JP2005199888A - 作業車の油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】走行伝動系に油圧クラッチを介装し、変速操作手段の操作に基づいて変速を開始した時に油圧クラッチを「切り」状態とし、変速を完了した時に油圧クラッチを「入り」状態とする油圧機構と、作業機を制御する作業機油圧機構とを備え、且つ両油圧機構に単一の油圧ポンプから分流弁を介して分流した圧油が供給される作業車において、作業機油圧機構を構成する油圧アクチュエータから発生した脈動圧の伝播によって、油圧クラッチが破損することを防止する。
【解決手段】分流弁１６と油圧クラッチ１２を入・切する走行変速油圧機構５との間の送油経路１７中で、且つ前記走行変速油圧機構５の近傍にゴムホースからなるアキュームレータ３１を介装すると共に、該アキュームレータ３１を油圧ポンプＰ１に連通するサクションパイプ５５に固定した。
【選択図】図２

Description

本発明は、走行伝動系に油圧クラッチを介装して、変速操作手段の操作に基づいて変速を開始した時に油圧クラッチを「切り」状態とし、また変速が完了した時に油圧クラッチを「入り」状態とする走行変速油圧機構を備える作業車の油圧回路に関する。

従来、農業用トラクタ等の作業車に装備されている走行変速油圧機構として、シフトレバーの変速操作に連繋して回動するロータリ式変速バルブを備え、このシフトレバーで変速操作を開始した時に油圧クラッチを「切り」状態とし、また、前記ロータリ式変速バルブが切換ることで油圧アクチュエータを作動させ、そして、トランスミッションケース内の変速ギヤ群が切換って所要の変速が完了した時点で、油圧クラッチを「入り」状態となるように構成し、具体的には、前記走行変速油圧機構と油圧クラッチとの間の送油経路に油圧クラッチの入切制御を行うシャトル弁を配設し、該シャトル弁に油圧クラッチ「切り」時に油圧クラッチ内の圧油を速やかに排出させる機能と、油圧クラッチの「入り」時に圧油投入流量を規制しながら滑らかに油圧クラッチの接続を行う機能を持たせて、当該走行変速油圧機構のコンパクト化と応答性を高めるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
登録実用新案第２５７８０２９号公報

更に、上述した構成の農業用トラクタには、機体後部に設けた昇降リンク機構を介して装着したロータリ耕耘機等の作業機の高さを制御する油圧機構と、作業機の左右傾斜を機体の傾きに関係なく一定に保持させる傾斜制御を行う油圧機構と、枕地旋回時等において
、前輪の切れ角が所定以上になると前輪を増速するクイックターン装置及び旋回内側後輪の制動装置を作動させる油圧機構等を備えることが知られている。そして、これらの油圧機構並びに前述の走行変速油圧機構は、単一の油圧ポンプから分流弁を介して分流した圧油が供給される油圧回路になっている。

また、前述のロータリ耕耘機による耕耘作業においては、当該ロータリ耕耘機の左右傾斜を機体の傾きに関係なく一定に保持すべく、機体に設けた傾斜センサの検出する機体の傾斜角に基づいて、昇降リンク機構の一側に配備したリフトロッドシリンダを小刻みに伸縮作動させて安定した制御を行うようにしたインチング制御が採用されている。

しかし、上述したリフトロッドシリンダは、油圧ポンプから方向切換制御弁を介して供給される圧油によって伸縮作動する構成になっており、前述のインチング制御が行われると圧油の流れ方向の急激な変化によって圧力変動、即ち脈動圧（サージ圧）が油圧回路内に発生する。そして、脈動圧が発生すると、リフトロッドシリンダ側から分流弁を経て走行伝動系の油圧クラッチに至る油圧回路中に脈動圧が伝播し、それによって油圧クラッチが破損する虞があった。

