(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量ピストンモータのピストンを出没自在に収容したシリンダブロックに、一端に大面積の受圧面を形成すると共に他端に小面積の受圧面を形成した制御ピストンを連結し、該モータの負荷圧を該小面積の受圧面に常時作用させると共に、摺動自在のサーボスプールによりタンク圧若しくは該負荷圧に応じた圧力を該大面積の受圧面へ導き、該制御ピストンが該モータの回転軸に対するシリンダブロックの傾転角を制御して該モータの容量を制御する装置に於いて、該サーボスプールに、制御スプリングと該制御スプリングの力に対向した力を与える対向スプリングを設けると共に該負荷圧により該制御スプリングと同方向の推力を発生させる推力発生面を設け、該対向スプリングにそのバネ力を可変するパイロット圧力が作用したパイロットピストンを設けたことを特徴とする可変容量ピストンモータ用容量制御装置。
【請求項２】
上記サーボスプールに上記制御スプリングと共に作用する第２制御スプリングを設け、該第２制御スプリングを上記制御ピストンにそのバネ力を可変すべく支持させたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量ピストンモータ用容量制御装置。
【請求項３】
上記パイロットピストンに、上記パイロット圧力が作用したとき上記サーボスプールの制御スプリング及び第２制御スプリングによる推力を超える推力を常時生じるように該パイロット圧力の受圧面の面積を設定したことを特徴とする請求項２に記載の可変容量ピストンモータ用容量制御装置。
【請求項４】
上記可変容量ピストンモータを閉油圧回路により可変容量ポンプに接続し、上記パイロット圧力の導入回路に、該ポンプを駆動する原動機の減速に伴って該パイロットピストンへパイロット圧力に代わってタンク圧を導く切換弁を設けたことを特徴とする上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可変容量ピストンモータ用容量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両走行用閉油圧回路に設けられた可変容量ピストンモータの容量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設機械搭載車両等の重量車や不整地走行車両等に於いて、例えば図１に示したように、閉油圧回路ａによりエンジンに連結した可変容量油圧ポンプｂと車輪等の走行手段に連結した可変容量ピストンモータｃを接続し、該モータｃの容量制御装置ｄを閉油圧回路ａに発生する負荷圧に応じて制御することが行われている。この場合、該容量制御装置ｄは、大面積の受圧面ｅと小面積の受圧面ｆを有する制御ピストンｇとサーボスプールｈで構成され、該制御ピストンｇを連結ピンｉにより該モータｃのピストンｊを出没自在に収容したシリンダブロックｋに連結し、該サーボスプールｈに制御スプリングｌとこれの力に対向するように負荷圧が作用する作用面ｍが設けられる。該閉油圧回路ａから抽出した負荷圧が該小面積の受圧面ｆと該スプールｈの作用面ｍに常時作用し、該スプールｈの作用面ｍに作用する負荷圧により発生する力と制御スプリングｌの力が均衡しているときは、該スプールｈは大面積の受圧面ｅへの回路ｏを制御するため制御ピストンｇは不動になり、シリンダブロックｋは該モータｃの回転軸ｐと或る傾転角で固定され、一定の回転数で該回転軸ｐが回転する。該負荷圧が小さくなると、作用面ｍに発生する力が制御スプリングｌの力よりも小さくなり、該スプールｈは大面積の受圧面ｅにタンク圧を導くように移動し、そのため該制御ピストンｇは小面積の受圧面ｆに作用する力で該回転軸ｐとシリンダブロックｋの傾転角を小さくするように、即ち該モータｃの容量を減少して高速回転するように移動する。また、該負荷圧が大きくなると、該制御スプリングｌがたわめられて該大面積の受圧面ｅに負荷圧を導くように該スプールｈが移動し、そのため制御ピストンｇは該傾角を大きくするように移動して該モータｃの容量を増大させ、該モータｃが低速回転する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１の構成のものでは、該モータｃが駆動する負荷が軽いときは、傾転角が最小になって高速回転し、負荷が大きいときは傾転角が最大になって速度は小さいが大きな力を発生するようになり、負荷状態を判断して傾転角を自動的にコントロールできるが、ポンプｂが回転されていないエンジン停止時やポンプｂから吐出がない車両の走行開始前などでは、閉油圧回路ａに負荷圧が発生しておらず、該スプールｈは制御スプリングｌの力で大面積の受圧面ｅにタンク圧を導くように移動しているため、該モータｃの回転開始時は、負荷圧が制御スプリングｌの力に対応するまで上昇するわずかの間、制御ピストンｇは傾転角を最小にするように移動し、出力トルクが最小になっている。該閉油圧回路ａが車両走行用に使用された場合には、車両が坂道で発進するとき、車両重量に比べて出力トルクが小さいと車両がわずかではあるがズリ落ちるように動いてしまう不都合がある。
