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機械油圧式伝動装置
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- 【要約】
【課題】出力軸の回転速度が大きい場合、油圧モータを駆動する油圧ポンプで使用される動力を最小にして、油圧ポンプにおける余分な動力を別の油圧ポンプと併合して作業機のアクチュエータ等に油圧エネルギーを有効に利用する。
【解決手段】機械油圧式伝動装置にあって、第２のポンプ９と油圧モータ２１とを接続する管路１２ａ，１４，１６，２０ａ，２０ｂに油圧モータ２１の回転方向を切り換える第２の切換弁１５と第２のポンプ９より作業機アクチュエータ１０あるいは第２の切換弁１５への連通路１２ｂ，１４を切り換える第１の切換弁１３とを配設し、第１の切換弁１３を切り換えて第２のポンプ９と第１のポンプ８の吐出油を合流させて作業機のアクチュエータ１０に利用する。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】動力源に連結される入力軸と、入力軸に固着される駆動歯車及びクラッチと、クラッチを介して連結する遊星歯車群と、駆動歯車に連動して駆動され作業機のアクチュエータに接続される第１のポンプと油圧モータを駆動するよう接続される第２のポンプと、油圧モータの主軸に固着され前記遊星歯車群と噛合する歯車とを備え、遊星歯車群よりの出力軸の回転速度が小さい低速ではクラッチを切断するとともに油圧モータからの動力を出力軸に伝え、出力軸の回転速度が大きい高速ではクラッチを接合して動力を出力軸に伝えるとともに、第２のポンプで使用される動力を最小にするようにした機械油圧式伝動装置において、前記第２のポンプと油圧モータとを接続する管路に油圧モータの回転方向を切換える第２の切換弁と第２のポンプより作業機のアクチュエータあるいは第２の切換弁への連通路を切り換える第１の切換弁とを配設し、第１の切換弁を切り換えて第２のポンプと第１のポンプの吐出油を合流させて作業機のアクチュエータに利用するようにしたことを特徴とする機械油圧式伝動装置。
【請求項２】前記第１のポンプを固定容量形ポンプにしたことを特徴とする請求項１に記載の機械油圧式伝動装置。
【請求項３】前記クラッチと第２の切換弁，油圧モータ，歯車，遊星歯車群等からなる油圧式伝動部とをユニット化したことを特徴とする請求項１に記載の機械油圧式伝動装置。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、建設機械等の車両を駆動する機械油圧式伝動装置に関し、特に、油圧ポンプにおける余分な動力を損失することなく、油圧エネルギーを有効に利用するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の機械油圧式伝動装置に関するものとして、第４図に示すものがある。これについて説明するに、この伝動装置は、エンジン（ＥＮＧ）１等の動力源に入力軸２が連結され、この入力軸２には駆動歯車３が固着され、端部には、クラッチ４を介して遊星歯車群５に連結されている。駆動歯車３は、さらに、歯車６，７を介して可変容量形ポンプ８，９に連動し、ポンプ８，９を回転駆動する。ポンプ８は、配管１１により作業機のアクチュエータ１０に接続されており、一方、ポンプ９は、配管１２ｃ，１２ｄ介して油圧モータ２１と接続されている。油圧モータ２１の主軸２１ａには、歯車２２およびブレーキディスク盤２３とが固着されており、この歯車２２は、さらに歯車２４を介して前記遊星歯車群５噛み合うようになっており、また、ブレーキディスク盤２３は、図示しない制御装置を介して作動するブレーキシリンダ２５に挟持され、油圧モータ２１の主軸２１ａの回転を停止させるようになっている。遊星歯車群５の出力軸５ａは、図示しない建設機械の車輪等に連結され、車体を駆動するようになっている。