JPS591606B2 - 油圧走行車両等の静油圧伝導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主に油圧走行車両の操縦性能向上を企画した
静油圧伝導装置に関する。

一般に従来のこの種静油圧伝導装置は、第１図に示す如
く、可変容量形ポンプ１と油圧モータ２を結ぶ主管路３
、４間に、ブースト用リリーフ弁５で一定圧Ｐｂに保持
されたブースト用補助ポンプ６の圧油をチェック弁７、
８を経て低圧側主管路にポンプ、モータ等の漏れ量だけ
補給するためのブースト用回路、バイパス弁９、高圧リ
リーフ弁１０、１１を並列介装している。

図示回路でバイパス弁９を設けているのは、これを欠如
すれば、ポンプ１の傾転レバー１２の倒し角度と車両速
度の関係を示す第１２図の理想線図で明らかな如＜、車
両速度が零となる中立帯は一点のみとなり、傾転レバー
１２を手動で操作するような場合、傾転レバー１２のわ
ずかな中立位置の狂いにより車両は微少変動し（以下ク
リープと称す）、操縦性能が著しく悪くなるので、第１
３図に示す如き中立帯±αを確保するためである。

これを説明すると、主管路３、４の圧力をＰＡ、ＰＢと
し例えばＰＡ＜ＰＢの場合、ポンプ１の吐出油量が微少
であるとＰＢ−−ＰＢとなりポンプ圧液は主管路３から
バイパス弁９のオリフィス１３を経て主管路４側へバイ
パスするので、油圧モータ２は回転せず、従つて車両は
走行しない。即ち、中立帯にある幅をもたせ得ることに
なり、ポンプ１の中立点の狂いが多少あつても車両のク
リープ現象を防止できる。ところが、バイパス弁９のオ
リフィス開度は圧油がオリフィス１３を通過する際に生
じるオリフィス前後の差圧力ＰＡ一ＰＢとバイパス弁９
のばね１４、１５のばね力との釣合いによつて決まるの
で、中立帯におけるオリフィス前後の差圧力がばね１４
、１５の初期セツトカを越えるようなポンプ吐出量にな
ると、オリフィス１３は絞られはじめ、それに伴い差圧
力が一層増大し、ポンプ吐出量増大に対して相乗的に差
圧力が増大し、オリフィス１３は急速に絞られていく。
このため、車両速度は第１３図に示す如く段階状に始動
し、大きいショックを伴うことになつて始動性は極端に
悪くなる。そこで本出願人は、前記の欠点を解消した静
油圧伝導装置（特願昭５１−８７５２５号（特開昭５３
−２０２３１号公報参照））を提案した。

