JPH06193548A

JPH06193548A - ハイドロメカニック式の駆動ユニット

Info

Publication number: JPH06193548A
Application number: JP26232093A
Authority: JP
Inventors: Otto Boeinghoff; ベーイングホフオットー
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1994-07-12
Also published as: FR2697883A1; DE4235710A1

Abstract

(57)【要約】【目的】効率を改善して、しかも構造を単純にし、経
済的に製造可能にする。【構成】遮断可能なモータが、回転可能に支承された
ケーシング７を有する、内部を負荷される低速回転のラ
ジアルピストンモータ８として形成されていて、他方の
モータが、調節可能な高速回転のアキシャルピストンモ
ータ１として形成されており、アキシャルピストンモー
タ１が出力側で、ラジアルピストンモータ８のケーシン
グ７に駆動結合されていて、該ケーシングがハイドロメ
カニック式の駆動ユニットの駆動部材に回動不能に結合
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイドロメカニック式
の駆動ユニットであって、ハイドロリック的に並列接続
されて、出力側で互いに機械的に連結された少なくとも
２つのハイドロスタティック式のモータが設けられてい
て、該モータのうちの少なくとも一方のモータがハイド
ロリック的に遮断可能であり、該モータの遮断時に提供
される圧力媒体が、他方のモータによって収容されるよ
うになっている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような形式の駆動ユニットは、作業
機械（自走式掘削機、ホイールローダなど）における中
央の分配伝動装置にますます使用され、ハイドロモータ
と後置の切り替え伝動装置とから成る従来通常用いられ
ているコンビネーション（しばしば、負荷のかかった状
態でも切り替え可能な伝動装置）に取って代わるもので
ある。このようなコンビネーションの目的は、ポンプと
モータとから成るハイドロスタティック式の走行駆動装
置の変換範囲を増大することである。この伝動装置から
は、駆動出力がジョイント軸を介して前後の駆動軸に分
配される。この伝動装置は、専ら２つの切り替え段階、
まれには３つの切り替え段階を有している。これらの切
り替え段階は、切り替え時に切り替え衝撃を回避するた
めに同期化しなければならない。このことは制御技術的
に困難である。さらに、大抵の場合、摩擦クラッチの使
用が必要である。これにより、このような種類の駆動ユ
ニットは多くの部品を有し、著しく大きな構造スペース
を必要とする。

【０００３】このような切り替え伝動装置の欠点は、冒
頭に述べたようなハイドロメカニック式の駆動ユニット
によって回避される。この場合、少なくとも２つのモー
タが、一定の伝達比を有するトータル伝動装置によっ
て、機械的に互いに結合されている。運転速度が上昇す
るにつれて、これらのモータのうちの一方のモータの吸
い込み容積はゼロまで減少する。この過程は無段階かつ
衝撃なしに行われる。自由になった圧力媒体は、他方の
モータを負荷するために提供されるので、走行速度をさ
らに高めることができる。もはや容積流を収容せず、ト
ルクももはや伝達しない遮断されたモータは、さらに圧
力を負荷され、さらに共に回転する。この場合に生じる
高回転数のために、大きな漏れオイル損失と跳ね損失と
が生じる。これら漏れオイル損失と跳ね損失とは、結果
的には極めて大きい出力損失であることが分かる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、効率が改善され、しかも単純な構造を有し、経済的
に製造可能な、冒頭で述べた形式のハイドロメカニック
式の駆動ユニットを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、遮断可能なモータが、回転可能に
支承されたケーシングを有する、内部を負荷される低速
回転のラジアルピストンモータとして形成されていて、
他方のモータが、調節可能な高速回転のアキシャルピス
トンモータとして形成されており、アキシャルピストン
モータが出力側で、ラジアルピストンモータのケーシン
グに駆動結合されていて、該ケーシングがハイドロメカ
ニック式の駆動ユニットの駆動部材に回動不能に結合さ
れているようにした。

