JP4825363B2

JP4825363B2 - 流体圧伝動装置

Info

Publication number: JP4825363B2
Application number: JP2001144514A
Authority: JP
Inventors: 公一松羅
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP2002340181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力で駆動されるポンプから流体圧をモータに送り込み、仕事を行わせる流体圧伝動装置（Hydrostatic Transmission：HSTと通称される）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体圧伝動装置（HST）は、車両の駆動装置によく適用される（特開平８−１６９２４６号、参照）。図７は、HSTの代表的な回路構成を表すものである。HST本体１０（２点鎖線枠内）において、１１は制御レバーに応じて容積が正吐出，ニュートラル，逆吐出に変化する可変容量形ポンプであり、その入力軸１１ａに原動機（図示せず）が連結される。１２は定容量形モータであり、その出力軸１２ａに駆動輪（負荷）が連結される。これら（可変容量形ポンプ１１と定容量形モータ１２と）の間に環路１４ａ，１４ｂが形成される。
【０００３】
１３は閉回路１４ａ，１４ｂへ作動油（流体）を供給するチャージポンプであり、可変容量形ポンプ１１の入力軸１１ａにより駆動される。チャージポンプ１３の吐出流量は、チャージ通路１５に充填され、閉回路１４ａ，１４ｂへチェック弁１６ａ，１６ｂを介して供給される。１７はオリフィス（車両を起動する流体圧を規定する）、１９はチャージポンプ１３からの余分な吐出流量をHST本体１０のケース内部へ開放する低圧リリーフ弁、１８は閉回路１４ａ，１４ｂの高圧側から低圧側へ過大な流体圧を開放する高圧リリーフ弁である。
【０００４】
HST本体１０の補機類として、作動油を貯留するタンク２０と、HST本体１０のケース内部の作動油をタンク２０へ還流させるドレンパイプ２１と、タンク２０からチャージポンプ１３の吸込側へ作動油を供給するサクションパイプ２２と、チャージポンプ１３の吐出側からHST本体１０のチャージ通路１５へを供給するチャージパイプ２３と、その途中に介装されるフィルタ２４と、が備えられる。
【０００５】
制御レバーを前進（正吐出）側に操作すると、可変容量形ポンプ１１から制御レバーの操作量に応じた正方向の吐出流量が定容量形モータ１２へ送り込まれる。定容量形モータ１２はこの流体圧を受けて駆動され、その出力が駆動輪へ伝えられ、車両を前進方向へ走行させる。制御レバーを中立位置に操作すると、可変容量形ポンプ１１がニュートラルの場合、その吐出流量が０になり、定容量形モータ１２への動力（流体圧）伝達は停止される。制御レバーを後退（逆吐出）側に操作すると、可変容量形ポンプ１１から制御レバーの操作量に応じた逆方向の吐出流量が定容量形モータ１２へ送り込まれる。定容量形モータ１２はこの流体圧を受けて駆動され、その出力が駆動輪へ伝えられ、車両を後退方向へ走行させる。
【０００６】
図８および図９は、HST本体１０の構成を表すものであり、可変容量形ポンプ１１および定容量形モータ１２は、ケース３０の内部（ポートブロック３１で閉じられる空間）に収装される。１１ａは可変容量形ポンプ１１の入力軸、１２ａは定容量形モータ１２の出力軸であり、入力軸１１ａの先端部（ポートブロック３１を貫通する突出部）にチャージポンプ１３が配置される。
【０００７】
可変容量形ポンプ１１は、複数のシリンダを備えるシリンダブロック３２と、シリンダに軸方向へストローク可能に収装するピストン３３と、ピストン３３を伸び出し方向へ付勢するスプリング３４と、ピストン３３の先端（頭部）に接触する斜板３５と、シリンダブロック３２とポートブロック３１との間に介装する弁板３６と、から構成される。
【０００８】
斜板３５は揺動（傾転）可能に支持され、図示の垂直なニュートラル状態から正方向（前進側）または逆方向（後退側）へ傾けられると、シリンダブロック３２の回転に応じてピストン３３を軸方向へストローク（往復動）させる。ピストン３３の往動により、容積の拡張するシリンダに閉回路１４ｂまたは１４ａから弁板３６を介して流体が吸い込まれ、ピストン３３の復動により、容積の縮小するシリンダから弁板３６を介して閉回路１４ａまたは１４ｂに流体が吐き出される。
【０００９】
