JPH0237081A - 車両の変速操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの動力を左右の出力軸に伝達し、か
つ複数の速度段クラッチを有する機械式変速装置と、エ
ンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの
吐出によって駆動され、かつ、前記機械式変速装置に連
結された油圧モータとより成る車両の変速操向装置に関
する。

特に、本発明に於いては、各速度段に１つのクラッチし
か設けていないので、速度段を変える場合、クラッチの
プレートとディスクの相対速度がＯになったときに係合
させることができ、クラッチの耐久性を大幅に向上でき
るようにした、車両の一変速操向装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、この種車両の変速操向装置としては、米国特許第
３４２６６２１号がある。

前記従来の技術は、第２図に示されるごとく、エンジン
３１により駆動される操向ポンプ３２と変速ポンプ３３
を有しており、前記操向ポンプ３２は、操向モータ３４
に油圧的に連結されており、また、変速ポンプ３３は、
変速モータ３５に油圧的に連結されている。

前記、操向ポンプ・モータ３２，３４及び変速ポンプ・
モータ３３，３５で構成される油圧変速装置は油圧ポン
プ・モータの少なくとも一方の吐出容量が可変になって
いるため、各油圧モータ３４又は３５の出力車の回転数
が変速されるようになっている。

また、変速度段クラッチとしては、前進クラッチ３６、
後進クラッチ３７．高速クラッチ３８．低速クラッチ３
９及び中間クラッチ４０を有しており、前進１速は、前
進クラッチ３６と低速クラッチ３９を係合させることに
よって得られる。

前進２速は、前進クラッチ３６と中間クラッチ４０を係
合させることにより、また、前進３速は、前進クラッチ
３６と高速クラッチ３８が係合されることによって得ら
れる構成となっている。

前記前進クラッチ３６の代わりに後進クラッチ３１を係
合させれば、同様にして、後進ｌ速、後進２速、後進３
速の速度段が得られる。

前記、前進、又は後進の各速度に於いて、変速ポンプ・
モータ３３，３５から成る油圧変速装置により無段変速
できるようになっている。

また、前記、前進又は後進の各速度段に於いて、操向ポ
ンプ・モータ３２，３４から成る油圧変速装置により、
操向モータ３４の出力軸４１回転数を正逆方向に変速す
れば、前記出力軸４１によって駆動される歯車４５及び
４６が歯車４７によって、互いに逆転されるようになっ
ているので、図示しない左右の車輪に連結されている左
右の出力軸４２４３の相対回転数が変化し、車両を右方
向又は左方向に操向させることができる。

