JP4593735B2 - 油圧モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧モータに係り、詳しくは可変容量形油圧モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、油圧を制御することにより軸に回転力を与える油圧モータが広く用いられている。このような、油圧モータの一例として可変容量形の斜板式油圧モータが知られている。前記斜板式油圧モータは、シリンダブロックと、同シリンダブロックに摺動自在に嵌合されたプランジャ群と、プランジャ群に当接配置された可変斜板と同期回転する出力軸を備えている。
【０００３】
前記シリンダブロックのシリンダ孔群には、プランジャ群が配置され、各シリンダ孔に作動油が受入・排出されることにより、可変斜板に回転を与えるようになっている。そして、可変斜板の傾斜角度を変更するようになっている。その結果、各プランジャの斜板とのストローク速度が変化し、出力軸の回転数が変化するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような油圧モータにおいて、モータの容量を可変にする際には、出力軸と同期回転している斜板の傾斜角を斜板自体が回転している最中に行う必要があり構成が複雑でその一方で機能信頼性に欠けるものであった。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は固定容量形モータの場合と同じく、出力軸と一体回転する斜板の傾斜角は固定したままで、可変出力が可能な油圧モータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シリンダブロック内の複数のプランジャ孔に挿入されたプランジャ群と、前記シリンダブロックの軸線方向に対して傾斜角が固定された回転斜板面を有するとともに前記プランジャ孔に流れる作動油の流量に応じてプランジャ群にて作動されて相対回転する斜板部材と、各プランジャ孔に対する作動油の受入、排出を制御する弁群と、前記シリンダブロックと前記斜板部材との相対回転に応じて前記弁群を作動させる弁作動機構とを備えた油圧モータにおいて、前記弁は、前記シリンダブロックの軸線方向と平行に設けたスプール型の分配弁であり、前記弁作動機構は、前記斜板部材に支持されるとともに前記分配弁に当接する接当部材と、該接当部材をシリンダブロックの軸線方向において変位自在に可動させる可変機構とを備え、該可変機構が前記接当部材の位置を変位させて前記弁群の受入・排出行程を変化させることにより、前記プランジャ孔に流れる作動油の流量を変化させることを要旨とする。
【０００７】
なお、本明細書では、「受入行程」とは、油圧モータが１回転あたりで油圧閉回路から作動油を吸入する区間を表し、「排出行程」とは、油圧モータが１回転あたりで油圧閉回路へ吐出する区間を表すものとする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記可変機構は、前記接当部材における前記分配弁とは逆側の端面に当接可能な当接部と、該当接部を回動させることで前記接当部材の位置を変位させる変位部とを備えることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記接当部材を変位した位置にて保持する保持機構を備えたことを要旨とする。
【００１２】
（作用）
各請求項に記載の発明によれば、可変機構が作動すると、弁はストローク量が同じままで、弁の全体のストローク位置がシフトされ、弁作動機構が弁群の受入・排出行程が変更する。この結果、プランジャ孔に対する作動油の行程容積が変更され、容量可変が行われる。
【００１４】
とくに、請求項３に記載の発明によれば、分配弁との接当部材は、シリンダブロックの軸線方向に沿って変位し、かつ保持機構に当接すると位置決めされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図１〜図１４を参照して詳細に説明する。本実施形態では、油圧モータは油圧式無段変速装置Ｔの一部を構成している。
【００１６】
図１は油圧式無段変速装置（以下、無段変速装置という）Ｔの断面図であり、図４のＥ−Ｅ線断面図である。図２は同じく無段変速装置Ｔの油圧ポンプ側の要部断面図、図３は同じく無段変速装置Ｔの油圧モータ側の要部断面図、図４は図１のＡ−Ａ線断面図、図５は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１７】
図１に示すように無段変速装置Ｔは、農作業用車両のパワーユニットのケース１１内に収納されている。無段変速装置Ｔは、油圧ポンプＰと、同油圧ポンプＰとの間に油圧閉回路を形成する油圧モータＭとから構成されている。
【００１８】
無段変速装置Ｔの入力軸１２は図９に示すようにエンジンＥＧのクランク軸に連結され、出力側である後記するヨーク３７に連結された出力ギヤ３９は図示しない終減速装置に連結された入力ギヤ１０に噛合されている。
【００１９】
無段変速装置Ｔの入力軸１２の一端は、ケース１１に設けた支持板１３に対して軸受部１４を介して回転自在に支持され、他端はケース１１側壁に対してラジアルベアリング１５を介して回転自在に支持されており、ＰＴＯ軸とされている。前記支持板１３の内側面には、ホルダ１６が一体に固定されている。前記支持板１３及びホルダ１６には前記入力軸１２が貫通する貫通孔１３ａ，１６ａが形成され、貫通孔１３ａ，１６ａの相対する部位は、拡径されて、軸受収納孔１８が形成されている。
【００２０】