【０００４】
本発明は、負荷圧に応じて可変容量ピストンモータの容量を最大から最小に制御できるとともに必要に応じて容量を最大に制御できる容量制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、可変容量ピストンモータのピストンを出没自在に収容したシリンダブロックに、一端に大面積の受圧面を形成すると共に他端に小面積の受圧面を形成した制御ピストンを連結し、該モータの負荷圧を該小面積の受圧面に常時作用させると共に、摺動自在のサーボスプールによりタンク圧若しくは該負荷圧に応じた圧力を該大面積の受圧面へ導き、該制御ピストンが該モータの回転軸に対するシリンダブロックの傾転角を制御して該モータの容量を制御する装置に於いて、該サーボスプールに、制御スプリングと該制御スプリングの力に対向した力を与える対向スプリングを設けると共に該負荷圧により該制御スプリングと同方向の推力を発生させる推力発生面を設け、該対向スプリングにそのバネ力を可変するパイロット圧力が作用したパイロットピストンを設けることにより、上記の目的を達成するようにした。該サーボスプールに該制御スプリングと共に作用する第２制御スプリングを設け、該第２制御スプリングを該制御ピストンにそのバネ力を可変すべく支持させた構成とすることが好ましく、該パイロットピストンに、該パイロット圧力が作用したとき該サーボスプールの制御スプリング及び第２制御スプリングによる推力を超える推力を常時生じるように該パイロット圧力の受圧面の面積を設定することが好ましい。また、該可変容量ピストンモータを閉油圧回路により可変容量ポンプに接続し、該パイロット圧力の導入回路に、該ポンプを駆動する原動機の減速に伴って該パイロットピストンへパイロット圧力に代わってタンク圧を導く切換弁を設け、原動機の減速時に該モータの容量を最大として油圧ブレーキ作動が得られるようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を車両走行装置に適用した図２に示す例に基づき説明すると、同図に於いて符号１は閉油圧回路２を介して内燃機関の原動機３により駆動された可変容量ピストンポンプ４に接続された可変容量ピストンモータを示す。該可変容量ピストンモータ１は、複数本のピストン５を出没自在に収容したシリンダブロック６を備え、各ピストン５の頭部を出力を取り出すための回転軸７の端部に設けた駆動板８に係着したもので、閉油圧回路２から弁板９を介してシリンダ室１０に作動油が給排されると各ピストン５が出没し、該回転軸７が回転する。該シリンダブロック６は連結ピン１１を介して制御ピストン１２に連結され、該制御ピストン１２が移動すると回転軸７とシリンダブロック６との傾転角が変更されて該モータ１の容量が可変制御される。その容量が小さければ該モータ１は高速回転し、容量が大きければ低速の大きなトルクで回転する。
【０００７】
該制御ピストン１２は一端に大面積の受圧面１３を形成すると共に他端に小面積の受圧面１４を形成したもので、この小面積の受圧面１４にはシャトル弁１５により抽出した閉油圧回路２の該モータ１の駆動に伴う負荷圧が抽出回路１６を介して常時作用する。大面積の受圧面１３には、摺動自在のサーボスプール１７を介してタンク圧若しくは該負荷圧よりも多少低いが負荷圧に応じた圧力が回路１８により導かれる。
【０００８】
以上の構成は従来のものと特に変わりがなく、該サーボスプール１７の作動制御のために制御スプリング１９が設けられることも従来のものと同様であるが、本発明のものでは、該サーボスプール１７に制御スプリング１９の力と対向する力を与える対向スプリング２０を設けると共に該制御スプリング１９の力と同方向の推力を負荷圧の作用で発生させる推力発生面２１を設け、該対向スプリング２０にそのバネ力を可変するためのパイロット圧力が作用したパイロットピストン２２を設けるようにした。
【０００９】
