專利名稱：液壓機械式變速裝置及安裝了該變速裝置的車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由可變?nèi)萘康幕钊?馬達構成的靜液壓式變速裝置和機械式變速裝置組合而成的液壓機械式變速裝置(Hydro-MechanicalTrans mission，簡稱HMT)，以及安裝了該變速裝置的車輛。特別是屬于象3輪或4輪的車輛(buggy)等全地勢車輛(All-Terrain Vhiecle，簡稱ATV)、拖拉機、或者摩托車等在駕駛座下安裝了變速裝置的情況的傳動軸(輸出入軸)的布置情況的技術領域。
例如，在日本國公開的特許公報特開平7-113454號中，公開了一種把由機械式變速裝置(Mechanical Transmission，簡稱MT)和靜液壓式變速裝置組合成的液壓機械式變速裝置用到摩托車這樣的一種裝置。這種液壓機械式變速裝置為，將構成靜液壓式變速裝置的斜板式活塞泵和活塞馬達相向配置在同一軸心上，使這個泵及馬達的氣缸體和中心的輸出軸一體化，來把整個液壓機械式變速裝置搞成圓筒狀，將其同齒輪列等一樣設計。具體地來講，在橫放在車體輸出軸上的單氣缸發(fā)動機的后方，讓上述液壓機械式變速裝置平行于曲軸，即向車體的左右兩邊延伸，而且，將一級減速機構和二級減速機構各自分置于液壓機械式變速裝置的左右，而使變速裝置整體不超出發(fā)動機的左右。
但是，在上述迄今為止的變速裝置中，由于在同一軸心上相向配置了軸向長度較長的斜板式活塞泵和活塞馬達，就無法避免整體在軸向上變長，為此，特別是象全地勢車輛、摩托車等那樣的在駕駛者的坐椅下配置變速裝置的車輛中，為避免與這個駕駛者的腳的相互影響，該變速裝置的各構成部分的布置設計實際上受到很大的限制。
還有，由于以上所述泵/馬達的相向配置，包括該泵/馬達的靜液壓式變速裝置部分必然會靠向變速裝置的內(nèi)側(cè)，與機械式變速裝置相比，很難充分冷卻發(fā)熱大的靜液壓式變速裝置，而各種故障也就容易由于工作油溫的上升而發(fā)生。并且，不容易維修保養(yǎng)靠近變速裝置內(nèi)側(cè)的靜液壓式變速裝置部分，更何況無法單獨試運行該靜液壓式變速裝置部分，因此，我們擔心靜液壓式變速裝置的可靠性會下降，作為變速裝置整體的耐久可靠性也遭受到破壞。
還有，由于這樣使靜液壓式變速裝置部分靠近變速裝置內(nèi)側(cè)以后就不得不使該靜液壓式變速裝置的工作油，發(fā)動機油還有齒輪油，共用同一種油。但是，一般情況下靜液壓式變速裝置的工作油，不用說發(fā)動機油，就是與齒輪油相比，各自的適當?shù)挠蜏貤l件也大不相同，所以適當?shù)鼐S持這種工作油的特性很難，而且，容易發(fā)生工作油的變質(zhì)、混入油渣等不良現(xiàn)象。
本發(fā)明就是克服了現(xiàn)有技術中的不足，其目的在液壓機械式變速裝置的，尤其是在靜液壓式變速裝置部分的配置上下工夫，縮短該變速裝置整體的軸向尺寸，同時提高布置設計的自由度，還提高靜液壓式變速裝置部分的冷卻性和保養(yǎng)性。
第一發(fā)明，包括輸入軸(25)；輸出軸(26)；有設置在該輸入軸(25)和輸出軸(26)之間的差動齒輪機構(28)的機械式變速裝置(23)；及包括連接于上述輸入軸(25)的液壓泵(30)、借助閉合回路(32)連接在該液壓泵(30)上，同時通過上述差動齒輪機構(28)連接在輸出軸(26)上的液壓馬達(31)，且該液壓泵(30)及液壓馬達(31)中至少一個是可變?nèi)萘康撵o液壓式變速裝置(24)的液壓機械式變速裝置(T)為前提。
將上述輸入軸(25)和輸出軸(26)相互并列配置，在這個輸入軸(25)的軸向一端連接上述液壓泵(30)，另一方面，該輸入軸(25)的軸向另一端與為驅(qū)動(13)的軸(13a)相連，并且，讓該軸兩端之間的中間部分一體回轉(zhuǎn)上述機械式變速裝置(23)中的輸入齒輪(27)。還有，在上述輸出軸(26)的軸向一端連接著上述差動齒輪結構(28)，而且，在差動齒輪結構(28)的上述一端上連接著上述液壓馬達(31)。
如該發(fā)明的做法，首先，將液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)和輸出軸(26)相互平行配置，由于輸入一側(cè)的液壓泵(30)和輸出一側(cè)的液壓馬達(31)不同軸心，所以由該液壓泵(30)及液壓馬達(31)組成的靜液壓式變速裝置(24)在軸向上長度可自然縮短，還有，靜液壓式變速裝置(24)的配置設計的自由度也增大。
還有，例如，將液壓機械式變速裝置(T)裝載到車輛(A)上將液壓機械式變速器(T)接到驅(qū)動源(13)上的狀態(tài)下，在該驅(qū)動源(13)的軸(13a)方向上，在一端順次配置著液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)和液壓泵(30)的同時，與其并列地順次排列著輸出軸(26)，差動齒輪機構(28)及液壓馬達(31)。也就是說，液壓機械式變速裝置(T)做為一個整體被配置在驅(qū)動源(13)的軸向一端，同時，在這個液壓機械式變速裝置(T)內(nèi)由上述液壓泵(30)及液壓馬達(31)制成的靜液壓式變速裝置(24)部分，被設置在相對來講遠離驅(qū)動源(13)，靠車體外側(cè)的位置。
