JP2008528360A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

車両用の駆動装置（１０）は、液圧ポンプ（１１）と、２つの制御弁アセンブリー（１３、１４）、および２対の液圧駆動アセンブリー（２５）を備える。制御弁アセンブリー（１３、１４）は、液圧式に並列接続され、運転状態では前記ポンプ（１１）により作動流体を前記制御弁アセンブリー（１３、１４）に送液することにより前記液圧駆動アセンブリー（２５）を駆動し、各制御弁アセンブリー（１３、１４）は、前記各１対の液圧駆動アセンブリー（２５）における前記各液圧駆動アセンブリー（２５）の液圧負荷に基づいて、前記液圧駆動アセンブリー（２５）の各対に対して作動流体を比例分配する。前記各１対の液圧駆動アセンブリー（２５）における前記各液圧駆動アセンブリー（２５）の前記各液圧負荷間の差に応じて、作動流体の流れを、低い液圧負荷を有する前記各１対の液圧駆動アセンブリー（２５）における前記液圧駆動アセンブリー（２５）に制限し、前記各液圧駆動アセンブリー（２５）は、１つの接地駆動部材（２２）と、前記駆動部材（２２）を駆動する少なくとも１つの液圧モーター（１５、１６、１７、１８）を備えている。

Description

本発明は、一般的に、液圧式駆動装置に関する。より詳細には、本発明は、車両の推進に使用する液圧式駆動装置に関する。

本発明は主に、ホイールまたはトラック等の４つの接地駆動部材（ground engaging drive）を備える液圧式駆動装置について説明するが、これは単なる例示にすぎず、４つ以上の接地駆動部材から成り、ホイールまたはトラック以外の接地駆動部材を有する液圧式駆動装置に関して使用することも可能である。

連結式土工機械またはトラクター等、車両用の代表的な従来の液圧式駆動装置は、液圧ポンプ、連結式車両のフロント部に対して取り付けた第１組の液圧駆動アセンブリー、およびフロント部で連結された車両のリア部に対して取り付けた第２組の液圧駆動アセンブリーを備えている。各駆動アセンブリーは、ホイールあるいはトラックなどの接地駆動部材と、接地駆動部材を駆動する各液圧モーターを備えている。駆動装置のポンプにより作動流体が各液圧モーター内に送液されることによって、液圧モーターにより接地部材が駆動され、それにより車両が地面に沿って前進する。

上記従来の液圧式駆動装置では、接地駆動部材が何らかの理由で地面との接地性（または摩擦、traction）を失った場合、接地性を失った駆動部材を駆動するモーターにより液圧ポンプに付与される液圧負荷が減少するため、モーターを流れる動作油に対する抵抗が減少するという問題がある。この抵抗の減少により、接地性を失った駆動部材のモーターを通過する作動流体が増加し、このため、上記ポンプによって駆動される接地性を失っていないその他の駆動部材のモーターを通る作動流体が減少することになる。接地性を失った駆動部材のモーターを通る作動流体の流量が増加すると、同モーターが高速で作動すると同時に、その他の接地性を失っていない駆動部材のモーターが低速で作動することになる。その結果、地面との接地性を失っていない接地駆動部材のモーターの速度が減少するため、車両の速度が減少することになる。

ある駆動部材が完全に接地性を失うと、基本的に駆動装置内を循環する作動流体はすべて同駆動部材を駆動するモーター内を通るため、他のモーターでは作動流体が奪われて、車両停止という事態が発生する。

液圧式流量プロポーショニング弁を液圧ポンプと液圧モーター間で駆動装置に吻合する場合においても、接地部材が接地性を失い、（接地部材がホイールまたはトラックである場合には）空転あるいは遊転して、弁を通って流れる（すべてではないにしても）ほとんどの作動流体がこの空転または遊転する接地部材へと流入する可能性があることが分かっている。

農業分野においては、複数の接地駆動部材を備える従来の差動駆動装置を有する車両で引張棒を使用して牽引農具を牽引したり、凹凸のまたは険しい地面で車両を使用するため、フル回動する際に接地性を失う問題は深刻である。これは、フル回動においては、回動を支援するために、通常ブレーキが回動半径の内側の駆動部材に適用されるため、走行の大半が回動半径の外側の駆動部材により行われるからである。回動半径の外側の駆動部材が接地性を失うと、車両は回動しきれなくなる。従来では、駆動部材が接地性を失う場合には、車両が回動しきれるよう車両に対する負荷を軽減して接地性の喪失を回避する必要があった。

この問題を解決するため、さまざまな種類の液圧式駆動用トラクション・コントロール・システムが開発されている。米国特許第５，８４８，６６４号（カスパー（Ｋａｓｐａｒ））、第６，３２１，８６６号（プロハスカ（Ｐｒｏｈａｓｋａ））、第５，９２４，５０９号（ファーガソン（Ｆｅｒｇｕｓｏｎ）他）、第５，９３１，０７８号（クロップ（Ｋｒｏｐｐ））および第６，０７３，７１６号（エラートソン（Ｅｌｌｅｒｔｓｏｎ）他）では、トラクション・コントロール・システムを採用した液圧式駆動装置の例が開示されている。