すなわち、操向モータ３４の出力軸４１回転数を０にす
れば車両は直進し、出力軸４１の回転方向により右操向
又は左掻向となり、出力軸４１の回転数により左、右の
操向量を変えるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記、従来の技術に於いては、車両の速度段を変える時
、前、後進クラッチ３６．３７の何れかと、速度段クラ
ッチ３８〜４０の何れかを選択的に係合させる必要があ
るため、１つの速度段に於いては、必ず２つのクラッチ
が係合する構成となっている。従って、速度段を切換え
るとき、クラッチの耐久性を向上させるため、特定クラ
ッチ（一般には負荷の大きいクラッチ）の相対回転数を
０にしたとき、クラッチを係合させると、他のクラッチ
の相対回転数は０にならず、相対回転数を有したま々で
係合されるクラッチの耐久性に問題があった。そこで、
１つの速度段に１つのクラッチを設ける構成にして、ク
ラッチの相対回転数が０になったとき係合させるように
すれば、クラッチの耐久性を向上させることができる車
両の変速操向装置の開発が望まれていた。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記従来の技術に於ける課題を解決したもの
で、 （１）入力軸１と出力軸２．３とを有する変速操向装置
に於いて、油圧ポンプ４，５と各々油圧回路で接続され
た油圧モータ６．７とで形成された各油圧トランスミッ
ションと、主軸１５上に配設された遊星歯車装置８，９
，１０．１１と、副軸１６上に配設された遊星歯車装置
１２．１３．１４と、前記入力軸ｌと油圧ポンプ４．５
の駆動軸とを連結する動力伝達手段と、前記入力軸１と
副軸１６とを連結する動力伝達手段と、前記遊星歯車装
置８の第１の要素と出力軸２とを連結し、前記遊星歯車
装置１１の第１の要素と出力軸３とを連結し、さらに前
記遊星歯車８と１１の各々第２の要素を主軸１５に連結
する手段と、遊星歯車装置８と１１第３の要素が、油圧
モータ７により互いに逆方向に回転する様に連結する動
力伝達手段と、ダブルプラネタリ型遊星歯車装置９と１
０のサンギヤと油圧モータ６の出力軸とを連結する動力
伝達手段と、遊星歯車装置９のリングギヤと遊星歯車装
置１０のプラネタリキャリヤ及び主軸１５とを連結する
手段と、遊星歯車装置１２，１３゜１４の各サンギヤ及
び副軸１６とを連結する手段と、遊星歯車装置１２．１
３の各プラネタリキャリヤを遊星歯車装置９のプラネタ
リキャリヤに連結する動力伝達手段と、遊星歯車装置１
２．１３の各リングギヤを選択的に固定する各クラッチ
１７．１８と、遊星歯車装置１０．１４の各リングギヤ
を連結する動力伝達手段と、遊星歯車装置１４のプラネ
タリキャリヤを選択的に固定するクラッチ１９と、副軸
１６と遊星歯車装置１０のリングギヤとを選択的に結合
するクラッチ２０とから成る車両の変速操向装置、及び （２）前記第（１）項のダブルプラネタリ型遊星歯車装
置９と１０をシングルプラネタリ型遊星歯車装置とした
車両の変速操向装置、及び（３）前記第（１）項に於い
て、遊星歯車装置９のリングギヤを遊星歯車装置１０の
プラネタリキャリヤと連結する代わりに、遊星歯車装置
１０のリングギヤと連結した車両の変速操向装置、及び
（４）前−記第（３）項に於いて、ダブルプラネタリ型
遊星歯車装置９と１０をシングルプラネタリ型遊星歯車
装置とした車両の変速操向装置に関する。

（作　　用） 本発明は、前記の通り構成されるので、次の通り作動す
る。

（１）中立→前、後進１速度段 車両停止状態で、クラッチ１７〜２０全てを解放し、か
つ油圧ポンプ・モータ５，７から成る油圧変速機の出力
軸を停止させたま々、油圧ポンプ・モータ４，６から成
る油圧変速機の出力軸回転数を変化させると、各クラッ
チのディスクとプレートの相対回転数が変化し、前進ｌ
速りラッチ１８又は、後進１速クラッチ１９のディスク
とプレートの相対回転数が０になる様に遊星歯車等に於
ける、各歯車の歯数比を決めることができる。

そして、前記、前進１速クラツチ１８又は、後進ｌ速り
ラッチ１９のディスクとプレートの相対回転数が０にな
ったとき、クラッチを係合させれば、前進１速又は後進
ｌ速の速度段で、車速Ｏの状態になる。

（２）前進ｌ速増速→前進２速度段 前項（１）の前進１速時、人力軸ｌからの動力の一部は
、副軸１６及び遊星歯車装置１３を介して、遊星歯車装
置９のプラネタリキャリヤ９Ｃに伝達され、一部は、油
圧ポンプ４から油圧モータ６を介して、遊星歯車装置９
のサンギヤ９Ｓに伝達されている。前記二系統からの動
力が遊星歯車装置９で合成されて、リングギヤ９ｒから
遊星歯車装置１０のプラネタリキャリヤＩＯＣ又はリン
グギヤ１０ｒを通り、主軸１５を介して、遊星歯車装置
８．１１により、各々出力軸２．３に伝達される。

この時、油圧モークロの回転数を、Ｏを通過して反対方
向に増加させてゆ（と、主軸１５の回転数、従って車速
か増大すると共に、前進２速クラツチ２０のディスクと
プレートの相対回転数が０に近づき、油圧モータ６の回
転数が所定値のときにＯとなる、この時、前進２速クラ
ツチ２ｏを係合させ、前進ｌ速りラッチ１８を解放する
と、車両は前進２速の速度段となる。

