JP5989476B2

JP5989476B2 - 油圧ポンプ装置

Info

Publication number: JP5989476B2
Application number: JP2012206387A
Authority: JP
Inventors: 文洋江川; 伊部　敏彦; 敏彦伊部; 裕輔橋本; 中西　龍哉; 龍哉中西; 哲上野
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: JP2014062555A

Description

本発明は、低温時に作業車両に搭載されるエンジンの始動性を向上する技術に関に関する。

エンジンの出力軸に油圧ポンプを連結した作業車両において、冬季等周囲温度が低いと作動油の粘度が高くなり、エンジンの始動時における負荷が大きくなり、始動が困難となる場合があった。このような低温時に始動性を向上するために、従来から種々の対策が講じられている。例えば、油圧ポンプの吐出ポートと油圧装置との間にバイパス油路を配置して三方切換弁を介して接続し、バイパス油路の他側を作動油タンクと接続し、エンジン始動時に設定温度以下の場合には、三方切換弁をバイパス油路側に切り換えて、油圧ポンプの抵抗を低減するようにしていた（特許文献１参照）。また、油圧ポンプを可変容量型とし、流量制御レギュレータにより斜板の角度を変更可能とし、エンジン始動時に、油圧ポンプの傾転角を流量制御レギュレータにより最小に制御する技術も公知となっている（特許文献２参照）。

特開平６−１２９３５９号公報特開２００８−１５１２１１号公報

しかし、前記特許文献１における技術の場合、バイパス油路と三方切換弁とが必要となり部品点数が増加し、バイパス油路を別に配管する必要があった。また、特許文献１・２の技術の場合、油圧ポンプは常時連結されているため、始動時の負荷の軽減は限度がある。本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、低温時にエンジンを容易に始動できるようにする。

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。

請求項１においては、エンジンの出力軸から動力伝達手段を介して油圧ポンプに動力が伝達される構成において、エンジン始動手段と、エンジンに関する温度を検知する温度検知手段と、動力の伝達を断接するクラッチと、前記クラッチを断接駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御手段とを備え、制御手段はエンジン始動時にエンジンの温度が設定値よりも低いときにアクチュエータを作動させて前記クラッチを「断」とし、前記クラッチはエンジンの出力軸と油圧ポンプの入力軸との間の動力伝達経路上に配置され、前記エンジンの回転数を検知する回転数検知手段が備えられ、前記クラッチはエンジン回転数がアイドリング回転数と略同じ設定回転数において「接」とされるものである。
請求項２においては、前記エンジンの出力軸と油圧ポンプの間にギヤケースが介装され、該ギヤケースには複数の油圧ポンプが取り付けられ、前記クラッチは、複数の油圧ポンプのうちで、最も容量が大きい油圧ポンプであるリフト用ポンプと、前記ギヤケースとの間に配置されるものである。

請求項３においては、前記クラッチを「接」とするエンジンの設定回転数を変更可能とする変更手段を設けたものである。
請求項４においては、前記アクチュエータはモータで構成され、モータからの出力軸には位置調整部を介して操作カムが取り付けられて回動可能とし、該操作カムは前記クラッチを「断」「接」作動させるクラッチアームと当接されるものである。

請求項５においては、前記クラッチと操作カムとの間には、クラッチの「接」を徐々に行わせるディレイ機構が設けられるものである。
請求項６においては、前記モータを制御する制御手段は、クラッチの「接」を徐々に行わせるディレイ手段が備えられるものである。

請求項７においては、前記クラッチの「断」「接」の状態を表示する表示手段を運転部に設けるものである。
請求項８においては、前記操作カム近傍には、手動操作手段が設けられるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
低温時にエンジンを始動する場合、負荷となる油圧ポンプが切り離されるため、始動負荷が軽減されて容易に始動することができる。

本発明の油圧ポンプ制御装置を備えるトラクタの側面図。エンジンとミッションケースの側面図。油圧回路構成を示す概略図。クラッチの断接作動機構の側面図。クラッチの断接作動機構を示す斜視図。制御ブロック図。制御フローチャート図。

以下に、本発明の実施例を、図１を参照しながら説明する。なお、矢印Ｆ方向を前方向として前後方向を規定する。本発明に係る作業車両をクローラトラクタ１として、全体構成から説明する。クローラトラクタ１は、後部に作業機用の昇降連結機構２が備えられ、昇降連結機構２を介して各種作業機を連結して昇降可能に構成している。

クローラトラクタ１は、車体フレーム７上の前部に原動機としてエンジン３が配設され、該エンジン３の後方位置に運転部４が配設されている。運転部４はキャビン５により覆われ、キャビン５内に図示しないステアリングハンドルや、座席シートや、操作手段９５となる変速レバーや、ＰＴＯレバーや昇降レバー等が配設されている。