カスパー、プロハスカおよびファーガソンの特許によって開示された液圧式駆動装置はすべて、エレクトロニック・トラクション・コントロールを採用している。エレクトロニック・トラクション・コントロールを使用する液圧式駆動は一般に複雑であり、信頼性の問題が発生しやすい。また、そのような液圧式駆動の脆弱なエレクトロニクスは、液圧式駆動装置の典型的な使用状況である過酷な作業環境にはあまり適していない。当然ながら、エレクトロニック・トラクション・コントロールシステムの故障は、車両が最大能力を発揮するのを妨げる原因となるばかりでなく、車両が全く動かないという事態を引き起こす場合もある。

クロップが開示する液圧式駆動回路では、弁によって回路内の異なる部分の液圧を制御する。特に、前記液圧式駆動回路では、液圧式駆動装置にトラクション・コントロールを設けるために減圧弁を採用している。クロップが開示する液圧式駆動装置では、残留熱負荷の発生が問題になっている。

エラートソン他が開示した液圧式駆動装置では、対地速度の変化を調整するためにホイール・トラクションを使用している。前記駆動装置では、駆動装置の液圧回路内の液圧式「ヒューズ」の機能により、駆動装置の液圧回路内の作動流体の流量および圧力を、対応するホイールが接地性を失っていないため液圧式駆動装置に接地性を維持させることが可能な液圧モーターに分配している。

本発明の目的は、上述の従来技術の不利益な点の１つ以上を解消又は少なくとも軽減することであり、あるいは、有用な選択肢または商業的に好ましい選択肢を供することである。

本発明の他の目的および利点は、図面を参照した以下の説明から明らかになるであろう。尚、かかる説明は、本発明の好ましい態様を示しており、単なる例示にすぎない。

本発明の広義の態様では、車両用駆動装置は、液圧ポンプ（または油圧ポンプ）、２つの制御弁アセンブリーおよび２対の液圧駆動アセンブリー（または油圧駆動アセンブリ）を有して成る車両用駆動装置であって、前記制御弁アセンブリーは、液圧式（または油圧式）に並列接続され、運転状態では前記ポンプにより作動流体（または作動油もしくは圧媒液）が前記制御弁アセンブリーに送液されることにより前記液圧駆動アセンブリーを駆動し、各制御弁アセンブリーは、前記各１対の液圧駆動アセンブリーにおける各液圧駆動アセンブリーの液圧負荷に基づいて、液圧駆動アセンブリーの各対に対して作動流体を比例分配し、前記各１対の液圧駆動アセンブリーにおける各液圧駆動アセンブリーの各液圧負荷間の差に応じて、低い液圧負荷を有する前記各１対の液圧駆動アセンブリーにおける液圧駆動アセンブリーに対して作動流体が流れるように制限し、前記各液圧駆動アセンブリーは、１つの接地駆動部材と、前記駆動部材を駆動する少なくとも１つの液圧モーターを備えていることを特徴とする。

駆動装置の動作は、機械式のオープンデフを有する四輪駆動自動車の機械的駆動装置と同様であるため、車両が回動する場合(または車両が向きを変える場合)、地面に沿ってスリップまたはドラッギングすることなく車両の各ホイールを他のホイールと異なる速度で回転することができる。

駆動装置では、接地性を失った接地駆動部材の液圧駆動アセンブリーの液圧モーターに作動流体が流れるよう制限するため、接地性を失っていない他の駆動装置の駆動部材を犠牲にして前記駆動部材の前記モーターによる駆動速度が制御不可能な状態で上昇することはない。これにより、車両の走行中あるいは大きな積み荷の移動時においても、駆動装置が取り付けられた車両は、一定速度で制御された状態にて回動することができる。

この本発明による駆動装置の簡潔な構造により、本駆動装置はトラクション・コントロールを有する多くの従来の液圧式駆動装置に比べて大きな利点が供される。多くの従来の液圧式駆動装置と異なり、本発明による駆動装置は、従来の液圧式駆動装置に関連した接地性問題を制御する際に複雑で脆弱なエレクトロニクスに依存しない。つまり、本発明による駆動装置は、エレクトロニック・トラクション・コントロールを使用する従来の液圧式駆動に比べて全般的に頑丈であり、液圧式駆動がしばしば使用される悪環境に対して順応性が高い。

各１対の液圧駆動アセンブリーはどのように構成してもよい。例えば、各１対の駆動アセンブリーの第１組と第２組をそれぞれ車両の左側および右側に配置してもよい。しかしながら、第１組および第２組の駆動アセンブリーをそれぞれ車両の左側および右側に配置する場合、車両を回動する際、つまり車両の片側面で接地性が失われる場合に、制御弁アセンブリー間に負荷の違いが現れることになる。

駆動アセンブリーの第１組および第２組をそれぞれ車両の前方および後方に配置する場合、車両の前方または後方において１対の接地駆動部材が接地性を失うと、制御弁アセンブリー間の負荷に違いが発生することになる。

