KR101743848B1

KR101743848B1 - 대향식 경사판형 액압 회전기

Info

Publication number: KR101743848B1
Application number: KR1020157006825A
Authority: KR
Inventors: 히로키 가토; 다케루 호소카와
Original assignee: 케이와이비 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2017-06-05
Also published as: US20150240636A1; KR20150044940A; JP6114089B2; JP2014196726A; WO2014156539A1; CN104685208A; DE112014000201T5

Abstract

실린더 블럭의 양단부로부터 돌출되는 제1 피스톤 및 제2 피스톤이 제1 경사판 및 제2 경사판에 각각 추종하여 왕복 이동하는 대향식 경사판형 피스톤 모터이며, 제1 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 제1 틸팅 베어링과, 제1 경사판을 실린더 블럭의 회전축과 교차하는 방향으로 틸팅시키는 제1 틸팅 구동 피스톤과, 제2 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 제2 틸팅 베어링과, 제2 경사판을 실린더 블럭의 회전축과 교차하는 방향으로 틸팅시키는 제2 틸팅 구동 피스톤을 구비한다.

Description

대향식 경사판형 액압 회전기{OPPOSED SWASH PLATE TYPE FLUID PRESSURE ROTATING MACHINE}

본 발명은 제1 경사판 및 제2 경사판이 실린더 블럭의 양단부에 대향하여 틸팅하는 대향식 경사판형 액압 회전기에 관한 것이다.

JP2008-231924A에는, 복수의 실린더를 갖는 실린더 블럭과, 실린더의 양단부로부터 돌출되는 제1 피스톤 및 제2 피스톤과, 제1 피스톤 및 제2 피스톤의 돌출 단부가 각각 미끄럼 접촉하는 제1 경사판 및 제2 경사판을 구비하는 대향식 경사판형 액압 회전기가 개시되어 있다.

액압 회전기에서는, 실린더 블럭의 회전에 수반하여 제1 피스톤이 제1 경사판에 추종하여 실린더 내를 왕복 이동함과 함께, 제2 피스톤이 제2 경사판에 추종하여 실린더 내를 왕복 이동하여, 실린더 내의 용적실에 작동 유체가 급배된다.

제1 경사판의 일측에는, 제1 경사판을 틸팅시키는 틸팅 구동 피스톤이 연결되고, 제1 경사판의 타측에는, 제1 경사판의 기울기를 제2 경사판에 전달하는 틸팅 연동 기구가 연결된다. 틸팅 구동 피스톤에 의해 제1 경사판이 틸팅하면, 틸팅 연동 기구를 통해 제2 경사판도 틸팅한다.

JP2008-231924A에 개시된 대향식 경사판형 액압 회전기에서는, 제1 경사판의 틸팅 구동 시에 제1 경사판의 틸팅 축부가 케이싱에 설치되는 틸팅 베어링으로부터 이격되는 부상 현상을 일으키는 경우가 있다.

부상 현상이라 함은, 제1 경사판이 틸팅할 때에, 제1 경사판의 일측에서 받는 틸팅 구동 피스톤의 힘과, 제1 경사판의 타측에서 받는 틸팅 연동 기구의 반력이 동일 회전 방향의 토크로서 작용함으로써, 제1 경사판이 실린더 블럭의 회전축을 중심으로 하여 회전하고, 제1 경사판의 틸팅 축부가 틸팅 베어링으로부터 이격되는 현상을 말한다.

본 발명은 대향식 경사판형 액압 회전기에 있어서 부상 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 회전하는 실린더 블럭의 양단부로부터 돌출되는 제1 피스톤 및 제2 피스톤이 제1 경사판 및 제2 경사판에 각각 추종하여 실린더 내를 왕복 이동하는 대향식 경사판형 액압 회전기이며, 제1 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 제1 틸팅 베어링과, 제1 경사판을 실린더 블럭의 회전축과 교차하는 방향으로 틸팅시키는 제1 틸팅 구동 피스톤과, 제2 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 제2 틸팅 베어링과, 제2 경사판을 실린더 블럭의 회전축과 교차하는 방향으로 틸팅시키는 제2 틸팅 구동 피스톤을 구비하는 대향식 경사판형 액압 회전기가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 대향식 경사판형 피스톤 모터의 단면도이다.
도 2는 제1 경사판, 제2 경사판을 틸팅시키는 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 제1 경사판, 제2 경사판을 틸팅시키는 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 제1 경사판, 제2 경사판을 틸팅시키기 위한 유압 회로도이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 대향식 경사판형 피스톤 모터(1)에 대해 설명한다.

