JP2004352058A

JP2004352058A - 作業車両の油圧回路

Info

Publication number: JP2004352058A
Application number: JP2003151414A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Ochi; 知文越智
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: JP4203356B2

Abstract

【課題】本発明は、小さな容量の油圧ポンプでも、十分な量の作動油を各種油圧装置に供給することが可能となる作業車両の油圧回路を提供することを課題とする。
【解決手段】作業機制御系油圧ポンプ３２からの圧油を、フローデバイダ３６を介して作業機の昇降を行う昇降用油圧シリンダ３３と傾倒用油圧シリンダ３８に供給するとともに、走行系油圧ポンプ３１からの圧油を、パワーステアリング機構５０と、前後進油圧クラッチ８５・８６と、主変速油圧クラッチ５４、副変速油圧クラッチ５３、四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構５２と、ＰＴＯ油圧クラッチ６９とに、それぞれフローデバイダ５７を介して供給する構成とした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプから吐出される作動油を各種油圧装置に分配送油する作業車両の油圧回路の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トラクタなどの作業車両においては、作動油タンクとなるミッションケースに貯溜されている作動油を各種油圧装置に送油するための油圧ポンプとして、走行系油圧ポンプと作業機制御系油圧ポンプの二つが具備されており、これらの油圧ポンプをエンジンにより駆動するように構成していた（例えば、特許文献１参照。）。
このような二つの油圧ポンプを備えた油圧回路では、一方の走行系油圧ポンプによりパワーステアリング機構や油圧クラッチで構成されるメインクラッチ、変速機および四輪駆動時の増速機構に作動油が供給され、他方の作業機制御系油圧ポンプにより作業機の昇降を行う昇降用油圧シリンダや傾倒用油圧シリンダに作動油が供給される。そして、該油圧回路においてＰＴＯ油圧クラッチに作動油を供給するときには、図４に示すように、作業機制御系油圧ポンプ１６からの作動油をフローデバイダ１８を用いて分岐して、昇降用油圧シリンダ２３や傾倒用油圧シリンダ２４へと流れる作動油の一部をＰＴＯ油圧クラッチ１９に送油可能としていた。また、走行系油圧ポンプ１７からのパワーステアリング機構２５を経て送油される作動油をフローデバイダ２６を用いて分岐し、一方を前後進油圧クラッチ２７・２８に送油し、他方を主変速油圧クラッチ４４、副変速油圧クラッチ４５、四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構４６に送油するようにしていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１７０８８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した油圧ポンプからの作動油の吐出量はエンジン回転数に依存するため、エンジン回転数が低い場合は吐出量が少なく、エンジン回転数が高い場合は吐出量が多くなる。したがって、アイドリング時など、エンジン回転数が低い状態に設定されている状態で、作業機を上昇させようとした場合、作業機制御系油圧ポンプからの作動油はその一部がＰＴＯ油圧クラッチに送油されるため、作動油の供給量が不足することになる。このため、従来の作業車両の油圧回路においては、十分な量の作動油を昇降用油圧シリンダへ供給することができるように、作業機制御系油圧ポンプは、必要となる容量に対応できる大きな容量を有するものとなっていた。
