JPH10331946A - 機械油圧式伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧馬力を省エネ化でき、コンパクト化で
き、かつ自動的に、高速時に機械的な動力伝達のみを行
えて油圧式伝動装置の動力損失をほぼゼロにでき、一
方、低速時に正逆転を円滑に行える機械油圧式伝動装置
を提供する。 【解決手段】 機械油圧式伝動装置において、入力軸に
油圧ポンプを連結し、油圧モータと出力軸との間に第１
クラッチ(17)を、入力軸と歯車列との間に第２クラッチ
(31)を設けると共に、出力軸の回転速度を検出する速度
センサ(24)と、速度センサからの回転速度が所定値以下
のとき第１クラッチの接続指令と第２クラッチの切断指
令とを出力し、一方、回転速度が所定値以上のとき第２
クラッチの接続指令と第１クラッチの切断指令とを出力
し、速度指令手段からの指令速度に応じ、かつ正逆回転
指令手段から正逆回転指令に応じて第１、第２クラッチ
の断続指令を出力する制御部(21)とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械油圧式伝動装
置に関するものであり、特にホイール式パワーショベ
ル、ラフテレーンクレーン等の建設機械における高速連
続走行用の動力伝達システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機械等の伝動装置は次の方式
が良く使われる。 １．機械式伝動方式 ２．油圧式伝動方式（ＨＳＴ） ３．機械油圧式伝動方式（ＨＭＴ） これらの内、機械油圧式伝動方式（ＨＭＴ）は伝達動力
の一部を機械的に伝達し、残りを油圧的に伝達する方
式、即ち動力分割形油圧伝動（油圧ー機械式伝動）であ
り、その内で図５のものが知られる。

【０００３】上記従来の伝動装置において、機械式伝動
方式は効率が良い反面、正逆運転切換えの制御性が悪
い。また油圧式伝動方式（図６）は可変容量形ポンプ５
１及びモータ５２の斜板の傾転角を変えることによって
正逆運転の切換え制御が容易であり、また歯車５３、５
４及びクラッチ５７と、歯車５５、５６及びクラッチ５
８との間での切換えによって速度を変えられるものの、
高速時にはポンプ５１の傾転角が大きくなり吐出流量が
増えることによって圧力損失が大きくなり、またモータ
５２の傾転角が少なくなるために効率が低下する欠点が
ある。そこで従来から高速時には機械的な動力伝達が行
なわれて効率の低下を避け、低速時には油圧的な動力伝
達が行なわれて正逆運転の切換え制御を容易にした機械
油圧式伝動方式（前記図５）が多方面で使用されてい
る。

【０００４】図５において、動力源６１に入力軸６２が
連結され、入力軸６２の中間部に油圧ポンプ駆動歯車６
３に噛み合う歯車６４が固着され、入力軸６２の端部に
遊星歯車装置Ａの太陽歯車６５が固着されている。油圧
ポンプ駆動歯車６３は入力軸６２の側方に設けた油圧伝
動装置Ｂの可変形容量ポンプ６６を駆動する。可変容量
形ポンプ６６は入力軸６２の軸線方向に並設された定容
量モータ６７を駆動する。定容量モータ６７の出力軸に
は受動歯車６８が設けてある。受動歯車６８はこれと噛
み合う歯車６９によって遊星歯車装置Ａの内歯歯車６９
-1を回転駆動するように連結され、内歯歯車６９-1と太
陽歯車６５との間に遊星歯車７０が設けてある。遊星歯
車７０の軸支持枠７１は出力軸７２に連結され、遊星歯
車７０の公転運動、即ち軸支持枠７１の回転運動を建設
機械等の車体７３に伝達する。

【０００５】可変容量形ポンプ６６の中立時は、油圧伝
動装置Ｂは単にブレーキ作用を行なう。このとき内歯歯
車６９-1が固定されるので遊星歯車装置Ａは機械的な遊
星減速機の働きをなし、出力軸７２の速度制御は動力源
６１に設けられた車両速度を制御するアクセルペタル等
の図示しない速度制御手段によって行なわれる。可変容
量形ポンプ６６が作動すると、動力の一部は伝動要素６
４、６３、６６、６７、６８、６９、７０の順に伝達さ
れ、他の一部は機械的に伝動要素６２、６５、７０の順
に伝達される。

