JP4009377B2

JP4009377B2 - Hydrostatic transmission device

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Publication number: JP4009377B2
Application number: JP32756198A
Authority: JP
Inventors: 正三田村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: JP2000110938A

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、可変容量形ポンプと、油圧モータ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容量形ポンプを回転させると、この可変容量形ポンプは、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、この油圧モータから排出される作動油を可変容量形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、可変容量形ポンプも一定回転する。そして、その状態で、可変容量形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、油圧モータの回転速度、すなわち、車速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、可変容量形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】
上記ハイドロスタティックトランスミッション装置では、可変容量形ポンプ側を操作することでのみ、具体的には、可変容量形ポンプの斜板を動かすことでのみ、油圧モータの出力を制御するようになっている。
この発明の目的は、油圧モータ側を自動制御して、高トルクあるいは低トルク範囲において、油圧モータの出力を制御す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、ハイドロスタティックトランスミッション装置に係り、一方向に回転する動力源に連係するとともに、斜板の傾きに応じて吐出量及び吐出方向を変える可変容量形ポンプと、両方向の流れを許容するとともに、斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量を設定できる第１流体圧モータと、両方向の流れを許容するとともに、上記第１流体圧モータと同じ斜板に連係し、その斜板の傾きに応じて大・小２種類の容量を設定できる第２流体圧モータと、可変容量形ポンプ一方のポートを、第１、第２流体圧モータの一方のポートに並列接続する前進走行ラインと、可変容量形ポンプ他方のポートを、第１、第２流体圧モータの他方のポートに並列接続する後進走行ラインと、上記前進走行ラインの圧力を一方のパイロット室に導くとともに、上記後進走行ラインの圧力を他方のパイロット室に導き、しかも上記パイロット室のいずれかに導かれるパイロット圧であって、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧より低いとき、第２流体圧モータを可変容量側ポンプ側から遮断する遮断位置にあり、そのラインの圧力がオンオフ用設定圧を超えたとき、第２流体圧モータを可変容量側ポンプ側に連通する連通位置にあるオンオフバルブと、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧より低いとき、第１、第２流体圧モータの斜板を制御して、これら第１、第２流体圧モータを容量の小さな２速状態にし、そのラインの圧力が１・２速選択用設定圧を超えたとき、第１、第２流体圧モータの斜板を制御して、これら第１、第２流体圧モータを容量の大きな１速状態にする１・２速選択機構とを備えた点に特徴を有する。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、１・２速選択機構は、第１、第２油圧モータの斜板に連係するシリンダと、このシリンダにパイロット圧を導いたり、このシリンダをタンクに連通したりする１・２速選択用切換バルブとからなり、前進走行ラインあるいは後進走行ラインのうち、可変容量形ポンプが作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧より低いとき、１・２速選択用切換バルブは、シリンダをタンクに連通して、第１、第２流体圧モータを容量の小さな２速状態にし、そのラインの圧力が１・２速選択用設定圧を超えたら、１・２速選択用切換バルブは、シリンダにパイロット圧を導いて、第１、第２流体圧モータの容量を容量の大きな１速状態にする構成にした点に特徴を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、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１実施例を示す。
図１に示すように、可変容量形ポンプ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、この可変容量形ポンプ１の一方のポート１ａを、前進走行ライン２を介して、後述する第１、第２油圧モータ３、４の一方のポート３ａ、４ａに並列接続している。また、この可変容量形ポンプ１の他方のポート１ｂを、後進走行ライン５を介して、後述する第１、第２油圧モータ３、４の他方のポート４ｂ、４ｂに並列接続している。したがって、これら可変容量形ポンプ１と第１、第２油圧モータ３、４とによって、閉回路が構成されることになる。
【０００８】
上記可変容量形ポンプ１は、エンジンＥの回転方向に回転させられる。
そして、可変容量形ポンプ１の斜板を前進走行範囲で傾ければ、この可変容量形ポンプ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、その吐出量に応じて第１、第２油圧モータ３、４を正回転させて、車両を前進走行させることになる。
逆に、可変容量形ポンプ１の斜板を後進走行範囲で傾ければ、この可変容量形ポンプ１は、ポート１ｂから後進走行ライン５側に作動油を吐出する。したがって、その吐出量に応じて第１、第２油圧モータ３、４を逆回転させて、車両を後進走行させることになる。
