JP2010006320A - ホイルモータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動輪の駆動速度及び駆動トルクの可変領域を変更させ得る油圧四輪駆動型作業車輌を提供する。
【解決手段】車輌前後方向一方側及び他方側に配設された一対の第1駆動輪及び一対の第2駆動輪をそれぞれ駆動する一対の第1ホイールモータ装置及び一対の第2ホイールモータ装置を備える。各ホイールモータ装置は、油圧モータ本体、モータ側容積調整機構、油圧作動機構及びハウジングを有する。該モータ側容積調整機構の操作機構
【選択図】図2
【解決手段】車輌前後方向一方側及び他方側に配設された一対の第1駆動輪及び一対の第2駆動輪をそれぞれ駆動する一対の第1ホイールモータ装置及び一対の第2ホイールモータ装置を備える。各ホイールモータ装置は、油圧モータ本体、モータ側容積調整機構、油圧作動機構及びハウジングを有する。該モータ側容積調整機構の操作機構
【選択図】図2
Description
本発明は、車輌前後方向に配設された一対の駆動輪を駆動する油圧モータ本体を有するホイルモータ装置に関する。
車輌前後方向に配設された駆動輪が油圧モータ本体を有するホイルモータ装置は従前から提案されている。
前記ホイルモータ装置は、対応する駆動輪を作動的に駆動する可変容積型の油圧モータ本体を有しており、前記油圧モータ本体は、車輌のエンジン等の原動駆動源にて駆動される前記油圧ポンプ本体と配管等の油圧ラインを介して流体接続されている。
ところで、モアトラクタ等の作業車輌においては、走行状況(使用状況)に応じて駆動速度及び駆動トルクの可変領域を設定するのが望ましい。即ち、作業時においては低速・高トルクモードで駆動輪の駆動速度及び駆動トルクを変化させ、且つ、路上走行時においては高速・低トルクモードで駆動輪の駆動速度及び駆動トルクを変化させるのが望ましい。
しかしながら、従来の油圧駆動型作業車輌においては、駆動輪の駆動速度及び駆動トルクの可変の操作方法としては、前記モータ側容積調整機構(可動斜板)を傾倒させるために、モータ本体のハウジングケース内部に押圧用ピストンを設けて、前記可変容積型油圧ポンプ本体の吸引/吐出量の可変可能としている。以下不都合を述べる。
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、作業走行又は路上走行等の走行状況に応じて駆動輪の駆動速度及び駆動トルクの可変領域を変更させるための取り付け及びメンテナンスが容易にできる外部操作機構の提供を目的とする。
前記可変モータ本体を収容するハウジング外面に前記外部操作機構を設けて、前記モータ側容積調整機構(可動斜板)を傾倒させることを特徴とする、ホイルモータ装置
本発明に油圧駆動型作業車輌は、前記ハウジングの内部に前記モータ側容積調整機構を傾倒させる押圧用部材を設けずに、前記ハウジング外面に押圧用部材を脱着可能に設けたので、取り付け及びメンテナンスが容易となる。
実施の形態1
以下に、本発明の好ましい一実施の形態について説明する。
図1に、本発明の一実施の形態に係る油圧回路図を示す。
以下に、本発明の好ましい一実施の形態について説明する。
図1に、本発明の一実施の形態に係る油圧回路図を示す。
本実施の形態においては、前記油圧駆動型作業車輌は、胴体屈折式(Articulate)用芝刈り機又は、乗用芝刈り機とされている。(図示なし)
前記油圧ポンプ本体420は、図1に示すように、前記一対の第1ホイールモータ装置50A及び前記一対の第2ホイールモータ装置50Bにおける4つの前記油圧モータ本体120と共働してHSTを形成するように、前記各油圧モータ本体120とHSTラインを介して流体接続されている。
本実施の形態においては、前記油圧ポンプ本体420はアキシャルピストンタイプとされている。従って、前記ポンプ側容積調整機構450は、前記油圧ポンプ本体420のピストン動作範囲制御するポンプ側可動斜板を表している。
