多数のヨークを備える斜軸液圧モジュール
【課題】 押し除け量可変斜軸液圧ユニットのサイズを小さくする。
【解決手段】 フレーム１２には、１対のシャフト２５，２６を含む液圧モジュールが回転自在に支持され、２つのヨーク１４，１６が枢着されており、各ヨークは、他のヨークおよびフレームに対して相補的な表面を有し、ヨークが占めるスペースを最小にしている。ヨークおよびフレームには、ヨークの枢動運動を制限するためのストッパー手段５０，５２，５４，５６が設けられている。各ヨークにより、液圧動力ユニットが支持されており、各ヨークはシャフトの１つに接続されている。サーボピストンを含む単一部品制御ハウジングを有する制御システム６２が、ヨークを枢動させるようになっている。サーボピストンは、ヨークの配向を別々に決定し、制御ハウジングには、一体構造の流体制御ポートプレートが固定されており、制御ハウジング内の多数の位置への液圧流体のルートを定めるようになっている。
【解決手段】 フレーム１２には、１対のシャフト２５，２６を含む液圧モジュールが回転自在に支持され、２つのヨーク１４，１６が枢着されており、各ヨークは、他のヨークおよびフレームに対して相補的な表面を有し、ヨークが占めるスペースを最小にしている。ヨークおよびフレームには、ヨークの枢動運動を制限するためのストッパー手段５０，５２，５４，５６が設けられている。各ヨークにより、液圧動力ユニットが支持されており、各ヨークはシャフトの１つに接続されている。サーボピストンを含む単一部品制御ハウジングを有する制御システム６２が、ヨークを枢動させるようになっている。サーボピストンは、ヨークの配向を別々に決定し、制御ハウジングには、一体構造の流体制御ポートプレートが固定されており、制御ハウジング内の多数の位置への液圧流体のルートを定めるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押し除け量可変斜軸液圧ユニットの技術分野に関する。このような斜軸液圧ユニットは、何年も前から、公知となっている。
【背景技術】
【０００２】
このような装置では、動力出力は、装置の物理的寸法によって限られている。動力が更に必要となった時の解決案は、より大きい寸法のユニットを設けることである。しかし、ある種の車両の構造では、スペースと寸法が問題となり、より多くの動力が必要とされ、スペースが限られたときには、より大きい斜軸液圧ユニットでは、かかる状況に適合するのが困難となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の主たる目的は、ユニット全体のスペース条件を最小にするように、互いに入れ子状に嵌合するような形状および配置とされた多数のヨークを備える斜軸液圧モジュールを提供することにある。
【０００４】
本発明の別の目的は、ヨークの枢動角度を制御するように、機械式ストッパーが設けられている多数のヨークを備える斜軸液圧モジュールを提供することにある。
【０００５】
本発明の更に別の目的は、双方のヨークの運動を制御するように、単一部品の制御ハウジングが設けられた斜軸液圧ユニット、および多数のヨークを備える液圧モジュールを提供することにある。
【０００６】
本発明の更に別の目的は、制御ハウジングに固定された、剛質の構造的流体マニホールドアセンブリを備える液圧モジュールを提供することにある。
【０００７】
本発明の更に別の目的は、制御ハウジング内の必要な場所に流体を運ぶための一体構造のポートプレートを備える液圧モジュールを提供することにある。
【０００８】
以下の説明により、当業者には、上記およびそれ以外の目的が明らかとなると思う。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
フレームによって１対のシャフトを含む液圧モジュールが回転自在に支持されている。フレームには、２つのヨークが枢着されている。各ヨークは、他のヨークおよびフレームに対して相補的な表面を有し、ヨークが占めるスペースを最小にしている。ヨークおよびフレームには、ヨークの枢動運動を制限するためのストッパー手段が設けられている。各ヨークにより、液圧動力ユニットが支持されており、各ヨークは、シャフトの１つに接続されている。サーボピストンを含む単一部品制御ハウジングを有する制御システムが、ヨークを枢動させるようになっている。サーボピストンは、ヨークの配向を別々に決定し、制御ハウジングには、一体構造の流体制御ポートプレートが固定されており、制御ハウジング内の多数の位置への液圧流体のルートを定めるようになっている。マニホールドと制御ハウジングとの間で密に接近した状態で、流体マニホールドが主要構造要素として働き、マニホールドと制御ハウジングとの間の簡略化された流体の交換を可能にしている。
【００１０】
本発明の液圧モジュールは、コンパクトな最新のトラクターのハウジングのエンベロープ内にはめ込むようになっており、運転台のすぐ前方の地面を明瞭に見なければならないオペレータの視線の視界を妨害しないようにしなければならない。従って、液圧モジュールの幅方向の寸法は重要である。ヨークの位置は、ヨークが互いに干渉することなく、より密に入れ子嵌合できる状態で、ギアの中心線とのシリンダブロックシャフトの整合を含む、ギアの中心線の条件を満たさなければならない。各ヨークは、別々に移動しなければならず、他のヨークの位置にかかわらず、任意の回転角位置に設置できなければならない。
【００１１】
フレームとマニホールド部品を組み立てると、これらは、２つのヨークを捕捉するようになっている。次に、ヨークおよびフレーム内に、これら２つのキットが収納され、これらに装填される。フレームは、キット（ヨーク）のシャフトの位置を定め、キットのシャフトは、シャフトに組み立てられたギアを、遊星リングギアおよびクラッチギアにそれぞれ整合する。従って、これら２つのキットおよび関連するストローク装置を、本明細書では、クラッチユニット（ＣＵ）およびリングユニット（ＲＵ）と呼ぶ。
【００１２】
一般に、角度可変ヨークには、ヨークの移動を制限する２つの機械式ハードストッパーが設けられている。液圧機械式トランスミッション用に開発された液圧モジュールの場合、ヨークの１つに、３つ以上のハードストッパーを設ける必要がある。これら２つの機械式ハードストッパーの間で、ヨークを所定の角度に正確に位置決めしなければならない。本発明は、更に必要とされるハードストッパーを形成するために、互いに密に接近してスイングする２つのヨークに、特徴部品を組み込んでいる。
【００１３】
一体的な相対角ストッパーが、２つの液圧ヨークに組み込まれた物理的な特徴部品となっている。液圧ヨークは、互いに密に接近した状態で、所定の範囲の角度だけスイングする。左ヨークは、−４５・の最小角度から、＋４５・の最大角度の円弧にわたってスイングし、右ヨークは、−１５・の最小角度から、＋４５・の最大角度までの円弧にわたってスイングする。
【００１４】
ヨークが停止される既知の位置を定めるのに、最小および最大ヨーク角度ストッパーしか利用できない。一体的な相対的角度ストッパーは、既知の位置で、ヨークを停止できる別の角度を提供する。ヨークが望ましい角度の組み合わせで接触するように、ヨークに特徴部品が設けられている。このような角度の組み合わせは、最小および最大ストッパー限度以外の角度でよい。
【００１５】
液圧モジュールの液圧比を極めて正確に設定するには、一体的相対角度ストッパーによって設定されるヨーク角度の別の組み合わせが必要である。このヨークは、位置検出サーボ制御装置により、液圧によって位置決めされる。サーボ制御装置は、一体的相対角度ストッパーが提供するような精度、および繰り返し性を提供しないので、ヨーク角度の特別の組み合わせで、ハードを停止させる必要がある。
【００１６】
現在の液圧モジュール構造の場合、左ヨークに対し、＋４４.５・で、物理的にハード停止する命令を出し、右ヨークを、正確に＋１３.５・に位置決めすることが望ましい。このような特定のヨーク角度の組み合わせで、ヨークの間を物理的に干渉するように、双方のヨークに特徴部品が追加されている。
【００１７】
上に説明したように、一体的相対角度ストッパーの機素は、特定のヨーク角度の組み合わせのみにおいて、ヨーク間の干渉を生じさせるよう、液圧ヨークに組み込まれた物理的特徴部品である。これによって、ヨークは、別の機構を設けることなく、最小および最大角度条件だけで、機械式ハードストッパーを有することが可能となっている。機械式ハードストッパーは、ヨークを位置決めするのに使用されるサーボ制御装置に対し、すぐれた繰り返しおよび精度を提供できる。
【００１８】
本発明では、多数の液圧ヨークを制御するのに、サーボバルブ、支持構造体、流体通路およびサーボピストンを、一体構造の制御ハウジングに組み込んでいる。サーボバルブ、サーボピストン、サーボピストン構造体および流体通路は、いずれも、農業用トラクターのトランスミッション内に設けられた限られたスペースへ組み込みできるよう、単一ハウジング内に収容されている。
【００１９】
