JP3333064B2

JP3333064B2 - バルブシステム

Info

Publication number: JP3333064B2
Application number: JP14467195A
Authority: JP
Inventors: 裕一北尾; 彰夫服部
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 2002-10-07
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: JPH08338551A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばトラクタのパワ
ーシフトトランスミッション等を制御するためのバルブ
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラクタにおいては、パワーシフトトラ
ンスミッションに主クラッチとなる前後進切り換え機
構、主変速機構、副変速機構及び前輪等倍速切り換え機
構等を有し、その他にデフロック機構等を有しており、
これらの各機構を油圧クラッチ、シリンダ等を用いて切
り換え可能にしている。これらの多数の油圧クラッチ、
シリンダ等を制御するバルブは、１箇所に集中配置し、
メンテナンスの容易化及び油圧ポンプからの配管の短縮
化を図っており、従来においては、ミッションケースの
内部点検用開口を閉鎖するために取り付けられたカバー
の外面に、前記多数のバルブが集中配置されている。

【０００３】この種のバルブは電磁弁が使用されるが、
大油圧を直接制御するタイプのものは大型になり、パイ
ロット油圧を利用して制御バルブを間接制御するタイプ
のものは小型になり、前述のような集中配置するもので
は、パイロットバルブを利用するものが好ましいことが
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のパイロ
ット制御用のバルブは、制御バルブとパイロットバルブ
とが独立していて、長い油路で接続されており、パイロ
ット圧をオフからオン状態にするとき、パイロット室の
空気等により作動遅れが生じ応答性が悪いものであっ
た。また、前記制御バルブに付属して圧抜き弁を装着し
たとき、該圧抜き弁の作動感覚をオペレータは体感する
ことが困難であった。

【０００５】本発明は、バルブボディ内に形成したスプ
ール孔に制御バルブとパイロットバルブとを近接配置す
ることにより、応答性が高く、しかも、圧抜き弁を操作
するときオペレータがこれを体感できるようにすること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
のための第１の具体的手段は、バルブボディ（１１）に
形成したスプール孔（１２）にスプール（１３）を摺動
自在に挿入し、該スプール（１３）と対向してオン・オ
フ形のパイロットバルブ（Ｃ）を設け、前記スプール
（１３）をパイロットバルブ（Ｃ）の排油用の油路（１
４ａ）のポートに押付け付勢するスプリング（３０）を
設け、トラクタの前後進切換機構のアクチュエータ
（Ａ）を制御する前記スプール（１３）にタンクポート
（ＴＰ）に連通する圧抜き油路（ＷＦ）を接続し、該圧
抜き油路（ＷＦ）にオペレータ操作で摺動して連通遮断
する圧抜き弁（３２）を設け、該圧抜き弁（３２）の弁
部（３２Ｅ）を圧抜き油路（ＷＦ）に対して、油路遮断
をしているときにポンプポート（ＰＰ１）からの圧力で
タンクポート（ＴＰ２）に押圧される状態に配置してい
ることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明における課題解決のための第
２の具体的手段は、トラクタの前後進切換機構のアクチ
ュエータ（Ａ）を制御するパイロットバルブ（Ｃ）にタ
ンクポート（ＴＰ）に連通する圧抜き油路（ＷＦ）を接
続し、該圧抜き油路（ＷＦ）にオペレータ操作で摺動し
て連通遮断する圧抜き弁（３２）を設け、該圧抜き弁
（３２）の弁部（３２Ｅ）を圧抜き油路（ＷＦ）に対し
て、油路遮断をしているときにポンプポート（ＰＰ１）
からの圧力でタンクポート（ＴＰ２）に押圧される状態
に配置していることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】内バルブボディ１１に形成したスプール孔１２
に、制御バルブＢを構成するスプール１３と、このスプ
ール１３に対向してパイロットバルブＣが配置されてお
り、このパイロットバルブＣでパイロット油路Ｐを制御
すると、スプール１３の端部にパイロット圧が加わりこ
れをスプリング３０に抗して摺動させ、制御バルブＢを
制御する。圧抜き弁３２はタンクポートとポンプポート
とを連通している抜き油路ＷＦを遮断しているときは、
弁部３２Ｅが一方に押付けられていて初期動作のときは
抵抗が大でその後は軽いことから、オペレータは操作の
体感ができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜１１において、２はトラクタのトランスミ
ッションを内蔵したミッションケースで、上面に点検用
開口３が形成され、この開口３を開閉自在に閉鎖するカ
バー４が取り付けられている。このカバー４の内面にセ
パレートプレート８を介して内装バルブユニット５が、
外面に外装バルブユニット６がそれぞれ装着され、バル
ブシステムを構成している。