도 1에 도시하는 대향식 경사판형 피스톤 모터(1)는, 작업 차량 등에 무단 변속기로서 탑재되는 하이드로스태틱 트랜스미션(90)[도 4 참조. 이하, 단순히 「HST(90)」라 칭함]에 적용된다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 대향식 경사판형 피스톤 모터(1)는, 회전축(O4)을 중심으로 하여 회전하는 샤프트(2)와, 샤프트(2)에 지지되는 실린더 블럭(4)과, 실린더 블럭(4)의 양단부에 대향하여 틸팅하는 제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)을 구비한다.

실린더 블럭(4)은 중공부를 갖는 원통 형상으로 형성되고, 그 내측에 샤프트(2)가 삽입된다. 실린더 블럭(4)에는, 복수의 실린더(3)가 둘레 방향으로 배열되어 형성된다. 실린더(3)는 축 방향으로 연장되도록 형성되고, 실린더 블럭(4)의 양 단부면(4C, 4D)에 개방된다.

실린더(3)에는, 양 개구 단부로부터 제1 피스톤(8) 및 제2 피스톤(9)이 각각 삽입된다. 제1 피스톤(8) 및 제2 피스톤(9)은 실린더(3)의 개구 단부로부터 돌출되는 선단부를 갖고, 각각의 선단부에는 제1 슈(21) 및 제2 슈(22)가 요동 가능하게 연결된다.

실린더 블럭(4)이 회전하면, 제1 피스톤(8)이 제1 슈(21) 및 포트 플레이트(16)를 통해 제1 경사판(30)의 단부면(30A)에 추종하여 왕복 이동함과 함께, 제2 피스톤(9)이 제2 슈(22)를 통해 제2 경사판(40)의 단부면(40A)에 추종하여 왕복 이동한다.

실린더(3)에는, 제1 피스톤(8)과 제2 피스톤(9) 사이에 용적실(7)이 구획 형성된다. 제1 피스톤(8) 및 제2 피스톤(9)이 실린더(3) 내를 왕복 이동함으로써 용적실(7)이 확장 축소되고, 작동유가 한 쌍의 급배 통로(5, 6)(도 4 참조)를 통해 용적실(7)에 급배된다.

피스톤 모터(1)는 작동 유체로서 작동유(오일)를 사용하지만, 작동유 대신에 예를 들어 수용성 대체액 등의 작동 유체를 사용해도 된다.

원기둥 형상의 샤프트(2)는 양단부가 케이싱(도시 생략)에 베어링(도시 생략)을 통해 회전 가능하게 지지된다.

케이싱은 통 형상의 케이스(도시 생략)와, 케이스의 양 개구 단부를 막는 덮개 형상의 제1 커버 및 제2 커버(도시 생략)를 구비한다. 케이스 내에 실린더 블럭(4)이 수용되고, 제1 커버 내에 제1 경사판(30)이 수용되고, 제2 커버 내에 제2 경사판(40)이 수용된다.

샤프트(2)의 외주에는, 스플라인(2A)이 형성된다. 실린더 블럭(4)의 내주에는 스플라인(4H)이 형성된다. 실린더 블럭(4)의 스플라인(4H)이 샤프트(2)의 스플라인(2A)에 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞추어짐으로써, 실린더 블럭(4)은 샤프트(2)에 대한 회전이 규제되고, 샤프트(2)에 대한 축 방향의 이동이 가능해진다.

제1 경사판(30)과 실린더 블럭(4) 사이에는, 제1 리테이너 플레이트(23)와 제1 리테이너 홀더(25)가 축 방향으로 배열되어 개재 장착된다.

제1 슈(21)와 제1 경사판(30) 사이에는, 실린더 블럭(4)과 함께 회전하는 원반 형상의 포트 플레이트(16)가 설치된다. 포트 플레이트(16)는 복수의 핀(18)을 통해 제1 리테이너 플레이트(23)에 연결된다.

제1 리테이너 홀더(25)와 실린더 블럭(4) 사이에는 복수의 센터 스프링(19)이 둘레 방향으로 배열되어 개재 장착된다. 실린더 블럭(4)은 센터 스프링(19)에 의해 도 1에 있어서 우측 방향으로 가압되고, 제2 리테이너 홀더(26), 제2 리테이너 플레이트(24) 및 제2 슈(22)를 통해 제2 경사판(40)의 단부면(40A)에 가압된다. 이 결과, 실린더 블럭(4)의 제2 경사판(40)에 대한 축 방향의 위치가 결정된다.

