WO2006022032A1

WO2006022032A1 - 油圧式無段変速装置

Info

Publication number: WO2006022032A1
Application number: PCT/JP2004/013371
Authority: WO
Inventors: Kunihiko Sakamoto
Original assignee: Yanmar Co., Ltd.
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-02
Also published as: US7779630B2; EP1811208A4; EP1811208A1; US20080041049A1; EP1811208B1; JP4462543B2; JP2006064011A

Abstract

　油圧ポンプ及び／又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を精度よく制御することを目的とする。少なくともいずれか一方を可変容積型とした油圧ポンプ１０及び／又は油圧モータ１１と、該油圧ポンプ１０及び／又は油圧モータ１１の可動斜板１０ａ・１１ａの斜板角度を制御する油圧サーボ機構２とを一体的に構成し、変速操作レバー２９の操作により可動斜板１０ａ・１１ａを傾動させる油圧式無段変速装置１において、前記油圧サーボ機構２の可動斜板１０ａ・１１ａを傾動させる変速駆動部材（ピン２７）を減速側に摺動させるシリンダ４１とスプール４０等とからなるアクチュエーターと一体的に設け、該アクチュエーターに前記油圧ポンプ１０と油圧モータ１１とを接続する閉回路のメイン油路１３の圧油を導き作動させる負荷制御機構４・１０４とした。

Description

明細書

油圧式無段変速装置

技術分野

[0001] 本発明は、油圧式無段変速装置に関し、より詳細には、油圧式無段変速装置を構成する油圧ポンプ及び Z又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を制御する技術に関する。

背景技術

[0002] 従来から、油圧ポンプ及び油圧モータから構成される油圧式無段変速装置 (以下、「HST」と略記）は、油圧サーボ機構によって油圧ポンプや油圧モータの可動斜板を傾動制御して、可変容積型の油圧ポンプや油圧モータの容量調整を行うようにした構成が公知となっている。この油圧サーボ機構の構成としては、油圧ポンプや HST に取り付けられた電磁弁によって、油圧ポンプの回転数の増加に比例して自動的に可動斜板を傾動させる機構 (オートモーティブ制御）や、油圧ポンプの可動斜板を H STの外部に装着された変速操作レバーによって操作する機構 (マニュアルサーボ制御）等が公知である。

[0003] 一方、上記 HSTには、エンジンの負荷が設定値以上の場合に作業車両の走行速度を減速し、一方、エンジンの負荷が設定値以下の場合に走行速度を増速するように速度制御する機構 (負荷制御機構)を備えたものが公知となっている。具体的には、作業負荷が所定値を超えな、ように HST (油圧ポンプ)の可動斜板を減速側ヘシフト等させて、エンストを防止するように構成されている。

[0004] このような油圧サーボ機構や負荷制御機構を備えた HSTにつ、ては、例えば、特許文献 1に記載されるような HSTが開示されて、る。

力かる HSTは、可変容積型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによる圧油で操作する油圧モータを 2個備えるもので、これら 2個の油圧モータのうち少なくとも一方を可変容積型の油圧モータに構成するとともに、これら 2個の油圧モータの各出力回転を合流させて、単一の出力回転として取り出すための出力合流機構を設けたものである。そして、このように構成することで、可変容積型の油圧モータの出力回転を調節して出力トルクをほぼ 2倍にでき、 HSTにおける最大トルクの増大を図るものである。

[0005] 上記特許文献 1に開示される HSTは、油圧ポンプにぉ、て、可動斜板に連動する変速シリンダを変速バルブによって切換えて、この可動斜板を傾動させる油圧サーボ機構を備えるとともに、油圧モータの可動斜板が傾動可能に構成されている。そして、このように構成することで、作業車両の泥濘地等での作業中において、エンジンへの負荷トルクが増大した場合に、可変容積型に構成された一方の油圧モータの可動斜板を傾動させて低速トルクを増大させ、作業車両の速度制御をすることができる特許文献 1：特開 2004-11769号公報

[0006] なるほど、特許文献 1に記載される HSTの構成によれば、作業車両の走行時に、一方の油圧モータの出力回転では作業車両がトルク不足となった場合に、メイン油路の油圧が切換シリンダに給排されて、他方の油圧モータの可動斜板を自動的に傾動させることができる。そして、このような負荷制御機構によって、トルク不足を解消して、エンスト等を防止することができる。

[0007] しかし、上記特許文献 1に開示される HSTでは、上述の負荷制御機構は、一方を可変容積型の油圧モータとして配設することで、他方の油圧モータのトルク不足を補うことができるものの、可変容積型の油圧モータの可動斜板は切換えシリンダによつて傾斜した状態と斜板角度が 0度の状態とに切り換えられるのみであり、力かる可動斜板の斜板角度の制御の精度が悪ぐ中間角度での位置決め等はできない。また、油圧モータをメイン油路中に少なくとも 2っ配設する必要があり構造が複雑であるとともに、適用範囲が限定されてしまっていた。また、時間の経過に伴って、油圧ポンプ等のクレイドルメタルが劣化して走行性能が変動してしまうため、負荷制御機構を構成する各部材において、予め余裕をもった設定構造とする必要があった。さらに、か力る負荷制御機構では、油圧モータ側の可動斜板を制御するものである力これを油圧ポンプ側の可動斜板の制御には適用することができない。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 解決しょうとする課題は、油圧式無段変速装置に関し、負荷制御機能を備えた HS τにおいて、油圧ポンプ及び Ζ又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を精度よく制御することである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の油圧式無段変速装置においては、少なくともいずれか一方を可変容積型とした油圧ポンプ及び Ζ又は油圧モータと、該油圧ポンプ及び Ζ又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を制御する油圧サーボ機構とを一体的に構成し、変速操作レバーの操作により該可動斜板を傾動させる油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構の可動斜板を傾動させる変速駆動部材を減速側に摺動させるァクチユエ一ターを一体的に設け、前記油圧ポンプと油圧モータとを接続する閉回路のメイン油路の圧油を該ァクチユエ一ターに導き作動させる負荷制御機構としたものである

[0010] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記油圧ポンプ側に構成される負荷制御機構は、前記メイン油路の圧油が給排されるシリンダと、該シリンダに摺動自在に内挿され、かつ、前記変速駆動部材と係合するスプールと、該スプールを一側に付勢する弾性部材とからなり、該スプールは、他側に前記メイン油路が連通され

、負荷制御時には、前記弾性部材の付勢力に抗して前記変速駆動部材を係合しな力移動し、前記変速操作レバーによる傾動操作とは独立に前記可動斜板の斜板角度を制御するものである。

[0011] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記油圧モータ側に構成される負荷制御機構は、前記メイン油路の圧油が給排されるシリンダと、該シリンダに摺動自在に内挿され、かつ、前記変速駆動部材と係合するスプールとからなり、前記スプールは、他端側に前記メイン油路が連通され、一端側に前記メイン油路の圧油力に対抗して該スプールを略一定に押圧する弾性部材又は油圧力を設け、前記メイン油路内の油圧が略一定となるように、前記変速操作レバーによる傾動操作とは独立に前記可動斜板の斜板角度を制御するものである。

[0012] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記メイン油路の油圧の増減に対して前記可動斜板の斜板角度の増減が反比例するように制御するものである。 [0013] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記シリンダの内側壁にストツバ部を突設して、前記スプールの摺動位置を規制するものである。

[0014] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、低速走行時の油圧式変速装置の牽引力がエンジン馬力の牽引力の略半分となるように前記可動斜板の斜板角度を制御するものである。

[0015] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記シリンダに、前記油圧ポンプ用のスプール及び前記油圧モータ用スプールをそれぞれ一体的に設けてなるものである。

[0016] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記スプールが内挿されるシリンダ孔の一端側に、メイン油路内の圧油を受けて前記スプールを押圧するピンを設けるとともに、シリンダ孔の他端側にチャージ圧を導入して、ピンによるスプールの押圧に対抗させるものである。

[0017] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記油圧ポンプの後進側容量を制限し、コーナ馬力をエンジン出力より少し下になるようにする事により、後進走行時の油圧モータ制御領域のリリーフ圧曲線力エンジン馬力線を超えることなく略一致するように構成するものである。