【０００６】

【発明の効果】低速回転のラジアルピストンモータは、
特に始動時に極めて良好な効率を有している。ラジアル
ピストンモータの遮断後、このラジアルピストンモータ
の回転するケーシングはアキシャルピストンモータによ
って駆動されて共に空回転する。この場合生じる跳ね損
失は、ラジアルピストンモータにおいては構造上やむを
得ない程度に減じられる。これら両モータの異なる回転
数の調整は、アキシャルピストンモータの出力側と、ラ
ジアルピストンモータの回転するケーシングとの駆動結
合部における伝達比によって行われる。本発明は、切り
替え伝動装置と、摩耗しやすい摩擦クラッチとを使用せ
ずに、ハイドロメカニック式の駆動ユニットの大きな変
換範囲と良好な効率とを可能にする。

【０００７】本発明の有利な別の構成によれば、ラジア
ルピストンモータは固定モータとして形成されている。
遮断、つまり、空運転回路を形成することは、この種の
モータにおいては極めて容易である。つまりこのため
に、油圧回路からの切り離しが行われるのである。これ
と共に、ケーシング内部は小さな圧力、例えば０．５〜
１バールで負荷されるので、ピストンは、ケーシング内
壁に設けられた半径方向外側のカム軌道から、半径方向
内側の死点位置に押圧される。この圧力が維持される限
り、ピストンはこの死点位置から移動しない。

【０００８】ラジアルピストンモータの衝撃のない接続
および遮断を補償するためには、アキシャルピストンモ
ータの調節範囲とラジアルピストンモータの一定吸い込
み容積とを互いに適合させることが必要である。ラジア
ルピストンモータの遮断前には、調節モータは最小の吸
い込み容積に調節されなければならない。その後すぐ
に、回転数が同じになると、アキシャルピストンモータ
は最大吸い込み容積に調節されなければならない。これ
により、ラジアルピストンモータによってもはや収容さ
れない容積流を付加的に収容することができる。従っ
て、調節可能なアキシャルピストンモータが定圧調整器
を備えていると有利である。この場合、アキシャルピス
トンモータは、ラジアルピストンモータの遮断時に自動
的に最小吸い込み容積から最大吸い込み容積に調節さ
れ、ひいては、付加的に提供される圧力媒体を収容する
ことができる。運転速度を減じようとして、ラジアルピ
ストンモータを接続する場合には、この過程は逆向きに
行われる。

【０００９】アキシャルピストンモータとラジアルピス
トンモータとの駆動結合部は、ラジアルピストンモータ
のケーシングの外周面が歯列を備えるように構成されて
いると有利であることが分かる。この歯列は、アキシャ
ルピストンモータの出力軸に回動不能に結合された歯車
と噛み合っている。ラジアルピストンモータの回転する
ケーシングを歯車として使用することによって、ハイド
ロメカニック式の駆動ユニットの所要スペースが減じら
れる。これにより、極めてコンパクトな構造が可能であ
るので、この駆動ユニットは、例えば、大きな変換範囲
を有するホイール駆動装置としても適している。これと
比べて、ホイール駆動装置における従来の負荷切り替え
伝動装置は、組み付けスペースに関連して、さらに、制
御の点から見ても、大きな問題を有している。ラジアル
ピストンモータのケーシングであると同時に、駆動スト
ランドにおける歯車である構成部分に、２つの機能を付
与することは、さらに製造コストの減少を意味する。

【００１０】ハイドロメカニック式の駆動ユニットの駆
動部材が、ラジアルピストンモータを同軸的に貫通する
軸から成っていると、別の利点が得られる。この軸はラ
ジアルピストンモータのケーシングに回動不能に結合さ
れており、軸両端部には各トルク伝達装置を有してい
る。一方では、回転するケーシングと駆動軸との直接の
結合は、コスト的に有利であり、他方では、この一貫し
て延びる軸は、ハイドロメカニック式の駆動ユニットの
２つの側における出力のピックアップを可能にする。

