JP3732019B2 - ハイドロスタティックトランスミッション装置 - Google Patents

Description

【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、可変吐出ポンプと、油圧モーター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吐出ポンプを回転させると、この可変吐出ポンプは、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ーを回転させて、車両を走行させるとともに、この油圧モーターから排出された作動油を可変吐出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、可変吐出ポンプも一定回転する。そして、その状態で、可変吐出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、油圧モーターの回転速度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、可変吐出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、油圧モーター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】
上記のようなハイドロスタティックトランスミッション装置では、特に変速することの多い低速走行時において、無段階変速といった特性が非常に有効なものとなる。
しかし、エンジンの駆動力を、直接的ではなく、作動油を介して間接的に油圧モーター側に伝えることから、伝達効率が悪く、燃費等の点で劣ってしまう。
そして、高速で通常走行するような時には、変速の必要性はほとんどない。そのために、高速走行時には、無段階変速といった特性よりも、伝達効率が悪くなるといった欠点が目立ち、この欠点が大きな問題となってしまう。
この発明の目的は、低速走行時には、無段階変速といった特性を維持しながらも、高速走行時には、動力源の駆動力を直接的に油圧モーター側に伝えるようにして、伝達効率が悪くなるのを避け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、一方向に回転する動力源と、この動力源に連係され、斜板の傾きに応じて吐出量および吐出方向を変える可変吐出ポンプと、この可変吐出ポンプの吐出流体で駆動されるとともに、斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量が設定される流体圧モーターと、上記可変吐出ポンプの一方のポートを上記流体圧モーターの一方のポートに接続する前進走行ラインと、上記可変吐出ポンプの他方のポートを上記流体圧モーターの他方のポートに接続する後進走行ラインと、これら前進走行ラインと後進走行ラインとを連通して流体圧モーターを迂回するバイパスラインと、このバイパスラインを連通したり遮断したりする連通バルブと、流体圧モーターを上記動力源側に連係したり、その連係を遮断したりするクラッチと、このクラッチに作用して流体圧モーターを動力源側に連係させるクラッチ切換機構と、上記流体圧モーターの容量を選択する容量選択機構と、この容量選択機構による選択に応じて流体圧モーターの斜板の傾きを切り換える容量切換機構と、上記可変吐出ポンプの斜板の傾転角を検出する傾転角検出機構とを備え、上記容量選択機構が、流体圧モーターの小容量を選択した状態で、上記傾転角検出機構が、車両の前進走行範囲内で設定角度以上の傾転角を検出したときに、上記クラッチ切換機構がクラッチを連係させるとともに、上記連通バルブがバイパスラインを連通させる構成にしたハイドロスタティックトランスミッション装置を前提とする。
【０００６】
上記の装置を前提にしつつ、第１の発明は、クラッチ切換機構が、クラッチに連係させ、流体圧で作動するクラッチ連係機構と、クラッチ制御バルブと、上記クラッチ制御バルブを切り換えたときにクラッチ連係機構へ流体を供給する制御ポンプとからなるとともに、可変吐出ポンプの傾転角を検出する電気的な傾転角センサと、この傾転角センサの検出信号と容量選択機構の選択信号に応じて、クラッチ制御バルブや連通バルブを制御するコントローラとを備え、このコントローラに、上記容量選択機構から、流体圧モーターの小容量を選択した選択信号と、上記傾転角センサから、車両の前進走行範囲内での設定角度以上の傾転角を検出した検出信号とが同時に入力されたときには、上記コントローラが、上記クラッチ制御バルブと上記連通バルブとを切り換えて、上記制御ポンプからクラッチ連係機構へ流体を供給させるとともに、上記バイパスラインを連通させる構成にした点に特徴を有する。
