(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に回転する動力源に連係するとともに、斜板の傾きに応じて吐出量及び吐出方向を変える可変容量形ポンプと、両方向の流れを許容するとともに、斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量を設定できる第１流体圧モータと、両方向の流れを許容するとともに、上記第１流体圧モータと同じ斜板に連係し、その斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量を設定できる第２流体圧モータと、可変容量形ポンプ一方のポートを、第１、第２流体圧モータの一方のポートに並列接続する前進走行ラインと、可変容量形ポンプ他方のポートを、第１、第２流体圧モータの他方のポートに並列接続する後進走行ラインと、上記前進走行ラインの圧力を一方のパイロット室に導くとともに、上記後進走行ラインの圧力を他方のパイロット室に導き、しかも上記パイロット室のいずれかに導かれるパイロット圧であって、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧より低いとき、第２流体圧モータを可変容量側ポンプ側から遮断する遮断位置にあり、そのラインの圧力がオンオフ用設定圧を超えたとき、第２流体圧モータを可変容量側ポンプ側に連通する連通位置にあるオンオフバルブと、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧より低いとき、第１、第２流体圧モータの斜板を制御して、これら第１、第２流体圧モータを容量の小さな２速状態にし、そのラインの圧力が１・２速選択用設定圧を超えたとき、第１、第２流体圧モータの斜板を制御して、これら第１、第２流体圧モータを容量の大きな１速状態にする１・２速選択機構とを備えたことを特徴とするハイドロスタティックトランスミッション装置。
【請求項２】
１・２速選択機構は、第１、第２油圧モータの斜板に連係するシリンダと、このシリンダにパイロット圧を導いたり、このシリンダをタンクに連通したりする１・２速選択用切換バルブとからなり、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧より低いとき、１・２速選択用切換バルブは、シリンダをタンクに連通して、第１、第２流体圧モータを容量の小さな２速状態にし、そのラインの圧力が１・２速選択用設定圧を超えたら、１・２速選択用切換バルブは、シリンダにパイロット圧を導いて、第１、第２流体圧モータの容量を容量の大きな１速状態にする構成にしたことを特徴とする請求項１記載のハイドロスタティックトランスミッション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロードローラ等の作業車両の走行駆動機構として用いられるハイドロスタティックトランスミッション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイドロスタティックトランスミッション装置とは、具体的に図示しないが、可変容量形ポンプと、油圧モータとによって閉回路を構成したものである。
すなわち、エンジンの駆動力で可変容量形ポンプを回転させると、この可変容量形ポンプは、斜板の傾きに応じて作動油を吐出する。そして、その吐出油によって油圧モータを回転させて、車両を走行させるとともに、この油圧モータから排出される作動油を可変容量形ポンプに戻す構成となっている。
【０００３】
このようにしたハイドロスタティックトランスミッション装置では、エンジンの回転数を一定にしておけば、可変容量形ポンプも一定回転する。そして、その状態で、可変容量形ポンプの斜板を傾けて、その吐出量を最小から最大に制御すれば、油圧モータの回転速度、すなわち、車速を連続的にコントロールすることができる。したがって、無段階変速が可能となり、例えば、スムーズな発進、加速、減速を実現することができる。
また、可変容量形ポンプの斜板の傾きを反対にすれば、その吐出方向を逆にすることができる。したがって、油圧モータを正逆両方向に回転させて、車両を前進走行させたり、後進走行させたりすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記ハイドロスタティックトランスミッション装置では、可変容量形ポンプ側を操作することでのみ、具体的には、可変容量形ポンプの斜板を動かすことでのみ、油圧モータの出力を制御するようになっている。