다음으로, 도 2, 도 3에 기초하여, 제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)을 각각 틸팅시키는 구성에 대해 설명한다.

제1 경사판(30)은 배면측으로 돌출되는 한 쌍의 틸팅 축부(하프 로그부)(30B)를 갖는다. 틸팅 축부(30B)는, 케이싱(도시 생략)에 형성된 제1 틸팅 베어링(33)에 의해 틸팅 가능하게 지지된다. 제1 경사판(30)은 제1 틸팅축(O1)을 중심으로 하여 회전한다. 제2 경사판(40)은 배면측으로 돌출되는 한 쌍의 틸팅 축부(하프 로그부)(40B)를 갖는다. 틸팅 축부(40B)는, 케이싱에 형성된 제2 틸팅 베어링(43)에 의해 틸팅 가능하게 지지된다. 제2 경사판(40)은 제2 틸팅축(O2)을 중심으로 하여 회전한다. 제1 틸팅축(O1) 및 제2 틸팅축(O2)은, 실린더 블럭(4)의 회전축(O4)과 직교하고 있다.

피스톤 모터(1)는 제1 경사판(30)을 틸팅시키는 제1 틸팅 구동 기구(50)와, 제2 경사판(40)을 틸팅시키는 제2 틸팅 구동 기구(60)를 구비한다. 제1 경사판(30)이 틸팅함으로써, 제1 피스톤(8)이 실린더(3) 내를 왕복 이동하는 스트로크 길이가 바뀐다. 제2 경사판(40)이 틸팅함으로써, 제2 피스톤(9)이 실린더(3) 내를 왕복 이동하는 스트로크 길이가 바뀐다. 스트로크 길이가 바뀜으로써, 실린더 블럭(4)의 1회전당 배출 용적이 바뀌고, 피스톤 모터(1)의 출력 회전 속도가 바뀐다.

제1 틸팅 구동 기구(50)는 작동 유압에 의해 이동하는 제1 틸팅 구동 피스톤(31)과, 제1 틸팅 구동 피스톤(31)이 이동하는 움직임을 제1 경사판(30)이 제1 틸팅축(O1)을 중심으로 하여 회전하는 움직임으로 변환하는 변환 기구(38)를 구비한다.

도 2, 도 3에 있어서, 선(G1)은, 회전축(O4)에 직교함과 함께, 제1 틸팅축(O1)에 직교한다. 제1 틸팅 구동 피스톤(31)은 선(G1)과 평행한 방향으로 이동하도록 배치된다. 이에 한정하지 않고, 제1 틸팅 구동 피스톤(31)은 선(G1)과 약간의 각도를 가지고 교차하는 방향으로 이동하도록 배치되어도 된다.

변환 기구(38)는 제1 틸팅 구동 피스톤(31)의 가이드 홈(35)에 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 메탈(36)과, 제1 경사판(30)의 제1 틸팅축(O1) 방향의 단부로부터 돌출되어 슬라이드 메탈(36)의 구멍에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 핀(37)에 의해 구성된다. 제1 틸팅 구동 피스톤(31)이 축 방향[선(G1)과 평행한 방향]으로 이동하면, 슬라이드 메탈(36) 및 핀(37)이 가이드 홈(35)을 따라 미끄럼 이동하면서 제1 틸팅축(O1)을 중심으로 하는 원호를 따라 이동한다. 이 결과, 제1 경사판(30)은 제1 틸팅축(O1)을 중심으로 하여 회전한다.

제1 틸팅 구동 피스톤(31)의 양단부에는 제1 압박측 피스톤 압력실(53)과, 제1 당김측 피스톤 압력실(54)이 각각 구획 형성된다. 이들 피스톤 압력실(53, 54)로 유도되는 작동 유압을 전환하는 제1 틸팅 제어 밸브(70)가 설치된다. 제1 틸팅 구동 피스톤(31)은 피스톤 압력실(53, 54)의 작동 유압차에 의해 이동한다.

제2 틸팅 구동 기구(60)는 작동 유압에 의해 이동하는 제2 틸팅 구동 피스톤(41)과, 제2 틸팅 구동 피스톤(41)이 이동하는 움직임을 제2 경사판(40)이 제2 틸팅축(O2)을 중심으로 하여 회전하는 움직임으로 변환하는 변환 기구(48)를 구비한다.