在此，一般的講，因為驅(qū)動源(13)是被設置在車輛(A)的中心軸附近，如上所述，在驅(qū)動源(13)的軸向一側(cè)，設置在離開該驅(qū)動源(13)的位置上的靜液壓式變速裝置(24)，相對于動力傳動系統(tǒng)而言，處于偏出車中心線的位置。由此，例如由于行駛中的風力作用，對靜液壓式變速裝置(24)部分的冷卻就變得容易進行了。還因為容易進行位于車中心線外側(cè)的靜液壓式變速裝置(24)的維修保養(yǎng)，也就提高了其信賴性，從而也提高了液壓機械式變速裝置(T)整體的耐久性和信賴性。
進一步講，由于偏外設置了靜液壓式變速裝置(24)部分，所以將該靜液壓式變速裝置(24)的工作油分離于其他齒輪油，使其形成獨立循環(huán)的結構就變得較為容易。采用如此做法，恰當?shù)鼐S持靜液壓式變速裝置(24)工作油的特性就變得容易，不會再發(fā)生變質(zhì)及混入油泥等不良情況。
第二發(fā)明中，將液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)連接成直接接收驅(qū)動源(13)的軸(13a)的輸出扭力的形式。
由此，省掉了驅(qū)動源(13)和液壓機械式變速裝置(24)之間的一級減速機構，就可以謀求減輕動力傳動系統(tǒng)的重量，實現(xiàn)小型化和降低成本的目的。
第三發(fā)明中，靜液壓式變速裝置(24)的箱體(81)和機械式變速裝置(23)的箱體(80)制成分體式結構。
如此做，因可以容易地從液壓機械式變速裝置(T)上卸下位于外側(cè)的靜液壓式變速裝置(24)部分，在更容易維修保養(yǎng)的基礎上，還可能單獨進行靜液壓式變速裝置(24)的試運行，所以，更進一步提高靜液壓式變速裝置(24)及液壓機械式變速裝置(T)整體的信賴性。
第四發(fā)明中，在液壓機械式變速裝置(T)的輸出軸(26)的軸向的另一端連接副變速裝置(14)。
如果這樣做，盡管通過副變速裝置(14)使變速組合范圍變寬，而另一方面，必須在動力傳動系統(tǒng)中確保副變速裝置(14)的配置空間。并且，為確保該空間，由第1方面的發(fā)明，能夠增大液壓機械式變速裝置(T)中的各組成部分的配置設計的自由度。
第五發(fā)明中，以裝載了把來自驅(qū)動源(13)的輸出動力經(jīng)過變速再傳給車輪(12)、(16)一側(cè)的變速裝置的車輛為對象，首先，上述驅(qū)動源(13)是將其軸(13a)裝載在垂直于車輛(A)中心軸的車體橫方向上。還有，上述變速箱包括輸入軸(25)、輸出軸(26)、有設置于該輸入軸(25)和輸出軸(26)之間的差動齒輪結構(28)的機械式變速裝置(23)、連接在上述輸入軸(25)上的液壓泵(30)、通過閉合回路(32)連接在該液壓泵(30)上的，同時通過差動齒輪結構(28)連接在輸出軸(26)上的液壓馬達(31)、其中，該液壓泵(30)及液壓馬達(31)中至少一個是可變?nèi)萘康撵o液壓式變速裝置(24)，的液壓機械式變速裝置(T)。
并且，從車體的橫向上看，在驅(qū)動源(13)中心的一側(cè)設置上述機械式變速裝置(23)及靜液壓式變速裝置(24)，平行于驅(qū)動源(13)的軸(13a)沿著車寬方向延伸，并順著車體前后方向相互并列且分離地配置上述輸入軸(25)及輸出軸(26)。而且，在上述輸入軸(25)的車寬方向的一端連接上述液壓泵(30)，而在另一端連接驅(qū)動源(13)的軸(13a)，且在這兩端之間的輸入軸(25)的上述機械式變速裝置(23)上設置一起旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪(27)。還有，上述輸出軸(26)的車寬方向上的一端連接上述差動齒輪機構(28)，進一步在這個差動齒輪機構(28)的車寬方向一側(cè)連接上述液壓馬達(31)而構成。
如裝載了上述構成的液壓機械式變速裝置(T)的車輛(A)，與第一發(fā)明相同，液壓機械式變速裝置(T)的靜液壓式變速裝置(24)部分的配置設計的自由度高，即便是相對于橫置于車輛(A)的驅(qū)動源(13)并列配置該液壓機械式變速裝置(T)，也可以在控制車寬方向尺寸增大的同時，在動力傳動系統(tǒng)的車寬方向一端配置了靜液壓式變速裝置(24)部分，同樣可以得到大幅度提高冷卻及維修保養(yǎng)的效果。
第6發(fā)明為，上述第5的發(fā)明中的液壓機械式變速裝置(T)的至少一部分配置于車輛(A)的駕駛座的下方的發(fā)明。
這種情況下，因為會產(chǎn)生駕駛員的腳與液壓機械式變速裝置(T)的相互干涉問題，正如上述第5發(fā)明的特別在控制液壓機械式變速裝置(T)的車寬方向增大的方面有效。
