(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１１）とを、メイン回路（１３）で接続して構成される油圧式無段変速装置（１）であって、前記油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１１）のうち少なくとも１つにおいて、その容量制御を行う油圧サーボ機構（２）と、前記メイン回路（１３）が高圧の時に、前記油圧サーボ機構（２）を減速側に制御し、かつ、前進時と後進時のどちらにも作用する負荷制御機構（４）を設け、該負荷制御機構（４）には、前記メイン回路（１３）における、前記油圧ポンプ（１０）の前進時吐出側と、前記油圧ポンプ（１０）の後進時吐出側の、フィードバック圧を導入する構成とし、前記負荷制御機構（４）と前進時吐出側との間、または、前記負荷制御機構（４）と後進時吐出側との間に、調圧弁（２０４）を設けて、前記前進時吐出側からのフィードバック圧と、該後進時吐出側からのフィードバック圧を異ならしめ、前進時と後進時の吐出容量に差を設けたことを特徴とする油圧式無段変速装置。
【請求項２】
請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記調圧弁（２０４）は、油圧式無段変速装置（１）の外側より装着可能とし、かつ圧力調整部材であるシム（３０５）を配設し、該調圧弁（２０４）の設定圧力を調整可能としたことを特徴とする油圧式無段変速装置。
【請求項３】
請求項１に記載の油圧式無段変速装置において、前記負荷制御機構（４）には、負荷制御ピストン（４０）と、前記フィードバック圧を導入する、前記負荷制御ピストン（４０）の一側の油室（４０４ｂ）と、背圧を導入する前記負荷制御ピストン（４０）の他側における油室（４０４ｃ）とを設け、前記他側における油室（４０４ｃ）に通じる通路に、該他側の油室からの作動油の排出を絞る一方向絞り弁であるスローリターンバルブ（４０５）を介装したことを特徴とする油圧式無段変速装置。
【請求項４】
請求項３記載の油圧式無段変速装置において、前記一方向絞り弁であるスローリターンバルブ（４０５）を、カートリッジ式に構成し、前記油圧式無段変速装置（１）の外側より、直接取り外し可能に構成したことを特徴とする油圧式無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式無段変速装置に関し、より詳細には、油圧式無段変速装置を構成する油圧ポンプ及び／又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、油圧ポンプ及び油圧モータから構成される油圧式無段変速装置（以下、「ＨＳＴ」と略記）は、油圧サーボ機構によって油圧ポンプや油圧モータの可動斜板を傾動制御して、可変容積型の油圧ポンプや油圧モータの容量調整を行うようにした構成が公知となっている。この油圧サーボ機構の構成としては、油圧ポンプやＨＳＴに取り付けられた電磁弁によって、油圧ポンプの回転数の増加に比例して、自動的に可動斜板を傾動させる機構（オートモーティブ制御）や、油圧ポンプの可動斜板をＨＳＴの外部に装着された変速操作レバーによって操作する機構（マニュアルサーボ制御）等が公知である。
【０００３】
一方、上記ＨＳＴには、エンジンの負荷が設定値以上の場合に作業車両の走行速度を減速し、一方、エンジンの負荷が設定値以下の場合に走行速度を設定速度にするように速度制御する機構（負荷制御機構）を備えたものが公知となっている。具体的には、作業負荷が所定値を超えないようにＨＳＴ（油圧ポンプ）の可動斜板を減速側へシフト等させて、エンストを防止するように構成されている。
【０００４】
このような油圧サーボ機構や負荷制御機構を備えたＨＳＴについては、例えば、特許文献１に記載されるようなＨＳＴが開示されている。かかるＨＳＴは、可変容積型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによる圧油で操作する油圧モータを２個備えるもので、これら２個の油圧モータのうち少なくとも一方を可変容積型の油圧モータに構成するとともに、これら２個の油圧モータの各出力回転を合流させて、単一の出力回転として取り出すための出力合流機構を設けたものである。そして、このように構成することで、可変容積型の油圧モータの出力回転を調節して、出力トルクをほぼ２倍にでき、ＨＳＴにおける最大トルクの増大を図るものである。
【０００５】
上記特許文献１に開示されるＨＳＴは、油圧ポンプにおいて、可動斜板に連動する変速シリンダを変速バルブによって切換えて、この可動斜板を傾動させる油圧サーボ機構を備えるとともに、油圧モータの可動斜板が傾動可能に構成されている。そして、このように構成することで、作業車両の泥濘地等での作業中において、エンジンへの負荷トルクが増大した場合に、可変容積型に構成された一方の油圧モータの可動斜板を傾動させて低速トルクを増大させ、作業車両の速度制御をすることができる。
【０００６】
従来のシャトル弁を用いたフィードバック回路を有する油圧式無段変速装置の構成について説明する。図１９は、従来のシャトル弁を用いたフィードバック回路を有する油圧式無段変速装置の油圧回路。従来の油圧式無段変速装置におけるフィードバック回路においては、油圧ポンプと油圧モータを接続するメイン回路の圧力を、シャトル弁２０４ｃを介して、負荷制御機構４・４ｂ・１０４に作動油をフィードバックさせる。