도 2, 도 3에 있어서, 선(G2)은, 회전축(O4)에 직교함과 함께, 제2 틸팅축(O2)에 직교한다. 제2 틸팅 구동 피스톤(41)은 선(G2)과 평행한 방향으로 이동하도록 배치된다. 이에 한정하지 않고, 제2 틸팅 구동 피스톤(41)은 선(G2)과 약간의 각도를 가지고 교차하는 방향으로 이동하도록 배치되어도 된다.

변환 기구(48)는 제2 틸팅 구동 피스톤(41)의 가이드 홈(45)에 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 메탈(46)과, 제2 경사판(40)의 제2 틸팅축(O2) 방향의 단부로부터 돌출되어 슬라이드 메탈(46)의 구멍에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 핀(47)에 의해 구성된다. 제2 틸팅 구동 피스톤(41)이 축 방향[선(G2)과 평행한 방향]으로 이동하면, 슬라이드 메탈(46) 및 핀(47)이 가이드 홈(45)을 따라 미끄럼 이동하면서 제2 틸팅축(O2)을 중심으로 하는 원호를 따라 이동한다. 이 결과, 제2 경사판(40)은 제2 틸팅축(O2)을 중심으로 하여 회전한다.

제2 틸팅 구동 피스톤(41)의 양단부에는 제2 압박측 피스톤 압력실(63)과, 제2 당김측 피스톤 압력실(64)이 각각 구획 형성된다. 이들 피스톤 압력실(63, 64)로 유도되는 작동 유압을 전환하는 제2 틸팅 제어 밸브(80)가 설치된다. 제2 틸팅 구동 피스톤(41)은 피스톤 압력실(63, 64)의 작동 유압차에 의해 이동한다.

도 4는 HST(90)에 설치되는 유압 회로 및 제어계의 구성을 도시하는 도면이다.

HST(90)는, 피스톤 모터(1)와, 피스톤 펌프(99)와, 이들 사이에서 작동유가 순환하는 폐(閉)회로(100)를 구비한다.

폐회로(100)는, 피스톤 모터(1)와 피스톤 펌프(99)를 연결하는 제1 순환 통로(101) 및 제2 순환 통로(102)를 구비한다. 제1 순환 통로(101)는, 일단부가 피스톤 모터(1)의 급배 통로(5)에 접속되고, 타단부가 피스톤 펌프(99)의 급배 통로(105)에 접속된다. 제2 순환 통로(102)는, 일단부가 피스톤 모터(1)의 급배 통로(6)에 접속되고, 타단부가 피스톤 펌프(99)의 급배 통로(106)에 접속된다.

피스톤 펌프(99)로부터 토출되는 작동유가 폐회로(100)를 통해 피스톤 모터(1)로 이송됨으로써, 피스톤 모터(1)가 회전 작동한다. 피스톤 모터(1)의 출력 회전이 도시하지 않은 미션(기어식 변속기), 디퍼렌셜 기어 등을 통해 좌우의 차륜에 전달된다.

피스톤 펌프(99)는 엔진(도시 생략)에 의해 회전 구동된다. 피스톤 펌프(99)는 용적실에 작동유를 급배하는 2개의 급배 통로(105, 106)를 갖고, 경사판(107)의 틸팅 방향이 전환됨으로써 급배 통로(105, 106)에 대한 작동유의 토출 방향이 바뀐다. 피스톤 펌프(99)의 토출 방향이 바뀜으로써, 차량의 진행 방향(전진 또는 후진)이 전환된다.

유체 압원(110)에는, 엔진에 회전 구동되는 고정 용량형 차지 펌프(111)와, 차지 펌프(111)로부터 토출되는 작동유를 유도하는 차지 통로(113)가 설치된다. 차지 통로(113)에는, 오일 필터(114)와, 오일 필터(116)와, 릴리프 밸브(119)가 개재 장착된다. 릴리프 밸브(119)를 통과한 작동유는 탱크(109)로 복귀된다.

