JP3623101B2 - ハイドロスタティックトランスミッションシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変容量形ポンプと可変容量形モータとを備えたハイドロスタティックトランスミッションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタやコンバイン等の車両では、速度範囲を広げるためのものとして、例えば、ギヤミッションの減速比を変えて可変にするものが採用されている。しかし、ギヤミッションを利用したものでは、車両走行中に速度を変えることができず、その構成も複雑なり、大型化してしまう。
一方、可変容量形ポンプ及び油圧モータを別置きにした分離型のハイドロスタティックトランスミッションシステムを用いれば、車両走行中に可変容量形ポンプを制御することで速度を無段階に変えることが可能となる。しかし、可変容量形ポンプ及び油圧モータを別置きにしなければならず、大型化してしまうといった問題までをも解決することができなかった。
そこで、これら可変容量形ポンプ及び油圧モータを一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムが採用されるようになってきた。この一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムとしては、例えば、図６〜８に示すものが知られている。
【０００３】
図６に示すように、可変容量形ポンプ１０１には、一対の通路１０２ａ、１０２ｂを介して定容量形モータ１０３を接続している。
可変容量形ポンプ１０１としては、斜板式プランジャポンプが用いられ、その斜板の傾転角を変えることで、前進、後進、あるいは停止の制御を行っている。つまり、図示しない操作レバーを中立位置に保ち、斜板の傾転角を０度にしたとき、吐出量をゼロにして、定容量形モータ１０３を停止させる。そして、この傾転角０度から斜板をいずれかの方向に傾けたとき、その傾転角に応じて作動油を吐出し、定容量形モータ１０３を駆動させて、当該車両を前進させたり後進させたりする。
【０００４】
ここで、可変容量形ポンプ１０１の傾転角を決める操作レバーの中立ポイントが一点しかないと、その中立ポイントに確実にセットするのが難しく、非常に扱いにくいものとなってしまう。しかも、車両には振動が発生するので、たとえ熟練者であっても、なかなか操作レバーを中立ポイントにセットできないこともあった。
そして、その操作レバーが中立ポイントからずれて、可変容量形ポンプ１０１の斜板が傾転角０度からわずかでも傾くと、作動油を吐出して、定容量形モータ１０３の停止状態を維持することができなくなる。
そこで、ある程度の中立幅を持たせるために、両通路１０２ａ、１０２ｂにニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを接続している。
【０００５】
ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂは、そのノーマル状態で、通路１０２ａ、１０２ｂを絞り１０５を介してタンクに連通する。したがって、傾転角が０度付近の設定範囲にあり、ポンプ吐出量が少ないときは、そのすべてをタンクに戻して、定容量形モータ１０３を停止させることができる。
それに対して、傾転角が上記設定範囲を超え、ポンプ吐出量が増えると、絞り１０５前後の差圧が大きくなる。そして、その上流側の圧力が所定圧に達すると、ニュートラルバルブ１０４ａあるいは１０４ｂが切換わり、通路１０２ａあるいは１０２ｂをタンクから遮断する。したがって、ポンプ吐出量のすべてが定容量形モータ１０３側に供給されて、この定容量形モータ１０３を駆動させることになる。
【０００６】
なお、通路１０２ａ、１０２ｂには、回路保護のためのリリーフバルブ１０６を接続している。例えば、通路１０２ａが異常に高圧になったとき、その圧力作用によって、このリリーフバルブ１０６が開く。そして、リリーフバルブ１０６が開けば、高圧となっている通路１０２ａを、低圧となっている通路１０２ｂに連通させることができ、回路を保護することができる。
また、通路１０２ａ、１０２ｂを、チェックバルブ１０７を介してチャージポンプ１２１に連通している。これらチェックバルブ１０７は、チャージポンプ１２１側から通路１０２ａ、１０２ｂへの流れのみを許容するものである。そして、通路１０２ａ、１０２ｂのうち低圧となる通路に、これらチェックバルブ１０７を介して、チャージポンプ１２１の吐出油を補給することにしている。
【０００７】
以上述べたハイドロスタティックトランスミッションシステムとして、具体的には、図７、８に示すものがある。ただし、以下では、上記可変容量形ポンプ１０１、定容量形モータ１０３、その他バルブ類１０４ａ、１０４ｂ、１０６、１０７の位置関係を中心に説明し、具体的な説明については簡単に述べる。
図７に示すように、ケース１０８には、可変容量形ポンプ１０１と定容量形モータ１０３とを組み込んでいる。
可変容量形ポンプ１０１は、入力軸１０９とともにシリンダブロック１１０が回転することで、その内部のプランジャ１１１が斜板１１２に案内されてストロークし、作動油を吐出するものである。そして、図示しない操作レバーによって斜板１１２の傾転角を変え、その吐出量を変化させるようにしている。
【０００８】
また、定容量形モータ１０３は、基本的な構造を上記可変容量形ポンプとほぼ同じにしたものであるが、その作動順序が逆になっている。つまり、可変容量形ポンプ１０１が吐出した作動油をプランジャ１１３に作用させて、このプランジャ１１３をストロークさせる。このとき、プランジャ１１３は斜板壁１１４に案内されてストロークするので、シリンダブロック１１５が回転して、出力軸１１６を回転させることになる。
【０００９】
一方、ケース１０８に取り付けたカバー１１７には、図８に示すように、上記可変容量形ポンプ１０１と定容量形モータ１０３とを連通する一対の通路１０２ａ、１０２ｂを形成している。
【００１０】
そして、可変容量形ポンプ１０１の入力軸１０９より上方には、一対のニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを組み込んでいる。ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂは、カバー１１７に組み込んだプランジャ１１８によって、通路１０２ａ、１０２ｂをタンクに連通したり、タンクから遮断したりするものである。
つまり、通常は、スプリング１１９によって絞り１０５をタンクポート１２０に連通した状態に保ち、通路１０２ａ、１０２ｂをタンクに連通している。それに対して、通路１０２ａ、１０２ｂの圧力が所定圧に達すると、その圧力作用によってプランジャ１１８がスプリング１１９に抗して移動し、絞り１０５をタンクポート１２０からずらして、通路１０２ａ、１０２ｂをタンクから遮断することになる。
【００１１】
また、定容量形モータ１０３の出力軸１１６よりも下方には、リリーフバルブ１０６及びチェックバルブ１０７を組み込んでいる。ただし、これらリリーフバルブ１０６及びチェックバルブ１０７の具体的な構成については後述する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のハイドロスタティックトランスミッションシステムにおいて、定容量形モータ１０３ではなく、可変容量形モータを採用しようとすると、以下に述べる問題が発生してしまう。
可変容量形モータを採用する場合、具体的には後述するが、その傾転角を切換えるための切換バルブが必要となる。
ところが、図７に示すように、ケース１０８には、切換バルブを組み込むためのスペースはない。
【００１３】
また、図８に示すように、カバー１１７にも、区画Ａには、ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを既に組み込んでいる。また、区画Ｂには、リリーフバルブ１０６及びチェックバルブ１０７を既に組み込んでいる。さらに、区画Ｃには、可変容量形ポンプ１０１と定容量型モータ１０３とを連通する通路１０２ａ、１０２ｂを既に形成している。
【００１４】
