WO2002040899A1 - Voiture a propulsion hydraulique - Google Patents

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WO2002040899A1
WO2002040899A1 PCT/JP2001/000279 JP0100279W WO0240899A1 WO 2002040899 A1 WO2002040899 A1 WO 2002040899A1 JP 0100279 W JP0100279 W JP 0100279W WO 0240899 A1 WO0240899 A1 WO 0240899A1
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hydraulic
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switching
hydraulic motor
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Shigetomi Kumon
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Asahi Corporation
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    • F16H2061/0281Rotary shift valves, e.g. with a rotary moveable spool for supply of fluid to different channels

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulically driven vehicle. More particularly, it relates to a transmission mechanism of a hydraulically driven vehicle.
  • the hydraulically driven vehicle according to the present invention is applicable to various vehicles such as a passenger vehicle running on a road, an agricultural machine such as a tractor, and a construction machine such as a bulldozer.
  • a passenger vehicle running on a road an agricultural machine such as a tractor
  • a construction machine such as a bulldozer.
  • This conventional hydraulic drive vehicle is composed of an engine, a transmission, a hydraulic pump and a hydraulic motor.
  • the rotational force of the engine is used as the drive force of the wheels as described below.
  • the torque obtained by the engine is converted by the transmission.
  • the converted torque is converted into hydraulic pressure by a hydraulic pump.
  • This hydraulic force is converted into rotational force by a hydraulic motor.
  • this torque acts as a driving force to rotate the wheels.
  • the torque of the engine is converted into the driving force to rotate the wheels.
  • the transmission is composed of a plurality of shafts and a large number of gears, the structure is complicated, and the weight of the transmission itself is heavy, so that there is a problem that the vehicle weight becomes heavy.
  • a hydraulically driven vehicle includes: an engine; and an oil driven by the engine.
  • a hydraulic drive vehicle comprising a pressure pump and a hydraulic motor capable of rotating the wheels forward and reverse, the hydraulic motor having a hydraulic circuit in which the hydraulic motor and the hydraulic pump are circulated and connected.
  • a shaft is directly connected to a crack shaft of the engine, a flow control valve is provided between the hydraulic pump and the hydraulic motor, and the flow control valve is connected to an oil sent from the hydraulic pump.
  • a first switching position for returning the hydraulic pump to the hydraulic pump; a second switching position for transmitting the oil sent from the hydraulic pump to the suction port of the hydraulic motor; And a third switching position for sending to the evening discharge port.
  • the hydraulic drive vehicle is the hydraulic drive vehicle according to the first aspect, wherein the discharge port of the hydraulic motor communicates with the suction port of the hydraulic pump when the flow switching valve is switched to a second switching position.
  • a hydraulic drive vehicle is the hydraulic drive vehicle according to the first or second aspect, wherein the flow rate switching valve comprises: a housing having a hollow cylindrical rotor chamber; and a rotatable chamber around the center axis of the rotor chamber.
  • the flow rate switching valve comprises: a housing having a hollow cylindrical rotor chamber; and a rotatable chamber around the center axis of the rotor chamber.
  • a hydraulic drive vehicle is the hydraulic drive vehicle according to the first, second, third, or fourth invention, wherein an oil supply port connected to a discharge port of the hydraulic pump is provided on a cylindrical inner surface of the housing; A circulation outlet connected to the suction port, a forward-side discharge port connected to the suction port of the hydraulic pump, and a retreat-side discharge port connected to the suction port of the hydraulic motor;
  • the rotor has a sliding surface slidable on the inner surface of the housing, and a supply path is formed in the rotor to switchably communicate between the oil supply port and each of the discharge ports.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view of a flow control valve 60, in which (A) is a sectional perspective view and (B) is a longitudinal sectional view.
  • FIG. 2 is a block diagram of the control unit 100 of the hydraulic drive vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the hydraulic drive vehicle of the present embodiment.
  • FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams of the operation of the flow control valve 60.
  • FIG. 4A shows a state at the time of forward movement
  • FIG. 4B shows a state at the time of backward movement.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the flow control valve 60, in which the wheels 31 are rotatable.
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the hydraulic drive vehicle of the present embodiment.
  • the hydraulic drive vehicle of the present embodiment has a hydraulic pump 10 and a hydraulic motor 30, and a hydraulic circuit 50 in which the hydraulic pump 10 and the hydraulic motor 30 are circulated and connected.
  • the hydraulic drive vehicle of this embodiment is provided with a flow control valve 60 between the hydraulic pump 10 of the hydraulic circuit 50 and the hydraulic motor 30, and the hydraulic motor 30 is provided by the flow control valve 60. It is characterized by changing the rotational force.
  • the hydraulically driven vehicle according to the present invention is applicable to various vehicles such as a passenger vehicle running on a road, an agricultural machine such as a tractor, and a construction machine such as a bulldozer.
  • symbols R, T and E indicate an oil cooler, an oil tank and an engine, respectively.
  • Oil cooler R and oil tank T are interposed in oil recovery pipe 4.
  • the hydraulic pump 10 is, for example, a known gear pump.
  • the input shaft of the hydraulic pump 10 is directly connected to the crankshaft C of the engine E.
  • the hydraulic motor 30 is a motor that can rotate forward and reverse to drive the wheels 31, and has wheels 31 attached to its output shaft.
  • a flow control valve 60 is provided between the hydraulic pump 10 and the hydraulic motor 30. ing.
  • the flow control valve 60 is provided with a first switching position for returning the oil sent from the hydraulic pump 10 to the suction port of the hydraulic pump 10 through the oil recovery pipe 4, and for controlling the oil sent from the hydraulic pump 10.
  • the flow control valve 60 includes a reverse rotation side communication path 75 and a normal rotation side communication path 76.
