(57)【要約】【課題】高圧選択機能を内蔵した液圧モータの自動２速切換機構を提供する。【解決手段】第一、第二給排通路８，９から選択的に供給されるモータ圧力Ｍ１，Ｍ２によって正逆両方向に回転する液圧モータ１において、液圧モータ１の回転速度を切換える中空構造の変速切換用スプール２１と、この変速切換用スプール２１の内側に直列に並んで摺動可能に介装される第一、第二ピン３１，３２を備え、この第一ピン３１の一端が変速切換用スプール２１から突出してハウジング７に支持され、第一、第二ピン３１，３２の互いに対向する端部間に画成される第一圧力室４１と、第二ピン３２の一端と変速切換用スプール２１の間に画成される第二圧力室４２とを備え、第一、第二給排通路８，９から第一、第二圧力室４１，４２に導かれるモータ圧力Ｍ１，Ｍ２に応じて変速切換用スプール２１を２速ポジションから１速ポジションへと自動的に切換える構成とした。【選択図】　　図１
2004108392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一、第二給排通路から選択的に供給されるモータ圧力によって正逆両方向に回転する液圧モータにおいて、
前記液圧モータの回転速度を切換える中空構造の変速切換用スプールと、この変速切換用スプールの内側に直列に並んで摺動可能に介装される第一、第二ピンとを備え、この第一ピンの一端を変速切換用スプールから突出させてハウジング側に支持し、第一、第二ピンの互いに対向する端部間に画成される第一圧力室と、第二ピンの一端と変速切換用スプールの間に画成される第二圧力室とを備え、第一圧力室に前記第一給排通路を連通させ、第二圧力室に前記第二給排通路を連通させ、第一、第二給排通路から導かれるモータ圧力に応じて変速切換用スプールのポジションが自動的に切換わる構成としたことを特徴とする液圧モータの自動２速切換機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば作業車両等に搭載される液圧モータの自動２速切換機構の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液圧モータの自動２速切換機構として、例えば図３に示すものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
これについて説明すると、図３において、１は斜板式液圧モータである。この液圧モータ１は、出力軸と共に回動するシリンダブロックと、このシリンダブロックに開口する複数のシリンダと、各シリンダに挿入され容積室を画成するピストンと、シリンダブロックの回転に伴って容積室を拡縮するようにピストンを往復動させる斜板１２と、斜板１２を傾転可能に支持する支持軸１３と、この支持軸１３の一側方に斜板１２を背面側から押圧してその傾斜角を切換える対の変速用ピストン１４とを備える。
【０００４】
図３において、７は液圧モータ１を構成するハウジングである。このハウジング７には図示しない液圧源またはドレン側に連通する第一、第二給排通路８，９が設けられる。第一、第二給排通路８，９の一方から導かれる加圧作動液が各シリンダの容積室に供給され、第一、第二給排通路８，９の他方から排出されることにより、シリンダブロックが回転駆動される。第一、第二給排通路８，９の圧力関係によって液圧モータ１の回転方向が正逆両方向に切換えられる。
【０００５】
第一、第二給排通路８，９の途中にはカウンタバランス弁１０が介装される。このカウンタバランス弁１０の作動によって第一、第二給排通路８，９の液圧モータ圧力Ｍ１，Ｍ２が維持され、液圧モータ１がその作動停止時に重力等によって勝手に動いてしまうことが回避される。
【０００６】
ハウジング７には変速用ピストン１４の駆動圧室１５に導かれる圧力を切換える自動２速切換機構２０が設けられる。この自動２速切換機構２０はハウジング１に摺動可能に収装される変速切換用スプール２１を備え、変速切換用スプール２１が図に矢印のように各駆動圧室１５にドレン圧を導く１速ポジションと、各駆動圧室１５に第一、第二給排通路８，９からのモータ圧力を導く２速ポジションとの間で摺動する。
【０００７】
自動２速切換機構２０はそのポジションを手動操作等で切換える構成として、変速切換用スプール２１の一端にはパイロット圧力室２２が画成され、変速切換用スプール２１の他端にはリターンスプリング２３が介装される。パイロット圧力室２２には図示しないコントロール弁を介して所定のパイロット圧が導かれる。自動２速切換機構２０はパイロット圧が低いと、図のようにリターンスプリング２３の付勢力によって変速切換用スプール２１が１速ポジションに保持される一方、パイロット圧が高まると変速切換用スプール２１がリターンスプリング２３に抗して２速ポジションに切換わる。