車両の回動時、または車両の左側、右側、前方あるいは後方の接地駆動部材が接地性を失う場合、各制御弁アセンブリーの負荷が実質的に一定維持されるよう、第１組の駆動アセンブリーおよび第２組の駆動アセンブリーにおける駆動アセンブリーを、互いに斜め向かいに配置することが好ましい。斜め向かいに配置された駆動部材が接地性を失えば、制御弁アセンブリーの負荷に違いが発生するが、斜め向かいに対向する駆動部材が接地性を失う事態の発生率は、車両の左側、右側、前方あるいは後方に設置された駆動部材両方が接地性を失う場合に比べて低い。制御弁アセンブリー間の負荷の差を最小限に抑えることにより、１つの制御弁アセンブリーにおいて温度の上昇を確実に阻止することが望ましい。

駆動装置は適切な車両であれば、どのような車両に組み込んでもよい。例えば、駆動装置はトラクター等の土木機械、鉱業機械または農耕機器に組み込むことができる。本発明の好適な形態では、駆動装置は連結式の車両に組み込まれる。しかしながら、本駆動装置は、これ以外の車両に組み込んでもよい。

駆動装置の液圧ポンプは適切な液圧ポンプであればどのようなものでもよい。好ましくは、ポンプは、可変圧力下で一定流量の作動流体を出力するのに適した可変容積式の液圧ピストンポンプ（variable displacement hydraulic piston pump）である。または、他のタイプの液圧ポンプを使用することも可能である。例えば、液圧式ベェーンポンプ（vane pump）であってもよい。

駆動装置は１つの液圧ポンプを備えてもよく、２つ以上の液圧ポンプを備えてもよい。駆動装置が２つ以上の液圧ポンプを備える場合、これらのポンプは実質的に一定（または同一）の圧力および流量（もしくは流速）で作動することが好ましい。

本発明の好適な形態によれば、駆動装置は、並列接続される第１液圧ポンプおよび第２液圧ポンプを備えている。第１ポンプは第１制御弁アセンブリーに接続されているので、作動流体を第１ポンプによって第１制御弁アセンブリーへ送液することができる。第２ポンプは第２制御弁アセンブリーに接続されているので、第２ポンプによって作動流体を第２制御弁アセンブリーへ送液することができる。更に、第１ポンプは第２制御弁アセンブリーに接続されており、第２ポンプは第１制御弁アセンブリーに接続されているので、第１ポンプによって作動流体を第２制御弁アセンブリーへ送液することができ、また、第２ポンプによって作動流体を第１制御弁アセンブリーへ送液することができる。第１制御弁アセンブリーから送液された作動流体は、好ましくは第１ポンプに返送され、第２制御弁アセンブリーから送液された作動流体は、好ましくは第２ポンプに返送される。

２つの液圧ポンプを使用する場合、典型的には、ポンプは所定容積分の作動流体を出力（または排出）する。制御弁アセンブリーに均等な圧力を提供するためにそれぞれのポンプの出口に液圧平衡管（hydraulic balance line）を設けることが望ましい。液圧平衡管により、制御弁アセンブリーの負荷に基づいて作動流体をそれぞれの制御弁アセンブリーに比例分配することができる。

２つの液圧ポンプを使用する場合、第１組の駆動アセンブリーおよび第２組の駆動アセンブリーにおける駆動アセンブリーを、斜め向かいに配置する（または対角線上に配置する）ことが特に好ましい。これにより、液圧平衡管を通る作動流体の容積が減少し、従って平衡管における温度上昇の可能性が低減する。

第１液圧ポンプおよび第２液圧ポンプは、それぞれ、好ましくは各チャージ・ポンプ（charge pump）に接続される。好適な実施の形態では、チャージ・ポンプは作動流体貯留タンクから低圧作動流体を吸引してメイン・ポンプ（または主ポンプ、main pump）へと送液（出力）し、メイン・ポンプはかかる流体を制御弁アセンブリーへ送液（出力）する。

各ポンプは好ましくは出力コントローラー（または吐出コントローラー、output controller）を有する。両ポンプが実質的に同量の作動流体を出力(吐出)するよう、出力コントローラーは並列接続するのが好ましい。

各制御弁アセンブリーは適切であればどのようなタイプでもよい。制御弁アセンブリーは実質的に同一であるのが好ましい。また、制御弁アセンブリーがそれぞれ複数の液圧調整弁を備えることが好ましい。

好ましくは、制御弁アセンブリーでは、液圧式制御あるいは機械的制御が行われる。液圧式制御あるいは機械的制御の制御弁アセンブリーは、電子制御式の制御弁アセンブリーよりも故障しにくいことが分かっている。

各制御弁アセンブリーは好ましくは複数の比例容積式流量調節弁（proportional displacement flow control valve）を備えている。好ましくは、比例容積式流量調節弁は、制御弁アセンブリーへ作動流体を送液するポンプに接続され、少なくとも各１つの比例容積式流量調節弁が各１つの液圧駆動アセンブリーに接続される。

各制御弁アセンブリーはまた、好ましくは複数のキャビテーション防止圧力逃がし弁（またはキャビテーション防止圧力リリーフ弁）を備えている。好ましくは、キャビテーション防止圧力逃がし弁は、制御弁アセンブリーへ作動流体を送液するポンプに接続され、少なくとも各１つのキャビテーション防止圧力逃がし弁が各比例容積式流量調節弁に接続される。

