JP2000110937A - ハイドロスタティックトランスミッション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 前後進ライン２、５の圧力に応じて、第
２油圧モータ４を可変容量形ポンプ１側から遮断した
り、連通したりするオンオフバルブ１５、１６と、オン
オフバルブ１５、１６が遮断位置にあるとき、第２油圧
モータ４の各ポート４ａ、４ｂをチャージポンプ１９側
に連通し、オンオフバルブ１５、１６が連通位置にある
とき、第２油圧モータ４の各ポート４ａ、４ｂをチャー
ジポンプ１９側から遮断する切換バルブ２１と、前後進
ライン２、５の圧力に応じて、第１、第２油圧モータ
３、４の１・２速状態を選択する１・２速選択機構１
０、１２とを備えている。

Description

【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
形ポンプの一方のポートを、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
量形ポンプの他方のポートを、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
可変容量形ポンプ、第１、第２流体圧モータ、及び前後
進走行ラインからなる閉回路に作動油を供給するチャー
ジポンプと、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、オンオフバルブが遮
断位置にあるとき、第２流体圧モータの各ポートをチャ
ージポンプ側に連通する連通位置にあり、オンオフバル
ブが連通位置にあるとき、第２流体圧モータの各ポート
をチャージポンプ側から遮断する遮断位置にある切換バ
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
流体圧モータの傾転角を制御して、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
流体圧モータの傾転角を制御して、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一実施例を示
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３ｂ、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、第１、第２油
圧モータ３、４、及び前後進走行ライン２、５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。

【００１１】そして、図１に示すように、この第１、第
２油圧モータ３、４の斜板９をシリンダ１０に連係させ
て、その傾転角を制御するようにしている。すなわち、
シリンダ１０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１１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。それに対して、シリンダ１０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１０がスプリング
１１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。

【００１２】このようにしたシリンダ１０のボトム側室
の圧力を、１・２速選択用切換バルブ１２によって制御
している。１・２速選択用切換バルブ１２は、スプリン
グ１３によって保たれるノーマル状態で２速位置にあ
り、シリンダ１０のボトム側室に、前進走行ライン２及
び後進走行ライン５の圧力を、シャトル弁１４で高圧選
択して導く。また、この１・２速選択用切換バルブ１２
の一方のパイロット室１２ａには、前進走行ライン２の
圧力を導き、他方のパイロット室１２ｂ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、この１・２速選択用切換バルブ
１２が１速位置に切換わり、シリンダ１０のボトム側室
をタンクに連通するようにしている。

【００１３】一方、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１５、１６を設けてい
る。オンオフバルブ１５、１６は、スプリング１７、１
８によって保たれるノーマル状態で遮断位置にある。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の吐出油がまったく導かれず、その
すべてが第１油圧モータ３側に導かれる。

【００１４】また、このオンオフバルブ１５、１６のパ
イロット室１５ａ、１６ａには、前進走行ライン２の圧
力を導き、これらパイロット室１５ａ、１６ａから独立
させたパイロット室１５ｂ、１６ｂ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、これらオンオフバルブ１５、１６が連通
位置に切換わり、第２油圧モータ４を可変容量形ポンプ
１側に連通するようにしている。

【００１５】ここで、可変容量形ポンプ１には、チャー
ジポンプ１９を連設している。したがって、このチャー
ジポンプ１９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。一般的に、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、チャージポンプ１９を設け、その吐出油
を、チェックバルブ２０ａ、２０ｂ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１９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。

【００１６】そして、この実施例では、第２油圧モータ
４のポート４ａ、４ｂを、切換バルブ２１を介してチャ
ージポンプ１９側に、具体的には、チェックバルブ２０
ａ、２０ｂの間に接続している。切換バルブ２１は、ス
プリング２２によって保たれるノーマル状態で、第２油
圧モータ４のポート４ａ、４ｂをチャージポンプ１９側
に連通する連通位置にある。また、この切換バルブ２１
の一方のパイロット室２１ａには、前進走行ライン２の
圧力を導き、他方のパイロット室２１ｂ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、前述したオ
ンオフ用設定圧に達したとき、この切換バルブ２１が遮
断位置に切換わり、第２油圧モータ４のポート４ａ、４
ｂをチャージポンプ１９側から遮断するようにしてい
る。