発明の効果

[0018] すなわち、本発明の油圧式無段変速装置においては、油圧サーボ機構の可動斜板を傾動させる変速駆動部材を減速側に摺動させるァクチユエ一ターを一体的に設け、前記油圧ポンプと油圧モータとを接続する閉回路のメイン油路の圧油を該ァクチユエ一ターに導き作動させる負荷制御機構としたので、可動斜板を精度よく制御することができ、その結果、走行装置を駆動する油圧式無段変速装置のメイン油路において、負荷がかかって油圧が増加すると、その油圧に応じてァクチユエ一ターが作動して、可動斜板を減速側に回動し、走行速度を減速して牽引力を高めることができて、エンストを防止できる。また、負荷が力かると自動的に可動斜板を傾動させてエンストを防止できるので、走行運転の際の操作が簡易となる。また、油圧サーボ機構と中立位置保持機構と負荷制御機構とを一体的に構成することが可能となり、コンパクトに制御機構を構成でき、組み立て等も容易に行うことができる。

[0019] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記油圧ポンプ側に構成される負荷制御機構は、前記メイン油路の圧油が給排されるシリンダと、該シリンダに摺動自在に内挿され、かつ、前記変速駆動部材と係合するスプールと、該スプールを一側に付勢する弾性部材とからなり、該スプールは、他側に前記メイン油路が連通され

、負荷制御時には、前記弾性部材の付勢力に抗して前記変速駆動部材を係合しな力移動し、前記変速操作レバーによる傾動操作とは独立に前記可動斜板の斜板角度を制御するものとしたので、負荷制御機構によって、スプールを摺動させるとともに、スプールをピンと係合させて弾性部材の付勢力に抗して該ピンを移動させるように構成しているため、可動斜板を精度よく制御することができる。また、弾性部材を内挿することで、シリンダ等力もなる負荷制御機構を小型化でき、さらに部品点数を低減できる。

[0020] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記油圧モータ側に構成される負荷制御機構は、前記メイン油路の圧油が給排されるシリンダと、該シリンダに摺動自在に内挿され、かつ、前記変速駆動部材と係合するスプールとからなり、前記スプールは、他端側に前記メイン油路が連通され、一端側に前記メイン油路の圧油力に対抗して該スプールを略一定に押圧する弾性部材又は油圧力を設け、前記メイン油路内の油圧が略一定となるように、前記変速操作レバーによる傾動操作とは独立に前記可動斜板の斜板角度を制御するものとしたので、油圧モータの可動斜板を精度よく細力べ傾動させることができ、効率よく最大出力を生起できる。また、油圧モータ制御領域で、容易にエンジン馬力線に近似させることができる。

[0021] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記メイン油路の油圧の増減に対して前記可動斜板の斜板角度の増減が反比例するように制御するものとしたので、特に低速走行時のエンストを効果的に防止することができる。

[0022] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記シリンダの内側壁にストツバ部を突設して、前記スプールの摺動位置を規制するものとしたので、作業機による作業を行うための最低速度を確保して、力かる作業を効率よく行うことができ、また、ストツバ部は内側壁に一体的に構成できるため、安価に容易に構成することができる。

[0023] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、低速走行時の油圧式変速装置の牽引力がエンジン馬力の牽引力の略半分となるように前記可動斜板の斜板角度を制御するものとしたので、予めエンジン馬力に対して牽引力に余裕を持たせて、負荷トルクが大きくなる作業を行う際であってもエンストを確実に防止できる。

[0024] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記シリンダに、前記油圧ポンプ用のスプール及び前記油圧モータ用スプールをそれぞれ一体的に設けてなるものとしたので、シリンダを着脱することで複数の負荷制御機構を一度に着脱できるため、着脱させる際の作業性が向上するとともに、負荷制御機構のメンテナンスが容易となる。

[0025] また、本発明の油圧式無段変速装置においては、前記負荷制御機構は、前記スプールが内挿されるシリンダ孔の一端側に、メイン油路内の圧油を受けて前記スプールを押圧するピンを設けるとともに、シリンダ孔の他端側にチャージ圧を導入して、ピンによるスプールの押圧に対抗させるものとしたので、油圧式無段変速装置に必要なチャージ圧を利用することができて、簡易な構成によって自動制御が可能となり、弾性部材を小さく構成することができ、安価な付勢手段を得ることができる。また、スプールを精度よく摺動させて、ひ、ては負荷制御機構による可動斜板の制御の精度が向上する。さらに、各負荷制御機構を略同じ部材で構成して製造工程を簡素化できる。

[0026] また、本発明の油圧式無段変速装置にお!/、ては、前記油圧ポンプの後進側容量を制限し、コーナ馬力をエンジン出力より少し下になるようにする事により、後進走行時の油圧モータ制御領域のリリーフ圧曲線力エンジン馬力線を超えることなく略一致するように構成したので、負荷の小さな後進側に採用することにより、低コストで走行性能を落とすことなぐエンストを防止できる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]図 1は本発明に係る油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した正面一部断面図である。

[図 2]図 2は中立位置保持機構を示す正面断面図である。

[図 3]図 3は同じく平面断面図である。

[図 4]図 4は同じく一側面図である。

[図 5]図 5は同じく他側面図である。

[図 6]図 6は油圧ポンプ用の負荷制御機構を示す正面断面図である。

[図 7]図 7は油圧式無段変速装置の油圧回路図である。

[図 8]図 8は油圧モータ用の負荷制御機構を示す正面断面図である。

[図 9]図 9は負荷制御機構による制御機構の一例を表した状態図である。

[図 10]図 10はエンジン馬力線図である。

[図 11]図 11は車速に対する牽引力の関係を表した図である。

[図 12]図 12はリリーフ圧とエンジン馬力線との関係を表した図である。符号の説明

1 油圧式無段変速装置 (HST)

2 油圧サーボ機構

3 中立位置保持機構

4、 104 負荷制御機構

10 油圧ポンプ

10a 可動斜板

11 油圧モータ

11a 可動斜板

12 ハウジング

13 メイン油路

27 ピン (変速駆動部材）

28 捩じりパネ (弾性部材）

29 変速操作レバー

40 スプーノレ

41 シリンダ発明を実施するための最良の形態

[0029] 次に、発明の実施の形態を説明する。

本実施例に係る油圧式無段変速装置 (以下、「HST」と略記） 1は、トラクタ等の農作業用の作業車両に用いることができ、以下、本実施例においては、作業機として口ーダ作業機を備えた作業車両に搭載される場合について説明する。

[0030] まず、本発明に係る油圧式無段変速装置の全体構成について、以下に説明する。

図 1に示すように、 HST1においては、いずれも可変容積型に構成した油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11をハウジング 12に内包するとともに、ハウジング 12には、その他に、油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11の可動斜板 10a' 11aの斜板角度を調整して、各油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11の出力回転を制御する機構としての油圧サーボ機構 2 · 2、中立位置保持機構 3 (最大斜板位置保持機構 103)及び負荷制御機構 4· 104等が設けられている。そして、油圧サーボ機構 2· 2、中立位置保持機構 3 ( 最大斜板位置保持機構 103)及び負荷制御機構 4· 104等は、それぞれ油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11に対して一対ずつ設けられて!/、る。

[0031] 以下、特に断りのない場合には、油圧ポンプ 10側の油圧サーボ機構 2及び中立位置保持機構 3等について説明する。すなわち、本実施例においては、油圧ポンプ 10 及び油圧モータ 11に配置されるこれらの構成 (油圧サーボ機構 2 · 2、中立位置保持機構 3 (最大斜板位置保持機構 103) )は互いに異なることがなぐ略同一の構成である。

[0032] 本実施例においては、後述する理由から、油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11をいずれも可変容積型に構成するのが好ましいが、少なくとも一方を可変容積型に構成して、他方を固定容積型に構成してもよい。例えば、油圧ポンプ 10を可変容積型に構成して油圧モータ 11を固定容積型に構成したり、油圧モータ 11を可変容積型に構成して油圧ポンプ 10を固定容積型に構成したりしてもよい。本実施例においては、特に断りがない場合には、油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11を可変容積型に構成した場合について説明する力本実施例はこれに限定されないことは、以上のことからいうまでもない。

