JP2717671B2

JP2717671B2 - 機械油圧式伝動装置とその制御方法

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Publication number: JP2717671B2
Application number: JP63188626A
Authority: JP
Inventors: 登金山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH0238745A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は機械油圧式伝動装置のその制御方法に関す
るものであり、特には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で高速連続走行用の動力
伝達システムに関する。

〔従来の技術〕

従来、建築機械等の伝動装置には次の方式が良く使わ
れている。

1.機械式動力伝達方式 2.油圧式動力伝達方式（HST） 3.機械油圧式動力伝達方式（HMT）このうち、機械油圧式動力伝達方式（HMT）は伝達動
力の一部を機械的に伝達し、残りを油圧で伝達する方式
すなわち動力分割形油圧伝動（油圧−機械式伝動）の中
で第５図のごとく出力分割形が良くしられている。

上記従来の伝動装置において機械式動力伝達方式は効
率が良い反面正逆運転切換えの制御性が悪く、また油圧
式動力伝達方式（第６図）は可変容量形ポンプ51とモー
タ52の斜板の傾転角を変えることにより正逆運転の切換
え制御ができるため容易である反面、歯車53と54、また
は歯車55と56、およびクラッチ57と58の切換えにより速
度を変えられるが、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。そこで従来より、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動力伝達方式（第５図）が多方
面で使用されている。第５図において、動力源61に入力
軸62が連結され、その入力軸62の中間部には油圧ポンプ
駆動歯車63と噛み合う歯車64が固着され、端部には遊星
歯車装置Ａの太陽歯車65が固着されている。この油圧ポ
ンプ駆動歯車63は入力軸62の一側方に設けられた油圧伝
動装置Ｂの可変形容量ポンプ66を駆動するようになって
おり、この可変容量形ポンプ66はそれと入力軸62の軸線
方向に並設された定容量モータ67を作動する。この定容
量モータ67の出力軸には油圧伝動受動歯車68が設けられ
ている。そして受動歯車68はそれと噛み合う歯車69によ
り遊星歯車装置Ａの内歯歯車69−１を回転駆動するよう
に連結されており、この内歯歯車69−１と太陽歯車65と
の間には遊星歯車70が設けられている。この遊星歯車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、すなわち軸支持枠71の回転運動を適宜の建設機械
等の車体73に伝達するようになっている。そして、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
キ作用を行ない、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に設けられたガバナ等の図示
しない速度制御手段によって行なわれる。また可変容量
形ポンプ66が作動すると、動力の一部は伝動要素64、6
3、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。

また、油圧変速、歯車変速の切替可能な従来技術とし
ては、第７図に示す実公昭53−16750号公報が知られて
いる。第７図には、機体151に搭載したエンジン152の動
力で以ってポンプ153を駆動し、このポンプ153から吐出
する圧油で油圧モータ154を駆動し、更に、この油圧モ
ータ154の駆動力を油圧モータ154に固設した歯車155、
およびドライブシャフト156に固設した歯車157等のメカ
ニカル伝動機構を介して車輪158、158に伝えられる。ま
た、エンジン152の動力は、エンジンの出力軸160に摺動
のみ自在に設けた変速歯車161から歯車162を経て伝動軸
163に伝えられ、さらに、伝動軸163と一体のドライブシ
ャフト156を経て車輪158、158に伝えられる。また、変
速歯車161はポンプ軸165に設けたクラッチ166と係脱自
在にしてある。167は変速レバーであり、イ〜ハは操作
時の各レバーの位置を示す。

この配置において、比較的低速で各種の変速速度を使
用するときには、変速歯車161とクラッチ166を係合すれ
ば、エンジン152の回転動力は、油圧駆動装置を経て車
輪158、158に伝達され、即ち、油圧駆動装置の特性であ
る無段で強力な各種の低速度が得られる。次に、路上走
行のときのように比較的高速度で走行する場合には、変
速歯車161とクラッチ166を離脱し、変速歯車161を歯車1
62に噛み合わせると、エンジン152の回転動力は、伝動
軸163と一体のドライブシャフト156を経て車輪158、158
に伝えられる。これにより、油圧駆動装置、メカニカル
伝動機構のそれぞれの特性を生かした車速を得ることが
できるものであって、油圧駆動装置の前方即ち、エンジ
ン側に設けた切換装置によって油圧駆動装置の駆動を解
放してメカニカル伝動装置側を駆動するように切換えれ
ば、油圧ポンプは全く駆動されることが無いので駆動損
失発生は無く、このためエンジンの全出力はメカニカル
伝動装置に与えられて強力かつ、高速に車輪を回転駆動
できることになり、その上、圧力油の無駄な撹拌と流動
が無いので油温上昇を心配する必要がなく、この結果、
圧力油の冷却装置の能力も小さくて済む。

