JP4608676B2 - 油圧ポンプユニット - Google Patents
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Description
斯かる構成は、芯地旋回(ゼロターン)可能な乗用モアトラクタ等のように、旋回時の車体姿勢を安定させるべく一対の駆動輪の間にスペースを設ける必要がある作業車輌においては、特に有効である。
従って、前記センターセクションにおける油路構成が複雑になるという問題がある。
本発明に係る油圧ポンプユニットにおいては、前記センターセクションに前記ポンプ本体に通じる作動油ポートが設けられ、且つ、前記補助ポンプケースに前記補助ポンプ本体の吸引部に通じるサクションポート及び前記ポンプ本体収容空間を外部に開口するドレンポートが設けられている。
そして、前記センターセクションは、一端部が前記補助ポンプケース側ドレン油路の他端部に流体接続されるように前記補助ポンプケースとの当接面に開口し且つ他端部が前記ポンプ本体収容空間に開くセンターセクション側ドレン油路を有し得る。
例えば、前記ポンプケースが、前記ポンプ軸を支持する端壁と、該端壁から前記ポンプ軸の軸線方向に沿って延びる周壁とを有する場合には、好ましくは、前記周壁には、異なる方向に開口された少なくとも2つの貫通孔が形成され、該少なくとも2つの貫通孔のうちの一の貫通孔が前記ドレンポートとして使用され、且つ、残りの貫通孔はプラグで閉塞される。
例えば、前記第1姿勢及び前記第2姿勢は前記ポンプ軸の軸線回りに180°変位された姿勢とされる。
前記第1補助油路,前記連通油路及び前記第2補助油路は、前記補助ポンプ本体から吐出される圧油の油圧を設定する油圧設定ラインを形成する。
斯かるより好ましい態様において、例えば、前記第1補助油路又は第2補助油路は、それぞれの一端部及び他端部が外表面に開口される。そして、前記第1補助油路と前記連通油路との間、又は、前記第2補助油路と前記連通油路との間に位置するように、該第1補助油路及び第2補助油路の何れかの開口端部からリリーフ弁が装着され、且つ、該第1補助油路及び第2補助油路の残りの開口端部はプラグによって閉塞される。
斯かる態様においては、該一対の作動油路の一方の開口端部が前記作動油ポートを形成し、且つ、他方の開口端部はプラグによって閉塞される。
より好ましくは、前記チャージ油路は、一端部が前記チャージサクションポートを形成する共通チャージ油路と、一端部が該共通チャージ油路に連通され且つ他端部が前記一対の作動油路のそれぞれに連通された一対の分岐チャージ油路とを有し得る。そして、前記センターセクションは、前記ポンプ軸を挟んで前記一対の分岐チャージ油路とは反対側において前記一対の作動油路を連通するバイパス油路を有し得る。
前記バイパス油路は、一端部が外表面に開口される。そして、該開口端部から、該バイパス油路を選択的に連通/遮断させる切換弁が装着可能とされる。
図1(a)及び(b)は、本発明の比較例に係る油圧ポンプユニット10が適用された作業車輌1Aの側面図及び正面図である。又、図2は、該作業車輌1Aの部分展開平面図である。
図1及び図2に示すように、該作業車輌1Aは、芯地旋回(ゼロターン)可能なリアディスチャージ方式の乗用モアとされている。
詳しくは、該作業車輌1Aは、フレーム2と、該フレーム2に支持される駆動源3と、該駆動源3の近傍に配置され、且つ、伝動機構8を介して該駆動源3によって作動的に駆動される前記油圧ポンプユニット10と、該油圧ポンプユニット10と流体接続される油圧モータユニット20と、該油圧モータユニット20によって駆動される駆動輪4(図示の形態においては後輪)と、キャスタ輪5(図示の形態においては前輪)とを備えている。
なお、前記作業車輌1Aは、前記駆動輪4を一対備えており、且つ、該一対の駆動輪4毎に前記油圧モータユニット20が備えられている。
即ち、該作業車輌1Aは、前記油圧ポンプユニット10を一対備え、該一対の油圧ポンプユニット10がそれぞれ前記一対の油圧モータユニット20に流体接続されている。