前記車体フレーム７は走行部６により支持され、走行部６は前後方向に伸延する走行フレーム１０の前端部に駆動輪１１を、後述する前部ミッションケース２５を介して取り付けている。一方、走行フレーム１０の後端部に従動輪１２を取り付け、これら駆動輪１１と従動輪１２との間に、履帯１４を巻回している。走行フレーム１０の上部中央に上部転動輪１５、走行フレーム１０の下部にイコライザ１６・１６を配置している。

図２に示すように、エンジン３の前方位置に、前部ギヤケース３０を配置して、伝動シャフト、ユニバーサルジョイントを介して動力を伝達し、前部ギヤケース３０の出力側に旋回用ＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）３２の入力側を連動連設し、旋回用ＨＳＴ３２の出力側に前部ミッションケース２５の入力側を連動連設している。

前記エンジン３の後方位置に、後部ギヤケース３３を介して走行用ＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）３４を連動連設し、走行用ＨＳＴ３４の出力側に後部ミッションケース３６の入力側を連動連結している。また、後部ミッションケース３６の前方出力側には伝動シャフト、ユニバーサルジョイントを介して前部ミッションケース２５の入力側と連動連結し、前部ギヤケース３０からの旋回用の動力を合成可能としている。一方、後部ギヤケース３３のもう一つの出力側に後部ミッションケース３６に設けたサブギヤケース４７と連動連結し、サブギヤケース４７からＰＴＯ軸３８を後方へ向けて突出させている。

また、前記エンジン３の出力軸にはギヤケースを介して複数の油圧ポンプが接続され、エンジン３の始動時に同時に駆動される構成としている。詳述すると、図３に示すように、エンジン３の前出力軸から前部ギヤケース３０に動力が伝達され、該前部ギヤケース３０に連動連結されている旋回用ＨＳＴ３２の可変ポンプ４０とチャージポンプ４１が駆動される。一方、エンジン３の後出力軸から後部ギヤケース３３に動力が伝達され、該後部ギヤケース３３に連動連結されている、前記走行用ＨＳＴ３４の可変ポンプ４２とチャージポンプ４３と、トランスファ潤滑用ポンプ４４と、リフト用ポンプ４５と、ＰＴＯクラッチ用ポンプ４６と、が駆動される。但し、エンジン３から例えば一つのリフト用ポンプ４５のみ駆動する場合には、ギヤケースを介さずに直接連結して駆動することも可能である。

そして、前記可変ポンプ４０とチャージポンプ４１と可変ポンプ４２とチャージポンプ４３とトランスファ潤滑用ポンプ４４とリフト用ポンプ４５とＰＴＯクラッチ用ポンプ４６は、エンジン３の始動時に駆動されるが、可変ポンプ４０と可変ポンプ４２はエンジン始動と同時に走行させることはないので、ニュートラル位置に操作され（または制御され）ており、圧油が送油されない軽負荷の状態となっている。他の複数の固定容量型のポンプの中で、最も容量の大きな油圧ポンプは作業用のリフト用ポンプ４５としており、その入力軸４５ａには動力断接用のクラッチ５０が介装され、エンジン３が設定温度以下の雰囲気ではクラッチ５０を「断」とするように制御され、エンジン始動時の負荷を軽減して容易に始動できるようにしている。

つまり、本実施形態では、ギヤケースに複数連結されている固定容量型のポンプの中で前記リフト用ポンプ４５の容量が最も大きく設定されている。該リフト用ポンプ４５の入力軸４５ａと後部ギヤケース３３の出力軸３３ａとの間にはクラッチ５０が介装されており、該クラッチ５０はアクチュエータとなるモータ５１の作動により「断」「接」が切り換えられ、該モータ５１は制御手段６０と接続されて制御される。

前記後部ギヤケース３３の出力軸３３ａには、伝動軸、ユニバーサルジョイントを介してサブギヤケース４７に動力が伝達される。サブギヤケース４７は後部ミッションケース３６に付設され、サブギヤケース４７にはクラッチ５０を介して作業用油圧アクチュエータを作動させるためのリフト用ポンプ４５が取り付けられるとともに、ＰＴＯクラッチ用ポンプ４６が並列に取り付けられる。