多数のサーボ制御装置により、・４５・の作動レンジにわたって、液圧ヨークを位置決めしている。多数の制御装置のための機械式フィードバック機構、制御スプールおよびサーボピストンが、すべて１つのハウジング内に組み込まれている。
【００２０】
本発明では、多数のサーボ制御装置により、一体構造の制御ハウジング全体でのオイルのルートを定め、かつ農業用トラクターのトランスミッションとトランスミッション内の液圧モジュールとの間に、５つの液圧接続部を設ける必要がある。プレート内に、これら接続部のうちの１つが設けられ、このプレートは、他の５つの接続部のためのオイルのルートを定める。
【００２１】
多数のサーボバルブにより、一体構造の制御ハウジング内の多数の位置への液圧オイルのルートを定めるためのマニホールドとして、制御ポートプレートが働く。この制御ポートプレートは、制御装置の後部から制御装置の前方へのオイルのルートを定め、液圧モジュールとの適当な接続部を構成している。
【００２２】
上に述べたように、この制御ポートプレートは、トラクターのトランスミッションとの液圧接続部を構成し、多数の液圧制御装置により、一体構造の制御ハウジング内でのオイルのルートを定める。制御ポートプレートは、トラクターのトランスミッションに接続した液圧ポートをも有する。
【００２３】
本発明では、液圧パッケージは、現在のトランスミッションのハウジングのエンベロープ内に取り付けなければならない。側面から側面までのスペースだけでなく、前方から後方までのスペースも、極めて限られている。更に、シャフトは、トランスミッション全体の嵌合ギアと整列していなければならない。
【００２４】
シャフトの平行軸線が整合した状態で、一体構造のヨークに収容された２つの可変斜軸キットが、１つのパッケージ内で共に接合されているという点で、構造がユニークである。このような構造によって、ギア、ベルト、チェーンなどを使用することにより、液圧モジュールの内外への動力の伝達が容易となっている。またこのような構成により、ユニットを液圧式に接続するのに、ホースまたはチューブに依存することなく、構造が同じパッケージ内に、２つ以上の液圧ユニットを設けることができるようにもなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１を参照すると、本発明の液圧モジュール１０は、斜軸液圧ユニット１１とフレーム１２とを有する。フレーム１２は、他の部品を保持し、位置決めするための構造的ユニットとして働くとともに、部品を所定位置に保持するよう、モジュール内で、力に抗して作用もする。
【００２６】
図４を参照する。クラッチユニットヨーク１４およびリングユニットヨーク１６は、液圧動力ユニット（シリンダブロックまたはキット）２３および２４をそれぞれ有し、これらを支持し、交差路において、フレーム１２に対して枢動するように、フレーム１２に枢着されている。組み立て時に、フレーム１２とマニホールド２２との間に、２つのヨーク１４および１６が捕捉される。
【００２７】
液圧動力ユニット２３および２４は、１対の平行な横方向に離間したシャフト２５および２６に、それぞれ作動的に接続されている。これらシャフト２５および２６は、フレーム１２によって回転自在に支持されており、フレーム１２から外側へ同一方向を向いている。液圧動力ユニット２３および２４は、シャフト２５および２６を回転させるように作動する。
【００２８】
次に、これら２つの液圧動力ユニット２３および２４は、ヨーク１４および１６、ならびにフレーム１２内に収容され、これらに対して装填されている。フレーム１２は、シャフト２５および２６を位置決めし、次に、自動車のトランスミッション（図示せず）の遊星リングギア内のシャフト２５、およびクラッチギア内のシャフト２６に、それぞれ組み立てられたギア２７を整合させている。
【００２９】
従って、液圧動力ユニット２３、およびこれに関連するヨーク１４および液圧動力ユニット２４、およびこれに関連するヨーク１６を、それぞれクラッチユニットヨーク１４およびリング状ユニットヨーク１６と呼ぶ。
【００３０】
図６に示すように、ヨーク１４と１６とは、一体の構造体となっていることが好ましい。この一体構造のヨーク１４および１６は、一体化された流体通路２８および３０を有する。米国特許第6,203,283号には、一体化された流体通路２８および３０を有する一体構造のヨーク１４および１６の詳細が示されている。本明細書では、この米国特許全体の内容を参考例として援用する。
【００３１】
マニホールド２２は、アセンブリ内のすべての液圧動力ユニット２３と２４との間の高圧流体のための導管として機能するとともに、液圧モジュール１０のための必要なバルブ部品をも有する。マニホールド２２は、圧力を保護し、かつループをフラッシングするための補助バルブ部品（図示せず）を有する。マニホールド２２は、ヨーク１４からヨーク１６へ延びる２つの内側コア通路３２および３４をも有し、液圧モジュール１０の２つの作動ループを形成している。これら内部コア通路３２および３４は、１つのヨークから他のヨークまでオイルを流すための導管として働く。
【００３２】
マニホールド２２内の通路３２および３４は、ヨーク１６の一体化された流体通路２８および３０を通過する流体の入出制御を行う。通路３２および３４は、ヨーク１６のトラニオン３６に沿う一体的流体通路２８および３０と連通している。トラニオン３６から端部壁３８Ｂまでヨーク１６内の一体的流体通路２８および３０の１つを通って、流体が搬送される。
【００３３】
端部壁３８Ｂでは、一体的流体通路２８および３０の一方から、液圧流体ユニット２４の片側内まで、流体が吸引される。液圧動力ユニット２４の反対側は、端部壁３８Ｂにおいて、一体的流体通路２８および３０の他方内へ流体を戻し、これからトラニオン３６および対応する一体的流体通路２８または３０まで流体を戻す。同様に、ヨーク１４は、類似する一体的流体通路構造体を有する。
【００３４】
図４に示すように、各ヨーク１４および１６は、端部壁３８Ａおよび３８Ｂ、ならびに側壁４２Ａおよび４２Ｂをそれぞれ含む外側表面４０Ａおよび４０Ｂをそれぞれ有する。これらヨーク１４の外側表面４０Ａおよびヨーク１６の外側表面４０Ｂは、外側表面４０Ａおよび４０Ｂの相補的表面が密に離間した状態となっているときに、ヨーク１４および１６が占めるスペースの大きさを最小にするように、互いに、かつフレーム１２に対しても相補的な表面を有する。
【００３５】
より詳細に説明すれば、ヨーク１４の端部壁３８Ａは、ヨーク１４の外側表面４０Ａ上の有形部分４４Ａを有する。この有形部分４４Ａにより、２つのヨーク１４と１６とが互いに接触することなく、ヨーク１４の端部壁３８Ａは、ヨーク１６の側壁３８Ｂに対して入れ子状に、すなわち、密に離間した状態に位置決めできるようになっている。同様に、フレーム１２上の有形リブ４６も、ヨーク１４の側壁４２Ａに適合するような形状になっている。
【００３６】
これら部分４４Ａおよび４６上の輪郭角度は、ヨーク１４および１６のピボット角度に応じて決まる。ヨーク１４は、角度閘だけ反時計回り方向に枢動し、ヨーク１６は、角度痾だけ時計回り方向に枢動する（図４）。特にヨーク１４は、シャフト２５の中心線Ａに対して、角度閘だけ反時計回り方向に枢動するヨーク中心線Ｂを有する。ヨーク１６は、このヨークのシャフト２６の中心線Ｄに対して、角度痾だけ時計回り方向に枢動するヨーク中心線Ｃを有する。従って、ヨーク１４の端部壁３８Ａ上の有形部分４４Ａの角度は、ヨーク１４の中心線Ｂに対して、閘＋痾に等しくなっている。
【００３７】
同様に、ヨーク１４の側壁４２Ａに適合するフレーム１２上の有形リブ４６の角度は、シャフト２３５の中心線Ａに直交するフレーム１２の表面Ｅに対して、９０度−閘に等しくなっている。
【００３８】
部分４４Ａおよび４６を設けたことにより、液圧モジュール１０の幅方向の寸法を最小にすることが可能となっている。ここで、液圧モジュール１０の幅方向の寸法は、重要な設計上の基準である。特に本発明の液圧モジュール１０は、コンパクトである最近のトラクターのハウジングのエンベロープに適合するようになっており、運転台のすぐ前方の地面を明瞭に見なければならないオペレータの視線の視界を妨害しないようにしなければならない。
【００３９】
更に、ヨーク１４および１６の位置は、互いに干渉することなく、ヨーク１４および１６を、より密に位置決めできるようにしながら、ギアの中心線とシャフト２５および２６とを整合することを含む、ギアの中心線の条件を満たさなければならない。更に、各ヨーク１４および１６は、他方のヨークの位置に関係なく多数の回転角位置に配置できなければならない。従って、液圧モジュール１０の幅方向の寸法を最小にすることは、部分４４Ａおよび４６により可能となる重要な設計上の基準である。
【００４０】
図５に示すように、液圧モジュール１０には、３つ以上のハードストッパーが設けられている。一般に、角度可変ヨークの場合、ヨークの移動を制限する２つの機械式ハードストッパーが設けられる。本発明では、３つ以上のハードストッパーを設けたことにより、２つの機械式ハードストッパーの間の所定角度に、ヨーク１４および１６を正確に位置決めできるようになっている。
