト可能なトランスミッションが２つの入力軸を備えて
おり、該入力軸が２つの往復ピストン回転原動機に連結
されており、各入力軸が、少なくとも２つのシフト可能
なギア段のうちの１つのギア段を介して共通の出力軸に
連結されていることを特徴とする静水圧駆動装置により
達成される。本発明の駆動装置を、例えばホイールロー
ダに用いる場合、駆動装置が始動され、従って大きな始
動トルクが必要なときには、第１の往復ピストン回転原
動機が、トランスミッションの第１ギア段を介して出力
軸に連結され、第２の往復ピストン回転原動機が、トラ
ンスミッションの第２ギア段を介して出力軸に連結され
る。車両の速度（走行速度）が増大すると、第１の往復
ピストン回転原動機が徐々に傾動され、これによりトル
クがゼロに向かって低下する。第１の往復ピストン回転
原動機の傾斜角がほぼゼロであるとき、シフト可能なト
ランスミッションと第１の往復ピストン回転原動機との
連結を解除して、第２の往復ピストン回転原動機（該原
動機は既に第２ギア段に連結されている）のみにより車
両をその最終速度まで加速することができる。車両の高
い走行速度範囲においても大きなトルクが必要な場合に
は、第１の往復ピストン回転原動機を、該原動機の押し
のけ容積がゼロ又はほぼゼロになる位置において第２ギ
ア段に連結し、第１の往復ピストン回転原動機が、これ
に対応して傾斜しているときでも、車両の高い走行速度
範囲における出力を発生するようにする。同様に、車両
の低い走行速度範囲において、第２の往復ピストン回転
原動機を第１ギア段に連結することもできる。
【０００５】本発明の好ましい特徴によれば、トランス
ミッションの入力軸とシフト可能なギアを支持する軸と
の間に、少なくとも１つの伝達段が設けられている。こ
の伝達段は、該伝達段に関連する往復ピストン回転原動
機の速度の増大、又は、好ましくは減少を行うことがで
きる。伝達段が原動機の速度を減少させ、しかも各往復
ピストン回転原動機に関連しているシフト可能なトラン
スミッションが２つの段を有している場合には、そのよ
うな駆動装置を備えた車両を、低回転速度の両往復ピス
トン回転原動機により高トルクで駆動でき、且つ対応す
る低伝達比で作動する１つのみの往復ピストン回転原動
機を、最終走行速度近くの速度で作動させるのに用いる
ことができる。
【０００６】２つの往復ピストン回転原動機は、これら
の２つの原動機をほぼゼロの傾斜角に同時に傾動させる
のを防止する手段を介して互いに連結するのが好まし
い。これにより、原動機がオーバースピード又は空転で
きなくなる。各往復ピストン回転原動機と関連するギア
段のシフトは、カップリングギアの軸線方向変位によ
り、又は多板カップリングにより行うことができる。シ
フト可能なカップリングギアによりシフトを行う場合に
は、通常、同期手段が用いられる。
【０００７】速度及び／又は圧力に基づいて往復ピスト
ン回転原動機の傾斜角を制御する制御手段を設けた場合
には、自動的にシフトできる所望のトランスミッション
が得られる。また、速度及び／又はトルクに基づいてギ
アのシフトを制御するシフト手段を設けることもでき
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。図１には、２つの入力軸２、３を有す
るシフト可能なトランスミッション１が示されている。
斜軸形の往復ピストン回転原動機４、５がそれぞれの入
力軸２、３に連結されている。ギア８、９、１０、１１
のそれぞれが、従来のギアシフト手段６、７により入力
軸２、３に連結されるようになっている。ギア８、９、
１０、１１は、それぞれ、直径の大きい方のギア１２及
び直径の小さい方のギア１３と噛み合っている。これら
のギア１２、１３は、出力軸１４にキー止め又は他の方
法で固定されている。
【０００９】ギアシフト手段６、７を移動することによ
り、ギア８、９及び１０、１１を、これらの関連する入
力軸２、３に作動連結されない位置にシフトすることが
できる。トランスミッション１は、入力軸２及び／又は
入力軸３がギア８及び／又はギア１０に連結される第１
ギアにシフトされる。また、トランスミッション１は、
ギア９及び／又はギア１１が入力軸２及び／又は入力軸
３に連結される第２ギアにシフトされる。
【００１０】往復ピストン回転原動機４、５には制御可
能な傾動手段（詳細には図示せず）が設けられており、
該傾動手段は、傾斜角を、最大押しのけ容積Ｑmax から