そして、出力軸５ａの回転速度が小さい低速では、図示しない制御部からの信号によりクラッチ４を切断するとともに油圧ポンプ，油圧モータ，遊星歯車群５等からなる油圧式伝動部からの動力を出力軸５ａに伝え、出力軸５ａの回転速度が大きい高速では、制御部よりの信号によりのクラッチ４を接合し、エンジン１からの動力を直接出力軸５ａに伝えるとともに、制御部からの指令によりポンプ９に使用される動力を最小にする一方、ポンプ８では作業機のアクチュエータ１０に必要な動力を供給するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例のものでは、出力軸の回転速度が大きい高速では図示しない制御部よりの信号によりクラッチを接合するとともに、油圧式伝動装置の動力を出力軸に伝えるとともに、制御部からの指令によりポンプによって使用される動力を最小にする一方、他のポンプでは作業機のアクチュエータ等に油圧を供給するようにしているが、油圧モータを駆動する油圧ポンプにおける余分な動力が利用されずに損失されており、油圧エネルギーが有効に利用されていないという問題がある。
【０００４】そこで、この発明は、出力軸の回転速度が大きい高速の場合に、油圧モータを駆動する油圧ポンプで使用される動力を最小にして、油圧モータを駆動する油圧ポンプにおける余分な動力を別の油圧ポンプと併合して作業機のアクチュエータ等に供給し、油圧エネルギーを有効に利用して、省エネに役立てる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、動力源に連結される入力軸と、入力軸に固着される駆動歯車及びクラッチと、クラッチを介して連結する遊星歯車群と、駆動歯車に連動して駆動され作業機のアクチュエータに接続される第１のポンプと油圧モータを駆動するよう接続される第２のポンプと、油圧モータの主軸に固着され前記遊星歯車群と噛合する歯車とを備え、遊星歯車群よりの出力軸の回転速度が小さい低速ではクラッチを切断するとともに油圧モータからの動力を出力軸に伝え、出力軸の回転速度が大きい高速ではクラッチを接合して動力を出力軸に伝えるとともに、第２のポンプで使用される動力を最小にするようにした機械油圧式伝動装置において、前記第２のポンプと油圧モータとを接続する管路に油圧モータの回転方向を切換える第２の切換弁と第２のポンプより作業機のアクチュエータあるいは第２の切換弁への連通路を切り換える第１の切換弁とを配設し、第１の切換弁を切り換えて第２のポンプと第１のポンプの吐出油を合流させて作業機のアクチュエータに利用する。
【０００６】第２の発明では、第１のポンプを固定容量形ポンプにする。
【０００７】第３の発明では、クラッチと第２の切換弁，油圧モータ，歯車，遊星歯車群等からなる油圧式伝動部とをユニット化する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明するに、前記従来例と同一構成要素に対しては同一の名称、符号を付して説明する。この実施の形態に関わる機械油圧式伝動装置には、図１に示すように、エンジン（ＥＮＧ）１等の動力源と、動力源に連結した歯車３，６，７、クラッチ４等で構成する機械式伝動部Ｍと、動力源に連動する油圧ポンプ８，９、切換弁１３，１５、油圧モータ２１、遊星歯車群５等からなる油圧式伝動部Ｈとが複合して構成されている。
【０００９】エンジン１等の動力源には入力軸２が直結されており、この入力軸２には駆動歯車３が固着され、端部は、クラッチ４を介して遊星歯車群５に連結されている。
【００１０】駆動歯車３は、さらに、歯車６，７を介して第１，２の可変容量形ポンプ８，９（以下第１，２のポンプ８，９という）に連動し、第１，２のポンプ８，９を回転駆動する。
【００１１】第１のポンプ８は、配管１１により作業機のアクチュエータ１０に接続されており、一方、第２のポンプ９は、配管１２ａを介して３ポート２ポジションを有する第１の切換弁１３のポートａに接続されている。
【００１２】第１の切換弁１３のポートｂは、配管１２ｂを介して前記作業機のアクチュエータ１０に連通する配管１１と接続されており、更に、ポートｃは、配管１４により４ポート３ポジションを有する第２の切換弁１５のポートｄに接続されている。