【０００７】
さらに、第２の発明は、クラッチ切換機構が、クラッチに連係させ、流体圧で作動するクラッチ連係機構と、クラッチ連係機構に流体を供給する制御ポンプと、上記制御ポンプと上記クラッチ連係機構とを接続する第１制御ラインと、可変吐出ポンプの斜板の傾転角が車両の前進走行範囲内で設定角度以上の傾転角となったときに連通位置に切り変わる傾転角検出バルブと、上記傾転角検出バルブと直列に設けたクラッチ制御バルブとからなるとともに、上記第１制御ラインと連通バルブのパイロットポートとを接続する第２制御ラインとを備え、容量選択機構で小容量を選択すると上記クラッチ制御バルブが連通位置に切り換わり、この状態で、上記傾転角検出バルブが連通位置に切り換わったときに、上記第１制御ラインと第２制御ラインに、制御ポンプから流体が供給され、上記クラッチが連係するとともに、バイパスラインが連通する構成にした点に特徴を有する。
【０００８】
第３の発明は、前進走行ラインと後進走行ラインとを接続する連通ラインと、この連通ライン上に制御ポンプの吐出ポートを接続した接続部と、上記連通ライン上であって上記接続部より前進走行ライン側に設け、上記接続部から上記前進走行ラインへの流通のみを許容するチェックバルブと、上記連通ライン上であって上記接続部より後進走行ライン側に設け、上記接続部から上記後進走行ラインへの流通のみを許容するチェックバルブとを備えるとともに、容量切換機構が制御ポンプから供給される流体によって作動する構成とした点に特徴を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１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。
この装置は、可変吐出ポンプ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、この可変吐出ポンプ１の一方のポート１ａを、前進走行ライン２を介して、油圧モーター３の一方のポート３ａに接続している。また、この可変吐出ポンプ１の他方のポート１ｂを、後進走行ライン４を介して、油圧モーター３の他方のポート３ｂに接続している。したがって、これら可変吐出ポンプ１と油圧モーター３とによって、閉回路を構成する。
【００１０】
上記可変吐出ポンプ１は、常に、エンジンＥの回転方向に回転している。
そして、可変吐出ポンプ１の斜板を前進走行範囲で傾ければ、この可変吐出ポンプ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、その吐出量に応じた速度で油圧モーター３が正回転して、車両を前進走行させることになる。そして、可変吐出ポンプ１の斜板の傾転角が最大のとき最大吐出量となる。
また、可変吐出ポンプ１の斜板を後進走行範囲で傾ければ、この可変吐出ポンプ１の吐出方向が逆となり、ポート１ｂから後進走行ライン４側に作動油を吐出する。したがって、その吐出量に応じた速度で油圧モーター３が逆回転して、車両を後進走行させることになる。
【００１１】
可変吐出ポンプ１の斜板には、斜板の傾きを検出する傾転角センサ５を連係している。この傾転角センサ５は、電気的なセンサで、コントローラＣに接続し、傾転角の検出信号をコントローラＣに入力する。
さらに、上記可変吐出ポンプ１には、制御ポンプ６を連設している。この制御ポンプ６は、エンジンＥの駆動力によって、可変吐出ポンプ１とともに回転し、吐出ポート６ａから油を吐出する。
このようにした制御ポンプ６の吐出ポート６ａを、リリーフバルブ７を介してタンクＴに接続している。
【００１２】
一方、上記油圧モーター３は、斜板の傾きを２段階に変化させて、その容量を大・小２種類に設定することができる２速モーターである。
そして、この第１実施例の装置では、油圧モーター３の斜板の傾きに応じて容量を切り換える容量切換機構として、シリンダ８を用いている。つまり、シリンダ８が図示の収縮状態にあるとき、油圧モーター３の傾転角を最大に保つ。また、油圧モーター３が伸長すると、そのピストンロッド８ａで斜板を押して、その傾転角を最小に保つ。
【００１３】
そして、油圧モーター３の傾転角が大きいときには、そのトルクが大きくなり、傾転角が小さいときにはトルクが小さくなる。また、可変吐出ポンプ１の吐出量を一定とすれば、油圧モーター３は、その傾転角が大きいときに低回転となり、傾転角が小さいときに高回転となる。