本發(fā)明的效果是，根據(jù)本發(fā)明，由于并列配置了液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)和輸出軸(26)，所以可以提高該液壓機械式變速裝置(T)的靜液壓式變速裝置(24)部分的配置設計的自由度。并且，液壓機械式變速裝置(T)的整體小型化成為可能。還有，在液壓機械式變速裝置(T)外側(cè)配置了靜液壓式變速裝置(24)部分，即在裝配車輛時，裝配在外側(cè)的位置，所以靜液壓式變速裝置(24)的冷卻就變得容易，維修保養(yǎng)性也得到了提高。從而進一步提高了耐久性和可信度。在此基礎上，還能進一步將靜液壓式變速裝置(24)的工作油和齒輪油等分離，制成使其各自獨立循環(huán)的構成，由此能容易地維持工作油的特性。
根據(jù)第2發(fā)明，省掉了驅(qū)動源(13)和液壓機械式變速裝置(24)之間的一級減速機構，就可以減輕動力傳動系統(tǒng)的重量，實現(xiàn)小型化和降低成本。
根據(jù)第3發(fā)明，因為可以容易地只從液壓機械式變速裝置(T)上拆下靜液壓式變速裝置(24)部分，就更容易進行維修保養(yǎng)靜液壓式變速裝置(24)，從而進一步提高了液壓機械式變速裝置(T)整體的信賴性。
根據(jù)第4發(fā)明，在確保動力傳動系統(tǒng)中的副變速器(14)的配置空間的基礎上，第一發(fā)明的效果就變得特別有效。
還有，本發(fā)明所涉及的裝配了液壓機械式變速裝置(HMT)的車輛，可以得到與第一發(fā)明相同的效果，特別是，因為可以控制液壓機械式變速裝置(T)在車寬方向上的尺寸增大，所以不僅可提高駕駛座的舒適性，還由于可以在車輛(A)的側(cè)向上配置液壓機械式變速裝置(T)中的靜液壓式變速裝置(24)，可以得到大幅度提高其冷卻性及維修保養(yǎng)性的良效(第5發(fā)明)。這個效果對解決液壓機械式變速裝置(T)和駕駛員的腳容易相互影響的情況特別有效(第6發(fā)明)。
圖2是表示從車體上方看全地勢車輛的動力傳動系統(tǒng)時的狀態(tài)模式圖。
圖3是表示液壓機械式變速裝置結構的剖面圖。
圖4是表示液壓機械式變速裝置結構的配置圖。
圖5是實施例2所涉及的相當于圖2的圖。
圖6是實施例2所涉及的相當于圖3的圖。
圖7是實施例3所涉及的相當于圖3的圖。
(實施例1)以下就結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例1。這個實施例是本發(fā)明所涉及的裝載了液壓機械式變速裝置(HMT)(T)的4輪驅(qū)動全地勢車輛(A)。

圖1表示全地勢車輛(A)的外觀，符號(1)是省略了細節(jié)的車體底盤。在這個車體底盤(1)的上方，從前向后配置了設有前左右擋泥板(2)、(2)的前發(fā)動機罩(3)，方向把(4)，燃料箱(5)，椅子(駕駛座)(6)，及設有后左右擋泥板(7)、(7)的后發(fā)動機罩(8)。
在上述前發(fā)動機罩(3)的下方車體最前部分設置了與保險杠(9)一體的下發(fā)動機罩(10)，在其后方左右兩側(cè)通過懸架前避震(11)聯(lián)接的前車輪(12)、(12)。還有，從上述燃料箱(5)的下方到駕駛座(6)的下方配置有由發(fā)動機(13)(驅(qū)動源)、液壓機械式變速裝置(T)及副變速器(14)組成的動力傳動系統(tǒng)。液壓機械式變速裝置(T)基本在駕駛座(6)的正下方。并且，在動力傳動系統(tǒng)的后方，車體(1)的左右兩側(cè)各通過懸架后避震(圖中未示)聯(lián)接的后輪(16)。
圖2示意性地表示了從車體上方看全地勢車輛(A)的自發(fā)動機(13)至車輪(12)、(16)的動力傳動系統(tǒng)時所看到的結構。該發(fā)動機(13)、朝著全地勢車輛(A)的車寬方向上裝載了曲軸(13a)。在這個發(fā)動機(13)的右側(cè)(車寬方向一側(cè))接著曲軸箱配置了液壓機械式變速裝置(T)，這個液壓機械式變速裝置(T)的后端部分比發(fā)動機(13)曲軸箱的后端部更往車身后方延伸，其左側(cè)(車寬方向的另一側(cè))，也就是在發(fā)動機(13)的車體后方，配置了副變速器(14)和改變來自該副變速裝置(14)的輸出回轉(zhuǎn)方向的一對錐型齒輪(17)、(17)。其中被驅(qū)動一側(cè)的錐型齒輪(17)設置在車體(1)的下方沿車身前后方向延伸的傳動軸(18)上。該傳動軸(18)的前后端部各自通過差動齒輪(19)、(19)與前車軸(20)和后車軸(21)相連。換句話講，在車寬方向上液壓機械式變速裝置(T)設置的比發(fā)動機(13)的中心靠右，位于傳動系統(tǒng)車寬方向的外側(cè)。
上述液壓機械式變速裝置(T)，先將從發(fā)動機(13)的曲軸(13a)輸入的扭力分為兩部分，再分別由機械式變速裝置(MT)(23)及靜液壓式變速裝置(HST)(24)傳出，最后，由該機械式變速裝置(23)中的行星齒輪機構(28)(差動齒輪機構)合成而輸出。也就是說，如圖3及圖4所示，上述機械式變速裝置(23)是由直接連接于從發(fā)動機(13)的車體右側(cè)伸出的曲軸(13a)一端的輸入軸(25)；設在這個輸入軸(25)的中間部分且與花鍵軸一起旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪(27)；及與輸出軸(26)配置在同一軸心上，且接收來自上述輸入齒輪(27)的輸入扭力的行星齒輪機構(28)組成。還有，上述靜液壓式變速裝置(24)由閉合回路(32)連接的斜板式軸向活塞泵(30)(以下稱其為活塞泵)和斜板式軸向活塞馬達(31)(以下只稱其為馬達)組成。