特に好適な形態では、各制御弁アセンブリーは、ボッシュレックスロスＡＧ（Ｂｏｓｃｈ Ｒｅｘｒｏｔｈ ＡＧ）によって製造されたＭＨ４制御弁アセンブリーと同様であり、各制御弁アセンブリーは、４つの液圧制御式比例容積式流量調節弁と４つのキャビテーション防止圧力逃がし弁から成る比例容積式流量調節弁組立部品を備えている。比例容積式流量調節弁の入口は、好ましくはポンプのうちの１つの出口に接続される。第１組の比例容積式流量調節弁の出口は、好ましくは液圧モーターのうちの１つの入口に接続され、第２組の比例容積式流量調節弁の出口は、好ましくは液圧モーターの別の１つの入口に接続される。第１組の比例容積式流量調節弁の出口はまた、好ましくは第１組のキャビテーション防止圧力逃がし弁の入口に接続され、第２組の比例容積式流量調節弁の出口もまた、好ましくは第２組のキャビテーション防止圧力逃がし弁の入口に接続される。キャビテーション防止圧力逃がし弁の出口を、比例容積式流量調節弁の入口に接続されるポンプへ作動流体を送液するチャージ・ポンプの入口に接続することにより、制御弁アセンブリーから排出される作動流体が前述のチャージ・ポンプへと返送されるように構成することが好ましい。

各キャビテーション防止圧力逃がし弁は、好ましくはチェック弁を備えている。かかるチェック弁は、比例容積式流量調節弁組立部品からチャージ・ポンプへ作動流体が流出するのを防ぐことができる。更に、キャビテーション防止圧力逃がし弁はそれぞれ、チェック弁とは対照的に、比例容積式流量調節弁組立部品からチャージ・ポンプへ作動流体が流出することを可能にするバイパス経路を有することが好ましい。各弁の入口および出口は、チェック弁および圧力逃がし弁のバイパス経路によって互いに交互に接続されてもよい。キャビテーション防止圧力逃がし弁はそれぞれ、チェック弁および圧力逃がし弁のバイパス経路を付勢するつる巻ばねを有することにより、圧力逃がし弁の入口および出口をチェック弁により接続することが好ましい。好ましくは、各圧力逃がし弁はまた、第１組あるいは第２組の比例容積式流量調節弁のいずれかの出口に接続されるパイロットラインを備えている。圧力逃がし弁のパイロットライン内の作動流体の圧力が、弁の圧力逃がし弁のスプリングがチェック弁およびバイパス経路に及ぼす力より大きく設定された所定値を超過する場合、弁の入口および出口はチェック弁ではなくバイパス経路によって接続されることになり、作動流体は、圧力逃がし弁を通して「作動流体を制御弁アセンブリーへ送液するポンプ」へと排出されることになる。

各液圧駆動アセンブリーは適切であればどのようなタイプでもよい。好適な実施の形態では、液圧駆動アセンブリーは実質的に同一である。しかしながら、他の実施の形態では、液圧駆動アセンブリーがすべて異なっていてもよく、あるいは同一の駆動アセンブリーと、異なる駆動アセンブリーを混載してもよい。

各液圧駆動アセンブリーのモーターは適切であればどのようなタイプでもよい。好適な形態では、モーターは液圧ピストンモーターである。別の好適な形態では、モーターは液圧式ベーンモータである。好ましくは、モーターは駆動アセンブリー内に配置される。例えば、モーターによって駆動される駆動部材がホイールである場合、モーターはホイールの軸頭に配置してもよい。

各液圧駆動アセンブリーの接地駆動部材は適切であればどのようなタイプでもよい。例えば、接地駆動部材は、ホイールあるいはトラックであってもよく、その他の種類の駆動部材であってもよい。

液圧駆動アセンブリーのうちの２つは、好ましくは他の２つの液圧駆動アセンブリーの前方に位置する。駆動装置が組み込まれる車両がフロント部とリア部を有する連結式車両であって、フロント部回りで連結されている場合、駆動アセンブリーのうちの２つがフロント部回りに取り付けられ、他の２つの駆動アセンブリーがリア部回りに取り付けられることが好ましい。好ましくは、フロント部回りに取り付けた駆動アセンブリーは、フロント部の右側および左側のように、フロント部の隣り合った反対側に配置する。好ましくは、リア部回りに取り付けた駆動アセンブリーは、リア部の右側および左側のように、リア部の隣り合った反対側に配置する。また、第１組および第２組の液圧駆動アセンブリーにおいて、一方の駆動アセンブリーが、他方の組の駆動アセンブリーの前方であると同時に斜め向かいの反対側に配置することが好ましい。

第１制御弁アセンブリーを、各液圧式パイロットラインによって第１組の駆動アセンブリーの各駆動アセンブリーのモーターに接続することにより、第１制御弁アセンブリーが第１組の駆動アセンブリー内の各駆動アセンブリーへの作動流体の流量の差を感知することができることが望ましい。第２制御弁アセンブリーを、各液圧式パイロットラインによって第２組の駆動アセンブリーの各駆動アセンブリーのモーターに接続することにより、第２制御弁アセンブリーが第２組の駆動アセンブリーの各駆動アセンブリーへの作動流体の流量の差を感知することができることが望ましい。