【００１１】比較的大きな変換範囲が、アキシャルピス
トンモータとラジアルピストンモータとによって達成で
きる変換範囲として必要な場合には、ハイドロリック的
に並列接続された遮断可能な２つのラジアルピストンモ
ータに、アキシャルピストンモータを出力側で駆動可能
に結合すると有利である。このように構成されている
と、両ラジアルピストンモータは時間的に互いに前後し
て遮断または接続される。この場合、すでに述べた切り
替え過程は２度相前後して行われる。

【００１２】小さな寸法における有利な力の流れは、ア
キシャルモータが、一貫して延びる出力軸を有してい
て、この出力軸の両端部がラジアルピストンモータのケ
ーシングに駆動可能にそれぞれ結合されていることによ
り達成される。

【００１３】本発明によるハイドロメカニック式の駆動
ユニットの上記構成は、全輪駆動式の車両における中央
駆動装置として使用するのに特に適している。

【００１４】モータが共通の伝動装置ケーシングに配置
されている限り、従来使用された中央駆動装置を、本発
明によるハイドロスタティック式の駆動ユニットと問題
なく交換できる。この場合、所要スペースは減じられる
か、または少なくとも同じで、機能は改善される。

【００１５】モータの駆動のために、調節可能のハイド
ロスタティック式のポンプが設けられていると、変換全
範囲をさらに拡大することが可能である。このように構
成されていると、モータの遮断時および接続時には、ア
キシャルピストンモータの吸い込み容積だけでなく、ポ
ンプの搬送容積も変えられる。例えば、ポンプの変換範
囲が２の場合、調節モータは、固定モータによってもは
や収容されない容積流の半分だけを付加的に吸い込めば
よい。これに対して、他方の半分の容積流は、ポンプの
搬送容積の減少によって補償される。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。

【００１７】本発明によるハイドロメカニック式の駆動
ユニットは、第１実施例および第２実施例において、作
業機械に用いられる中央駆動装置として形成されてお
り、吸い込み容積調節可能なハイドロスタティック式の
アキシャルピストンモータ１を有している。このアキシ
ャルピストンモータは伝動装置ケーシング２に挿入され
ている。伝動装置ケーシング２内部に突入した前記アキ
シャルピストンの出力軸３は歯車４（ピニオン）に結合
されている。この歯車は、延長軸５、つまり伝動装置ケ
ーシング２に支承されて、かつ出力軸３に支持された延
長軸５に一体成形されている。歯車４と伝動装置ケーシ
ング２の内壁との間には、多板ブレーキ（図示せず）が
配置されていてよい。

【００１８】歯車４は歯列６と噛み合っており、この歯
列は、一定の吸い込み量によって内部を負荷されるラジ
アルピストンモータ８のケーシング７の外周面に取り付
けられている。このケーシング７は回転可能に支承され
ている。このために、２つの軸受け９ａ，９ｂが伝動装
置ケーシングカバー１１のジャーナル１０に配置されて
いる。この伝動装置ケーシングカバー１１は伝動装置ケ
ーシング２の一部を形成していて、圧力媒体の流入およ
び流出のための通路１２を備えている。これらの通路
は、半径方向に配置された、ラジアルピストンモータ８
のピストン１３の前に向けられた圧力室に通じている。
ラジアルピストンモータ８の、図面で見て左側には、こ
のラジアルピストンモータのケーシング７がフランジ２
０に回動不能に結合されており、このフランジ２０は、
伝動装置ケーシング２に設けられた軸受け１４によって
支持されている。伝動装置ケーシング２から突出したフ
ランジ１３はトルク連行装置として形成されており、軸
１５に回動不能に結合されている。この軸１５は、ラジ
アルピストンモータ８を同軸的に貫通していて、このラ
ジアルピストンモータ８の、図面で見て右側で、伝動装
置ケーシングカバー１１に支承されている。この軸１５
の右側の端部は、トルク連行装置１６に結合されてい
て、このトルク連行装置は、トルク連行装置として形成
されたフランジ１３と同様に、ジョイント軸との結合の
ために設けられている。