【０００６】油圧変速、歯車変速の切替可能な従来技術
としては、図７に示す特公昭５６−４２７８９号公報が
知られる。これには、図７に示すように、「入力軸系１
１０Ａに連動する油圧駆動系１２０Ｂと機械式ＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄとを上下に並設し、油圧駆動系１２０Ｂ
の後方に後輪に連動する走行系１４０Ｃを配置し、油圧
駆動系１２０Ｂのモータ軸８と走行系１４０Ｃの歯車軸
１１とを前後対向させて配置し、走行系１４０Ｃの駆動
軸１４を歯車軸１１とＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄとの間に
配置したトラクタミッションにおいて、駆動軸１４の前
端部にＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄの歯車と常時咬合する遊
転歯車２１を設け、この遊転歯車２１に選択咬合自在で
かつモータ軸８に嵌脱自在な切替歯車２２を、遊転歯車
２１及びモータ軸８に対して択一的に連動するように歯
車軸１１の前端部に軸心方向摺動自在に設けた、油圧変
速、歯車変速の切替可能なトラクタミッション」が開示
されている。

【０００７】即ち入力軸１からの動力を油圧駆動系１２
０Ｂを介して走行系１４０Ｃに至る伝達経路と、入力軸
１からの動力をＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄに至る伝達経路
とを設け、油圧駆動系１２０Ｂと走行系１４０Ｃを断続
できるクラッチ部材である切替歯車２２によって、油圧
駆動系１２０Ｂによる走行伝達と、歯車によるＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄを介する走行伝達を簡単に得られる。

【０００８】これにより走行等の軽負荷時及びＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄの併用使用時には、油圧駆動系１２０Ｂ
と走行系１４０Ｃを連結することにより、油圧駆動系１
２０Ｂの無段変速による各種作業に最適な車速を容易に
得、またプラウ等の牽引作業には、ＰＴＯ軸駆動系１３
０Ｄと走行系１４０Ｃを連結することによりトラクタを
駆動し、歯車変速による強力な動力伝達を行わしめるこ
とにより、油圧駆動系１２０Ｂは走行に必要な極めて小
型なものを使用でき、各種の作業が能率よく出来て汎用
性が増大することが記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図５
の従来の機械油圧式伝動方式には次のような欠点があ
る。即ち定容量モータ６７で内歯歯車６９-1を駆動する
ため、正転から逆転まで出力回転数を変化させるために
は、油圧ポンプとして両方向吐出形の可変容量形ポンプ
６６を用い、かつ出力軸７２がある回転数の所で内歯歯
車６９-1を相当高速で回転させねばならない。従って油
圧ポンプ６６と油圧モータ６７の容量比を非常に大きい
ものとせねばならず、実際にそのような油圧ポンプ６６
及び油圧モータ６７を選定してみると、その実現はかな
り困難である。また歯車は遊星歯車装置Ａを用いるため
構造が複雑になり、コストアップにもなっている。さら
に油圧伝動装置Ｂを構成する油圧ポンプ６６、油圧モー
タ６７及び遊星歯車装置Ａが入力軸６２の軸線方向に並
設されるため、装置全体が大形化する欠点がある。また
油圧回路を切換えて油圧ポンプ６６の吐出流量を建設機
械等の作業機の他の油圧アクチュエータに供給し使用す
るときにも、絶えず出力軸７２に動力が伝わる。従って
仮に出力軸７２をブレーキ等で固定しても遊星歯車７
０、内歯歯車６９-1及び受動歯車６８を介して定容量モ
ータ６７を回転させることになり、それらの攪拌ロスに
よって動力が損失する欠点がある。

【００１０】また図７の特公昭５６−４２７８９号公報
の技術では、トラクタ使用時に作業条件に合わせて油圧
変速と歯車変速とを使い分けている。このため作業者は
作業条件に合わせて走行前に油圧変速（機械式変速と油
圧式変速を含む）又は歯車変速のどちらかで作業するか
の選択をしている。このいちいち油圧変速と歯車変速の
いずれかを選択することは、煩わしばかりでなく、作業
に適していないときに車両を停止して切り換える必要が
あり、操作が面倒になる問題がある。さらに次のような
問題も有る。 （１）この構成では機械駆動時にエンストし易い。即ち
切替歯車２２を遊転歯車２１に咬合させ機械式ＰＴＯ軸
駆動系１３０Ｄにて走行中に急ブレーキや急激な負荷が
加わると、歯車軸１１、１４等が急激に回転を停止す
る。これにより入力軸１が停止する。従って入力軸１に
連動するエンジンも停止する（即ちエンストする）。 （２）またこの構成では駆動系を選択し切替えるとき、
出力軸１１、１４のトルクが急変する。例えば発進時、
油圧駆動系１２０Ｂで発進し、ある速度で機械式ＰＴＯ
軸駆動系１３０Ｄに切替わる時、エンジンと入力軸１と
の間に有る主クラッチを切断した後、切換歯車２２をス
ライドさせ遊転歯車２１に咬合わせる。この時、主クラ
ッチを切断するが、これによってこの間のエンジントル
クが入力軸１に伝わらない（入力トルクがゼロにな
る）。即ち歯車軸１１、１４等の駆動トルクがゼロにな
り、急激なトルク変動によるショックが発生し、また発
進加速性能が悪くなる。また登坂時に主クラッチを切断
すると車速が低下する。このため急勾配の登坂路中にお
いて駆動系を切替えるようでは登坂できない。一方、機
械式ＰＴＯ軸駆動系１３０Ｄから油圧駆動系１２０Ｂに
切替わる時も（通常減速時）エンジンブレーキのトルク
が途切れる。このため急激なトルク変動が生じ、ショッ
クが生ずる。またさらに駆動に切替えるときは、切替歯
車２２と油圧モータ軸８の回転を同期させることが必要
である。そのためエンジン回転数のみならず油圧駆動系
の減速比を調整することが必要なため、走行中に切替え
ることは現実的でない。一旦停止してから切替えること
が必要となる。

