JPH05215200A - 機械油圧式変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧伝動と機械伝動の組合せで低速から中高
速に至る広い範囲で良好な動力伝達が行えながら駐車ブ
レーキ７の低容量化及び信頼性の向上を図る。 【構成】 エンジン駆動する入力軸１に連動する可変油
圧ポンプ２とこれに接続する油圧モータ３とをもつ油圧
式トランスミッション４と、入力軸１に機械的に連動す
る遊星歯車機構８をもつメカニカル連動部５とを備え、
低速時油圧モータ３の出力を歯車３５，３６で減速して
出力軸６に取り出し、中高速時油圧モータ３とメカニカ
ル連動部５との差動出力を出力軸６に取り出す。そし
て、油圧モータ３のモータ軸３４に、エンジン停止時に
油圧モータ３の回転を拘束し、エンジン駆動時にその拘
束を解除するネガティブ方式の駐車ブレーキ７を取り付
ける。こうして、駐車ブレーキ７を、減速前で、回転し
ようとするトルク自体が小さいモータ軸３４に取付けた
ことにより、熱容量を低減すると共に、駐車ブレーキ７
を車両の足まわりから遠ざけ、水や塵埃等の侵入を低減
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力を油圧的に伝達す
るハイドロ・スタティック・トランスミッション（以下
ＨＳＴという）と、このＨＳＴに機械的差動機構を付加
して動力伝達を行うハイドロ・メカニカル・トランスミ
ッション（以下ＨＭＴという）とを組み合わせた所謂デ
ュアル・モード・トランスミッション（以下ＤＭＴとい
う）から成り、ホイルローダやフォークリフト等の建設
車両や荷役運搬車両等に多く搭載される機械油圧式変速
機に係わり、特にその駐車ブレーキの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種ＤＭＴから成る機械油圧式
変速機として、特公昭４６−２５２０８号公報に開示さ
れ且つ図４に示すものがある。このものは、エンジン駆
動する入力軸Ｅに歯車Ａ，Ｂを介して連動し、吐出量を
調整する斜板Ｘを具備する可変油圧ポンプＰと、これに
油配管Ｈ，Ｌを介して接続し、前記ポンプＰの吐出量に
応じて回転数を変える油圧モータＭとをもつ油圧式トラ
ンスミッションＴを備えている。又、入力軸Ｅに第一ク
ラッチＣを介して連動する動力軸Ｄ、その端部にスプラ
イン結合する遊星キャリアＵ、これに軸支する遊星歯車
Ｒ、出力軸Ｏに一体化する太陽歯車Ｓ、油圧モータＭに
直結のモータ軸歯車Ｎ及び遊星歯車Ｒに各々係合し且つ
第二クラッチＧの挿入により動力軸Ｄを通じて遊星キャ
リアＵと一体化される制御歯車Ｆをもつメカニカル連動
部Ｗを備えている。こうして、低速時、第一クラッチＣ
を切り、第二クラッチＧを挿入して、油圧モータＭの出
力をモータ軸歯車Ｎ及び制御歯車Ｆの外歯車により減速
して出力軸Ｏに取出し、ＨＳＴモードにより、機械伝達
では達成できない低速での円滑な動力取出しを可能にす
ると共に、中高速時、第一クラッチＣを挿入し、第二ク
ラッチＧを切って、メカニカル連動部Ｗの動力軸Ｄから
取出す機械出力に油圧モータＭから取出す油圧出力を差
動的に付加して出力軸Ｏに取出し、ＨＭＴモードによ
り、中高速域での油圧負荷を軽減して油の撹拌ロス等を
低減し高効率の動力取出しを可能にしている。

【０００３】そして、このようなＤＭＴから成る機械油
圧式変速機の駐車ブレーキは、ＨＳＴモード及びＨＭＴ
モード何れにおいてもその動力の最終取り出し側となる
出力軸Ｏに設けるのがよいとされ、該出力軸Ｏに取り付
けるのが専らであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のように
駐車ブレーキを出力軸Ｏに取り付けていたのでは、第一
に、出力軸Ｏには、油圧モータＭのモータ軸に対して減
速された後の出力が取り出されるため、該出力軸Ｏが回
転しようとするトルクが大きく、大容量の駐車ブレーキ
が必要となる問題があり、第二に、出力軸Ｏは車両の足
まわり即ち外部側に配置されるため、水や塵埃が駐車ブ
レーキの内部に侵入し易く、信頼性に欠ける問題もあ
る。

