JP3760842B2

JP3760842B2 - 動力車両の油圧装置

Info

Publication number: JP3760842B2
Application number: JP2001351430A
Authority: JP
Inventors: 淳一大下
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003143904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小型トラクタや乗用芝刈機等の動力車両の油圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に小型のトラクタや乗用型芝刈機においては、機体前部にエンジンとギヤポンプを設置し、機体後部には作業機を昇降させる油圧シリンダやコントロールバルブを設けるようにしているものが多い。
【０００３】
コントロールバルブとギヤポンプとは鋼管からなる油圧配管を介して接続され、コントロールバルブ内に組み込まれたスプールと油圧操作レバーとは複雑なリンク機構を介して連係されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小型のトラクタ等においては、構成が簡潔で廉価であると共に分解組立等も簡単に行えるものであることが必須要件であるが、前記したトラクタの場合、ギヤポンプからコントロールバルブまでは長い配管を必要とする他、油圧操作レバーとコントロールバルブとは複雑なリンク類を必要としていたために、ガタ付きが生じる分だけ作動が円滑でなく、また分解組立も面倒で、製造コストも高くなるなどの問題点を有していた。
しかも、配管が長くなればなるほど圧力損失が生じるという問題に加え、振動による所謂ビビリ音が発生し、騒音が生じる原因にもなっていた。
【０００５】
本発明の課題は、油圧操作レバーを用いるコントロールバルブの切替操作が円滑に行え、しかもコントロールバルブとギヤポンプとを圧損なく連結し、分解組立を容易にした動力車両の油圧装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記した問題点に鑑みて提案するものであって、このため次のような技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１の発明は、作業機昇降用のメインスプール５２と、作動油の一部を作業機昇降用油圧シリンダ３４に、残りを他の油圧機器４４にそれぞれ送る分流弁５０と、メインリリーフバルブ４９とを一体に組み込んだコントロールバルブ３３を備え、前記コントロールバルブ３３を、ミッションケース３の前部に取り付けられ、該ミッションケース３側からの動力によって駆動されるギヤポンプ３１の上部に取り付け、コントロールバルブ３３から水平横向きに突出した軸７０を設け、該軸７０には前記メインスプール５２を操作する油圧操作レバー４１を取り付けた動力車両の油圧装置である。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、動力車両の油圧装置の構成の前記コントロールバルブ３３の側面に外部油圧取出口６０を形成する。
【０００８】
また、請求項３記載の発明では、動力車両の油圧装置の構成の前記コントロールバルブ３３に嵌合されたメインスプール５２を長手方向にスライドさせることによって上げ位置、中立位置、下げ位置の３位置が設定されると共に、前記メインスプール５２の下げ側端部とコントロールバルブボディ３３Ａ側との間にダンパー室９９を設け、下げ開始時の微小下げ領域にダンパー効果を付与させた構成からなるものである。
【０００９】
前記構成による作用は次の通りである。
ギヤポンプ３１によって送られた作動油は分流弁５０を介して一部はコントロールバルブ３３のメインスプール５２に、残りはパワステ等の他の油圧機器４４に送られ、この状態で油圧操作レバー４１を上げ側に操作するとメインスプール５２が作業機上げ位置に切り換えられて作動油は作業機昇降用の油圧シリンダ３４内に流入し、作業機を持ち上げる。
【００１０】
反対に油圧操作レバー４１を下げ方向側に倒すと油圧シリンダ３４内の作動油は油圧タンクであるミッションケース３内に排出されるが、このとき、下げ開始時の微小下げ領域だけダンパー効果が作用し、オペレータはレバー操作時の荷重変化を手に感じることができて、作業機の下降操作を精度良く行なうことができる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、作業機昇降用のメインスプール５２と、作動油の一部を作業機昇降用油圧シリンダ３４に残りを他の油圧機器４４に送る分流弁５０と、メインリリーフバルブ４９とを一体に組み込んでコントロールバルブ３３を構成し、このコントロールバルブ３３を、ミッションケース３からの動力によって駆動されるギヤポンプ３１の上部に取り付け、コントロールバルブ３３から水平横向きに突出した軸７０には前記メインスプール５２を操作する油圧操作レバー４１を取り付けたものであるから、バルブ３３の切替が円滑に行われると共に、コントロールバルブ３３とギヤポンプ３１とを配管を用いることなく連結できるため、圧損も少なく確実な作動が期待できる。そしてコントロールバルブ３３やギヤポンプ３１がミッションケース３の上部に集中的に設けられているので分解組立も容易に行える。
