JP2007278462A - 走行用ｈｓｔ - Google Patents

Abstract

【課題】クリープ走行時に走行モータに供給される圧油の流量の安定性を向上させることができる斜板式可変容量型ピストンポンプ及び走行用ＨＳＴの提供。
【解決手段】走行用ＨＳＴに備えられる斜板式可変容量型ピストンポンプ２０において、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢手段が、第１，第２ばね３２Ｆ，３３Ｆと、第１，第２ばね３２Ｒ，３３Ｒとを備えている。これにより、サーボピストン２９が所定位置（変位量Ｓｃ）を越える前後で、第１ばね３２Ｆ，３２Ｒ及び第２ばね３３Ｆ，３３Ｆのうちの第１ばね３２Ｆ，３２Ｒのみがサーボピストン２９を押圧する状態から、第１ばね３２Ｆ，３２Ｆ及び第２ばね３３Ｆ，３３Ｒのすべてがサーボピストン２９を押圧する状態に移行して、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力がステップ状に増大するようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホイルローダ等のホイール式建設機械に備えられる走行用ＨＳＴ（ハイドロ・スタティック・トランスミッション）に関する。

従来の走行用ＨＳＴとしては、特許文献１に示されているものがある。

この従来の走行用ＨＳＴは、斜板式可変容量型ピストンポンプから吐出される圧油により走行モータ（油圧モータ）を駆動するようになっている。斜板式可変容量型ピストンポンプは、ポンプピストンのピストンストロークを可変にする傾転可能な斜板と、傾転制御圧力（油圧）により操作されて斜板の傾転角を制御するサーボシリンダと、このサーボシリンダのサーボピストンを初期位置の方向へ押圧するばねを備えている。

このように構成された従来の走行用ＨＳＴでは、傾転制御圧力により押圧されたサーボピストンがばねに抗して初期位置から変位し、これに連動して斜板が傾転し、この結果、ポンプピストンのピストンストローク、すなわち、斜板式可変容量型ピストンポンプの吐出流量が変化する。そして、この吐出流量に応じて、走行モータの回転速度が変化する。
特開２００１−２３８４５５公報

前述した従来の走行用ＨＳＴのように構成された走行用ＨＳＴには、傾転制御圧力の生成を走行速度の指令値の変化に連動させることで、例えばアクセルペダルの踏込み量の変化に連動させることで、傾転制御圧力を制御し、これによりエンジン回転数と斜板の傾転角とを連動させてポンプ吐出流量すなわち走行速度を制御する、オートモティブ制御を実現したものがある。

このようにオートモティブ制御を行えるようにした走行用ＨＳＴには、エンジンのアイドル状態での走行、いわゆるクリープ走行を行えるよう設定されているものがある。クリープ走行は、例えばアイドル状態のエンジンにより駆動されるパイロットポンプが吐出する圧油を利用し、サーボピストンに傾転制御圧力を与えることによって実現できる（後述の図１参照）。

しかし、クリープ走行時のパイロットポンプの回転速度が一定であっても、気温の変化等に起因する作動油の粘度の変化に伴って傾転制御圧力が変化するため、クリープ走行を行うためのサーボピストンの変位量が安定せず、クリープ走行時に走行モータに供給される圧油の流量が安定しないという問題がある。

本発明は前述の実状を考慮してなされたものであり、その目的は、クリープ走行時に走行モータに供給される圧油の流量の安定性を向上させることができる走行用ＨＳＴを提供することにある。

〔１〕 前述の目的を達成するための本発明は、ポンプピストンのピストンストロークを可変にする傾転可能な斜板と、傾転制御圧力により操作されて斜板の傾転角を制御するサーボシリンダと、このサーボシリンダのサーボピストンを初期位置の方向へ付勢する付勢手段とを有する斜板式可変容量型ピストンポンプと、クリープ走行を行うための傾転制御圧力を生成する傾転制御圧力生成手段とを備える走行用ＨＳＴにおいて、前記初期位置近傍における所定位置を前記サーボピストンが越える前後で、前記初期位置の方向へ前記サーボピストンを付勢する付勢力がステップ状に増大するよう前記付勢手段が構成されるとともに、クリープ走行を行うための傾転制御圧力の最小値がサーボピストンを所定位置まで変位させるのに必要な大きさ以上となるように、また、クリープ走行を行うための傾転制御圧力の最大値がサーボピストンに所定位置を越えさせるのに必要な大きさ以下となるように、前記付勢力のステップ状の増大幅が設定されることを特徴とする。

このように構成された本発明では、初期位置近傍における所定位置をサーボピストンが越える前後で、初期位置の方向へサーボピストンを付勢する付勢力が、ステップ状に増大するようになっている。さらに、クリープ走行を行うための傾転制御圧力の最小値がサーボピストンを所定位置まで変位させるのに必要な傾転制御圧力以上となるように、また、同最大値がサーボピストンに所定位置を越えさせるのに必要な傾転制御圧力以下となるように、付勢力のステップ状の増大幅が設定されている。これらにより、作動油の粘度の変化に伴う傾転制御圧力の変化に関係なくクリープ走行時のサーボピストンの変位量を安定させることができ、この結果、クリープ走行時に走行モータに供給される圧油の流量の安定性を向上させることができる。

