JP6069869B2 - 油圧装置 - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間で作動油を循環させる閉回路を備える油圧装置に関するものである。
この種の油圧装置として、例えば作業車等に搭載される静油圧伝達装置(HST…Hydro Static Transmission)は、エンジンに駆動される油圧ポンプと、車輪を駆動する油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータとの間で作動油を循環させる閉回路とを備え、速度ペダル等の操作量に応じて油圧ポンプに対する油圧モータの速度比が無段階に制御される。
この種の静油圧伝達装置として、作動油を貯留するタンクと、このタンク内に設けられるフィルタと、を備え、フィルタによって作動油中の異物を除去し、作動油中の空気を分離して、作動油を循環させるものがある(特許文献1参照)。
実公平2−14694号公報
しかしながら、このような従来の油圧装置にあっては、作動油中に混入する水分が閉回路に入ると、作動時に作動油の温度が上昇するのに伴って水分が蒸発して気泡が発生し、この気泡が収縮して動力の伝達不良を招く可能性がある。この問題点は、閉回路に作動油を補充するチャージポンプを備えることなく、タンクに貯留された作動油が閉回路に補充される自給式の油圧装置に起こりやすい。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、水分が閉回路に入ることが防止される油圧装置を提供することを目的とする。
本発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間で作動油を循環させる閉回路を備える油圧装置であって、油圧ポンプと油圧アクチュエータとを収容するケーシングと、閉回路に導かれる作動油を貯留するタンクと、 タンク内の作動油をケーシング内に導くようにケーシングの上部に開口した補充口と、タンクの底部に開口して補充口に連通する凹部を覆うようにタンクの底部に着座し、作動油中の水分を吸収する吸水フィルタと、を備える構成とした。
また、本発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間で作動油を循環させる閉回路を備える油圧装置であって、作動油を貯留するタンクと、タンクの内部に設けられ、作動油中の水分を吸収する吸水フィルタと、タンクの内側に着脱可能に嵌め込まれ、吸水フィルタに当接して吸水フィルタの抜け止めをするリング部材と、を備える構成とした。
上記構成に基づき、作動油中の水分が吸水フィルタに吸収される。これにより、水分が閉回路に入ることを防止でき、油圧装置の良好な作動状態を維持できる。
本発明の実施形態を示す静油圧伝達装置の断面図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示す油圧装置は、作業車に搭載される静油圧伝達装置(HST)1である。この静油圧伝達装置1は、エンジンに駆動される可変容量タイプのピストンポンプ(油圧ポンプ)20と、車輪を駆動するピストンモータ(油圧アクチュエータ)30とを備え、速度ペダル等の操作量に応じてピストンポンプ20に対するピストンモータ30の速度比が無段階に制御される。
静油圧伝達装置1は、そのケーシング8として、ポンプハウジング9と、フロントカバー10と、を備える。
ピストンポンプ20の入力軸21は、その前端部がポンプハウジング9から前方に突出し、車両に搭載されるエンジンの出力軸(図示せず)に連結される。
可変容量ピストンポンプ20は、入力軸21によって回転駆動されるシリンダブロック22と、このシリンダブロック22に対して往復動する複数のピストン23と、この各ピストン23が追従するポンプ斜板24と、を備える。
ポンプ斜板24は、図2に示すように、トラニオン軸25を介してポンプハウジング9に揺動可能に支持される。トラニオン軸25の一端は、ポンプハウジング9の側方に突出し、サーボレギュレータ(図示せず)または機械式のリンク機構等に連結される。
ピストンポンプ20は、サーボレギュレータまたは機械式のリンク機構等によってポンプ斜板が傾転駆動されることにより、ポンプ斜板24に追従して往復動するピストン23のストロークが変わり、ピストンポンプ20の吐出量(押しのけ容積)および吐出方向を可変とする。