つまり、現状のケース１０８及びカバー１１７のサイズでは、可変容量形モータを採用しようとしても、切換バルブを新たに組み込むだけのスペースを確保できない。そのため、現実的には、切換バルブを分離させた状態で車両に搭載しなければならなかった。
この発明の目的は、可変容量形モータを採用しながらも、大型化することなく一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムを提供することである。
【００１５】
【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システムを前提として、ケースと、ケースに取り付けたプレート状のカバーとを備え、ケースには、斜板の傾転角を可変にし、しかも、その傾転角が０度付近の設定範囲にあるときは、吐出量をゼロとした状態に維持する構成にした斜板式プランジャポンプからなる可変容量形ポンプと、斜板の傾転角を可変にした斜板式プランジャモータからなる可変容量形モータとを並べて組み付ける一方、カバーには、上記可変容量形ポンプと可変容量形モータとを連通する一対の通路と、可変容量形ポンプ側の端部に位置させ、上記通路のそれぞれに連通させたリリーフバルブ及びチェックバルブと、可変容量形モータ側の端部に位置させ、可変容量形モータの斜板の傾転角を決める圧力を制御する構成にした切換バルブとを組み付けた点に特徴を有する。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、可変容量形ポンプは、斜板に設けるとともに、プランジャに連係させた可動スラストプレートと、斜板に対する可動スラストプレートの回転を規制する回転規制機構とを備え、斜板が０度付近の設定範囲で傾いているとき、上記可動スラストプレートが、中立復帰力によって中立状態に復帰する構成にした点に特徴を有する。
第３の発明は、第１、２の発明において、可変容量形モータは、斜板のプランジャ側の面とは反対面に、互いに角度を違わせて形成した複数の当接面部を備え、これら複数の当接面部のうちいずれかの当接面部をケース側に当接させて、この斜板の傾転角を変える構成にした点に特徴を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜５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システムの実施例を示す。
図１に示すように、可変容量形ポンプ１には、一対の通路２ａ、２ｂを介して可変容量形モータ３を接続している。
可変容量形ポンプ１は、上記従来例の可変容量形ポンプ１０１と異なり、その斜板がぴったりと傾転角０度にあるときだけでなく、０度付近の設定範囲で傾いたときでも、吐出量をゼロとした状態に維持するものである。
このようにした可変容量形ポンプ２を用いれば、その斜板が傾転角０度から設定範囲内で傾いた場合でも、作動油は吐出されず、モータ３の停止状態を維持することができる。したがって、上記従来例のように、ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを設ける必要がなくなる。
【００１８】
また、可変容量形モータ３は、従来例の定容量形モータ１０３と異なり、高低二速に可変自在としたものである。
この可変容量形モータ３の斜板には、一対の制御プランジャ４を連係させている。そして、切換バルブ５が図１に示す位置にあるとき、制御プランジャ４をタンクに連通させ、可変容量形モータ３の容量を小さく保っている。それに対して、切換バルブ５が切換わったとき、制御プランジャ４を通路２ａ、２ｂにそれぞれ連通させる。したがって、制御プランジャ４には、通路２ａあるいは２ｂから可変容量形ポンプ２の吐出圧が導かれ、可変容量形モータ３の容量を大きくすることになる。
なお、各プランジャ４と切換バルブ５と間には、ショック軽減のためのオリフィス６を介在させている。
【００１９】
上記切換バルブ５を切換える手段として、ここではパイロット圧を利用している。
つまり、チャージポンプ７を、パイロットバルブ８を介して、切換弁５のパイロット室５ａに接続している。そして、パイロットバルブ８が図１に示す位置にあるとき、切換弁５のパイロット室５ａをタンクに連通させて、切換弁５を図に示す位置に保っている。それに対して、パイロットバルブ８が切換わると、切換弁５のパイロット室５ａをチャージポンプ７に連通させて、切換弁５を切換えることになる。
なお、通路２ａ、２ｂにリリーフバルブ９ａ、９ｂ及びチェックバルブ１０ａ、１０ｂを接続することは、上記従来例と同じである。
【００２０】
以下では、この実施例のハイドロスタティックトランスミッションシステムの具体例を説明する。
図２に示すように、ケース１１には、可変容量形ポンプ１と可変容量形モータ３とを組み込んでいる。
まず、可変容量形ポンプ１について説明する。
図２に示すように、ケース１１に形成した組付孔１２には、入力軸１３を挿入している。そして、この入力軸１３を、ベアリング１４によって回転自在に支持している。
入力軸１３の周囲には、スプライン結合によりシリンダブロック１５を組み付けている。そして、このシリンダブロック１５に複数のシリンダ１６を形成するとともに、これらシリンダ１６内に、プランジャ１７を摺動自在に組み込んでいる。
【００２１】
また、組付孔１２には斜板１８を組み付けて、その貫通孔１９に、上記入力軸１３を貫通させている。
この斜板１８の両側、すなわち、図面に対して垂直方向には、一対のトラニオンピンを設けている。そして、これらトラニオンピンを、ケース１１側で回動自在に支持している。したがって、これらトラニオンピンを中心として、斜板１８を図２の矢印ｋ方向に傾ければ、その傾転角を変えることができる。
【００２２】
さらに、上記斜板１８に対向させて、可動スラストプレート２０を設けている。
図３に示すように、可動スラストプレート２０の対向面２０ａは、その中央ｏを中心として角度θを有する円錐状に形成されている。
さらに、この対向面２０ａには、ボール孔２１を形成している。また、斜板１８の対向面側にも、図示しないが、ボール孔２１に対応させてボール孔を形成している。そして、これらボール孔２１には、回転規制機構としてボールをはめ込んでいる。したがって、可動スラストプレート２０は、斜板１８に対して、その回転が規制されることになる。
そして、図２に示すように、上記シリンダブロック１５に組み込んだプランジャ１７の先端を、ボール２２を介してシュー２３に連係させるとともに、このシュー２３の端面を、可動スラストプレート２０に当接させている。
【００２３】
なお、入力軸１３とシリンダブロック１５との間に形成された空間には、スプリング２４を設けている。そして、このスプリング２４の一端を、ストッパ２５を介して、シリンダブロック１５に連係させている。また、このスプリング２４の他端を、シリンダブロック１５を貫通するロッド２６及びスリーブ２７を介して、シュー２３に連係させている。したがって、このスプリング２４の弾性力によって、シリンダブロック１５を後述するカバー４８側に当接させ、かつ、シュー２３を可動スラストプレート２０に当接させた状態に保つことができる。
【００２４】
このようにした可変容量形ポンプ１では、入力軸１３が回転すると、スプライン結合を介してシリンダブロック１５も回転する。
この状態で、図示しない操作レバーを操作して、斜板１８を矢印ｋ方向に傾ければ、この斜板１８の対向面に押されて可動スラストプレート２０も傾くことになる。そして、可動スラストプレート２０が傾けば、この可動スラストプレート２０に案内されて、プランジャ１７がシリンダ１６内をストロークする。したがって、シリンダ１６からは、プランジャ１７のストロークに応じた量の作動油が吐出されることになる。
【００２５】
ただし、前述したように、斜板１８に対向する可動スラストプレート２０の対向面２０ａを角度θを有する円錐状に形成している。したがって、可動スラストプレート２０は、斜板１８に対して角度θの範囲で独立して傾けるようになっている。
ここで、一般的に、斜板ピストンポンプでは、斜板の傾転角が０度付近にあるとき、その斜板を中立位置に復帰させようとする中立復帰力が発生する。
したがって、斜板１８が角度θの設定範囲内で傾いているとしても、中立復帰力によって、可動スラストプレート２０はまっすぐな状態を維持することになる。つまり、斜板１８がぴったりと傾転角０度になくても、可動スラストプレート２０だけはシリンダブロック１５に対して平行な状態を維持して、吐出量をゼロとした状態に維持することができる。