このものは、例えば第２図に示す如く、油圧モータ２両
側の主管路３，４を結ぶバイパス管路１６１ｆ−、第１
図図示のバイパス弁９に代え、オリフイス１７とその前
後に圧力制御弁１８，１９を配設し、圧力制御弁１８，
１９はばね２０により常時開となし、十流側の圧力制御
弁にはオリフイス１７前後の正の差圧力を弁開力向に、
下流側の圧力制脚弁にはオリフイス１７前後の正の差圧
力を弁閉方向に作用させている。かく構成すれは、主管
路３にポンプ１からの圧油が吐出され始めたとすると、
圧力制御弁１８，１９はばね２０により開となつている
ので、圧油は圧力制御弁１８、オリフイス１７、圧力制
御弁１９を通つて主管路３から４へバイパスし、ポンプ
吐出量が微少である間車両は停止することになる。この
場合、ＰＡ〉ＰＢであるから、圧力制御弁１８は自由流
れであり、圧力制御弁１９においてはオリフイス前後の
差圧力ＰＡ−ＰＢが一定になるよう圧力制御弁１９の開
度が同弁内のはね２０で自動的に制御される。オリフイ
ス１７前後の差圧力が一定ということは、オリフイスの
通過流量が一定で、しかもそれは圧力補償されていると
いうことになる。このオリフイス１７は第１図のオリフ
イス１３と異なり、オリフイス前後の差圧力が一定であ
り、バイパス流量は車両の走行抵抗（ポンプ吐出圧力に
略等しい）の大小にかかわらず一定となるため、走行速
度を決める油圧モータ２の流入油量が急激に変わること
はなく、従つて、車両を滑らかに始動せしめ得て始動性
は向上することになる。ところが、このものはポンプ駆
動源の回転数が変わると中立帯の幅も変化する欠点があ
る。即ち、Ｊオリフイス１７は固定であるからオリフイ
ス通過量は一定であり、中立帯の幅αは、オリフイス通
過油量をＱ１ポンプ１の回転数をｎとすれば、α＝Ｑ／
ｎで与えられるので、ポンプ回転数が変わると中立帯の
幅も変化することになる。特にこの４種の走行車両にお
いては、エンジンで１駆動されることが多く、その変速
域は例えば５００〜３０００ｒ−ｐ−ｍと広いため、中
立帯の幅はエンジンアイドル回転時は極めて広いがバイ
パス損失分が一定のため効率低下が大きく、エンジン高
速回転時は効率低下は少ないが極めて狭くなつてクリー
プ現象が出やすく、始動時の操縦性に難がある。また、
このものはポンプ１の傾転レバー１２を最大にしても一
定量がオリフイスを経てバイパスするので、最大車両速
度が若干低下すると共に、効率低下もある。本発明は前
記の点に鑑み、油圧モータ両側の主管路を結ぶバイパス
管路に油圧モータ駆動用可変容量形ポンプと共通の変速
駆動源により駆動されるブースト用補助ポンプの吐出圧
をパイロツト圧にとるオリフイス付き切換弁とこのオリ
フイス付き切換弁の前後に第２図で説明した圧力制御弁
１８，１９と同様の機能を有する圧力制御弁を配設する
と共に、オリフイス付き切換弁はそのオリフイス開度を
ブースト用補助ポンプの吐出圧に比例させ、また可変容
量形ポンプの傾転角に逆比例させるようにオリフイス付
き切換弁のスプールと可変容量形ポンプの傾転軸とを回
転連動機構で連結することにより、前記の欠点を解消し
たものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第３図に｝いて、可変容量形ポンプ１とブースト用補助
ポンプ６は１台のエンジン（図示せず）に接続されてい
る。可変容量形ポンプ１と油圧モータ２を結ぶ主管路３
，４間にはブースト用リリーフ弁５で設定されたブース
ト用補助ポンプ６の圧油をチエツク弁７，８を経て低圧
側主管路にポンプ、モータ、弁類の漏れ量だけ補給する
ためのブースト用回路、高圧リリーフ弁１０，１１を並
列介装し、主管路３，４を結ぶバイパス管路１６にオリ
フイス付き切換弁２１とその前後にはね２０により常時
開となりオリフイス付き切換弁２１のオリフイス２２前
後の圧力をパイロツト圧にとる圧力制御弁２３，２４を
配設し、上流側の圧力制御弁にはオリフイス前後の正の
差圧力を弁開力向に、下流側の圧力制御弁にはオリフイ
ス前後の正の差圧力を弁閉方向に作用せしめ、オリフイ
ス付き切換弁２１の圧力室２５は管路２６によりフース
ト用補助ポンプ６の吐出側管路２７に連通してある。第
４図に示すいま一つの実施例は、第３図に示す圧力制御
弁２３，２４を１個の圧力制御弁２８に置換したもので
、その他の構成は第３図に示すものと同じであり、機能
の面でも変らない。

前記オリフイス付き切換弁２１は、第５図｝よび第６図
に示す如く、弁本体２９の弁孔３０に油路３１，３２の
直径より大きい大径部に油路３１，３２を連通するため
のオリフイス２２を穿設したスプール３３を嵌挿し、ス
プール３３の段部３４と弁孔閉蓋用カバー３５間に弾圧
介装せるばね３６の弾撥力とスプール３３の端部３７と
弁本体２９で形成される圧力室２５に導くブースト用補
助ポンプ６のセツト圧とでスプール３３を挾圧して、オ
リフイス２２の開度を補助ポンプ６のセツト圧に比例さ
せると共に、スプール３３の小径部３９がカバー３５よ
り突出する部分に、第１０図｝よび第１１図に示す如く
プーリ４０を取付け、無端ベルト４１、プ一１Ｊ４２を
介してスプール３３を可変容量形ポンプ１の傾転軸４３
に連結して、オリフイス２２の開度を傾転軸４３の傾転
角に逆比例させるように構成してある。な｝、本実施例
の小径部３９とプーリ４０の連結構造は図示していない
が、スプライン、あるいはキーによる周知の連結構造を
採用している。な｝また図中、４４は可変容量形ポンプ
１、油圧モータ２、オリフイス付き切換弁２１を取付け
るバルブケーシングである。次に本発明による動作につ
き説明する。