前記軸受収納孔１８内において、入力軸１２には円錐コロ軸受１９が遊嵌されている。又、円錐コロ軸受１９に隣接して、入力軸１２には大径部２０ａと小径部２０ｂとを備えたスリーブ２０が挿通されており、前記小径部２０ｂは円錐コロ軸受１９の内輪１９ｂ内に挿入されている。そして、入力軸１２に螺合したナット２１を外方から内方（図１において、右側方）へ締め付けることにより、スリーブ２０を介して、円錐コロ軸受１９の外輪１９ａは、貫通孔１６ａの拡径した段部底面及び周面、並びに貫通孔１３ａの拡径部内周面に当接されている。又、スリーブ２０の小径部２０ｂ端面は入力軸１２の周面に係合した係止リング２２に対して当接係止されている。前記貫通孔１３ａの小径部には、シール部材２３が配置されている。前記軸受部１４は、円錐コロ軸受１９、スリーブ２０及びナット２１により構成されている。
【００２１】
油圧ポンプＰは、入力軸１２と、同入力軸１２に対して圧入嵌合により一体に連結されたシリンダブロック２４、シリンダブロック２４に摺動自在に配置された複数のプランジャ３４、及び前記プランジャ３４に対して当接する斜板面２６を含むクレイドル２７とを備えている。前記クレイドル２７は、ホルダ１６に対しその背面側にて当接支持されているとともに、前記入力軸１２が貫通されている。
【００２２】
図２に示すようにクレイドル２７とホルダ１６の当接する対向面Ｅ１，Ｅ２は、シリンダブロック２４の軸線Ｏと直交するトラニオン軸線ＴＲ１を中心とした半円筒面を備えている。この結果、クレイドル２７はトラニオン軸線ＴＲ１を中心とした傾動が可能とされている。
【００２３】
ここで、斜板面２６と直交するとともに、トラニオン軸線ＴＲ１を通る線α、β、γを想定し、これらの線α、β、γ（以下、単にα、β、γという）と軸線Ｏとがなす角をθとする。なお、βは軸線Ｏと一致している。
【００２４】
図１及び図２においては、斜板面２６はその位置に応じて、前記α、β、γを付して区別して図示している。βは斜板面２６が直立位置に位置したときの位置である。又、α及びγは、斜板面２６が直立位置に位置したときを基準に互いに正負（図１、図２において、時計回り方向を正とし、反時計回り方向を負とする。）の反対方向に等角度θに傾動した最大傾動角度に位置したときの位置である。
【００２５】
本実施形態では、図１０の出力回転数Ｎout ＝ＮE を境に、Ｎout ＞ＮE の時に、図１，２に示したように負側に傾動し、Ｎout ＜ＮE の時に、正側に傾動する。
【００２６】
なお、図１及び図２に示された斜板面２６は、α位置に位置したときの最大傾動角度で傾動した状態を示している。
以下の説明では、α、β、γ位置は、それぞれ斜板面２６における負の最大傾動角度位置、直立位置及び正の最大傾動角度位置という。
【００２７】
シリンダブロック２４には、その回転中心の回りに複数のシリンダ孔３３が環状に配列され、軸線Ｏと平行に延設されている。同シリンダ孔３３は、前記ホルダ１６側に開口が形成されている。各シリンダ孔３３には、プランジャ３４が摺動自在に配置されている。プランジャ３４の先端には、鋼球３４ａが転動自在に嵌合されており、プランジャ３４は鋼球３４ａ及び鋼球３４ａを取着したシュー３５を介して斜板面２６に当接されている。傾斜状態の斜板面２６はシリンダブロック２４の回転に伴ってプランジャ３４を往復作動させ、吸入、吐出行程の作用を付与する。
【００２８】
油圧モータＭは、前記シリンダブロック２４に摺動自在に配置された複数のプランジャ４４、及び前記プランジャ４４に対して当接する回転斜板面３６をもつ筒状のヨーク３７とを備えている。前記入力軸１２の油圧モータＭ側の端部には、出力ギヤ３９がベアリング３８を介して回転自在に支持されている。
【００２９】
前記ヨーク３７は出力ギヤ３９のボス部に一体形成されたフランジ３９ａに対してボルト４０により一体に連結固定されている。回転斜板面３６はヨーク３７により、シリンダブロック２４の軸線Ｏと直交する仮想のトラニオン軸線ＴＲ２を中心として軸線Ｏに対して一定角度傾斜した状態に保持されている。
【００３０】
又、前記ヨーク３７の内周面の出力ギヤ３９側は拡径部３７ａが形成されており、同拡径部３７ａ内において、入力軸１２には円錐コロ軸受２９が嵌合されている。そして、入力軸１２に螺合したナット３１を出力ギヤ３９側からシリンダブロック２４側へ締め付けることにより、円錐コロ軸受２９の外輪２９ａは、拡径部３７ａの段部底面に当接されている。又、円錐コロ軸受２９の内輪２９ｂは入力軸１２の周溝１２ａに係合した係止リング３２に対して当接係止されている。
【００３１】
前記シリンダブロック２４には、その回転中心の回りにシリンダ孔３３と同数のシリンダ孔４３が環状に配列され、軸線Ｏと平行に延設されている。同シリンダ孔４３はプランジャ孔に相当する。同シリンダ孔４３は前記シリンダ孔３３のピッチ円と同心であり、かつ、その円径のピッチ円上に配置されている。又、各シリンダ孔４３は互いに隣接するシリンダ孔３３間に位置するように、シリンダブロック２４の周方向において、シリンダ孔３３とは互いに１／２ピッチずつずらして配置されている（図４及び図５参照）。
【００３２】
なお、シリンダ孔３３，４３内で発生した圧力が油圧ポンプＰ、油圧モータＭのプランジャ３４，４４を軸方向に押し出すと、そのときにスラスト力を斜板面２６，回転斜板面３６にて受けるため、同斜板面２６，回転斜板面３６にはスラスト方向に加え、ラジアル成分の力も働く。前記斜板面２６，回転斜板面３６は、ラジアル・スラスト荷重兼用軸受である同円錐コロ軸受１９，２９を介して入力軸１２に支持されている。このため、入力軸１２がスラスト荷重によって引っ張られ、ラジアル荷重によって曲げられるが、これらの荷重はプランジャ３４，４４を介してシリンダブロック２４が受ける反力により、内部で相殺される。このため、ケース１１等の外部に力が働くことはない。この結果、ケース１１に振動が伝わることがなくなることにより、ケース１１の表面が振動することによる騒音を低減できる。
【００３３】
