(57)【要約】本発明は，動力分岐型トランスミッション（１）に関する。第１の走行レンジにおいて，機械式動力分岐手段（５）はトルクを内歯ギヤ（２５）から固定ギヤ（２６）を介して更なる固定ギヤ（２７）に伝達し，その間に内歯ギヤ（２５）からのトルク分割が行われる。液圧式分岐手段（３）は，第２の太陽ギヤ（２２）から分岐するものであり，動力を第１液圧ユニット（１０）から第２液圧ユニット（１１）に伝達する。第１液圧ユニット（１０）はポンプとして作用し，第２液圧ユニット（１１）はモータとして作用する。機械的動力と液圧的動力が一方の液圧軸（２８）上で加算され，固定ギヤ（３６）を介して出力部に伝達される。第２の走行レンジにおいては，遊星キャリア（２４）からの動力の一部が内歯ギヤ（２５）に分岐され，ギヤ（２６，２７）及び液圧軸（２８）を介して第２液圧ユニット（１１）に伝達される。第２液圧ユニット（１１）から液圧的動力が第１液圧ユニット（１０）に伝達される。第１液圧ユニット（１０）はモータとして作用し，第２液圧ユニット（１１）はポンプとして作用する。動力は，第２の太陽ギヤ（２２）から二重遊星ギヤ（２３）に伝達されて足し合わされる。【選択図】図１
2013506102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力分岐型トランスミッション（１）であって，少なくとも２本の液圧軸（２８，２９）を有する少なくとも１つの液圧手段（４）を設けた第１動力分岐手段（３）と，第２動力分岐手段（５）とを備え，前進及び後退のためにそれぞれ少なくとも２つの走行レンジが設定されており，各走行レンジが，それぞれ，少なくとも１つの解放側シフト要素（Ｋ１〜Ｋ３）と，少なくとも１つの締結側シフト要素（Ｋ１〜Ｋ３）とにより切換可能とされているトランスミッションにおいて，前記シフト要素（Ｋ１〜Ｋ３）がそれぞれ別個の前置軸（１４，１５，１６）上に配置されていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項２】
請求項１に記載のトランスミッションであって，前記動力分岐手段を経て伝達されるトルク部分の振り分け及び足し合わせのために，２つの太陽ギヤ（２１，２２）を含み，これらの太陽ギヤが共通の二重遊星ギヤ（２３）に噛み合い，該二重遊星ギヤが内歯ギヤ（２５）と噛み合う遊星ギヤ列（９）を備えることを特徴とするトランスミッション。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトランスミッションであって，第１シフト要素（Ｋ１）が，第１シフト要素（Ｋ１）の締結された作動状態において第１走行レンジを選択可能とするシフト要素部分を備え，該シフト要素部分がギヤ（３３，４３）を介してトランスミッション出力軸（８）に作動結合し，第１シフト要素（Ｋ１）における更なるシフト要素部分が前置軸（１４）のギヤ（３５）を介して，液圧手段に結合した軸（２８）に作動結合していることを特徴とするトランスミッション。
【請求項４】
請求項３に記載のトランスミッションであって，第１シフト要素（Ｋ１）における内側のディスク支持体又は外側のディスク支持体が前置軸（１４）に結合され，外側のディスク支持体又は内側のディスク支持体が，第１シフト要素（Ｋ１）により，関連する前置軸（１４）に結合可能としたギヤ（３５又は３３）に結合されていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項５】
請求項４に記載のトランスミッションであって，第１シフト要素（Ｋ１）により，関連する前置軸（１４）に対して相対回転不能に結合可能なギヤ（３５又は３３）が，液圧手段（４）に関連する軸（２８）の固定ギヤ（３６）と噛み合い，前置軸（１４）の固定ギヤ（３３又は３５又は４３）が，トランスミッション出力軸（８）に作動結合されていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項６】
請求項４に記載のトランスミッションであって，第１シフト要素（Ｋ１）により，関連する前置軸（１４）に対して相対回転不能に結合可能なギヤ（３５又は３３）が，トランスミッション出力軸（８）に作動結合され，前置軸（１４）の固定ギヤ（３３又は３５又は４３）が，液圧手段（４）に関連する軸（２８）の固定ギヤ（３６）と噛み合っていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のトランスミッションであって，第２シフト要素（Ｋ２）により，該第２シフト要素（Ｋ２）の締結された作動状態において第２走行レンジが選択可能とされ，かつ，関連する前置軸（１５）に対して相対回転不能に結合可能なアイドルギヤ（３１）が，遊星ギヤ列（９）における第１太陽ギヤ（２１）に対して相対回転不能に結合された固定ギヤ（３０）に噛み合い，前置軸（１５）の固定ギヤ（３２）を，第１シフト要素（Ｋ１）に関連する前置軸（１４）におけるギヤ（３３）の１つと作動結合されることを特徴とするトランスミッション。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のトランスミッションであって，第３走行レンジを選択するために，付加的な前置軸（１６）上に更なるシフト要素（Ｋ３）が配置されていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のトランスミッションであって，第３シフト要素（Ｋ３）により，該第３シフト要素（Ｋ３）の締結された作動状態において第３走行レンジが選択可能とされ，かつ，関連する前置軸（１６）に対して相対回転不能に結合可能なアイドルギヤ（３７）が，液圧手段（４）に関連する軸（２８）における更なる固定ギヤ（２７；４２）に噛み合い，前置軸（１６）における固定ギヤ（３８）が，トランスミッション出力軸（１８）に作動結合されることを特徴とするトランスミッション。