【０００９】
ここで、上記第１、第２油圧モータ３、４としては、いわゆるワンシリンダブロックタイプの油圧モータを使用している。
ワンシリンダブロックタイプの油圧モータとは、図２に簡単に示すが、一つのシリンダブロック６内に、第１油圧モータ３を構成する第１プランジャ群７と、第２油圧モータ４を構成する第２プランジャ群８とを、同心円上に組み込んだものである。そして、これら第１、第２プランジャ群７、８を同一の斜板９に連係させ、この斜板９に沿って第１、第２プランジャ群７、８を往復運動させることで、それぞれがモータ作用を行なうようにしている。
【００１０】
上記第１、第２油圧モータ３、４のうち第２油圧モータ４のポート４ａ、４ｂ側には、図１に示すように、オンオフバルブ１０、１１を設けている。
これらオンオフバルブ１０、１１は、スプリング１２、１３によって保たれるノーマル状態で、絞り１４、１５を設けた遮断位置にある。そして、この遮断位置にあるとき、第２油圧モータ４には可変容量形ポンプ１の吐出油がほとんど導かれず、そのすべてが第１油圧モータ３側に導かれる。したがって、第２油圧モータ４は、空回転するだけで、第１油圧モータ３のみが駆動力を発揮することになる。
なお、絞り１４、１５は、第２油圧モータ４の焼き付けを防止するためのもので、オンオフバルブ１０、１１が遮断位置にあるときでも、絞り１４、１５を通過する流量を確保して回転できるようにしている。
【００１１】
このようにしたオンオフバルブ１０、１１の一方のパイロット室１０ａ、１１ａには、前進走行ライン２の圧力を導き、また、他方のパイロット室１０ｂ、１１ｂには、後進走行ライン５の圧力を導いている。そして、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧に達したときに、これらオンオフバルブ１０、１１が、第２油圧モータ４を可変容量形ポンプ１側に連通する連通位置に切換わるようにしている。
【００１２】
さらに、上記第１、第２油圧モータ３、４では、第１、第２プランジャ群７、８が連係する斜板９の傾きを２段階に変化させて、その容量を大・小２種類に設定できるようにしている。
第１、第２油圧モータ３、４の傾転角を大きくした１速状態では、第１、第２油圧モータ３、４の容量が大きくなり、高トルクで低回転する。それに対して、傾転角を小さくした２速状態では、第１、第２油圧モータ３、４の容量が小さくなり、低トルクで高回転することになる。
【００１３】
この第１、第２油圧モータ３、４の斜板９を、図１に示すように、シリンダ１６によって動かすようにしている。
シリンダ１６のボトム側室がタンク圧となっているときは、スプリング１７によって傾転角が大きく保たれ、第１、第２油圧モータ３、４を、前述した１速状態に維持する。
そして、シリンダ１６のボトム側室にパイロット圧が導かれると、このシリンダ１６がスプリング１７に抗して作動し、傾転角を小さくして、第１、第２油圧モータ３、４を、前述した２速状態にする。
【００１４】
ここで、可変容量形ポンプ１には、チャージポンプ１８を連設している。したがって、このチャージポンプ１８は、エンジンＥの駆動力によって可変容量形ポンプ１とともに回転して、一定量の作動油を吐出する。
ハイドロスタティックトランスミッション装置では、閉回路に作動油を循環させることから、発熱等の不具合が生じてしまう。そして、その不具合を避けるために、一般的にチャージポンプ１８を設け、その吐出油を、チェックバルブ１９ａ、１９ｂを介して閉回路に供給するようにしている。また、具体的に図示しないが、チャージポンプ１８から供給された作動油と同量の作動油を、閉回路からタンクに戻すようにしている。
そして、この第１実施例では、このチャージポンプ１８を、１・２速選択用切換バルブ２０を介して、上記シリンダ１６のボトム側室に接続している。すなわち、チャージポンプ１８を、シリンダ１６を作動させるためのパイロット圧源として利用している。
【００１５】
上記１・２速選択用切換バルブ２０は、スプリング２１によって保たれるノーマル状態で、シリンダ１６のボトム側室にチャージポンプ１８の吐出油を導く２速位置にある。
このようにした１・２速選択用切換バルブ２０の一方のパイロット室２０ａには、前進走行ライン２の圧力を導き、また、他方のパイロット室２０ｂには、後進走行ライン５の圧力を導いている。そして、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力が１・２速選択用設定圧に達したときに、この１・２速選択用切換バルブ２０が、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通する１速位置に切換わるようにしている。
【００１６】
次に、上記第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、車速を変化させるときは、図示しない操作レバーを動かして、可変容量形ポンプ１の斜板を操作する。
以下では、車両が前進走行する場合、すなわち、可変容量形ポンプ１の斜板を車両の前進走行範囲で傾けた状況について述べる。この車両の前進走行範囲では、前述したように、可変容量形ポンプ１が、前進走行ライン２に作動油を吐出する。
【００１７】
車両が動きだすようなときは、負荷が大きく、前進走行ライン２の圧力が高くなっている。
この状態では、その圧力がパイロット室１０ａ、１１ａに導かれて、オンオフバルブ１０、１１は、第２油圧モータ４のポート４ａ、４ｂを可変容量形ポンプ１側に連通する連通位置に切換わる。したがって、可変容量形ポンプ１の吐出油は、第１、第２油圧モータ３、４の両方に導かれる。
【００１８】
また、その圧力がパイロット室２０ａに導かれて、１・２速選択用切換バルブ２０は、１速位置に切換わり、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通する。そして、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通すれば、スプリング１７によって傾転角が大きく保たれ、第１、第２油圧モータ３、４は、１速状態となって、高トルクで低回転しようとする。
このように、前進走行ライン２の圧力が高くなっているとき、すなわち、トルクが要求されるときは、２モータ１速状態となり、第１、第２油圧モータ３、４を高トルクで低回転させることができる。