リフト用ポンプ４５の吐出側には、分流弁５７を介して、昇降制御バルブ４８と傾斜制御バルブ４９とサブ制御バルブ５８が接続されている。該昇降制御バルブ４８には油圧アクチュエータとなるリフトシリンダ５２が配管を介して接続され、傾斜制御バルブ４９には傾斜シリンダ５３が配管を介して接続され、サブ制御バルブ５８には本実施形態では接続されていないが、フロントローダやモア等の油圧アクチュエータと接続可能としている。昇降制御バルブ４８と傾斜制御バルブ４９とサブ制御バルブ５８は電磁バルブより構成され、昇降制御バルブ４８と傾斜制御バルブ４９とサブ制御バルブ５８のソレノイドは制御手段６０と接続されている（図６参照）。運転部４の昇降レバーの操作により昇降制御バルブ４８が切り換えられてリフトシリンダ５２が伸縮駆動されて、昇降連結機構２に連結した作業機（ロータリ耕耘装置）を所望の高さに昇降でき、ロータリ耕耘装置が耕深制御されている場合には、設定深さとなるようにリフトシリンダ５２が伸縮駆動される。また、運転部４の傾斜角度設定ダイヤルを操作することにより傾斜制御バルブ４９が切り換えられて傾斜シリンダ５３が伸縮駆動され、所望の傾斜角度に傾倒でき、水平制御されている場合には、機体が傾斜すると傾斜制御バルブ４９が切り換えられて傾斜シリンダ５３が伸縮駆動されて、作業機を水平に保つように制御される。前記サブ制御バルブ５８は外部取り出し用の油圧バルブであり、フロントローダ等のアタッチメントを装着した場合に、サブ制御バルブ５８の出力ポートに配管を介して油圧シリンダや油圧モータとうの油圧アクチュエータと接続して、サブ制御バルブ５８を切り換えることでアタッチメントを作動可能としている。

前記ＰＴＯクラッチ用ポンプ４６の吐出側はＰＴＯ切換バルブ５４を介してＰＴＯクラッチ５５と潤滑油路５６とに接続されている。ＰＴＯ切換バルブ５４は電磁バルブより構成され、ＰＴＯ切換バルブ５４のソレノイドは制御手段６０と接続されている。エンジン３が作動されると、ＰＴＯクラッチ用ポンプ４６が駆動され、運転部４のＰＴＯ「入」操作が行われると、ＰＴＯ切換バルブ５４が切り換えられてＰＴＯクラッチ５５に圧油が送油されて、ＰＴＯクラッチ５５が「接」となり、ＰＴＯ軸３８が回転駆動され、その余剰圧油が潤滑油路５６に送油される。ＰＴＯ「切」操作が行われると、ＰＴＯ切換バルブ５４が切り換えられてＰＴＯクラッチ５５が「断」となる。

次に、前記クラッチ５０をモータ５１により作動させるための構成について、図４、図５より説明する。前記サブギヤケース４７の前面には、前記クラッチ５０を収納するクラッチケース７０が固設され、該クラッチケース７０の前面にリフト用ポンプ４５が固設されている。前記クラッチケース７０の上面から上方にクラッチ５０を断接操作するためのクラッチ軸７１が突出され、該クラッチ軸７１上部にクラッチアーム７２の一端が固設されている。該クラッチアーム７２の他端の上部に操作カム７３と当接するローラ７４が回転自在に支持されている。クラッチ５０は多板式のクラッチで構成され、通常（アクチュエータが作動されない状態）では「接」とされ、サブギヤケース４７の出力軸４７ａ上に設けた摩擦板とリフト用ポンプ４５の入力軸４５ａ（図３）上に設けた摩擦板がバネ等の付勢部材により圧接されて動力が伝達される。アクチュエータの作動によりクラッチアーム７２が回動されてクラッチ軸７１が回動されると、クラッチケース７０内のクラッチ軸７１上に設けたフォークが回動され、出力軸４７ａ上の摩擦板と入力軸４５ａ上の摩擦板が離間され、動力の伝達が絶たれて「断」となる。ただし、クラッチ５０は摩擦板式に限定するものではなく、噛み合い式等であってもよい。

前記操作カム７３はカム軸７６の下端に偏心して固設され、操作カム７３は前記ローラ７４の外周面と当接可能にローラ７４と略同じ高さ位置に配設される。前記カム軸７６は上下中途部が支持ボス８３に回転自在に支持され、支持ボス８３はクラッチケース７０上に固設されたブラケット７５に支持ステー８４を介して支持されている。カム軸７６の上部は位置調整部６１、減速ギヤボックス８５を介してモータ５１と連動連結される。但し、減速ギヤボックス８５を設けずにモータ５１より直接駆動する構成とすることもできる。こうして、モータ５１の作動により位置調整部６１を介してカム軸７６が回転されると、操作カム７３が回転されてローラ７４を介してクラッチアーム７２を回転させ、クラッチ５０を「断」とすることができる。

前記カム軸７６とモータ５１との間に介装された位置調整部６１は、モータ５１の出力が伝達される減速ギヤボックス８５の出力軸８５ａとカム軸７６との間で、組立誤差等によって発生する軸心のズレを吸収するものであり、組立調整作業を省き、作動時に無理な力がかからずカム軸７６をスムーズに回転できるようにするものである。

