专利名称：油压驱动汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及油压驱动汽车。更详细地说，涉及油压驱动汽车的变速机构。
此外，本发明的油压驱动汽车，可适用于在路上行驶的轿车以及拖拉机等农业机械、推土机等建筑机械等各种车辆。
背景技术：
在现有技术中，存在着利用油压驱动车轮的油压驱动型汽车。这种现有技术的油压驱动汽车，由发动机、变速器、油压泵及油压马达构成。这种现有技术的油压驱动汽车，如下面所述，将发动机的旋转力作为车轮的驱动力。
首先，将由发动机获得的旋转力用变速器进行变换。然后，将这种变换后的旋转力利用油压泵变换成油压力。然后，利用油压马达将该油压力变换成旋转力。最后，该旋转力作为气动力使车轮旋转。
这样，将发动机的旋转力变换成使车轮旋转的驱动力。然而，油压变速器由多个轴和多个齿轮构成，所以，其结构复杂，变速器本身的重量重，存在着车轮的重量加重的问题。
此外，为了切换变速器，需要使发动机的曲柄轴和变速器的输入轴之间断续的离合器，存在着从发动机到油压泵的动力传递路径的结构变得复杂的问题。
发明的公开第一个发明的油压驱动汽车，在包括发动机，利用该发动机驱动的油压泵，驱动车轮的能够正转反转的油压马达，具有将该油压马达和前述油压泵循环连接的油压回路的油压驱动汽车中，其特征为，前述油压泵的输入轴直接连接到前述发动机的曲柄轴上，在前述油压泵和前述油压马达之间设置流量控制阀，该流量控制阀具有将从前述油压泵送来的油返回到前述油压泵的第一切换位置，将从前述油压泵送来的油送往前述油压马达的吸入口的第二切换位置，以及将从前述油压泵送来的油送往前述油压马达的排出口的第三切换位置。
第二个发明的油压驱动汽车，其特征为，当在第一个发明中，前述流量切换阀具有被切换到第二切换位置时，使前述油压马达的排出口和前述油压泵的吸入口连通的正转侧连通路径，在切换到第三连接位置时，使前述油压马达的吸入口与前述油压泵的吸入口连通的反转侧连通路径。
第三个发明的油压驱动汽车，其特征为，在第一或第二个发明中，前述流量切换阀由备有中空圆柱状的转子室的外壳和可围绕该转子室的中心轴自由旋转地容纳在前述转子室内的转子构成，当使该转子旋转时，连续地在前述第一切换位置和前述第二切换位置之间进行切换，在前述第一切换位置和前述第三切换位置之间连续地进行切换。
第四个发明的油压驱动汽车，其特征为，在第一、第二、第三或第四个发明中，在前述外壳的圆筒状的内侧面上，形成与前述油压泵排出口连通的给油口，与前述油压泵吸入口连通的循环用排出口，与前述油压泵的吸入口连通的前进侧排出口，与前述油压马达的吸入口连通的后退侧排出口，前述转子备有可在前述外壳的内侧面上自由滑动的滑动面，在前述转子上，形成可将前述给油口与前述各排出口之间自由切换连通的供应路径，当前述转子被切换到前述第一切换位置时，前述给油口和前述循环用排出口连通，当切换到前述第二切换位置时，前述给油口和前述前进侧排出口连通，当切换到前述第三切换位置时，前述给油口和前述后退侧排出口连通。
附图的简单说明
图1、是流量控制阀60的简略说明图，(A)是剖面透视图，(B)是纵剖面图。
图2、是本实施形式的油压驱动汽车的控制单元100的框图。
图3、是本实施形式的油压驱动汽车的油压回路图。
图4、是流量控制阀60的动作说明图，(A)是前进时的状态，(B)是后退时的状态。
图5、是流量控制阀60的动作说明图，是车轮31自由旋转的状态。
实施发明的最佳形式图3是本实施形式的油压驱动汽车的油压回路图。如该图所示，本实施形式的油压驱动汽车，具有油压泵10和油压马达30，并配备有使油压泵10和油压马达30循环连接的油压回路50。本实施形式的油压驱动汽车，其特征为，在油压回路50的油压泵与油压马达30之间设置流量控制阀60，利用该流量控制阀60使油压马达30的旋转力变化。