【特許文献１】特開２００４−１１７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されるＨＳＴでは、上述の負荷制御機構へのメイン回路の圧力のフィードバックを電気的に入り切り可能とする構成、および常に、負荷制御機構へのメイン回路圧力のフィードバックがかかった状態となっている。このため、前後進時における作動圧力差を設けることが困難である。
【０００８】
そして、シャトル弁を用いたフィードバック回路を有する油圧式無段変速装置においては、油圧ポンプと油圧モータとの間にかかる圧力が負荷制御機構に作用することとなるので、前後進において油圧式無段変速装置に対して、同様に負荷制御機構が作動するものである。作業機を用いて前後進で異なる作業を行う場合や、後進側のポンプ容量を前進側よりも小さく構成したものにおいては、十分な効率を発揮することができない。
【０００９】
そこで、本発明においては、油圧式無段変速装置に関し、前記従来の課題を解決するものであり、既存の油圧式無段変速装置において、容易に前後進の出力特性を変更するとともに、効率的な出力特性を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するべく、次のような手段をとる。
請求項１においては、油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１１）とを、メイン回路（１３）で接続して構成される油圧式無段変速装置（１）であって、前記油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１１）のうち少なくとも１つにおいて、その容量制御を行う油圧サーボ機構（２）と、前記メイン回路（１３）が高圧の時に、前記油圧サーボ機構（２）を減速側に制御し、かつ、前進時と後進時のどちらにも作用する負荷制御機構（４）を設け、該負荷制御機構（４）には、前記メイン回路（１３）における、前記油圧ポンプ（１０）の前進時吐出側と、前記油圧ポンプ（１０）の後進時吐出側の、フィードバック圧を導入する構成とし、前記負荷制御機構（４）と前進時吐出側との間、または、前記負荷制御機構（４）と後進時吐出側との間に、調圧弁（２０４）を設けて、前記前進時吐出側からのフィードバック圧と、該後進時吐出側からのフィードバック圧を異ならしめ、前進時と後進時の吐出容量に差を設けたものである。
【００１１】
請求項２においては、請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記調圧弁（２０４）は、油圧式無段変速装置（１）の外側より装着可能とし、かつ圧力調整部材であるシム（３０５）を配設し、該調圧弁（２０４）の設定圧力を調整可能としたものである。
【００１２】
請求項３においては、請求項１に記載の油圧式無段変速装置において、前記負荷制御機構（４）には、負荷制御ピストン（４０）と、前記フィードバック圧を導入する、前記負荷制御ピストン（４０）の一側の油室（４０４ｂ）と、背圧を導入する前記負荷制御ピストン（４０）の他側における油室（４０４ｃ）とを設け、前記他側における油室（４０４ｃ）に通じる通路に、該他側の油室からの作動油の排出を絞る一方向絞り弁であるスローリターンバルブ（４０５）を介装したものである。
【００１３】
請求項４においては、請求項３記載の油圧式無段変速装置において、前記一方向絞り弁であるスローリターンバルブ（４０５）を、カートリッジ式に構成し、前記油圧式無段変速装置（１）の外側より、直接取り外し可能に構成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載のごとく、油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１１）とを、メイン回路（１３）で接続して構成される油圧式無段変速装置（１）であって、前記油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１１）のうち少なくとも１つにおいて、その容量制御を行う油圧サーボ機構（２）と、前記メイン回路（１３）が高圧の時に、前記油圧サーボ機構（２）を減速側に制御し、かつ、前進時と後進時のどちらにも作用する負荷制御機構（４）を設け、該負荷制御機構（４）には、前記メイン回路（１３）における、前記油圧ポンプ（１０）の前進時吐出側と、前記油圧ポンプ（１０）の後進時吐出側の、フィードバック圧を導入する構成とし、前記負荷制御機構（４）と前進時吐出側との間、または、前記負荷制御機構（４）と後進時吐出側との間に、調圧弁（２０４）を設けて、前記前進時吐出側からのフィードバック圧と、該後進時吐出側からのフィードバック圧を異ならしめ、前進時と後進時の吐出容量に差を設けたので、前進と後進とで異なる特性を持たせる場合や、容量の異なる油圧式無段変速装置の、後進側での出力を効率的に利用するこができる。そして、油圧無段変速装置において、前後進の出力特性を変更するとともに、効率的な出力特性を得ることができる。
【００１５】
