図面 (/)

技術 作業車両

出願人 井関農機株式会社
発明者 村上徹司木下覚
出願日 2014年12月24日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2014-260701
公開日 2016年7月7日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2016-121713
状態 特許登録済
技術分野 流体伝動装置の制御 パワーステアリング機構
主要キーワード 要求圧 ステアリング性能 静油圧無段変速装置 分岐供給 メインシリンダ 操作バルブ 外側クラッチ 走行ギヤ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年7月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

HSTの油圧サーボ制御を安定して行うことのできる作業車両を提供する。

解決手段

HST60を有し、油圧回路作動油を供給するメインポンプP1とサブポンプP2を備え、パワーステアリング装置31にはメインポンプP1から作動油を供給し、HST60の油圧サーボ60sとHST60のチャージ回路60c及びPTOクラッチ27にはサブポンプP2から作動油を分岐供給し、該HST60のチャージ回路60cの上流圧力制御弁103を配置した。

概要

背景

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)。

概要

HSTの油圧サーボ制御を安定して行うことのできる作業車両を提供する。HST60を有し、油圧回路に作動油を供給するメインポンプP1とサブポンプP2を備え、パワーステアリング装置31にはメインポンプP1から作動油を供給し、HST60の油圧サーボ60sとHST60のチャージ回路60c及びPTOクラッチ27にはサブポンプP2から作動油を分岐供給し、該HST60のチャージ回路60cの上流圧力制御弁103を配置した。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

油圧無段変速装置パワーステアリング装置を有し、油圧回路作動油を供給するメインポンプサブポンプを備え、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、油圧無段変速装置の油圧サーボと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、該油圧無段変速装置のチャージ回路の上流圧力制御弁を配置した油圧回路を有する作業車両

請求項2

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請求項1に記載の作業車両。

請求項3

前記PTOクラッチに作動油を供給する油路内にPTOクラッチへの流路開閉する制御弁を開閉自在に設け、前記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請求項2に記載の作業車両。

請求項4

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タンク開放する請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の作業車両。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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)。

先行技術

0003

特開2000−240778号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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。

0005

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。

課題を解決するための手段

0006

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。

0007

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。

0008

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。

0009

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開放する点に特徴を有する。

発明の効果

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

図面の簡単な説明

0014

トラクタ全体の側面図
ステアリング機構の概略図
トラクタの変速装置動力伝動機構線図
PTOクラッチの断面図
油圧回路図
別形態の油圧回路図

実施例

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

また、主変速機構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。

0022

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。

0023

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。

0024

図2はステアリング機構の概略図である。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

図4はPTOクラッチ27の断面図である。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

図5はトラクタの油圧回路である。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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ステアリング性能が良好な状態で安定する。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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。

0062

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。

0063

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。

0064

27PTO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

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社SUBARUの「 ステアリング装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】車両の操舵に起因する乗員の頭部の振動を抑制したステアリング装置を提供する。【解決手段】車両の操向輪Wを転舵する出力を発生するアクチュエータ71と、操舵入力に応じてアクチュエータを制御するアクチ... 詳細

  • アイシン・エィ・ダブリュ株式会社の「 動力伝達装置およびその制御方法」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】減速機構を含む第1動力伝達経路および変速機を含む第2動力伝達経路の少なくとも何れか一方を介して入力軸と駆動軸との間で動力を伝達する動力伝達装置において減速スリップ制御をより適正に実行する。【解... 詳細

  • 株式会社ジェイテクトの「 ステアリングシステム」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】ステアリングシステムにおいて、目標走行軌跡と、実際に自動車が走行する軌跡との差を小さくする。【解決手段】ステアリングシステム10は、ラックピニオン機構11と、転舵モータ14と、往復直線運動する... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