〔２〕 本発明は、「〔１〕」記載の発明において、前記付勢手段は、前記初期位置から離れた状態の前記サーボピストンを前記初期位置の方向へ押圧する第１ばねと、前記第１ばねの外周側に設けられ、前記所定位置に位置した状態及び前記所定位置を越えた状態の前記サーボピストンを前記初期位置の方向へ押圧する第２ばねとを備え、前記サーボピストンが前記所定位置を越える前後で、前記第１，第２ばねのうちの前記第１ばねのみが前記サーボピストンを押圧する状態から、前記第１，第２ばねの両方が前記サーボピストンを押圧する状態に移行して、前記付勢力がステップ状に増大するようになっていることを特徴とする。

このように構成された本発明では、サーボピストンが所定位置を越える前後における付勢力のステップ状の増大を、第１，第２ばねを備える簡単な構造で実現できる。また、第１ばねの外周側に第２ばねが設けられるので、第２ばねを設けることに伴ってサーボシリンダのシリンダボアの寸法が軸方向に長くなるのを抑えることができる。

〔３〕 本発明は、「〔１〕」記載の発明において、前記付勢手段は、前記所定位置に位置した状態及び前記所定位置を越えた状態の前記サーボピストンを前記初期位置の方向へ押圧するばねを備え、前記サーボピストンが前記所定位置を越える前後で、斜板式可変容量型ピストンポンプ内に生じた自己復帰モーメントが作用した前記斜板から前記サーボピストンに伝達される自己復帰力のみが前記付勢力となる状態から、前記ばねが発揮するばね力と前記自己復帰力との合力が前記付勢力となる状態に移行することによって、前記付勢力がステップ状に増大するようになっていることを特徴とする。

このように構成した本発明では、所定位置よりも初期位置側においてサーボピストンに与える付勢力が、自己復帰モーメントによるものであって「〔２〕」で述べた第１ばねは不要なので、さらに構造を簡単にすることができる。

〔４〕 本発明は、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載の発明において、前記傾転制御圧力生成手段は、走行速度の指令値の変化に傾転制御圧力を連動させるよう構成されることを特徴とする。

このように構成された本発明では、アクセルペダルの踏込み量等の走行速度の指令値の変化と傾転制御圧力の変化とが連動するので、エンジン回転数の変化と斜板の傾転角の変化とを連動させることができ、これにより、オートモティブ制御を行うことができる。

本発明によれば、クリープ走行時に走行モータに供給される圧油の流量の安定性を向上させることができる。

本発明の走行用ＨＳＴの実施形態について図を用いて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について図１〜５を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態の油圧回路図、図２は第１実施形態に備えられる斜板式可変容量型油圧ポンプの断面図、図３は第１実施形態におけるサーボピストンの変位量とサーボピストンを初期位置の方向へ付勢する付勢力（ばね力＋自己復帰力）との関係を示す特性線図、図４は図２に示すサーボピストンが所定位置まで移動した状態を示す断面図、図５は図２に示すサーボピストンが所定位置を越えた状態の一例を示す断面図である。

第１実施形態は図１に示す走行用ＨＳＴ１であり、ホイール式建設機械、例えばホイルローダに備えられている。この走行用ＨＳＴ１は、図２に示す斜板式可変容量型ピストンポンプ２０（破線で囲まれた部分）を備えている。斜板式可変容量型ピストンポンプ２０は、エンジン３により駆動されるようになっていて、走行モータ４と閉回路接続されている。

走行用ＨＳＴ１は、斜板式可変容量型ピストンポンプ２０のサーボシリンダ２７を操作するための傾転制御圧力（油圧）を生成する傾転制御圧生成手段としての、パイロットポンプ９と（固定容量型ポンプ）と絞り１３とを備えている。パイロットポンプ９は固定容量型ポンプであるから、走行速度の指令値であるアクセルペダル５の踏込み量すなわちエンジン回転数に応じた流量の圧油を吐出する。絞り１３の上流側の圧力である傾転制御圧力は、パイロットポンプ９の吐出流量の変化、すなわち、アクセルペダル５の踏込み量に応じて変化する。つまり、アクセルペダル５の踏込み量の増加に伴って傾転制御圧力が大きくなり、アクセルペダル５の踏込み量の減少に伴って傾転制御圧力が小さくなる、というように走行速度の指令値の変化に連動する傾転制御圧力が生成されるようになっている。また、エンジン３のアイドル状態、すなわちアクセルペダル５の踏込み量がゼロの状態では、アイドル状態のエンジン３により駆動されるパイロットポンプ９の吐出流量と、絞り１３により傾転制御圧力が生成されて、この傾転制御圧力がクリープ走行を行うための傾転制御圧力となる。

電磁式制御弁８は、ノーマル位置ｎから、前進を指令する傾転制御圧力がサーボシリンダ２７に付与される前進位置ｆと、後進を指令する傾転制御圧力がサーボシリンダ２７に付与される後進位置ｒとに切換可能になっている。また、この電磁式制御弁８の弁位置は、前後進切換レバー６に連動する電気信号を電磁駆動部８ｆ，８ｒに与えることによって、ノーマル位置ｎから前進位置ｆ、後進位置ｒに切換わるようになっている。

また、閉回路２は、逆止弁１０，１１を介してパイロットポンプ９に接続されている。逆止弁１０，１１は、パイロットポンプ９から閉回路２への圧油の流れを許容し、その逆ｓ方向の流れを阻止するようになっている。逆止弁１０，１１は、リリーフ弁１２に接続されている。これらのパイロットポンプ９、逆止弁１０，１１及びリリーフ弁１２によって、走行モータ４の吸込み側の圧力がリリーフ弁１２で規定される圧力に安定するようになっている。