【０００８】
自動２速切換機構２０のポジションを液圧モータ１の負荷が高まるのに応じて２速から１速に自動的に切換える機構として、中空構造の変速切換用スプール２１の内側にピン２４が摺動可能に介装され、ピン２４の一端が変速切換用スプール２１から突出してハウジング７に支持され、ピン２４の他端と変速切換用スプール２１の間に圧力室２５が画成される。
【０００９】
ハウジング７にはカウンタバランス弁１０を介して第一、第二給排通路８，９から高圧を選択して圧力室２５に導く高圧選択回路２６が設けられる。
【００１０】
第一給排通路８が高圧となる液圧モータ１の正回転作動時、図に矢印で示すように第一給排通路８からの加圧作動液がカウンタバランス弁１０を介して高圧選択回路２６を通って圧力室２５に導かれる。２速に有る正回転作動時において、第一給排通路８のモータ圧力Ｍ１が所定値を超えて上昇すると、変速切換用スプール２１がパイロット圧に抗して図の左方向に摺動し、２速から１速に自動的に切換わる。これにより、液圧モータ１は図のように変速用ピストン１４が引き込まれ、斜板１２の傾転角度が大きい１速位置に保持されることにより低速正回転し、第一給排通路８のモータ圧力Ｍ１の上昇が抑えられる。また、この作動状態からモータ圧力Ｍ１が低下すると、変速切換用スプール２１がパイロット圧によって摺動し、１速から２速へと自動的に戻り、斜板１２の傾転角度が２速位置に戻され、液圧モータ１の回転速度が高められる。
【００１１】
第二給排通路９が高圧となる液圧モータ１の逆回転作動時、図に矢印で示すように第二給排通路９からの加圧作動液がカウンタバランス弁１０を介して高圧選択回路２６を通って圧力室２５に導かれる。２速に有る逆回転作動時において、第二給排通路９のモータ圧力Ｍ２が所定値を超えて上昇すると、変速切換用スプール２１がパイロット圧に抗して図の左方向に摺動し、２速から１速に自動的に切換わる。これにより、液圧モータ１は図のように変速用ピストン１４が引き込まれ、斜板１２の傾転角度が大きい１速位置に保持されることにより低速逆回転し、第一給排通路８のモータ圧力の上昇が抑えられる。また、この作動状態からモータ圧力が低下すると、変速切換用スプール２１がパイロット圧によって摺動し、１速から２速へと自動的に戻り、斜板１２の傾転角度が２速位置に戻され、液圧モータ１の回転速度が高められる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１−１１６３０１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の液圧モータ１にあっては、ハウジング７にカウンタバランス弁１０と自動２速切換機構２０を結ぶ高圧選択回路２６が設けられているため、ハウジング７に高圧選択回路２６を構成する通孔を形成する加工数が増え、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【００１４】
また、クローズド回路で構成される変速装置は、カウンタバランス弁を持たないため、自動２速切換機構に高圧を選択して導く弁構造を追加する必要があり、液圧モータの小型化が難しいという問題点があった。
【００１５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高圧選択機能を内蔵した液圧モータの自動２速切換機構を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、第一、第二給排通路から選択的に供給されるモータ圧力によって正逆両方向に回転する液圧モータに適用する。
【００１７】
そして、液圧モータの回転速度を切換える中空構造の変速切換用スプールと、この変速切換用スプールの内側に直列に並んで摺動可能に介装される第一、第二ピンとを備え、この第一ピンの一端を変速切換用スプールから突出させてハウジングに支持し、第一、第二ピンの互いに対向する端部間に画成される第一圧力室と、第二ピンの一端と変速切換用スプールの間に画成される第二圧力室とを備え、第一圧力室に第一給排通路を連通させ、第二圧力室に第二給排通路を連通させ、第一、第二給排通路からのモータ圧力に応じて変速切換用スプールのポジションを自動的に切換える構成としたことを特徴とするものとした。