【０００５】本発明では、駐車ブレーキの設置場所を工
夫することにより、駐車ブレーキの低容量化並びに信頼
性の向上を図ることができ、ＤＭＴによる低速域から中
高速域にわたる広い範囲で良好な動力伝達が行える他、
その駐車に関して改善が図れる機械油圧式減速機を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するため、図１に示すように、エンジン駆動する入力軸
１に連動する可変油圧ポンプ２と該ポンプ２に接続する
油圧モータ３とをもった油圧式トランスミッション４
と、前記入力軸１に機械的に連動するメカニカル連動部
５とを備え、低速時、前記油圧モータ３の出力を減速し
て出力軸６に取り出し、中高速時、前記油圧モータ３と
前記メカニカル連動部５との差動出力を前記出力軸６に
取り出す機械油圧式変速機において、前記油圧モータ３
の出力取出部に，エンジン停止時に前記油圧モータ３の
回転を拘束し、エンジン駆動時にその拘束を解除する駐
車ブレーキ７を取り付けた。

【０００７】

【作用】エンジンを停止し、駐車を行おうとする直前
は、低速つまり油圧モータ３の出力を減速して出力軸６
に取り出すＨＳＴモードであり、中高速のＨＭＴモード
で使うメカニカル連動部５側を拘束しなくとも、油圧モ
ータ３の出力取出部を駐車ブレーキ７で拘束するだけで
出力軸６の回転を拘束することができる。そして、駐車
ブレーキ７は、回転しているものに制動力を与えるもの
ではなく、停止を維持するトルクを付与すれば足りるも
のであるから、該駐車ブレーキ７を、出力軸６に対して
前段の減速前の部分であって回転しようとするトルク自
体が小さい油圧モータ３の出力取出部に取り付けたこと
により、その容量を小さくすることができる。又、この
駐車ブレーキ７は、出力軸６の前段に設けられるため、
水や塵埃等が侵入するおそれも少なくすることができ
る。

【０００８】

【実施例】図１に示すものは、本発明機械油圧式変速機
の一実施例を示すものであって、エンジン駆動する入力
軸１と車両走行用の出力軸６との間に、可変油圧ポンプ
２及びこれに接続する油圧モータ３を備え、ＨＳＴを構
成する油圧式トランスミッション４と、これと併用して
ＨＭＴを構成するメカニカル連動部５とをもち、ＤＭＴ
を構成するものである。

【０００９】油圧式トランスミッション４に具備する可
変油圧ポンプ２は、入力軸１に歯車１１，１２を介して
連動するポンプ軸２１と、多数のピストン２２を進退自
由に保持するシリンダブロック２３と、操作レバー２４
による前進側最大ストローク位置２５と後進側最大スト
ローク位置２６との間の角度変更によりピストン２２の
ストロークを制御して一対の油配管２７，２８に対する
油の給排方向並びにその油量を調整する可変斜板２９と
を備える。又、油圧ポンプ３は、固定斜板３１と、前記
油配管２７，２８に接続し且つ多数のピストン３２を進
退自由に保持するシリンダブロック３３と、該ブロック
３３に直結し且つ油配管２７，２８における油の給排方
向により回転方向を変えると共にその給排する油量によ
り回転数を変えるモータ軸３４とを備える。

【００１０】メカニカル連動部５は、遊星歯車機構８
と、これに入力させる動力軸５０を正逆転させる前進側
ＨＭＴクラッチ５１及び後進側ＨＭＴクラッチ５２と、
遊星歯車機構８の差動出力ではなくモータ軸３４の出力
のみを取り出すＨＳＴクラッチ５３を備える。遊星歯車
機構８は、動力軸５０の端部に設ける遊星キャリア８１
並びにこれに軸支する遊星歯車８２、連動軸６１及び歯
車６２，６３を介して出力軸６と連動する太陽歯車８
３、モータ軸歯車３５と径大な円板歯車３６及び環状ギ
アアーム３７を介してモータ軸３４と連動し且つ遊星歯
車８２の外周部と係合する制御歯車８４を備える。

【００１１】前進側ＨＭＴクラッチ５１は、環状クラッ
チアーム５４、円板歯車５５、ポンプ軸歯車５６及びポ
ンプ軸２１を介して入力軸１と結ばれ、その入状態で動
力軸５０を入力軸１と同方向に回転させるものであっ
て、図２に示すように、エンジンキースイッチ９１が走
行位置９２で前後進切換スイッチ９４が前進位置９５に
ある場合、前進側最大ストローク位置２５に設けるリミ
ットスイッチ９７に操作レバー２４が接触したときコイ
ル５１０を励磁して入状態に、リミットスイッチ９７に
操作レバー２４が再度接触したときコイル５１０を非励
磁にして切状態にし、これら入・切状態を交互に切換え
るようにしたものである。