【００２６】
次に、可変容量形モータ３について説明する。
図２に示すように、ケース１１に形成した組付孔１２には、上記可変容量形ポンプ１の入力軸１３とほぼ平行に位置させた出力軸２８を挿入している。そして、この出力軸２８を、ベアリング２９によって回転自在に支持している。
出力軸１３の周囲には、スプライン結合によりシリンダブロック３０を組み付けている。そして、このシリンダブロック３０に複数のシリンダ３１を形成するとともに、これらシリンダ３１内に、プランジャ３２を摺動自在に組み込んでいる。
【００２７】
また、組付孔１２には斜板３３を組み付けて、その貫通孔３４に、上記出力軸２８を貫通させている。
斜板３３は、図４にも示すように、ドーナツ状に成形され、シリンダブロック３０に対向する傾斜面３５を形成したものである。そして、上記シリンダブロック３０に組み込んだプランジャ３２の先端を、ボール３６を介してシュー３７に連係させるとともに、このシュー３７の端面を、上記傾斜面３５に当接させている。
【００２８】
また、斜板３３のケース１１側の隣接面には、図４に示すように、第１当接面部３８と、この第１当接面部３８とは角度を違わせた第２当接面部３９とを形成している。
これら第１当接面部３８と第２当接面部３９との連続部分には、一対のボール孔４０を形成している。また、ケース１１の内壁にも、図示しないが、これらボール孔４０に対応させてボール孔を形成している。そして、これらボール孔４０には、ボール４１をはめ込んでいる。したがって、斜板３３は、ケース１１に対して、その回転が規制されることになる。
【００２９】
一方、図２に示すように、ケース１１の内壁には、制御シリンダ孔４２を形成している。この図２では一つしか表れないが、制御シリンダ孔４２は、図面に対して垂直方向に二つ並べて形成されている。
これら制御シリンダ孔４２には、制御プランジャ４３を摺動自在に組み込んでいる。そして、これら制御プランジャ４３にパイロット圧が作用したとき、その推進力を、図４（ａ）に点線で示すように、斜板３３の第１当接面部３８の上端に作用させるようにしている。
なお、これら制御シリンダ孔４２及び制御プランジャ４３が相まって、図１に示した制御シリンダ４を構成している。
【００３０】
出力軸２８とシリンダブロック３０との間に形成された空間には、スプリング４４を設けている。そして、このスプリング４４の一端を、ストッパ４５を介して、シリンダブロック３０に連係させている。また、このスプリング４４の他端を、シリンダブロック３０を貫通するロッド４６及びスリーブ４７を介して、シュー３７に連係させている。したがって、このスプリング４４の弾性力によって、シリンダブロック３０を後述するカバー４８側に当接させ、かつ、シュー３７を斜板３３の傾斜面３５に当接させた状態に保つことができる。
【００３１】
このようにした可変容量形モータ３では、上記可変容量形ポンプ１が吐出した作動油が、シリンダブロック３０のプランジャ３１に導かれる。そして、シリンダ３１内のプランジャ３２がストロークするときに、斜板３３の傾斜面３５に案内されてシリンダブロック３０が回転する。したがって、スプライン結合を介して出力軸２８も回転して、その回転力を外部に伝えることになる。
【００３２】
ここで、制御シリンダ孔４２がタンクに連通して、制御プランジャ４３に推進力が発生していないとき、斜板３３は、図２に示すように、上記スプリング４４によって第１当接面部３８をケース１１の内壁に当接させた状態にある。
それに対して、いずれかの制御シリンダ孔４２にパイロット圧が導かれ、制御プランジャ４３に推進力が発生すると、その推進力は、斜板３３の第１当接面部３８の上端に作用する。したがって、斜板３３は、上記ボール４１を中心として傾き、第１当接面部３８がケース１１の内壁から離れるとともに、第２当接面部３９がケース１１の内壁に当接する。
【００３３】
以上述べたように、第１、２当接面部３８、３９を利用して斜板３３を傾けることができれば、シリンダブロック３０に対する傾斜面３５の角度を変化させられる。したがって、プランジャ３２のストロークに差を持たせることができ、出力軸２０の回転速度を高低二速に変化させて、その回転力を外部に伝えることができる。
また、斜板３３をケース１１とは別部材とし、その第１、２当接面部３８、３９をケース１１の内壁に押し付ける構成としたので、図７に示す従来例のように、ケース１０８内に斜板壁１１４を形成しなくてもよい。したがって、可変容量形モータ３を組み付けるときに、ベアリング２９等のすべての部品を図２のカバー４８側から組み付けらることができ、その組み付け性を向上させられる。
【００３４】
一方、図５に示すように、ケース１１に取り付けたプレート状のカバー４８には、上記可変容量形ポンプ２と可変容量形モータ３とを連通する一対の通路２ａ、２ｂを形成している。
また、カバー４８のうち可変容量形ポンプ１側の端部には、通路２ａ、２ｂに挟まれた位置に、図示しないチャージポンプ７に接続するチャージ通路４９を形成している。
【００３５】
カバー４８のうち可変容量形ポンプ１側の端部には、可変容量形ポンプ１の入力軸１３よりも上方に、リリーフバルブ９ａ、９ｂ及びチェックバルブ１０ａ、１０ｂを組み込んでいる。以下では、その具体的な構造について説明するが、簡単のため、通路２ａ側のリリーフバルブ９ａ及びチェックバルブ１０ａのみに符号を付して説明することにする。
【００３６】
カバー４８には、その側面から組付け孔５０を形成し、この組付け孔５０を通路２ａ及びチャージ通路４９に連通させている。そして、この組付け孔５０のチャージ通路４９側には、シート部５１を形成している。
この組付け孔５０には、半円筒状のチェック部材５２を摺動自在に組み付けている。そして、チェック部材５２がシート部５１にそれぞれ着座した状態では、このチェック部材５２の先端が、通路２ｂ側のチェック部材の先端とちょうど当接するようにしている。
【００３７】
チェック部材５２の内周面には、軸方向に通路５３を形成した支持部材５４を組み込み、この支持部材５４の外周面基端を、チェック部材５２の内周面に固定している。このとき、チェック部材５２内に、スプリング５５とともにポペット部材５６を組み込んでいる。そして、スプリング５５によって、ポペット部材５６を支持部材５４側に押し付けて、通路５３を閉塞するようにしている。
【００３８】
さらに、支持部材５４の内周面には、スプリング５７の弾性力を作用させたスプリング受け部材５８を組み込み、このスプリング受け部材５８の先端と支持部材５４の内周面との間にフィルター５９を挟み込んでいる。このスプリング５７の弾性力は、スプリング受け部材５８から支持部材５４を介してチェック部材５２に作用するので、チェック部材５２がシート部５１に押し付けられることになる。
【００３９】
なお、チェック部材５２の側面には、通路２ａをチェック部材５２の内周面側に連通する連通孔６０を形成している。そして、この連通孔６０から導かれた通路２ａの作動油は、チェック部材５２の内周面と支持部材５４との間の隙間→支持部材の側面に形成した小孔６１→スプリング受け部材５８に形成した通路→フィルター５９→支持部材５４に形成した通路５３を介して、ポペット部材５６に作用する。同時に、通路２ａの作動油は、スプリング受け部材５８に形成した通路を介して、スプリング５７が収容されたスプリング室にも導かれ、背圧としてチェック部材５２に作用する。
【００４０】
いま、可変容量形ポンプ１を駆動させて、通路２ａが高圧となり、通路２ｂが低圧となったとする。
このとき、チャージ通路４９に導かれたチャージポンプ７の作動油が、チェック部材５２に作用する。そして、通路２ａ側のチェック部材５２は、スプリング５７の弾性力及びスプリング室に導かれた通路２ａの圧力によって動かないが、通路２ｂ側のチェック部材は、スプリングに抗して移動して、シート部から離れる。通路２ｂ側のチェック部材がシート部から離れれば、チャージ通路４９の作動油は、低圧となっている通路２ｂに補給されることになる。
つまり、これらチェック部材５２、スプリング５７等が相まって、チェックバルブ１０ａを構成している。
【００４１】