請求項２に記載のごとく、請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記調圧弁（２０４）は、油圧式無段変速装置（１）の外側より装着可能とし、かつ圧力調整部材であるシム（３０５）を配設し、該調圧弁（２０４）の設定圧力を調整可能としたので、調圧弁２０４への交換が容易となるとともに、弁３００における圧力調整も容易に行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載のごとく、請求項１に記載の油圧式無段変速装置において、前記負荷制御機構（４）には、負荷制御ピストン（４０）と、前記フィードバック圧を導入する、前記負荷制御ピストン（４０）の一側の油室（４０４ｂ）と、背圧を導入する前記負荷制御ピストン（４０）の他側における油室（４０４ｃ）とを設け、前記他側における油室（４０４ｃ）に通じる通路に、該他側の油室からの作動油の排出を絞る一方向絞り弁であるスローリターンバルブ（４０５）を介装したので、負荷制御ピストン（４０）周りの作動油流量コントロールを行うことができる。
そして、小径の負荷制御ピストン（４０）を用いる場合においても、円滑な負荷制御を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載のごとく、請求項３記載の油圧式無段変速装置において、前記一方向絞り弁であるスローリターンバルブ（４０５）を、カートリッジ式に構成し、前記油圧式無段変速装置（１）の外側より、直接取り外し可能に構成したので、負荷制御機構のメンテナンス性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、作業車両に用いられる油圧式無断変速装置において、前進側と後進側との吐出容量差を設けるともに、後進時における負荷制御機構に対して作動圧を設定可能とすることにより、エンジン性能を効率的に発揮させる油圧式無段変速装置を構成する。
【実施例１】
【００１９】
［全体構成］
本発明の実施の一形態である作業車について説明する。図１は油圧式無段変速装置の底面図。図２は油圧式無段変速装置の底面一部断面図。図３は油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した正面一部断面図。図４は油圧式無段変速装置の油路板の構成を示す正面一部断面図。図５は油圧式無段変速装置の油圧回路図。本実施例に係る油圧式無段変速装置（以下、「ＨＳＴ」と略記）１は、トラクタ等の農作業用の作業車両に用いることができ、以下、本実施例においては、作業機としてローダ作業機を備えた作業車両に搭載される場合について説明する。
【００２０】
まず、本発明に係る油圧式無段変速装置の全体構成について、以下に説明する。図１から図３に示すように、ＨＳＴ１においては、いずれも可変容積型に構成した油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１をハウジング１２に内包するとともに、ハウジング１２には、その他に、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１の可動斜板の斜板角度を調整して、各油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１の出力回転を制御する機構としての油圧サーボ機構２・２、中立位置保持機構３（最大斜板位置保持機構１０３）及び負荷制御機構４・１０４等が設けられている。そして、油圧サーボ機構２・２、中立位置保持機構３（最大斜板位置保持機構１０３）及び負荷制御機構４・１０４等は、それぞれ油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１に対して一対ずつ設けられている。
【００２１】
以下、特に断りのない場合には、油圧ポンプ１０側の油圧サーボ機構２及び中立位置保持機構３等について説明する。本実施例においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１に配置されるこれらの構成（油圧サーボ機構２・２、中立位置保持機構３（最大斜板位置保持機構１０３））は、略同一の構成である。
【００２２】
本実施例においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１をいずれも可変容積型に構成している。なお、少なくとも一方を可変容積型に構成して、他方を固定容積型に構成してもよい。
【００２３】
ここで、可変容積型の油圧ポンプ１０は、入力軸、シリンダブロック、プランジャ及びプランジャに当接した可動斜板等により構成されている。可動斜板はプランジャの頭部が当接または係合されて摺動量が変更され、油圧ポンプ１０の作動油の吐出量を調節可能に構成されている。可変容積型の油圧モータ１１は、可変容積型の油圧ポンプ１０と同様に、シリンダブロック、プランジャ及びプランジャに当接した可動斜板により構成されている。可動斜板はプランジャの頭部が当接または係合されて摺動量が変更され、油圧モータ１１への圧油の吸入量を調節可能に構成されている。油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１は油路板２１０の同一面に略平行に並設され、メイン回路１３を介して油圧ポンプ１０より圧油が油圧モータ１１に供給される。このような構成により、作業車両のエンジンからの駆動力が入力軸に入力されて、油圧ポンプ１０が駆動される。そして、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１は、油圧ポンプ１０の駆動力により吐出された圧油が油圧モータ１１に供給されて、この圧油の給排により油圧モータ１１が駆動され、油圧モータ１１の駆動力が出力軸に伝達される。