該駆動源3は、前記フレーム2の後部側に設置された平板200に弾性部材203を介して載置されており、これにより、前記フレーム2に対して防振支持されるようになっている。
詳しくは、図2に示すように、該平板200の中央部には第1開口201が形成されている。
そして、前記駆動源3は、駆動軸3aの軸端に装着された駆動プーリ3bが、記第1開口201を通じて前記平板200の下方に位置するように、前記弾性部材203を介して前記平板200に取付けられる。
また、前記平板200には、前記第1開口201の前方に、幅広の第2開口202が形成されている。該第2開口202は、前記駆動源3と前記油圧ポンプユニット10とを作動連結させる為のものである。
詳しくは、前記一対の油圧ポンプユニット10は、車輌幅方向に離間された状態で、共通の基板100aに設置されている。
なお、後述するポンプ軸110の軸端は該基板100aを貫通して前記第2開口202を介して前記平板200の下方へ延びている。そして、該ポンプ軸110の軸端には、それぞれ、前記平板200の下方に位置するように、被駆動プーリ10aが設置されている。
前記共通基板100aは、その左右長さ(車輌幅方向に沿った長さ)が前記第2開口の左右長さよりも長くされており、前記平板200と重合する部分が該平板200に締結されるようになっている。
斯かる構成を備えることにより、予め前記一対の油圧ポンプユニット10を前記共通基板100aに設置した状態のサブアッセンブリを、前記フレーム2(前記平板200)に一挙に組み込めるようになっている。
なお、該サブアッセンブリの組込後に、前記被駆動プーリ10aと前記駆動プーリ3bとの間に伝動ベルト3cを巻回して、該伝動ベルト3cに緊張を与えることで、前記一対の油圧ポンプユニット10は駆動源3の回転方向と同一方向に回転される。
そして、該作業車輌1Aは、前記構成に加えて、前後輪4,5間で昇降自在に吊下支持されたモア装置6と、前記スペース内に配設されたダクト7であって、車体後方に配設される集草バッグ(図示せず)に刈芝を案内する為のダクト7とを有している。
該一対の操縦ハンドル610は、それぞれ、前記第1及び第2油圧ポンプユニット10をそれぞれ操作し得るように該一対の油圧ポンプユニット10に連係されており、該一対の操縦ハンドル610を操作することによって、一対の作動油配管32を通じて流体接続された前記一対の油圧モータユニット20の出力が独立制御される。
前述の通り、前記一対の油圧ポンプユニット10も、両者の間にスペースが存するように、車輌幅方向に振り分け配置されている。
そして、該作業車輌1Aは、前記構成に加えて、前記一対の油圧ポンプユニット10の間に配設された油タンク15を有している。
該油タンク15は、後述するように、前記油圧ポンプユニット10のドレン油を貯留すると共に、該油圧ポンプユニット10へのチャージ油供給源として作用する。
前記一対の油圧ポンプユニット10は、それぞれ、対応する油圧モータユニット20との協働下にHSTを形成するように、油圧回路(図示の形態においては、一対の油圧ライン30)を介して該油圧モータユニット20と流体接続されている。
さらに、対応する前記油圧ポンプユニット10及び油圧モータユニット20の少なくとも一方は可変容積型とされている。
なお、図示の形態においては、前記一対の油圧ポンプユニット10が可変容積型とされ、且つ、前記一対の油圧モータユニット20が固定容積型とされている。
図4及び図5に、それぞれ、図2におけるIV-IV線及びV-V線に沿った前記油圧ポンプユニット10の縦断側面図及び縦断背面図を示す。
なお、図4及び図5中の符号F,R,O及びIは、それぞれ、油圧ポンプユニット10から視て、車輌長手方向前方,車輌長手方向後方,車輌幅方向外方及び車輌幅方向内方を示している。
図示の形態においては、前記一端部111は前記アッセンブリから下方へ延在されている。
そして、該一端部111は、適宜の伝動機構8(図示の形態においてはプーリー及びベルト)を介して、前記駆動源3に作動連結されている(図1及び図2参照)。
前述の通り、図示の形態においては、前記油圧ポンプユニット10が可変容積型とされている。