  • the reverse rotation side communication path 75 connects the drive pipe 2 and the oil recovery pipe 4 when the third switching position is switched, and connects the suction port of the hydraulic motor 30 and the suction port of the hydraulic pump 10. It is.
  • the hydraulic pump 10 when the engine E is driven, the hydraulic pump 10 operates, and oil is sent from the hydraulic pump 10 to the hydraulic motor 30 through the flow control valve 60.
  • the flow control valve 60 if the flow control valve 60 is switched to the first switching position, the second switching position, and the third switching position, the hydraulic motor 30 can be stopped, rotated forward, and rotated reversely. That is, the flow control valve 60 controls the flow of oil to the hydraulic motor 30 and functions as a transmission that controls the driving force of the wheels 31. For this reason, even if a transmission for controlling the rotation of the hydraulic pump 10 is not provided, the flow switching valve 60 can switch the start and stop of the hydraulically driven vehicle or switch between forward and backward.
  • the oil sent from the hydraulic pump 10 to the suction port of the hydraulic motor 30 is discharged from the discharge port of the hydraulic motor 30 and passes through the forward rotation side communication passage 76 to the suction port of the hydraulic pump 10. Is returned to.
  • the oil sent from the hydraulic pump 10 to the discharge port of the hydraulic motor 30 is discharged from the suction port of the hydraulic motor 30 and returned to the suction port of the hydraulic pump 10 through the reverse communication path 75. It is. In other words, between the hydraulic pump 10 and the hydraulic motor 30
  • the oil discharged from the hydraulic pump 10 can be reliably pumped by the hydraulic pump 30 regardless of whether the hydraulic motor 30 is rotated forward or reverse by simply providing the flow switching valve 60 between them. Since it can be returned to 10, the configuration of the hydraulic circuit 50 can be simplified.
  • the hydraulic circuit 50 of the hydraulic drive vehicle includes two circuits, a circuit for driving the right wheel 31 and a circuit for driving the left wheel 31.
  • the wheels 31 may be driven by only one circuit.
  • the drive mode of the wheels 31 driven by the hydraulic motor 30 of the hydraulic circuit 50 is four-wheel drive, but may be front-wheel drive or rear-wheel drive.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view of a flow control valve 60, in which (A) is a sectional perspective view and (B) is a longitudinal sectional view.
  • the flow control valve 60 is basically composed of a housing 61 and a mouth 70.
  • the housing 61 is a cylindrical member and has a cylindrical rotor chamber 61h inside.
  • An oil supply port 62, a circulation discharge port 63, a forward discharge port 64, and a retreat discharge port 65 are formed on the inner surface of the rotor chamber 61h.
  • the oil supply port 62 is connected to the discharge port of the hydraulic pump 10 by the discharge pipe 1.
  • the discharge port 63 for circulation is connected to the suction port of the hydraulic pump 10 by the oil recovery pipe 4.
  • the forward discharge port 64 is connected to the suction port of the hydraulic motor 30 by the drive pipe 2.
  • the retreat-side discharge port 65 is connected to the discharge port of the hydraulic motor 30 by the return pipe 3.
  • the circulation outlet 63, the forward outlet 64, and the retreat outlet 65 are equiangularly spaced with respect to the center axis of the rotor chamber 6l.
  • the discharge port 65 is formed at a position sandwiching the circulation discharge port 63 between both ends.
  • the rotor 70 is rotatably attached to the housing 61 by a swing shaft 71.
  • the rotor 70 is a fan-shaped member in a cross-sectional view, and the fan-shaped arc portion is the sliding surface 77.
  • the sliding surface 77 has an opening 72h.
  • the opening 7 is communicated with a fuel supply port 62 by a supply path 72 which is a through hole formed in the rotor 70.
  • the rotor 70 has a front face, a rear face, and a sliding face 77 which have a front face of the rotor chamber 6 lh, It is mounted liquid-tight and slidably on the back and inside surfaces, respectively.
  • the sliding surface 77 moves along the inner surface of the rotor chamber 61h, and the opening 72h is formed at each of the discharge ports 6 3 formed on the inner surface of the rotor chamber 61h.
  • 64, 65 overlap and communicate.
  • the position where the opening 72h overlaps the circulation outlet 63 is the first switching position, and the position where the opening 72h overlaps the forward outlet 64 is the second switching position.
  • the position where 7211 and the retreat-side discharge port 65 overlap is the third switching position.
  • the circulation outlet 63 is formed between the forward outlet 64 and the backward outlet 65. Therefore, when the rotor 70 is rotated to switch from the first switching position to the second switching position, the opening 72h moves while overlapping both the circulation outlet 63 and the forward outlet 64.
  • the opening 72h moves while overlapping both the circulation outlet 63 and the retreat-side outlet 65.
  • the area of the sliding surface 77 of the rotor 70 where the opening 72h overlaps each of the discharge ports 63, 64, and 65 can be changed depending on the rotation angle of the rotor 70.
  • the amount of oil flowing through the supply path 72 to each of the discharge ports 63, 64, 65 can be continuously increased or decreased. Therefore, by changing the rotation angle of the road 70, the driving force of the wheels 31 can be changed steplessly.
  • the flow switching valve 60 is composed of only the housing 61 and the rotor 70 housed in the housing 61, and the driving force of the wheels 31 can be changed only by rotating the rotor 70.
  • the transmission mechanism can be simplified.
  • a reverse-side communication surface 73 and a forward-side communication surface 74 recessed toward the inside of the sliding surface 77.
  • the reverse rotation side communication surface 73 and the forward rotation side communication surface 74 have a substantially arc shape in cross section, and the length between both ends is the length between both ends of the oil supply port 62 and the circulation discharge port 63. And the length between both ends of the oil supply port 62 and the forward discharge port 64 It is formed as follows.
  • the spaces formed between the reverse rotation side communication surface 73 and the normal rotation side communication surface 74 and the inner side surface of the rotor chamber 6111 respectively correspond to the reverse rotation side communication route 75 and the forward rotation side communication route 76. It is.