斜板式可変容量型ピストンポンプ２０は、エンジン３の出力軸３ａに結合されるドライブシャフト２２と、このドライブシャフト２２に対してスプライン結合等により結合されドライブシャフト２２と一体的に回転するシリンダブロック２３とを備えている。シリンダブロック２３には、ドライブシャフト２２の軸方向に平行な方向に延び、ドライブシャフト２２と同心の円周状に並ぶ複数のシリンダボア２４が形成されている。各シリンダボア２４には、ポンプピストン２５が摺動可能に挿入されている。

ポンプピストン２５の頭部にはシュー（図示しない）が設けられている。これらのシューには斜板２６が接していて、この斜板２６によりピストンストロークが規定されている。この斜板２６は、傾転角０°から相反する２方向へ傾転可能に設けられた両傾転式である。

斜板２６の傾転角はサーボシリンダ２７により制御されるようになっている。このサーボシリンダ２７のシリンダボア２８内には、サーボピストン２９が、初期位置（図２に示す状態）から相反する２方向へ摺動可能に設けられている。サーボピストン２９が初期位置のときに斜板２６の傾転角が０°になるように、また、サーボピストン２９が初期位置から一方向へ変位したときに斜板が傾転角０°から一方向へ傾転するように、また、サーボピストン２９が初期位置から一方向と相反する逆方向へ変位したときに斜板２６が傾転角０°から一方向と相反する逆方向へ傾転するように、サーボピストン２９と斜板２６は結合されている。

また、シリンダブロック２３を格納するケーシング２１には、図示しないが第１，第２吸排管路が形成されている。これらの第１，第２吸排管路は、斜板２６との間でシリンダブロック２３を挟んで対向する位置で開口している。これらの第１，第２吸排管路とシリンダブロック２３の間には、シリンダブロック２３が摺動する弁板（図示しない）が設けられている。この弁板には、第１吸排管路に連通する第１吸排ポートと第２吸排管路に連通する第２吸排ポートとが、それぞれドライブシャフト２２と同心の円弧状に断続的に形成されている。これにより、シリンダブロック２３の回転角度に応じて各シリンダボア２４と第１，第２吸排ポートのそれぞれとの位置関係が変化し、各シリンダボア２４が第１吸排管路と連通した状態と、各シリンダボア２４が第２吸排管路と連通した状態とが交互に切換わるようになっている。

エンジン３の出力軸３ａの回転方向は一定であるので、ドライブシャフト２２と一体的に回転するシリンダブロック２３の回転方向も一定である。したがって、両傾転式の斜板２６を備える斜板式可変容量型ピストンポンプ２０では、斜板２６が傾転角０°から一方向に傾転した状態でシリンダブロック２３が回転すると、作動油が第１吸排管路から吸込まれて第２吸排管路から吐出されるようになる。逆に、斜板２６が傾転角０°から一方向と相反する逆方向へ傾転した状態でシリンダブロック２３が回転すると、作動油が第２吸排管路から吸込まれて第１吸排管路から吐出されるようになる。

また、斜板式可変容量型ピストンポンプ２０は、斜板２６を傾転角０°の方向に復帰させるモーメント、すなわち自己復帰モーメントが発生する構造になっている。自己復帰モーメントが発生する機構は様々であり、その構造は一般的に知られているので、説明を省略する。

特に、斜板式可変容量型ピストンポンプ２０では、サーボシリンダ２７のサーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢手段が、初期位置（図２に示す位置）近傍における所定位置をサーボピストン２９が越える前後で初期位置の方向へサーボピストン２９を付勢する付勢力がステップ状に増大するよう構成されている。前記所定位置は、初期位置から一方向（図２の右方向）へのサーボピストン２９の変位量がＳｃとなる位置、及び、初期位置から一方向と相反する逆方向（図２の左方向）へのサーボピストン２９の変位量がＳｃとなる位置である。

サーボピストン２９が右側の所定位置まで変位すると、斜板２６が一方向へ僅かに傾転し、クリープ走行で前進を行うのに要する圧油が斜板式可変容量型ピストンポンプ２０から走行モータ４に供給されることになる。逆に、サーボピストン２９が左側の所定位置に変位すると、斜板２６が一方向と相反する逆方向へ傾転し、クリープ走行で後進を行うのに必要な圧油が斜板式可変容量型ピストンポンプ２０から走行モータ４に供給されることになる。

前記付勢手段は、例えば、サーボピストン２９の軸方向における一方側（図２の右側）の傾転制御圧力室３１Ｆに配置されている第１，第２ばね３２Ｆ，３３Ｆと、サーボピストン２９の軸方向における他方側（図２の左側）の傾転制御圧力室３１Ｒに配置されている第１，第２ばね３２Ｒ，３３Ｒとを備えている。サーボシリンダ２７の傾転制御圧力室３１Ｆ側と傾転制御圧力室３１Ｒ側は同様に構成されていて、サーボピストン２９の軸方向における中心線を挟んで線対称になっている。

傾転制御圧力室３１Ｆ側の構成について説明する。

サーボピストン２９の本体２９ａの右端面からは、棒状部２９ｂＦが延びている。この棒状部２９ｂＦには、その軸方向へ移動可能にばね座３４Ｆ，３５Ｆが挿通されている。第１ばね座３４Ｆには、サーボピストン２９の本体２９ａの方向に延び、ばね座３４Ｆと同心の円筒部３８Ｆが形成されている。この円筒部３８Ｆの外径寸法はばね座３４Ｆの外径寸法よりも小さく、円筒部３８Ｆの内径寸法はばね座３４Ｆと等しく設定されている。ばね座３５Ｆには、サーボピストン２９の本体２９ａから離れる方向に延び、ばね座３５Ｆと同心の円筒部３９Ｆが形成されている。この円筒部３９Ｆの外径寸法はばね座３５Ｆの外径寸法よりも小さく、円筒部３９Ｆの内径寸法はばね座３５Ｆと等しく設定されている。