本発明は、上記課題を解決することを目的として創案したものであって、走行伝動系に介装した油圧クラッチを、変速操作手段の操作に基づいて変速を開始した時に油圧クラッチを「切り」状態とし、また変速が完了した時に油圧クラッチを「入り」状態とする走行変速油圧機構と、作業機を制御する作業機油圧機構とを備え、単一の油圧ポンプから分流弁を介して両油圧機構に圧油供給するようになした作業車であって、前記分流弁から油圧クラッチを入・切する走行変速油圧機構への送油経路に、ゴムホースからなるアキュームレータを介装したことを第１の特徴とする。
そして、前記走行変速油圧機構の近傍にゴムホースからなるアキュームレータ（３１）を配設すると共に、当該アキュームレータを単一の油圧ポンプに連通するサクションパイプに固定したことを第２の特徴とする。

請求項１の発明によれば、例えば、作業機の左右傾斜制御をインチング制御で行うことによって脈動圧が油圧回路内に発生しても、走行伝動系の油圧クラッチに伝播しようとする脈動圧を、ゴムホースからなるアキュームレータの蓄圧・減衰作用によって容易に吸収することができ、油圧クラッチの破損を未然に防止できる。また、アキュームレータをゴムホースで構成することにより当該アキュームレータを安価に構成できると共に、脈動圧の発生を考慮して走行変速油圧機構と作業機油圧機構の油圧ポンプを別個に設けることなく、単一の油圧ポンプを介して両油圧機構に圧油を供給することができるので、作業車を全体にコストアップを招くことなく提供することができる。

また、請求項２の発明によれば、走行変速油圧機構の近傍、即ち、分流弁を経て油圧クラッチに至る油圧回路の終端側にゴムホースからなるアキュームレータを配設するものであるから、当該油圧回路中を伝播する脈動圧の圧力損失が進んだ状態で効果的に脈動圧を吸収することができる。そして、ゴムホースからなるアキュームレータは油圧ポンプに連通するサクションパイプに沿わせて固定するものであるから、比較的長尺となるゴムホースを同様に長尺なサクションパイプに沿わせて取付けることによって、ゴムホースの設置スペースを確保しながら、これを良好にとりまわすことができると共に、このサクションパイプをアキュームレータの保護部材として兼用することができる。

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は、本発明が適用される作業車である農業用トラクタ１を示し、この農業用トラクタ１は、操縦座席２の側方に、シフトレバー３ａと、Ｎ（ニュートラル）及び１〜８の各シフト位置が表示された変速ガイド３ｂとからなる走行用変速操作装置３を設けている。

そして、図２に示す油圧回路のように、シフトレバー３ａの変速操作に連繋して回動するロータリ式変速バルブ６を備え、このロータリ式変速バルブ６は、シフトレバー３ａで変速操作を開始した時に、多板摩擦式の走行用油圧クラッチ１２を「切り」状態とし、また、走行変速油圧機構５の油圧アクチュエータである第１の主変速シリンダ７、第２の主変速シリンダ８、或いは副変速シリンダ９を出没作動させ、図示しないトランスミッションケース内の変速ギヤ群を切換えるようになっている。そして、所望の変速が完了した時点で、前記走行用油圧クラッチ１２を「入り」状態となるように走行変速油圧機構５を構成している。即ち、この走行変速油圧機構５では、シフトレバー３ａの変速操作に対応して多板摩擦式の走行用油圧クラッチ１２を自動的に断続してノンクラッチ変速が行われるようになっている。

詳述すると、前記走行変速油圧機構５へは、その油圧源である油圧ポンプＰ１、油圧取出ブロック１１、分流弁（フローデバイダバルブ）１６、及び油路１７を介して圧油が供給されるようになっている。また、分流弁１６は、油圧ポンプＰ１に並列に接続された圧力制御バルブ１６ａ，１６ｂを有し、その一方の制御バルブ１６ａの下流側には油路を切り換えるためのバルブ１６ｃ、１６ｄが接続されている。そして、油路１７から分岐する油路１７ａに接続したロータリ式変速バルブ６を介して、走行変速油圧機構５の油圧アクチュエータである第１の主変速シリンダ７、第２の主変速シリンダ８、及び副変速シリンダ９をそれぞれ接続する一方、チェックバルブ１３と絞りバルブ１４を介装した副油路１７ｂにシャトル弁１５を介して走行用油圧クラッチ１２に圧油が供給されている。尚、前記チェックバルブ１３及び絞りバルブ１４の下流側の油路１３ａと、ロータリ式変速バルブ６とを油路６ａを介して接続している。