【００１２】
また、請求項２の発明は、前記コントロールバルブ３３の側面に外部油圧取出口６０が形成されているので、フロントローダや他の作業機を油圧駆動することができる。
【００１３】
また、請求項３の発明は、前記コントロールバルブ３３に嵌合されたメインスプール５２を長手方向にスライドさせることによって上げ位置、中立位置、下げ位置の３位置が設定されると共に、前記メインスプール５２の下げ側端部とコントロールバルブボディ３３Ａ側との間にダンパー室９９を設け、下げ開始時の微小下げ領域にダンパー効果を付与させたものであるから、下げ開始時の動きをスムーズに行うことができ、例えば、ロータリ耕耘装置等の微妙な耕深調節を簡単に行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、この発明の動力車両の油圧回路の実施例を説明する。まず、動力車両の構成から説明すると、従来周知のトラクタ１は機体の前部にエンジン２を搭載し、このエンジン２の回転動力をミッションケース３の前部に取り付けられた静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）４のポンプ軸５に自在継手６を介して伝達している。
【００１５】
なお、以下の図示例についての説明で前又は後というときは、ミッションケース３を配置した側を後とし、その反対側、即ちエンジン２を配置した側を前という。そして、右又は左というときは、機体後部において機体前部側を前側として立つ作業者から見て右手側を右とし、左手側が左としていう。
【００１６】
静油圧式無段変速装置４に入った動力はフロア８の右側に設けられたＨＳＴペダル９の踏込量に応じてその斜板の傾倒角が変更され、モータ軸１０の回転数と回転方向を制御する。
【００１７】
そして、モータ軸１０の回転動力はミッションケース３内の図示しない副変速装置によって変速され、一部はデフ装置を介して後車軸１２に伝えられて後輪１１を駆動し、デフ装置の手前から分岐した動力は前輪駆動軸１３に伝えられ、この前輪駆動軸１３とフロントアクスルハウジング１４に軸支された入力軸１５とは前後方向に長い自在継手１７を介して連動連結され、前輪１９を駆動するように構成している。
【００１８】
ミッションケース３の前下部と後下部の２ヵ所には夫々ミッドＰＴＯ軸２１とリヤＰＴＯ軸２２が軸架され、これらはミッションケース３内の変速装置とＰＴＯクラッチ２３を介して回転動力が伝達される。
【００１９】
リヤＰＴＯ軸２２はトラクタ１の後部に連結される、例えばロータリ耕耘装置のような作業機を駆動するためのものであり、ミッドＰＴＯ軸２１は前輪１９と後輪１１との間にあってトラクタ１の腹下部に装着されるモーア２４のような作業機を駆動するために利用される。モーア２４は機体との間に平行リンク機構２５によって昇降自在に連結され、ギヤボックス２６から後向きに軸架された入力軸２８と前記ミッドＰＴＯ軸２１とを自在継手２９により連動連結してモーア２４内の複数個のブレード３０を回転させる。
【００２０】
ミッションケース３の前部にはギヤポンプ３１が取り付けられ、このギヤポンプ３１の上部には作業機を昇降させるコントロールバルブ３３が着脱自在に取り付けられている。一方、ミッションケース３の上部には単動式油圧シリンダ３４を収容している油圧シリンダケース３６が設けられ、その左右両側にはリフトアーム３８、３８が回動可能に枢着されている。前記ギヤポンプ３１はミッションケース３内のギヤを介して図示しないポンプ軸を常時回転させる。ギヤポンプ３１とミッションケース３の底部とは吸引パイプ３２を介して連結され、ミッションケース３内のミッションオイルを兼ねる作動油が、この吸引パイプ３２を介してギヤポンプ３１内に吸い込まれるように構成している。
【００２１】
なお、図１に示す動力車両には、ＰＴＯクラッチ入切用の操作レバー４０、作業機昇降用の操作レバー４１、座席４２、ステアリングハンドル４３、全油圧式パワステアリングユニット４４、パワステアリング用油圧シリンダ４５、トラクタ１のシャーシ４６、シャーシ４６の後部に取り付けられた安全フレーム４７などが設けられている。
【００２２】
次に、図３に示す油圧回路図に基づいて油圧系全体の構成について説明する。ギヤポンプ３１の上部に載置されるコントロールバルブ３３はメインリリーフバルブ４９と分流弁５０とメインスプール５２とが一体的に組み込まれて形成されたもので、分流弁５０によって大部分の作動油は油圧昇降系のメインスプール５２側に送られ、残りの作動油は配管５３を経由してパワステアリングユニット４４側に送られる。メインスプール５２はコントロールバルブ３３にスライド自在に嵌合されており、油圧昇降操作レバー４１を前後に回動操作してメインスプール５２を長手方向にスライドさせる。メインスプール５２には「上げ位置」と「中立位置」と「下げ位置」が設定されており、「上げ位置」にすると作動油はコントロールバルブ３３から配管５４を介して油圧シリンダ３４内に送られ、リフトアーム３８を上昇側に回動させる。