【００１２】後進側ＨＭＴクラッチ５２は、筒形クラッ
チシャフト５７及び歯車５８を介して入力軸１と結ば
れ、その入状態で動力軸５０を入力軸１と逆方向に回転
させるものであって、図２に示すように、エンジンキー
スイッチ９１が走行位置９２で前後進切換スイッチ９４
が後進位置９６にある場合、後進側最大ストローク位置
２６に設けるリミットスイッチ９８に操作レバー２４が
接触したとき入状態に、リミットスイッチ９８に操作レ
バー２４が再度接触したとき切状態にし、これに入・切
状態を交互に切換えるようにしたものである。

【００１３】ＨＳＴクラッチ５３は、その入状態で、モ
ータ軸３４を前記歯車３５，３６を介して出力軸６側に
連動させ、前記歯車３５，３６のギア比と出力軸６側の
歯車６２，６３のギア比とを乗じた値で決まる減速出力
を出力軸６に取り出すものであって、図２に示すよう
に、そのコイル５３０への励磁により切状態に、非励磁
により入状態に切換えるネガティブ方式のものを用いて
おり、前記ＨＭＴクラッチ５１，５３何れかが入状態に
あるとき切状態に、前記ＨＭＴクラッチ５１，５３何れ
もが切状態にあるとき入状態となるものである。

【００１４】以上の構成で、油圧モータ３の出力を取り
出すモータ軸３４に、エンジン停止時に油圧モータ３の
回転を拘束し、エンジン駆動時にその拘束を解除するネ
ガティブ方式の駐車ブレーキ７を取り付ける。この駐車
ブレーキ７は、図３に明示するように、コイル７０を装
着したステータ７１と、モータ軸３４に取付けるハブ７
２をもつロータ７３とを備え、エンジンキースイッチ９
１が停止位置９３に位置されてコイル７０が非励磁とな
るとき、図示通り、スプリング７４の付勢により、アー
マチュア７５をロータ７３に押し付け、該ロータ７３を
アーマチュア７５とプレート７６との間に強固把持させ
て、その回転を拘束し、エンジンキースイッチ９１が走
行位置９２に位置されてコイル７０が励磁されるとき、
スプリング７４の付勢に打ち勝って、アーマチュア７５
をステータ７１側に吸引し、ロータ７３をフリーにする
ようにしている。

【００１５】こうして、エンジンキースイッチ９１を走
行位置９２にして運転を始めると、駐車ブレーキ７によ
る拘束が解除され、前後進切換スイッチ９４の切換位置
に従って前進又は後進が可能になる。前進走行であるな
ら、操作レバー２４が中立位置から前進側最大ストロー
ク位置２５に向けて操作される間で、未だリミットスイ
ッチ９７が作動しない間は、ＨＳＴクラッチ５３のみが
入状態にあり、出力軸６には、油圧モータ３からの出力
のみが減速されて取り出される。この速度は、操作レバ
ー２４つまり斜板２９の傾斜角度に応じて増減し、斜板
２９が中立位置にある零速度から傾斜角度が大きくにな
るにつれて徐々に増大し、所定範囲内の低速度領域をカ
バーする。こうして低速時、ＨＳＴモードにより機械伝
達では達成できない低速での円滑な動力取出しが行われ
る。

【００１６】そして、操作レバー２４が前進側最大スト
ローク位置２５に達してリミットスイッチ９７が作動さ
れると、ＨＳＴクラッチ５３が切状態に切換わって、前
進側ＨＭＴクラッチ５１のみが入状態になり、出力軸６
には、差動歯車機構８を介して、メカニカル連動部５の
動力軸５０と油圧モータ３のモータ軸３４との差動出力
が取り出される。即ち、差動歯車機構８において、動力
軸５０により公転される遊星歯車８２の外周に、モータ
軸３４に連動し、遊星歯車８２の公転方向と同方向に回
転する制御歯車８４が係合するから、動力軸５０側から
伝達する速度分にモータ軸３４側から伝達する速度分が
差し引かれて太陽歯車８３ひいては出力軸６側に取り出
される。この前進側最大ストローク位置２５におけるＨ
ＭＴモードでの出力軸６の速度は、切換前のＨＳＴモー
ドでの低速域の最高速度と等しく設定しており、モード
切換前後で速度にギャップが生じるのを解消している。
この状態から、今度は、操作レバー２４を中立側に向け
て変更すると、モータ軸３４の速度が低下し、動力軸５
０側からの速度分に対する減速分が少なくなり、その分
だけ出力軸６の速度は増加していく。更に、操作レバー
２４を中立位置を越えて反対の後進側最大ストローク位
置２６に向けて変更すると、モータ軸３４が逆回転し、
動力軸５０側から伝達される出力に対して増速し、出力
軸６の速度は更に増大していく。こうして、ＨＭＴモー
ドにより、所定範囲内の中高速度領域をカバーし、油圧
負荷を軽減して油の撹拌ロス等を低減でき、機械的伝達
により高効率の動力取出しが行えるのである。