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のトランスミッションであって，両動力分岐手段の動力を，第１及び第３走行レンジにおいて，液圧手段（４）に結合した軸（２８）により足し合わせることを特徴とするトランスミッション。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のトランスミッションであって，トランスミッション入力部（７）における固定ギヤ（３９）が，更なる前置軸（１３）における固定ギヤ（４０）により，第１の作動圧を有する液圧ポンプに結合可能とされ，かつ，付加的な前置軸（１２）における固定ギヤ（４１）により，第２の作動圧を有する液圧ポンプに結合可能とされていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項１２】
請求項１１に記載のトランスミッションであって，トランスミッション入力軸（７）が，走行方向切換要素（ＫＲ，ＫＶ）により，遊星ギヤ列（９）における遊星キャリア（２４）に作動結合可能とされていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項１３】
請求項１２に記載のトランスミッションであって，固定ギヤ（３９，４０，４１）が，走行方向切換要素（ＫＲ，ＫＶ）とトランスミッション入力軸（７）との間に配置されていることを特徴とするトランスミッション。
【請求項１４】
請求項１２に記載のトランスミッションであって，走行方向切換要素（ＫＲ，ＫＶ）が，固定ギヤ（３９，４０，４１）とトランスミッション入力軸（７）との間に配置されていることを特徴とするトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，請求項１の上位概念部分に記載されている動力分岐型トランスミッションに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダー等の作業機械を対象とする動力分岐型トランスミッションは，独国特許出願公開第102007047194号公報により既知であり，液圧式動力分岐手段と機械式動力分岐手段とが設けられている。分岐した動力は加算型トランスミッションにより足し合わされ，このトランスミッションは前段側にリバース機構が，後段側には変速段切換機構が接続されている。
【０００３】
動力分岐型トランスミッションは，前進及び後退のためにそれぞれ２つの走行レンジが設定され，当該走行レンジ内においてトランスミッションの変速比が液圧手段により無段階的に可変とされている。なお，走行レンジは，締結状態にあるシフト要素を解放し，解放状態にあるシフト要素を締結することにより変更可能とされている。
【０００４】
不都合なことに，動力分岐型トランスミッションにおける第２走行レンジを選択するためのシフト要素は液圧手段の液圧軸上に配置されており、それ故に液圧軸を機械式分岐手段に結合するために複雑な構造を要する。これは，液圧手段が振動吸収のために通常はゴム状の弾性支持手段により支持されており，したがって液圧手段と機械式分岐手段との間の結合領域において作動時に変動するオフセットを，関節的な構成とした結合手段により補償している。この恒久的な補償手段は，追加的な構造上の対策を講じない限り，液圧軸上に配置されたシフト要素の領域で不所望の周辺振動を励起させ，首振り傾動を増大させるものである。
【０００５】
更に，動力分岐型トランスミッションは，シフト要素が液圧軸上に配置されているために大きな構造スペースを必要とする。これは，液圧手段における両液圧軸を互いに所定の間隔で配置することにより，シフト要素を液圧軸上に配置するために必要とされるスペースを確保する必要があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第102007047194号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は，コンパクトで簡単な構造を有する動力分岐型トランスミッションを提案することである。この課題は，本発明によれば，請求項１に記載した特徴を有するトランスミッションによって解決されるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
動力分岐型トランスミッションにおいては，トルクの一部が液圧手段を介して第１動力分岐手段に伝達され，残りのトルクは，好適にはトランスミッション入力部とトランスミッション出力部との間に配置された機械的ユニットを介して，第２動力分岐手段に伝達される。前進及び後退のためにそれぞれ２つの走行レンジが設定され，これらの走行レンジは，締結状態にあるシフト要素を解放し，解放状態にあるシフト要素を締結することにより変更可能とされている。
【０００９】
本発明においては，各シフト要素を別個の前置軸上に配置するものである。
【００１０】
シフト要素の全てが液圧手段における液圧軸上ではなく，別個の前置軸上に配置されているため，液圧軸をトランスミッションの出力部に対し，構造的に簡単な構成をもって作動結合可能とすることができる。
【００１１】