차지 통로(113)는 체크 밸브(117, 118)를 통해 제1 순환 통로(101) 및 제2 순환 통로(102)에 접속된다. 제1 순환 통로(101)의 압력이 차지 통로(113)의 압력보다 저하되면, 체크 밸브(117)가 밸브 개방하여, 차지 통로(113)로부터 제1 순환 통로(101)에 작동유가 충전된다. 한편, 제2 순환 통로(102)의 압력이 차지 통로(113)의 압력보다 저하되면, 체크 밸브(118)가 밸브 개방하여, 차지 통로(113)로부터 제2 순환 통로(102)에 작동유가 충전된다. 이로 인해, 제1 순환 통로(101) 및 제2 순환 통로(102)의 압력은 소정값 이상으로 유지된다.

차지 통로(113)에는, 릴리프 밸브(121, 122)가 체크 밸브(117, 118)와 병렬로 개재 장착된다. 제1 순환 통로(101)의 압력이 차지 통로(113)의 압력에 대해 소정값을 초과하여 상승하면, 릴리프 밸브(121)가 밸브 개방하고, 제1 순환 통로(101)의 작동 유압이 차지 통로(113)에 릴리프된다. 한편, 제2 순환 통로(102)의 압력이 차지 통로(113)의 압력에 대해 소정값을 초과하여 상승하면, 릴리프 밸브(122)가 밸브 개방하고, 제2 순환 통로(102)의 작동 유압이 차지 통로(113)에 릴리프된다. 이로 인해, 제1 순환 통로(101) 및 제2 순환 통로(102)의 압력이 소정값을 초과하여 상승하는 것이 억제된다.

제1 순환 통로(101)와 제2 순환 통로(102) 사이에는 고압 선택 밸브(149)가 설치된다. 고압 선택 밸브(149)를 통해 취출되는 작동 유압은 제1 틸팅 제어 밸브(70) 및 제2 틸팅 제어 밸브(80)로 유도된다.

제1 틸팅 제어 밸브(70)는 고압 선택 밸브(149)에 연통되는 입구 포트(71)와, 탱크(109)에 연통되는 출구 포트(72)와, 제1 압박측 피스톤 압력실(53)에 연통되는 제1 압박측 포트(73)와, 제1 당김측 피스톤 압력실(54)에 연통되는 제1 당김측 포트(74)를 구비한다.

제1 틸팅 제어 밸브(70)는 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 케이싱에 개재 장착되는 밸브 하우징(76)과, 밸브 하우징(76) 내에 미끄럼 이동 가능하게 수용되는 스풀 밸브(79)와, 스풀 밸브(79)를 그 축 방향에 대해 한쪽으로 가압하는 스프링(78)과, 스프링(78)에 저항하여 스풀 밸브(79)를 그 축 방향으로 이동시키는 솔레노이드(77)를 구비한다.

솔레노이드(77)의 추력과 스프링(78)의 가압력이 균형이 잡히는 위치로 스풀 밸브(79)가 이동함으로써, 제1 틸팅 제어 밸브(70)는 3개의 포지션(70A, 70B, 70C)으로 전환된다.

컨트롤러(170)로부터 이송되는 여자 전류에 의해 솔레노이드(77)에 소정의 추력이 발생하면, 추력에 의해 스풀 밸브(79)가 스프링(78)의 가압력에 저항하여 도 2에서 상측 방향으로 이동하여, 제1 틸팅 제어 밸브(70)는 압박측 포지션(70A)으로 전환된다.

압박측 포지션(70A)에서는, 고압 선택 밸브(149)로부터의 작동유가 포트(71, 73)를 통해 제1 압박측 피스톤 압력실(53)에 공급되고, 제1 당김측 피스톤 압력실(54)의 작동유가 작동 유압 포트(74, 72)를 통해 탱크(109)로 복귀된다. 제1 압박측 피스톤 압력실(53)의 압력이 높아짐으로써, 제1 틸팅 구동 피스톤(31)은 도 2에 화살표 A로 나타내는 방향(하측 방향)으로 이동하고, 제1 경사판(30)은 화살표 B로 나타내는 바와 같이 틸팅 각도가 커지는 방향으로 회전한다. 이 결과, 피스톤 모터(1)의 배출 용적이 커지고, 차량의 주행 속도는 저하된다.

컨트롤러(170)로부터 이송되는 여자 전류가 멈추어지면, 솔레노이드(77)의 추력이 없어지고, 스풀 밸브(79)가 스프링(78)의 가압력에 의해 도 3에 도시하는 방향(하측 방향)으로 이동하여, 제1 틸팅 제어 밸브(70)는 당김측 포지션(70B)으로 전환된다.