さらに、シリンダ孔４３はシリンダ孔３３とは図１に示すようにその長さ方向（シリンダブロック２４の軸線Ｏ方向）において、互いにオーバラップするように配置され、前記ヨーク３７側に開口が形成されている。各シリンダ孔４３には、プランジャ４４が摺動自在に配置され、その先端には、鋼球４４ａが転動自在に嵌合されている。プランジャ４４は鋼球４４ａ及び鋼球４４ａを取着したシュー４５を介して回転斜板面３６に当接されている。前記回転斜板面３６はシリンダブロック２４との相対回転に伴ってプランジャ４４が往復作動して吸入、吐出行程を繰り返す。
【００３４】
前記油圧ポンプＰと油圧モータＭとの間に形成されている油圧閉回路について説明する。
シリンダブロック２４の軸方向両端の内周面には、ともに環状の第１内側油室５１及び第２内側油室５２が形成されている。又、シリンダブロック２４の軸方向両端の外周側寄りにはともに環状の第１外側油室５３及び第２外側油室５４が形成されている。前記第１内側油室５１と第１外側油室５３とは放射状に延びる複数の油路５５が、又、第２内側油室５２と第２外側油室５４とは放射状に延びる複数の油路５６を介して連通されている。
【００３５】
シリンダブロック２４には前記第１外側油室５３及び第２外側油室５４を共に連通する第１弁孔５７が、シリンダ孔３３と同数個、シリンダブロック２４の軸方向に沿って延設されている。又、シリンダブロック２４には前記第１外側油室５３及び第２外側油室５４を共に連通する第２弁孔５８が、シリンダ孔４３と同数個、シリンダブロック２４の軸方向に沿って延設されている。各第１弁孔５７と各第２弁孔５８とは、図４及び図５に示すように互い隣接するように配置されている。
【００３６】
各第１弁孔５７には、第１外側油室５３と第２外側油室５４との間において、対応するシリンダ孔３３に連通する油路５９のポンプポートＵが形成されている。
【００３７】
各第１弁孔５７には、スプール型の第１切替弁６０が摺動自在に配置されている。第１切替弁６０の一端は、図１及び図２に示すようにその周部に巻装されたコイルスプリング６３の付勢力により、ホルダ１６の外周に形成されたカム６１のカム面６２に対して常時当接されている。
【００３８】
図１１には、カム６１のカムプロフィールを示しており、同図に示すように前記カム６１のカム面６２は、第１切替弁６０をポート閉鎖位置ｎ０を中心としてポンプポートＵと第１外側油室５３とを連通させる第１開口位置ｎ１と、ポンプポートＵと第２外側油室５４とを連通させる第２開口位置ｎ２間を往復移動させる。カム面６２において、第１切替弁６０を第１開口位置ｎ１及び第２開口位置ｎ２に位置させるための部位はその領域においては、第１切替弁６０のストローク変化がないようにシリンダブロック２４の軸線Ｏに直交し、互いに平行な一対の仮想平面上に位置している。又、第１切替弁６０が第１開口位置ｎ１と第２開口位置ｎ２とを移動するために、カム面６２には斜面を有している。
【００３９】
そして、このカム６１のカム作用により、油圧ポンプＰには図１１に示すように領域Ｈと、領域Ｉとが付与されている。すなわち、複数個のプランジャ３４のうち、何れかは、領域Ｈに、何れかは領域Ｉに位置する。
【００４０】
領域Ｈが吸入行程として働く場合においては、シリンダブロック２４の回転に伴って、第１切替弁６０が第１開口位置ｎ１に移動されて、ポンプポートＵを第１外側油室５３に連通させるとともに、第２外側油室５４とは不通状態にする。そして、領域Ｈでは、吸入作動（吸入行程）を行うプランジャ３４により、第１外側油室５３、ポンプポートＵ、油路５９を介してシリンダ孔３３に作動油が吸入される。
【００４１】
又、この時、領域Ｉにおいては、領域Ｈとは、反対に吐出行程として働きシリンダブロック２４の回転に伴って、第１切替弁６０が第２開口位置ｎ２に移動されて、ポンプポートＵを第２外側油室５４に連通させるとともに、第１外側油室５３とは不通状態にする。そして、領域Ｉでは、吐出作動（吐出行程）を行うプランジャ３４により、シリンダ孔３３から、油路５９、ポンプポートＵを介して第２外側油室５４に作動油が吐出される。
【００４２】
前記斜板面２６が直立位置から負の最大傾動角度位置へと変位した場合、図１０において、このときの油圧ポンプＰの行程容積は、０からＶPmaxとなり、それに応じて入力軸１２の入力回転数がＮE のとき出力回転数Ｎout （出力ギヤ３９の回転数）はＮE から２ＮE へと増速が得られるように本実施形態ではその油圧ポンプＰ側の作動油の吐出量が設定されている。
【００４３】
また、本実施形態では、図１又は図２のように斜板面２６が負側へ傾動した場合に、領域Ｈが吸入行程として、領域Ｉが吐出行程として機能し、斜板面２６が正側へ傾動した場合に、領域Ｈが吐出行程として、領域Ｉが吸入行程として機能するように構成されている。
【００４４】
各第２弁孔５８には、第１外側油室５３と第２外側油室５４との間において、対応するシリンダ孔４３に連通する油路６９のモータポートＷが形成されている。
【００４５】
各第２弁孔５８には、スプール型の第２切替弁７０が前記プランジャ４４に対して平行となるように摺動自在に配置されている。第２切替弁７０は分配弁に相当する。第２切替弁７０の一端は、図１及び図２に示すようにその周部に巻装されたコイルスプリング７３の付勢力により、ヨーク３７の外周に設けられた円筒状のカム７１のカム面７２に対して常時当接されている。前記カム７１は弁作動機構及び分配弁との接当部材に相当する。
【００４６】
カム７１はヨーク３７の外周面に対してシリンダブロック２４の軸線Ｏ方向に摺動自在に嵌合されている。又、ヨーク３７の互いに１８０度反対位置には、一対のキー７４がシリンダブロック２４の軸線Ｏ方向に沿うように一体に固定されている。そして、カム７１はその内周面に設けた一対のガイド溝７５がキー７４に対してシリンダブロック２４の軸線Ｏ方向に摺動自在に嵌合されるとともに、同キー７４により、ヨーク３７に対して周方向への回動が不能にされている。この結果、カム７１は、ヨーク３７とともに、軸線Ｏを中心として一体回動可能にされている。