【００１９】
上記２モータ１速状態から、車両が走行し始めると、前進走行ライン２の圧力はやや低くなる。
そして、前進走行ライン２の圧力がオンオフ用設定圧より低くなると、オンオフバルブ１０、１１は、スプリング１２、１３によって遮断位置に復帰する。したがって、可変容量形ポンプ１の吐出油のほとんどが、第１油圧モータ３のみに導かれることになり、流量が増えることから、第１油圧モータ３はそれだけ高回転しようとする。
【００２０】
ただし、このオンオフ用設定圧では、１・２速選択用切換バルブ２０は１速位置を維持し、シリンダ１６のボトム側室をタンクに連通している。したがって、スプリング１３によって傾転角が大きく保たれ、第１、第２油圧モータ３、４は１速状態のまま、高トルクで低回転しようとする。
このようにした１モータ１速状態では、上記２モータ１速状態に比べて、第１油圧モータ３のみを、低トルクで高回転させることができる。
【００２１】
上記１モータ１速状態から、車両の速度が増すと、前進走行ライン２の圧力はさらに低くなる。
そして、前進走行ライン２の圧力が１・２速選択用設定圧より低くなると、オンオフバルブ１０、１１が遮断位置にあるだけでなく、１・２速選択用切換バルブ２０も２速位置に復帰する。したがって、シリンダ１６のボトム側室にチャージポンプ１８の吐出油が導かれて、シリンダ１６は、第１、第２油圧モータ３、４の傾転角を小さくする。そして、第１、第２油圧モータ３、４の傾転角が小さくなれば、第１、第２油圧モータ３、４は２速状態となって、低トルクで高回転しようとする。
このようにした１モータ２速状態では、第１油圧モータ３のみに可変容量形ポンプ１の吐出油が導かれ、かつ、第１、第２油圧モータ３、４が２速状態となる。したがって、上記１モータ１速状態に比べて、第１油圧モータ３のみを、さらに低トルクで高回転させることができる。
【００２２】
なお、この第１実施例では、前進走行ライン２の圧力が低くなっていく過程で、オンオフバルブ１０、１１を遮断位置に切換えてから、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に切換えるようにしている。すなわち、オンオフ用設定圧を、１、２速選択用設定圧よりも高く設定している。ただし、それとは反対に、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に切換えてから、オンオフバルブ１０、１１を遮断位置に切換えるようにしてもよい。すなわち、１・２速選択用設定圧を、オンオフ用設定圧より高く設定してもかまわない。
また、車両が後進走行する場合も、同じように、１モータ状態あるいは２モータ状態、及び、１速状態あるいは２速状態が、後進走行ライン５の圧力によって自動的に選択されるようになっている。
【００２３】
図３に示す第２実施例は、上記第１実施例のように二つのオンオフバルブ１０、１１を用いるのではなく、一つのオンオフバルブ２２を用いたものである。
このオンオフバルブ２２は、スプリング２３によって保たれるノーマル状態で、一対の絞り２４を設けた遮断位置にある。そして、オンオフバルブ２２が遮断位置にあるとき、第２油圧モータ４には可変容量形ポンプ１の吐出油がほとんど導かれず、そのすべてが第１油圧モータ３側に導かれる。したがって、第２油圧モータ４は空回転するだけで、第１油圧モータ３のみが駆動力を発揮することになる。
【００２４】
このようにしたオンオフバルブ２２の一方のパイロット室２２ａには、前進走行ライン２の圧力を導き、また、他方のパイロット室２２ｂには、後進走行ライン５の圧力を導いている。そして、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力がオンオフ用設定圧に達したときに、このオンオフバルブ２２が、第２油圧モータ４を可変容量形ポンプ１側に連通する連通位置に切換わるようにしている。
以上述べた第２実施例でも、車両の走行状態に応じて、１モータ状態あるいは２モータ状態、及び、１速状態あるいは２速状態を自動的に選択することができる。そして、一つのオンオフバルブ２２を設ければよいので、コストダウンを図ることができる。
【００２５】
図４に示す第３実施例は、オンオフバルブ１０、１１及び１・２速選択用切換バルブ２０を、上記第１実施例のように、走行ライン２、５の圧力作用で直接的に切換えるのではなく、走行ライン２、５の圧力を圧力センサ２４、２５で検出して、それに基づいて電気的に切換えるようにしたものである。
前進走行ライン２及び後進走行ライン５のそれぞれには、圧力センサ２４、２５を設け、その検出結果をコントローラＣに伝えている。
【００２６】
コントローラＣは、前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５のうち、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインの圧力が高くなっているとき、すなわち、トルクが要求されるときは、ソレノイド２６、２７を励磁しない。したがって、オンオフバルブ１０、１１は連通位置を保ち、可変容量形ポンプ１の吐出油が第１、第２油圧モータ３、４の両方に導かれる２モータ状態にある。
また、このときに、ソレノイド２８を励磁して、１・２速選択用切換バルブ２０を１速位置に切換える。したがって、シリンダ１６のボトム側室がタンクに連通して、第１、第２油圧モータ３、４が１速状態にある。
【００２７】
そして、コントローラＣは、上記２モータ１速状態から、例えば、前進走行しているときに、前進走行ライン２の圧力がオンオフ用設定圧より低くなると、ソレノイド２６を励磁して、オンオフバルブ１０を、スプリング１２に抗して遮断位置に切換える。したがって、可変容量形ポンプ１の吐出油のほとんどが、第１油圧モータ３のみに導かれることになり、流量が増えることから、第１油圧モータ３はそれだけ高回転しようとする。
【００２８】
なお、この第３実施例では、１モータ状態にするときに、上記第１、第２実施例と異なり、第２油圧モータ４の高圧となるポート４ａあるいは４ｂ側のオンオフバルブ１０、１１だけ、すなわち、前進走行しているときはオンオフバルブ１０だけを、また、後進走行しているときはオンオフバルブ１１だけを、遮断位置に切換えるようにしている。