また、油圧駆動装置を制御するものとして、例えば、
特開昭61−33328号公報が知られている。同公報によれ
ば、車両の前後進切換時におけるエンジン回転制御装置
が記載され、エンジンにより駆動される可変容量液圧ポ
ンプと、液圧モータとからなる無段変速機が図示されて
いる。また、前後進操作装置が前進から後進に、又は、
後進から前進に切換わることにより走行操作装置の操作
量に基づいて出力される変速比データ値が前進の値から
後進の値に変化しその変速比データ値に基づいて無段変
速機の変速比を調整する。この無段変速機の変速比の調
整は可変容量液圧ポンプの吐出量を変化させて行う。ま
た、液圧モータの出力軸には、車速検出器が装着され、
走行速度を検出するとともに、液圧モータの回転方向を
判別している。これにより、前進から後進又は後進から
前進に切換えた場合において、その減速時にはエンジン
スロットルがアイドリング状態に保持されるため、切換
直後の加速負荷がなくなることによって生ずる飛び出し
感がなくすことができるとともに、減速時のエンジンブ
レーキをより有効にきかせることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した第５図に示す従来の機械油圧
式動力伝達方式には次のような欠点がある。すなわち、
定容量モータ67で内歯歯車69−１を駆動する形式となっ
ているので、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型の可変容量形
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を相当高速に回転させねばならないので、
油圧ポンプと油圧モータと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および油
圧モータを選定してみるとその実現はかなり困難なもの
である。また歯車は遊星歯車装置を用いているため構造
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、油圧モータおよび
遊星歯車装置とが入力軸62の軸線方向に並設されている
ために装置全体が大型のものとなる欠点がある。また油
圧回路を切換えて油圧ポンプ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場合
にも、絶えず出力軸72に動力が伝わってしまう。仮に出
力軸72をブレーキ等で固定しても遊星歯車70、内歯歯車
69−１，および受動歯車68を介して定容量モータ67を回
転させることになり、それらの撹拌ロスによって動力を
損失するという欠点がある。

また、第７図に示す実公昭53−16750号公報において
は、油圧ポンプはクラッチにより駆動力を受けないため
圧油は吐出しない。このため、第５図の実施例と同様
に、油圧モータは油圧ポンプからの圧油を受けることが
ないため回転しない。しかし、この構成によると、油圧
モータは、エンジン152の回転動力を順次、変速歯車161
から次々、歯車162、伝動軸163、ドライブシャフト15
6、ドライブシャフト156に固設した歯車157、および、
油圧モータ154に固設した歯車155を経て受ける。これに
より、油圧モータ154はポンプとして機能し、前記のご
とく油圧モータ154が駆動損失を発生している。このた
め、圧力油の無駄の撹拌と流動が生じ油温の上昇を招く
という問題がある。

また、特開昭61−33328号公報においては、車速速度
を検出し、車速に合わせてエンジンの回転速度および油
圧駆動装置を制御しているのみである。

本発明は上記問題点に着目し、機械油圧式動力伝達方
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.高速回転時には、機械的な動力伝達のみが行なわれて
油圧による損失がほぼゼロになる。

2.低速時には、正転と逆転との間の出力回転数の変化を
円滑に、スムーズに制御出来る。高速時あるいは低速時
のクラッチの接合、切断の制御は制御部より自動的に指
令が出力され、操作が容易になる。

3.複雑な機構を有する遊星歯車装置を用いていないため
構造が極めてシンプルで安価に出来る。

4.装置全体をコンパクトにできる。

5.油圧回路を切換えることにより油圧ポンプの吐出流量
を他のアクチュエータに供給する場合、余分な動力を損
失することなしに油圧エネルギを利用することが出来る
機械油圧式伝動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成すべく本発明は、機械油圧式伝動装置
の第１発明では、回転速度制御手段を有する原動機に接
続した入力軸と、入力軸に並列に配置した出力軸と、入
力軸と出力軸との間に配置し、少なくとも一つのクラッ
チと一つの歯車列からなる機械式伝動装置および油圧ポ
ンプと該油圧ポンプからの吐出圧を受けて前記出力軸に
動力を伝える油圧モータとからなる油圧式伝動装置とを
有する機械油圧式伝動装置において、入力軸に直接、あ
るいはクラッチを介して連結した油圧式伝動装置の油圧
ポンプと、出力軸に直接、あるいはクラッチを介して連
結した油圧式伝動装置の油圧モータと、機械油圧式伝動
装置により走行する車両に搭載された作業機を油圧ポン
プからの圧油を受けて作動するアクチュエータと、油圧
ポンプと油圧モータとの間に配設され、作業機のアクチ
ュエータに圧油を供給する油圧バルブからなることを特
徴とする。