また、通路２ａの圧力が異常に高くなったとき、通路２ａの圧力がポペット部材５６に作用していることから、ポペット部材５６がスプリング５５に抗して移動して、支持部材５４に形成した通路５３を開放する。そして、通路５３が開放されれば、通路２ａの作動油の一部は、チェック部材５２の先端に形成した通路６２を介して、通路２ｂ側に逃される。
つまり、これらポペット部材５６、スプリング５５等が相まって、リリーフバルブ９ａを構成している。
【００４２】
カバー４８のうち可変容量形モータ３側の端部には、可変容量形モータ３の出力軸２０よりも下方に、切換バルブ５を組み込んでいる。以下では、その具体的な構造について説明する。
カバー４８には、その側面から組付け孔６３を形成し、スプール６４を摺動自在に組み込んでいる。そして、この組付け孔６３には、図面左側から、パイロット室５ａを形成したプラグ６６を挿入している。また、図面右側から、スプリング６７とともにプラグ６８を挿入し、このスプリング６７が収容されるスプリング室６９をタンクに連通している。
【００４３】
さらに、カバー４８には、通路２ａ、２ｂに連通するポート７０ａ、７０ｂを形成するとともに、各ポート７０ａ、７０ｂからずらした位置に、パイロットポート７２ａ、７２ｂを形成している。
パイロットポート７２ａ、７２ｂは、ケース１１に形成したパイロット通路７１ａ、７１ｂに連通している。これらパイロット通路７１ａ、７１ｂは、図２に示すように、制御シリンダ孔４３にそれぞれパイロット圧を導くためのものである。そして、各パイロット通路７１ａ、７１ｂの途中には、ショック軽減のためのオリフィス６を設けている。
【００４４】
いま、パイロットバルブ８（図１参照）によってパイロット室５ａをタンクに連通すれば、スプール６４は、図５に示すように、スプリング６７の弾性力によってプラグ６６側に当接した状態にある。したがって、ポート７０ａ、７０ｂは、それぞれパイロットポート７２ａ、７２ｂから遮断されるとともに、これらパイロットポート７２ａ、７２ｂが、それぞれスプリング室６９を介してタンクに連通する。
この状態では、パイロット通路７１ａ、７１ｂがタンクに連通するので、制御シリンダ孔４２はいずれもタンク圧となっている。したがって、制御プランジャ４３には推進力が発生せず、前述したように、可変容量形モータ３の斜板３３の第１当接面部３８が、ケース１１の内壁に当接している。
【００４５】
それに対して、パイロットバルブ８（図１参照）を切換えて、パイロット室５ａにチャージポンプ７の吐出圧を導くと、その圧力作用によって、スプール６４がスプリング６７に抗して切換わる。したがって、スプール６４に形成した環状溝を介して、ポート７０ａ、７０ｂがそれぞれパイロットポート７２ａ、７２ｂに連通する。同時に、これらパイロットポート７２ａ、７２ｂは、スプリング室６９、すなわち、タンクから遮断される。
この状態では、高圧となっている通路２ａあるいは２ｂの圧力が、パイロットポート７２ａあるいは７２ｂから、いずれかの制御シリンダ孔４２に導かれる。したがって、いずれかの制御プランジャ４３に推進力が発生して、前述したように、可変容量形モータ３の斜板３３の第２当接面部３９を、ケース１１の内壁に当接させることになる。
【００４６】
なお、スプール６４には、その外周面をスプリング室６９に連通する絞り孔７３ａ、７３ｂを形成している。そして、図５では表れないが、組付け孔６３とスプール６４の外周面との間には、ポート７０ａ、７０ｂを絞り孔７３ａ、７３ｂに連通するクリアランスを形成している。
したがって、わずかではあるが、通路２ａ、２ｂの作動油の一部は、ポート７０ａ、７０ｂ→クリアランス→絞り孔７３ａ、７３ｂ→スプリング室６９を介して、タンクに戻される。そして、前述したように、チャージポンプ７側からは新しい作動油が補給されるので、可変容量形ポンプ１と可変容量形モータ３とによって構成される閉回路の作動油を少しずつ入れ換えることができ、閉回路内の作動油の劣化を抑制することが可能となる。
【００４７】
以上述べた実施例のハイドロスタティックトランスミッションシステムによれば、可変容量形ポンプ１として、傾転角が０度付近の設定範囲にあるときに、吐出量をゼロとした状態に維持する斜板式プランジャポンプを採用したので、上記従来例のようにニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを設ける必要がない。そして、ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを不要にした上で、カバー４８には、リリーフバルブ９ａ、９ｂ及びチェックバルブ１０ａ、１０ｂと、切換バルブ５とを組み込んでいる。
したがって、可変容量形モータ３を採用しながらも、なんら大型化することなく、ケース１１及びカバー４８に一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムを提供することができる。
【００４８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、可変容量形ポンプとして、傾転角が０度付近の設定範囲にあるときに、吐出量をゼロとした状態に維持する斜板式プランジャポンプを採用したので、ニュートラルバルブのように別にバルブ類を設けなくとも、中立幅を確保することができる。そして、ニュートラルバルブを不要にした上で、カバーには、リリーフバルブ及びチェックバルブと、切換バルブとを組み込んでいる。
したがって、可変容量形モータを採用しながらも、なんら大型化することなく、ケース及びカバーに一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムを提供することができる。
【００４９】
第２の発明によれば、第１の発明において、可動スラストプレートを用いるので、ほとんど大型化することなく、斜板の傾転角を可変にし、しかも、その傾転角が０度付近の設定範囲にあるときは、吐出量をゼロとした状態に維持する構成にした可変容量形ポンプを得ることができる。
第３の発明によれば、第１、２の発明において、斜板に当接面部を形成するだけでよいので、ほとんど大型化することなく、可変容量形モータを得ることができる。
【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システムを示す回路図である。
【図２】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システムを示す断面図である。
【図３】可変容量形ポンプ１の可動スラストプレート２０を示し、（ａ）が、（ｂ）のａ−ａ線断面図、（ｂ）が、（ａ）のｂ方向から見た図である。
【図４】ポンプ３の斜板３３を示し、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】従来例のハイドロスタティックトランスミッションシステムを示す回路図である。
【図７】従来例のハイドロスタティックトランスミッションシステムを示す断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１ 可変容量形ポンプ
２ａ、２ｂ 通路
３ 可変容量形モータ
５ 切換バルブ
９ａ、９ｂ リリーフバルブ
１０ａ、１０ｂ チェックバルブ
１１ ケース
１７ プランジャ
１８ 斜板
２０ 可動スラストプレート
２０ａ 対向面
２２ ボール
３２ プランジャ
３３ 斜板
３８ 第１当接面部
３９ 第２当接面部
４８ カバー
５２ チェック部材
５６ ポペット部材
６４ スプール
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変容量形ポンプと可変容量形モータとを備えたハイドロスタティックトランスミッションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタやコンバイン等の車両では、速度範囲を広げるためのものとして、例えば、ギヤミッションの減速比を変えて可変にするものが採用されている。しかし、ギヤミッションを利用したものでは、車両走行中に速度を変えることができず、その構成も複雑なり、大型化してしまう。