【００４１】
特に液圧モジュール１０は、互いに密に接近した状態で、スイングするヨーク１４および１６が接触しないように、これらを停止させるための４つの５０、５２、５４および５６を、フレーム１２内に内蔵している。
【００４２】
液圧モジュール１０は、クラッチユニットヨーク１４の最大外側角度ストッパー５０および内側角度ストッパー５２を有する。リングユニットヨーク１６は、ヨークの最大内側角度ストッパー５４および外側角度ストッパー５６を有する。これらストッパー５０、５２、５４および５６は、任意の適当な角度にすることができる。
【００４３】
ヨーク１４および１６が枢動運動の所定位置にあるとき（シャフト２５の中心線Ａおよびシャフト２６の中心線Ｄ）、これらは、シリンダブロック２３および２４、ならびにシャフト２５および２６に対する中立位置を定める。ストッパー５０、５２、５４および５６によって、ヨーク１４および１６は、次のパラメータ内で枢動できるようになっている。
【００４４】
ここで、パラメータに付けられた＋記号は、中立位置から時計回り方向を意味し、−記号は、中立位置から反時計回り方向を意味する。図示するように、クラッチユニットヨーク１４は、ストッパー５０での−４５・の最小角度の円弧を通って、ストッパー５２での＋４５・の最大角度までスイングする。リングヨークユニット１６は、ストッパー５４での−１５・の最小円弧角度を通って、ストッパー５６での＋４５・の最大角度までスイングする。
【００４５】
従って、ストッパー５０、５２、５４および５６によって、ヨーク１４および１６は、次の位置の組み合わせまで枢動できる。すなわち、−４５・のヨークと−１５・のヨークとの組み合わせ、＋４５・のヨークと−１５・のヨークとの組み合わせ、＋４５・のヨークと−１５・のヨークの組み合わせ、＋４５・のヨークと＋４５・のヨークの組み合わせ、−４５・のヨークと−４５・のヨークとの組み合わせ、４５・のヨークと１５・のヨークの組み合わせまで枢動できる。
【００４６】
ヨーク１６上の一体的ストッパー５８、およびそれに対応するヨーク１４上の一体的溝６０は、２つの液圧ヨーク１４および１６に組み込まれた物理的な特徴部品となっている。液圧ヨーク１４と１６とが互いに密に接近した状態で、ある範囲の角度だけスイングする際に、ヨーク１６上の一体的ストッパー５８によって更なる角度が得られ、この場合、ヨーク１４と１６とを既知の位置に停止させることができる。ヨーク１４と１６とが所望する角度の組み合わせで接触するように、ヨーク１４および１６には、ヨーク１６上の一体的ストッパー５８、およびそれに対応するヨーク１４上の一体的溝６０が設けられている。
【００４７】
液圧モジュール１０の液圧比をより正確に設定するには、一体的ストッパー５８および一体的溝６０によって設定される別のヨーク角度の組み合わせが必要である。ヨーク１４および１６は（図１および図３に示されている）位置検出サーボ制御システム６２により、液圧によって位置決めされる。サーボ制御システム６２は、一体的ストッパー５８が提供するような精度、および繰り返し性を提供しないので、一体的ストッパー５８および一体的溝６０により、特別なヨーク角度の組み合わせにする必要がある。このような角度の組み合わせは、ストッパーの最大限度および最小限度を除く任意の所望する角度にすることができる。
【００４８】
図示するように、左ヨーク１４が、物理的ハードストッパーに対し＋４４.５・に配向し、右ヨーク１６が、物理的ハードストッパーに対し＋１３.５・に配向するような特定のヨーク角度の組み合わせで、ヨーク１４と１６との間で物理的な干渉が生じるように、これらヨーク１４および１６に対し、ヨーク１６上に一体的ストッパー５８が追加され、ヨーク１４上に対応する一体的溝６０が追加されている。
【００４９】
図１および図３に示すように、液圧モジュール１０のサーボ制御システム６２は、一体構造の制御ハウジング６４を有する。制御ハウジング６４は、ヨーク１４および１６の位置を制御し、従って、オペレータが命令するような液圧動力ユニット２３および２４の押し除け量を制御するのに必要なハードウェアを有する。
【００５０】
一体構造の制御ハウジング６４には、第１サーボピストン６８および第１バイアスピストン７２に関連する第１サーボバルブ７０を含む第１サーボ制御装置６７が特に装備されている。同様に、ハウジング６４も、第２サーボピストン７４および第２バイアスピストン７８に関連する第２サーボバルブ７６を含む第２サーボ制御装置７３を有する。
【００５１】
これらサーボバルブ７０および７６は、サーボピストン６８および７４だけでなく、バイアスピストン７２および７８にかかる液圧を制御する。ピストン６８、７４、７２および７８にかかる液圧によって、ピストン６８、７４、７２および７８は、一体構造の制御ハウジング６４の内外にスライドさせられる。
【００５２】
図６に良く示されているように、第２サーボ制御装置７３は、ピストン７４および７８が一体構造の制御ハウジング６４の内外にスライドする際に、ピストン７４および７８がトラニオン３６を回転させることにより、ヨーク１６を位置決めする。同じように、第１サーボ制御装置６７のピストン６８および７２も、ヨーク１４を位置決めするよう、同じように働く。従って、マルチサーボ制御装置６７および７３は、・４５・の作動範囲にわたって、液圧ヨーク１４および１６の位置、およびシャフト２５および２６に供給される回転動力を別々に定める。
【００５３】
図１、図３および図７に示すように、液圧モジュール１０のサーボ制御システム６２は、一体構造の制御ハウジング６４に取り付けられた制御ポートプレート６６を有する。この制御システム６２は、多数のサーボ制御装置６７および７３に対するオイルのルートを定め、トランスミッション（図示せず）とトランスミッション内部の液圧モジュール１０との間に、複数の液圧接続部を設けている。制御ポートプレート６６内には、トランスミッション（図示せず）と液圧モジュール１０との間の複数の液圧接続部のうちの１つが設けられている。トランスミッション（図示せず）と液圧モジュール１０との間の他の液圧接続部は、一体構造の制御ハウジング６４に設けられている。
【００５４】
特に制御ポートプレート６６は、単一の制御供給圧力入口８０を有する。単一制御供給圧力入口８０は液圧流体を受けるように、トランスミッション（図示せず）に液圧で接続されている。制御ポートプレート６６は、単一制御供給圧力入口８０から、多数の出口溝８２Ａ〜Ｅまでの液圧流体のルートを定める。これら出口溝８２Ａ〜Ｅは、一体構造の制御ハウジング６４に当接するように位置決めされている。これら出口溝８２Ａ〜Ｅは、多数のサーボ制御装置６７および７３への対応する入口（図示せず）に液圧連通し、多数のサーボ制御装置６７および７３の種々の部品に液圧を供給するようになっている。従って、制御ポートプレート６６は、一体構造の制御ハウジング６４内の多数の位置への液圧流体のルートを定めるための、マニホールドとして働く。
【００５５】
更に上記のように、一体構造の制御ハウジング６４は、トランスミッション（図示せず）と液圧モジュール１０との間に、多数の液圧接続部を有する。これら多数の液圧接続部として、液圧モジュールループチャージ圧力供給部８８と、第１圧力命令信号出口９０と、第２圧力命令信号出口９２と、液圧モジュールループ冷却流リターン部９４とが挙げられる。これら多数の液圧接続部８８、９０、９２および９４は、マニホールド２２だけでなく、ヨーク１４および１６内の多数の位置への液圧流体のルートをも定める。
【００５６】
従って、制御ハウジング６４は、多数の液圧ヨーク１４および１６を制御するための一体構造となるように、流体通路、支持構造体、サーボバルブ、およびサーボピストンを一体化している。これら流体通路、支持構造体、サーボバルブおよびサーボピストンは、農業用トラクターのトランスミッション（図示せず）の内部に設けられる限られたスペースにはめ込みできるよう、１つのハウジング６４内にすべて収容される。
【００５７】
制御ハウジング６４の構造は、米国特許第6,260,468号に開示された一体構造の比例制御装置の構造の変形例であり、この米国特許の開示および図面全体を、本明細書で参考例として援用する。
【００５８】
図１および図２に示すように、マニホールド２２上のジョイント表面１００は、マニホールド２２を制御ハウジング６４に嵌合させている。図３および図８に示すように、ジョイント表面１００からは、取り付け特殊ペグ１０２が延びている。この取り付け特殊ペグ１０２は、制御ハウジング内の対応する取り付け特殊孔１０４に嵌合する。対応する取り付け特殊ペグおよび孔１０２および１０４は、組み立て中にマニホールド２２に対し、制御ハウジング６４を正しく位置決めするように働く。同様に、ジョイント表面１００内のボルト孔、および制御ハウジング６４は互いに整合し、制御ハウジングがマニホールド２２に取り外し自在に取り付けできるようにしている。