此外，本发明的油压驱动汽车，可适用于在路上行驶的轿车及拖拉机等农业机械，推土机等建筑机械等各种车辆。
首先，在详细说明流量控制阀60之前，先说明设置了流量控制阀60的油压回路50。
在图3中，符号R，符号T及符号E分别表示油冷却器，油箱及发动机。在油冷却器R和油箱T之间加装凝油管4。
油压泵10例如是公知的齿轮泵。该油压泵10，其输入轴直接连接到发动机E的曲柄轴C上。
油压马达30，是驱动车轮能够正转和反转的马达，其输出轴安装的车轮31上。
在前述油压泵10和油压马达30之间，设置流量控制阀60。该流量控制阀60具有将从油压泵10送来的油通过凝油管4返回到油压泵10的吸入口的第一切换位置，将从油压泵10送来的油通过驱动管2送往油压马达30的吸入口的第二切换位置，将从油压泵10送来的油通过返回管3送往油压马达30的排出口的第三切换位置。
此外，流量控制阀60备有反转侧连通路径75和正转侧连通路径76。该正转侧连通路径76，当切换到第二切换位置时，使返回管3和凝油管4连通，使油压马达30的排出口与油压泵10的吸入口连通。反转侧连通路径75，当切换到第三切换位置时，使驱动管2和凝油管4连通，使油压马达30的吸入口与油压泵10的吸入口连通。
从而，根据油压回路50，当驱动发动机E时，油压泵10动作，油从油压泵10通过流量控制阀60被送往油压马达30。这时，如果把流量控制阀60分别切换到第一切换位置，第二切换位置，第三切换位置的话，可以使油压马达30停止，正转，反转。即，流量控制阀60控制向油压马达30的油流，起着控制车轮31的驱动力的变速器的作用。因此，即使不设置控制油压泵10的旋转用的变速器，也可以利用流量切换阀60，切换油压驱动汽车的发动和停止，切换前进和后退。
而且，当切换流量控制阀时，没有必要切断曲柄轴C和油压泵10的输入轴的连接，两者之间也不要离合器。从而，由于无需由多个轴和齿轮构成的变速器和离合器，所以，车辆的重量轻。从发动机E到油压泵10的动力传递路径的结构简单。
此外，从油压泵10送往油压马达30的吸入口的油，从油压马达30的排出口排出，通过正转侧连通路径76返回到油压泵10的吸入口。此外，从油压泵10送往油压马达30的排出口的油，通过反转侧连通路径75，返回到油压泵10的吸入口。即，通过只在油压泵10与油压马达30之间设置流量切换阀60，不管是在使油压马达30正转的场合，还是在使之反转的场合，从油压泵10排出的油都能够可靠地返回到油压泵10中，所以，可以简化油压回路50的结构。
此外，本实施形式的油压驱动汽车的油压回路50，备有驱动右侧车轮31的回路和驱动左侧车轮31的回路两个系统的回路，但也可以只用一个系统的回路驱动左右车轮31。此外，在图3中，利用油压回路50的油压马达30驱动车轮31的驱动形式，为4轮驱动，但也可以是前轮驱动及后轮驱动。
下面，对作为本发明的特征的流量控制阀60进行详细说明。
图1是流量控制阀60的简略说明图，(A)是剖面透视图，(B)是纵剖面图。如该图所示，流量控制阀60基本上由外壳61和转子70构成。
外壳61为圆筒状构件，内部备有圆柱状的转子室61h。在该转子室61h的内侧面上，形成给油口62，循环用排出口63，前进侧排出口64以及后退侧排出口65。
给油口62由排出管1与油压泵10的排出口连通。循环用排出口63利用前述凝油管4与油压泵10的吸入口连通。前进侧排出口64由前述驱动管2与油压马达30的吸入口连通。后退侧排出口65利用前述返回管3与油压马达30的排出口连通。
此外，循环用排出口63，前进侧排出口64，后退侧排出口65，相对于转子室61h的中心轴具有等角度的间隔，前进侧排出口64和后退侧排出口65形成在把循环用排出口63夹持在两端之间的位置上。