したがって、油圧モーター３の傾転角が大きい大容量のときには、油圧モーター３が高トルク、低回転となっていわゆる１速状態になる。反対に、その傾転角が小さい小容量のときには、油圧モーター３が低トルク、高回転となっていわゆる２速状態になる。
ただし、このハイドロスタティックトランスミッション装置では、油圧モーター３の回転速度が、可変吐出ポンプ１の吐出量に依存しているので、その吐出量によっては、高トルク、高回転も可能であり、低トルク、低回転も可能である。したがって、この実施例の場合には、１速あるいは２速での速度制御の幅が大きくなるという特徴を有する。
【００１４】
上記のように油圧モーター３の傾転角を制御するシリンダ８は、油圧室８ｂとロッド側室８ｃを設けるとともに、このロッド側室８ｃにスプリング８ｄを設けている。
したがって、油圧室８ｂに油圧が作用していないときには、シリンダ８はそのスプリング８ｄの作用で図示の収縮状態を保つ。言い換えれば、油圧室８ｂに油圧が作用していないときには、油圧モーター３が前記１速の状態に設定される。また、上記油圧室８ｂに油圧が作用すると、シリンダ８はスプリング８ｄに抗して伸長し、油圧モーター３の傾転角を小さくして、油圧モーター３を前記２速の状態に設定する。
【００１５】
上記のようにした油圧シリンダ８の油圧室８ｂには、この発明の容量選択機構である選択バルブ９を接続している。この選択バルブ９は、レバー１０によって、そのバルブ位置を手動で切り換えるようにしたものである。
選択バルブ９が、図１のノーマル位置にあるとき、上記シリンダ８の油圧室８ｂは、タンクＴに連通し、シリンダ８を収縮状態に保つ。このとき、油圧モーター３は、１速に設定される。
一方、選択バルブ９を、図示の状態から他方の位置である図面下側位置に切り換えると、上記制御ポンプ６の吐出ポート６ａと上記シリンダ８の油圧室８ｂとが連通し、油圧室８ｂに油圧が作用する。このように油圧室８ｂに油圧が作用すれば、シリンダ８は伸長して、そのピストンロッド８ａが油圧モーター３の斜板を押し、その傾転角を小さくする。したがって、油圧モーター３は、２速に設定される。
上記のことからも明らかなように、選択バルブ９の切り換え位置によって、油圧モーター３が、１速あるいは２速に設定される。
なお、上記選択バルブ９には、上記コントローラＣを接続し、選択バルブ９の切り換え位置をコントローラＣに入力している。そして、コントローラＣは、選択バルブ９の切り換え位置に応じて、油圧モーター３が１速に設定されているのか、２速に設定されているのかを判断する。
【００１６】
さらに、この第１実施例では、従来のハイドロスタティックトランスミッション装置とは異なり、上記油圧モーター３を、軸１１を介して可変吐出ポンプ１側に連係させている。
ただし、この軸１１の途中には、クラッチ１２を設けている。クラッチ１２は、具体的に図示しないが摩擦クラッチ方式を採用し、通常は、油圧モーター３を可変吐出ポンプ１側から遮断する遮断状態にある。そして、このクラッチ１２が連係状態に切り換わると、油圧モーター３を可変吐出ポンプ１側に連係させて、エンジンＥの駆動力を、軸１１を介して油圧モーター３側に直接伝わるようにしている。
【００１７】
このようにしたクラッチ１２は、油圧で作動するクラッチ連係機構１３によって作動するようにしている。
このクラッチ連係機構１３には、クラッチ制御バルブ１４を接続している。このクラッチ制御バルブ１４は、通常、スプリング１４ａの作用で図示のノーマル位置を保つ。このノーマル位置では、ポート１４ｂを介して、クラッチ連係機構１３をタンクＴに連係し、それを操作力解除状態に保つ。クラッチ連係機構１３が操作力解除状態にあれば、クラッチ１２は遮断される。
また、このクラッチ制御バルブ１４のソレノイド１４ｃを励磁すると、クラッチ制御バルブ１４は、スプリング１４ａに抗して、図面右側の切り換え位置に切り換わる。この切り換え位置においては、ポート１４ｂと１４ｄとが連通するので、上記制御ポンプ６からの圧油がクラッチ連係機構１３に導かれる。クラッチ連係機構１３に圧油が導入されると、それが作動力となってクラッチ１２を連係させる。
【００１８】
なお、上記ソレノイド１４ｃは、上記コントローラＣに接続されているので、クラッチ制御バルブ１４をノーマル位置に保ったり、あるいは切り換え位置に保ったりするのは、このコントローラＣで制御されることになる。
また、この第１実施例においては、上記クラッチ連係機構１３と、上記クラッチ制御バルブ１４と、上記制御ポンプ６とで、この発明のクラッチ切換機構を構成している。