【００１０】このバルブシステムは、図１１に示すよう
に、トラクタの走行に必要な略総てのアクチュエータを
制御するものであり、アクチュエータとしては、前後進
切り換え機構のアクチュエータＡＦ、ＡＲ、主変速機構
のアクチュエータＡ１〜Ａ４、副変速機構のアクチュエ
ータＡＬ、ＡＨ、前後輪デフロック機構のアクチュエー
タＡＪ、ＡＧ及び前輪等倍速切り換え機構のアクチュエ
ータＡＤ、ＡＥ等を有している。これらの各機構のアク
チュエータＡは、回転軸と変速ギヤとを結合する油圧ク
ラッチ、デフロック体をデフギヤに係合させる油圧シリ
ンダ等であり、変速ギヤに係合したシフタを移動する油
圧シリンダであっても良い。

【００１１】前記外装バルブユニット６は図２、３〜
７、９に示すように、外バルブボディ２１に、前後進切
り換え機構のアクチュエータＡＦ、ＡＲへ圧油を供給す
るメインクラッチ制御バルブＢＭと、副変速機構のアク
チュエータＡＬ、ＡＨを制御する制御バルブＢＬ、ＢＨ
と、これらの各制御バルブＢに連通する圧力検出スイッ
チＲＭ、ＲＬ、ＢＨとを取り付けている。前記制御バル
ブＢＭ、ＢＬ、ＢＨは電磁比例弁が使用されており、後
述するパイロット制御の制御バルブＢより大きいものと
なっている。

【００１２】Ｋは油圧ポンプ７に接続された圧油供給用
の供給油路で、外バルブボディ２１の内部に貫通形成さ
れ、前記制御バルブＢＭ、ＢＬ、ＢＨに連通しており、
この供給油路Ｋから流通孔Ｋ１、Ｋ２が分岐している。
また、前記外バルブボディ２１には、前後輪デフロック
機構のアクチュエータＡＪ、ＡＧ及び前輪等倍速切り換
え機構のアクチュエータＡＤ、ＡＥに、アクチュエータ
作動油を供給するためのアクチュエータ作動油路ＳＪ、
ＳＧ、ＳＤ、ＳＥを形成する接続具２２Ｊ、２２Ｇ、２
２Ｄ、２２Ｅが設けられている。

【００１３】カバー４には、肉厚内にアクチュエータ作
動油を流通する８本の取り出し孔ＱＦ、ＱＲ、Ｑ１〜Ｑ
４、ＱＬ、ＱＨが形成され、内面側の一端には前記取り
出し孔ＱＦ、ＱＲ、Ｑ１〜Ｑ４、ＱＬ、ＱＨを前後進切
り換え機構のアクチュエータＡＦ、ＡＲ、主変速機構の
アクチュエータＡ１〜Ａ４及び副変速機構のアクチュエ
ータＡＬ、ＡＨにそれぞれ接続する接続具連結口ＮＦ、
ＮＲ、Ｎ１〜Ｎ４、ＮＬ、ＮＨが形成され、カバー４の
外面にはアクチュエータＡ１〜Ａ４用の取り出し孔Ｑ１
〜Ｑ４に連通した圧力検出スイッチＲ１〜Ｒ４を設けて
いる。