従って、前記ポンプユニット10は、前記構成に加えて、前記ポンプ本体120の吸引/吐出量を変化させる出力調整部材150と、該出力調整部材150を傾転させる制御軸160とを備えている。
図示の形態においては、前記出力調整部材150として可動斜板が用いられ、前記制御軸160としてトラニオン軸が用いられている。
なお、図示の形態においては、前記油タンク15との干渉を防止する為に、前記制御軸160は、車輌幅方向外方へ延在されている。
詳しくは、前記ポンプケース140は、ポンプ軸方向一端側に位置する端壁141と、該端壁141からポンプ軸110の軸線方向他端側に延びる周壁142とを有している。
前記周壁142は、ポンプ軸110の軸線方向他端側が開口143とされている。該開口143は、前記ポンプ本体120が挿通可能な大きさとされている。
詳しくは、該センターセクション130は、ポンプ軸110と直交する第1端面131であって、前記ポンプケース140と対向する第1端面131(図示の形態においては、下面)を有している。
該第1端面131は、前記ポンプ本体120を回転自在に支持する支持領域131aと、該支持領域131aの径方向外方に位置する当接領域131bであって、前記ポンプケース140に当接される当接領域131bとを含む。
そして、前記センターセクション130における第1端面131と前記ポンプケース140における周壁142の端面とを当接させることによって、前記ポンプ本体120を収容するポンプ本体収容空間Sが画されるようになっている。
なお、該センターセクション130に形成された油路及びポートについては後述する。
詳しくは、前記ポンプ軸110は、前記駆動源に作動連結される前記一端部111が前記ポンプケース140の前記端壁141を貫通して外方へ延在されると共に、他端部112が前記センターセクション130を貫通して外方へ延在されている。
そして、前記補助ポンプ本体171は前記ポンプ軸110の他端部112によって駆動されており、且つ、前記補助ポンプケース172は、前記補助ポンプ本体171を囲繞するように、前記センターセクション130の第2端面132に連結されている。
図3に示すように、前記油圧ポンプユニット10は、対応する油圧モータユニット20との間を流体接続する前記一対の油圧ライン30と、前記油タンク15と前記補助ポンプ本体171との間に延びる吸入ライン51と、前記補助ポンプ本体171からの圧油を前記一対の油圧ライン30のそれぞれに供給可能とされたチャージライン50と、一端部が前記ポンプ本体収容空間Sに連通され且つ他端部が前記油タンク15に連通されたドレンライン60とを有している。
なお、図6〜図8においては、一対の油圧ポンプユニット10の双方を示している。
又、図6〜図8中の符号F,R,O及びIは、それぞれ、各油圧ポンプユニット10から視て、車輌長手方向前方,車輌長手方向後方,車輌幅方向外方及び車輌幅方向内方を示している。
詳しくは、前記センターセクション130は、前記第1及び第2端面に加えて、前記ポンプ軸110に対して略平行に延びる第1〜第4外表面133a〜dを有している。
図示の形態において、前記第1及び第2外表面133a,bは、それぞれ、車輌幅方向内方及び外方を向き、且つ、前記第3及び第4外表面133c,dは、それぞれ、車輌前方及び外方を向いている。
そして、前記一対の作動油路31は、該第1〜第4外表面133a〜dのうちの一の外表面(図示の形態では、第3外表面133c)に開口されている。
図示の形態において、前記チャージサクションポート50Pは、前記補助ポンプ本体171の吐出部171bと流体接続されるように、前記補助ポンプケース172との当接面に設けられている。
該チェック弁42は、前記チャージライン50から前記一対の油圧ライン30への圧油の流入を許容し、且つ、逆向きの圧油の流れを防止する為に備えられる。
図示の形態においては、該チェック弁42は絞り43(図3参照)を有しており、厳格な出力調整部材150の制御を要すること無く、HSTの中立状態を得られるようになっている。
