JP4605605B2 - 油圧式無段変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ポンプ及び油圧モータから構成される油圧式無段変速装置に関し、より詳細には、油圧ポンプ及び／又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を制御する油圧式無段変速装置に関する。

従来から、油圧ポンプ及び油圧モータから構成される油圧式無段変速装置（以下、「ＨＳＴ」（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とする。）に関しては、油圧サーボ機構によって、可変容積型の油圧ポンプや油圧モータの可動斜板を傾動制御して容量調整を行う構成のものが公知となっている。この油圧サーボ機構については、油圧ポンプやＨＳＴに取り付けられた電磁弁によって、油圧ポンプの回転数の増加に比例して自動的に可動斜板を傾動させる機構（オートモーティブ制御）や、油圧ポンプの可動斜板をＨＳＴの外部に装着される変速操作レバーによって操作する機構（マニュアルサーボ制御）等が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に開示されているＨＳＴにおいては、油圧ポンプに対して、その可動斜板に連動する変速シリンダを変速バルブによって切り換え、可動斜板を傾動させる油圧サーボ機構が備えられている。また、油圧モータに対しては、その可動斜板に作用する切換シリンダを電磁切換弁によって切り換え、可動斜板の傾斜状態を選択切換えするサーボ機構が備えられている。

このような油圧サーボ機構の具体的な構成として、次のようなものがある。すなわち、シリンダ室に摺動可能に収納されるピストンに摺動部材（スプール）を内装して斜板角度制御バルブを構成し、スプールのピストンとの相対位置変更により、シリンダ室内におけるピストンの摺動方向両側に形成される受圧室のいずれかに圧油を供給してピストンを摺動させることで、該ピストンに連結される可動斜板を傾動させるものである。そして、このような構成において、スプールは、ＨＳＴ車両の運転部に設けられる変速ペダル等の変速操作具に連動連結されて移動（位置変更）される。また、前記受圧室に供給される圧油には、エンジンにより駆動される油圧ポンプ（チャージポンプ）によりＨＳＴに供給されるチャージ圧油が用いられる。
特開２００４−１１７６９号公報

前記のようにピストンに斜板角度制御バルブが構成され、チャージ圧油が供給されて作動する油圧サーボ機構においては、次のような問題があった。すなわち、斜板角度制御バルブにおけるスプールの移動によりチャージ圧油が受圧室に導かれて、この油圧によりピストンが摺動するところ、エンジンが停止すると、斜板角度制御バルブにチャージ圧油が供給されないこととなる。このため、エンジン停止時において、前記変速操作具の操作によりスプールは可動斜板の中立位置に対応する位置にされたとしても、ピストンはスプールの位置に対応せず位置決めがされない状態となる。

このように、エンジン停止時にピストンが位置決めされないと、可動斜板の傾動位置も定まらないこととなる。このため、例えばＨＳＴ車両が坂道などでエンジン停止された場合、車両を確実に停止させることができないことがあった。この問題を解決するため、油圧サーボ機構へのチャージ圧の供給が止まるエンジン停止時に、ピストンを前進側の最大傾斜位置（最大斜板位置）とするように付勢する弾性部材を設け、これによりエンジン停止時の受圧室の油密を確保し、ピストンを位置決めさせてブレーキ力を得る構成が考えられていた。しかし、このような構成においては、エンジン停止時におけるピストンの位置決めされない状態は回避できるものの、ピストンが弾性部材により付勢され前進側の最大斜板位置にある状態でエンジンが再始動されると、始動モータ等によるクランキング時にチャージ圧が十分に上がる前に前進駆動トルクが発生するため、これがピストンの位置決めによるブレーキ力を超えてしまい、車両の微速発進が発生することがあった。つまり、変速操作具は中立位置（速度０）にあるにも係わらず、エンジン始動時に意図しない微速発進が発生することがあった。このようなエンジン始動時における微速発進は安全性の観点から好ましくない。

また、ＨＳＴが遊星歯車機構とともにＨＭＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を構成して用いられる場合、エンジンの駆動力が遊星歯車機構を介してＨＳＴに伝達されることから、遊星歯車機構の回転と油圧ポンプの駆動軸の回転とが同期してしまう場合などに、油圧ポンプの可動斜板の角度にＨＳＴが空転する角度が生じることとなる。エンジン停止時にピストンが、ＨＳＴが空転する斜板角度に対応する位置にあると、坂道での車両の確実な停止を妨げることとなる。

そこで、本発明の目的は、斜板角度制御バルブによりチャージ圧を供給することでピストンを摺動させ、該ピストンに連結する可動斜板を傾動制御する構成の油圧サーボ機構を備える構成において、エンジン始動時における微速発進を防止するとともに、坂道などにおける車両の停車を確実にすることができる油圧式無段変速装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、可変容積型とした油圧ポンプ（１０）と、シリンダ室（２４）に摺動可能に収納されるピストン（２１）内に、更に他の摺動部材としてのスプール（２２）を内装して、前記油圧ポンプ（１０）の斜板角度制御バルブ（２３）を構成する油圧サーボ機構（２）とを備え、前記油圧サーボ機構（２）は、前記であるスプール（２２）の前記ピストン（２１）との相対位置変更により、前記シリンダ室（２４）内における前記ピストン（２１）の摺動方向両側に形成される受圧室（２０ａ・２０ｂ）のいずれかに圧油を供給して、該ピストン（２１）を摺動させることで、該ピストン（２１）に連結される前記油圧ポンプ（１０）の可動斜板（１０ａ）を傾動させて、該油圧ポンプ（１０）の容積を変更する構成の油圧式無段変速装置であって、前記受圧室（２０ａ・２０ｂ）に導かれる圧油を供給するチャージポンプ（５０）を駆動させるエンジン（１５）の停止時に、前記可動斜板（１０ａ）の中立位置に対応する位置にある前記摺動部材に対して、前記ピストン（２１）を前記受圧室（２０ａ・２０ｂ）への圧油の供給が停止される中立位置とする位置決め手段（８９）を、前記受圧室（２０ａ・２０ｂ）の少なくとも一方に設け、該位置決め手段（８９）は、弾性部材としてのバネ（９１）と、バネ受け（９２）と、該バネ受け（９２）と前記ピストン（２１）とを係止させる止め輪（９３）とにより構成し、該バネ受け（９２）は、その鍔部（９２ａ）を該止め輪（９３）に当接させた状態で、前記ピストン（２１）の筒状突部（２１ｆ）の先端よりも突出する構成とし、該バネ受け（９２）の突出する部分（９２ｂ）が、前記シリンダ室（２４）の面（２４ａ）に当接可能としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、エンジンが停止された際、斜板角度制御バルブにチャージ圧がかからなくなった時点で、ピストンが中立位置付近に移動され位置決めされることとなる。これにより、エンジンの再始動時における車両の微速発進を防止することができるとともに、坂道などにおける停車を確実にすることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。本発明に係る油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）は、トラクタ等の農作業用の作業車両やローダ作業機を備える作業車両等に用いられるものである。以下においては、ＨＳＴがローダ作業機を備える作業車両に搭載される場合について説明する。