【００５９】
更に図３および図８を参照する。制御ハウジングポート１０８は、ジョイント表面１００上のマニホールドポート１１０と整合している。制御ハウジングポート１０８は、液圧モジュールループチャージ圧力供給部８８と、液圧ループ冷却流リターン部９４との間の流体の、ジョイント表面１００上のマニホールドポート１１０へのルートを定める。マニホールドポート１１０は、１つのヨークから他のヨークへオイルを流し、ヨーク１４および１６の一体的流体通路２８および３０を通過する流体の入出制御をするための導管として働くマニホールド２２内の内側コア通路３２と３４との間の流体のルートを定めるための流体バルブとして働く。
【００６０】
従って、車両とモジュール１０との間の液圧システム流は、制御ハウジング６４を通過するマニホールド２２へのルートが定められ、制御ハウジング６４およびマニホールドジョイント１００における流体の交換を改善する。制御ハウジング６４がマニホールド２２に密に接近した状態となっていることにより、モジュール１０を作動させるのに必要な液圧流体の簡略化された交換を可能にし、よりコンパクトな設計を可能にし、よって収納だけでなく、コストの点でも有利となっている。
【００６１】
ジョイント表面１００において、制御ハウジング６４をマニホールド２２に接合したことに起因し、制御ハウジング６４は、マニホールド２２の特性にも寄与している。マニホールド２２は、モジュール１０の主要な構造上の機素であり、液圧モジュール１０のキーとなる部品のすべてに極めて正確に位置決めされるようになっている。マニホールド２２は、強固で、かつ剛性であり、極めて大きい負荷が作用するので、その位置およびスペースを維持している。マニホールド２２は、制御ハウジング６４内で生じた力に対して反作用するのに影響を受けた必要な剛性を得るための構造上の支持部品としても使用されている。
【００６２】
制御ハウジング６４／マニホールド２２の剛性によって、マニホールド２２ための取り付け用特徴部品１０２および１０４の使用を制御ハウジング６４に追加できるようになっている。従って、液圧モジュール１０の構造体の他の部分により、ジョイント１００を通して、制御ハウジング６４にかかる力が分配される。
【００６３】
従って、液圧モジュール１０全体のスペース条件を最小にするように、互いに入れ子状となった形状になっており、かつそのように位置決めされた多数のヨーク１４および１６を備える斜軸液圧モジュール１０が開示されている。
【００６４】
本発明は、ヨーク１４および１６の枢動角度を制御するように、ヨーク１４および１６に機械式ストッパー５８および６０が設けられたマルチヨーク１４および１６を備える斜軸液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６５】
更に本発明は、双方のヨーク１４および１６の移動を制御するように、一体構造の制御ハウジング６４が設けられた、多数のヨーク１４および１６を備える斜軸液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６６】
更に本発明は、制御ハウジング６４に固定された剛性構造の流体マニホールド２２のアセンブリを備える液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６７】
最後に本発明は、制御ハウジング６４内の必要な位置に流体を搬送するための一体構造のポートプレート６６を備える液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６８】
当業者であれば、本発明の要旨から逸脱することなく、装置について、上記以外の種々の変形を行うことができることは理解できると思う。かかるすべての変形例および変更例は、特許請求の範囲内に入るものであり、これらは、特許請求の範囲にカバーされている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係わる液圧モジュールの一実施例の正面斜視図である。
【図２】本発明に係わる液圧モジュールの一実施例の背面斜視図である。
【図３】本発明の制御ハウジングの斜視図である。
【図４】本発明の液圧モジュールの横断平面図である。
【図５】本発明のヨークおよびストッパーの平面略図である。
【図６】本発明の液圧モジュールの部分横断側面図である。
【図７】本発明のポートプレートの平面図である。
【図８】マニホールドのジョイント表面を示す、本発明の液圧モジュールの正面斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 液圧モジュール
１１ 斜軸液圧ユニット
１２ フレーム
１４ クラッチユニットヨーク
１６ リングユニットヨーク
２２ マニホールド
２３、２４ 動力ユニット
２５、２６ シャフト
２７ ギア
２８、３０ 通路
３２、３４ 通路
３６ トラニオン
３８Ａ、３８Ｂ 端部壁
４０Ａ、４０Ｂ 外側表面
４２Ａ、４２Ｂ 側壁
４４Ａ 有形部分
４６ リブ
５０、５２、５４、５６ ストッパー
５８ 一体的ストッパー
６０ 一体的溝
６２ サーボ制御システム
６４ 制御ハウジング
６６ ポートプレート
６７ 第１サーボ制御装置
６８ 第１サーボピストン
７０ 第１サーボバルブ
７２ 第１バイアスピストン
７３ 第２サーボ制御装置
７６ 第２サーボバルブ
７８ 第２バイアスピストン
８０ 圧力入口
８２Ａ〜Ｅ 出口
８８ ループチャージ圧力供給部
９０ 第１圧力命令信号出口
９２ 第２圧力命令信号出口
９４ 液圧モジュールループ冷却流れリターン部
１００ ジョイント表面
１０２ 取り付け特殊ペグ
１０４ 取り付け特殊孔
１０８ 制御ハウジングポート
１１０ マニホールドポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押し除け量可変斜軸液圧ユニットの技術分野に関する。このような斜軸液圧ユニットは、何年も前から、公知となっている。
【背景技術】
【０００２】
このような装置では、動力出力は、装置の物理的寸法によって限られている。動力が更に必要となった時の解決案は、より大きい寸法のユニットを設けることである。しかし、ある種の車両の構造では、スペースと寸法が問題となり、より多くの動力が必要とされ、スペースが限られたときには、より大きい斜軸液圧ユニットでは、かかる状況に適合するのが困難となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の主たる目的は、ユニット全体のスペース条件を最小にするように、互いに入れ子状に嵌合するような形状および配置とされた多数のヨークを備える斜軸液圧モジュールを提供することにある。
【０００４】
本発明の別の目的は、ヨークの枢動角度を制御するように、機械式ストッパーが設けられている多数のヨークを備える斜軸液圧モジュールを提供することにある。
【０００５】
本発明の更に別の目的は、双方のヨークの運動を制御するように、単一部品の制御ハウジングが設けられた斜軸液圧ユニット、および多数のヨークを備える液圧モジュールを提供することにある。
【０００６】
本発明の更に別の目的は、制御ハウジングに固定された、剛質の構造的流体マニホールドアセンブリを備える液圧モジュールを提供することにある。
【０００７】
本発明の更に別の目的は、制御ハウジング内の必要な場所に流体を運ぶための一体構造のポートプレートを備える液圧モジュールを提供することにある。
【０００８】
以下の説明により、当業者には、上記およびそれ以外の目的が明らかとなると思う。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
フレームによって１対のシャフトを含む液圧モジュールが回転自在に支持されている。フレームには、２つのヨークが枢着されている。各ヨークは、他のヨークおよびフレームに対して相補的な表面を有し、ヨークが占めるスペースを最小にしている。ヨークおよびフレームには、ヨークの枢動運動を制限するためのストッパー手段が設けられている。各ヨークにより、液圧動力ユニットが支持されており、各ヨークは、シャフトの１つに接続されている。サーボピストンを含む単一部品制御ハウジングを有する制御システムが、ヨークを枢動させるようになっている。サーボピストンは、ヨークの配向を別々に決定し、制御ハウジングには、一体構造の流体制御ポートプレートが固定されており、制御ハウジング内の多数の位置への液圧流体のルートを定めるようになっている。マニホールドと制御ハウジングとの間で密に接近した状態で、流体マニホールドが主要構造要素として働き、マニホールドと制御ハウジングとの間の簡略化された流体の交換を可能にしている。
【００１０】