【００１７】次に、上記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。

【００１８】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、前進走行ライン２の圧力がパイロット室１５
ａ、１６ａに導かれて、オンオフバルブ１５、１６は、
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。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。また、前進走行ライン２の圧力がパイロット室２１
ａに導かれて、切換バルブ２１は遮断位置に切換わる。
したがって、チャージポンプ１９の吐出油は、第２油圧
モータ４側に導かれない。

【００１９】一方、前進走行ライン２の圧力がパイロッ
ト室１２ａに導かれて、１・２速選択用切換バルブ１２
は１速位置に切換わり、シリンダ１０のボトム側室をタ
ンクに連通する。そして、シリンダ１０のボトム側室が
タンクに連通すれば、スプリング１１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。

【００２０】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１５、１６は、スプリング
１７、１８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の吐出油のすべてが、第１油圧モー
タ３側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。ま
た、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、ほぼ同時に、切換バルブ２１も、スプリング
２２によって連通位置に復帰する。したがって、第２油
圧モータ４は、チャージポンプ１９の吐出油を循環させ
ながら空回転することとなり、焼き付けを起こすのを防
ぐことができる。

【００２１】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１２は１速位置を維持し、シリン
ダ１０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１１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。

【００２２】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１５、１６及び切換バ
ルブ２１がそれぞれ遮断位置及び連通位置にあるだけで
なく、１・２速選択用切換バルブ１２も２速位置に復帰
する。したがって、シリンダ１０のボトム側室に、前進
走行ライン２の圧力が高圧選択されて導かれて、シリン
ダ１０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。

【００２３】なお、車両が後進走行する場合も、同じよ
うに、後進走行ライン５の圧力によって、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
態が、自動的に選択されるようになっている。また、こ
の実施例では、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１５、１６及び切換バルブ２
１をそれぞれ遮断位置及び連通位置に切換えてから、１
・２速選択用切換バルブ１２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１２を２速位置に
切換えてから、オンオフバルブ１５、１６及び切換バル
ブ２１をそれぞれ遮断位置及び連通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。

【００２４】上記実施例では、オンオフバルブ１５、１
６及び切換弁２１、また、１・２速選択用切換バルブ１
２を、走行ライン２、５の圧力作用で切換えるようにし
たが、電気的に切換えるようにしてもよい。すなわち、
具体的には図示しないが、走行ライン２、５に圧力セン
サを設け、この圧力センサで検出した圧力に基づいて、
コントローラが、オンオフバルブ１５、１６及び切換弁
２１、また、１・２速選択用切換バルブ１２を切換える
ようにすればよい。また、上記実施例では、シリンダ１
０のボトム側室に、走行ライン２、５の圧力をパイロッ
ト圧として導くようにしたが、それ以外の圧力を導くよ
うにしてもよい。例えば、チャージポンプ１９を、パイ
ロット圧源として利用してもかまわない。

【００２５】

【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。また、第１流体圧
モータのみが駆動力を発揮する１モータ状態にあるとき
に、第２流体圧モータの各ポートをチャージポンプ側に
連通させることができる。したがって、第２流体圧モー
タは、チャージポンプの吐出油を循環させながら空回転
することになり、焼き付けを起こすのを防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の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。

【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 シリンダ １２ １・２速選択用切換バルブ １５、１６ オンオフバルブ １９ チャージポンプ ２１ 切換バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、可変容量形ポンプの一方のポートを、
   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、可変容量形ポンプの他方のポート
   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、上記可変容量形ポンプ、第１、
   第２流体圧モータ、及び前後進走行ラインからなる閉回
   路に作動油を供給するチャージポンプと、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、オンオフバルブが遮断位置にあるとき、第２流体圧
   モータの各ポートをチャージポンプ側に連通する連通位
   置にあり、オンオフバルブが連通位置にあるとき、第２
   流体圧モータの各ポートをチャージポンプ側から遮断す
   る遮断位置にある切換バルブと、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流体圧モータの傾転角を制御し
   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流体圧モータの傾転角を制御し
   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。
2. 【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。