このようにしておけば、第２油圧モータ４を、可変容量形ポンプ１が作動油を吐出する側のラインから遮断しているときでも、タンク側となるラインに連通させておくことができる。したがって、この第２油圧モータ４の内部を低圧に維持することができ、焼き付けが生じるおそれもない。つまり、図４では、遮断位置で絞り１４、１５を設けているが、これら絞り１４、１５をなくして、完全に遮断することも可能となる。
【００２９】
また、コントローラＣは、前進走行ライン２の圧力が１・２速選択用設定圧より低くなると、ソレノイド２８の励磁を止めて、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に復帰させる。
ここで、この第３実施例では、シリンダ１６を作動させるためのパイロット圧源として、上記第１、第２実施例のようにチャージポンプ１８を利用するのではなく、可変容量形ポンプ１を利用している。すなわち、１・２速選択用切換バルブ２０を２速位置に切換えたとき、シャトル弁２９で高圧選択された前進走行ライン２あるいは後進走行ライン５の圧力が、シリンダ１６のボトム側室に導かれるようにしている。
そして、そのパイロット圧がシリンダ１６のボトム側室に導かれると、第１、第２油圧モータ３、４は２速状態となって、低トルクで高回転しようとする。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、可変容量形ポンプの傾転角を変えるだけなく、前進走行ラインあるいは後進走行ラインの圧力に応じて、１モータ状態あるいは２モータ状態、及び、１速状態あるいは２速状態を自動的に選択して、高トルクあるいは低トルク範囲での流体圧モータの出力を制御することができる。
【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１、第２油圧モータ３、４の構造を簡単に示した図である。
【図３】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。
【図４】第３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】
１可変容量形ポンプ
１ａ、１ｂポート
２前進走行ライン
３第１油圧モータ
４第２油圧モータ
３ａ、４ａ一方のポート
３ｂ、４ｂ他方のポート
５後進走行ライン
９ (第１、第２油圧モータ３、４の)斜板
１０、１１、２２オンオフバルブ
１６シリンダ
２０１・２速選択用切換バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrostatic transmission device used as a travel drive mechanism for a work vehicle such as a road roller.
[0002]
[Prior art]
Although not specifically illustrated, the hydrostatic transmission device is configured by a variable displacement pump and a hydraulic motor to form a closed circuit.
That is, when the variable displacement pump is rotated by the driving force of the engine, the variable displacement pump discharges hydraulic oil according to the inclination of the swash plate. The hydraulic oil is rotated by the discharged oil to drive the vehicle, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor is returned to the variable displacement pump.
[0003]
In such a hydrostatic transmission device, the variable displacement pump also rotates at a constant speed if the engine speed is kept constant. In this state, if the swash plate of the variable displacement pump is tilted and the discharge amount is controlled from the minimum to the maximum, the rotational speed of the hydraulic motor, that is, the vehicle speed can be controlled continuously. Therefore, stepless speed change is possible, and for example, smooth start, acceleration, and deceleration can be realized.
Further, if the inclination of the swash plate of the variable displacement pump is reversed, the discharge direction can be reversed. Accordingly, the vehicle can be moved forward or backward by rotating the hydraulic motor in both forward and reverse directions.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the hydrostatic transmission device, the output of the hydraulic motor is controlled only by operating the variable displacement pump side, specifically, only by moving the swash plate of the variable displacement pump.
