JPS6159060A - 流体機械式変速機 - Google Patents

流体機械式変速機

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JPS6159060A
JPS6159060A JP18144484A JP18144484A JPS6159060A JP S6159060 A JPS6159060 A JP S6159060A JP 18144484 A JP18144484 A JP 18144484A JP 18144484 A JP18144484 A JP 18144484A JP S6159060 A JPS6159060 A JP S6159060A
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JP
Japan
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input
motor
output
fluid pump
fluid
Prior art date
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Pending
Application number
JP18144484A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Kita
喜多 康雄
Ryosuke Sugawara
菅原 良輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP18144484A priority Critical patent/JPS6159060A/ja
Publication of JPS6159060A publication Critical patent/JPS6159060A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

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、効率の高い無段変速機として各種の産業分野
で広く利用可能な流体機械式変速機に関するものである
[従来の技術] 流体ボンダ/モータを用いた無段変速機として、いわゆ
る流体正伝vJ装置(H3T”)が知られている。しか
して、このものは、無段変速性に優れてはいるが、例え
ば、巻取機や遠心分離機等のように品速域で低トルク運
転が可脂な装置の駆動系に組み込んで使用する場合等に
は、対をなす流体ポンプ/モータの双方を可変容量形の
ものにしないと効率の高い運転ができない、すなわち、
このような駆動系に使用されるH5Tは、第3図に示す
ように、対をなす可変容量形の流体ポンプ/モータp、
qを液圧回路r(ブースト回路等は図示を省略しである
)を介して直列に接続しておき、一方の流体ポンプ/モ
ータpに原動機からの動力を人力するとともに、他方の
流体ポンプ/モータqから出力される動力を遠心分離機
のロータや自動車の駆動輪等に伝達し得るようになって
いる。そして、起動から高速定常運転に至るまでの過程
で、第4図に示すような制御を行ってンステム効率を+
+(及的に向」ニさせるようにしている。
具体的に説明すれば、まず、起動時には、出力側の流体
ポンプ/モータqの容量を最大に固定するとともに、入
力端の流体ポンプ/モータpの8墳を零にしておく、そ
して、この状態からポンプとして(動く入力端の流体ポ
ンプ/モータpの容量をNf+次増大させていく、これ
によって、モータとして機能する出力側の流体ポンプ/
モータqは、一定の高トルクを維持したままその回転速
度を、ヒげていく。そして、入力側の流体ポンプ/モー
タpの8計が最大に達した段階で、この流体ポンプ/モ
ータpの容量制御を停+h L、つぎに出力側の流体ポ
ンプ/モータqの容量を減少させていく。これによって
、出力側の流体ポンプ/モータqは、トルクを減少させ
つつ回転速度を増していくことになり、一定の高速定常
運転にまで至る。つまり、このものは、入力端の流体ポ
ンプ/モータpの容量が最大に達するまでの低速側では
いわゆる定トルク運転が行われ、出力側の流体ポンプ/
モータqの容量制御が行われる高速側では、いわゆる定
馬力制御が行われる。そのため、システムの特性にマツ
チした効率の高い運転が可能となるものである。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、一般に可変容量形の流体ポンプ/モータは高
精度に加工された′iif動部品が多く構造が複雑であ
るため、かかる流体ポンプ/モータを2台も用いるとシ
ステム全体の構成が複雑化してコスト高を招くという不
都合がある。しかも1両流体ポンプ/モータの8脣を各
別に制御しなければならないので、制御系の複雑化、並
びに高価格が避けられないという問題もある。また、可
変容量形の流体ポンプ/モータは、可動シール部分が多
いので、作動流体の漏れ量が固定容量形のものに比べて
若干多くならざるを得す、そのため、エネルギロスが固
定容量形のものよりも少し多くなる傾向を有している。
したがって、システム全体の高効率化に悪影響を及ぼす
可能性もある。
本発明は、このような問題を一挙に解消することを目的
としている。
[問題を解決するだめの手段] 本発明は、かかる目的を達成するために、第1、第2.