機械油圧式伝動装置の第２発明では、回転速度制御手
段を有する原動機に接続した入力軸と、入力軸に並列に
配置した出力軸と、入力軸と出力軸との間に配置し、少
なくとも一つのクラッチと一つの歯車列からなる機械式
伝動装置および油圧ポンプと該油圧ポンプからの吐出圧
を受けて前記出力軸に動力を伝える油圧モータとからな
る油圧式伝動装置とを有する機械油圧式伝動装置におい
て、入力軸に直接、あるいはクラッチを介して連結した
油圧式伝動装置の油圧ポンプと、出力軸に直接、あるい
はクラッチを介して連結した油圧式伝動装置の油圧モー
タと、機械油圧式伝動装置により走行する車両に搭載さ
れた作業機を油圧ポンプからの圧油を受けて作動するア
クチュエータと、入力軸からの動力を機械式伝動装置の
一つの歯車列に切断あるいは伝達するクラッチと、出力
軸の回転速度を検出する速度センサーと、出力軸の回転
速度が所定値以下のときには、動力を油圧式伝動装置に
より出力軸に出力するため油圧ポンプおよび／あるいは
油圧モータに吐出容積の増減を行う指令を出力するとと
もに、機械式伝動装置へのクラッチを切断する指令を出
力し、かつ、出力軸の回転速度が所定値以上のときに
は、動力を機械式伝動装置にて出力軸に出力するため機
械式伝動装置へのクラッチを接続する指令を出力すると
ともに、油圧ポンプおよび油圧モータに吸収トルクを最
小にする指令を出力する制御手段と、油圧ポンプと油圧
モータとの間に配設され、作業機のアクチュエータに圧
油を供給する油圧バルブからなることを特徴とする。

機械油圧式伝動装置の第３発明では、回転速度制御手
段を有する原動機に接続した入力軸と、入力軸に並列に
配置した出力軸と、入力軸と出力軸との間に配置し、少
なくとも一つのクラッチと一つの歯車列からなる機械式
伝動装置および油圧ポンプと該油圧ポンプからの吐出圧
を受けて前記出力軸に動力を伝える油圧モータとからな
る油圧式伝動装置とを有する機械油圧式伝動装置におい
て、入力軸に連結した油圧式伝動装置の油圧ポンプと、
入力軸と出力軸との間に配置し、機械式伝動装置あるい
は油圧モータからの動力を前記出力軸に伝える中間軸
と、中間軸と出力軸との間に配置し、少なくとも一つの
クラッチと一つの歯車列からなる増減速装置と、中間軸
に連結し、かつ、前記増減速装置のクラッチを介して油
圧式伝動装置の動力を伝える油圧モータと、機械油圧式
伝動装置により走行する車両に搭載された作業機を油圧
ポンプからの圧油を受けて作動するアクチュエータと、
出力軸の回転速度を検出する速度センサーと、出力軸の
速度センサーの信号を受けて、出力軸の回転速度が所定
値以下のときには、動力を油圧式伝動装置および増減速
装置を経て出力軸に出力するため、中間軸と出力軸との
間に配置した前記増減速装置のクラッチに接合を行う指
令と、油圧ポンプおよび油圧モータに吐出容積の増減を
行う指令を出力するとともに、機械式伝動装置のクラッ
チに切断および増減速装置のクラッチに接合する指令を
出力し、かつ、出力軸の回転速度が所定値以上のときに
は、動力を機械式伝動装置および増減速装置を経て出力
軸に出力するため、油圧ポンプおよび油圧モータの吐出
容積を減じ、かつ、機械式伝動装置のクラッチおよび増
減速装置のクラッチに接合する指令を出力する制御手段
と、油圧ポンプと油圧モータとの間に配設され、作業機
のアクチュエータに圧油を供給する油圧バルブからなる
ことを特徴とする。

機械油圧式伝動装置の第１発明、第２発明、第３発明
を主体とする第４発明では、作業機のアクチュエータに
圧油を供給する作業機用油圧バルブと、油圧式伝動装置
の油圧モータとは油圧ポンプに並列に接続されているこ
とを特徴とする。

機械油圧式伝動装置の第１発明、第２発明、第３発
明、第４発明を主体とする第５発明では、油圧バルブが
作業機のアクチュエータに圧油を供給するときは、出力
軸の回転速度が所定値以下、あるいはゼロのときである
ことを特徴とする。