【００１１】本発明は上記問題点に着目し、機械油圧式
伝動方式の改良に関するものであり、その目的とすると
ころは、 １．高速時には機械的な動力伝達のみを行い、油圧によ
る損失をほぼゼロにする。 ２．低速時における正転と停止と逆転との間の出力回転
数の変化を円滑に行えるように油圧駆動とし、低速から
高速あるいは高速から低速へのクラッチの断続の制御は
制御部より自動的に指令を出力し、走行中の変速切換え
操作を容易にする。 ３．複雑な機構を有する遊星歯車装置を用いることな
く、極めてシンプルで安価な構造にする。 ４．装置全体をコンパクト化する。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するため本発明に係る機械油圧式伝動装置の第１発
明は、例えば図１を参照し説明すれば、動力源１に接続
した入力軸２と、入力軸２に対して並列配置した出力軸
１５と、少なくとも１列の歯車動力伝動手段３２、３３
を、入力軸２と出力軸１５との間に配置した機械式伝動
装置３０と、油圧ポンプ１１とこの油圧ポンプ１１から
の吐出油を受けて出力軸１５に動力を伝える油圧モータ
１３を入力軸２と出力軸１５との間に配置した油圧式伝
動装置１０とを有する機械油圧式伝動装置において、入
力軸２に油圧ポンプ１１の軸を直接あるいは間接的に連
結し、油圧モータ１３の軸と出力軸１５との間に設けた
歯車動力伝動手段１４、１６に第１クラッチ１７を、入
力軸２と出力軸１５との間に設けた機械式伝動装置３０
における歯車動力伝動手段３２、３３に第２クラッチ３
１を設け、出力軸１５の回転速度を外部から指令する速
度指令手段２８と、出力軸１５の正逆回転方向を外部か
ら指令する正逆回転指令手段２７と、出力軸１５の回転
速度を検出する速度センサ２４と、この速度センサ２４
からの回転速度信号を受けて走行開始時又は減速停止時
を含めた出力軸１５の回転速度が所定値以下のときは第
１クラッチ１７を接続する指令を出力すると共に第２ク
ラッチ３１を切断する指令を出力し、一方、回転速度が
所定値以上のときは第２クラッチ３１を接続する指令を
出力すると共に第１クラッチ１７を切断する指令を出力
する制御部２１とを備えたことを特徴としている。

【００１３】上記第１発明によれば、次のような作用効
果を奏する。 （１）回転速度が所定値以下のときは第１クラッチ１７
を接続する指令を出力すると共に第２クラッチ３１を切
断する指令を出力する。このため油圧駆動となる。つま
り走行開始時又は減速停止時を含めた低速時は無段変速
できる油圧駆動となり、正転と停止と逆転との間の移行
も円滑に行える。 （２）一方、回転速度が所定値以上のときは第２クラッ
チ３１を接続する指令を出力すると共に第１クラッチ１
７を切断する指令を出力する。つまり高速時に伝達効率
の良い機械駆動となる。 （３）第１、第２クラッチ１７、３１の断続が制御部２
１による自動制御となるのでオペレータの負担を軽減で
きる。 （４）従来技術のように複雑な機構の遊星歯車装置を用
いる必要もなく、極めてシンプル、かつ安価な構造とな
り、装置全体がコンパクト化する。 （５）第２クラッチ３１を接続し、機械駆動中に、急ブ
レーキ等の操作により出力軸１５の回転速度が急低下し
ても、自動的に油圧駆動になるためにエンストしない。 （６）速度指令手段２８から指令速度に応じ、かつ正逆
回転指令手段２７から正逆回転指令に応じて両クラッチ
１７、３１を断続するため、駆動系や正逆回転の変更時
に両クラッチ１７、３１の係合トルクを滑らかに漸増漸
減できる。従ってトルクオフやトルクオンによるショッ
クも生じず、発進加速性能に優れ、また急勾配の登坂路
中で駆動系が変更されても円滑（ショックなく）に登坂
できる。