次に、前記一対の第1ホイールモータ装置50A及び前記一対の第2ホイールモータ装置50Bについて説明する。
前記一対の第1ホイールモータ装置50Aは、それぞれ、対応する第1駆動輪20Aと対向するように前記左側及び右側の支持フレーム400(図2)に支持されている。
又、前記一対の第2ホイールモータ装置50Bは、それぞれ、対応する第2駆動輪20Bと対向するように前記左側及び右側の支持フレームに支持されている。
前記一対の第1ホイールモータ装置50Aは、それぞれ、対応する第1駆動輪20Aと対向するように前記左側及び右側の支持フレーム400(図2)に支持されている。
又、前記一対の第2ホイールモータ装置50Bは、それぞれ、対応する第2駆動輪20Bと対向するように前記左側及び右側の支持フレームに支持されている。
なお、本実施の形態においては、前記第1及び第2ホイールモータ装置50A,50Bは互いに同一構成とされている。
従って、以下においては、前記第1ホイールモータ装置50Aについて説明し、前記第2ホイールモータ装置50Bについては前記第1ホイールモータ装置50Aと同一符号として、その説明を省略する。
従って、以下においては、前記第1ホイールモータ装置50Aについて説明し、前記第2ホイールモータ装置50Bについては前記第1ホイールモータ装置50Aと同一符号として、その説明を省略する。
図2に、前記第1ホイールモータ装置50Aの縦断面図を示す。
又、図3に、前記第1ホイールモータ装置50AのIII−III断面図を示す。
又、図3に、前記第1ホイールモータ装置50AのIII−III断面図を示す。
図1〜図4に示すように、前記第1ホイールモータ装置50Aは、前記油圧ポンプ本体420と前記HSTラインを介して流体接続される前記油圧モータ本体120と、前記油圧モータ本体120の吸引/吐出量を変化させるモータ側容積調整機構150と、該モータ側容積調整機構150は、モータ側可動斜板150であって、該可動斜板を傾倒させる外部操作機構170と、前記油圧モータ本体120,前記モータ側容積調整機構150及び外部操作機構170で構成される油圧モータユニット100を備えている。
本実施の形態においては、前記第1ホイールモータ装置50Aは、前記油圧モータ本体120の回転動力を減速して対応する駆動輪20Aに伝達するように構成されている。
詳しくは、前記第1ホイールモータ装置50Aは、図1〜図2に示すように、前記油圧モータ本体120,前記モータ側可動斜板150及び外部操作機構170を含む油圧モータユニット100と、前記油圧モータ本体120の回転動力を減速する減速ギヤ機構を有する減速ギヤユニット300と、前記減速ギヤ機構によって減速された回転出力を対応する対応する駆動輪20Aへ向けて出力する出力部材390とを備えている。
詳しくは、前記第1ホイールモータ装置50Aは、図1〜図2に示すように、前記油圧モータ本体120,前記モータ側可動斜板150及び外部操作機構170を含む油圧モータユニット100と、前記油圧モータ本体120の回転動力を減速する減速ギヤ機構を有する減速ギヤユニット300と、前記減速ギヤ機構によって減速された回転出力を対応する対応する駆動輪20Aへ向けて出力する出力部材390とを備えている。
また、油圧モータユニット100は、前記油圧モータ本体120及び前記モータ側可動斜板150を収容するモータ空間130Mを形成するモータハウジング130と、前記油圧モータ本体120を相対回転不能に支持した状態で前記モータケース130に軸線回り回転自在に支持されたモータ軸110とを備えている。
前記油圧モータ本体120は、図2に示されるように、前記モータ軸110に相対回転不能に支持されたモータ側シリンダブロック121と、前記モータ側シリンダブロック121に軸線回り相対回転不能且つ軸線方向進退可能に支持された複数のモータ側ピストン122とを備えている。
前記モータハウジング130は、前記油圧モータ本体120が挿通可能な開口131aが設けられており、前記開口131aを閉塞して前記モータ空間130Mを形成するように前記モータケース本体131に着脱可能に連結されるモータ側ポートブロック135とを備えている。