上述機械式變速裝置(23)的行星齒輪機構(28)，由設在馬達(31)的軸(33)上且與它一起旋轉(zhuǎn)的恒星齒輪(34)；與該恒星齒輪(34)咬合且在其周圍邊自轉(zhuǎn)邊公轉(zhuǎn)的多個行星式齒輪(35)(圖中只顯示一個)；其內(nèi)周的內(nèi)齒咬合在行星式齒輪(35)上，同時在外周上形成咬合輸入齒輪(27)的咬合環(huán)形齒輪(36)；設置在輸出軸(26)的一端與一體旋轉(zhuǎn)的支撐上述多個行星式齒輪(35)各自自由旋轉(zhuǎn)的行星式支架(37)所組成。
而且，上述輸入軸(25)的扭力，其中一部分通過輸入齒輪(27)傳給行星齒輪機構(28)中的環(huán)形齒輪(36)，剩下的扭力則通過活塞泵(30)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛪毫Γㄟ^閉合回路(32)傳給馬達(31)，再由該馬達(31)轉(zhuǎn)變?yōu)榕ち鹘o馬達軸(33)上的恒星齒輪(34)。這樣，從各自回轉(zhuǎn)的環(huán)形齒輪(36)、恒星齒輪(34)傳給與其咬合的多個行星式齒輪(35)的扭力被合成，從行星式支架輸出給輸出軸(26)。
進一步說明上述液壓機械式變速裝置(T)的結構，如圖3所示，上述機械式變速裝置(23)和靜液壓式變速裝置(24)被一體地設置在一個機箱中。也就是，液壓機械式變速裝置(T)的箱本體(40)被隔離為輸入軸(25)的軸向一側(cè)(車體右側(cè))和反向的另一側(cè)(車體左側(cè))，自間壁部分(40a)起車體右側(cè)的部分的開口端由端蓋(41)封閉，這一部分為把靜液壓式變速裝置(24)的活塞泵(30)和馬達(31)一起收容起來的在靜液壓式變速裝置收容部分(40b)。還有，自這個箱本體(40)中的間壁部分(40a)起車體左側(cè)的部分由外殼(42)封閉，其內(nèi)部為收容機械式變速裝置(23)的收容部分(42c)。
在這個實施例中，液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)與活塞泵(30)的泵軸制成一體，這個一體的輸入軸(25)在箱本體(40)的車體前方一側(cè)(圖的上側(cè))，按照外殼(42)至間壁部分(40a)再到端蓋(41)的順序沿車寬方向配置。并且，輸入軸(25)在分別給該外殼(42)，間壁部分(40a)及端蓋(41)配置的滾動軸承(45)、(46)、(47)支撐下，自由自在地旋轉(zhuǎn)。換種說法，上述輸入軸(25)，以圖中假想線C所示位置為界線，由接收來自曲軸(13a)的扭力的原輸入軸部分(25a)和具有泵軸之功能的泵軸部分(25b)一體制成的。此外，輸入軸(25)和泵軸各自分別制成，再用聯(lián)軸節(jié)等將它們結合起來亦可。
另一方面，液壓機械式變速裝置(T)的輸出軸(26)，在箱本體(40)的車體后方一側(cè)(圖的下側(cè))平行上述輸入軸(25)沿車寬方向配置，同時該輸出軸(26)亦在制成從外殼(42)外側(cè)(圖的左側(cè))突出的圓筒狀先端部分(42a)內(nèi)，由配置在其先端部分(42a)內(nèi)的兩個滾動軸承(48)、(48)支持著自由自在地旋轉(zhuǎn)。換言之，上述輸入軸(25)及輸出軸(26)沿車寬方向延伸平行于發(fā)動機(13)的曲軸(13a)，沿車體前后方向相互分離并列配置。還有，該輸出軸(26)與馬達(31)的軸(33)位于同一軸心上，車體的左側(cè)(車寬方向的另一側(cè))的端部，由圖中未示的聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接在副變速器(14)的主軸上，另一方面，車體右側(cè)(車寬方向一側(cè))的端部接在行星齒輪機構(28)中的行星式托架(37)上。
上述馬達軸(33)穿過箱主體(40)的隔壁部分(40a)沿車寬方向延伸，馬達軸(33)由該間壁(40a)及端蓋(41)各自配設的滾動軸承(49)、(50)支撐其自由地旋轉(zhuǎn)。并且，在穿通該間壁部分(40a)，伸到機械式變速裝置收容部分(40c)的內(nèi)部的馬達軸(33)上，從間壁部分(40a)起，由近向遠配置著行星齒輪機構(28)中的環(huán)形齒輪(36)，恒星齒輪(34)，及行星式托架(37)。上述環(huán)形齒輪(36)，由在馬達軸(33)上，借助軸承(51)、(51)自由旋轉(zhuǎn)的圓形板塊部分(36a)和安裝在這個板的外周面上的圓環(huán)狀齒輪部分(36b)制成，在該齒輪部分(36b)的內(nèi)周一側(cè)，制成從外側(cè)咬合行星齒輪(35)的內(nèi)齒，還在外周一側(cè)制成了與輸入齒輪(27)咬合的外齒。