在前述转子室61h内，容纳转子70。该转子70由摆动轴71可自由旋转地安装在外壳61上。转子70在剖面视图中为扇形构件，扇形的圆弧部分为滑动面77。在该滑动面77上形成开口部72h。该开口部72h通过形成在转子70上的通孔的供应路径，与给油口62连通。
该转子70，其前面、背面及滑动面77分别液体密封地可自由滑动地安装在转子室61h的前面、背面和内侧面上。
因此，如果使转子70旋转的话，滑动面77沿转子室61h的内侧面移动，开口部72h与形成在转子室61h的内侧面上的各排出口63，64，65重合、连通。该开口部72h与循环用排出口63重合的位置是第一切换位置，开口部72h与前进侧排出口64重合的位置是第二切换位置，开口部72h和后退侧排出口65重合的位置是第三切换位置。
而且，循环用排出口63形成在前进侧排出口64与后退侧排出口65之间。因此，当使转子70旋转，从第一切换位置切换到第二切换位置上时，开口部72h一面与循环用排出口63和前进侧排出口64两者重合一面移动。
此外，当从第一切换位置切换到第三切换位置时，开口部72h一面与循环用排出口63和后退侧排出口65两者重合一面移动。
借此，利用这种流量控制阀60，只要使转子70旋转，就可以在第一切换位置和第二切换位置及第三切换位置之间连续地进行连接的切换。
而且，利用转子70的旋转角度，由于在转子70的滑动面77上，可以改变开口部72h与各排出口63，64，65的重合面积，所以，可以连续地增减从给油口62通过供应路径72流向各排出口63，64，65的油的量。借此，如果改变转子70的旋转角度的话，可以使车轮31的驱动力无极变化。
此外，流量切换阀60，只由外壳61和容纳在外壳61内的转子70构成，只要使转子70旋转，就可以使车轮31的驱动力变化，可以简化变速器。
此外，在转子70的滑动面77上，于开口部72h的两侧，分别形成向滑动面77的内侧凹入的反转侧连通面73和正转侧连通面74。该反转侧连通面73和正转侧连通面74在剖面视图中大致为圆弧状，其两端之间的长度，分别比给油口62和循环用排出口63两端之间的长度及给油口62与前进侧排出口64的两端之间的长度长。分别形成于该反转侧连通面73和正转侧连通面74与转子室61h的内侧面之间的空间，为前述反转侧连通路径75和前述正转侧连通路径76。
进而，在返回管3上，加装节流阀80。该节流阀80由形成于返回管3上的旋转体容纳部81和容纳在旋转体容纳部81内的旋转体82构成，当流量控制阀60切换到第三切换位置上时，旋转体82从旋转体容纳部81突出到返回管3内，返回管3的路径变窄。因此，在后退时，流过管3内的油的量变少，后退时，可以降低车辆的速度。
下面，对流量控制阀60的控制系统进行说明。
图2是本实施形式的油压驱动汽车的控制单元100的框图。
如该图所示，符号102是控制流量控制阀60的转子70的旋转的致动器。该致动器102，例如是公知的马达，前述流量控制阀60的转子70的摆动轴71连接在其主轴上。因此，可以利用致动器102使转子70旋转。
此外，如果可以使转子70旋转，能够调整其旋转角度的话，致动器102并不特别限于马达。
控制部101控制致动器102的旋转方向和旋转量。在该控制部101上，连接制动踏板传感器103，加速踏板传感器104，旋转计105和速度计106，控制部101处理从这些装置来的信息，控制致动器102的动作。此外，图中没有示出，在控制部101上连接有将车辆的行驶模式切换到停车，驾驶，后退的开关。
此外，图没有示出，例如，设置有利用激光及摄像机等检测与前方的车辆之间的车间距的装置，如果将从这些装置来的信号输入到控制部101的话，当在驱动模式行驶时，车间距小于一定值时，由致动器102使流量控制阀60动作，能够进行发动机制动。在这种情况下，前方的车辆急刹车时，即使没有来得及踩脚刹车，控制部也可以自动地使车辆停止，十分安全。