【００１４】第２発明は、上記第１発明の機械油圧式伝
動装置において、速度指令手段２８から指令速度を受け
て出力軸１５の回転速度が指令速度となるように油圧ポ
ンプ１１及び／又は油圧モータ１３の容量を変更する指
令の出力を行う共に、正逆回転指令手段２７から正逆回
転指令を受けて出力軸１５の回転方向が正逆回転指令と
なるように油圧ポンプ１１の吐出方向又は油圧モータ１
３の流入方向を変更する指令の出力を行うことを含む制
御部２１としたことを特徴としている。

【００１５】上記第２発明によれば、制御部２１が、出
力軸１５の回転速度が速度指令手段２８からの指令速度
に一致するように油圧ポンプ１１や油圧モータ１３の容
量を変更し、また回転方向が正逆回転指令手段２７から
の正逆回転指令に一致するように油圧ポンプ１１の吐出
方向や油圧モータ１３の流入方向を変更する。このた
め、例えば容量を漸時増減させショックを防止し、低速
時の車速制御や正逆回転を円滑に行える。

【００１６】第３発明は、上記第２発明の機械油圧式伝
動装置において、出力軸１５の回転速度が所定値以上の
とき油圧ポンプ１１及び／又は油圧モータ１３によって
吸収される動力を最小化する指令の出力を行うことを含
む制御部２１としたを特徴としている。

【００１７】上記第３発明によれば、出力軸１５の回転
速度が所定値以上のとき、制御部２１の指令によって油
圧ポンプ１１や油圧モータ１３によって吸収される動力
をほぼゼロにする。従って高速時、伝達効率の良い機械
駆動であることに加え、油圧式伝動装置１０内でパワー
のロスを図っている。

【００１８】第４発明は、上記第１又は第２発明の機械
油圧式伝動装置において、入力軸２と油圧ポンプ１１と
の間に第３クラッチ１１２を備えたことを特徴としてい
る。

【００１９】上記第４発明によれば、高速時、第１クラ
ッチ１７と共に第３クラッチ１１２も切断すれば、上記
第３発明の構成よりもさらに確実に油圧ポンプ１１や油
圧モータ１３での無駄な回転によるパワーのロスを図る
ことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、図１〜図４を参
照し実施例を説明する。図１は第１実施例となる機械油
圧式伝動装置の全体構成図であり、動力源１と、油圧式
伝動装置１０と、制御装置２０と、機械式伝動装置３０
とを有する。

【００２１】動力源１は回転速度制御手段を有するエン
ジンである。

【００２２】油圧式伝動装置１０は動力源１から入力軸
２を介して駆動される可変容量形油圧ポンプ１１（以下
「ポンプ１１」とする）と、ポンプ１１に配管１２で接
続された可変容量形油圧モータ１３（以下「モータ１
３」とする）と、このモータ１３の軸に固定されている
歯車１４と、歯車１４に噛み合いかつ出力軸１５に挿入
された第１遊転歯車１６と、出力軸１５と、遊転歯車１
６と出力軸１５とを一体化自在にする第１クラッチ１７
とを有する。ここでの歯車動力伝動手段は歯車１４と歯
車１６とで構成されている。ポンプ１１には斜板コント
ロール用バルブ１８が設けられ、また、モータ１３には
斜板コントロール用バルブ１９が設けられ、各バルブ１
８、１９が制御部２１から指令を受けることによりポン
プ１１の容量及びその流出方向を変え、また、モータ１
３の容量を変え、回転する方向を換える。第１クラッチ
１７は、動力源１によって駆動される第２ポンプ２２の
油圧を制御部２１によって制御される第１クラッチ圧コ
ントロール用バルブ２３の開放により第１クラッチ１７
に導入し、これにより歯車１６は、出力軸１５に固定さ
れる。歯車１６が出力軸１５に固定されると、モータ１
３の回転は歯車１４、歯車１６を介して出力軸１５に伝
わり出力軸１５を回転させる。出力軸１５には速度セン
サ２４が設けられ出力軸１５の回転数を検出し制御部２
１に入力する。