【００４７】
又、カム７１の内径は、出力ギヤ３９のフランジ３９ａの外径よりも小さくされ、カム７１はフランジ３９ａに対して係止可能にされている。すなわち、カム７１とフランジ３９ａとの係止位置がそれ以上の出力ギヤ３９側への移動が不能となったカム７１の第１変位位置Ｑ１とされている。フランジ３９ａは保持機構に相当し、フランジ３９ａとヨーク３７とにより支持部材が構成されている。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、カム７１の出力ギヤ側端面には、変位付与部材７６がケース１１に対して回動自在に支持されている。変位付与部材７６はカム７１の出力ギヤ側端面に当接可能な当接部７７と、同当接部７７に軸を介して一体連結されたウォームギヤ７８とから構成されている。当接部７７は図６（ｂ）に示すようにウォームギヤ７８の軸を中央にして一対のアーム７９，８０からなっており、ウォームギヤ７８の時計回り方向又は反時計回り方向の回転変位により、いずれか一方のアーム７９，８０がカム７１の出力ギヤ側端面に対して当接可能とされている。
【００４９】
本実施形態では、図６（ｂ）において、時計回り方向にウォームギヤ７８が回転したときに、アーム８０がカム７１の出力ギヤ側端面に当接して、基準位置Ｑ０に位置するカム７１を第２変位位置Ｑ２に移動する。又、図６（ｂ）において、基準位置Ｑ０にカム７１を位置させているアーム７９が時計回り方向にウォームギヤ７８が回転して、水平位置（図６（ｂ）の実線位置）に達したときに、アーム７９が基準位置Ｑ０に位置するカム７１から離間し、カム７１の第１変位位置Ｑ１への変位を許容する。すなわち、この場合には、コイルスプリング７３の付勢力により、カム７１は第１変位位置Ｑ１へ移動する。この第２変位位置Ｑ２と基準位置Ｑ０とは、第１変位位置Ｑ１からは、第２変位位置Ｑ２の方が基準位置Ｑ０よりも遠位に位置する。
【００５０】
前記ウォームギヤ７８には、ケース１１に対して回転自在に支持されたウォーム軸８１が噛合されている。同ウォーム軸８１は、図示しないアクチュエータに作動連結されている。前記アクチュエータが中立位置にあって、作動されていない状態では、当接部７７はカム７１に当接して、カム７１を基準位置Ｑ０に位置させている。そして、前記アクチュエータの正逆回動及びその回動量により、ウォームギヤ７８の回動量、ひいては、基準位置Ｑ０と第１変位位置Ｑ１間の移動量及び基準位置Ｑ０と第２変位位置Ｑ２間の移動量が決定されている。
【００５１】
ウォームギヤ７８とウォーム軸８１とにより、保持機構が構成されている。又、前記アクチュエータ、ウォーム軸８１、ウォームギヤ７８、当接部７７とにより、可変機構が構成されている。加えて、シリンダブロック２４、プランジャ４４、回転斜板面３６、第２切替弁７０、カム７１、及び可変機構とにより油圧モータＭが構成されている。
【００５２】
図１１には、カム７１のカムプロフィールを示している。なお、図１１において、カム面６２とカム面７２との相対位置は、カム７１がヨーク３７とともに回転するため変化するが、説明の便宜上、１つにまとめて図示している。
【００５３】
そして、シリンダブロック２４の相対回転に伴って、このカム７１のカム作用により、油圧モータＭには領域Ｊ、領域Ｋが付与されている。すなわち、複数個のプランジャ４４のうち、何れかは、領域Ｊに、何れかは領域Ｋに位置する。なお、図１１に示す領域Ｊ、領域Ｋは、カム７１が基準位置Ｑ０に位置している際の範囲を示している。
【００５４】
領域Ｊが受入行程として働く場合は、カム面７２により第２切替弁７０が、モータポートＷと第２外側油室５４とを連通させるとともに、第１外側油室５３とは不通状態にする。そして、領域Ｊでは、膨張作動（膨張行程）を行うプランジャ４４により、第２外側油室５４、モータポートＷ、油路６９を介してシリンダ孔４３に作動油が吸入される。
【００５５】
又、領域Ｋにおいては、領域Ｊとは反対に排出行程として働きシリンダブロック２４の相対回転に伴って、モータポートＷを第１外側油室５３に連通させるとともに、第２外側油室５４とは不通状態にする。そして、領域Ｋでは、収縮作動（収縮行程）を行うプランジャ４４により、シリンダ孔４３から、油路６９、モータポートＷを介して第１外側油室５３に作動油が排出（吐出）される。
【００５６】
また、本実施形態では、ポンプ側と対応して、領域Ｈが吸入行程の領域Ｉが吐出行程の場合には、領域Ｊは受入行程、領域Ｋは排出行程となり、領域Ｈが吐出行程、領域Ｉが吸入行程の場合には、領域Ｊは排出行程、領域Ｋは受入行程となる。
【００５７】
図１２は、カム７１のカム作用により、第２切替弁７０が切替作動されてモータポートＷが第１外側油室５３及び第２外側油室５４にそれぞれ連通する場合のカム７１とシリンダブロック２４の相対回転角度範囲を示している。又、図１３はカム７１とシリンダブロック２４の相対回転角度と、第１外側油室５３又は第２外側油室５４に連通した際に第２切替弁７０により開口されるモータポートＷの開口面積との関係を表す本実施形態の特性図である。なお、プラス（＋）側は、第１外側油室５３に連通時の開口面積を示し、マイナス（−）側は第２外側油室５４に連通時の開口面積を意味している。
【００５８】
（基準位置Ｑ０に位置する場合）
カム７１が基準位置Ｑ０に位置する場合、すなわち、図１０において、０≦Ｎout ≦２ＮE の場合には、両図１２，図１３に示すようにモータポートＷは０°〜１８０°までが第２外側油室５４に連通され、１８０°〜３６０°（＝０°）までは第１外側油室５３に連通される。
【００５９】
本実施形態では、基準位置Ｑ０に位置する際には、モータポートＷの第１外側油室５３との連通時と、第２外側油室５４との連通時の開口区間は互いに同じとなるようにカム面７２が設定されている。
【００６０】
（第１変位位置Ｑ１〜Ｑ０に位置する場合）