更に，本発明に係るトランスミッションは，所要の構造スペースが小さいことによっても特徴付けられている。これは，液圧手段の液圧軸が，従来技術において既知の動力分岐型トランスミッションの場合と対比して，より小さな間隔で配置できるからである。
【００１２】
本発明に係るトランスミッションの構成は，前進及び後退のために２以上の走行レンジを有するトランスミッションを，構造的に簡単な態様及び方法により実現可能とするものである。
【００１３】
動力分岐手段を経て伝達されるトルク部分の振り分け及び足し合わせのため，本発明に係るトランスミッションの更に好適な実施形態は，２つの太陽ギヤを含み，これらの太陽ギヤが共通の二重遊星ギヤに噛み合い，該二重遊星ギヤが内歯ギヤと噛み合う遊星ギヤ列を備える。半径方向に僅かな構造スペースしか占めない遊星ギヤ列は，簡単な態様及び方法で，同軸的に配置されたギヤに隣接させて配置することができ，これらのギヤは互いに平行に配置された前置軸上に支持された更なるギヤと係合するものである。半径方向の占有スペースが僅かであるため，種々のギヤ対を軸線方向で構造スペース的に有利に配置することができ，これによりトランスミッション全体は軸線方向で僅かな構造スペースのみを要する構成とすることができる。
【００１４】
本発明に係るトランスミッションの更に好適な実施形態において，締結時の作動状態において第１の走行レンジを選択可能とする第１シフト要素におけるシフト要素部分，好適には内側プレート支持体が，ギヤを介してトランスミッション出力軸に作動結合している。これにより，構造的に簡単な手段をもって，高速走行時に第１シフト要素の領域内で生じる首振り傾動や，これに伴う引きずりトルクを抑制し，又はクラッチの熱的損傷を回避することができる。
【００１５】
第１シフト要素における内側のディスク支持体又は外側のディスク支持体は前置軸に結合され，外側のディスク支持体又は内側のディスク支持体は第１シフト要素により，関連する前置軸に結合可能としたギヤに結合されている。
【００１６】
本発明に係るトランスミッションの一実施形態においては，第１シフト要素により，関連する前置軸に対して相対回転不能に結合可能なギヤが，液圧手段に関連する軸の固定ギヤと噛み合い，前置軸の固定ギヤ（が，トランスミッション出力軸に作動結合されている。
【００１７】
本発明に係るトランスミッションの構造的に簡単な更なる実施形態においては，第１シフト要素により，関連する前置軸に対して相対回転不能に結合可能なギヤが，トランスミッション出力軸に作動結合され，前置軸の固定ギヤが，液圧手段に関連する軸の固定ギヤと噛み合っている。
【００１８】
本発明に係るトランスミッションの更なる有利な実施形態においては，第２シフト要素により，その締結時の作動状態において第２走行レンジが選択可能とされ，かつ，関連する前置軸に対して相対回転不能に結合可能なアイドルギヤが，遊星ギヤ列における第２太陽ギヤに対して相対回転不能に結合された固定ギヤに噛み合い，該前置軸の固定ギヤを，第１シフト要素に関連する前置軸におけるギヤと作動結合され，これにより，機械的ユニットの領域内におけるより少数の噛み合い結合をもって第２走行レンジを達成することができる。
【００１９】
本発明に係るトランスミッションの有利な実施形態においては，第３走行レンジを選択するために，好適には機械的動力分岐手段における付加的な前置軸上に更なるシフト要素が配置されている。これは，複雑な構造的措置を講じることなく，本発明に係るトランスミッションに組み込み可能である。その結果，本発明に係るトランスミッションは高度のモジュール性を有し，各種の用途に対して簡単な態様及び方法で適合させ得るものである。
【００２０】
本発明に係るトランスミッションの更なる有利な実施形態においては，第３シフト要素により，その締結時の作動状態において第３走行レンジが選択可能とされ，かつ，関連する前置軸に対して相対回転不能に結合可能なアイドルギヤが，液圧手段に関連する軸における更なる固定ギヤに噛み合い，該前置軸における固定ギヤが，トランスミッション出力軸に作動結合されるものである。その結果，第３走行レンジも機械的ユニットの領域内におけるより少数の噛み合い結合をもって達成することができる。トランスミッションの第１及び第３走行レンジにおいては，液圧手段に結合した軸により，両動力分岐手段の出力が足し合わされる。
【００２１】
トランスミッション入力部における固定ギヤが，更なる前置軸における固定ギヤにより，第１の作動圧を有する液圧ポンプに結合可能とされ，かつ，付加的な前置軸における固定ギヤにより，第２の作動圧を有する液圧ポンプに結合可能とされている。この場合に液圧ポンプは，トランスミッション入力部における固定ギヤと，更なる前置軸における固定ギヤとの間の変速比に応じて，同一の回転数又は異なる回転数をもって駆動可能である。
【００２２】
本発明に係るトランスミッションの構造的に簡単で用意に作動可能な実施形態は，トランスミッション入力部が，走行方向切換要素により，遊星ギヤ列における遊星キャリアに作動結合可能とされていることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るトランスミッションを，複雑な構造的措置を必要とせずに車両内における構造スペースに適合可能とするため，固定ギヤは走行方向切換要素とトランスミッション入力部との間に配置され，又は，走行方向切換要素は固定ギヤとトランスミッション入力部との間に配置されている。
【００２４】