[0033] ここで、図 7に示すように、可変容積型の油圧ポンプ 10は、駆動軸 57、シリンダブ口ック（図略）、プランジャ（図略)及びプランジャに当接した可動斜板 10a等により構成されて、る。可動斜板 10aはプランジャの頭部が当接または係合されて摺動量が変更され、油圧ポンプ 10の作動油の吐出量を調節可能に構成されている。可変容積型の油圧モータ 11は、可変容積型の油圧ポンプ 10と同様に、シリンダブロック（図略 )、プランジャ（図略)及びプランジャに当接した可動斜板 1 laにより構成されて、る。可動斜板 11aはプランジャの頭部が当接または係合されて摺動量が変更され、油圧モータ 11への圧油の吸入量を調節可能に構成されている。油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11は図示せぬ油路板の同一面に略平行に並設され、メイン油路 13を介して油圧ポンプ 10より圧油が油圧モータ 11に供給される。

このような構成により、エンジン 15からの駆動力が駆動軸 57に入力されて、油圧ポンプ 10が駆動される。そして、油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11は、油圧ポンプ 10の駆動力により吐出された圧油が油圧モータ 11に供給されて、この圧油の給排により油圧モータ 11が駆動され、油圧モータ 11の駆動力が出力軸 59に伝達される。

[0034] 次に、油圧サーボ機構 2について、以下に説明する。

図 1に示すように、 HST1は、油圧ポンプ 10と油圧モータ 11とが上下（左右であつてもよい）に並設され、油圧ポンプ 10の一側方には油圧ポンプ 10用の油圧サーボ機構 2が配設され、油圧モータ 11の一側方であって油圧サーボ機構 2の下方に同じく油圧モータ 11用の油圧サーボ機構 2が配設されている。油圧サーボ機構 2は、ピストン 21と、該ピストン 21の内部に配置されるスプール 22を備えた手動斜板角度制御バルブ 23等と力も構成されるもので、 HST1のハウジング 12内部に収納されて、それぞれ一体的に構成されて、る。

[0035] 油圧サーボ機構 2は、手動斜板角度制御バルブ 23を備えるもので、具体的には、ハウジング 12内であって油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの側部にシリンダ室 24が形成され、シリンダ室 24内にピストン 21が収納され、ピストン 21の側面に可動斜板 10a の側部より突設したピン軸 25が嵌合されている。ピストン 21の軸心位置には貫通孔が開口され、この貫通孔内にスプール 22が摺動自在に嵌装されて、る。

[0036] ピストン 21は、シリンダ室 24の上部と下部を連通する油路が形成され、スプール 22 が摺動することによって、油路が連通又は遮断されてピストン 21の上下の油室に圧油が送油され、ピストン 21が上下方向に摺動するように構成されている。スプール 22 の下部外周には嵌合溝 26が設けられ、嵌合溝 26にスプール 22の変速駆動部材としてのピン 27の一端部 27aが嵌合されている。ピン 27の他端部 27bは、後述する中立位置保持機構 3等を構成する捩じりパネ 28により挟持されている。ピン 27の一端部 27aは、ハウジング 12及びピストン 21側面に開口した開口 12a及び開口 21aからハウジング 12内部に挿入して、上述したように嵌合溝 26に嵌合して、る。

[0037] ピン 27と連動連結された油圧サーボ機構 2の変速操作レバー 29を回動操作することにより、捩じりパネ 28の付勢力に抗してピン 27が上下方向（図 1において上下方向 )に移動し、これに伴ってスプール 22が上下方向に移動するように構成されている。このように手動斜板角度制御バルブ 23のスプール 22を摺動操作して油路を変更してピストン 21を摺動させることで、可動斜板 10aを傾動させて、 HST1を変速するようにしている。

[0038] 次に、中立位置保持機構 3等について、以下に詳述する。

図 2乃至図 5に示すように、中立位置保持機構 3は、油圧サーボ機構 2の変速操作レバー 29部分に設けられ、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの中立位置を保持するように構成されている。中立位置保持機構 3は、ケーシング 30に内設され、デテントロッド 31力ケーシング 30内の空間 30aに長手方向（図 2において上下方向）へ摺動自在に設けられている。デテントロッド 31は、その一端をケーシング 30の支持凹部 30b 及びケーシング 30に螺装されるキャップ 32により支持されて!、る。

[0039] デテントロッド 31のキャップ 32側端部には、キャップ 32に螺装されたアジャストボルト 33がー体的に形成されている。そして、デテントロッド 31は、アジャストボルト 33を回転させることで長手方向へ摺動可能に構成されており、通常はロックナット 34により位置固定されている。デテントロッド 31の略中央部には、固定部 31aが形成され、前記ピン 27の他端部 27bが、ケーシング 30の空間 30a内に固定部 31aと位置を合わせて挿入されている。ピン 27の他端部 27bの径と、固定部 3 laの幅（デテントロッド 31の軸心方向の長さ）とは、略同一に構成されている。

[0040] ケーシング 30の空間 30a内においては、デテントロッド 31の固定部 31aの両側に、パネ受け 35 · 35がデテントロッド 31の軸心方向へ摺動自在に設けられている。パネ受け 35 · 35は、ケーシング 30とパネ受け 35との間に介装されるパネ 36、及びキヤップ 32とパネ受け 35との間に介装されるパネ 36により固定部 31a方向へ付勢されている。パネ受け 35 · 35により、デテントロッド 31の固定部 31a及びピン 27の他端部 27b 力共に両側から挟みこまれる構成となっている。

[0041] 変速操作レバー 29は、ケーシング 30により回動軸 37を中心に回動自在に支持されており、回動軸 37の外周部には、捩じりパネ 28が回動自在に外嵌され、捩じりバネ 28によりピン 27の他端部 27bが挟持されている。また、回動軸 37には、この回動軸 37と一体的に回動する連動アーム 39が固設されており、連動アーム 39は、捩じりパネ 28により挟持されている。

[0042] 変速操作レバー 29を回動操作すると、回動軸 37に固設される連動アーム 39及び連動アーム 39を挟持する捩じりパネ 28がー体的に回動され、さらに、捩じりパネ 28 に挟持されるピン 27が、捩じりパネ 28と一体的に回動される。すなわち、変速操作レバー 29を回動操作すると、ピン 27が連動アーム 39及び捩じりパネ 28を介して一体的に回動されて、前記スプール 22を摺動操作するように構成されている。このようにして、変速操作レバー 29、回動軸 37、連動アーム 39及び捩じりパネ 28等により変速操作レバー部が構成されて、る。

[0043] また、変速操作レバー 29が回動操作されて、な、状態では、ピン 27の他端部 27b がデテントロッド 31の固定部 31aと共にパネ受け 35 · 35により挟み込まれているので、ピン 27は、固定部 3 laの位置でその回動位置を保持される。そして、本実施例における HST1においては、変速操作レバー 29に操作力が力かっておらず、ピン 27が一端部 27aの位置でパネ受け 35 · 35により保持されている状態では、油圧ポンプ 10 の可動斜板 10aが中立位置に位置するように調節されている。このように、中立位置保持機構 3は、デテントロッド 31、パネ 36 · 36及びパネ受け 35 · 35によって、ピン 27 及び油圧サーボ機構 2を通じて、 HST1の油圧ポンプ 10の可動斜板 10aを、中立位置に保持するように構成されて、る。

[0044] また、中立位置保持機構 3を、油圧サーボ機構 2のスプール 22を駆動するスプール駆動部としてのピン 27と同一幅を有した固定部 31aをデテントロッド 31に形成し、固定部 31aとピン 27との両方を、パネ 36により付勢されるパネ受け 35 · 35にて両側から挟み込んで中立位置を保持する構成としたので、中立位置保持機構 3の構成を簡素化するとともに小型化することができ、可動斜板 10aの中立位置の調整も容易となる。さらに、パネ 36 · 36の付勢力を止め輪等の付加部材により受けることが不要となるだけでなぐ止め輪が外れる等の故障を防止でき、耐久性及び中立位置保持の精度を向上できる。

[0045] 中立位置保持機構 3は、前記油圧サーボ機構 2を介して該可動斜板 10aと連動連結するピン 27を捩じりパネ 28等により付勢支持して、該可動斜板 10aの中立位置を保持するように構成されている。そして。スプール 22を摺動させるピン 27の中途部に、連動アーム 39及び捩じりパネ 28を介して変速操作レバー 29の回動軸 37を係合して、変速操作レバー 29の回動操作によりピン 27がー体的に操作されるように構成され、力かる係合部の一側に延出するピン 27の一端部 27aにてスプール 22を駆動し、係合部の他側に延出するピン 27の他端部 27bにてテデントロッド 31に係合して中立位置を位置決めするように構成されてヽる。

