(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行装置駆動用の静油圧式無段変速装置を備えるとともに、作業用動力の駆動系にＰＴＯクラッチを備え、前記静油圧式無段変速装置に対してチャージ油を供給するためのチャージポンプを備えた作業車の油圧制御装置であって、
前記チャージポンプからの吐出油を、静油圧式無段変速装置のチャージ油供給回路と前記ＰＴＯクラッチの作動を制御するＰＴＯクラッチ制御回路とに並列供給するように、かつチャージ油供給回路よりも圧油供給方向下手側にＰＴＯクラッチ制御回路が接続されるように構成してあり、
前記チャージ油供給回路への分岐箇所よりも圧油供給方向での下手側箇所に、ＰＴＯクラッチ制御回路とは別に、使用形態が間欠的である他装置に対して圧油を供給するための他装置出力用油路を分岐接続し、
この他装置出力用油路への分岐箇所に、ＰＴＯクラッチ制御回路側の圧が設定以下に低下すると、前記他装置出力用油路への圧油供給量を低減させるように絞り操作する圧力補償弁を設けてあることを特徴とする作業車の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行装置駆動用の静油圧式無段変速装置を備え、作業用動力の駆動系にはＰＴＯクラッチを備えるとともに、静油圧式無段変速装置に対してチャージ油を供給するためのチャージポンプを備えている作業車の油圧制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の作業車の油圧制御装置としては、下記の構造のものが従来より知られている。
［１］  静油圧式無段変速装置にチャージ圧を供給するための油圧ポンプからの吐出油を、レギュレータバルブを用いて複数の回路における供給圧を、パワーステアリング系に適した回路圧と、作業クラッチやサーボシリンダの制御に適した回路圧とのそれぞれに調節して供給するようにしたもの（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８４０２４号公報（段落番号００２８、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記［１］に示す従来構造のものでは、レギュレータバルブを用いて複数の回路における供給圧を適正に設定し得るものであるから、例えば、複数個の油圧ポンプを用いて各回路毎にポンプからの吐出圧を設定するような構造のものに比べては、構造の簡素化、小型化を図り得る点で有用なものである。
しかしながら、このようにレギュレータバルブを用いて複数の回路における供給圧を設定する構造のものでは、次のような問題がある。
つまり、レギュレータバルブ自体が比較的高価なものであり、十分なコスト低減を行い難い。また、そのレギュレータバルブで設定される供給圧は、各回路毎に所定の値に設定されるものであるため、分岐前の元圧としては分岐後における各回路圧の総和以上の圧が常に要求されることになる。したがって、各回路で使用される機器が間欠的にしか使用されないものであれば、平均的な圧油使用量や使用圧としては割合に少ないものであるが、この場合にも、各回路の合計分の圧油使用量や使用圧が求められるため、比較的容量の大きなポンプが必要となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、単一のポンプから分岐供給される複数の回路を備えたものにおいて、回路圧設定用のレギュレータバルブを省きながらも、ＰＴＯクラッチを備える回路への所要圧を確保するように制御し、かつ、他装置を備える分岐回路への圧油供給も可能である作業車の油圧制御装置を得ることにある
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔解決手段１〕
上記課題を解決するために講じた本発明の技術手段は、請求項１に記載のように、走行装置駆動用の静油圧式無段変速装置を備えるとともに、作業用動力の駆動系にＰＴＯクラッチを備え、前記静油圧式無段変速装置に対してチャージ油を供給するためのチャージポンプを備えた作業車の油圧制御装置において、
前記チャージポンプからの吐出油を、静油圧式無段変速装置のチャージ油供給回路と前記ＰＴＯクラッチの作動を制御するＰＴＯクラッチ制御回路とに並列供給するように、かつチャージ油供給回路よりも圧油供給方向下手側にＰＴＯクラッチ制御回路が接続されるように構成してあり、
前記チャージ油供給回路への分岐箇所よりも圧油供給方向での下手側箇所に、ＰＴＯクラッチ制御回路とは別に、使用形態が間欠的である他装置に対して圧油を供給するための他装置出力用油路を分岐接続し、