第３図卦よび第５図に｝いて、エンジンの停止または故
障、あるいはブースト用補助ポンプ６の故障時には、補
助ポンプ６の吐出圧は昇圧しないため、スプール３３は
ばね３６により上カへ押し上げられていてオリフイス２
２を弁孔３０内に位置せしめ油路３１，３２の連通を断
つ。このことは、バイパス油量を零にして閉油圧回路の
最大の特徴の１つである油圧ブレーキ機能を発揮できる
ことになる。エンジンが始動し補助ポンプ６のセツト圧
が昇圧すると、スプール３３はばね３６に抗して下方へ
押し下げられ、油路３１，３２はオリフイス２２を介し
て連通する。一方、圧力制御弁２３，２４はばね２０に
より開となつているので、可変容量形ポンプ１から吐出
され始めた圧油は圧力制御弁２３、オリフイス２２、圧
力制御弁２４を通つて主管路３から４へバイパスし、ポ
ンプ吐出量が微少である間、車両は停止し、ある幅の中
立帯をもつ。この場合、圧力制御弁２３とオリフイス２
２間の油圧Ｐｃはオリフイス２２と圧力制御弁２４間の
油圧Ｐｄより大きいから、上流側である圧力制御弁２３
は自由流れであり、下流側である圧力制御弁２４はオリ
フイス２２前後の差圧力（Ｐｃ−Ｐｄ）とはね２０との
均衡によりオリフイスの開度に応じた通過油量を、圧力
（車両の走行抵抗から決まる圧力で、ポンプ吐出圧力に
略等しい）と無関係に制御する。また、オリフイス通過
油量は一般に温度変化による作動油の粘度変化の影響を
あまり受けないので、オリフイス２２の通過油量は圧力
、温度に対して補償されているといえる。ところで、固
定容量形であるブースト用補助ポンプ６の容量はエンジ
ン回転数に比例して増減し、ブースト用リリーフ弁５は
一般にリリーフ油量に対して略直線的にリリーフセツト
圧が上昇する特性（オーバラード特性）を有しているの
で（第９図）、ブースト用リリーフ弁５のセツト圧はエ
ンジン回転数に依存することになり、オリフイス２２の
開度はエンジン回転数によつて増減するリリーフセツト
圧とばね３６の弾撥力との釣合いによつて定まる。

第５図卦よび第６図はエンジン中速時のオリフイス開度
状態を示し、第７図｝よび第８図はエンジン最高速時の
オリフイス開度状態を示す。即ち、本発明に｝いては、
オリフイス通過油量Ｑｌ／Ｍｉｎはエンジン卦よびポン
プの回転数Ｎｒｅｖ／Ｍｉｎに比例するので、次のよう
にあられされる。フ ここでｑｌ／Ｒｅｖは一定で、押しのけ容積となる。

押しのけ容積ｑは周知のようはポンプ傾転角αに比例す
るので、ポンプ傾転角αが一定ということになる。この
ことは、一定のポンプ傾転角αの間ではエンジンおよび
ポンプの回転数と無関係に、オリフイス通過油量のため
バイパスし、車両はクリープ現象を生じることなく確実
に停止し、ポンプ傾転角の点で一定の中心幅が得られる
。つぎに第１１図において、傾転レバー１２を中立位置
より一方向へある角度回転させると、小径部３９と一体
のスプール３３は傾転軸４３の回転角に対応した角度だ
け回転し、第５図｝よび第６図に示すエンジン中速時の
オリフイス半開状態では、傾転レバー操作が開始される
と同時にオリフイス２２の開度は減少し始め、ある回転
角度以上では開度零、即ちオリフイス通過油量は零の状
態となる。これに対して第７図｝よび第８図に示すエン
ジン最高速度のオリフイス全開状態では、スプール３３
がある角度回転して始めてオリフイス開度は減少する。
以上のことを操作レバー１２の回転角に対する車両速度
の関係で示すと、エンジン中速度では第１５図に示す如
く傾転レバー倒し角度がＯ〜±α，の間でオリフイスは
絞られ土α１で全閉となり、エンジン最高速時では第１
４図に示す如く傾転レバー倒し角度がＯ〜土α２間オリ
フイスは全開、±α２を越えるとオリフイス開度は絞ら
れ始め最大倒し角度で全閉となる〇な｝、エンジンの故
障により停止する車両の移動に際し、スプール３３をば
ね３６の力に抗して引張り油路３１と３２を連通すれぱ
、車両けん弓時油圧モータ２は自由に回転するので、車
両の移動は容易となる。以上説明した如く本発明にあ一
いては、油圧モータ両側の主管路を結ぶバイパス管路に
設けるオリフイス付き切換弁のオリフイス開度は可変容
量形油圧ポンプと共通の変速駆動源で駆動されるブース
ト用補助ポンプの吐出圧に比例させているので、オリフ
イス通過油量は変速駆動源の回転数に比例し、その比例
定数は押しのけ容積でポンプ傾転角に比例するから、ポ
ンプ傾転角一定の間では変速 Ｚ駆動源の回転数と無関
係に車両はクリープ現象を生じることなく停止し、一定
の中立帯の幅が得られる。