【００１８】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、自動２速切換機構は第一、第二給排通路からのモータ圧力のうち高い方に応じて変速切換用スプールのポジションが自動的に切換わる。
【００１９】
液圧モータは自動２速切換機構に高圧選択機能を内蔵しているため、高圧を選択して導く弁構造を追加する必要がなく、液圧モータの小型化が可能となる。
【００２０】
また、カウンタバランス弁を持つオープン回路で構成される変速装置においては、カウンタバランス弁と自動２速切換機構を結ぶ高圧選択回路が設ける必要がなく、ハウジングの加工数が減り、製品のコストダウンがはかれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を作業車両の液圧変速装置に適用したの実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１に示すように、液圧変速装置の液圧回路は、図示しない動力源によって回転駆動される両方向吐出型の可変容量液圧ポンプ２と、出力軸を回転駆動する可変容量液圧モータ１と、両者を結ぶクローズド回路３を備え、液圧ポンプ（液圧供給源）２から吐出される作動液が液圧モータ１に送られることにより出力軸が回転する。
【００２３】
クローズド回路３は液圧モータ１の一方のポートと液圧ポンプ２の一方のポートを連通する第一給排通路８と、液圧モータ１の他方のポートと液圧ポンプ２の他方のポートを連通する第二給排通路９によって構成される。
【００２４】
斜板式液圧モータ１は、出力軸と共に回動するシリンダブロックと、このシリンダブロックに開口する複数のシリンダと、各シリンダに挿入され容積室を画成するピストンと、シリンダブロックの回転に伴って容積室を拡縮するようにピストンを往復動させる斜板１２とを備える。
【００２５】
液圧モータ１のハウジング７には第一、第二給排通路８，９が設けられる。第一、第二給排通路８，９の一方から導かれる加圧作動液が図示しないポートから各シリンダの容積室に供給され、第一、第二給排通路８，９の他方から排出されることにより、シリンダブロックが回転駆動される。第一、第二給排通路８，９の圧力関係によって液圧モータ１の回転方向が正逆両方向に切換えられる。
【００２６】
液圧モータ１は、斜板１２を傾転可能に支持する支持軸１３と、この支持軸１３の一側方に斜板１２を背面側から押圧してその傾斜角を１段階で切換える対の変速用ピストン１４とを備える。
【００２７】
液圧モータ１は、図のように変速用ピストン１４が引き込まれ、斜板１２の傾転角度が大きい１速位置に保持されることにより低速回転する一方、変速用ピストン１４が突出作動し、斜板１２の傾転角度が小さい２速位置に保持されることにより高速回転する。
【００２８】
ハウジング７には変速用ピストン１４の駆動圧室１５に導かれる圧力を切換える自動２速切換機構２０が設けられる。この自動２速切換機構２０はハウジング１に摺動可能に収装される変速切換用スプール２１を備える。ハウジング７には第一、第二給排通路８，９を画成するグルーブ３８，３９と、各駆動圧室１５に連通するグルーブ３５，３６と、ドレン側に連通するグルーブ３３，３４が形成される。変速切換用スプール２１は図に矢印のように各駆動圧室１５にドレン圧ＤＲを導く１速ポジションと、各駆動圧室１５に第一、第二給排通路８，９からのモータ圧力Ｍ１，Ｍ２を導く２速ポジションとの間で摺動する。
【００２９】
自動２速切換機構２０はそのポジションを手動操作等で切換える構成として、変速切換用スプール２１の一端にはパイロット圧力室２２が画成され、変速切換用スプール２１の他端にはリターンスプリング２３が介装される。パイロット圧力室２２には図示しないコントロール弁を介して所定のパイロット圧力ＰＳが導かれる。自動２速切換機構２０はパイロット圧力ＰＳが低いと、図のようにリターンスプリング２３の付勢力によって変速切換用スプール２１が１速ポジションに保持される一方、パイロット圧力ＰＳが高まると変速切換用スプール２１がリターンスプリング２３に抗して２速ポジションに切換わる。
【００３０】
そして本発明の要旨とするところであるが、第一、第二給排通路８，９から導かれるモータ圧力Ｍ１，Ｍ２に応じて２速から１速自動的に切換える構成として、中空構造の変速切換用スプール２１の内側に第一、第二ピン３１，３２が直列に並んで摺動可能に介装され、第一ピン３１の一端が変速切換用スプール２１から突出してハウジング７に支持され、第一、第二ピン３１，３２の互いに対向する端部間に第一圧力室４１が画成され、第二ピン３２の一端と変速切換用スプール２１の間に第二圧力室４２が画成される。そして、第一圧力室４１に第一給排通路８が連通され、第二圧力室４２に第二給排通路９が連通される。