本発明の液圧モジュールは、コンパクトな最新のトラクターのハウジングのエンベロープ内にはめ込むようになっており、運転台のすぐ前方の地面を明瞭に見なければならないオペレータの視線の視界を妨害しないようにしなければならない。従って、液圧モジュールの幅方向の寸法は重要である。ヨークの位置は、ヨークが互いに干渉することなく、より密に入れ子嵌合できる状態で、ギアの中心線とのシリンダブロックシャフトの整合を含む、ギアの中心線の条件を満たさなければならない。各ヨークは、別々に移動しなければならず、他のヨークの位置にかかわらず、任意の回転角位置に設置できなければならない。
【００１１】
フレームとマニホールド部品を組み立てると、これらは、２つのヨークを捕捉するようになっている。次に、ヨークおよびフレーム内に、これら２つのキットが収納され、これらに装填される。フレームは、キット（ヨーク）のシャフトの位置を定め、キットのシャフトは、シャフトに組み立てられたギアを、遊星リングギアおよびクラッチギアにそれぞれ整合する。従って、これら２つのキットおよび関連するストローク装置を、本明細書では、クラッチユニット（ＣＵ）およびリングユニット（ＲＵ）と呼ぶ。
【００１２】
一般に、角度可変ヨークには、ヨークの移動を制限する２つの機械式ハードストッパーが設けられている。液圧機械式トランスミッション用に開発された液圧モジュールの場合、ヨークの１つに、３つ以上のハードストッパーを設ける必要がある。これら２つの機械式ハードストッパーの間で、ヨークを所定の角度に正確に位置決めしなければならない。本発明は、更に必要とされるハードストッパーを形成するために、互いに密に接近してスイングする２つのヨークに、特徴部品を組み込んでいる。
【００１３】
一体的な相対角ストッパーが、２つの液圧ヨークに組み込まれた物理的な特徴部品となっている。液圧ヨークは、互いに密に接近した状態で、所定の範囲の角度だけスイングする。左ヨークは、−４５・の最小角度から、＋４５・の最大角度の円弧にわたってスイングし、右ヨークは、−１５・の最小角度から、＋４５・の最大角度までの円弧にわたってスイングする。
【００１４】
ヨークが停止される既知の位置を定めるのに、最小および最大ヨーク角度ストッパーしか利用できない。一体的な相対的角度ストッパーは、既知の位置で、ヨークを停止できる別の角度を提供する。ヨークが望ましい角度の組み合わせで接触するように、ヨークに特徴部品が設けられている。このような角度の組み合わせは、最小および最大ストッパー限度以外の角度でよい。
【００１５】
液圧モジュールの液圧比を極めて正確に設定するには、一体的相対角度ストッパーによって設定されるヨーク角度の別の組み合わせが必要である。このヨークは、位置検出サーボ制御装置により、液圧によって位置決めされる。サーボ制御装置は、一体的相対角度ストッパーが提供するような精度、および繰り返し性を提供しないので、ヨーク角度の特別の組み合わせで、ハードを停止させる必要がある。
【００１６】
現在の液圧モジュール構造の場合、左ヨークに対し、＋４４.５・で、物理的にハード停止する命令を出し、右ヨークを、正確に＋１３.５・に位置決めすることが望ましい。このような特定のヨーク角度の組み合わせで、ヨークの間を物理的に干渉するように、双方のヨークに特徴部品が追加されている。
【００１７】
上に説明したように、一体的相対角度ストッパーの機素は、特定のヨーク角度の組み合わせのみにおいて、ヨーク間の干渉を生じさせるよう、液圧ヨークに組み込まれた物理的特徴部品である。これによって、ヨークは、別の機構を設けることなく、最小および最大角度条件だけで、機械式ハードストッパーを有することが可能となっている。機械式ハードストッパーは、ヨークを位置決めするのに使用されるサーボ制御装置に対し、すぐれた繰り返しおよび精度を提供できる。
【００１８】
本発明では、多数の液圧ヨークを制御するのに、サーボバルブ、支持構造体、流体通路およびサーボピストンを、一体構造の制御ハウジングに組み込んでいる。サーボバルブ、サーボピストン、サーボピストン構造体および流体通路は、いずれも、農業用トラクターのトランスミッション内に設けられた限られたスペースへ組み込みできるよう、単一ハウジング内に収容されている。
【００１９】
多数のサーボ制御装置により、・４５・の作動レンジにわたって、液圧ヨークを位置決めしている。多数の制御装置のための機械式フィードバック機構、制御スプールおよびサーボピストンが、すべて１つのハウジング内に組み込まれている。
【００２０】
本発明では、多数のサーボ制御装置により、一体構造の制御ハウジング全体でのオイルのルートを定め、かつ農業用トラクターのトランスミッションとトランスミッション内の液圧モジュールとの間に、５つの液圧接続部を設ける必要がある。プレート内に、これら接続部のうちの１つが設けられ、このプレートは、他の５つの接続部のためのオイルのルートを定める。
【００２１】
多数のサーボバルブにより、一体構造の制御ハウジング内の多数の位置への液圧オイルのルートを定めるためのマニホールドとして、制御ポートプレートが働く。この制御ポートプレートは、制御装置の後部から制御装置の前方へのオイルのルートを定め、液圧モジュールとの適当な接続部を構成している。
【００２２】
上に述べたように、この制御ポートプレートは、トラクターのトランスミッションとの液圧接続部を構成し、多数の液圧制御装置により、一体構造の制御ハウジング内でのオイルのルートを定める。制御ポートプレートは、トラクターのトランスミッションに接続した液圧ポートをも有する。
【００２３】
本発明では、液圧パッケージは、現在のトランスミッションのハウジングのエンベロープ内に取り付けなければならない。側面から側面までのスペースだけでなく、前方から後方までのスペースも、極めて限られている。更に、シャフトは、トランスミッション全体の嵌合ギアと整列していなければならない。
【００２４】
シャフトの平行軸線が整合した状態で、一体構造のヨークに収容された２つの可変斜軸キットが、１つのパッケージ内で共に接合されているという点で、構造がユニークである。このような構造によって、ギア、ベルト、チェーンなどを使用することにより、液圧モジュールの内外への動力の伝達が容易となっている。またこのような構成により、ユニットを液圧式に接続するのに、ホースまたはチューブに依存することなく、構造が同じパッケージ内に、２つ以上の液圧ユニットを設けることができるようにもなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１を参照すると、本発明の液圧モジュール１０は、斜軸液圧ユニット１１とフレーム１２とを有する。フレーム１２は、他の部品を保持し、位置決めするための構造的ユニットとして働くとともに、部品を所定位置に保持するよう、モジュール内で、力に抗して作用もする。
【００２６】
図４を参照する。クラッチユニットヨーク１４およびリングユニットヨーク１６は、液圧動力ユニット（シリンダブロックまたはキット）２３および２４をそれぞれ有し、これらを支持し、交差路において、フレーム１２に対して枢動するように、フレーム１２に枢着されている。組み立て時に、フレーム１２とマニホールド２２との間に、２つのヨーク１４および１６が捕捉される。
【００２７】
液圧動力ユニット２３および２４は、１対の平行な横方向に離間したシャフト２５および２６に、それぞれ作動的に接続されている。これらシャフト２５および２６は、フレーム１２によって回転自在に支持されており、フレーム１２から外側へ同一方向を向いている。液圧動力ユニット２３および２４は、シャフト２５および２６を回転させるように作動する。
【００２８】
次に、これら２つの液圧動力ユニット２３および２４は、ヨーク１４および１６、ならびにフレーム１２内に収容され、これらに対して装填されている。フレーム１２は、シャフト２５および２６を位置決めし、次に、自動車のトランスミッション（図示せず）の遊星リングギア内のシャフト２５、およびクラッチギア内のシャフト２６に、それぞれ組み立てられたギア２７を整合させている。
【００２９】
従って、液圧動力ユニット２３、およびこれに関連するヨーク１４および液圧動力ユニット２４、およびこれに関連するヨーク１６を、それぞれクラッチユニットヨーク１４およびリング状ユニットヨーク１６と呼ぶ。
【００３０】
図６に示すように、ヨーク１４と１６とは、一体の構造体となっていることが好ましい。この一体構造のヨーク１４および１６は、一体化された流体通路２８および３０を有する。米国特許第6,203,283号には、一体化された流体通路２８および３０を有する一体構造のヨーク１４および１６の詳細が示されている。本明細書では、この米国特許全体の内容を参考例として援用する。
【００３１】
マニホールド２２は、アセンブリ内のすべての液圧動力ユニット２３と２４との間の高圧流体のための導管として機能するとともに、液圧モジュール１０のための必要なバルブ部品をも有する。マニホールド２２は、圧力を保護し、かつループをフラッシングするための補助バルブ部品（図示せず）を有する。マニホールド２２は、ヨーク１４からヨーク１６へ延びる２つの内側コア通路３２および３４をも有し、液圧モジュール１０の２つの作動ループを形成している。これら内部コア通路３２および３４は、１つのヨークから他のヨークまでオイルを流すための導管として働く。