【００２３】機械式伝動装置３０は入力軸２に固着され
た第２クラッチ３１と、入力軸２に挿入された遊転歯車
３２と、歯車３２に噛み合いかつ出力軸１５に固着され
た歯車３３とを有する。第２クラッチ３１は第２ポンプ
２２の油圧を制御部２１によって制御される第２クラッ
チ圧コントロール用バルブ２５の開放により第２クラッ
チ３１に導入し、これにより歯車３２は入力軸２に固定
される。歯車３２が入力軸２に固定されると、動力源１
の回転は歯車３２、歯車３３を介して出力軸１５に伝わ
り出力軸１５を回転させる。ここでの歯車動力伝動手段
は歯車３２と歯車３３とで構成される。入力軸２には第
２速度センサ２６が設けられ、入力軸２の回転数を検出
し制御部２１に入力する。

【００２４】制御装置２０はコントローラ等でなる制御
部２１と、本実施例を搭載する例えな建設機械等の前後
進を切換える切換えレバー等の前後進切換え手段２７
（即ち、出力軸１５の回転方向を正逆切換えるための正
逆回転指令手段２７、以下同じ）と、車両速度を制御す
るアクセルペタル等の速度指令手段２８とを有する。

【００２５】上記第１実施例の作動を説明する。速度セ
ンサ２４で検出した出力軸１５の回転速度が所定値より
も小さいときには、制御部２１から第１、第２クラッチ
圧コントロール用バルブ２３、２５に制御信号を出力
し、機械式伝動装置３０の第２クラッチ３１を第２ポン
プ２２の吐出油圧と切断し、これにより歯車３２を入力
軸２より開放すると共に、油圧式伝動装置１０の第１ク
ラッチ１７を第２ポンプ２２の吐出油圧と接続し、これ
により歯車１６を出力軸１５に固定してモータ１３の動
力を出力軸１５に伝え、図示しない建設機械等の車体１
００を駆動する。このときアクセルペタル等の速度指令
手段２８からの信号によって制御部２１はポンプ１１及
びモータ１３の斜板コントロール用バルブ１８、１９に
信号を出力し、ポンプ１１及びモータ１３の容量を制御
し、これによって動力源１の回転速度を制御しなくても
モータ１３又は出力軸１５の回転速度を任意に設定す
る。また建設機械等の前後進を切換える切換えレバー等
の前後進切換え手段２７（特許請求の範囲に記載の正逆
回転指令手段２７である）からの信号によって制御部２
１はポンプ１１の斜板コントロール用バルブ１８に信号
を入力し、ポンプ１１の容量を負の領域にすることによ
ってポンプ１１の吐出方向を逆向きにし、モータ１３へ
のポンプ１１の吐出油圧の流入、流出を逆にする。これ
によって出力軸１５の回転方向を逆向きにする。このた
め出力軸１５の回転速度が所定値より小さい範囲では正
転と停止と逆転との間の出力回転速度を円滑に制御でき
る。

【００２６】一方、出力軸１５の回転速度が所定値より
大きい範囲で、しかも回転方向が正回転の制御がなされ
ているときは、制御部２１は第１、第２クラッチ圧コン
トロール用バルブ２３、２５に信号を出力し、油圧式伝
動装置１０の第１クラッチ１７を第２ポンプ２２の吐出
油圧と切断し、これにより歯車１６を出力軸１５より開
放すると共に、機械式伝動装置３０の第２クラッチ３１
を第２ポンプ２２の吐出油圧と接続し、これにより歯車
３２を入力軸２に固定して動力源１の動力を歯車動力伝
動手段３２、３３を介して出力軸１５に伝える。このと
き制御部２１は指令によってポンプ１１の斜板コントロ
ール用バルブ１８を作動させ、ポンプ１１の吐出容量を
ゼロにする。これによってポンプ１１によって吸収され
る動力は最小になると共に、動力源１の動力は伝達効率
の良い機械式伝動装置３０のみを介して出力軸１５に伝
えられる。このとき速度制御はアクセルペタル等の速度
指令手段２８からの信号によって制御部２１が動力源１
を制御して得られる。

【００２７】図２は第２実施例を示す。同図２におい
て、第１実施例と同一部品は同一符号を付し重複説明は
省略する。油圧式伝動装置１１０は動力源１によって駆
動されるように連結されたポンプ１１の入力軸１１１に
第３クラッチ１１２を有する。第３クラッチ１１２は第
２ポンプ２２の油圧を制御部２１によって制御される第
１クラッチ圧コントロール用バルブ２３より分岐して受
けて接続する。

【００２８】上記第２実施例において、出力軸１５の回
転速度が所定値よりも小さい範囲では、制御部２１は第
１、第２クラッチ圧コントロール用バルブ２３、２５に
信号を入力し、機械式伝動装置３０の第２クラッチ３１
を第２ポンプ２２の吐出油圧と切断し、これにより歯車
３２を入力軸１１１より開放すると共に、油圧式伝動装
置１１０の第１、第３クラッチ１７、１１２を第２ポン
プ２２の吐出油圧と接続し、これにより歯車１６を出力
軸１５に固定し、入力軸１１１と油圧ポンプ１１の軸と
を連結する。さらにこのことによりモータ１３の動力を
油圧式伝動装置１１０によって出力軸１５に伝え、図示
しない建設機械等の車体１００を駆動する。