一方、可変容量形ポンプ及び油圧モータを別置きにした分離型のハイドロスタティックトランスミッションシステムを用いれば、車両走行中に可変容量形ポンプを制御することで速度を無段階に変えることが可能となる。しかし、可変容量形ポンプ及び油圧モータを別置きにしなければならず、大型化してしまうといった問題までをも解決することができなかった。
そこで、これら可変容量形ポンプ及び油圧モータを一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムが採用されるようになってきた。この一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムとしては、例えば、図６〜８に示すものが知られている。
【０００３】
図６に示すように、可変容量形ポンプ１０１には、一対の通路１０２ａ、１０２ｂを介して定容量形モータ１０３を接続している。
可変容量形ポンプ１０１としては、斜板式プランジャポンプが用いられ、その斜板の傾転角を変えることで、前進、後進、あるいは停止の制御を行っている。つまり、図示しない操作レバーを中立位置に保ち、斜板の傾転角を０度にしたとき、吐出量をゼロにして、定容量形モータ１０３を停止させる。そして、この傾転角０度から斜板をいずれかの方向に傾けたとき、その傾転角に応じて作動油を吐出し、定容量形モータ１０３を駆動させて、当該車両を前進させたり後進させたりする。
【０００４】
ここで、可変容量形ポンプ１０１の傾転角を決める操作レバーの中立ポイントが一点しかないと、その中立ポイントに確実にセットするのが難しく、非常に扱いにくいものとなってしまう。しかも、車両には振動が発生するので、たとえ熟練者であっても、なかなか操作レバーを中立ポイントにセットできないこともあった。
そして、その操作レバーが中立ポイントからずれて、可変容量形ポンプ１０１の斜板が傾転角０度からわずかでも傾くと、作動油を吐出して、定容量形モータ１０３の停止状態を維持することができなくなる。
そこで、ある程度の中立幅を持たせるために、両通路１０２ａ、１０２ｂにニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを接続している。
【０００５】
ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂは、そのノーマル状態で、通路１０２ａ、１０２ｂを絞り１０５を介してタンクに連通する。したがって、傾転角が０度付近の設定範囲にあり、ポンプ吐出量が少ないときは、そのすべてをタンクに戻して、定容量形モータ１０３を停止させることができる。
それに対して、傾転角が上記設定範囲を超え、ポンプ吐出量が増えると、絞り１０５前後の差圧が大きくなる。そして、その上流側の圧力が所定圧に達すると、ニュートラルバルブ１０４ａあるいは１０４ｂが切換わり、通路１０２ａあるいは１０２ｂをタンクから遮断する。したがって、ポンプ吐出量のすべてが定容量形モータ１０３側に供給されて、この定容量形モータ１０３を駆動させることになる。
【０００６】
なお、通路１０２ａ、１０２ｂには、回路保護のためのリリーフバルブ１０６を接続している。例えば、通路１０２ａが異常に高圧になったとき、その圧力作用によって、このリリーフバルブ１０６が開く。そして、リリーフバルブ１０６が開けば、高圧となっている通路１０２ａを、低圧となっている通路１０２ｂに連通させることができ、回路を保護することができる。
また、通路１０２ａ、１０２ｂを、チェックバルブ１０７を介してチャージポンプ１２１に連通している。これらチェックバルブ１０７は、チャージポンプ１２１側から通路１０２ａ、１０２ｂへの流れのみを許容するものである。そして、通路１０２ａ、１０２ｂのうち低圧となる通路に、これらチェックバルブ１０７を介して、チャージポンプ１２１の吐出油を補給することにしている。
【０００７】
以上述べたハイドロスタティックトランスミッションシステムとして、具体的には、図７、８に示すものがある。ただし、以下では、上記可変容量形ポンプ１０１、定容量形モータ１０３、その他バルブ類１０４ａ、１０４ｂ、１０６、１０７の位置関係を中心に説明し、具体的な説明については簡単に述べる。
図７に示すように、ケース１０８には、可変容量形ポンプ１０１と定容量形モータ１０３とを組み込んでいる。
可変容量形ポンプ１０１は、入力軸１０９とともにシリンダブロック１１０が回転することで、その内部のプランジャ１１１が斜板１１２に案内されてストロークし、作動油を吐出するものである。そして、図示しない操作レバーによって斜板１１２の傾転角を変え、その吐出量を変化させるようにしている。
【０００８】
また、定容量形モータ１０３は、基本的な構造を上記可変容量形ポンプとほぼ同じにしたものであるが、その作動順序が逆になっている。つまり、可変容量形ポンプ１０１が吐出した作動油をプランジャ１１３に作用させて、このプランジャ１１３をストロークさせる。このとき、プランジャ１１３は斜板壁１１４に案内されてストロークするので、シリンダブロック１１５が回転して、出力軸１１６を回転させることになる。
【０００９】
一方、ケース１０８に取り付けたカバー１１７には、図８に示すように、上記可変容量形ポンプ１０１と定容量形モータ１０３とを連通する一対の通路１０２ａ、１０２ｂを形成している。
【００１０】
そして、可変容量形ポンプ１０１の入力軸１０９より上方には、一対のニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを組み込んでいる。ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂは、カバー１１７に組み込んだプランジャ１１８によって、通路１０２ａ、１０２ｂをタンクに連通したり、タンクから遮断したりするものである。
つまり、通常は、スプリング１１９によって絞り１０５をタンクポート１２０に連通した状態に保ち、通路１０２ａ、１０２ｂをタンクに連通している。それに対して、通路１０２ａ、１０２ｂの圧力が所定圧に達すると、その圧力作用によってプランジャ１１８がスプリング１１９に抗して移動し、絞り１０５をタンクポート１２０からずらして、通路１０２ａ、１０２ｂをタンクから遮断することになる。
【００１１】
また、定容量形モータ１０３の出力軸１１６よりも下方には、リリーフバルブ１０６及びチェックバルブ１０７を組み込んでいる。ただし、これらリリーフバルブ１０６及びチェックバルブ１０７の具体的な構成については後述する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のハイドロスタティックトランスミッションシステムにおいて、定容量形モータ１０３ではなく、可変容量形モータを採用しようとすると、以下に述べる問題が発生してしまう。
可変容量形モータを採用する場合、具体的には後述するが、その傾転角を切換えるための切換バルブが必要となる。
ところが、図７に示すように、ケース１０８には、切換バルブを組み込むためのスペースはない。
【００１３】
また、図８に示すように、カバー１１７にも、区画Ａには、ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを既に組み込んでいる。また、区画Ｂには、リリーフバルブ１０６及びチェックバルブ１０７を既に組み込んでいる。さらに、区画Ｃには、可変容量形ポンプ１０１と定容量型モータ１０３とを連通する通路１０２ａ、１０２ｂを既に形成している。
【００１４】
つまり、現状のケース１０８及びカバー１１７のサイズでは、可変容量形モータを採用しようとしても、切換バルブを新たに組み込むだけのスペースを確保できない。そのため、現実的には、切換バルブを分離させた状態で車両に搭載しなければならなかった。
この発明の目的は、可変容量形モータを採用しながらも、大型化することなく一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムを提供することである。
【００１５】