また、走行系油圧ポンプからパワーステアリング機構に送油された後、作動油は二つに分岐してメインクラッチと変速機および四輪駆動時の増速機構とにそれぞれ送油されるように構成されていたので、各油圧装置に対して十分な量の作動油を確保できるように走行系油圧ポンプも大きな容量を有するものとなっていた。
このように油圧ポンプの容量を大きくしていたので、各種油圧装置への負荷が大きくなるとともに、作動油温度が上昇するという問題があった。
そこで本発明は、上述の問題を解消し、小さな容量の油圧ポンプでも、十分な量の作動油を各種油圧装置に供給することが可能となる作業車両の油圧回路を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、作業機制御系油圧ポンプからの圧油を、フローデバイダを介して作業機の昇降を行う昇降用油圧シリンダと傾倒用油圧シリンダに供給するとともに、走行系油圧ポンプからの圧油を、パワーステアリング機構と、前後進油圧クラッチと、主変速油圧クラッチ、副変速油圧クラッチ、四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構と、ＰＴＯ油圧クラッチとに、それぞれフローデバイダを介して供給する構成としたものである。
【０００７】
請求項２においては、前記主変速油圧クラッチと副変速油圧クラッチと四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構へ送油する油路と、前後進油圧クラッチへ送油する油路との間に、余剰油を前後進油圧クラッチへ送油するリリーフバルブを介装したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るトラクタの全体側面図、図２は走行系および作業機制御系の油圧回路図、図３は走行系の油圧回路図である。
【０００９】
まず、本発明に係るトラクタ１の全体構成について図１を用いて説明する。
トラクタ１本機の前後には前輪２・２および後輪３・３が支承され、前部のボンネット６内部にはエンジン５が配置され、該ボンネット６の後方にはステアリングハンドル１０が配設されている。ステアリングハンドル１０の後方には座席１１が配設され、座席１１の側部には主変速レバー、副変速レバー、ＰＴＯ操作レバー等の操作レバー群が配設されている。これらステアリングハンドル１０、座席１１および操作レバー群等はキャビン１２内の運転部に配置されている。
【００１０】
エンジン５の後部にはクラッチハウジング７が配置され、クラッチハウジング７の後部にミッションケース９が配設され、エンジン５からの駆動力を前輪２・２および後輪３・３に伝達して駆動する。
【００１１】
また、前記エンジン５の駆動力はミッションケース９後端から突出したＰＴＯ軸１５に伝達されて、該ＰＴＯ軸１５から図示しないユニバーサルジョイント等を介して車両後端にトップリンク２１、ロアリンク２２等からなる作業機装着装置２０を介して装着した作業機３０を駆動するように構成している。そして、前記座席１１前下方のステップ上にはクラッチを断接操作するためのクラッチペダルやブレーキペダル等が配設されている。
【００１２】
次に、本発明の油圧回路について図２、図３を用いて説明する。
トラクタ１において、潤滑油を兼ねる作動油は作動油タンクを兼ねるミッションケース９内部に貯溜されており、該作動油を各種油圧装置に圧送するための油圧ポンプとして、走行系油圧ポンプ３１と作業機制御系油圧ポンプ３２の二つが備えられている。該走行系油圧ポンプ３１と作業機制御系油圧ポンプ３２はエンジン５に付設されて駆動される。
【００１３】
作業機制御系の油圧回路において、前記作業機制御系油圧ポンプ３２はリフトアーム３３の昇降を行う昇降用油圧シリンダ３４と傾倒用油圧シリンダ３８とに作動油を供給するものであり、該作業機制御系油圧ポンプ３２の吐出側にフローデバイダ３６を介して作業機３０の傾斜角度調節用の切換バルブ３７が流体的に接続され、該切換バルブ３７を通じて角度変更油圧シリンダ３８に作動油を送油可能としている。
