JP2016121713A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーステアリング装置を含む油圧回路を有する作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle having a hydraulic circuit including a power steering device.
パワーステアリング装置への圧油供給と、PTOクラッチへの圧油供給と静油圧無段変速装置の油圧サーボ及びチャージ回路への圧油供給は、それぞれ要求圧が異なり、かつ、流量も考慮しなければならないが、パワーステアリング装置の戻り油回路に静油圧無段変速装置のチャージ回路を接続することにより、単一の供給ポンプでこれらの装置に圧油供給を行う油圧回路を備えた作業車両が公知である(特許文献1)。 Pressure oil supply to the power steering device, pressure oil supply to the PTO clutch, and hydraulic oil supply to the hydraulic servo and charge circuit of the hydrostatic continuously variable transmission have different required pressures, and the flow rate must also be considered. However, a work vehicle equipped with a hydraulic circuit for supplying pressure oil to these devices with a single supply pump by connecting a charge circuit of a hydrostatic continuously variable transmission to a return oil circuit of a power steering device. Known (Patent Document 1).
しかし特許文献1に記載された技術では、パワーステアリング装置のタンクポートに背圧が発生するが、この背圧は高くなりすぎるとステアリング操作荷重の増加やフィーリングの悪化等の原因となる。これを防ぐため、減圧弁をパワーステアリング上流に配置し、圧力制御をしてパワーステアリング装置の背圧を制限する必要があった。しかし、減圧弁による圧力制御時に下流の流量が変化するため、下流に位置する静油圧無段変速装置の油圧サーボを制御する流量が不足してしまう場合があり、制御が不安定になっていた。
However, in the technique described in
さらに、静油圧無段変速装置内の可変容量型ポンプで発生した振動が油圧サーボに伝わり、その振動に起因して発生する脈動により、PTOクラッチに許容圧力以上の圧力が加わり、損傷してしまうことがあった。 Furthermore, the vibration generated by the variable displacement pump in the hydrostatic continuously variable transmission is transmitted to the hydraulic servo, and the pulsation generated due to the vibration causes pressure exceeding the allowable pressure to be applied to the PTO clutch, resulting in damage. There was a thing.
上述した課題を解決するために、本第1発明は、静油圧無段変速装置、パワーステアリング装置を有し、油圧回路に作動油を供給するメインポンプとサブポンプを備え、パワーステアリング装置にはメインポンプから作動油を供給し、静油圧無段変速装置の油圧サーボと静油圧無段変速装置のチャージ回路にはサブポンプから作動油を分岐供給するよう構成し、該静油圧無段変速装置のチャージ回路の上流に圧力制御弁を配置した油圧回路を有する点に特徴を有する。 In order to solve the above-described problems, the first invention includes a hydrostatic continuously variable transmission and a power steering device, and includes a main pump and a sub pump that supply hydraulic oil to a hydraulic circuit. The hydraulic oil is supplied from the pump, and the hydraulic oil is supplied from the sub-pump to the hydraulic servo of the hydrostatic continuously variable transmission and the charge circuit of the hydrostatic continuously variable transmission, and the hydrostatic continuously variable transmission is charged. It is characterized in that it has a hydraulic circuit in which a pressure control valve is arranged upstream of the circuit.
本第2発明は、本第1発明において、油圧で作動するPTOクラッチを有し、該PTOクラッチにはサブポンプから圧油を分岐供給し、前記静油圧無段変速装置のチャージ回路に圧油を供給する油路の上流に圧力制御弁を配置した点に特徴を有する。 The second invention has a PTO clutch that is hydraulically operated in the first invention. The PTO clutch is supplied with branching pressure oil from a sub pump, and the pressure oil is supplied to the charge circuit of the hydrostatic continuously variable transmission. It is characterized in that a pressure control valve is arranged upstream of the oil passage to be supplied.
本第3発明は、本第2発明において、前記PTOクラッチに作動油を供給する油路内にPTOクラッチへの流路を開閉する制御弁を開閉自在に設け、前記静油圧無段変速装置の油圧サーボを制御する油圧サーボ制御弁を開閉自在に設けた点に特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a control valve that opens and closes a flow path to the PTO clutch is provided in an oil passage that supplies hydraulic oil to the PTO clutch. It is characterized in that a hydraulic servo control valve for controlling the hydraulic servo is provided to be freely opened and closed.
本第4発明は、本第1発明から本第3発明までのいずれか1つの発明において、パワーステアリング装置の上流に流量制御弁を配置し、パワーステアリング装置のタンクポートはタンクに開放する点に特徴を有する。 According to the fourth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects of the invention, a flow control valve is disposed upstream of the power steering device, and a tank port of the power steering device is opened to the tank. Has characteristics.