【００１４】前記圧力検出スイッチＲＭ、ＲＬ、ＢＨ、
Ｒ１〜Ｒ４は、対応する各制御バルブＢの圧力を検出し
て、作動タイミングをシーケンス制御するために設けら
れている。前記セパレートプレート８に面するカバー４
の接合面（下面）には、流通孔Ｋ２と連通する左右一対
の供給油溝２３と、その左右両側で流通孔Ｋ１と連通す
る左右一対のパイロット油溝２４とがそれぞれ長く形成
され、流通孔Ｋ１には減圧弁２５が設けられていて、供
給油からパイロット油を発生している。左右供給油溝２
３及び左右パイロット油溝２４はそれぞれ左右が互いに
連通している。

【００１５】図１、７〜１０において、内装バルブユニ
ット５には、制御バルブＢとパイロットバルブＣとを組
み合わせた１０組のバルブが配置されている。内バルブ
ボディ１１内には中央の隔壁１１ａを挟んで同心状にス
プール孔１２が形成され、このスプール孔１２が５列配
列されている。制御バルブＢＦ、ＢＲ及びパイロットバ
ルブＣＦ、ＣＲは前後進切り換え機構用、制御バルブＢ
１〜Ｂ４及びパイロットバルブＣ１〜Ｃ４は主変速機構
用、制御バルブＢＬ、ＢＨ及びパイロットバルブＣＬ、
ＣＨは副変速機構用をそれぞれ示している。

【００１６】前記内バルブボディ１１には各スプール孔
１２に面して、供給油室αと作動油室βと排油油室γと
が形成されており、スプール１３の摺動により、作動油
室βが両側の供給油室αと排油油室γとに択一的に連通
され、アクチュエータＡへの作動油の供給を制御可能に
している。各供給油室αはセパレートプレート８の油孔
３５を介して前記供給油溝２３と連通しており、前後進
切り換え機構の制御バルブＢＦ、ＢＲ用の供給油室αは
内バルブボディ１１内の連通孔３６で互いに連通されて
いる。

【００１７】前後進切り換え機構の制御バルブＢＦ、Ｂ
Ｒ及び主変速機構の制御バルブＢ１〜Ｂ４の各作動油室
βは、内バルブボディ１１及び外バルブボディ２１の各
セパレートプレート８接合面側に形成した油溝及びセパ
レートプレート８に形成した作動油孔ＴＦ、ＴＲ、Ｔ１
〜Ｔ４を介して、カバー４内の取り出し孔ＱＦ、ＱＲ、
Ｑ１〜Ｑ４と連通している。また、副変速機構の制御バ
ルブＢＬ、ＢＨは一方が外バルブボディ２１の油溝３７
を介して、他方がセパレートプレート８の孔及び内バル
ブボディ１１の油溝３８を介して取り出し孔ＱＬ、ＱＨ
と連通している。

【００１８】前後輪デフロック機構の制御バルブＢＪ、
ＢＧ及び前輪等倍速切り換え機構のＢＤ、ＢＥの各作動
油室βは、内バルブボディ１１の油溝、セパレートプレ
ート８に形成した作動油孔ＴＪ、ＴＧ、ＴＤ、ＴＥ、カ
バー４及び外バルブボディ２１の４つの孔２７を介して
接続具２２Ｊ、２２Ｇ、２２Ｄ、２２Ｅと連通してい
る。これら作動油室β、作動油孔Ｔ、取り出し孔Ｑ、油
溝３７、３８、孔２７等によって、各アクチュエータＡ
へ制御された作動油を供給するためのアクチュエータ作
動油路ＳＦ、ＳＲ、Ｓ１〜Ｓ４、ＳＬ、ＳＨ、ＳＪ、Ｓ
Ｇ、ＳＤ、ＳＥ（図１１に示す）が形成されている。

