JPH06265014A - 油圧閉回路装置およびこの装置の変速方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変容量型油圧モータを非作動状態にした時
の主管路間のリークをなくすことにより装置全体の容積
効率を向上させる。 【構成】 両傾転型油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２
と一対の主管路３，４で閉回路接続された複数の油圧モ
ータ５，９とを備え、複数の油圧モータのうち少なくと
も１つの油圧モータ９を可変容量型とし、複数の油圧モ
ータ５，９の出力軸５ａ，９ａを共通接続してなる油圧
閉回路装置は、可変容量型油圧モータ９の入出力ポート
を一対の主管路３，４に対して接続，遮断する電磁切換
弁８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、両傾転型油圧ポンプに
複数の油圧モータを一対の主管路で閉回路接続するとと
もに、複数の油圧モータの出力軸を共通接続してなる油
圧閉回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の油圧閉回路装置として特開平２
−２４０４４２号公報に開示されている装置が知られて
いる。図４はこの従来の油圧閉回路装置を示す図で、こ
こに示される閉回路装置は、両傾転型油圧ポンプＰに一
対の主管路ＭＬ１，ＭＬ２で固定容量型油圧モータＭ１
と可変容量型油圧モータＭ２を閉回路接続するととも
に、油圧モータＭ１，Ｍ２の出力軸ＳＨ１，ＳＨ２を中
間歯車ＩＧ１，ＩＧ２とクラッチＣＬを介して出力軸Ｓ
Ｈに共通接続したものである。

【０００３】変速比（出力軸ＳＨの出力トルク）を最大
にする場合には可変容量型油圧モータＭ２の押除け容積
を最大値に設定し、クラッチＣＬで一対の油圧モータの
出力軸を接続しておく。変速比を最小（出力軸ＳＨの回
転速度を最高速）に設定する場合は、可変容量型油圧モ
ータＭ２の押除け容積をゼロに設定するとともに、クラ
ッチＣＬで可変容量型油圧モータＭ２の出力軸ＳＨ２を
油圧モータＭ１の出力軸ＳＨ１から分離する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の閉回路装置にあっては、可変容量型油圧モー
タＭ２の押除け容積をゼロにした時（非作動状態にした
時）に入出力ポート間でリークがあり、高圧側主管路か
ら低圧側主管路に圧油がもれて装置全体の容積効率が低
下する。

【０００５】本発明の目的は、可変容量型油圧モータを
非作動状態にした時の主管路間のリークをなくすことに
より装置全体の容積効率を向上させるようにした油圧閉
回路装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応づけて説明すると、本発明は、両傾転型油圧ポンプ２
と、この油圧ポンプ２と一対の主管路３，４で閉回路接
続された複数の油圧モータ５，９とを備え、複数の油圧
モータのうち少なくとも１つの油圧モータ９を可変容量
型とし、複数の油圧モータ５，９の出力軸５ａ，９ａを
共通接続してなる油圧閉回路装置に適用される。そして
上述の目的は、可変容量型油圧モータ９の入出力ポート
を一対の主管路３，４に対して接続，遮断する弁手段８
を設けた油圧閉回路装置により達成される。請求項２の
油圧閉回路装置は、図２に示すように、複数の油圧モー
タ５，９の出力軸５ａ，９ａをクラッチ１５を介して接
続したものである。請求項３の油圧閉回路装置は、可変
容量型油圧モータ９をセクタ型弁板構造を有する斜軸型
油圧モータとし、その最小押除け容積を最大押除け容積
の１０％以下に設定したものである。請求項４の発明
は、両傾転型油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２と一対
の主管路３，４で閉回路接続され出力軸が共通接続され
るとともに最小押除け容積がゼロではない第１および第
２の可変容量型油圧モータ５，９と、第２の可変容量型
油圧モータ９を前記主管路に対して連通遮断する弁手段
８とを備え、この弁手段８で第２の可変容量型油圧モー
タ９を主管路３，４と遮断することにより非作動状態と
する油圧閉回路装置の変速方法に適用され、変速比を最
大から最小にする過程において、第１および第２の可変
容量型油圧モータ５，９の押除け容積が最大の状態から
第２の可変容量型油圧モータ９の押除け容積を低減し、
第２の可変容量型油圧モータ９の押除け容積が最小値に
なった後に第１の可変容量型油圧モータ５の押除け容積
を最大値から低減し、第２の可変容量型油圧モータ９の
最小押除け容積分だけ低減されたときに弁手段８を閉じ
るとともに第１の可変容量型油圧モータ５の押除け容積
を最大値に設定し、その後その第１の可変容量型油圧モ
ータ５の押除け容積を低減するものである。