カム７１が第１変位位置Ｑ１側に位置する場合、すなわち、図１０において、Ｎout ＞２ＮE の場合には、図１２及び図１３に示すようにモータポートＷは、数度〜１５０°までが第２外側油室５４に連通され、１５０°〜数度までは第１外側油室５３に連通される。すなわち、領域Ｊは、基準位置Ｑ０にカム７１が位置するときよりもその領域（開口区間）が狭くなるように、逆に領域Ｋが広がるようにカム７１のカム面７２が設定されている。
【００６１】
このように領域Ｊ，Ｋの開口区間を変化させることにより、受入行程を縮小して、ポンプ行程容積に対して相対的に油圧モータＭの行程容積を小量とし、最終的にはＱ１の位置でＶMmaxに対して０．５ＶMmaxとなるように領域Ｊ，Ｋの配分を設定している。
【００６２】
（第２変位位置Ｑ０〜Ｑ２に位置する場合）
カム７１が第２変位位置Ｑ２側に位置している際、いわゆる後進時、図１０において、Ｎout ＜０の場合には、図１２及び図１３に示すようにモータポートＷは、３４０数度〜２４０数度までが第２外側油室５４に連通され、２４０数度〜３４０数度までは第１外側油室５３に連通される。この場合、領域Ｊは、基準位置Ｑ０にカム７１が位置するときよりもその領域（区間）が広くなるように、領域Ｋが狭くなるようにカム７１のカム面７２が設定されている。
【００６３】
そうすることで、ポンプ行程容積に対して相対的にモータ行程容積を少量とし、最終的にはＱ２の位置でＶMmaxに対して０．５ＶMmaxになるように領域Ｊ，Ｋの配分を設定している。
【００６４】
シリンダ孔３３、シリンダ孔４３、第１外側油室５３、第２外側油室５４、第１弁孔５７、第２弁孔５８、油路５９、油路６９、ポンプポートＵ及びモータポートＷとにより、油圧閉回路が構成されている。
【００６５】
前記第１外側油室５３と第２外側油室５４との間には図４、図５及び図７に示すようにシリンダブロック２４の軸線Ｏに沿うように連通路８２、８３が形成されている。連通路８２内には、第１外側油室５３側に設けた弁座８４を開閉するリリーフ弁８５が設けられ、連通路８２内に内装したコイルスプリング８６により、同弁座８４を閉鎖している。そして、第１外側油室５３内の作動油の油圧がコイルスプリング８６のバネ圧よりも高いときに、リリーフ弁８５が弁座８４を開放して第１外側油室５３と第２外側油室５４間を連通する。
【００６６】
連通路８３内には、第２外側油室５４に設けた弁座８７を開閉するリリーフ弁８８が設けられ、連通路８３内に内装したコイルスプリング８９により、同弁座８７を閉鎖している。そして、第２外側油室５４内の作動油の油圧がコイルスプリング８９のバネ圧よりも高いときに、リリーフ弁８８が弁座８７を開放して第２外側油室５４と第１外側油室５３間を連通する。
【００６７】
前記油圧閉回路に作動油をチャージするために、入力軸１２内には軸線Ｏに沿って軸孔９０が穿設されている。軸孔９０は、スリーブ２０の大径部２０ａにおいて、半径方向に導入油路９１を有しており、同導入油路９１は大径部２０ａに半径方向に穿設された油路９２及び大径部２０ａの外周面に形成された周溝９３に連通されている。支持板１３には周溝９３に連通する油路９４が設けられ、油路９４内には、図示しないチャージポンプから作動油が満たされている。
【００６８】
入力軸１２において、第１内側油室５１及び第２内側油室５２と相対する部分には、軸孔９０に連通可能な弁座を開閉する一対のチャージ弁９５（逆止弁）が配置されている。同チャージ弁９５は油圧閉回路が作動油で満たされるまで開口して、軸孔９０内の作動油を油圧閉回路に供給する。又、同チャージ弁９５は作動油が軸孔９０へ逆流するのを防止する。
【００６９】
（作用）
さて、上記のように構成された油圧モータＭの作用の説明を、油圧式無段変速装置Ｔの作用とともに説明する。
【００７０】
なお、説明の便宜上、エンジンＥＧのクランク軸から入力軸１２に付与される入力回転数ＮE は一定のものとして説明する。
（出力回転数Ｎout がＮE の場合）
図８に示すシフトレバー９７がＦ領域内の中間付近位置に操作した場合、クレイドル２７を介して斜板面２６を直立位置に位置させる。この状態では、カム７１と当接部７７のアーム７９とは当接しており、このときのカム面７２は図１１に示す基準位置Ｑ０に位置している。
【００７１】
この状態においては、エンジンＥＧの駆動力により入力軸１２を介してシリンダブロック２４が正方向へＮE で回転するが、斜板面２６は入力軸１２の軸線Ｏに対して直立位置の中立状態にある。油圧ポンプＰのプランジャ３４は斜板面２６によっては往復動されず、従って、この状態では油圧閉回路内を作動油が循環しない。このため、油圧モータＭ側においては各プランジャ４４の突出端がストローク運動ができない状態でシュー４５を介して回転斜板面３６に当接係合するため、シリンダブロック２４と回転斜板面３６とは直結状態となり、一体回転する。すなわち、この状態は、入力軸１２と出力ギヤ３９とが直結状態となる。この回転斜板面３６に付与された正方向への回転は、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９、入力ギヤ１０を介して終減速装置へ伝達される。
【００７２】
前記斜板面２６が直立位置に位置している場合には、図１０に示すようにポンプ／モータ行程容積は０となり、出力回転数Ｎout （出力ギヤ３９の回転数）は入力回転数ＮE となる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、この出力回転数Ｎout （出力ギヤ３９の回転数）が入力回転数ＮE と同じ回転数のときを含めた、すなわち、無段変速装置Ｔの入力軸１２と出力ギヤ３９とが直結状態のときを含めた前後の範囲をこの農作業用車両の主作業走行領域に設定している。例えば、図１４に示すように本実施の形態の農作業用車両が耕運機の場合、走行速度が５ｋｍ／ｈ〜８km／ｈを主作業域の走行速度範囲であるとしており、この走行速度範囲内において、前記直結状態となるように出力回転数Ｎout （出力ギヤ３９の回転数）がＮE となるように設定されている。