【００３２】
マニホールド２２内の通路３２および３４は、ヨーク１６の一体化された流体通路２８および３０を通過する流体の入出制御を行う。通路３２および３４は、ヨーク１６のトラニオン３６に沿う一体的流体通路２８および３０と連通している。トラニオン３６から端部壁３８Ｂまでヨーク１６内の一体的流体通路２８および３０の１つを通って、流体が搬送される。
【００３３】
端部壁３８Ｂでは、一体的流体通路２８および３０の一方から、液圧流体ユニット２４の片側内まで、流体が吸引される。液圧動力ユニット２４の反対側は、端部壁３８Ｂにおいて、一体的流体通路２８および３０の他方内へ流体を戻し、これからトラニオン３６および対応する一体的流体通路２８または３０まで流体を戻す。同様に、ヨーク１４は、類似する一体的流体通路構造体を有する。
【００３４】
図４に示すように、各ヨーク１４および１６は、端部壁３８Ａおよび３８Ｂ、ならびに側壁４２Ａおよび４２Ｂをそれぞれ含む外側表面４０Ａおよび４０Ｂをそれぞれ有する。これらヨーク１４の外側表面４０Ａおよびヨーク１６の外側表面４０Ｂは、外側表面４０Ａおよび４０Ｂの相補的表面が密に離間した状態となっているときに、ヨーク１４および１６が占めるスペースの大きさを最小にするように、互いに、かつフレーム１２に対しても相補的な表面を有する。
【００３５】
より詳細に説明すれば、ヨーク１４の端部壁３８Ａは、ヨーク１４の外側表面４０Ａ上の有形部分４４Ａを有する。この有形部分４４Ａにより、２つのヨーク１４と１６とが互いに接触することなく、ヨーク１４の端部壁３８Ａは、ヨーク１６の側壁３８Ｂに対して入れ子状に、すなわち、密に離間した状態に位置決めできるようになっている。同様に、フレーム１２上の有形リブ４６も、ヨーク１４の側壁４２Ａに適合するような形状になっている。
【００３６】
これら部分４４Ａおよび４６上の輪郭角度は、ヨーク１４および１６のピボット角度に応じて決まる。ヨーク１４は、角度閘だけ反時計回り方向に枢動し、ヨーク１６は、角度痾だけ時計回り方向に枢動する（図４）。特にヨーク１４は、シャフト２５の中心線Ａに対して、角度閘だけ反時計回り方向に枢動するヨーク中心線Ｂを有する。ヨーク１６は、このヨークのシャフト２６の中心線Ｄに対して、角度痾だけ時計回り方向に枢動するヨーク中心線Ｃを有する。従って、ヨーク１４の端部壁３８Ａ上の有形部分４４Ａの角度は、ヨーク１４の中心線Ｂに対して、閘＋痾に等しくなっている。
【００３７】
同様に、ヨーク１４の側壁４２Ａに適合するフレーム１２上の有形リブ４６の角度は、シャフト２３５の中心線Ａに直交するフレーム１２の表面Ｅに対して、９０度−閘に等しくなっている。
【００３８】
部分４４Ａおよび４６を設けたことにより、液圧モジュール１０の幅方向の寸法を最小にすることが可能となっている。ここで、液圧モジュール１０の幅方向の寸法は、重要な設計上の基準である。特に本発明の液圧モジュール１０は、コンパクトである最近のトラクターのハウジングのエンベロープに適合するようになっており、運転台のすぐ前方の地面を明瞭に見なければならないオペレータの視線の視界を妨害しないようにしなければならない。
【００３９】
更に、ヨーク１４および１６の位置は、互いに干渉することなく、ヨーク１４および１６を、より密に位置決めできるようにしながら、ギアの中心線とシャフト２５および２６とを整合することを含む、ギアの中心線の条件を満たさなければならない。更に、各ヨーク１４および１６は、他方のヨークの位置に関係なく多数の回転角位置に配置できなければならない。従って、液圧モジュール１０の幅方向の寸法を最小にすることは、部分４４Ａおよび４６により可能となる重要な設計上の基準である。
【００４０】
図５に示すように、液圧モジュール１０には、３つ以上のハードストッパーが設けられている。一般に、角度可変ヨークの場合、ヨークの移動を制限する２つの機械式ハードストッパーが設けられる。本発明では、３つ以上のハードストッパーを設けたことにより、２つの機械式ハードストッパーの間の所定角度に、ヨーク１４および１６を正確に位置決めできるようになっている。
【００４１】
特に液圧モジュール１０は、互いに密に接近した状態で、スイングするヨーク１４および１６が接触しないように、これらを停止させるための４つの５０、５２、５４および５６を、フレーム１２内に内蔵している。
【００４２】
液圧モジュール１０は、クラッチユニットヨーク１４の最大外側角度ストッパー５０および内側角度ストッパー５２を有する。リングユニットヨーク１６は、ヨークの最大内側角度ストッパー５４および外側角度ストッパー５６を有する。これらストッパー５０、５２、５４および５６は、任意の適当な角度にすることができる。
【００４３】
ヨーク１４および１６が枢動運動の所定位置にあるとき（シャフト２５の中心線Ａおよびシャフト２６の中心線Ｄ）、これらは、シリンダブロック２３および２４、ならびにシャフト２５および２６に対する中立位置を定める。ストッパー５０、５２、５４および５６によって、ヨーク１４および１６は、次のパラメータ内で枢動できるようになっている。
【００４４】
ここで、パラメータに付けられた＋記号は、中立位置から時計回り方向を意味し、−記号は、中立位置から反時計回り方向を意味する。図示するように、クラッチユニットヨーク１４は、ストッパー５０での−４５・の最小角度の円弧を通って、ストッパー５２での＋４５・の最大角度までスイングする。リングヨークユニット１６は、ストッパー５４での−１５・の最小円弧角度を通って、ストッパー５６での＋４５・の最大角度までスイングする。
【００４５】
従って、ストッパー５０、５２、５４および５６によって、ヨーク１４および１６は、次の位置の組み合わせまで枢動できる。すなわち、−４５・のヨークと−１５・のヨークとの組み合わせ、＋４５・のヨークと−１５・のヨークとの組み合わせ、＋４５・のヨークと−１５・のヨークの組み合わせ、＋４５・のヨークと＋４５・のヨークの組み合わせ、−４５・のヨークと−４５・のヨークとの組み合わせ、４５・のヨークと１５・のヨークの組み合わせまで枢動できる。
【００４６】
ヨーク１６上の一体的ストッパー５８、およびそれに対応するヨーク１４上の一体的溝６０は、２つの液圧ヨーク１４および１６に組み込まれた物理的な特徴部品となっている。液圧ヨーク１４と１６とが互いに密に接近した状態で、ある範囲の角度だけスイングする際に、ヨーク１６上の一体的ストッパー５８によって更なる角度が得られ、この場合、ヨーク１４と１６とを既知の位置に停止させることができる。ヨーク１４と１６とが所望する角度の組み合わせで接触するように、ヨーク１４および１６には、ヨーク１６上の一体的ストッパー５８、およびそれに対応するヨーク１４上の一体的溝６０が設けられている。
【００４７】
液圧モジュール１０の液圧比をより正確に設定するには、一体的ストッパー５８および一体的溝６０によって設定される別のヨーク角度の組み合わせが必要である。ヨーク１４および１６は（図１および図３に示されている）位置検出サーボ制御システム６２により、液圧によって位置決めされる。サーボ制御システム６２は、一体的ストッパー５８が提供するような精度、および繰り返し性を提供しないので、一体的ストッパー５８および一体的溝６０により、特別なヨーク角度の組み合わせにする必要がある。このような角度の組み合わせは、ストッパーの最大限度および最小限度を除く任意の所望する角度にすることができる。
【００４８】
図示するように、左ヨーク１４が、物理的ハードストッパーに対し＋４４.５・に配向し、右ヨーク１６が、物理的ハードストッパーに対し＋１３.５・に配向するような特定のヨーク角度の組み合わせで、ヨーク１４と１６との間で物理的な干渉が生じるように、これらヨーク１４および１６に対し、ヨーク１６上に一体的ストッパー５８が追加され、ヨーク１４上に対応する一体的溝６０が追加されている。
【００４９】
図１および図３に示すように、液圧モジュール１０のサーボ制御システム６２は、一体構造の制御ハウジング６４を有する。制御ハウジング６４は、ヨーク１４および１６の位置を制御し、従って、オペレータが命令するような液圧動力ユニット２３および２４の押し除け量を制御するのに必要なハードウェアを有する。
【００５０】
一体構造の制御ハウジング６４には、第１サーボピストン６８および第１バイアスピストン７２に関連する第１サーボバルブ７０を含む第１サーボ制御装置６７が特に装備されている。同様に、ハウジング６４も、第２サーボピストン７４および第２バイアスピストン７８に関連する第２サーボバルブ７６を含む第２サーボ制御装置７３を有する。
【００５１】
これらサーボバルブ７０および７６は、サーボピストン６８および７４だけでなく、バイアスピストン７２および７８にかかる液圧を制御する。ピストン６８、７４、７２および７８にかかる液圧によって、ピストン６８、７４、７２および７８は、一体構造の制御ハウジング６４の内外にスライドさせられる。
【００５２】