【００２４】
次に、油圧サーボ機構２について、以下に説明する。図３に示すように、ＨＳＴ１は、油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とが上下に並設され、油圧ポンプ１０の一側方には油圧ポンプ１０用の油圧サーボ機構２が配設され、油圧モータ１１の一側方であって油圧サーボ機構２の下方に、同じく油圧モータ１１用の油圧サーボ機構２が配設されている。油圧サーボ機構２は、ピストン２１と、該ピストン２１の内部に配置されるスプール２２等から構成され、ＨＳＴ１のハウジング１２内部に収納されて、それぞれ一体的に構成されている。
【００２５】
油圧サーボ機構２は、スプール２２を内装するピストン２１を備えるもので、具体的には、ハウジング１２内であって油圧ポンプ１０の可動斜板の側部に、シリンダ室２４が形成され、シリンダ室２４内にピストン２１が収納され、ピストン２１の側面と可動斜板の側部とがスライドコマ２５により接続されている。ピストン２１の軸心位置には貫通孔が開口され、この貫通孔内にスプール２２が摺動自在に嵌装されている。
【００２６】
ピストン２１は、図３において、シリンダ室２４の上部と下部を連通する油路が形成され、スプール２２が摺動することによって、油路が連通又は遮断されてピストン２１の上下の油室に圧油が送油され、ピストン２１が上下方向に摺動するように構成されている。スプール２２の下部外周には嵌合溝２６が設けられ、嵌合溝２６にスプール２２の変速駆動部材としてのピン２７の一端部２７ａが嵌合されている。ピン２７の他端部は、後述する中立位置保持機構３等を構成する捩じりバネ２８により挟持されている。ピン２７の一端部２７ａは、ハウジング１２及びピストン２１側面に開口した開口１２ａ及び開口２１ａからハウジング１２内部に挿入して、上述したように嵌合溝２６に嵌合している。
【００２７】
ピン２７と連動連結された油圧サーボ機構２の変速レバー２９を回動操作することにより、捩じりバネ２８の付勢力に抗してピン２７が上下方向（図３において上下方向）に移動し、これに伴ってスプール２２が上下方向に移動するように構成されている。このように手動斜板角度制御バルブ２３のスプール２２を摺動操作して油路を変更してピストン２１を摺動させることで、図示しない可動斜板を傾動させて、ＨＳＴ１を変速するようにしている
【００２８】
［負荷制御用調圧弁］
次に、図５に示す油圧回路を用いて、ＨＳＴの負荷制御構成について説明する。油圧ポンプ１０は図５の左側のサーボ機構２を介して、斜板角度が制御されて吐出量制御が行われる。サーボ機構２には変速レバー２９が接続しており、サーボ機構２のスプール２２を操作する。図５の左側に示す変速レバー２９は前後進操作レバーであり、作業車両の前後進の切換および速度調整を行うものである。そして、油圧ポンプ１０には中立位置保持機構３が接続され、油圧ポンプ１０の斜板が中立位置となるように付勢する構成となっている。本実施例において、中立位置保持機構３は変速レバー２９に当接して弾性力により、油圧ポンプ１０の斜板が中立位置となるようにしている。さらに、油圧ポンプ１０には、負荷制御機構４が設けられており、負荷制御機構４により油圧ポンプ１０の負荷に応じて斜板の傾動量を規制する構成となっている。負荷制御機構４はメイン回路１３の油圧に応じてケース４１内に配設されるピストン４０によりスプール２２の移動量を規制する構成となっている。
【００２９】
油圧モータ１１は図５の右側のサーボ機構２を介して、斜板角度が制御されて吐出量制御が行われる。サーボ機構２には変速レバー２９が接続しており、サーボ機構２のスプール２２を操作する。図５の右側に示す変速レバー２９は可変モータの変速レバーであり、駆動速度の増減速を行う。そして、最大斜板位置保持機構１０３設けられており、油圧モータ１１の斜板が最大斜板位置となるように付勢する構成となっている。さらに、負荷制御機構１０４により、油圧モータ１１の負荷に応じて斜板の傾動量を規制する構成となっている。負荷制御機構１０４はメイン回路１３の油圧に応じてケース４１内に配設されるピストン１４０によりスプール２２の移動量を規制する構成となっている。
【００３０】