位置調整部６１は、カム軸７６の上部に一端が固定される第一アーム７７と、出力軸８５ａの下部に一端が固定される第二アーム７８と、第一アーム７７の他端と第二アーム７８の他端を連結するピン７９から構成される。第一アーム７７と第二アーム７８は略同じ長さに構成され、第一アーム７７の他端に長手方向と平行に長孔７７ａが開口され、第二アーム７８の他端にピン７９が下方に突設して設けられる。そして、位置調整部６１の組立時には、カム軸７６の上方に出力軸８５ａが軸心が略一致するように減速ギヤボックス８５（モータ５１）がブラケット７５に固定され、ピン７９を長孔７７ａに挿入することで第一アーム７７と第二アーム７８が連結される。但し、第一アーム７７にピン７９を、第二アーム７８に長孔を設けてもよい。こうして、カム軸７６と出力軸５１ａの軸心がわずかにずれていてもピン７９が長孔７７ａ内で移動して誤差を吸収することができ、モータ５１を作動させて出力軸８５ａを回動したとき、カム軸７６に無理な力がかかることなく略同期して回動させることができるようにしている。

また、モータ５１に故障や異常が発生した非常時に、前記クラッチアーム７２を手動で回動してクラッチ５０「断」とすることができる、手動操作手段６２が前記操作カム７３の近傍に設けられている。手動操作手段６２は、前記クラッチアーム７２の側面に当接可能に配設される解除アーム８０と、該解除アーム８０の一端を固設するアーム軸８１と、該アーム軸８１の上部を回転時自在に支持する上支持板８２等により構成される。手動操作手段６２はブラケット７５上における前記操作カム７３と同じ側のクラッチアーム７２の側方に配置される。アーム軸８１は下部がブラケット７５に開口した支持孔に回転自在に支持され、上部が上支持板８２の先端に回転自在に支持される。そして、アーム軸８１の上下中途部には、操作孔８１ａが直径（水平）方向に貫通開口される。操作孔８１ａはドライバーなどの工具を挿入できる大きさに構成している。操作孔８１ａの下部に解除アーム８０の一端が固設され、解除アーム８０とクラッチアーム７２が略同じ高さで近接して配設される。こうして、モータ５１が故障した場合等の非常時において、クラッチ５０を「断」に切り換えることができず、エンジン３を始動することができないときには、前記操作孔８１ａにドライバーなどを差し込んで、アーム軸８１を手動で回動することで、解除アーム８０が回動され、解除アーム８０の先端側面がクラッチアーム７２の側面に当接して押されてクラッチアーム７２が回動され、クラッチ５０を「断」とすることができる。従って、エンジン始動時にアーム軸８１を手動で回動することにより、リフト用ポンプ４５は駆動されることがなく、負荷が軽減されて容易にエンジン３を始動することができる。

また、前記クラッチ５０と操作カム７３との間には、クラッチ５０の「接」を徐々に行わせるディレイ機構が設けられている。このディレイ機構は操作カム７３がクラッチアーム７２と当接する外周の外形形状（操作カム７３のプロフィル形状）によって決められる。つまり、クラッチ５０を「断」から「接」とする」操作カム７３の回動範囲において、徐々に操作カム７３の当接部の半径が小さくなるように構成され、半クラッチとなる部分が設けられて徐々に「接」となってリフト用ポンプ４５が急に回転駆動することを防止している。つまり、クラッチ５０の「接」時にエンジン３に大きな負荷がかかったり、衝撃を与えることを防止している。なお、ディレイ機構は、操作カム７３のプロフィル形状を変更する構成の代わりに、クラッチ５０の摩擦板を圧接する付勢部材となる戻しバネを二重としたり、バネ力の異なるバネを複数組み合わせることにより構成することもできる。

また、操作カム７３にクラッチ５０のディレイ機構を設ける代わりに、前記モータ５１を制御する制御手段６０に、クラッチの「接」を徐々に行わせるディレイ手段６０ａを設けることもできる。つまり、ディレイ手段６０ａはクラッチ５０の「接」を徐々に行わせるためにモータ５１の時間当たりの回転数を減少させて、クラッチアーム７２の回動速度を減少させるのである。こうして、クラッチ５０は急激に「接」とならず、リフト用ポンプ４５が急に作動することがなくなり、操作手段９５が上昇側に操作されていてもリフトシリンダ５２が急に作動して作業機が上昇することもないのである。

次に、制御構成について、図６より説明する。前記アクチュエータとなるモータ５１はクラッチ５０を切り換える駆動源となるものであり、制御手段６０と接続されて制御される。制御手段６０には、エンジン３に関する温度を検知する温度検知手段が接続される。エンジン３に関する温度とは、エンジン３の温度、エンジン３に付設される付属品としての発電機や油圧ポンプや冷却ポンプやガバナやコントローラ等の温度、エンジン周囲温度、エンジン３に連動連結されるトランスミッションやギヤケース等の動力伝達部材の温度等である。前記エンジン３の温度には、冷却水の温度や、潤滑油の温度や、吸気温度や、排気温度や、供給燃料温度や、オイルパンの表面温度等を含む。本実施形態の温度検知手段として冷却水温度を検知する水温センサ９０が制御手段６０に接続されている。