【００１９】前記各制御バルブＢの排油油路γは互いに
連通されていて、内バルブボディ１１からセパレートプ
レート８を介してカバー４の排油溝２８からミッション
ケース２内に開放されている。前後進切り換え機構のア
クチュエータＡＦ、ＡＲ用の制御バルブＢＦ、ＢＲの供
給油室αは油路３６で連通され、この油路３６にメイン
クラッチ制御バルブＢＭからの作動油が供給可能になっ
ている。前記内バルブボディ１１の各スプール孔１２の
端部には、バルブ支持体１４の端部が挿入固定されてい
る。このバルブ支持体１４内には排油孔１４ａが形成さ
れ、この排油孔１４ａを開閉するボール製の弁体１７が
配置されている。バルブ支持体１４に設けたソレノイド
１６は、励磁することにより前記弁体１７を押動して排
油孔１４ａを閉鎖可能になっている。

【００２０】スプール１３はスプリング３０によって端
部がバルブ支持体１４に当接するように付勢されてお
り、バルブ支持体１４はスプール１３の位置規制部材に
もなっている。このスプール１３には端部の周溝１３ａ
と、この周溝１３ａと連通する端面のスリット１３ｂと
が形成され、このスリット１３ｂはバルブ支持体１４内
の排油路１４ａとも連通している。前記バルブ支持体１
４、ソレノイド１６及び弁体１７の端部によって電磁式
パイロットバルブＣが構成されており、パイロットバル
ブＣはスプール１３に対向して各制御バルブＢと組にな
っており、この組が隔壁１１ａを間にして背中合わせに
同心に対称配置されている。

【００２１】内バルブボディ１１及びセパレートプレー
ト８には、前記各制御バルブＢのスプール１３の周溝１
３ａと連通する油路ＵＦ、ＵＲ、Ｕ１〜Ｕ４、ＵＪ、Ｕ
Ｇ、ＵＤ、ＵＥが形成され、この各油路Ｕは前記外バル
ブボディ２１の左右パイロット油溝２４と連通していて
パイロット油路Ｐを構成している。従って、油路ＵＦ、
ＵＲ、Ｕ１〜Ｕ４、ＵＪ、ＵＧ、ＵＤ、ＵＥに供給され
るパイロット油は、ソレノイド１６を消磁していると
き、排油孔１４ａから排油され、ソレノイド１６を励磁
すると排油孔１４ａが弁体１７で閉鎖され、前記周溝１
３ａ及びスリット１３ｂに充満し、スプール１３の端部
にパイロット圧を加え、このスプール１３をスプリング
３０に抗して押動し、供給油室αを作動油室βに連通さ
せることができる。

【００２２】前記セパレートプレート８は、カバー４と
内バルブボディ１１との間の不本意な油の流動を規制す
ると共に、供給油溝２３及びパイロット油溝２４とこれ
に対向する内バルブボディ１１の油路Ｕ及び供給油室
α、作動油室β等との間には、油の受け渡しをするため
の供給油孔３５、作動油孔Ｔ、油路Ｕが形成され、供給
油路Ｋ、アクチュエータ作動油路Ｓ及びパイロット油路
Ｐが連通するようになっている。図１、１１において、
前後進切り換え機構用のパイロットバルブＣＦ、ＣＲに
連通した油路ＵＦ、ＵＲには圧抜き油路ＷＦ、ＷＲが接
続されており、この油路ＷＦ、ＷＲは内バルブボディ１
１内に形成されていて、それぞれ逆止め弁３３を有し、
かつ合流していて圧抜きバルブ３２に接続されている。
尚、２個の逆止め弁３３は１個のシャトル弁でも良い。