（３）前進２速増速 前記前進２速度段にて、入力軸ｌからの動力の一部は、
副軸１６及び前進２速クラツチ２ｏを介して、遊星歯車
装置１０のリングギヤ１０ｒに伝達され、一部は、油圧
ポンプ４から油圧モータ６を介して、遊星歯車装置１０
のサンギヤ１０Ｓに伝達されている。

前記二系統からの動力が、遊星歯車装置１０で合成され
て、プラネタリキャリヤＩＯＣから主軸１５を介して遊
星歯車装置８，１１により、各々出力軸２，３に伝達さ
れる。

この時、油圧モータ６の回転数をＯを通過させて、反対
方向に増加させて行くと、主軸１５の回転数、従って車
速か増大する。

（４）後進１速増速→後進２速度段 前項（１）の後進１速時、入力軸１からの動力の一部は
、副軸１６及び遊星歯車装置１４を介して、遊星歯車装
置ＩＯのりングギャ１０ｒに伝達され、−・部は、油圧
ポンプ４から油圧モータ６を介して、′ｉ！！星歯車装
置１０のサンギヤ１０３に伝達される。

前記二系統からの動力が遊星歯車装置１０で合成されて
、プラネタリキャリヤＩＯＣから主軸１５を介して、遊
星歯車装置８．１１により、各々出力軸２．３に伝達さ
れる。

この時、油圧モータ６の回転数を、０を通過して反対方
向に増加させて行くと、主軸１５の回転数、従って、車
速か後進側へ増大すると共に、後進２速クラツチ１７の
ディスクとプレートの相対回転数がＯに近づき、油圧モ
ータ６の回転数が所定値のとき０になる。この時、後進
２速クラツチ１７を係合させ、後進ｌ速りラッチ１９を
解放すると、車両は後進２速の速度段となる。

（５）後進２速増速 前記後進２速度段では、入力軸１からの動力の一部は、
副軸１６及び後進２速クラツチ１７を介して、遊星歯車
装置９のプラネタリキャリヤ９Ｓに伝達され、一部は油
圧ポンプ４から油圧モータ６を介して、遊星歯車装置９
のサンギヤ９ｓに伝達されている。

前記二系統からの動力が、遊星歯車装置９で合成されて
、リングギヤ９「から遊星歯車装置１０のプラネタリキ
ャリヤ１０Ｃ又はリングギヤ１０ｒを通り、主軸１５を
介して薪星歯車装置８１１により、各々出力軸２．３に
伝達される。この時、油圧モータ６の回転数を、Ｏを通
過させて反対方向に増加させて行くと、主軸１５の回転
、従って車速か後進方向に増大する。

（６）操向 前記何れの速度段及び油圧モータの回転数に係らず、左
右出力軸２．３の回転数差は、油圧モータ７の回転方向
と回転数によって決まる。即ち、油圧モータ７の回転方
向によって車両の抛向方向が、また油圧モータ７の回転
数で操向量が無段階に変化し、円滑な一車両の操向が可
能となる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図（Ａ）は、本発明の第１実施例を示す図で、ｌは
図示されないエンジンによって駆動される入力軸、４．
５は可変型油圧ポンプ、６．７は固定型油圧モータで、
該可変型油圧ポンプ４と固定型油圧モータ６は油圧的に
接続されて変速用油圧変速機を、また可変型油圧ポンプ
５と固定型油圧モータ７は油圧的に接続されて、操向用
油圧変速機を構成している。

前記入力軸１は、歯車伝動手段により可変型油圧ポンプ
４．５を駆動すると共に、別の歯車伝動装置により副軸
１６も同時に駆動するようになっている。また出力軸２
．３と同一軸上には、主軸１５を配置し、該主軸１５上
には′Ｔ１星歯車装置８〜１１が配置されている。前記
副軸１６上には遊星歯車装置１２〜１４及び該遊星歯車
装置１２，１３のリングギヤ１２ｒ、１３ｒを選択的に
固定するクラッチ１７．１８と、遊星歯車装置１４のプ
ラネタリキャリヤ１４Ｃを選択的に固定するクラッチ１
９と、副軸１６とダブルプラネタリ型遊星歯車装置１０
及び遊星歯車装置１４の各リングギヤを選択的に結合す
るクラッチ２０が配置されている。前記遊星歯車装置８
．１１のプラネタリキャリヤ８Ｃ，ＩＩＧは各々出力軸
２．３に結合され、リングギヤ８ｒ、１１ｒは共に主軸
１５に結合され、サンギヤＢＳ、ＩＩＳは、同一回転数
で互いに逆転するよう、固定型油圧モータ７に歯車手段
を介して連結されている。

