JP4608677B2 - チャージリリーフ機構 - Google Patents

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Description

本発明は、チャージリリーフ機構に関する。
本発明は、油圧ポンプ本体と油圧アクチュエータとを流体接続する一対の作動油ラインに対して作動油を補給するチャージラインの油圧を設定するチャージリリーフ機構の提供を目的とする。
発明は、油圧ポンプ本体と油圧アクチュエータとを流体接続する一対の作動油ラインに対して作動油を補給するチャージラインの油圧を設定するチャージリリーフ機構であって、一端部が前記チャージラインに流体接続され且つ他端部が油溜めに流体接続された油圧設定ラインと、前記油圧設定ラインに介挿されたチャージリリーフ弁とを備えたチャージリリーフ機構を提供する。
前記チャージリリーフ弁は、前記油圧設定ラインに軸線方向移動可能に設けられたリリーフ弁本体であって、該油圧設定ラインに設けられた弁座に対して着座することにより該油圧設定ラインを遮断するリリーフ弁本体と、前記リリーフ弁本体を前記弁座に向けて押圧する油圧設定用リリーフバネとを有する。
前記リリーフ弁本体には、前記油圧設定ラインの一端側に開く大径孔と、チェック用弁座を伴って該大径孔に連通する小径孔であって、前記油圧設定ラインの他端側に開く小径孔とが設けられる。
前記大径孔には、前記チェック用弁座に着座可能なチェック弁本体であって、軸線方向移動可能なチェック弁本体と、該チェック弁本体による該大径孔及び前記小径孔の連通/遮断動作を許容しつつ、該チェック弁本体の該大径孔からの脱離を防止する抜け止め部材とが設けられる。
発明に係るチャージリリーフ機構によれば、一端部が前記チャージラインに流体接続され且つ他端部が油溜めに流体接続された油圧設定ラインに介挿されるチャージリリーフ弁に、前記油圧設定ラインの一端側に開く大径孔と、チェック用弁座を伴って該大径孔に連通する小径孔であって、前記油圧設定ラインの他端側に開く小径孔とを設けている。そして、前記大径孔には、前記チェック用弁座に着座可能なチェック弁本体であって、軸線方向移動可能なチェック弁本体と、該チェック弁本体による該大径孔及び前記小径孔の連通/遮断動作を許容しつつ、該チェック弁本体の該大径孔からの脱離を防止する抜け止め部材とを設けている。
従って、チャージラインの油圧を設定するチャージ圧設定機能を奏しつつ、エンジン停止時等において一対の作動油ラインの何れかが負圧となった際には油溜めから負圧側の作動油ラインに油を補給してフリーホイール現象を有効に防止することができる。
下に、本発明に係るチャージリリーフ機構の好ましい一実施の形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2に、それぞれ、本実施の形態に係るチャージリリーフ機構を備えたポンプ装置100Aが適用された作業車輌1Aの側面図及び正面図を示す。また、図3に、該作業車輌1Aの油圧回路図を示す。
図1〜図3に示すように、前記ポンプ装置100Aは、作業車輌1Aの走行系伝動機構として利用されている。
詳しくは、前記作業車輌1Aは、図1〜図3に示すように、車輌フレーム30と、該車輌フレーム後部に搭載される駆動源40と、該駆動源40に作動連結される前記ポンプ装置100Aと、該ポンプ装置100Aに一対の第1作動油ライン400a及び一対の第2作動油ライン400bを介して流体接続された一対の第1及び第2油圧モータユニット10,20と、該一対の第1及び第2油圧モータユニット10,20によってそれぞれ駆動される左右一対の駆動輪50とを備えている。
なお、図1及び/又は図2中の符号60,70及び80は、それぞれ、キャスタ輪,前記駆動源40によって作動的に駆動されるモア装置、及び、該モア装置70によって刈り取られた草の搬送経路を形成するディスチャージダクトである。
前記ポンプ装置100Aは、作業車輌1Aに備えられる前記一対の第1及び第2油圧モータユニット10,20との協働下に走行系変速伝動機構を構成している。
詳しくは、前記ポンプ装置100Aと前記第1及び第2油圧モータユニット10,20とは、HSTを形成するように、少なくとも何れか一方が可変容積型とされている。該HSTが前記走行系伝動機構の一部を構成している。
なお、図示の形態においては、前記ポンプ装置100Aの下記第1及び第2油圧ポンプ本体が可変容積型とされ、且つ、前記第1及び第2油圧モータユニット10,20が固定容積型とされている。
前記車輌フレーム30は、図1及び図2に示すように、車輌長手方向に延びる一対の左右メインフレーム部31と、該一対のメインフレーム部31を連結するクロスメンバ部32とを有している。
前記駆動源40は、例えば内燃機関であって、図1に示すように、その駆動軸41を垂直方向に向けて搭載する構造のものとされている。
詳しくは、図1に示すように、前記駆動源40は、前記クロスメンバ部32の車輌後部側において、前記駆動軸41の軸端が該クロスメンバ部32の下方へ延在するように、弾性部材42を介して載置されている。
即ち、前記クロスメンバ部32は、図1に示すように、前記駆動源40に対応した部分に、第1開口33を有している。
該駆動源40は、前記駆動軸41の軸端に装着された駆動プーリ45が、記第1開口33を通じて前記クロスメンバ部32の下方に位置するように、前記弾性部材42を介して該クロスメンバ部32の上面に取り付けられている。
前記ポンプ装置100Aは、前記駆動源40に作動連結された状態で、前記車輌フレーム30の上面に載置されるようになっている。
図4に、図1におけるIV-IV線に沿った前記ポンプ装置100Aの縦断正面図を示す。また、図5に、図2におけるV-V線に沿った前記ポンプ装置100Aの縦断側面図を示す。
図4及び図5に示すように、前記ポンプ装置100Aは、並列配置される第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bと、該第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bをそれぞれ駆動する第1及び第2ポンプ軸310a,310bと、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bを作動連結する動力伝達機構230と、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320b並びに前記動力伝達機構230を収容すると共に、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bを軸線回り回転自在に支持するケース体200とを備えている。
