JP2010149815A - 作業車のサスペンション構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 開閉弁13,14が閉状態から開状態に操作されると、油圧シリンダ7に作動油を供給又は油圧シリンダ7から作動油を排出して、油圧シリンダ7を事前に設定された基準位置側に作動させる。
【選択図】図3
Description
この場合、開閉弁が開状態に操作されると、前述のように油圧シリンダとアキュムレータとの間で作動油が往復して、油圧シリンダが走行用の車輪のサスペンション機構として作動する。
前述の状態において次に開閉弁が開状態に操作されて、油圧シリンダとアキュムレータとを接続する油路が連通すると、油圧シリンダの圧力(高圧)とアキュムレータの圧力(低圧)との差により、油圧シリンダの作動油がアキュムレータに流入して、油圧シリンダが伸縮作動する。従って、開閉弁が開状態に操作された瞬間に油圧シリンダが伸縮作動するような状態になり、機体の高さが変化して、運転者が違和感を感じることがある。
(構成)
本発明の第1特徴は、油圧シリンダを介して走行用の車輪を支持し、油圧シリンダとアキュムレータとを接続して、油圧シリンダとアキュムレータとの間で作動油が往復するように構成し、油圧シリンダを走行用の車輪のサスペンション機構として作動させるように構成した作業車のサスペンション構造において、次のように構成することにある。
油圧シリンダとアキュムレータとを接続する油路に、油圧シリンダとアキュムレータとを連通させる開状態、及び油圧シリンダとアキュムレータとを遮断する閉状態に操作自在な開閉弁を備えて、
開閉弁が閉状態から開状態に操作されると、油圧シリンダに作動油を供給又は油圧シリンダから作動油を排出して、油圧シリンダを事前に設定された基準位置側に作動させる作動油操作手段を備える。
例えば図3に示すように、機体に掛かる重量が軽く、油圧シリンダ7の圧力が低圧で、アキュムレータ11の圧力が低圧の状態において、開閉弁13が閉状態に操作されて、油圧シリンダ7とアキュムレータ11とを接続する油路9が遮断されたとする(油圧シリンダ7が伸縮できない状態)。
次に開閉弁13が閉状態に操作されて、油圧シリンダ7とアキュムレータ11とを接続する油路9が遮断された状態において、機体に掛かる重量が大きくなると、油圧シリンダ7の圧力は高圧になるが、アキュムレータ11の圧力は低圧に維持される。
この場合、本発明の第1特徴によると、作動油操作手段により油圧シリンダに作動油が供給されるのであり、油圧シリンダからアキュムレータに作動油が流入するのに対して、作動油操作手段により油圧シリンダに作動油が補われる状態となるので、開閉弁が開状態に操作された瞬間に油圧シリンダが伸縮作動するような状態は生じ難い。
本発明の第1特徴によると、油圧シリンダとアキュムレータとを備えて、油圧シリンダが走行用の車輪のサスペンション機構として作動するように構成した作業車のサスペンション構造において、油圧シリンダとアキュムレータとを接続する油路に、油圧シリンダとアキュムレータとを連通させる開状態、及び油圧シリンダとアキュムレータとを遮断する閉状態に操作自在な開閉弁を備えた場合、開閉弁が開状態に操作された際の油圧シリンダの伸縮作動を抑えることができて、機体の高さの変化を抑え、運転者が違和感を感じるような状態を少なくして、乗り心地を向上させることができた。
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴の作業車のサスペンション構造において次のように構成することにある。
開閉弁が開状態から閉状態に操作される際の油圧シリンダの圧力を検出する第1検出手段と、開閉弁が閉状態から開状態に操作される際の油圧シリンダの圧力を検出する第2検出手段とを備えて、
開閉弁が閉状態から開状態に操作される際において、第1及び第2検出手段の検出値の差が事前に設定された設定値よりも大きいと、作動油操作手段を作動させ、第1及び第2検出手段の検出値の差が事前に設定された設定値よりも小さいと、作動油操作手段を停止させる作動牽制手段を備える。
前項[I]に記載のように、開閉弁が開状態に操作されて、油圧シリンダとアキュムレータとを接続する油路が連通した場合、油圧シリンダの圧力とアキュムレータの圧力とに大きな差が発生していると、この圧力の差によって、油圧シリンダの作動油がアキュムレータに流入する(アキュムレータの作動油が油圧シリンダに流入する)。