従つて、エンジンその他の変速１駆動源で駆動される油
圧走行車両の始動時の操縦性能を格段に向上させること
ができる。また、オリフイス付Ｊき切換弁のスプールと
可変容量形油圧ポンプの傾転軸とを回転連動機構により
連結してオリフイス開度をポンプ傾転角に逆比例させて
いるので、ポンプ最大出力時のバイパス量が零となりバ
イパスによる車両最高速度及び効率の低下を解消でき、
Ｊこの種の制御弁装置を持たない例えば第１図に示す
ような回路構成の場合と同様の効果を得ることができる
。また、エンジントラブルによる停止車両の緊急避難は
オリフイス付き切換弁のスプールを引張つて油路を連通
することにより簡単に施行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来装置の油圧系統図、
第３図｝よび第４図はそれぞれ本発明の実施例を示す油
圧系統図、第５図はオリフイス半開時のオリフイス付き
切換弁縦断面図、第６図は同側面図、第７図はオリフイ
ス全開時のオリフイス付き切換弁縦断面図、第８図は同
側面図、第９図はブースト用リリーフ弁のリリーフ量と
リリーフ圧力との関係を示す図表第１０図は油圧ユニツ
トの正面図、第１１図は同側面図、第１２図は第１図の
油圧回路に｝いてバイパス弁を欠如したときの車両速度
とポンプ傾転レバー倒し角度との関係を示す図表、第１
３図は第１図の油圧回路における車両速度とポンプ傾転
レバー倒し角度との関係を示す図表、第１４図｝よび第
１５図はそれぞれ本発明に卦ける車両速度とポンプ傾転
レバー倒し角度との関係を示す図表である。 １・・・・・・可変容量形油圧ポンプ、２・・・・・・
油圧モータ、３，４・・・・・・主管路、５・・・・・
・ブースト用リリーフ弁、６・・・・・・ブースト用補
助ポンプ、１０，１１・・・・・・高圧リリーフ弁、１
２・・・・・・傾転レバー １６・・・・・・バイパス
管路、２０・・・・・・ばね、２１・・・・・・オリフ
イス付き切換弁、２２・・・・・・オリフイス、２３，
２４，２８・・・・・・圧力制御弁、２９・・・・・・
弁本体、３１，３２・・・・・・油路、３３・・・・・
・スプール、３６・・・・・・ばね、４０，４２・・・
・・・プーリ、４１・・・・・・無端ベルト、４３・・
・・・・傾転軸、４４・・・・・・バルブケーシング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 共通の変速駆動源で駆動される可変容量形油圧ポン
   プとブースト用補助ポンプ、ブースト用リリーフ弁、可
   変容量形油圧ポンプで駆動される油圧モータを含む静油
   圧伝導装置において、油圧モータ両側の主管路を結ぶバ
   イパス管路にブースト用補助ポンプの吐出圧をパイロッ
   ト圧にとりオリフィス開度をパイロット圧に比例させる
   ようにしたオリフィス付き切換弁とこのオリフィス付き
   切換弁の前後にばね力により常時弁開となる圧力制御弁
   を配設し、この圧力制御弁はオリフィス付き切換弁上流
   側ではオリフィス前後の差圧力を弁開方向に作用させ、
   オリフィス付き切換弁下流側ではオリフィス前後の正の
   差圧力を弁閉方向に作用させるパイロット回路を備え、
   さらに、オリフィス付き切換弁のオリフィス開度が可変
   容量形油圧ポンプの傾転角に逆比例するようにオリフィ
   ス付き切換弁のスプールと可変容量形油圧ポンプの傾転
   軸とを回転連動機構で連結したことを特徴とする油圧走
   行車両等の静油圧伝導装置。