更なる有利な実施形態において，トランスミッション入力部とギヤ列又は遊星ギヤ列との間に配置された走行方向切換要素は，前進モードと後退モードとの間で切り換え可能とされている。これにより，本発明に係るトランスミッションを装備した車両は，複雑な構造的措置や制御及び調整を要することなく，前進方向及び後退方向に走行させることができる。
【００２５】
複雑な制御及び調整を要することなく作動可能なトランスミッションの実施形態において，第１動力分岐手段における液圧手段の領域内に，ポンプ及びモータとして作動可能な少なくとも１つの第１液圧ユニットと，これに対して循環流路により作動結合され，同様にポンプ及びモータとして作動可能な少なくとも１つの第２液圧ユニットとを配置し，これらの液圧ユニットを調整可能とし，好適には斜板ユニットで構成することができる。
【００２６】
本発明に係るトランスミッションの変速比を１つの走行レンジ内で，及び全ての走行レンジに亘って無段階的に変更可能とするため，トランスミッションの有利な実施形態において，液圧ユニットの押しのけ容積及び供給容積を０％〜１００％の範囲内で可変とし，一方の液圧ユニットが最大押しのけ容積を有し，他方の液圧ユニットが最小供給容積を有するときに全トルクが第１動力分岐手段に伝達され，一方の液圧ユニットが最小押しのけ容積を有し，他方の液圧ユニットが最大供給容積を有するときに全トルクが第２動力分岐手段に伝達される構成とされている。
【００２７】
本発明に係るトランスミッションの構造的に簡単な実施形態において，液圧手段の液圧ユニットは遊星ギヤ列における太陽ギヤに結合されている。
【００２８】
本発明に係るトランスミッションの構造的に簡単な更なる実施形態において，トルクの少なくとも一部は，遊星ギヤ列における太陽ギヤの１つ又は内歯ギヤを経て，好適には機械的ユニットを有する第２動力分岐手段に伝達可能とされている。
【００２９】
本発明に係るトランスミッションにおいて走行レンジの切り換えが同期的に行われる場合，走行レンジ間の切り換えのために設けられたシフト要素は，一実施形態において，コンパクトに設計できる摩擦型シフト要素として構成されている。これは，走行レンジ間での切り換えの間にシフト要素の領域に僅かな摩擦作用のみが生じ，シフト要素の領域における摩擦負荷を低減できるからである。
【００３０】
本発明に係るトランスミッションの特許請求の範囲に記載された特徴や，後述する実施形態に関連する特徴は，それぞれ単独で，及び任意の組み合わせをもって本発明の対象を構成するものである。このような特徴の組み合わせは，いずれも本発明の対象の実施形態に関するものであり，限定的ではなく，あくまでも例示的なものである。
【００３１】
本発明に係るトランスミッションの更なる利点及び有利な実施形態は，特許請求の範囲の記載及び図面について原理的に後述する実施形態から明らかである。ここに，各種の実施形態においては，明確性の見地から構造的又は機能的に同一の構成要素を，同一の参照符号で表わすものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】走行レンジの同期切換手段を有する，本発明に係る動力分岐型トランスミッションの第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るトランスミッションの第２実施形態を示す，図１と同様な模式図である。
【図３】本発明に係るトランスミッションの第３実施形態を示す，図１と同様な模式図である。
【図４】本発明に係るトランスミッションの第４実施形態を示す，図１と同様な模式図である。
【図５】本発明に係るトランスミッションの第５実施形態を示す，図１と同様な模式図である。
【図６】本発明に係るトランスミッションの第６実施形態を示す，図１と同様な模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は走行レンジを同期的に切り換え可能とした動力分岐型トランスミッションの第１実施形態を示す模式図である。機械的駆動源２から出力されるトルクの一部は液圧手段４を介して第１の動力分岐手段３に伝達され，残りのトルクはトランスミッション入力部又はトランスミッション入力軸７と，トランスミッション出力部又はトランスミッション出力軸８との間に配置された機械的ユニット６を介して第２の動力分岐手段５に伝達される。これらの動力分岐手段３，５は，本例では遊星ギヤ列として構成されているギヤ列９を介して作動結合されている。
【００３４】
エンジン出力軸２Ａとトランスミッション入力軸７との間に，いわゆる振動ダンパ２Ｂを配置し，この振動ダンパにより機械的駆動源２の領域におけるねじり振動を減衰させる。これにより，僅かな部分だけがトランスミッションと，車両又は建設車両のパワートレーンの残部に伝達される。
【００３５】
トランスミッション１は前進及び後退のために３つの走行レンジを有し，これらの走行レンジは，１つのシフト要素Ｋ１，Ｋ２又はＫ３を解放すると共に，少なくとも１つのシフト要素Ｋ１，Ｋ２又はＫ３を締結することにより切り換え可能とされている。
【００３６】
第１の動力分岐手段３における液圧手段４は，第１液圧ユニット１０と，これに対して詳細な図示を省略した循環路を介して接続された第２液圧ユニット１１とを備え，これらの液圧ユニットは共通のヨークにより作動され，かつ斜板ユニットとして構成されている。これらの液圧ユニット１０，１１は各々がポンプモード及びモータモードで作動可能であり，その作動モードが，トランスミッション１において選択されている走行レンジに応じて，後述する態様をもって切り換えられるものである。
【００３７】