당김측 포지션(70B)에서는, 고압 선택 밸브(149)로부터의 작동유가 포트(71, 74)를 통해 제1 당김측 피스톤 압력실(54)에 공급되고, 제1 압박측 피스톤 압력실(53)의 작동유가 포트(73, 72)를 통해 탱크(109)로 복귀된다. 제1 당김측 피스톤 압력실(54)의 압력이 높아짐으로써, 제1 틸팅 구동 피스톤(31)은 도 3에 화살표 C로 나타내는 방향(상측 방향)으로 이동하고, 제1 경사판(30)은 화살표 D로 나타내는 바와 같이 틸팅 각도가 작아지는 방향으로 회전한다. 이 결과, 피스톤 모터(1)의 배출 용적이 작아지고, 차량의 주행 속도는 상승한다.

중립 포지션(70C)에서는, 각 포트(71∼74)가 폐쇄되고, 제1 틸팅 구동 피스톤(31)의 이동이 정지한다. 이로 인해, 제1 경사판(30)은 그 시점의 틸팅 각도로 유지된다.

컨트롤러(170)는 제1 틸팅 제어 밸브(70)의 포지션(70A, 70B, 70C)을 전환함으로써, 제1 틸팅 구동 기구(50)에 급배되는 작동유의 유량을 조절하고, HST(90)의 변속비를 연속적으로 제어한다.

제2 틸팅 제어 밸브(80)는 고압 선택 밸브(149)에 연통되는 입구 포트(81)와, 탱크(109)에 연통되는 출구 포트(82)와, 제2 압박측 피스톤 압력실(63)에 연통되는 제2 압박측 포트(83)와, 제2 당김측 피스톤 압력실(64)에 연통되는 제2 당김측 포트(84)를 구비한다.

제2 틸팅 제어 밸브(80)는 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 케이싱에 개재 장착되는 밸브 하우징(86)과, 밸브 하우징(86) 내에 미끄럼 이동 가능하게 수용되는 스풀 밸브(89)와, 스풀 밸브(89)를 그 축 방향에 대해 한쪽으로 가압하는 스프링(88)과, 스프링(88)에 저항하여 스풀 밸브(89)를 그 축 방향으로 이동시키는 솔레노이드(87)를 구비한다.

솔레노이드(87)의 추력과 스프링(88)의 가압력이 균형이 잡히는 위치로 스풀 밸브(89)가 이동함으로써, 제2 틸팅 제어 밸브(80)는 3개의 포지션(80A, 80B, 80C)으로 전환된다.

컨트롤러(170)로부터 이송되는 여자 전류에 의해 솔레노이드(87)에 소정의 자력이 발생하면, 자력에 의해 스풀 밸브(89)가 스프링(88)의 가압력에 저항하여 도 2에서 상측 방향으로 이동하여, 제2 틸팅 제어 밸브(80)는 당김측 포지션(80B)으로 전환된다.

당김측 포지션(80B)에서는, 고압 선택 밸브(149)로부터의 작동유가 포트(81, 84)를 통해 제2 당김측 피스톤 압력실(64)에 공급되고, 제2 압박측 피스톤 압력실(63)의 작동유가 작동 유압 포트(83, 82)를 통해 탱크(109)로 복귀된다. 제2 당김측 피스톤 압력실(64)의 압력이 높아짐으로써, 제2 틸팅 구동 피스톤(41)은 도 2에 화살표 E로 나타내는 방향(상측 방향)으로 이동하고, 제2 경사판(40)은 화살표 F로 나타내는 바와 같이 틸팅 각도가 작아지는 방향으로 회전한다. 이 결과, 피스톤 모터(1)의 배출 용적이 작아지고, 차량의 주행 속도는 상승한다.

컨트롤러(170)로부터 이송되는 여자 전류가 멈추어지면, 솔레노이드(87)의 자력이 없어지고, 스풀 밸브(89)가 스프링(88)의 가압력에 의해 도 3에 도시하는 방향(하측 방향)으로 이동하여, 제2 틸팅 제어 밸브(80)는 압박측 포지션(80A)으로 전환된다.