また、該油圧ポンプ３２の吐出側には、フローデバイダ３６を介して油圧制御装置４０のポンプポートが流体的に接続され、該油圧制御装置４０まで送油された作動油の流れを、油圧制御装置４０内に備えられた上昇用比例電磁バルブ４２及び下降用比例電磁バルブ４３の開閉操作によって制御することで、リフトアーム３３の昇降動作を制御可能としている。
【００１４】
一方、走行系油圧回路において、前記走行系油圧ポンプ３１はパワーステアリング機構５０や油圧クラッチで構成される前進油圧クラッチ８５・後進油圧クラッチ８６、主変速油圧クラッチ５４、副変速油圧クラッチ５３、ＰＴＯ油圧クラッチ６９、四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構５２に作動油を供給する。
【００１５】
走行系油圧ポンプ３１の吐出側にはフローデバイダ５７が接続され、該フローデバイダ５７の一方にはパワーステアリング油圧ユニット５８が接続され、他方にはメインクラッチ切換バルブ８４が流体的に接続されている。
前記パワーステアリング油圧ユニット５８は切換バルブ５９と油圧モータ６０とからなり、切換バルブ５９の二次側にはパワーステアリングシリンダ６１が接続されている。該パワーステアリングシリンダ６１のピストンロッドは前輪２のステアリング装置のナックルアームまたはタイロッドなどと連結されている。また、切換バルブ５９のスプールは油圧モータ６０の出力軸とステアリングハンドル１０とに連結されている。
【００１６】
このような構成において、パワーステアリング油圧ユニット５８では、ステアリングハンドル１０を回動することよって切換バルブ５９が切り換えられ、走行系油圧ポンプ３１からの作動油をパワーステアリングシリンダ６１に送油して前輪２・２を左右に回動するとともに、油圧モータ６０を作動させてステアリングハンドル１０の回動に追随させることで切換バルブ５９のスプールを逆方向に摺動させ、ステアリングハンドル１０の切れ角に応じた前輪２・２の左右回動となるようにしている。
【００１７】
そして、パワーステアリング油圧ユニット５８のタンクポート（戻り油）側にはフローデバイダ６２が接続され、一方はＰＴＯ切換バルブ６３に流体的に接続され、他方は主変速１速バルブ７３や高低切換バルブ８１、前輪駆動切換バルブ７８と接続されている。つまり、フローデバイダ６２から一方は油路６４を通じてＰＴＯ切換バルブ６３に送油され、他方は油路６５を通じて主変速１速バルブ７３や高低切換バルブ８１、前輪駆動切換バルブ７８に送油される。なお、後者の油路６５にはアキュムレータ６６が接続されて、油圧の変動を小さくして安定した作動油を送油できるようにしている。
【００１８】
前記ＰＴＯ切換バルブ６３は電磁バルブで構成され、該ＰＴＯ切換バルブ６３のソレノイド６３ａは運転部に配設されたＰＴＯ操作レバーに連係されている。該ＰＴＯ切換バルブ６３の二次側にはディレイリリーフバルブ６７の背厚側とＰＴＯ油圧クラッチ６９とが並列に接続されるとともに、ＰＴＯブレーキ６８が接続されている。該ＰＴＯブレーキ６８はシリンダの如く構成され、ヘッド側のシリンダ室にバネ６８ａが収納され、ロッド側のシリンダ室６８ｂがＰＴＯ切換バルブ６３の二次側と連通されている。そして、バネ６８ａの付勢力によってピストンロッド６８ｃの先端がＰＴＯ油圧クラッチ６９のクラッチハウジングを押圧して制動し、またシリンダ室６８ｂに作動油を送油することでピストンロッド６８ｃが縮小されてブレーキが解除するようにしている。
また、前記ディレイリリーフバルブ６７の二次側には、ＰＴＯ油圧クラッチ６９に対する潤滑油路７０と潤滑油圧設定用のリリーフバルブ７１が接続されている。
【００１９】
