JP2000274404A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧モータに対する負荷をブレーキ用油圧回路
で与える。 【解決手段】アクセルペダル２２ａが踏み込まれると制
御弁１１が操作され、油圧ポンプ１０からの吐出油によ
り走行用油圧モータ１２が駆動される。アクセルペダル
２２ａが踏み込まれているとき、切換弁３２は油圧ポン
プ３１の吐出油を全量タンクへ逃がし、油圧モータ１２
に対するブレーキ用油圧ポンプ３１の負荷はわずかであ
る。アクセルペダル２２ａの踏み込みが中止されると、
制御弁１１は中立位置に切り換わり、油圧モータ１２に
は油圧ブレーキが作用する。このとき、切換弁３２は油
圧ポンプ３１の吐出油をリリーフ弁３３に導くから、ポ
ンプ吐出圧力はリリーフ圧力となり、ブレーキ用油圧ポ
ンプ３１の負荷が油圧モータ１２のブレーキ力として利
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧モータで走行
体や旋回体などの慣性体を駆動する油圧駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ホイール式油圧ショベルのように、油圧
ポンプから吐出される圧油の流量と方向を制御弁で制御
し、その制御された圧油で走行油圧モータを駆動して走
行する油圧駆動装置が知られている。この種の車両で
は、アクセルペダルを踏み込むことにより制御弁を切り
換え、速度を制御する。

【０００３】たとえば、特開昭６３−２６６２０１号公
報には、制御弁と油圧モータとの間にカウンタバランス
弁（ブレーキ弁）を設け、カウンタバランス弁と油圧モ
ータとの間の管路には高いリリーフ圧力に設定されたク
ロスオーバーロードリリーフ弁が設けられた油圧駆動装
置が開示されている、このような作業車両では、走行中
にアクセルペダルなどの操作を中止して制御弁を中立位
置に切り換えた場合、あるいは、降坂時にモータ流入量
よりも流出量が多くなるとカウンタバランス弁が閉じ、
カウンタバランス弁と油圧モータとの間の戻り管路には
クロスーバーロードリリーフ弁のリリーフ圧力に応じた
ブレーキ圧が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の走行駆動装置においては、上述したように高
い圧力でリリーフさせることにより油圧ブレーキを発生
させているため、モータから吐き出される圧油が熱エネ
ルギに変換され、油圧モータの耐久性を損ねるおそれが
ある。

【０００５】本発明の目的は、油圧ブレーキ発生時に発
生する熱エネルギ量を低減して油圧モータの耐久性を向
上させた油圧駆動装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図２
に対応付けて本発明を説明する。 （１）請求項１の発明は、圧油を吐出する油圧ポンプ１
０と、油圧ポンプ１０から吐出される圧油の流れを制御
する制御弁１１と、制御弁１１で制御された圧油により
慣性体を駆動する油圧モータ１２とを備えた油圧駆動装
置に適用される。そして、上述した目的は、油圧モータ
１２により駆動されるブレーキ用油圧ポンプと、ブレー
キ用油圧ポンプ３１の吐出圧力を調節して油圧モータに
ブレーキ力を与える圧力調節弁３３とを備えることによ
り達成される。

【０００７】（２）圧力調節弁３３により、ブレーキ用
油圧ポンプ３１の吐出圧力を油圧モータ１２の戻り管路
に発生するブレーキ圧に依存して調節することができ
る。 （３）油圧モータ１２への油の流出量が流入量を上回る
とき、ブレーキ用油圧ポンプ３１の負荷が油圧モータ１
２に働くようにし、油圧モータ１２への油の流入量が流
出量を上回るとき、ブレーキ用油圧ポンプ３１の負荷が
油圧モータ１２に作用しないようにすることが好まし
い。

【０００８】

【作用】たとえば、制御弁１１が中立位置へ切り換えら
れたとき、モータ１２への流入量が流出量より少なくな
り、モータ戻り管路に油圧ブレーキが発生する。このと
き、圧力調整弁３３によりブレーキ用油圧ポンプ３１の
吐出圧力を所定値に設定すると、ブレーキ用油圧ポンプ
３１の駆動トルク分だけ油圧モータ１２の負荷となり、
ブレーキ力として利用できる。そのため、このブレーキ
分、モータ回路内で発生する油圧ブレーキ力を小さくす
ることとができ、回路内で発生する熱量を少なくでき
る。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明が適用されるホイー
ル式油圧ショベルを示し、このホイール式油圧ショベル
は、下部走行体８１と、下部走行体８１の上部に旋回可
能に連結された上部旋回体８２とを有する。上部旋回体
８２には運転室８３と作業用フロントアタッチメント８
４が設けられている。フロントアタッチメント８４は、
上部旋回体８２の本体に回動可能に取り付けられたブー
ム８４ａと、ブーム８４ａに回動可能に連結されたアー
ム８４ｂと、アーム８４ｂに回動可能に連結されたバケ
ット８４ｃとからなり、ブーム８４ａはブームシリンダ
８４ｄにより昇降され、アーム８４ｂはアームシリンダ
８４ｅにより昇降され、バケット８４ｃはバケットシリ
ンダ８４ｆによりクラウドとダンプ操作が行われる。下
部走行体８１には、走行用の油圧モータ８５、トランス
ミッション８６およびプロペラシャフト８７が設けら
れ、プロペラシャフト８７により前タイヤ８８Ｆおよび
後タイヤ８８Ｒが駆動される。９０はフェンダーカバー
である。