これにより検出された圧力の差が大きければ、油圧シリンダの圧力とアキュムレータの圧力とに大きな差が発生していると判断できるので、この場合には開閉弁が開状態に操作された際に、作動油操作手段により油圧シリンダに作動油が供給されて(作動油操作手段により油圧シリンダの作動油が排出されて)、油圧シリンダの伸縮作動が抑えられる。
本発明の第2特徴によると、検出された圧力の差が小さければ、油圧シリンダに作動油は供給されない(油圧シリンダの作動油は排出されない)ので、油圧シリンダが伸縮作動することはない。
本発明の第2特徴によると、開閉弁が開状態に操作された際において、油圧シリンダの圧力とアキュムレータの圧力とに大きな差が発生していない場合、作動油操作手段による油圧シリンダへの作動油の供給(作動油操作手段による油圧シリンダからの作動油の排出)が行われないようにすることにより、不必要な油圧シリンダの伸縮作動を抑えることができるようになって、乗り心地を向上させることができた。
図1に示すように、右及び左の前輪1(走行用の車輪に相当)、右及び左の後輪2を備えて、作業車の一例であるトラクタが構成されている。右及び左の後輪2は機体の後部のミッションケース3にサスペンション機構を介して支持されておらず、位置固定状態で支持されている。
次に、油圧シリンダ7の油圧回路構造について説明する。
図3に示すように、油圧シリンダ7は底部側の油室7a及びピストン側の油室7bを備えた複動型に構成されている。油圧シリンダ7の油室7aに接続された油路9(油圧シリンダとアキュムレータとを接続する油路に相当)に、ガス封入式のアキュムレータ11、パイロット操作式の一対の逆止弁13(開閉弁に相当)、及び油圧回路の保護用のリリーフ弁15が接続されている。口径が「大」「中」「小」の3種類のオリフィス部を備えたパイロット操作式の切換弁17が、アキュムレータ11の手前部分に備えられ、切換弁17を操作するパイロット弁20が備えられている。油路9において、油圧シリンダ7と逆止弁13との間に圧力センサー36が接続されており、圧力センサー36により油圧シリンダ7の油室7aの圧力を検出することができる。
パイロット弁19,20,29は電磁操作式であり、後述する[3]〜[9]の記載及び図6に示すように、制御装置35によってパイロット弁19及びパイロット弁20,29が操作され、逆止弁13,14、制御弁18及び切換弁17が操作される。
次に、油圧シリンダ7のサスペンション機構として作動について説明する。
前項[2]に記載の構造により、図3に示すように、制御弁18が中立位置18Nに操作され、逆止弁13,14が開状態に操作された状態において、地面の凹凸に応じて前車軸ケース8及び支持ブラケット6が横軸芯P1周りに上下に揺動しようとすると、油圧シリンダ7が伸縮して、油圧シリンダ7の油室7a,7bとアキュムレータ11,12との間で作動油が往復し、油圧シリンダ7がバネ定数K1を備えたサスペンション機構として作動する。
式(1) M×g=PH×AH−MP1×AR
これにより、機体の前部に装着する作業装置により、機体の前部に掛かる重量(油圧シリンダ7に掛かる重量)Mが大きくなると(例えばフロントローダのバケットにより土砂のすくい上げ(積載)を行った状態や、荷物の積み上げを行った状態)、油圧シリンダ7のバネ定数K1は大きくなるので、これに伴い切換弁17が絞り側(口径「小」のオリフィス部側)に操作されて、油圧シリンダ7の減衰力が大きくなる。
次に、油圧シリンダ7の第1姿勢制御手段41の作動の前半について、図7に基づいて説明する。
前項[3]に記載のように、油圧シリンダ7がサスペンション機構として作動する状態において、図6に示すように、油圧シリンダ7に作動油の給排操作を行って機体を略水平に維持する第1姿勢制御手段41が制御装置35に備えられている。以下、第1姿勢制御手段41の前半について説明する。
ステップS5,S6において、設定時間T11をある程度長いものに設定すると、設定時間T11の間に複数個の極大位置A1及び複数個の極小位置A2が検出される。この場合には、複数個の極大位置A1のうちの最大の極大位置A1を検出し、複数個の極小位置A2のうちの最小の極小位置A2を検出して、最大の極大位置A1及び最小の極小位置A2から中間位置B1が検出される(ステップS7)。