機械油圧式伝動装置の制御方法の第６発明では、回転
速度制御手段を有する原動機の動力を受けて出力軸に機
械手段により伝達する機械式伝動装置と、回転速度制御
種を有する原動機の動力を受けた油圧ポンプからの吐出
圧油を受けて前記出力軸に動力を伝える油圧モータとか
らなる油圧式伝動装置とを有する機械油圧式伝動装置か
らなり、出力軸の回転速度に応じて、動力を油圧式伝動
装置、あるいは、機械式伝動装置のいずれかにより出力
軸に出力する機械油圧式伝動装置の制御方法において、
出力軸の回転速度が所定値以下のときに、機械油圧式伝
動装置により走行する車両に搭載された作業機を油圧式
伝動装置の油圧ポンプからの圧油で作動することを特徴
とする。

〔作用〕

上記構成によれば、本発明による機械油圧式伝動装置
の場合はポンプとモータとの間に油圧バルブ設け、前後
進を切換えるとともに中立のポートにすると出力軸には
動力が伝えられずポンプの吐出流量を他の油圧アクチュ
エータ等に利用することが出来る。さらにポンプとモー
タとの間に複数の油圧バルブを設けた場合には１個の油
圧バルブでは前後進を切換え、他の油圧バルブではポン
プの吐出流量を他の油圧アクチュエータ等に利用するこ
とが出来る。また、ポンプとモータを機械式伝動装置と
並べて設けたため装置を小さく出来る。

さらには、機械油圧式伝動装置の動力伝達に際してコ
ントローラにより制御されるクラッチ圧コントロール用
バルブを設け、出力軸の回転速度が所定値より大きい範
囲では機械式伝動装置のクラッチを接合し油圧式伝動装
置のクラッチを切断し伝達効率の良い機械式伝動装置で
動力を出力軸に伝え、出力軸の回転速度が所定値より小
さい範囲では機械式伝動装置のクラッチを切断するとと
もに油圧式伝動装置のクラッチを接合し動力を出力軸に
伝える。このクラッチの接合、切断の制御は制御部より
自動的に指令が出力されるため、オペレータが制御をす
る必要がない。このため、高速時には伝達効率が良いた
め損失動力を少なくすることが出来るとともに低速時に
は正転と逆転との間の出力回転速度を円滑に制御し得
る。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。第１
図は本発明の第１実施例を示す機械油圧式伝動装置の全
体構成図であり、速度制御手段を有する動力源１と、油
圧式伝動装置10と、制御装置20および機械式伝動装置30
とから構成されている。油圧式伝動装置10は動力源１に
より入力軸２を介して駆動されるよう連結された可変容
量形油圧ポンプ11（以下ポンプ11と云う。）と、ポンプ
11に配管12でつながれた可変容量形油圧モータ13（以下
モータ12と云う。）と、モータ13からの動力で出力軸14
を駆動するように連結されている。ポンプ11とモータ13
には吐出容積コントロール用バルブ15、16が設けられ制
御部21からの指令によりポンプ11の吐出容量と流出方向
およびモータ13の吐出容量を変えている。入力軸２には
速度センサー25が、また出力軸14には速度センサー25が
設けられ回転数を制御部21にフイードバックしている。
機械式伝動装置30は入力軸２に固着されたクラッチ31
と、入力軸２に回転自在に挿入された歯車32と、歯車32
に噛み合いかつ出力軸14に固着された歯車33よりなり、
ポンプ23の油圧を制御部21により制御されるクラッチ圧
コントロール用バルブ24を介してうけ、クラッチ31を接
合し出力軸14を回転させる。コントローラ等よりなる制
御部21には建設機械等の前後進を切換える切換えレバー
等の切換え手段26と、車両速度を制御するアクセルペタ
ル等の速度制御手段28が設けられて制御装置20を構成し
ている。

上記構成において次に作動について説明する。モータ
13および出力軸14の回転速度が所定値より小さい範囲で
は制御部21よりクラッチ圧コントロール用バルブ24に信
号を出し入力軸２に固着された機械式伝動装置30のクラ
ッチ31を切断し、油圧式伝動装置10により動力を出力軸
14に伝え、図示しない建設機械等の車体の起動輪100を
駆動するようになっている。