トランスミッション１は，更に，互いに間隔をおいて配置された複数の前置軸１２〜１６を有する前置型トランスミッションとして構成されており，これにより軸線方向の所要スペースを減少し，半径方向又はマウント状態での高さ方向に高い構造スペースを有している。この高さは，機械的駆動源２のエンジン出力軸２Ａと，トランスミッション出力軸８及び本明細書においてホイールローダーとして構成された車両の駆動軸との軸間隔を架橋するために設定されたものである。
【００３８】
トランスミッション入力部７と遊星ギヤ列９との間には，前進モードと後退モードとを切換可能とするための２つの走行方向切換要素ＫＲ及びＫＶが配置されている。後退用の走行方向切換要素ＫＲに関連する前置軸１３の領域に第１作動液圧で作動する液圧ポンプが，また前置軸１２の領域に第２作動液圧で作動する液圧ポンプが，それぞれ結合可能とされ，かつ，機械的駆動源２により駆動可能とされている。そのために，トランスミッション入力軸７の固定ギヤ３９が，更なる前置軸１３の固定ギヤ４０及び付加的な前置軸１２の固定ギヤ４１と係合している。トランスミッション入力軸７の領域にトランスミッションポンプ１７が配置され，このトランスミッションポンプは機械的駆動源２により直接的に駆動されるものである。
【００３９】
トランスミッションポンプ１７により，閉回路として構成されて両液圧ユニットを互いに接続する循環路のみならず，トランスミッション１の潤滑及び冷却流路にも作動液が供給される。更に，シフト要素Ｋ１〜Ｋ３及び走行方向切換要素ＫＲ，ＫＶは，トランスミッションポンプ１７により作動圧が供給され，かつ，実質的に開いた作動状態から実質的に閉じた作動状態に移行可能とされている。
【００４０】
シフト要素Ｋ１〜Ｋ３及び走行方向切換要素ＫＲ，ＫＶは，何れも摩擦係合型のパワーシフト要素として構成されており，これにより同期的なレンジ切換の間にシフト要素Ｋ１〜Ｋ３及び走行方向切換要素ＫＲ，ＫＶの領域で生じることのある回転数差を吸収することが可能である。
【００４１】
遊星ギヤ列９は２つの太陽ギヤ２１，２２を備え，これらの太陽ギヤは共通の二重遊星ギヤ２３と噛み合い，この二重遊星ギヤは遊星キャリア２４上に回動可能に支持されている。トランスミッション入力軸７は走行方向切換要素ＫＲ，ＫＶ及びギヤ１８を介して遊星キャリア２４に結合可能とされ，このギヤ１８は，走行方向切換要素ＫＲにより前置軸１３に対して相対回転不能に結合可能とされたアイドルギヤ１９に，又は走行方向切換要素ＫＶによりトランスミッション入力軸７に対して相対回転不能に結合可能とされた更なるアイドルギヤ２０に噛み合っている。更に，二重遊星ギヤ２３は内歯ギヤ２５と噛み合い，この内歯ギヤは固定ギヤ２６により液圧手段の液圧軸２８における更なる固定ギヤ２７と噛み合い，この液圧軸は第２液圧ユニット１１に作動結合している。
【００４２】
第１液圧ユニット１０は，更なる液圧軸２９により，遊星ギヤ列９における第２太陽ギヤ２２に対して相対回転不能に結合されている。
【００４３】
第１液圧ユニット１０又は第２液圧ユニット１１の排出容積と，第２液圧ユニット１１又は第１液圧ユニット１０の供給容積とに応じて，第２走行レンジにおいては機械的駆動源２により発生されるトルクの少なくとも一部が，遊星ギヤ列９の遊星キャリア２４及び二重遊星ギヤ２３を経た後に内歯ギヤ２５を介して，又は遊星ギヤ列９の第１太陽ギヤ２１に対して相対回転不能に結合された固定ギヤ３０を介して，機械的ユニット６を含む機械式動力分岐手段５に伝達可能とされている。
【００４４】
基本的に，図１に示すトランスミッション１の実施形態においては，機械的駆動源２の出力トルクが，走行方向切換要素ＫＲ又はＫＶを介して遊星ギヤ列９の遊星キャリア２４に伝達される。遊星キャリア２４からは，機械的駆動源２の出力トルクのうち，液圧手段４の作動状態に応じたトルク部分が，トランスミッション１の第１走行レンジを達成可能とする第１シフト要素Ｋ１の締結状態において，二重遊星ギヤ２３及び第２太陽ギヤ２２を介して第１液圧ユニット１０に伝達され，この第１液圧ユニットは第１走行レンジが選択されている際にポンプとして作動する。この場合，機械的な駆動力は内歯ギヤ２５と，これに対して相対回転不能に結合され，かつ，第１液圧軸２８の固定ギヤ２７と噛み合っている固定ギヤ２６とを介して伝達される。
【００４５】
第１シフト要素Ｋ１を介してアイドルギヤ３５が前置軸１４に結合可能とされ，これにより機械的駆動源２の出力トルクは，アイドルギヤ３５に噛み合う液圧軸２８の更なる固定ギヤ３６から，前置軸１４の固定ギヤ３３と，これに噛み合うトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４に伝達可能である。
【００４６】
この状態で，モータとして作動する第２液圧ユニット１１が静止しており，かつ，ポンプとして作動する第１液圧ユニット１０が最大回転数で作動している場合，第２液圧ユニット１１の排出容積は最大であり，第１液圧ユニット１０の供給容積はゼロである。したがって，機械的駆動源２の出力トルクはトランスミッション１により完全に液圧的に伝達され，これは第１走行レンジにおける第１限界値に対応する。
【００４７】
シフト要素Ｋ１により選択可能な第１走行レンジの第２限界値は，ポンプとして作動する第１液圧ユニットが静止状態にあり，モータとして作動する第２液圧ユニット１１の回転数が最大である場合に対応する。この場合，第２液圧ユニット１１の排出容積は0であり，第１液圧ユニット１０の供給容積は最大である。液圧手段４のこの作動状態において，機械的駆動源２の出力トルクは，トランスミッション１によりトランスミッション入力軸７とトランスミッション出力軸８との間で完全に機械的に伝達される。