进而，图中没有示出，例如，设置利用激光及摄像机等检测后方的物体及人和车之间的距离的装置，如果将从该装置来的信号输入到控制部101的话，当倒车模式时，后方的物体等与车之间的距离小于一定值时，致动器102使流量控制阀动作，能够进行发动机制动。在这种情况下，当搞错了驱动模式，在倒车模式的状态下踩加速踏板时，即使驾驶员陷入恐慌，如果后方有物体等的话，控制部也会使车辆自动地停止，所以十分安全。此外，即使在驾驶员看不到的位置上有物体等情况下，控制部也会使车辆自动地停止，所以十分安全。
进而，流量控制阀60的转子70的旋转量的控制，也可以用手动进行。在这种情况下，将设置在手柄上的控制用杆连接到流量控制阀60的转子70的摆动轴71上，如果使杆的移动和转子70的旋转连动，可以用手动控制转子70的转动。
下面，对本实施形式的油压驱动汽车的作用和效果进行说明。
在如图1所示的停车时，流量控制阀60处于第一切换位置的状态。由于在这种状态下，流量控制阀60与油压马达30之间的油，被密闭在流量控制阀60的循环排出口63和前进侧排出口64之间，所以，油压马达30即不能正转，也不能反转，可以使车辆可靠地停车。
当驱动发动机E时，油压泵10动作。这样，油压泵10将油从油箱T吸上来、从其排出口排出的油，通过排出管1供应给流量控制阀60的外壳61，从外壳61通过转子70的供应路径72，循环用排出口63，凝油管4，油冷却器R返回到油箱T。即，流量控制阀60在第一切换位置的状态，油只从油压泵10的排出口返回到吸入口，车辆保持停止不动。
图4是流量控制阀60的动作的说明图，(A)是前进时的状态，(B)是后退时的状态。如该图(A)所示，当将行驶模式变成驱动模式，踩加速踏板时，发动机E的转速增加。这样，控制部101处理从旋转计105和加速踏板传感器104来的信号，由致动器102使转子70顺时针旋转，从第一切换位置切换到第二切换位置。这样，开口部72h和循环用排出口63重合，油通过驱动管2流入油压马达30的吸入口，油压马达30正转，所以驱动车轮，车辆前进。
在车辆行驶当中，控制部实时处理从制动踏板传感器103，加速踏板传感器104，旋转计105以及速度计106来的信息，控制致动器102的旋转量，调整流过油压马达30的油量，无极地调整车轮31的驱动力，所以，可以使车轮平稳地行驶。
此外，如图4(B)所示，如果将行驶模式变成倒车模式，踩加速踏板时，根据旋转计105和加速踏板传感器104由致动器102使转子70沿逆时针方向旋转，从第一切换位置切换到第二切换位置。这样，开口部72h和前进侧排出口64重合，油通过返回管2流向油压马达30的排出口，油压马达反转，驱动车轮31，车辆后退。
这时，由于节流阀80的旋转体82突出到返回管3内，流过返回管3的油量少，后退时，即使和前进时加速踏板的开度相同，发动机的转速相同，车辆的速度也变慢，很安全。
图5是流量控制阀60的动作说明图，是使车轮自由旋转的状态。如该图所示，当由于故障等发动机停止时，用手动使转子70旋转，使开口部72h与给油口62重合的话，油不通过油压泵10可以自由地流过驱动管2和返回管3之间。因此，在牵引车辆时，可以使车轮自由旋转。
工业上的可利用性根据第一发明，如果把设置在油压泵和油压马达之间的流量控制阀分别切换到第一切换位置，第二切换位置，第三切换位置的话，可以使油压马达停止，正转，反转。即，流量控制阀控制向油压马达的油流，起着控制车轮的驱动力的变速器的作用。因此，即使不设置控制油压泵的旋转用的变速器，可以利用流量切换阀切换油压驱动汽车的发动和停止，或者切换前进和后退。而且，在切换流量控制阀时，由于无需切断曲柄轴和油压泵的输入轴的连接，所以，在两者之间不用离合器。从而，由于没有必要使用利用多个轴和齿轮构成的变速器及离合器，所以，车辆重量轻，从发动机到油压泵的动力传递路径的结构简单。