このとき、アクセルペタル等の速度制御手段28からの
信号により制御部21からポンプ11の吐出容積コントロー
ル用バルブ15とモータ13の吐出容積コントロール用バル
ブ16に信号を出しポンプ11とモータ13の吐出容量を制御
することにより、動力源１の回転速度の制御をしなくて
もモータ13若しくは出力軸14の回転速度を任意に設定出
来る。また建設機械等の前後進を切換える切換えレバー
等の切換え手段26からの信号により制御部21からポンプ
11に信号を出し、ポンプ11の吐出容量を負の領域にする
ことによりポンプ11の吐出方向を逆向きにすることによ
って出力軸14の回転方向を逆向きにすることが出来る。
このため、出力回転速度が所定値より小さい範囲におい
ては、正転と逆転との間の出力回転速度を円滑に制御し
得る。

つぎに、モータ13および出力軸14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または正回転の
制御がなされているときは、制御部21よりクラッチ圧コ
ントロール用バルブ24に信号を出し出力軸２に固着され
た機械式伝動装置30のクラッチ31を接合し歯車32、33を
介して動力を出力軸14に伝える。このとき、制御部21か
らの指令によりポンプ11の吐出容積コントロール用バル
ブ15を作動させるとともにモータ13の吐出容積コントロ
ール用バルブ16を作動させ、ポンプ11およびモータ13の
吐出容量をゼロとする。これによりモータ13によって吸
収される動力を最小にするとともに動力源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14に
伝えられる。このときの速度制御はアクセルペタル等の
速度制御手段27からの信号により制御部21から動力源１
の図示しない速度制御手段によって行なわれる。

第２図は本発明の第２実施例を示す。この図において
第１実施例と同一部品は同一符号を付し説明を省略す
る。油圧式伝動装置110には動力源１より入力軸２を介
して駆動されるよう連結されたポンプ11のポンプ軸111
にポンプ用クラッチ112が設けられている。また、モー
タ13からの動力はモータ軸113に設けられたモータ用ク
ラッチ114を介して出力軸14に伝えられる。ポンプ用ク
ラッチ112、モータ用クラッチ114はポンプ23の油圧を制
御部21により制御されるクラッチ圧コントローラ用バル
ブ121を介して受け接合する。

上記構成において、モータ13および出力軸14の回転速
度が所定値より小さい範囲では制御部21よりクラッチ圧
コントロール用バルブ24に信号を出し、入力軸２に固着
された機械式伝動装置30のクラッチ31を切断するととも
に制御部21よりクラッチ圧コントロール用バルブ121に
信号を出し、ポンプ用クラッチ112、およびモータ用ク
ラッチ114を接合し油圧式伝動装置110により動力を出力
軸114に伝え、図示しない建設機械等の車体の起動輪100
を駆動するようになっている。

つぎに、ポンプ11および出力軸14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または正回転の
制御がなされているときは、制御部21よりクラッチ圧コ
ントロール用バルブ24に信号を出し、入力軸２に固着さ
れた機械式伝動装置30のクラッチ31を接合するとともに
クラッチ圧コントロール用バルブ121に信号を出し、ポ
ンプ用クラッチ112、およびモータ用クラッチ114を切断
し動力を機械式伝動装置30で出力軸14に伝える。このた
め、ポンプ11、モータ12は回転しないので油圧式伝動装
置110に吸収される動力をゼロにすることが出来るとと
もに動力源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14に伝えられる。この例ではポンプ
用クラッチ112、およびモータ用クラッチ114を油圧式伝
動装置110に装置したが機械式伝動装置30に装置しても
良い。

第３図は本発明の第３実施例を示す。この図において
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により入力軸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、油圧バルブ203および配管204でつながれたモ
ータ13とからなり、モータ13からの動力はモータ13から
の中間軸205に固着された増減速装置220に入る。増減速
装置220では、増減速装置220の歯車221と、出力軸222に
回転自在に挿入された歯車223および出力軸222に固着さ
れたクラッチ224か、あるいは中間軸205に固着されたク
ラッチ225と、中間軸205に回転自在に挿入された歯車22
6と、出力軸222に固着された歯車227を介して出力軸222
を駆動するように連結されている。ポンプ11とモータ13
には吐出容積斜板コントロール用バルブ15、16が設けら
れ、制御部21からこの指令によりポンプ11の吐出容量お
よびモータ13吐出容量を変えている。油圧バルブ203に
は車両の前後進の切換えポート203a、203bおよび他の油
圧アクチュエータ（Ｃ）へのポート203cが設けられてい
る。クラッチ224およびクラッチ225は動力源１により駆
動されるポンプ23の油圧を制御部21により制御されるク
ラッチ圧コントロール用バルブ228および229を介してう
け、クラッチ224またはクラッチ225を接合し出力軸222
を回転させる。出力軸222には速度センサー22が設けら
れ回転数を制御部21にフイードバックしている。機械式
伝動装置250には第１実施例に設けられた歯車等の伝動
要素以外に入力軸201に固着されたクラッチ251と、入力
軸201に回転自在に挿入された歯車252と、中間歯車253
と、中間軸205に固着された歯車254とよりなり、前記ポ
ンプ23の油圧を制御部21により制御されるクラッチ圧コ
ントロール用バルブ24またはクラッチ圧コントロール用
バルブ255を介してうけ、クラッチ31またはクラッチ251
を接合し中間軸205を回転させる。中間軸205の回転は前
記増減速装置220を介して出力軸222を駆動する。入力軸
201には速度センサー25が設けられ回転数を制御部21に
フイードバックしている。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206と、車両速度を制御するアクセルペタル等
の速度制御手段27が設けられている。

