JP2000110938A - ハイドロスタティックトランスミッション装置 - Google Patents

ハイドロスタティックトランスミッション装置

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JP2000110938A
JP2000110938A JP10327561A JP32756198A JP2000110938A JP 2000110938 A JP2000110938 A JP 2000110938A JP 10327561 A JP10327561 A JP 10327561A JP 32756198 A JP32756198 A JP 32756198A JP 2000110938 A JP2000110938 A JP 2000110938A
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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
のラインの圧力に応じて、第2流体圧モータ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10、11と、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に応じて、第1、第2流体圧モ
ータ3、4の斜板9を制御して、1・2速状態を選択す
る1・2速選択機構16、20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、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10
b、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20
b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1
0、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2
4、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

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、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。
  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。
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