JP3691129B2 - 作業車両のブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行装置に設けた油圧モータに一体的にブレーキを設け、該ブレーキを制動操作するブレーキバルブの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラクタ等の作業車両にＨＳＴ式変速装置を装備して、クローラー式走行装置を油圧モータによって駆動し、該油圧モータにはブレーキを一体的に設けて、該ブレーキは常時制動方向にバネ等で付勢し、油圧を供給することでブレーキを解除して走行できるようにした技術は公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術におけるブレーキは、ブレーキペダルを踏むことによって制動する走行ブレーキと、エンジンを停止して油圧の供給を停止した時に車体を停止させる駐車ブレーキを兼ねており、ブレーキペダルを踏み込んで制動させるときの踏み込み力は、直接摩擦板を押さえないために、踏み込み初期からストロークエンドまで略同じ力で操作でき、ブレーキの負荷が判りにくく、急ブレーキをかけたときには、一気に摩擦板が圧接されて、摩擦板の摩耗が激しかった。
また、急ブレーキがかかると、油圧モータと駆動スプロケットの間に設ける減速機に過負荷がかかるという不具合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
請求項１においては、可変容量型の左右の油圧ポンプＰ１・Ｐ１と左右の油圧モータＭ・ＭよりなるＨＳＴ式変速装置により、左右の駆動スプロケット１３・１３を駆動するクローラー式走行装置Ｄにおいて、該油圧ポンプＰ１・Ｐ１の間に斜板角制御手段Ｇを設け、該油圧ポンプＰ１・Ｐ１のそれぞれの斜板を、前後進レバー３０で変更することによって、作動油の吐出方向を変更すると共に、吐出量を無段階に変更し、運転部Ｃに設けた丸型の操向ハンドル５を回動することにより、左右の油圧ポンプＰ１・Ｐ１の吐出量を別々に変更し、左右の油圧モータＭ・Ｍの回転速度を変更し、該斜板角制御手段Ｇは、油圧ポンプＰ１の斜板作動軸９１にトラニオンアーム９２を固設し、該トラニオンアーム９２はサーボスプール９３に連結され、該サーボスプール９３はバネによって中立位置に付勢され、サーボスプール９３の周面に形成した油路９３ａがパイロット油路５０に接続され、該サーボスプール９３の一端にスプールコントロールレバー５５が枢支され、該スプールコントロールレバー５５の他端は操向ハンドル５に連動され、前記油圧モータＭに常時制動側に作用するブレーキを内装し、該ブレーキをブレーキペダル３６の操作によりブレーキバルブ７６を操作して制動可能とし、該ブレーキバルブ７６と、前記斜板角制御手段Ｇのサーボスプール９３の油路９３ａを前記パイロット油路５０にて連結し、該ブレーキバルブ７６にブレーキポート４３と、前記パイロット油路５０を介して斜板角制御手段Ｇと連通された操作パイロットポート４４を設け、該操作パイロットポート４４に圧油を送油した時は、斜板を回動した位置で維持し、タンク側へ開放した時は、中立バネによって斜板を中立方向へ移動させ、該ブレーキポート４３と操作パイロットポート４４との位置を、スプール４１摺動方向に偏位して配置したものである。
請求項２においては、請求項１記載の作業車両のブレーキ装置において、該ブレーキバルブ７６のスプール４１に、ポンプポート４２とタンクポート４５を隔絶するランド部を設け、該ランド部４１ｃのタンクポート４５側に徐々に開口を大きくする傾斜部４１ｄを設けたものである。
請求項３においては、請求項１記載の作業車両のブレーキ装置において、ブレーキバルブ７６のスプール４１に、バネ定数の異なるバネ４８・４９を二重に外嵌し、ブレーキペダル３６のストローク途中で踏圧荷重を二段階に変移させたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面に示した実施例の構成を説明する。