このような構成において、ＰＴＯ油圧クラッチ６９がＯＦＦの状態では、ＰＴＯ切換バルブ６３は図３に示す位置となって閉じられ、油路６４からの作動油はＰＴＯ切換バルブ６３でブロックされて、ディレイリリーフバルブ６７によって調圧される。ＰＴＯブレーキ６８は、そのバネ６８ａの付勢力によってＰＴＯ油圧クラッチ６９のクラッチハウジングを制動し、ＰＴＯ軸１５が慣性空転しないようにしている。つまり、ＰＴＯ軸１５を駆動するときにはＰＴＯブレーキ６８を解除し、ＰＴＯ軸１５に動力を伝達しないときには、ＰＴＯブレーキ６８により制動して速やかに回転を停止するようにする。
【００２０】
そして、ＰＴＯ操作レバーの回動操作でソレノイド６３ａが作動してＰＴＯ切換バルブ６３が切り換えられると、油路６４からの作動油はＰＴＯ切換バルブ６３からＰＴＯブレーキ６８に送油されて、該ＰＴＯブレーキ６８が解除され、ディレイリリーフバルブ６７により調圧された作動油にてＰＴＯ油圧クラッチ６９を緩やかに係合し、ＰＴＯ油圧クラッチがＯＮとなる構成としている。
【００２１】
また、前記主変速１速バルブ７３と主変速２−３速バルブ７４は電磁バルブで構成され、そのソレノイド７３ａ・７４ａは運転部に設けた主変速レバーに連係されている。該主変速１速バルブ７３の二次側には１速油圧クラッチ７５と主変速２−３速バルブ７４が流体的に接続され、該主変速２−３速バルブ７４の二次側に２速油圧クラッチ７６、３速油圧クラッチ７７が接続されている。
こうして主変速レバーの回動操作に応じて主変速１速バルブ７３と主変速２−３速バルブ７４が切り換えられて、主変速油圧クラッチ５４となる１速油圧クラッチ７５、２速油圧クラッチ７６、３速油圧クラッチ７７のいずれかをＯＮとできるようにしている。
【００２２】
前記前輪駆動切換バルブ７８は電磁バルブより構成されており、該前輪駆動切換バルブ７８の二次側に４輪駆動油圧クラッチ７９と前輪増速油圧クラッチ８０が接続され、前輪駆動切換レバーの操作やステアリングハンドル１０の回動や走行速度等によって前輪駆動切換バルブ７８を切り換えるようにしている。すなわち、前輪駆動切換レバーの回動位置を２輪駆動とした場合にはソレノイド７８ａ・７８ｂはＯＦＦとされて前輪駆動切換バルブ７８は中立位置となり、前輪駆動切換レバーを４駆位置に回動操作することによってソレノイド７８ｂが作動して前輪駆動切換バルブ７８が切り換えられ、４輪駆動油圧クラッチ７９がＯＮとなる。
また、増速位置の場合には、作業時においてソレノイド７８ｂを作動させて４輪駆動とし、ステアリングハンドル１０が設定角度以上回動されると、ソレノイド７８ａが作動して前輪駆動切換バルブ７８が切り換えられ、前輪増速油圧クラッチ８０がＯＮとなる。
【００２３】
前記高低切換バルブ８１は電磁バルブで構成され、該高低切換バルブ８１のソレノイド８１ａは高低切換レバーに連係されている。該高低切換バルブ８１の二次側には副変速クラッチ５３を構成する高速油圧クラッチ８２と低速油圧クラッチ８３が接続され、高低切換レバーを高速側に操作すると、ソレノイド８１ａがＯＮとなって高低切換バルブ８１が切り換えられて、高速油圧クラッチ８２がＯＮとなる。低速側に操作すると高低切換バルブ８１はＯＦＦとなって低速油圧クラッチ８３がＯＮとなる。
【００２４】
また、前記フローデバイダ５７の他方の二次側には、メインクラッチ切換バルブ８４が油路５５にて接続され、該メインクラッチ切換バルブ８４のスプールは運転部に設けたクラッチペダルと連結されている。これにより、クラッチペダルを踏み込むと、メインクラッチ切換バルブ８４が切り換えられて送油が止められ、前進油圧クラッチ８５又は後進油圧クラッチ８６がＯＦＦとなって、走行側にエンジン５からの動力が伝達されなくなる。
該メインクラッチ切換バルブ５１の二次側には前後進切換バルブ８７の作動油圧変更手段となる電磁比例バルブ８８が介装され、ステアリングハンドル１０を設定角度以上切った前輪増速時に作動圧力を増加するようにしている。
【００２５】