前記第1ポンプ軸310aは、一端部が前記駆動源40に作動連結される入力端部311を形成するように前記ケース体200から外方へ延在されている。
図示の形態においては、前述の通り、前記駆動源40はバーチカルクランク軸型とされており、前記第1ポンプ軸310aは、垂直方向に沿った状態で、下端部が前記ケース体200から外方へ突出されている。
詳しくは、前記クロスメンバ部32には、前記第1開口33の前方に、前記第1ポンプ軸310aの入力端部311(図示の形態においては下端部)が挿通可能な第2開口34が形成されている(図1及び図2参照)。
そして、前記ケース体200は、前記第1ポンプ軸310aの入力端部311を上方から前記第2開口34を介して前記クロスメンバ部32の下方へ位置させた状態で、該クロスメンバ部32の上面に固定されるようになっている。なお、これに代えて、クロスメンバ部32の下面に固定して吊り下げるようにしてもよい。
前記第1ポンプ軸310aの入力端部311には、被駆動プーリー270が相対回転不能に支持されている。
図示の形態においては、図4及び図5に示すように、前記第1ポンプ軸310aの入力端部311に、冷却ファン800が相対回転不能に支持されており、前記被駆動プーリー270は該冷却ファン800にボルト等の締結部材を介して連結されている。
なお、図1及び図2に示すように、前記駆動プーリー45及び前記被駆動プーリー270にはベルト275が巻き回されており、該ベルト275を介して前記駆動源40から前記第1ポンプ軸310aに動力伝達されるようになっている。
即ち、前記駆動プーリー45,前記被駆動プーリー270及び前記ベルト275が、前記駆動源40の出力軸41から前記第1ポンプ軸310aに動力を伝達するプーリー伝達機構280を形成している。
前記第2ポンプ軸310bは、前記第1ポンプ軸310aと略平行に前記ケース体200に支持されている。
前述の通り、図示の形態においては、前記第1ポンプ軸310aは、該ポンプ装置100Aが車輌に搭載された状態において、垂直方向に沿うように配設されており、従って、該第2ポンプ軸310bもポンプ装置100Aの車輌搭載状態において垂直方向に沿うように配設されている。
前記動力伝達機構230は、前記第1ポンプ軸310aから前記第2ポンプ軸310bに動力を伝達するように構成されている。
図示の形態においては、図4及び図5に示すように、前記動力伝達機構230は、前記第1ポンプ軸310aに相対回転不能とされた第1ギヤ231aと、前記第2ポンプ軸310bに相対回転不能とされた第2ギヤ231bであって、前記第1ギヤ231aと噛合する第2ギヤ231bとを有している。
なお、図示の形態においては、前記第1及び第2ギヤ231a,231bは平歯車とされているが(図4参照)、はすば歯車とすれば騒音低減を図ることができる。
前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bは、それぞれ、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bによって駆動されるようになっている。
なお、該第1及び2油圧ポンプ本体320a,320bは実質的に同一構成を有している。
従って、第2油圧ポンプ本体320bの詳細な説明は省略する。
前記第1油圧ポンプ本体320aは、図4及び図5に示すように、前記第1ポンプ軸310aの回転に伴って往復運動を行うピストンユニット321と、該ピストンユニット321を往復動自在に支持するシリンダブロック322とを有している。
前述の通り、図示の形態においては、前記第1油圧ポンプ本体320aは可変容積型とされている。
従って、前記第1ポンプ本体320aは、前記構成に加えて、前記ピストンユニット321の摺動範囲を変化させて、吸引/吐出量を調整する出力調整部材323を備えている。
図示の形態においては、該出力調整部材323としてクレイドル型の可動斜板が用いられており、前記ピストンユニット321の先端に設けたシューが当接されいる。
該出力調整部材323は、制御軸324によって外部操作可能とされている。図示の形態においては、該制御軸324の回動基部に、自由端部が前記出力調整部材323に対して係合するアーム324aが備えられている(図5参照)。即ち、該制御軸324が軸線回りに回転されると、前記出力調整部材323は前記アーム324aを介して傾転されるようになっている。
図6に、図5におけるVI-VI線に沿った端面図であって、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bにおける各シリンダブロック322を取り外した状態の端面図を示す。
図1及び図6に示すように、図示の形態においては、前記第1ポンプ本体320a及び第2ポンプ本体320bは、それぞれの制御軸324が互いに同一方向(図示の形態では車輌前方)に延びるように構成されている。
なお、前記制御軸324の各々は、図1に示すように、適宜のリンク機構39を介して、作業車輛1の運転席近傍に配備された左右の変速レバー35に連係される。
好ましくは、前記制御軸324の各々に対して、対応する出力調整部材323を中立位置(吸引/吐出量が略零の状態)に付勢する中立復帰機構を設けてもよい。
前記ケース体は、前述の通り、前記第1及び第2油圧ポンプ本体及び前記動力伝達機構を収容すると共に、前記第1及び第2ポンプ軸を軸線回り回転自在に支持するように構成されている。
図示の形態においては、該ケース体200は、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bを囲繞するポンプケース330と、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bに対する給排油路が形成されたセンターセクション340であって、前記ポンプケース330に着脱自在に連結されるセンターセクション340と、前記ポンプケース330の前記センターセクション340が連結される端面とは反対側の端面に着脱自在に連結される蓋部材350とを備えている。