駆動アセンブリーはそれぞれ、接続される制御弁アセンブリーに対する各駆動アセンブリーの負荷を感知するためのセンサーを備えることにより、制御弁アセンブリーが、感知された負荷間に差があるかどうかを判断可能であることが好ましい。センサーは例えば、液圧式または機械的なセンサーであってもよい。

好ましくは、駆動装置は、各液圧駆動アセンブリーのモーター、特に液圧式アセンブリーのモーターケース排水管から排出された作動流体を集めるためのタンクを備える。好ましくは、タンクから排出される作動流体は、液圧ポンプによって液圧調整弁アセンブリーを通じて送液される。

本装置は、診断を目的として制御弁アセンブリーに出力される作動流体の圧力を測定する作動流体圧力トランスデューサー（hydraulic fluid pressure transducer）を備えていることが好ましい。かかるトランスデューサーの出力部は、トランスデューサーが出力する信号の表示または記録を可能にするコンピューター等の装置に対して接続してもよい。

本装置はまた、好ましくは圧力シャトル弁を備えている。シャトル弁は、好ましくは作動流体圧力トランスデューサーの下部に配置し、好ましくは、シャトル弁は、装置の第１ポンプの出口と第２ポンプの出口との間を接続することにより、２つのポンプの出口間の圧力差を感知することができる。

図面を参照しながら、本発明の好ましい態様について説明する。これにより、本発明をより十分に理解できると共に、本発明の実施が可能となるであろう。

発明を実施するための形態

本発明の好適な実施の形態による駆動装置１０を図１に示す。駆動装置１０は連結式車両（図示せず）に組み込まれ、地面に沿った車両の駆動、推進を可能にする。

装置１０は、第１液圧メイン・ポンプ１１、第２液圧メイン・ポンプ１２、第１液圧制御式制御弁アセンブリー１３、第２液圧制御式制御弁アセンブリー１４、液圧モーター１５、１６、１７、１８、作動流体圧力トランスデューサー１９および作動流体貯留タンク２０を備える。

液圧ポンプ１１および１２は、可変圧力下において必要とされる作動流体の可変流を出力するのに適した同一の平行な可変容積式の液圧ピストンポンプである。各ポンプ１１および１２の入口はそれぞれの液圧式チャージ・ポンプ２１の出口に接続されている。

液圧式制御弁アセンブリー１３および１４は同一であり、アセンブリー１３および１４はそれぞれ複数の液圧制御弁を備えている。各制御弁アセンブリー１３および１４の液圧制御弁は、負荷検出比例容積式流量調節弁およびキャビテーション防止圧力逃がし弁を備えている。

各液圧モーター１５、１６、１７、１８は、液圧ピストンモーターである。モーター１５、１６、１７、１８はそれぞれ、駆動装置１０が組み込まれる連結式車両のホイールまたはトラック等の各接地駆動部材２２を駆動する。モーター１５およびモーター１７はそれぞれ、連結式車両のフロント部２３に固定された各接地駆動部材２２を駆動する。モーター１５は車両の右側に隣接して位置する接地駆動部材２２を駆動し、モーター１７は車両の左側に隣接して位置する接地駆動部材２２を駆動する。モーター１６および１８はそれぞれ、フロント部２３回りで連結された車両のリア部２４の各接地駆動部材２２を駆動する。モーター１６は、車両の左側に隣接して位置する接地駆動部材２２を駆動し、モーター１８は、車両の右側に隣接して位置する接地駆動部材２２を駆動する。各モーター１５、１６、１７、１８と各モーターによって駆動される接地駆動部材２２とを一体化して、ここでは液圧駆動アセンブリー２５と呼ぶ。

第１メイン・ポンプ１１に接続されるチャージ・ポンプ２１の入口、および第２メイン・ポンプ１２に接続されるチャージ・ポンプ２１の入口を共にタンク２０の出口に接続することにより、各チャージ・ポンプ２１は、タンク２０に貯留される低圧作動流体をタンク２０の出口から汲み出す（取り出す）ことができる。その後、チャージ・ポンプ２１は、タンク２０から取り出した作動流体をメイン・ポンプ１１および１２へと送液する。

メイン・ポンプ１１の出口は第１制御弁アセンブリー１３の入口に接続されているので、メイン・ポンプ１１はアセンブリー１３へ高圧作動流体を送液することができる。第１制御弁アセンブリー１３の排出口は、メイン・ポンプ１１に接続されるチャージ・ポンプ２１の入口に接続されているので、アセンブリー１３から排出される低圧作動流体をメイン・ポンプ１１に接続されるチャージ・ポンプ２１によってメイン・ポンプ１１に戻すことができる。

モーター１５の入口およびモーター１６の入口がそれぞれ、制御弁アセンブリー１３の出口に接続されているので、メイン・ポンプ１１によってアセンブリー１３を通じて送液される高圧作動流体を、アセンブリー１３によってモーター１５および１６に分配することができる。モーター１５および１６に分配される高圧作動流体は、モーター１５および１６を通過することによりモーター１５および１６を駆動する。モーター１５および１６を通過する高圧作動流体の大部分は、モーターの排出口から排出され、メイン・ポンプ１１に接続されるチャージ・ポンプ２１へと戻される。その際、メイン・ポンプ１１に接続されたチャージ・ポンプ２１は、排出された作動流体をメイン・ポンプ１１へと再導入する。モーター１５および１６のモーターケース排水管から排出される低圧作動流体は、再使用のためにタンク２０に集められる。