負荷制御機構４・１０４はそれぞれ、メイン回路１３に設定以上の圧力がかかると、油圧ポンプ１０の斜板もしくは油圧モータ１１の斜板を減速方向に回動させる構成となっている。油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とを接続するメイン回路１３には、チェック弁２０３および調圧弁２０４が接続している。チェック弁２０３は油圧ポンプ１０が前進時に作動油を圧送する側に接続しており、調圧弁２０４は後進時に圧送する側に接続している。そして、調圧弁２０４は圧力設定可能に構成されている。油圧ポンプ１０において、前進側と後進側において、油圧ポンプ１０の出力特性が異なるように構成されている。本実施例では、前進側の作動油吐出量と、後進側の作動油吐出量とが異なるように構成されており、前進側よりも後進側が少なく構成されている。メイン回路１３のリリーフ圧は、リリーフセット５４・５４により行われ、メイン回路１３の作動油が不足しない様に、チャージポンプ５０により作動油をメイン回路１３に供給する。チャージポンプ５０とオイルタンクとの間には自給弁２０５が配設されており、エンジン停止時に、メイン回路１３内の作動油が空にならないようにしている。そして、メイン回路１３への作動油のチャージ圧はリリーフ弁５５に調節される。チャージポンプ５０は、サーボ機構２・２および負荷制御機構４・１０４にパイロット圧を供給するものであり、背圧回路２０６を介して作動油が供給される。背圧回路２０６は作動油の逆流防止および過剰な作動油のリリーフを行う。なお、調圧弁２０４は、油路板２１０に側方より装着され、メイン回路１３に接続する構成となっている。このため、調圧弁２０４の交換および調節が容易となっている。
【００３１】
チェック弁２０３は負荷制御機構４・１０４に接続しており、負荷制御機構４・１０４のパイロット圧力部に圧油を供給する構成となっている。チェック弁２０３は油圧ポンプ１０が前進側となっている場合に吐出側となる油路に接続しており、前進時においてメイン回路１３の作動油圧から、負荷制御機構４・１０４にフィードバック制御を行うことができる。そして、調圧弁２０４は、油圧ポンプ１０の後進側の油路において、メイン回路１３と負荷制御機構４・１０４とを接続するものであり、調圧弁２０４にかかる圧力が設定圧より大きくなった場合に、フィードバック制御を行う構成となっている。前進時にはチェック弁２０３を介して、後進時には調圧弁２０４を介して、負荷制御機構４・１０４のパイロット圧力部に圧油を供給する構成となっている。後進時において、調圧弁２０４を介してフィードバック制御を行うので、後進時のフィードバック制御を独立して調節可能であり、変速装置が搭載される作業車両の使用方法に応じた設定を容易に行うことができる。
【００３２】
図６は調圧弁の構成を示す図。図６（ａ）は調圧弁の側面断面図であり、図６（ｂ）は調圧弁の組み立て構成を示す断面図。調圧弁２０４として用いられる弁の構成について説明する。弁３００は、調圧弁であり、プラグ３０１、ボルト３０３、硬球３０２、バネ３０４により構成される。この弁３００を油路板２１０に装着することにより、調圧弁として用いる。弁３００は、プラグ３０１内にバネ３０４を装着し、バネ３０４により硬球３０２をボルト３０３の油口に向けて付勢する構成となっている。ボルト３０３はプラグ３０１内に螺装されるものであり、プラグ３０１内に導入された作動油がボルト３０３を貫通する油路を介して排出される。そして、ボルト３０３の作動油排出側の油口に硬球３０２が当接する構成となっている。これにより、ボルト３０３内に導入した作動油の硬球３０２を押す力が、バネ３０４の硬球を押す力を上回ると、ボルト３０３の油口が開き、作動油がボルト３０３を介して、プラグ３０１より排出される。また、ボルト３０３とプラグ３０１との間に、シム３０５を配設して、圧力の調節を行える構成となっている。これにより、調圧弁２０４への交換が容易となるとともに、弁３００における圧力調整も容易に行うことができる。このように、調圧弁２０４を構成することにより、後進時におけるフィードバックがかかり始める作動油圧力（負荷値）を設定可能となる。これにより、油圧ポンプ１０の特性に応じたフィードバック制御が可能となり、作業車両の後進側での操作における作業効率を向上できる。
【００３３】
図７は前後進時における油圧式無段変速装置によるけん引力と車速との関係を示す図。図７において、点線Ｌ１は等馬力線（エンスト曲線）、太い線のＬ２はＨＳＴリリーフ線、一点鎖線のＬ３は負荷制御曲線である。調圧弁２０４を用いることにより、前後進において容量差を設けた油圧ポンプ用いるものにおいても、負荷制御曲線に応じたＨＳＴ制御を行うことができる。等馬力線は、一定エンジン出力によるけん引力と速度の関係を示すものであり、等馬力線を超える場合には、エンジンに出力以上の負荷がかかり、エンジンストップする場合がある。そして、ＨＳＴリリーフ線は、ＨＳＴの保護のためリリーフ弁により作動油の排出が行われる場合の特性を示すものであり、作動油に過剰な圧力がかかる場合には、作動油がドレンにリリーフされ、エンジン出力の一部が浪費されることとなる。前進および後進において、同様に負荷制御機構４・１０４を利用する構成となっており、後進側においてポンプ容量を小さくしている構成では、負荷制御機構の作動圧に差を設けることにより、エンジン出力を効率的に利用するものである。そこで、後進時には調圧弁２０４により負荷制御機構４・１０４のパイロット圧への圧力を制御することにより、負荷制御において等馬力線を越えない範囲で、エンジンの負荷制御を行うことができる。そして、後進時において、より効率的な出力制御を行うことができる。
【００３４】