図６に良く示されているように、第２サーボ制御装置７３は、ピストン７４および７８が一体構造の制御ハウジング６４の内外にスライドする際に、ピストン７４および７８がトラニオン３６を回転させることにより、ヨーク１６を位置決めする。同じように、第１サーボ制御装置６７のピストン６８および７２も、ヨーク１４を位置決めするよう、同じように働く。従って、マルチサーボ制御装置６７および７３は、・４５・の作動範囲にわたって、液圧ヨーク１４および１６の位置、およびシャフト２５および２６に供給される回転動力を別々に定める。
【００５３】
図１、図３および図７に示すように、液圧モジュール１０のサーボ制御システム６２は、一体構造の制御ハウジング６４に取り付けられた制御ポートプレート６６を有する。この制御システム６２は、多数のサーボ制御装置６７および７３に対するオイルのルートを定め、トランスミッション（図示せず）とトランスミッション内部の液圧モジュール１０との間に、複数の液圧接続部を設けている。制御ポートプレート６６内には、トランスミッション（図示せず）と液圧モジュール１０との間の複数の液圧接続部のうちの１つが設けられている。トランスミッション（図示せず）と液圧モジュール１０との間の他の液圧接続部は、一体構造の制御ハウジング６４に設けられている。
【００５４】
特に制御ポートプレート６６は、単一の制御供給圧力入口８０を有する。単一制御供給圧力入口８０は液圧流体を受けるように、トランスミッション（図示せず）に液圧で接続されている。制御ポートプレート６６は、単一制御供給圧力入口８０から、多数の出口溝８２Ａ〜Ｅまでの液圧流体のルートを定める。これら出口溝８２Ａ〜Ｅは、一体構造の制御ハウジング６４に当接するように位置決めされている。これら出口溝８２Ａ〜Ｅは、多数のサーボ制御装置６７および７３への対応する入口（図示せず）に液圧連通し、多数のサーボ制御装置６７および７３の種々の部品に液圧を供給するようになっている。従って、制御ポートプレート６６は、一体構造の制御ハウジング６４内の多数の位置への液圧流体のルートを定めるための、マニホールドとして働く。
【００５５】
更に上記のように、一体構造の制御ハウジング６４は、トランスミッション（図示せず）と液圧モジュール１０との間に、多数の液圧接続部を有する。これら多数の液圧接続部として、液圧モジュールループチャージ圧力供給部８８と、第１圧力命令信号出口９０と、第２圧力命令信号出口９２と、液圧モジュールループ冷却流リターン部９４とが挙げられる。これら多数の液圧接続部８８、９０、９２および９４は、マニホールド２２だけでなく、ヨーク１４および１６内の多数の位置への液圧流体のルートをも定める。
【００５６】
従って、制御ハウジング６４は、多数の液圧ヨーク１４および１６を制御するための一体構造となるように、流体通路、支持構造体、サーボバルブ、およびサーボピストンを一体化している。これら流体通路、支持構造体、サーボバルブおよびサーボピストンは、農業用トラクターのトランスミッション（図示せず）の内部に設けられる限られたスペースにはめ込みできるよう、１つのハウジング６４内にすべて収容される。
【００５７】
制御ハウジング６４の構造は、米国特許第6,260,468号に開示された一体構造の比例制御装置の構造の変形例であり、この米国特許の開示および図面全体を、本明細書で参考例として援用する。
【００５８】
図１および図２に示すように、マニホールド２２上のジョイント表面１００は、マニホールド２２を制御ハウジング６４に嵌合させている。図３および図８に示すように、ジョイント表面１００からは、取り付け特殊ペグ１０２が延びている。この取り付け特殊ペグ１０２は、制御ハウジング内の対応する取り付け特殊孔１０４に嵌合する。対応する取り付け特殊ペグおよび孔１０２および１０４は、組み立て中にマニホールド２２に対し、制御ハウジング６４を正しく位置決めするように働く。同様に、ジョイント表面１００内のボルト孔、および制御ハウジング６４は互いに整合し、制御ハウジングがマニホールド２２に取り外し自在に取り付けできるようにしている。
【００５９】
更に図３および図８を参照する。制御ハウジングポート１０８は、ジョイント表面１００上のマニホールドポート１１０と整合している。制御ハウジングポート１０８は、液圧モジュールループチャージ圧力供給部８８と、液圧ループ冷却流リターン部９４との間の流体の、ジョイント表面１００上のマニホールドポート１１０へのルートを定める。マニホールドポート１１０は、１つのヨークから他のヨークへオイルを流し、ヨーク１４および１６の一体的流体通路２８および３０を通過する流体の入出制御をするための導管として働くマニホールド２２内の内側コア通路３２と３４との間の流体のルートを定めるための流体バルブとして働く。
【００６０】
従って、車両とモジュール１０との間の液圧システム流は、制御ハウジング６４を通過するマニホールド２２へのルートが定められ、制御ハウジング６４およびマニホールドジョイント１００における流体の交換を改善する。制御ハウジング６４がマニホールド２２に密に接近した状態となっていることにより、モジュール１０を作動させるのに必要な液圧流体の簡略化された交換を可能にし、よりコンパクトな設計を可能にし、よって収納だけでなく、コストの点でも有利となっている。
【００６１】
ジョイント表面１００において、制御ハウジング６４をマニホールド２２に接合したことに起因し、制御ハウジング６４は、マニホールド２２の特性にも寄与している。マニホールド２２は、モジュール１０の主要な構造上の機素であり、液圧モジュール１０のキーとなる部品のすべてに極めて正確に位置決めされるようになっている。マニホールド２２は、強固で、かつ剛性であり、極めて大きい負荷が作用するので、その位置およびスペースを維持している。マニホールド２２は、制御ハウジング６４内で生じた力に対して反作用するのに影響を受けた必要な剛性を得るための構造上の支持部品としても使用されている。
【００６２】
制御ハウジング６４／マニホールド２２の剛性によって、マニホールド２２ための取り付け用特徴部品１０２および１０４の使用を制御ハウジング６４に追加できるようになっている。従って、液圧モジュール１０の構造体の他の部分により、ジョイント１００を通して、制御ハウジング６４にかかる力が分配される。
【００６３】
従って、液圧モジュール１０全体のスペース条件を最小にするように、互いに入れ子状となった形状になっており、かつそのように位置決めされた多数のヨーク１４および１６を備える斜軸液圧モジュール１０が開示されている。
【００６４】
本発明は、ヨーク１４および１６の枢動角度を制御するように、ヨーク１４および１６に機械式ストッパー５８および６０が設けられたマルチヨーク１４および１６を備える斜軸液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６５】
更に本発明は、双方のヨーク１４および１６の移動を制御するように、一体構造の制御ハウジング６４が設けられた、多数のヨーク１４および１６を備える斜軸液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６６】
更に本発明は、制御ハウジング６４に固定された剛性構造の流体マニホールド２２のアセンブリを備える液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６７】
最後に本発明は、制御ハウジング６４内の必要な位置に流体を搬送するための一体構造のポートプレート６６を備える液圧モジュール１０をも提供するものである。
【００６８】
当業者であれば、本発明の要旨から逸脱することなく、装置について、上記以外の種々の変形を行うことができることは理解できると思う。かかるすべての変形例および変更例は、特許請求の範囲内に入るものであり、これらは、特許請求の範囲にカバーされている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係わる液圧モジュールの一実施例の正面斜視図である。
【図２】本発明に係わる液圧モジュールの一実施例の背面斜視図である。
【図３】本発明の制御ハウジングの斜視図である。
【図４】本発明の液圧モジュールの横断平面図である。
【図５】本発明のヨークおよびストッパーの平面略図である。
【図６】本発明の液圧モジュールの部分横断側面図である。
【図７】本発明のポートプレートの平面図である。
【図８】マニホールドのジョイント表面を示す、本発明の液圧モジュールの正面斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 液圧モジュール
１１ 斜軸液圧ユニット
１２ フレーム
１４ クラッチユニットヨーク
１６ リングユニットヨーク
２２ マニホールド
２３、２４ 動力ユニット
２５、２６ シャフト
２７ ギア
２８、３０ 通路
３２、３４ 通路
３６ トラニオン
３８Ａ、３８Ｂ 端部壁
４０Ａ、４０Ｂ 外側表面
４２Ａ、４２Ｂ 側壁
４４Ａ 有形部分
４６ リブ
５０、５２、５４、５６ ストッパー
５８ 一体的ストッパー
６０ 一体的溝
６２ サーボ制御システム