そして、上記コントローラＣは、次の条件が整ったときに、ソレノイド１４ｃを励磁して、クラッチ１２を連係する。すなわち、上記選択バルブ９を２速位置に切り換え、かつ、可変吐出ポンプ１が前進走行範囲で設定角度以上に傾けられたときに、上記ソレノイド１４ｃを励磁する。言い換えれば、可変吐出ポンプ１の吐出量が最大量付近になって、車両が高速で前進走行するときに、上記ソレノイド１４ｃを励磁して、油圧モーター３をエンジンＥによって直接駆動するようにしている。
【００１９】
また、両走行ライン２、４の間には、油圧モーター３を迂回するバイパスライン１５を設け、このバイパスライン１５に、連通バルブ１６を設けている。
この連通バルブ１６は、スプリング１６ａの作用でノーマル位置である閉位置を保ち、ソレノイド１６ｂを励磁することによって開位置に切り換わるようにしている。
上記ソレノイド１６ｂは、上記コントローラＣの出力信号で制御される。すなわち、コントローラＣは、選択バルブ９から２速を選択した信号が入力されるとともに、傾転角センサ５が前進走行範囲で、設定角度以上の傾転角を検出したときに、上記ソレノイド１６ｂを励磁する。つまり、先に説明したクラッチ制御バルブ１４が切り換わるのと同じ条件で、バイパスライン１５が連通する。
【００２０】
さらに、両走行ライン２、４との間には、連通ライン１７を設けている。この連通ライン１７には、接続部１８を介して、制御ポンプ６の吐出ポート６ａとリリーフバルブ７とを接続している。
上記連通ライン１７上であって、接続部１８より前進走行ライン２側には、チェックバルブ１９を設けている。このチェックバルブ１９は、接続部１８から前進走行ライン２への流通のみを許容する。
一方、連通ライン１７上であって、接続部１８より後進走行ライン４側にも、チェックバルブ２０を設けている。このチェックバルブ２０は、接続部１８から後進走行ライン４側への流通のみを許容する。
このような連通ライン１７を設けたので、可変吐出ポンプ１→前進走行ライン２→油圧モーター３→後進走行ライン４からなる閉回路から、外部に油が漏れて油量が減ってしまった場合に、制御ポンプ６から油を補充できる。
【００２１】
次に、この第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、図示しない操作レバーを動かして、可変吐出ポンプ１の斜板を操作する。
そして、最初に、可変吐出ポンプ１の斜板を車両の前進走行範囲で傾ける場合について説明する。この車両の前進走行範囲では、前述したように、可変吐出ポンプ１が前進走行ライン２側に作動油を吐出して、油圧モーター３を正回転させる。
【００２２】
このとき、選択バルブ９を図示のノーマル位置に保持していれば、シリンダ８の油圧室８ｂがタンクＴに連通する。したがって、シリンダ８はスプリング８ｄの作用で収縮状態を保ち、油圧モーター３を１速の状態に保つ。
選択バルブ９がノーマル状態にあれば、油圧モーター３が１速の状態にあることをコントローラＣが認識するので、このときにはクラッチ制御バルブ１４も図示のノーマル位置を保持する。したがって、クラッチ連係機構１３が操作力解除状態を維持し、クラッチ１２を遮断したままにする。また、このときには、連通バルブ１６も閉位置を保つ。
このように連通バルブ１６が閉位置を保つので、可変吐出ポンプ１の吐出油が油圧モーター３に供給され、油圧モーター３は上記のように高トルクで作動し、当該車両を１速で走行させる。そして、このときの車両の走行速度は、可変吐出ポンプ１の傾転角で制御される。
【００２３】
次に、レバー１０を操作して選択バルブ９を図面下側位置に切り換えると、シリンダ８の油圧室８ｂが、選択バルブ９を介して制御ポンプ６に連通する。したがって、この油圧室８ｂに油圧が導かれるとともに、その圧力作用でシリンダ８が伸長する。シリンダ８が伸長すれば、油圧モーター３の傾転角が小さくなり、２速の状態になる。この２速の状態になっていることは、選択バルブ９を介してコントローラＣに入力される。
【００２４】
このとき、傾転角センサ５で検出した可変吐出ポンプ１の傾転角が設定角度未満であれば、コントローラＣがそれを判断して、クラッチ制御バルブ１４を図示のノーマル位置に保ち、クラッチ１２を遮断したままにする。それとともに、連通バルブ１６も閉位置を保つ。
したがって、可変吐出ポンプ１の吐出油で、油圧モーター３が回転し、当該車両が２速で走行する。そして、このときの車両の走行速度は、可変吐出ポンプ１の傾転角で制御されること、１速の場合と同様である。
【００２５】