【０００７】

【作用】弁手段８により可変容量油圧モータ９を主管路
３，４と接続すると、油圧閉回路装置は、油圧モータ
９，５の押除け容積の総和の油圧モータと等価の出力ト
ルクを発生でき、弁手段８により油圧モータ９を主管路
３，４から遮断すると、油圧モータ５の出力トルクを発
生する。非作動状態にある可変容量型油圧モータの出力
軸は、作動している油圧モータの出力軸からクラッチ１
５により切り離される。請求項４の変速方法にあって
は、第２の可変容量型油圧モータ９が最小押除け容積に
なってもすぐに弁手段８を閉鎖せず、第１の可変容量型
油圧モータ５の押除け容積を第２の可変容量型油圧モー
タ９の最小押除け容積分だけ下げた後に弁手段８を閉じ
るとともに第１の可変容量型油圧モータ５を最大の押除
け容積に設定し、その後に、第１の可変容量型油圧モー
タ５の押除け容積を下げていく。これにより、油圧閉回
路装置の変速比は、第１の可変容量型油圧モータ５の最
小押除け容積に相当する変速比から、第１および第２の
可変容量型油圧モータ５，９の最大押除け容積の総和に
相当する変速比まで連続してスムーズに変化させること
ができる。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００９】

【実施例】図１により本発明による油圧閉回路装置の一
実施例を説明する。原動機１で駆動される両傾転型油圧
ポンプ２の傾転量（押除け容積）は傾転量（押除け容
積）制御装置１１により制御され、その油圧ポンプ２の
一対のポートには主管路３，４により可変容量型油圧モ
ータ５が閉回路接続されるとともに、主管路３，４から
分岐する管路６，７、および電磁切換弁８を介して可変
容量型油圧モータ９が閉回路接続されている。油圧モー
タ５の出力軸５ａと油圧モータ９の出力軸９ａとは共通
接続され、油圧モータ５の出力軸５ａから外部にトルク
伝達される。各可変容量型油圧モータ５，９の押除け容
積はそれぞれ押除け容積制御装置１１，１２により制御
される。

【００１０】電磁切換弁８は選択スイッチ１４の開閉に
より切換制御され、電磁切換弁８がａ位置に切替えられ
ている時、可変容量型油圧モータ９は主管路３，４と接
続され、ｂ位置に切替えられている時、可変容量型油圧
モータ９は主管路３，４とは遮断される。変速比（出力
トルク）を最大にする場合は、選択スイッチ１４を開い
て電磁切換弁８をａ位置に切替えるとともに、可変容量
型油圧モータ５，９の押除け容積を最大に設定する。こ
れにより、出力軸５ａからは、油圧モータ５，９の押除
け容積の総和の押除け容積を有する油圧モータと等価の
出力トルクを出力することができる。

【００１１】選択スイッチ１４を閉じて電磁切換弁８を
ｂ位置に切替えると、油圧モータ９は主管路３，４から
分離されるとともに、油圧モータ９の一対のポートは電
磁切換弁８により連通される。したがって、油圧モータ
９は油圧ポンプ２から完全に分離されるから、油圧モー
タ５の押除け容積に依存した出力トルクが出力軸５ａか
ら出力される。

【００１２】このとき油圧モータ９の出力軸９ａは油圧
モータ５により回転駆動されるが、一対のポートは電磁
切換弁８で主管路３，４と遮断されるとともに電磁切換
弁８を通って連通されるから、従来例のように高圧側の
主管路から低圧側の主管路へ圧油がリークすることがな
く、装置全体の容積効率の低下が防止される。

【００１３】油圧モータ５，９の押除け容積をそれぞれ
２５〜１００cc/revとすれば、切換弁８がａ位置にあ
り、油圧モータ５，９の押除け容積がともに１００cc/r
evの場合、油圧閉回路装置は、２００cc/revの単一の油
圧モータと同様に機能し、切換弁８がｂ位置にあり油圧
モータ５，９がともに２５cc/revの場合、２５cc/revの
油圧モータと同様に機能する。その結果、このような油
圧閉回路装置によれば、２５〜１００cc/revの２つの油
圧モータにより、２５〜２００cc/revの押除け容積範囲
を有する単一の油圧モータと等価な変速比（出力性能）
を得ることができる。