第3の入出力端を有しその第1の入出力端と第2の入出
力端との間を通過する低速側の機械式伝動系または第1
の入出力端と第3の入出力端との間を通過する高速側の
機械式伝動系を形成する差動機構と、この差動機構の第
2および第3の入出力端に対をなす流体ポンプ/モータ
の各入出力軸をそれぞれ接続しこれら両ポンプ/モータ
によってIIIT変速の流体式伝動系を形成する流体伝
動機構と、+iij記低速側の機械式伝動系を介して入
力側と出力側とが連結される低速モートまたは前記高速
側の機械式伝動系を介して入力端と出力側とが連結され
る高速モードのいずれかを選択するモート9J換機構と
を具備してなる変速方式を採用し、さらに、前記流体伝
動機構の一方の流体ポンプ/モータを固定容量形のもの
にするとともに、他方の流体ポンプ/モータを可変容量
形のものにしたことを特徴とするものである。
[作用コ 低速モードでは、差動機構の第1の入出力端と第2の入
出力端との間を通過する低速側の機械式伝動系を介して
入力側と出力側とが連結され、入力される動力の一部が
この機械式伝動系を通して出力される。また、残りの動
力は、流体伝動機構により形成される流体式伝動系を通
して出力側へ導かれるが、この場合、ポンプとして機能
する一方の流体ポンプ/モータを可変容量形のものにし
ておき、その容性を本から最大まで変化させることによ
って、モータとして1動<他方の流体ポンプ/モータが
一定の高トルクを保ったまま回転速度を一部げていくこ
とになり、本変速機の出力も同様な1ず1向を示す。
また、高速モードでは、差動機構の第1の入出力端と第
3の入出力端との間を通過する高速側の機械式伝動系を
介して入力側と出力側とが連結され、入力される動力の
一部がこの機械式伝動系を面して出力される。また、残
りの動力は、流体伝動機構により形成される流体式伝動
系を通して出力側へ導かれるが、この場合、+iff記
各倫体ポンプ/モータのポンプおよびモータとしての役
割か、先程とは入れ替わる。つまり、前記可変容量形流
体ポンプ/モータは、今度はモータとしての機能を包む
ことになる。そのため、この可変容量形の流体ポンプ/
モータの客層を前記とは逆に最大から零に向かって減少
させていけば、該可変容量形流体ポンプ/モータの回転
速度が上昇していくことになり、本変速機全体の出力も
同様な傾向を示す。
[更施例] 以下、本発明の一実施例を第1図および第2図を参叩し
て説明する。
本発明に係る流体機械式変速機は、第1図に概略的に示
すように、fjSL、第2.第3の入出力端1.2.3
を有しその第1の入出力端1と第2の入出力端2どの間
を通過する低速側の機械式伝動系aまたは第1の入出力
端1と第3の入出力端3との間を通過する高速側の機械
式伝動系すを形成する差動機構4と、この差動機構4の
第2の入出力端2に固定容量形の流体ポンプ/モータ5
の入出力軸5aを接続するとともに前記第3の入出力端
3に可変容量形の流体ポンプ/モータ7の入出力軸7a
を接続しこれら両ポンプ/モータ5,7によって可変速
の流体式伝動系A、Bを形成する流体伝動機構8と、前
記低速側の機械式伝動系aを介して入力側と出力側とが
連結される低速モードまたは前記高速側の機械式伝動系
すを介して入力側と出力側とが連結される高速モードの
いずれかを選択するモード切4!!!!機構9とを具備
してなる。
差動機構4は、円周方向に等配に設けた複数のプラネタ
リギヤ4aの内側にサンギヤ4bを配設するとともに、
外側にリンクギヤ4Cを噛合させてなる遊星歯車式のも
のである。そして、前記各プラネタリギヤ4aを軸承す
るギヤリテーナ4dの中心部を前記第1の入出力端1と
し、この入出力端1に入力軸13を設けている。また、
前記サンギヤ4bの支軸4eをIin記第2の入出力端
2とし、この入出力端2にギヤ14を固着している。
さらに、前記リングギヤ4Cのボス部4fを前記:iS
3の入出力端3とし、この入出力端3にギヤ15を設け
ている。
また、前記流体伝動機構8は、前記固定容量形の流体ポ