上記のように２速走行時に、可変吐出ポンプ１の傾転角を大きくしながら増速していくと、その過程で、傾転角が設定角度以上になる。傾転角が設定角度以上になると、傾転角センサ５がそれを検知して、コントローラＣに信号を出力する。このときコントローラＣには、選択バルブ９からの２速信号も入力している。このように２速走行時に、可変吐出ポンプ１の傾転角が設定角度以上になったとき、言い換えると、車両の走行速度が設定速度以上になったとき、コントローラＣは、クラッチ制御バルブ１４を図面右側位置に切り換える。
【００２６】
クラッチ制御バルブ１４が上記右側位置に切り換われば、クラッチ連係機構１３が作動してクラッチ１２を連係する。
また、これと同時に、コントローラＣは、連通バルブ１６を開位置に切り換える。
したがって、油圧モーター３がクラッチ１２を介してエンジンＥに直結することになる。また、このときには可変吐出ポンプ１の吐出油が、油圧モーター３に供給されずに、バイパスライン１５を通って可変吐出ポンプ１に戻される。
【００２７】
なお、上記のような閉回路から油漏れが発生した場合には、上記制御ポンプ６から、連通ライン１７を介して前進走行ライン２または後進走行ライン４に油を補充することができる。
また、この閉回路からの油漏れがなければ、制御ポンプ６の吐出油は、連通ライン１７との接続部１８からリリーフバルブ７を介してタンクＴへ戻される。そのため、上記接続部１８には、リリーフバルブ７の設定圧が作用している。このようにして、接続部１８の圧力を保っているので、前進走行ライン２や後進走行ライン４の圧力が接続部１８の圧力より下がったときには、連通ライン１７から油を補給することができる。
【００２８】
例えば、走行中、油漏れによって、後進走行ライン４の圧力が連通ライン１７の接続部１８の圧力より低くなった場合には、チェックバルブ２０を介して、制御ポンプ６から後進走行ライン４へ油を補給する。反対に、前進走行ライン２の圧力が低くなった場合にも、同様に、チェックバルブ１９を介して油を補給する。
もしも、上記閉回路中の油が漏れて、圧力が下がったままにしておくと、可変吐出ポンプ１から油圧モーター３への動力の伝達がうまくできなくなってしまうことがあるが、上記のように制御ポンプ６から補給すれば、閉回路中には、常に必要量の油が流れ、安定した運転ができる。
【００２９】
なお、車両が後進走行するとき、高速となることは考えにくいので、エンジンＥの駆動力で油圧モーター３を直接的に回転させる必要性はほとんどない。そこで、可変吐出ポンプ１の斜板を車両の後進走行範囲で傾ける場合は、常にクラッチ１２を遮断させたままにする。
【００３０】
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２実施例を示す。
この装置は、クラッチ切換機構を制御したり、バイパスライン１５を連通させるための制御を、全て油圧によって行うようにした点が第１実施例と異なる。
ただし、低速走行時には、エンジンＥによって駆動される可変吐出ポンプ１と前進走行ライン２と、油圧モーター３と、後進走行ライン４とで、閉回路を形成し、通常のハイドロスタティックトランスミッション装置として機能する点は、第１実施例と同じである。
そして、第１実施例と同じ構成要素には、同じ符号を付けるとともに、詳細な説明は省略する。
【００３１】
以下に、この装置の構成のうち、油圧によって制御される部分について、詳細に説明する。
可変吐出ポンプ１には、上記可変吐出ポンプ１とともに回転する制御ポンプ６を連設している。この第２実施例では、制御ポンプ６の吐出油によって、クラッチ連係機構１３を作動させたり、バイパスライン１５を連通させたりする。
上記制御ポンプ６の吐出ポート６ａには、分岐点２９からクラッチ連係機構１３を接続する第１制御ライン２５を接続している。この第１制御ライン２５には、傾転角検出バルブ２１と、第１制御バルブ２２を設けている。
【００３２】
上記傾転角検出バルブ２１は、可変吐出ポンプ１の斜板の傾きを検出するために、第１実施例の傾転角センサ５の代わりに設けたものである。そして、この傾転角検出バルブ２１は、可変吐出ポンプ１の斜板の傾転角が設定角度未満の場合には、スプリング２１ａによる図示の遮断位置を保っているが、上記傾転角が設定角度以上になった時に、連通位置に切り換わるようにしている。
また、上記第１制御バルブ２２は、スプリング２２ｂによって図示の遮断位置を維持し、パイロットポート２２ａに圧力を作用すると連通位置に切り換わる。
【００３３】
そして、この第１制御バルブ２２と、上記傾転角検出バルブ２１の両方が連通位置に切り換わって、初めて、第１制御ライン２５が連通する。第１制御ライン２５が連通すると、クラッチ連係機構１３に制御ポンプ６の圧油が供給され、クラッチ１２を連係する。