そして、該単一油路が、前記一対の分岐油路41を形成するようになっている。
斯かる構成を備えることにより、前記一対の分岐油路41を効率的に設けることができる。
より詳しくは、前記単一油路は、一端部及び他端部がそれぞれ前記第1及び第2外表面133a,bに開口されている。
そして、前記チェック弁42は、前記単一油路の一端部及び他端部から装着されている。
斯かるバイパスライン70を備えることにより、故障時等において、車輌を強制的に牽引する際に、前記一対の油圧ライン30の間に圧力差が生じることを防止できる。
図示の形態において、該バイパスライン70は、前記一対の作動油路31の間を連通するように、前記センターセクション130に形成されたバイパス油路71と、該バイパス油路71を選択的に連通/遮断させる切換弁72とを有している。
斯かる構成を備えることにより、前記単一油路(一対の分岐油路41),前記バイパス油路71及び前記一対の作動油路31を効率的に配置させることができる。
そして、前記切換弁72は、外部操作可能なように該開口から装着されている。
前記サクションポート172inは、サクション配管510を介して、前記油タンク15に流体接続されている。
即ち、図示の形態においては、前記サクション配管510と、前記補助ポンプケース172に形成された前記第1油路511a及び前記一方のキドニーポート173とによって、前記吸入ライン51が形成されている。
即ち、図示の形態において、前記補助ポンプケース172は、前記センターセクション130との当接面に、前記補助ポンプ本体171の吐出部171bに連通されたチャージ吐出ポート50Poutを有している。そして、前記補助ポンプケース172を前記センターセクション130に連結することによって、該チャージ吐出ポート50Poutが前記チャージサクションポート50Pに流体接続されるようになっている。
図示の形態においては、該チャージ圧設定ライン55は、前記補助ポンプ本体171の吐出部171b及び吸引部171aの間を連通するように、前記補助ポンプケース172に形成されたチャージ圧設定油路550と、該チャージ圧設定油路550に介挿されたリリーフ弁56とを有している。
詳しくは、該補助ポンプケース172は、下記第1姿勢におかれた際に、前記センターセクション130の第1〜第4外表面133a〜dとそれぞれ略同一方向を向く第1〜第4外表面172a〜dを有している。
図示の形態においては、前記第1油路511aは、前記第3外表面172cにおいて開口されている。
図8に示すように、図示の形態においては、前記第2油路511bは、前記第1油路511aが開口される前記一の外表面(図示の形態では第3外表面172c)に対して、ポンプ軸回り180°変位された外表面(即ち、第4外表面172d)において開口されている。
さらに、該補助ポンプケース172は、前記センターセクション130に対して、第1油路511aの開口端部が第1方向(図示の形態では車輌前方)を向く第1姿勢と、前記第2油路511bの開口端部が前記第1方向を向く第2姿勢とにおいて連結可能とされている。
例えば、前記油タンク15と前記油圧ポンプユニット10との相対位置関係によって、前記サクションポート172inを車輌前方へ向けたいと仮定する。
斯かる場合に、前記補助ポンプケース172は、前記第1油路511aの開口端部を車輌前方へ向ける第1姿勢(図8参照)と、前記第2油路511bの開口端部を車輌前方へ向ける第2姿勢(図9参照)とをとることができる。
従って、前記センターセクション130に対する前記補助ポンプケース172の相対位置を変えるだけで、前記一対のキドニーポート173の向きを前記ポンプ軸110の回転方向に合わせることができる。
これに対し、前記ポンプ軸110が軸線回り他方側(例えば、図8及び図9において時計回り)に回転する際には、前記第2油路511bが前記吸入ライン51を構成するように、前記補助ポンプケース172を第2姿勢(図9参照)で前記センターセクション130に連結することができる。