  • a throttle valve 80 is interposed in the return pipe 3.
  • the throttle valve 80 is composed of a rotating body housing 81 formed in the return pipe 3 and a rotating body 82 housed in the rotating body housing 81, and the flow control valve 60 is moved to the third switching position. Then, the rotating body 82 projects from the rotating body housing portion 81 into the return pipe 3 to narrow the path of the return pipe 3. For this reason, the amount of oil flowing in the return pipe 3 at the time of retreating decreases, and the speed of the vehicle at the time of retreat can be reduced.
  • FIG. 2 is a block diagram of the control unit 100 of the hydraulic drive vehicle according to the present embodiment.
  • reference numeral 102 denotes an actuator for controlling the rotation of the rotor 70 of the flow control valve 60.
  • the actuator 102 is, for example, a known motor, and the main shaft thereof is connected to a swing shaft 71 of a rotor 70 of the flow control valve 60. For this reason, the rotor 70 can be rotated by the actuator 102.
  • the actuator 102 is not particularly limited to a motor as long as it can rotate the rotor 70 and can adjust the rotation angle.
  • the control unit 101 controls the direction and amount of rotation of the actuator 102.
  • a brake pedal sensor 103, an accelerator pedal sensor 104, a tachometer 105, and a speedometer 106 are connected to the control unit 101.
  • the control unit 101 processes information from these devices, and It controls the operation of evening 102.
  • the control unit 101 is connected to a switch for switching the traveling mode of the vehicle between stop, drive, and back.
  • a device that detects the distance between the vehicle and the vehicle in front by a laser or a camera is provided, and a signal from the device is input to the control unit 101.
  • a signal from the device is input to the control unit 101.
  • the flow control valve 60 can be operated by the actuator 102 to apply the engine brake.
  • the control unit automatically stops the vehicle if there is an object behind it. It is safe. Also, if an object or the like is not visible to the driver, the control unit automatically stops the vehicle, which is safe.
  • control of the rotation amount of the rotor 70 of the flow control valve 60 may be performed manually.
  • the control lever provided on the handle is connected to the swing shaft 71 of the rotor 70 of the flow control valve 60, and if the movement of the lever and the rotation of the rotor 70 are linked, the rotor 10 Can be controlled manually.
  • the flow control valve 60 when the vehicle is stopped, the flow control valve 60 is in the first switching position. In this state, oil between the flow control valve 60 and the hydraulic motor 30 is sealed between the circulation discharge port 63 and the forward discharge port 64 of the flow control valve 60. However, the hydraulic motor 30 cannot rotate normally or reversely, and can reliably stop the vehicle.
  • the hydraulic pump When the engine E is driven, the hydraulic pump operates by 10 power. Then, the hydraulic pump 10 sucks up the oil from the oil tank T, and the oil discharged from the discharge port is supplied to the housing 61 of the flow control valve 60 through the discharge pipe 1, and the oil is discharged from the housing 61. It is returned to the oil tank T through the supply path 72, the circulation outlet 63, the oil recovery pipe 4, and the oil cooler R. That is, when the flow control valve 60 is in the first switching position, the oil only returns from the discharge port of the hydraulic pump 10 to the suction port, and the vehicle remains stopped.
  • FIG. 4A and 4B are explanatory diagrams of the operation of the flow control valve 60, wherein FIG. 4A shows a state at the time of forward movement, and FIG. 4B shows a state at the time of backward movement.
  • the control unit 101 processes the signals from the tachometer 105 and the accelerator pedal sensor 104, and ⁇ ⁇ 102 rotates the mouth 70 clockwise to switch from the first switching position to the second switching position.
  • the opening 73 ⁇ 4 overlaps with the circulation discharge port 63, and oil flows through the drive pipe 2 to the suction port of the hydraulic motor 30, and the hydraulic motor 30 rotates forward, so that the wheels 31 are driven. And the vehicle moves forward.
  • the control unit 101 processes the information from the brake pedal sensor 103, the accelerator pedal sensor 104, the tachometer 105, and the speedometer 106 as soon as possible, and controls the amount of rotation of the actuator 102 to control the hydraulic pressure. Since the amount of oil flowing to the motor 30 is adjusted and the driving force of the wheels 31 is adjusted steplessly, the vehicle can run smoothly. Also, as shown in Fig. 4 (B), when the accelerator is depressed with the running mode set to the back mode, the rotor 70 is rotated counterclockwise by the actuator 102 from the tachometer 105 and the accelerator pedal sensor 104. Rotated to switch from the first switching position to the second switching position. Then, the opening 72h and the forward discharge port 64 overlap, and the oil flows from the oil through the return pipe 3 to the discharge port of the hydraulic motor 30, and the hydraulic motor 30 reverses, so that the wheels 31 are driven. Then the vehicle moves backward.
  • FIG. 5 is an explanatory view of the operation of the flow control valve 60, in which the wheels 31 are rotatable.
  • the rotor 70 is manually rotated and the opening 72h is overlapped with the oil supply port 62 to drive the oil without passing through the hydraulic pump 10.
  • the flow between the pipe 2 and the return pipe 3 can flow freely. Therefore, when the vehicle is towed, the wheels 31 can be freely rotated.
  • the flow control valve when the flow control valve provided between the hydraulic pump and the hydraulic motor is switched to the first switching position, the second switching position, and the third switching position, the hydraulic motor is stopped, Can be turned upside down.
  • the flow control valve functions as a transmission that controls the flow of oil to the hydraulic motor and controls the driving force of the wheels. Therefore, the flow rate can be switched without providing a transmission for controlling the rotation of the hydraulic pump.
  • Valves can be used to switch between starting and stopping a hydraulically driven vehicle, and to switch between forward and reverse.