図１はクローラー型トラクタの全体側面図、図２は同じく平面図、図３は運転部のキャビン内部平面図、図４は油圧回路図、図５は斜板角制御手段を示す図、図６はブレーキバルブの断面図、図７は同じく油圧記号を示す図、図８は同じくストローク途中を示す断面図、図９は同じく側面図、図１０はブレーキペダルのストロークと荷重の関係を示す図である。
【０００６】
図１、図２において全体構成から説明する。
クローラー型のトラクタは、機体フレーム１の前部にエンジンＥを載置し、ボンネット２内に収納している。機体フレーム１の後端には三点リンク式の作業機装着装置Ａを配置し、該作業機装着装置Ａの後端に作業機Ｂを装着し、昇降手段４によって昇降可能としている。なお、本実施例の作業機Ｂはロータリ耕耘装置であり、昇降手段４は油圧シリンダーである。
【０００７】
前記ボンネット２の後部にはキャビン３が配置され、該キャビン３内にハンドル５や運転席６を内装して運転部Ｃを構成している。該キャビン３の左右両側には燃料タンク７と作動油タンク８が配設されている。また、前記機体フレーム１の下方にはクローラー式走行装置Ｄを配置している。
【０００８】
該クローラー式走行装置Ｄは、走行フレーム１２を機体下方に配設し、該走行フレーム１２の前端に、油圧モータＭによって駆動される駆動スプロケット１３を配置し、後端に緊張できるように従動輪１４を配置し、走行フレーム１２の下部に転動輪１５・１５・・・を配置し、上部にローラー１６を軸支し、これら駆動スプロケット１３、従動輪１４、転動輪１５、ローラー１６の周囲にクローラー１７を巻回して、左右の駆動スプロケット１３・１３を油圧モータＭ・Ｍによって回動させることで走行するようにしている。
【０００９】
前記エンジンＥの後部にはクラッチケースを介してフロントミッションケース２０が固設され、該フロントミッションケース２０の後部に、一対の可変容量型の油圧ポンプＰ１・Ｐ１と作業機用の油圧ポンプＰ２が直列に配置されている。 該油圧ポンプＰ１・Ｐ１と左右の油圧モータＭ・Ｍを、それぞれ配管によって連通して閉回路を構成しＨＳＴ式変速装置としている。油圧ポンプＰ１・Ｐ１より油圧モータＭ・Ｍへ圧油を送油して、油圧モータＭ・Ｍを駆動するようにしている。
また、機体フレーム１の後部には、リアミッションケース２１が配設され、前記フロントミッションケース２０よりユニバーサルジョイント２２を介してリアミッションケース２１に動力が伝達される。該リアミッションケース２１の後面にはＰＴＯ軸１９が後方へ突出され、該ＰＴＯ軸１９にユニバーサルジョイント２３を介して作業機Ｂに動力が伝達されるように構成している。
【００１０】
そして、前記運転部Ｃ内は図３に示すように、前記ボンネット２の後部にフロントコラム９が設けられ、その後方に運転席６を配置し、該運転席６の右側に右レバーガイド２５を設けて、ポジションレバー３１やドラフトコントロールレバー３３等を設け、左側にＰＴＯ変速レバー３４・３５等を設けている。
そして、前記フロントコラム９の上面より、丸形のハンドル５が突出され、該フロントコラム９の上面には速度計や燃料計等の操作パネル２７が配置され、更に、フロントコラム９の上面の進行方向に向かって右側にアクセルレバー２４が突出され、左側に前後進レバー３０が突出されている。該前後進レバー３０のグリップ３０ａには作業機昇降レバー３２と副変速スイッチ３７が設けられている。３６はブレーキペダルである。
【００１１】
次に図４において、油圧回路を説明する。
前述のように、フロントミッションケース２０の後部に、一対の油圧ポンプＰ１・Ｐ１と作業機用及びチャージ用の油圧ポンプＰ２が直列に配置されて、該油圧ポンプＰ１・Ｐ１と、左右の油圧モータＭ・Ｍがそれぞれ連通連結されて２対の閉回路が構成されている。該油圧ポンプＰ１・Ｐ１の間に、斜板角制御手段Ｇが設けられ、油圧ポンプＰ１・Ｐ１のそれぞれの斜板は前記前後進レバー３０の回動及びハンドル５の回動によって変更でき、この斜板を前後進レバー３０で変更することによって、作動油の吐出量が無段階に変更できて、吐出方向も変更でき、前後進と主変速が同時に行える。
