JPH0544815A - 装輪車両用変速装置 - Google Patents

装輪車両用変速装置

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JPH0544815A
JPH0544815A JP22491391A JP22491391A JPH0544815A JP H0544815 A JPH0544815 A JP H0544815A JP 22491391 A JP22491391 A JP 22491391A JP 22491391 A JP22491391 A JP 22491391A JP H0544815 A JPH0544815 A JP H0544815A
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JP
Japan
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engine
gear
input
planetary gear
transmission
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JP22491391A
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English (en)
Inventor
Fujio Maeda
不二雄 前田
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業機と走行装置とに対する動力配分を目的
に応じて可変にすることができるような、装輪車両用変
速装置を提供する。 【構成】 変速装置1の一側に、エンジン2に直結する
エンジン入力部10を設け、他側には、エンジン2によ
って駆動される油圧ポンプ4を油圧源とする油圧モータ
3に直結するモータ入力部40を設ける。変速装置1の
中央には、前記各入力部10,40に連結された2組の
遊星歯車装置21,22からなる遊星歯車変速部20を
設け、更に減速大歯車53,55を備えた出力部50を
設ける。低速域走行の場合は油圧モータ駆動とし、油圧
モータ3に供給する油量を増減することにより、作業機
と走行装置との動力配分を任意に変えることができる。
またエンジンを停止させることなく、高けん引力で超低
速走行をすることができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、装輪車両用変速装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】装輪式建設機械、たとえばモータグレー
ダにおいては、従来から変速手段として機械駆動方式の
変速装置が用いられている。図4はその一例を示したも
ので、前後進とも高速3段、低速3段の速度段を備えて
いる。同図において、エンジン2の出力トルクは、減速
歯車5,6を介して変速装置1の入力軸11に伝達され
る。入力軸11上には後進(R)用、前進(F)用の2
組の遊星歯車装置61,62が配設され、中間軸63上
に3速用、2速用および低速(L)用の遊星歯車装置6
4,65,66と、1速用、高速(H)用の直結クラッ
チ67,68が配設されている。そして、変速装置1の
出力軸69は前記低速用遊星歯車装置66のプラネット
キャリヤ70に連結され、減速歯車71,72を経て出
力される。また各作業機を駆動する油圧アクチュエータ
の油圧源として設けられている油圧ポンプは、図示しな
い減速歯車を介してエンジン2によって駆動される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】モータグレーダにおい
ては、整地、リッピング、除雪等の作業形態があり、い
ずれも走行しながら作業が行われるが、従来の動力伝達
方式では下記の問題点がある。 (1)作業機と走行装置とに対する動力配分を自由に変
えることができない。エンジン馬力PE は、変速機を経
て走行動力となるPT と、減速歯車を経て作業機用油圧
ポンプを駆動する動力となるPP とに分けられるが、図
4に示す従来の動力伝達方式では、前記PT とPP との
分配比率を自由に変えることができない。たとえば、車
速、けん引力すなわちPTを下げてPP を上げたい場
合、PTを下げるためにPE を下げると、PP も下がっ