[0046] また、ピン 27は、中途部 27cより一端部 27a側を支持アーム 61によって回動自在に支持されている。このように、スプール 22と中立位置保持機構 3との間を直線状に最短距離で結ぶピン 27の途中部を支持するため、中立保持の位置精度やスプール 22 の制御の精度を向上でき、中立位置保持機構 3やスプール 22の制御機構を小型化できる。

[0047] 次に、中立位置保持機構 3における中立位置調整機構について、以下に説明する図 2に示すように、デテントロッド 31は、キャップ 32に螺装されるアジャストボルト 33 を回転させることにより、軸心方向へ移動することができる。そして、固定部 31aの位置でピン 27が保持された状態で、可動斜板 10aが中立位置力もずれている場合に、アジャストボルト 33を回転してデテントロッド 31の固定部 31aの位置を調節し、固定部 31aの位置でピン 27が保持された状態で、可動斜板 10aが中立位置に位置するように調整することが可能である。

[0048] このように、中立位置保持機構 3は、中立位置の微調整を行うアジャスト機構（中立位置調整機構)を具備し、このアジャスト機構は、外部に突出するアジャストボルト 33 を回転操作することにより、可動斜板 10aの中立位置調整を行うように構成して、るので、中立位置保持機構 3を分解したりすることなぐ外部から操作可能となり、かかる中立位置の調整作業が容易となる。

[0049] なお、デテントロッド 31は、その両端をケーシング 30の支持凹部 30b及びキャップ 3 2により支持される両持ち構造として構成することで、デテントロッド 31の支持強度を向上させ及び中立位置保持機構 3等の精度を向上することができる。また、デテントロッド 31は、例えばキャップ 32のみにより支持する片持ち構造に構成することで、ケ一シング 30の支持凹部 30bの加工が不用となり、ケーシング 30の肉厚を薄く形成できるため、製造コストを低減することができる。

[0050] 次に、中立位置保持機構 3における回転制限機構について、以下に説明する。

図 2乃至図 5に示すように、ケーシング 30内には、可動斜板 10aの最大回動角を規制する回転制限機構が構成されている。すなわち、デテントロッド 31における固定部 31aの両端部側には、段差部 31b ' 31bが形成されており、デテントロッド 31の軸心方向に摺動するパネ受け 35 · 35が、段差部 31b · 31bに係止するように構成されている。変速操作レバー 29の回動操作によりピン 27が回動されると、ピン 27が回動される方向のパネ受け 35が、パネ 36の付勢力に抗してピン 27と共にデテントロッド 31 の端部側方向へ摺動する。パネ受け 35がー定量摺動すると、やがて段差部 31bに係止して、該バネ受け 35及びピン 27は、それ以上端部側方向へ移動できなくなる。

[0051] このように、中立位置保持機構 3は、デテントロッド 31に形成した段差部 31bによりピン 27の回動量を制限し、これにより可動斜板 10aの最大回動角を規制するように構成されているので、可動斜板 10aの中立位置力もの最大回動角を精度良く正確に設定することができるとともに、耐久性が向上して長期間高精度を保つことができる。さらに、デテントロッド 31の固定部 31aと段差部 31b ' 31bとの間のストロークの調整を、デテントロッド 31を加工する際の機械的な加工精度により決定することで、デテントロッド 31をケーシング 30に組み込んだ後は、この回転制限機構の調整を行う必要がなくなり、例えば、出荷時における調整工程を省くことができる。

[0052] 次に、中立位置保持機構 3におけるオーバーストローク機構について、以下に説明する。図 2乃至図 5に示すように、ケーシング 30内には、回転制限機構により制限されるピン 27の回動量以上に変速操作レバー 29が回動操作された場合に、変速操作レバ一 29の回動操作を吸収するオーバーストローク機構が構成されて、る。上述のように、ピン 27は、変速操作レバー 29の回動操作により連動アーム 39及び捩じりパネ 2 8を介して一体的に回動される。そして、このピン 27がー定量回動されて、前記回転制限機構により回動を制限されてそれ以上回動できなくなると、捩じりパネ 28に挟持されて変速操作レバー 29と一体的に回動する連動アーム 39が、捩じりパネ 28の付勢力に抗してこれを広げながら回動する。

[0053] このように、オーバーストローク機構は、ピン 27が回転制限機構により回動を制限された後は、連動アーム 39のみが捩じりパネ 28を広げながら回動して、変速操作レバ一 29の回動操作力が、ピン 27に直接力からないように構成している。このように構成することで、変速操作レバー 29が過剰に回動操作された場合でも、ピン 27 ·バネ受け 35 ·デテントロッド 31等に無理な力が力かって、これらの部材ゃ油圧サーボ機構 2 が破損したり、中立位置保持機構 3の調整が狂ったりするのを防止できる。

[0054] 以上のように構成した中立位置保持機構 3等を内装するケーシング 30は、 HST1 のハウジング 12に、後述する負荷制御機構 4のシリンダ 41を介して装着されている。そのため、ケーシング 30に内装される中立位置保持機構 3、回転制限機構及びケーシング 30のハウジング 12への装着面側に配置されるオーバーストローク機構は、ケ一シング 30を負荷制御機構 4のシリンダ 41を介してハウジング 12に装着することで、該ハウジング 12とケーシング 30とによって内包することができる。そのため、各機構の構成部材に泥やごみ等の異物が付着することがなぐ動作不良が発生したり、外部からの衝撃により各調節が狂ったりすることを防止することができる。また、各機構を小型に構成することができるとともに、コスト低減を図ることが可能となる。

[0055] さらに、本実施例に係る HST1において、前記固定部 31aを、デテントロッド 31に一体的に形成するだけでなぐケーシング 30に一体的に形成して、低コスト化を図ることもでき、固定部 31aを別体に形成して、デテントロッド 31ゃケーシング 30に取り付けてもよい。ピン 27及び固定部 31aを両側から挟み込むパネ受け 35 · 35は、外周部を強固なブロック材にて構成されるケーシング 30によりガイドされているので、ピン 27を精度よく位置決めすることができる。

[0056] なお、油圧モータ 11側には、最大斜板位置保持機構 103が構成され (図 1参照）、この最大斜板位置保持機構 103によって、油圧モータ 11の可動斜板 11aを常時最大斜板位置で保持するように構成される。最大斜板位置保持機構 103は、前記中立位置保持機構 3と略同様に構成される。また、最大斜板位置保持機構 103には、 0度位置調整機構が構成され、可動斜板 11aが 0度位置からずれている場合に、アジャストボルト 33を回転して可動斜板 1 laが 0度位置に位置するように調整することが可能である。

[0057] 次に、負荷制御機構 4· 104の構成について、以下に説明する。

図 1及び図 6に示すように、本実施例における負荷制御機構 4は、スプール 40をシリンダ 41に摺動自在に内挿し、 HST1のメイン油路 13からシリンダ 41に供給される圧油によってスプール 40が押動され、油圧サーボ機構 2等による油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの制御とは独立に可動斜板 10aの斜板角度の制御を行うものである。この負荷制御機構 4は、シリンダ 41、スプール 40等力もなり、該シリンダ 41は、 HST1 のハウジング 12の一側に配設され、油圧サーボ機構 2と中立位置保持機構 3との間に位置するように構成されて、る。

[0058] シリンダ 41は、 HST1のハウジング 12の略平面である側壁面に沿って長状に形成され、このシリンダ 41の上方に開口したシリンダ孔 42が穿設され、このシリンダ孔 42 に略円柱状のスプール 40が摺動自在に内挿されて、る。シリンダ孔 42の開口端には、 HST1のメイン油路 13と給排油路 14を介して接続される管継部 43が螺着され、給排油路 14 (管継部 43)を介してメイン油路 13内の圧油がシリンダ 41内に給排される。シリンダ 41の上下中途部には、左右方向に開口された開口部 41bが貫設されている。