次に、油圧シリンダ7の第1姿勢制御手段41の作動の後半について、図7に基づいて説明する。
制御装置35に下降側設定回数ND1及び上昇側設定回数NU1が設定されており、ステップS8,S9,S10を通過する度に、積算回数Nと下降側設定回数ND1及び上昇側設定回数NU1とが比較される(ステップS11,S14)。
次に、第1及び第2姿勢制御手段41,42、第1検出手段45において、機体の走行速度Vが高速から低速になる状態での作動の流れについて、図8に基づいて説明する。
図6に示すように、第2姿勢制御手段42及び第1検出手段45が制御装置35に備えられている。機体の走行速度Vを検出する走行速度センサー38が備えられて、走行速度センサー38の検出値が制御装置35に入力されており(ステップS21)、機体の走行速度Vが事前に設定された設定速度V1よりも高速であると、逆止弁13,14が開状態に操作されて、第1姿勢制御手段41(前項[4][5]参照)が作動している。
第2姿勢制御手段42においては、油圧シリンダ7の作動位置(伸縮位置)と目標範囲H1とが直接的に比較されるので、第1姿勢制御手段41に比べて十分に敏感に作動するのであり、機体が地面と略平行(略水平)な状態に直ぐに戻る。
次に第1及び第2姿勢制御手段41,42、作動油操作手段43、作動牽制手段44、第2検出手段46において、機体の走行速度Vが低速から高速になる状態について、図9及び図10に基づいて説明する。
逆止弁13,14が開状態から閉状態に操作される直前の油圧シリンダ7の油室7a及びアキュムレータ11の圧力A1(前項[6]参照)と、逆止弁13,14が閉状態から開状態に操作される直前の油圧シリンダ7の油室7aの圧力A2とが比較されて、差A3(A2−A1)が検出される(ステップS42)。
このような状態は、例えば機体の前部にフロントローダ(図示せず)を備えた場合、フロントローダのバケットが空の状態で、前項[6]に記載のように逆止弁13,14が閉状態に操作され(ステップS25)、この後にフロントローダのバケットによる土砂のすくい上げ(積載)が行われて、土砂の重量により機体の前部に掛かる重量が大きくなり、油圧シリンダ7の油室7aの圧力は高圧になるが、アキュムレータ11の圧力は低圧に維持されると言うような状態が想定される。
このような状態は、例えば機体の前部にフロントローダ(図示せず)を備えた場合、フロントローダのバケットに土砂をすくい上げた状態(積載)で、前項[6]に記載のように逆止弁13,14が閉状態に操作され(ステップS25)、この後にフロントローダのバケットの土砂が放出されて、機体の前部に掛かる重量が小さくなり、油圧シリンダ7の油室7aの圧力は低圧になるが、アキュムレータ11の圧力は高圧に維持されると言うような状態が想定される。
次に、前項[7]に引き続き、第1及び第2姿勢制御手段41,42、作動油操作手段43、作動牽制手段44、第2検出手段46において、機体の走行速度Vが低速から高速になる状態で、油圧シリンダ7の油室7aの圧力が高圧であり、アキュムレータ11の圧力が低圧である状態(差A3が設定値(A4)よりも大きい状態)での作動の流れについて、図9及び図10に基づいて説明する。
次に、前項[7]に引き続き、第1及び第2姿勢制御手段41,42、作動油操作手段43、作動牽制手段44、第2検出手段46において、機体の走行速度Vが低速から高速になる状態で、油圧シリンダ7の油室7aの圧力が低圧であり、アキュムレータ11の圧力が高圧である状態(差A3が設定値(−A4)よりも小さい状態)での作動の流れについて、図9及び図10に基づいて説明する。
前述の[発明を実施するための最良の形態]の図7のステップS4〜S8において、設定時間T11を少し長く設定して、複数個の極大位置A1及び複数個の極小位置A2を検出するように構成した場合、以下のようにして図7のステップS8の中間位置B1を検出してもよい。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態]において、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置に設定するのではなく、機体の前部に装着する作業装置(例えばフロントローダ)の有無や種類、作業形態等に基づいて、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置から少し機体上昇側(油圧シリンダ7の伸長側)の位置に設定したり、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置から少し機体下降側(油圧シリンダ7の収縮側)の位置に設定したりしてもよい。