てしまい、PP が下がった状態で油圧ポンプの油圧が上
がると、エンジンが停止してしまうことがある。従って
エンジンの動力PE をフルにしておいて、PT が必要と
する動力以外の動力をすべてPP として配分することが
できない。 (2)超低速、高けん引力走行ができない。超低速走行
とは、エンジンを停止させずに時速0km近辺で走行す
ることをいう。変速装置はエンジンに直結されているた
め、大きな走行負荷が加わると、エンジン最大トルク点
を境としてそれ以下の、より低いあるエンジン回転数に
なったときエンジンが停止する。また、たとえばローア
イドリング回転のようにPEを絞ってエンジン回転数を
下げた場合、エンジントルクも下がってしまうので、力
がでない。そして走行負荷がこのときのトルク以上にな
ると、エンジンは停止する。 (3)微速調整走行ができない。微速調整走行とは、負
荷変動があってもエンジン回転数を変えずに任意の車速
で走行することをいい、一般的には低速領域での走行で
ある。モータグレーダにおいては整地作業やリッピング
作業の場合、装輪式掘削積込機、クレーン車等において
は荷を吊り下げて走行する場合、あるいはこれらの車両
がぬかるみから脱出する場合等に前記微速調整走行が行
われる。従来の動力伝達方式はさきに述べたように、作
業機と走行装置とに対する動力配分比率を変える機能
や、ストール機能、クリープ機能を備えていないため、
微速調整走行ができない。
【0004】本発明は上記従来の問題点に着目し、作業
機と走行装置とに対する動力配分を目的に応じて可変に
することができるような、装輪車両用変速装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る装輪車両用変速装置は、エンジンの出力
軸に変速装置の一側の入力軸を連結し、この入力軸を介
してエンジンの出力トルクを入力するエンジン入力部
と、前記入力軸の他端に連結した油圧ポンプを油圧源と
する正逆回転可能な油圧モータの出力軸に変速装置の他
側の入力軸を連結し、この入力軸を介して前記油圧モー
タの出力トルクを入力するモータ入力部と、2組の遊星
歯車装置からなる遊星歯車変速部と、出力軸に取着した
直結クラッチの係合によってトルクを伝達する2個の減
速大歯車を備えた出力部とによって構成されるものと
し、このような構成において、前記エンジン入力部は、
入力軸に取着した直結クラッチの係合によって回転する
減速小歯車を備え、モータ入力部は入力軸に取着した直
結クラッチの係合によって回転する減速小歯車と、この
減速小歯車に噛み合う減速中歯車とを備え、前記エンジ
ン入力部の減速小歯車に一側の遊星歯車装置のプラネッ
トキャリヤを連結し、一側の遊星歯車装置のリングギヤ
に他側の遊星歯車装置のプラネットキャリヤを連結し、
これら2組の遊星歯車装置のサンギヤと、前記モータ入
力部の減速中歯車とを一体に構成してエンジン入力部の
入力軸上を空転させるとともに、前記エンジン入力部の
減速小歯車と、モータ入力部の減速中歯車とをそれぞれ
出力部の減速大歯車に噛み合わせるものとした。
【0006】
【作用】上記構成によれば、エンジンの出力軸に直結す
るエンジン入力部と、油圧モータの出力軸に直結するモ
ータ入力部とを変速装置の両端に設け、前記エンジン入
力部、モータ入力部のいずれも遊星歯車変速部と出力部
とを経て走行用動力を伝達する構成としたので、油圧モ
ータに供給する油量を変えることにより、モータ入力部
から変速装置に入力される走行用動力の増減が可能とな
る。従って、モータ入力部から動力を入力する場合は、
作業機と走行装置とに対する動力配分を自由に変えるこ
とができる。
【0007】動力がエンジン入力部に入力された場合、
遊星歯車変速部においてはプラネットキャリヤ入力、サ
ンギヤ出力となるので増速され、高速走行に適した変速
が行われる。また動力がモータ入力部に入力された場合
は、遊星歯車変速部においてサンギヤ入力、プラネット
キャリヤ出力となるので減速され、低速走行に適した変
速が行われる。更に、モータ入力部に走行用動力を入力
すると、油圧モータ回転数を下げてもトルクはほとんど
低下しないため、超低速、高けん引力走行や微速調整走
行ができるようになる。
【0008】
【実施例】以下に本発明に係る装輪車両用変速装置の実
施例について、図面を参照して説明する。 この変速装
置1は、エンジン2の出力トルクを入力するエンジン入
力部10、遊星歯車変速部20、油圧モータ3の出力ト
