JP2009243649A - 静油圧伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に対する静油圧伝達装置の搭載性を改善する。
【解決手段】ピストンポンプとピストンモータとの間で作動油を循環させる閉回路１８を画成するポートブロック１０と、ポンプ斜板を傾転するサーボレギュレータを備える静油圧伝達装置であって、入力軸及び出力軸を略平行に配置し、ポートブロック１０を入力軸及び出力軸の軸方向についてピストンポンプとピストンモータとの間に挟まれるように配置し、ポンプ斜板の傾転軸Ｏ８を入力軸及び出力軸の軸方向から見てモータ斜板の傾転軸Ｏ９と略直交させ、サーボレギュレータを入力軸２及び出力軸４の軸方向から見てピストンモータと重合させるように配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、作動油圧によって回転作動するピストンポンプ及びピストンモータを備えるともに、ポンプ斜板を傾転するサーボレギュレータを備える静油圧伝達装置に関するものである。

静油圧伝達装置として、例えばトラクタや作業車等に搭載されるＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）は、エンジンに駆動される可変容量油圧ポンプと、車輪を駆動する油圧モータとを備え、速度ペダル等の操作量に応じて油圧ポンプに対する油圧モータの速度比が無段階に制御されるとともに、前後進切換スイッチまたはペダルの操作により車両の前進、後進が切り換えられる。

図４は、従来の静油圧伝達装置の構成を示すシステム図である。以下、これについて説明する。

静油圧伝達装置１は、入力軸２によって回転駆動される可変容量ピストンポンプ３と、出力軸４を回転駆動するピストンモータ５と、両者を結ぶ油圧通路６、７を備え、ピストンポンプ３から吐出される作動油がピストンモータ５に送られることによりピストンモータ５が回転する。入力軸２は車両に搭載されるエンジンによって回転駆動され、出力軸４の回転はドライブシャフト及びデファレンシャルギア等を介して左右の車輪に伝達される。

斜板式可変容量ピストンポンプ３はポンプ斜板の傾転角度に応じて吐出量（押しのけ容積）および吐出方向を可変とし、ポンプ斜板の傾転角度が零となる中立位置（Ｎ）で吐出量が零となる。ポンプ斜板が中立位置（Ｎ）よりα側に傾転することにより車両が前進し、ポンプ斜板が中立位置（Ｎ）よりβ側に傾転することにより車両が後進する。

ピストンポンプ３とピストンモータ５とを収容するポンプハウジング１１にはポートブロック１０が締結され、このポートブロック１０に油圧通路６、７が形成される。

図５に示すように、ポートブロック１０の端面にはピストンポンプ３の給排ポート３１、３２とピストンモータ５の給排ポート５１、５２とがそれぞれ開口し、ポートブロック１０の内部にピストンポンプ３の給排ポート３１、３２とピストンモータ５の給排ポート５１、５２をそれぞれ連通する油圧通路６、７が形成される。油圧通路６、７はポートブロック１０の鋳造時に中子を用いた鋳抜きによって形成される。

図５において、ピストンポンプ３のポンプ斜板の傾転軸Ｏ８と、ピストンモータ５のモータ斜板９の傾転軸Ｏ９とは、互いに平行に配置される。

ピストンポンプ３の給排ポート３１、３２はポンプ斜板８の傾転軸Ｏ８と交差するように配置され、ピストンモータ５の給排ポート５１、５２はモータ斜板９の傾転軸Ｏ９と交差するように配置される。これにより、円弧状の給排ポート３１と給排ポート５１とは油圧通路６に沿って延びるように配置され、円弧状の給排ポート３２と給排ポート５２とは油圧通路７に沿って延びるように配置される。

図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、サーボレギュレータ１３を備える静油圧伝達装置１の平面図、正面図、側面図である。

サーボレギュレータ１３はポンプ斜板８の傾転軸Ｏ８上に設けられるトラニオン軸を回転駆動するものであり、ポンプハウジング１１の傾転軸Ｏ８と略直交する側面１１ａに接合される。

サーボレギュレータ１３は、速度ペダル等の操作量に応じて作動してポンプ斜板８の傾転角度を制御し、これによって目標の車両速度が得られるようになっている。

なお、特許文献１には、油圧により斜板を傾転駆動するサーボレギュレータを備える静油圧伝達装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００７−２７８４６２号公報

しかしながら、このような従来の静油圧伝達装置１にあっては、図６の（ｂ）に示すように、サーボレギュレータ１３がポンプハウジング１１の側面１１ａに接して取り付けられる構造のため、サーボレギュレータ１３によって横方向の寸法Ｌが増大し、トラクタ等の車両に対する搭載性が悪くなるという問題点があった。