まず、本発明に係るＨＳＴ１の全体構成について、図１〜図４を用いて説明する。図１及び図２に示すように、ＨＳＴにおいては、いずれも可変容積型に構成される油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１をハウジング１２内に内包している。ハウジング１２には、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１の他に、これらの可動斜板１０ａ・１１ａの斜板角度を調整して、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１それぞれの出力回転を制御する機構としての油圧サーボ機構２・１０２、中立位置保持機構３（最大斜板位置保持機構１０３）及び負荷制御機構４・１０４等が設けられている。すなわち、油圧ポンプ１０に対しては、油圧サーボ機構２、中立位置保持機構３及び負荷制御機構４が設けられ、油圧モータ１１に対しては、油圧サーボ機構１０２、最大斜板位置保持機構１０３及び負荷制御機構１０４が設けられている。

以下、特に断りのない場合には、油圧ポンプ１０側の油圧サーボ機構２及び中立位置保持機構３等について説明する。すなわち、本実施例においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１に対してそれぞれ設けられるこれらの構成（油圧サーボ機構２・１０２、中立位置保持機構３（最大斜板位置保持機構１０３））は略同一となっている。また、本実施例においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１がいずれも可変容積型に構成されている場合について説明するが、これに限定されず、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１のうち一方が可変容積型であり他方が固定容積型であってもよい。

図２に示すように、油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１は、前記のとおりハウジング１２に内包されるとともに、油路板５の同一面において上下に略平行に並設されている。油路板５には、閉回路を構成する一対のメイン油路１３ａ・１３ｂ（以下、これらを総称してあるいはいずれか一方を指して「メイン油路１３」ともいう。）が形成されており（図３参照）、このメイン油路１３を介して油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とが流体的に接続されている。

可変容積型の油圧ポンプ１０は、可動斜板１０ａを備え、駆動軸１０ｂ、シリンダブロック１０ｃ及び複数のプランジャ１０ｄ等により構成される。駆動軸１０ｂは、ＨＳＴ１の入力軸となり、油路板５に挿嵌されるとともにハウジング１２に支承され、エンジン１５（図１０参照）からの動力が入力される。シリンダブロック１０ｃは、駆動軸１０ｂに相対回転不能に嵌設され該駆動軸１０ｂと共に回動する。プランジャ１０ｄは、シリンダブロック１０ｃに穿設される複数のシリンダ孔に気密的に付勢バネを介して摺接可能に収容される。可動斜板１０ａは、ハウジング１２に傾動可能に支持されてプランジャ１０ｄを往復駆動させる斜板カムとして作用し、プランジャ１０ｄの摺動量を規制する。また、シリンダブロック１０ｃと油路板５との間には、駆動軸１０ｂが挿嵌される弁板１０ｅが介装されている。

このような構成の油圧ポンプ１０において、シリンダブロック１０ｃ内の複数のプランジャ１０ｄが可動斜板１０ａに当接しながら回転することにより、油路板５内に形成されるメイン油路１３を介して圧油が油圧モータ１１へ搬送される。可動斜板１０ａは、その板面の、駆動軸１０ｂの軸線方向に対する角度を変更可能に構成されている。そして、可動斜板１０ａの板面が駆動軸１０ｂの軸線方向に対して垂直であるときは、駆動軸１０ｂが回転駆動されても油圧モータ１１に圧油が搬送されることがない中立位置状態である。同じく可動斜板１０ａの板面が駆動軸１０ｂの軸線方向に対して垂直の状態から傾動することにより、駆動軸１０ｂの回転駆動に連動して油圧モータ１１に圧油が搬送される。ここで、可動斜板１０ａの傾動角度が調節されることにより、駆動軸１０ｂが一回転する間に搬送される圧油の量が調節され、油圧ポンプ１０の作動油の吐出量が調節可能に構成されている。これにより、後述する油圧モータ１１の駆動軸１１ｂの回転数及び回転方向が調節される。

可変容積型の油圧モータ１１は、油圧ポンプ１０と同様に、可動斜板１１ａを備え、駆動軸１１ｂ、シリンダブロック１１ｃ及び複数のプランジャ１１ｄ等により構成される。駆動軸１１ｂはＨＳＴ１の出力軸となり、該ＨＳＴ１を介したエンジン１５の動力が駆動軸１１ｂから出力される。ここで、可動斜板１１ａ、シリンダブロック１１ｃ、プランジャ１１ｄ及び弁板１１ｅについては、油圧ポンプ１０と略同一の構成であるため、その説明を省略する。すなわち、油圧モータ１１においては、可動斜板１１ａの傾動角度が調整されることにより、該油圧モータ１１への圧油の吸入量が調節可能に構成されている。ただし、油圧モータ１１の可動斜板１１ａは、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが最大傾斜位置に到達しないか、到達してもそれ以上の増速操作をしない限りは、最大傾斜位置（油圧モータ１１の最大容量状態）で保持される構成となっている。

このような構成により、エンジン１５の駆動力が油圧ポンプ１０の駆動軸１０ｂに入力されることで該油圧ポンプ１０が駆動される。この油圧ポンプ１０の駆動により吐出される作動油が、油路板５内のメイン油路１３を介して油圧モータ１１へ供給される。この作動油の給排により油圧モータ１１が駆動され、油圧モータ１１の駆動力がその駆動軸１１ｂに伝達される。そして、ＨＳＴ１の変速（増速）に際しては、油圧ポンプ１０の最大容量状態到達後、即ち可動斜板１０ａの最大傾斜状態到達後に、最大傾斜位置にある油圧モータ１１の可動斜板１１ａが油圧モータ１１の容量減少側（中立位置側）へと傾動される。

次に、油圧サーボ機構２について説明する。図１、図２、図４及び図６に示すように、ＨＳＴ１においては、油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とが上下（左右であってもよい）に並設されており、油圧ポンプ１０の一側方には油圧ポンプ１０用の油圧サーボ機構２が設けられ、油圧モータ１１の一側方であって油圧ポンプ１０用の油圧サーボ機構２の下方には、油圧モータ１１用の油圧サーボ機構１０２が設けられる。

油圧サーボ機構２は、ピストン２１と、該ピストン２１の内部に配置される摺動部材としてのスプール２２を備える斜板角度制御バルブ２３等とから構成される。これらはＨＳＴのハウジング１２内部に一体的に収納されている。斜板角度制御バルブ２３の構成は、具体的には、ハウジング１２内であって油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの側部にシリンダ室２４が形成されており、このシリンダ室２４内にピストン２１が摺動自在に収納されている。ピストン２１の側面には、可動斜板１０ａの側部より突設されるピン軸２５が嵌合されている。ピストン２１の軸心部には貫通孔２１ｃが開口されており、この貫通孔２１ｃ内にスプール２２が摺動自在に嵌装されている。

ピストン２１には、シリンダ室２４におけるピストン２１上方に形成される受圧室２０ａに連通する油路２１ｄとピストン２１下方に形成される受圧室２０ｂに連通する油路２１ｅとが形成されている（図１１及び図１３参照）。このピストン２１に形成される油路同士が、摺動するスプール２２によって連通又は遮断されて、連通時に、ピストン２１の上下の受圧室２０ａ・２０ｂ（シリンダ室２４）間を圧油が送油され、ピストン２１が上下方向に摺動するように構成されている。また、ピストン２１の貫通孔２１ｃの両端開口部には、キャップ部材８６が嵌合されており、一方（本実施例では上方）のキャップ部材８６とスプール２２との間にバネ８７が介装されている。このバネ８７により、受圧室２０ａ・２０ｂからの油圧を含めたスプール２２とピストン２１との相対的な位置関係が調整される。スプール２２の下部外周には嵌合溝２６が設けられており、この嵌合溝２６に油圧サーボ機構２（のスプール２２）の変速駆動部材としてのピン２７の一端部２７ａが嵌合されている。ピン２７の他端部２７ｂは、後述する中立位置保持機構３等を構成する捩じりバネ２８により挟持されている。ピン２７の一端部２７ａは、ハウジング１２及びピストン２１の側面に形成される開口１２ａ及び開口２１ａからハウジング１２内部に挿入され、上述したように嵌合溝２６に嵌合する。