このように、図示の形態においては、前記補助ポンプケース172の前記センターセクション130に対する相対位置を変更するだけで、前記一対のキドニーポート173の向きを前記ポンプ軸110の回転方向に合わせることができる。
なお、前記第1油路及び第2油路511a,bの開口端部のうち,前記サクションポート172inとして使用されない開口端部は、プラグ59によって閉塞される。
該第1補助油路550a,連通油路550c及び第2補助油路550bは、前記チャージ圧設定油路550を形成している。
そして、前記第第1及び第2油路550a,bの開口端部のうち,一方の開口端部から前記リリーフ弁56が介挿されており、他方の開口端部はプラグ59によって閉塞されている。
斯かる構成を備えることにより、前記補助ポンプケース172が前記第1姿勢及び第2姿勢の何れの姿勢で前記センターセクション130に連結されたとしても、前記チャージ圧設定ライン55を形成することができる(図8及び図9参照)。
これに対し、前記補助ポンプケース172が前記第2姿勢で前記センターセクション130に連結される場合には、前記第1油路550aと前記連通油路550cとの間に前記リリーフ弁56が装着される(図9参照)。
該貫通孔65が、前記ドレンライン60の一部を構成するドレンポート60Pとして使用される。
図示の形態においては、車輌幅方向外方を向く前記第2外表面に前記支持孔165が設けられ、且つ、残りの前記第1,第3及び第4外表面142a,c,dにそれぞれ前記貫通孔65が設けられている。
これらの貫通孔のうち,車輌レイアウトに応じた最適の貫通孔(図示の形態では第3外表面142cに形成された貫通孔65)が前記ドレンポート60Pとして使用され、且つ、残りの貫通孔65はプラグ66で閉塞される。
即ち、前記油圧ポンプユニット10においては、油圧アクチュエータとの作動油接続口として用いられる作動油ポート30Pが前記センターセクション130に設けられ、且つ、前記補助ポンプ本体171の吸引部171aに通じる前記サクションポート172inが前記補助ポンプケース172に設けられている。
従って、作動油ポート及びサクションポートの双方がセンターセクションに設けられている従来の油圧ポンプユニットに比して、センターセクション130における油路構成を簡略化させることができる。
従って、作動油ポート及びサクションポートに加えてドレンポートがセンターセクションに設けられている従来の油圧ポンプユニットに比して、センターセクション130における油路構成をより簡略化させることができる。
図10は、本実施の形態に係る油圧ポンプユニット10Bの油圧回路図である。
又、図11及び図12は、それぞれ、該油圧ポンプユニット10Bにおけるセンターセクション130B及び補助ポンプケース172Bの横断平面図である。
該図11及び図12は、それぞれ、前記比較例における図7及び図8に対応している。
即ち、本実施の形態に係る油圧ポンプユニット10Bは、ドレンポート60Pを除き、前記油圧ポンプユニット10と実質的に同一構成を有している。
従って、同一又は相当部材には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
該第1センターセクション側ドレン油路67aは、一端部が前記ポンプ本体収容空間Sに開き、且つ、他端部が前記補助ポンプケース172Bとの当接面に開くように形成されている。
該第1補助ポンプケース側ドレン油路68aは、一端部が前記センターセクション側ドレン油路67aの他端部と流体接続されるように前記センターセクション130Bとの当接面に開口し、且つ、他端部が外表面に開口して、ドレンポート60Pを形成している。
図示の形態においては、前記第1補助ポンプケース側ドレン油路68aの他端部は、該補助ポンプケース172Bの第3外表面172cに開口されている。
又、前記補助ポンプケース172Bは、前記第1補助ポンプケース側ドレン油路68aに加えて、第2補助ポンプケース側ドレン油路68bを有している。
なお、本実施の形態においては、前記補助ポンプ本体171が前記油圧ポンプユニット10,10Bに対するチャージ油のみを供給するように構成しているが、当然ながら、該補助ポンプ本体171からの圧油を該チャージ油として使用すると共に、外部油圧装置の作動油としても使用することもできる。