トラクタにあっては、運転者の足下に設けられるフレーム内に静油圧伝達装置１が搭載されるため、サーボレギュレータ１３によってフレームの横方向の寸法が大きくなり、運転席まわりのスペースが狭くなるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両に対する静油圧伝達装置の搭載性を改善することを目的とする。

本発明は、入力軸の回転によって複数のピストンがポンプ斜板に追従して往復動することによって作動油を吐出するピストンポンプと、このピストンポンプから吐出される作動油により複数のピストンがモータ斜板に追従して往復動することによって出力軸を回転駆動するピストンモータと、ピストンポンプとピストンモータとの間で作動油を循環させる閉回路を画成するポートブロックと、ポンプ斜板を傾転するサーボレギュレータとを備える静油圧伝達装置であって、入力軸及び出力軸を略平行に配置し、ポートブロックを入力軸及び出力軸の軸方向についてピストンポンプとピストンモータとの間に挟まれるように配置し、ポンプ斜板の傾転軸を入力軸及び出力軸の軸方向から見てモータ斜板の傾転軸と略直交させ、サーボレギュレータを入力軸及び出力軸の軸方向から見てピストンモータと重合させるように配置したことを特徴とする。

本発明によると、サーボレギュレータが静油圧伝達装置の側方に大きく突出せず、静油圧伝達装置の横方向の寸法がサーボレギュレータによって増大することが抑えられ、車両に対する静油圧伝達装置の搭載性を改善することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１、図２に示す静油圧伝達装置１は、トラクタに搭載されるＨＳＴであり、エンジンに駆動される可変容量ピストンポンプ３と、車輪を駆動するピストンモータ５とを備え、速度ペダル等の操作量に応じてピストンポンプ３に対するピストンモータ５の速度比が無段階に制御されるとともに、前後進切換スイッチの操作により車両の前進、後進が切り換えられる。

可変容量ピストンポンプ３は、そのケーシングとして、筒形のポンプハウジング３７、フロントカバー３８、ポートブロック１０を備える。これらケーシングの内側には、入力軸２によって回転駆動される図示しないシリンダブロックと、このシリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、この各ピストンが追従するポンプ斜板とがそれぞれ収容される。

入力軸２はその前端部がフロントカバー３８から前方に突出し、エンジンの出力軸（図示せず）に連結される。エンジンは車両の前部に搭載されている。

ピストンモータ５は、そのケーシングとして、有底筒形のモータハウジング５７、ポートブロック１０を備える。これらケーシングの内側には、出力軸４を回転駆動する図示しないシリンダブロックと、このシリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、この各ピストンが追従する斜板とがそれぞれ収容される。

出力軸４はその後端部がモータハウジング５７の底部（後壁部）から後方に突出し、車輪を駆動するドライブシャフト（図示せず）に連結される。出力軸４の回転はドライブシャフト及びデファレンシャルギア等を介して左右の車輪に伝達される。

入力軸２及び出力軸４は、それぞれ車両の前後方向に延び、互いに略平行に配置される。入力軸２は出力軸４の上方に配置される。

入力軸２の後端部２ｂは、ポートブロック１０から突出し、ＰＴＯシャフトとして動力が取り出される。

ピストンポンプ３とピストンモータ５とは、ポートブロック１０を介して連結され、一体化している。

ポートブロック１０は、入力軸２及び出力軸４の軸方向についてポンプハウジング３７とモータハウジング５７との間に挟まれるように設けられる。

ポンプハウジング３７はポートブロック１０の前端面１０ａに接して締結される。一方、モータハウジング５７はポートブロック１０の後端面１０ｂに接して締結される。

図３に示すように、ポートブロック１０の前端面１０ａにはピストンポンプ３の給排ポート３１、３２が開口している。ポートブロック１０には入力軸２を挿通させる穴１０ｃが形成され、ピストンポンプ３の給排ポート３１、３２はこの穴１０ｃに沿って円弧状に形成される。

図３に破線で示すピストンモータ５の給排ポート５１、５２はポートブロック１０の後端面１０ｂに開口している。ポートブロック１０には出力軸４の一端を支持するベアリングが介装される穴１０ｄが形成され、ピストンモータ５の給排ポート５１、５２はこの穴１０ｄに沿って円弧状に形成される。

ポートブロック１０の内部にピストンポンプ３の給排ポート３１、３２とピストンモータ５の給排ポート５１、５２をそれぞれ連通する油圧通路６、７が形成される。この油圧通路６、７は、ピストンポンプ３とピストンモータ５との間で作動油を循環させる閉回路１８を構成する。