図４及び図５に示すように、ピン２７は、ハウジング１２内において、該ハウジング１２の一側に付設される負荷制御機構４・１０４（後述）を構成するシリンダ４０に支承される回動軸３８に対して支持アーム３８ａを介して回動自在に支持されている。つまり、ピン２７は、その一端部２７ａ側が、該ピン２７と略平行に支承される回動軸３８に固設される支持アーム３８ａに支持され、該回動軸３８を軸として回転自在に支持される。ピン２７には、油圧サーボ機構２の変速操作レバー２９が連動連結されており、該変速操作レバー２９が操作されることにより、ピン２７が捩じりバネ２８の付勢力に抗して上下方向（図１及び図６において上下方向）に移動し、これに伴ってスプール２２が上下方向に移動するように構成されている。このように、斜板角度制御バルブ２３のスプール２２が摺動操作されることによる油路の変更でピストン２１が摺動させられ、これにより油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが傾動され、ＨＳＴ１が変速される構成となっている。

続いて、中立位置保持機構３等について説明する。図１、図４及び図６等に示すように、中立位置保持機構３は、油圧サーボ機構２から負荷制御機構４を介した位置に設けられ、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの中立位置を保持するためのものである。中立位置保持機構３は、ケーシング３０に内設されており、このケーシング３０の内部空間に、デテントロッド３１がその長手方向（図１及び図６において上下方向）へ摺動自在に設けられている。

デテントロッド３１は、その一端がケーシング３０あるいは該ケーシング３０に螺嵌されるキャップ部材により構成される支持凹部３０ｂに支持されるとともに、他端が同じくケーシング３０に螺嵌されるキャップ３２により支持されている。デテントロッド３１のキャップ３２側端部には、キャップ３２に螺挿されるアジャストボルト３３が一体的に形成されている。そして、デテントロッド３１は、アジャストボルト３３を回転させることで長手方向（軸心方向）へ摺動可能に構成されており、通常はロックナット３４により位置固定されている。デテントロッド３１の略中央部には、固定部３１ａが形成されており、前記ピン２７の他端部２７ｂがケーシング３０の内部空間内に固定部３１ａと位置を合わせて挿入されている。ここで、ピン２７の他端部２７ｂの径と、固定部３１ａの幅（デテントロッド３１の軸心方向の長さ）とは略同一に構成されている。

ケーシング３０の内部空間においては、デテントロッド３１の固定部３１ａの両側に、バネ受け３５・３５がデテントロッド３１の軸心方向へ摺動自在に設けられている。バネ受け３５・３５は、ケーシング３０あるいは前記キャップ部材またはキャップ３２とバネ受け３５・３５との間に介装されるバネ３６・３６により固定部３１ａ方向へ付勢されている。つまり、バネ受け３５・３５により、デテントロッド３１の固定部３１ａ及びピン２７の他端部２７ｂが、共に両側から挟み込まれる構成となっている。

図４に示すように、変速操作レバー２９は、ケーシング３０により回動軸３７を中心に回動自在に支持されている。回動軸３７には捩じりバネ２８が回動自在に外嵌されており、該捩じりバネ２８によりピン２７の他端部２７ｂが挟持されている。また、回動軸３７には、この回動軸３７と一体的に回動する連動アーム３９が固設されている。連動アーム３９は、捩じりバネ２８により挟持されている。

変速操作レバー２９が回動操作されると、回動軸３７に固設される連動アーム３９及び連動アーム３９を挟持する捩じりバネ２８が一体的に回動されると共に、捩じりバネ２８に挟持されるピン２７が該捩じりバネ２８と一体的に回動される。すなわち、変速操作レバー２９が回動操作されると、ピン２７が連動アーム３９及び捩じりバネ２８を介して一体的に回動され、油圧サーボ機構２のスプール２２が摺動操作される構成となっている。このようにして、変速操作レバー２９、回動軸３７、連動アーム３９及び捩じりバネ２８等により変速操作レバー部が構成されている。

また、変速操作レバー２９が回動操作されていない状態では、ピン２７の他端部２７ｂがデテントロッド３１の固定部３１ａと共にバネ受け３５・３５により挟み込まれているので、ピン２７は、固定部３１ａの位置でその回動位置が保持される。そして、本実施例におけるＨＳＴ１においては、変速操作レバー２９に操作力がかかっておらず、ピン２７がその他端部２７ｂの位置でバネ受け３５・３５により保持されている状態では、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが中立位置状態となるように調節されている。このように、中立位置保持機構３は、デテントロッド３１、バネ３６・３６及びバネ受け３５・３５によって、ピン２７及び油圧サーボ機構２を通じて、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａを中立位置に保持するように構成されている。

すなわち、中立位置保持機構３は、油圧サーボ機構２を介して油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａと連動連結するピン２７を捩じりバネ２８等により付勢支持しており、可動斜板１０ａの中立位置を保持する。そして、スプール２２を摺動させるピン２７の中途部に、連動アーム３９及び捩じりバネ２８を介して変速操作レバー２９の回動軸３７を係合し、変速操作レバー２９の回動操作によりピン２７が一体的に操作される構成となっている。このピン２７の回動軸３７との係合部の一側に延出されるピン２７の一端部２７ａにてスプール２２が駆動される一方、同じく係合部の他側に延出されるピン２７の他端部２７ｂにてデテントロッド３１が係合され、中立位置が位置決めされるように構成されている。

このように構成される中立位置保持機構３においては、中立位置の微調整を行うアジャスト機構（中立位置調整機構）が具備されている。すなわち、前記のとおりデテントロッド３１は、キャップ３２に螺装されるアジャストボルト３３が回転されることにより軸心方向に移動可能となっている。そして、固定部３１ａの位置でピン２７が保持された状態で、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが中立位置からずれている場合、アジャストボルト３３が回転されてデテントロッド３１の固定部３１ａの位置が調節される。これにより、固定部３１ａの位置でピン２７が保持された状態で、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが中立位置状態となるように調整可能となっている。

一方、油圧モータ１１側には、前記のとおり最大斜板位置保持機構１０３が構成されている。最大斜板位置保持機構１０３は、前述した中立位置保持機構３と略同様にして構成されている。ただし、最大斜板位置保持機構１０３においては、油圧モータ１１の可動斜板１１ａが最大斜板位置で保持される構成となっている。また、最大斜板位置保持機構１０３には、中立位置保持機構３における中立位置調整機構と同様にして０度位置調整機構が構成されている。０度位置調整機構においては、油圧モータ１１の可動斜板１１ａが０度位置からずれている場合に、アジャストボルト３３を回転することにより可動斜板１１ａが０度位置に位置するように調整することが可能となっている。

