(57)【要約】【課題】低コストにトランスミッション装置での潤滑不良を防止することができる作業車両の油圧システムを提供する。【解決手段】低圧ポンプ１３は、ステアリングケース３２内に貯留された油を、ステアリング潤滑回路３１を介して潤滑油としてステアリング装置４に供給する。高圧ポンプ１４は、ステアリングケース３２内に貯留された油を高圧回路３３を介してクラッチに供給する。トランスミッション潤滑回路３４は、高圧回路３３からリリーフ弁５１を介して分岐し、トランスミッション装置３に潤滑用の油を供給する。トランスミッション潤滑応援回路３５は、ステアリング潤滑回路３１から分岐して設けられ、トランスミッション潤滑回路３４に接続される。トランスミッションケース３６は、トランスミッション装置３の潤滑に用いられた油を貯留する。スカベンジングポンプ１５は、トランスミッションケース３６内に貯留された油をステアリング装置４に戻す。【選択図】図３
2010174971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング装置と、
前記ステアリング装置に潤滑用の油を供給するステアリング潤滑回路と、
前記ステアリング装置を収納し、前記ステアリング装置の潤滑に用いられた油を貯留するステアリングケースと、
前記ステアリングケース内に貯留された油を前記ステアリング潤滑回路に供給する低圧ポンプと、
クラッチを有するトランスミッション装置と、
前記クラッチに駆動用の油を供給する高圧回路と、
前記ステアリングケース内に貯留された油を前記高圧回路に供給する高圧ポンプと、
前記高圧回路からリリーフ弁を介して分岐し、前記トランスミッション装置に潤滑用の油を供給するトランスミッション潤滑回路と、
前記ステアリング潤滑回路から分岐して設けられ、前記トランスミッション潤滑回路に接続されるトランスミッション潤滑応援回路と、
前記トランスミッション装置を収納し、前記トランスミッション装置の潤滑に用いられた油を貯留するトランスミッションケースと、
前記トランスミッションケース内に貯留された油を前記ステアリング装置に戻すスカベンジングポンプと、
を備える作業車両の油圧システム。
【請求項２】
前記トランスミッション潤滑回路の油の流量が増大すると前記ステアリング潤滑回路から前記トランスミッション潤滑応援回路に送られる油の流量を減少させ、前記トランスミッション潤滑回路の油の流量が減少すると前記ステアリング潤滑回路から前記トランスミッション潤滑応援回路に送られる油の流量を増大させる流量調整部をさらに備える、
請求項１に記載の作業車両の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両の油圧システム、特に、トランスミッション装置およびステアリング装置に潤滑油を供給するための油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブルドーザなどの作業車両では、トランスミッション装置およびステアリング装置に潤滑油が供給される。トランスミッション装置およびステアリング装置に供給された潤滑油は、それぞれ、トランスミッション装置を収納するトランスミッションケースおよびステアリング装置を収納するステアリングケースに回収されて再利用される（特許文献１参照）。
【０００３】
トランスミッション装置およびステアリング装置に潤滑油を供給するための従来の油圧システムの構成を図５に示す。この油圧システムでは、ステアリングケース８１に貯留された油が、低圧ポンプ８２によってステアリング潤滑回路８３に供給される。そして、ステアリング潤滑回路８３を介して油がステアリング装置８４に潤滑油として供給される。潤滑油として用いられた油は、ステアリング装置８４から滴下してステアリングケース８１に回収される。
【０００４】