メイン・ポンプ１１は、制御弁アセンブリー１３へ作動流体を送液することによって、制御弁アセンブリー１３に接続され、モーター１５、１６、およびモーター１５および１６によって駆動される接地駆動部材２２を備えている液圧駆動アセンブリー２５を駆動することができる。

制御弁アセンブリー１３は、制御弁アセンブリー１３に接続された各液圧駆動アセンブリー２５の液圧負荷を感知し、その液圧負荷に比例して駆動アセンブリー２５に高圧作動流体を分配する。

図２は、ボッシュレックスロスＡＧによって製造されたＭＨ４弁アセンブリーと同様の制御弁アセンブリー１３の詳細図である。上述したように、制御弁アセンブリー１３および１４は同一のアセンブリーである。制御弁アセンブリー１３は、比例容積式流量調節弁組立部品３０および複数のキャビテーション防止圧力逃がし弁３１を備えている。比例容積式流量調節弁組立部品３０は、４つの液圧制御比例容積式流量調節弁３２を備えている。比例容積式流量調節弁３２の入口はメイン・ポンプ１１の出口に接続される。第１組の弁３２の出口は、液圧モーター１５の入口に接続され、第２組の弁３２の出口は液圧モーター１６の入口に接続される。また、第１組の弁３２の出口は、第１組のキャビテーション防止圧力逃がし弁３１の入口に接続され、第２組の弁３２の出口もまた、第２組のキャビテーション防止圧力逃がし弁３１の入口に接続される。キャビテーション防止圧力逃がし弁３１の出口が、メイン・ポンプ１１へ作動流体を送液するチャージ・ポンプ２１の入口に接続されているので、制御弁アセンブリー１３から排出される作動流体が前述のチャージ・ポンプ２１に返送されることになる。

キャビテーション防止圧力逃がし弁３１はそれぞれ、作動流体が比例容積式流量調節弁組立部品３０からチャージ・ポンプ２１へ流出するのを防ぐことができる逆流チェック弁３３を備えている。更に、キャビテーション防止圧力逃がし弁３１はそれぞれ、チェック弁３３とは対照的に、作動流体が比例容積式流量調節弁組立部品３０からチャージ・ポンプ２１へ流出するのを可能にするバイパス経路３４を有する。各弁３１の入口および出口は、圧力逃がし弁３１のチェック弁３３およびバイパス経路３４によって交互に接続することができる。弁３１はそれぞれ、チェック弁３３および圧力逃がし弁３１のバイパス経路３４を付勢するつる巻ばね３５を備えているため、圧力逃がし弁の入口および出口がチェック弁によって接続される。各圧力逃がし弁３１はまた、第１組あるいは第２組の比例容積式流量調節弁３２のいずれかの出口に接続されるパイロットライン３６を備えている。圧力逃がし弁３１のパイロットライン３６内の作動流体の圧力が、弁３１のばね３５が弁３１のチェック弁３３およびバイパス経路３４に及ぼす力より大きく設定された所定値を超過する場合、弁３１の入口および出口はチェック弁３３ではなくバイパス経路３４によって接続されることになり、作動流体を弁３１によりチャージ・ポンプ２１へ放出することができる。

第１組および第２組の比例容積式流量調節弁３２を通る作動流体の流量は、前記弁によって感知される。第１組および第２組の比例容積式流量調節弁３２を通る作動流体の流量が、制御弁アセンブリー１３に接続される液圧駆動アセンブリー２５のモーター１５および１６に比例分配されることにより、モーター１５,１６の速度、ひいては車両の対地速度が調整される。

比例容積式流量調節弁３２はそれぞれ弁本体を備えている。制御弁アセンブリー１３に送液される作動流体は各弁本体、およびその内部に配置されたスリーブ付きチャンバに導入される。スプール（spool）がスリーブ部材に配置され、スリーブ部材は、選択された除算／加算比の計測用オリフィスを備え、スリーブとスプールはこの計測用オリフィスのために設計されている。計測用オリフィスは、作動流体の上流・下流の流量を比較する。流入する作動流体は、スプールがその一部を構成するスプールアセンブリ内の予加重された圧縮バネに対向してスプールを移動させる。流量が変化すると、計測用オリフィスの横断面がスプールの動きと共に変化する。シールリングをスプールに吻合することにより、除算から加算へと自動で切換えが行われる。車両のステアリングシリンダが作動して車両が回動すると、制御弁アセンブリー１３とモーター１５および１６を接続する液圧ライン内の作動流体が、正確な比率（加算）でスプールを移動し、弁／スプールが、モーター１５および１６への作動流体の流量を再分配する。コントロール・スプールは、ある差圧（この場合１８％の差異であり、これは制御弁アセンブリー１３の予荷重ばねにより決定される）を上回る場合にのみ制御を開始するため、接地性を失った駆動部材２２のモーター１５および１６の速度は、スリーブにおけるオリフィスのオリフィス比率に制限される。車両の回動量が増加すると、オリフィス比率が減少し、その結果、車両のフル回動時に接地性を失った駆動部材２２の超過速度による走行を防止し、これにより車両が最大出力で回動することが可能となる。