このような構成により、図７に示すように、油圧ポンプ１０側の変速操作レバー２９は、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが中立位置にある場合は略水平方向となるように位置し、該変速操作レバー２９が回動軸３７を軸として上下に回動操作されると、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが油圧サーボ機構２を介して傾動される。また、油圧モータ１１側の変速操作レバー２９は、油圧モータ１１の可動斜板１１ａが最大傾斜位置にある場合は下斜め方向となるように位置し、該変速操作レバー２９が回動軸３７を軸として上方に回動操作されると、油圧モータ１１の可動斜板１１ａが中立位置となる方向に移動される。そして、両変速操作レバー２９・２９が車両運転部の（前後進切換操作可能な）変速操作具（変速ペダル、変速レバー等）に連動連係されていて、該変速操作具の、車速０から一定速までの変速操作で油圧ポンプ１０側の変速操作レバー２９を、該一定速以上の変速操作で油圧モータ１１側の変速操作レバー２９を回動するものとしている。

次に、負荷制御機構４・１０４について、図５、図６、図８及び図９を用いて説明する。まず、油圧ポンプ１０用の負荷制御機構４の構成について説明する。負荷制御機構４は、前記メイン油路１３の圧油が給排されるシリンダ４０と、該シリンダ４０に摺動自在に内挿されるとともに変速駆動部材としてのピン２７と係合するスプール４１とを備えている。そして、シリンダ４０内におけるスプール４１の一側にメイン油路１３が連通され、負荷制御時には、メイン油路１３からの圧油力によりスプール４１が押圧され、このスプール４１によりピン２７を係合しながら移動させる。これにより、負荷制御機構４は、車両運転部に設けた変速操作具の操作に基づく変速操作レバー２９による傾動操作（油圧サーボ機構２等による油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの制御）とは独立に、該可動斜板１０ａの斜板角度の制御を行う。

シリンダ４０は、ハウジング１２の略平面である側壁面に沿って縦長状に形成され、このハウジング１２の側壁面に付設されて油圧サーボ機構２と中立位置保持機構３との間に介設される。シリンダ４０には、上方に開口するシリンダ孔４２が上下方向に穿設されており、このシリンダ孔４２に略円柱状のスプール４１が摺動自在に内挿される。シリンダ孔４２の開口端（上端）部には、メイン油路１３から供給される圧油の油路が接続される管継部材４３が螺着されており、該管継部材４３を介してメイン油路１３内の圧油がシリンダ４０内に供給される。シリンダ４０の上下中途部には、左右方向に開口して前記ピン２７が貫通される開口部４０ａが貫設されている。

管継部材４３は、シリンダ孔４２の内側面と油密的に密着して螺着されている。管継部材４３の内部には、油給排ポート４３ａが設けられている。この油給排ポート４３ａにメイン油路１３から圧油が導かれ、油圧が検知される。管継部材４３には、スプール４１側に開口するピン孔４３ｂが穿設されている。このピン孔４３ｂにピン４４が摺動自在に挿入されている。ピン４４の一端側は、スプール４１の上側面に当接している。

また、ピン孔４３ｂは、オリフィス４３ｃを介して管継部材４３内の油給排ポート４３ａに連通している。つまり、油給排ポート４３ａ内の圧油は、オリフィス４３ｃを介してピン孔４３ｂ内に充填され、メイン油路１３内の油圧に応じてピン４４が摺動される。例えば、メイン油路１３の油圧が高くなると、ピン孔４３ｂからピン４４が押し出され、該ピン４４によってスプール４１が押圧されて下方向に摺動する。

スプール４１は、その長手方向の略中央部に上下方向に長い長孔状の貫通孔４１ａが貫設されており、該貫通孔４１ａにピン２７が挿通される。この貫通孔４１ａは、シリンダ孔４２にスプール４１を内挿した状態で、シリンダ４０の開口部４０ａに連通する。つまり、ハウジング１２及びケーシング３０の間にシリンダ４０が介設されることから、開口部４０ａは、その一方がハウジング１２及びピストン２１の側面に形成される開口１２ａ及び開口２１ａに連通し、他方がケーシング３０の側面に形成される開口部３０ｃと連通する。そして、このシリンダ４０の開口部４０ａやスプール４１の貫通孔４１ａ等により構成される連通空間内に前記ピン２７が配され、ピン２７が負荷制御機構４（シリンダ４０、スプール４１等）を短手方向に貫通した状態となる。

また、スプール４１においては、貫通孔４１ａの開口縁部に、該貫通孔４１ａを拡げる切欠き部４１ｂが形成されている。一方、棒状のピン２７において切欠き部４１ｂに対応する位置に拡径部２７ｃが形成されている。これにより、スプール４１がシリンダ４０の長手方向（上下方向）に摺動することで、その切欠き部４１ｂがピン２７の拡径部２７ｃに当接するように構成されている。つまり、ピン２７における拡径部２７ｃの拡径度合いは、切欠き部４１ｂの貫通孔４１ａに対する拡がり度合いよりも大きいため、ピン２７と貫通孔４１ａの側壁とが当接することはないが、ピン２７の拡径部２７ｃと切欠き部４１ｂとは当接する。また、スプール４１の貫通孔４１ａ及び切欠き部４１ｂは、ピン２７の移動範囲よりも大きく形成されているため、ピン２７が上下に平行移動することによってピン２７側からスプール４１に当接することはないが、スプール４１が摺動することによってその切欠き部４１ｂとピン２７の拡径部２７ｃとが当接する構成となっている。つまり、スプール４１が摺動されることにより、該スプール４１とピン２７とが係合して一体的に摺動可能に構成されている。

また、シリンダ孔４２におけるスプール４１の他側（メイン油路１３が連通される側と反対側）には背圧室４２ａが設けられており、この背圧室４２ａにはバネ４５が内装されている。このバネ４５は、シリンダ孔４２の底面とスプール４１の下側面との間に介装され、該スプール４１を押圧付勢している。また、背圧室４２ａには、後述するようにメイン油路１３からの圧油力に対向してスプール４１を押圧するためのＨＳＴ１のチャージ圧油が導入される構成となっている。つまり、スプール４１は、シリンダ孔４２内において、ピストン４４によって下方に押圧される一方、これに対向してバネ４５及びチャージ圧油によって上方に押圧された状態となっている。

次に、油圧モータ１１用の負荷制御機構１０４の構成について説明する。負荷制御機構１０４は、油圧ポンプ１０用の負荷制御機構４においてシリンダ孔４２を構成するシリンダ４０が共用され構成されている。すなわち、前記のとおりハウジング１２の一側に付設されるシリンダ４０は、油圧モータ１１側における油圧サーボ機構１０２と最大斜板位置保持機構１０３との間に位置し、該シリンダ４０には、油圧ポンプ１０用の負荷制御機構４を構成するスプール４１等が設けられるとともに、油圧モータ１１用の負荷制御機構１０４を構成するスプール１４１等が設けられる。そして、ＨＳＴのメイン油路１３からシリンダ４０に供給される圧油によってスプール１４１が押動される構成となっている。これにより、負荷制御機構１０４は、車両運転部の変速操作具の操作に基づく油圧サーボ機構１０２等による油圧モータ１１の可動斜板１１ａの制御とは独立に、該可動斜板１１ａの斜板角度の制御を行う。

シリンダ４０には、下方に開口するシリンダ孔１４２が上下方向に穿設されており、このシリンダ孔１４２に略円柱状のスプール１４１が摺動自在に内挿される。シリンダ４０の負荷制御機構１０４部分における上下中途部には、左右方向に開口して前記ピン２７が貫通される開口部１４０ａが貫設されている。シリンダ孔１４２の開口端（下端）部には、スローリターンバルブ６０が構成されるボルト体４９が螺挿されている。