定容量形モータ１２は、可変容量形ポンプ１１と同じくシリンダブロック３７とピストン３８とスプリング３９と斜板４０と弁板４１とから構成される。斜板４０は所定の傾きに固定され、閉回路１４ａまたは１４ｂから弁板４１を介して流体がシリンダに送り込まれると、この流体圧によりピストン３８が斜板４０に沿って押し出され、シリンダブロック３７を正方向または逆方向へ回転させる。シリンダに送り込まれる流体は、ピストン３８の往動によりシリンダの容積が拡張する行程において、低圧の流体となり、ピストン３８の復動によりシリンダの容積が縮小する行程において、シリンダから弁板４１を介して閉回路１４ｂまたは１４ａへ戻される。
【００１０】
図９において、閉回路１４ａ，１４ｂおよびチャージ通路１５は、ポートブロック３１に形成される。高圧リリーフ弁１８は閉回路１４ａ，１４ｂ間、チェック弁１６ａ、１６ｂはチャージ通路１５と閉回路１４ａ，１４ｂとの間、に組み付けられる。４２はチャージ通路１５をケース内部に開口する通路であり、低圧リリーフ弁１９は通路４２に介装され、余分なチャージ流量をケース３０内部に開放する。チェック弁１６ａにおいて、弁体にオリフィス１７が設定される。図８において、４３はケース３０のドレンポートであり、図示しないドレンパイプに接続され、ケース３０内部の流体をタンク２０へ環流させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このようなHSTにおいては、チャージポンプ１３により、閉回路１４ａ，１４ｂに流体を供給し、ポンプの吸込側に負圧が発生するのを防止するようになっている。そのため、HST本体１０の部品数（低圧リリーフ弁１９など）ばかりでなく、補機類の部品数（タンク２０，フィルタ２４，配管２１〜２３）も多くなり、コストが大きく嵩むようになる。また、チャージポンプ１３の容量は、車両の最大負荷を想定して決定されるので、作動油の貯留タンク２０も大型のものが要求される。
【００１２】
この発明はこのような課題に注目してなされたものであり、低コストなHST（流体圧伝動装置）の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る流体圧伝動装置は、ケース及びケースを閉塞するポートブロックから形成される空間に収装されるポンプ及びモータと、ポートブロックに形成される、ポンプとモータとの間を連通する閉回路と、ポートブロックに取付けられる、貯留流体を加圧するタンクと、を備え、閉回路は、ポンプからモータへと作動油が送られる高圧側回路と、モータからポンプへと作動油が戻される低圧側回路と、を備え、ポートブロックには、タンクに連通するポートと、ポートに開口する通路と、通路から空間に連通する開口部と、通路に介装され、タンクから低圧側回路への作動油の流通を許容するチェック弁と、が設けられ、タンクに貯留された加圧流体が、ポート、通路及びチェック弁を介して閉回路に供給されると共に、ポート、通路を介して空間に供給されることを特徴とする。
【００１６】
第２の発明に係る流体圧伝動装置は、第１の発明に係るタンクは、シリンダおよびその内部に摺動自在なピストンと、ピストンで画成される流体の貯留室と、貯留室の収縮方向へピストンを加圧する圧縮バネと、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
第３の発明に係る流体圧伝動装置は、第１の発明に係るタンクは、流体の貯留室を弾性ゴムの隔壁で画成したことを特徴とする。
【００１８】
【発明の効果】
第１の発明においては、閉回路を加圧（チャージ）するタンクを備えるので、従来のチャージポンプおよびこれに付随する補機類も不要となり、HST（流体圧伝動装置）を低コストに実現できる。閉回路の低圧側についても、タンクの加圧流体がチェック弁を介して供給されるので、ポンプの吸込側に負圧が発生するのを有効に防止できる。
【００１９】
また、第１の発明においては、ポンプおよびモータは、空間（ケースおよびポートブロックから形成される）に充填される流体に潤滑され、高圧側回路から漏れる流体も空間内に収容される。低圧側回路についても、タンクの加圧流体がチェック弁を介して供給されるので、ポンプの吸込側に負圧が発生するのを有効に防止できる。この場合、閉回路を加圧するタンクにより、HST（流体圧伝動装置）を低コストに実現できる。
【００２０】
また、第１の発明においては、タンクによる加圧流体は、空間に充填される流体に作用し、閉回路にチェック弁を介して及ぶため、低圧側回路についても、ポンプの吸込側に負圧が発生するのを有効に防止できる。この場合、閉回路を加圧するタンクにより、HST（流体圧伝動装置）を低コストに実現できる。