압박측 포지션(80A)에서는, 고압 선택 밸브(149)로부터의 작동유가 포트(81, 83)를 통해 제2 압박측 피스톤 압력실(63)에 공급되고, 제2 당김측 피스톤 압력실(64)의 작동유가 포트(84, 82)를 통해 탱크(109)로 복귀된다. 제2 압박측 피스톤 압력실(63)의 압력이 높아짐으로써, 제2 틸팅 구동 피스톤(41)은 도 3에 화살표 H로 나타내는 방향(하측 방향)으로 이동하고, 제2 경사판(40)은 화살표 I로 나타내는 바와 같이 틸팅 각도가 커지는 방향으로 회전한다. 이 결과, 피스톤 모터(1)의 배출 용적이 커지고, 차량의 속도는 저하된다.

중립 포지션(80C)에서는, 각 포트(81∼84)가 폐쇄되고, 제2 틸팅 구동 피스톤(41)의 이동이 정지한다. 이로 인해, 제2 경사판(40)은 그 시점의 틸팅 각도로 유지된다.

컨트롤러(170)는 제2 틸팅 제어 밸브(80)의 포지션(80A, 80B, 80C)을 전환함으로써, 제2 틸팅 구동 기구(60)에 급배되는 작동유의 유량을 조절하고, HST(90)의 변속비를 연속적으로 제어한다.

부호 171과 172는 제1 경사판(30)과 제2 경사판(40)의 틸팅각을 각각 판독하는 포텐시오미터이다. 컨트롤러(170)는 포텐시오미터(171, 172)의 검출값에 따라 제1 틸팅 제어 밸브(70) 및 제2 틸팅 제어 밸브(80)의 개폐 타이밍을 피드백 제어한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 틸팅 제어 밸브(70)의 솔레노이드(77)의 통전이 멈추어짐과 함께, 제2 틸팅 제어 밸브(80)의 솔레노이드(87)의 통전이 멈추어지면, 제1 경사판(30)의 틸팅각은 최소로 되고, 제2 경사판(40)의 틸팅각은 최대로 된다. 이때, 피스톤 모터(1)의 변속비는 중간값으로 된다.

도 2에 도시하는 바와 같이 제1 틸팅 제어 밸브(70)의 솔레노이드(77)가 통전됨과 함께, 도 3에 도시하는 바와 같이 제2 틸팅 제어 밸브(80)의 솔레노이드(87)의 통전이 멈추어지면, 제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)의 틸팅각은 모두 최대로 된다. 이때, 피스톤 모터(1)의 배출 용적은 최대로 되고, 피스톤 모터(1)의 변속비는 최소로 된다.

도 3에 도시하는 바와 같이 제1 틸팅 제어 밸브(70)의 솔레노이드(77)의 통전이 멈추어짐과 함께, 도 2에 도시하는 바와 같이 제2 틸팅 제어 밸브(80)의 솔레노이드(87)가 통전되면, 제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)의 틸팅각은 모두 최소로 된다. 이때, 피스톤 모터(1)의 배출 용적은 최소로 되고, 피스톤 모터(1)의 변속비는 최대로 된다.

이상과 같이, 제1 틸팅 구동 피스톤(31)이 제1 경사판(30)의 단부를 틸팅축(O1)과 직교하는 방향으로 압박하여 제1 경사판(30)을 틸팅시키는 것과, 제2 틸팅 구동 피스톤(41)이 제2 경사판(40)의 단부를 틸팅축(O2)과 직교하는 방향으로 압박하여 제2 경사판(40)을 틸팅시키는 것은, 각각 독립적으로 행해진다.

또한, 제1 틸팅 구동 기구(50)에 급배되는 작동 유체의 유량은, 제1 틸팅 제어 밸브(70)에 의해 조절되고, 제2 틸팅 구동 기구(60)에 급배되는 작동 유체의 유량은, 제1 틸팅 제어 밸브(70)와는 별도의 제2 틸팅 제어 밸브(80)에 의해 조절된다.

이상의 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 작용 효과를 발휘한다.

제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)은 각각, 제1 틸팅 구동 피스톤(31) 및 제2 틸팅 구동 피스톤(41)에 의해 틸팅축(O1, O2)과 교차하는 방향으로 압박됨으로써 틸팅한다. 이로 인해, 제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)에는, 중심축(O4)을 중심으로 회전시키는 토크가 작용하지 않으므로, 틸팅 축부(30B) 및 틸팅 축부(40B)가 제1 틸팅 베어링(33) 및 제2 틸팅 베어링(43)으로부터 이격되는 부상 현상을 방지할 수 있다.