また、ステアリングケース８１に貯留された油は、高圧ポンプ８５によって高圧回路８６に供給される。そして、高圧回路８６を介してトランスミッション装置のクラッチ８７に油が供給され、これにより、クラッチ８７が駆動される。また、高圧回路８６にはリリーフ弁８８を介して低圧回路８９が接続されている。ステアリングケース８１に貯留された油は、高圧ポンプ８５によって低圧回路８９にも供給される。低圧回路８９に供給された油は、トルクコンバータ９０を通り、その後、トランスミッション装置９１に潤滑油として供給される。潤滑油として用いられた油は、トランスミッション装置９１から滴下してトランスミッションケース９２に回収される。
【０００５】
トランスミッションケース９２に貯留された油は、スカベンジングポンプ９３によって、スカベンジング回路９４、ステアリング潤滑回路８３、ステアリング装置８４を介して、ステアリングケース８１に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、高圧ポンプの効率は低圧ポンプの効率より低くなる傾向がある。また、高圧ポンプは、低圧ポンプと比べて、個体差による効率のばらつきが大きい。このため、上記のような油圧システムでは、高圧ポンプの効率のばらつきが許容値を超えた場合には、トランスミッション装置における潤滑油量が不足する恐れがある。一方、トランスミッション装置における潤滑油量の不足は、容量に余裕を持たせた高圧ポンプを用いることで防止することができる。しかし、この場合、高圧ポンプが大型化することによって、コストが増大してしまう。また、高圧ポンプの大型化によって、トランスミッションケースに流入する油量が大きくなるため、スカベンジングポンプも大型化させる必要がある。この場合、製造コストがさらに増大してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、低コストにトランスミッション装置での潤滑不良を防止することができる作業車両の油圧システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る作業車両の油圧システムは、ステアリング装置と、ステアリング潤滑回路と、ステアリングケースと、低圧ポンプと、トランスミッション装置と、高圧回路と、高圧ポンプと、トランスミッション潤滑回路と、トランスミッション潤滑応援回路と、トランスミッションケースと、スカベンジングポンプとを備える。ステアリング潤滑回路は、ステアリング装置に潤滑用の油を供給する回路である。ステアリングケースは、ステアリング装置を収納し、ステアリング装置の潤滑に用いられた油を貯留する。低圧ポンプは、ステアリングケース内に貯留された油をステアリング潤滑回路に供給する。トランスミッション装置はクラッチを有する。高圧回路は、クラッチに駆動用の油を供給する回路である。高圧ポンプは、ステアリングケース内に貯留された油を高圧回路に供給する。トランスミッション潤滑回路は、高圧回路からリリーフ弁を介して分岐し、トランスミッション装置に潤滑用の油を供給する回路である。トランスミッション潤滑応援回路は、ステアリング潤滑回路から分岐して設けられ、トランスミッション潤滑回路に接続される回路である。トランスミッションケースは、トランスミッション装置を収納し、トランスミッション装置の潤滑に用いられた油を貯留する。スカベンジングポンプは、トランスミッションケース内に貯留された油をステアリング装置に戻す。
【００１０】
この油圧システムでは、低圧ポンプから吐出された油が、トランスミッション潤滑応援回路を介して、トランスミッション潤滑回路に供給される。そして、高圧ポンプから吐出された油と合流して、トランスミッション装置に潤滑油として供給される。低圧ポンプは、高圧ポンプと比べて効率のばらつきが少ない。このため、高圧ポンプの効率のばらつきによるトランスミッション装置の潤滑不良を防止することができる。また、高圧ポンプを大型化させる必要がないため、製造コストの増大を抑えることができる。なお、低圧ポンプから吐出された油の一部は、トランスミッション潤滑応援回路を介してトランスミッション潤滑回路に送られるが、スカベンジングポンプによって結局はステアリング装置に戻される。このため、ステアリング装置の潤滑油量の低下も抑えることができる。
【００１１】