前記ポンプケース330は、前記第1ポンプ軸310aの入力端部311とは反対側に位置する端面に、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bが挿通可能な開口339を有している。
なお、図示の形態においては、図4に示すように、前記開口339は、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bの双方を挿通可能な単一の開口とされているが、当然ながら、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bがそれぞれ挿通可能な第1及び第2開口とすることも可能である。
また、図示の形態においては、前記ポンプケース330は、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bの双方を収容可能な単一のポンプケースとされているが、これに代えて、該第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bをそれぞれ収容する第1及び第2ポンプケースとすることも可能である。
図示の形態においては、前記ポンプケース330は、図4及び図5に示すように、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bの周囲を囲繞する周壁部材331であって、軸線方向両端部が開口とされた中空の周壁部材331と、該周壁部材の一端側(前記ポンプ本体挿通開口339が形成された端面とは反対側)の開口を閉塞するように該周壁部材331に着脱自在に連結される端壁部材332とを有しており、前記周壁部材331の他端側開口が前記ポンプ本体挿通開口339を形成している。
前記周壁部材331は、図5に示すように、前記制御軸324を軸線回り回転自在に支持している。
前記端壁部材332は、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bにおける各出力調整部材323を摺動自在に支持する凹円弧状摺動面であって、その中央部に対応するポンプ軸310a,310bが貫通される貫通孔が設けられた凹円弧状摺動面を有している。
詳しくは、前記ケース体200は、この端壁部材332によって、前記第1、第2ギヤ231a,231bを収容する部屋と、前記第1、第2油圧ポンプ本体320a,320bを収容する部屋とに区画されている。
さらに前記端壁部材332には、前記制御軸324の前記アーム324aと対峙する個所に凹部332aが設けられている。該凹部332aには、前記アーム324aの先端が突入されており、該先端が揺動したときに前記凹部332aに当接することで、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bの最高容積が規制されるようになっている。
なお、図示の形態においては、前記周壁部材331と前記端壁部材332とを別体としたが、当然ながら、これらの部材を一体形成することも可能である。
前記センターセクション340は、前記ポンプ本体挿通開口339を液密に閉塞するように、前記ポンプケース330に着脱自在に連結されている。
即ち、前記ポンプケース330及びセンターセクション340によって画される空間210は、前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bを収容すると共に、油溜めとしても利用され得るようになっている。
該センターセクション340は、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310を軸線回り回転自在に支持すると共に、内表面が対応するポンプ軸回りに回転する前記第1及び第2油圧ポンプ本体320a,320bと摺接するようになっている。
なお、この摺接面などからリークした油は前記油溜めに還流するようになっている。
又、該センターセクション340に形成された油路については後述する。
前記蓋部材350は、前記ポンプケース330の外表面との間に前記動力伝達機構230を収容する動力伝達機構収容空間220を形成するように、該ポンプケース330に着脱自在に連結されている。
詳しくは、該蓋部材350は、図4及び図5に示すように、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bの軸線方向に延びる周壁部351と、該周壁部351の軸線方向一端側(前記第1ポンプ軸310aの入力端部側)を閉塞する端壁部352とを有している。
斯かる蓋部材352は、前記周壁部351の軸線方向他端側を前記ポンプケース330における前記端壁部材332に当接させることで、該ポンプケース330との間に前記動力伝達機構収容空間220を形成し得るようになっている。
前記端壁部352は、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bをそれぞれ軸線回り回転自在に支持し得るようになっている。
詳しくは、該端壁部352は、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bと対応する部位に、それぞれ、肉厚の第1及び第2軸受部360a,360bを有している。
前記第1軸受部360aは、図4及び図5に示すように、前記入力端部311が外方へ延在された状態で、前記第1ポンプ軸310aを軸線回り相対回転自在に支持している。
詳しくは、前記第1軸受部360aには、前記第1ポンプ軸310aが挿通される貫通孔361aが形成されている。
そして、該第1軸受部360aは、前記第1ポンプ軸310aの軸線方向に沿うように前記貫通孔361a内に直列配置された第1及び第2ベアリング部材371,372を介して、該第1ポンプ軸310aを軸線回り相対回転自在に支持している。
これに対し、前記第2軸受部360bは、図4に示すように、単一のベアリング部材373を介して、前記第2ポンプ軸310bの一端部を軸線回り相対回転自在に支持している。