なお、この第２実施例では、第１制御バルブ２２がこの発明のクラッチ制御バルブであり、上記クラッチ連係機構１３、傾転角検出バルブ２１、第１制御バルブ２２、制御ポンプ６とで、クラッチ切換機構を構成している。
【００３４】
また、第１制御ライン２５の分岐点３０から、連通バルブ２４のパイロットポート２４ａに接続する第２制御ライン２６を設けている。上記連通バルブ２４は、バイパスライン１５を連通させたり、遮断したりするバルブで、スプリング２４ｂによって遮断位置を維持している。ただし、パイロットポート２４ａに油圧を作用させると、連通位置に切り換わる。
そして、第１制御バルブ２２と傾転角検出バルブ２１の両方が同時に連通位置にあるときに、上記第２制御ライン２６に制御ポンプ６からの圧油が供給され、連通バルブ２４は連通位置に切り換わる。
【００３５】
一方、油圧モーター３は、第１実施例のモーターと同じで、１速、２速を設定することによって、高トルク、低トルクを設定することができる。
上記斜板の傾きを切り換える容量切換機構としては、第１実施例と同様のシリンダ８を設けている。ただし、この第２実施例では、シリンダ８の油圧室８ｂは、第２制御バルブ２３を介して制御ポンプ６に接続している。図示の状態では、油圧室８ｂがタンクＴに接続していて、シリンダ８が収縮しているので、油圧モーター３は、１速に設定されている。
この第２制御バルブ２３が他方のバルブ位置に切り換わると、制御ポンプ６から油圧室８ｂに圧油が供給され、シリンダ８が伸長する。そして、油圧モーター３は２速側に設定される。
なお、第２制御バルブ２３のパイロットポート２３ａは、第３制御ライン２７と、選択バルブ９を介して、制御ポンプ６に接続している。そのため、選択バルブ９を連通位置に切り換えると、制御ポンプ６からの圧油によって、第２制御バルブ２３が切り換わる。
【００３６】
上記選択バルブ９は、第１実施例と同様に、レバー１０によって、１速か、２速かを選択するバルブである。図示の遮断位置が１速を選択するバルブ位置で、連通位置が２速を選択するバルブ位置である。
さらに、上記選択バルブ９には、上記第３制御ライン２７の分岐点３１から分岐した第４制御ライン２８を介して第１制御バルブ２２のパイロットポート２２ａを接続している。したがって、油圧モーター３の２速を選択するために、選択バルブ９を連通位置に切り換えると、第１制御バルブ２２が切り換わる。
【００３７】
以下に第２実施例の装置の作用を説明する。ただし、前進走行時についてのみ説明し、後進走行時の説明は省略する。
まず、油圧モーター３が高トルクを出力する１速を選択した図２の状態を考える。
この状態では、選択バルブ９が遮断位置になっているので、第１制御バルブ２２も遮断状態である。したがって、可変吐出ポンプ１の斜板を最小角度から最大角度まで変化させても、第１制御ライン２５が連通してクラッチ連係機構１３が作動することはない。すなわち、可変吐出ポンプ１の吐出量に対応して、油圧モーター３が回転する。このときには油圧モーター３が高トルク作動すること、第１実施例と同様である。
【００３８】
次に、選択バルブ９を切り換えると、第３、第４制御ライン２７、２８が制御ポンプ６と連通し、第１制御バルブ２２と第２制御バルブ２３が切り換わる。第２制御バルブ２３が切り換わると、シリンダ８が伸びて、油圧モーター３を２速に設定する。
このとき、第１制御バルブ２２は、連通状態になるが、傾転角検出バルブ２１が連通状態になるまでは、第１、第２制御ライン２５、２６と制御ポンプ６間は、遮断されたままである。
この状態で、可変吐出ポンプ１の斜板の傾きを設定角度より小さな範囲で変化させた場合には、傾転角検出バルブ２１は切り換わらない。つまり、油圧モーター３が低トルクで作動すること、第１実施例と同様である。
【００３９】
一方、可変吐出ポンプ１の斜板を、最大傾転角まで傾けると、傾転角検出バルブ２１が連通位置に切り換わり、制御ポンプ６と第１、第２制御ライン２５、２６間が同時に連通する。
第１制御ライン２５が連通すると、クラッチ連係機構１３によって、クラッチ１２が連係する。したがって、油圧モーター３は、クラッチ１２を介して、エンジンＥと連係し、このエンジンＥによって、直接駆動される。
このように、油圧モーター３を２速に設定した状態で、可変吐出ポンプ１の斜板を設定角度以上に傾けたとき、つまり、高速走行時には、クラッチ１２を連係状態に切り換えることができる。したがって、エンジンＥの駆動力は、軸１１を介して油圧モーター３側に直接的に伝えられることになり、最も効率よくエンジンＥの駆動力を出力側に伝達することが可能となる。