６４ 制御ハウジング
６６ ポートプレート
６７ 第１サーボ制御装置
６８ 第１サーボピストン
７０ 第１サーボバルブ
７２ 第１バイアスピストン
７３ 第２サーボ制御装置
７６ 第２サーボバルブ
７８ 第２バイアスピストン
８０ 圧力入口
８２Ａ〜Ｅ 出口
８８ ループチャージ圧力供給部
９０ 第１圧力命令信号出口
９２ 第２圧力命令信号出口
９４ 液圧モジュールループ冷却流れリターン部
１００ ジョイント表面
１０２ 取り付け特殊ペグ
１０４ 取り付け特殊孔
１０８ 制御ハウジングポート
１１０ マニホールドポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
このフレームにより回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
かつ各ヨークによって支持された液圧動力ユニットを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
更に前記ヨークを枢動させるための制御システムと、
前記ヨークの枢動運動を制限するように、前記ヨークおよび前記フレームに設けられたストッパー手段とを備え、
該ストッパー手段は、前記ヨークおよび前記フレームが互いに離れる方向に最大限回転すること及び近づく方向への回転を制限する液圧モジュール。
【請求項２】
フレームと、
このフレームにより回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
各ヨークによって支持された液圧動力ユニットとを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
かつ前記ヨークを枢動させるための制御システムを備え、前記制御システムは、サーボピストンを含む一体構造の制御ハウジングを有し、前記サーボピストンは、前記ヨークの配向、従って前記シャフトに供給される回転動力を、独立して決定するようになっている液圧モジュール。
【請求項３】
フレームと、
このフレームによって回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
各ヨークによって支持された液圧動力ユニットとを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
かつ前記ヨークを枢動させるための制御システムを備え、
前記制御システムがサーボピストンを含む制御ハウジングを有し、前記サーボピストンは、前記ヨークの配向、従って前記シャフトに供給される回転動力を決定するようになっており、
前記液圧動力ユニットの間の高圧流体のための導管として働くようになっている流体マニホールドを備え、このマニホールドは、前記制御ハウジングに密に接近した状態で、剛性かつ直接固定された流体バルブを含み、前記マニホールドが、強固かつ剛性であり、前記マニホールドと前記制御ハウジングとの間に密に接近した状態で、前記液圧モジュールの主要構造要素を含み、もって、共通流体ポートを通してこれらポートの間で流体を簡単に交換でき、
一体構造の制御ポートプレートが制御ハウジング内に保持され、前記制御ハウジング内の多数の位置、および前記制御ハウジング内のサーボバルブへの液圧流体の通路を定めるようになっている液圧モジュール。
【請求項４】
フレームと、
このフレームによって回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
各ヨークによって支持された液圧動力ユニットとを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
前記ヨークを枢動させるための制御システムを備え、
この制御システムは、サーボピストンを含む制御ハウジングを有し、前記サーボピストンは、前記ヨークの配向、および従って前記シャフトに供給される回転動力を決定するようになっており、
前記制御ハウジングに固定され、前記制御ハウジング内の多数の位置、および前記制御ハウジング内のサーボバルブへの液圧流体の通路を定めるようになっている一体構造の流体制御ポートプレートとを備える液圧モジュール。
【請求項１】
フレームと、
このフレームにより回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
かつ各ヨークによって支持された液圧動力ユニットを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
更に前記ヨークを枢動させるための制御システムと、
前記ヨークの枢動運動を制限するように、前記ヨークおよび前記フレームに設けられたストッパー手段とを備え、
該ストッパー手段は、前記ヨークおよび前記フレームが互いに離れる方向に最大限回転すること及び近づく方向への回転を制限する液圧モジュール。
【請求項２】
フレームと、
このフレームにより回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
各ヨークによって支持された液圧動力ユニットとを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
かつ前記ヨークを枢動させるための制御システムを備え、前記制御システムは、サーボピストンを含む一体構造の制御ハウジングを有し、前記サーボピストンは、前記ヨークの配向、従って前記シャフトに供給される回転動力を、独立して決定するようになっている液圧モジュール。
【請求項３】
フレームと、
このフレームによって回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
各ヨークによって支持された液圧動力ユニットとを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
かつ前記ヨークを枢動させるための制御システムを備え、
前記制御システムがサーボピストンを含む制御ハウジングを有し、前記サーボピストンは、前記ヨークの配向、従って前記シャフトに供給される回転動力を決定するようになっており、
前記液圧動力ユニットの間の高圧流体のための導管として働くようになっている流体マニホールドを備え、このマニホールドは、前記制御ハウジングに密に接近した状態で、剛性かつ直接固定された流体バルブを含み、前記マニホールドが、強固かつ剛性であり、前記マニホールドと前記制御ハウジングとの間に密に接近した状態で、前記液圧モジュールの主要構造要素を含み、もって、共通流体ポートを通してこれらポートの間で流体を簡単に交換でき、
一体構造の制御ポートプレートが制御ハウジング内に保持され、前記制御ハウジング内の多数の位置、および前記制御ハウジング内のサーボバルブへの液圧流体の通路を定めるようになっている液圧モジュール。
【請求項４】
フレームと、
このフレームによって回転自在に支持され、このフレームから外側を向く１対の離間したシャフトと、
交差路内で前記フレームに対して枢動するよう、前記フレームに枢着された２つのヨークと、
各ヨークによって支持された液圧動力ユニットとを備え、
各液圧動力ユニットは、前記シャフトの１つに作動的に接続されて、このシャフトを回転させるようになっており、
前記ヨークを枢動させるための制御システムを備え、
この制御システムは、サーボピストンを含む制御ハウジングを有し、前記サーボピストンは、前記ヨークの配向、および従って前記シャフトに供給される回転動力を決定するようになっており、
前記制御ハウジングに固定され、前記制御ハウジング内の多数の位置、および前記制御ハウジング内のサーボバルブへの液圧流体の通路を定めるようになっている一体構造の流体制御ポートプレートとを備える液圧モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−５１１１８（Ｐ２００８−５１１１８Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９０４８７（Ｐ２００７−２９０４８７）
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【分割の表示】特願２００４−１７７６７８（Ｐ２００４−１７７６７８）の分割
【原出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（５０１００４４６４）サウアー ダンフォス インコーポレイテッド (31)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【分割の表示】特願２００４−１７７６７８（Ｐ２００４−１７７６７８）の分割
【原出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（５０１００４４６４）サウアー ダンフォス インコーポレイテッド (31)
【Ｆターム（参考）】
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