円筒部３８Ｆ，３９Ｆのそれぞれには、その軸方向へ移動可能にばね座３６Ｆ，３７Ｆのそれぞれが挿通されている。サーボピストン２９の本体２９ａが摺動するシリンダボア２８の内壁と、傾転制御圧力室３１Ｆの内壁との間には段差２８ａＦが形成されていて、この段差２８ａＦとばね座３４Ｆとの間には、ばね座３６Ｆが配置されている。このばね座３６Ｆは段差２８ａＦによって、サーボピストン２９の本体２９ａに近づく方向への移動の限界位置を規定されている。この限界位置は、サーボピストン２９が初期位置に位置した状態において、サーボピストン２９の本体２９ａとばね座３６Ｆとの距離がＳｃとなるように設定されている。また、限界位置に達した状態のばね座３６Ｆは、サーボピストン２９の本体２９ａの方向へのばね座３４Ｆの移動の限界位置を規定している。ばね座３４Ｆが限界位置に位置した状態において、円筒部３８Ｆがサーボピストン２９の本体２９ａに当接するように、円筒部３８Ｆ及び本体２９ａの形状・寸法が設定されている。

ばね座３７Ｆは、棒状部２９ｂＦの終端側に配置されて棒状部２９ｂＦに固定されたストッパ４０Ｆと、ばね座３５Ｆとの間に配置されている。シリンダボア２８の一端側を塞ぐ蓋３０Ｆには、サーボピストン２９の本体２９ａの方向に突出する突出部３０Ｆａが形成されている。この突出部３０Ｆａはサーボピストン２９の本体２９ａから離れる方向へのばね座３７Ｆの移動の限界位置を規定している。この限界位置は、サーボピストン２９が初期位置に位置した状態おいて、ばね座３７Ｆとストッパ４０Ｆとの距離がＳｃになるように設定されている。また、限界位置に達した状態のばね座３７Ｆは、サーボピストン２９の本体２９ａから離れる方向へのばね座３５Ｆの移動の限界位置を規定している。ばね座３５Ｆが限界位置に位置した状態において、円筒部３９Ｆがストッパ４０Ｆに当接するように、円筒部３９Ｆの長さ寸法及びストッパ４０Ｆの位置が設定されている。

第１ばね３２Ｆは、棒状部２９ｂＦに挿通され圧縮された状態で、ばね座３４Ｆ，３５Ｆの間に配置されている。第２ばね３３Ｆは、ばね座３４Ｆ，３５Ｆの外周側で、ばね座３６Ｆ，３７Ｆの間に圧縮された状態で配置されている。

このようにして第１ばね３２Ｆと第２ばね３３Ｆが設けられた傾転制御圧力室３１Ｆでは、初期位置から右方向へ離れた状態のサーボピストン２９を第１ばね３２Ｆが初期位置の方向へ押圧するようになり、右側の所定位置に位置した状態及びその所定位置を越えた状態のサーボピストン２９を第２ばね３３Ｆが初期位置の方向へ押圧するようになる。

また、傾転制御圧力室３１Ｒ側にも傾転制御圧力室３１Ｆと同様に、棒状部２９ｂＲ、ばね座３４Ｒ，３５Ｒ、円筒部３８Ｒ，３９Ｒ、ばね座３６Ｒ，３７Ｒ、段差２８ａＲ、ストッパ４０Ｒ、蓋３０Ｒ、及び、突出部３０Ｒａが設けられている。したがって、前述したように傾転制御圧力室３１Ｆにおいて初期位置から右方向へ離れた状態のサーボピストン２９を第１ばね３２Ｆが初期位置の方向へ押圧する一方で、傾転制御圧力室３１Ｒにおいては第１ばね３２Ｒがサーボピストン２９を初期位置の方向へ押圧するようになる。さらに、前述したように傾転制御圧力室３１Ｆにおいて右側の所定位置に位置した状態及びその所定位置を越えた状態のサーボピストン２９を第２ばね３３Ｆが初期位置の方向へ押圧する一方で、傾転制御圧力室３１Ｒにおいては第２ばね３３Ｒがサーボピストン２９を初期位置の方向へ押圧するようになる。

つまり、サーボピストン２９が右側の所定位置を越える前後で、第１ばね３２ｆ，３２Ｒ及び第２ばね３３Ｆ，３３Ｒのうちの第１ばね３２Ｆ，３２Ｒのみがサーボピストン２９を押圧する状態から、第１ばね３２Ｆ，３２Ｒ及び第２ばね３３Ｆ，３３Ｒのすべてがサーボピストン２９を押圧する状態に移行することによって、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力がステップ状に増大するようになっている。

ここで、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力（ばね力＋自己復帰力）と、斜板式サーボピストン２９の変位量との関係を、図３を用いて説明する。以下では、斜板２６に自己復帰モーメントが作用することに伴って斜板２６からサーボピストン２９に伝達される自己復帰力をＦｍ、第１ばね３２Ｆ，３２Ｒの両方のばね力の合力をばね力Ｆ１、第２ばね３３Ｆ，３３Ｒの両方のばね力の合力をばね力Ｆ２、クリープ走行を行うための傾転制御圧力によりサーボピストン２９に作用する傾転制御力をＦｈという。図３における破線は、車体がクリープ走行を行うように予め設定された斜板式可変容量型ピストンポンプ２０の運転条件の範囲内において、自己復帰力ＦｍがＦｍｍｉｎからＦｍｍａｘの間で変化することによる付勢力の変化の幅を大まかに示している。