An object of the present invention is to provide a hydrostatic transmission device capable of automatically controlling the hydraulic motor side and controlling the output of the hydraulic motor in a high torque or low torque range.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first invention relates to a hydrostatic transmission device, which is linked to a power source that rotates in one direction, and that allows variable flow pumps that change discharge amount and discharge direction according to the inclination of a swash plate, and allows flow in both directions. In addition, the first fluid pressure motor capable of setting two types of capacities, large and small, according to the inclination of the swash plate, allows flow in both directions, and is linked to the same swash plate as the first fluid pressure motor. Advance that connects in parallel the second fluid pressure motor that can set two types of capacity, large and small, according to the inclination of the swash plate, and one port of the variable displacement pump to one port of the first and second fluid pressure motors and running line, a variable displacement pump other port, first, a reverse running line connected in parallel to the other port of the second fluid pressure motor, the leads to the pressure of the forward travel line on one pilot chamber Moni, the pressure of the backward travel line leading to the other pilot chamber, moreover a pilot pressure is guided to one of the pilot chamber, of the forward travel line or reverse running line, variable displacement pump hydraulic oil When the pressure of the line on the discharge side is lower than the set pressure for on / off, the second fluid pressure motor is in the shut-off position to shut off from the variable capacity side pump side, and when the pressure of that line exceeds the set pressure for on / off Of the ON / OFF valve at the communication position for communicating the second fluid pressure motor to the variable displacement pump side and the forward travel line or the reverse travel line, the pressure of the line on the side where the variable displacement pump discharges hydraulic fluid is 1 · When the pressure is lower than the setting speed for selecting the second speed, the swash plates of the first and second fluid pressure motors are controlled so that the first and second fluid pressure motors are in the second speed state with a small capacity, When the line pressure exceeds the set pressure for selecting 1st or 2nd speed, the swash plates of the 1st and 2nd fluid pressure motors are controlled so that these 1st and 2nd fluid pressure motors are in the 1st speed state with large capacity. It is characterized in that it has a 1 and 2 speed selection mechanism.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the 1st and 2nd speed selection mechanism includes a cylinder linked to the swash plate of the first and second hydraulic motors, and guides pilot pressure to the cylinder. It consists of a switching valve for selecting 1st or 2nd speed that communicates, and the pressure of the line on the side where the variable displacement pump discharges hydraulic fluid in the forward travel line or the reverse travel line is the set pressure for 1st or 2nd speed selection. When the pressure is lower, the 1/2 speed selection switching valve connects the cylinder to the tank and places the first and second fluid pressure motors in the 2nd speed state with a small capacity. When the set pressure is exceeded, the switching valve for 1st and 2nd speed selection is characterized in that the pilot pressure is guided to the cylinder so that the capacity of the first and second fluid pressure motors is in the 1st speed state with a large capacity. Have.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a first embodiment of a hydrostatic transmission device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the variable displacement pump 1 is linked to an engine E that is a power source. Then, one port 1a of the variable displacement pump 1 is connected in parallel to one port 3a, 4a of first and second hydraulic motors 3, 4 to be described later via a forward travel line 2. Further, the other port 1 b of the variable displacement pump 1 is connected in parallel to the other ports 4 b and 4 b of first and second hydraulic motors 3 and 4 to be described later via a reverse travel line 5. Accordingly, the variable displacement pump 1 and the first and second hydraulic motors 3 and 4 constitute a closed circuit.
[0008]
The variable displacement pump 1 is rotated in the rotation direction of the engine E.
If the swash plate of the variable displacement pump 1 is tilted in the forward travel range, the variable displacement pump 1 discharges hydraulic oil from the port 1a to the forward travel line 2 side. Therefore, the first and second hydraulic motors 3 and 4 are rotated forward in accordance with the discharge amount, so that the vehicle travels forward.
Conversely, if the swash plate of the variable displacement pump 1 is tilted in the reverse travel range, the variable displacement pump 1 discharges hydraulic oil from the port 1b to the reverse travel line 5 side. Therefore, the first and second hydraulic motors 3 and 4 are reversely rotated in accordance with the discharge amount, so that the vehicle travels backward.
[0009]
Here, as the first and second hydraulic motors 3 and 4, so-called one-cylinder block type hydraulic motors are used.
The one-cylinder block type hydraulic motor is simply shown in FIG. 2, but the first plunger group 7 constituting the first hydraulic motor 3 and the second hydraulic motor 4 constituting the first hydraulic motor 4 are included in one cylinder block 6. The two plunger groups 8 are assembled on a concentric circle. The first and second plunger groups 7 and 8 are linked to the same swash plate 9, and the first and second plunger groups 7 and 8 are reciprocated along the swash plate 9. The action is performed.
[0010]
On / off valves 10 and 11 are provided on the ports 4a and 4b side of the second hydraulic motor 4 among the first and second hydraulic motors 3 and 4 as shown in FIG.
These on / off valves 10 and 11 are in a normal state maintained by the springs 12 and 13 and are in a blocking position where the throttles 14 and 15 are provided. And when it exists in this interruption | blocking position, almost the discharge oil of the variable displacement pump 1 is not guide | induced to the 2nd hydraulic motor 4, All of it is guide | induced to the 1st hydraulic motor 3 side. Therefore, only the first hydraulic motor 3 exerts a driving force when the second hydraulic motor 4 rotates idly.
The throttles 14 and 15 are for preventing the second hydraulic motor 4 from being burned, and can rotate while securing a flow rate passing through the throttles 14 and 15 even when the on / off valves 10 and 11 are in the cutoff position. I am doing so.
[0011]
The pressure of the forward travel line 2 is guided to one of the pilot chambers 10a and 11a of the on / off valves 10 and 11, and the pressure of the reverse travel line 5 is guided to the other pilot chambers 10b and 11b. Yes. Of the forward travel line 2 and the reverse travel line 5, when the pressure of the line on the variable displacement pump 1 that discharges the hydraulic oil reaches the set pressure for on / off, the on / off valves 10, 11 (2) The hydraulic motor 4 is switched to a communication position that communicates with the variable displacement pump 1 side.