【００２９】一方、出力軸１５の回転速度が所定値より
大きいときであって、しかも回転方向が正回転の制御が
なされているときは、制御部２１は第１、第２クラッチ
圧コントロール用バルブ２３、２５に信号を入力し、油
圧式伝動装置１１０の第１、第３クラッチ１７、１１２
を第２ポンプ２２の吐出油圧と切断し、これにより歯車
１６を出力軸１５から開放すると共に、入力軸１１１と
ポンプ１１の軸との連結を断ち、また機械式伝動装置３
０の第２クラッチ３１を第２ポンプ２２の吐出油圧と接
続し、これにより歯車３２を入力軸１１１に固定し、動
力源１の動力を歯車動力伝動手段３２、３３を介して出
力軸１５に伝える。つまりポンプ１１は回転しないため
吸収されるポンプ動力をほぼゼロにできると共に、動力
源１の動力が伝達効率の良い機械式伝動装置３０のみを
介して出力軸１５に伝えられる。

【００３０】図３に第３実施例を示す。この同図３にお
いて、第１実施例と同一部品は同一符号を付し説明は省
略する。油圧式伝動装置２００は動力源１によって入力
軸２０１を介して駆動されるよう連結されたポンプ１１
と、ポンプ１１に配管２０２、正逆転用油圧バルブ２０
３及び配管２０４でつながれたモータ１３と、モータ１
３の動力をこのモータ１３の軸２０５に固着された歯車
１４と、出力軸２０６に挿入された遊転歯車１６及び出
力軸２０６に固着された第１クラッチ１７か、又はモー
タ１３の軸２０５に固着された第４クラッチ２０８と、
モータ１３の軸２０５に挿入された遊転歯車２０７と、
出力軸２０６に固着された歯車２０９を介して出力軸２
０６を駆動するように連結されている。ポンプ１１及び
モータ１３には斜板コントロール用バルブ１８、１９が
設けられ、制御部２１は指令によってポンプ１１及びモ
ータ１３の容量を変える。正逆転用油圧バルブ２０３は
車両の前後進の切換えポート２０３-1、２０３-2及び他
の油圧アクチュエータ（Ｃ）へのポート２０３-3が設け
られている。第１、第４クラッチ１７、２０８は動力源
１によって駆動される第２ポンプ２２の油圧を制御部２
１によって制御される第１クラッチ圧コントロール用バ
ルブ２３又は第３クラッチ圧コントロール用バルブ２１
１を介して受け、第１クラッチ１７又は第４クラッチ２
０８が第２ポンプの吐出油圧と接続し、これにより歯車
１６を出力軸２０６に固定して、又は歯車２０７をモー
タ１３の軸に固定してモータ１３の動力を出力軸２０６
に伝えてこれを回転させる。出力軸２０６には速度セン
サ２４が設けられ、検出した出力軸２０６の回転数を制
御部２１に入力する。機械式伝動装置２５０には第１実
施例で設けた歯車等の伝動要素以外に入力軸２０１に固
着された第５クラッチ２５１と、入力軸２０１に挿入さ
れた遊転歯車２５２と、中間歯車２５３と、出力軸２０
６に固着された歯車２５４とからなり、第２ポンプ２２
の吐出油を制御部２１によって制御される第２クラッチ
圧コントロール用バルブ２５又は第４クラッチ圧コント
ロール用バルブ２１２を介して受け、第２クラッチ３１
又は第５クラッチ２５１を第２ポンプの吐出油圧に接続
し、これにより歯車３２を入力軸２０１に固定するか、
又は歯車２５２を入力軸２０１に固定するかのいずれか
を行い、動力源１の動力を第１の歯車動力伝動手段３
２、３３又は第２の歯車動力伝動手段２５２、２５３、
２５４を介して出力軸２０６を回転させる。入力軸２０
１には第２速度センサ２６が設けられ、検出した入力軸
２０１の回転数を制御部２１に入力する。制御部２１に
は建設機械等の前後進と作業機等の他の油圧アクチュエ
ータに切換える切換え手段２１３（即ち切換え手段２１
３は前後進切換え手段を兼ねる）と、車両速度を制御す
るアクセルペタル等の速度指令手段２８が設けられてい
る。