【００２１】
第２の発明においては、タンクの貯留流体は、バネによりピストンを介して圧縮され、閉回路を加圧するようになる。この場合、タンクは、ピストンで画成される貯留室と、ピストンを介して貯留室を圧縮するバネと、からなり、閉回路のチャージ（加圧）手段を低コストで実現できる。
【００２２】
第３の発明においては、隔壁の弾性力で流体の貯留室を圧縮することが可能となり、閉回路のチャージ（加圧）手段をさらに低コストで実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１において、１１は制御レバーに応じて容積が正吐出，ニュートラル，逆吐出に変化する可変容量形ポンプであり、その入力軸１１ａに原動機（図示せず）が連結される。１２は定容量形モータであり、その出力軸１２ａに駆動輪（負荷）が連結される。これら（可変容量形ポンプ１１と定容量形モータ１２と）の間に閉回路１４ａ，１４ｂが形成される。１８は閉回路１４ａ，１４ｂの高圧側から低圧側へ過大な流体（作動油）圧を開放する高圧リリーフ弁である。
【００２４】
制御レバーを前進（正吐出）側に操作すると、可変容量形ポンプ１１から制御レバーの操作量に応じた正方向の吐出流量が定容量形モータ１２へ送り込まれる。定容量形モータ１２はこの流体圧を受けて駆動され、その出力が駆動輪へ伝えられ、車両を前進方向へ走行させる。制御レバーを中立位置に操作すると、可変容量形ポンプ１１がニュートラルの場合、その吐出流量が０になり、定容量形モータ１２への動力（流体圧）伝達は停止される。制御レバーを後退（逆吐出）側に操作すると、可変容量形ポンプ１１から制御レバーの操作量に応じた逆方向の吐出流量が定容量形モータ１２へ送り込まれる。定容量形モータ１２はこの流体圧を受けて駆動され、その出力が駆動輪へ伝えられ、車両を後退方向へ走行させる。
【００２５】
閉回路１４ａ，１４ｂをチャージ（加圧）する手段として、タンク５０およびその加圧流体を閉回路１４ａ，１４ｂに供給するチェック弁１６ａ，１６ｂが設けられる。図２に示す参考例において、タンク５０は、シリンダ５１およびその内部に流体の貯留室５４を画成するピストン５２と、キャップ５３との間でピストン５２を貯留室５４の収縮方向へ付勢するバネ５５と、からなり、シリンダ５１に貯留室５４を外部に開口する通路５６ａを備えるコネクタ５６が一体に形成される。なお、図２に示す参考例では、HST４５のケース３０ａにポート５７が開口され、このポート５７にタンク５０のコネクタ５６が接続される。
【００２６】
可変容量形ポンプ１１および定容量形モータ１２は、ケース３０ａ内部の空間（ポートブロック３１ａで閉じられる）に収装される。図３のように閉回路１４ａ，１４ｂがポートブロック３１ａに形成される。高圧リリーフ弁１８は閉回路１４ａ，１４ｂ間、チェック弁１６ａ、１６ｂは閉回路１４ａ，１４ｂと通路５８の間、に組み付けられる。通路５８はケース３０ａ内部の空間に連通する開口部５８ｃが形成され、チェック弁１６ａ，１６ｂを介して閉回路１４ａ，１４ｂに連通される。チェック弁１６ａ，１６ｂの弁体は球形になり、通路５８にそのシート部５８ａ，５８ｂが形成される。
【００２７】
図２に示す参考例において、可変容量形ポンプ１１は、複数のシリンダを備えるシリンダブロック３２（入力軸１１ａにスプライン嵌合する）と、シリンダに軸方向へストローク可能に収装するピストン３３と、ピストン３３を伸び出し方向へ付勢するスプリング３４と、ピストン３３の先端（頭部）に接触する斜板３５と、シリンダブロック３２とポートブロック３１ａとの間に介装する弁板３６と、から構成される。
【００２８】
斜板３５は揺動（傾転）可能に支持され、図示の垂直なニュートラル状態から正方向（前進側）または逆方向（後退側）へ傾けられると、シリンダブロック３２の回転に応じてピストン３３を軸方向へストローク（往復動）させる。ピストン３３の往動により、容積の拡張するシリンダに閉回路１４ｂまたは１４ａから弁板３６を介して流体が吸い込まれ、ピストン３３の復動により、容積の縮小するシリンダから弁板３６を介して閉回路１４ａまたは１４ｂに流体が吐き出される。
【００２９】
定容量形モータ１２は、可変容量形ポンプ１１と同じくシリンダブロック３７（出力軸１２ａにスプライン嵌合する）とピストン３８とスプリング３９と斜板４０と弁板４１とから構成される。斜板４０は所定の傾きに固定され、閉回路１４ａまたは１４ｂから弁板４１を介して流体がシリンダに送り込まれると、この流体圧によりピストン３８が斜板４０に沿って押し出され、シリンダブロック３７を正方向または逆方向へ回転させる。シリンダに送り込まれる流体は、ピストン３７の往動によりシリンダの容積が拡張する行程において、低圧の流体となり、ピストン３８の復動によりシリンダの容積が縮小する行程において、シリンダから弁板４１を介して閉回路１４ｂまたは１４ａへ戻される。