また、前進側に接続するチェック弁２０３を調圧弁２０３ｂとして、ＨＳＴにおける前進側の負荷制御曲線を調節することも可能である。図８は、前進側および後進側に調圧弁を配設した構成を示す油圧回路図。図９は図８に示す油圧回路における前後進時のけん引力と車速との関係を示す図。図９において、点線Ｌ１は等馬力線（エンスト曲線）、太い線のＬ２はＨＳＴリリーフ線、一点鎖線のＬ３は負荷制御曲線である。調圧弁２０３ｂ・２０４を用いることにより、前後進において容量差を設けた油圧ポンプ用いるものにおいても、負荷制御曲線に応じたＨＳＴ制御を行うことができ、前進側においても負荷制御曲線を調節可能となる。すなわち、Ｌ３の位置を、調圧弁２０３ｂの設定圧を調節することにより、調節可能となる。これにより、等馬力線に応じて負荷制御を行うことができ、走行と作業機の動力配分調節が可能となり、効率的な運転を行える。前進および後進においても、等馬力線に応じて走行と作業機の動力配分調節が可能となする。調圧弁２０３ｂにおいても、調圧弁２０４に用いられるバルブ３００を用いることにより、圧力調整を容易に行うことができる。
【実施例２】
【００３５】
［全体構成］
次に、本発明の実施例２について説明する。図１０は実施例２の油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した正面一部断面図。まず、油圧式無段変速装置の全体構成について、説明する。図１０に示すように、ＨＳＴ１においては、いずれも可変容積型に構成した油圧ポンプ及び油圧モータ１１をハウジング１２に内包する。ＨＳＴ１に油圧ポンプ及び油圧モータ１１の可動斜板の斜板角度を調整して、油圧ポンプ及び油圧モータ１１の出力制御する機構としての油圧サーボ機構２・２、中立位置保持機構３（最大斜板位置保持機構１０３）及び負荷制御機構４・４０４等が設けられている。
【００３６】
油圧サーボ機構２は、スプール２２を内装するピストン２１を備え、スプール２２を操作して、ピストン２１を油圧により駆動して、可動斜板の傾動位置を制御する。ピストン２１の側部と図示しない可動斜板とはスライドコマ２５により接続されている。スプール２２には、変速レバー２９に連動するピン２７が係合しており、ピン２７を介してスプール２２の操作が行われる。さらに、負荷制御機構も接続されており、ポンプの操作を行うものには中立位置保持機構３が、モータ１１の操作を行うものには最大斜板位置保持機構１０３が接続している。
【００３７】
［油圧構成］  
次に、実施例２の油圧構成について説明する。図１１は実施例２の油圧回路を示す図である。実施例２の油圧回路は、ＨＳＴ系回路５００、サーボ系回路５１０、負荷制御系回路５２０により構成されている。油圧ポンプ１０は図１１中左側のサーボ機構２を介して、斜板角度が制御されて吐出量制御が行われる。サーボ機構２には変速レバー２９が接続しており、サーボ機構２のスプール２２を操作する。図１１中左側に示す変速レバー２９は前後進操作レバーであり、作業車両の前後進の切換および速度調整を行う。さらに、油圧ポンプ１０には、負荷制御機構４が設けられており、負荷制御機構４により油圧ポンプ１０の負荷に応じて斜板の傾動量を規制する。負荷制御機構４はメイン回路１３の油圧に応じて、変速レバー２９の回動を規制する。
【００３８】
油圧モータ１１は図１１の右側のサーボ機構２を介して、吐出量が制御される。サーボ機構２には変速レバー２９が接続しており、サーボ機構２のスプール２２を操作する。図１１の右側に示す変速レバー２９は可変モータの変速レバーであり、駆動速度の増減速操作を行う。さらに、負荷制御機構４０４により、油圧モータ１１の負荷に応じて斜板の傾動量を規制する構成となっている。負荷制御機構４０４はメイン回路１３の油圧に応じてピストン４４０により変速レバー２９の回動量を規制する構成となっている。
【００３９】
負荷制御機構４・４０４はそれぞれ、メイン回路１３に設定以上の圧力がかかると、油圧ポンプ１０の斜板もしくは油圧モータ１１の斜板を減速方向に回動させる構成となっている。油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とを接続するメイン回路１３には、チェック弁２０３ｃおよび調圧弁２０４ｂが接続している。チェック弁２０３ｂは油圧ポンプ１０が前進時に作動油を圧送する側に接続しており、調圧弁２０４ｂは後進時に圧送する側に接続している。そして、調圧弁２０４ｂは圧力設定可能に構成されている。油圧ポンプ１０において、前進側と後進側において、油圧ポンプ１０の出力特性が異なるように構成されている。本実施例では、前進側の作動油吐出量と、後進側の作動油吐出量とが異なるように構成されており、前進側よりも後進側が少なく構成されている。メイン回路１３のリリーフ圧は、リリーフセット５４・５４により制御される。チャージポンプ５０とオイルタンクとの間には自給弁２０５が配設されている。そして、メイン回路１３への作動油のチャージ圧はリリーフ弁５５により調節される。チャージポンプ５０は、サーボ機構２・２および負荷制御機構４・４０４にパイロット圧を供給するものであり、背圧回路２０６を介して作動油が供給される。背圧回路２０６は作動油の逆流防止および過剰な作動油のリリーフを行う。なお、調圧弁２０４ｂは、油路板２１０に側方より装着され、メイン回路１３に接続する構成となっている。このため、調圧弁２０４の交換および調節が容易となっている。
【００４０】