制御手段６０には、エンジン３の回転数検知手段となる回転数センサ９１が接続されている。制御手段６０は低温始動制御時において、エンジン回転数が解除設定回転数以上となると、クラッチ５０を「接」とするように制御する。この解除設定回転数は、制御手段６０に接続された解除設定回転数変更手段９２により変更可能としている。制御手段６０には、表示手段９３が接続されている。表示手段９３はエンジン回転数やエラー等を表示するとともに、前記解除設定回転数の値や低温始動制御が行われているか否か（または、前記クラッチ５０の「断」「接」の状態）を表示する。表示手段９３は運転部４に設けられている。こうして、作業者は、低温始動制御が行われているかどうかが容易に認識でき、低温始動制御が行われている時に、油圧リフトや作業機を作動できないことも容易に認識できるようになる。制御手段６０には低温始動制御を実行するか禁止するかを選択する低温始動制御選択手段９６が接続されている。エンジン始動と同時に作業機を作動させたい場合や作業機を昇降させたい場合等では、低温始動制御選択手段９６をオフとするのである。

制御手段６０には、エンジン始動手段となるキースイッチ等で構成される始動スイッチ９７やセルモータ９８が接続される。エンジン３を始動させるときに始動スイッチ９７を操作し、セルモータ９８を作動させる。制御手段６０はエンジン始動後には図示しない燃料噴射装置等を制御して、作業者が設定した設定回転数となるように制御する。制御手段６０には、負荷検知手段６０ｂが設けられ、負荷増減に応じて設定回転数となるように燃料噴射量を制御している。負荷は設定回転数と実回転数の差より演算することもでき、負荷の検知手段は限定するものではない。

また、制御手段６０には操作手段９５が接続される。操作手段９５は回転数設定レバー（アクセルればー）や、変速レバーや、ＰＴＯレバーや、昇降レバーや、耕深設定ダイヤルや、傾斜角度設定ダイヤル等であり、それぞれの回動角度や操作量が検知されて操作手段９５に入力される。制御手段６０には前記昇降制御バルブ４８、傾斜制御バルブ４９、ＰＴＯ切換バルブ５４、サブ制御バルブ５８と接続され、運転部４に設けた操作手段９５の操作に応じて切り換えられる。制御手段６０には、リフトアームの位置を検出するリフト位置センサ９９と接続され、制御手段６０は操作手段９５により設定した位置（高さ）となるように昇降制御バルブ４８を切り換える。制御手段６０には、作業機の傾斜を検出する傾斜センサ９４と接続され、制御手段６０は操作手段９５により設定した傾斜となるように傾斜制御バルブ４９を切り換える。

次に、低温始動制御について、図７より説明する。エンジン３を始動させるために、始動スイッチ９７をオンすると（Ｓ１）、操作手段９５は、低温始動制御選択手段９６がオン（実施）に切り換えられているか判断し（Ｓ２）、オフである場合にはセルモータ９８を作動させてエンジン３を始動させる（Ｓ３）。このとき低温であれば始動できない場合がある。始動後は設定回転となるように通常の回転数制御が行われる（Ｓ３）。

ステップＳ２において、オンの（低温始動制御を行う）場合、ステップＳ１１に移行し、水温センサ９０により水温Ｔ１を検出し（Ｓ１１）、水温Ｔ１が設定温度Ｔ０以上であるか判断する（Ｓ１２）。なお、水温に限定するものではなく、油温（潤滑油または作動油）や周囲温度等を検知して低温であるか判断してもよい。水温Ｔ１が設定値Ｔ０以上である場合セルモータ９８を作動させてエンジン３を始動させ（Ｓ１３）、負荷を検出する（Ｓ１４）。負荷が設定値以上かどうか判断し（Ｓ１５）、設定値以上の場合、モータ５１を作動させクラッチ５０を「断」として（Ｓ１６）、ステップ１４に戻る。負荷が設定値未満の場合、クラッチ５０を「接」として（Ｓ１７）、通常のエンジン運転制御を行う（Ｓ１８）。これは、作業中過負荷でエンストしそうになった時、例えば、牽引作業中や防除作業中に登り坂にさしかかったときや、耕耘作業中に深く耕耘しすぎた場合等では、クラッチ５０を「断」として、リフト用ポンプ４５の駆動を停止し、その動力を走行や作業に回すことができて、エンストを回避できるのである。