第１ばね３２Ｆ，３２Ｒの両方のばね力の合力であるばね力Ｆ１は、サーボピストン２９が初期位置に位置しているときに最小値Ｆ１ｍｉｎになり、所定位置（変位量Ｓｃ）の方向へのサーボピストン２９の変位に伴って大きくなり、サーボピストン２９が所定位置（変位量Ｓｃ）に達したときにＦ１’になる。また、サーボピストン２９が初期位置に位置した状態において、サーボピストン２９の本体２９ａはばね座３６Ｆに対して距離Ｓｃを隔てて位置しているとともに、ストッパ４０Ｒはばね座３７Ｒに対して距離Ｓｃを隔てて位置しているので、サーボピストン２９が初期位置から離れて所定位置に達するまでの間、サーボピストン２９には第２ばね３３Ｆ，３３Ｒの両方のばね力の合力であるばね力Ｆ２が与えられない。つまり、サーボピストン２９が初期位置から離れて所定位置に達するまでの間、自己復帰力Ｆｍとばね力Ｆ１との合力「Ｆｍ＋Ｆ１」からなる付勢力がサーボピストン２９に与えられる。この合力「Ｆｍ＋Ｆ１」は斜線部Ｂ１で示すように増大し、サーボピストン２９が所定位置に当接したときに、「Ｆｍ＋Ｆ１’」となる。

所定位置に達したサーボピストン２９の本体２９ａはばね座３６Ｆに当接していて、このときのストッパ４０Ｒはばね座３７Ｒに当接している（図４参照）。この状態でサーボピストン２９が所定位置を越える方向へ押圧されると、サーボピストン２９には、第２ばね３３Ｆ，３３Ｒの両方のばね力の合力であるばね力Ｆ２が与えられる。このばね力Ｆ２は、サーボピストン２９が所定位置から離れるほど大きくなる。つまり、所定位置を越えた状態でサーボピストン２９に与えられる付勢力は、合力「Ｆｍ＋Ｆ１＋Ｆ２」からなり、斜線部Ａ１で示すように増大する。

第１実施形態では、サーボピストン２９が所定位置を越える前の付勢力の最大値、すなわち合力「Ｆｍｍａｘ＋Ｆ１’」と、サーボピストン２９が所定位置を越えた後の付勢力の最小値「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ１’＋Ｆ２ｍｉｎ」との間に幅Ｄ１ができるように、第１ばね３２Ｆ、第１ばね３２Ｒ、第２ばね３３Ｆ及び第２ばね３３Ｒのそれぞれのばね定数が設定されている。つまり、サーボピストン２９が所定位置を越えるときに、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力がステップ状に増大するようになっている。

クリープ走行を行うための傾転制御圧力は気温の変化等に起因する作動油の粘性の変化に伴って変化するため、傾転制御力Ｆｈには最小値Ｆｈｍｉｎから最大値Ｆｈｍａｘまでの幅がある。第１実施形態では、傾転制御力Ｆｈの最小値Ｆｈｍｉｎがサーボピストン２９を所定位置まで変位させるのに必要な傾転制御力、すなわち付勢力「Ｆｍｍａｘ＋Ｆ１’」以上となり、同最大値Ｆｈｍａｘがサーボピストン２９に所定位置を越えさせるのに必要な傾転制御力、すなわち付勢力「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ１’＋Ｆ２ｍｉｎ」以下となるように、幅Ｄ１が設定されている。

このように構成された第１実施形態は、次の（１），（２）のように動作する。

（１）クリープ走行時の動作について説明する。

エンジン３が始動すると、このエンジン３のアイドル回転数でパイロットポンプ９が駆動されて圧油を吐出するようになる。これに伴い、絞り１３の上流側に圧力が生成される。そして、前後進切換レバー６が中立位置から前進を指令する前進位置、または後進を指令する後進位置に、例えば前進位置に切換えられると、電磁式制御弁８の弁位置がノーマル位置ｎから前進位置ｆ側に切換って、絞り１３の上流側に生成された圧力がクリープ走行で前進を行うための傾転制御圧力としてサーボシリンダ２７に導かれる。この傾転制御圧力は、サーボピストン２９の左側の傾転制御圧力室３１Ｒ側からサーボピストン２９の本体２９ａの左側の端面に作用し、これにより、サーボピストン２９は自己復帰力Ｆｍとばね力Ｆ１との合力「Ｆｍ＋Ｆ１」に抗して、図４に示すように右側の所定位置の方向へ移動する。

クリープ走行を行うための傾転制御圧力、すなわち傾転制御力Ｆｈには、最小値Ｆｈｍｉｎから最大値Ｆｈｍａｘまでの幅があるが、傾転制御力Ｆｈの最小値Ｆｈｍｉｎは、図３に示すように、所定位置に達したサーボピストン２９に与えられる付勢力「Ｆｍｍａｘ＋Ｆ１’」以上に設定されているので、クリープ走行を行うための傾転制御圧力がサーボピストン２９に作用すると、このサーボピストン２９は必ず所定位置に達する。さらに、傾転制御力Ｆｈの最大値Ｆｈｍａｘは、図３に示すように、所定位置を越えるときのサーボピストン２９に与えられる付勢力「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ１’＋Ｆ２ｍｉｎ」以下に設定されているので、クリープ走行を行うための傾転制御圧力がサーボピストン２９に作用すると、このサーボピストン２９は必ず所定位置に停止する。