この他装置出力用油路への分岐箇所に、ＰＴＯクラッチ制御回路側の圧が設定以下に低下すると、前記他装置出力用油路への圧油供給量を低減させるように絞り操作する圧力補償弁を設けてあることを特徴とする。
【０００７】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段１にかかる本発明の作業車の油圧制御装置では、チャージ油供給回路への分岐箇所よりも圧油供給方向での下手側箇所に、ＰＴＯクラッチ制御回路とは別に、使用形態が間欠的である他装置に対して圧油を供給するための他装置出力用油路を分岐接続して、その他装置出力用油路への分岐箇所に上述の圧力補償弁を設けたものであるから、ＰＴＯクラッチを備える回路への所要圧の確保と、他装置を備える分岐回路への圧油供給とが可能となる。
つまり、圧力補償弁がＰＴＯクラッチ制御回路側の圧力低下にともなって、他装置出力用油路への圧油供給量を絞ることにより、ＰＴＯクラッチ制御回路側での所要圧が確保された状態を維持することができる。
そして、他装置出力用油路への圧油供給量は低減されるが、その他装置出力用油路で使用される他装置は、もともと間欠的にしか用いられないものであり、圧油供給量が低減された時点で使用されていなければ全く影響がない。また、使用されていたとしても、それほど所要圧や所要量が多くなければならないものでなければ、やはり影響は少なく、それによる不具合よりもＰＴＯクラッチ制御回路側での所要圧が確保されることの利点が大きいものである。
【０００８】
また、ＰＴＯクラッチ制御回路側での所要圧が確保された状態を維持しながら他装置出力用油路への圧油供給を可能にするための手段として、例えば分岐箇所に分流弁を設けて、ＰＴＯクラッチ制御回路側を定常流側とし、他装置出力用油路側を余剰流側とすることも考えられる。しかしながら、このように分流弁を用いて構成する場合には、一次側の圧力変動が原因して二次側の圧力が低下した場合には対応できない。これに比べ、本発明では、仮に一次側の圧力低下によってＰＴＯクラッチ制御回路側での圧力が低下した場合にも、他装置出力用油路への圧油供給量が自動的に低減されて、その減少分がＰＴＯクラッチ制御回路側で増量されることになるので、このＰＴＯクラッチ制御回路側での所要圧が確保され易くなる利点がある。
さらにまた、各回路毎の所要圧を設定するためのレギュレータバルブも必要としないので、コスト低減の上でも有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
〔作業車の全体構成〕
図１には、作業車の一例であるトラクタの全体側面が示されている。このトラクタは、エンジン１を防振支持する前部フレーム２の左右に前輪３を配備し、エンジン１に連結されるフレーム兼用のミッションケース４の左右に後輪５を配備し、ミッションケース４の上方に、ステアリングホイール６や運転座席７などを備える搭乗運転部８を形成して構成されている。
ミッションケース４は、主クラッチ９などを内装する第１ケーシング部４Ａ、静油圧式無段変速装置１０などを内装する第２ケーシング部４Ｂ、ＰＴＯクラッチ１４などを内装する第３ケーシング部４Ｃ、及び、ギヤ式変速装置１１などを内装する第４ケーシング部４Ｄ、などを連結して構成されている。
【００１０】
図２に示すように、エンジン１から取り出された動力は、乾式の主クラッチ９などを介して、主変速装置として備えた静油圧式無段変速装置（無段変速装置の一例）１０に伝達される。
静油圧式無段変速装置１０から取り出される動力のうち、走行用動力は、副変速装置として備えたギヤ式変速装置１１や、前輪用差動装置１２又は後輪用差動装置１３などを介して左右の前輪３及び左右の後輪５に伝達される。ギヤ式変速装置１１は、高中低の３段に変速切り換え可能に構成されている。
静油圧式無段変速装置１０から取り出される動力のうち、作業用動力は、油圧式のＰＴＯクラッチ１４などを介して動力取出軸１５に伝達される。
【００１１】
〔油圧制御装置の構成〕
図３に示すように、静油圧式無段変速装置１０は、第２ケーシング部４Ｂに内装したアキシャルプランジャー型の可変容量ポンプ１６や定容量モータ１７などを備え、可変容量ポンプ１６からの非変速動力を作業用動力として出力し、定容量モータ１７からの変速動力を走行用動力として出力する。
可変容量ポンプ１６と定容量モータ１７は、第１油路１８及び第２油路１９を介して接続され、その接続で形成された閉回路２０に、前記可変容量ポンプ１６とともにエンジン動力で駆動されるチャージポンプ２１からのチャージ油が、チャージ油路２２やチェック弁２３などを介して供給される。