本第1発明によると、各装置に圧油供給するポンプとして、メインポンプとサブポンプを設け、パワーステアリング装置にはメインポンプから圧油供給を行い、静油圧無段変速装置の油圧サーボ及びチャージ回路にはサブポンプから圧油供給を行うことで、パワーステアリング装置の背圧抑制に必要な減圧弁を配置する等の手段を必要としなくなる。このため、静油圧無段変速装置の油圧サーボに供給される作動油の流量が不足することを防止できる。 According to the first aspect of the invention, the main pump and the sub pump are provided as pumps for supplying pressure oil to each device, the power steering device is supplied with pressure oil from the main pump, and the hydraulic servo and charge circuit of the hydrostatic continuously variable transmission By supplying pressure oil from the sub pump, means such as arranging a pressure reducing valve necessary for suppressing the back pressure of the power steering device is not required. For this reason, it can prevent that the flow volume of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic servo of a hydrostatic continuously variable transmission is insufficient.
本第2発明によると、本第1発明の効果に加え、PTOクラッチにもサブポンプから圧油を分岐供給する構成において、静油圧無段変速装置のチャージ回路の上流に圧力制御弁を設けることで、PTOクラッチに対する適切な圧力を確保することができる。さらに静油圧無段変速装置内の可変容量型ポンプで発生した振動に起因する脈動により高い圧力が発生しても、チャージ回路上流の圧力制御弁が油圧式無段変速装置のチャージ回路側へ逃がすため、PTOクラッチの損傷を防ぐことができる。 According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, in the configuration in which the pressure oil is also branchedly supplied from the sub pump to the PTO clutch, the pressure control valve is provided upstream of the charge circuit of the hydrostatic continuously variable transmission. Therefore, it is possible to ensure an appropriate pressure for the PTO clutch. Furthermore, even if high pressure is generated due to pulsation caused by vibration generated by the variable displacement pump in the hydrostatic continuously variable transmission, the pressure control valve upstream of the charge circuit escapes to the charge circuit side of the hydraulic continuously variable transmission. Therefore, damage to the PTO clutch can be prevented.
本第3発明によると、本第2発明による効果に加え、PTOクラッチや油圧サーボの作動が不要な場合は制御弁を閉じてしまうことで、チャージ回路に十分な流量を供給することができる。 According to the third invention, in addition to the effect of the second invention, a sufficient flow rate can be supplied to the charge circuit by closing the control valve when the operation of the PTO clutch and the hydraulic servo is unnecessary.
本第4発明によると、本第1発明から本第3発明までのいずれか一つの発明による効果に加え、パワーステアリング装置対する流量を流量調整弁により一定に保つことができる。さらに下流をタンクポートに開放しているために背圧が発生しないので、パワーステアリング装置の性能を良好な状態に保つことができる。 According to the fourth invention, in addition to the effect of any one of the first to third inventions, the flow rate to the power steering device can be kept constant by the flow rate adjusting valve. Furthermore, since the downstream is open to the tank port, no back pressure is generated, so that the performance of the power steering device can be maintained in a good state.
作業車両の一例としてのトラクタにおける実施例を以下に説明する。 An embodiment of a tractor as an example of a work vehicle will be described below.
なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。 In the present specification, the left and right directions in the forward direction of the work vehicle are referred to as left and right, respectively, the forward direction is referred to as front, and the reverse direction is referred to as rear.
トラクタ1は、図1に示す如く、機体の前後部に前輪2,2と後輪3,3を備え、機体の前部に搭載したエンジン5のエンジン出力軸20の回転をミッションケース8内の複数の変速装置によって多段に減速して、これら前輪2,2と後輪3,3に伝えるように構成している。
As shown in FIG. 1, the
キャビン190内のハンドルポスト6にはステアリングハンドル7が設けられ、その後方にはシート9が設けられている。ステアリングハンドル7の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー10が設けられている。この前後進レバー10を前側に操作すると機体は前進し、後側へ操作すると後進する構成である。
A
また、ハンドルポスト6を挟んで前後進レバー10の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー11が設けられ、またステップフロア13の右コーナー部には、同様にエンジン回転数を調節するアクセルペダル18と、左右の後輪3,3にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル19R,19Lが設けられている。
An
ハンドルポスト6上部のステアリングハンドル7の前側にメータパネル16が設けられて、走行速度等の機体状況が表示される。
A
また、主変速機構を変速する主変速レバー14はシート9の左前側部にあり、副変速機構を変速する副変速レバー15はその後方にあり、さらにその右側にPTO軸111を変速するPTO変速レバー12を設けている。
The
トラクタ1の機体後部には、ロータリ作業機17を装着して、ミッションケース8から後方へ突出するPTO軸111で駆動するようにしている。
A
ミッションケース8の後部にはメインシリンダ25を内装するシリンダケース26を備え、メインシリンダ25内のピストンが往復動することにより、リフトアーム27がリフトアーム回動支点27a回りに回動し、リフトロッド28を介してロワリンク29を上下に回動させることでロータリ作業機17を昇降させる。
A rear case of the
図2はステアリング機構の概略図である。 FIG. 2 is a schematic view of the steering mechanism.