シリンダ４０においては、スプール１４１がシリンダ孔１４２に挿入された状態で該スプール１４１の上側となる位置に、シリンダ孔１４２と連通するピン孔４０ｂが穿設されている。このピン孔４０ｂにピン１４４が摺動自在に挿入されている。ピン１４４の一端側は、スプール１４１の上側面に当接している。

前記ピン孔４０ｂは、シリンダ４０に形成される油路４０ｃを介して前記負荷制御機構４において管継部材４３内に形成される油給排ポート４３ａと連通しており、該ピン孔４０ｂ内にメイン油路１３からの圧油が導かれる構成となっている。つまり、図５、図８及び図９等に示すように、負荷制御機構４においては、管継部材４３に形成される外周溝により、該管継部材４３とシリンダ孔４２との間に、油孔４３ｄを介して油給排ポート４３ａと連通する油溜り４６が構成される。一方、負荷制御機構１０４においては、ピン孔４０ｂにおけるピン１４４のスプール１４１と当接する側と反対側に油溜り１４６が形成されている。そして、これら油溜り４６・１４６が油路４０ｃを介して連通接続されている。これにより、油給排ポート４３ａ内の圧油は、油路４０ｃを介してピン孔４０ｂ内に導かれ、メイン油路１３内の油圧に応じてピン１４４が摺動される。例えば、メイン油路１３の油圧が高くなると、ピン孔４０ｂからピン１４４が押し出され、該ピン１４４によってスプール１４１が押圧されて下方向に摺動する。

スプール１４１は、その長手方向の略中央部に上下方向に長い長孔状の貫通孔１４１ａが貫設されており、該貫通孔１４１ａにピン２７が挿通される。この貫通孔１４１ａは、シリンダ孔１４２にスプール１４１を内挿した状態で、シリンダ４０の開口部１４０ａに連通する。前記のとおりシリンダ４０はハウジング１２及びケーシング３０の間に介設されることから、開口部１４０ａは、その一方がハウジング１２及びピストン２１の側面に形成される開口１２ａ及び開口２１ａに連通し、他方がケーシング３０の側面に形成される開口部３０ｃと連通する。そして、このシリンダ４０の開口部１４０ａやスプール１４１の貫通孔１４１ａ等により構成される連通空間内に前記ピン２７が配され、負荷制御機構１０４（シリンダ４０、スプール１４１等）を短手方向に貫通した状態となる。

また、スプール１４１においては、貫通孔１４１ａの開口縁部に、該貫通孔１４１ａを拡げる切欠き部１４１ｂが形成されている。この切欠き部１４１ｂは、前述した負荷制御機構４と同様、棒状のピン２７の拡径部２７ｃと当接するように構成され、スプール１４１が摺動されることにより、該スプール１４１とピン２７とが一体的に摺動する。

また、シリンダ孔１４２におけるスプール１４１の下方、即ちシリンダ孔１４２内のスプール１４１と前記ボルト体４９との間には背圧室１４２ａが設けられている。背圧室１４２ａには、後述するようにメイン油路１３からの圧油力に対向してスプール１４１を押圧するためのＨＳＴ１のチャージ圧油が導入される構成となっている。つまり、スプール１４１は、シリンダ孔１４２内において、ピン１４４によって下方に押圧される一方、これに対向してチャージ圧油によって上方に押圧された状態となっている。

ここで、油圧モータ１１用の負荷制御機構１０４においては、該負荷制御機構１０４が作動していない状態、即ちピン１４４がピン孔４０ｂに押し込まれている状態（図１０等に示す状態）で、かつ、可動斜板１１ａの斜板角度が最大に傾動された状態では、切欠き部１４１ｂの下側にピン２７の拡径部２７ｃが略当接した状態となる。このような構成において、負荷制御機構１０４によって、油圧モータ１１の可動斜板１１ａの斜板角度が小さくなる方向（容量が増大する方向）に傾動制御されるとともに、かかる斜板角度が制御されることによりトルクが制御される。

以上のように構成されるＨＳＴ１は、エンジン１５に負荷トルクが生じた場合には、ＨＳＴ１の油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１の可動斜板１０ａ・１１ａの斜板角度が、変速操作レバー２９による制御とは別に負荷制御機構４・１０４によって制御され、エンジン１５のエンストが防止される。ここで、本実施例のＨＳＴ１は、変速（増速）に際しては、前記のとおり油圧ポンプ１０の最大容量状態到達後に、最大傾斜位置にある油圧モータ１１の可動斜板１１ａが油圧モータ１１の容量減少側へと傾動される構成であるところ、負荷制御機構４・１０４による負荷制御については、油圧モータ１１の可動斜板１１ａが傾動されている場合は、まず、油圧モータ１１が減速側（容量増大側）に制御され、次いで油圧ポンプ１０が減速側（容量減少側）に制御される。このため、油圧ポンプ１０用の負荷制御機構４においては、前記のとおり背圧室４２ａにバネ４５が内装されており、該バネ４５により、スプール４１に対するメイン油路１３からの圧油力に対向する押圧力が調整される。

すなわち、負荷制御機構４・１０４は、低速領域（例えば、全車速範囲における低速側１／３の領域）では、主に油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの斜板角度を制御し、中・高速領域（例えば、全車速範囲における高速側２／３の領域）では、主に油圧モータ１１の可動斜板１１ａを制御する。低速領域では、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａは傾動自在である一方で、油圧モータ１１の可動斜板１１ａは斜板角度が最大となる位置で固定されている。そして、低速領域から中・高速領域に入る際、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの斜板角度が最大となると略同時に、該可動斜板１０ａが位置固定されて、油圧モータ１１の可動斜板１１ａの斜板角度が小さくなる方向に傾動される。

以上の構成を有するＨＳＴ１について、その回路構成を図１０に示す油圧回路図を参照して説明する。メイン油路１３（１３ａ・１３ｂ）に作動油を供給するチャージポンプ（油圧ポンプ）５０は、エンジン１５によりポンプ軸５１を介して駆動され、オイルタンク５２から油を吸入する。チャージポンプ５０の吐出側には、ＨＳＴ１内へとフィルタ５３を介した作動油を供給するチャージ油路１６が接続されている。すなわち、チャージ油路１６からの作動油はＨＳＴ１内で分岐され、油圧サーボ機構２・１０２（のシリンダ室２４）や、メイン油路１３ａ・１３ｂ等に導かれる。

チャージ油路１６からメイン油路１３ａ・１３ｂに接続される油路においては、ニュートラル・チェック・リリーフバルブ５７がそれぞれ設けられる。また、チャージ油路１６においては、チャージリリーフバルブ５４が設けられており（図２及び図４参照）、チャージ油路１６内の圧力が所定圧を越えると、このチャージリリーフバルブ５４が開弁してチャージ油路１６内の作動油がハウジング１２内に形成される油溜り５６内にリリーフされて油量が調整される。

可変容積型の油圧ポンプ１０は、駆動軸１０ｂを介してエンジン１５からの駆動が伝達され、かかる駆動力によって油圧ポンプ１０のシリンダブロック１０ｃ等が回転駆動される。油圧ポンプ１０は、メイン油路１３ａ・１３ｂを介して可変容積型の油圧モータ１１と流体的に接続されており、油圧ポンプ１０から吐出される圧油が油圧モータ１１に給排される。油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａは、前述したように油圧サーボ機構２、中立位置保持機構３及び負荷制御機構４によってその斜板角度が制御される。チャージ油路１６から油圧サーボ機構２に供給される圧油は、最終的にはハウジング１２内に形成される油溜り５６に排出される。油圧ポンプ１０用の負荷制御機構４には、メイン油路１３から負荷制御用油路１４を介して圧油が導かれ、この圧油を受けてシリンダ４０に内挿されるスプール４１が摺動される。