ルクを入力するモータ入力部40、出力部50によって
構成されている。前記エンジン入力部10は、エンジン
2の出力軸に直結する入力軸11と、この入力軸11に
取着された直結クラッチ12と、直結クラッチ12の係
合によって駆動される減速小歯車13とからなり、入力
軸11の他端には油圧ポンプ4が連結されている。遊星
歯車変速部20は2組の遊星歯車装置21,22からな
り、それぞれリングギヤ固定クラッチ23,24を備
え、遊星歯車装置21のプラネットキャリヤ25は前記
減速小歯車13に連結されている。また、遊星歯車装置
22のプラネットキャリヤ26は、遊星歯車装置21の
リングギヤ27に連結されている。
【0009】油圧モータ3は、エンジン2によって駆動
される油圧ポンプ4を油圧源とし、正逆両方向への回転
が可能で、前記モータ入力部40は入力軸41と、この
入力軸41に取着された直結クラッチ42と、直結クラ
ッチ42の係合によって駆動される減速小歯車43、減
速中歯車44とからなる。そして減速中歯車44と、前
記遊星歯車装置21,22のサンギヤ28,29とは一
体に構成され、入力軸11上を空転している。出力部5
0は出力軸51と、この出力軸51に取着された直結ク
ラッチ52と、直結クラッチ52の係合によって駆動さ
れ、前記エンジン入力部10の減速小歯車13と噛み合
う減速大歯車53と、出力軸51に取着された直結クラ
ッチ54と、直結クラッチ54の係合によって駆動さ
れ、前記モータ入力部40の減速中歯車44と噛み合う
減速大歯車55とからなっている。なお、油圧ポンプ4
が吐出する圧油の一部は、変速装置1の潤滑に用いられ
ている。
【0010】上記構造の変速装置においては、油圧モー
タ3を駆動源とした場合、低速域で前後進各3段の切換
えができ、エンジン2を駆動源とした場合、高速域で前
進3段の切換えができる。各速度段での駆動源、係合ク
ラッチ符号(図1参照)、減速比の一例についてまとめ
ると、表1の通りとなる。表中の○印は該当する駆動源
あるいは係合するクラッチを示す。
【表1】
【0011】以下に、低速前後進1速と高速前進2速と
を例にとって、それぞれの動力伝達経路を説明する。低
速前後進1速の場合、油圧モータ3の出力トルクは係合
された直結クラッチ42を経て減速小歯車43を駆動
し、減速小歯車43と噛み合う減速中歯車44および遊
星歯車装置21,22のサンギヤ28,29が駆動され
る。ここで遊星歯車装置21のリングギヤ固定クラッチ
23が係合されているため、動力は遊星歯車装置21の
プラネットキャリヤ25を介して減速小歯車13に伝達
される。そして直結クラッチ52の係合により、減速大
歯車53に伝達された動力は、出力軸51を介して取り
出される。
【0012】いま、減速小歯車43〜減速中歯車44の
減速比ρ1 を1.64、 遊星歯車装置21の減速比ρ2
を2.69、減速小歯車13〜減速大歯車53の減速比
ρ3 を1.64 とすると、総減速比は、 ρ1×ρ2×ρ3
=7.24となる。
【0013】油圧モータ入力とした場合、図2および図
3に点線で示したように、低回転域でほぼフラットなけ
ん引力およびトルクが得られる。これに対してエンジン
直結の場合は実線で示したように、最大トルク点より低
い回転域でトルクが低下し、かつ更に回転が下がると、
エンジン停止によりそのトルク、けん引力を維持するこ
とができない。従って図2、図3において斜線を施した
部分のけん引力、トルクが従来に比べて優れている。
【0014】高速前進2速の場合の動力伝達経路は、下
記の通りである。直結クラッチ12の係合により、エン
ジン2の出力トルクは入力軸11から減速小歯車13、
プラネットキャリヤ25を介して遊星歯車装置21のリ
ングギヤ27を駆動する。これにより、遊星歯車装置2
2のプラネットキャリヤ26が回転し、リングギヤ固定
クラッチ24の係合によってサンギヤ29、減速中歯車
44が駆動される。そして直結クラッチ54が係合され
るため、動力は減速中歯車44から減速大歯車55に伝
達され、出力軸51から取り出される。
【0015】上記動力伝達経路において、遊星歯車装置
22の減速比ρ4を0.61、減速中歯車44〜減速大歯
車55の減速比ρ5を1.64とすると、総減速比は、ρ
4×ρ5 =1.00 となる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