ステップ１２において、水温Ｔ１が設定値Ｔ０以上でない（水温Ｔ１が設定値Ｔ０未満）場合、低温と判断しモータ５１を作動させてクラッチ５０を「断」とし（Ｓ２１）、セルモータ９８を作動させてエンジン３を始動させる（Ｓ２２）。そして、エンジン３が始動された後に、現在のエンジン３の回転数Ｎ１と低温始動制御を解除する解除設定回転数Ｎを読み込んで（Ｓ２３）、回転数Ｎ１と解除設定回転数Ｎを比較し（Ｓ２４）、回転数Ｎ１が解除設定回転数Ｎ未満の場合、エンジン３が暖まっておらず負荷が大きい状態であるため、クラッチ５０を切った状態でエンジン３を作動させ、回転数Ｎ１が解除設定回転数Ｎよりも大きくなると、クラッチ５０を「接」とし（Ｓ２５）、エンジン３は通常運転に制御される（Ｓ２６）。この解除設定回転数は解除設定回転数変更手段９２により変更可能であり、本実施形態ではアイドリング回転数に設定している。つまり、アイドリング回転数まで上昇すると、クラッチ５０を「接」としてエンジン３を通常運転する。ただし、回転数をクラッチ５０の切換判断の対象とする代わりに、水温や油温や負荷とすることも、これら複数を組み合わせてもよい。例えば、ステップＳ２３で水温を検出し、ステップＳ２４で検出した水温が設定温度以上であるか判断し、設定温度以上となるとクラッチ５０を「接」としたり、ステップＳ２３で負荷を検出し、ステップＳ２４で検出した負荷が設定負荷以下であるか判断し、設定負荷以下となるとクラッチ５０を「接」としたり、または、ステップＳ２４でエンジン回転数が設定回転以上、かつ、油温が設定温度以上となった場合にクラッチ５０を「接」としたりすることができる。

前記クラッチ５０が「接」となると、リフト用ポンプ４５が作動されるため、リフトシリンダ５２が駆動されて、昇降連結機構２に装着した作業機が意図せず上昇または下降することがある。これを防止するために、次のように制御している。クラッチ５０を「接」とした後に（Ｓ２５）、リフト位置センサ９９により作業機の高さを検知する。リフト位置センサ９９はリフトシリンダ５２に設けてそのストロークを検知しても、昇降連結機構２のリフトアームの回動角度を検出してもよい。また、運転部４の操作手段９５となる昇降レバーの操作位置または設定ダイヤルの値を読み込み（Ｓ２７）、リフト位置センサ９９の検出値と操作手段９５の操作位置の値と比較して一致しているか判断する（Ｓ２８）。一致しているとそのままの状態を保持して操作待ちとなり、作業者が操作手段９５を操作すると、昇降制御バルブ４８が切り換えられて作業機を昇降させる（Ｓ３０）。

リフト位置センサ９９の検出値と操作手段９５の操作位置の値が一致していなければ、リフト停止とする（Ｓ３１）。つまり、リフト位置センサ９９の検出値と操作手段９５の操作位置の値が一致していなければ、制御手段６０は一致させようとバルブを切り換え制御を行うため、不意に動くことになる。この意図せず作業機の昇降を防止するため、クラッチ「接」直後においてリフト位置センサ９９の検出値と操作手段９５の操作位置の値が一致しない場合は昇降制御バルブ４８を作動させないようにする。ただし、下降は禁止し、上昇は可能とするように制御することもできる。また、これを選択できるようにすることもできる。なお、前記昇降制御バルブ４８の制御は、傾斜制御バルブ４９及びサブ制御バルブ５８においても同様に制御可能である。サブ制御バルブ５８の場合、例えば、機体前部にフロントローダを装着し、フロントローダの高さを設定する手段と、フロントローダの高さを検知する手段を制御手段６０と接続する。そして、エンジン始動時に、前述の制御を行うのである。以上の制御は、再始動のときも同様に制御される。

以上の如く、エンジン３の出力軸から動力伝達手段を介して油圧ポンプに動力が伝達される構成において、エンジン始動手段と、エンジン３に関する温度を検知する温度検知手段と、動力の伝達を断接するクラッチ５０と、前記クラッチ５０を断接駆動するアクチュエータとなるモータ５１と、前記アクチュエータとなるモータ５１を制御する制御手段６０とを備え、制御手段６０はエンジン始動時にエンジン３の温度が設定値よりも低いときにアクチュエータとなるモータ５１を作動させて前記クラッチ５０を断とし、前記クラッチ５０はエンジン３の出力軸と油圧ポンプ４５の入力軸４５ａとの間の動力伝達経路上に配置されるので、エンジン３を始動する場合、油圧ポンプ４５による負荷が動力伝達経路から切り離されて負荷を軽減し、容易に始動することができる。よって、油圧ポンプ４５からの吐出油をバイパスさせる油路や切換バルブ等を設ける必要がなく、作動油の流量を減少させるような制御も不要となり、簡単に負荷を大きく軽減できて、確実に始動できる。

前記エンジン３の出力軸と油圧ポンプの間にギヤケースが介装され、該ギヤケース３０・３３・４７には複数の油圧ポンプ４０・４１・４２・４３・４４・４５・４６・が取り付けられ、前記クラッチ５０は、複数の油圧ポンプのうち最も容量が大きい油圧ポンプとなるリフト用ポンプ４５とサブギヤケース４７との間に配置されるので、低温時にエンジンを始動する場合、負荷の大きい油圧ポンプが切り離されるため、容易に始動することができる。また、始動時に必要な油圧源は停止されないので、安全かつ適正な始動ができる。