前記ダブルプラネタリ型遊星歯車装置９．１０のサンギ
ヤ９３　１０３は、前記固定型油圧モータ６の出力軸に
歯車伝動手段を介して連結されている。ダブルプラネタ
リ型遊星歯車装置９のリングギヤ９ｒはダブルプラネタ
リ型遊星歯車装置１０のプラネタリキャリヤＩＯＣを介
して主軸１５に結合されている。遊星歯車装置１２〜１
４の、各サンギヤ１２３〜１４Ｓは共に副軸に結合され
ており、また遊星歯車装置１２．１３の各プラネタリキ
ャリヤ１２Ｇ、１３Ｃは共に、歯車手段を介してダブル
プラネタリ型遊星慟車装置９のプラネタリキャリヤ９Ｃ
と連結されている。ダブルプラネタリ型遊星歯車装置１
０及び遊星歯車装置１４の各リングギヤ１０ｒ、１４ｒ
は、歯車手段を介して結合されている。

上記構成より成る車両の変速操向装置は次のように作動
する。

（１）中立→前、後進１速度段 車両停止状態で、クラッチ１７〜２０全てを解放し、か
つ可変型油圧ポンプ５の吐出量を０にして、固定型油圧
モータ７の出力軸回転数をＯにしたま々、可変型油圧ポ
ンプ４の吐出量を変化させて、固定型油圧モータ６の出
力軸回転数を変化させると、各クラッチのディスクとプ
レートの相対回転数が変化し、前進ｌ速りラッチ１８又
は後進ｌ速りラッチ１９のディスクとプレートの相対回
転数がＯになる様に遊星歯車装置等に於ける各歯車の歯
車比法めることができる。そして、前記前進ｌ速りラッ
チ１８又は後進１速クラッチ１９のディスクとプレート
の相対回転数が０になつた時、前記り与ツチを係合させ
れば、前進１速又は後進１速の速度段で、車速０の状態
になる。

下記（２）〜（６）項の作動については、前記作用の項
に於ける油圧ポンプを可変型油圧ポンプに、油圧モータ
を固定型油圧モータに置き換えれば、他は全く同様であ
る。

（２）前進１速増速→前進２速度段 （３）前進２速増速 （４）後進ｌ速増速→後進２速度段 （５）後進２速増速 （６）操向 第１図（Ｂ）は、本発明の第２実施例に於ける主軸１５
周りの構成を示す図で、前記第１図（Ａ）に於ける主軸
１５上に設けられたダブルプラネタリ型遊星歯車装置９
と１０をシングルプラネタリ型遊星歯車装置としたもの
で、他の構成は全く同じであるため省略した。第１図（
Ｃ）は、本発明の第３実施例を示す図であるが、前記第
１図（Ａ）に於けるダブルプラネタリ型遊星歯車装置９
のリングギヤ９ｒをダブルプラネタリ型遊星歯車装置１
０のプラネタリキャリヤＩＯＣと結合する代わりに、リ
ングギヤ１０ｒと結合した外は全く同じ構成である。第
１図（ｄ）は、本発明の第４実施例に於ける主軸１５周
りの構成を示す図で、前記第１図（Ｃ）に於いて、主軸
１５上に設けられたダブルプラネタリ型遊星歯車装置９
と１０をシングルプラネタリ型遊星歯車装置とした外は
全く同じ構成である。第２実施例〜第４実施例の作用に
ついては前記第１実施例と同様であるため、説明を省略
する。

尚、前記第１実施例〜第４実施例に於いて、遊星歯車装
置８，１１はシングルプラネタリ型であるが、ダブルプ
ラネタリ型であっってもよく、また、第１の要素がプラ
ネタリキャリヤ、第２の要素がリングギヤ、第３の要素
がサンギヤとなりでいるが、この構成に限定されるもの
ではなく、第１の要素がプラネタリキャリヤ、第２の要
素がサンギヤ、プラネタリキャリヤ、第３の要素がプラ
ネタリキャリヤ、リングギヤであってもよいことは勿論
である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によるときは次の効果を奏
する。