  • a clutch when switching the flow control valve, there is no need to disconnect the crankshaft and the input shaft of the hydraulic pump, so a clutch is not required between the two. Therefore, since it is not necessary to use a transmission and a clutch constituted by a plurality of shafts and gears, the vehicle weight is reduced, and the structure of the power transmission path from the engine to the hydraulic pump is simplified.
  • the oil sent from the hydraulic pump to the suction port of the hydraulic motor is discharged from the discharge port of the hydraulic motor, returned to the suction port of the hydraulic pump through the forward communication path.
  • the oil sent from the hydraulic pump to the discharge port of the hydraulic motor is discharged from the suction port of the hydraulic motor and returned to the suction port of the hydraulic pump through the reverse communication path.
  • the connection is continuously switched between the first switching position and the second switching position and between the first switching position and the third switching position only by rotating the rotor.
  • the amount of oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic motor can be continuously increased or decreased, so that the driving force of the wheels can be changed steplessly.
  • the flow rate switching valve is composed of only the housing and the rotor housed in the housing, and the driving force can be changed only by rotating the rotor, so that the transmission mechanism can be simplified.
  • the area where the opening overlaps with each discharge port can be changed on the sliding surface of the rotor according to the rotation angle of the rotor, so that the oil flows from the oil supply port to each discharge port through the supply path.
  • the amount of oil can be increased or decreased. Therefore, by changing the rotation angle of the rotor, the driving force of the wheels can be changed steplessly.

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Description

明細書 油圧駆動自動車 技術分野
本発明は、 油圧駆動自動車に関する。 さらに詳しくは、 油圧駆動自動車の変速 機構に関する。
なお、 本発明の油圧駆動自動車は、 路上を走行する乗用自動車やトラクタ一等 の農業機械、 ブルドーザ等の建設機械等、 種々の車輛に適応可能である。 背景技術
従来より、 油圧で車輪を駆動させる油圧駆動タイプの自動車は存在している。 この従来の油圧駆動自動車は、 エンジン、 変速機、 油圧ポンプおよび油圧モータ から構成されている。 この従来の油圧駆動自動車は、 エンジンの回転力を以下に 示すようにして、 車輪の駆動力としている。
まず、 エンジンによって得られた回転力は変速機で変換される。 つぎに、 この 変換された回転力は油圧ポンプによって油圧力に変換される。 そして、 この油圧 力は油圧モータによって回転力に変換される。 最後に、 この回転力は駆動力とな つて、 車輪を回転させる。
このようにして、 エンジンの回転力を、 車輪を回転させる駆動力に変換してい る。 しかるに、 変速機は、 複数本の軸と多数の歯車から構成されているため、 そ の構造が複雑であり、 変速機自体の重量が重いので、 車両重量が重くなるという 問題がある。
また、 変速機を切り替えるには、 エンジンのクランクシャフトと変速機の入力 軸との間を断続させるクラッチが必要であり、 エンジンから油圧ポンプまでの動 力伝達経路の構造が複雑になるという問題がある。 発明の開示
第 1発明の油圧駆動自動車は、 エンジンと、 該エンジンによって駆動される油 圧ポンプと、 車輪を駆動させる正転逆転可能な油圧モ一夕とを備え、 該油圧モー 夕と前記油圧ポンプが循環連結された油圧回路を有する油圧駆動自動車であって、 前記油圧ポンプの入力軸が、 前記エンジンのクラックシャフトに直結されており、 前記油圧ポンプと前記油圧モータとの間に、 流量制御弁が設けられており、 該流 量制御弁が、 前記油圧ポンプから送られた油を、 前記油圧ポンプに戻す第 1切換 位置と、 前記油圧ポンプから送られた油を、 前記油圧モータの吸入口へ送る第 2 切換位置と、 前記油圧ポンプから送られた油を、 前記油圧モー夕の排出口へ送る 第 3切換位置とを備えていることを特徴とする。
第 2発明の油圧駆動自動車は、 第 1発明において、 前記流量切換弁が、 第 2切 換位置に切り替えられたときに、 前記油圧モータの排出口と、 前記油圧ポンプの 吸入口とを連通させる正転側連通経路と、 第 3接続位置に切り替えられたときに、 前記油圧モ一夕の吸入口と前記油圧ポンプの吸入口とを連通させる逆転側連通経 路とを備えたことを特徴とする。 .