【００１３】第１の切換弁１３がポジションＡにあっては、第２のポンプ９は第１の切換弁１３のポートａ，ｂ，配管１２ｂを介して作業機のアクチュエータ１０に連通し、ポジションＢにあっては、第２のポンプ９は第１の切換弁１３のポートａ，ｃ，配管１４を介して第２の切換弁１５のポートｄにそれぞれ切り変わるようになっている。
【００１４】第２の切換弁１５のポートｅは、配管１６を介して第２のポンプ９の吸込側でタンク１７に連通する管路１８に設けたチェック弁１９の下流側に接続されている。
【００１５】第２の切換弁１５のポートｆ，ｇは、配管２０ａ，２０ｂを介して固定容量形油圧モータ（以下油圧モータという）２１に接続されている。
【００１６】第２の切換弁１５がポジションＣ，Ｄ，Ｅに切り換わることにより油圧モータ２１は、正転、逆転、停止するようになっている。
【００１７】油圧モータ２１の主軸２１ａには、歯車２２およびブレーキディスク盤２３とが固着されており、この歯車２２は、さらに歯車２４を介して前記遊星歯車群５に噛み合うようになっており、また、ブレーキディスク盤２３は、図示しない制御装置を介して作動するブレーキシリンダ２５に挟持され、油圧モータ２１の主軸２１ａの回転を停止させることができるようになっている。
【００１８】遊星歯車群５の出力軸５ａは、図示しない建設機械の車輪等に連結され、車体を駆動するようになっている。
【００１９】次にその作用について説明する。今、エンジン１が駆動されると、入力軸２に固着した駆動歯車３が回転し、歯車６，７を介して第１，２のポンプ８，９が駆動され、タンク１７より吸引されて吐出する第１のポンプ８の吐出油は、直接作業機のアクチュエータ１０に、また、タンク１７よりチェック弁１９を介して吸引され吐出する第２のポンプ９の吐出油は、第１の切換弁１３がポジションＡにあっては、ポートａ，ｂ、配管１２ｂを介して、作業機のアクチュエータ１０へと合流して供給されるようになっている。
【００２０】図示しない建設機械の車体を駆動する場合には、第１の切換弁１３をポジションＢに、第２の切換弁１５をポジションＣあるいはＥに操作すると、第２のポンプ９の吐出油は、第１，２の切換弁１３，１５を介して油圧モータ２１に供給され、油圧モータ２１が正転あるいは逆回転し、油圧モータ２１の主軸２１ａに固着した歯車２２に連動する歯車２４，遊星歯車群５を介して出力軸５ａが回動して、図示しない建設機械の車輪等に連結された車体を駆動する。
【００２１】出力軸５ａの回転速度が小さい低速の場合では、エンジン１に直結した入力軸２に設けられたクラッチ４を図示しない制御装置により切断し、エンジン１からの直接の動力を出力軸５ａに伝えず、第２のポンプ９による油圧モータからの動力のみを伝える。
【００２２】そして出力軸５ａの回転速度が大きい高速の場合では、入力軸２に設けたクラッチ４を図示しない制御装置により接合し、遊星歯車群５を介してエンジン１からの直接の動力を出力軸５ａに動力を伝えるとともに、第２のポンプ９で使用する動力を図示しない制御装置により最小にする。
【００２３】第２のポンプ９で使用される動力が最小になった時点で、図示しない制御装置を介して作動するブレーキシリンダ２５でブレーキディスク盤２３を挟持して、油圧モータ２１の出力軸２１ａの回転を停止させ、油圧モータ２１が回転しなくなった状態で、第２の切換弁１５をポジションＤに、第１の切換弁１３をポジションＡに切換えると、出力軸５ａには油圧モータ２１からの動力が伝わらなくなり、エンジン１からの直接の動力が、入力軸２，クラッチ４，遊星歯車装置５を介して出力軸５ａに伝えられて、第１，２のポンプ８，９の吐出油は、作業機のアクチュエータ１０に合流して供給される。
【００２４】出力軸５ａを回転する必要がなく、停止して作業する場合は、第１の切換弁１３をポジションＡに切換えておけば、第１のポンプ８と第２のポンプ９の吐出流量を合流して作業機のアクチュエータ１０に利用することができ、また、作業機のアクチュエータ１０で使用する流量が少なく、第１のポンプ８で十分な場合には、第１の切換弁１３をポジションＢに切換えれば、第２のポンプ９は第１の切換弁１３のポートａ，ｃ、第２の切換弁１５のポートｄ，ｅを介して第２のポンプ９の吸込側にアンロードされ、不用な動力を節約できる。
