JP2000085597A - 作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インテグラル式のステアリング機構を備えた
作業車において車体の油圧アクチュエータに対して合理
的に作動油を供給する。 【解決手段】 ステアリング機構Ｓを構成する複動型の
油圧シリンダに対して油圧ポンプＰからの作動油を供給
するポンプポートＰＰと、このステアリング機構Ｓの作
動時に油圧シリンダからの戻り油を排出するドレンポー
トＤＰとを形成すると共に、ステアリング機構Ｓの油圧
シリンダを制御する制御弁Ｃが中立位置にある際に油圧
ポンプＰからの作動油を取り出す取出しポートＴＰをド
レンポートＤＰと別個に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンで駆動さ
れる油圧ポンプを備え、この油圧ポンプからの作動油を
ステアリングハンドルと連係する制御弁を介してステア
リング用の複動型の油圧シリンダに送るよう構成された
インテグラル式のステアリング機構を備えている作業車
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のように構成されたインテグラル式
のステアリング機構ではステアリングハンドルと制御弁
とが機械式に連係しており、ステアリングハンドルを直
進走行方向に向けた際に、制御弁を中立位置に設定して
ステアリング用の油圧シリンダに対する作動油の給排を
停止すると同時に油圧ポンプからの作動油を制御弁のド
レンポートから排出するものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】農用トラクタのように
油圧式のステアリング機構以外に、ロータリ耕耘装置の
昇降制御を行う油圧シリンダやローリング制御を行う油
圧シリンダのように複数の油圧アクチュエータを備えて
これらを同時に作動させることの多い作業車では、でき
るだけ多量の作動油を確保したい面がある。しかし、複
数の油圧ポンプを備えることや大容量の油圧ポンプを備
えることはコスト的にも困難な面があり改善が望まれて
いる。

【０００４】本発明の目的は、インテグラル式のステア
リング機構を備えた作業車の合理的な改造によって車体
に備えた油圧アクチュエータに対して作動油を合理的に
供給する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請
求項１）は冒頭に記載したように、エンジンで駆動され
る油圧ポンプを備え、この油圧ポンプからの作動油をス
テアリングハンドルと連係する制御弁を介してステアリ
ング用の複動型の油圧シリンダに送るよう構成されたイ
ンテグラル式のステアリング機構を備えている作業車に
おいて、前記制御弁の制御による前記油圧シリンダの作
動時に該油圧シリンダからの戻り油を排出するドレンポ
ートを該制御弁に形成すると共に、この制御弁が中立位
置に設定され前記油圧シリンダが停止している際に、前
記油圧ポンプからの作動油を送り出す取出しポートを前
記ドレンポートとは別個に該制御弁に形成してある点に
あり、その作用、及び、効果は次の通りである。

【０００６】本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項
１において、前記制御弁が、前記ステアリング機構のケ
ーシングに対して回転自在に収めた筒状の弁本体と、こ
の弁本体に対して相対回転自在に収めたスプールとを備
えると共に、前記ステアリング機構のケーシングの外面
に前記油圧ポンプからの作動油が供給されるポンプポー
トと、前記取出しポートとが形成され、この制御弁が中
立位置にある場合にはポンプポートからの作動油が弁本
体とスプールとの間に形成される油路を介して取出しポ
ートに送られるよう該制御弁が構成されている点にあ
り、その作用、及び、効果は次の通りである。

【０００７】本発明の第３の特徴（請求項３）は請求項
１において、前記取出しポートからの作動油を車体に備
えた作業用の油圧シリンダに供給する油路が形成されて
いる点にあり、その作用、及び、効果は次の通りであ
る。

【０００８】〔作用〕上記第１の特徴によると、例え
ば、車体を旋回させるためにステアリングハンドルを操
作した場合には、ステアリングハンドルの操作と連係し
て制御弁が操作され、油圧ポンプからの作動油が制御弁
を介してステアリング用の複動型の油圧シリンダに供給
されると共に、この油圧シリンダからの戻り油が制御弁
のドレンポートを介して送り出されるものとなり、ステ
アリングハンドルを直進方向に設定して制御弁が中立位
置に設定された際には油圧ポンプからの作動油が制御弁
の取出しポートを介して取出せるので、車体に備えた油
圧アクチュエータに供給することが可能となる。つま
り、ステアリング作動時には排油側に負荷を作用させな
い状態で作動油の全圧力を作用させて強力なステアリン
グ作動を可能にすると共に、ステアリング作動を行わな
い時には、油圧ポンプの作動油の全量を取出しポートを
介して油圧アクチュエータに送って作動させることも可
能となる。