第 3発明の油圧駆動自動車は、 第 1または 2の発明において、 前記流量切換弁 が、 中空な円柱状のロータ室を備えたハウジングと、 前記ロー夕室に、 該ロータ 室の中心軸回りに回転自在に収容されたロータとからなり、 該ロータを回転させ ると、 前記第 1切換位置と前記第 2切換位置との間が連続的に切り換えられ、 前 記第 1切換位置と前記第 3切換位置との間が連続的に切り換えられることを特徴 とする。
第 4発明の油圧駆動自動車は、 第 1、 2、 3または 4の発明において、 前記ハ ウジングの円筒状の内側面に、 前記油圧ポンプの吐出口に連通された給油口と、 前記油圧ポンプの吸入口に連通された循環用吐出口と、 前記油圧ポンプの吸入口 に連通された前進側吐出口と、 前記油圧モータの吸入口に連通された後退側吐出 口とが形成されており、 前記ロー夕が、 前記ハウジング内側面に摺動自在な摺動 面を備えており、 前記ロー夕に、 前記給油口と前記各吐出口との間を切換自在に 連通させる供給経路が形成されており、 前記ロータが、 前記第 1切換位置に切り 替わると、 前記給油口と前記循環用吐出口とが連通され、 前記第 2切換位置に切 り替わると、 前記給油口と前記前進側吐出口とが連通され、 前記第 3切換位置に 切り替わると、 前記給油口と前記後退側吐出口とが連通されることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 流量制御弁 6 0の概略説明図であって、 (A) は断面斜視図であり、 (B) は縦断面図である。
図 2は、 本実施形態の油圧駆動自動車の制御ュニット 100 のブロック図である。 図 3は、 本実施形態の油圧駆動自動車の油圧回路図である。
図 4は、 流量制御弁 6 0の作動説明図であって、 (A) は前進時の状態であって、 (B) は後退時の状態である。
図 5は、 流量制御弁 6 0の作動説明図であって、 車輪 3 1を回転自在にした状 態である。 発明を実施するための最良の形態
図 3は本実施形態の油圧駆動自動車の油圧回路図である。 同図に示すように、 本実施形態の油圧駆動自動車は、 油圧ポンプ 1 0と油圧モータ 3 0とを有し、 油 圧ポンプ 1 0と油圧モータ 3 0が循環連結された油圧回路 5 0を備えている。 本 実施形態の油圧駆動自動車は、 油圧回路 5 0の油圧ポンプ 1 0と油圧モー夕 3 0 との間に流量制御弁 6 0を設け、 この流量制御弁 6 0によつて油圧モー夕 3 0の 回転力を変化させることが特徴である。
なお、 本発明の油圧駆動自動車は、 路上を走行する乗用自動車やトラクタ一等 の農業機械、 ブルドーザ等の建設機械等、 種々の車輛に適応可能である。
まず、 流量制御弁 6 0の詳細を説明する前に、 流量制御弁 6 0が設けられた油 圧回路 5 0について説明する。
図 3において、 符号 R、 符号 Tおよび符号 Eは、 それぞれオイルクーラ、 オイ ルタンクおょぴエンジンを示している。 オイルクーラ Rおよびオイルタンク Tは 復油管 4に介装されている。
油圧ポンプ 1 0は、 例えば公知のギアポンプである。 この油圧ポンプ 1 0は、 その入力軸がエンジン Eのクランクシャフト Cに直結されている。
油圧モー夕 3 0は、 車輪 3 1を駆動させる正転逆転可能なモー夕であって、 そ の出力軸に車輪 3 1が取り付けられている。
前記油圧ポンプ 1 0と油圧モ一夕 3 0の間には、 流量制御弁 6 0が設けられ ている。 この流量制御弁 6 0は、 油圧ポンプ 1 0から送られた油を復油管 4を通 して油圧ポンプ 1 0の吸入口に戻す第 1切換位置と、 油圧ポンプ 1 0から送られ た油を、 駆動管 2を通して油圧モータ 3 0の吸入口へ送る第 2切換位置と、 油圧 ポンプ 1 0から送られた油を、 戻り管 3を通して油圧モータ 3 0の排出口へ送る 第 3切換位置を有している。
また、 流量制御弁 6 0は、 逆転側連通経路 7 5および正転側連通経路 7 6を 備えている。 この正転側連通経路 7 6は、 第 2切換位置に切り換えられたときに、 戻り管 3と復油管 4とを連通させ、 油圧モー夕 3 0の排出口と油圧ポンプ 1 0の 吸入口とを連通させるものである。 逆転側連通経路 7 5は、 第 3切換位置に切り 換えられたときに、 駆動管 2と復油管 4を連通させ、 油圧モータ 3 0の吸入口と 油圧ポンプ 1 0の吸入口を連通させるものである。
よって、 油圧回路 5 0によれば、 エンジン Eを駆動すると、 油圧ポンプ 1 0が 作動し、 油が油圧ポンプ 1 0から流量制御弁 6 0を通って油圧モータ 3 0に送ら れる。 このとき、 流量制御弁 6 0を第 1切換位置、 第 2切換位置、 第 3切換位置 にそれぞれ切換えれば、 油圧モータ 3 0を、 停止、 正転、 逆転させることができ る。 つまり、 流量制御弁 6 0が、 油圧モー夕 3 0への油の流れを制御し、 車輪 3 1の駆動力を制御する変速機として機能する。 このため、 油圧ポンプ 1 0の回転 を制御するための変速機を設けなくても、 流量切換弁 6 0によって、 油圧駆動自 動車の発進と停止を切り換えたり、 前進と後退を切り換えることができる。
しかも、 流量制御弁 6 0を切り換えるときに、 クランクシャフト Cと油圧ボン プ 1 0の入力軸の接続を切る必要がないので、 両者の間にクラッチも不要である。 よって、 複数の軸や歯車によって構成される変速機およびクラッチを用いる必要 がないので、 車両重量が軽くなり、 エンジン Eから油圧ポンプ 1 0までの動力伝 達経路の構造が簡単になる。