【００２５】このように、機械油圧式伝動装置において、前記第２のポンプ９と油圧モータ２１とを接続する管路に油圧モータ２１の回転方向を切換える第２の切換弁１５と第２のポンプ９より作業機のアクチュエータ１０あるいは第２の切換弁１５に切り換える第１の切換弁１３とを配設し、出力軸５ａの回転速度が大きい高速で、クラッチ４を接合して動力源の動力を直接出力軸５ａに伝えるとともに、第２のポンプ９で使用される動力を最小にするとともに、第１の切換弁１３を切り換えて第２のポンプ９と第１のポンプ８の吐出油を合流させて作業機のアクチュエータ１０等に利用するようにしたので、油圧エネルギーを有効に利用でき、省エネに役立てることができるとともに、作業機のアクチュエータ１０用の第１のポンプ８の吐出容量を小さくでき、形状も小型となり、取り付けスペースに余裕ができ、組付け調整が容易になり、コストダウンができる。
【００２６】次に、第２図に示す第２の実施に形態は、複数ある可変容量形油圧ポンプの内、吐出容量を可変する必要がないポンプを固定吐出ポンプにしたもので、その他は第１の実施の形態と同じであり、ここでは相違する構成についてのみ説明し、他の構成要素の詳細については省略する。そこで、第２の実施の形態における油圧ポンプは、吐出容量を可変する必要がない作業機用アクチュエータ１０等に使用する第１のポンプを固定容量形ポンプ８ａにしたものであり、固定容量形ポンプ８ａの規格吐出量を越える吐出量においては、第２のポンプ９より必要量を切換弁１３を介して合流させるようにしたものであり、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するとともに、固定容量形ポンプ８ａにしたことによる吐出量を変化させる機構がなく簡単になり、安価になる。
【００２７】更に、第３図に示す第３の実施に形態は、切換弁１５、油モータ２１、歯車，遊星歯車群５、クラッチ４等を一体的なユニットＵにした構成のみを相違したもので、その他は第１の実施の形態と同じであり、ここでは構成要素の詳細については省略するとともに作用効果についても前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するとともに、ユニット化したことにより組み立て調整が容易となり、コストダウンが図れる。
【００２８】
【発明の効果】第１の発明によれば、出力軸の回転速度が大きい高速で、クラッチを接合して動力源の動力を直接出力軸に伝えるとともに、ポンプで使用される動力を最小にするようにした機械油圧式伝動装置にあって、第２のポンプと油圧モータとを接続する管路に油圧モータの回転方向を切換える第２の切換弁と第２のポンプより作業機のアクチュエータあるいは第２の切換弁への連通路を切り換える第１の切換弁とを配設し、第１の切換弁を切り換えて第２のポンプと第１のポンプの吐出油を合流させて作業機のアクチュエータ等に利用するようにしたので、油圧エネルギーを有効に利用でき、省エネに役立てることができるとともに、作業機のアクチュエータ用の第１のポンプの吐出容量を小さくでき、形状も小型となり取り付けスペースに余裕ができ、組付け調整が容易となり、コストダウンが図れる効果がある。
【００２９】第２の発明によれば、第１のポンプを固定容量形油圧ポンプとしたので、吐出量を変化させる機構がなく簡単になり、安価になる。
【００３０】第３の発明によれば、クラッチと第２の切換弁，油圧モータ，歯車，遊星歯車群等からなる油圧式伝動部とをユニット化したので、組み立て調整が容易となり、コストダウンが図れる。
- 【公開番号】特開平１１−３７２５０
【公開日】平成１１年（１９９９）２月１２日
【発明の名称】機械油圧式伝動装置
【発明者】
【氏名】川崎 治彦
【氏名】三田村 正
- 【出願番号】特願平９−２０８６６６
【出願日】平成９年（１９９７）７月１７日
【出願人】
【識別番号】００００００９２９
【氏名又は名称】カヤバ工業株式会社
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