詳しくは、該第2軸受部360bは、前記第2ポンプ軸310bの一端部を囲繞する凹部361bを有している。
そして、該第2軸受部360bは、該凹部361b内に配設された前記ベアリング部材373を介して、前記第2ポンプ軸310bの一端部を囲繞した状態で軸線回り相対回転不能に支持している。
このように、図示の形態に係るポンプ装置100Aにおいては、前記プーリー伝動機構280を介して前記駆動源40に作動連結される前記第1ポンプ軸310aが、複数のベアリング部材(図示の形態においては、第1及び第2ベアリング部材371,372)を介して、前記ケース体200(図示の形態においては、前記蓋部材350)に支持されている。
従って、前記プーリー伝動機構380から前記第1ポンプ軸310aに軸線方向と直交する方向の力が付加されたとしても、該第1ポンプ軸310aの撓みを可及的に防止することができる。
即ち、前記プーリー伝動機構280においては、テンションローラ等の張力付与部材によって、前記駆動プーリー45及び被駆動プーリー270間に掛け回された前記ベルト275に張力が加えられた状態で、該駆動プーリー45から被駆動プーリー270へ動力が伝達される。
従って、前記被駆動プーリー270を支持する前記第1ポンプ軸310aには、該第1ポンプ軸310aの軸線方向に対して略直交する方向の外力が付加される。
斯かる外力が加わると、前記第1ポンプ軸310aが撓み、これにより、前記第1油圧ポンプ本体320aの摺動面が前記センターセクション340の内表面(第1油圧ポンプ本体320aとの対向面)に対して傾いて、該第1油圧ポンプ本体320aとセンターセクション340との間からの作動油リーク量が増加する。
このような作動油リーク量の増加は、前記第1油圧ポンプ本体320a及び前記第1油圧モータユニット10間の伝動効率の悪化を招く。
さらに、図示の形態におけるように、前記ポンプ装置100Aを車輌の走行系伝動機構に用いるような場合、前記第1油圧ポンプ本体320aからの作動油リーク量と前記第2油圧ポンプ本体320bからの作動油リーク量が異なると、車輌の直進性が阻害されることになる。
この点に関し、図示の形態においては、前述の通り、前記プーリー伝動機構280から外力が付加される前記第1ポンプ軸310aを、前記第1油圧ポンプ本体320aを支持する部位を基準にして前記入力端部寄りの領域において、前記第1及び第2ベアリング部材271,272の複数の軸受部材によって前記ケース体200に支持させている。
従って、該第1ポンプ軸310aの撓みを可及的に抑えることができ、これにより、前記第2油圧ポンプ本体320bに対して前記第1油圧ポンプ本体320aからの作動油リーク量が増加するという不都合を有効に防止することができる。
図示の形態においては、前記蓋部材350は、前記構成に加えて、前記ポンプ装置100Aを車輌フレーム30等の支持部材に取り付ける為の装着ボス部355を備えている。
図7に、図5におけるVII-VII線に沿った前記ケース体200の端面図を示す。
図5及び図7に示すように、前記蓋部材350は、前記第1及び第2軸受部360a,360bより径方向外方へ延在された前記装着ボス部355を有している。
図示の形態においては、前記ケース体200は、該装着ボス部355を介して、前記クロスメンバ部32の上面に連結されるようになっている。
なお、当然ながら、該ケース体200を前記クロスメンバ部32の下面に連結してもよい。
図示の形態に係るポンプ装置100Aは、さらに、前記第1ポンプ軸310aによって駆動されるチャージポンプユニット530を備えている。
詳しくは、前記第1ポンプ軸310aは、前記入力端部311とは反対側の他端部312が前記センターセクション340を貫通して外方へ延在されている。
前記チャージポンプユニット530は、前記第1ポンプ軸310aの他端部312によって駆動されるチャージポンプ本体500と、該チャージポンプ本体500を囲繞するように、前記センターセクション340の外表面(前記ポンプケース330に連結される端面とは反対側の端面)に連結されるチャージポンプケース510とを有している。
該チャージポンプユニット530は、前記一対の第1作動油ライン400a及び前記一対の第2作動油ライン400bに対して作動油を補給する為に備えられている。
以下、図示の形態に係る前記ポンプ装置100Aの油圧回路について説明する。
該ポンプ装置100Aは、図3に示すように、前記第1油圧ポンプ本体320a及び前記第1油圧モータユニット10を流体接続する一対の第1作動油ライン400aと、前記第2油圧ポンプ本体320b及び前記第1油圧モータユニット20を流体接続する一対の第2作動油ライン400bと、前記一対の第1作動油ライン400a及び前記一対の第2作動油ライン400bに作動油を補給するチャージライン420とを備えている。
なお、前記一対の第2作動油ライン400bは、前記一対の第1作動油ライン400aと実質的に同一構成を有している。
従って、該一対の第2作動油ライン400bについては、前記一対の第1作動油ライン400aにおける符号の末尾をbに変えて、その詳細な説明を省略する。
図8に、図4におけるVIII-VIII線に沿った前記センターセクションの横断面図を示す。
又、図9に、図8におけるIX-IX線に沿った断面図を示す。
図3及び図8に示すように、前記一対の第1作動油ライン400aは、前記センターセクション340に形成された一対の第1作動油路410aを有している。
該一対の第1作動油路410aは、それぞれ、一端部が該センターセクション340の一側面(図示の形態においては後面)に開口して一対の第1作動油ポート411aを形成し、且つ、他端部が該センターセクション340における前記ポンプケース330との当接面341に開口されると共に(図9参照)、該一端部及び他端部の間の中央部が前記第1油圧ポンプ本体320aの吸引/吐出ポート412aに流体接続されている(図8参照)。
なお、図示の形態においては、該一対の第1作動油路410aは、前記制御軸324と平行な方向に延在されている。
該吸引/吐出ポート412aはキドニー型で、且つ、対応する第1ポンプ軸310aを基準に対称的に一対設けられており、前記シリンダブロック322の設置面内に開口している。