ステアリングハンドル7の回転がハンドルシャフト30を介してパワーステアリング装置31に入力される。パワーステアリング装置31はポンプポート31Pから圧油供給されてきた作動油をステアリングハンドル7の回転方向により油路a、油路bを選択し、内装するジロータポンプ31gによって、回転量に応じた流量の作動油をステアリングシリンダ32に送る。
The rotation of the
パワーステアリング装置31が油路aを供給油路として選択すると、シリンダ32aを押し出し、ステアリングシリンダ32から押し出された作動油は油路bを通ってタンクポート31Tから出ていく。
When the
パワーステアリング装置31が油路bを供給油路として選択すると、シリンダ32aを引き込み、ステアリングシリンダ32から押し出された作動油は油路aを通ってタンクポート31Tから出ていく。
When the
ステアリングシリンダ32はドラッグロッド33を介して一方の前輪2を回転させるが、左右の前輪2,2はタイロッド34で左右ナックルアーム35に接続しているため、同時に同方向に回転する。
The
これらの機能によってトラクタ1の進行方向を左右に変更する。
With these functions, the traveling direction of the
図3は、静油圧無段変速装置(HST)60を動力伝動系に組み込んだトランスミッションの構成を示す動力伝動機構線図である。 FIG. 3 is a power transmission mechanism diagram showing a configuration of a transmission in which a hydrostatic continuously variable transmission (HST) 60 is incorporated in a power transmission system.
エンジン5のエンジン出力軸20にメインクラッチ112を介してHST60の入力軸59に連結する。HST60の入力軸59はポンプ出力軸61に連動連結され、ポンプ出力軸61に固着したPTO第一ギヤ62を第一PTO軸28に固着のPTO第二ギヤ63に噛み合わせ、PTOクラッチ27を介してPTO軸111を駆動する。
The
また、HST60のモータ出力軸64に固着の第一走行ギヤ65に第二走行ギヤ66と第三走行ギヤ67と第四走行ギヤ68とを噛み合わせ、さらに第一走行軸70に固着の第五走行ギヤ69と噛み合わせて伝動する。第三走行ギヤ67と第四走行ギヤ68は一体にして前記ポンプ出力軸61に軸支することで、伝動空間の省スペース化を図っている。
Further, the
なお、図示の第四走行ギヤ68と第五走行ギヤ69を噛み合わせた構成では設計的に車速の調整変更が可能であるが、第四走行ギヤ68を無くして、第三走行ギヤ67を第五走行ギヤ69に直接噛み合わせると、部品を少なく出来る。
In the configuration in which the illustrated
第一走行軸70には、第六走行ギヤ71と第七走行ギヤ72と第八走行ギヤ73を固着し、アイドル軸74とドライブピニオン軸79にスプライン嵌合したシフトギヤ76の三つのシフトギヤ部76a,76b,76cに適宜に噛み合わせてドライブピニオン軸79を三段に変速する。
The
ドライブピニオン軸79の回転は、ベベルギヤ80で後デフギヤ81と第九走行ギヤ82と第十走行ギヤ83に伝動され、後輪3の後車軸84を駆動する。
The rotation of the
また、ドライブピニオン軸79の回転は、第十一走行ギヤ85と第十二走行ギヤ86と第十三走行ギヤ87と走行クラッチギヤ88を介して前輪駆動軸52に伝動され、前デフギヤ89と前第一走行軸90と前第二走行軸91で前車軸92に伝動され、前輪2を駆動する。
The rotation of the
図4はPTOクラッチ27の断面図である。 FIG. 4 is a sectional view of the PTO clutch 27.