[0012]
Further, in the first and second hydraulic motors 3 and 4, the inclination of the swash plate 9 to which the first and second plunger groups 7 and 8 are linked is changed in two stages, so that the capacity is divided into two types, large and small. It can be set.
In the first speed state in which the tilt angles of the first and second hydraulic motors 3 and 4 are increased, the capacities of the first and second hydraulic motors 3 and 4 increase, and the motor rotates at low speed with high torque. On the other hand, in the second speed state in which the tilt angle is reduced, the capacities of the first and second hydraulic motors 3 and 4 are reduced, and the rotation is high with low torque.
[0013]
The swash plates 9 of the first and second hydraulic motors 3 and 4 are moved by a cylinder 16 as shown in FIG.
When the bottom side chamber of the cylinder 16 is at tank pressure, the tilt angle is kept large by the spring 17, and the first and second hydraulic motors 3 and 4 are maintained in the first speed state described above.
When the pilot pressure is introduced to the bottom side chamber of the cylinder 16, the cylinder 16 operates against the spring 17 to reduce the tilt angle, and the first and second hydraulic motors 3 and 4 are described above. Set to 2nd speed.
[0014]
Here, the charge pump 18 is connected to the variable displacement pump 1. Accordingly, the charge pump 18 rotates together with the variable displacement pump 1 by the driving force of the engine E, and discharges a certain amount of hydraulic oil.
In the hydrostatic transmission device, since the hydraulic oil is circulated in the closed circuit, problems such as heat generation occur. And in order to avoid the malfunction, the charge pump 18 is generally provided, and the discharged oil is supplied to the closed circuit via the check valves 19a and 19b. Although not specifically shown, the same amount of hydraulic fluid supplied from the charge pump 18 is returned to the tank from the closed circuit.
In the first embodiment, the charge pump 18 is connected to the bottom side chamber of the cylinder 16 via the first / second speed selection switching valve 20. That is, the charge pump 18 is used as a pilot pressure source for operating the cylinder 16.
[0015]
The first / second speed selection switching valve 20 is in the second speed position for guiding the discharge oil of the charge pump 18 to the bottom side chamber of the cylinder 16 in a normal state maintained by the spring 21.
The pressure in the forward travel line 2 is guided to one pilot chamber 20a of the first / second speed selection switching valve 20 and the pressure of the reverse travel line 5 is guided to the other pilot chamber 20b. Yes. When the pressure of the variable displacement pump 1 on the side where the variable displacement pump 1 discharges hydraulic fluid reaches the set pressure for selecting the 1st or 2nd speed, the 1st or 2nd speed is selected. A selection switching valve 20 switches the bottom side chamber of the cylinder 16 to the first speed position communicating with the tank.
[0016]
Next, the operation of the hydrostatic transmission device of the first embodiment will be described.
In a work vehicle such as a road roller, when the rotational speed of the engine E is kept constant and the vehicle speed is changed, an operation lever (not shown) is moved to operate the swash plate of the variable displacement pump 1.
Hereinafter, a case where the vehicle travels forward, that is, a situation where the swash plate of the variable displacement pump 1 is tilted in the forward travel range of the vehicle will be described. In the forward travel range of the vehicle, the variable displacement pump 1 discharges hydraulic oil to the forward travel line 2 as described above.
[0017]
When the vehicle starts to move, the load is large and the pressure in the forward travel line 2 is high.
In this state, the pressure is guided to the pilot chambers 10a and 11a, and the on / off valves 10 and 11 are switched to a communication position where the ports 4a and 4b of the second hydraulic motor 4 are communicated with the variable displacement pump 1 side. Accordingly, the oil discharged from the variable displacement pump 1 is guided to both the first and second hydraulic motors 3 and 4.
[0018]
Further, the pressure is guided to the pilot chamber 20a, and the switching valve 20 for selecting the 1st and 2nd speed is switched to the 1st speed position, and the bottom side chamber of the cylinder 16 is communicated with the tank. If the bottom side chamber of the cylinder 16 is communicated with the tank, the tilt angle is kept large by the spring 17, and the first and second hydraulic motors 3 and 4 are in the first speed state and try to rotate at high torque and low speed. And
As described above, when the pressure in the forward travel line 2 is high, that is, when torque is required, the two-motor first speed state is established, and the first and second hydraulic motors 3 and 4 are rotated at a low speed with high torque. Can be made.
[0019]
When the vehicle starts to travel from the 2 motor 1 speed state, the pressure in the forward travel line 2 is slightly lowered.
When the pressure in the forward travel line 2 becomes lower than the on / off set pressure, the on / off valves 10 and 11 are returned to the blocking position by the springs 12 and 13. Therefore, most of the discharge oil of the variable displacement pump 1 is guided only to the first hydraulic motor 3, and the flow rate increases, so the first hydraulic motor 3 tries to rotate at that high speed.