還有，上述恒星齒輪(34)在馬達軸(33)上由花鍵軸帶動和軸(33)一起旋轉(zhuǎn)，從內(nèi)側(cè)和位于它與上述環(huán)形齒輪(36)之間的行星齒輪(35)咬合。再有，上述行星式支架(37)包括有伸出輸出軸(26)的端部，由花鍵軸環(huán)形一體固定的筒狀部分(37a)。在這個筒狀部分(37a)的一側(cè)設有直徑相對較大的闊徑部分(37b)和圓盤狀的凸緣(37c)。通過嵌壓在闊徑部分(37b)內(nèi)部的滾動軸承(52)，將這兩部分安裝在靠近馬達軸(33)車寬方向另一側(cè)的端部，且能自由旋轉(zhuǎn)。這個行星式支架(37)的凸緣(37c)上，在圓周方向上等間隔配設了多個銷(53)、(53)…(圖中只示了一個)。各個行星式支架(35)嵌合在這個銷(53)上的滾動軸承(54)支撐著，且能自由旋轉(zhuǎn)。
總而言之，機械式變速裝置(23)的行星齒輪機構(28)，位于輸出軸(26)的車體右側(cè)，連接在該輸出軸(26)的車體右側(cè)的端部，另一方面，也隔著箱本體(40)的隔壁部分(40a)接在位于車體右側(cè)的馬達(31)的軸(33)上。尚，該馬達軸(33)以圖中假想線C’所示位置為界，分為行星齒輪機構(28)的中心軸與原來的馬達軸(33)，這兩個軸在該部位由聯(lián)軸節(jié)等結合亦可。
接下來，詳細說明靜液壓式變速裝置(24)的活塞泵(30)的結構。這個活塞泵(30)，在輸入軸(25)的泵軸部分(25b)上設置有與其一體的缸筒(56)，圖中盡管未詳細表示，在該缸筒(56)內(nèi)部，以軸心(X)為中心的圓周上，隔一定間隔設置了多個缸腔(57)、(57)…。在各個缸腔(57)的軸向一側(cè)(圖的右側(cè))另外制成進出油孔(58)，好讓缸筒(56)在軸向一側(cè)的端面開口，另一方面，各個缸腔(57)的另一端在缸筒(56)軸向另一側(cè)的端面開口，可讓活塞(59)進行往復運動。
上述缸筒(56)的另一側(cè)端面的對面，設置了調(diào)節(jié)活塞(59)、(59)…往復行程的可變式斜板(60)。在這個斜板(60)上，與從缸腔(57)伸出的活塞(59)的端部保持接觸狀態(tài)的反壓力板(61)通過兩個滾動軸承(62)、(63)所支撐，使活塞(59)及缸筒(56)可以在同軸心(X)的周圍光滑旋轉(zhuǎn)。還有，這個可變式斜板(60)，包括斜板角度為零的中間位置，如圖3所示，其構成為可以在正向及逆向的最大傾斜位置的角度之間偏轉(zhuǎn)，圖中未示，油壓缸、DC馬達等執(zhí)行零件通過往復運動，傾斜角度可由增大至減小。
并且，上述輸入軸(25)及缸筒(56)被發(fā)動機(13)的動力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，活塞(59)、(59)…邊圍繞軸心(X)公轉(zhuǎn)，邊各自對應于可變式斜板(60)的傾斜角度進行往復行程，由此，進行各個缸腔(57)內(nèi)的工作油的供排。也就是說，在處于排出工作油行程的缸腔(57)中，沿著斜板(60)的傾斜方向，活塞(59)推入缸腔(57)，由此，該缸腔(57)內(nèi)的工作油通過進出油孔(58)從缸筒(56)排出。另一方面，在處于吸入工作油行程的缸腔(57)中，活塞(59)接受通過進出油孔(58)流入缸腔(57)的工作油的壓力(充油壓)，沿著斜板(60)的傾斜方向，被徐徐地從該缸腔(57)內(nèi)推出。
正是這樣，各個缸腔(57)的工作油的給排是通過和缸筒(56)的孔一側(cè)的端面磨擦接觸的閥板(65)進行的。也就是說，通過閥板(65)，對于端蓋(41)內(nèi)所形成的一對油路(66)、(66)，也就是構成液壓活塞泵(30)和馬達(31)之間的閉合回路(32)的一對油路，切換缸腔(57)、(57)…的連通狀態(tài)的。詳細未圖示，整體來講是扁平圓筒狀，與各個通路(66)對應的缸筒(56)的圓周方向設置的兩個圓弧狀斷面的孔(68)、(68)。并且，如同上述，在排出行程中從缸腔(57)、(57)…排出的工作油通過閥板(65)上的孔(68)向一個油路(66)流通，另一方面，從另一油路(66)流回來的工作油通過另一孔部分(68)供給吸入行程的缸腔(57)、(57)…。
還有，上述閥板(65)是相對缸筒(56)的進出油孔一側(cè)的端面由彈簧(69)壓緊的浮動型零件。也就是說，閥板(65)由包括接觸于缸筒(56)的進出油孔一側(cè)的端面的摩擦面的較大直徑的大筒徑部件(65a)，和嵌合在大筒徑部件內(nèi)的小筒徑部件(65b)形成，該小筒徑部件(65b)在嵌壓入設置于端蓋(41)的環(huán)狀溝槽部分固定的同時，對于小筒徑部件(65b)來講，大筒徑部件(65a)被安裝為游嵌狀態(tài)，由彈簧(69)壓緊在缸筒(56)的進出油孔一側(cè)的端面上。
如此，將缸筒(56)和摩擦接觸的大筒徑部件(65a)做成浮動型部件，吸收了缸筒(56)及端蓋(41)在尺寸上的誤差，可以良好地維持缸筒(56)的進出油孔一側(cè)端面和閥板(65)的摩擦狀態(tài)。且，盡管沒有圖示，上述大筒徑部件(65a)和小筒徑部件(65b)之間配置了O型環(huán)等，這兩個部件之間的工作油的泄漏量可控制在規(guī)定量以下。