PTO第二ギヤ63と一体になっているクラッチ軸27aは第二軸受42及び第三軸受43により第一PTO軸28に回動自在に支持されており、後部には複数の内側クラッチ板27bを有している。
The
クラッチ軸27aの後部はクラッチケース27dで覆われており、クラッチケース27dの前部内側に固定されている押え板27eが複数の内側クラッチ板27bの前端の前方に位置している。
The rear portion of the
クラッチケース27d内部の内側には複数の外側クラッチ板27cが内側クラッチ板27bどうしの間に挟まれるように交互に配置されおり、内側クラッチ板27bは内側に複数の歯を有しているためクラッチ軸27aと一体となって回転し、外側クラッチ板27cは外側に複数の歯を有しているためクラッチケース27dと一体となって回転する。
A plurality of outer
クラッチケース27dの内部でクラッチ軸27aの後部にはクラッチピストン27fを有し、ばね27gにより後方へ付勢されていて、クラッチピストン27fの後部は圧油が供給されるシリンダ部27hの空間がある。
The
PTOクラッチ27はシリンダ部27hに圧油が供給され、その圧力がばね27gの弾性力を上回るとクラッチピストン27fが前進し、内側クラッチ板27bと外側クラッチ板27cを押え板27eとの間で挟圧する。
In the PTO clutch 27, when pressure oil is supplied to the
挾圧された内側クラッチ板27bと外側クラッチ板27cは摩擦により互いに駆動力を伝達するようになり、PTO第二ギヤ63から伝達してきた駆動力がクラッチケース27dに伝達され、クラッチケース27dにスプライン嵌合している第一PTO軸28が回転する。
The inner
シリンダ部27hに圧油が供給されず、圧力がかかっていない状態では、クラッチピストン27fはばね27gの弾性力によって後方に押されるため、内側クラッチ板27bと外側クラッチ板27cは挾圧されない。
When no pressure oil is supplied to the
この状態では内側クラッチ板27b及び外側クラッチ27cは互いに駆動力を伝達しないので、PTOクラッチ27は動力伝達を遮断した状態となり、PTO第二ギヤ63が回転しても、第一PTO軸28は回転しない。
In this state, the inner
図5はトラクタの油圧回路である。 FIG. 5 shows a hydraulic circuit of the tractor.
エンジンの駆動を受けて圧油を供給するポンプとしてメインポンプP1及びサブポンプP2が設けられ、メインポンプP1からはパワーステアリング装置31やメインシリンダ25等の作業機系油圧機器へ圧油が供給され、サブポンプからはPTOクラッチ27
やHST60へ圧油が供給される。
A main pump P1 and a sub-pump P2 are provided as pumps for supplying pressure oil in response to driving of the engine. Pressure oil is supplied from the main pump P1 to work equipment hydraulic equipment such as the
Pressure oil is supplied to HST60.
メインポンプP1から出てすぐの油路には第一圧力制御弁101が接続されており供給圧力が一定以上になると、タンクTへ油が戻される。
A first
メインポンプP1からの圧油は分流弁102を介してメインシリンダ25等の作業機系油圧機器やパワーステアリング装置31に供給されるが、パワーステアリング装置31へは流量調整弁としての分流弁102により一定の流量で油が供給される。この分流弁102は一方向への流量調整機能を有する。
The pressure oil from the main pump P1 is supplied to the working machine hydraulic equipment such as the
パワーステアリング装置31はステアリングハンドル7が回転操作されるとその回転方向により操作バルブ31vが作動して油路を変更し、ジロータポンプ31gによりステアリングハンドル7の回転量に応じた圧油がステアリングシリンダ32に供給される。
In the
パワーステアリング装置31のタンクポート31TはタンクTへ開放されており、ステアリングシリンダ32から押し出された油はタンクポート31Tを通ってタンクTへ放出される。
The
サブポンプP2からの圧油はPTOクラッチ27及びHST60へと分岐供給され、HST60への油路はHST60のトラニオン軸を駆動するための油圧サーボ60sに作動油を供給する油路d1と、HST60内の回路へ作動油を補充するチャージ回路への油路d2とにさらに分岐する。
The pressure oil from the sub pump P2 is branched and supplied to the PTO clutch 27 and the
PTOクラッチ27に作動油を供給する油路cの上流には開閉自在の比例制御弁104を配置し、PTOクラッチ27に対する流量を自在に調整する構成となっている。
An openable / closable
油圧サーボ60sに作動油を供給する油路d1には油圧サーボ60sへの油路を変更または遮断して油圧サーボ60sを自在に動かすための油圧サーボ駆動バルブ60vが配置されている。
A hydraulic
さらにHST60のチャージ回路60cに圧油を補充する油路d2の上流にはチャージオイルフィルタOF2、オイルクーラOC、第二圧力制御弁103が配置されており、油路d2の圧力が高くなりすぎると、第三圧力制御弁105によりタンクTに開放された油路d3へ放出される。
Further, a charge oil filter OF2, an oil cooler OC, and a second