【００２３】
内部に油路が形成された蓋体５５をコントロールバルブ３３に取り付けると分流弁５０側とメインスプール５２側とが油路８０で連通し、この蓋体５５を外すと外部油圧取出用の油路６０が形成されて、ここに外部油圧機器、例えばフロントローダ等のバルブ４８を接続すれば、外部機器が操作できるようになっている。
【００２４】
全油圧式パワステアリングユニット４４はステアリングハンドル４３によってバルブ４４ａが切り換えられ、パワステアリング用油圧シリンダ４５内に作動油が送り込まれて、そのピストンロッド４５ａが左右方向に移動して前輪１９の操舵を行う。
【００２５】
パワステアリングユニット４４の戻り側は配管６１を介してＰＴＯバルブ６３に接続され、このＰＴＯバルブ６３がＰＴＯ操作レバー４０によってＯＮの状態に切り換わるとＰＴＯクラッチ２３が接続されて、ミッドＰＴＯ軸２１とリヤＰＴＯ軸２２が回転する。なお、この実施例では、ミッションケース３内のシフタを操作することによってミッドＰＴＯ軸２１とリヤＰＴＯ軸２２を単独で回転させることも、あるいは同時に回転させることもできる。
【００２６】
配管６１の途中を分岐させた油路はＰＴＯリリーフバルブ６５、チャージフィルタ６６を順次介して静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）４に接続される。
【００２７】
静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）４には低圧リリーフ６７、高圧リリーフ６８が配置されている。前述したが、エンジン２等の駆動源ＭがＨＳＴのポンプ軸５を自在継手６（図１）を介して駆動している。ＨＳＴポンプ７の駆動により、ＨＳＴモータ１８が駆動され走行する。
【００２８】
次に図４乃至図６の構成について簡単に説明する。
図４は静油圧式無段変速装置４を正面から見たときの図で、座席４２左側下方に位置するコントロールバルブ３３の左右方向内端にはメインスプール５２（図３）をスライドさせる回動軸７０が水平内向きに突設されており、この回動軸７０に延長軸７１が取り付けられ、該延長軸７１の突出端に、前記座席４２の右側に位置する油圧昇降操作レバー４１の下端部が取り付けられる。
【００２９】
このように、メインスプール５２をスライドさせる回動軸７０に延長軸７１を取り付け、これに直接油圧昇降操作レバー４１を取り付けているので、従来のようにリンクを介装する方式に比べ作動が円滑となると共に、余分な部品が不要となるため製造コストも抑えることができる。
【００３０】
図５は静油圧式無段変速装置４とミッションケース３を横からみたときの側面図であり、図６はその平面図であり、静油圧式無段変速装置４のポンプ軸５前部には冷却用ファン７２を取り付け、エンジン駆動中はこの冷却用ファン７２で静油圧式無段変速装置４本体部を冷却するようにしている。全油圧式パワステアリングユニット４４からの戻り側の作動油は配管６１を経由してＰＴＯバルブ６３に至り、ＰＴＯ操作レバー４０を回動させることによってバルブ回動軸７４を切り換えて作動油をＰＴＯクラッチ２３（図３）に導く。
【００３１】
次に図７乃至図１０に基づいてコントロールバルブ３３の構成について説明する。図７はコントロールバルブ３３の平断面図であり、バルブボディ３３Ａの左側には前後に適当間隔をおいてメインリリーフバルブ４９と分流弁５０を設けている。ギヤポンプ３１から送られてくる高圧作動油はバルブボディ３３Ａに形成した通孔９８を通って分流弁５０の弁室５０ａに入り、一部は出口ポート７６から配管５３を介して全油圧式パワステアリングユニット４４に向かう。
【００３２】
分流弁５０側の通孔７８とメインスプール５２側の通孔７９とは蓋体５５に形成した油路８０で連通しており、メインスプール５２室に入った作動油はこのメインスプール５２のスライドにより油路が適宜切り換えられて出口ポート８２から配管５４を介して油圧シリンダケース３６（図１）内の油圧シリンダ３４（図４）内に流入する。
【００３３】
更に詳述すると油圧昇降操作レバー４１を後方に倒してメインスプール５２を前側（図７では左側）にスライドさせるとメインスプール５２に形成した半月状の小さな開口８４が上げ側の室８５と連通し、作動油がこの開口８４を介して室８５に入り、出口ポート８２を通って油圧シリンダ３４内に流入する。
【００３４】
一方、油圧操作レバー４１を前側に倒してメインスプール５２を後側（図７では右側）に移動させると油圧シリンダ３４内に流入していた作動油は同じ配管５４を通って室８５に入り、小さな開口８４ａを通過して油圧タンクであるミッションケース３に戻る。メインスプール５２の孔８６と孔８９とは常時連通しており、孔８９はアンロード用ポート８７と連通し、ポート８７には配管９４を介してミッションケース３と連通している。