[0059] ここで、図 7に示す油圧回路図を参照すると、メイン油路 13に作動油を供給する油圧ポンプ（チャージポンプ） 50は、エンジン 15からポンプ軸 51を介して駆動されて、オイルタンク 52から油を吸入する。この油圧ポンプ 50の吐出口には油路 53が接続され、油路 53は逆止弁 54a' 54a付きのリリーフ弁 54· 54を介して HST1内部に施設されたメイン油路 13に接続される。なお、油路 53の中途部には調整弁 55が配設される。このメイン油路 13は油圧ポンプ 10と油圧モータ 11の間で閉回路を構成し、前記給排油路 14は油圧モータ 11を前進回転させるときに高圧となる側の油路に接続される。このようにして油圧ポンプ 50からの油は、油路 53を介して低圧側の油路の油圧が調整弁 55で規定する油圧よりも低くなるとメイン油路 13に供給され、高い場合は調整弁 55によって HST1のハウジング 12内の油溜り 56にドレンされて、メイン油路 13に供給される油の流量が調整される。

[0060] 可変容積型の油圧ポンプ 10は、油圧ポンプ 50から駆動軸 57を介してエンジン 15 力の駆動が伝達され、力かる駆動力によって前記シリンダブロック等が回転駆動される。この油圧ポンプ 10は、メイン油路 13を介して同じく可変容積型の油圧モータ 1 1と流体的に接続され、油圧ポンプ 10から吐出された圧油が油圧モータ 11に給排される。この油圧ポンプ 10の可動斜板 10aは、上述のように油圧サーボ機構 2、中立位置保持機構 3及び負荷制御機構 4等によって、その斜板角度が制御されている。油圧サーボ機構 2等には、メイン油路 13から油路 58を介して圧油が給排されており、最終的には HST1内の前記油溜り 56に排出される。負荷制御機構 4は、メイン油路 13から給排油路 14を介して圧油を給排され、力かる圧油を受けてシリンダ 41に内挿されたスプール 40が摺動される。

[0061] また、油圧モータ 11の可動斜板 11aを傾動制御するための手段として、油圧ボンプ 10と同様に油圧サーボ機構 2や負荷制御機構 104等が接続されている。油圧モータ 11は、メイン油路 13を介して油圧ポンプ 10と流体的に接続され、油圧ポンプ 10 より吐出された圧油によってシリンダブロック等が回転駆動されて出力軸 59が回転駆動する。この出力軸 59の回転駆動は、図示せぬ車軸駆動用の走行軸や作業機の駆動用の駆動軸等に伝達される。この油圧モータ 11の構成等に関しては、後述する。

[0062] まず、油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4の構成について、以下に詳述する。

図 6に示すように、管継部 43は、シリンダ孔 42の内側面と油密的に密着して螺着されている。管継部 43の内部には油給排ポート 43aが設けられ、この油給排ポート 43a に、給排油路 14を介して HST1のメイン油路 13から圧油が導かれて、油圧を検知できるようにしている。管継部 43には、シリンダ孔 42の内面側に開口したピン孔 43bが穿設され、ピン孔 43bの内側壁にピン 44が密着して摺動自在に挿入され、ピン 44の一端部がスプール 40の側面に当接している。また、ピン孔 43bは、オリフィス 43cを介して管継部 43の内部に設けられた油給排ポート 43aに接続されている。油給排ポート 43a内の圧油は、オリフィス 43cを介してピン孔 43b内に充填され、メイン油路 13 内の油圧に応じてピン 44が摺動されるようにしている。例えば、メイン油路 13の油圧が高くなるとピン孔 43bからピン 44が押し出され、該ピン 44がピン孔 43bから押し出されると、スプール 40はピン 44に押圧されて下方向に摺動される。

[0063] スプール 40は、長手方向の略中央部に長穴状の貫通孔 40bが貫設され、貫通孔 4 Obに前記ピン 27の一端部 27aが揷通される。この貫通孔 40bは、シリンダ 41のシリンダ孔 42にスプール 40を内挿した状態で、前記シリンダ 41の開口部 41bに連通している。このようにシリンダ 41は、ハウジング 12及びケーシング 30の間に介設されるため、シリンダ 41等の一方がハウジング 12及びピストン 21側面に開口した開口 12a' 開口 21aに連通し、他方がケーシング 30の側面に開口した開口部 30cと連通するように構成されている。前記ピン 27は、この貫通孔 40b等を介して負荷制御機構 4 (シリンダ 41、スプール 40等）を短手方向に貫通している。

[0064] スプール 40は、貫通孔 40bの開口縁部に切り欠き部 40aが形成され、この切り欠き部 40aがピン 27の中途部 27cに当接される。該中途部 27cはピン 27よりも半径方向に大きく形成されている。スプール 40の貫通孔 40bは、ピン 27の軸半径よりも大きく開口されているため、該ピン 27がシリンダ 41の長手方向に沿って略平行に移動しても、ピン 27が貫通孔 40bの側壁に当接することはないが、切り欠き部 40aがピン 27の中途部 27cに当接して、スプール 40とピン 27とが一体的に摺動するように構成されている。

[0065] 次に、油圧モータ 11用の負荷制御機構 104の構成について、以下に説明する。

図 1及び図 8に示すように、油圧モータ 11用の油圧サーボ機構 2、最大斜板位置保持機構 103等は、油圧ポンプ 10用の油圧サーボ機構 2、最大斜板位置保持機構 10 3と略同一に構成されている。そして、本実施例における油圧モータ 11は、可変容積型に構成され、油圧サーボ機構 2によって可動斜板 11aの斜板角度が制御されるとともに、油圧サーボ機構 2を介して、可動斜板 11aと連動連結するピン 27を捩じりパネ 28等により支持して可動斜板 1 laの最大斜板位置を保持するように構成されて、る ( 最大斜板位置保持機構 103)。

[0066] 油圧モータ 11用の負荷制御機構 104は、シリンダ 41に配設されており、特に、本実施例におけるシリンダ 41には、前記ハウジング 12に並列に配置された油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11のそれぞれに対応する油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4及び油圧モータ 11用の負荷制御機構 104がー体的に内設されている。すなわち、シリンダ 41には、油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4を構成するスプール 40等が設けられるとともに、油圧モータ 11用の負荷制御機構 104を構成するスプール 140等が一体的に設けられている。

[0067] 負荷制御機構 4 · 104を HST1の側壁に一体として設けることで、シリンダ 41を着脱すれば各負荷制御機構 4 · 104を一度に着脱でき、負荷制御機構 4 · 104のメンテナンスが容易となって、作業性が向上する。また、各負荷制御機構 4 · 104は略同じように構成されるため、部品の種類を減少して、製造工程を簡素化できる。ただし、負荷制御機構としては、それぞれ油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4のみ、もしくは油圧モータ 11用の負荷制御機構 104のみをそれぞれ単独で配設するようにしてもょ、。力かる場合であっても、後述するように各可動斜板の制御が容易となるため好ましい力である。

[0068] 負荷制御機構 104は、シリンダ 41の下方に開口したシリンダ孔 142が上下方向に穿設され、開放端部に管継部 143が嵌設され、該管継部 143は継手 148、配管（油路 18)を介して油圧ポンプ 50の吐出側と接続されている。このシリンダ孔 142には、略円柱状のスプール 140が摺動自在に内挿される。スプール 40がシリンダ孔 142に挿入された状態で、シリンダ孔 142の奥部に内シリンダ 145が相対位置変動不能に固定され、該内シリンダ 145にピン孔 144aが穿設され、ピン孔 144aにピン 144がピン孔 144aの内側壁に密着して挿入され、ピン 144の一端部がスプール 140の下側面に当接している。

[0069] ピン孔 144aには、ピン 144の他端部との間に油溜り 146が形成されており、油溜り 146にメイン油路 13が連通される。ただし、本実施例ではシリンダ 41を共用しているため、油溜り 146に前記油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4を介してメイン油路 13と連通される（図 7参照)。すなわち、負荷制御機構 4において、前記管継部 43の外周面とシリンダ孔 42の内周面との間に油溜り 46が形成され、油溜り 146に接続された給排管 17と油孔 43dを介して油給排ポート 43aに接続される。

[0070] スプール 140は、長手方向の略中央部に長穴状の貫通孔 140bが貫設されており、貫通孔 40bは、シリンダ孔 142にスプール 140を内挿した状態で、シリンダ 41の左右方向に貫通された開口部 41bと連通されている。上述したように、シリンダ 41はハウジング 12及びケーシング 30の間に介設されていることから、油圧サーボ機構 2を介して油圧モータ 11の可動斜板 1 laと連動連結するピン 27が、貫通孔 140b等を介して負荷制御機構 104 (シリンダ 41、スプール 140等）を短手方向に貫通している。