【００１２】
図１及び図３に示すように、このトラクタには、搭乗運転部８に備えた変速ペダル（変速操作具の一例）２４の操作などに基づいて、可変容量ポンプ１６の斜板〔変速操作部の一例（以下、ポンプ斜板と称する）〕１６Ａの斜板角を変更することによって変速操作するサーボコントロール機構２５が装備されている。
変速ペダル２４は、図外のバネによる付勢で中立位置（零速位置）に自動復帰する中立復帰型に構成されている。
【００１３】
図３に示すように、サーボコントロール機構２５は、ポンプ斜板１６Ａを無段階に変速操作する油圧ポンプ１６用のサーボシリンダ（操作手段の一例）２６、及びサーボシリンダ２６に対する作動油の流動を制御するサーボ弁２７を備え、このサーボ弁２７を変速ペダル２４に連係して作動するように構成してある。したがって、前記変速ペダル２４を操作することにより、サーボ弁２７がサーボシリンダ２６の前進変速用の油室３４に作動油を供給する状態と、サーボシリンダ２６の後進変速用の油室３５に作動油を供給する状態とに切換操作される。
【００１４】
サーボシリンダ２６は、ポンプ斜板１６Ａを中立位置（零速位置）に復帰付勢する前進側の戻しバネ（付勢手段の一例）３２や後進側の戻しバネ（付勢手段の一例）３３とともに第２ケーシング部４Ｂに内装されている。
そして、その前進変速用の油室３４にサーボ弁２７からの作動油が供給されることで、戻しバネ３２の付勢力に抗してポンプ斜板１６Ａを前進増速方向に変速操作し、前進変速用の油室３４から作動油が排出されることで、戻しバネ３２の付勢によるポンプ斜板１６Ａの前進減速方向への変速操作を許容する。
又、その後進変速用の油室３５に作動油が供給されることで、戻しバネ３３の付勢に抗してポンプ斜板１６Ａを後進増速方向に変速操作し、後進変速用の油室３５から作動油が排出されることで、戻しバネ３３の付勢によるポンプ斜板１６Ａの後進減速方向への変速操作を許容する。
【００１５】
前記静油圧式無段変速装置１０の閉回路２０に対してチャージ油を供給するためのチャージポンプ２１の圧油供給路３０には、チャージ油路２２とともに、ＰＴＯクラッチ制御回路４０も並列に接続されている。
このＰＴＯクラッチ制御回路４０には、前記ＰＴＯクラッチ１４を入り切り操作するためのクラッチ操作シリンダ４１と、そのクラッチ操作シリンダ４１に対して圧油を給排するクラッチ操作弁４５とを装備させてある。
【００１６】
前記クラッチ操作弁４５は、クラッチ操作ペダル（図外）の操作に連動して２位置切換自在に構成してあり、前記クラッチ操作ペダルの非踏み込み状態で、図３に示すようにクラッチ操作シリンダ４１側へ圧油を供給する供給位置にバネ付勢され、前記クラッチ操作ペダルを踏み込むと、クラッチ操作シリンダ４１を図示の状態から図中左方へ移動させて、クラッチ操作シリンダ４１の受圧室４２内の圧油をタンク側へ排出する排出位置に切換られる。
前記クラッチ操作シリンダ４１は、受圧室４２内の圧油が排出されると、反対側のピストンロッド室４３に装着された戻しバネ４４の付勢作用によってクラッチ切り側に操作されるように構成してある。
【００１７】
〔圧力補償弁関係〕
前記チャージポンプ２１からの吐出油が供給される圧油供給路３０には、前記チャージ油路２２、及びＰＴＯクラッチ制御回路４０の他に、他装置出力用回路５０としての、前記サーボコントロール機構２５に対する圧油供給路が接続されている。
この他装置出力用回路５０は、チャージポンプ２１の圧油供給路３０に対して、前記チャージ油路２２への分岐箇所よりも圧油供給方向の下手側箇所で、前記ＰＴＯクラッチ制御回路４０と分岐するように、圧力補償弁５１を介して接続されている。
【００１８】
この圧力補償弁５１は、二次側の圧として前記ＰＴＯクラッチ制御回路４０側における回路圧がインプットされるように構成してあり、そのＰＴＯクラッチ制御回路４０側における回路圧が所定圧以上であるときには、図３示すように、前記ＰＴＯクラッチ制御回路４０と他装置出力用回路５０との双方に、チャージポンプ２１からの吐出油をその回路圧のままで供給する双方供給位置ａにある。
そして、前記ＰＴＯクラッチ制御回路４０側における回路圧が所定圧に満たなくなると、圧力補償弁５１が備えている圧力設定用スプリング５７が、前記インプットされた回路圧に打ち勝って、図３の状態から圧力補償弁５１を図中右方へ押し戻し、ＰＴＯ系優先位置ｂに切り換えられる。
【００１９】