【００３１】上記第３実施例において、切換え手段２１
３を切換えると、制御部２１はこれを受けて正逆転用油
圧バルブ２０３を切換える。即ち正逆転用油圧バルブ２
０３は制御部２１から信号を受け車両の前後進の切換え
ポート２０３-1又は２０３-2に切換わり、ポンプ１１か
らモータ１３への油の流れを換え、車両を前後進させ
る。このとき機械式伝動装置２５０の第２、第５クラッ
チ３１、２５１は第２ポンプの吐出油圧と切断され、こ
れにより歯車３２が入力軸２０１より開放され、又は歯
車２５２が入力軸２０１より開放される。油圧式伝動装
置２００の第１クラッチ１７又は第４クラッチ２０８が
出力軸２０６の回転速度に合った制御部２１からの指令
によって第２ポンプ２２の吐出油圧と接続されており、
これにより歯車１６が出力軸２０６に固定されるか、又
は歯車２０７がモータ１３の軸２０５に固定されるかし
ている。モータ１３の動力は２列の歯車動力伝動手段
（１４、１６）、（２０７、２０９）のいずれかによっ
て出力軸２０６に伝えられる。出力軸２０６の速度制御
はアクセルペタル等の速度指令手段２８からの信号によ
って制御部２１に記憶されたポンプ１１とモータ１３の
容量比及び歯車１４と遊転歯車１６又は遊転歯車２０７
と歯車２０９の歯車比の組み合わせによって制御され
る。切換え手段２１３を切換えず、正逆転用油圧バルブ
２０３を中立のポート２０３-3にすると、出力軸２０６
には動力が伝えられず、ポンプ１１の吐出流量を他の油
圧アクチュエータ（Ｃ）等に利用することができる。

【００３２】一方、出力軸２０６の回転速度が所定値よ
り大きい範囲では出力軸２０６の回転方向が正逆回転に
係わらず、機械式伝動装置２５０の第２クラッチ３１又
は第５クラッチ２５１のいずれかを第２ポンプ２２の吐
出油圧と接続すると共に、油圧式伝動装置２００の第
１、第４クラッチ２０８を第２ポンプ２２の吐出油圧と
接続する切断する。さらに第１実施例と同様にポンプ１
１の吐出流量をほぼゼロに設定することによって動力源
１の動力は伝動効率の良い機械式伝動装置２５０のみを
介して出力軸２０６に伝えられる。またこのとき第２ク
ラッチ３１及び第５クラッチ２５１のいずれを接続させ
るかはアクセルペタル等の速度指令手段２８からの信号
と、車両を前後進をするときの切換え手段２１３からの
信号とによって制御部２１が第２クラッチ３１及び第５
クラッチ２５１のいずれかを接続する。

【００３３】図４に第４実施例を示す。この同図４にお
いて、第３実施例と同一部品は同一符号を付し説明は省
略する。油圧式伝動装置２２０は動力源１によって入力
軸２０１を介して駆動されるように連結されたポンプ１
１と、ポンプ１１に配管２０２、正逆転用油圧バルブ２
０３及び配管２０４でつながれたモータ１３等から成る
第３実施例に加え配管２０２から分岐して配管２２１、
他の油圧アクチユエータ用油圧バルブ２２２が接続され
て他の油圧アクチュエータ（Ｄ）へ給排油し他の油圧ア
クチュエータ（Ｄ）を駆動させる。正逆転用油圧バルブ
２０３には車両の前後進の切換えポート２０３-1、２０
３-2及び中立ポート２０３-3が設けられ、中立時にはタ
ンク２２３に油を戻している。

【００３４】上記第４実施例において、建設機械等の車
両を前後進させるときは、切換え手段２１３を切換えて
制御部２１に信号を入力し正逆転用油圧バルブ２０３を
切換える信号を入力させる。正逆転用油圧バルブ２０３
は制御部２１から信号を受け、車両の前後進の切換えポ
ート２０３-1又は２０３-2に切換わり、ポンプ１１から
モータ１３への油の流れを換えて車両を前後進させる。
他の油圧アクチュエータ（Ｄ）のみを駆動させるときは
切換え手段２１３を切換えず、他の油圧アクチユエータ
用油圧バルブ２２２を操作し、ポンプ１１の油をポート
２２２-1又は２２２-2を介して油圧アクチュエータに供
給する。またこのとき、車両を切換え手段２１３を切換
えると、油圧アクチュエータ（Ｄ）を駆動させながら車
両を前後進させることができる。