[0071] スプール 140には、貫通孔 140bの開口縁部に切り欠き部 140aが形成され、切り欠き部 140aは、ピン 27に設けられた中途部 27cと当接するように構成されている。なお、油圧モータ 11用の負荷制御機構 104は、可動斜板 11aの斜板角度が最大に傾動された状態で切り欠き部 140aに中途部 27cが当接して通常位置とされている。このように構成することで、負荷制御機構 104によって油圧モータ 11の可動斜板 1 la の斜板角度が小さくなる方向に傾動制御するとともに、かかる斜板角度を制御してトルクを制御ができる。詳細は、後述する。

[0072] 以上のように構成される HST1は、エンジン 15に負荷トルクが生じた場合には、 HS Tの油圧ポンプ 10及び油圧モータ 11の可動斜板 10a ' 11aの斜板角度を、変速操作レバー 29による制御とは別に負荷制御機構 4 · 104によって制御して、エンジン 15 のエンストを防止するように構成されて、る。

[0073] 次に、負荷制御機構 4 · 104による制御を、以下に説明する。

油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4は、上述のように、メイン油路 13内の圧油が給排されるシリンダ 41と、このシリンダ 41に摺動自在に内挿され、かつピン 27と係合するスプール 40とで構成される。そして、該スプール 40力負荷によるシリンダ 41 (油給排ポート 43a)内の圧油の上昇によってピン 44を介して押圧されることで、前記捩じりパネ 28の付勢力に抗してピン 27を係合しながら移動させ、上述した油圧サーボ機構 2等による傾動操作とは独立に、可動斜板 10aの斜板角度が制御される。

[0074] 図 9を参照して、通常、ピン 44はパネ 45の付勢力よりスプール 40を介してピン孔 4 3bに押し込まれた状態で位置決めされて、る（図 9 (a)参照)。 HST1を載置した作業車両を走行させる際に、変速操作レバー 29が図示せぬリンク機構を介して回動操作されると、ピン 27が変速操作レバー 29と一体的に移動され、ピン 27がシリンダ 41 の開口部 41bおよびスプール 40の貫通孔 40bを略平行に移動し、油圧サーボ機構 2のスプール 22がピン 27と連動して摺動され、スプール 22の摺動により油路が切り換えられてピストン 21が摺動され、該ピストン 21に係合する油圧ポンプ 10の可動斜板 10aが傾動される（図 9 (b)参照)。本実施例では、停止した作業車両を前進走行させるために変速操作レバー 29が回動された場合は、ピン 27は上方向に移動され、これに連動して可動斜板 10aが徐々〖こ傾動されて、斜板角度が大きくなるように制御される。この可動斜板 10aの傾動操作は、前記油圧サーボ機構 2や中立位置保持機構 3等によって制御される。

[0075] このような状態で、走行部に負荷力 Sかかると、 HST1内のメイン油路 13の高圧 (前進)側の油圧が上昇し、すなわち油給排ポート 43a内の油圧が高くなる。この圧油を受けてピン 44がスプール 40を下方に押圧し、スプール 40の切り欠き部 40aが中途部 27cに当接して、捩じりパネ 28がピン 27を挟持する付勢力、および、パネ 45とチヤージ圧に杭してスプール 40を下方に摺動する（図 9 (c)参照)。一方で、負荷が軽減してメイン油路 13内の油圧が低減し、油給排ポート 43a内の油圧が低くなると、捩じりパネ 28の付勢力によってピン 27が変速操作レバー 29により設定された位置に戻そうとして、ピン 44はパネ 45およびチャージ圧によりピン孔 43b内に押し込むようにスプール 40を上方に摺動して、可動斜板 10aの斜板角度が大きくなるように制御されるのである。そして、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aは、変速操作レバー 29等による所定位置で再び位置決めされる。

[0076] すなわち、作業車両が通常走行している場合は、 HST1の出力回転数は変速操作レバー 29の回動操作によって増減される。そして、低速で作業機によるローダ作業を行う場合等は、大きな牽引力を必要とするために出力軸 59 (車軸）に負荷トルクがかかり、力かる負荷はエンジン 15にも力かりエンジン馬力を超えるとエンストしてしまう。そこで、力かるエンストを防止するために、メイン油路 13内の油圧が増加するとメイン油路 13の圧油を受けてシリンダ 41内のスプールが摺動されるように構成して、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度が小さくなるように制御するのである。つまり、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度を小さくして、油圧ポンプ 10からの圧油の吐出量を減少させて車速が低減するように制御することで、エンジン 15のエンストを防止するように構成されて、る。

[0077] 図 10に示すように、エンジン 15の車速 (kmZh)に対する牽引力（kg'f)の関係は、エンジン馬力線 Aで表される。作業車両においては、車軸の駆動力にカ卩えて、作業機を駆動させるための駆動力が必要であることから、走行時 Hには、牽引力は不要であるため高速走行が可能であり、ローダ突込み時 Mには、作業車両に配設されたローダ作業機を地面に突っ込ませるための牽引力を生み出すために中速トルクを生起するように構成されている。そして、ローダ作業時 Lには、ローダ作業機を駆動させて作業を行うための牽引力を要するため、さらに大きな低速トルクを生起することが可能なように構成される。

[0078] このようなエンジン 15を搭載した作業車両においては、エンジン馬力線 Aに対応する所定の牽引力を超える負荷力 Sかかるとエンストしてしまうため、従来は、変速装置等によって車速を下げることで牽引力を大きくする（高トルクとなる)ように手動で操作したり、作業車両に予め馬力の大きなエンジンを搭載したりして、エンストを防止するように構成されていた。例えば、作業機の使用時や登坂走行時に、所定の車速に対応する牽引力を超える負荷がエンジン 15にかかるとエンストしてしまうため、オペレータ等が変速レバーやアクセルペダル等を操作して作業車両の車速を中速もしくは低速に調整する必要があった。

[0079] 本実施例では、以上のように構成した負荷制御機構 4によって、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度を自動的に傾動するように制御して、エンストを効果的に防止することがきるのである。特に、本実施例に係る HST1は、この負荷制御機構 4を、シリンダ 41とスプール 40とで構成して、メイン油路 13の油圧に応じてスプール 40を摺動させるとともに、スプール 40をピン 27と係合させて捩じりパネ 28の付勢力に抗してピンを移動させるように構成しているため、可動斜板 10aを精度よく制御することができる。また、変速操作レバー 29による傾動操作に拠らずに、負荷がかかると自動的に可動斜板 10aを傾動させて、エンストを防止するように制御できるため、走行運転の際の操作が簡易となる。 [0080] なお、油圧モータ 11の負荷制御機構 104も負荷制御機構 4と同様に、油圧モータ 11の可動斜板 1 laを自動的に傾動させて、その斜板角度を制御するように構成されている。ただし、油圧モータ 11は、可動斜板 11aの斜板角度が停止時において最大となるように調整されており（最大斜板位置保持機構 103)、作業車両が走行するにつれて、その斜板角度が小さくなるように制御されている。負荷制御機構 104においても、まず変速操作レバー 29が操作されると、これと一体的に移動されたピン 27が捩じりパネ 28により所定の状態で位置決めされる。かかる状態で、エンジン 15に負荷がかかり、 HST1内のメイン油路 13の油圧が上昇して、給排管 17を介して油溜り 1 46の油圧が高くなると、この圧油を受けてピン 144がスプール 140を下方に押圧し、スプール 140の切り欠き部 140aが中途部 27cに当接して、捩じりパネ 28の付勢力およびチャージ圧に抗してこれを下方に摺動させる。すなわち、油圧モータ 11用の負荷制御機構 104は、油圧ポンプ 10用の負荷制御機構 4と同様に、メイン油路 13の油圧が高くなると、車速を低減するように、油圧モータ 11の可動斜板 11aの斜板角度を大きくするように制御するように構成されて、る。

[0081] 図 11に示すように、本実施例に係る HST1は、このような負荷制御機構 4 · 104を配設して、 HST1の車速に対する牽引力の関係を表した曲線 B力破線で示したェンジン 15のエンジン馬力線 Aを超えないように、各油圧ポンプ 10および油圧モータ 1 1の可動斜板 10a ' 11aの斜板角度を制御、すなわち、負荷制御するように構成されている。