【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システムを前提として、ケースと、ケースに取り付けたプレート状のカバーとを備え、ケースには、斜板の傾転角を可変にし、しかも、その傾転角が０度付近の設定範囲にあるときは、吐出量をゼロとした状態に維持する構成にした斜板式プランジャポンプからなる可変容量形ポンプと、斜板の傾転角を可変にした斜板式プランジャモータからなる可変容量形モータとを並べて組み付ける一方、カバーには、上記可変容量形ポンプと可変容量形モータとを連通する一対の通路と、可変容量形ポンプ側の端部に位置させ、上記通路のそれぞれに連通させたリリーフバルブ及びチェックバルブと、可変容量形モータ側の端部に位置させ、可変容量形モータの斜板の傾転角を決める圧力を制御する構成にした切換バルブとを組み付けた点に特徴を有する。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、可変容量形ポンプは、斜板に設けるとともに、プランジャに連係させた可動スラストプレートと、斜板に対する可動スラストプレートの回転を規制する回転規制機構とを備え、斜板が０度付近の設定範囲で傾いているとき、上記可動スラストプレートが、中立復帰力によって中立状態に復帰する構成にした点に特徴を有する。
第３の発明は、第１、２の発明において、可変容量形モータは、斜板のプランジャ側の面とは反対面に、互いに角度を違わせて形成した複数の当接面部を備え、これら複数の当接面部のうちいずれかの当接面部をケース側に当接させて、この斜板の傾転角を変える構成にした点に特徴を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜５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システムの実施例を示す。
図１に示すように、可変容量形ポンプ１には、一対の通路２ａ、２ｂを介して可変容量形モータ３を接続している。
可変容量形ポンプ１は、上記従来例の可変容量形ポンプ１０１と異なり、その斜板がぴったりと傾転角０度にあるときだけでなく、０度付近の設定範囲で傾いたときでも、吐出量をゼロとした状態に維持するものである。
このようにした可変容量形ポンプ２を用いれば、その斜板が傾転角０度から設定範囲内で傾いた場合でも、作動油は吐出されず、モータ３の停止状態を維持することができる。したがって、上記従来例のように、ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを設ける必要がなくなる。
【００１８】
また、可変容量形モータ３は、従来例の定容量形モータ１０３と異なり、高低二速に可変自在としたものである。
この可変容量形モータ３の斜板には、一対の制御プランジャ４を連係させている。そして、切換バルブ５が図１に示す位置にあるとき、制御プランジャ４をタンクに連通させ、可変容量形モータ３の容量を小さく保っている。それに対して、切換バルブ５が切換わったとき、制御プランジャ４を通路２ａ、２ｂにそれぞれ連通させる。したがって、制御プランジャ４には、通路２ａあるいは２ｂから可変容量形ポンプ２の吐出圧が導かれ、可変容量形モータ３の容量を大きくすることになる。
なお、各プランジャ４と切換バルブ５と間には、ショック軽減のためのオリフィス６を介在させている。
【００１９】
上記切換バルブ５を切換える手段として、ここではパイロット圧を利用している。
つまり、チャージポンプ７を、パイロットバルブ８を介して、切換弁５のパイロット室５ａに接続している。そして、パイロットバルブ８が図１に示す位置にあるとき、切換弁５のパイロット室５ａをタンクに連通させて、切換弁５を図に示す位置に保っている。それに対して、パイロットバルブ８が切換わると、切換弁５のパイロット室５ａをチャージポンプ７に連通させて、切換弁５を切換えることになる。
なお、通路２ａ、２ｂにリリーフバルブ９ａ、９ｂ及びチェックバルブ１０ａ、１０ｂを接続することは、上記従来例と同じである。
【００２０】
以下では、この実施例のハイドロスタティックトランスミッションシステムの具体例を説明する。
図２に示すように、ケース１１には、可変容量形ポンプ１と可変容量形モータ３とを組み込んでいる。
まず、可変容量形ポンプ１について説明する。
図２に示すように、ケース１１に形成した組付孔１２には、入力軸１３を挿入している。そして、この入力軸１３を、ベアリング１４によって回転自在に支持している。
入力軸１３の周囲には、スプライン結合によりシリンダブロック１５を組み付けている。そして、このシリンダブロック１５に複数のシリンダ１６を形成するとともに、これらシリンダ１６内に、プランジャ１７を摺動自在に組み込んでいる。
【００２１】
また、組付孔１２には斜板１８を組み付けて、その貫通孔１９に、上記入力軸１３を貫通させている。
この斜板１８の両側、すなわち、図面に対して垂直方向には、一対のトラニオンピンを設けている。そして、これらトラニオンピンを、ケース１１側で回動自在に支持している。したがって、これらトラニオンピンを中心として、斜板１８を図２の矢印ｋ方向に傾ければ、その傾転角を変えることができる。
【００２２】
さらに、上記斜板１８に対向させて、可動スラストプレート２０を設けている。
図３に示すように、可動スラストプレート２０の対向面２０ａは、その中央ｏを中心として角度θを有する円錐状に形成されている。
さらに、この対向面２０ａには、ボール孔２１を形成している。また、斜板１８の対向面側にも、図示しないが、ボール孔２１に対応させてボール孔を形成している。そして、これらボール孔２１には、回転規制機構としてボールをはめ込んでいる。したがって、可動スラストプレート２０は、斜板１８に対して、その回転が規制されることになる。
そして、図２に示すように、上記シリンダブロック１５に組み込んだプランジャ１７の先端を、ボール２２を介してシュー２３に連係させるとともに、このシュー２３の端面を、可動スラストプレート２０に当接させている。
【００２３】
なお、入力軸１３とシリンダブロック１５との間に形成された空間には、スプリング２４を設けている。そして、このスプリング２４の一端を、ストッパ２５を介して、シリンダブロック１５に連係させている。また、このスプリング２４の他端を、シリンダブロック１５を貫通するロッド２６及びスリーブ２７を介して、シュー２３に連係させている。したがって、このスプリング２４の弾性力によって、シリンダブロック１５を後述するカバー４８側に当接させ、かつ、シュー２３を可動スラストプレート２０に当接させた状態に保つことができる。
【００２４】
このようにした可変容量形ポンプ１では、入力軸１３が回転すると、スプライン結合を介してシリンダブロック１５も回転する。
この状態で、図示しない操作レバーを操作して、斜板１８を矢印ｋ方向に傾ければ、この斜板１８の対向面に押されて可動スラストプレート２０も傾くことになる。そして、可動スラストプレート２０が傾けば、この可動スラストプレート２０に案内されて、プランジャ１７がシリンダ１６内をストロークする。したがって、シリンダ１６からは、プランジャ１７のストロークに応じた量の作動油が吐出されることになる。
【００２５】
ただし、前述したように、斜板１８に対向する可動スラストプレート２０の対向面２０ａを角度θを有する円錐状に形成している。したがって、可動スラストプレート２０は、斜板１８に対して角度θの範囲で独立して傾けるようになっている。
ここで、一般的に、斜板ピストンポンプでは、斜板の傾転角が０度付近にあるとき、その斜板を中立位置に復帰させようとする中立復帰力が発生する。
したがって、斜板１８が角度θの設定範囲内で傾いているとしても、中立復帰力によって、可動スラストプレート２０はまっすぐな状態を維持することになる。つまり、斜板１８がぴったりと傾転角０度になくても、可動スラストプレート２０だけはシリンダブロック１５に対して平行な状態を維持して、吐出量をゼロとした状態に維持することができる。
【００２６】
次に、可変容量形モータ３について説明する。
図２に示すように、ケース１１に形成した組付孔１２には、上記可変容量形ポンプ１の入力軸１３とほぼ平行に位置させた出力軸２８を挿入している。そして、この出力軸２８を、ベアリング２９によって回転自在に支持している。
出力軸１３の周囲には、スプライン結合によりシリンダブロック３０を組み付けている。そして、このシリンダブロック３０に複数のシリンダ３１を形成するとともに、これらシリンダ３１内に、プランジャ３２を摺動自在に組み込んでいる。
【００２７】
また、組付孔１２には斜板３３を組み付けて、その貫通孔３４に、上記出力軸２８を貫通させている。