ほぼゼロまで変化させるべく作動できる。図１に示すト
ランスミッション１が、例えばホイールローダの駆動装
置である場合には、自動傾動／シフト手段（詳細には図
示せず）を用いて、ホイールローダを次のように制御す
ることができる。
【００１１】始動時において高始動トルクが必要な場合
には、往復ピストン回転原動機５が第１ギア段１０、１
２を介して出力軸１４に連結され、往復ピストン回転原
動機４が第２ギア段９、１３を介して出力軸１４に連結
される。速度が例えば１５km/hに到達したならば、往復
ピストン回転原動機５を、ゼロの押しのけ容積に相当す
るゼロの傾斜角まで傾動させる。これにより、ギア１０
は中立位置にシフトできるようになり、車両は、第２ギ
ア段９、１３に連結された往復ピストン回転原動機４の
みにより最終速度まで連続的に加速される。
【００１２】別の方法として、往復ピストン回転原動機
５により第１ギア段１０、１２を最初に作動させ、次
に、該原動機５に関連している第２ギア段１１、１３を
係合させれば、最終速度に到達するまで高トルクが得ら
れるように静水圧駆動装置を制御することができる。図
２に示す静水圧駆動装置は、ギア１６、１７からなり且
つ往復ピストン回転原動機４′を減速させるギア段が原
動機４′とトランスミッション１′の入力軸２′との間
に介在されている点においてのみ、図１に関連して説明
した駆動装置とは異なっている。図２の駆動装置は、該
駆動装置が設けられた車両の好ましい操作を可能にす
る。
【００１３】次に、代表的な制御位置について簡単に説
明する。高始動トルクが必要な場合には、両方の往復ピ
ストン回転原動機４′、５′を、これらが関連する第１
ギア段８′、１２′及び１０′、１２′に連結する。速
度が増大すると、往復ピストン回転原動機４′を、ゼロ
の押しのけ容積に相当するゼロの傾斜角まで傾動させ
る。往復ピストン回転原動機４′の傾斜角がほぼゼロに
なると、そのトルクもゼロになり、第２ギア段９′、１
３′へのシフトが行われる。このシフト操作後、往復ピ
ストン回転原動機５′をゼロの傾斜角へと徐々に傾動さ
せる。これにより、そのトルクがゼロに低下し、往復ピ
ストン回転原動機５′を、最終速度まで加速するのに使
用される第２ギア段１１′、１３′に連結できるように
なる。一方、往復ピストン回転原動機４′はゼロの押し
のけ容積に相当する位置まで傾動され、ギアシフト手段
６′によりアイドル位置にシフトされる。これにより、
往復ピストン回転原動機５′のみによる駆動が行われる
ようになる。
【００１４】低始動トルクのみが必要な場合には、往復
ピストン回転原動機５′を関連の第１ギア段１０′、１
２′に連結させた状態で、往復ピストン回転原動機４′
を、初めから、関連の第２ギア段９′、１３′に連結し
ておく。車両の速度を減速させる場合には、上記制御シ
ーケンスの逆を行う。図３（ａ）は、牽引力−走行速度
の関係を示すグラフと、図２に示した静水圧駆動装置に
ついての回転速度−トルクの関係を示すグラフである。
これらのグラフから、ほぼ無段階の走行特性を達成でき
ることが明らかである。
【００１５】図３（ｂ）は、関連する回転速度−走行速
度の関係を示すグラフである。下のカーブは、往復ピス
トン回転原動機４′が関連する２つのギア段８′、１
２′及び９′、１３′に連結されているときの、該原動
機４′の回転速度を示すものである。上の２つのカーブ
は、往復ピストン回転原動機５′が、関連するギア段１
０′、１２′及び１１′、１３′に連結されているとき
の往復ピストン回転原動機５′に関するものである。
【００１６】図３（ｂ）のグラフから、加速及び減速を
行う場合のシフト時間は、定められていないシフト位置
への頻繁なシフトを回避できるヒステリシスとの相関関
係があることも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シフト可能なトランスミッションに連結された
２つの斜軸形往復ピストン回転原動機の両方が、シフト
可能なギアを支持する軸に直接連結されている状態を示
す断面図である。
【図２】一方の往復ピストン回転原動機と、該原動機に
関連するシフト可能なギアを支持する軸との間にスパー
ギア段が配置されている実施例を示す図１と同様な断面
図である。
【図３】図２に示すトランスミッションを備えた車両に
ついての牽引力−走行速度の関係を示すグラフ図３