第２発明に係る作業車両の油圧システムは、第１発明の油圧システムであって、流量調整部をさらに備える。流量調整部は、トランスミッション潤滑回路の油の流量が増大すると、ステアリング潤滑回路からトランスミッション潤滑応援回路に送られる油の流量を減少させる。また、流量調整部は、トランスミッション潤滑回路の油の流量が減少すると、ステアリング潤滑回路からトランスミッション潤滑応援回路に送られる油の流量を増大させる。
【００１２】
この油圧システムでは、トランスミッション潤滑回路の油量の増減に応じて、トランスミッション潤滑応援回路に送られる油量が調整される。このため、トランスミッション装置への潤滑油量の過不足を防止することができる。また、トランスミッション装置への潤滑油量が過剰となることを防止することができるため、スカベンジングポンプの大型化が不要となる。これにより、コストの増大を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば低コストにトランスミッション装置での潤滑不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るブルドーザの概略構成を示す図。
【図２】ブルドーザの動力伝達系の構成を示す図。
【図３】ブルドーザが備える油圧システムの構成を示す図。
【図４】高圧回路の構成を示す図。
【図５】従来の油圧システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜ブルドーザの構成＞
本発明の実施形態に係る油圧システムが設けられるブルドーザの構成を図１および図２に示す。このブルドーザは、エンジン１、トルクコンバータ２、トランスミッション装置３、ステアリング装置４、一対の走行装置５ａ，５ｂ（図２参照）を備えている。
【００１６】
エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射ポンプ（図示せず）からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン１の出力が制御される。エンジン１で発生した動力は、ダンパ１１およびユニバーサルジョイント１２を介してトルクコンバータ２に伝達される。また、エンジン１は、後述する低圧ポンプ１３、高圧ポンプ１４、スカベンジングポンプ１５、ステアリングポンプ１６、クーリングファンポンプ１９などの各種の油圧ポンプを駆動する。なお、エンジン１の前方には、クーリングファン１７およびクーリングファンモータ１８が設けられている。クーリングファンモータ１８は、クーリングファンポンプ１９からの油によって駆動される。
【００１７】
トルクコンバータ２は、油を媒体として、エンジン１からの動力をトランスミッション装置３に伝達する。
【００１８】
トランスミッション装置３は、複数の歯車列と、複数の油圧クラッチを有する。トランスミッション装置３は、各クラッチの係合および解除を切り換えることにより前進、後進の切換および変速を行う。トランスミッション装置３から出力された動力は、ステアリング装置４に伝達される。
【００１９】
ステアリング装置４は、ベベルギア２１と、横軸２２と、一対の遊星歯車機構２３ａ，２３ｂと、一対のブレーキ装置２４ａ，２４ｂと、一対の終減速装置２５ａ，２５ｂと、ステアリングモータ２６と、ステアリング動力伝達機構２７とを有する。トランスミッション装置３から出力された動力は、ベベルギア２１を介して横軸２２に伝達される。横軸２２に伝達された動力は、遊星歯車機構２３ａ，２３ｂを介してブレーキ装置２４ａ，２４ｂに伝達される。ブレーキ装置２４ａ，２４ｂは、湿式多板クラッチ式の機構を有しており、油圧が印加されることによって制動が解除される、いわゆるネガティブブレーキである。ブレーキ装置２４ａ，２４ｂから出力された動力は、終減速装置２５ａ，２５ｂに伝達される。
【００２０】
ステアリングモータ２６は、ステアリングポンプ１６から吐出された油によって回転駆動される。ステアリングモータ２６において発生した動力は、ステアリング動力伝達機構２７を介して左右の遊星歯車機構２３ａ，２３ｂに伝達される。そして、左右の遊星歯車機構２３ａ，２３ｂの回転数に差を生じさせることによって、車体の旋回方向が制御される。