より詳しくは、該一対の吸引/吐出ポート412aは、前記制御軸324の向きに対応するように配置されており、前記第1作動油路410aと直角方向へ延伸されている。
なお、一方側の吸引/吐出ポートは長手方向中央部を境に長手方向一端側が浅く且つ長手方向他方側が深くなるように形成されており、これにより、前記第1作動油路410aの一方側とは連通せず、且つ、前記第1作動油路410aの他方側にのみ連通されている。
これとは逆に、他方側の吸引/吐出ポートは長手方向中央部を境に長手方向他端側が浅く且つ長手方向一端側が深くなるように形成されており、これにより、前記第1作動油路410aの他方側とは連通せず、且つ、前記第1作動油路410aの一方側にのみ連通さされている。
図3に示すように、前記チャージライン420には、前記油溜めから前記一対の第1作動油ライン400a及び前記一対の第2作動油ライン400bのそれぞれへの油流入を許容し、且つ、逆向きの油の流れを防止するチェック弁425が介挿されている。
図示の形態においては、前記チェック弁425は、図9に示すように、前記センターセクション340における前記当接面341から前記一対の第1作動油路410a及び前記一対の第2作動油路410bのそれぞれの他端部内に挿入されるようになっている。
詳しくは、図示の形態において、前記チャージライン420は、図6及び図9に示すように、前記センターセクション340に形成されたチャージ油路421と、該チャージ油路421と前記一対の第1作動油路410a及び前記一対の第2作動油路410bとを連通するように、前記センターセクション340及び前記ポンプケースの当接面に形成された凹溝422とを有している。
詳しくは、前記チャージ油路421は、一端部が前記センターセクション340の外表面に開口してチャージポート420Pを形成し、且つ、他端部が前記センターセクション340における前記当接面341に開口している。
他方、前記凹溝422は、前記チャージ油路421の他端部,前記一対の第1作動油路410aの他端部及び前記一対の第2作動油路410bの他端部を囲繞するように、前記センターセクション340及び前記ポンプケース330の当接面に形成されている。
なお、図示の形態においては、図9に示すように、該凹溝422は、前記ポンプケース330における前記センターセクション340との当接面337に形成されている。
そして、前記チェック弁425は、該凹溝422と前記一対の第1作動油路410a及び前記一対の第2作動油路410bとの各連通点に介挿されている。
なお、図示の形態に係るポンプ装置100Aは、前述の通り、前記チャージポンプユニット530を備えており、前記チャージライン420へは該チャージポンプユニット530からの圧油が供給されるようになっている。
詳しくは、該ポンプ装置100Aは、図3に示すように、前記油圧回路に加えて、一端部が油溜めに流体接続され且つ他端部が前記チャージライン420に流体接続される圧油供給ライン480であって、前記チャージポンプ本体500が介挿された圧油供給ライン480を有している。
図10に、図9におけるX-X線断面図を示す。
図5及び図10に示すように、前記圧油供給ライン480は、前記チャージポンプケース510に形成された吸引油路481及び吐出油路482を有している。
前記吸引油路481は、一端部が前記チャージポンプケース510の一側面に開口して油取り入れポート480inを形成し、且つ、他端部が前記チャージポンプ本体500の吸引ポートに連通されている(図3及び図10参照)。
前記吐出油路482は、一端部が前記チャージポンプ本体500の吐出ポートに連通され、且つ、他端部が前記チャージポート420Pに連通されるように前記センターセクション340との当接面に開口して油取り出しポート480outを形成している(図3及び図9参照)。
図示の形態において、前記油取り入れポート480inは、適宜の配管を介して、前記油溜めに流体接続されている。
詳しくは、該ポンプ装置100Aは、図2に示すように、前記構成に加えて、外部リザーブタンク90を有している。
前記外部リザーブタンク90は、適宜の配管及びドレンポート210dを介して、前記ケース体200の内部空間210に流体接続されている。
即ち、図示の形態においては、前記ケース体200及び前記外部リザーブタンク90が前記油溜めを構成している。
なお、エア混入を防止する上で前記ケース体200の内部空間210は油で満ちているのが好ましい。この点に鑑み、図示の形態においては、前記ドレンポート210dは、前記ケース体200を前記クロスメンバ部32に設置したときに最上側に位置する前記センターセクション340の上面に開口されており、従って、前記ケース体200から溢れる油が該ドレンポート210dを介して前記外部リザーブタンク90に還流されるようになっている。
そして、前記油取り入れポート480inは、斯かる油溜めを形成する前記外部リザーブタンク90にラインフィルタを介して流体接続されている。
さらに、図示の形態に係るポンプ装置100Aは、前記チャージライン420の油圧を設定する本実施の形態に係るチャージリリーフ機構600を備えている。
該チャージリリーフ機構600は、図3に示すように、一端部が前記チャージライン420に流体接続され且つ他端部が油溜めに流体接続された油圧設定ライン610と、前記油圧設定ライン610に介挿されたチャージリリーフ弁620とを有している。
本実施の形態においては、前記油圧設定ライン610は、図9及び図10に示すように、一端部が前記吐出油路482に連通され、且つ、他端部がドレン通路として前記ケース体200の内部空間210に連通されるように、前記チャージポンプケース330及び前記センターセクション340に形成された油圧設定油路611を有している。
前記チャージリリーフ弁620は、図9及び図10に示すように、前記油圧設定油路611の中途部位に軸線方向移動可能に設けられたリリーフ弁本体630であって、該油圧設定油路611に設けられた弁座612に対して着座することにより該油圧設定油路611をその一端側と他端側とに分断するリリーフ弁本体630と、前記リリーフ弁本体630を前記弁座612に向けて押圧する油圧設定用リリーフバネ640とを有している。
なお、本実施の形態においては、前記リリーフ弁本体630及び前記油圧設定用リリーフバネ640は、前記チャージポンプケース510に内挿されているが、これに限るものではなく、例えば、センターセクション340内に配置することも可能である。