[0020]
However, at this on / off set pressure, the first / second speed selection switching valve 20 maintains the first speed position, and the bottom side chamber of the cylinder 16 communicates with the tank. Therefore, the tilt angle is kept large by the spring 13, and the first and second hydraulic motors 3 and 4 try to rotate at low speed with high torque while maintaining the first speed state.
In the 1-motor 1-speed state thus configured, only the first hydraulic motor 3 can be rotated at a high speed with a low torque as compared with the 2-motor 1-speed state.
[0021]
When the speed of the vehicle increases from the 1-motor 1-speed state, the pressure in the forward travel line 2 further decreases.
When the pressure in the forward travel line 2 becomes lower than the set pressure for selecting the 1st and 2nd speeds, the on / off valves 10 and 11 are not only in the cutoff position, but also the 1st and 2nd speed selection switching valve 20 is returned to the 2nd speed position. To do. Accordingly, the discharge oil of the charge pump 18 is guided to the bottom side chamber of the cylinder 16, and the cylinder 16 reduces the tilt angle of the first and second hydraulic motors 3 and 4. When the tilt angles of the first and second hydraulic motors 3 and 4 are reduced, the first and second hydraulic motors 3 and 4 are in the second speed state and attempt to rotate at high speed with low torque.
In such a 1-motor 2-speed state, the discharge oil of the variable displacement pump 1 is guided only to the first hydraulic motor 3, and the first and second hydraulic motors 3, 4 are in the 2-speed state. Therefore, compared with the 1-motor 1-speed state, only the first hydraulic motor 3 can be rotated at a higher speed with a lower torque.
[0022]
In the first embodiment, the on / off valves 10 and 11 are switched to the shut-off position and the first and second speed selection switching valve 20 is moved to the second speed position while the pressure in the forward travel line 2 is lowered. I try to switch. That is, the on / off set pressure is set higher than the 1st and 2nd speed select set pressure. However, on the contrary, the on / off valves 10 and 11 may be switched to the shut-off position after the first and second speed selection switching valve 20 is switched to the second speed position. That is, the set pressure for selecting the 1st and 2nd speeds may be set higher than the set pressure for on / off.
Similarly, when the vehicle travels backward, the 1-motor state or 2-motor state and the 1-speed state or 2-speed state are automatically selected by the pressure in the reverse travel line 5. Yes.
[0023]
The second embodiment shown in FIG. 3 does not use the two on / off valves 10 and 11 as in the first embodiment, but uses one on / off valve 22.
The on / off valve 22 is in a normal state maintained by a spring 23 and is in a blocking position where a pair of throttles 24 are provided. When the on / off valve 22 is in the shut-off position, the oil discharged from the variable displacement pump 1 is hardly guided to the second hydraulic motor 4 and all of the oil is guided to the first hydraulic motor 3 side. Therefore, only the first hydraulic motor 3 exerts a driving force only by idling the second hydraulic motor 4.
[0024]
The pressure of the forward travel line 2 is guided to one pilot chamber 22a of the on / off valve 22 thus configured, and the pressure of the reverse travel line 5 is guided to the other pilot chamber 22b. When the pressure of the line on the variable displacement pump 1 on the side of the forward travel line 2 or the reverse travel line 5 that discharges hydraulic fluid reaches the set pressure for on / off, the on / off valve 22 is set to the second hydraulic pressure. The motor 4 is switched to a communication position that communicates with the variable displacement pump 1 side.
Also in the second embodiment described above, the 1-motor state or 2-motor state, and the 1-speed state or 2-speed state can be automatically selected according to the running state of the vehicle. Since only one on / off valve 22 is provided, the cost can be reduced.
[0025]
In the third embodiment shown in FIG. 4, the on / off valves 10 and 11 and the 1 and 2 speed selection switching valve 20 are directly switched by the pressure action of the travel lines 2 and 5 as in the first embodiment. Instead, the pressures of the travel lines 2 and 5 are detected by the pressure sensors 24 and 25, and are electrically switched based on the detected pressure.
Each of the forward travel line 2 and the reverse travel line 5 is provided with pressure sensors 24 and 25, and the detection results are transmitted to the controller C.
[0026]
When the pressure of the variable displacement pump 1 on the side where the variable displacement pump 1 discharges hydraulic fluid is high, that is, when torque is required, the controller C is a solenoid. 26 and 27 are not excited. Therefore, the on / off valves 10 and 11 maintain the communication position and are in a two-motor state in which the oil discharged from the variable displacement pump 1 is guided to both the first and second hydraulic motors 3 and 4.
At this time, the solenoid 28 is energized to switch the first / second speed selection switching valve 20 to the first speed position. Therefore, the bottom side chamber of the cylinder 16 communicates with the tank, and the first and second hydraulic motors 3 and 4 are in the first speed state.
[0027]
Then, the controller C excites the solenoid 26 to turn on / off the valve 10 when the pressure in the forward travel line 2 becomes lower than the on / off set pressure, for example, when traveling forward from the 2 motor 1 speed state. Then, it is switched to the blocking position against the spring 12. Therefore, most of the discharge oil of the variable displacement pump 1 is guided only to the first hydraulic motor 3, and the flow rate increases, so the first hydraulic motor 3 tries to rotate at that high speed.