この発明の目的は、油圧モータ側を自動制御して、高トルクあるいは低トルク範囲において、油圧モータの出力を制御することのできるハイドロスタティックトランスミッション装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ハイドロスタティックトランスミッション装置に係り、一方向に回転する動力源に連係するとともに、斜板の傾きに応じて吐出量及び吐出方向を変える可変容量形ポンプと、両方向の流れを許容するとともに、斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量を設定できる第１流体圧モータと、両方向の流れを許容するとともに、上記第１流体圧モータと同じ斜板に連係し、その斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量を設定できる第２流体圧モータと、可変容量形ポンプ一方のポートを、第１、第２流体圧モータの一方のポートに並列接続する前進走行ラインと、可変容量形ポンプ他方のポートを、第１、第２流体圧モータの他方のポートに並列接続する後進走行ラインと、上記前進走行ラインの圧力を一方のパイロット室に導くとともに、上記後進走行ラインの圧力を他方のパイロット室に導き、しかも上記パイロット室のいずれかに導かれるパイロット圧であって、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧より低いとき、第２流体圧モータを可変容量側ポンプ側から遮断する遮断位置にあり、そのラインの圧力がオンオフ用設定圧を超えたとき、第２流体圧モータを可変容量側ポンプ側に連通する連通位置にあるオンオフバルブと、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧より低いとき、第１、第２流体圧モータの斜板を制御して、これら第１、第２流体圧モータを容量の小さな２速状態にし、そのラインの圧力が１・２速選択用設定圧を超えたとき、第１、第２流体圧モータの斜板を制御して、これら第１、第２流体圧モータを容量の大きな１速状態にする１・２速選択機構とを備えた点に特徴を有する。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、１・２速選択機構は、第１、第２油圧モータの斜板に連係するシリンダと、このシリンダにパイロット圧を導いたり、このシリンダをタンクに連通したりする１・２速選択用切換バルブとからなり、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧より低いとき、１・２速選択用切換バルブは、シリンダをタンクに連通して、第１、第２流体圧モータを容量の小さな２速状態にし、そのラインの圧力が１・２速選択用設定圧を超えたら、１・２速選択用切換バルブは、シリンダにパイロット圧を導いて、第１、第２流体圧モータの容量を容量の大きな１速状態にする構成にした点に特徴を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、図２に、この発明のハイドロスタティックトランスミッション装置の第１実施例を示す。
図１に示すように、可変容量形ポンプ１を、その動力源であるエンジンＥに連係させている。そして、この可変容量形ポンプ１の一方のポート１ａを、前進走行ライン２を介して、後述する第１、第２油圧モータ３、４の一方のポート３ａ、４ａに並列接続している。また、この可変容量形ポンプ１の他方のポート１ｂを、後進走行ライン５を介して、後述する第１、第２油圧モータ３、４の他方のポート４ｂ、４ｂに並列接続している。したがって、これら可変容量形ポンプ１と第１、第２油圧モータ３、４とによって、閉回路が構成されることになる。
【０００８】
上記可変容量形ポンプ１は、エンジンＥの回転方向に回転させられる。
そして、可変容量形ポンプ１の斜板を前進走行範囲で傾ければ、この可変容量形ポンプ１は、ポート１ａから前進走行ライン２側に作動油を吐出する。したがって、その吐出量に応じて第１、第２油圧モータ３、４を正回転させて、車両を前進走行させることになる。
逆に、可変容量形ポンプ１の斜板を後進走行範囲で傾ければ、この可変容量形ポンプ１は、ポート１ｂから後進走行ライン５側に作動油を吐出する。したがって、その吐出量に応じて第１、第２油圧モータ３、４を逆回転させて、車両を後進走行させることになる。
【０００９】
ここで、上記第１、第２油圧モータ３、４としては、いわゆるワンシリンダブロックタイプの油圧モータを使用している。
ワンシリンダブロックタイプの油圧モータとは、図２に簡単に示すが、一つのシリンダブロック６内に、第１油圧モータ３を構成する第１プランジャ群７と、第２油圧モータ４を構成する第２プランジャ群８とを、同心円上に組み込んだものである。そして、これら第１、第２プランジャ群７、８を同一の斜板９に連係させ、この斜板９に沿って第１、第２プランジャ群７、８を往復運動させることで、それぞれがモータ作用を行なうようにしている。
【００１０】
上記第１、第２油圧モータ３、４のうち第２油圧モータ４のポート４ａ、４ｂ側には、図１に示すように、オンオフバルブ１０、１１を設けている。
これらオンオフバルブ１０、１１は、スプリング１２、１３によって保たれるノーマル状態で、絞り１４、１５を設けた遮断位置にある。そして、この遮断位置にあるとき、第２油圧モータ４には可変容量形ポンプ１の吐出油がほとんど導かれず、そのすべてが第１油圧モータ３側に導かれる。したがって、第２油圧モータ４は、空回転するだけで、第１油圧モータ３のみが駆動力を発揮することになる。