還有，上述輸入軸(25)的先端貫穿著形成在端蓋(41)上的孔，其端部上，配置了為補充在靜液壓式變速裝置(24)的閉合回路(32)中漏掉的工作油的充油泵(70)。這個充油泵(70)，例如由余擺線泵充當?shù)?，如同圖4所示，從分離于發(fā)動機(13)油底殼的儲油箱(71)吸取工作油，通過檢查閥(72)將工作油提供給組成閉合回路(32)的一對油路(66)、(66)中的低壓一側(cè)。這時，提供給低壓一側(cè)油路(66)的工作油的壓力也就是閉合回路(32)中所謂的充油壓，其值由泄壓閥(73)所設定。
還有，在上述閉合回路(32)中，油路(66)、(66)對中高壓一側(cè)的工作油的壓力狀態(tài)發(fā)展到高于所定壓力時，為使高壓一側(cè)的油路(66)向低壓一側(cè)的油路(66)泄壓，在配置了一對溢流閥(74)的同時，另外還配置了在一定條件下接通兩條油路(66)、(66)的，在靜液壓式變速裝置(24)中為切斷動力傳遞的，由電磁閥所充當?shù)呐月烽y(75)。這個旁路閥(75)，一般情況下是處于切斷兩條油路(66)、(66)的關閉位置(圖示位置)，而另一方面，在接受了來自圖外控制器的控制信號后，轉(zhuǎn)換為連通兩油路(66)、(66)的連通位置，由此，不僅是靜液壓式變速裝置(24)，而且液壓機械式變速裝置(T)也具有切換不進行動力傳遞的動力切斷狀態(tài)的離合機能。
如上所述靜液壓式變速裝置(24)的輸入一側(cè)的活塞泵(30)的結構，輸出一側(cè)的馬達(31)也是除斜板(76)的傾斜角被固定以外、基本結構相同，所以對于這個馬達(31)和活塞泵(30)同樣的部件標有相同的符號，省略了詳細的說明。如上所述，盡管這些活塞泵(30)及馬達(31)收納于液壓機械式變速裝置(T)的箱體(40)中的靜液壓式變速裝置收容部分(40b)，可是這個靜液壓式變速裝置的收容部分(40b)的內(nèi)部不僅不會充滿工作油，取而代之的是，如圖3中假想線所示，在其內(nèi)部設置了噴射工作油的噴油嘴(80)、(80)…。
如圖所示，可將上述噴油嘴(80)、(80)…，布置在端蓋(41)的內(nèi)壁上，且口朝著靜液壓式變速裝置收容部分(40b)的內(nèi)部開口，或者將它設置在箱本體(40)上。來自充油泵(70)的工作油供給這個噴油嘴(80)，而噴出成霧狀的工作油，由此，與箱內(nèi)部充滿工作油相比，在可以大幅度降低活塞泵(30)及馬達(31)的剎車泵體(56)旋轉(zhuǎn)阻力的同時，還可向摩擦部分提供噴霧狀的工作油，來進行適當?shù)剡M行潤滑和冷卻。且，盡管圖中未示，在上述靜液壓式變速裝置收容部分(40b)的底部設置了排除工作油的排油通路。
接下來，說明液壓機械式變速裝置(T)的運轉(zhuǎn)情況進行操作。首先，由全地勢車輛(A)的發(fā)動機(13)的運轉(zhuǎn)帶動輸入軸(25)旋轉(zhuǎn)，這個扭力的一部分通過機械式變速裝置(23)，也就是從輸入軸(25)上的輸入齒輪(27)傳給行星齒輪機構(28)中的環(huán)形齒輪(36)，同時活塞泵(30)的缸筒(56)旋轉(zhuǎn)。
由上述缸筒(56)的回轉(zhuǎn)活塞(59)、(59)…沿著傾斜的可變斜板(60)作往復運動，由此，在該活塞泵(30)和馬達(31)之間供給工作油，所以傳給上述輸入軸(25)的扭力的一部分傳給了馬達(31)。也就是，上述馬達(31)的缸筒(56)接收通過閉合回路(32)供給的工作油被回轉(zhuǎn)，與該剎車泵(56)為一體的馬達軸(33)也就旋轉(zhuǎn)，這個扭力傳給馬達軸(33)上的恒星齒輪(34)。
這樣，在機械式變速裝置(23)中從輸入齒輪(27)傳給行星齒輪機構(28)中的環(huán)形齒輪(36)的扭力和通過靜液壓式變速裝置(24)傳給該行星齒輪機構(28)中的恒星齒輪(34)的扭力通過多個行星式齒輪(35)被合成，再通過行星式支架(37)輸出給輸出軸(26)。并且，該輸出軸(26)的回轉(zhuǎn)通過副變速裝置(14)、傳動軸(18)及車軸(20)、(21)等分別傳給全地勢車輛(A)前后左右的4個車輪(12)、(16)…。
因而，按照該實施例1所涉及的液壓機械式變速裝置(T)，首先，如圖3所示，平行且并列著配置該液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)和輸出軸(26)，輸入軸(25)和輸出軸(26)分別與活塞泵(30)和馬達(31)布置在同一軸心上，因此，與現(xiàn)有的例子(特開平7-113454號公報)的液壓機械式變速裝置相比較時，可利用靜液壓式變速裝置(24)部分的布置設計自由度高，使液壓機械式變速裝置(T)在軸向上小型化。由此，如該實施例的全地勢車輛(A)一樣，即便是在駕駛員座椅(6)的正下方配置液壓機械式變速裝置(T)，也能夠容易地回避駕駛員的腳和液壓機械式變速裝置(T)的相互干涉。還有，還容易確保接在液壓機械式變速裝置(T)的輸出軸(26)的上的副變速器的配置空間。