実施例２において、負荷制御系回路５２０は、ポンプ側に作用する負荷制御機構４およびモータ側に作用する負荷制御機構４０４により構成される。負荷制御機構４は油室４ｂと油室４ｃ、ピストン４０、バネ４ｄとにより構成されている。ビストン４０は小径の先端を油室４ｃに挿入し、後端を油室４ｃに挿入している。油室４ｄにおいて、ピストン４０はバネ４ｄにより、油室４ｂ側に付勢されている。油室４ｂはＨＳＴ系回路５００に接続しており、ポンプ１０の吐出側の圧力に応じて、油室４ｂに油圧が加えられる。油室４ｂの油圧とバネ４ｄとの力の差により、ピストン４０が移動して、ポンプ１０の負荷を軽減するようにサーボ系回路５１０のポンプ操作側のサーボ機構２に作用する。
【００４１】
負荷制御機構４０４は、油室４０４ｂと油室４０４ｃ、ピストン４４０、スローリターンバルブ４０５により構成されている。ピストン４４０は小径の先端を油室４０４ｃに挿入し、後端を油室４０４ｃに挿入している。油室４０４ｂはＨＳＴ系回路５００に接続しており、ポンプ１０の吐出側の圧力に応じて、油室４０４ｂに油圧が加えられる。油室４０４ｂと油室４０４ｃの圧力差により、ピストン４４０が移動して、ポンプ１０の負荷を軽減するようにサーボ系回路５１０のモータ操作側のサーボ機構２に作用する。ピストン４４０の後端が挿入された油室４０４ｃには、スローリターンバルブ４０５が接続されている。スローリターンバルブ４０５は一方向絞り弁であり、油室４０４ｃ内の作動油がスローリターンバルブ４０５を介して排出される場合には、絞りが効き、流量が制限される。そして、作動油がスローリターンバルブ４０５を介して油室４０４ｃ内に流入する場合には、作動油の流量が制限されない。ピストン４４０が減速側に作用する場合、油室４０４ｃ内の作動油が排出される。このため、負荷制御機構４０４による減速側へのモータ１１の負荷制御を円滑に行うことができる。これにより、車速制御におけるハンチングを防止することができる。なお、油室４ｃおよび油室４０４ｃは、背圧弁２０６に接続して、この背圧弁２０６を介してチャージポンプ５０よりにパイロット圧の供給を受けている。
【００４２】
次に、負荷制御機構４０４について、より詳しく説明する。図１２はポンプおよびモータの負荷制御を示す側面断面図、図１３はモータの負荷制御機構を示す正面断面図。負荷制御機構４０４を構成する、油室４０４ｂ、油室４０４ｃ、ピストン４４０、スローリターンバルブ４０５は、ケース４１に配設される。ケース４１に、油室４０４ｂと油室４０４ｂが設けられ、ピストン４４０およびスローリターンバルブ４０５が装着される。変速レバー２９に接続したアーム２９ｂはケース４１に回動自在に取り付けられており、このアーム２９ｂに取り付けられたピン２７がピストン４４０の中ほどに設けた開口部に挿入されている。ピストン４４０はケース４１に対して摺動自在となっており、油室４０４ｂと油室４０４ｃとの圧力差により摺動する。そして、ピストン４４０がピン２７に当接することにより、斜板のサーボ機構を制御するピン２７の位置を調整する。ピストン４４０の摺動方向に沿って、油室４０４ｂ、油室４０４ｃ、スローリターンバルブ４０５が配設されており、スローリターンバルブ４０５はケース４１の外側より螺装により取り付けられている。スローリターンバルブ４０５は油室４０４ｃとケース４１の油路４１ｂとの間に配設され、油路４１ｂはパイロット圧を供給する油路となっている。ピストン４４０の油室４０４ｂに挿入される先端部は、油室４０４ｃに挿入される後端部よりも小径に構成されている。そして、ピストン４４０の後端部にはＯリング４４４が装着されており、油室４０４ｃの作動油が漏れなくスローリターンバルブ４０５を介すようになっている。
【００４３】
次に、ピストン４４０によるピン２７の位置調節の構成について、図１４を用いて説明する。図１４はピストンによるピンの位置調節を示す模式図。図１４（ａ）に示す状態より、ＨＳＴの負荷の増大により、油室４０４ｂの油圧が大きくなると、油室４０４ｂよりピストン４４０が抜け出る方向に移動する。また、ピストン４４０の移動に伴い、油室４０４ｃ内の作動油がスローリターンバルブ４０５へと押し出される。そして、図１４（ｂ）に示すごとく、ピストン４４０の長孔内側面にピン２７が当接する。さらに、ピストン４４０が、油室４０４ｂより抜け出る方向に移動すると、ピン２７の位置がモータ最大斜板位置側に調節される。また、ピストン４４０の位置により、ピン２７の移動範囲が規制されることとなる。油室４０４ｂよりピストン４４０が抜け出る方向に移動する場合、スローリターンバルブ４０５の絞りにより、ピストン４４０の急激な移動は抑えられる。これにより、急激な負荷制御が抑えられる。
【００４４】
ピストン４４０の大径部分の構成について説明する。図１５はピストンの大径部分を示す図。（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図。ピストン４４０においては、ピン２７を最大斜板位置側に調節する際にピン２７と当接する当接面４４０ｂを通常の位置よりも、遅延側（油室４０４ｂ側）に位置させている。当接面４４０ｂを遅延側に位置させることにより、ピストン４４０の急激な移動が抑えられた状態、即ち、スローリターンバルブ４０５が有効に作動している状態で、ピン２７の位置調整を行うことができる。負荷制御機構４０４をコンパクトかつ小型に構成しているので、ピストン４４０の油室４０４ｃへの挿入にともない、スローリターンバルブ４０５の絞りに作動油が流入する過程で、絞りが十分に効くにはある程度の流量が必要となる。ここで、絞りが十分に効くまでの間に、ピストン４４０が速く移動する可能性がある。そこで、ピストン４４０が最も油室１０４ｂ側に位置している状態から、ピン２７に当接するまでの間に十分挙動が安定するように、スローリターンバルブ４０５の絞りが効くようにする。ピストン４４０のストロークを１０とした場合に、ピン２７のストロークは１３であり、ストロークの差となる３が図１５に示す遅延側への移動量ｄとなる。また、ピストン４４０の後端部にはＯリングが装着されており、ピストン４４０の移動による油室４０４ｃの作動油を漏れなくスローリターンバルブ４０５に供給する。これにより、絞りによるピストン４４０の挙動の安定化を促進する。