また、油圧モータ１１の可動斜板１１ａを傾動制御するための手段として、油圧ポンプ１０と同様に、油圧サーボ機構１０２、最大斜板位置保持機構１０３及び負荷制御機構１０４等が接続されている。メイン油路１３ａ・１３ｂを介して油圧ポンプ１０と接続される油圧モータ１１は、油圧ポンプ１０より吐出される圧油によってシリンダブロック１１ｃ等が回転駆動されて駆動軸１１ｂが回転駆動する。油圧モータ１１の駆動軸１１ｂは、車軸駆動用の走行軸や作業機駆動用の駆動軸などに連動連結され、これらの軸に該駆動軸１１ｂの回転駆動が伝達される。油圧モータ１１用の負荷制御機構１０４には、メイン油路１３から負荷制御用油路１４を介して圧油が導かれ、この圧油を受けてシリンダ４０に内挿されるスプール１４１が摺動される。

そして、各負荷制御機構４・１０４のシリンダ孔４２・１４２内におけるスプール４１・１４１のピン４４・１４４と反対側の空間、即ち、負荷制御機構４における背圧室４２ａと、負荷制御機構１０４における背圧室１４２ａとは、背圧油路１７によって連通接続されている。背圧油路１７は、チャージ油路１６と連通接続されており、背圧油路１７とチャージ油路１６との間には、チェックバルブ４７及び背圧バルブ（リリーフバルブ）４８が並列に介装されている。具体的には、チャージ油路１６から分岐される油路１８と背圧油路１７間においてチェックバルブ４７及び背圧バルブ４８が並列に接続構成される（図３参照）。また、背圧油路１７においては、負荷制御機構４の近傍にオリフィス６１が設けられ、負荷制御機構１０４の近傍にスローリターンバルブ６０が設けられている。

このような構成により、チェックバルブ４７によって、背圧油路１７からチャージ油路１６側への逆流が防止され、背圧バルブ４８によって、背圧油路１７内の圧力が所定圧を越えると、背圧バルブ４８が開弁して背圧油路１７内の作動油が油路１８にリリーフされて油量が調整される構成となっている。このように、チャージ油路１６と負荷制御機構４・１０４間を接続する背圧油路１７との間に、チェックバルブ４７及び背圧バルブ４８が介装されることにより、チャージ油路１６からの圧油脈動によるハンチングが防止される。

以上のように、本発明に係るＨＳＴ１は、可変容積型とした油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１に、該油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１の可動斜板１０ａ・１１ａの斜板角度を制御する油圧サーボ機構２・１０２であって、該可動斜板１０ａ・１１ａに連動連結した変速駆動部材としてのピン２７を変速操作レバー２９の操作により移動させる構成のものを付設するとともに、該ピン２７を減速側に移動させるアクチュエータ（シリンダ４０、スプール４１・１４１等）を有し、油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とを接続する閉回路のメイン油路１３の圧油を負荷検出要素かつ作動油として前記アクチュエータに導き作動させる負荷制御機構４・１０４を付設している。そして、前記閉回路の、前進時（油圧モータ１１を前進回転させるとき）に高圧側となるメイン油路（以下、「メイン油路１３ａ」ともいう。）及び後進時（油圧モータ１１を後進回転させるとき）に高圧側となるメイン油路（以下、「メイン油路１３ｂ」ともいう。）の各油路に流れる圧油を、それぞれチェックバルブ５８を介して前記アクチュエータに導く構成としている（図１０参照）。

すなわち、前述したように、負荷制御機構４・１０４には、メイン油路１３からの圧油が、負荷検出要素及び負荷制御機構４・１０４のアクチュエータ作動油として、負荷制御用油路１４を介して導かれるところ、図１０に示すように、前進時に高圧側となるメイン油路１３ａから分岐される油路１４ａ及び後進時に高圧側となるメイン油路１３ｂから分岐される油路１４ｂそれぞれにチェックバルブ５８が設けられ、各メイン油路１３ａ・１３ｂから負荷制御機構４・１０４に圧油が導かれる。

このような構成により、ＨＳＴ１が前進時であるときは、高圧側となるメイン油路１３ａ内の圧油が、油路１４ａのチェックバルブ５８を介して負荷制御用油路１４により負荷制御機構４・１０４へと導かれ、負荷制御機構４・１０４においてメイン油路１３ａ内の油圧変化がエンジン１５の負荷変化を示すものとして用いられる。一方、ＨＳＴ１が後進時であるときは、高圧側となるメイン油路１３ｂ内の圧油が、油路１４ｂのチェックバルブ５８を介して負負荷制御用油路１４により負荷制御機構４・１０４へと導かれ、負荷制御機構４・１０４においてメイン油路１３ｂ内の油圧変化がエンジン１５の負荷変化を示すものとして用いられる。

以上説明したＨＳＴ１においては、可変容積型の油圧ポンプ１０及び油圧モータ１１が備えられており、これらの可動斜板１０ａ・１１ａの斜板角度を制御する機構として、シリンダ室２４に摺動可能に収納されるピストン２１にスプール２２を内装して斜板角度制御バルブ２３を構成する油圧サーボ機構２・１０２が備えられている。各油圧サーボ機構２・１０２は、スプール２２のピストン２１との相対位置変更により、シリンダ室２４内におけるピストン２１の摺動方向両側に形成される受圧室２０ａ・２０ｂのいずれかに圧油を供給してピストン２１を摺動させることで、該ピストン２１にピン軸２５を介して連結される可動斜板１０ａ・１１ａを傾動させて油圧ポンプ１０あるいは油圧モータ１１の容積を変更する構成となっている。

油圧サーボ機構２・１０２において、受圧室２０ａ・２０ｂに供給される圧油には、前述したようにエンジン１５により駆動されるチャージポンプ５０によりＨＳＴ１に供給されるチャージ圧油が用いられる。この際、チャージ油路１６を介して供給される作動油は、定流量バルブ５５により流量が制限される。定流量バルブ５５は、油圧ポンプ１０側の油圧サーボ機構２及び油圧モータ１１側の油圧サーボ機構１０２それぞれに対して設けられ、各油圧サーボ機構２・１０２の斜板角度制御バルブ２３に供給される圧油の流量が独立に制限される（図１０参照）。定流量バルブ５５は、図４に示すように、ＨＳＴ１のハウジング１２の一端部において形成される孔部１２ｂに螺挿されて埋設されるボルト部材９０内に構成され、チャージ油路１６から油路１９を介して油圧サーボ機構２・１０２のピストン２１内（シリンダ室２４内）に導かれる作動油の油量を制限する。定流量バルブ５５を介した作動油は、孔部１２ｂと連通する油路２１ｂを介して油圧サーボ機構２・１０２のシリンダ室２４内へと導かれる。

このような構成において、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの斜板角度を制御する油圧サーボ機構２には、受圧室２０ａ・２０ｂの少なくとも一方に、エンジン１５の停止時に、可動斜板１０ａの中立位置に対応する位置にあるスプール２２に対して、ピストン２１を受圧室２０ａ・２０ｂへの圧油の供給が停止される中立位置とする位置決め手段８９が設けられている。