ポートブロック１０は鋳造によって形成され、油圧通路６、７は中子を用いた鋳抜きによって形成される。

油圧通路６、７は、入力軸２が挿通する穴１０ｃと出力軸４の一端を支持するベアリングが介装される穴１０ｄとをそれぞれ挟むようにして上下方向に延び、ピストンポンプ３の給排ポート３１、３２に接続する分岐部６ａ、７ａを有するとともに、ピストンモータ５の給排ポート５１、５２に接続する接続部６ｂ、７ｂを有し、分岐部６ａ、７ａと接続部６ｂ、７ｂとは互いに略９０°傾いている。

ピストンポンプ３の給排ポート３１、３２に接続する分岐部６ａ、７ａは、入力軸２が挿通する穴１０ｃを挟むようにして横方向に延び、円弧状の給排ポート３１、３２に接続する。

ピストンモータ５の給排ポート５１、５２に接続する接続部６ｂ、７ｂは、出力軸４が挿通する穴１０ｄを挟むようにして上下方向に延び、円弧状の給排ポート５１、５２に接続する。

なお、ポートブロック１０の上部にはバルブ穴１０ｅ、１０ｆが形成され、これらに図示しないチェックバルブ、ニュートラルバルブが収容される（図４参照）。

図３において、ピストンポンプ３のポンプ斜板の傾転軸Ｏ８は、上下方向に延び、出力軸４の中心線Ｏ４と略直交するように配置される。

ピストンポンプ３のポンプ斜板は図示しないトラニオン軸を介してポンプハウジング３７に回転可能に支持される。このトラニオン軸は傾転軸Ｏ８上に設けられ、上下方向に延び、ポンプハウジング３７に回転可能に支持される。

図３において、ピストンポンプ３のポンプ斜板の傾転軸Ｏ８は、ピストンモータ５のモータ斜板の傾転軸Ｏ９と略直交するように配置される。

静油圧伝達装置１はピストンポンプ３のポンプ斜板を傾転駆動するサーボレギュレータ１３を備える。ピストンポンプ３はサーボレギュレータ１３によってポンプ斜板が傾転駆動されることにより、ポンプ斜板に追従して往復動するピストンのストロークが変わり、ピストンポンプ３の吐出量（押しのけ容積）および吐出方向を可変とする。

ピストンモータ５は、モータ斜板の傾転角が変化しない、固定容量タイプとする。なお、これに限らず、ピストンモータ５を、モータ斜板の傾転角が変化する可変容量タイプとしてもよい。

図１、図２に示すように、ピストンポンプ３の下側かつピストンモータ５の前方にサーボレギュレータ１３が設けられる。換言すると、サーボレギュレータ１３は図示しない平面図上にてピストンポンプ３と重合する位置であり、かつ図２に示す正面図上にてピストンモータ５と重合する位置に設けられる。

サーボレギュレータ１３はポンプハウジング３７の下端面３７ａに接して締結される。サーボレギュレータ１３は左右方向に延びるシリンダ部１３ａを有し、このシリンダ部１３ａに収容される図示しないサーボピストンが油圧により移動することにより、図示しないリンク機構を介してポンプ斜板が傾転駆動されるようになっている。このため、サーボピストンの移動方向をポンプ斜板の傾転軸Ｏ８と略直交させる必要がある。

こうして傾転軸Ｏ８を上下方向に延びるように配置したため、サーボレギュレータ１３はピストンポンプ３の下側かつピストンモータ５の前方に配置される。これにより、サーボレギュレータ１３が静油圧伝達装置１の側方に大きく突出せず、静油圧伝達装置１の横方向の寸法Ｌがサーボレギュレータ１３によって増大することが抑えられる。

本実施の形態では、入力軸２の回転によって複数のピストンがポンプ斜板に追従して往復動することによって作動油を吐出するピストンポンプ３と、このピストンポンプ３から吐出される作動油により複数のピストンがモータ斜板に追従して往復動することによって出力軸４を回転駆動するピストンモータ５と、ピストンポンプ３とピストンモータ５との間で作動油を循環させる閉回路１８を画成するポートブロック１０と、ポンプ斜板を傾転するサーボレギュレータ１３とを備える静油圧伝達装置１であって、入力軸２及び出力軸４を略平行に配置し、ポートブロック１０を入力軸２及び出力軸４の軸方向についてピストンポンプ３とピストンモータ５との間に挟まれるように配置し、ポンプ斜板の傾転軸Ｏ８を入力軸２及び出力軸４の軸方向から見てモータ斜板の傾転軸Ｏ９と略直交させ、サーボレギュレータ１３を入力軸２及び出力軸４の軸方向から見てピストンモータ５と重合させるように配置した。