本発明における作業車両としてのトラクタは、パワーステアリング装置31のタンクポートをタンクTに開放できるため、パワーステアリング装置31の背圧が上昇することがなく、ステアリングハンドル7の操作フィーリングやステアリング性能が良好な状態で安定する。
Since the tractor as a work vehicle in the present invention can open the tank port of the
さらに背圧抑制に必要な減圧弁を回路の上流に配置する必要がなくなるので、回路全体に十分な流量を常に確保することができる。特に単一のポンプで回路全体に圧油を供給する従来の構成では、HST60の油圧サーボ60sの上流にパワーステアリング装置31を配置しなければならず、減圧弁の影響により、油圧サーボ60sへの流量が安定しない不具合が発生していたが、本発明によりこの不具合が解消する。
Furthermore, since it is not necessary to arrange a pressure reducing valve necessary for back pressure suppression upstream of the circuit, a sufficient flow rate can always be ensured in the entire circuit. In particular, in the conventional configuration in which pressure oil is supplied to the entire circuit with a single pump, the
また、HST60のチャージ回路60cに圧油を補充する油路d2の上流でサブポンプP2から分岐供給される位置に第二圧力制御弁103を配置することで、油圧PTOシリンダ27に適切な圧力を確保することができる。特にHST60のHSTポンプ60pエンジン5からの駆動を受けて振動すると、HSTポンプ60pと機械的に接続している油圧サーボ60sに振動が伝わり、それに起因して油路d1が脈動を発生することがあり、この脈動によりPTOクラッチ27に異常な圧力がかかって、破損することがあったが、第二圧力制御弁103により、これを抑制することができる。
In addition, the second
また、PTOクラッチ27、HST60の油圧サーボ60sの駆動が不要な場合は比例制御弁104と油圧サーボ駆動バルブ60vを閉じてしまうことで、チャージ回路60cに十分な流量を供給できる。
Further, when it is not necessary to drive the
上記の実施形態では油圧サーボ60sに圧油を送る油路d1には絞り弁等は配置されていなかったが、ここに図6に示すように可変絞り弁106を配置し、油圧サーボ60sに対する運転者の操作に対応して絞り径を変化させる構成として、回路全体のポンプ流量を抑える構成としてもよい。
In the above embodiment, the throttle valve or the like is not arranged in the oil passage d1 for sending pressure oil to the
またHSTポンプ60pによる油圧サーボ60sに圧油を送る油路d1の脈動を抑える構成として油路d1とHST60のチャージ回路60cに圧油を供給する油路d2を接続するバイパス油路d4を設け、ここに絞り107を設けてもよい。
Further, as a configuration for suppressing the pulsation of the oil passage d1 that sends pressure oil to the
油路d1の脈動を抑制する方法としてはその他に油路d1にチェックバルブを設けてもよいし、多数の絞りを設けてもよいし、絞りの代わりにチョークを用いてもよい。さらに油路d1の油路径を大径化してもよいし、油路d1を可撓性のあるホースで構成してもよい。 As other methods for suppressing the pulsation of the oil passage d1, a check valve may be provided in the oil passage d1, a plurality of throttles may be provided, or a choke may be used instead of the throttle. Furthermore, the oil passage diameter of the oil passage d1 may be increased, or the oil passage d1 may be configured by a flexible hose.
さらに、低温始動時のオイルクーラOCの破損防止構成としてオイルクーラ用圧力制御弁108のタンクポート側の油路d5を最初のオイルフィルタOF1とメインポンプP1またはサブポンプP2の間の油路d6に戻す構成としてもよい。
Further, as a configuration for preventing damage to the oil cooler OC at low temperature start, the oil passage d5 on the tank port side of the oil cooler
27 PTOクラッチ
31 パワーステアリング装置
60 HST(静油圧無段変速装置)
60s 油圧サーボ
60c チャージ回路
102 分流弁(流量制御弁)
103 第二圧力制御弁(圧力制御弁)
104 比例制御弁(制御弁)
P1 メインポンプ
P2 サブポンプ
27 PTO clutch 31
60s
103 Second pressure control valve (pressure control valve)
104 Proportional control valve (control valve)
P1 Main pump P2 Sub pump
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