なお、絞り１４、１５は、第２油圧モータ４の焼き付けを防止するためのもので、オンオフバルブ１０、１１が遮断位置にあるときでも、絞り１４、１５を通過する流量を確保して回転できるようにしている。
【００１１】
このようにしたオンオフバルブ１０、１１の一方のパイロット室１０ａ、１１ａには、前進走行ライン２の圧力を導き、また、他方のパイロット室１０ｂ、１１ｂには、後進走行ライン５の圧力を導いている。そして、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧に達したときに、これらオンオフバルブ１０、１１が、第２油圧モータ４を可変容量形ポンプ１側に連通する連通位置に切換わるようにしている。
【００１２】
さらに、上記第１、第２油圧モータ３、４では、第１、第２プランジャ群７、８が連係する斜板９の傾きを２段階に変化させて、その容量を大・小２種類に設定できるようにしている。
第１、第２油圧モータ３、４の傾転角を大きくした１速状態では、第１、第２油圧モータ３、４の容量が大きくなり、高トルクで低回転する。それに対して、傾転角を小さくした２速状態では、第１、第２油圧モータ３、４の容量が小さくなり、低トルクで高回転することになる。
【００１３】
この第１、第２油圧モータ３、４の斜板９を、図１に示すように、シリンダ１６によって動かすようにしている。
シリンダ１６のボトム側室がタンク圧となっているときは、スプリング１７によって傾転角が大きく保たれ、第１、第２油圧モータ３、４を、前述した１速状態に維持する。
そして、シリンダ１６のボトム側室にパイロット圧が導かれると、このシリンダ１６がスプリング１７に抗して作動し、傾転角を小さくして、第１、第２油圧モータ３、４を、前述した２速状態にする。
【００１４】
ここで、可変容量形ポンプ１には、チャージポンプ１８を連設している。したがって、このチャージポンプ１８は、エンジンＥの駆動力によって可変容量形ポンプ１とともに回転して、一定量の作動油を吐出する。
ハイドロスタティックトランスミッション装置では、閉回路に作動油を循環させることから、発熱等の不具合が生じてしまう。そして、その不具合を避けるために、一般的にチャージポンプ１８を設け、その吐出油を、チェックバルブ１９ａ、１９ｂを介して閉回路に供給するようにしている。また、具体的に図示しないが、チャージポンプ１８から供給された作動油と同量の作動油を、閉回路からタンクに戻すようにしている。
そして、この第１実施例では、このチャージポンプ１８を、１・２速選択用切換バルブ２０を介して、上記シリンダ１６のボトム側室に接続している。すなわち、チャージポンプ１８を、シリンダ１６を作動させるためのパイロット圧源として利用している。
【００１５】
上記１・２速選択用切換バルブ２０は、スプリング２１によって保たれるノーマル状態で、シリンダ１６のボトム側室にチャージポンプ１８の吐出油を導く２速位置にある。
このようにした１・２速選択用切換バルブ２０の一方のパイロット室２０ａには、前進走行ライン２の圧力を導き、また、他方のパイロット室２０ｂには、後進走行ライン５の圧力を導いている。そして、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧に達したときに、この１・２速選択用切換バルブ２０が、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通する１速位置に切換わるようにしている。
【００１６】
次に、上記第１実施例のハイドロスタティックトランスミッション装置の作用を説明する。
ロードローラ等の作業車では、エンジンＥの回転数を一定にしておき、車速を変化させるときは、図示しない操作レバーを動かして、可変容量形ポンプ１の斜板を操作する。
以下では、車両が前進走行する場合、すなわち、可変容量形ポンプ１の斜板を車両の前進走行範囲で傾けた状況について述べる。この車両の前進走行範囲では、前述したように、可変容量形ポンプ１が、前進走行ライン２に作動油を吐出する。
【００１７】
車両が動きだすようなときは、負荷が大きく、前進走行ライン２の圧力が高くなっている。
この状態では、その圧力がパイロット室１０ａ、１１ａに導かれて、オンオフバルブ１０、１１は、第２油圧モータ４のポート４ａ、４ｂを可変容量形ポンプ１側に連通する連通位置に切換わる。したがって、可変容量形ポンプ１の吐出油は、第１、第２油圧モータ３、４の両方に導かれる。
【００１８】
また、その圧力がパイロット室２０ａに導かれて、１・２速選択用切換バルブ２０は、１速位置に切換わり、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通する。そして、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通すれば、スプリング１７によって傾転角が大きく保たれ、第１、第２油圧モータ３、４は、１速状態となって、高トルクで低回転しようとする。