また、ロータリ式変速バルブ６には回動自在なスプールが内装してあり、主変速レバー３ａの切換操作に対応してスプールを切換回動させ、各変速操作に応じて油圧アクチュエータである第１の主変速シリンダ７、第２の主変速シリンダ８、及び副変速シリンダ９の各ロッド７ａ，８ａ，９ａをそれぞれ出没作動させて、図示しないトランスミッションケース内の変速ギヤ群を切換えると共に、各シリンダ７，８，９に併設したチェックバルブ７ｂ、８ｂ、９ｂは、変速操作中にシャトル弁１５に供給される圧油をオイルタンクＴに返送するようにしている。そして、前記副変速シリンダ９は、Ｌ（低）と、Ｈ（高）の切換えをＡ、Ｂポートで行い、第１の主変速シリンダ７は、ニュートラルＮと１速と２速の切換えをＣ〜Ｅポートで行い、第２の主変速シリンダ８は、ニュートラルＮと３速と４速の切換えをＦ〜Ｈポートで行うようになっている。

上述の如く構成した走行変速油圧機構５おいて、シフトレバー３ａによって、その変速ガイド３ｂに示したニュートラルＮ、１〜８の各シフト位置の、例えば、１速から２速へのシフト操作を行う場合の制御動作について以下説明する。

シフトレバー３ａによって１速から２速へのシフト操作を開始すると、先ずロータリ式変速バルブ６が切換えられて、走行用油圧クラッチ１２に供給される圧油は油路６ａを介してオイルタンクＴに返送される。また、第１の主変速シリンダ７のＥポートに圧油が供給され、主変速シリンダ７のピストンは図示の左方向に作動し、それに伴って主変速シリンダ７に併設したチェックバルブ７ｂが開いてシャトル弁１５への圧油の供給が停止するので、シャトル弁１５の本体に内装したポペット（不図示）に生ずる圧力差によって、走行用油圧クラッチ１２内の圧油がオイルタンクＴに返送され、走行用油圧クラッチ１２が「切り」の状態に速やかに切換えられる。

そして、主変速シリンダ７の出没作動に連繋するシフトフォーク（不図示）によって、トランスミッションケース内の変速ギヤが、それまでの１速の噛み合いから２速の噛み合いに切換えられ、このギヤ切換えが完了するとチェックバルブ７ｂが閉じて、絞りバルブ１４からシャトル弁１５を介して走行用油圧クラッチ１２へ圧油の供給が開始され、走行用油圧クラッチ１２側の圧力が所要の圧力に達すると、走行用油圧クラッチ１２が完全に「入り」の状態、即ち接続状態に復帰して、２速の変速状態で農業用トラクタ１は走行するようになる。尚、シフトレバー３ａにより２速へのシフト操作が完了した段階では、前記油路６ａを経由するドレン回路は閉じられているので、走行用油圧クラッチ１２への絞りバルブ１４からの圧油供給に支障はない。

また、前述した分流弁１６、及びバルブ１６ｄを介して、前輪の切れ角が所定以上になると前輪を増速するクイックターン装置２１、及び旋回内側後輪の制動装置を作動させる油圧機構２２に圧油が供給される一方、分流弁１６、油路１８、及びプライオリティバルブ１９を介し流量制御された圧油は、ロータリ耕耘機等の作業機の左右傾斜を機体の傾きに関係なく一定に保持する制御を行う作業機油圧機構２３に優先的に供給されると共に、余剰の圧油が、機体後部の昇降リンク機構３５（図３参照）に装着した作業機３６（図３参照）の高さを制御する作業機油圧機構２４に供給される油圧回路になっている。

