JP6676574B2 - 作業車両のアクスル昇温装置 - Google Patents
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Description
このような作業車両では、油圧モータの出力をアクスルを介して駆動輪に伝達するようにしている。
ところで、アクスルオイルは、冬季、特に寒冷地のように外気温が低くなるような環境下では、粘度が高くなるために歯車装置の作動抵抗となり、作業車両の始動時においては車輪速度が上がり難く、十分な車速が得られないという問題がある。
また、特許文献1に記載の技術のように、外部電源を用いた電気ヒータでアクスルオイルを加温させる場合には、そのような外部電源を確保できる作業場所は限られ、電力消費が大きく、実用性に欠けるという問題がある。また、アクスルオイルの量が多いと十分に昇温させまでに時間がかかるという上記同様の問題もある。
これにより、アクスルのケーシングの内部の潤滑油が、循環路において作業車両の駆動源の動力を用いた加圧昇温手段により効率よく加圧されて速やかに昇温させられる。
これにより、駆動源により駆動される油圧ポンプから吐出される作動油で作動する油圧モータにより潤滑油ポンプが駆動されて循環路内で潤滑油が吐出され、流体抵抗部材により潤滑油の流れに抵抗が負荷されて、循環路を循環する作動油が効率よく加圧されて速やかに昇温させられる。
これにより、循環路のリリーフ弁の上流側における潤滑油の圧力がリリーフ弁に設定された所定圧力まで高められ、循環路を循環する作動油が容易に昇温させられる。
また、前記流体抵抗部材はオリフィスであるのが好ましい。
これにより、オリフィスを用いた簡単な構成にして、循環路のオリフィスの上流側における潤滑油の圧力が高められ、循環路を循環する作動油が容易に昇温させられる。
これにより、循環路のリリーフ弁の上流側における潤滑油の圧力がリリーフ弁に設定された所定圧力に達するまでの間、オリフィスによりある程度まで圧力が高められて昇温した潤滑油がアクスルのケーシングの内部に循環する。
以下、本発明に係る作業車両のアクスル昇温装置について図面を参照して説明する。
図1には、作業車両として転圧機械の一種であるタイヤローラ車両1が示されている。タイヤローラ車両1は、前後の車輪を兼用する転圧輪2と、この転圧輪2により走行する車体4とを備え、車体4の上部中央にはオペレータが座る運転席6が設けられている。運転席6の前方には操作盤8が配設され、操作盤8にはタイヤローラ車両1を操向させるためのハンドル10、前後進を切替操作する前後進レバー11、タイヤローラ車両1の駐車ブレーキ(図示せず)を作動操作する駐車ブレーキSW12、後述する散水ポンプ34を作動操作する散水ポンプSW13等が設けられている。
同図に示すように、油圧ポンプユニット20は、左右一対の走行用油圧モータ30を作動させるための走行用油圧ポンプ22、ステアリングシリンダ(図示せず)やブレーキシリンダ32を作動させるためのステアリング・ブレーキ用油圧ポンプ24及び散水ポンプ34を作動させる水ポンプ用油圧モータ36を作動させるための水ポンプ用油圧ポンプ26を備え、これら走行用油圧ポンプ22、ステアリング・ブレーキ用油圧ポンプ24及び水ポンプ用油圧ポンプ26がエンジン16の出力軸に連結されている。
ここに、走行用油圧モータ30と走行用油圧ポンプ22、及び、水ポンプ用油圧モータ36と水ポンプ用油圧ポンプ26とがHST(Hydro Static Transmission)として構成されている。
戻り管路44bの下流側には、フィルタユニット48が介装されている。フィルタユニット48により作動油内に混入した異物が取り除かれる。
図2に示すように、供給管路44aから分岐するとともに戻り管路44bに合流するようにして、油圧管路51が設けられている。詳しくは、供給管路44aには3ポート電磁弁からなるアクスルオイルヒータ作動切替弁52が介装されており、油圧管路51はアクスルオイルヒータ作動切替弁52が切り替えられることで作動油を供給管路44aから油圧管路51側へ分岐可能に構成されている。
油路58R及び58Lには、それぞれリリーフ弁(流体抵抗部材、加圧昇温手段)60R及び60Lが介装されている。リリーフ弁60R及び60Lは、油路58R及び58L内のアクスルオイルの圧力が予め設定された所定圧力まで上昇すると開放し、アクスルオイルの油路58R及び58L内での循環を許容する。
このように、アクスルオイルヒータユニット50は、主として油圧管路51、アクスルオイルヒータ作動切替弁52、アクスルオイルポンプ用油圧モータ54、アクスルオイルポンプ56R及び56L、油路58R及び58L、リリーフ弁60R及び60Lから構成されている。
このとき、リリーフ弁60R及び60Lは上記所定圧力にならないと開弁しないことから、油路58R及び58Lのうちリリーフ弁60R及び60Lの上流側の部分では、リリーフ弁60R及び60Lがアクスルオイルに抵抗を負荷することになり、アクスルオイルは加圧される。このようにアクスルオイルが加圧されると、アクスルオイルは暖められて昇温する。