このように、前進走行ライン２の圧力が高くなっているとき、すなわち、トルクが要求されるときは、２モータ１速状態となり、第１、第２油圧モータ３、４を高トルクで低回転させることができる。
【００１９】
上記２モータ１速状態から、車両が走行し始めると、前進走行ライン２の圧力はやや低くなる。
そして、前進走行ライン２の圧力がオンオフ用設定圧より低くなると、オンオフバルブ１０、１１は、スプリング１２、１３によって遮断位置に復帰する。したがって、可変容量形ポンプ１の吐出油のほとんどが、第１油圧モータ３のみに導かれることになり、流量が増えることから、第１油圧モータ３はそれだけ高回転しようとする。
【００２０】
ただし、このオンオフ用設定圧では、１・２速選択用切換バルブ２０は１速位置を維持し、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通している。したがって、スプリング１３によって傾転角が大きく保たれ、第１、第２油圧モータ３、４は１速状態のまま、高トルクで低回転しようとする。
このようにした１モータ１速状態では、上記２モータ１速状態に比べて、第１油圧モータ３のみを、低トルクで高回転させることができる。
【００２１】
上記１モータ１速状態から、車両の速度が増すと、前進走行ライン２の圧力はさらに低くなる。
そして、前進走行ライン２の圧力が１・２速選択用設定圧より低くなると、オンオフバルブ１０、１１が遮断位置にあるだけでなく、１・２速選択用切換バルブ２０も２速位置に復帰する。したがって、シリンダ１６のボトム側室にチャージポンプ１８の吐出油が導かれて、シリンダ１６は、第１、第２油圧モータ３、４の傾転角を小さくする。そして、第１、第２油圧モータ３、４の傾転角が小さくなれば、第１、第２油圧モータ３、４は２速状態となって、低トルクで高回転しようとする。
このようにした１モータ２速状態では、第１油圧モータ３のみに可変容量形ポンプ１の吐出油が導かれ、かつ、第１、第２油圧モータ３、４が２速状態となる。したがって、上記１モータ１速状態に比べて、第１油圧モータ３のみを、さらに低トルクで高回転させることができる。
【００２２】
なお、この第１実施例では、前進走行ライン２の圧力が低くなっていく過程で、オンオフバルブ１０、１１を遮断位置に切換えてから、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に切換えるようにしている。すなわち、オンオフ用設定圧を、１、２速選択用設定圧よりも高く設定している。ただし、それとは反対に、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に切換えてから、オンオフバルブ１０、１１を遮断位置に切換えるようにしてもよい。すなわち、１・２速選択用設定圧を、オンオフ用設定圧より高く設定してもかまわない。
また、車両が後進走行する場合も、同じように、１モータ状態あるいは２モータ状態、及び、１速状態あるいは２速状態が、後進走行ライン５の圧力によって自動的に選択されるようになっている。
【００２３】
図３に示す第２実施例は、上記第１実施例のように二つのオンオフバルブ１０、１１を用いるのではなく、一つのオンオフバルブ２２を用いたものである。
このオンオフバルブ２２は、スプリング２３によって保たれるノーマル状態で、一対の絞り２４を設けた遮断位置にある。そして、オンオフバルブ２２が遮断位置にあるとき、第２油圧モータ４には可変容量形ポンプ１の吐出油がほとんど導かれず、そのすべてが第１油圧モータ３側に導かれる。したがって、第２油圧モータ４は空回転するだけで、第１油圧モータ３のみが駆動力を発揮することになる。
【００２４】
このようにしたオンオフバルブ２２の一方のパイロット室２２ａには、前進走行ライン２の圧力を導き、また、他方のパイロット室２２ｂには、後進走行ライン５の圧力を導いている。そして、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧に達したときに、このオンオフバルブ２２が、第２油圧モータ４を可変容量形ポンプ１側に連通する連通位置に切換わるようにしている。
以上述べた第２実施例でも、車両の走行状態に応じて、１モータ状態あるいは２モータ状態、及び、１速状態あるいは２速状態を自動的に選択することができる。そして、一つのオンオフバルブ２２を設ければよいので、コストダウンを図ることができる。
【００２５】
図４に示す第３実施例は、オンオフバルブ１０、１１及び１・２速選択用切換バルブ２０を、上記第１実施例のように、走行ライン２、５の圧力作用で直接的に切換えるのではなく、走行ライン２、５の圧力を圧力センサ２４、２５で検出して、それに基づいて電気的に切換えるようにしたものである。
前進走行ライン２及び後進走行ライン５のそれぞれには、圧力センサ２４、２５を設け、その検出結果をコントローラＣに伝えている。