根据第二发明，从油压泵送往油压马达吸入口的油，从油压马达的排出口排出，通过正转侧连通通路返回油压泵吸入口。此外，从油压泵送往油压马达排出口的油，从油压马达的吸入口排出，通过反转侧连通路径返回到油压泵的吸入口。即，只通过在油压泵和油压马达之间设置流量切换阀，无论是在使油压马达正转的场合，还是在使之反转的场合，都能够使从油压泵排出的油可靠地返回到油压泵，所以，可以简化油压回路结构。
根据第三发明，只需使转子旋转，就可以在第一切换位置和第二切换位置之间、第一切换位置和第三切换位置之间连续地切换其连接，因此，可以连续地增减从油压泵供应给油压马达的油的量，可以使车轮的驱动力无极地变化。而且，流量切换阀仅由外壳和容纳在外壳内的转子构成，只需使转子旋转就可以变化驱动力，所以，可以简化变速机构。
根据第四发明，由于通过转子的旋转角度，在转子的滑动面上可以改变开口部与各排出口的重合面积，所以，可以增减从给油口通过供应路径流向各个排出口的油的量。从而，如果改变转子的旋转角度的话，可以使车轮的驱动力无极地变化。
权利要求
1.一种油压驱动汽车，具有利用发动机驱动的油压泵、驱动车轮的能够正转反转的油压马达，并配备将该油压马达和前述油压泵循环连接的油压回路，其特征为，前述油压泵的输入轴直接连接到前述发动机的曲柄轴上，在前述油压泵和前述油压马达之间设置流量控制阀，该流量控制阀具有将从前述油压泵送来的油返回到前述油压泵的第一切换位置、将从前述油压泵送来的油送往前述油压马达的吸入口的第二切换位置、以及将从前述油压泵送来的油送往前述油压马达的排出口的第三切换位置。
2.如权利要求1所述的油压驱动汽车，其特征为，前述流量切换阀具有被切换到第二切换位置时，使前述油压马达的排出口和前述油压泵的吸入口连通的正转侧连通路径；和被切换到第三切换位置时，使前述油压马达的吸入口与前述油压泵的吸入口连通的反转侧连通路径。
3.如权利要求1或2所述的油压驱动汽车，其特征为，前述流量切换阀由备有圆柱状的转子室的外壳和容纳在该转子室内、可围绕该转子室的中心轴自由旋转地安装的转子构成，当使该转子旋转时，连续地在前述第一切换位置和前述第二切换位置之间进行切换，连续地在前述第一切换位置和前述第三切换位置之间进行切换。
4.如权利要求1、2或3所述的油压驱动汽车，其特征为，在前述转子室的内表面上，形成与前述油压泵排出口连通的给油口；在前述转子室的圆筒状的内侧面上，形成与前述油压泵吸入口连通的循环用排出口、与前述油压泵的吸入口连通的前进侧排出口、与前述油压马达的吸入口连通的后退侧排出口；前述转子备有可在前述转子室的圆筒状的内侧面上自由滑动的滑动面，在该滑动面上形成开口部，在前述转子上，形成可将前述给油口与前述各排出口之间连通的供应路径，当前述转子被切换到前述第一切换位置时，前述给开口部和前述循环用排出口连通，当切换到前述第二切换位置时，前述开口部和前述前进侧排出口连通，当切换到前述第三切换位置时，前述开口部和前述后退侧排出口连通。
全文摘要
一种油压驱动汽车，具有利用发动机E驱动的油压泵(10)、驱动车轮(13)的能够正转反转的油压马达(30)、并配备将油压马达(30)和油压泵(10)循环连接的油压回路(50)，油压泵(10)的输入轴直接连接到前述发动E机的曲柄轴上，在油压泵(10)和油压马达(30)之间设置流量控制阀(60)，流量控制阀(60)具有将从油压泵(10)送来的油返回到油压泵(10)的第一切换位置，将从油压泵(10)送来的油送往油压马达(30)的吸入口的第二切换位置，以及将从油压泵(10)送来的油送往油压马达(30)的排出口的第三切换位置。
文档编号B60K7/00GK1474918SQ01818872
公开日2004年2月11日 申请日期2001年1月17日 优先权日2000年11月14日
发明者久门重富 申请人:株式会社朝日商事