上記構成に基づき、サーボレギュレータ１３が静油圧伝達装置１の側方に大きく突出することが回避され、静油圧伝達装置１の横方向の寸法Ｌがサーボレギュレータ１３によって増大することが抑えられ、車両に対する静油圧伝達装置１の搭載性を改善することができる。

トラクタにあっては、運転者の足下に設けられるフレーム内に静油圧伝達装置１が搭載されるため、サーボレギュレータ１３によってフレームの横方向の寸法が大きくなることが抑えられ、運転席まわりのスペースが狭くならないですむ。

本実施形態において、ピストンポンプ３のポンプ斜板の傾転軸Ｏ８を出力軸４の中心線Ｏ４と略直交するように配置するものとした。

これにより、ピストンポンプ３とピストンモータ５がポンプ斜板の傾転軸Ｏ８が延びる上下方向に並び、静油圧伝達装置１の横方向の寸法Ｌが小さく抑えられる。

本実施形態において、ポートブロック１０に、作動油を給排するピストンポンプ３の給排ポート３１、３２と、作動油を給排するピストンモータ５の給排ポート５１、５２とを、ピストンポンプ３の給排ポート３１、３２とピストンモータ５の給排ポート５１、５２を連通して閉回路１８を画成する２本の油圧通路６、７とを形成し、この油圧通路６、７は入力軸２が挿通する穴１０ｃと出力軸４が挿通する穴１０ｄとをそれぞれ挟むようにして延び、ピストンポンプ３の給排ポート３１、３２に接続する分岐部６ａ、７ａを有するとともに、ピストンモータ５の給排ポート５１、５２に接続する接続部６ｂ、７ｂを有し、分岐部６ａ、７ａと接続部６ｂ、７ｂとは互いに略９０°傾いているものとした。

これにより、ピストンポンプ３の取り付け向きが略９０°傾き、サーボレギュレータ１３をピストンモータ５の前方に設けることが可能となり、静油圧伝達装置１をコンパクトにすることが可能である。

なお、静油圧伝達装置１は、トラクタに限らず、他の車両に搭載してもよい。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の実施の形態を示す静油圧伝達装置の側面図。 同じく正面図。 同じくポートブロックの正面図。 他の実施の形態を示す静油圧伝達装置のシステム図。 同じくポートブロックの正面図。 同じく静油圧伝達装置の三面図。

符号の説明

１ 静油圧伝達装置
２ 入力軸
３ ピストンポンプ
４ 出力軸
５ ピストンモータ
６、７ 油圧通路
６ａ 分岐部
６ｂ 部位
１０ ポートブロック
１０ｃ、１０ｄ 穴
１３ サーボレギュレータ
１８ 閉回路
３１、３２ 給排ポート
３７ ポンプハウジング
５１、５２ 給排ポート
５７ モータハウジング
Ｏ８ ポンプ斜板の傾転軸
Ｏ９ モータ斜板の傾転軸

Claims (3)

1. 入力軸の回転によって複数のピストンがポンプ斜板に追従して往復動することによって作動油を吐出するピストンポンプと、
   このピストンポンプから吐出される作動油により複数のピストンがモータ斜板に追従して往復動することによって出力軸を回転駆動するピストンモータと、
   前記ピストンポンプと前記ピストンモータとの間で作動油を循環させる閉回路を画成するポートブロックと、
   ポンプ斜板を傾転するサーボレギュレータとを備える静油圧伝達装置であって、
   前記入力軸及び前記出力軸を略平行に配置し、
   前記ポートブロックを前記入力軸及び前記出力軸の軸方向について前記ピストンポンプと前記ピストンモータとの間に挟まれるように配置し、
   前記ポンプ斜板の傾転軸を前記入力軸及び前記出力軸の軸方向から見て前記モータ斜板の傾転軸と略直交させ、
   前記サーボレギュレータを前記入力軸及び前記出力軸の軸方向から見て前記ピストンモータと重合させるように配置したことを特徴とする静油圧伝達装置。
2. 前記ピストンポンプのポンプ斜板の傾転軸を出力軸の中心線と略直交させることを特徴とする請求項１に記載の静油圧伝達装置。
3. 前記ポートブロックに、
   作動油を給排する前記ピストンポンプの給排ポートと、
   作動油を給排する前記ピストンモータの給排ポートと、
   前記ピストンポンプの前記給排ポートと前記ピストンモータの前記給排ポートを連通して前記閉回路を画成する２本の油圧通路とを形成し、
   この油圧通路は、
   前記入力軸が挿通する穴と前記出力軸が挿通する穴とをそれぞれ挟むようにして延び、
   前記ピストンポンプの給排ポートに接続する分岐部を有するとともに、
   前記分岐部と前記接続部とは互いに略９０°傾いていることを特徴とする請求項１または２に記載の静油圧伝達装置。