【００３５】
なお、メインスプール５２とコントロールバルブ３３との関係については、図８、図９、図１０に基づいて更に詳しく説明する。これらの図はいずれもコントロールバルブ３３を右側から見た断面であり、図８はメインスプール５２が中立位置にあるときの断面図、図９はメインスプール５２が下げ位置にあるときの断面図、図１０はメインスプール５２が上げ位置にあるときの断面図である。
【００３６】
メインスプール５２を前後方向にスライドさせる回動軸７０の前端外周部には位置決め用の切欠部９１が形成されており、スプリング９２で付勢された鋼製のディテントボール９３が、この切欠部９１に入り込むことによってメインスプール５２の中立状態を保持するようにしている。
【００３７】
回動軸７０の内端にはメインスプール５２をスライドさせるべくシフター９５が下向に固着され、シフター９５の下端はメインスプール５２上部に形成した凹部９６に嵌合される。
【００３８】
メインスプール５２は３つの大径部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃと２つの小径部５２ｄ、５２ｅとをその長手方向に備え、メインスプール５２の中立時には、ギヤポンプ３１からの高圧作動油が流入してくる室９７とその隣の室９０とが連通して作動油は室９７から室９０側へと流れ込み、作動油はすべてミッションケース３内に流出する、いわゆるアンロード状態となる。室９０の後側には、この室９０と連通し、その内径がメインスプール５２の大径部５２Ｃより僅かに大きいダンパー室９９が形成されている。
【００３９】
このダンパー室９９は油圧操作レバー４１を押し下げてメインスプール５２を後方（図９では左側）にスライドさせた際にメインスプール５２の大径部５２Ｃがダンパー室９９内に入り込む瞬間に抵抗を与えるものであり、油圧昇降操作レバー４１を下げ側に操作するオペレータには荷重変化が伝えられ下げ操作が有効に働いていることを認識させることができる。
【００４０】
油圧操作レバー４１を下げ側に操作すると、油圧シリンダ３４内の作動油は配管５４、室８５、開口８４ａ、孔８６，８９、ポート８７、配管９４を順次介してミションケース３内に戻る。
【００４１】
一方、図１０に示すように油圧操作レバー４１を上げ側に操作すると、メインスプール５２は前側（図１０では右側）に移動し、メインスプール５２後端の大径部５２Ｃが室９０と室９７の連通を遮断する。すると、ギヤポンプ３１からの高圧作動油は室９７から開口８４を通過して室８５内に入り、出口ポート８２、配管５４を介して油圧シリンダ３４内に流入してリフトアーム３８を上昇させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のトラクタの側面図である。
【図２】図１のトラクタの平面図である。
【図３】図１のトラクタの油圧回路図である。
【図４】図１のトラクタの要部の拡大正面図である。
【図５】図１のトラクタの要部の拡大側面図である。
【図６】図１のトラクタの要部の拡大平面図である。
【図７】図１のトラクタのコントロールバルブの平断面図である。
【図８】図１のトラクタのコントロールバルブの側断面図である。
【図９】図１のトラクタのコントロールバルブの側断面図である。
【図１０】図１のトラクタのコントロールバルブの側断面図である。
【符号の説明】
１トラクタ２エンジン
３ミッションケース４静油圧式無段変速装置
５ポンプ軸１０モータ軸
１１後輪１５入力軸
１９前輪３１ギヤポンプ
３３コントロールバルブ３４油圧シリンダ
３８リフトアーム４０ＰＴＯ操作レバー
４１油圧操作レバー４９メインリリーフバルブ
５０分流弁５２メインスプール

Claims

作業機昇降用のメインスプール５２と、作動油の一部を作業機昇降用油圧シリンダ３４に、残りを他の油圧機器４４にそれぞれ送る分流弁５０と、メインリリーフバルブ４９とを一体に組み込んだコントロールバルブ３３を備え、
前記コントロールバルブ３３を、ミッションケース３の前部に取り付けられ、該ミッションケース３側からの動力によって駆動されるギヤポンプ３１の上部に取り付け、コントロールバルブ３３から水平横向きに突出した軸７０を設け、該軸７０には前記メインスプール５２を操作する油圧操作レバー４１を取り付けたことを特徴とする動力車両の油圧装置。
前記コントロールバルブ３３の側面に外部油圧取出口６０が形成されていることを特徴とする請求項１記載の動力車両の油圧装置。
前記コントロールバルブ３３に嵌合されたメインスプール５２を長手方向にスライドさせることによって上げ位置、中立位置、下げ位置の３位置が設定されると共に、前記メインスプール５２の下げ側端部とコントロールバルブボディ３３Ａ側との間にダンパー室９９を設け、下げ開始時の微小下げ領域にダンパー効果を付与させた構成からなる請求項１記載の動力車両の油圧装置。