本実施例においては、図１１等に示すように、シリンダ室２４内においてピストン２１の下側（後進側）に形成される受圧室２０ｂに位置決め手段８９が設けられている。位置決め手段８９は、エンジン１５の停止によるチャージポンプ５０の駆動の停止に伴ってシリンダ室２４内へのチャージ圧油の供給が停止された状態において、ピストン２１を中立位置に移動させて保持する。つまり、ピストン２１は、シリンダ室２４内において、スプール２２の摺動により受圧室２０ａ・２０ｂへのチャージ圧油が供給されてスプール２２との相対位置関係により摺動するところ、シリンダ室２４内へのチャージ圧油の供給が停止されるエンジン１５の停止時には、ピストン２１はスプール２２の摺動による油圧変化の影響を受けないかあるいはわずかしか受けないこととなる。また、エンジン１５の停止時には、車両運転部の変速操作具の操作により変速操作レバー２９及びピン２７を介して、スプール２２は油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの中立位置に対応する位置にある。そこで、この状態でのピストン２１を位置決め手段８９により受圧室２０ａ・２０ｂへの圧油の供給が停止される中立位置に保持した状態とする。

図１１に示すように、位置決め手段８９は、弾性部材としてのバネ９１と、バネ受け９２と、バネ受け９２とピストン２１とを係止させる止め輪９３とを備える。ピストン２１の位置決め手段８９が設けられる側（図１１における下側）端部には、該ピストン２１の周縁部が略筒状に突設されるとともに受圧室２０ｂに含まれる空間を内包する筒状突部２１ｆが形成されている。バネ受け９２は、筒状体の端部に鍔部９２ａを有する略ハット状に形成され、その鍔部９２ａをスプール２２側（図１１における上側）にした状態で、該鍔部９２ａを介して前記筒状突部２１ｆ内にピストン２１と相対摺動可能に設けられる。止め輪９３は、ピストン２１の筒状突部２１ｆの先端部には内嵌されている。この止め輪９３に対してバネ受け９２の鍔部９２ａが筒状突部２１ｆ内空間の内側から係止する構成となっている。

そして、ピストン２１の筒状突部２１ｆ内において、ピストン２１とバネ受け９２との間にバネ９１が介装されており、該バネ９１はその一端側（図１１において上側）がピストン２１の底面２１ｇに当接するとともに、その他端側（同図において下側）はバネ受け９２により受けられている。このバネ９１によりバネ受け９２の鍔部９２ａと止め輪９３とが互いに係止する方向に付勢されている。バネ受け９２は、その鍔部９２ａを止め輪９３に当接させた状態で、ピストン２１の筒状突部２１ｆの先端よりも突出した状態となる。このバネ受け９２の突出する部分における底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａに当接可能となっている。また、シリンダ室２４の底面２４ａには、穴状の油溜り２４ｂが形成されており、バネ受け９２の底部９２ｂには、逃がし孔９２ｃが形成されている。これにより、バネ受け９２の底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａに当接した状態で、逃がし孔９２ｃを介して筒状突部２１ｆ内と油溜り２４ｂとが連通した状態となる。

このような構成の位置決め手段８９においては、ピストン２１が最下端にある状態（筒状突部２１ｆの先端がシリンダ室２４の底面２４ａに当接している状態）から、筒状突部２１ｆの先端とシリンダ室２４の底面２４ａとの間隔が、筒状突部２１ｆよりもバネ受け９２が突出する部分の長さより離れるまで、ピストン２１が受圧室２０ａ側に摺動すると、バネ受け９２の底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａから離れ、ピストン２１の摺動に伴い該ピストン２１とバネ受け９２とが一体的に移動する。逆に、バネ受け９２の底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａから離れた状態から、ピストン２１が受圧室２０ｂ側に摺動する際は、まず、筒状突部２１ｆの先端よりも突出しているバネ受け９２の底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａに当接する。さらに、ピストン２１がバネ９１の付勢力に抗して摺動することにより、止め輪９３とバネ受け９２の鍔部９２ａとの係止は解除され、ピストン２１はその筒状突部２１ｆの先端がシリンダ室２４の底面２４ａに当接するまで摺動する。

そして、位置決め手段８９において、バネ受け９２の底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａに当接し、かつ、バネ受け９２の鍔部９２ａと止め輪９３とが係止した状態のピストン２１の位置が、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの中立位置に対応する位置（以下、単に「中立位置」ともいう。）付近となる。言い換えると、ピストン２１が、中立位置付近よりも後進側（図１１において下側）にある場合は、バネ受け９２の底部９２ｂがシリンダ室２４の底面２４ａに当接し、かつ、ピストン２１がバネ９１の付勢力に抗して摺動している状態となる。

このように、受圧室２０ｂに位置決め手段８９を設けることにより、エンジン１５が停止された際、斜板角度制御バルブ２３にチャージ圧がかからなくなった時点で、ピストン２１の位置が可動斜板１０ａの中立位置付近に対応する位置となる。つまり、斜板角度制御バルブ２３にチャージ圧がかからなくなった際に、ピストン２１が中立位置よりも後進側にある場合に、位置決め手段８９のバネ９１の付勢力により摺動されるとともに止め輪９３とバネ受け９２の鍔部９２ａとが係止することで、ピストン２１が中立位置付近に移動され位置決めされる。

これにより、エンジン１５の再始動時における作業車両の微速発進を防止することができるとともに、坂道などにおける停車を確実にすることができる。すなわち、エンジン１５の停止時に、ピストン２１が中立位置付近に位置することから、エンジン１５のクランキング時に油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが中立位置付近に位置することとなるので、ＨＳＴ１の駆動トルクも極めて小さくなり、わずかなブレーキ作用（例えば、エンジン１５からの動力伝達系における抵抗力）が得られれば、エンジン１５始動時における意図しない作業車両の微速発進を防止できる。また、ＨＳＴ１がＨＭＴを構成して用いられる場合など、ピストン２１が、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａが空転する角度となる位置で留まることを回避することができるので、作業車両の坂道などでの確実な停止を行うことができる。

また、油圧ポンプ１０側の油圧サーボ機構２においては、シリンダ室２４内におけるピストン２１の摺動方向両側に形成される受圧室２０ａ・２０ｂ両方に位置決め手段８９を設けることもできる。この場合、図１２に示すように、ピストン２１の上側（前進側）においても筒状突部２１ｆが形成され、前記と同様、バネ９１と、バネ受け９２と、止め輪９３とを備える位置決め手段８９が設けられる。この場合、ピストン２１は、両側の受圧室２０ａ・２０ｂに設けられる位置決め手段８９・８９により両側から位置決めされてエンジン１５の停止時に中立位置付近に位置することとなる。

すなわち、受圧室２０ａ側の位置決め手段８９においては、バネ受け９２の底部９２ａがシリンダ室２４の上面２４ｃに当接し、かつ、バネ受け９２の鍔部９２ａと止め輪９３とが係止した状態となり、また、受圧室２０ｂ側の位置決め手段８９においては、バネ受け９２の底部９２ａがシリンダ室２４の底面２４ａに当接し、かつ、バネ受け９２の鍔部９２ａと止め輪９３とが係止した状態となるピストン２１の位置が、油圧ポンプ１０の可動斜板１０ａの中立位置付近に対応する位置となる。そして、シリンダ室２４内において摺動するピストン２１は、その中立位置から、前進側（受圧室２０ａ側）に摺動する場合は、受圧室２０ａに設けられる位置決め手段８９のバネ９１の付勢力に抗して移動し、後進側（受圧室２０ｂ側）に摺動する場合は、受圧室２０ｂに設けられる位置決め手段８９のバネ９１の付勢力に抗して移動することとなる。