【００３０】
このような構成により、タンク５０の貯留流体は、バネ５５によりピストン５１を介して圧縮され、ケース３０ａ内部の空間に充填される流体を加圧する。その圧力Ｐ１は、通路５８およびチェック弁１６ａ，１６ｂを介して閉回路１４ａ，１４ｂに及ぶため、閉回路１４ａ，１４ｂの低圧側についても、ポンプ１１の吸込負圧の発生（自給不足）を有効に防止できる。
【００３１】
この場合、閉回路の加圧（チャージ）手段として作動圧を蓄えるタンクを備えるので、従来（図７、参照）のチャージポンプ１３およびこれに付随する補機類（タンク２０，フィルタ２４，配管２１〜２３）も不要となる。また、タンク５０についても、ピストン５１で画成される貯留室５４と、ピストン５１を介して貯留室５４を圧縮するバネ５５と、の極く簡単な構成のため、HST４５のコストを大きく低減できるのである。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態のHSTの断面図である。図４に示すように、タンク５０の取付位置は、ケース３０ａ側でなく、閉回路１４ａ，１４ｂを形成するポートブロック３１ａ側に設定される。通路５８にポート６０が開口され、このポート６０にタンク５０のコネクタ５８が連結される。また、ケース３０ａ側のポート５７は、プラグ６１により閉塞される。図４において、図２と同じ部品に同じ符号を付ける。
【００３３】
タンク５０については、図５，図６のように構成すると、さらにコストの低減が得られる。図５においては、流体の貯留室５４を画成する隔壁５２ａにパッキンが使用され、シリンダ５１に摺動可能なパッキン５２ａを介して貯留室５４を収縮方向へ加圧するスプリング５５がキャップ５３との間に介装される。図６においては、シリンダ５１の内部に流体の貯留室５４を画成する隔壁５２ｂに袋状の弾性ゴムが使用され、その弾性力により貯留室５４の流体を加圧するように設定される。この袋状の弾性ゴム５２ｂにより、図２，図４のスプリング５５が不要となる。なお、キャップと袋状の弾性ゴムとで形成される空間６２にガス圧を封入するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すHSTの回路構成図である。
【図２】参考例のHSTの断面図である。
【図３】同じくポートブロックの断面図である。
【図４】この発明の実施形態を表すHSTの断面図である。
【図５】タンクの変形例を表す断面図である。
【図６】タンクの変形例を表す断面図である。
【図７】従来例を説明するHSTの回路構成図である。
【図８】同じくHST本体の断面図である。
【図９】同じくポートブロックの断面図である。
【符号の説明】
１１可変容量形ポンプ
１２定容量形モータ
１４ａ，１４ｂ閉回路
１６ａ，１６ｂチェック弁
１８高圧リリーフ弁
３０ａケース
３１ａポートブロック
５０タンク
５１シリンダ
５２ピストン
５４貯留室
５５バネ（スプリング）
５６コネクタ
５７，６０ポート
５８通路

Claims

ケース及び前記ケースを閉塞するポートブロックから形成される空間に収装されるポンプ及びモータと、
前記ポートブロックに形成される、前記ポンプと前記モータとの間を連通する閉回路と、
前記ポートブロックに取付けられる、貯留流体を加圧するタンクと、
を備え、
前記閉回路は、前記ポンプから前記モータへと流体が送られる高圧側回路と、前記モータから前記ポンプへと流体が戻される低圧側回路と、を備え、
前記ポートブロックには、
前記タンクに連通するポートと、
前記ポートに開口する通路と、
前記通路から前記空間に連通する開口部と、
前記通路に介装され、前記タンクから前記低圧側回路への流体の供給のみを許容するチェック弁と、
が設けられ、
前記タンクに貯留された加圧流体が、前記ポート、前記通路及び前記チェック弁を介して前記閉回路に供給されると共に、前記ポート、前記通路を介して前記空間に供給されることを特徴とする流体圧伝動装置。
前記タンクは、シリンダおよびその内部に摺動自在なピストンと、前記ピストンで画成される流体の貯留室と、前記貯留室の収縮方向へ前記ピストンを加圧する圧縮バネと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の流体圧伝動装置。
前記タンクは、前記流体の貯留室を弾性ゴムの隔壁で画成したことを特徴とする請求項１に記載の流体圧伝動装置。