還有，如圖2所示，將液壓機械式變速裝置(T)設置在車寬的方向上，比發(fā)動機(13)的中心位置靠右，動力傳動系統(tǒng)中最靠右的位置，而且，如圖3所示，這個液壓機械式變速裝置(T)內(nèi)由活塞泵(30)和馬達(31)組成的靜液壓式變速裝置(24)部分，位于車體右側(cè)的端部，即為位于外側(cè)，故借助于行駛中的風很容易冷卻靜液壓式變速裝置(24)部分。還有，靜液壓式變速裝置(24)的維修保養(yǎng)也變得容易，提高了其可靠性，而且也可以提高液壓機械式變速裝置(T)整體的耐久可靠性。
還有，在這個實施例中，對于靜液壓式變速裝置(24)的閉合回路(32)的工作油的補充是通過從發(fā)動機(13)的供油系統(tǒng)獨立出來的儲油箱(71)進行的，為此，維持適合的靜液壓式變速裝置(24)的工作油的特性就變得容易，也不會發(fā)生劣化和混入油泥等不合適的事情。還有，在這個實施例中，將液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)直接連接到發(fā)動機(13)的曲軸(13a)上，通常在這個間隔中配置的1級減速機構被省略，為此，就可以謀求做為動力傳動系統(tǒng)整體的輕量和小型化及低成本化。
在此，在將上述液壓機械式變速裝置(T)的輸入軸(25)直接聯(lián)結于發(fā)動機(13)的曲軸(13a)的情況下，最好是將活塞泵(30)做成能與發(fā)動機(13)同樣進行高速運轉(zhuǎn)。于是，在這個實施例中，上述輸入軸(25)的泵軸部分(25b)與剎車泵體(56)做成一體，使該剎車泵體(56)的高速運轉(zhuǎn)實際上無震動(無偏心)，且，通過將靜液壓式變速裝置收容部分(40b)做成不會充滿工作油的結構，將剎車泵體(56)的容許回轉(zhuǎn)速度提高到例如6000rpm程度。
(實施例2)圖5表示關于本發(fā)明的實施例2的裝載了液壓機械式變速裝置(T)的全地勢車輛(A)的動力傳動系統(tǒng)的結構。在這個實施例2中，是將液壓機械式變速裝置(T)的箱體分成靜液壓式變速裝置箱體和機械式變速裝置箱體兩部分，除去這一點，實施例2的液壓機械式變速裝置(T)的結構就與上述實施例1相同，所以，以下相同的部件標以同一符號并省略說明。并且，如同圖所示，實施例2中的液壓機械式變速裝置(T)的箱體可分為收納機械式變速裝置(23)的機械式變速裝置箱體(80)和收納靜液壓式變速裝置(24)的靜液壓式變速裝置箱體(81)，其中的機械式變速裝置箱體(80)和副變速器(14)的箱體是一體構成的。
如圖6所示，上述靜液壓式變速裝置箱體(81)是由將靜液壓式變速裝置(24)的活塞泵(30)和馬達(31)一起收納的箱本體(82)和封閉其開口端的端蓋(41)組成。該活塞泵(30)的泵軸(83)是以上述圖3中的假想線C所示的部位為界，與本來的有輸入軸功能的部分分別制成的，這個泵軸(83)在由分別配置在箱本體(82)、端蓋(41)上的滾動軸承(46)、(47)支撐，同時借助聯(lián)軸結連接在圖未示的輸入軸端部。
還有，馬達(31)的軸(84)也是與上述泵軸(83)相同，與行星齒輪機構(28)的中心軸(圖中未示)是分體的，在由配置在箱本體(82)和端蓋(41)上的滾動軸承(46)、(47)支撐，同時借助聯(lián)軸結等接在上述中心軸端部。
從而，按照實施例2的做法，在能得到上述實施例1同樣作用效果的基礎上，而且由于將靜液壓式變速裝置箱體(81)與機械式變速裝置箱體(82)分體制造，所以可很容易將動力傳動系統(tǒng)中車體外側(cè)的靜液壓式變速裝置(24)部分從液壓機械式變速裝置(T)上卸下，其維護保養(yǎng)變得非常容易，而且可僅用靜液壓式變速裝置(24)單獨地進行運轉(zhuǎn)試驗，故不僅可大幅度地提高靜液壓式變速裝置(24)的可靠性，還可以大幅度提高液壓機械式變速裝置(T)的可靠性。
(實施例3)圖7表示本發(fā)明實施例3所涉及的液壓機械式變速裝置(T)。這個實施例3所敘述的是，做為液壓機械式變速裝置(T)的活塞泵(30)及馬達(31)，將缸筒(56)和輸入軸(25)的泵軸部分(25b)、馬達軸(33)分別分體制成，通過花鍵軸相互咬合。與此同時，在上述輸入軸上一體制成機械式變速裝置(23)的輸入齒輪(27)，且一體制成馬達軸(33)與行星齒輪機構(28)的恒星齒輪(34)。
還有，上述活塞泵(30)及馬達(31)，如同上述各個實施例，代替浮動型閥板(65)而使用一般的閥板(90)，用螺旋彈簧(92)將這個閘板(90)緊壓在配置于端蓋(41)背面的摩擦板部件(91)上。
再有，上述活塞泵(30)及馬達(31)，廢棄對于各個斜板(60、70)通過滾動軸承(62)、(63)支撐反壓力板(61)的結構，使用滑板(93)和滑板墊(94)。
除去那樣的詳細部分的結構，實施例2的液壓機械式變速裝置(T)的構成實際上就與實施例1所述的相同，所以，同一部件付以同一符號且省略其說明。
并且，該實施例3中，在能得到上述實施例1的作用效果的基礎上，由于簡化了液壓機械式變速裝置(T)的一部分結構，所以可謀求降低成本。
(其他的實施例)本發(fā)明不只限于上述實施例1～3的構成，也包括其他各種構成。也就是，上述各種實施例中，任何一種都是將液壓機械式變速裝置(T)設置在傳動系統(tǒng)中車體右側(cè)，更有，液壓機械式變速裝置(T)中在車體的右側(cè)配置了靜液壓式變速裝置(24)部分，但是并不只限于此，液壓機械式變速裝置(T)及靜液壓式變速裝置(24)的任何一個設置在車體的左側(cè)亦可。