また、前記アクチュエータはモータ５１で構成され、モータ５１からの出力軸８５ａには位置調整部６１を介して操作カム７３が取り付けられて回動可能とし、該操作カム７３は前記クラッチ５０を「断」「接」作動させるクラッチアーム７２と当接されるので、モータ５１と操作カム７３との間で製造誤差や組立誤差等が生じても位置調整部６１において吸収することができて、モータ５１を作動させたときに無理な力がかかり変形等が生じることがなく保護でき、確実にクラッチ５０を「断」「接」作動させることができ、組立後の調整作業をなくすことができる。また、モータ５１によりクラッチアーム７２を直接駆動する構成に比べて、製造・組立精度を低くでき、コスト低減化が図れる。また、操作カム７３でクラッチアーム７２を回動してクラッチ５０を断接するので、モータ５１の容量を小さくでき、既存のパワーモータを使用することができるためコスト低減化が図れる。

前記クラッチ５０と操作カム７３との間には、クラッチ５０の「接」を徐々に行わせるディレイ機構が設けられるので、クラッチ５０を「接」とするときの衝撃を小さくでき、リフト用ポンプ４５が急に作動することがなくなり、作業機の不意な急上昇もなく、油圧ポンプの耐久性を向上できる。そして、クラッチ５０の「接」を徐々に行わせるタイミングは、ディレイ機構を構成する操作カム７３のプロフィル形状、または、クラッチ５０の戻しバネの変更で容易に実現できる。

また、前記モータ５１を制御する制御手段６０は、クラッチの「接」を徐々に行わせるディレイ手段６０ａが備えられるので、制御手段６０のプログラムにより、安価で容易にクラッチ５０を徐々に「接」とすることができ、リフト用ポンプ４５が急に作動することもないのである。

また、前記操作カム７３近傍には、手動操作手段６２が設けられるので、クラッチ操作部を集中して配置できて位置が分かりやすく、操作カム７３とは切り離された別の操作手段で、言い換えれば、モータ５１の駆動伝達系とは別の経路で操作でき、故障等の緊急時に、手動操作でクラッチ５０を「断」としてエンジン３を始動させることができる。

前記エンジン３の回転数を検知する回転数検知手段となる回転数センサ９１が備えられ、前記クラッチ５０はエンジン回転数がアイドリング回転数と略同じ設定回転数で「接」とされるので、エンジン３が安定した回転数でクラッチ５０は「接」となり、油圧ポンプ４５を無理なく作動でき、油圧アクチュエータとなるリフトシリンダ５２を確実に作動させることができる。

前記クラッチ５０を「接」とするエンジン３の設定回転数を変更可能とする解除設定回転数変更手段９２を設けたので、オペレータの感覚に合わせて、「接」とするタイミングを設定して操作性・作業性を向上できる。そして、前記クラッチ５０の「断」「接」の状態を表示する表示手段９３を運転部４に設けるので、低温始動時の制御が行われているか、クラッチ５０が「断」となって油圧ポンプが停止中であるか、モータ５１や油圧ポンプ等が故障状態であるか等を、容易に認識することができる。

また、エンジン３からの動力により駆動される複数の油圧ポンプと、前記複数の油圧ポンプのうち作業用油圧ポンプとなるリフト用ポンプ４５の入力軸側に配置されて動力の断接を行うクラッチ５０と、前記エンジン３に関する温度を検知する温度検知手段（水温センサ９０または油温センサ）と、前記クラッチ５０を作動するアクチュエータとなるモータ５１と、前記アクチェータとなるモータ５１を制御する制御手段６０とを備え、前記制御手段６０は、温度検知手段の検出値が設定温度以下の低温時の場合、エンジン始動時に、アクチュエータとなるモータ５１を作動させて前記クラッチを「断」とするので、回転負荷が大きい油圧ポンプを駆動させず、エンジン始動時の負荷を軽減して、容易に始動できるようになる。そして、エンジン始動時の負荷が低減されるので、エンジンの小型化が可能となり、機体のコンパクト化やコスト低減化が可能となる。

前記制御手段６０に負荷検知手段６０ｂが設けられ、前記エンジン３の始動後において、制御手段６０は、前記エンジン負荷が設定値以下となったとき、アクチュエータとなるモータ５１を作動させて前記クラッチ５０を「接」とするので、エンジン３の負荷が軽減し安定回転となった状態でクラッチ５０が「接」とされ、エンジン３の負担が抑えられ、エンジン３の耐久性を向上でき、油圧ポンプを確実に駆動できる。

前記制御手段にエンジン回転数検知手段となる回転数センサ９１が設けられ、前記エンジン３の始動後において、制御手段６０は、前記エンジン回転数が設定回転数以上となったとき、アクチュエータとなるモータ５１を作動させて前記クラッチを「接」とするので、エンジン３が安定した回転となった後で油圧ポンプを作動することになり、エンジン３の耐久性を向上でき、油圧ポンプを確実に駆動できる。