ンプ/モータ5と、可変容量形の流体ポンプ/モータ7
七を通常のH3Tと同様に液圧回路16を介して1α列
に接続したものであり、前記流体ポンプ/モータ5の入
出力軸5aを前記サンギヤ4bの支軸4eにi!1結す
るとともに、前記流体ポンプ/モータ7の入出力軸7a
をギヤ17を介して前記リングギヤ4Cに連結している
また、前記モード切換機構9は、前記第2の入出力端2
のギヤ14に噛合する低速ギヤ18と出力軸19との間
に低速クラッチ21を介設するとともに、前記第3の入
出力端3のギヤ15に噛合する高速ギヤ22と+iii
記出力軸19との間に高速クラッチ23を介設したもの
である。
そして、この実施例では、前記差動機構4の第1の入出
力端lに設けた入力軸13に電動機等からの回転動力が
入力されるとともに、前記モード切換機構9を介してt
iii記差動機差動機構4または第3の入出力端2.3
に接続される出力軸19から回転動力が出力され巻取ロ
ーラ等に伝達されるようになっている。。
次いで、この実施例の作動を説明する。
低速クラッチ21をつなぎ高速クラッチ23を解除した
低速モードでは、前記差動機構4の第1の入出力端lと
第2の入出力端2どの間を通過する低速側の機械式伝動
系&を介して入力側と出力側とが連結され、入力された
動力の一部がこの機械式伝動系aを通して出力軸19に
直接に伝達される。このとき、前記可変容量形の流体ポ
ンプ/モータ7はポンプとして機能し、riii記固定
容量形の着膨ポンプ/モータ5はモータとして働く、す
なわち、前記差動機構4の第3の入出力端3の回転力が
前記可変容量形流体ポンプ/モータ7と11i記固定容
吊形流体ポンプ/モータ5との間に形成される流体式伝
動系Aを通して前記出力軸19に伝えられる。そして、
この低速モードにおいては、1iij記町変容可変容性
ポンプ/モータ7の容量を増加させていくことによって
前記人力軸13の回転速度に対する前記出力軸19の回
転速度が増大していくことになる。換言すれば、前記可
変容F6形の流体ポンプ/モータ7の容量が零の場合に
は、差動機構4の第3の入出力端3が略空転状態になる
ため、該差動機構4の第2の入出力端2に接続した出力
軸19は略停止している。そして。
前記流体ポンプ/モータ7の容量を増大させていくのに
伴なって、前記第3の入出力端3の回転速度が相対的に
減少し、第2の入出力端2の回転速度が相対的に増大し
ていくことになる。
そして、前記第2の入出力端2と前記第3の入出力端と
の回転速度が等しくなった時点で前記モード切換機構9
のクラッチ21.23を切換える。つまり、前記低速ク
ラッチ21を解除するとともに高速クラッチ23を接続
状態にして高速モードに切換える。
この高速モードでは、前記差動機構4の第1の入出力端
1と第3の入出力端3との間を通過する機械式伝動系す
が形成され、人力された動力の一部がこの機械式伝動系
すを通して出力軸19に直接に伝達される。このとき、
前記可変容量形の流体ポンプ/モータ7はモータとして
機能し、前記固定容量形の流体ポンプ/モータ5はポン
プとして働く、すなわち、前記差動機構4の第2の入出
力端2の回転力が前記固定容量形流体ポンプ/モータ5
と前記可変容置形流体ポンプ/モータ7との間に形成さ
れる流体式伝動系Bを通して前記出力軸19に伝えられ
る。そして、この高速モードにおいては、前記可変容置
形流体ポンプ/モータ7の容量を、減少させていくこと
によって前記入力軸13の回転速度に対する前記出力軸
19の回転速度が増大していくことになる。換言すれば
、モータとして作動している前記流体ポンプ/モータ7
の合計を減少させていくことによって、第3の入出力3
の回転速度が相対的に増大し、第2の入出力端2の回転
速度が相対的に減少することになる。
しかして、このようなものであれば、低速モードでは高
トルクを利用した加速運転が可能であり、また、高速モ
ードでは、低トルク高速運転が可能となる。しかも、こ
のものは、低速モードと、高速モードとで、対をなす流
体ポンプ/モータ5.7のポンプおよびモータとしての