【００１９】図２には、ラジアルピストンモータ８の回
転するケーシング７の断面図が示されている。

【００２０】ピストン１３は、ジャーナル１０に回動不
能に結合されたピストン収容部に配置されている。ピス
トン１３の半径方向内側の端面が圧力媒体で負荷される
ことによって、この端面は半径方向外側に向かってカム
軌道に押圧される。このカム軌道はケーシング壁の内面
に一体成形されている。これにより、ケーシング７の回
転運動が生ぜしめられる。反対に、ケーシング７の内室
が若干の過圧で負荷されると、ピストン１３はカム軌道
から離れ、半径方向内側の死点位置に押圧される。ケー
シング７はこの時、自由に回転可能である。

【００２１】ハイドロメカニック式の駆動ユニットは次
のように機能する。

【００２２】吸い込み容積を調節可能なアキシャルピス
トンモータ１と、吸い込み容積が一定のラジアルピスト
ンモータ８とは、まずハイドロリック的に並列接続され
る。高速回転するアキシャルピストンモータ１と低速回
転するラジアルピストンモータ８との回転数差は、歯車
４と歯列６との間の伝達比によって補償される。規定さ
れた回転数に達するとすぐに（この回転数はラジアルピ
ストンモータ８の最大回転数の範囲内にある）、このラ
ジアルピストンモータ８は、油圧回路から切り離される
と同時にケーシング内室に若干の過圧で負荷されること
によって遮断される。遮断の前に最小吸い込み容積に調
節されたアキシャルピストンモータ１は、ただちに最大
吸い込み容積にセットされ、これにより、自由になった
前記ラジアルピストンモータ８の圧力媒体を収容するこ
とができる。アキシャルピストンモータ１の駆動回転数
はさらに高めることができ、ひいては、トルク連行装置
でピックアップされる、ハイドロメカニック式の駆動ユ
ニットの駆動回転数もさらに高めることができる。この
場合、アキシャルピストンモータ１は最小の吸い込み容
積に向かって調節される。

【００２３】図３に示した実施例においては、ハイドロ
メカニック式の駆動ユニットが、アキシャルピストンモ
ータに対して、ハイドロリック的に並列接続された２つ
のラジアルピストンモータを有している。この場合、す
べてのモータは伝動装置ケーシング２内部に完全に配置
されている。この場合、アキシャルピストンモータ１ａ
は一貫して延びる出力軸３ａを備えており、この出力軸
の両端部には、歯車４ａ；４ｂがそれぞれ固定されてい
る。各歯車４ａ；４ｂはラジアルピストンモータ８ａ；
８ｂの回転可能なケーシングに係合している。両ラジア
ルピストンモータ８ａ，８ｂは連続して遮断または接続
される。この場合、すでに述べた接続過程は２度相前後
して行われる。

【００２４】このような配置形式によって、唯１つのラ
ジアルピストンモータしか有していない配置によるもの
よりも大きな変換範囲が得られる。例えば一定の吸い込
み容積を有する唯１つのラジアルピストンモータのみを
使用して、調節可能なアキシャルモータの変換範囲が３
である場合には、全変換範囲は５であるのに対して、一
定の吸い込み容積を有する遮断可能な２つのラジアルピ
ストンモータを使用した場合には、７の全変換範囲が容
易に達成される。これらのモータを駆動する調節可能な
ポンプの２の変換範囲を一緒にすると、車両のハイドロ
スタティック式の走行駆動のために１０ないし１４の全
変換範囲が生ぜしめられる。このことは大抵の使用事例
には十分である。

【００２５】図４および図５は、遮断可能な１つのモー
タを有する配置形式を簡略化して示したハイドロリック
回路プラン（図４）、もしくは、遮断可能な２つのモー
タを有する配置形式を示したハイドロリック回路プラン
（図５）である。１つの方向切換弁１７もしくは２つの
方向切換弁１７ａ，１７ｂによって、油圧回路からの固
定モータの切り離しが行われ、これに対して、別の１つ
の方向切換弁１８もしくは別の２つの方向切換弁１８
ａ，１８ｂによっても、空運転回路が生ぜしめられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つのモータから成る、本発明によるハイドロ
メカニック式の駆動ユニットの断面図である。