【００７４】
（出力回転数Ｎout がＮE と２ＮE の間の場合）
図８に示すシフトレバー９７をＦ領域内において、前記中間位置よりもＮ位置を基準として遠位位置に操作した場合、クレイドル２７を介して斜板面２６を図１，２で示すように、負側に傾動して負の最大傾動角度位置と直立位置との間の領域に位置させる。
【００７５】
この場合、エンジンＥＧの駆動力により入力軸１２を介してシリンダブロック２４がＮE で回転する。すると、油圧ポンプＰでは領域Ｉにあるプランジャ３４はその吐出動作により、ポンプポートＵから第２外側油室５４に作動油を圧送する。
【００７６】
そして、領域Ｈは、吸入行程として働き、プランジャ３４は、この領域を通過する間に、第１外側油室５３からポンプポートＵ、油路５９を介してシリンダ孔３３に作動油を吸入する。
【００７７】
なお、吐出行程として働く領域Ｉにあるプランジャ３４が第２外側油室５４に作動油を吐出する量と、吸入行程として働く領域Ｈにあるプランジャ３４が第１外側油室５３からシリンダ孔３３に作動油を吸入する量は斜板面２６の正方向への傾動角度が大きくなるにつれ、増大する。
【００７８】
第２外側油室５４に圧送された高圧の作動油は、モータポートＷと連通している第２弁孔５８を介して受入行程として働く領域Ｊにあるプランジャ４４のシリンダ孔４３に吸入される。一方、排出行程として働く領域Ｋにあるプランジャ４４によりそのシリンダ孔４３内の作動油は、第１外側油室５３へ排出（吐出）される。
【００７９】
この結果、シリンダブロック２４が入力軸１２を介して駆動される回転数ＮE と、領域Ｊに位置するプランジャ４４の回転斜板面３６への突出押圧作用による正方向の回転数との和により、回転斜板面３６は回転される。この回転斜板面３６に付与される正方向の回転は、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９、入力ギヤ１０を介して終減速装置へ正方向の回転として伝達され、増速作用を行う。
【００８０】
このとき、斜板面２６が直立位置から負の最大傾動角度位置へと変位すると、図１０においてポンプＰの行程容積は０からＶP へと増加し、それに応じて出力回転数Ｎout はＮE から２ＮE へと増速する。
【００８１】
なお、出力回転数Ｎout がＮE から２ＮE に変化するときの油圧モータのモータ行程容積はＶMmaxのままである。又、本実施形態ではＶPmax＝ＶMmaxとしている。
【００８２】
（出力回転数Ｎout が２ＮE を越える場合）
前進高速にしたい場合、すなわち、図８に示すシフトレバー９７をＦ領域内において、前記遠位位置よりもさらに反Ｎ位置側へ操作した場合、クレイドル２７を介して斜板面２６を負の最大傾動角度位置に位置させる。このとき、油圧ポンプＰの行程容積ＶP はＶPmaxとなる。そして、図示しないアクチュエータを作動させ、基準位置Ｑ０に位置するカム７１を基準位置Ｑ０と第１変位位置Ｑ１との間に移動する。
【００８３】
例えば、カム７１が第１変位位置Ｑ１に位置すると、図１２及び図１３に示すようにモータポートＷは、数度〜１５０°までが第２外側油室５４に連通され、１５０°〜数度までは第１外側油室５３に連通される。すなわち、領域Ｊは、基準位置Ｑ０にカム７１が位置するときよりもその領域（区間）が狭くなる。
【００８４】
この結果、油圧ポンプＰの行程容積ＶPmaxに対して、油圧モータＭの行程容積が相対的小さくなるので、油圧モータＭでは、これを補うため油圧モータＭのプランジャ４４の往復速度が早くなる。このため、領域Ｊに位置するプランジャ４４の回転斜板面３６への突出押圧作用によって正方向の回転数が増大し、その増大した回転数と、シリンダブロック２４の正方向の回転数との和により、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９が正方向へ出力回転数が２ＮＥのときよりも増速回転される。
【００８５】
又、回転斜板面３６に付与された回転トルクは、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９、入力ギヤ１０を介して終減速装置へ伝達される。
このとき、図１０においてポンプＰの行程容積は前述したように一定量のＶPmaxであり、一方、油圧モータＭの行程容積はＶMmaxから０．５ＶMmaxへと変化する。その結果、ＶPmax＝ＶMmaxであるため、それに応じて出力回転数Ｎout は２ＮE から３ＮE へと増速する。
【００８６】
（出力回転数Ｎout が０とＮE の間の場合）
図８に示すシフトレバー９７をＦ領域内において、前記中間位置よりもＮ位置側に操作した場合、クレイドル２７を介して斜板面２６を正側に傾動して正の最大傾動角度位置と直立位置との間の領域に位置させる。
【００８７】
この場合、斜板面２６が正方向へ傾動するため、エンジンＥＧの駆動力により入力軸１２を介してシリンダブロック２４が回転すると、油圧ポンプＰにおいて図１１で領域Ｈは、シリンダ孔３３から、油路５９、ポンプポートＵを介して第１外側油室５３に作動油を吐出する吐出行程となる。又、領域Ｉは第２外側油室５４から、ポンプポートＵ、油路５９を介してシリンダ孔３３に作動油が吸入される吸入行程となる。
【００８８】
なお、この図１１で領域Ｈにあるプランジャ３４が第１外側油室５３に作動油を吐出する量と、図１１で領域Ｉにあるプランジャ３４への第２外側油室５４からの作動油の吸入量は斜板面２６の正方向への傾動角度が大きくなるにつれ、増大する。
【００８９】