また、ハンドル５を回動して左右の吐出量を変更することで油圧モータＭ・Ｍの左右の回転速度を変更して旋回させることができる。そして、油圧モータＭ・Ｍの出力軸上には駆動スプロケット１３・１３が固設されて、クローラー１７・１７を回動することができる。
【００１２】
また、油圧モータＭには油圧サーボ式のブレーキ７４と副変速機構７５が一体的に設けられており、ブレーキ７４は本発明のブレーキバルブ７６を切り換えることによって作動させることができ、この切り換えは、前記ブレーキペダル３６を踏むことによって制動できる。
また、エンジンＥを始動させて油圧ポンプＰ１・Ｐ１を駆動することによって制動を解除する構成としている。前記ブレーキバルブ７６にはパイロット油路５０を介して前記斜板角制御手段Ｇと接続されている。該斜板角制御手段Ｇは、図５に示すように、油圧ポンプＰ１の斜板に連動連結した斜板作動軸９１に、トラニオンアーム９２の基部が固設され、該トラニオンアーム９２の他端に設けた長孔にサーボスプール９３に固設したピン９４を挿入している。該サーボスプール９３は、サーボシリンダー９５内に挿入され、該サーボスプール９３はサーボシリンダー９５内でバネ９６・９６によって中立位置に付勢され、サーボスプール９３の周面に形成した油路９３ａが前記パイロット油路５０に接続されている。該サーボスプール９３の一端にスプールコントロールレバー５５が枢支され、該スプールコントロールレバー５５の中途部は、枢支軸９７によって枢支され、他端はリンクやロッド等を介してハンドル５下方に設けたステアリングボックスと連結されている。
【００１３】
前記副変速機構７５は変速用油圧弁７７を切り換えることで流量を高低２段に変更できるようにしている。該変速用油圧弁７７は電磁バルブよりなり、前記副変速スイッチ３７の操作で切り換えられるようにしている。
７８・７８はバイパス切り換えバルブである。８０は制御バルブであり、前記ポジションレバー３１や作業機昇降レバー３２の操作で昇降手段４を伸縮させたり、外部の油圧装置へ送油したりできるようにしている。
７９はモーターであり、前記作業機昇降レバー３２と接続され、該作業機昇降レバー３２の操作でモーター７９を駆動して、制御バルブ８０のスプールを変更して、昇降手段４を伸縮して作業機Ｂを昇降できるようにしている。
【００１４】
次に、本発明のブレーキ用制御バルブ７６の構成を、図６〜図１０により説明する。
ブレーキバルブ７６は、バルブケース４０内にスプール４１を挿入し、該バルブケース４０の外周部にはポンプポート４２、ブレーキポート４３、操作パイロットポート４４、タンクポート４５が設けられている。
各々のポートはスプール４１の摺動方向に対して、そのポート位置を偏位させて配置している。前記ポンプポート４２には、前記油圧ポンプＰ２から圧油が送油され、ブレーキポート４３はブレーキ７４を作動するシリンダーと連通されて、圧油を供給することで解除するようにしている。
操作パイロットポート４４には前記パイロット油路５０を介して斜板角制御手段Ｇと連通されて、圧油を送油することで、斜板を回動した位置で維持できるようにし、タンク側へ開放することで、中立バネ９６・９６によって斜板を中立方向へ移動させる。タンクポート４５は油圧モータＭを介してフロントミッションケース２０へ連通される。
【００１５】
そして、前記スプール４１は棒状に構成されて、一端をブレーキペダル３６にリンク等を介して連結するための連結部４１ａを構成してバルブケース４０より突出している。スプール４１の中央部は、ブレーキペダル３６を踏まない状態において、ポンプポート４２とブレーキポート４３と操作パイロットポート４４を連通するための凹部４１ｂと、ポンプポート４２とタンクポート４５を隔絶するランド部４１ｃと、該ランド部４１ｃのタンクポート４５側の側部に開口を大きくするための傾斜部４１ｄを設け、他側に小径の段部４１ｅを設け、スプール４１他端面より軸心方向に軸穴４１ｆが穿設されている。