このＰＴＯ系優先位置ｂでは、ＰＴＯクラッチ制御回路４０側へはチャージポンプ２１からの吐出油がその回路圧のままで供給されるが、他装置出力用回路５０側へは、絞り用のオリフィス５９を介して供給されるため、他装置出力用回路５０側への圧油供給量が絞られる。その結果、ＰＴＯクラッチ制御回路４０側への圧油供給量が増大することになるので、ＰＴＯクラッチ制御回路４０での回路圧低下を回避することができる。
【００２０】
この圧力補償弁５１は、図４（ａ），（ｂ）に示すように構成されている。
図４に示す圧力補償弁５１の弁ケース５２には、チャージポンプ２１側の圧油供給路３０を一次側とするポンプ側ポート５３と、ＰＴＯクラッチ制御回路４０を二次側とするＰＴＯ側ポート５４と、他装置出力用回路５０に連なるサーボ側ポート５５とが形成してあり、弁ケース５２内に装備されたスプール５６が、各ポートに作用する回路圧と、内装されている圧力設定スプリング５７とのバランスによって、サーボ側ポート５５への圧油供給形態を切り換えるように構成してある。
【００２１】
すなわち、図４（ａ）は、ポンプ側ポート５３とＰＴＯ側ポート５４との回路圧が、弁ケース５２内で圧力設定スプリング５７の押し上げ力に打ち勝ってスプール５６を押し下げている状態である。この状態が前記双方供給位置ａに相当するものであり、チャージポンプ２１側の圧油供給路３０から供給される圧油は、ポンプ側ポート５３と直接的に連通接続されているＰＴＯ側ポート５４に対しては、そのままの回路圧でＰＴＯクラッチ制御回路４０に供給され、また、他装置出力用回路５０に対しても、スプール５６内に形成されている内部通路５６ａ、及び弁ケース５２に形成されている第１連通路５８ａを介して、そのままの回路圧で供給される。
【００２２】
そして、図４（ｂ）は、ポンプ側ポート５３とＰＴＯ側ポート５４との回路圧が低下して、弁ケース５２内で圧力設定スプリング５７の押し上げ力よりも低くなった状態を示している。この状態が前記ＰＴＯ系優先位置ｂに相当するものであり、押し上げられたスプール５６が前記弁ケース５２の第１通路５８ａを塞ぎ、スプール５６の内部通路５６ａを弁ケース５２の第２連通路５８ｂに開放している。
この第２通路５８ｂでは、流路途中にオリフィス５９が設けられているので、このオリフィス５９を通って供給される他装置出力用回路５０への圧油供給量が絞られることになる。このとき、直接的に連通しているポンプ側ポート５３からＰＴＯ側ポート５４への通路では絞り作用はなく、逆に、他装置出力用回路５０への圧油供給量が絞られるたことによって、ＰＴＯクラッチ制御回路４０側への圧油供給量が増大し、その供給圧を増加させることになる。
【００２３】
図５は、横軸にエンジン回転数と同期するチャージポンプの回転数をとり、縦軸にチャージポンプ２１の吐出圧をとって図示した、エンジン回転数（もしくはポンプ回転数）と回路圧との相関を示したグラフである。
図中、二点鎖線で示した線分が本発明の圧力補償弁を備えない場合の相関を示すものであり、図中実線で示す線分が、本発明の圧力補償弁を備えた場合を示している。このグラフからも分かるように、本発明による圧力補償弁５１が、切り替わり作動するのは、圧力にして１．５ＭＰａ程度、回転数にして、１０００ｒｐｍ程度であるように、前記圧力設定スプリング５７による作用範囲を設定してある。
【００２４】
〔別実施形態の１〕
上記最良の実施形態では、他装置出力用回路５０にサーボコントロール機構２５を備えた構造のものを例示したが、これに限らず、例えば、ギヤ変速機構における副変速装置操作用のシフトシリンダを作動させるもの、あるいは、油圧機械変速機構におけるシフト操作を行うシフトシリンダを作動させるものなど、各種の機構を採用することができる。
【００２５】
〔別実施形態の２〕
作業車としては、田植機やコンバインあるいは草刈機やホイールローダなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】トラクタの全体側面図
【図２】トラクタの伝動構造を示す概略図
【図３】油圧回路図
【図４】圧力補償弁を示す断面図
【図５】回路圧とポンブ入力回転数との相関を示すグラフ
【符号の説明】
【００２７】
１０      静油圧式無段変速装置
１４      ＰＴＯクラッチ
２１      チャージポンプ
２２      チャージ油供給回路
３０      圧油供給回路
４０      ＰＴＯクラッチ制御回路
５０      他装置出力用回路
５１      圧力補償弁
【図１】
0004966250.tif 000002
【図２】
0004966250.tif 000003
【図３】
0004966250.tif 000004
【図４】
0004966250.tif 000005
【図５】
0004966250.tif 000006