比例容積式流量調節弁スプールが、スプールが収納されるスプール体の穴部内の中心に位置する場合に車両はまっすぐに移動する。車両が回動する際、比例流量制御弁３２は回動の内部に位置する駆動部材２２と回動の外部に位置する駆動部材２２間の作動流体の流量の瞬間的な変化を感知し、これに応じて作動流体の流量の分配を調節する。流量を調節する流量調節弁３２は、圧力逃がし弁３１によって制動される。内部駆動装置部材２２を駆動しているモーター２２は速度を下げようとする。このため、前記モーター２２へ作動流体を送る圧力逃がし弁３１および逆流チェックバルブ３３に対する圧力が上昇し、その結果、前記モーター２２に接続された流量調節弁３２が、流量調節弁３２に接続されている斜め向かいに対向するモーター２２間の流量を感知して調節する。

制御弁アセンブリー１３および１４は、個々のモーター２２間の流量差によって作動流体流量を分配し、これにより多数の液圧モーター２２の同期が可能となる。個々のモーターの流量差を所定の最大レベルに制限することにより、液圧モーター２２の超過速度での走行を排除すると同時に、車両の操縦時に要求される流量差をカバーする。圧力逃がし弁３１は、独立したホイールモータに加圧される圧力を許容限度内に抑制する。

制御弁アセンブリー１３による作動流体の比例分配は、制御弁アセンブリー１３に接続された液圧駆動アセンブリー２５のそれぞれの液圧負荷に応じて行われるため、各液圧駆動アセンブリー２５の液圧負荷が同一の場合、制御弁アセンブリー１３は、制御弁アセンブリー１３に接続されている両液圧駆動アセンブリー２５に対して作動流体を平等に分配する。制御弁アセンブリー１３に接続された各液圧駆動アセンブリー２５の液圧負荷が異なり、液圧負荷の差が所定値を超過する場合、制御弁アセンブリー１３は、低液圧負荷を有する制御弁アセンブリー１３に接続された液圧駆動アセンブリー２５に対して作動流体が流れるように制限する。ポンプ１１から送液された作動流体の流量に対する液圧駆動アセンブリー２５による液圧抵抗が減少すると、制御弁アセンブリー１３に接続された液圧駆動アセンブリー２５の負荷は減少する。

低負荷が少なくとも液圧駆動アセンブリー２５の１サイクル内に所定の割合で存在する場合、制御弁アセンブリー１３は、液圧駆動アセンブリー２５を通過する作動流体の流れを単に許可することによって、作動流体の流れを、低負荷を有する制御弁アセンブリー１３に接続された液圧駆動アセンブリー２５に制限し、これにより所定の割合まで流量を増加する。例えば、低負荷条件が駆動アセンブリー２５の１サイクルの少なくとも１８％に存在する場合に、制御弁アセンブリー１３は、単に駆動アセンブリー２５への作動流体の流量を１８％まで増加させることにより、作動流体の流れを低負荷を有する液圧駆動アセンブリー２５に制限するように構成してもよい。駆動アセンブリー２５の１サイクルは、例えば、駆動アセンブリー２５のモーターの１サイクルと定義してもよい。

駆動装置１０の制御弁アセンブリー１３に接続されている液圧駆動アセンブリー２５に対する負荷が減少するにつれて、その液圧駆動アセンブリー２５の駆動部材２２は接地性を失っていくことになる。作動流体の流れを、接地性を損失しつつある駆動部材２２の液圧駆動アセンブリー２５に制限することによって、制御弁アセンブリー１３は、駆動部材２２の駆動速度が過剰に上昇するのを防止できる。特に、「接地性を失っていない駆動部材２２を有し、制御弁アセンブリー１３に接続された他の液圧駆動アセンブリー２５」を犠牲にして駆動部材２２の駆動速度が過剰に上昇するという現象が防止される。

第２液圧ポンプ１２、第２制御弁アセンブリー１４、モーター１７、１８およびタンク２０は、上述と同様の方法で第１液圧ポンプ１１、第１制御弁アセンブリー１３、およびモーター１５、１６と相互連結される。更に、第２液圧ポンプ１２、第２制御弁アセンブリー１４、モーター１７、１８を備える液圧回路の動作は、第１液圧ポンプ１１、第１制御弁アセンブリー１３、モーター１５、１６を備える液圧回路の動作と同じである。第１、第２制御弁アセンブリー１３、１４は、効率よく並列接続される。

第１および第２ポンプ１２、１１から出力される作動流体の圧力の平衡を保つために、第１、第２ポンプ１１、１２の出口を、液圧平衡ライン４０によって相互に連結することにより、制御弁アセンブリー１３および１４に対して作動流体が均等な圧力で提供される。したがって、液圧平衡管４０は、制御弁アセンブリー１３、１４間に作動流体を比例分配する。