前記段部４１ｅには止輪４６を摺動自在に外嵌し、止輪４７はスプール４１端部に外嵌固定している。該止輪４６・４７の間のスプール４１上にバネ４８を外嵌し、該バネ４８よりも長い（バネ定数の異なる）バネ４９を、バルブケース４０のタンクポート４５側より穿設した挿入穴の壁面４０ａと前記止輪４７との間に介装している。
【００１６】
このような構成において、ブレーキペダル３６を踏み込まない状態では、ポンプポート４２とブレーキポート４３と操作パイロットポート４４が凹部４１ｂを介して連通され、ブレーキ７４に圧油が送油されて制動されない状態となっており、操作パイロットポート４４から斜板角制御手段Ｇにも圧油が送油されて、前後進レバー３０の回動した状態を維持するようにしている。
ブレーキペダル３６を踏み込むと、図６において、スプール４１が右へ摺動されて、まず、ランド部４１ｃが操作パイロットポート４４を塞ぎ送油が停止され、更にスプール４１が摺動されると、操作パイロットポート４４が傾斜部４１ｄにおいてタンクポート４５と連通して、前後進レバー３０の回動した状態を維持するための圧が徐々に低下され、斜板角制御手段Ｇは中立バネ９６・９６の力によって斜板を中立方向へ移動して走行速度を低下させる。
【００１７】
そして、更にスプール４１が摺動されると、図８に示すように、ブレーキポート４３がランド部４１ｃによって塞がれ、ここまではブレーキペダル３６による踏み込みはバネ４９に抗して押すことになり、その荷重は図１０に於けるＬの位置である。そして、更にブレーキペダル３６を踏み込む場合には、バネ４８・４９のバネ力に抗して踏み込まなければならず、操作力が重く感じるようになり二段モーションとなる。
そして、スプール４１の摺動によって、ブレーキポート４３から傾斜部４１ｄ、軸穴４１ｆを介してタンクポート４５と連通し、徐々にブレーキ７４の解除圧を低下させて、制動力を高め、ストロークエンドではブレーキポート４３とタンクポート４５が連通されてフルブレーキ制動となる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したことにより次のような効果を奏する。
即ち、請求項１の如く、可変容量型の左右の油圧ポンプＰ１・Ｐ１と左右の油圧モータＭ・ＭよりなるＨＳＴ式変速装置により、左右の駆動スプロケット１３・１３を駆動するクローラー式走行装置Ｄにおいて、該油圧ポンプＰ１・Ｐ１の間に斜板角制御手段Ｇを設け、該油圧ポンプＰ１・Ｐ１のそれぞれの斜板を、前後進レバー３０で変更することによって、作動油の吐出方向を変更すると共に、吐出量を無段階に変更し、運転部Ｃに設けた丸型の操向ハンドル５を回動することにより、左右の油圧ポンプＰ１・Ｐ１の吐出量を別々に変更し、左右の油圧モータＭ・Ｍの回転速度を変更し、該斜板角制御手段Ｇは、油圧ポンプＰ１の斜板作動軸９１にトラニオンアーム９２を固設し、該トラニオンアーム９２はサーボスプール９３に連結され、該サーボスプール９３はバネによって中立位置に付勢され、サーボスプール９３の周面に形成した油路９３ａがパイロット油路５０に接続され、該サーボスプール９３の一端にスプールコントロールレバー５５が枢支され、該スプールコントロールレバー５５の他端は操向ハンドル５に連動され、前記油圧モータＭに常時制動側に作用するブレーキを内装し、該ブレーキをブレーキペダル３６の操作によりブレーキバルブ７６を操作して制動可能とし、該ブレーキバルブ７６と、前記斜板角制御手段Ｇのサーボスプール９３の油路９３ａを前記パイロット油路５０にて連結し、該ブレーキバルブ７６にブレーキポート４３と、前記パイロット油路５０を介して斜板角制御手段Ｇと連通された操作パイロットポート４４を設け、該操作パイロットポート４４に圧油を送油した時は、斜板を回動した位置で維持し、タンク側へ開放した時は、中立バネによって斜板を中立方向へ移動させ、該ブレーキポート４３と操作パイロットポート４４との位置を、スプール４１摺動方向に偏位して配置したので、ブレーキペダル操作時に操作パイロットポート、ブレーキポートが順次タンクポートと連通し、制動時のショックが緩和される。
【００１９】