また、 油圧ポンプ 1 0から油圧モータ 3 0の吸入口に送られた油は、 油圧モー 夕 3 0の排出口から排出され、 正転側連通通路 7 6を通って油圧ポンプ 1 0の吸 入口に戻される。 また、 油圧ポンプ 1 0から油圧モータ 3 0の排出口に送られた 油は、 油圧モータ 3 0の吸入口から排出され、 逆転側連通径路 7 5を通って油圧 ポンプ 1 0の吸入口に戻される。 つまり、 油圧ポンプ 1 0と油圧モー夕 3 0との 間に流量切換弁 6 0を設けるだけで、 油圧モータ 3 0を正転させる場合であって も、 逆転させる場合であっても、 油圧ポンプ 1 0から排出された油を、 確実に油 圧ポンプ 1 0に戻すことができるので、 油圧回路 5 0の構成を簡単にできる。 なお、 本実施形態の油圧駆動自動車の油圧回路 5 0は、 右側の車輪 3 1を駆 動する回路と、 左側の車輪 3 1を駆動する回路の 2系統の回路を備えているが、 左右の車輪 3 1を 1系統の回路のみで駆動してもよい。 また、 図 3では、 油圧 回路 5 0の油圧モータ 3 0によつて駆動される車輪 3 1の駆動形態は、 4輪駆 動となっているが、 前輪駆動や後輪駆動でもよい。
つぎに、 本発明の特徴である流量制御弁 6 0について詳細に説明する。
図 1は流量制御弁 6 0の概略説明図であって、 (A) は断面斜視図であり、 (B) は縦断面図である。 同図に示すように、 流量制御弁 6 0は、 ハウジング 6 1と口 一夕 7 0とから基本構成されたものである。
ハウジング 6 1は、 円筒状の部材であって、 内部に円柱状のロータ室 61h を備 えている。 このロータ室 61hの内側面には、 給油口 6 2、 循環用吐出口 6 3、 前 進側吐出口, 6 4および後退側吐出口 6 5が形成されている。
給油口 6 2は、 吐出管 1によって油圧ポンプ 1 0の吐出口に連通されている。 循環用吐出口 6 3は、 前記復油管 4によって油圧ポンプ 1 0の吸入口に連通され ている。 前進側吐出口 6 4は、 前記駆動管 2によって油圧モー夕 3 0の吸入口に 連通されている。 後退側吐出口 6 5は、 前記戻り管 3によって油圧モータ 3 0の 排出口に連通されている。
また、 循環用吐出口 6 3、 前進側吐出口 6 4、 後退側吐出口 6 5は、 ロータ室 6 l の中心軸に対して等角度間隔であって、 前進側吐出口 6 4と後退側吐出口 6 5 が両端間に循環用吐出口 6 3を挟む位置に形成されている。
前記口一夕室 61hには、 ロー夕 7 0が収容されている。 このロー夕 7 0は、 揺 動軸 7 1によってハウジング 6 1に回転自在に取り付けられている。 ロータ 7 0 は、 断面視で扇形の部材であって、 扇形の円弧の部分が摺動面 7 7である。 この 摺動面 7 7には、 開口部 72hが形成されている。 この開口部 7 は、 ロー夕 7 0 に形成された貫通孔である供給経路 7 2によって、 給油口 6 2と連通されている。 このロータ 7 0は、 その前面、 背面および摺動面 7 7が、 ロータ室 6 lhの前面、 背面および内側面と、 それぞれ液密かつ摺動自在に取り付けられている。
このため、 ロータ 7 0を回転させれば、 摺動面 7 7がロータ室 61hの内側面に 沿って移動し、 開口部 72hが、 ロータ室 61h の内側面に形成された各吐出口 6 3、 6 4、 6 5と重なり合い、 連通される。 この開口部 72h と循環用吐出口 6 3とが 重なり合う位置が第 1切換位置であり、 開口部 72h と前進側吐出口 6 4とが重な り合う位置が第 2切換位置であり、 開口部 7211 と後退側吐出口 6 5とが重なり合 う位置が第 3切換位置である。
しかも、 循環用吐出口 6 3が前進側吐出口 6 4と後退側吐出口 6 5の間に形成 されている。 このため、 ロータ 7 0を回転させて、 第 1切換位置から第 2切換位 置に切り換えると、 開口部 72hは循環用吐出口 6 3と前進側吐出口 6 4の両方に 重なり合いながら移動する。
また、 第 1切換位置から第 3切換位置に切り換えると、 開口部 72hは循環用吐 出口 6 3と後退側吐出口 6 5の両方に重なり合いながら移動する。
よって、 流量制御弁 6 0によれば、 ロータ 7 0を回転させるだけで、 第 1切換 位置と第 2切換位置との間および第 1切換位置と第 3切換位置との間で、 連続的 に接続を切り換えることができる。
しかも、 ロータ 7 0の回転角度によって、 ロータ 7 0の摺動面 7 7において、 開口部 72hが各吐出口 6 3、 6 4、 6 5と重なり合う面積を変えることができる ので、 給油口 6 2から供給経路 7 2を通つて各吐出口 6 3、 6 4、 6 5へ流れる 油の量を、 連続的に増減させることができる。 よって、 ロー夕 7 0の回転角度を 変化させれば、 車輪 3 1の駆動力を無段階で変化させることができる。
また、 流量切換弁 6 0が、 ハウジング 6 1とハウジング 6 1に収容されたロー タ 7 0だけで構成されており、 ロータ 7 0を回転させるだけで車輪 3 1の駆動力 を変化させることができるので、 変速機構を簡単にできる。
また、 口一夕 7 0の摺動面 7 7において、 開口部 72hの両側には、 摺動面 7 7 の内側に向かって凹んだ逆転側連通面 7 3および正転側連通面 7 4がそれぞれ形 成されている。 この逆転側連通面 7 3および正転側連通面 7 4は、 断面視略円弧 状であって、 その両端間の長さが、 給油口 6 2と循環用吐出口 6 3の両端間の長 さおよび給油口 6 2と前進側吐出口 6 4の両端間の長さよりもそれぞれ長くなる ように形成されている。 この逆転側連通面 7 3および正転側連通面 7 4とロータ 室 6111 の内側面との間にそれぞれ形成される空間が、 前記逆転側連通経路 7 5お よび前記正転側連通経路 7 6である。