速度段を油圧モータ駆動としたので、次の効果が得られ
る。 (1)超低速走行で高けん引力が得られる。 (2)作業機と走行装置とに対する動力配分を任意に変
えることが可能となり、エンジン馬力を有効に利用する
ことができるようになる。エンジン動力を直接入力する
高速度段では従来の変速装置と同一であり、動力配分の
調整は不可能であるが、油圧モータから動力を入力する
低速度段の場合、油圧モータに供給する油量を調整する
ことにより、走行装置および作業機に配分する動力を増
減することができる。従って、走行に重点をおく場合
は、走行装置に配分する動力を増加して作業機への動力
配分を減らし、作業機の駆動に重点をおく場合は走行装
置に配分する動力を減らして作業機への動力配分を増加
させることが可能となる。 (3)エンジンを停止させずに、微速走行および作業機
操作が可能となる。 (4)高速度段をエンジン直結の機械駆動としたので、
高効率な走行ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における装輪車両用変速装置の動力伝
達経路を示す図である。
【図2】エンジン直結および油圧モータ直結の場合の、
けん引力線図である。
【図3】エンジンおよび油圧モータの出力トルクと回転
数との相関を示す図である。
【図4】従来の技術による装輪車両用変速装置の動力伝
達経路の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 変速装置 2 エンジン 3 油圧モータ 4 油圧ポンプ 10 エンジン入力部 11,41 入力軸 12,42,52,54 直結クラッチ 13,43 減速小歯車 20 遊星歯車変速部 21,22 遊星歯車装置 25,26 プラネットキャリヤ 27 リングギヤ 28,29 サンギヤ 40 モータ入力部 44 減速中歯車 50 出力部 51 出力軸 53,55 減速大歯車

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの出力軸に変速装置の一側の入
    力軸を連結し、この入力軸を介してエンジンの出力トル
    クを入力するエンジン入力部と、 前記入力軸の他端に連結した油圧ポンプを油圧源とする
    正逆回転可能な油圧モータの出力軸に変速装置の他側の
    入力軸を連結し、この入力軸を介して前記油圧モータの
    出力トルクを入力するモータ入力部と、 2組の遊星歯車装置からなる遊星歯車変速部と、 出力軸に取着した直結クラッチの係合によって、トルク
    を伝達する2個の減速大歯車を備えた出力部とによって
    構成されることを特徴とする装輪車両用変速装置。
  2. 【請求項2】 前記エンジン入力部は、入力軸に取着し
    た直結クラッチの係合によって回転する減速小歯車を備
    え、モータ入力部は入力軸に取着した直結クラッチの係
    合によって回転する減速小歯車と、この減速小歯車に噛
    み合う減速中歯車とを備え、前記エンジン入力部の減速
    小歯車に一側の遊星歯車装置のプラネットキャリヤを連
    結し、一側の遊星歯車装置のリングギヤに他側の遊星歯
    車装置のプラネットキャリヤを連結し、これら2組の遊
    星歯車装置のサンギヤと、前記モータ入力部の減速中歯
    車とを一体に構成してエンジン入力部の入力軸上を空転
    させるとともに、前記エンジン入力部の減速小歯車と、
    モータ入力部の減速中歯車とをそれぞれ出力部の減速大
    歯車に噛み合わせたことを特徴とする請求項1の装輪車
    両用変速装置。
JP22491391A 1991-08-09 1991-08-09 装輪車両用変速装置 Pending JPH0544815A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06159474A (ja) * 1992-11-20 1994-06-07 Kensetsusho Hokurikuchihou Kensetsukyoku 作業用車両の動力伝達装置
WO1996041977A1 (fr) 1995-06-09 1996-12-27 Komatsu Ltd. Transmission hydro-mecanique

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