【００３１】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３２】
図２の（ａ）に示すように、パイロット圧力ＰＳが低い状態では、リターンスプリング２３の付勢力によって変速切換用スプール２１が１速ポジションに保持される。このとき、ドレン圧ＤＲが各駆動圧室１５に導かれ、図に矢印で示すように各駆動圧室１５の作動液がドレン側に流出することにより、変速用ピストン１４が引き込まれて斜板１２をその傾転角度が大きい１速位置に保持し、液圧モータ１は低速回転する。
【００３３】
図２の（ｂ）に示すように、パイロット圧力ＰＳが高い状態では、変速切換用スプール２１がリターンスプリング２３に抗して２速ポジションに切換わる。このとき、第一、第二給排通路８，９からのモータ圧力Ｍ１，Ｍ２が各駆動圧室１５に導かれ、図に矢印で示すように加圧作動液が各駆動圧室１５に流入することにより、変速用ピストン１４が突出作動して斜板１２をその傾転角度が小さい２速位置に保持し、液圧モータ１は高速回転する。
【００３４】
第一給排通路８が高圧となる液圧モータ１の正回転作動時、２速に有る状態で、第一給排通路８のモータ圧力Ｍ１が所定値を超えて上昇すると、図２の（ｃ）に矢印で示すように第一給排通路８からの加圧作動液が第一圧力室４１に流入する。こうして第一圧力室４１の圧力２Ｐ１がモータ圧力Ｍ１となって高められることにより、第二ピン３２及び変速切換用スプール２１がパイロット圧力ＰＳに抗して図の左方向に摺動し、２速から１速に自動的に切換わる。これにより、変速用ピストン１４が引き込まれ、斜板１２の傾転角度が大きい１速位置に保持され、低速正回転し、第一給排通路８のモータ圧力Ｍ１の上昇が抑えられる。また、この作動状態からモータ圧力Ｍ１が低下すると、第二ピン３２及び変速切換用スプール２１がパイロット圧力ＰＳによって摺動し、１速から２速へと自動的に戻り、斜板１２の傾転角度が２速位置に戻され、液圧モータ１の回転速度が高められる。
【００３５】
第二給排通路９が高圧となる液圧モータ１の逆回転作動時、２速に有る状態で、第二給排通路９のモータ圧力Ｍ２が所定値を超えて上昇すると、図２の（ｄ）に矢印で示すように第二給排通路９からの加圧作動液が第二圧力室４２に流入する。こうして第二圧力室４２の圧力２Ｐ２がモータ圧力Ｍ２となって高められることにより、第二給排通路９が第一ピン８を介してハウジング７に支持され、変速切換用スプール２１がパイロット圧力ＰＳに抗して図の左方向に摺動し、２速から１速に自動的に切換わる。これにより、図のように変速用ピストン１４が引き込まれ、斜板１２の傾転角度が大きい１速位置に保持されることにより低速逆回転し、第二給排通路９のモータ圧力Ｍ２の上昇が抑えられる。また、この作動状態からモータ圧力Ｍ２が低下すると、変速切換用スプール２１がパイロット圧力ＰＳによって摺動し、１速から２速へと自動的に戻り、斜板１２の傾転角度が２速位置に戻され、液圧モータ１の回転速度が高められる。
【００３６】
液圧モータ１は自動２速切換機構２０に高圧選択機能を内蔵しているため、高圧を選択して導く弁構造を追加する必要がなく、液圧モータ１の小型化が可能となる。
【００３７】
また、カウンタバランス弁を持つオープン回路で構成される変速装置においては、カウンタバランス弁と自動２速切換機構を結ぶ高圧選択回路が設ける必要がなく、ハウジングの加工数が減り、製品のコストダウンがはかれる。
【００３８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、作業車両の液圧変速装置以外にも適用でき、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す自動２速切換機構の断面図。
【図２】同じく作動状態を示す説明図。
【図３】従来例を示す自動２速切換機構の断面図。
【符号の説明】
１　液圧モータ
７　ハウジング
８　第一給排通路
９　第二給排通路
１２　斜板
１４　変速用ピストン
２０　自動２速切換機構
２１　変速切換用スプール
２２　パイロット圧力室
２３　リターンスプリング
３１　第一ピン
３２　第二ピン
４１　第一圧力室
４２　第二圧力室
【図１】
2004108392.tif 000003
【図２】
2004108392.tif 000004
【図３】
2004108392.tif 000005