そして、前記電磁比例バルブ８８の二次側に前後進切換バルブ８７が接続され、該前後進切換バルブ８７のスプールは前後進切換レバーと接続されて、前進操作時には前後進切換バルブ８７が切り換えられて前進油圧クラッチ８５に送油され、該前進油圧クラッチがＯＮとなり、後進操作時には同様に後進油圧クラッチ８６がＯＮとなる。該前進油圧クラッチ８５又は後進油圧クラッチ８６がＯＮのときにはパイロット油路を介してカットオフバルブ９０が切り換えられて、潤滑油を前進油圧クラッチ８５と後進油圧クラッチ８６に送油できるようにしている。
【００２６】
ここで、前記フローデバイダ５７を介して走行系油圧ポンプ３１とメインクラッチ切換バルブとを接続する油路５５と、フローデバイダ６２を介して主変速１速バルブ７３、高低切換バルブ８１、前輪駆動切換バルブ７８とを接続する油路６５とは、開閉手段となるリリーフバルブ９１を介装した油路５６にて連通されて、油路６５から油路５５に作動油が送油可能としている。該リリーフバルブ９１のスプールにはシリンダの如く構成された切換手段９２が一体的に付設されており、該切換手段９２のヘッド側のシリンダ室にバネ９２ａが収納され、ロッド側のシリンダ室９２ｂが前後進切換バルブ８７の一次側と油路９３にて連通されている。そして、バネ９２ａの付勢力によってピストンロッド９２ｃの先端がリリーフバルブ９１のバネ９１ａを押圧し、リリーフバルブ９１が閉じるように付勢している。また、シリンダ室９２ｂに作動油を送油することでピストンロッド９２ｃが縮小され、リリーフバルブ９１はリリーフ可能としている。
【００２７】
このような構成において、油圧ポンプ３２から吐出される圧油は油圧シリンダ３４・３８へのみ送油されるので、油圧クラッチのＯＮ／ＯＦＦに関係なく、昇降レバーの操作等により安定して作動させることが可能であり、従来に比べてポンプ容量を低減することが可能となる。
また、油圧ポンプ３１から吐出される圧油は、まずパワーステアリング油圧ユニット５８とメインクラッチ切換バルブ８４に送油されるが、ハンドル操作するのは主に走行中であるから、変速操作と同時に行うことは殆どないため、エンジン始動後に変速するときには、油路５５（メインクラッチ切換バルブ８４側）と油路６４・６５（ＰＴＯクラッチ６９と主変速油圧クラッチ５４側）に送油される。
【００２８】
そして、変速操作するときはメインクラッチ切換バルブ８４はＯＦＦとしているので、圧油は主に油路６４・６５側へ送油可能とされており、前記主変速１速バルブ７３、高低切換バルブ８１、前輪駆動切換バルブ７８を切り換えると、圧油は各油圧クラッチに送油されてＯＮとなる。このとき、ＰＴＯ切換バルブ６３を切り換えると、下流側のリリーフバルブ７１により圧油が確保されて、ＰＴＯ油圧クラッチ６９をＯＮとすることができる。また、メインクラッチ切換バルブ８４はＯＦＦとしているので、油路９３へ圧油が送油されないため、切換手段９２には作動油が送油されず、そのバネ９２ａの付勢力によってリリーフバルブ９１のバネ９１ａがピストンロッド９２ｃを介して押圧されて、リリーフバルブ９１は閉じられた状態となっている。したがって、パワーステアリング油圧ユニット５８のタンクポートから流れる作動油は、フローデバイダ６２を介して油路６５から主変速１速バルブ７３、高低切換バルブ８１、前輪駆動切換バルブ７８に送油される。
【００２９】
次に走行するために、クラッチペダルの踏み込みを解除してメインクラッチ切換バルブ８４が開かれると、油路５５からの圧油は前後進切換バルブ８７を介して前進油圧クラッチ８５又は後進油圧クラッチ８６に送油されてクラッチはＯＮとなる。このとき、作動油が油路９３を介して切換手段９２に送油され、該切換手段９２のバネ９２ａの押圧状態が解除されるので、前記油路６５側の油圧が高い場合には、リリーフバルブ９１がリリーフして油路５６から油路５５に作動油が合流して前進油圧クラッチ８５又は後進油圧クラッチ８６の作動に供される。そして、クラッチの接続時には前進油圧クラッチ８５又は後進油圧クラッチ８６のリバーサクラッチがＯＮして動力が伝達されるが、主変速側の１速油圧クラッチ７５、２速油圧クラッチ７６、３速油圧クラッチ７７と、４輪駆動油圧クラッチ７９、前輪増速油圧クラッチ８０と、高速油圧クラッチ８２、低速油圧クラッチ８３へ送油される圧油は確保されているため、油圧変動は小さく、これらの油圧クラッチはコンパクトに構成することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３１】