ピストンモータ30は、出力軸31を回転駆動するシリンダブロック32と、このシリンダブロック32に対して往復動する複数のピストン33と、この各ピストン33が追従するモータ斜板34と、を備える。
ピストンモータ30は、モータ斜板34の傾転角が変化しない、固定容量タイプとする。なお、これに限らず、ピストンモータ30を、モータ斜板34の傾転角が変化する可変容量タイプとしてもよい。
出力軸31は、フロントカバー10から後方に突出し、その回転が作業車のドライブシャフト及びデファレンシャルギア(図示せず)等を介して左右の車輪(図示せず)に伝達される。
フロントカバー10には、ピストンポンプ20とピストンモータ30との間で作動油を循環させる閉回路40が設けられる。この閉回路40は、フロントカバー10の前端面に開口するピストンポンプ20の給排ポート41、42と、ピストンモータ30の給排ポート(図示せず)と、を連通する。
静油圧伝達装置1の作動時に、ピストンポンプ20では、シリンダブロック22が入力軸21によって回転駆動されるのに伴って各ピストン23が往復動し、作動油が給排ポート41、42の一方から吸い込まれて他方に吐出される。この吐出作動油が、閉回路40を介してピストンモータ30に送られ、シリンダブロック32に対して各ピストン33が往復動することによって、シリンダブロック32が出力軸31を回転駆動する。ピストンモータ30から出る作動油は、閉回路40を介してピストンポンプ20に送られる。こうして、作動油が閉回路40を循環することによって、ピストンポンプ20とピストンモータ30の間で動力が伝達される。
ケーシング8内には、作動油が満たされるように充填される。フロントカバー10の上部には、ケーシング8内に開口する通孔13と、閉回路40の給排ポート41、42側とをそれぞれ連通するバルブ穴11、12と、が形成される。バルブ穴11、12には、チェックバルブ43、44が介装される。チェックバルブ43は、ケーシング8内から閉回路40の給排ポート41側へと吸い込まれる作動油の流れに対して開弁する。チェックバルブ44は、ケーシング8内から閉回路40の給排ポート42側へと吸い込まれる作動油の流れに対して開弁する。
静油圧伝達装置1は、補充用の作動油を貯留するタンク50を備え、このタンク50内の作動油がケーシング8内に補充される。
タンク50は、筒状の側部51と、この側部51の下端から延びる底部52と、この底部52に開口する凹部53と、この凹部53の底に開口する出口55と、この出口55を画成する下端部56と、を有する。
ポンプハウジング9の上部には、補充口15が形成され、この補充口15にタンク50の下端部56が螺合して取り付けられる。タンク50の出口55は、ケーシング8の補充口15に連通される。凹部53、出口55、補充口15は、略鉛直方向に延びる同軸上に配置され、タンク50内の作動油が凹部53、出口55、補充口15を通ってケーシング8内に流下するようになっている。
タンク50は、この側部51の上端によって画成される開口部54を有する。タンク50の開口部54は、蓋49によって閉塞される。
ところで、作動油中に混入する水分が閉回路40に入り込み、静油圧伝達装置1の作動時に作動油の温度が上昇するのに伴って水分が蒸発して気泡が発生すると、ピストンポンプ20とピストンモータ30にて、各ピストン23、33が往復動しても、この気泡が収縮することによってシリンダブロック22、32が空回りして、動力の伝達ができなくなる可能性がある。
これに対処して、本発明は、タンク50内の底部52上に吸水フィルタ60を設け、作動油中の水分を吸水フィルタ60に吸収することによって、作動油中の水分がケーシング8内に入らないようにする。なお、これに限らず、吸水フィルタ60は、作動油中に浸けられる位置であれば、タンク50内の底部52から離して設けてもよい。
吸水フィルタ60は、吸水性を有するフィルタ材によって円盤状に形成される。
タンク50の内壁面には、吸水フィルタ60を着座させる座部57が形成される。この座部57は、タンク50の底部52上に形成される。座部57に着座する吸水フィルタ60は、座部57に開口する凹部53を覆うように介装される。
タンク50の内壁面にリング部材61が着脱可能に嵌め込まれ、このリング部材61が吸水フィルタ60の外周端部に当接して、吸水フィルタ60の抜け止めが行われる。リング部材61を外すことにより、吸水フィルタ60を交換できる。