【００４８】
トランスミッション１において第２走行レンジに切り換える必要がある場合，両液圧ユニット１０，１１を，第２シフト要素Ｋ２が実質的に同期作動状態となるまで傾動させる。次に，第２シフト要素Ｋ２を締結すると同時に第１シフト要素Ｋ１を解放する。切り換えられた第２走行レンジにおいては，第１液圧ユニット１０がモータとして，また第２液圧ユニット１１がポンプとして作用する。したがって，機械的駆動源２のトルクの少なくとも一部が，遊星キャリア２４，二重遊星ギヤ２３，内歯ギヤ２５，固定ギヤ２６，更なる固定ギヤ２７及び液圧軸２８を経て第２液圧ユニット１１に伝達される。
【００４９】
両液圧ユニット１０，１１の傾動位置に応じて，これに対応する機械的駆動源２のトルク部分が第１液圧ユニット１０に伝達され，更に，液圧軸２９及び第２太陽ギヤ２２を経て二重遊星ギヤ２３に伝達される。同様に二重遊星ギヤ２３に噛み合っている第１太陽ギヤ２１が固定ギヤ３０を介して，第２シフト要素Ｋ２の締結している作動状態で前置軸１５に相対回転不能に結合するアイドルギヤ３１と噛み合うため，機械的駆動源２のトルクが前置軸１５の固定ギヤ３２を経て前置軸１４の固定ギヤ３３に伝達される。前置軸１４の固定ギヤ３３はトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４と噛み合っているので，トランスミッションが装備された車両はその出力軸からのトルクで駆動される。
【００５０】
更に，第２走行レンジから第３走行レンジに切り換える必要がある場合には，これに対応して液圧手段４を傾動させることにより第３シフト要素Ｋ３を，第２シフト要素Ｋ２の締結状態において同期的作動状態とする。第３シフト要素Ｋ３がほぼ同期的作動状態となった段階で，第３シフト要素Ｋ３を締結すると共に第２シフト要素Ｋ２を解放作動状態とする。その際，第３シフト要素Ｋ３の締結により，液圧軸２８の固定ギヤ２７と噛み合うアイドルギヤ３７が，前置軸１６に対して相対回転不能に結合される。これにより，トランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４と噛み合う前置軸１６の固定ギヤ３８が第２液圧ユニット１１に結合される。第３走行レンジにおいて第２液圧ユニット１１はモータとして作動し，第１液圧ユニット１０は第１走行レンジにおけると同様にポンプ作動モードに切り換わる。
【００５１】
第１シフト要素Ｋ１により切換可能な第１走行レンジではトランスミッションの最大変速比が達成可能であり，第２シフト要素Ｋ２により切換可能な第２走行レンジでは中間的な変速比が，また第３シフト要素Ｋ３により切換可能な第３走行レンジではトランスミッションの最小変速比が達成可能である。これら３つの走行レンジは，第１走行レンジ又は第１変速比レンジが第２変速比レンジと重なると共に，第２変速比レンジが第３変速比レンジと重なるように設定する。これにより，トランスミッションの変速比を，第１走行レンジにおける下限変速比から第３走行レンジにおける上限変速比に至るまでのトランスミッションの全変速比範囲に亘って無段階的に，トランスミッションを装備した車両の運転者に気づかれないように，しかも駆動力の中断が生じないように変更可能とするものである。
【００５２】
建設車両分野に適用可能なトランスミッション１は，無段階的に調整可能な変速比により，高い牽引力と，好適には４０ｋｍ／ｈまでの走行速度とを実現可能である。全てのシフト要素Ｋ１〜Ｋ３がそれぞれ別個の前置軸１４，１５，１６上に配置されているため，トランスミッション１をより低い牽引力のみが必要とされる建設車両に適用する場合に，トランスミッションを，簡単な様式及び方法で，前置軸１６，第３シフト要素Ｋ３，アイドルギヤ３７及び固定ギヤ３８が含まれない２レンジ型トランスミッションとして実現することが可能である。すなわち，トランスミッション１は高度のモジュール性を有しており，トランスミッションケーシングやトランスミッション出力軸８の接続関係の変更を要することなく，３レンジ型トランスミッションとしても，２レンジ型トランスミッションとしても具体化可能である。
【００５３】
更に，トランスミッションの種々の走行レンジにおいてギヤの噛み合い箇所が少なく，図示例では前進走行の場合に４つの噛み合い箇所，後退走行の場合には５つの噛み合い箇所のみであり，遊星ギヤ列９の領域には噛み合い箇所が存在しない。
【００５４】
走行レンジ間での３つのレンジ切り換えが，いずれもシフト要素Ｋ１〜Ｋ３の同期的な作動状態で，すなわち３つの走行レンジ間でのアップシフト時でもダウンシフト時でも同期して行われるので，シフト要素Ｋ１〜Ｋ３を簡単な様式及び方法で，より低容量のものとして構成することができる。というのは，シフト要素Ｋ１〜Ｋ３にはより低い摩擦力しか作用せず，非同期的なレンジ切り換えと対比して，大きく減じられた摩擦負荷のみをシフト要素Ｋ１〜Ｋ３により吸収すれば足りるからである。
【００５５】
第３シフト要素Ｋ３を，既知のトランスミッションにおけるように液圧手段４の液圧軸２８上ではなく，別個の前置軸１６上に配置したことにより，第３走行レンジを選択したときに動力伝達に関与する部品が低い回転数で作動し，これにより当該部品に対する負荷を減少することができる。
【００５６】
更に，トランスミッションの全作動範囲に亘って機械的駆動源２の駆動トルクがトランスミッション入力軸７からトランスミッション出力軸８まで伝達され，その際にいずれのアイドルギヤにも動的な負荷が作用しない。
【００５７】