[0082] 負荷制御機構 4 · 104は、図 11における車速範囲 a、すなわち低速領域では、主に油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度を制御し、また、車速範囲 b、すなわち中' 高速領域では、油圧モータ 11の可動斜板 11aの斜板角度を制御する。車速範囲 a では、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aは傾動自在に構成されおり、一方で油圧モータ 11の可動斜板 11aは斜板角度が最大となる位置で固定されている。そして、車速範囲 aの最大値から車速範囲 bに入ると、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度が最大になると略同時に、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aが位置固定されて、油圧モータ 11の可動斜板 11aの斜板角度が小さくなる方向に傾動される。本実施例では、車速範囲 a 'bで、油圧ポンプ 10と油圧モータとによる制御を切り換えるように構成することで、広い速度範囲の領域での制御を効率よく行えるように構成されている。

[0083] 車速範囲 aでは、主に、負荷制御機構 4によって油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度が制御される。車速範囲 aは、本実施例の作業車両においては、ローダ作業機が使用されるため、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度を効率よく制御するために、負荷制御機構 4は、前記スプール 40の一端側を前記シリンダ 41に内挿した弾性部材によって付勢するようにして、メイン油路 13の油圧の増減に対して、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度の増減が反比例するように構成されている。

[0084] 具体的には、図 6に示したように、シリンダ孔 42の他端において、シリンダ孔 42にスプール 40を内挿した状態で、スプール 40端部とシリンダ孔 42との間に空間 42aが設けられ、空間 42aには弾性部材としてパネ 45が配設される。パネ 45は、スプール 40 の下側面に当接して前記ピン 44が押圧する方向とは逆の方向にスプール 40を付勢している。そのため、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aが中立位置に保持された状態では、スプール 40は、パネ 45の付勢力によってピン孔 43bにピン 44が押し込まれる方向（図 6において上方）に付勢されている。さらに、空間 42aには油路 18を介して前記油圧ポンプ 50の吐出側の油路 53と連通されて、 HSTのチャージ圧が背圧として作用するように構成している。

[0085] こうして、低速走行の作業時において、走行負荷が高くなり、メイン油路 13の圧力が高くなり油給排ポート 43a内の圧油を受けてピン 44がスプール 40を押圧する力がパネ 45の付勢力と HSTのチャージ圧を上回ると、ようやくスプール 40が下方に摺動されて、これと同時にピン 27が移動されて可動斜板 10aが低速側に傾動され、減速することにより牽引力が高まる。このとき、変速ペダルまたは変速レバーを増速側に回動しても、連動アーム 39が捩じりパネ 28を回動するだけで、可動斜板 10aが傾倒されることはなぐまた、過負荷力 Sかかりエンストを起こすこともない。そして、負荷が軽減して、パネ 45の付勢力と HSTのチャージ圧をカ卩えた力がピン 44のスプール 40を押圧する力を上回ると、スプール 40は、上方に摺動されてピン 44をピン孔 43b内に押込み、変速ペダルで設定した位置 (設定速度）に戻る。

[0086] メイン油路 13の圧油を受けて摺動するスプール 40に対して、これを弾性部材 (パネ 45)とチャージ圧によって付勢することによって、メイン油路 13の油圧の増減に対して油圧ポンプ 10の可動斜板 10aの斜板角度が反比例するように制御される。例えば、メイン油路 13の圧油が増大するとこれに比例して車速が低減するように制御される。このように制御することによって、低速走行時にローダ作業機の使用する場合等のように牽引力を要する場合に、負荷制御機構 4による斜板角度の制御を精度よくかつ効果的に行うようにして、低速トルクを増大させて上述したエンストを効果的に防止することができる。そして、チャージ圧を背圧として使用することにより、スプール 40を付勢するために弾性部材としてパネ 45を小さくすることができ、シリンダ 41等力もなる負荷制御機構 4の小型化を図ることができるとともに、部品点数の低減を図ることができる。

[0087] また、負荷制御機構 4では、車速範囲 aでの最低速度が一定速度 (最低速度 c)以下とならないように制御される。図 6に示すように、前記空間 42aにおいて、シリンダ孔 42の内側壁に、略円柱形に穿設された該シリンダ孔 42の軸心方向に向けてストッパ部 47が突出して形成される。ストツバ部 47は、空間 42aの一端であって前記パネ 45 の配置部をシリンダ孔 42の半径方向よりも縮小するようにして形成されて段部を形成している。ストッパ部 47の上面に前記スプール 40の下面が当接して、該スプール 40 の下方への摺動位置を規制される。メイン油路 13の圧油を受けてピン 44によって下方に摺動されたスプール 40は、ストッパ部 47に当接すると下方への摺動が停止される。ただし、ストツバ部 47の構成は段部に限定するものではなぐ軸心と直角方向にピンを挿入したり、スプール 40と反対方向より円筒状のネジを螺装してストッパ部 47 の位置を調節きるように構成したりすることもできる。

[0088] 上述のように、負荷制御機構 4は、スプール 40が下方に摺動する際には、ピン 27を係合してこれを移動させることで、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aを斜板角度が小さくなるように制御する。ストッパ部 47によって、スプール 40の下方への摺動位置を規制することで、可動斜板 10aはそれ以上傾動されることなぐ換言すればそれ以上斜板角度が小さくなることはないため、油圧ポンプ 10からの出力トルクが一定となって、最低速度 cで一定する。この最低速度 cは、図 11のエンジン馬力線 Aよりも下側の領域にあり、エンストを生じることがない範囲にある。このように、負荷制御機構 4において、最低速度 cで一定となるように制御することで、必要以上に車速を低減することがなぐ作業機による作業を行うための牽引力を確保して、力かる作業を効率よく行うことができる。

[0089] さらに、負荷制御機構 4によって、車速範囲 aにおける低速走行時の HST1の牽引力が、エンジン馬力（図 11のエンジン馬力線 A参照）の牽引力の略半分程度となるように制御される。車速範囲 aでは、主にローダ作業が行われるため走行負荷が大きく、エンジン 15にかかる負荷も大きい。そこで、低速走行時の牽引力が、エンジン 15 ( エンジン馬力）の牽引力と比べて略半分となるように制御することで、予めかかるェンジン馬力に対して余裕を持たせて、走行に使用する以外に負荷トルクが大きくなる作業を行う際であっても、エンストを確実に防止することができる。

[0090] また、図 11における車速範囲 bでは、主に、負荷制御機構 104によって油圧モータ 11の可動斜板 11aの斜板角度が制御される。具体的には、この車速範囲 bでは、負荷制御機構 104は、スプール 140の一端側であってシリンダ 41内にチャージ圧をかけて、過負荷となったときに前記メイン油路 13内の油圧によりスプール 140を摺動させて油圧モータ 11の可動斜板 1 laを減速側に回動するように制御するように構成される。このように構成することで、作業車両を路上等高速で走行する時は作業機等を使用しないため、エンジン 15に大きな負荷が力からず、また曲線 Bがエンジン馬力線 Aに近似するように制御することができ、エンジン 15の駆動を効率よく出力できる。

[0091] 具体的には、図 8に示したように、負荷制御機構 104において、前記スプール 140 と管継部 143との間に空間 142aが形成され、空間 142aに、油圧ポンプ 50の吐出側の油路 53から分岐した油路 18からチャージ圧 (圧油）が供給されている。かかるチヤージ圧によって、ピン 144がスプール 140を押圧する方向とは逆の方向（X方向）にスプール 140を押圧している。スプール 140は、このチャージ圧によってピン 144をピン孔 144aに押し込む方向に押圧される。ピン 144がスプール 140を押圧して、その力がチャージ圧を上回ると、ピン 144がスプール 40を下方に摺動させる。負荷が軽減され、チャージ圧がピン 144のスプール 140を押圧する力を上回ると、スプール 140を押圧して上方に摺動させ、ピン 144がピン孔 144a内に押込まれる。