【００１４】図２に示すように、可変容量型油圧モータ
９の出力軸９ａをクラッチ１５を介して油圧モータ５の
出力軸５ａと共通接続するようにしてもよい。クラッチ
１５で油圧モータ９を油圧モータ５から切り離さない場
合、油圧モータ９が発生する損失は油圧モータ空転に伴
うトルク損失だけであり、作動油の圧縮性に起因する損
失は発生しない。したがって、従来例ほどクラッチ１５
の必要性は少ないものの、切換弁８をｂ位置に切替える
と同時にクラッチ１５で油圧モータ９と油圧モータ５を
切り離すと、油圧モータ９の空転に伴うトルク損失もな
くすことができ、油圧閉回路装置の効率をさらに向上で
きる。

【００１５】図３は、各種の運転情報をマイクロコンピ
ュータ２１に入力して各油圧モータ５，９および油圧ポ
ンプ２の押除け容積と電磁切換弁８の切換え動作を自動
的に制御する実施例を示す。各油圧モータ５，９の押除
け容積は押除け容積検出装置２２，２３により検出さ
れ、選択スイッチ２４はマイクロコンピュータ２１から
の制御信号で開閉される。

【００１６】今、電磁切換弁８がａ位置にあり、油圧モ
ータ５，９がともに最大押除け容積に設定されていると
する。この状態から可変容量型油圧モータ９の押除け容
積が低下していき、その最小値が押除け容積け装置２３
で検出されると、マイクロコンピュータ２１からの指示
により、選択スイッチ２４を閉じて電磁切換弁８をｂ位
置に切替える。油圧モータ９は主管路３，４から分離さ
れるとともに、油圧モータ９の一対のポートは電磁切換
弁８により連通される。このとき、油圧モータ５の押除
け容積に依存した出力トルクが出力軸に出力される。

【００１７】一方、電磁切換弁８がｂ位置にある時、油
圧モータ５の押除け容積が増大して最大値に達すること
が押除け容積検出装置２２からの信号で判別されると、
マイクロコンピュータ２１は電磁切換弁８を開放してａ
位置に切替える。これにより、可変容量型油圧モータ９
は再び主管路３，４と接続され、出力軸５ａからは、油
圧モータ５と９の押除け容積の総和による出力トルクが
出力される。

【００１８】変速指令に応じてマイクロコンピュータ２
１により次のように切換制御すれば切換にともなうショ
ックを軽減できる。 (１)切換弁８をａ位置にし、油圧モータ５，９の押除け
容積をともに１００cc/revにする（２００cc/rev）。 (２)油圧モータ９の押除け容積を１００cc/revから２５
cc/revに変化させる（２００〜１２５cc/rev）。 (３)油圧モータ５の押除け容積を１００cc/revから７５
cc/revに変化させる（１２５〜１００cc/rev）。 (４)切換弁８をｂ位置に切替えると同時に、油圧モータ
５の押除け容積を１００cc/revに変化させる（１００cc
/rev）。 (５)油圧モータ５の押除け容積を１００cc/rev〜２５に
変化させる（１００cc/rev〜２５cc/rev）。

【００１９】本発明は、特に可変容量油圧モータ９を、
セクタ型の弁板構造を有する斜軸式可変容量型油圧モー
タで構成する際に次のような効果を奏することができ
る。一般に、セクタ型の弁板構造を有する斜軸式可変容
量型油圧モータにあっては、その構造上、押除け容積の
範囲が制約を受ける。通常、最小押除け容積は最大押除
け容積の１／３〜１／５といわれており、最小値をゼロ
に設定すると最大値が小さくなってしまい、油圧モータ
５の押除け容積と油圧モータ９の押除け容積との総和が
小さくなり、所望のトルクを実現できないことがある。
したがって、図５に示した従来例のように、可変容量油
圧モータＭ２を非作動状態にするためにその油圧モータ
の最小押除け容積をゼロにしなくてはならない構成で
は、所望の最大トルクを得るように最大値を設定すると
ともにゼロ傾転を実現するためには、本発明の構成を採
用する場合に比べて油圧モータ９が大型化しコスト増に
つながる。したがって、図１の可変容量型油圧モータ９
をセクタ型弁板構造を有する斜軸式可変容量型油圧モー
タとし、かつその最小押除け容積を最大押除け容積の３
０％以下に設定すれば、従来装置よりも油圧モータ９を
小型化できる。

【００２０】また、セクタ型の弁板構造を有する斜軸式
可変容量型油圧モータでゼロ傾転を備えるものは非常に
市場性が低く、コストアップの要因になるが、本発明を
採用すればゼロ傾転が不要であり、市場性の高いセクタ
型の弁板構造を有する斜軸式可変容量型油圧モータを採
用でき、コストダウンにつながる。