加えて，本実施形態では第１シフト要素Ｋ１の内側のディスク支持体が出力側，すなわちトランスミッション出力軸８と結合されているため，特に，トランスミッション１を装備した車両の高速走行時に第１シフト要素Ｋ１の領域における首振り傾動を抑制することができる。
【００５８】
トランスミッション１における第１走行レンジにおいて，機械式動力分岐手段５がトルクを，内歯ギヤ２５から固定ギヤ２６を経て更なる固定ギヤ２７に伝達する。この場合には内歯ギヤ２５からトルク分岐が行われる。液圧式分岐手段３は第２太陽ギヤから分岐されるものである。その際に液圧式分岐手段は動力を第１液圧ユニット１０から第２液圧ユニット１１に伝達する。この場合に第１液圧ユニット１０はポンプとして，また第２液圧ユニット１１はモータとして作動する。第１液圧軸２８上で機械的動力と液圧的動力が足し合わされ，固定ギヤ３６を経て出力側まで伝達される。第２走行レンジにおいては，遊星キャリア２４からの動力の一部が内歯ギヤ２５に向けて分岐され，ギヤ２６，２７及び伝達液圧軸２８を経て第２液圧ユニット１１に伝達される。第２液圧ユニット１１から液圧的動力が第１液圧ユニット１０に伝達される。この場合に第１液圧ユニット１０はモータとして，また第２液圧ユニット１１はポンプとして作動する。動力は第２太陽ギヤ２２から二重遊星ギヤ２３に伝達され，ここで足し合わされる。足し合わされた動力は，第１太陽ギヤ２１からギヤ３０を経て出力側に伝達される。第３走行レンジにおいては，動力が第１走行レンジにおけると同様に伝達され，足し合わされた動力はギヤ２７から出力側に伝達される。
【００５９】
図２〜図６はトランスミッション１の他の５通りの実施形態を示し，これら実施形態は図１に示した第１実施形態に対して一部のみが相違している。したがって，図２〜図６に関する以下の記載は，トランスミッション１の第１実施形態との相違点のみに限定されており，トランスミッション１の基本的な作動態様については図１に関する記載を参照されたい。
【００６０】
図２に示すトランスミッション１の第２実施形態では，第１シフト要素Ｋ１における外側のディスク支持体が前置軸１４に対して相対回転不能に結合され，内側のディスク支持体はアイドルギヤとして構成されたギヤ３５に結合されている。そのため，第３走行レンジを選択したときに高い後退回転数が，固定ギヤ３４からギヤ３３を経て第１シフト要素Ｋ１における外側のディスク支持体に伝達される。
【００６１】
図３に示すトランスミッション１の第３実施形態では，第１シフト要素Ｋ１に関連する前置軸１４のギヤ３５が固定ギヤとして構成されている。ギヤ３３は，アイドルギヤとして前置軸１４上に回転可能に配置され，かつ，第１走行レンジを達成するために第１シフト要素Ｋ１を介して前置軸１４に相対回転不能に結合可能とされている。第１シフト要素Ｋ１における外側のディスク支持体が前置軸１４に相対回転不能に結合され，内側のディスク支持体がギヤ３３に対して強固に結合している。
【００６２】
トランスミッション１に係る上記両実施形態において，第２走行レンジが選択されている間，ギヤ３３には動的な負荷が作用する。
【００６３】
図２に示す第２実施形態では，第２走行レンジにおいて動力が，機械的ユニット６の領域内でアイドルギヤ３１から固定ギヤ３４を経てトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４に伝達される。また，図３に示す第３実施形態では，第２走行レンジにおいて動力が，機械的ユニット６の領域内でアイドルギヤ３１から固定ギヤ３２を経てトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４に伝達される。したがって，第３シフト要素Ｋ３に関連する前置軸１６は，トランスミッション１を２レンジ型トランスミッションとして構成する実施形態の場合には不要であり，省略することが可能である。
【００６４】
図１に示したトランスミッションの第１実施形態と対比して，図４に示すトランスミッションでは液圧軸２８に更なる固定ギヤ４２が設けられ，この固定ギヤ４２が，更なるギヤ２７の代わりに，第３シフト要素Ｋ３に関連する前置軸１６のアイドルギヤ３７と噛み合っている。
【００６５】
上記の構成に基づき，簡単な様式及び方法で，第３シフト要素Ｋ３及び関連する前置軸１６を，第１液圧軸２８に対してより大きな間隔で配置すると共に，第１液圧軸２８に想定される負荷に適合する軸径を持たせることが可能となり，その際に液圧軸２８，２９の軸間距離を，液圧ユニット１０，１１間の流路内における流体損失が高まる程度にまで像ださせる必要はない。
【００６６】
更なる固定ギヤ４２は，本実施形態では，構造的に簡単な様式及び方法で，圧入により第１液圧軸２８上に組み付けられているが，２レンジ型トランスミッションとして構成した実施形態の場合には第１液圧軸２８上に設けないものとする。
【００６７】
更に，固定ギヤ３９，４０，４１は，図１に示すトランスミッションの実施形態とは異なり，トランスミッション入力部７と走行方向切換要素ＫＲ，ＫＶとの間に配置されている。したがって，トランスミッション１を，簡単な様式及び方法で，車両における設置スペース内に適合可能とすることができる。
【００６８】
図５に示すトランスミッション１の第５実施形態は，図４に示した第４実施形態に対して，第１シフト要素Ｋ１の構成態様及びギヤ３３，３５の構成タイお湯のみにおいて相違しており，この場合に第１シフト要素Ｋ１及びギヤ３３，３５は図３に示した実施形態に対応している。
【００６９】