また、前記モータハウジング130には、前記HSTラインの一部を形成するモータ側前進時高圧作動油路511及びモータ側前進時低圧作動油路512が形成されている。(図1)
なお、本実施の形態においては、前記モータハウジング130は、図2示すように、ホイールモータ装置50Aを支持フレーム400に取り付ける為の取付フランジとして作用している。
又、前記モータハウジング130には、前記モータ空間130M内の貯留油を、配管を通じて前記外部タンク90に流体接続させるためのドレンポートが備えられる。
又、前記モータハウジング130には、前記モータ空間130M内の貯留油を、配管を通じて前記外部タンク90に流体接続させるためのドレンポートが備えられる。
前記モータ軸110は、図2に示されるように、前記モータハウジング130及び前記モータ側ポートブロック135によって画される前記モータ空間130M内において前記油圧モータ本体120を相対回転不能に支持し、前記モータケース130に軸線回り回転自在に支持されている。
本実施の形態においては、図2に示されるように、前記モータ軸110の一方側端部112は前記モータ側ポートブロック135から外方へ延在された外方延在部を有している。
前記一方側端部112の前記外方延在部は、前記第1ホイールモータ装置50Aに付設されるブレーキ機構56の被作動部として作用している。
前記一方側端部112の前記外方延在部は、前記第1ホイールモータ装置50Aに付設されるブレーキ機構56の被作動部として作用している。
即ち、前記第1ホイールモータ装置50Aは、図2に示すように、前記構成要件に加えて、前記ブレーキ機構56を備えている。
前記ブレーキ機構56は、前記減速ギヤ機構310によって減速される前の前記モータ軸110に対して選択的に制動力を付加し得るように構成されている。
前記ブレーキ機構56は、前記減速ギヤ機構310によって減速される前の前記モータ軸110に対して選択的に制動力を付加し得るように構成されている。
図2に示すように、前記モータ側可動斜板150は、全体にドーナツ状の平面形状を有するように形成されているとともに、その背面はモータハウジング130の内壁面と所定の隙間を介して離間され、両者間にボールが挟持されており、該ボールを中心にして、ピストン122頭部のシューが当接する面が、モータ軸線に対して直角な位置から僅かに傾斜した第1位置と、これよりも大きく傾斜した第2位置との間で傾倒自在とするようにモータハウジング130に支持されている。以上のモータ側可動斜板150は、前記モータ側ピストン122の動作範囲を変更する外部操作機構170によって傾倒する。
前記外部操作機構170は、油圧モータハウジング130の上部表面131bに設けられており、油圧ピストンに構成したスライドピン171、リターンバネ172、該スライドピンを収容するシリンダーチューブ173、チャージポンプ480に流体連結する油孔174で構成されている。
詳しくは、図3に示すように該スライドピンにテーパーカム部171Aを設け、また、前記モータ側可動斜板150の背面上部にテーパー部150Aを設けて、互いに接している。これにより、図2〜図4に示すように、給油ポート513より油孔174を経て、チャージポンプからの圧油を供給してスライドピン171が押し下げられると、前記モータ側可動斜板150が第一位置へ傾倒するようになっている。また、スライドピン171は、該傾倒方向に対して垂直方向であるため押し力が小さくてすむ。
また、該スライドピン171は、走行中の負荷に対して、前記モータ側可動斜板150が第二位置へ傾倒しようとする力(傾倒大の方向)を阻止する(保持する)役目も担っている。なお、図1に示す186は、前記給油ポート513へ繋がるチャージポンプ480の吐出ライン480aの途中部位に介在させた、モータ出力モード切替弁186である。該切替弁186は電磁操作型に構成され、オペレータのスイッチ操作にて電磁ソレノイドへ通電・非通電とすることにより、給油位置と、給油遮断位置とに切替作動する。