【００２１】
一対の走行装置５ａ，５ｂは、それぞれスプロケット２８ａ，２８ｂと、スプロケット２８ａ，２８ｂに巻回される履帯２９ａ，２９ｂを有している。ステアリング装置４の終減速装置２５ａ，２５ｂから出力された動力は、スプロケット２８ａ，２８ｂに伝達され、スプロケット２８ａ，２８ｂを回転させる。これにより、履帯２９ａ，２９ｂが駆動され、ブルドーザが走行する。
【００２２】
＜油圧システムの構成＞
上記のブルドーザに設けられる油圧システムの構成を図３に示す。油圧システムは、上述したステアリング装置４とトランスミッション装置３とに潤滑油を供給するためのものであって、ステアリング潤滑回路３１と、ステアリングケース３２と、低圧ポンプ１３と、高圧回路３３と、高圧ポンプ１４と、トランスミッション潤滑回路３４と、トランスミッション潤滑応援回路３５と、トランスミッションケース３６と、スカベンジングポンプ１５と、スカベンジング回路５２と、流量調整部３７とを備えている。
【００２３】
ステアリング潤滑回路３１は、低圧ポンプ１３とステアリング装置４とに接続されており、ステアリング装置４に潤滑用の油を供給する回路である。
【００２４】
ステアリングケース３２は、ステアリング装置４を収納している。ステアリングケース３２の底部は、ステアリング装置４から滴下した油を受けるオイルパンとなっており、ステアリングケース３２は、ステアリング装置４の潤滑に用いられた油を貯留する。
【００２５】
低圧ポンプ１３は、ステアリング潤滑回路３１に接続されている。低圧ポンプ１３は、ステアリングケース３２内に貯留された油をステアリング潤滑回路３１に供給する。
【００２６】
高圧回路３３は、トランスミッション装置３のクラッチに駆動用の油を供給する回路であり、ステアリング潤滑回路３１およびトランスミッション潤滑回路３４よりも高圧の油が流れる。高圧回路３３は、高圧ポンプ１４から吐出された油を所望の圧力に制御してクラッチに供給することができる。また、高圧回路３３は、クラッチから油を回収してタンクに排出することができる。図４に高圧回路３３の構成を示す。高圧回路３３は、圧力制御弁４１と、電磁制御弁４２とを備える。
【００２７】
圧力制御弁４１は、トランスミッション装置３のクラッチ４３に供給される油圧を制御するための装置である。圧力制御弁４１は、入力流路４４と出力流路４５とドレン流路４６とに接続されている。入力流路４４は高圧ポンプ１４に接続されている。出力流路４５はクラッチ４３に接続されている。ドレン流路４６はタンク４７に接続されている。また、圧力制御弁４１のパイロットポートにはパイロット流路４８が接続されている。圧力制御弁４１は、パイロット流路４８のパイロット圧の大きさに応じて、入力流路４４の油圧を調整して出力流路４５へと導く。すなわち、圧力制御弁４１は、入力されるパイロット圧に応じてクラッチ圧を変化させる。なお、圧力制御弁４１にパイロット圧が供給されていない状態では、圧力制御弁４１は、出力流路４５とドレン流路４６とを接続する。これにより、クラッチ４３から油が排出されタンク４７に回収される。
【００２８】
電磁制御弁４２は、圧力制御弁４１に入力されるパイロット圧を制御するための装置である。電磁制御弁４２は、絞り４９を介して入力流路４４に接続されている。電磁制御弁４２と絞り４９との間には、上述したパイロット流路４８が接続されている。また、電磁制御弁４２は、ドレン流路４０を介してタンク４７に接続されている。電磁制御弁４２は、入力流路４４とドレン流路４０とを接続する接続状態と、入力流路４４とドレン流路４０とを遮断する遮断状態との間で切り換え可能である。電磁制御弁４２は、コントローラ（図示せず）から入力される指令電流の大きさに応じて、接続状態と遮断状態との間で切り換えられる。これにより、電磁制御弁４２は、指令電流に応じて、パイロット流路４８に供給されるパイロット圧を制御することができる。
【００２９】
また、高圧回路３３には、圧力スイッチ２０が設けられている。圧力スイッチ２０は、クラッチ圧が所定の設定圧に達したときに、検知信号をコントローラに出力する。
【００３０】