タイヤローラ車両1にはMCU(マイクロコンピュータユニット)80が搭載されている。MCU80は、エンジン16や油圧回路の各種制御弁等の各種制御を行うよう構成され、入出力装置、記憶装置、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。
一方、MCU80の出力側には、アクスルオイルヒータ作動切替弁52が接続されており、入力情報に応じてアクスルオイルヒータ作動切替弁52が作動操作されてアクスルオイルの加圧昇温が行われる。
従って、アクスルオイルの粘度が高いとアクスルオイルがアクスル3R及び3L内の歯車装置の摩擦抵抗となって転圧輪2の回転速度が十分に上がらないのであるが、アクスルオイルの粘度が効果的に低下することで、外気温が低い場合であっても、アクスル3R及び3L内の歯車装置の摩擦抵抗を速やかに低減し、タイヤローラ車両1をスムーズに走行させることが可能である。
変形例では、リリーフ弁60R及び60Lに代えて、図4に示すように、油路58R及び58Lにオリフィス(流体抵抗部材)61R及び61Lを設ける。
このように、油路58R及び58Lにオリフィス61R及び61Lを介装するようにしても、オリフィス61R及び61Lがアクスルオイルに抵抗を負荷することになり、オリフィス61R及び61Lの上流側のアクスルオイルが加圧され、やはりアクスルオイルを暖めることができ、上記同様の効果を得ることができる。
他の変形例では、油路58R及び58Lにおいて、図5に示すように、リリーフ弁(流体抵抗部材)60R及び60Lをそれぞれバイパスするように、即ちリリーフ弁60R及び60Lとそれぞれ並列に、オリフィス(流体抵抗部材)61R及び61Lを設ける。
このように、油路58R及び58Lにリリーフ弁60R及び60Lを設けるとともに、これらをバイパスするようにオリフィス61R及び61Lを設けるようにすると、アクスルオイルが低温時には粘度が高いため、オリフィス61R及び61Lを通るオイル量が少なく、リリーフ弁60R及び60Lの設定圧力相当の昇温を得ることができる。また、アクスルオイルが高温時には粘度が低いため、オリフィス61R及び61Lを通るオイル量が多くなる。その為、アクスルオイルはオリフィス61R及び61Lの直径に応じた圧力まで下がり、必要以上の加圧が抑制される。よって、低温時の昇温効果と高温時の省エネ効果とを両立させることができる。
例えば、上記実施形態では、作業車両として転圧機械の一種であるタイヤローラ車両1を例に説明したが、これに限られず、アクスルを備えた作業車両であれば本発明を適用可能である。
また、上記実施形態では、アクスルオイルポンプ用油圧モータ54によってアクスルオイルポンプ56R及び56Lを作動させるようにアクスルオイルヒータユニット50を構成したが、アクスルオイルポンプ56R及び56Lをエンジン16で駆動することも可能である。
2 転圧輪(車輪)
3、3R、3L アクスル
4 車体
16 エンジン(駆動源)
20 油圧ポンプユニット
26 水ポンプ用油圧ポンプ
44 油圧管路
44a 供給管路
44b 戻り管路
50 アクスルオイルヒータユニット
51 油圧管路
52 アクスルオイルヒータ作動切替弁
54 アクスルオイルポンプ用油圧モータ
56R、56L アクスルオイルポンプ(潤滑油ポンプ、加圧昇温手段)
58R、58L 油路(循環路)
60R、60L リリーフ弁(流体抵抗部材、加圧昇温手段)
61R、61L オリフィス(流体抵抗部材)
80 MCU(マイクロコンピュータユニット)
Claims (5)
- ケーシングの内部に歯車装置を有し、該歯車装置を介して駆動源の動力を車輪に伝達するアクスルと、
前記ケーシングの内部に充填され、前記歯車装置の潤滑を行う潤滑油と、
前記ケーシングの内部と連通して前記潤滑油を循環させる循環路であって、両端が前記ケーシングに接続されている循環路と、
前記循環路に介装される加圧昇温手段と
を備えた、前後進レバーと駐車ブレーキと散水ポンプとを含む作業車両のアクスル昇温装置において、
前記加圧昇温手段は、前記潤滑油の温度が所定温度未満であるときには、前記前後進レバーの位置がニュートラルの位置にあり、前記駐車ブレーキが作動されており、前記散水ポンプが作動されていないという条件のもとで前記駆動源の動力を用いて前記潤滑油を加圧し昇温させるように構成されていることを特徴とする、作業車両のアクスル昇温装置。 - 前記駆動源により駆動される油圧ポンプから吐出される作動油で作動する油圧モータを備え、
前記加圧昇温手段は、前記循環路に介装されて前記油圧モータにより駆動し前記潤滑油を吐出させる潤滑油ポンプと、前記循環路の該潤滑油ポンプよりも下流側に介装されて前記潤滑油の流れに抵抗を負荷する流体抵抗部材と
を有する、請求項1に記載の作業車両のアクスル昇温装置。 - 前記流体抵抗部材はリリーフ弁である、請求項2に記載の作業車両のアクスル昇温装置。
- 前記流体抵抗部材はオリフィスである、請求項2に記載の作業車両のアクスル昇温装置。
- 前記流体抵抗部材はリリーフ弁及び該リリーフ弁と並列に設けられたオリフィスである、請求項2に記載の作業車両のアクスル昇温装置。
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