（ａ）及び図３（ａ）に対応する回転速度−走行速度の
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ トランスミッション １′ トランスミッション ２ 入力軸 ２′ 入力軸 ３ 入力軸 ３′ 入力軸 ４ 往復ピストン回転原動機 ４′ 往復ピストン回転原動機 ５ 往復ピストン回転原動機 ５′往復ピストン回転原動機 ６ ギアシフト手段 ６′ ギアシフト手段 ７ ギアシフト手段 ７′ ギアシフト手段 ８ ギア（第１ギア段） ８′ギア（第１ギア段） ９ ギア（第２ギア段） ９′ ギア（第２ギア段） １０ ギア（第１ギア段） １０′ ギア（第１ギア段） １１ ギア（第２ギア段） １１′ ギア（第２ギア段） １２ ギア（第１ギア段） １２′ ギア（第１ギア段） １３ ギア（第２ギア段） １３′ ギア（第２ギア段） １４ 出力軸 １４′ 出力軸 １６ ギア １７ ギア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−55753（ＪＰ，Ａ) 特公 昭43−12379（ＪＰ，Ｂ１) 欧州特許出願公開234136（ＥＰ，Ａ １) 米国特許4896563（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 47/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静水圧トランスミッションであって、独
    立して制御可能な２つの静水圧調整原動機を備え、該原
    動機は各々が変速ギアユニットの２本の入力シャフトの
    １本に連結され、該入力シャフトの各々が少なくとも２
    つの切換可能なギア段によって共通且つ単一の出力シャ
    フトに連結されている静水圧トランスミッションにおい
    て、 前記静水圧調整原動機が、傾斜軸または斜板タイプの車
    軸型ピストン原動機であり、その傾斜角を制御下で原動
    機のトルクを減少させ且つ原動機の速度を増加させなが
    ら零に向かわせることが可能であり、 一方の入力シャフトのギア段が、他方の入力シャフトの
    ギア段から独立して切換可能であること、を特徴とする
    静水圧トランスミッション。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つのギア段が、前記ギアユ
    ニットの入力シャフトと切換ギアホイールを支持するシ
    ャフトとの間に、配置されている請求項１に記載のトラ
    ンスミッション。
  3. 【請求項３】 前記車軸型ピストン原動機は、これらが
    零に近づく傾斜角へ同時に回転しないようにする手段に
    よって、一緒に連結されている請求項１または２に記載
    のトランスミッション。
  4. 【請求項４】 前記変速ギアユニットのギア切換が、連
    結可能なギアホイールまたは多板クラッチの軸線方向変
    位によって行われる請求項１乃至３のいずれか１項に記
    載のトランスミッション。
  5. 【請求項５】 制御手段が設けられ、該制御手段が原動
    機の速度および／又は静水圧に基づいて前記車軸型ピス
    トン原動機の傾斜角を制御する、請求項１ないし４のい
    ずれか１項に記載のトランスミッション。
  6. 【請求項６】 切換手段が設けられ、該切換手段が原動
    機の速度および／又は原動機のトルクに基づいてギアの
    切換えを制御する、請求項１ないし５のいずれか１項に
    記載のトランスミッション。
JP28479691A 1990-10-31 1991-10-30 静水圧トランスミッション Expired - Fee Related JP3340454B2 (ja)

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DE4034689A DE4034689C2 (de) 1990-10-31 1990-10-31 Hydrostatischer Antrieb, vorzugsweise für ein Erdbewegungsfahrzeug, beispielweise Radlader
DE40346897 1990-10-31

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