ポンプ１１および１２はそれぞれ出力コントローラー４１を有する。ポンプ１１および１２が実質的に同一の出力（または吐出）を有するように、ポンプ１１および１２の出力コントローラー４１は並列接続される。

作動流体圧力トランスデューサー１９は、診断を目的として、ポンプ１１および１２によって制御弁アセンブリー１３および１４に出力される作動流体の圧力を測定する。トランスデューサー１９の出力部は、トランスデューサー１９が出力する信号の表示または記録を可能にするコンピューター４２等の装置に接続してもよい。

圧力シャトル弁４３はトランスデューサー１９の下部に配置し、液圧平衡管４０内のポンプ１１および１２の出力部間で接続する。シャトル弁４３は２つのポンプ１１および１２の出力部間の圧力差を感知することができる。

本明細書で特に言及しない限り、特許請求の範囲および明細書で用いられている「有して成る」または「含んで成る」という表現は、言及している要素の他に更なる別の要素をも有する又は含むことを意味している。

また、本明細書で特に言及しない限り、特許請求の範囲および明細書で用いられている「実質的」または「約」という表現は、それによって規定さている数値にのみ限定されるものではないことを意味している。

本発明の範囲または概念から逸脱することなく、当業者によって本発明に修正および変更を加えることができることを理解されたい。尚、当業者に明らかである修正および変更は、特許請求の範囲で規定された範囲内またはその均等の範囲にあるものといえる。

先行技術に関する刊行物が本明細書で言及されている場合、その言及は、その刊行物がオーストラリアその他の国における当該分野の共通一般認識の一部を形成していると認めることにはならないことは明白に理解できるであろう。

図１は、本発明の好適な実施の形態による液圧式駆動装置の液圧式回路の概略図である。 図２は、図１に示す液圧式駆動装置の制御弁アセンブリーの液圧式回路の概略図である。

Claims (16)

1. 液圧ポンプ、２つの制御弁アセンブリーおよび２対の液圧駆動アセンブリーを有して成る車両用駆動装置であって、
   前記制御弁アセンブリーは液圧式に並列接続されており、運転状態では前記液圧ポンプにより作動流体が前記制御弁アセンブリーを通るように送液されることによって前記液圧駆動アセンブリーが駆動され、
   各制御弁アセンブリーは、前記２対の液圧駆動アセンブリーの各対のそれぞれの液圧負荷に応じて、前記２対の液圧駆動アセンブリーの各対のそれぞれに対して作動流体を比例分配し、
   前記２対の液圧駆動アセンブリーの各対の間に生じる液圧負荷差に応じて、前記２対の液圧駆動アセンブリーのうち、より低い液圧負荷を有する液圧駆動アセンブリーの対に対して作動流体が流れるように制限し、
   前記２対の液圧駆動アセンブリーは、それぞれ、接地駆動部材と、その駆動部材を駆動する少なくとも１つの液圧モーターとを含んでいる、車両用駆動装置。
2. 前記２対の液圧駆動アセンブリーの第１組の液圧駆動アセンブリーが、互いに斜め向かいに配置され、
   前記２対の液圧駆動アセンブリーの第２組の液圧駆動アセンブリーが、互いに斜め向かいに配置されている、請求項１に記載の駆動装置。
3. 連結式車両に組み込まれる、請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記液圧ポンプは、可変容積式の液圧ピストンポンプである、請求項１に記載の駆動装置。
5. 複数の液圧ポンプを有して成る、請求項１に記載の駆動装置。
6. 前記液圧ポンプは、実質的に一定の圧力および流量で作動する、請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記液圧ポンプの各々によって作動流体が前記制御弁アセンブリーの各々を通るように送液される、請求項５に記載の駆動装置。
8. 平衡管によって前記液圧ポンプの出口が相互に接続されている、請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記液圧ポンプの各々に接続されたチャージ・ポンプを更に有して成る、請求項１に記載の駆動装置。
10. 作動流体貯留タンクを更に有して成り、前記チャージ・ポンプが前記貯留タンクから低圧の作動流体を汲み出す、請求項９に記載の駆動装置。
11. 前記液圧ポンプは出力コントローラーを備える、請求項１に記載の駆動装置。
12. 前記各液圧駆動アセンブリーの各々の前記液圧モーターが、液圧ピストンモーターである、請求項１の駆動装置。
13. 前記制御弁アセンブリーへと送られる前記作動流体の圧力を測定する作動流体圧力トランスデューサーを更に有して成る、請求項１に記載の駆動装置。
14. 前記液圧ポンプの出口を相互に接続する圧力シャトル弁を更に有して成る、請求項７に記載の駆動装置。
15. 前記制御弁アセンブリーの各々は、前記液圧ポンプに接続された複数の比例容積式流量調節弁を備え、
    前記比例容積式流量調節弁の少なくとも１つが前記液圧駆動アセンブリーの各々に接続されている、請求項１に記載の駆動装置。
16. 前記制御弁アセンブリーの各々は、前記液圧ポンプに接続された複数のキャビテーション防止圧力逃がし弁を備え、
    前記キャビテーション防止圧力逃がし弁の少なくとも１つが前記比例容積式流量調節弁の各々に接続されている、請求項１５に記載の駆動装置。

Images