例えば機体の前部に作業装置(例えばフロントローダ)を装着した場合、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置から少し機体上昇側(油圧シリンダ7の伸長側)の位置に設定することにより、機体が地面に対して少し前上がり状態になるようにすればよい。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態][発明の実施の第2別形態]において、極大位置A1に代えて設定時間T11における最大位置を使用してもよく、極小位置A2代えて設定時間T11における最小位置を使用してもよい。逆止弁13,14に代えて、スプールをスライド操作又は回転操作する開閉弁(図示せず)を使用してもよい。[発明を実施するための最良の形態]〜[発明の実施の第3別形態]を後輪2に適用してもよい。
7 油圧シリンダ
9,10 油路
11,12 アキュムレータ
13,14 開閉弁
43 作動油操作手段
44 作動牽制手段
45 第1検出手段
46 第2検出手段
A4 設定値
H1 基準位置
Claims (2)
- 油圧シリンダを介して走行用の車輪を支持し、前記油圧シリンダとアキュムレータとを接続して、前記油圧シリンダとアキュムレータとの間で作動油が往復するように構成し、前記油圧シリンダを走行用の車輪のサスペンション機構として作動させるように構成した作業車のサスペンション構造であって、
前記油圧シリンダとアキュムレータとを接続する油路に、前記油圧シリンダとアキュムレータとを連通させる開状態、及び前記油圧シリンダとアキュムレータとを遮断する閉状態に操作自在な開閉弁を備えて、
前記開閉弁が閉状態から開状態に操作されると、前記油圧シリンダに作動油を供給又は油圧シリンダから作動油を排出して、前記油圧シリンダを事前に設定された基準位置側に作動させる作動油操作手段を備えてある作業車のサスペンション構造。 - 前記開閉弁が開状態から閉状態に操作される際の油圧シリンダの圧力を検出する第1検出手段と、前記開閉弁が閉状態から開状態に操作される際の油圧シリンダの圧力を検出する第2検出手段とを備えて、
前記開閉弁が閉状態から開状態に操作される際において、前記第1及び第2検出手段の検出値の差が事前に設定された設定値よりも大きいと、前記作動油操作手段を作動させ、前記第1及び第2検出手段の検出値の差が事前に設定された設定値よりも小さいと、前記作動油操作手段を停止させる作動牽制手段を備えてある請求項1に記載の作業車のサスペンション構造。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104442268A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-25 | 北京特种机械研究所 | 一种液压驱动的独立平衡悬架装置 |
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JPS60185613A (ja) * | 1984-03-05 | 1985-09-21 | Mazda Motor Corp | ハイドロニユ−マチツクサスペンシヨン |
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JP2007045218A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Toyota Motor Corp | サスペンション装置 |
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2008
- 2008-12-26 JP JP2008332947A patent/JP5075107B2/ja active Active
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