【０００９】上記第２の特徴によると、制御弁が中立位
置にある場合には弁本体とスプールとの間の油路を介し
てポンプポートからの作動油が取出しポートに送られる
ので圧損を殆ど生ずることなく、油圧ポンプからの作動
油の全量を取出しポートを介して利用できるものとな
る。

【００１０】上記第３の特徴によると、制御弁が中立位
置にある場合には取出しポートからの作動油を車体に備
えた油圧シリンダに供給できるものとなる。

【００１１】〔発明の効果〕従って、従来は利用されて
いなかった作動油を有効に利用することで、油圧ポンプ
を特別に備えずとも車体に備えた油圧アクチュエータを
作動させ得るものとなった（請求項１）。又、制御弁が
中立位置にある際には分流弁を用いたもののような圧損
を発生させず、油圧ポンプからの圧力そのままの作動油
でアクチュエータを駆動できるものとなり（請求項
２）、ステアリング機構を駆動するための作動油で油圧
シリンダを駆動できるものとなった（請求項３）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すようにステアリング操
作自在に構成された駆動型の前車輪１と、駆動型の後車
輪２とを備えた車体の前部にエンジンＥを搭載すると共
に、この車体の中央部に作業者が着座する運転座席３と
ステアリングハンドル４とを備え、このエンジンＥから
の動力がクラッチ機構５を介して伝えられるミッション
ケース６を車体後部に配置し、このミッションケース６
の後端上部に作業用の油圧シリンダとしてのリフトシリ
ンダ７で昇降操作される左右一対のリフトアーム８を備
え、又、このミッションケース６の後端に単一のトップ
リンク９と左右一対のロアーリンク１０とで成る３点リ
ンク機構を介してロータリ耕耘装置Ａを連結し、前記左
右のリフトアーム８と左右のロアーリンク１０とをリフ
トロッド１１を介して吊り下げ状態に連結し、一方のリ
フトロッド１１に作業用の油圧シリンダとしてのローリ
ングシリンダ１２を介装することで、ロータリ耕耘装置
Ａの昇降、及び、ローリングを行い得る作業車としての
農用トラクタが構成されている。

【００１３】このトラクタでは、ステアリングハンドル
４の操作に基づいて前車輪１を油圧駆動力でステアリン
グ操作するインテグラル式のステアリング機構Ｓを備え
ると共に、このステアリング機構Ｓに供給される作動油
を前記リフトシリンダ７、及び、前記ローリングシリン
ダ１２に供給する油路系が形成されている。つまり、図
２に示すように、前記エンジンＥで駆動される油圧ポン
プＰからの作動油をステアリング機構Ｓに送る主油路１
５に該主油路１５の圧力上昇に伴って油圧ポンプＰから
の作動油を分岐油路１６に切換えるパイロット圧操作型
の切換弁１７を備えると共に、この主油路１５の流路下
手側に減圧弁１８を備えている。分岐油路１６には作動
油を分流するフロープライオリティ弁１９を備え、この
フロープライオリティ弁１９を介して一定量の制御流を
電磁操作型のローリング制御弁２０に供給する油路系を
形成し、又、フロープライオリティ弁１９からの余剰流
を電磁比例型の昇降制御弁Ｖに供給する油路系が構成さ
れている。尚、前記主油路１５に備えたリリーフ弁２１
のリリーフ圧を１８０キログラム／平方センチメートル
程度に設定し、減圧弁１８の圧力を１２０キログラム／
平方センチメートル程度に設定することで、ロータリ耕
耘装置Ａの昇降駆動系とローリング駆動系に対して駆動
に充分な圧力の作動油を供給し、ステアリング機構Ｓに
対して不必要に高い圧力の作動油を供給しないよう設定
してある。

【００１４】前記ローリング制御弁２０は電気信号に基
づいてローリングシリンダ１２を収縮作動させる収縮位
置と、伸張作動させる伸張位置と、伸縮を阻止する中立
位置とに切換自在に構成されている。又、前記昇降制御
弁Ｖは、リフトシリンダ７に対して作動油を供給する上
昇制御弁２２と、この上昇制御弁２２をパイロット圧で
開閉操作する電磁操作型の上昇用パイロット弁２２Ｐ
と、リフトシリンダ７から作動油を排出する下降制御弁
２３と、この下降制御弁２３をパイロット圧で開閉操作
する電磁操作型の下降用パイロット弁２３Ｐとを備えて
構成されると共に、上昇用パイロット弁２２Ｐ及び下降
用パイロット弁２３Ｐは夫々の電磁ソレノイド２２Ｓ，
２３Ｓに供給される電流値に正比例して開度が変化して
パイロット圧を変化させ、上昇制御弁２２、下降制御弁
２３夫々の開度を調節できるよう構成されている。