即ち、請求項１に示す如く、作業機制御系油圧ポンプからの圧油を、フローデバイダを介して作業機の昇降を行う昇降用油圧シリンダと傾倒用油圧シリンダに供給するとともに、走行系油圧ポンプからの圧油を、パワーステアリング機構と、前後進油圧クラッチと、主変速油圧クラッチ、副変速油圧クラッチ、四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構と、ＰＴＯ油圧クラッチとに、それぞれフローデバイダを介して供給する構成としたので、作業機制御系油圧ポンプからＰＴＯ油圧クラッチに作動油を送油する必要がなくなるため、アイドル回転時などの低回転時に圧油の供給量不足に陥ることもなく、昇降用油圧シリンダや傾倒用油圧シリンダを安定して作動させることが可能となり、作業機制御系油圧ポンプの容量を低減することができる。これにより、作動油の油温上昇を抑えることが可能となる。また、走行系油圧ポンプは作業機制御系油圧ポンプに比べて容量が小さいため、ＰＴＯ油圧クラッチへの負荷を小さくすることができる。
【００３２】
請求項２に示す如く、前記主変速油圧クラッチと副変速油圧クラッチと四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構へ送油する油路と、前後進油圧クラッチへ送油する油路との間に、余剰油を前後進油圧クラッチへ送油するリリーフバルブを介装したので、リリーフバルブをリリーフすることで前者の油路から後者の油路に作動油を合流させて前後進油圧クラッチへ送油することが可能となる。よって、走行系油圧ポンプの容量を小さくすることができるので、各種油圧装置への負荷を小さくすることができるとともに、作動油の油温上昇を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトラクタの全体側面図。
【図２】走行系および作業機制御系の油圧回路図。
【図３】走行系の油圧回路図。
【図４】従来の走行系および作業機制御系の油圧回路図。
【符号の説明】
３１走行系油圧ポンプ
３２作業機制御系油圧ポンプ
３４昇降用油圧シリンダ
３６フローデバイダ
３８傾倒用油圧シリンダ
５０パワーステアリング機構
５２四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構
５３副変速油圧クラッチ
５４主変速油圧クラッチ
５７フローデバイダ
６９ＰＴＯ油圧クラッチ
８５前進油圧クラッチ
８６後進油圧クラッチ

Claims

作業機制御系油圧ポンプからの圧油を、フローデバイダを介して作業機の昇降を行う昇降用油圧シリンダと傾倒用油圧シリンダに供給するとともに、走行系油圧ポンプからの圧油を、パワーステアリング機構と、前後進油圧クラッチと、主変速油圧クラッチ、副変速油圧クラッチ、四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構と、ＰＴＯ油圧クラッチとに、それぞれフローデバイダを介して供給する構成としたことを特徴とする作業車両の油圧回路。
前記主変速油圧クラッチと副変速油圧クラッチと四輪駆動・増速切換油圧クラッチ機構へ送油する油路と、前後進油圧クラッチへ送油する油路との間に、余剰油を前後進油圧クラッチへ送油するリリーフバルブを介装したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の油圧回路。