【図２】ラジアルピストンモータの回転するケーシング
の断面図である。

【図３】３つのモータからなる、本発明によるハイドロ
メカニック式の駆動ユニットの断面図である。

【図４】図１の駆動ユニットに用いられる回路プランで
ある。

【図５】図３の駆動ユニットに用いられる回路プランで
ある。

【符号の説明】

１アキシャルピストンモータ、２伝動装置ケーシ
ング、３出力軸、４，４ａ，４ｂ歯車、５延
長軸、６歯列、７ケーシング、８，８ａ，８
ｂラジアルピストンモータ、９ａ，９ｂ軸受け、
１０ジャーナル、１１伝動装置ケーシングカバ
ー、１２通路、１３ピストン、１４軸受
け、１５軸、１６トルク連行装置、１７，１
７ａ，１７ｂ，１８，１８ａ，１８ｂ方向切換弁、
２０フランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハイドロメカニック式の駆動ユニットで
あって、ハイドロリック的に並列接続されて、出力側で
互いに機械的に連結された少なくとも２つのハイドロス
タティック式のモータが設けられていて、該モータのう
ちの少なくとも一方のモータがハイドロリック的に遮断
可能であり、該モータの遮断時に提供される圧力媒体
が、他方のモータによって収容されるようになっている
形式のものにおいて、遮断可能なモータが、回転可能に
支承されたケーシング（７）を有する、内部を負荷され
る低速回転のラジアルピストンモータ（８）として形成
されていて、他方のモータが、調節可能な高速回転のア
キシャルピストンモータ（１）として形成されており、
アキシャルピストンモータ（１）が出力側で、ラジアル
ピストンモータ（８）のケーシング（７）に駆動結合さ
れていて、該ケーシングがハイドロメカニック式の駆動
ユニットの駆動部材に回動不能に結合されていることを
特徴とする、ハイドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項２】ラジアルピストンモータ（８）が固定モ
ータとして形成されている、請求項１記載のハイドロメ
カニック式の駆動ユニット。
【請求項３】調節可能なアキシャルピストンモータ
（１）が定圧調整器を備えている、請求項２記載のハイ
ドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項４】ラジアルピストンモータ（８）のケーシ
ング（７）が、外周面に歯列（６）を備えていて、この
歯列が、アキシャルピストンモータ（１）の出力軸
（３）に回動不能に結合された歯車（４）と噛み合って
いる、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイド
ロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項５】ハイドロメカニック式の駆動ユニットの
駆動部材が、ラジアルピストンモータ（８）を同軸的に
貫通する軸（１５）から成っており、この軸がラジアル
ピストンモータ（８）のケーシング（７）に回動不能に
結合されていて、軸両端部にトルク伝達装置（２０，１
６）をそれぞれ有している、請求項１から４までのいず
れか１項記載のハイドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項６】アキシャルピストンモータ（１ａ）が出
力側で、ハイドロリック的に並列接続された遮断可能な
２つのラジアルピストンモータ（８ａ，８ｂ）に駆動結
合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載
のハイドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項７】アキシャルピストンモータ（１ａ）が、
一貫して延びる出力軸（３ａ）を有していて、該出力軸
の両端部が、ラジアルピストンモータ（８ａ；８ｂ）の
ケーシングにそれぞれ駆動結合されている、請求項６記
載のハイドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項８】全輪駆動式の車両における中央駆動装置
として使用される、請求項５から７までのいずれか１項
記載のハイドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項９】モータ（１，８；１ａ，８ａ，８ｂ）が
共通の伝動装置ケーシング（２）内に配置されている、
請求項８記載のハイドロメカニック式の駆動ユニット。
【請求項１０】モータ（１，８；１ａ，８ａ，８ｂ）
の駆動のために、調節可能なハイドロスタティック式の
ポンプが設けられている、請求項１から９までのいずれ
か１項記載のハイドロメカニック式の駆動ユニット。