一方、油圧モータＭでは第１外側油室５３側の作動油は、モータポートＷと連通している第２弁孔５８を介して図１１で領域Ｋにあるプランジャ４４のシリンダ孔４３に受入される。又、図１１で領域Ｊにあるプランジャ４４によりそのシリンダ孔４３内の作動油は、第２外側油室５４へ排出される。
【００９０】
この結果、油圧モータＭのこの時の領域Ｋに位置するプランジャ４４の回転斜板面３６への突出押圧作用により、前記「出力回転数Ｎout がＮE と２ＮE の間及び２ＮE を越える場合」とは逆方向の回転を与える。従って、前記逆方向の回転数と、シリンダブロック２４の正方向の回転数との和により、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９が回転される。このときの回転数の和は、逆方向の回転数分減少した正方向の回転数となるため、出力回転数Ｎout は「出力回転数Ｎout がＮE の場合」に比較して小さくなる。
【００９１】
本実施形態では、このとき、斜板面２６が直立位置から正の最大傾動角度位置側へと変位すると、図１０においてポンプＰの行程容積は０から−ＶPmax（前記「−」はポンプポートＵから第１外側油室５３に吐出される場合を意味している。）側へと増加し、それに応じて出力回転数Ｎout はＮE から０へと減速する。
【００９２】
なお、このときの出力回転数Ｎout がＮE から０に変化するときの油圧モータＭの１回転当たりの行程容積−ＶMmaxのままである。（前記「−」は、第１外側油室５３からモータポートＷへ吸入される場合を意味している。）
（出力回転数Ｎout が０の場合）
次に、シフトレバー９７をＮ位置に操作した場合、クレイドル２７を介して斜板面２６を正の最大傾動角度位置に位置させる。
【００９３】
この場合、本実施形態ではポンプＰの行程容積は−ＶPmaxと固定される。
この結果、−ＶPmax＝−ＶMmaxであるので前記逆方向の回転数と、シリンダブロック２４が入力軸１２を介して駆動される回転数ＮE とが釣り合い、すなわち、回転数の和は０（出力回転数Ｎout は０）となり、出力ギヤ３９は停止する。
【００９４】
（出力回転数Ｎout が０未満の場合）
次に、後進したい場合、すなわち、図８に示すシフトレバー９７をＲ領域に操作した場合、クレイドル２７を介して斜板面２６を正の最大傾動角度位置に位置させる。このとき、ポンプＰの行程容積は−ＶPmaxと固定される。そして、基準位置Ｑ０に位置するカム７１を基準位置Ｑ０と第２変位位置Ｑ２との間に移動する。
【００９５】
例えば、カム７１が第２変位位置Ｑ２に位置すると、図１２及び図１３に示すようにモータポートＷは、３４０数度〜２４０数度までが第２外側油室５４に連通され、２４０数度〜３４０数度までは第１外側油室５３に連通される。すなわち、２ＮE を越える場合と逆に領域Ｊは、基準位置Ｑ０にカム７１が位置するときよりもその領域（区間）が広くなるように、領域Ｋが狭くなる。
【００９６】
この結果、ポンプ行程容積の−ＶPmaxに対してモータＭの行程容積が相対的に小さくなるので、油圧モータＭでは、これを補うため油圧モータＭのプランジャ４４の往復速度が早くなる。このため、領域Ｊに位置するプランジャ４４の回転斜板面３６への突出押圧作用によって逆方向の回転数が増大し、その増大した逆方向の回転数と、シリンダブロック２４の正方向の回転数との和により、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９が逆方向へ回転される。
【００９７】
又、増大した逆方向の回転トルクは、ヨーク３７、フランジ３９ａ、出力ギヤ３９、入力ギヤ１０を介して終減速装置へ伝達される。
なお、本実施形態では、このとき、図１０においてポンプＰの行程容積は前述したように一定量の−ＶPmaxであり、一方、油圧モータＭの行程容積は−ＶMmaxから−０．５ＶMmaxへと変化するように設定されている。又、それに応じて出力回転数Ｎout は０から後進方向に増速する。
【００９８】
本実施の形態の油圧モータＭによれば以下のような効果を得ることができる。
（１） 本実施の形態では、油圧モータＭは、シリンダブロック２４内の複数のシリンダ孔４３（プランジャ孔）に挿入されたプランジャ４４群と、シリンダ孔４３に流れる作動油の流量に応じてプランジャ４４群にて作動されて相対回転する回転斜板面３６と、各シリンダ孔４３に対する作動油の吸入、吐出を制御する第２切替弁７０（弁）群と、第２切替弁７０群をシリンダブロック２４の回転に応じて作動するカム７１（弁作動機構）を設けた。又、カム７１には、第２切替弁７０群の受入・排出行程を切り替えるアクチュエータ、ウォーム軸８１、ウォームギヤ７８、及び当接部７７（可変機構）を設け、この可変機構の作動により、プランジャ４４の膨張速度を可変するようにした。
【００９９】
この結果、一般のモータ構造として使用できると共に、本モータ単独で出力軸を可変とできる。
（２） 本実施の形態では、第２切替弁７０を、各プランジャ４４と対応して平行に設けたスプール型の分配弁とし、カム７１は回転斜板面３６と一体に回転するとともに、シリンダブロック２４の軸線に沿って変位自在に配置した分配弁との接当部材とした。この結果、カム７１は、回転斜板面３６と一体に回転し、シリンダブロック２４の軸線に沿って変位する。第２切替弁７０は、カム７１のカム作用により、変位する結果、第２切替弁７０の受入・排出行程が変更できる。
【０１００】
（３） 本実施の形態では、カム７１は、シリンダブロック２４の軸線方向において、基準位置Ｑ０，第１変位位置Ｑ１，第２変位位置Ｑ２位置間を変位自在に設け、カム７１を変位した位置にて保持するウォームギヤ７８、及びウォーム軸８１（保持機構）を設けた。
【０１０１】
このため、カム７１は特に第１変位位置Ｑ１，第２変位位置Ｑ２の位置のうち、いずれかに位置すると、その位置において、保持できる。カム７１の各位置において安定したカム作用を第２切替弁７０に付与することができる。
【０１０２】