本実施の形態においては、外部操作機構170のスライドピン171が出退することによって、前記モータ側可動斜板150を第二位置、すなわち傾転角度が大とされた低速位置(図2、図3の位置)に保持させることで前記油圧モータ本体の吸引/吐出量を大とし、これにより、前記油圧ポンプ本体420からの所定作動油量に対する前記油圧モータ本体120の回転速度を低速とする低速出力モード(図2、図3の位置)と、
前記モータ側可動斜板150を第一位置、すなわち傾転角度が小とされた高速位置に位置させることで前記油圧モータ本体120の吸引/吐出量を小とし、これにより、前記油圧ポンプ本体420からの所定作動油量に対する前記油圧モータ本体120の回転速度を高速とする高速出力モードとを選択的に切り換え得るように構成されている。
尚、低速側は、常時バネによってされており(図示なし)、スライドピンの作動により高速出力モードとなる。
前記モータ側可動斜板150を第一位置、すなわち傾転角度が小とされた高速位置に位置させることで前記油圧モータ本体120の吸引/吐出量を小とし、これにより、前記油圧ポンプ本体420からの所定作動油量に対する前記油圧モータ本体120の回転速度を高速とする高速出力モードとを選択的に切り換え得るように構成されている。
尚、低速側は、常時バネによってされており(図示なし)、スライドピンの作動により高速出力モードとなる。
減速ギヤユニット300は、図2に示されるように、減速ギヤ機構と、ギヤケース350であって、前記減速ギヤ機構を収容するギヤ空間を形成するように前記モータケース130に着脱可能に連結されるギヤケース350とを備えている。
本実施の形態においては、前記減速ギヤ機構は、図2に示すように、互いに対して直列配置された第1及び第2遊星ギヤ機構を有している。
詳しくは、前記モータケース130における前記支持孔は、前記モータ軸110の他方側端部111が前記ギヤ空間へ突入することを許容するように貫通孔とされている。
前記減速ギヤ機構は、前記モータ軸110の前記端部111からの回転動力を減速して、前記出力部材390に伝達するように構成されている。
前記減速ギヤ機構は、前記モータ軸110の前記端部111からの回転動力を減速して、前記出力部材390に伝達するように構成されている。
このように、前記油圧モータ本体120の回転動力を前記減速ギヤ機構によって減速させ、この減速された回転動力を対応する駆動輪20Aに伝達することにより、前記油圧モータ本体120として、例えばアキシャルピストンタイプのような低トルク・高回転型油圧モータ本体を用いることができる。従って、前記油圧モータ本体120の小型化と共に、該油圧モータ本体120からの作動油リーク量の減少を図り、HSTの伝動効率を向上させることができる。
第2実施例について説明する。前述の第1実施例の構造と異なる部位のみ説明し、同じ機能の部位には同じ番号を付与してその詳細な説明は省略する。
図5に示すように、前記モータ側可動斜板150の傾倒操作は、モータハウジング130の内部に備えた第1操作機構170の突出によってされる。尚この操作機構は、従来の構成である。突出方向は、前記モータ側可動斜板150の第二位置への傾倒方向と同じ方向となる。
図5に示すように、前記モータ側可動斜板150の傾倒操作は、モータハウジング130の内部に備えた第1操作機構170の突出によってされる。尚この操作機構は、従来の構成である。突出方向は、前記モータ側可動斜板150の第二位置への傾倒方向と同じ方向となる。
詳しくは、前記モータ側可動斜板150の背面に接するモータ本体に備わるピストン122との反対側に第1操作機構170を設け、チャージポンプ480からの油圧によって、該押圧用ピストン170が可動して前記モータ側可動斜板150を第二位置へ傾倒させる。
図5、図6示すように、該第1操作機構170が突出する場合は、前記モータ側容積可動斜板150が大となる方向なので、低速位置となる。(図5の位置)
尚、図6の油路514は、該第1操作機構170への油路を表す。