【００１５】前記ステアリング機構Ｓは、図３に示すよ
うにケーシング２５に対して前記ステアリングハンドル
４からの操作力で回動操作される操作軸２６と、前車輪
１のナックルアーム等の操向操作系とタイロッド等（図
示せず）を介して連係するピットマンアーム２７に直結
するセクタ軸２８とを備えている。又、操作軸２６には
同軸心上に開口する空間が形成され、この空間に対して
一端が連結するトーションバー２９を備えており、この
トーションバー２９に他端にネジ軸３０を連結してあ
る。このネジ軸３０に対してボールネジ３１を介してピ
ストン３２を外嵌し、このピストン３２をケーシング内
のシリンダ部にスライド移動自在に備えている。ケーシ
ング２５の内部にはピストン３２を挟んだ位置に作動油
が供給される一対の油室Ｂ，Ｂが形成され、ピストン３
２に形成したラックギヤ３２Ａに前記セクタ軸２８に形
成したセクタギヤ２８Ａを咬合してあり、操作軸２６と
ネジ軸３０との相対回転に基づいて作動油を制御するロ
ータリ型の制御弁Ｃを備えて該ステアリング機構Ｓが構
成されている。尚、ピストン３２と、ケーシング２５に
形成されたシリンダ部とで複動型の油圧シリンダが構成
されている。

【００１６】前記制御弁Ｃはケーシング２５に対して回
転自在に収めた筒状の弁本体３３と、この弁本体３３の
内部に対して相対回転自在に収めたスプール３４とを備
えて構成され、ケーシング外面には前記油圧ポンプＰか
らの作動油が供給されるポンプポートＰＰと、このステ
アリング機構Ｓの作動時に油圧シリンダからの戻り油を
排出するドレンポートＤＰと、ステアリング機構Ｓの非
作動時に（制御弁Ｃが中立位置にある時に）油圧ポンプ
Ｐからの作動油を前記ロータリ耕耘装置Ａの昇降系、ロ
ーリング系に送り出す取出しポートＴＰとが形成されて
いる。又、弁本体３３はネジ軸３０に連結し、スプール
３４は操作軸２６に連結しているので、ステアリングハ
ンドル４の操作と連動して操作軸２６が回動した場合に
は、前車輪１の操向操作系からセクタ軸２８に作用する
負荷によってネジ軸３０が回転し難い状態で前記トーシ
ョンバー２９の付勢力に抗して操作軸２６が回転する結
果、弁本体３３とスプール２３とが相対回転するものと
なっている。このように弁本体３３とスプール３４とが
相対回転した場合には、相対回転差を小さくする側にピ
ストン３２を作動させるよう、ピストン３２を挟んで形
成された油室Ｂ，Ｂのうちの一方に作動油を供給するも
のとなっており、以下に制御弁Ｃの構造を詳述する。

【００１７】図４に示す如く、弁本体３３とスプール３
４との間には作動油の流れを制御する複数のランド部が
形成されると共に、弁本体３３の側には前記ポンプポー
トＰＰと連通するポンプ流路ＰＨ、前記取出しポートＴ
Ｐと連通する取出し流路ＴＨ、前車輪１を右側に作動さ
せる側の油室Ｂに作動油を供給する右側流路ＲＨ、前車
輪１を左側に作動させる側の油室Ｂに作動油を供給する
左側流路ＬＨ夫々が穿設されている。尚、これらの流路
は弁本体２３の外面全周に形成された溝部を介して夫々
のポート等と連通している。又、スプール３４には前記
ドレンポートＤＰと連通するドレン流路ＤＨが穿設され
ている。同図及び図５（中立）には中立位置の制御弁Ｃ
が示され、このように制御弁Ｃが非操作状態にある場合
にはポンプ流路ＰＨと取出し流路ＴＨとが弁本体３３と
スプール３４との間に形成される空間を介して連通する
状態にあるので、ポンプポートＰＰからの作動油が取出
しポートＴＰに送り出されるものとなっている。