尚、図中に示すＰ２は、パワーステアリングユニット２８を介して前輪を操舵する複動
油圧シリンダ２９に圧油を供給する油圧ポンプである。また、３１は、分流弁１６と油圧クラッチ１２を入・切する油圧機構５との間の送油経路１７中に介装したゴムホースからなるアキュームレータである。

次に、上述したゴムホースからなるアキュームレータ３１の作用について説明する。図３は、農業用トラクタ１の機体後部に設けた昇降リンク機構３５に装着されたロータリ耕耘機３６の傾き自動制御の形態をモデル的に示したものであって、ロータリ耕耘機３６による耕耘作業においては、このロータリ耕耘機３６の左右傾斜を機体の傾きに関係なく一定に保持すべく、機体に設けた傾斜センサ３７の検出する機体の傾斜角に基づいて、昇降リンク機構３５の一側のリフトアーム３５ａと、その下方のロアリンク３５ｂとを連結するリフトロッドシリンダ３８を伸縮作動させる制御を実行する作業機油圧機構２３を設けている。

前記作業機油圧機構２３は、機体の傾斜角を検出する傾斜センサ３７と、リフトロッド
シリンダ３８の伸縮位置を検出するリフトロッドセンサ３９と、両センサ３７，３９の検出信号を入力とする制御部４０と、この制御部４０から出力される制御信号に基づいて、油圧ポンプＰ１からリフトロッドシリンダ３８に供給される圧油の方向と流量とを制御する電磁ソレノイドバルブ４１等を備えた構成になっており、電磁ソレノイドバルブ４１を介してリフトロッドシリンダ３８に供給される圧油の方向と流量を制御することによって
、当該リフトロッドシリンダ３８を小刻みに伸縮作動させるインチング制御が実行され、ロータリ耕耘機３６等の作業機の左右傾斜を機体の傾きに関係なく一定に保持できるようになっている。

ところが、上述したリフトロッドシリンダ３８は、油圧源側（油圧ポンプＰ１）から電
磁ソレノイドバルブ４１を介して供給される圧油によって伸縮作動する構成になっており
、この時、リフトロッドシリンダ３８の小刻みな伸縮作動に伴う圧油の流れ方向の急激な変化によって生ずる圧力変動、即ち脈動圧（サージ圧）が発生すると、図２に示す油圧回路図の如く、走行用油圧クラッチ１２側にはシャトル弁１５を介して一定圧力の圧油が供給される構成になっているのにも拘らず、リフトシリンダ３８から、電磁ソレノイドバルブ４１、プライオリティバルブ１９、油路１８、分流弁１６、油路１７、及び走行変速油圧機構５を経て走行用油圧クラッチ１２に至る油圧回路中を脈動圧が伝播し、この繰り返される脈動圧の伝播による応力によって、走行用油圧クラッチ１２のハウジング（不図示）の開口端において、当該ハウジングに内挿した複数の摩擦板を抜け止めするために押え板を介し嵌装されているスナップリングが破損し、走行用油圧クラッチ１２の作動不良が発生する虞があった。

そこで、上述の如く分流弁１６と走行用油圧クラッチ１２を入・切する走行変速油圧機
構５との間の送油経路１７中に、ゴムホースからなるアキュームレータ３１を介装することによって、リフトロッドシリンダ３８側から走行用油圧クラッチ１２に至る油圧回路中を伝播する脈動圧を、当該アキュームレータ３１（ゴムホース）の蓄圧・減衰作用によって容易に吸収することができ、走行用油圧クラッチ１２の破損を未然に防止できる。