前記エンジン３の始動後において、制御手段６０は、前記エンジン負荷が設定値以下、かつ、エンジン回転数が設定回転数以上となったときアクチュエータとなるモータ５１を作動させて前記クラッチ５０を「接」とするので、エンジン３が安定した回転となった後で油圧ポンプを作動することになり、始動時の負担が更に軽減されて、エンジン３の耐久性を向上でき、油圧ポンプを確実に駆動できる。

前記エンジン３の始動後において、制御手段６０は、前記温度検知手段の検出値が設定温度以上となったとき、アクチュエータとなるモータ５１を作動させて前記クラッチ５０を「接」とするので、エンジン３が暖まり、安定した回転となった後で油圧ポンプを作動することになり、エンジン３の耐久性を向上でき、油圧ポンプを確実に駆動できる。

前記制御手段６０には作業機のリフト位置検知手段と昇降操作位置検知手段と油圧アクチュエータへの送油を切り換える制御バルブと接続され、前記クラッチ５０が「接」となった時、制御手段は、作業機のリフト位置と昇降操作位置を検出して比較し、リフト位置と操作位置が一致しない場合、油圧アクチュエータを制御する昇降制御バルブ４８の作動を停止するので、クラッチ５０が「接」となったと同時に、リフトシリンダ５２が作動することがなく、意図せず作業機が昇降することもなく、周囲の機器等に損傷を及ぼすことがない。

前記クラッチ５０が「接」となった時、制御手段６０は、作業機のリフト位置と昇降操作位置を検出して比較し、リフト位置と操作位置が一致しない場合、油圧アクチュエータによるリフト下降作動は禁止し、上昇作動は許可するので、クラッチ５０が「接」となったと同時に、作業機が下降することがなく、誤って作業機の下方に位置した機器等を押しつぶすことがなく、また、クラッチ５０が「接」となったと同時に、作業機が設定位置にない場合上昇されるので、作業開始の準備がスムーズに行える。

前記温度検知手段は、冷却水温度または潤滑油または作動油の温度を検知するので、エンジン３が低温で始動が容易にできるかを適切に判断することが可能となる。前記制御手段６０には、低温時エンジン始動制御の実施と不実施を選択する低温始動制御選択手段９６が接続され、任意に低温時エンジン始動制御を選択可能としたので、エンジン始動と同時に油圧アクチュエータを作動させるか、不要で作動させないかを選択でき、作業に応じて選択することができる。

３エンジン
４５油圧ポンプ（リフト用ポンプ）
４５ａ入力軸
４７サブギヤケース
５０クラッチ
５１アクチュエータ（モータ）
６０制御手段
９０水温センサ

Claims

エンジンの出力軸から動力伝達手段を介して油圧ポンプに動力が伝達される構成において、
エンジン始動手段と、エンジンに関する温度を検知する温度検知手段と、動力の伝達を断接するクラッチと、前記クラッチを断接駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御手段とを備え、
制御手段はエンジン始動時にエンジンの温度が設定値よりも低いときにアクチュエータを作動させて前記クラッチを「断」とし、前記クラッチはエンジンの出力軸と油圧ポンプの入力軸との間の動力伝達経路上に配置され、
前記エンジンの回転数を検知する回転数検知手段が備えられ、前記クラッチはエンジン回転数がアイドリング回転数と略同じ設定回転数において「接」とされる
ことを特徴とする油圧ポンプ装置。
前記エンジンの出力軸と油圧ポンプの間にギヤケースが介装され、該ギヤケースには複数の油圧ポンプが取り付けられ、前記クラッチは、複数の油圧ポンプのうちで、最も容量が大きい油圧ポンプであるリフト用ポンプと、前記ギヤケースとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の油圧ポンプ装置。
前記クラッチを「接」とするエンジンの設定回転数を変更可能とする変更手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油圧ポンプ装置。
前記アクチュエータはモータで構成され、モータからの出力軸には位置調整部を介して操作カムが取り付けられて回動可能とし、該操作カムは前記クラッチを「断」「接」作動させるクラッチアームと当接されることを特徴とする請求項１に記載の油圧ポンプ装置。
前記クラッチと操作カムとの間には、クラッチの「接」を徐々に行わせるディレイ機構が設けられることを特徴とする請求項４に記載の油圧ポンプ装置。
前記モータを制御する制御手段は、クラッチの「接」を徐々に行わせるディレイ手段が備えられることを特徴とする請求項４に記載の油圧ポンプ装置。
前記クラッチの「断」「接」の状態を表示する表示手段を運転部に設けることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の油圧ポンプ装置。
前記操作カム近傍には、手動操作手段が設けられることを特徴とする請求項４に記載の油圧ポンプ装置。