さらに、該チャージポンプケース510には、設定チャージ圧値相当の付勢力を有するように前記油圧設定用リリーフバネ640を圧縮保持するバネ保持部材650が設けられている(図9及び図10参照)。
詳しくは、該バネ保持部材650は、前記油圧設定用リリーフバネ640の基端部の保持位置を変更し得るように、前記チャージポンプケース510に対してネジ連結されている。
前記リリーフ弁本体630は、前記チャージライン420の油圧を受けて、前記油圧設定用リリーフバネ640の付勢力に抗して、前記弁座612から離間する方向へ押動されるように構成されている。
詳しくは、前記油圧設定油路611は、前記チャージライン420に流体接続されるように一端側に開く小径孔611aと、該小径孔611aから前記弁座612を伴って拡径された大径孔611bであって、前記油圧設定油路611の他端側を通じて前記油溜め(図示の形態においてはケース体200の内部空間210)に流体接続されるように他端側に開く大径孔611bとを有している。
そして、前記リリーフ弁本体630は、前記小径孔611a内に軸線方向移動自在に配設された小径部630aと、前記小径部630aから拡径された大径部630bであって、前記弁座612に着座し得るように前記大径孔611b内に配設された大径部630bとを有している。
図11に、図10におけるXI-XI線断面図を示す。
図11に示すように、本実施の形態においては、前記小径部630aには、前記小径孔611aの内周面に摺接するガイド部631と、前記小径孔611aの内周面との間に油溝615を画する凹状部632とが設けられている。該油溝615が、リリーフ作用の際の油通路となる。
前記チャージリリーフ機構600は、さらに、図3に示すように、前記油溜めから前記チャージライン420への油流入を許容しつつ、逆向きの流れを防止するチェック作用を備えている。
具体的には、図10に示すように、前記リリーフ弁本体630には、前記チャージラインに流体接続されるように前記油圧設定油路611の一端側に開くチェック用大径孔635と、チェック用弁座636を伴って該チェック用大径孔635に連通するチェック用小径孔637であって、前記油溜めに流体接続されるように前記油圧設定油路611の他端側に開くチェック用小径孔637とが設けられている。
そして、前記チェック用大径孔637には、前記チェック用弁座636に着座可能なチェック弁本体660であって、軸線方向移動可能なチェック弁本体660と、該チェック弁本体660による該チェック用大径孔635及び前記チェック用小径孔637の連通/遮断動作を許容しつつ、該チェック弁本体660の該チェック用大径孔635からの脱離を防止する抜け止め部材670とが設けられている。
斯かる構成のチャージリリーフ機構600においては、前記チャージライン420の油圧を設定する油圧設定作用に加えて、前記チャージポンプ本体500の停止時において前記一対の第1作動油ライン400aの何れか一方又は前記一対の第2作動油ライン400bの何れか一方が負圧となった際に、前記油溜めから該負圧とされた作動油ラインへ油を自吸することができる。
即ち、例えば、HST中立状態でエンジン40を停止して坂道等に作業車輌を停車させた場合、駆動輪40に作動連結されたモータ軸に回転力が加わり、油圧モータユニット10,20がポンプ作用をしようとする。
この際、前記一対の第1作動油ライン400a及び前記一対の第2作動油ライン400bに作動油が充満されていると、該作動油によって前記油圧モータユニット10,20にブレーキ力が作用するが、その一方で、斯かる油圧モータユニット10,20のポンプ作用によって、前記一対の第1作動油ライン400aの一方及び前記一対の第2作動油ライン400bの一方が高圧となり、該高圧の作動油ラインから作動油がリークする恐れがある。
このような作動油リークが生じると、前記一対の第1作動油ライン400a及び前記一対の第2作動油ライン400bで、それぞれ、負圧側作動油ラインから高圧側作動油ラインへの油の循環が起こり、高圧側作動油ラインからの作動油リークが助長される。そして、最終的に、前記一対の第1作動油ライン400a及び前記一対の第2作動油ライン400b中の作動油が無くなり、駆動輪が自由に回転し始め、車輌が坂道を下降し始める(フリーホイール現象)。
この点に関し、前記チャージリリーフ機構600においては、前記油圧設定油路611を利用して、前記一対の第1作動油ライン400aの何れか一方又は前記一対の第2作動油ライン400bの何れか一方が負圧となった際に、前記油溜め(図示の形態においては、前記ケース体200の内部空間210)から該負圧とされた作動油ラインへ油が補給されるようになっている。
従って、前記フリーホイール現象を有効に防止することができる。
さらに、図示の形態に係るポンプ装置100Aは、図3に示すように、稼動状態にあるHSTにおいて前記一対の第1作動油ライン400aの高圧側の油圧が、その稼動中に予定された圧力範囲の最高値(所定値)を越えると、該高圧側(例えば、400a(1))の圧油を他方の低圧側(例えば、400a(2))へリリーフする第1油圧制御機構700aと、稼動状態にあるHSTにおいて前記一対の第2作動油ライン400bの高圧側の油圧が、その稼動中に予定された圧力範囲の最高値(所定値)を越えると、該高圧側(例えば、400b(1))の圧油を他方の低圧側(例えば、400b(2))へリリーフする第2油圧制御機構700bとを備えている。
なお、前記第2油圧制御機構700bは、前記第1油圧制御機構700aと実質的に同一構成を有している。
従って、該第2油圧制御機構700bについては、前記第1油圧制御機構700aにおける符号の末尾をbに変えて、その詳細な説明を省略する。
前記第1油圧制御機構700aは、図3に示すように、前記一対の第1作動油ラインの間を連通するリリーフライン710と、該リリーフライン710に介挿されたリリーフ弁750とを備えている。
図12に、図8におけるXII部拡大図を示す。
図8及び図12に示すように、図示の形態においては、前記リリーフライン710は、前記一対の第1作動油路410aの間を連通するように、前記センターセクション340に形成されたリリーフ油路720を有している。