（１）一つの速度段では、１つのクラッチしか係合状態
にないので、該クラッチのディスクとプレートの相対速
度が０のとき係合させることが容易となり、クラッチ切
換時に発生するクラッチの摩耗を大幅に低減することが
できると共に、分解、組立に要する工数をＶ減できるた
め、従来の様に１つの速度段で２つのクラッチを係合さ
せる必要のある変速操向装置に比べ、顕著な効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明の第１実施例を示すＡ第１図Ｃ
Ｂ）は同じく第２実施例に於ける、主軸回りの構成を示
す図、第１図（Ｃ）は、同じく第３実施例を示す図、第
１図（ｄ）は、同じく第４実施例に於ける主軸周りの構
成を示す図、第２図は従来の技術を示す図である。 ４．５・・・・可変型油圧ポンプ ６．７・・・・固定型油圧モータ ８．１１・・・左右操向用瞳星歯車装置９．１０・・・
動力結合用遊星歯車装置１２〜１４・・遊星歯車装置 第１図（八） 第１図（Ｂ） ・主軸 ・副軸 ・後進２速クラツチ ・前進１速クラツチ ・後進１速クラッチ ・前進２速クラツチ 出別人 株式会社 小松製作所 窮１図（Ｃ） 第１図ＣＤ”）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸１と出力軸２、３とを有する変速操向装置
   に於いて、油圧ポンプ４、５と、各々油圧回路で接続さ
   れた油圧モータ６、７とで形成された各油圧トランスミ
   ッションと、主軸１５上に配設された遊星歯車装置８、
   ９、１０、１１と、副軸１６上に配設された遊星歯車装
   置１２、１３、１４と、前記入力軸１と油圧ポンプ４、
   ５の駆動軸とを連結する動力伝達手段と、前記入力軸１
   と副軸１６とを連結する動力伝達手段と、前記遊星歯車
   装置８の第１の要素と出力軸２とを連結し、前記遊星歯
   車装置１１の第１の要素と出力軸３とを連結し、さらに
   前記遊星歯車８と１１の各々第２の要素を主軸１５に連
   結する手段と、遊星歯車装置８と１１の第３の要素が、
   油圧モータ７により互いに逆方向に回転する様に連結す
   る動力伝達手段と、ダブルプラネタリ型遊星歯車装置９
   と１０のサンギヤと油圧モータ６の駆動軸とを連結する
   動力伝達手段と、遊星歯車装置９のリングギヤと遊星歯
   車装置１０のプラネタリキャリヤ及び主軸１５とを連結
   する手段と、遊星歯車装置１２、１３、１４の各サンギ
   ヤ及び副軸１６とを連結する手段と、遊星歯車装置１２
   、１３の各プラネタリキャリヤを遊星歯車装置９のプラ
   ネタリキャリヤに連結する動力伝達手段と遊星歯車装置
   １２、１３の各リングギヤを選択的に固定する各クラッ
   チ１７、１８と、遊星歯車装置１０、１４の各リングギ
   ヤを連結する動力伝達手段と遊星歯車装置１４のプラネ
   タリキャリヤを選択的に固定するクラッチ１９と、副軸
   １６と遊星歯車装置１０のリングギヤとを選択的に結合
   するクラッチ２０とからなる車輛の変速操向装置。
2. （２）前記第（１）項のダブルプラネタリ型遊星歯車装
   置９と１０をシングルプラネタリ型遊星歯車装置とした
   車輛の変速操向装置。
3. （３）前記第（１）項に於いて、遊星歯車装置９のリン
   グギヤを遊星歯車装置１０のプラネタリキャリヤと連結
   する代わりに、遊星歯車装置１０のリングギヤと連結し
   た車両の変速操向装置。
4. （４）前記第（３）項に於いて、ダブルプラネタリ型遊
   星歯車装置９と１０をシングルプラネタリ型遊星歯車装
   置とした車両の変速操向装置。