なお、図３において、斜線Ｊは、従来のポンプにおいてサーボピストンに与えられる付勢力の変化を示している。この斜線Ｊから分かるように、従来のポンプでは、クリープ走行を行うための傾転制御力Ｆｈの変化の幅（Ｆｈｍｉｎ＜Ｆｈ＜Ｆｈｍａｘ）に対応して、サーボピストン２９の変位量にも幅Ｈができてしまうので、所定位置に停止するとは限らない。

このようにしてサーボピストン２９が所定位置まで変位し停止するのに伴って、斜板２６は一方向へ僅かに傾転し停止する。これにより、アイドル状態のエンジン３で駆動される斜板式可変容量型ピストンポンプ２０から走行モータ４に供給される圧油の流れの方向が、ホイルローダを前進させる方向に決定されるとともに、同圧油の流量が決定される。この結果、ホイルローダがクリープ走行で前進する。

（２）通常走行時の動作について説明する。

「（１）」で述べたようにしてクリープ走行が行われている状態でアクセルペダル５が踏み込まれ、エンジン回転数が上昇すると、パイロットポンプ９の回転数すなわち吐出流量が増加する。これに伴い、絞り１３の上流側の圧力が上昇する。つまり、傾転制御圧力が上昇する。

このようにして上昇した傾転制御圧力によりサーボピストン２９に与えられる傾転制御力が、サーボピストン２９に与えられる付勢力「Ｆｍ＋Ｆ１’＋Ｆ２ｍｉｎ」よりも大きければ、サーボピストン２９は右側の所定位置を越える。これに伴い、斜板２６がクリープ走行時よりも大きく傾転する。そして、サーボシリンダ２７は付勢力「Ｆｍ＋Ｆ１＋Ｆ２」と傾転制御力とがつり合う位置で停止し、これに伴って、斜板２６も停止する。

つまり、アクセルペダル５の踏込み量の増大に伴って、電磁式制御弁８介してサーボピストン２９に付与される傾転制御圧力が増大し、これにより、アクセルペダル５の踏込み量の増大に伴ってサーボピストン２９の変位量、すなわち、斜板２６の傾転角が増大する。なお、図５に示すようにサーボピストン２９の棒状部２９ｂＦの端部が蓋３０Ｆに当接して、サーボピストン２９が停止し、斜板２６の最大傾転角が規制される。

アクセルペダル５の踏込み量が増大すればエンジン回転数も増大するので、前述したようにアクセルペダルの踏込み量の増大に連動して斜板２６の傾転角が増大することで、エンジン回転数の増大と傾転角の増大とが連動し、斜板式可変容量型ピストンポンプ２０の吐出流量、すなわち、走行速度が増大する。つまり、アクセルペダルの踏込み量に走行速度が連動するオートモティブ制御が行われる。

「（１）」，「（２）」では、ホイルローダを前進させる際の動作を例に挙げて説明したが、ホイルローダが後進する場合も同様の動作なので、その説明を省略する。

第１実施形態によれば次の効果を得られる。

第１実施形態では、サーボピストン２９が所定位置を越える前後における付勢力の幅Ｄ１によって、作動油の粘度の変化に伴う傾転制御圧力の変化に関係なくクリープ走行時のサーボピストン２９の所定位置（変位量Ｓｃ）に安定させることができる。したがって、クリープ走行時に走行モータ４に供給される圧油の流量の安定性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、第１ばね３２Ｆ及び第２ばね３３Ｆと、第１ばね３２Ｒ，３３Ｒとを備えた簡単な構造で、サーボピストン２９が所定位置を越えるときの付勢力をステップ状に増大させることを実現できる。また、第１ばね３２Ｆ，３２Ｒがそれぞれ第２ばね３３Ｆ，３３Ｒの外周側に設けられるので、第２ばね３３Ｆ，３３Ｒを設けることに伴ってシリンダボア２８の寸法が軸方向に長くなるのを抑えることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について図６〜８を用いて説明する。図６は第２実施形態に備えられるサーボシリンダを示す断面図、図７は第２実施形態におけるサーボピストンの変位量とサーボピストンを初期位置の方向へ付勢する付勢力（ばね力＋自己復帰力）との関係を示す特性線図、図８は図６に示すサーボピストンが所定位置を越えた状態の一例を示す断面図である。なお、図６において、図２に示すものと同じものに対しては、図２で付した符号と同じ符号を付してある。

図６に示すように、第２実施形態では、付勢手段が、右側の傾転制御圧力室３１Ｆに設けられるばね５０Ｆ，５１Ｆと、左側の傾転制御圧力室３１Ｒに設けられるばね５０Ｒ，５１Ｒとを備える構成になっている。これ以外の第２実施形態の構成は第１実施形態と同様なので、その説明は省略する。

傾転制御圧力室３１Ｆ側の構成について説明する。

サーボピストン２９の棒状部２９ｂＦには、その軸方向へ移動可能にばね座５２Ｆ，５３Ｆが挿通されている。ばね座５２Ｆは、段差２８ａＦによってサーボピストン２９の本体２９ａに近づく方向への移動の限界位置を規定されている。この限界位置は、サーボピストン２９が初期位置に位置した状態において、サーボピストン２９の本体２９ａとばね座５２Ｆとの距離がＳｃとなるように設定されている。

もう一方のばね座５３Ｆは、蓋３０Ｆの突出部３０Ｆａによって、サーボピストン２９の本体２９ａから離れる方向への移動の限界位置を規定されている。この限界位置は、サーボピストン２９が初期位置に位置した状態おいて、ばね座５３Ｆとストッパ４０Ｆとの距離がＳｃになるように設定されている。