なお、この油圧システムでは、トランスミッション装置３の前進、後進および複数の速度段の各クラッチに対応して複数の高圧回路３３が並列に設けられているが、図４では、１つの高圧回路３３のみを図示している。
【００３１】
図３に示す高圧ポンプ１４は、高圧回路３３の入力流路４４に接続されている。高圧ポンプ１４は、ステアリングケース３２内に貯留された油を高圧回路３３に供給する。高圧ポンプ１４は、低圧ポンプ１３と同じ吐出容量を有している。
【００３２】
トランスミッション潤滑回路３４は、接続点Ｃ１において高圧回路３３の入力流路４４に接続されており、高圧回路３３からリリーフ弁５１を介して分岐している。トランスミッション潤滑回路３４は、トランスミッション装置３に潤滑用の油を供給する回路である。また、トランスミッション潤滑回路３４は、上述したトルクコンバータ２を通っており、動力を伝達するための油をトルクコンバータ２に供給する。リリーフ弁５１は、高圧回路３３の油圧が所定のリリーフ圧以下の場合には高圧回路３３とトランスミッション潤滑回路３４との間を遮断する。また、リリーフ弁５１は、高圧回路３３の油圧がリリーフ圧よりも高い場合には、高圧回路３３とトランスミッション潤滑回路３４との間を開いて、高圧回路３３の油の一部をトランスミッション潤滑回路３４へ流す。このため、リリーフ弁５１は、高圧回路３３の油圧を所定の高圧力に補償した上でトランスミッション潤滑回路３４にも油を供給する役割を果たす。これにより、高圧回路３３には比較的高圧の油が供給され、トランスミッション潤滑回路３４には比較的低圧の油が供給される。
【００３３】
トランスミッション潤滑応援回路３５は、接続点Ｃ２において、ステアリング潤滑回路３１に接続されており、ステアリング潤滑回路３１から分岐して設けられている。また、トランスミッション潤滑応援回路３５は、接続点Ｃ３において、トランスミッション潤滑回路３４に接続されている。接続点Ｃ３はトルクコンバータ２の下流側であり且つトランスミッション装置３の上流側に位置している。
【００３４】
トランスミッションケース３６は、トランスミッション装置３を収納している。トランスミッションケース３６の底部は、トランスミッション装置３から滴下した油を受けるオイルパンとなっており、トランスミッションケース３６は、トランスミッション装置３の潤滑に用いられた油を貯留する。
【００３５】
スカベンジングポンプ１５は、スカベンジング回路５２に接続されている。スカベンジング回路５２は接続点Ｃ４においてステアリング潤滑回路３１に接続されており、スカベンジングポンプ１５は、トランスミッションケース３６内に貯留された油をスカベンジング回路５２、ステアリング潤滑回路３１を介してステアリング装置４に戻す。なお、接続点Ｃ４は、ステアリング潤滑回路３１において接続点Ｃ２より下流側に位置している。
【００３６】
流量調整部３７は、トランスミッション潤滑応援回路３５において接続点Ｃ２よりも下流に設けられた絞りである。流量調整部３７は、トランスミッション潤滑回路３４の油の流量が増大してトランスミッション潤滑回路３４の油圧Ｐ２が増大すると、ステアリング潤滑回路３１からトランスミッション潤滑応援回路３５に送られる油の流量を減少させる。また、流量調整部３７は、トランスミッション潤滑回路３４の油の流量が減少してトランスミッション潤滑回路３４の油圧Ｐ２が低下すると、ステアリング潤滑回路３１からトランスミッション潤滑応援回路３５に送られる油の流量を増大させる。
【００３７】
なお、ステアリング潤滑回路３１において接続点Ｃ２より下流側であり且つ接続点Ｃ４よりも上流側の位置に絞り５３が設けられている。この絞り５３により、ステアリング潤滑回路３１の油圧Ｐ１がトランスミッション潤滑回路３４の油圧Ｐ２よりも高く維持される。これにより、トランスミッション潤滑応援回路３５における油の逆流が防止される。
【００３８】
＜油圧システムの作用＞
以下、上述した油圧システムの油の流れについて説明する。
【００３９】
高圧ポンプ１４から吐出された油は、高圧回路３３を介してトランスミッション装置３のクラッチ４３に供給される。また、高圧ポンプ１４から吐出された油の一部は、トランスミッション潤滑回路３４に送られる。