上記構成において、建設機械等の車両を前後進をする
場合には切換え手段206を切換え、制御部21に信号を送
り油圧バルブ203を切換える信号を出させる。油圧バル
ブ203は信号を受け車両の前後進の切換えポート203aま
たは203b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のクラッチ31、251は切断され、増減速装置220のク
ラッチ224またはクラッチ225が出力軸222の回転速度に
合わせた制御部21の指令により接合されており油圧式伝
動装置200により動力を出力軸222に伝える。出力軸222
の速度制御はアクセルペタル等の速度制御手段27からの
信号により制御部21に記憶されたポンプ11とモータ13の
吐出容量比および歯車221と223または歯車226と227の歯
車比の組み合わせにより制御される。切換え手段206を
切換えず油圧バルブ203を中立のポート203cにすると出
力軸222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等に利用することが出来る。こ
のとき、建設機械等の車両は停止した状態で搭載された
作業機の油圧アクチュエータにポンプ11の吐出流量を供
給して作業機を作動することができる。また、本実施例
ではポンプ11および出力軸222の回転速度が所定値より
大きい範囲では出力軸222の回転方向が正逆回転にかか
わらず機械式伝動装置250のクラッチ31または251のいず
れかを接合するとともに、増減速装置220のクラッチ224
と225のいずれかを接合する。さらに第１実施例と同様
にポンプ11およびモータ13の吐出流量をゼロに設定する
ことにより、動力源１の動力は伝達効率の良い機械式伝
動装置250のみを介して出力軸222に伝えられる。このと
き、回転速度が所定値より大きい範囲ではポンプ11の吐
出流量はゼロに設定されるため、建設機械等の車両に搭
載された作業機は作動しない。またこのとき、クラッチ
31または251のいずれかを接合するかはアクセルペタル
等の速度制御手段27からの信号と、車両を前後進をする
場合の切換え手段206からの信号と、により制御部21の
指令によってクラッチ31または251のいずれかを接合す
る。なお、出力軸222に速度センサー22を設けて回転数
を制御部21にフイードバックしているがモータ13の中間
軸205に設けても良い。

第４図は本発明の第４実施例を示す。この図において
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300は動力源１により入力軸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、油圧バルブ203および配管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301、アクチュエータ用油圧バルブ302が接続され
図示しない他の油圧アクチュエータ用油圧バルブ（Ｄ）
へ給排油し駆動する。油圧バルブ203には車両の前後進
の切換えポート203a、203bおよび中立ポート203cが設け
られ中立時にはタンク303に油を戻している。

上記構成において、建設機械等の車両を前後進をする
場合には切換え手段206を切換え、制御部21に信号を送
り油圧バルブ203を切換える信号を出させる。油圧バル
ブ203は信号を受け車両の前後進の切換えポート203aま
たは203b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。他の油圧アクチュエータの
みを駆動するときは、切換え手段206を切換えずアクチ
ュエータ用油圧バルブ302を操作しポンプ11の油をポー
ト302a、302bを介して駆動する油圧アクチュエータに供
給する。またこのとき、車両を前後進する切換え手段20
6を切換えると油圧アクチュエータを駆動しながら車両
を前後進することが出来る。上記において、第３実施例
と同様に、回転速度が所定値より大きい範囲ではポンプ
11の吐出流量はゼロに設定されるため、建設機械等の車
両に搭載された作業機は作動しないで、回転速度が所定
値より小さい範囲で作業機の油圧アクチュエータポンプ
11の吐出流量を供給して作業機を作動することができ
る。