詳しくは、図示の形態においては、前記一対の第1作動油路410aは、対応する前記第1ポンプ軸310aを挟んで略平行に延びている(図8参照)。
そして、前記リリーフ油路720は、前記一対の第1作動油路410aと略直交する方向に延びており、且つ、一端部が前記センターセクション340の一側面に開口されている。
前記リリーフ油路720は、図12に示すように、前記一対の第1作動油路の一方410a(1)に開く大径孔721と、弁座722を伴って該大径孔721に連通する小径孔723であって、前記一対の第1作動油路の他方410a(2)に開く小径孔723とを有している。
なお、図示の形態においては、前記リリーフ油路720の前記一端側開口から該リリーフ油路720内に挿入されるホルダー部材730に、前記大径孔721,前記弁座722及び前記小径孔723が形成されている。
前記リリーフ弁750は、図8及び図12に示すように、前記リリーフ油路720(図示の形態においては、前記ホルダー部材730)に軸線方向移動可能に内挿されたリリーフ弁本体760であって、前記弁座722に対して着座することにより該リリーフ油路720を遮断するリリーフ弁本体760と、前記リリーフ弁本体760を前記弁座722に向けて押圧するように、先端部が該リリーフ弁本体760に係合されたリリーフバネ770と、前記リリーフバネ770の基端部と係合する面をもつバネ保持部材780とを備えている。
前記リリーフ弁本体760は、図12に良く示されるように、前記一方の第1作動油路410a(1)の油圧を受けて前記リリーフバネ770の付勢力に抗して該リリーフ弁本体760を前記弁座722から離間する方向へ押動する第1受圧面761と、前記他方の第1作動油路410a(2)の油圧を受けて前記リリーフバネ770の付勢力に抗して該リリーフ弁本体760を前記弁座722から離間する方向へ押動する第2受圧面762とを有している。
即ち、該リリーフ弁本体760は、前記一対の第1作動油路の一方410a(1)の油圧が前記リリーフバネ770によって画されるリリーフ圧を越えると、該リリーフバネ770の付勢力に抗して押動され、これにより、該一方の第1作動油路410a(1)から他方の第1作動油路410a(2)への圧油リリーフを許容し、且つ、前記一対の第1作動油路の他方410a(2)が前記リリーフ圧を越えると、該リリーフバネ770の付勢力に抗して押動され、これにより、該他方の第1作動油路410a(2)から一方の第1作動油路410a(1)への圧油リリーフを許容するように構成されている。
前記バネ保持部材780は、前記リリーフバネ770の係合面を、前記リリーフ油路720の前記一端側開口から該リリーフ油路720内に軸線方向位置調整自在に固定し得るようになっている。
即ち、該バネ保持部材780は、前記係合面で規定される前記リリーフバネ770の収容スペース770Sを可変設定し得るようになっている。
図示の形態においては、該バネ保持部材780は、前記リリーフ油路720にネジ連結され、所定の工具を用いて締緩されるようになっている。そして、該バネ保持部材780を最も締め込むことによって、前記リリーフ圧設定値相当の付勢力が生じた状態に前記リリーフバネ770を保持する初期スペースが画されるようになっている。
さらに、前記バネ保持部材780は、ネジ連結した状態を維持しつつ緩めることによって、前記スペース770Sを拡張して前記リリーフバネ770を自由長以上の状態で保持し得るように構成されている。
即ち、図示の形態においては、該バネ保持部材780は、前記リリーフ油路720に対する相対位置を変更することにより、前記リリーフ油路720の前記一端側開口を閉塞しつつ、前記リリーフバネ770を自由長状態とし得るように構成されている。
このように、前記リリーフバネ770を自由長状態とすることにより、エンジントラブルなどで該油圧ポンプ装置100Aを含む走行系変速伝動機構を搭載する車輌1Aを牽引する場合に、油圧モーター10,20から発生した油圧は油圧ポンプ本体320a,320bを経ないで前記リリーフ油路720を介して前記第1作動油路410a,410aを相互に流れるため、油圧的な抵抗が生じない。
斯かる構成の前記第1油圧制御機構700においては、前記バネ保持部材780の前記リリーフ油路720に対する相対位置を調整するだけで、前記一対の第1作動油路410aの双方の何れが異常高圧となった場合であっても該高圧側の油圧を低圧側へリリーフするリリーフ作用と、前記一対の第1作動油路410aの間を常時バイパスするバイパス作用とを選択し得るようになっている。
より好ましくは、前記バネ保持部材780の外周面に、視覚的に認識可能なように前記リリーフバネ770が十分に自由長状態とされていることを示すマーク785を設けることができる。これにより、緩めすぎによる前記バネ保持部材780の不測の脱落を防止できる。前記マーク785は、例えば、前記バネ保持部材の外周面の全周に設けることができる。
具体的には、前記バネ保持部材780が前記リリーフバネ770を自由長状態で保持する際に、前記リリーフ油路720から露出する部位に、前記マーク785を設けることができる(図8及び図12参照)。
なお、図示の形態においては、前記第1及び第2油圧制御機構700a,700bを備えたが、これに代えて、図13に示すように、通常のバイパス弁790を備えることもできる。
即ち、前記ホルダー730及び前記リリーフ弁750に代えて、前記リリーフ油路720にバイパス弁790を挿入することにより、極めて容易に仕様変更を行うことができる。
なお、図13中の符号795は、バイパス状態にあることを示す為のマークである。
下、本発明に係るチャージリリーフ機構が適用される他の形態のポンプ装置100Bについて、添付図面を参照しつつ説明する。
なお、前ポンプ装置100Aにおける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。
図14に、前記ポンプ装置100Bの部分縦断面図を示す。
図14に示すように、前記ポンプ装置100Bは、前記第1ポンプ軸310aの支持構造のみが前記ポンプ装置100Aと相違し、その他の構成は実質的に同一である。
具体的には、該ポンプ装置100Bは、前記ポンプ装置100Aにおいて、前記第2ベアリング部材372に代えて第2ベアリング部材372Bを有している。