このように、受圧室２０ａ・２０ｂの両方に位置決め手段８９を設けることにより、エンジン１５が停止されて斜板角度制御バルブ２３にチャージ圧が供給されなくなった際に、ピストン２１が中立位置付近よりも前進側・後進側いずれに位置していた場合であっても、確実にピストン２１を中立位置付近に位置決めすることが可能となる。これにより、作業車両の前進・後進いずれの方向についても、エンジン１５の再始動時における作業車両の微速発進を防止することができるとともに、坂道などにおける停車を確実にすることができる。

一方、図１３に示すように、油圧モータ１１の可動斜板１１ａの斜板角度を制御する油圧サーボ機構１０２には、可動斜板１１ａを中立位置とするピストン２１の摺動方向側の受圧室２０ａに、エンジン１５の停止時に、可動斜板１１ａの最大斜板位置に対応する位置にあるスプール２２に対して、ピストン２１を受圧室２０ａ・２０ｂへの圧油の供給が停止される最大斜板位置とする付勢手段９５が設けられている。

付勢手段９５は、エンジン１５の停止によるチャージポンプ５０の駆動の停止に伴ってシリンダ室２４内へのチャージ圧油の供給が停止された状態において、ピストン２１を最大斜板位置に移動させて保持する。つまり、ピストン２１は、前記のとおり、シリンダ室２４内へのチャージ圧油の供給が停止されるエンジン１５の停止時には、ピストン２１はスプール２２の摺動による油圧変化の影響を受けないかあるいはわずかしか受けないこととなる。また、エンジン１５の停止時には、車両運転部の変速操作具の操作により変速操作レバー２９及びピン２７を介して、スプール２２は油圧モータ１１の可動斜板１１ａの最大斜板位置に対応する位置にある。そこで、この状態でのピストン２１を付勢手段９５により受圧室２０ａ・２０ｂへの圧油の供給が停止される最大斜板位置に保持した状態とする。

図１３に示すように、本実施例においては、付勢手段９５として弾性部材としてのバネが用いられている。付勢手段９５は、ピストン２１の端部とシリンダ室２４の上面２４ｄとの間に介装され、ピストン２１を最大斜板位置側へと押圧付勢する。ここで、ピストン２１の端部には、周縁部が略筒状に突設されるとともに受圧室２０ａに含まれる空間を内包する凹部２１ｈが形成されており、該凹部２１ｈに付勢手段９５の一側が挿嵌される。また、シリンダ室２４の上面２４ｄには、窪み状の油溜り２４ｅが形成されている。

このようにして、受圧室２０ａに付勢手段９５を設ける構成においては、該付勢手段９５により、ピストン２１は、スプール２２の摺動によるチャージ圧がかからない状態で最大斜板位置となるように付勢されることとなる。つまり、油圧モータ１１が作動される際、ピストン２１が最大斜板位置にある状態から、変速操作レバー２９及びピン２７を介するスプール２２の摺動により斜板角低減（増速）側へと操作された場合は、ピストン２１は付勢手段９５の付勢力に抗して斜板角低減（増速）側へと摺動されることとなる。

このように、付勢手段９５を設けることにより、エンジン１５が停止された際、斜板角度制御バルブ２３にチャージ圧がかからなくなった時点で、ピストン２１の位置が可動斜板１１ａの最大斜板位置に対応する位置となる。つまり、斜板角度制御バルブ２３にチャージ圧がかからなくなった際に、付勢手段９５の付勢力によりシリンダ２１が押圧されて摺動し最大斜板位置（図１３において最下端位置）に位置決めされる。

これにより、エンジンブレーキを確実に効かせることができ、坂道などにおける停車を確実にすることができる。すなわち、エンジン１５の停止時において、ピストン２１が最大斜板位置で保持されることにより、油圧モータ１１の容量が最大の状態となり、油圧モータ１１においてその駆動軸１１ｂを回転させるための作動油の吸入・吐出量が多くなる。このため、油圧モータ１１の駆動軸１１ｂに対する回転トルクが大きくなり、該駆動軸１１ｂのブレーキ作用が向上する。従って、作業車両が坂道などで停車された場合に、作業車両の車軸から油圧モータ１１の駆動軸１１ｂに伝達される負荷に対するエンジンブレーキが十分に効くこととなる。

本発明に係るＨＳＴの全体構成を示す正面一部断面図。 同じく側面断面図。 同じく背面一部断面図。 同じく平面断面図。 負荷制御機構部を示す側面断面図。 図１の部分拡大図。 油圧サーボ機構の変速操作レバーを示す図。 油圧ポンプ用の負荷制御機構を示す断面図。 油圧モータ用の負荷制御機構を示す断面図。 本発明に係るＨＳＴの油圧回路図。 油圧ポンプ用の油圧サーボ機構を示す断面図。 同じく別構成を示す図。 油圧モータ用の油圧サーボ機構を示す断面図。

１ ＨＳＴ
２ 油圧サーボ機構
１０ 油圧ポンプ
１０ａ 可動斜板
１１ 油圧モータ
１１ａ 可動斜板
１５ エンジン
２０ａ 受圧室
２０ｂ 受圧室
２１ ピストン
２２ スプール
２３ 斜板角度制御バルブ
２４ シリンダ室
５０ チャージポンプ
８９ 位置決め手段
９５ 付勢手段
１０２ 油圧サーボ機構

Claims (1)

1. 可変容積型とした油圧ポンプ（１０）と、シリンダ室（２４）に摺動可能に収納されるピストン（２１）内に、更に他の摺動部材としてのスプール（２２）を内装して、前記油圧ポンプ（１０）の斜板角度制御バルブ（２３）を構成する油圧サーボ機構（２）とを備え、前記油圧サーボ機構（２）は、前記であるスプール（２２）の前記ピストン（２１）との相対位置変更により、前記シリンダ室（２４）内における前記ピストン（２１）の摺動方向両側に形成される受圧室（２０ａ・２０ｂ）のいずれかに圧油を供給して、該ピストン（２１）を摺動させることで、該ピストン（２１）に連結される前記油圧ポンプ（１０）の可動斜板（１０ａ）を傾動させて、該油圧ポンプ（１０）の容積を変更する構成の油圧式無段変速装置であって、前記受圧室（２０ａ・２０ｂ）に導かれる圧油を供給するチャージポンプ（５０）を駆動させるエンジン（１５）の停止時に、前記可動斜板（１０ａ）の中立位置に対応する位置にある前記摺動部材に対して、前記ピストン（２１）を前記受圧室（２０ａ・２０ｂ）への圧油の供給が停止される中立位置とする位置決め手段（８９）を、前記受圧室（２０ａ・２０ｂ）の少なくとも一方に設け、該位置決め手段（８９）は、弾性部材としてのバネ（９１）と、バネ受け（９２）と、該バネ受け（９２）と前記ピストン（２１）とを係止させる止め輪（９３）とにより構成し、該バネ受け（９２）は、その鍔部（９２ａ）を該止め輪（９３）に当接させた状態で、前記ピストン（２１）の筒状突部（２１ｆ）の先端よりも突出する構成とし、該バネ受け（９２）の突出する部分（９２ｂ）が、前記シリンダ室（２４）の面（２４ａ）に当接可能としたことを特徴とする油圧式無段変速装置。

Images