【００４５】
次に、スローリターンバルブの構成について説明する。図１６はスローリターンバルブの装着状態を示す図。図１７はスローリターンバルブの内部を示す側面断面図。スローリターンバルブ４０５は中央部にねじ溝４０５ｇが構成されており、ケース４１に螺装されている。スローリターンバルブ４０５の先端部にはＯリング４０５ｃが装着されており、油室４０４ｃの作動油を漏らすことなく、スローリターンバルブ４０５内に供給する。
スローリターンバルブ４０５は、ホルダー４０５ｂ、摺動弁４１０、バネ４０５ｊ、台座４０５ｄ、サークリップ４０５ｅにより構成されている。ホルダー４０５ｂには延出方向に開口部が設けられており、この中に摺動弁４１０が収納されている。摺動弁４１０は先端よりホルダー４０５ｂ内に挿入され、後端はバネ４０５ｊにより付勢される。バネ４０５ｊは摺動弁４１０と台座４０５ｄとの間に配設され、台座４０５ｄはホルダー４０５の先端に装着されるサークリップ４０５ｅにより固定される。ホルダー４０５ｂの中途部には油路４０５ｆが構成されている。そして、摺動弁４１０の先端には小径の油路であるオリフィス４１０ｂが構成されており、オリフィス４１０ｂより後端側に孔４１０ｃが構成されている。摺動弁４１０は後端側に開口した内部空間を有しており、この空間とオリフィス４１０ｆおよび孔４１０ｃが接続した構成となっている。摺動弁４１０の先端部は、自然状態（スローリターンバルブ４０５に圧力差が加わらない状態）において、ホルダー４０５ｂの開口部に設けられた油路４０５ｆ側のシート面に当接している。摺動弁４１０は摺動方向に長い形状となっており、ホルダー４０５ｂ内において安定して摺動可能となっている。
【００４６】
図１８はスローリターンバルブの作動構成を示す模式図。（ａ）は圧力差がない状態を示す図、（ｂ）は先端側の圧力が高い状態を示す図、（ｃ）は後端側の圧力が状態を示す図。まず、図１８（ａ）に示すように、油室４０４ｃと油路４１ｂとの圧力差が無い状態では、油室４０４ｃと油路４１ｂとの間での作動油の行き来が無い。そして、図１８（ｂ）に示すように、油室４０４ｃの油圧が高くなると、作動油が摺動弁４１０のオリフィス４１０ｂを介して油路４１ｂに流出する。この際に、作動油がオリフィス４１０ｂにより流量が制限される。さらに、図１８（ｃ）に示すように、油路４１ｂの油圧が高くなると、作動油の移動により、摺動弁４１０が油室４０４ｃ側に移動し、油路４１ｂよりの作動油が孔４１０ｃを介して油室４０４ｃに流出する。この際には、作動油の流量は制限されない。このように、モータ１１の負荷を軽減する方向に負荷制御を行う場合には、スローリターンバルブ４０５により、急速な操作を抑制するので、スムーズな負荷制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】油圧式無段変速装置の底面図。
【図２】油圧式無段変速装置の底面一部断面図。
【図３】油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した正面一部断面図。
【図４】油圧式無段変速装置の油路板の構成を示す正面一部断面図。
【図５】油圧式無段変速装置の油圧回路図。
【図６】調圧弁の構成を示す図。
【図７】前後進時における油圧式無段変速装置によるけん引力と車速との関係を示す図。
【図８】前進側および後進側に調圧弁を配設した構成を示す油圧回路図。
【図９】図８に示す油圧回路における前後進時のけん引力と車速との関係を示す図。
【図１０】実施例２の油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した正面一部断面図。
【図１１】実施例２の油圧回路を示す図。
【図１２】ポンプおよびモータの負荷制御を示す側面断面図。
【図１３】モータの負荷制御機構を示す正面断面図。
【図１４】ピストンによるピンの位置調節を示す模式図。
【図１５】ピストンの大径部分を示す図
【図１６】スローリターンバルブの装着状態を示す図。
【図１７】スローリターンバルブの内部を示す側面断面図。
【図１８】スローリターンバルブの作動構成を示す模式図。
【図１９】従来のシャトル弁を用いたフィードバック回路を有する油圧式無段変速装置の油圧回路。
【符号の説明】
【００４８】
２      油圧サーボ機構
３      中立位置保持機構
４      負荷制御機構
１０    油圧ポンプ
１１    油圧モータ
１０３  最大斜板位置保持機構
１０４  負荷制御機構
２０３  チェック弁
２０４  調圧弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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