【００２６】
コントローラＣは、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力が高くなっているとき、すなわち、トルクが要求されるときは、ソレノイド２６、２７を励磁しない。したがって、オンオフバルブ１０、１１は連通位置を保ち、可変容量形ポンプ１の吐出油が第１、第２油圧モータ３、４の両方に導かれる２モータ状態にある。
また、このときに、ソレノイド２８を励磁して、１・２速選択用切換バルブ２０を１速位置に切換える。したがって、シリンダ１６のボトム側室がタンクに連通して、第１、第２油圧モータ３、４が１速状態にある。
【００２７】
そして、コントローラＣは、上記２モータ１速状態から、例えば、前進走行しているときに、前進走行ライン２の圧力がオンオフ用設定圧より低くなると、ソレノイド２６を励磁して、オンオフバルブ１０を、スプリング１２に抗して遮断位置に切換える。したがって、可変容量形ポンプ１の吐出油のほとんどが、第１油圧モータ３のみに導かれることになり、流量が増えることから、第１油圧モータ３はそれだけ高回転しようとする。
【００２８】
なお、この第３実施例では、１モータ状態にするときに、上記第１、第２実施例と異なり、第２油圧モータ４の高圧となるポート４ａあるいは４ｂ側のオンオフバルブ１０、１１だけ、すなわち、前進走行しているときはオンオフバルブ１０だけを、また、後進走行しているときはオンオフバルブ１１だけを、遮断位置に切換えるようにしている。
このようにしておけば、第２油圧モータ４を、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインから遮断しているときでも、タンク側となるラインに連通させておくことができる。したがって、この第２油圧モータ４の内部を低圧に維持することができ、焼き付けが生じるおそれもない。つまり、図４では、遮断位置で絞り１４、１５を設けているが、これら絞り１４、１５をなくして、完全に遮断することも可能となる。
【００２９】
また、コントローラＣは、前進走行ライン２の圧力が１・２速選択用設定圧より低くなると、ソレノイド２８の励磁を止めて、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に復帰させる。
ここで、この第３実施例では、シリンダ１６を作動させるためのパイロット圧源として、上記第１、第２実施例のようにチャージポンプ１８を利用するのではなく、可変容量形ポンプ１を利用している。すなわち、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に切換えたとき、シャトル弁２９で高圧選択された前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５の圧力が、シリンダ１６のボトム側室に導かれるようにしている。
そして、そのパイロット圧がシリンダ１６のボトム側室に導かれると、第１、第２油圧モータ３、４は２速状態となって、低トルクで高回転しようとする。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、可変容量形ポンプの傾転角を変えるだけなく、前進走行ラインあるいは後進走行ラインの圧力に応じて、１モータ状態あるいは２モータ状態、及び、１速状態あるいは２速状態を自動的に選択して、高トルクあるいは低トルク範囲での流体圧モータの出力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のハイドロスタティックトランスミッション装置を示す回路図である。
【図２】第１、第２油圧モータ３、４の構造を簡単に示した図である。
【図３】第２実施例のハイドロスタティックトランスミッション装置を示す回路図である。
【図４】第３実施例のハイドロスタティックトランスミッション装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１                  可変容量形ポンプ
１ａ、１ｂ          ポート
２                  前進走行ライン
３                  第１油圧モータ
４                  第２油圧モータ
３ａ、４ａ          一方のポート
３ｂ、４ｂ          他方のポート
５                  後進走行ライン
９                  (第１、第２油圧モータ３、４の)斜板
１０、１１、２２    オンオフバルブ
１６                シリンダ
２０                １・２速選択用切換バルブ
【図１】
0004009377.tif 000002
【図２】
0004009377.tif 000003
【図３】
0004009377.tif 000004
【図４】
0004009377.tif 000005