【００２３】前記圧抜きバルブ３２は手動またはクラッ
チペダル４７を通常踏み込み範囲（メインクラッチ制御
バルブＢＭを操作する範囲）から更に踏み込むことによ
り操作でき、圧抜き油路ＷＦ、ＷＲは、圧抜きバルブ３
２を開放することにより、パイロットバルブＣＦ、ＣＲ
からパイロット油を排油し、アクチュエータＡＦ、ＡＲ
の作動を解除し、前後進切り換え機構を中立状態にす
る。圧抜き弁３２は、図１２および図１３に示すよう
に、ポンプポートＰＰとタンクポートＴＰとに連通する
油路ＰＰ１とＴＰ２とを有するバルブケース３２Ａに、
スプール弁３２Ｂを摺動自在に内装しており、該スプー
ル弁３２Ｂはスプリング３２Ｃによってクラッチペダル
４７にその先端が押当てられている。スプール弁３２Ｂ
は前記対向油路ＰＰ１とＴＰ２とを遮断している弁部３
２Ｅとこれより小径の弁部３２Ｆを連設しており、スプ
ール孔３２Ｄに摺動自在に連通されている。

【００２４】従って、弁部３２Ｅで対向油路ＰＰ１とＴ
Ｐ２とを遮断しているときはポンプポートＰＰからの圧
力Ｆで押付けられており、これによりタンクポートＴＰ
側は油膜が僅かであり、摺動摩擦力が大となっている。
このことから、クラッチペダル４７をその戻しバネ４７
Ａに抗して踏み込んで圧抜きを行う初期においては操作
力が重く、弁部３２Ｆにて連通状態になると潤滑が全体
に亘って軽快となり、初期操作が重いことをオペレータ
は体感し、その後は操作力が軽くなることから操作の円
滑さを得ることができる。

【００２５】図１１において、エンジン駆動される３連
ポンプ７、４０、４１の内、油圧ポンプ７から吐出され
た作動油は、ステアリングコントローラ４２を通った
後、ＰＴＯクラッチバルブ４３へ供給される。ここで調
圧された油がバルブシステムの外バルブボディ２１の供
給油路Ｋへ供給され、同時に潤滑油に調圧された油が潤
滑油路４４を介して、アクチュエータＡＦ、ＡＲ、Ａ１
〜Ａ４、ＡＬ、ＡＨ、ＡＪ、ＡＧ、ＡＤ、ＡＥへ供給さ
れる。他のポンプ４０、４１から吐出された作動油は、
トラクタ装着作業機のアクチュエータ４５及び３点リン
ク油圧装置４６等へ供給される。

【００２６】供給油路Ｋに入った作動油は、メインクラ
ッチ制御バルブＢＭ及び制御バルブＢＬ、ＢＨへ直接供
給され、流通孔Ｋ２を介して制御バルブＢ１〜Ｂ４、Ｂ
Ｊ、ＢＧ、ＢＤ、ＢＥに供給され、メインクラッチ制御
バルブＢＭを介して制御バルブＢＦ、ＢＲに供給され
る。また、流通孔Ｋ１の減圧弁２５を介してパイロット
油となって内装バルブユニット５のパイロットバルブＣ
Ｆ、ＣＲ、Ｃ１〜Ｃ４、ＡＬ、ＡＨ、ＣＪ、ＣＧ、Ｃ
Ｄ、ＣＥへ供給される。前記メインクラッチ制御バルブ
ＢＭは前後進切り換え時及び車両停止時にクラッチペダ
ル４７によって操作され、制御バルブＢＬ、ＢＨは副変
速機構を高低に切り換えるときにレバー又はボタン等で
操作され、変速時のショック低減のための圧力制御を行
うため直接電気的に制御され、アクチュエータ作動油を
アクチュエータＡＬ、ＡＨへ供給する。