30 油圧ライン
30P 作動油ポート
31 作動油路
50 チャージライン
50P チャージサクションポート
52 チャージ油路
40 共通チャージ油路
41 分岐チャージ油路
51 吸入ライン
511a 第1油路
511b 第2油路
55 チャージ圧設定ライン
550a 第1補助油路
550b 第2補助油路
550c 連通油路
56 リリーフ弁
59 プラグ
60 ドレンライン
60P ドレンポート
65 貫通孔
66 プラグ
67a,67b センターセクション側ドレン油路
68a,68b 補助ポンプケース側ドレン油路
70 バイパスライン
71 バイパス油路
72 切換弁
110 ポンプ軸
120 ポンプ本体
120P キドニーポート
130 センターセクション
140 ポンプケース
141 端壁
142 周壁
170 補助ポンプユニット
171 補助ポンプ本体
171a 吸引部
171b 吐出部
172 補助ポンプケース
172in サクションポート
Claims (5)
- 駆動源によって作動的に駆動されるポンプ軸と、
前記ポンプ軸によって回転駆動されるポンプ本体と、
前記ポンプ本体を回転自在に支持するセンターセクションと、
前記ポンプ本体を囲繞するポンプ本体収容空間を画するように、前記センターセクションに連結されるポンプケースと、
前記ポンプ軸によって回転駆動される補助ポンプ本体と、
前記補助ポンプ本体を囲繞するように前記センターセクションに連結される補助ポンプケースとを備え、
前記センターセクションには前記ポンプ本体に通じる作動油ポートが設けられ、
前記補助ポンプケースには前記補助ポンプ本体の吸引部に通じるサクションポートと前記ポンプ本体収容空間を外部に開口するドレンポートとが設けられていることを特徴とする油圧ポンプユニット。 - 前記補助ポンプケースは、一端部が前記ドレンポートを形成し得るように外表面に開口し且つ他端部が前記センターセクションとの当接面に開口する補助ポンプケース側ドレン油路を有し、
前記センターセクションは、一端部が前記補助ポンプケース側ドレン油路の他端部に流体接続されるように前記補助ポンプケースとの当接面に開口し且つ他端部が前記ポンプ本体収容空間に開くセンターセクション側ドレン油路を有していることを特徴とする請求項1に記載の油圧ポンプユニット。 - 前記ポンプケースには、前記ポンプ本体収容空間を外部に開口するドレンポートが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の油圧ポンプユニット。
- 前記ポンプケースは、前記ポンプ軸を支持する端壁と、該端壁から前記ポンプ軸の軸線方向に沿って延びる周壁とを有し、
前記周壁には、異なる方向に開口された少なくとも2つの貫通孔が形成されており、
該少なくとも2つの貫通孔のうちの一の貫通孔が前記ドレンポートとして使用され、且つ、残りの貫通孔はプラグで閉塞されることを特徴とする請求項3に記載の油圧ポンプユニット。 - 前記補助ポンプケースは、
前記補助ポンプ本体の吸引部及び吐出部にそれぞれ流体接続される一対のキドニーポートと、
一端部が前記サクションポートを形成し得るように一の外表面に開口し且つ他端部が前記一対のキドニーポートの一方に流体接続された第1油路とを有し、
前記センターセクションは、
前記ポンプ本体における吸引部及び吐出部にそれぞれ流体接続される一対の作動油路であって、それぞれの一端部が一の外表面に開口された一対の作動油路と、
一端部が前記補助ポンプ本体の吐出部に流体接続されるように前記補助ポンプケースとの当接面に開口してチャージサクションポートを形成し且つ他端部が前記一対の作動油路のそれぞれに連通されたチャージ油路とを有していることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の油圧ポンプユニット。
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