[0092] このように、車速範囲 aでは、油圧ポンプ 10のみ操作され、油圧モータ 11は操作されず低速側に保持されている。車速範囲 bの高速側の範囲では、油圧ポンプ 10は高速側に保持され、油圧モータ 11のみ操作され、速度を上げる場合には中途部 27 cが低速側から高速側、即ち、 X方向に回動される。車速範囲 bではメイン油路 13の油圧が一定となるように油圧モータ 11の可動斜板 1 laの斜板角度を制御する。車速範囲 bの範囲における負荷制御機構 104は、車速範囲 bにおいて負荷が大きくなり、メイン油路 13の油圧が高くなると、チャージ圧に杭してピン 144を介してスプール 14 0を Y方向に摺動させる。すなわち、中途部 27cを低速側に回動させ、油圧モータの容量を大きくしてメイン油路 13の油圧を下げるとともに、牽引力も高める。このとき、油圧ポンプ側の空間 42a内ではチャージ圧にパネ 45のパネ圧が加わっているため、スプール 40は摺動することがなぐ高速側に保持されている。そして、負荷が軽減されると、メイン油路 13内の油圧が低下しチャージ圧によりスプール 140を押して、変速ペダルで設定した位置まで中途部 27cは戻される。

[0093] なお、上述の負荷制御機構 4· 104は油圧ポンプ 10のみに設けることも、油圧モータ 11のみに受けることも、油圧ポンプ 10と油圧モータ 11の両方に設けることも可能であり、作業の種類や走行車輛の種類や負荷等を考慮して選択的に設けることが可能である。

[0094] このように、負荷制御機構 4· 104のスプール 40· 140を、メイン油路 13からの圧油を受けて摺動するピン 44· 144によって押圧するとともに、スプール 40· 140の他端をチャージ圧によって対抗するように押圧することによって、 HST1に必要なチャージ圧を利用することができて、簡易な構成によって油圧ポンプ 10等の自動制御が可能となり、弾性部材を小さく構成することができ、安価な付勢手段を得ることができる。スプール 40· 140を精度よく摺動させて、負荷制御機構 4· 104による可動斜板 10a · 1 laの制御の精度が向上し、コンパクトに構成することができる。

[0095] 次に、 HST1の後進走行時の制御機構について、以下に説明する。

図 12は、トランスミッションのリリーフ圧曲線 Cとエンジン馬力線 Aとの関係を示したものである。 HST1は、コーナ馬力 dをエンジン出力より少し下になるように油圧ポンプ 10の後進側容量を制限し、後進走行時の油圧モータ制御領域のリリーフ圧曲線 C 力エンジン馬力線 Aを超えることなく略一致するように構成される。すなわち、油圧ポンプ 10による速度制御から油圧モータ 11による速度制御に切り替わる点をコーナ馬力 dとすると、後進走行時は前述のメイン油路 13からの圧油により負荷制御機構 4 • 104を作動させる負荷制御は行わず、メイン油路 13の油圧が設定圧を超えるとリリーフさせるように制御している。そして、後進走行側に変速すると、油圧ポンプ 10の可動斜板 10aがマイナス側（中立位置力も前進方向と反対側）に回動される。そして、後進時の HST1の閉回路は、もう一方のメイン油路 13Rが高圧となるので、前記負荷制御機構 4は作動することはない。そして、エンジン 15のコーナ馬力 dがエンジン馬力線 Aを超えることがないようにリリーフ弁 54が作動して、油圧ポンプ 10からの圧油は油圧モータ 11を駆動せずに走行を停止して、エンストは回避される。

[0096] このように、すなわち、 HST1は、上述したように前進走行時に負荷力かかった場合には、前記負荷制御機構 4· 104によって可動斜板 10a ' 11aが傾動されて、車速が自動的に減少して牽引力が高められるように制御されるものであるが、後進走行時は、このような負荷制御機構 4· 104に拠らずに、圧油をリリーフさせて低コストで走行性能を落とすことなくエンストを防止するように構成されて、る。オペレータにお、ては、後進走行時は、エンストを防止するために適宜変速操作を行う必要がないため構成が簡単となる。また、走行が停止してしまった場合であっても、再び走行ペダル（図略 )等を踏動し直して走行を開始すればよぐエンストしてエンジン 15を起動し直す手間が省ける。

[0097] なお、本実施例では、作業車両のトランスミッション構造において、 HST1を用いた主変速機構に加えて、変速時の操作性に優れ、さらにエネルギー効率に優れること力も HST1と差動機構を組み合わせた油圧 ·機械式無段変速装置 (HMT)を用いてもよい。 HMTに関する詳細な構成は、すでに公知技術であり本明細書での詳細な説明は省略する。

産業上の利用可能性

[0098] 本発明の油圧式無段変速装置においては、可動斜板を精度よく制御することができるので、広く作業車両において該車両に負荷が力かると自動的に可動斜板を傾動させてエンストを防止でき、走行運転の際の操作を簡易とできる。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくともいずれか一方を可変容積型とした油圧ポンプ及び Z又は油圧モータと、該油圧ポンプ及び Z又は油圧モータの可動斜板の斜板角度を制御する油圧サーボ機構とを一体的に構成し、変速操作レバーの操作により該可動斜板を傾動させる油圧式無段変速装置において、

前記油圧サーボ機構の可動斜板を傾動させる変速駆動部材を減速側に摺動させるァクチユエ一ターを一体的に設け、前記油圧ポンプと油圧モータとを接続する閉回路のメイン油路の圧油を該ァクチユエ一ターに導き作動させる負荷制御機構とした、ことを特徴とする油圧式無段変速装置。

[2] 前記油圧ポンプ側に構成される負荷制御機構は、前記メイン油路の圧油が給排されるシリンダと、該シリンダに摺動自在に内挿され、かつ、前記変速駆動部材と係合するスプールと、該スプールを一側に付勢する弾性部材とからなり、

該スプールは、他側に前記メイン油路が連通され、負荷制御時には、前記弾性部材の付勢力に抗して前記変速駆動部材を係合しながら移動し、前記変速操作レバ一による傾動操作とは独立に前記可動斜板の斜板角度を制御する、

ことを特徴とする請求項 1に記載の油圧式無段変速装置。

[3] 前記油圧モータ側に構成される負荷制御機構は、前記メイン油路の圧油が給排されるシリンダと、該シリンダに摺動自在に内挿され、かつ、前記変速駆動部材と係合するスプールとからなり、

前記スプールは、他端側に前記メイン油路が連通され、一端側に前記メイン油路の圧油力に対抗して該スプールを略一定に押圧する弾性部材又は油圧力を設け、前記メイン油路内の油圧が略一定となるように、前記変速操作レバーによる傾動操作とは独立に前記可動斜板の斜板角度を制御する、

ことを特徴とする請求項 1に記載の油圧式無段変速装置。

[4] 前記負荷制御機構は、前記メイン油路の油圧の増減に対して前記可動斜板の斜板角度の増減が反比例するように制御する、

ことを特徴とする請求項 2又は請求項 3に記載の油圧式無段変速装置。

[5] 前記負荷制御機構は、前記シリンダの内側壁にストツバ部を突設して、前記スプールの摺動位置を規制する、

ことを特徴とする請求項 2乃至請求項 4のいずれか 1項に記載の油圧式無段変速装置。

[6] 前記負荷制御機構は、低速走行時の油圧式変速装置の牽引力がエンジン馬力の牽引力の略半分となるように前記可動斜板の斜板角度を制御する、

ことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の油圧式無段変速装置。

[7] 前記負荷制御機構は、前記シリンダに、前記油圧ポンプ用のスプール及び前記油圧モータ用スプールをそれぞれ一体的に設けてなる、

ことを特徴とする請求項 2乃至請求項 6のいずれか 1項に記載の油圧式無段変速装置。

[8] 前記負荷制御機構は、前記スプールが内挿されるシリンダ孔の一端側に、メイン油路内の圧油を受けて前記スプールを押圧するピンを設けるとともに、シリンダ孔の他端側にチャージ圧を導入して、ピンによるスプールの押圧に対抗させる、

ことを特徴とする請求項 2乃至請求項 7のいずれか 1項に記載の油圧式無段変速装置。

[9] 前記請求項 1乃至請求項 8の油圧式無段変速装置の前記油圧ポンプの後進側容量を制限し、コーナ馬力をエンジン出力より少し下になるようにする事により、後進走行時の油圧モータ制御領域のリリーフ圧曲線力エンジン馬力線を超えることなく略一致するように構成する、

ことを特徴とする油圧式無段変速装置。