또한, 제1 틸팅 제어 밸브(70) 및 제2 틸팅 제어 밸브(80)의 작동에 의해, 제1 틸팅 구동 기구(50) 및 제2 틸팅 구동 기구(60)의 작동 스트로크는 각각 연속적으로 조절되므로, 제1 경사판(30) 및 제2 경사판(40)의 틸팅각을 무단계로 제어할 수 있다.

또한, 제1 틸팅 구동 기구(50)에 급배되는 작동 유체의 유량과 제2 틸팅 구동 기구(60)에 급배되는 작동 유체의 유량은, 제1 틸팅 제어 밸브(70) 및 제2 틸팅 제어 밸브(80)에 의해 각각 조절되므로, 제1 틸팅 구동 기구(50)는 제1 경사판(30)의 틸팅각을 응답성 좋게 조절할 수 있고, 제2 틸팅 구동 기구(60)는 제2 경사판(40)의 틸팅각을 응답성 좋게 조절할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.

예를 들어, 본 실시 형태는, 작동유가 급배됨으로써 실린더 블럭이 회전하는 피스톤 모터(1)였지만, 실린더 블럭이 회전 구동됨으로써 작동유가 급배되는 피스톤 펌프(111)에 본 발명을 적용해도 된다.

또한, 본 실시 형태는, 피스톤 모터가 하이드로스태틱 트랜스미션(HST)을 구성하는 것이었지만, 다른 기계나 설비를 구성하는 것이어도 된다.

본원은 2013년 3월 29일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-73454호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims

회전하는 실린더 블럭의 양단부로부터 돌출되는 제1 피스톤 및 제2 피스톤이 제1 경사판 및 제2 경사판에 각각 추종하여 실린더 내를 왕복 이동하는 대향식 경사판형 액압 회전기이며,
상기 제1 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 제1 틸팅 베어링과,
상기 제1 경사판을 상기 실린더 블럭의 회전축과 직교하는 제1 틸팅축을 중심으로 틸팅시키는 제1 틸팅 구동 피스톤과,
상기 제2 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 제2 틸팅 베어링과,
상기 제2 경사판을 상기 실린더 블럭의 회전축과 직교하는 제2 틸팅축을 중심으로 틸팅시키는 제2 틸팅 구동 피스톤과,
상기 제1 틸팅 구동 피스톤의 양단부에 구획 형성되는 제1 압박측 피스톤 압력실 및 제1 당김측 피스톤 압력실과,
고압 선택 밸브로부터 상기 제1 압박측 피스톤 압력실 및 상기 제1 당김측 피스톤 압력실에 급배되는 작동 유체의 흐름을 전환하는 제1 틸팅 제어 밸브와,
상기 제2 틸팅 구동 피스톤의 양단부에 구획 형성되는 제2 압박측 피스톤 압력실 및 제2 당김측 피스톤 압력실과,
고압 선택 밸브로부터 상기 제2 압박측 피스톤 압력실 및 상기 제2 당김측 피스톤 압력실에 급배되는 작동 유체의 흐름을 전환하는 제2 틸팅 제어 밸브를 구비하고,
상기 제1 틸팅 구동 피스톤은, 상기 회전축 및 상기 제1 틸팅축에 직교하는 축선에 대해 대략 평행한 방향으로 이동하도록 배치되고,
상기 제2 틸팅 구동 피스톤은, 상기 회전축 및 상기 제2 틸팅축에 직교하는 축선에 대해 대략 평행한 방향으로 이동하도록 배치되는, 대향식 경사판형 액압 회전기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 틸팅 구동 피스톤의 직선 방향의 이동을 상기 제1 경사판의 회전 방향의 이동으로 변환하는 제1 변환 기구와,
상기 제2 틸팅 구동 피스톤의 직선 방향의 이동을 상기 제2 경사판의 회전 방향의 이동으로 변환하는 제2 변환 기구를 구비하는, 대향식 경사판형 액압 회전기.
제3항에 있어서, 상기 제1 변환 기구는, 상기 제1 틸팅 구동 피스톤에 형성되는 제1 가이드 홈과, 상기 제1 경사판에 설치되어 상기 제1 가이드 홈 내를 이동 가능한 제1 핀 부재를 갖고,
상기 제2 변환 기구는, 상기 제2 틸팅 구동 피스톤에 형성되는 제2 가이드 홈과, 상기 제2 경사판에 설치되어 상기 제2 가이드 홈 내를 이동 가능한 제2 핀 부재를 갖는, 대향식 경사판형 액압 회전기.