ばね５１Ｆはばね５０Ｆの外周側に配置されている。ばね５０Ｆ，５１Ｆは、棒状部２９ｂＦに挿通され圧縮された状態で、ばね座５２Ｆ，５３Ｆの間に配置されている。

このようにしてばね５０Ｆ，５１Ｆが設けられた傾転制御圧力室３１Ｆでは、所定位置に位置した状態及び所定位置を右側に越えた状態のサーボピストン２９を、ばね５０Ｆ，５１Ｆが初期位置の方向へ押圧するようになっている。

また、傾転制御圧力室３１Ｒ側にも傾転制御圧力室３１Ｆと同様に、ばね座５２Ｒ，５３Ｒが設けられて、これらのばね座５２Ｒ，５３Ｒ間にばね５０Ｒ，５１Ｒが配置されている。したがって、前述したように傾転制御圧力室３１Ｆにおいて所定位置に位置した状態及び所定位置を右側に越えた状態のサーボピストン２９を、ばね５０Ｆ，５１Ｆが初期位置の方向へ押圧する一方で、傾転制御圧力室３１Ｒにおいてはばね５０Ｒ，５１Ｒがサーボピストン２９を初期位置の方向へ押圧するようになる。

つまり、サーボピストン２９が所定位置を越える前後で、自己復帰モーメントが作用した斜板２６からサーボピストン２９に伝達される自己復帰力のみが付勢力となる状態から、ばね５０Ｆ，５１Ｆ，５０Ｒ，５１Ｒが発揮するばね力と自己復帰力との合力が前記付勢力となる状態に移行することによって、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力がステップ状に増大するようになっている。

ここで、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力（ばね力＋自己復帰力）と、斜板式サーボピストン２９の変位量との関係を、図７を用いて説明する。以下では、斜板２６に自己復帰モーメントが作用することに伴って斜板２６からサーボピストン２９に伝達される自己復帰力をＦｍ、ばね５０Ｆ，５１Ｆ，５０Ｒ，５１Ｒのすべてのばね力の合力をばね力Ｆ３、クリープ走行を行うための傾転制御圧力によりサーボピストン２９に作用する傾転制御力をＦｈという。図７における破線も図３と同様に、自己復帰力ＦｍがＦｍｍｉｎからＦｍｍａｘの間で変化することによる付勢力の変化の幅を大まかに示している。

サーボピストン２９が初期位置に位置しているとき、サーボピストン２９の本体２９ａはばね座５２Ｆに対して距離Ｓｃを隔てて位置しているとともに、ストッパ４０Ｒはばね座５３Ｒに対して距離Ｓｃを隔てて位置している（図６参照）。したがって、サーボピストン２９が初期位置から離れて所定位置に達するまでの間、サーボピストン２９にはばね力Ｆ３が与えられない。つまり、サーボピストン２９が初期位置から離れて所定位置に達するまでの間、自己復帰力Ｆｍのみからなる付勢力がサーボピストン２９に与えられる。

所定位置に達したサーボピストン２９はばね座５２に当接している。この状態でサーボピストン２９が所定位置を越える方向へ押圧されると、サーボピストン２９にはばね力Ｆ３が与えられる。このばね力Ｆ３は、サーボピストン２９が所定位置から離れるほど大きくなる。つまり、所定位置を越えたサーボピストン２９に与えられる付勢力は、合力「Ｆｍ＋Ｆ３」からなり、斜線部Ａ２で示すように増大する。

第２実施形態では、サーボピストン２９が所定位置を越える前後の付勢力、すなわち自己復帰力の最大値Ｆｍｍａｘと合力「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ３ｍｉｎ」との間に幅Ｄ２ができるように、ばね５０Ｆ，５１Ｆ，５０Ｒ，５１Ｒのそれぞれのばね定数が設定されている。つまり、サーボピストン２９が所定位置を越える前後で、サーボピストン２９を初期位置の方向へ付勢する付勢力がステップ状に増大するようになっている。

クリープ走行を行うための傾転制御圧力は気温の変化等に起因する作動油の粘性の変化に伴って変化するため、傾転制御力Ｆｈには最小値Ｆｈｍｉｎから最大値Ｆｈｍａｘまでの幅がある。第２実施形態では、傾転制御力Ｆｈの最小値Ｆｈｍｉｎがサーボピストン２９を所定位置まで変位させるのに必要な傾転制御力、すなわち付勢力Ｆｍｍａｘ以上となり、同傾転制御力Ｆｈｍａｘがサーボピストン２９に所定位置を越えさせるのに必要な傾転制御力、すなわち付勢力「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ３ｍｉｎ」以下となるように、幅Ｄ２が設定されている。

このように構成された第２施形態では、クリープ走行で前進を行うための傾転制御圧力がサーボピストン２９の本体２９ａに作用したとき、サーボピストン２９は自己復帰力Ｆｍと、ばね５０Ｆ，５１Ｆ，５０Ｒ，５１Ｒのすべてのばね力の合力「Ｆｍ＋Ｆ３」に抗して、右側の所定位置の方向へ移動する。

クリープ走行を行うための傾転制御圧力、すなわち傾転制御力Ｆｈには、最小値Ｆｈｍｉｎから最大値Ｆｈｍａｘまでの幅があるが、傾転制御力Ｆｈの最小値Ｆｈｍｉｎは、図７に示すように付勢力Ｆｍｍａｘ以上に設定されているので、クリープ走行を行うための傾転制御圧力がサーボピストン２９に作用すると、このサーボピストン２９は必ず所定位置に達する。さらに、傾転制御力Ｆｈの最大値Ｆｈｍａｘは、同図７に示すように、所定位置を越えるときのサーボピストン２９に与えられる付勢力「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ３ｍｉｎ」以下に設定されているので、クリープ走行を行うための傾転制御圧力がサーボピストン２９に作用すると、このサーボピストン２９は必ず所定位置に停止する。