【００１８】又、ステアリングハンドル４を右側に操作
した場合には、図５（右ステアリング）に示すようにポ
ンプ流路ＰＨと右側流路ＲＨとが弁本体３３とスプール
３４との間に形成される空間を介して連通すると同時に
ドレン流路ＤＨと左側流路ＬＨとが連通するのでポンプ
ポートＰＰからの作動油が前車輪１を右側に作動させる
油室Ｂに供給されると共に、他方の油室Ｂからの戻り油
をドレン油路ＤＨに送る結果、ピストン３２の作動力で
セクタ軸２８を右ステアリング側に作動させるものとな
っている。又、ステアリングハンドル４を左側に操作し
た場合には、図５（左ステアリング）に示すようにポン
プ流路ＰＨと左側流路ＬＨとが弁本体３３とスプール３
４との間に形成される空間を介して連通すると同時にド
レン流路ＤＨと右側流路ＲＨとが連通するのでポンプポ
ートＰＰからの作動油が前車輪１を左側に作動させる油
室Ｂに供給されると共に、他方の油室Ｂからの戻り油を
ドレン油路ＤＨに送る結果、ピストン３２の作動力でセ
クタ軸２８を右ステアリング側に作動させるものとなっ
ている。更に、図２に示すように、この取出しポートＴ
Ｐからの作動油を分岐油路１６に合流させる油路が形成
され、この油路にチェック弁２７を介装されている。

【００１９】このようにステアリング機構Ｓに作動油を
取出す取出しポートＴＰを形成する程度の改良によっ
て、ステアリング機構Ｓが作動する際に一時的に作動油
の供給が停止するものの、単一の油圧ポンプＰからの作
動油でロータリ耕耘装置Ａの昇降作動と、ロータリ耕耘
装置Ａのローリング作動とを行い得るものとなって、従
来複数個を必要としていた油圧ポンプＰを削減でき、構
造的にもコスト的にも有効なものとなった。

【００２０】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、回転式の制御弁Ｃに代えて、直線的に
作動するスプールを用いて、制御弁Ｃを構成することも
可能である。又、本発明はリフトシリンダ７、ローリン
グシリンダ１２に作動油を供給する専用の油圧ポンプを
備え、この油圧ポンプからの作動油を、パワーステアリ
ング機構Ｓから送られる作動油と合流させるよう油路系
を構成することで、リフトシリンダ７、ローリングシリ
ンダ１２に作動油を供給する油圧ポンプを小容量で済む
ように油圧回路を構成して実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】農用トラクタの全体側面図

【図２】油圧回路図

【図３】ステアリング機構の断面図

【図４】制御弁の断面図

【図５】制御弁での作動油の流れを示す図

【符号の説明】

４ ステアリングハンドル ７，１２ 油圧シリンダ ２５ ケーシング ３３ 弁本体 ３４ スプール Ｅ エンジン Ｃ 制御弁 Ｐ 油圧ポンプ Ｓ ステアリング機構 ＤＰ ドレンポート ＴＰ 取出しポート ＰＰ ポンプポート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンで駆動される油圧ポンプを備
   え、この油圧ポンプからの作動油をステアリングハンド
   ルと連係する制御弁を介してステアリング用の複動型の
   油圧シリンダに送るよう構成されたインテグラル式のス
   テアリング機構を備えている作業車であって、 前記制御弁の制御による前記油圧シリンダの作動時に該
   油圧シリンダからの戻り油を排出するドレンポートを該
   制御弁に形成すると共に、この制御弁が中立位置に設定
   され前記油圧シリンダが停止している際に、前記油圧ポ
   ンプからの作動油を送り出す取出しポートを前記ドレン
   ポートとは別個に該制御弁に形成してある作業車。
2. 【請求項２】 前記制御弁が、前記ステアリング機構の
   ケーシングに対して回転自在に収めた筒状の弁本体と、
   この弁本体に対して相対回転自在に収めたスプールとを
   備えると共に、前記ステアリング機構のケーシングの外
   面に前記油圧ポンプからの作動油が供給されるポンプポ
   ートと、前記取出しポートとが形成され、この制御弁が
   中立位置にある場合にはポンプポートからの作動油が弁
   本体とスプールとの間に形成される油路を介して取出し
   ポートに送られるよう該制御弁が構成されている請求項
   １記載の作業車。
3. 【請求項３】 前記取出しポートからの作動油を車体に
   備えた作業用の油圧シリンダに供給する油路が形成され
   ている請求項１記載の作業車。