さらに、 戻り管 3には、 絞り弁 8 0が介装されている。 この絞り弁 8 0は、 戻 り管 3に形成された回転体収容部 8 1と回転体収容部 8 1に収容された回転体 8 2とからなり、 流量制御弁 6 0が第 3切換位置に切り換わると、 回転体 8 2が回 転体収容部 8 1から戻り管 3内に突出し、 戻り管 3の経路を狭くするものである。 このため、 後退時には戻り管 3内を流れる油の量が少なくなり、 後退時に車両の 速度を遅くすることができる。
つぎに、 流量制御弁 6 0の制御システムを説明する。
図 2は本実施形態の油圧駆動自動車の制御ュニット 100 のプロック図である。 同図に示すように、 符号 102 は流量制御弁 6 0のロータ 7 0の回転を制御するァ クチユエ一夕である。 このァクチユエ一夕 102 は、 例えば公知のモータであり、 その主軸に前記流量制御弁 6 0のロータ 7 0の揺動軸 7 1が接続されている。 こ のため、 ァクチユエ一夕 102 によってロータ 7 0を回転させることができる。 なお、 ァクチユエ一夕 102 は、 ロータ 7 0を回転させることができ、 その回転 角度を調整できるものであれば、 特にモータに限定されない。
制御部 101 は、 ァクチユエ一夕 102 の回転方向および回転量を制御するもので ある。 この制 P部 101 には、 ブレーキペダルセンサ 103、 アクセルペダルセンサ 1 04、 回転計 105 および速度計 106 が接続されており、 制御部 101 は、 これらの装 置からの情報を処理し、 ァクチユエ一夕 102 の作動を制御するのである。 また、 図示しないが制御部 101 には、 車両の走行モードを、 停車、 ドライブ、 バックに 切り換えるスィツチが接続されている。
なお、 図示しないが、 例えばレーザやカメラ等によって前方の車との間の車間 距離を検知する装置を設け、 その装置からの信号を制御部 101 に入力すれば、 ド ライブモード走行時に車間距離が一定値より小さくなつたときに、 ァクチユエ一 夕 102 によって流量制御弁 6 0を作動させて、 エンジンブレーキをかけることも 可能である。 この場合、 前方の車輛が急停車し、 フットブレーキが間に合わない 時でも、 制御部が自動的に車輛を停止させるので安全である。 さらになお、 図示しないが、 例えばレーザやカメラ等によって後方の物体や人 間と車との間の距離を検知する装置を設け、 その装置からの信号を制御部 101 に 入力すれば、 バックモード走行時に後方の物体等と車との間の距離が一定値より 小さくなつたときに、 ァクチユエ一夕 102 によって流量制御弁 6 0を作動させて、 エンジンブレーキをかけることも可能である。 この場合、 ドライブモードと間違 えてバックモ一ドに入れた状態でァクセルを踏み込んだとき、 運転者がパニック に陥っても、 後方に物体等があれば制御部が自動的に車輛を停止させるので安全 である。 また、 運転者から見えない位置に物体等があった場合も、 制御部が自動 的に車輛を停止させるので安全である。
さらになお、 流量制御弁 6 0のロータ 7 0の回転量の制御は、 手動で行つても よい。 この場合、 ハンドルに設けた制御用レバーを流量制御弁 6 0のロータ 7 0 の揺動軸 7 1に連結させ、 レバ一の移動と、 ロータ 7 0の回転を連動させれば、 ロータ 1 0の回転を手動で制御することができる。
つぎに、 本実施形態の油圧駆動自動車の作用と効果を説明する。
図 1に示すように停車時には、 流量制御弁 6 0は第 1切換位置の状態である。 この状態では、 流量制御弁 6 0と油圧モータ 3 0との間の油は、 流量制御弁 6 0 の循環用吐出口 6 3と前進側吐出口 6 4の間で密閉されることになるので、 油圧 モー夕 3 0は正転も逆転もできず、 確実に車両を停車させることができる。
エンジン Eを駆動させると、 油圧ポンプ 1 0力作動する。 するとオイルタンク Tから油圧ポンプ 1 0が油を吸い上げ、 その吐出口から排出された油は、 吐出管 1を通って流量制御弁 6 0のハウジング 6 1に供給され、 ハウジング 6 1から口 —夕 7 0の供給経路 7 2、 循環用吐出口 6 3、 復油管 4、 オイルクーラ一 Rを通 つてオイルタンク Tに戻される。 つまり、 流量制御弁 6 0が第 1切換位置の状態 では、 油は、 油圧ポンプ 1 0の吐出口から吸入口に戻すだけであり、 車両は停止 したままである。
図 4は流量制御弁 6 0の作動説明図であって、 (A) は前進時の状態であって、 (B) は後退時の状態である。 同図 (A) に示すように、 走行モードをドライブモー ドにし、 アクセルを踏み込むと、 エンジン Eの回転数が上昇する。 すると、 回転 計 105 とアクセルペダルセンサ 104からの信号を制御部 101 が処理し、 ァクチュ エー夕 102 によって口一夕 7 0が時計回りに回転され、 第 1切換位置から第 2切 換位置へと切り換わる。 すると、 開口部 7¾ と循環用吐出口 6 3とが重なり合い、 油が駆動管 2を通って油圧モータ 3 0の吸入口に流れ、 油圧モータ 3 0が正転す るので、 車輪 3 1が駆動し、 車両が前進する。
車両が走行中は、 ブレーキペダルセンサ 103 、 アクセルペダルセンサ 104、 回 転計 105 および速度計 106 からの情報を制御部 101 力遂時処理し、 ァクチユエ一 夕 102 の回転量を制御して、 油圧モータ 3 0に流れる油の量を調整し車輪 3 1の 駆動力を無段階で調整しているので、 車両をスムーズに走行させることができる。 また、 図 4 (B) に示すように、 走行モードをバックモードにしてアクセルを踏 み込めば、 回転計 105 とアクセルペダルセンサ 104からァクチユエ一夕 102 によ つてロータ 7 0力反時計回りに回転されて、 第 1切換位置から第 2切換位置へと 切り換わる。 すると、 開口部 72h と前進側吐出口 6 4とが重なり合い、 油から戻 り管 3を通って油圧モー夕 3 0の排出口に流れ、 油圧モータ 3 0が逆転するので、 車輪 3 1が駆動し、 車両が後退する。