また、第1操作機構170の油排出によりモータ側可動斜板150を第一位置へ移動させるべく第2操作機構180を油圧モータハウジング130の上部表面外部に着脱自在に設けている。第2操作機構180に給油するとそのスライドピンのテーパーカム部が可動斜板の背面のテーパーカム部に摺接しながら突出していくので可動斜板150は高速位置となる。また、走行中の負荷に対して、前記モータ側可動斜板150が傾倒しようとする力(傾倒大の方向)を阻止する(保持する)機能とを担っている。第2操作機構180は、外観としては第1実施例の外部操作機構と類似しているが、モータ側可動斜板150を第1位置に保持させる機能に特化し、第2位置の保持は第1操作機構170が担っている。
尚、図6の油路514は、該第1操作機構170への油路を表す。
また、第1操作機構170の油排出によりモータ側可動斜板150を第一位置へ移動させるべく第2操作機構180を油圧モータハウジング130の上部表面外部に着脱自在に設けている。第2操作機構180に給油するとそのスライドピンのテーパーカム部が可動斜板の背面のテーパーカム部に摺接しながら突出していくので可動斜板150は高速位置となる。また、走行中の負荷に対して、前記モータ側可動斜板150が傾倒しようとする力(傾倒大の方向)を阻止する(保持する)機能とを担っている。第2操作機構180は、外観としては第1実施例の外部操作機構と類似しているが、モータ側可動斜板150を第1位置に保持させる機能に特化し、第2位置の保持は第1操作機構170が担っている。
第3実施例について説明する。前述の第1実施例の構造と異なる部位のみ説明し、同じ機能の部位には同じ番号を付与してその詳細な説明は省略する。
図7は、互いに引き合う電磁マグネット101,151によって、前記モータ側可動斜板150の傾倒を促している。
図7は、互いに引き合う電磁マグネット101,151によって、前記モータ側可動斜板150の傾倒を促している。
詳しくは、前記モータ側可動斜板150の半円周面部にマグネットを設け、また、ハウジング130に開口部を設け、該開口部に電磁石151を挿入して該ハウジングによって支持させた。これにより、電磁石がOFFの場合、斜板の力のつり合いよりもモータピストンを押し付け力の方が大きいため、該斜板150は傾倒大の方向、つまり低速位置となる。また、電磁石がONの場合は、斜板150が傾倒小の方向に引き寄せられるため、高速位置となる。
図8では、モータケース本体130側方に設けた斜板固定用機構175を示している。詳しくは、高速の位置で固定するように、斜板固定用機構175に含まれる該ピストンの先端部176Aを、前記モータ側可動斜板150に設けた凹部152に挿入することで、高速位置に前記モータ側可動斜板を固定している。従って、マグネットにより低速位置へ、また、電磁マグネットの可動を切とした場合は、高速側へ付勢したバネ(図示なし)によって、高速側へ移動し、該斜板固定用機175によって高速位置に固定している。
第4実施例について説明する。前述の第1実施例の構造と異なる部位のみ説明し、同じ機能の部位には同じ番号を付与してその詳細な説明は省略する。
図9では、前記ピストン122のシュー先端部に貫通孔123を設けて、HSTの高速側の作動油をシリンダーへ接続させることで、該可動斜板150背面に設けた操作機構124により、モータ側可動斜板150を第一位置と第二位置との間で傾倒操作している。
図9では、前記ピストン122のシュー先端部に貫通孔123を設けて、HSTの高速側の作動油をシリンダーへ接続させることで、該可動斜板150背面に設けた操作機構124により、モータ側可動斜板150を第一位置と第二位置との間で傾倒操作している。
詳しくは、HSTの作動圧力が高くなると、前記モータ側可動斜板150は、バネ125に打ち勝ち傾倒大の方向に移動する。このとき、低速域で保持するため図8と同様の構成をしても良い。また、HSTの作動圧が低い場合、前記モータ側可動斜板150は、バネの付勢によりモータ側可動斜板150は、高速側へ移動する。
