(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ（４４）からの圧油を方向制御弁（４６）の切換え操作により機体の前後進切換用クラッチ（３１）へ択一的に供給し、該前後進切換用クラッチ（３１）に接続する油路（４９）の圧油をリリーフして昇圧特性を変更するトラクタ（１０）の油圧クラッチの昇圧回路に於いて、
前記油圧ポンプ（４４）と方向制御弁（４６）を結ぶ油路（４９）に絞り（６１）を設け、該絞り（６１）の後段に分岐油路（５１）を設け、この分岐油路（５１）に可変リリーフ弁（５２）を介装し、前記絞り（６１）の前段に分岐油路（５６）を設け、この分岐油路（５６）に比例減圧弁（５７）を設け、該比例減圧弁（５７）には前記可変リリーフ弁（５２）のパイロットポート（５４）に通じるパイロット油路（５４ａ）とタンク（５５）に通じる油路（５５ａ）を接続して前記比例減圧弁（５７）の２次側から出力するように構成して成ると共に、前記絞り（６１）の前段から潤滑油路（５９）を分岐して前記前後進切換用クラッチ（３１）の潤滑ポートへ接続する構成と成し、前記比例減圧弁（５７）のソレノイド（５８）がオフであって、該比例減圧弁（５７）の２次側から出力されるパイロット圧が最小のとき、前後進切換用クラッチ（３１）へ供給される圧油がクラッチピストンの最小作動圧となるように前記可変リリーフ弁（５２）を初期設定し、且つ前記方向制御弁（４６）を切り換えたとき、クラッチピストンがストロークエンドに達するまでの所定時間が経過した後に、前記比例減圧弁（５７）のソレノイド（５８）をオンして油圧クラッチへ供給する圧油を昇圧するように構成すると共に、前記方向制御弁（４６）は３位置方向制御弁を使用する構成としたことを特徴とするトラクタの油圧クラッチの昇圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧クラッチの昇圧回路に関するものであり、特に、方向制御弁の切り換えにより圧油を複数の油圧クラッチへ択一的に供給し、この圧油をリリーフして昇圧特性を変更する油圧クラッチの昇圧回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ポンプからの圧油を方向制御弁の切り換え操作により複数の油圧クラッチへ択一的に供給し、該油圧クラッチに接続する油路の圧油をリリーフして昇圧特性を変更する油圧クラッチの昇圧回路があり、例えば、トラクタや田植機、芝刈機等の作業車両に備えられた前後進切換用クラッチの油圧回路が知られている。
【０００３】
該前後進切換用クラッチは、駆動軸と一体に回転するドラムの前後に前進用の多板クラッチと後進用の多板クラッチが設けられており、油圧ポンプから前後進切換用クラッチへ通じる油路の途中に方向制御弁を設けてある。該方向制御弁を切り換えることにより、前進側供給ポートまたは後進側供給ポートの何れかへ択一的に圧油を供給し、前後進切換用クラッチを前進若しくは後進に操作するように形成されている。そして、油圧ポンプから前後進切換用クラッチへ通じる油路の圧油をリリーフ弁にて調整し、前後進切換用クラッチの昇圧を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来は方向制御弁を切り換えて油圧クラッチを操作する際に、クラッチ精度のバラツキや方向制御弁の温度特性により、圧油の昇圧特性が変化することが多い。特にソレノイド式方向制御弁を使用する場合は初期圧力調整が困難であるため、最適な昇圧特性を得ることができず、クラッチ接続時のショックが大きかった。
【０００５】