[0028]
In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, only the on / off valves 10 and 11 on the side of the port 4a or 4b, which is the high pressure of the second hydraulic motor 4, That is, only the on / off valve 10 is switched to the shut-off position when traveling forward, and only the on / off valve 11 is switched to when traveling backward.
By doing so, the second hydraulic motor 4 can be communicated with the line on the tank side even when the variable displacement pump 1 is shut off from the line on the hydraulic oil discharge side. Therefore, the inside of the second hydraulic motor 4 can be maintained at a low pressure, and there is no possibility of burning. That is, in FIG. 4, the diaphragms 14 and 15 are provided at the blocking position. However, the diaphragms 14 and 15 can be eliminated to completely block the diaphragms 14 and 15.
[0029]
Further, when the pressure in the forward travel line 2 becomes lower than the set pressure for selecting the 1st and 2nd speed, the controller C stops the excitation of the solenoid 28 and returns the 1st and 2nd speed selection switching valve 20 to the 2nd speed position.
Here, in the third embodiment, the variable displacement pump 1 is used as a pilot pressure source for operating the cylinder 16 instead of using the charge pump 18 as in the first and second embodiments. is doing. That is, when the 1/2 speed selection switching valve 20 is switched to the 2nd speed position, the pressure in the forward travel line 2 or the reverse travel line 5 selected by the shuttle valve 29 at a high pressure is guided to the bottom side chamber of the cylinder 16. I have to.
When the pilot pressure is guided to the bottom chamber of the cylinder 16, the first and second hydraulic motors 3 and 4 are in the second speed state and attempt to rotate at high speed with low torque.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, not only the tilt angle of the variable displacement pump is changed, but also the one-motor state or the two-motor state and the first-speed state or the second-speed state according to the pressure of the forward travel line or the reverse travel line. Selection can be made automatically to control the output of the hydraulic motor in the high torque or low torque range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydrostatic transmission device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram simply showing the structure of first and second hydraulic motors 3 and 4;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a hydrostatic transmission device of a second embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a hydrostatic transmission device of a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable displacement pump 1a, 1b Port 2 Forward travel line 3 1st hydraulic motor 4 2nd hydraulic motor 3a, 4a One port 3b, 4b The other port 5 Reverse travel line 9 (1st, 2nd hydraulic motor 3, 4) Swash plate 10, 11, 22 On / off valve 16 Cylinder 20 1 / 2-speed selection switching valve

Claims

A variable displacement pump that is linked to a power source that rotates in one direction and changes the discharge amount and direction according to the inclination of the swash plate, and allows flow in both directions, and large and small according to the inclination of the swash plate The first fluid pressure motor that can set two types of capacity and the flow in both directions are allowed, and it is linked to the same swash plate as the first fluid pressure motor, and there are two types, large and small, depending on the inclination of the swash plate A second fluid pressure motor capable of setting a capacity, a forward travel line connecting one port of the variable displacement pump in parallel with one port of the first and second fluid pressure motors, and another port of the variable displacement pump; A reverse travel line connected in parallel to the other ports of the first and second fluid pressure motors, and the pressure of the forward travel line is guided to one pilot chamber, and the pressure of the reverse travel line is guided to the other pilot chamber, Only A pilot pressure is guided to one of the pilot chamber, of the forward travel line or reverse running line, when the pressure on the side line variable displacement pump discharges hydraulic oil is lower than the on-off for the set pressure, the It is in the shut-off position that shuts off the two-fluid pressure motor from the variable-capacity side pump side, and when the line pressure exceeds the set pressure for on / off, it is in the communication position that communicates the second fluid-pressure motor to the variable-capacity side pump side Of the ON / OFF valve and the forward travel line or the reverse travel line, when the pressure of the line on the side where the variable displacement pump discharges the hydraulic oil is lower than the set pressure for selecting 1st or 2nd speed, the first and second fluid pressure motors The first and second fluid pressure motors are set to the second speed state with a small capacity by controlling the swash plate of the first and second flow when the pressure in the line exceeds the set pressure for selecting the first and second speeds. And controls the swash plate of the pressure motor, these first hydrostatic transmission apparatus characterized by comprising a 1-second speed selection mechanism to the second fluid pressure motor in large first-speed state of the capacitor.

The 1st and 2nd speed selection mechanism includes a cylinder linked to the swash plate of the 1st and 2nd hydraulic motors, and a 1st and 2nd speed selection switching valve for guiding pilot pressure to this cylinder and communicating this cylinder to the tank. When the pressure of the line that discharges hydraulic fluid from the forward displacement line or the reverse travel line is lower than the set pressure for selecting the 1st or 2nd speed, the switching valve for selecting the 1st or 2nd speed Connects the cylinder to the tank and puts the first and second fluid pressure motors in the second speed state with a small capacity. If the pressure in the line exceeds the set pressure for selecting the first and second speeds, select the first and second speeds. 2. The hydrostatic transmission device according to claim 1, wherein the switching valve is configured to guide the pilot pressure to the cylinder so that the capacities of the first and second fluid pressure motors are in a first speed state with a large capacity.