また、請求項２の如く、スプールの外周に傾斜部を設けたので、ブレーキポートからタンクポートへの急激な開放が抑えられて、少しずつリークし、急ブレーキがかかることを防止することができた。
【００２０】
また、請求項３の如く、ブレーキペダルを戻す方向へ付勢するバネを二重としたので、ブレーキペダルを踏む動作は二段モーションとして、ストロークエンドで急に重く感じることができ、ブレーキの負荷を足で容易に判別することができ、緩ブレーキと急ブレーキの操作フィーリングがよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 クローラー型トラクタの全体側面図である。
【図２】 同じく平面図である。
【図３】 運転部のキャビン内部平面図である。
【図４】 油圧回路図である。
【図５】 斜板角制御手段を示す図である。
【図６】 ブレーキバルブの断面図である。
【図７】 同じく油圧記号を示す図である。
【図８】 同じくストローク途中を示す断面図である。
【図９】 同じく側面図である。
【図１０】 ブレーキペダルのストロークと荷重の関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ 油圧ポンプ
Ｍ 油圧モータ
３６ ブレーキペダル
４１ スプール
４１ｄ 傾斜部
４２ ポンプポート
４３ ブレーキポート
４４ 操作パイロットポート
４５ タンクポート
４８・４９ バネ
５０ パイロット油路
７６ ブレーキバルブ

Claims (3)

1. 可変容量型の左右の油圧ポンプＰ１・Ｐ１と左右の油圧モータＭ・ＭよりなるＨＳＴ式変速装置により、左右の駆動スプロケット１３・１３を駆動するクローラー式走行装置Ｄにおいて、
   該油圧ポンプＰ１・Ｐ１の間に斜板角制御手段Ｇを設け、該油圧ポンプＰ１・Ｐ１のそれぞれの斜板を、前後進レバー３０で変更することによって、作動油の吐出方向を変更すると共に、吐出量を無段階に変更し、
   運転部Ｃに設けた丸型の操向ハンドル５を回動することにより、左右の油圧ポンプＰ１・Ｐ１の吐出量を別々に変更し、左右の油圧モータＭ・Ｍの回転速度を変更し、
   該斜板角制御手段Ｇは、油圧ポンプＰ１の斜板作動軸９１にトラニオンアーム９２を固設し、該トラニオンアーム９２はサーボスプール９３に連結され、該サーボスプール９３はバネによって中立位置に付勢され、サーボスプール９３の周面に形成した油路９３ａがパイロット油路５０に接続され、
   該サーボスプール９３の一端にスプールコントロールレバー５５が枢支され、該スプールコントロールレバー５５の他端は操向ハンドル５に連動され、
   前記油圧モータＭに常時制動側に作用するブレーキを内装し、該ブレーキをブレーキペダル３６の操作によりブレーキバルブ７６を操作して制動可能とし、該ブレーキバルブ７６と、前記斜板角制御手段Ｇのサーボスプール９３の油路９３ａを前記パイロット油路５０にて連結し、
   該ブレーキバルブ７６にブレーキポート４３と、前記パイロット油路５０を介して斜板角制御手段Ｇと連通された操作パイロットポート４４を設け、該操作パイロットポート４４に圧油を送油した時は、斜板を回動した位置で維持し、タンク側へ開放した時は、中立バネによって斜板を中立方向へ移動させ、
   該ブレーキポート４３と操作パイロットポート４４との位置を、スプール４１摺動方向に偏位して配置したことを特徴とする作業車両のブレーキ装置。
2. 請求項１記載の作業車両のブレーキ装置において、該ブレーキバルブ７６のスプール４１に、ポンプポート４２とタンクポート４５を隔絶するランド部を設け、該ランド部４１ｃのタンクポート４５側に徐々に開口を大きくする傾斜部４１ｄを設けたことを特徴とする作業車両のブレーキ装置。
3. 請求項１記載の作業車両のブレーキ装置において、ブレーキバルブ７６のスプール４１に、バネ定数の異なるバネ４８・４９を二重に外嵌し、ブレーキペダル３６のストローク途中で踏圧荷重を二段階に変移させたことを特徴とする作業車両のブレーキ装置。

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