そこで、方向制御弁の操作により複数の油圧クラッチへ圧油を択一的に供給する油圧回路に於いて、クラッチ精度のバラツキや方向制御弁の温度特性に拘わらず安定した昇圧制御を行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、油圧ポンプ（４４）からの圧油を方向制御弁（４６）の切換え操作により機体の前後進切換用クラッチ（３１）へ択一的に供給し、該前後進切換用クラッチ（３１）に接続する油路（４９）の圧油をリリーフして昇圧特性を変更するトラクタ（１０）の油圧クラッチの昇圧回路に於いて、
前記油圧ポンプ（４４）と方向制御弁（４６）を結ぶ油路（４９）に絞り（６１）を設け、該絞り（６１）の後段に分岐油路（５１）を設け、この分岐油路（５１）に可変リリーフ弁（５２）を介装し、前記絞り（６１）の前段に分岐油路（５６）を設け、この分岐油路（５６）に比例減圧弁（５７）を設け、該比例減圧弁（５７）には前記可変リリーフ弁（５２）のパイロットポート（５４）に通じるパイロット油路（５４ａ）とタンク（５５）に通じる油路（５５ａ）を接続して前記比例減圧弁（５７）の２次側から出力するように構成して成ると共に、前記絞り（６１）の前段から潤滑油路（５９）を分岐して前記前後進切換用クラッチ（３１）の潤滑ポートへ接続する構成と成し、前記比例減圧弁（５７）のソレノイド（５８）がオフであって、該比例減圧弁（５７）の２次側から出力されるパイロット圧が最小のとき、前後進切換用クラッチ（３１）へ供給される圧油がクラッチピストンの最小作動圧となるように前記可変リリーフ弁（５２）を初期設定し、且つ前記方向制御弁（４６）を切り換えたとき、クラッチピストンがストロークエンドに達するまでの所定時間が経過した後に、前記比例減圧弁（５７）のソレノイド（５８）をオンして油圧クラッチへ供給する圧油を昇圧するように構成すると共に、前記方向制御弁（４６）は３位置方向制御弁を使用する構成としたトラクタの油圧クラッチの昇圧回路を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。図１は作業車両の一例としてトラクタ１０を示し、車体の前部にエンジン１１が載置されてフード１２で被蔽されている。キャビン１３の内部にはシート１４を装着してあり、変速レバー１５や各種操作スイッチ等が設けられている。シート１４の前方にステアリングハンドル１６を設け、該ステアリングハンドル１６の近傍に前後進レバー１７が取り付けられている。前記エンジン１１の動力はミッションケース１８内に収められたギヤ式変速装置を介して後輪１９に伝達されるとともに、ギヤ式変速装置から分岐された動力を前輪動力伝達軸２０から前輪２１に伝達できるように構成されている。
【０００８】
図２は前記ミッションケース１８の内部を示し、エンジンの動力は主クラッチ２５から出力ギヤ２６を経て入力軸２７の第１ギヤ２８へ伝達される。該入力軸２７と平行に駆動軸３０が設けられおり、この駆動軸３０に前後進切換用クラッチ３１が装着されている。該前後進切換用クラッチ３１は、駆動軸３０と一体に回転するドラム３２の前後に夫々前進用多板クラッチ３３と後進用多板クラッチ３４が設けられている。前進用多板クラッチ３３の前方に前進ギヤ３５が遊嵌され、後進用多板クラッチ３４の後方に後進ギヤ３６が遊嵌されている。
【０００９】
また、前記入力軸２７及び駆動軸３０と平行にカウンタ軸３７を設け、該カウンタ軸３７の後端にカウンタギヤ３８を固設する。このカウンタギヤ３８は、前記入力軸２７の後端に設けた第２ギヤ２９に噛合するとともに、後進ギヤ３６にも噛合している。従って、前記入力軸２７の回転は、第１ギヤ２８を介して前進ギヤ３５へ伝達されるとともに、第２ギヤ２９及びカウンタギヤ３８を経て後進ギヤ３６へ伝達される。即ち、前進ギヤ３５は駆動軸３０上を正方向へ遊転し、後進ギヤ３６は駆動軸３０上を逆方向へ遊転する。
【００１０】