次に、静油圧伝達装置1の作用について説明する。
タンク50内の作動油中に水分が混入すると、作動油より比重が大きい水分が、タンク50内に沈み、タンク50の底部52上に介装された吸水フィルタ60に吸収される。
タンク50内の作動油がケーシング8内に補充されるときに、吸水フィルタ60を通過して水分が除去された作動油が、補充口15を通ってケーシング8内へと供給されるため、水分が補充口15を通ってケーシング8内に流入することが抑えられる。
吸水フィルタ60は、作動油中に混入した異物を除去する機能も果たし、ケーシング8内に清浄な作動油が供給される。
ケーシング8内の作動油中に水分が混入した場合に、静油圧伝達装置1の作動時に作動油の温度が上昇するのに伴って水分が蒸発して気泡が発生すると、この気泡が浮力によってケーシング8内の上方に開口する補充口15から、同軸上に延びるタンク50の出口55及び凹部53を通って吸水フィルタ60へと導かれ、吸水フィルタ60に吸収される。
こうして、作動油中の水分がタンク50の吸水フィルタ60に吸収されることにより、水分が閉回路40に入ることが防止され、静油圧伝達装置1の良好な作動状態が維持される。
静油圧伝達装置1内にて生じる水分の蒸発分に対応して、タンク50内には、作動油が満たされない空間部分を設ける必要がある。前述したように静油圧伝達装置1内にて生じる水分の蒸発量が抑えられるため、タンク50内には、作動油が満たされない空間部分を小さくすることが可能となり、タンク50の容量を小さくできる。
なお、吸水フィルタ60がタンク50内に設けられる構成に限らず、吸水フィルタ60がケーシング8内に設けられる構成としてもよい。
また、ケーシング8内の作動油がチェックバルブ43、44を介して閉回路40に導かれる構成に限らず、タンク50内の作動油がケーシング8内を経由せずにチェックバルブ43、44を介して閉回路40に導かれる構成としてもよい。
また、他の実施形態として、油圧装置を構成する油圧ポンプは、ピストンポンプ20に限らず、例えばギアポンプ、ベーンポンプ等を用いてもよい。
さらに、他の実施形態として、油圧装置を構成する油圧アクチュエータは、ピストンポンプ20に限らず、例えば作動油圧によって伸縮作動する油圧シリンダ等を用いてもよい。
以下、本発明の要旨と作用、効果を説明する。
(ア)油圧ポンプ(ピストンポンプ20)と油圧アクチュエータ(ピストンモータ30)との間で作動油を循環させる閉回路40を備える油圧装置(静油圧伝達装置1)であって、閉回路40に導かれる作動油中の水分を吸収する吸水フィルタ60を備える構成とした。
上記構成に基づき、作動油中の水分が吸水フィルタ60に吸収される。これにより、水分が閉回路40に入ることを防止でき、油圧装置(静油圧伝達装置1)の良好な作動状態を維持できる。
(イ)閉回路40に導かれる作動油を貯留するタンク50を備え、吸水フィルタ60がタンク50内の作動油に浸される位置に介装される構成とした。
上記構成に基づき、タンク50内にて作動油中の水分が吸水フィルタ60に吸収される。これにより、水分がケーシング8内に入ることを防止でき、静油圧伝達装置1の良好な作動状態を維持できる。
(ウ)油圧ポンプ(ピストンポンプ20)と油圧アクチュエータ(ピストンモータ30)とを収容するケーシング8と、タンク50内の作動油をケーシング8内に導く補充口15と、ケーシング8内の作動油を閉回路40に供給するチェックバルブ43、44と、を備え、タンク50の底部52上に吸水フィルタ60が介装され、吸水フィルタ60を通過した作動油が、補充口15からケーシング8内に導かれ、ケーシング8内からチェックバルブ43、44を介して閉回路40に導かれる構成とする。
上記構成に基づき、タンク50内からケーシング8内を経て閉回路40に導かれる作動油中の水分が吸水フィルタ60に吸収される。これにより、水分がケーシング8内に入ることを防止でき、静油圧伝達装置1の良好な作動状態を維持できる。
(エ)タンク50の内側に嵌め込まれ、吸水フィルタ60に当接するリング部材61をさらに備える構成とする。
上記構成に基づき、リング部材61によって吸水フィルタ60の抜け止めが行われる。リング部材61を外すことにより、吸水フィルタ60を容易に交換できる。