又、第１変位位置Ｑ１では、フランジ３９ａが保持機構として機能し、カム７１を、コイルスプリング７３の付勢力によってフランジ３９ａ側に押圧保持している。このため、第１変位位置Ｑ１においても、安定したカム作用を第２切替弁７０に付与することができる。
【０１０３】
（４） 本実施の形態では、カム７１の内径は、出力ギヤ３９のフランジ３９ａの外径よりも小さくし、カム７１はフランジ３９ａに対して係止可能にしている。そして、カム７１がフランジ３９ａに当接することにより、カム７１は第１変位位置Ｑ１に位置する。従って、位置決めのためのフランジ３９ａにカム７１が当接することにより、カム７１を第１変位位置Ｑ１に位置させることができる。
【０１０４】
なお、上記各実施形態は以下のような他の実施形態に変更して具体化してもよい。
・又、油圧モータを可変とする為に、受入行程として機能する領域を狭くしたが排出行程として機能する領域を狭くすることも出来る。
【０１０５】
・本実施形態の油圧モータＭを図１５に示すような、油圧式無段変速装置に採用してもよい。即ち、この構成は、可変容量油圧ポンプＰ１と、油圧モータＭとから構成されており、可変容量油圧ポンプＰ１と、油圧モータＭとの間には、油圧閉回路を形成している。可変容量油圧ポンプＰ１から吐出された作動油は油圧モータＭに送出され、油圧モータＭを作動した後、油圧閉回路を介して再度、可変容量油圧ポンプＰ１に戻るようにしている。エンジンＥＧの出力軸は前記可変容量油圧ポンプＰ１に連結され、油圧モータＭの出力軸と、図示しない終減速装置との間には、減速機構Ｇａが設けられている。このように構成すると、上記の油圧式無段変速装置の構造がシンプルになると共に、コンパクト化できる。
【０１０６】
次に、上記実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（イ） 前記分配弁との接当部材は、同分配弁との接当部材の側端面に当接可能な当接部を有する変位付与部材の回動量により位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の油圧モータ。このようにすると、変位付与部材の回動量で、分配弁との接当部材を位置決めできる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項の発明によれば、可変機構の作動により、弁はストローク量が同じままで、弁の全体のストローク位置がシフトできるため、弁作動機構が弁群の受入・排出行程を変更できる。この結果、プランジャ孔に対する作動油の行程容積が変更され、容量可変を行うことができる。
【０１１０】
とくに、請求項３に記載の発明によれば、位置決めのための保持機構に接当部材が当接することにより、分配弁との接当部材の１つの基準位置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した実施の形態の無段変速装置の断面図であり、図４のＥ−Ｅ線断面図。
【図２】同じく無段変速装置の油圧ポンプ側の要部断面図。
【図３】同じく無段変速装置の油圧モータ側の要部断面図。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】（ａ）は図１のＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は当接部の作用を示す説明図。
【図７】図４のＤ−Ｄ線断面図。
【図８】シフターの平面図。
【図９】本実施の形態の無段変速装置の概念図。
【図１０】同じくポンプ／モータ吐出量と出力回転数とを表した特性図。
【図１１】カム６１，７１のカム作用を示す説明図。
【図１２】カム作用によるモータポートが開口するタイミングを示す説明図。
【図１３】カム７１の回転角度に対するモータポートの開口面積の変化を示す説明図。
【図１４】車速と、各種作業車両の負荷トルクとの関係を示す分布図。
【図１５】他実施の形態の油圧式無段変速装置の概念図。
【符号の説明】
２４…シリンダブロック、３６…回転斜板面、３９ａ…フランジ、
４３…プランジャ孔としてのシリンダ孔、４４…プランジャ、
７０…弁及び分配弁としての第２切替弁、
７１…弁作動機構及び接当部材としてのカム、Ｍ…油圧モータ。

Claims (3)

1. シリンダブロック内の複数のプランジャ孔に挿入されたプランジャ群と、前記シリンダブロックの軸線方向に対して傾斜角が固定された回転斜板面を有するとともに前記プランジャ孔に流れる作動油の流量に応じてプランジャ群にて作動されて相対回転する斜板部材と、各プランジャ孔に対する作動油の受入、排出を制御する弁群と、前記シリンダブロックと前記斜板部材との相対回転に応じて前記弁群を作動させる弁作動機構とを備えた油圧モータにおいて、
   前記弁は、前記シリンダブロックの軸線方向と平行に設けたスプール型の分配弁であり、
   前記弁作動機構は、前記斜板部材に支持されるとともに前記分配弁に当接する接当部材と、該接当部材をシリンダブロックの軸線方向において変位自在に可動させる可変機構とを備え、該可変機構が前記接当部材の位置を変位させて前記弁群の受入・排出行程を変化させることにより、前記プランジャ孔に流れる作動油の流量を変化させることを特徴とする油圧モータ。
2. 前記可変機構は、前記接当部材における前記分配弁とは逆側の端面に当接可能な当接部と、該当接部を回動させることで前記接当部材の位置を変位させる変位部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の油圧モータ。
3. 前記接当部材を変位した位置にて保持する保持機構を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧モータ。

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