後述するように、方向制御弁の切換操作により前後進切換用クラッチ３１の前進側供給ポート４０に圧油が導入されたときは、クラッチピストン４１が移動して前進用多板クラッチ３３が入りになり、前記前進ギヤ３５の回転が前進用多板クラッチ３３を介してドラム３２へ伝達される。従って、駆動軸３０が正回転して機体は前進走行する。一方、後進側供給ポート４２に圧油が導入されれば、クラッチピストン４３が移動して後進用多板クラッチ３４が入りになり、前記後進ギヤ３６の回転が後進用多板クラッチ３４を介してドラム３２へ伝達される。従って、駆動軸３０が逆回転して機体は後進走行する。
【００１１】
図３は複数の油圧クラッチへ圧油を択一的に供給する一例として前後進切換用クラッチ３１の油圧回路を示し、油圧ポンプ４４から吐出される圧油は減圧回路４５を通り、その一部がソレノイド式方向制御弁４６を介して前後進切換用クラッチ３１へ供給される。コントローラ５０からの信号Ｓc によりソレノイド４７または４８を励磁して、該方向制御弁４６を中立位置（イ）から前進位置（ロ）または後進位置（ハ）へ切り換えれば、油圧ポンプ４４から吐出された圧油が油路４９を通って供給ポート４０または４２へ導入され、前後進切換用クラッチ３１が前進若しくは後進に操作される。
【００１２】
ここで、前記油圧ポンプ４４と方向制御弁４７を結ぶ油路４９に絞り６１を設け、該絞り６１の後段に分岐油路５１を設けて可変リリーフ弁５２を介装する。該可変リリーフ弁５２のスプールは、バネ５３とパイロットポート５４の油圧にて付勢されており、このバネ圧とパイロット圧との合算圧によって入口側の油圧を制御する。
【００１３】
いま、パイロットポート５４のパイロット圧が低いときは、該可変リリーフ弁５２のスプールが開き易くなり、油路５１の油が多量にタンク５５へ戻るので、該可変リリーフ弁５２の入口側の油圧即ち前記油路４９を流れる圧油が低圧となる。一方、パイロットポート５４のパイロット圧が高くなるのに伴い、該可変リリーフ弁５２のスプールが開き難くなり、該可変リリーフ弁５２の入口側の油圧即ち前記油路４９を流れる圧油が高圧となる。このように、該可変リリーフ弁５２のパイロット圧を増減することにより、油路４９の圧力即ち前後進切換用クラッチ３１への供給圧Ｐc を制御する。
【００１４】
本発明では、前記可変リリーフ弁５２のパイロット圧を制御するために、前記油路４９に設けた絞り６１の前段から油路５６を分岐し、この油路５６と前記パイロットポート５４のパイロット油路５４ａとの間にソレノイド式比例減圧弁５７が設けられている。
【００１５】
該比例減圧弁５７は、コントローラ５０からの信号ＳR によってソレノイド５８を励磁したとき、スプールが移動して前記パイロット油路５４ａとタンク５５に通じる油路５５ａの開口を小さくするとともに、パイロット油路５４ａと油路５６の開口を大きくするようにする構成されている。従って、ソレノイド５８への信号ＳR を増減することにより、該比例減圧弁５７の２次側の出力される圧力が変化し、パイロットポート５４のパイロット圧を制御することができる。
【００１６】
尚、前記油路４９の絞り６１の前段から潤滑油路５９を分岐して、前後進切換用クラッチ３１の潤滑ポートへ接続する。
図４及び図５に示すように、前記方向制御弁４６と可変リリーフ弁５２と比例減圧弁５７は一体構成になっており、図３の回路図と併せて説明すれば、油圧ポンプ４４から吐出された圧油は減圧回路４５を経て入口ポート６０に導入され、圧油は絞り６１を通って方向制御弁４６を結ぶ油路４９と分岐油路５１へ導出される。この分岐油路５１に設けられた可変リリーフ弁５２のリリーフポペット５２ａは、リリーフポペット５２ａとパイロットスプール５２ｂとの間に設けたバネ５３のバネ圧と、パイロットポート５４のパイロット圧との合算圧によって、分岐油路５１を閉じる方向へ付勢されている。
【００１７】