図６に示すトランスミッション１の第６実施形態も，図４に示した第４実施形態に対して，第１シフト要素Ｋ１に関連する前置軸の領域に更なるギヤ４３を固定ギヤとして設け，これにより前置軸１４をトランスミッション出力軸８に結合する点で相違している。
【００７０】
第１シフト要素Ｋ１に関連する前置軸１４の領域に更なるギヤ４３を配置したことにより，トランスミッション１を２レンジ型トランスミッション又は３レンジ型トランスミッションとして構成する実施形態に応じて，それぞれ所要の車両特性に適合するように変速比を変更することができる。この場合に，全ての更なるギヤ対は，トランスミッション１が２レンジ型トランスミッションであるか，３レンジ型トランスミッションであるかを問わず，同一の構成とすることができる。
【００７１】
トランスミッションが第１走行レンジを選択している場合，動力は，ギヤ３６からギヤ３５及びギヤ４３を経てトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４に伝達される。また，トランスミッション１が第２走行レンジを選択している場合，動力は，固定ギヤ３０からアイドルギヤとして構成したギヤ３１，個体ギヤ３２，これに噛み合う固定ギヤ３３及び前置軸の更なるギヤ４３を経て，これに噛み合うトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４に伝達される。
【００７２】
第３走行レンジが選択されている場合，動力は，第１液圧軸２８の固定ギヤ４２からこれに噛み合う第３シフト要素Ｋ３のアイドルギヤ３７と，前置軸16の固定ギヤ３８とを経て，これに噛み合うトランスミッション出力軸８の固定ギヤ３４に伝達される。
【００７３】
固定ギヤ３９〜４１により構成されるギヤ列のエンジン側における配置は，簡単な態様及び方法により，既存の車両構造スペース内に，前置軸１２と結合可能な第２動力分岐路を実現可能とする。特に，ホイールローダーの車両フレーム内にトランスミッション１を配置したことにより，他の車両部品との衝突を最小化できるという，相当の利点が達成されるものである。
【００７４】
本発明に係るトランスミッションによれば，トランスミッション１の各種の出力特性を，２レンジ型トランスミッションであるか，３レンジ型トランスミッションであるかを問わず，ギヤ２６及び３１又はギヤ３２，３３，３４を含むギヤ対を変更することにより，それぞれ簡単な態様及び方法で実現することができる。これらギヤ対を適切に設計することにより，例えば図６に示したトランスミッション１の更なるギヤ４３は省略可能である。
【００７５】
ギヤ３６及び３５の間におけるギヤ対領域の変速比を，２レンジ型トランスミッションであるか，３レンジ型トランスミッションであるかを問わず同一とすることにより，第２走行レンジ又は第３走行レンジを選択する際の解放状態における第１シフト要素Ｋ１のシフト要素部分の間における回転数差を可能な限り小さく維持することができる。
【００７６】
その際，第１シフト要素Ｋ１の伝達容量を可能な限り大きくすることにより，ギヤ３６及び３５の間におけるギヤ対領域の変速比を可能な限り大きくすると共に，第２走行レンジ又は第３走行レンジを選択する際の第１シフト要素Ｋ１の領域におけるリバース回転数を可能な限り小さく維持することができる。
【００７７】
基本的に，シフト要素Ｋ１〜Ｋ３の領域に設けられたギヤ３５，３３，２１，３２，３７及び３８は，それぞれ用途に応じてアイドルギヤ又は固定ギヤとして構成することができる。更に，第３シフト要素Ｋ３の領域に配置された前置軸１６に設けられたギヤ３７及び３８と，第１シフト要素Ｋ１の領域に配置された前置軸１４に設けられたギヤ３５及び３３は，ギヤ２６又はこれに噛み合うギヤ，すなわち図示例におけるギヤ２７又はギヤ３６に対して強固に係合可能とすることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  トランスミッション
２  機械的駆動源
２Ａ  エンジン出力軸
２Ｂ  振動ダンパ
３  第１動力分岐手段
４  液圧手段
５  第２動力分岐手段
６  機械的ユニット
７  トランスミッション入力軸
８  トランスミッション出力軸
９  遊星ギヤ列
１０  第１液圧ユニット
１１  第２液圧ユニット
１２〜１６  前置軸
１７  トランスミッションポンプ
１８  ギヤ
１９  アイドルギヤ
２０  アイドルギヤ
２１  第１太陽ギヤ
２２  第２太陽ギヤ
２３  二重遊星ギヤ
２４  遊星キャリア
２５  内歯ギヤ
２６  固定ギヤ
２７  更なる固定ギヤ
２８  第１液圧軸
２９  第２液圧軸
３０  固定ギヤ
３１  アイドルギヤ
３２  固定ギヤ
３３  固定ギヤ
３４  固定ギヤ
３５  アイドルギヤ
３６  固定ギヤ
３７  アイドルギヤ
３８  アイドルギヤ
３９  固定ギヤ
４０  固定ギヤ
４１  固定ギヤ
４２  固定ギヤ
４３  ギヤ
Ｋ１〜Ｋ３  シフト要素
ＫＶＲ，ＫＶ  走行方向切換要素
【図１】
2013506102.tif 000003
【図２】
2013506102.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013506102.tif 000007
【図６】
2013506102.tif 000008
【国際調査報告】
2013506102.tif 000009
2013506102.tif 000010
2013506102.tif 000011
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