斜板３３は、図４にも示すように、ドーナツ状に成形され、シリンダブロック３０に対向する傾斜面３５を形成したものである。そして、上記シリンダブロック３０に組み込んだプランジャ３２の先端を、ボール３６を介してシュー３７に連係させるとともに、このシュー３７の端面を、上記傾斜面３５に当接させている。
【００２８】
また、斜板３３のケース１１側の隣接面には、図４に示すように、第１当接面部３８と、この第１当接面部３８とは角度を違わせた第２当接面部３９とを形成している。
これら第１当接面部３８と第２当接面部３９との連続部分には、一対のボール孔４０を形成している。また、ケース１１の内壁にも、図示しないが、これらボール孔４０に対応させてボール孔を形成している。そして、これらボール孔４０には、ボール４１をはめ込んでいる。したがって、斜板３３は、ケース１１に対して、その回転が規制されることになる。
【００２９】
一方、図２に示すように、ケース１１の内壁には、制御シリンダ孔４２を形成している。この図２では一つしか表れないが、制御シリンダ孔４２は、図面に対して垂直方向に二つ並べて形成されている。
これら制御シリンダ孔４２には、制御プランジャ４３を摺動自在に組み込んでいる。そして、これら制御プランジャ４３にパイロット圧が作用したとき、その推進力を、図４（ａ）に点線で示すように、斜板３３の第１当接面部３８の上端に作用させるようにしている。
なお、これら制御シリンダ孔４２及び制御プランジャ４３が相まって、図１に示した制御シリンダ４を構成している。
【００３０】
出力軸２８とシリンダブロック３０との間に形成された空間には、スプリング４４を設けている。そして、このスプリング４４の一端を、ストッパ４５を介して、シリンダブロック３０に連係させている。また、このスプリング４４の他端を、シリンダブロック３０を貫通するロッド４６及びスリーブ４７を介して、シュー３７に連係させている。したがって、このスプリング４４の弾性力によって、シリンダブロック３０を後述するカバー４８側に当接させ、かつ、シュー３７を斜板３３の傾斜面３５に当接させた状態に保つことができる。
【００３１】
このようにした可変容量形モータ３では、上記可変容量形ポンプ１が吐出した作動油が、シリンダブロック３０のプランジャ３１に導かれる。そして、シリンダ３１内のプランジャ３２がストロークするときに、斜板３３の傾斜面３５に案内されてシリンダブロック３０が回転する。したがって、スプライン結合を介して出力軸２８も回転して、その回転力を外部に伝えることになる。
【００３２】
ここで、制御シリンダ孔４２がタンクに連通して、制御プランジャ４３に推進力が発生していないとき、斜板３３は、図２に示すように、上記スプリング４４によって第１当接面部３８をケース１１の内壁に当接させた状態にある。
それに対して、いずれかの制御シリンダ孔４２にパイロット圧が導かれ、制御プランジャ４３に推進力が発生すると、その推進力は、斜板３３の第１当接面部３８の上端に作用する。したがって、斜板３３は、上記ボール４１を中心として傾き、第１当接面部３８がケース１１の内壁から離れるとともに、第２当接面部３９がケース１１の内壁に当接する。
【００３３】
以上述べたように、第１、２当接面部３８、３９を利用して斜板３３を傾けることができれば、シリンダブロック３０に対する傾斜面３５の角度を変化させられる。したがって、プランジャ３２のストロークに差を持たせることができ、出力軸２０の回転速度を高低二速に変化させて、その回転力を外部に伝えることができる。
また、斜板３３をケース１１とは別部材とし、その第１、２当接面部３８、３９をケース１１の内壁に押し付ける構成としたので、図７に示す従来例のように、ケース１０８内に斜板壁１１４を形成しなくてもよい。したがって、可変容量形モータ３を組み付けるときに、ベアリング２９等のすべての部品を図２のカバー４８側から組み付けらることができ、その組み付け性を向上させられる。
【００３４】
一方、図５に示すように、ケース１１に取り付けたプレート状のカバー４８には、上記可変容量形ポンプ２と可変容量形モータ３とを連通する一対の通路２ａ、２ｂを形成している。
また、カバー４８のうち可変容量形ポンプ１側の端部には、通路２ａ、２ｂに挟まれた位置に、図示しないチャージポンプ７に接続するチャージ通路４９を形成している。
【００３５】
カバー４８のうち可変容量形ポンプ１側の端部には、可変容量形ポンプ１の入力軸１３よりも上方に、リリーフバルブ９ａ、９ｂ及びチェックバルブ１０ａ、１０ｂを組み込んでいる。以下では、その具体的な構造について説明するが、簡単のため、通路２ａ側のリリーフバルブ９ａ及びチェックバルブ１０ａのみに符号を付して説明することにする。
【００３６】
カバー４８には、その側面から組付け孔５０を形成し、この組付け孔５０を通路２ａ及びチャージ通路４９に連通させている。そして、この組付け孔５０のチャージ通路４９側には、シート部５１を形成している。
この組付け孔５０には、半円筒状のチェック部材５２を摺動自在に組み付けている。そして、チェック部材５２がシート部５１にそれぞれ着座した状態では、このチェック部材５２の先端が、通路２ｂ側のチェック部材の先端とちょうど当接するようにしている。
【００３７】
チェック部材５２の内周面には、軸方向に通路５３を形成した支持部材５４を組み込み、この支持部材５４の外周面基端を、チェック部材５２の内周面に固定している。このとき、チェック部材５２内に、スプリング５５とともにポペット部材５６を組み込んでいる。そして、スプリング５５によって、ポペット部材５６を支持部材５４側に押し付けて、通路５３を閉塞するようにしている。
【００３８】
さらに、支持部材５４の内周面には、スプリング５７の弾性力を作用させたスプリング受け部材５８を組み込み、このスプリング受け部材５８の先端と支持部材５４の内周面との間にフィルター５９を挟み込んでいる。このスプリング５７の弾性力は、スプリング受け部材５８から支持部材５４を介してチェック部材５２に作用するので、チェック部材５２がシート部５１に押し付けられることになる。
【００３９】
なお、チェック部材５２の側面には、通路２ａをチェック部材５２の内周面側に連通する連通孔６０を形成している。そして、この連通孔６０から導かれた通路２ａの作動油は、チェック部材５２の内周面と支持部材５４との間の隙間→支持部材の側面に形成した小孔６１→スプリング受け部材５８に形成した通路→フィルター５９→支持部材５４に形成した通路５３を介して、ポペット部材５６に作用する。同時に、通路２ａの作動油は、スプリング受け部材５８に形成した通路を介して、スプリング５７が収容されたスプリング室にも導かれ、背圧としてチェック部材５２に作用する。
【００４０】
いま、可変容量形ポンプ１を駆動させて、通路２ａが高圧となり、通路２ｂが低圧となったとする。
このとき、チャージ通路４９に導かれたチャージポンプ７の作動油が、チェック部材５２に作用する。そして、通路２ａ側のチェック部材５２は、スプリング５７の弾性力及びスプリング室に導かれた通路２ａの圧力によって動かないが、通路２ｂ側のチェック部材は、スプリングに抗して移動して、シート部から離れる。通路２ｂ側のチェック部材がシート部から離れれば、チャージ通路４９の作動油は、低圧となっている通路２ｂに補給されることになる。
つまり、これらチェック部材５２、スプリング５７等が相まって、チェックバルブ１０ａを構成している。
【００４１】
また、通路２ａの圧力が異常に高くなったとき、通路２ａの圧力がポペット部材５６に作用していることから、ポペット部材５６がスプリング５５に抗して移動して、支持部材５４に形成した通路５３を開放する。そして、通路５３が開放されれば、通路２ａの作動油の一部は、チェック部材５２の先端に形成した通路６２を介して、通路２ｂ側に逃される。
つまり、これらポペット部材５６、スプリング５５等が相まって、リリーフバルブ９ａを構成している。
【００４２】
カバー４８のうち可変容量形モータ３側の端部には、可変容量形モータ３の出力軸２０よりも下方に、切換バルブ５を組み込んでいる。以下では、その具体的な構造について説明する。
カバー４８には、その側面から組付け孔６３を形成し、スプール６４を摺動自在に組み込んでいる。そして、この組付け孔６３には、図面左側から、パイロット室５ａを形成したプラグ６６を挿入している。また、図面右側から、スプリング６７とともにプラグ６８を挿入し、このスプリング６７が収容されるスプリング室６９をタンクに連通している。