【００３５】尚、第１〜第４実施例において、建設機械
等の前後進を切換える切換えレバー等の前後進切換え手
段２７、２１３からの信号によって制御部２１からポン
プ１１に信号を入力し、ポンプ１１の容量を負の領域に
することによって出力軸１５、２０６の回転方向を逆回
転にしたが、モータ１３の容量を負の領域にすることに
よって行なっても良い。また歯車の歯車比を１段か２段
について説明をしたが多段にしてもよく、遊星歯車列を
使用してもよい。さらにクラッチへの配管を分岐したが
クラッチごとにクラッチ圧コントロール用バルブを設け
ても良い。またポンプ１１からモータ１３までの間に
１、２個の油圧バルブを設けた、が多数個配設し、油圧
回路もタンデム、シリーズ、パラレル及び複合回路とし
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の全体構成図である。

【図２】第２実施例の全体構成図である。

【図３】第３実施例の全体構成図である。

【図４】第４実施例の全体構成図である。

【図５】従来の機械油圧式伝動装置の全体構成図であ
る。

【図６】従来の油圧式伝動装置の全体構成図である。

【図７】従来の機械油圧式伝動装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１：動力源、２，１１１，２０１：入力軸、１０，１１
０，２００，２２０：油圧式伝動装置、１１：ポンプ、
１３：モータ、１４，３３，２０９，２５４：歯車、１
５，２０６：出力軸、１６，３２，２０７，２５２：遊
転歯車、２０：制御装置、２１：制御部、２４：速度セ
ンサ、２６：第２速度センサ、２７：正逆回転指令手段
（前後進切換え手段）、２１３：切換え手段（正逆回転
指令手段でもある）、２８：速度指令手段、３０，２５
０：機械式伝動装置、１７：第１クラッチ、３１：第２
クラッチ、１１２：第３クラッチ、２０８：第４クラッ
チ、２５１：第５クラッチ、２０３：正逆転用油圧バル
ブ，２０５：軸、２２２：他の油圧アクチユエータ用油
圧バルブ、Ｃ，Ｄ：他の油圧アクチユエータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源(1) に接続した入力軸(2) と、入
   力軸(2) に対して並列配置した出力軸(15)と、少なくと
   も１列の歯車動力伝動手段(32,33) を入力軸(2) と出力
   軸(15)との間に配置した機械式伝動装置(30)と、油圧ポ
   ンプ(11)とこの油圧ポンプ(11)からの吐出油を受けて出
   力軸(15)に動力を伝える油圧モータ(13)を入力軸(2) と
   出力軸(15)との間に配置した油圧式伝動装置(10)とを有
   する機械油圧式伝動装置において、入力軸(2) に油圧ポ
   ンプ(11)の軸を直接あるいは間接的に連結し、油圧モー
   タ(13)の軸と出力軸(15)との間に設けた歯車動力伝動手
   段(14,16) に第１クラッチ(17)を、入力軸(2) と出力軸
   (15)との間に設けた機械式伝動装置(30)における歯車動
   力伝動手段(32,33) に第２クラッチ(31)を設け、出力軸
   (15)の回転速度を外部から指令する速度指令手段(28)
   と、出力軸(15)の正逆回転方向を外部から指令する正逆
   回転指令手段(27)と、出力軸(15)の回転速度を検出する
   速度センサ(24)と、この速度センサ(24)からの回転速度
   信号を受けて走行開始時又は減速停止時を含めた出力軸
   (15)の回転速度が所定値以下のときは第１クラッチ(17)
   を接続する指令を出力すると共に第２クラッチ(31)を切
   断する指令を出力し、一方、回転速度が所定値以上のと
   きは第２クラッチ(31)を接続する指令を出力すると共に
   第１クラッチ(17)を切断する指令を出力する制御部(21)
   とを備えたことを特徴とする機械油圧式伝動装置。
2. 【請求項２】 請求項１の機械油圧式伝動装置におい
   て、速度指令手段(28)から指令速度を受けて出力軸(15)
   の回転速度が指令速度となるように油圧ポンプ(11)及び
   ／又は油圧モータ(13)の容量を変更する指令の出力を行
   う共に、正逆回転指令手段(27)から正逆回転指令を受け
   て出力軸(15)の回転方向が正逆回転指令となるように油
   圧ポンプ(11)の吐出方向又は油圧モータ(13)の流入方向
   を変更する指令の出力を行うことを含む制御部(21)とし
   たことを特徴とする機械油圧式伝動装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の機械油圧式伝動装置にお
   いて、出力軸(15)の回転速度が所定値以上のとき油圧ポ
   ンプ(11)及び／又は油圧モータ(13)によって吸収される
   動力を最小化する指令の出力を行うことを含む制御部(2
   1)としたを特徴とする機械油圧式伝動装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の機械油圧式伝動装
   置において、入力軸(2) と油圧ポンプ(11)との間に第３
   クラッチ(112) を備えたことを特徴とする機械油圧式伝
   動装置。