還有，上述各個實施例中，本發(fā)明的液壓機械式變速裝置(T)適用于全地勢車輛(A)，但是不僅限于此，液壓機械式變速裝置(T)亦可以適用于諸如拖拉機等農(nóng)用車輛、插車等工業(yè)用車、或者高爾夫球場車等等。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如上所述，本發(fā)明的液壓機械式變速裝置具有適應于嚴峻的使用條件，高耐久信賴性，較容易維修保養(yǎng)，另外還有小型化構成，做為如4輪山地車等一樣的全地勢車輛，拖拉機，摩托車等的變速裝置最適合。
權利要求
1.一種液壓機械式變速裝置(T)，包括輸入功率軸(25)；輸出功率軸(26)；有設置在該輸入功率軸(25)和輸出功率軸(26)之間的差動齒輪機構(28)的機械式變速裝置(23)；連接于上述輸入功率軸(25)的液壓泵(30)；以及用閉合回路(32)連接在該液壓泵(30)上的同時，通過上述差動齒輪機構(28)被連接于輸出功率軸(26)的液壓馬達(31)，并液壓泵(30)及液壓馬達(31)中至少一個裝備了可變?nèi)萘康撵o液壓式變速裝置(24)，其中上述輸入功率軸(25)和輸出功率軸(26)相互并列配置著，在這個輸入功率軸(25)的軸向一端連接上述液壓泵(30)，另一方面，在該輸入功率軸(25)的軸向另一端連接驅(qū)動源(13)的軸(13a)，并且，在該輸入軸(25)兩端之間的中間部分的軸體上設置了與上述機械式變速裝置(23)一起轉(zhuǎn)動的輸入齒輪(27)，在上述輸出功率軸(26)的軸向一端的端部上連接上述差動齒輪結構(28)，進一步在差動齒輪結構(28)的上述一端上連接上述液壓馬達(31)。
2.根據(jù)權利要求第1項所述的液壓機械式變速裝置(T)，其中輸入功率軸(25)連接成直接接收驅(qū)動源(13)的軸(13a)的輸出旋轉(zhuǎn)的形式。
3.根據(jù)權利要求第1項所述液壓機械式變速裝置(T)，其中靜液壓式變速裝置(24)的箱體(81)和機械式變速裝置(23)的箱體(80)制成分體式結構。
4.根據(jù)權利要求第1項所述的液壓機械式變速裝置(T)，其中輸出功率軸(26)的軸向的另一端連接副變速裝置(14)。
5.一種車輛(A)，其改變了來自驅(qū)動源(13)的輸出轉(zhuǎn)速并將其傳給車輪(12)、(16)的變速裝置，其中上述驅(qū)動源(13)是將其軸(13a)裝載為橫置于車輛(A)中心軸的方向，包含有輸入功率軸(25)、輸出功率軸(26)、有設置于該輸入功率軸(25)和輸出功率軸(26)之間的差動齒輪結構(28)的機械式變速裝置(23)、連接在上述輸入功率軸(25)上的液壓泵(30)、通過閉合回路(32)連接在該液壓泵(30)上的，同時通過差動齒輪結構(28)連接在輸出功率軸(26)上的液壓馬達(31)、且該液壓泵(30)及液壓馬達(31)中至少一個是可變?nèi)萘康撵o液壓式變速裝置(24)，的液壓機械式變速裝置(T)，在驅(qū)動源(13)中心的一側(cè)設置上述機械式變速裝置(23)及靜液壓式變速裝置(24)，平行于驅(qū)動源(13)的動力軸(13a)、延車寬方向延伸，沿著車體前后方向相互并列且分離地配置上述輸入功率軸(25)及輸出功率軸(26)，在上述輸入功率軸(25)的車寬方向的一端連接上述液壓泵(30)，而另一端連接驅(qū)動源(13)的軸(13a)，且，在這兩端之間的上述機械式變速裝置(23)上一周設置輸入功率齒輪(27)，還有，上述輸出功率軸(26)的車寬方向上的一端連接上述差動齒輪機構(28)，進一步在這個差動齒輪機構(28)的車寬方向一側(cè)連接上述液壓馬達(31)而構成。
6.根據(jù)權利要求第5項所述的裝載液壓機械式變速裝置(T)的車輛(A)，其中液壓機械式變速裝置(T)的至少一部分配置于車輛(A)的駕駛座的下方的發(fā)明。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓機械式變速裝置和裝載了它的全地勢行走車輛。液壓機械式變速裝置設計為從發(fā)動機曲軸輸入扭力，被一分為二，由機械式變速裝置及靜液壓式變速裝置傳輸后再度合成輸出。在車寬方向安裝了發(fā)動機的車輛右側(cè)配置液壓機械式變速裝置，其輸出入軸平行于曲軸并列配置。輸入軸直接連于曲軸，在其上配置機械式變速裝置的輸入齒輪之際，在該車體右側(cè)聯(lián)接靜液壓式變速裝置的液壓活塞泵。在輸出軸的車體右端聯(lián)接機械式變速裝置的行星齒輪機構。在車體的右側(cè)聯(lián)接靜液壓式變速裝置的液壓活塞馬達。如此構成，可提高液壓機械式變速裝置各部分的布置設計自由度，縮短軸方向的尺寸，提高靜液壓式變速裝置的冷卻性及維修保養(yǎng)性。
文檔編號F16H57/02GK1457410SQ02800303
公開日2003年11月19日 申請日期2002年2月14日 優(yōu)先權日2001年2月14日
發(fā)明者谷信幸 申請人:薩澳-丹佛斯·大金株式會社