このとき、 絞り弁 8 0の回転体 8 2が戻り管 3内に突出しているので、 戻り管 3を流れる油量が少なくなり、 後退時には、 前進時も同じアクセルの開度、 同じ エンジンの回転数であっても、 車両の速度を遅くすることができ、 安全である。 図 5は流量制御弁 6 0の作動説明図であって、 車輪 3 1を回転自在にした状態 である。 同図に示すように、 エンジンが故障等によって停止したときには、 手動 でロータ 7 0を回転させて、 開口部 72h を給油口 6 2と重ねれば、 油圧ポンプ 1 0を通ることなく油を駆動管 2と戻り管 3の間を自由に流すことができる。 この ため、 車両をけん引する時に、 車輪 3 1を自由に回転させることができる。 産業上の利用可能性
第 1発明によれば、 油圧ポンプと油圧モー夕との間に設けた流量制御弁を第 1切換位置、 第 2切換位置、 第 3切換位置にそれぞれ切換えれば、 油圧モータ を、 停止、 正転、 逆転させることができる。 つまり、 流量制御弁が、 油圧モ一 夕への油の流れを制御し、 車輪の駆動力を制御する変速機として機能する。 こ のため、 油圧ポンプの回転を制御するための変速機を設けなくても、 流量切換 弁によって、 油圧駆動自動車の発進と停止を切り換えたり、 前進と後退を切り 換えることができる。 しかも、 流量制御弁を切り換えるときに、 クランクシャ フトと油圧ポンプの入力軸の接続を切る必要がないので、 両者の間にクラッチ も不要である。 よって、 複数の軸や歯車によって構成される変速機およびクラ ツチを用いる必要がないので、 車両重量が軽くなり、 エンジンから油圧ポンプ までの動力伝達経路の構造が簡単になる。
第 2発明によれば、 油圧ポンプから油圧モータの吸入口に送られた油は、 油 圧モータの排出口から排出され、 正転側連通通路を通って油圧ポンプの吸入口 に戻される。 また、 油圧ポンプから油圧モー夕の排出口に送られた油は、 油圧 モータの吸入口から排出され、 逆転側連通径路を通って油圧ポンプの吸入口に 戻される。 つまり、 油圧ポンプと油圧モー夕との間に流量切換弁を設けるだけ で、 油圧モー夕を正転させる場合であっても、 逆転させる場合であっても、 油 圧ポンプから排出された油を、 確実に油圧ポンプに戻すことができるので、 油 圧回路の構成を簡単にできる。
第 3発明によれば、 ロー夕を回転させるだけで、 第 1切換位置と第 2切換位 置との間および第 1切換位置と第 3切換位置との間で、 連続的に接続を切り換 えることができるので、 このため、 油圧ポンプから油圧モー夕に供給する油の 量を連続的に増減させることができるので、 車輪の駆動力を無段階で変化させ ることができる。 しかも、 流量切換弁が、 ハウジングとハウジングに収容され たロータだけで構成されており、 ロー夕を回転させるだけで駆動力を変化させ ることができるので、 変速機構を簡単にできる。
第 4発明によれば、 ロータの回転角度によって、 ロータの摺動面において、 開口部が各吐出口と重なり合う面積を変えることができるので、 給油口から供 給経路を通って各吐出口へ流れる油の量を増減させることができる。 よって、 ロータの回転角度を変化させれば、 車輪の駆動力を無段階で変化させることが できる。

Claims

請求の範囲
1 エンジンによって駆動される油圧ポンプと、 車輪を駆動させる正転逆転可能 な油圧モータとを有し、 該油圧モー夕と前記油圧ポンプが循環連結された油圧回 路を備えた油圧駆動自動車であって、 前記油圧ポンプの入力軸が、 前記エンジン のクラックシャフトに直結されており、 前記油圧ポンプと前記油圧モータとの間 に、 流量制御弁が設けられており、 該流量制御弁が、 前記油圧ポンプから送られ た油を、 前記油圧ポンプに戻す第 1切換位置と、 前記油圧ポンプから送られた油 を、 前記油圧モータの吸入口へ送る第 2切換位置と、 前記油圧ポンプから送られ た油を、 前記油圧モータの排出口へ送る第 3切換位置とを有していることを特徴 とする油圧駆動自動車。
2 前記流量切換弁が、 第 2切換位置に切り替えられたときに、 前記油圧モータの 排出口と、 前記油庄ポンプの吸入口とを連通させる正転側連通経路と、 第 3切換 位置に切り替えられたときに、 前記油圧モータの吸入口と前記油圧ポンプの吸入 口とを連通させる逆転側連通経路とを備えたことを特徴とする請求項 1記載の油 圧駆動自動車。
3 前記流量切換弁が、 円柱状のロー夕室を備えたハウジングと、 前記ロー夕室 に収容され、 該ロ一夕室の中心軸回りに回転自在に取り付けられたロー夕とから なり、 該ロータを回転させると、 前記第 1切換位置と前記第 2切換位置との間が 連続的に切り換えられ、 前記第 1切換位置と前記第 3切換位置との間が連続的に 切り換えられることを特徴とする請求項 1または 2記載の油圧駆動自動車。
4 前記ロー夕室の内面に、 前記油圧ポンプの吐出口に連通される給油口が形成 されており、 前記ロータ室の円筒状の内側面に、 前記油圧ポンプの吸入口に連通 された循環用吐出口と、 前記油圧ポンプの吸入口に連通される前進側吐出口と、 前記油圧モー夕の吸入口に連通される後退側吐出口とが形成されており、 前記ロー夕が、 前記ロータ室の円筒状の内側面に摺動自在な摺動面を備えており、 該摺動面に、 開口部が形成されており、 前記ロータに、 前記給油口と前記開口部 との間を連通させる供給経路が形成されており、 前記ロータを、 前記第 1切換位 置に切り換えると、 前記開口部と前記循環用吐出口とが連通され、 前記第 2切換 位置に切り換えると、 前記開口部と前記前進側吐出口とが連通され、
前記第 3切換位置に切り換えると、 前記開口部と前記後退側吐出口とが連通され ることを特徴とする請求項 1、 2または 3記載の油圧駆動自動車。
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