また、第２制御ライン２６と制御ポンプ６間が連通すると、連通バルブ２４が切り換わり、バイパスライン１５が連通する。したがって、両走行ライン２、４が同圧となり、可変吐出ポンプ１の吐出油によって油圧モーター３を回転させることがなく、そこで伝達効率が損なわれるおそれがない。
【００４０】
なお、上記第１、第２実施例では、１速、２速を選択する選択バルブ９をレバー１０によって、切り換えているが、この選択バルブを電磁バルブとして、ソレノイドを励磁することで切り換えるようにすることもできる。この場合は、手動スイッチのオン・オフによって、バルブを切り換える。
また、上記第１、第２実施例では、制御ポンプ６を可変吐出ポンプ１に連設させているが、必ずしも連設させなくても良い。ただし、可変吐出ポンプ１に連設すれば、エンジンＥを両ポンプの共通の動力源とすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
第１、２の発明によれば、流体圧モーターを大容量に設定したとき、あるいは、小容量でも、可変吐出ポンプの斜板を設定角度に達しない範囲で傾けたときには、つまり、低速走行時には、クラッチが遮断状態にある。したがって、低速走行時には、通常のハイドロスタティックトランスミッション装置として機能し、油圧モーターの回転速度を連続的にコントロールでき、無段階変速が可能である。
これに対し、流体圧モーターを小容量に設定して、可変吐出ポンプの斜板を車両の前進走行範囲で設定角度以上に傾けたとき、つまり、高速走行時には、クラッチを連係状態に切り換えるので、動力源の駆動力を、流体圧モーター側に直接的に伝えることができる。
また、高速走行時には、連通バルブが連通位置に切換わり、バイパスラインが連通するので、両走行ラインが同圧となり、可変吐出ポンプの吐出流体によって流体圧モーターを回転させることがなく、そこで伝達効率が損なわれるおそれがない。
さらに、流体圧モーターとして、その容量を２段階に設定できる２速モーターを用いることで、高トルクと低トルクを選択し、それぞれのトルク範囲での速度制御ができる。
【００４２】
特に、第２の発明によれば、クラッチ切換機構として、流体圧を利用するので、誤作動がほとんどなく、確実にクラッチを切り換えることができる。
また、第３の発明によれば、両走行ラインからの流体漏れが発生したときに、制御ポンプによって、流体を補充することができる。しかも、ひとつの制御ポンプを共用して、クラッチ連係機構や容量切換機構の作動と、上記両走行ラインへの流体供給とができるので、経済的である。
【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。
【符号の説明】
Ｅ エンジン
１ 可変吐出ポンプ
２ 前進走行ライン
３ 油圧モーター
４ 後進走行ライン
５ 傾転角センサ
６ 制御ポンプ
６ａ 吐出ポート
８ シリンダ
９ 選択バルブ
１０ レバー
１１ 軸
１２ クラッチ
１３ クラッチ連係機構
１４ クラッチ制御バルブ
１５ バイパスライン
１６、２４ 連通バルブ
１７ 連通ライン
１８ 接続部
１９、２０ チェックバルブ
２１ 傾転角検出バルブ
２２ 第１制御バルブ
２３ 第２制御バルブ
２５ 第１制御ライン
２６ 第２制御ライン
Ｃ コントローラ

Claims (3)

1. 一方向に回転する動力源と、この動力源に連係され、斜板の傾きに応じて吐出量および吐出方向を変える可変吐出ポンプと、この可変吐出ポンプの吐出流体で駆動されるとともに、斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量が設定される流体圧モーターと、上記可変吐出ポンプの一方のポートを上記流体圧モーターの一方のポートに接続する前進走行ラインと、上記可変吐出ポンプの他方のポートを上記流体圧モーターの他方のポートに接続する後進走行ラインと、これら前進走行ラインと後進走行ラインとを連通して流体圧モーターを迂回するバイパスラインと、このバイパスラインを連通したり遮断したりする連通バルブと、流体圧モーターを上記動力源側に連係したり、その連係を遮断したりするクラッチと、このクラッチに作用して流体圧モーターを動力源側に連係させるクラッチ切換機構と、上記流体圧モーターの容量を選択する容量選択機構と、この容量選択機構による選択に応じて流体圧モーターの斜板の傾きを切り換える容量切換機構と、上記可変吐出ポンプの斜板の傾転角を検出する傾転角検出機構とを備え、上記容量選択機構が、流体圧モーターの