該リリーフポペット５２ａとパイロットスプール５２ｂは同径に形成されているため、調整ネジ５２ｃを回転してクラッキング圧力を調整した場合でも、パイロット制御圧とリリーフポート圧との関係は変化しない。従って、該可変リリーフ弁５２の初期設定を任意に変更することができ、変更した後も、前記比例減圧弁５７による可変リリーフ弁５２の圧力制御は変化しない。
【００１８】
一方、前記絞り６１の前段で油路５６を分岐し、この油路５６に比例減圧弁５７が設けられている。該比例減圧弁５７には前記可変リリーフ弁５２のパイロットポート５４に通じるパイロット油路５４ａと、タンク５５に通じる油路５５ａが接続されている。前述したように、コントローラ５０からの信号ＳR によりソレノイド５８を励磁してスプール位置を調整することにより、パイロット油路５４ａを開閉して可変リリーフ弁５２のパイロットポート５４のパイロット圧を増減する。即ち、前記ソレノイド５８への信号ＳR を増加すればパイロットポート５４のパイロット圧が高くなり、可変リリーフ弁５２のリリーフポペット５２ａスプールが開き難くなって、方向制御弁４６へ通じる油路４９の油圧が上昇する。
【００１９】
而して、コントローラ５０から比例減圧弁５７のソレノイド５８へ信号ＳR が出力されず、該ソレノイド５８がオフであるときは、前記可変リリーフ弁５２のパイロットポート５４のパイロット圧は最小となる。このとき、前記油路４９の圧力即ち前後進切換用クラッチ３１への供給圧Ｐc が、クラッチピストンの最小作動圧Ｐc0（供給ポート４０または４２に圧油が充満してクラッチピストン４１または４３が動きだす直前の圧力）となるように、前記可変リリーフ弁５２を初期設定しておく。
【００２０】
次に、図３及び図６に従って、本発明の油圧回路による前後進切換用クラッチ３１の昇圧制御について説明する。コントローラ５０から信号Ｓc を出力して、ｔ1 の時点でソレノイド４７または４８がオンになると、方向制御弁４６が中立位置（イ）から前進位置（ロ）または後進位置（ハ）へ切り換り、圧油が油路４９を通って供給ポート４０または４２へ導入される。前述したように、可変リリーフ弁５２の初期設定により、前記油路４９の圧力がクラッチピストンの最小作動圧Ｐc0になっているため、方向制御弁４６が切り換わったときに、前後進切換用クラッチ３１への供給圧Ｐc は直ちにクラッチピストンの最小作動圧Ｐc0となる。
【００２１】
そして、前記方向制御弁４６が切り換えられて、前後進切換用クラッチ３１のクラッチピストン４１または４３がストロークエンドに達するまでの所定時間Ｔ１が経過したとき（ｔ２の時点に至ったとき）、コントローラ５０からソレノイド５８へ信号ＳＲを出し、前記比例減圧弁５７を操作して可変リリーフ弁５２のパイロットポート５４のパイロット圧を上昇する。然るときは、前記前後進切換用クラッチ３１への供給圧ＰＣが上昇し、ｔ３の時点でソレノイド５８への信号ＳＲを最大にすることにより、前後進切換用クラッチ３１への供給圧ＰＣが最大となる。即ち、方向制御弁４６のソレノイド４７または４８をオンした後、時間Ｔ１が経過してから比例減圧弁５７を操作するため、前進用多板クラッチ３３または後進用多板クラッチ３４が完全に接続された後に昇圧制御が行われることになる。
【００２２】
このように、方向制御弁４６を切り換えるとクラッチピストン４１または４３が直ちに移動してサージ圧が発生せず、且つ、クラッチ精度のバラツキや油温変化に拘わらず、安定した昇圧制御を行うことができ、機体の発進時や変速時のショックを低減しつつ速やかにクラッチ圧を最大にできる。また、３位置方向制御弁を使用しているため、前進用多板クラッチ３３と後進用多板クラッチ３４が同時に作動することはなく、別途牽制回路を設ける必要がない。