即ち、前記ポンプ装置100Bにおいては、前記第1ポンプ軸310aは、前記第1ベアリング部材371と前記第2ベアリング部材372Bとを介して、間接的に前記ケース体200に支持されている。
より詳しくは、前記第2ベアリング部材372Bは、前記第1ポンプ軸310aに相対回転不能に支持された前記被駆動プーリー270を、前記ケース体200に対して相対回転自在に支持するようになっている。
なお、図示の形態においては、前記第1ポンプ軸310aの前記入力端部311にスプライン連結されるホルダー390を設け、該ホルダー390に前記被駆動プーリー270を連結すると共に、該ホルダー390を前記第2ベアリング部材372Bを介して前記ケース体200に回転自在に支持させている。
又、図示の形態においては、前記冷却ファン800を前記第1ポンプ軸310aにスプライン連結させたが、当然ながら、前記ポンプ装置100Aにおけるように、前記冷却ファン800を被駆動プーリー270に連結させることも可能である。
斯かる構成のポンプ装置100Bにおいても、プーリー伝動機構のベルトテンション等が作用したとしても、前記第1ポンプ軸310aの撓みを可及的に抑えることができ、従って、該第1ポンプ軸310aによって駆動される前記第1油圧ポンプ本体320aと前記センターセクション340との間からの作動油リークを可及的に防止することができる。
なお、前記第1ポンプ軸310aによって駆動されるチャージポンプユニット530を備えるように構成したが、これに代えて又は加えて、前記第2ポンプ軸310bによって駆動されるチャージポンプユニットを備えることも可能である。
又、前記チャージポンプユニットに代えて又は加えて、外部作業機に作動油を供給する補助ポンプユニットを備えることも可能である。
、垂直に向いた駆動軸を有する駆動源40と効率的に作動連結させるべく、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bが垂直方向に沿うように前記ポンプ装置100A,100Bを車輌フレーム30に固定したが、当然ながら、水平に向いた駆動軸を有する駆動源40Bと効率的に作動連結させるべく、前記第1及び第2ポンプ軸310a,310bが水平方向に沿うように該ポンプ装置100A,100Bを固定することも可能である(図15参照)。
具体的には、図15に示す作業車輌1Bは、支持面が垂直方向に沿うように前記一対の左右メインフレーム部31,32に固定される前後隔壁38を備えており、該前後隔壁38に前記ポンプ装置100A,100Bが連結されている。
なお、図15に示す形態においては、駆動源40Bはその駆動軸に走行系とPTO系の2連のプーリーを有し、その一方を駆動プーリー45とし前述の構成と同様に前記ポンプ装置100A,100Bの入力用被駆動プーリー270との間にベルトを巻回してテンションを掛けている。又、図15中の符号75は、PTO伝動機構中に介挿されたPTOクラッチである。
図1は、本発明に係るチャージリリーフ機構を備え得るポンプ装置が適用された作業車輌の側面図である。 図2は、図1に示す作業車輌の正面図である。 図3は、図1及び図2に示す作業車輌の油圧回路図である。 図4は、図1におけるIV-IV線に沿った前記ポンプ装置の縦断正面図である。 図5は、図2におけるV-V線に沿った前記ポンプ装置の縦断側面図である。 図6は、図5におけるVI-VI線に沿った端面図であり、前記ポンプ装置における第1及び第2油圧ポンプ本体の各シリンダブロックを取り外した状態を示している。 図7は、図5におけるVII-VII線に沿った端面図であり、前記ポンプ装置におけるケース体の端面を示している。 図8は、図4におけるVIII-VIII線に沿った断面図であり、前記ポンプ装置におけるセンターセクションの横断面を示している。 図9は、図8におけるIX-IX線に沿った断面図である。 図10は、図9におけるX-X線に沿った断面図である。 図11は、図10におけるXI-XI線に沿った断面図である。 図12は、図8におけるXII部拡大図である。 図13は、前記ポンプ装置におけるリリーフ弁に代えて、バイパス弁を備えた場合の前記センターセクションの部分横断面図である。 図14は、本発明に係るチャージリリーフ機構が適用され得るの形ポンプ装置の部分縦断面図である。 図15は、他の作業車輌の側面図である。
20a,320b 油圧ポンプ本体
00a 一対の第1作動油ライン
400b 一対の第2作動油ライン
420 チャージライン
425 チェック弁
00 チャージリリーフ機構
610 チャージ圧設定ライン
611 チャージ圧設定油路
612 弁座
620 リリーフ弁
630 リリーフ弁本体
635 大径孔
636 チェック用弁座
637 小径孔
640 油圧設定用リリーフバネ
660 チェック弁本体
670 抜け止め部材
700 油圧制御機

Claims (1)

  1. 油圧ポンプ本体と油圧アクチュエータとを流体接続する一対の作動油ラインに対して作動油を補給するチャージラインの油圧を設定するチャージリリーフ機構であって、
    一端部が前記チャージラインに流体接続され且つ他端部が油溜めに流体接続された油圧設定ラインと、
    前記油圧設定ラインに介挿されたチャージリリーフ弁とを備え、
    前記チャージリリーフ弁は、前記油圧設定ラインに軸線方向移動可能に設けられたリリーフ弁本体であって、該油圧設定ラインに設けられた弁座に対して着座することにより該油圧設定ラインを遮断するリリーフ弁本体と、
    前記リリーフ弁本体を前記弁座に向けて押圧する油圧設定用リリーフバネとを有しており、
    前記リリーフ弁本体には、前記油圧設定ラインの一端側に開く大径孔と、チェック用弁座を伴って該大径孔に連通する小径孔であって、前記油圧設定ラインの他端側に開く小径孔とが設けられており、
    前記大径孔には、前記チェック用弁座に着座可能なチェック弁本体であって、軸線方向移動可能なチェック弁本体と、該チェック弁本体による該大径孔及び前記小径孔の連通/遮断動作を許容しつつ、該チェック弁本体の該大径孔からの脱離を防止する抜け止め部材とが設けられていることを特徴とするチャージリリーフ機構。
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