また、傾転制御圧力によりサーボピストン２９に与えられる傾転制御力が、サーボピストン２９に与えられる付勢力「Ｆｍｍｉｎ＋Ｆ３ｍｉｎ」よりも大きければ、サーボピストン２９は右側の所定位置を越え、傾転制御力と付勢力「Ｆｍ＋Ｆ３」とがつり合うことによって、または、例えば図８に示すようにサーボピストン２９の棒状部２９ｂＦが蓋３０Ｆに当接することによって、停止する。

第２実施形態によれば次の効果を得られる。

第２実施形態では、サーボピストン２９が所定位置を越える前後における付勢力の幅Ｄ２によって、作動油の粘度の変化に伴う傾転制御圧力の変化に関係なくクリープ走行時のサーボピストン２９の所定位置（変位量Ｓｃ）に安定させることができる。この結果、クリープ走行時に走行モータ４に供給される圧油の流量の安定性を向上させることができる。

また、第２実施形態では、ばね５０Ｆ，５１Ｆと、ばね５０Ｒ，５１Ｒとを備えた第１実施形態よりも簡単な構造で、サーボピストン２９が所定位置を越えるときの付勢力をステップ状に増大させることを実現できる。なお、ばね５０Ｆ，５１Ｆの組合せ及びばね５０Ｒ，５１Ｒの組合せを、それぞれ１つのばねに替えれば、部品点数を削減できる。

本発明の走行用ＨＳＴの第１実施形態の油圧回路図である。 第１実施形態に備えられる斜板式可変容量型油圧ポンプの断面図である。 第１実施形態におけるサーボピストンの変位量とサーボピストンを初期位置の方向へ付勢する付勢力（ばね力＋自己復帰力）との関係を示す特性線図である。 図２に示すサーボピストンが所定位置まで移動した状態を示す断面図である。 図２に示すサーボピストンが所定位置を越えた状態の一例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に備えられるサーボシリンダを示す断面図である。 第２実施形態におけるサーボピストンの変位量とサーボピストンを初期位置の方向へ付勢する付勢力（ばね力＋自己復帰力）との関係を示す特性線図である。 図８は図６に示すサーボピストンが所定位置を越えた状態の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 走行用ＨＳＴ
２ 閉回路
３ エンジン
４ 走行モータ
５ アクセルペダル
６ 前後進切換レバー
８ 電磁式制御弁
９ パイロットポンプ
２０ 斜板式可変容量型油圧ポンプ
２６ 斜板
２７ サーボシリンダ
２９ サーボピストン
３２Ｆ，３２Ｒ 第１ばね
３３Ｆ，３３Ｒ 第２ばね
５０Ｆ，５０Ｒ ばね
５１Ｆ，５１Ｒ ばね

Claims (4)

1. ポンプピストンのピストンストロークを可変にする傾転可能な斜板と、傾転制御圧力により操作されて斜板の傾転角を制御するサーボシリンダと、このサーボシリンダのサーボピストンを初期位置の方向へ付勢する付勢手段とを有する斜板式可変容量型ピストンポンプと、クリープ走行を行うための傾転制御圧力を生成する傾転制御圧力生成手段とを備える走行用ＨＳＴにおいて、
   前記初期位置近傍における所定位置を前記サーボピストンが越える前後で、前記初期位置の方向へ前記サーボピストンを付勢する付勢力がステップ状に増大するよう前記付勢手段が構成されるとともに、
   クリープ走行を行うための傾転制御圧力の最小値がサーボピストンを所定位置まで変位させるのに必要な大きさ以上となるように、また、クリープ走行を行うための傾転制御圧力の最大値がサーボピストンに所定位置を越えさせるのに必要な大きさ以下となるように、前記付勢力のステップ状の増大幅が設定されることを特徴とする走行用ＨＳＴ。
2. 請求項１記載の発明において、
   前記付勢手段は、前記初期位置から離れた状態の前記サーボピストンを前記初期位置の方向へ押圧する第１ばねと、前記第１ばねの外周側に設けられ、前記所定位置に位置した状態及び前記所定位置を越えた状態の前記サーボピストンを前記初期位置の方向へ押圧する第２ばねとを備え、
   前記サーボピストンが前記所定位置を越える前後で、前記第１，第２ばねのうちの前記第１ばねのみが前記サーボピストンを押圧する状態から、前記第１，第２ばねの両方が前記サーボピストンを押圧する状態に移行することによって、前記付勢力がステップ状に増大するようになっていることを特徴とする走行用ＨＳＴ。
3. 請求項１記載の発明において、
   前記付勢手段は、前記所定位置に位置した状態及び前記所定位置を越えた状態の前記サーボピストンを前記初期位置の方向へ押圧するばねを備え、
   前記サーボピストンが前記所定位置を越える前後で、斜板式可変容量型ピストンポンプ内に生じた自己復帰モーメントが作用した前記斜板から前記サーボピストンに伝達される自己復帰力のみが前記付勢力となる状態から、前記ばねが発揮するばね力と前記自己復帰力との合力が前記付勢力となる状態に移行することによって、前記付勢力がステップ状に増大するようになっていることを特徴とする走行用ＨＳＴ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、
   前記傾転制御圧力生成手段は、走行速度の指令値の変化に傾転制御圧力を連動させるよう構成されることを特徴とする走行用ＨＳＴ。
   

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