【００４３】
さらに、カバー４８には、通路２ａ、２ｂに連通するポート７０ａ、７０ｂを形成するとともに、各ポート７０ａ、７０ｂからずらした位置に、パイロットポート７２ａ、７２ｂを形成している。
パイロットポート７２ａ、７２ｂは、ケース１１に形成したパイロット通路７１ａ、７１ｂに連通している。これらパイロット通路７１ａ、７１ｂは、図２に示すように、制御シリンダ孔４３にそれぞれパイロット圧を導くためのものである。そして、各パイロット通路７１ａ、７１ｂの途中には、ショック軽減のためのオリフィス６を設けている。
【００４４】
いま、パイロットバルブ８（図１参照）によってパイロット室５ａをタンクに連通すれば、スプール６４は、図５に示すように、スプリング６７の弾性力によってプラグ６６側に当接した状態にある。したがって、ポート７０ａ、７０ｂは、それぞれパイロットポート７２ａ、７２ｂから遮断されるとともに、これらパイロットポート７２ａ、７２ｂが、それぞれスプリング室６９を介してタンクに連通する。
この状態では、パイロット通路７１ａ、７１ｂがタンクに連通するので、制御シリンダ孔４２はいずれもタンク圧となっている。したがって、制御プランジャ４３には推進力が発生せず、前述したように、可変容量形モータ３の斜板３３の第１当接面部３８が、ケース１１の内壁に当接している。
【００４５】
それに対して、パイロットバルブ８（図１参照）を切換えて、パイロット室５ａにチャージポンプ７の吐出圧を導くと、その圧力作用によって、スプール６４がスプリング６７に抗して切換わる。したがって、スプール６４に形成した環状溝を介して、ポート７０ａ、７０ｂがそれぞれパイロットポート７２ａ、７２ｂに連通する。同時に、これらパイロットポート７２ａ、７２ｂは、スプリング室６９、すなわち、タンクから遮断される。
この状態では、高圧となっている通路２ａあるいは２ｂの圧力が、パイロットポート７２ａあるいは７２ｂから、いずれかの制御シリンダ孔４２に導かれる。したがって、いずれかの制御プランジャ４３に推進力が発生して、前述したように、可変容量形モータ３の斜板３３の第２当接面部３９を、ケース１１の内壁に当接させることになる。
【００４６】
なお、スプール６４には、その外周面をスプリング室６９に連通する絞り孔７３ａ、７３ｂを形成している。そして、図５では表れないが、組付け孔６３とスプール６４の外周面との間には、ポート７０ａ、７０ｂを絞り孔７３ａ、７３ｂに連通するクリアランスを形成している。
したがって、わずかではあるが、通路２ａ、２ｂの作動油の一部は、ポート７０ａ、７０ｂ→クリアランス→絞り孔７３ａ、７３ｂ→スプリング室６９を介して、タンクに戻される。そして、前述したように、チャージポンプ７側からは新しい作動油が補給されるので、可変容量形ポンプ１と可変容量形モータ３とによって構成される閉回路の作動油を少しずつ入れ換えることができ、閉回路内の作動油の劣化を抑制することが可能となる。
【００４７】
以上述べた実施例のハイドロスタティックトランスミッションシステムによれば、可変容量形ポンプ１として、傾転角が０度付近の設定範囲にあるときに、吐出量をゼロとした状態に維持する斜板式プランジャポンプを採用したので、上記従来例のようにニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを設ける必要がない。そして、ニュートラルバルブ１０４ａ、１０４ｂを不要にした上で、カバー４８には、リリーフバルブ９ａ、９ｂ及びチェックバルブ１０ａ、１０ｂと、切換バルブ５とを組み込んでいる。
したがって、可変容量形モータ３を採用しながらも、なんら大型化することなく、ケース１１及びカバー４８に一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムを提供することができる。
【００４８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、可変容量形ポンプとして、傾転角が０度付近の設定範囲にあるときに、吐出量をゼロとした状態に維持する斜板式プランジャポンプを採用したので、ニュートラルバルブのように別にバルブ類を設けなくとも、中立幅を確保することができる。そして、ニュートラルバルブを不要にした上で、カバーには、リリーフバルブ及びチェックバルブと、切換バルブとを組み込んでいる。
したがって、可変容量形モータを採用しながらも、なんら大型化することなく、ケース及びカバーに一体化させたハイドロスタティックトランスミッションシステムを提供することができる。
【００４９】
第２の発明によれば、第１の発明において、可動スラストプレートを用いるので、ほとんど大型化することなく、斜板の傾転角を可変にし、しかも、その傾転角が０度付近の設定範囲にあるときは、吐出量をゼロとした状態に維持する構成にした可変容量形ポンプを得ることができる。
第３の発明によれば、第１、２の発明において、斜板に当接面部を形成するだけでよいので、ほとんど大型化することなく、可変容量形モータを得ることができる。
【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システムを示す回路図である。
【図２】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システムを示す断面図である。
【図３】可変容量形ポンプ１の可動スラストプレート２０を示し、（ａ）が、（ｂ）のａ−ａ線断面図、（ｂ）が、（ａ）のｂ方向から見た図である。
【図４】ポンプ３の斜板３３を示し、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】従来例のハイドロスタティックトランスミッションシステムを示す回路図である。
【図７】従来例のハイドロスタティックトランスミッションシステムを示す断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１ 可変容量形ポンプ
２ａ、２ｂ 通路
３ 可変容量形モータ
５ 切換バルブ
９ａ、９ｂ リリーフバルブ
１０ａ、１０ｂ チェックバルブ
１１ ケース
１７ プランジャ
１８ 斜板
２０ 可動スラストプレート
２０ａ 対向面
２２ ボール
３２ プランジャ
３３ 斜板
３８ 第１当接面部
３９ 第２当接面部
４８ カバー
５２ チェック部材
５６ ポペット部材
６４ スプール
Claims (3)
- ケースと、ケースに取り付けたプレート状のカバーとを備え、ケースには、斜板の傾転角を可変にし、しかも、その傾転角が０度付近の設定範囲にあるときは、吐出量をゼロとした状態に維持する構成にした斜板式プランジャポンプからなる可変容量形ポンプと、斜板の傾転角を可変にした斜板式プランジャモータからなる可変容量形モータとを並べて組み付ける一方、カバーには、上記可変容量形ポンプと可変容量形モータとを連通する一対の通路と、可変容量形ポンプ側の端部に位置させ、上記通路のそれぞれに連通させたリリーフバルブ及びチェックバルブと、可変容量形モータ側の端部に位置させ、可変容量形モータの斜板の傾転角を決める圧力を制御する構成にした切換バルブとを組み付け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システム。
- 可変容量形ポンプは、斜板に設けるとともに、プランジャに連係させた可動スラストプレートと、斜板に対する可動スラストプレートの回転を規制する回転規制機構とを備え、斜板が０度付近の設定範囲で傾いているとき、上記可動スラストプレートが、中立復帰力によって中立状態に復帰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システム。
- 可変容量形モータは、斜板のプランジャ側の面とは反対面に、互いに角度を違わせて形成した複数の当接面部を備え、これら複数の当接面部のうちいずれかの当接面部をケース側に当接させて、この斜板の傾転角を変える構成にしたことを特徴とする請求項１又は２記載のハイドロスタティックトランスミッションシステム。
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