小容量を選択した状態で、上記傾転角検出機構が、車両の前進走行範囲内で設定角度以上の傾転角を検出したときに、上記クラッチ切換機構がクラッチを連係させるとともに、上記連通バルブがバイパスラインを連通させる構成にしたハイドロスタティックトランスミッション装置において、クラッチ切換機構が、クラッチに連係させ、流体圧で作動するクラッチ連係機構と、クラッチ制御バルブと、上記クラッチ制御バルブを切り換えたときにクラッチ連係機構へ流体を供給する制御ポンプとからなるとともに、可変吐出ポンプの傾転角を検出する電気的な傾転角センサと、この傾転角センサの検出信号と容量選択機構の選択信号に応じて、クラッチ制御バルブや連通バルブを制御するコントローラとを備え、このコントローラに、上記容量選択機構から、流体圧モーターの小容量を選択した選択信号と、上記傾転角センサから、車両の前進走行範囲内で設定角度以上の傾転角を検出した検出信号とが同時に入力されたときには、上記コントローラが、上記クラッチ制御バルブと上記連通バルブとを切り換えて、上記制御ポンプからクラッチ連係機構へ流体を供給させるとともに、上記バイパスラインを連通させる構成にし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. 一方向に回転する動力源と、この動力源に連係され、斜板の傾きに応じて吐出量および吐出方向を変える可変吐出ポンプと、この可変吐出ポンプの吐出流体で駆動されるとともに、斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量が設定される流体圧モーターと、上記可変吐出ポンプの一方のポートを上記流体圧モーターの一方のポートに接続する前進走行ラインと、上記可変吐出ポンプの他方のポートを上記流体圧モーターの他方のポートに接続する後進走行ラインと、これら前進走行ラインと後進走行ラインとを連通して流体圧モーターを迂回するバイパスラインと、このバイパスラインを連通したり遮断したりする連通バルブと、流体圧モーターを上記動力源側に連係したり、その連係を遮断したりするクラッチと、このクラッチに作用して流体圧モーターを動力源側に連係させるクラッチ切換機構と、上記流体圧モーターの容量を選択する容量選択機構と、この容量選択機構による選択に応じて流体圧モーターの斜板の傾きを切り換える容量切換機構と、上記可変吐出ポンプの斜板の傾転角を検出する傾転角検出機構とを備え、上記容量選択機構が、流体圧モーターの小容量を選択した状態で、上記傾転角検出機構が、車両の前進走行範囲内で設定角度以上の傾転角を検出したときに、上記クラッチ切換機構がクラッチを連係させるとともに、上記連通バルブがバイパスラインを連通させる構成にしたハイドロスタティックトランスミッション装置において、クラッチ切換機構が、クラッチに連係させ、流体圧で作動するクラッチ連係機構と、クラッチ連係機構に流体を供給する制御ポンプと、上記制御ポンプと上記クラッチ連係機構とを接続する第１制御ラインと、可変吐出ポンプの斜板の傾転角が車両の前進走行範囲内で設定角度以上の傾転角となったときに連通位置に切り変わる傾転角検出バルブと、上記傾転角検出バルブと直列に設けたクラッチ制御バルブとからなるとともに、上記第１制御ラインと連通バルブのパイロットポートとを接続する第２制御ラインとを備え、容量選択機構で小容量を選択すると上記クラッチ制御バルブが連通位置に切り換わり、この状態で、上記傾転角検出バルブが連通位置に切り換わ ったときに、上記第１制御ラインと第２制御ラインに、制御ポンプから流体が供給され、上記クラッチが連係するとともに、バイパスラインが連通する構成にし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。
3. 前進走行ラインと後進走行ラインとを接続する連通ラインと、この連通ライン上に制御ポンプの吐出ポートを接続した接続部と、上記連通ライン上であって上記接続部より前進走行ライン側に設け、上記接続部から上記前進走行ラインへの流通のみを許容するチェックバルブと、上記連通ライン上であって上記接続部より後進走行ライン側に設け、上記接続部から上記後進走行ラインへの流通のみを許容するチェックバルブとを備えるとともに、容量切換機構が制御ポンプから供給される流体によって作動する構成としたことを特徴とする請求項１または２に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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