該パイロットピストン２２はサーボスプール１７を囲むバレル２７に当接するまで移動可能に設けられ、該パイロットピストン２２と対向スプリング２０とを該サーボスプール１７に両端を当接させて制御スプリング１９を介在させた。また、該連結ピン１１とサーボスプール１７の間に第２制御スプリング２８を設け、該サーボスプール１７に制御ピストン１２の移動距離に応じた力が加わるようにした。該サーボスプール１７を該パイロットピストン２２の受圧面は、パイロット圧力が作用したとき、制御スプリング１９の力及び推力発生面２１に生じる力の合計よりも大きな力を発生させ得る面積に形成される。該パイロット圧は、図示の例では該原動機３で回転される閉油圧回路２への補充用の補助ポンプ２３から導入回路２４を介して供給するようにしたが、他の適当な油圧源を使用しても良い。２５は、該導入回路２４に介在させた切換弁で、エンジン３のアクセルペダル２６が解放されたとき切換位置２５ａに入り、パイロットピストン２２にタンク圧を導き、ペダル操作中はノーマル位置２５ｂに位置してパイロット圧を該パイロットピストン２２に導くようにした。
【００１０】
該パイロット圧がパイロットピストン２２に作用し、負荷圧が抽出回路１６を介して小面積の受圧面１４及び推力発生面２１に作用している通常の作動状態では、パイロットピストン２２に発生する力Ｆ１と、対向スプリング２０のバネ力Ｆ２、推力発生面２１に発生する力に制御スプリング１９及び第２制御スプリング２８の力を加えた合計力Ｆ３のバランスにより該サーボスプール１７が作動し、Ｆ１＞Ｆ２＝Ｆ３のときには、該サーボスプール１７が釣り合い状態になって制御ピストン１２及びシリンダブロック６の傾転角が一定になり、該モータ１は一定速度で回転する。負荷圧の低下によりＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３になったときは、該サーボスプール１７が抵抗のため負荷圧よりも多少低くなった圧力を回路１８を介して大面積の受圧面１３へ導くので、該制御ピストン１２はシリンダブロック６の傾転角を小さくさせるように移動し、その結果、該モータ１は高速で回転する。更に、負荷圧が高まってＦ１＞Ｆ２＜Ｆ３になったときは、該サーボスプール１７は大面積の受圧面１３へタンク圧を導くので、該制御ピストン１２はシリンダブロック６の傾転角を大きくするように移動し、その結果、該モータ１は低速で回転する。
【００１１】
該切換弁２５が切換位置２５ａになってパイロットピストン２２へのパイロット圧が作用しない状態のときは、該サーボスプール１７は大面積の受圧面１３にタンク圧を導いてシリンダブロック６を最大傾転角とし、モータ１の容量を最大にするので、坂道発進などでは該モータ１に大きな出力トルクが得られ車両のズリ落ちが防止できる。アクセルペダル２６を離したとき該切換弁２５が切換位置２５ａに入ることにより、減速時に該モータ１の容量が最大になって油圧ブレーキが掛かり、減速性がよく安全に車両を走行させ得る。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように本発明では可変容量ピストンモータの容量制御装置のサーボスプールに、制御スプリングとその力に対向した力を与える対向スプリングを設け、モータの負荷圧により該制御スプリングと同方向の推力を発生させる推力発生面を設け、該対向スプリングにそのバネ力を可変するパイロット圧力が作用したパイロットピストンを設けたので、該パイロット圧力の作用を解除することによりモータの容量を任意に最大に制御することができ、モータ起動時に出力トルクを増大させ或いはモータ速度を油圧で減速させることができ、車両走行用の可変容量ピストンモータに好都合である等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の可変容量ピストンモータの説明図
【図２】本発明の実施の形態を示す説明図
【符号の説明】
１  可変容量ピストンモータ、２  閉油圧回路、３  原動機、４  可変容量ピストンポンプ、５  ピストン、６  シリンダブロック、７  回転軸、１２  制御ピストン、１３  大面積の受圧面、１４  小面積の受圧面、１７  サーボスプール、１９  制御スプリング、２０  対向スプリング、２１  推力発生面、２２  パイロットピストン、２４  導入回路、２５  切換弁、２８  第２制御スプリング、
【図１】
0003568755.tif 000002
【図２】
0003568755.tif 000003