詳述すると、図４及び図５に示すように、農業用トラクタ１のクラッチハウジング５１
とミッションケース５２とを一体的に連結する中間ケース５３の左側には、走行用油圧クラッチ１２を入・切するロータリ式変速バルブ６のバルブユニット５４が設けてあり、このバルブユニット５４に連結する送油経路１７の連結ポート５４Ｐを利用して前記アキュームレータ３１を取付けている。そして、アキュームレータ３１自体は、その取付け部を金属製のエルボ３１ａ及び口金具３１ｂ等から構成し、且つアキュームレータ３１の中間部（要部）を構成するゴムホース３１ｃの外周をコルゲートチューブ３１ｄで被包すると共に、アキュームレータ３１の先端部に圧油の漏れを防止する捩じ込み式のキャップ３１ｅを設けた安価な構成になっている。

また、油圧ポンプＰ１の吸込側には金属製のサクションパイプ５５が設けてあり、この
サクションパイプ５５は、その中途部に介装したサクションフィルタ５５ａを介してオイルタンクＴとなるミッションケース５２の下部に連結されると共に、サクションパイプ５５は、前記送油経路１７の連結ポート５４Ｐ近傍を通過して機体の下部に配策されており
、比較的長尺となるアキュームレータ３１の中間部を構成するゴムホース３１ｃを前記サクションパイプ５５に沿わせて固定することが容易である。即ち、図示の如くゴムホース３１ｃをサクションパイプ５５に沿わせながら、その先端部分を屈曲させた状態で良好にとりまわして設置スペースを確保すると共に、サクションパイプ５５をアキュームレータ３１の保護部材として兼用することができ、機体の下部における他物との接当に対してアキュームレータ３１はサクションパイプ５５によってガードされる。

そして、走行用油圧クラッチ１２を入・切する走行変速油圧機構５の近傍、即ち作業機３６の左右傾斜を制御するための作業機油圧機構２３を構成するリフトロッドシリンダ３８から、電磁ソレノイドバルブ４１、プライオリティバルブ１９、油路１８、分流弁１６
、油路１７、及び油圧機構５を経て走行用油圧クラッチ１２に至る油圧回路の終端側にゴムホース製のアキュームレータ３１を介装することによって、当該油圧回路を伝播する脈動圧の圧力損失が進んだ状態で効果的に脈動圧を吸収することができる。

農業用トラクタの斜視図。 農業用トラクタの油圧回路図。 作業機の傾き自動制御の形態を示すモデル図。 アキュームレータの取付け状態を示す平面図。 アキュームレータの取付け状態を示す側面図。

符号の説明

３ａ 変速操作手段
５ 走行変速油圧機構
１２ 油圧クラッチ
１６ 分流弁
１７ 送油経路
２３ 作業機油圧機構（傾斜制御用）
３１ アキュームレータ
３６ 作業機
５５ サクションパイプ
Ｐ１ 油圧ポンプ

Claims (2)

1. 走行伝動系に介装した油圧クラッチ（１２）を、変速操作手段（３ａ）の操作に基づいて変速を開始した時に油圧クラッチ（１２）を「切り」状態とし、また変速が完了した時に油圧クラッチ（１２）を「入り」状態とする走行変速油圧機構（５）と、作業機（３６）を制御する作業機油圧機構（２３）とを備え、単一の油圧ポンプ（Ｐ１）から分流弁（１６）を介して両油圧機構（５，２３）に圧油供給するようになした作業車であって、
   前記分流弁（１６）から油圧クラッチ（１２）を入・切する走行変速油圧機構（５）への送油経路（１７）に、ゴムホースからなるアキュームレータ（３１）を介装したことを特徴とする作業車の油圧回路。
2. 前記走行変速油圧機構（５）の近傍にゴムホースからなるアキュームレータ（３１）を配設すると共に、当該アキュームレータ（３１）を単一の油圧ポンプ（Ｐ１）に連通するサクションパイプ（５５）に固定したことを特徴とする請求項１記載の作業車の油圧回路
   。

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