【００２３】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、油圧ポンプ（４４）と方向制御弁（４６）を結ぶ油路（４９）に絞り（６１）を設け、該絞り（６１）の後段に分岐油路（５１）を設け、この分岐油路（５１）に可変リリーフ弁（５２）を介装し、前記絞り（６１）の前段に分岐油路（５６）を設け、この分岐油路（５６）に比例減圧弁（５７）を設け、該比例減圧弁（５７）には前記可変リリーフ弁（５２）のパイロットポート（５４）に通じるパイロット油路（５４ａ）とタンク（５５）に通じる油路（５５ａ）を接続して前記比例減圧弁（５７）の２次側から出力するように構成して成ると共に、前記絞り（６１）の前段から潤滑油路（５９）を分岐して前記前後進切換用クラッチ（３１）の潤滑ポートへ接続する構成と成し、前記比例減圧弁（５７）のソレノイド（５８）がオフであって、該比例減圧弁（５７）の２次側から出力されるパイロット圧が最小のとき、前後進切換用クラッチ（３１）へ供給される圧油がクラッチピストンの最小作動圧となるように前記可変リリーフ弁（５２）を初期設定し、且つ前記方向制御弁（４６）を切り換えたとき、クラッチピストンがストロークエンドに達するまでの所定時間が経過した後に、前記比例減圧弁（５７）のソレノイド（５８）をオンして油圧クラッチへ供給する圧油を昇圧するように構成したので、クラッチ接続のショックが著しく軽減され、且つ、円滑な昇圧特性を得ることができる。
【００２５】
上記の如く、上記方向制御弁４６を切り換えるとクラッチピストン４１または４３が直ちに移動するのでサージ圧が発生せず、且つ、クラッチ精度のバラツキや油温変化に拘わらず、安定した昇圧制御を行なうことができ、機体の発進時や変速時のショックを低減しつつ速やかにクラッチ圧を最大にできる。
また、上記方向制御弁（４６）は３位置方向制御弁を使用する構成としたトラクタの油圧クラッチの昇圧回路であるので、３位置方向制御弁を使用していることに随伴して、前進用多板クラッチ３３と後進用多板クラッチ３４が同時に作動することがなく、別途牽制回路を設ける必要がない。
【００２６】
斯くして、本発明は、クラッチ精度のバラツキや方向制御弁の温度特性に拘わらず、安定した昇圧制御を遂行することができ、トラクタにおける油圧回路の昇圧制御の操作に、多大の実践的有用性をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施の形態を示すものである。
【図１】作業車両の一例であるトラクタの側面図。
【図２】ミッションケースの側面内部を示す展開断面図。
【図３】前後進切換用クラッチの油圧回路図。
【図４】一体構成になった方向制御弁と可変リリーフ弁と比例減圧弁の平面図。
【図５】図４の縦断正面図。
【図６】前後進切換用クラッチの昇圧制御を説明するグラフ。
【符号の説明】
１０ トラクタ
３１            前後進切換用クラッチ
３３            前進用多板クラッチ
３４            後進用多板クラッチ
４１，４３      クラッチピストン
４４            油圧ポンプ
４６            方向制御弁
４７，４８      ソレノイド
４９            油路
５０            コントローラ
５１            分岐油路
５２            可変リリーフ弁
５３            バネ
５４            パイロットポート
５７            比例減圧弁
５８            ソレノイド
５９ 潤滑油路
６１ 絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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