【００４０】
一方、低圧ポンプ１３から吐出された油は、ステアリング潤滑回路３１を介してステアリング装置４に潤滑油として供給される。ステアリング装置４に供給された油は、ステアリング装置４を通った後に、ステアリングケース３２に回収される。ただし、低圧ポンプ１３から吐出された油の一部は、トランスミッション潤滑応援回路３５を介して、トランスミッション潤滑回路３４に供給される。そして、トランスミッション潤滑応援回路３５からの油と、高圧回路３３からトランスミッション潤滑回路３４に送られた油とが合流して、トランスミッション装置３に潤滑油として供給される。
【００４１】
ここで、高圧ポンプ１４の効率が大きいことにより、トランスミッション潤滑回路３４の油の流量が大きい場合には、流量調整部３７の作用によって、トランスミッション潤滑応援回路３５による応援油量は比較的少量になる。また、高圧ポンプ１４の効率が小さいことにより、トランスミッション潤滑回路３４の油の流量が小さい場合には、流量調整部３７の作用によって、トランスミッション潤滑応援回路３５による応援油量は比較的大量になる。
【００４２】
トランスミッション装置３に供給された油は、トランスミッション装置３を通った後にトランスミッションケース３６に回収される。
【００４３】
トランスミッションケース３６に貯留された油は、スカベンジングポンプ１５によってスカベンジング回路５２に送られ、ステアリング潤滑回路３１およびステアリング装置４を介してステアリングケース３２に戻される。
【００４４】
＜特徴＞
この油圧システムでは、トランスミッション装置３の潤滑用に供給される油が、低圧ポンプ１３から吐出されトランスミッション潤滑応援回路３５を介して供給される油によって補償される。低圧ポンプ１３は、高圧ポンプ１４と比べて効率のばらつきが少ない。このため、高圧ポンプ１４の効率のばらつきによるトランスミッション装置３の潤滑不良を防止することができる。
【００４５】
また、トランスミッション装置３の潤滑不良防止のために高圧ポンプ１４を大型化させる必要がない。さらに、常に適量の油がトランスミッション装置３に供給されるため、スカベンジングポンプ１５を大型化させる必要もない。このため、製造コストの増大を抑えることができる。
【００４６】
また、低圧ポンプ１３から吐出された油の一部は、トランスミッション潤滑応援回路３５を介してトランスミッション潤滑回路３４に送られるが、スカベンジングポンプ１５によって結局はステアリング潤滑回路３１に戻される。このため、ステアリング装置４の潤滑油量の低下が抑えられる。
【００４７】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４８】
（ａ）本発明に係る油圧システムは、ブルドーザ以外の作業車両に備えられるものであってもよい。
【００４９】
（ｂ）上記の実施形態では、流量調整部として絞りが例示されているが、流量制御弁が用いられてもよい。ただし、製造コスト低減の観点からは絞りが用いられることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、低コストにトランスミッション装置での潤滑不良を防止することができる効果を有し、作業車両の油圧システムとして有用である。
【符号の説明】
【００５１】
３    トランスミッション装置
４      ステアリング装置
１３    低圧ポンプ
１４    高圧ポンプ
１５    スカベンジングポンプ
３１    ステアリング潤滑回路
３２    ステアリングケース
３３    高圧回路
３４    トランスミッション潤滑回路
３５    トランスミッション潤滑応援回路
３６    トランスミッションケース
３７    流量調整部
５１    リリーフ弁
【図１】
2010174971.tif 000003
【図２】
2010174971.tif 000004
【図３】
2010174971.tif 000005
【図４】
2010174971.tif 000006
【図５】
2010174971.tif 000007