【００２１】なお、以上の実施例においては、電磁切換
弁８をスプール式の切換弁として説明したが、ポペット
式切換弁を採用するとさらにリークが減少して装置全体
の容積効率がさらに向上する。一対の油圧モータをそれ
ぞれ可変容量型としたが、主管路に対して遮断，連通さ
れる油圧モータ以外の油圧モータは固定容量型でもよ
い。さらに３つ以上の油圧モータを設けてもよい。油圧
モータ５，９の各出力軸５ａ，９ａを従来例のようなギ
ア列で接続してもよい。さらにまた、可変容量型油圧モ
ータ９は斜板型でもよく、その場合、最小押除け容積を
ゼロにしてもモータの大型化は防止される。さらに、い
わゆる耳軸型のシリンダブロック支持構造を有する斜軸
型の可変容量油圧モータでもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、主管路により両傾転型油圧ポンプに閉回路接続さ
れる複数の油圧モータの少なくとも一つを可変容量型油
圧モータとし、この可変容量型油圧モータを弁手段によ
り主管路に対して遮断，連通するようにしたので、可変
容量型油圧モータを非作動状態にした時の主管路間での
リークがなくなり、装置全体の容積効率が向上する。油
圧モータの出力軸をクラッチを介して接続すれば、可変
容量型油圧モータの空転損失もなくすことができる。可
変容量型油圧モータを油圧ポンプから弁手段により遮断
することによりその油圧モータを非作動状態にするよう
にしたので、従来装置のように、可変容量型油圧モータ
の最小押除け容積をゼロにする必要がなく、可変容量型
油圧モータがセクタ型弁板構造を有する斜軸型油圧モー
タであっても、その最小押除け容積を最大押除け容積の
３０％以下に設定することにより、可変容量油圧モータ
を従来装置に比べて小型化できる。請求項４の方法によ
れば、油圧閉回路装置の変速比を最小値から最大値まで
連続してスムーズに変更でき、ショックの少ない装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による油圧閉回路装置の一実施例を示す
油圧回路図

【図２】他の実施例を示す油圧回路図

【図３】さらに他の実施例を示す油圧および電気回路図

【図４】従来装置を説明する図

【符号の説明】 １ 原動機 ２ 両傾転型油圧ポンプ ３，４ 主管路 ５ 可変容量型油圧モータ ６，７ 分岐管路 ８ 電磁切換弁 ９ 可変容量型油圧モータ １１ ポンプ押除け容積制御装置 １２，１３ モータ押除け容積制御装置 １４，２４ 選択スイッチ １５ クラッチ ２１ マイクロコンピュータ ２２，２３ 押除け容積検出装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両傾転型油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   と一対の主管路で閉回路接続された複数の油圧モータと
   を備え、前記複数の油圧モータのうち少なくとも１つの
   油圧モータを可変容量型とし、複数の油圧モータの出力
   軸を共通接続してなる油圧閉回路装置において、 前記可変容量型油圧モータの入出力ポートを前記一対の
   主管路に対して接続，遮断する弁手段を設けたことを特
   徴とする油圧閉回路装置。
2. 【請求項２】 請求項１の油圧閉回路装置において、 前記複数の油圧モータの出力軸をクラッチを介して接続
   したことを特徴とする油圧閉回路装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２の油圧閉回路装置にお
   いて、 前記可変容量型油圧モータをセクタ型弁板構造を有する
   斜軸型油圧モータとし、その最小押除け容積を最大押除
   け容積の３０％以下に設定したことを特徴とする油圧閉
   回路装置。
4. 【請求項４】 両傾転型油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   と一対の主管路で閉回路接続され出力軸が共通接続され
   るとともに最小押除け容積がゼロではない第１および第
   ２の可変容量型油圧モータと、前記第２の可変容量型油
   圧モータを前記主管路に対して連通遮断する弁手段とを
   備え、この弁手段で前記第２の可変容量型油圧モータを
   前記主管路と遮断することにより非作動状態とする油圧
   閉回路装置の変速方法において、 変速比を最大から最小にする過程において、前記第１お
   よび第２の可変容量型油圧モータの押除け容積が最大の
   状態から前記第２の可変容量型油圧モータの押除け容積
   を低減し、前記第２の可変容量型油圧モータの押除け容
   積が最小値になった後に前記第１の可変容量型油圧モー
   タの押除け容積を最大値から低減し、前記第２の可変容
   量型油圧モータの最小押除け容積分だけ低減されたとき
   に前記弁手段を閉じるとともに前記第１の可変容量型油
   圧モータの押除け容積を最大値に設定し、その後その第
   １の可変容量型油圧モータの押除け容積を低減すること
   を特徴とする油圧閉回路装置の変速方法。