【００１７】更に、以上のＨＭＴモードで、出力軸６の
速度を減少させるには、操作レバー２４を前進側最大ス
トローク位置２５側に向けて操作するのであり、操作レ
バー２４が前進側最大ストローク位置２５のリミットス
イッチ９７に再び接触して再作動したとき、前進側ＨＭ
Ｔクラッチ５１が切状態に、ＨＳＴクラッチ５３が入状
態に切換わり、ＨＳＴモードで再び低速に調整される。
こうして、操作レバー２４を中立位置に復帰させると、
モータ軸３４の回転は零になり、出力軸６もその回転を
停止する。

【００１８】こうして、この停止状態で、エンジンキー
スイッチ９１を切り、駐車位置９２にすると、駐車ブレ
ーキ７が自動的に作動してモータ軸３４の回転を拘束す
るのであって、この駐車を行おうとする直前は、モータ
軸３４のみが出力軸６に接続されるＨＳＴモードであ
り、動力軸５０側を拘束しなくとも出力軸６の回転を拘
束することができる。そして、駐車ブレーキ７は、回転
しているものに制動力を与えるものではなく、停止を維
持するトルクを付与すれば足りるものであるから、該駐
車ブレーキ７を、出力軸６に対して減速前で、回転しよ
うとするトルク自体が小さいモータ軸３４に取り付けた
ことにより、その容量を小さくすることができる。又、
この駐車ブレーキ７を、出力軸６の前段のモータ軸３４
に取付けたため、水や塵埃等が侵入するおそれも少なく
することができる。しかも、駐車ブレーキ７は、エンジ
ンキースイッチ９１の操作に連動して自動的に作動及び
解除されるため、所謂フェールセーフをも図ることがで
きる。

【００１９】以上は、前進の場合について説明したが、
後進の場合も全く同様の作用効果を奏し、各モードにお
けるクラッチ５１，５２，５３及び駐車ブレーキ７の入
切状態をまとめると表１に示すようになる。

【００２０】

【表１】

【００２１】尚、以上の実施例では、駐車ブレーキ７に
電磁式のものを用いたが、油圧作動式のものを用いても
よく、又、駐車ブレーキ７をモータ軸３４に取り付けた
が、モータ軸３４に固定するモータ軸歯車３５上にラチ
ェット式等の駐車ブレーキ７を取り付けるようにしても
よい。

【００２２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ＤＭＴによる低
速域から中高速域にわたる広い範囲で良好な動力伝達が
行えながら、その駐車に関して改善が図れるのであっ
て、油圧モータ３の出力取出部に，エンジン停止時に油
圧モータ３の回転を拘束し、エンジン駆動時にその拘束
を解除する駐車ブレーキ７を取り付けたことにより、駐
車ブレーキ７を低容量化でき、その小形化及びコストの
低減化を図ることができると共に、駐車ブレーキ７の内
部に水や塵埃が侵入するのを低減でき、信頼性を向上す
ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る機械油圧式変速機の一実施例を示
す構成図。

【図２】同実施例の前後進及び駐車の各モード切換を行
う回路図。

【図３】同実施例に用いる駐車ブレーキの断面図。

【図４】従来の機械油圧式変速機の構成図。

【符号の説明】

１；入力軸、２；可変油圧ポンプ、３；油圧モータ、
４；油圧式トランスミッション、５；メカニカル連動
部、６；出力軸、７；駐車ブレーキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動する入力軸１に連動する可変
   油圧ポンプ２と該ポンプ２に接続する油圧モータ３とを
   もった油圧式トランスミッション４と、前記入力軸１に
   機械的に連動するメカニカル連動部５とを備え、低速
   時、前記油圧モータ３の出力を減速して出力軸６に取り
   出し、中高速時、前記油圧モータ３と前記メカニカル連
   動部５との差動出力を前記出力軸６に取り出す機械油圧
   式変速機において、前記油圧モータ３の出力取出部に，
   エンジン停止時に前記油圧モータ３の回転を拘束し、エ
   ンジン駆動時にその拘束を解除する駐車ブレーキ７を取
   り付けたことを特徴とする機械油圧式変速機。