第３実施例、第４実施例において入力軸201をポンプ
に中間軸205をモータに、直に直結したが第２実施例と
同様にクラッチ112、114を介して接続しても良い。

なお、上記第１実施例から第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切換え手段か
らの信号により制御部からポンプに信号を出し、ポンプ
の容量を負の領域にすることにより出力軸の回転方向を
逆回転にしたがモータの容量を負の領域にすることによ
り行なっても良い。可変容量形油圧モータの代わりに固
定容量形油圧モータを設けても良い。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ことは云うまでもない。またポン
プとモータの間に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、パラレルお
よび複合回路を用いても良い。さらに、本実施例では油
圧式駆動装置の油圧回路は開回路のみについて述べたが
閉回路を用いても良いことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、油圧回路を切換
えることにより油圧ポンプの吐出流量を他のアクチュエ
ータに供給することが出来るため余分な動力を損失する
ことなしに油圧エネルギを利用することが出来る。ま
た、ポンプとモータを原動機に直結して接続し、かつ、
機械式伝動装置と並べて設けたため装置を小さく出来
る。さらに、機械油圧式伝動装置に機械式伝動装置と油
圧式伝動装置とを設け、出力軸の回転速度が所定値より
大きい範囲では機械式伝動装置で動力を伝えるため伝達
効率が良くなるとともに、所定値より小さい範囲では油
圧式伝動装置で動力を伝えるため正転の逆転との間の出
力回転速度を円滑に制御し得る伝動装置が得られる。ま
た複雑な機構を有する遊星歯車装置を用いていないため
構造が極めてシンプルになるとともに装置全体をコンパ
クトにでき安価に出来るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機械式伝動装置と、油圧式伝動装置と
からなる最も基本とする第１実施例の機械油圧式伝動装
置の全体構成図である。第２図は機械式伝動装置と、ポンプ駆動軸系にクラッチ
装置を設けた油圧式伝動装置とからなる第２実施例の機
械油圧式伝動装置の全体構成図である。第３図は機械式伝動装置と、油圧式伝動装置の出力軸系
のクラッチ装置を除いたことからなる第３実施例の機械
油圧式伝動装置の全体構成図である。第４図は油圧式伝動装置のポンプ駆動系の回路を開回路
とし、機械系と油圧系のギャ列を多段にした他の第４実
施例の機械油圧伝動装置の全体構成図である。第５図は従来の実施例を示す機械油圧式伝動装置の全体
構成図である。第６図は従来の実施例を示す機械油圧式伝動装置の全体
構成図である。第７図は従来の他の実施例を示す機械油圧式伝動装置の
全体構成図である。１……動力源、 2,201……入力軸、 10,110,110,200,……油圧式伝動装置、 11……可変容量形油圧ポンプ、 13……可変容量形油圧モータ、 32,33,221,223,225,227,,251,254……歯車、 12,222……出力軸、 31,112,113,224,225,251……クラッチ、 20……制御装置、21……制御部、 22,25……速度センサ、 26……切換え手段（前後進） 27……速度制御手段、 30,250……機械式伝動装置、 205……中間軸、 203……油圧バルブ， 302……アクチュエータ用油圧バルブ， 253……中間歯車、206……切換え手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転速度制御手段を有する原動機に接続し
た入力軸と、入力軸に並列に配置した出力軸と、入力軸
と出力軸との間に配置し、少なくとも一つのクラッチと
一つの歯車列からなる機械式伝動装置および油圧ポンプ
と該油圧ポンプからの吐出圧を受けて前記出力軸に動力
を伝える油圧モータとからなる油圧式伝動装置とを有す
る機械油圧式伝動装置において、入力軸に直接、あるい
はクラッチを介して連結した油圧式伝動装置の油圧ポン
プと、出力軸に直接、あるいはクラッチを介して連結し
た油圧式伝動装置の油圧モータと、機械油圧式伝動装置
により走行する車両に搭載された作業機を油圧ポンプか
らの圧油を受けて作動するアクチュエータと、油圧ポン
プと油圧モータとの間に配設され、作業機のアクチュエ
ータに圧油を供給する油圧バルブからなることを特徴と
する機械油圧式伝動装置。