(オ)油圧ポンプとして、入力軸21によって回転駆動されるシリンダブロック22と、このシリンダブロック22に対して往復動する複数のピストン23と、この各ピストン23が追従するポンプ斜板24と、を備えるピストンポンプ20が設けられ、油圧アクチュエータとして、出力軸31を回転駆動するシリンダブロック32と、このシリンダブロック32に対して往復動する複数のピストン33と、この各ピストン33が追従するモータ斜板34と、を備えるピストンモータ30が設けられ、閉回路40はピストンポンプ20から吐出される作動油をピストンモータ30に送り、ピストンポンプ20とピストンモータ30の間で動力が伝達される静油圧伝達装置1を構成する。
上記構成に基づき、作動油中に混入する水分が閉回路40を介してピストンポンプ20とピストンモータ30に入ることが防止されるため、ピストンポンプ20とピストンモータ30の間で動力伝達が効率よく行われ、静油圧伝達装置1の良好な作動状態が維持される。
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
1 静油圧伝達装置(油圧装置)
8 ケーシング
15 補充口
20 ピストンポンプ (油圧ポンプ)
30 ピストンモータ(油圧アクチュエータ)
40 閉回路
43、44 チェックバルブ
50 タンク
52 底部
60 吸水フィルタ
61 リング部材

Claims (4)

  1. 油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間で作動油を循環させる閉回路を備える油圧装置であって、
    前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを収容するケーシングと、
    前記閉回路に導かれる作動油を貯留するタンクと、
    前記タンク内の作動油を前記ケーシング内に導くように前記ケーシングの上部に開口した補充口と、
    前記タンクの底部に開口して前記補充口に連通する凹部を覆うように前記タンクの底部に着座し、作動油中の水分を吸収する吸水フィルタと、を備えることを特徴とする油圧装置。
  2. 油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間で作動油を循環させる閉回路を備える油圧装置であって、
    作動油を貯留するタンクと、
    前記タンクの内部に設けられ、作動油中の水分を吸収する吸水フィルタと、
    前記タンクの内側に着脱可能に嵌め込まれ、前記吸水フィルタに当接して前記吸水フィルタの抜け止めをするリング部材と、を備えることを特徴とする油圧装置。
  3. 前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを収容するケーシングと、
    前記タンク内の作動油を前記ケーシング内に導く補充口と、
    前記ケーシング内の作動油を前記閉回路に導くチェックバルブと、を備え、
    前記吸水フィルタを通過した作動油が、前記補充口から前記ケーシング内に導かれ、前記ケーシング内から前記チェックバルブを介して前記閉回路に導かれることを特徴とする請求項1または2に記載の油圧装置。
  4. 前記油圧ポンプは、
    入力軸によって回転駆動されるシリンダブロックと、
    前記シリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、
    前記各ピストンが追従するポンプ斜板と、を備えるピストンポンプであり、
    前記油圧アクチュエータは、
    出力軸を回転駆動するシリンダブロックと、
    前記シリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、
    前記各ピストンが追従するモータ斜板と、を備えるピストンモータであり、
    前記閉回路は、前記ピストンポンプから吐出される作動油を前記ピストンモータに送り、前記ピストンポンプと前記ピストンモータの間で動力が伝達される静油圧伝達装置を構成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の油圧装置。
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