第5実施例について説明する。
図10では、ポートブロック135´に設けたモータ側可動斜板150を操作する外部操作機構を示している
図10では、ポートブロック135´に設けたモータ側可動斜板150を操作する外部操作機構を示している
詳しくは、ポートブロック135´内側面にモータ側可動斜板152を第二位置へ傾倒操作する操作機構185を設けている。該操作機構185の先端は、モータ側可動斜板の延長部分152Aに接している。また、該操作機構は、モータ軸上に備わる補助ポンプ(ギヤポンプ)に流体接続している。該操作機構152と補助ポンプ装置430の間には、モータ出力切替え部材186が設けられている。尚、図10では低速位置を表している。
また、図10では、モータハウジング130に設けた電磁ソレノイド型の斜板固定用機構176を示している。詳しくは、該斜板固定機構176に含まれる該ピストンの先端部176Aを図外の電磁ソレノイドへの通電により、前記モータ側可動斜板152に設けた凹部152Bに挿入することで、前記モータ側可動斜板を高速側に保持する。
第6実施例について説明する。
図11では、モータ軸上に備えたガバナウエイト500と、ガバナウエイトに連動する操作アーム510を表している。モータ軸の回転が上がると、前記モータ側可動斜板152の傾倒角が小となる方向(高速側)へ該操作アーム510によって、押圧部材520を備えたモータ軸上のスラストベアリング530を矢印の方向に移動させる。また、モータの回転が下がると前記モータ側可動斜板152の傾倒角が大となるようにスラストベアリング530を前記モータ側可動斜板152から離れる方向に移動する。これにより走行負荷の小さい状態におけるモータ回転数上昇に応じて自動でモータが増速されるので燃費が少なく省エネに寄与する。
図11では、モータ軸上に備えたガバナウエイト500と、ガバナウエイトに連動する操作アーム510を表している。モータ軸の回転が上がると、前記モータ側可動斜板152の傾倒角が小となる方向(高速側)へ該操作アーム510によって、押圧部材520を備えたモータ軸上のスラストベアリング530を矢印の方向に移動させる。また、モータの回転が下がると前記モータ側可動斜板152の傾倒角が大となるようにスラストベアリング530を前記モータ側可動斜板152から離れる方向に移動する。これにより走行負荷の小さい状態におけるモータ回転数上昇に応じて自動でモータが増速されるので燃費が少なく省エネに寄与する。
20A 駆動輪
30 駆動源
420 油圧ポンプ本体
50A ホイールモータ装置
120 油圧モータ本体
130 モータハウジング
150 モータ側容積調整機構
170 外部操作機構
420 油圧ポンプ本体
450 ポンプ側容積調整機構
470 第2補助ポンプ本体(油圧作動機構の油圧源)
30 駆動源
420 油圧ポンプ本体
50A ホイールモータ装置
120 油圧モータ本体
130 モータハウジング
150 モータ側容積調整機構
170 外部操作機構
420 油圧ポンプ本体
450 ポンプ側容積調整機構
470 第2補助ポンプ本体(油圧作動機構の油圧源)
Claims (1)
- 駆動源によって駆動される油圧ポンプ本体及び人為操作可能な主変速操作部材の操作に応じて、前記油圧ポンプ本体の吸引/吐出量を変化させるポンプ側容積調整機構を含む油圧ポンプユニットに流体接続される駆動輪を各々駆動する左右一対のホイルモータ装置において、
駆動輪を作動的に駆動する油圧モータ本体を備えた前記一対のホイールモータ装置は、前記油圧ポンプ本体に流体接続する油圧モータ本体と、前記油圧モータ本体の吸引/吐出量を変化させるモータ側容積調整機構と、前記モータ側容積調整機構が可動斜板及び該可動斜板を傾倒させる外部操作機構を備えると共に、
前記モータ本体を収容するハウジング外面に前記外部操作機構を脱着自在に取り付けたことを特徴とするホイルモータ装置。
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