【請求項２】回転速度制御手段を有する原動機に接続し
た入力軸と、入力軸に並列に配置した出力軸と、入力軸
と出力軸との間に配置し、少なくとも一つのクラッチと
一つの歯車列からなる機械式伝動装置および油圧ポンプ
と該油圧ポンプからの吐出圧を受けて前記出力軸に動力
を伝える油圧モータとからなる油圧式伝動装置とを有す
る機械油圧式伝動装置において、入力軸に直接、あるい
はクラッチを介して連結した油圧式伝動装置の油圧ポン
プと、出力軸に直接、あるいはクラッチを介して連結し
た油圧式伝動装置の油圧モータと、機械油圧式伝動装置
により走行する車両に搭載された作業機を油圧ポンプか
らの圧油を受けて作動するアクチュエータと、入力軸か
らの動力を機械式伝動装置の一つの歯車列に切断あるい
は伝達するクラッチと、出力軸の回転速度を検出する速
度センサーと、出力軸の回転速度が所定値以下のときに
は、動力を圧油式伝動装置により出力軸に出力するため
油圧ポンプおよび／あるいは油圧モータに吐出容積の増
減を行う指令を出力するとともに、機械式伝動装置への
クラッチを切断する指令を出力し、かつ、出力軸の回転
速度が所定値以上のときには、動力を機械式伝動装置に
て出力軸に出力するため機械式伝動装置へのクラッチを
接続する指令を出力するとともに、油圧ポンプおよび油
圧モータに吸収トルクを最小にする指令を出力する制御
手段と、油圧ポンプと油圧モータとの間に配設され、作
業機のアクチュエータに圧油を供給する油圧バルブから
なることを特徴とする機械油圧式伝動装置。
【請求項３】回転速度制御手段を有する原動機に接続し
た入力軸と、入力軸に並列に配置した出力軸と、入力軸
と出力軸との間に配置し、少なくとも一つのクラッチと
一つの歯車列からなる機械式伝動装置および油圧ポンプ
と該油圧ポンプからの吐出圧を受けて前記出力軸に動力
を伝える油圧モータとからなる油圧式伝動装置とを有す
る機械油圧式伝動装置において、入力軸に連結した油圧
式伝動装置の油圧ポンプと、入力軸と出力軸との間に配
置し、機械式伝動装置あるいは油圧モータからの動力を
前記出力軸に伝える中間軸と、中間軸と出力軸との間に
配置し、少なくとも一つのクラッチと一つの歯車列から
なる増減速装置と、中間軸に連結し、かつ、前記増減速
装置のクラッチを介して油圧式伝動装置の動力を伝える
油圧モータと、機械油圧式伝動装置により走行する車両
に搭載された作業機を油圧ポンプからの圧油を受けて作
動するアクチュエータと、出力軸の回転速度を検出する
速度センサーと、出力軸の速度センサーの信号を受け
て、出力軸の回転速度が所定値以下のときには、動力を
油圧式伝動装置および増減速装置を経て出力軸に出力す
るため、中間軸と出力軸との間に配置した前記増減速装
置のクラッチに接合を行う指令と、油圧ポンプおよび油
圧モータに吐出容積の増減を行う指令を出力するととも
に、機械式伝動装置のクラッチに切断および増減速装置
のクラッチに接合する指令を出力し、かつ、出力軸の回
転速度が所定値以上のときには、動力を機械式伝動装置
および増減速装置を経て出力軸に出力するため、油圧ポ
ンプおよび油圧モータの吐出容積を減じ、かつ、機械式
伝動装置のクラッチおよび増減速装置のクラッチに接合
する指令を出力する制御手段と、油圧ポンプと油圧モー
タとの間に配設され、作業機のアクチュエータに圧油を
供給する油圧バルブからなることを特徴とする機械油圧
式伝動装置。
【請求項４】請求項1,2,3記載の機械油圧式伝動装置に
おいて、作業機のアクチュエータに圧油を供給する作業
機用油圧バルブと、油圧式伝動装置の油圧モータとは油
圧ポンプに並列に接続されていることを特徴とする機械
油圧式伝動装置。
【請求項５】請求項1,2,3,4記載の機械油圧式伝動装置
において、油圧バルブが作業機のアクチュエータに圧油
を供給するときは、出力軸の回転速度が所定値以下、あ
るいはゼロのときであることを特徴とする機械油圧式伝
動装置。
【請求項６】回転速度制御手段を有する原動機の動力を
受けて出力軸に機械手段により伝達する機械式伝動装置
と、回転速度制御手段を有する原動機の動力を受けた油
圧ポンプからの吐出圧油を受けて前記出力軸に動力を伝
える油圧モータとからなる油圧式伝動装置とを有する機
械油圧式伝動装置からなり、出力軸の回転速度に応じ
て、動力を油圧式伝動装置、あるいは、機械式伝動装置
のいずれかにより出力軸に出力する機械油圧式伝動装置
の制御方法において、出力軸の回転速度が所定値以下の
ときに、機械油圧式伝動装置により走行する車両に搭載
された作業機を油圧式伝動装置の油圧ポンプからの圧油
で作動することを特徴とする機械油圧式伝動装置の制御
方法。