役割りが入れ替わる。そのため、一方の流体ポンプ/モ
ータ7のみを可変容量形のものにし、他方の流体ポンプ
/モータ5は固定容量形のものにしておいても、前記の
ような制御、つまり、低速モードでは定トルク的な制御
を行いかつ高速モードでは定馬力的な制御を行うことが
できる。したがって、双方の流体ポンプ/モータを可変
容量形のものにする場合に比べて精密な部品の点数を大
幅に減少させることができ、構造の簡略化および低価格
化を図ることができる。また、このものは、クラッチ2
1.23の切換えと片方の流体ポンプ/モータ7の可変
容量制御を行なうだけでよいので、制御系をシンプルな
ものにできるという効果も得られる。さらに、このよう
なものであれば、容量を変化させるために設けざるを得
ない可動シール部分で生じるエネルギロスを半減させる
ことができるので、システム全体の効率を無理なく、向
上させることができるものである。
なお、差動機構は、M@歯車式のものに限られないが、
遊星歯車式のものにすれば、コンパクト化を図ることが
容易となる。
また、前記実施例では、入力側に差動機構を配した入力
分割方式のものについて説明したが1本発明は必ずしも
このようなものに限定されるものではなく、例えば、出
力分割方式のものにも同様に適用が可能である。
[発明の効果] 本発明は、以上のような構成であるから、対をなす流体
ポンプ/モータの一方のみを可変容11形のものにする
だけで、低速側での高トルク運転と、高速側での可及的
高速化が要求されるシヌテムにマツチした変速制御を行
うことができる。そのため、対をなす流体ポンプ/モー
タの双方を可変容薪形のものにして同様な制御特性を得
ようとするものに比べて、精密部品の点数が少なく、構
成の簡略化ならびに低価格化を図ることができ、あわせ
て、制御系の簡素化およびシステム効率の向上を期する
ことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す糸路説明図、第2図は
同実施例の作用説明図、第3図は従来例を示す回路説明
図、第4図は同従来例の作用説明図である。 1・・中力1の入出力端 2・・・第2の入出力端 3・・・第3の入出力端 4・・・差動機構 5・・・固定容量形の流体ポンプ/モータ5a−赤・入
出力軸 7・・・u丁変容置膨の流体ポンプ/モータ7a・・・
入出力軸 9嗜・φモード切換機構 a・・・低速側の機械式伝動系 b・・・高速側の機械式伝動系 A、B・・・流体式伝動系

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1、第2、第3の入出力端を有しその第1の入出力端
    と第2の入出力端との間を通過する低速側の機械式伝動
    系または第1の入出力端と第3の入出力端との間を通過
    する高速側の機械式伝動系を形成する差動機構と、この
    差動機構の第2および第3の入出力端に対をなす流体ポ
    ンプ/モータの各入出力軸をそれぞれ接続しこれら両ポ
    ンプ/モータによって可変速の流体式伝動系を形成する
    流体伝動機構と、前記低速側の機械式伝動系を介して入
    力側と出力側とが連結される低速モードまたは前記高速
    側の機械式伝動系を介して入力側と出力側とが連結され
    る高速モードのいずれかを選択するモード切換機構とを
    具備してなる流体機械式変速機であって、前記流体伝動
    機構の一方の流体ポンプ/モータを固定容量形のものに
    するとともに、他方の流体ポンプ/モータを可変容量形
    のものにしたことを特徴とする流体機械式変速機。
JP18144484A 1984-08-29 1984-08-29 流体機械式変速機 Pending JPS6159060A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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