【００２７】パイロットバルブＣＦ、ＣＲ、Ｃ１〜Ｃ
４、ＡＬ、ＡＨ、ＣＪ、ＣＧ、ＣＤ、ＣＥを電気的に制
御することにより、パイロット油の排油を規制し、制御
バルブＢＦ、ＢＲ、Ｂ１〜Ｂ４、ＢＪ、ＢＧ、ＢＤ、Ｂ
Ｅのスプール１３をパイロット圧で押動してバルブを切
り換え、供給油路Ｋからアクチュエータ作動油路Ｓへア
クチュエータ作動油を送って、アクチュエータＡＦ、Ａ
Ｒ、Ａ１〜Ａ４、ＡＬ、ＡＧ、ＡＤ、ＡＥを適宜作動さ
せる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、ス
プール１３はスプリング３０によって常時予圧されてい
るので空気溜まりが発生することはなく作動遅れを防止
して応答性を良好にするし、スプール１３が動こうとす
ると圧が急激に下がるので誤動作もなく、しかも、圧抜
きの作動感覚をオペレータが体感できて総合操作を良好
にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面平面図である。

【図２】走行車両のバルブシステム全体の側面図であ
る。

【図３】外装バルブユニットの平面図である。

【図４】外装バルブユニットの断面平面図である。

【図５】図３のＸ−Ｘ線断面図である。

【図６】図３のＹ−Ｙ線断面図である。

【図７】バルブシステム内の油路を示す平面説明図であ
る。

【図８】図１のＺ−Ｚ線断面図である。

【図９】内装バルブユニット側の油路を示す平面図であ
る。

【図１０】セパレートプレートの油路を示す平面図であ
る。

【図１１】バルブシステムの油圧回路図である。

【図１２】圧抜き弁の断面図である。

【図１３】図１２のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１１バルブボディ１２スプール孔１３スプール１４バルブ支持体２１外バルブボディ２１３２圧抜き弁ＡアクチュエータＢ制御バルブＣパイロットバルブＰパイロット油路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官渡邉洋 (56)参考文献特開平５−203077（ＪＰ，Ａ) 実開平２−145375（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−106672（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−29624（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−163676（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−141263（ＪＰ，Ｕ) 特公昭61−49544（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭61−50185（ＪＰ，Ｂ２) 実公平４−3184（ＪＰ，Ｙ２) 実公平４−47495（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 3/00 - 3/36 F16K 27/04 F16K 31/36 - 31/62 F16H 57/00 B60K 17/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブボディ（１１）に形成したスプー
ル孔（１２）にスプール（１３）を摺動自在に挿入し、
該スプール（１３）と対向してオン・オフ形のパイロッ
トバルブ（Ｃ）を設け、前記スプール（１３）をパイロ
ットバルブ（Ｃ）の排油用の油路（１４ａ）のポートに
押付け付勢するスプリング（３０）を設け、トラクタの
前後進切換機構のアクチュエータ（Ａ）を制御する前記
スプール（１３）にタンクポート（ＴＰ）に連通する圧
抜き油路（ＷＦ）を接続し、該圧抜き油路（ＷＦ）にオ
ペレータ操作で摺動して連通遮断する圧抜き弁（３２）
を設け、該圧抜き弁（３２）の弁部（３２Ｅ）を圧抜き
油路（ＷＦ）に対して、油路遮断をしているときにポン
プポート（ＰＰ１）からの圧力でタンクポート（ＴＰ
２）に押圧される状態に配置していることを特徴とする
バルブシステム。
【請求項２】トラクタの前後進切換機構のアクチュエ
ータ（Ａ）を制御するパイロットバルブ（Ｃ）にタンク
ポート（ＴＰ）に連通する圧抜き油路（ＷＦ）を接続
し、該圧抜き油路（ＷＦ）にオペレータ操作で摺動して
連通遮断する圧抜き弁（３２）を設け、該圧抜き弁（３
２）の弁部（３２Ｅ）を圧抜き油路（ＷＦ）に対して、
油路遮断をしているときにポンプポート（ＰＰ１）から
の圧力でタンクポート（ＴＰ２）に押圧される状態に配
置していることを特徴とするバルブシステム。