【００１１】図２は本発明に係る油圧式走行作業車両の
油圧回路の第１の実施の形態を示す。この油圧回路は、
エンジンＭにより駆動される油圧ポンプ１０と、後述す
るパイロット油圧回路２０で操作されて油圧ポンプ１０
の吐出油の流量と方向を制御する走行用制御弁１１と、
制御弁１１で制御された圧油で駆動される走行用可変容
量形油圧モータ１２と、制御弁１１と油圧モータ１２と
の間に介装されたカウンタバランス弁１３と、油圧モー
タ１２の押除け容積を調節するレギュレータ１４と、メ
イン管路Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂの最高圧力を規制するクロスオ
ーバーロードリリーフ弁１５，１６とを備える。

【００１２】レギュレータ１４は、第１のピストン１４
１とサーボ弁１４３とを備えている。第１のピストン１
４１の第１の室１４１ａは管路Ｌ１１によりメイン管路
Ｌ１AとＬ２Aの高圧油を選択するシャトル弁１７に接続
されている。第１のピストン１４１の第２の室１４１ｂ
は、管路Ｌ１２によりサーボ弁１４３に接続され、サー
ボ弁１４３がイ位置に切り換わっているときは第２の室
１４１ｂは管路ＬＤにより油圧モータ１２のドレンに連
通され、サーボ弁１４３がロ位置に切り換わっていると
きは管路Ｌ１１によりシャトル弁１７に接続される。

【００１３】油圧パイロット回路２０は、パイロット用
油圧ポンプ２１と、アクセルペダル２２ａで操作される
走行用パイロット弁２２と、図示しない前後進切り換え
スイッチで車両の前進位置、後進位置、中立位置に切り
換えられる前後進切換弁２３とを備えている。パイロッ
ト式制御弁１１は走行パイロット油圧回路２０からのパ
イロット圧力によってその切換方向とストローク量が制
御される。

【００１４】油圧ポンプ１０から吐出される圧油は、油
圧パイロット式制御弁１１によりその方向および流量が
制御され、カウンタバランス弁１３を経て油圧モータ１
２（図１の油圧モータ８５）に供給される。油圧モータ
１２の出力軸１２ａはブレーキ用油圧ポンプ３１の駆動
軸とされ、さらに、トランスミッション８５の入力軸８
５ａとされている。したがって、図１に示したように、
油圧モータ１２の回転によりトランスミッション８６と
プロペラシャフト８７を介してタイヤ８８Ｆ，８８Ｒが
駆動されて油圧ショベルが走行する。

【００１５】油圧ポンプ３１の吐出管路Ｌ３１には切換
弁３２が設けられている。切換弁３２は走行パイロット
圧力で切り換えられ、アクセルペダル２２ａが踏み込ま
れていないとき、すなわち走行パイロット圧力が発生し
ていないときはイ位置にあり、アクセルペダル２２ａが
踏み込まれているとき、すなわち走行パイロット圧力が
発生しているときはロ位置にある。切換弁３２の下流側
にはリリーフ弁３３が設けられている。このリリーフ弁
３３にはカウンタバランス弁１３と油圧モータ１２との
間の管路Ｌ２Ｂの圧力が導かれており、油圧ポンプ３１
の吐出圧力が管路Ｌ２Ｂの圧力とばね３３ａによる圧力
との和であるリリーフ圧力ＰＲ以上になると開いて吐出
油をタンクへ逃がす。したがって、 この圧力分が油圧
モータ１２の負荷、すなわちブレーキ力として利用され
る。

【００１６】このように構成された油圧回路の動作を次
に説明する。図２は、前後進切換弁２３が中立（Ｎ位
置）、走行パイロット弁２２が操作されていない状態を
示している。したがって、パイロット式制御弁１１が中
立位置Nにあって、油圧ポンプ１０からの圧油はタンク
に戻り車両は停止している。

【００１７】前後進切換弁２３を前進（Ｆ位置）または
後進（Ｒ位置）に切換えアクセルペダル２２ａを踏込み
操作すると、パイロット弁２２から出力されるパイロッ
ト圧油がパイロット式制御弁１１のパイロットポートに
達してこの制御弁１１がパイロット油圧に応じたストロ
ーク量で切り換わる。これにより、走行モータ１２が駆
動されて車両が走行する。このとき、制御弁１１とカウ
ンタバランス弁１３との間の管路Ｌ１Aに負荷に応じた
圧力が発生する。この圧力はトルク制御圧力としてシャ
トル弁１７から管路Ｌ１１を介してレギュレータ１４に
導かれて、油圧モータ１２の押除け容積が大きくなる。
すなわち、サーボ弁１４３がロ位置に切り換わり、第１
のピストン１４１の第１および第２の室１４１ａと１４
１ｂの双方に第１の圧力が導かれる。第２の室１４１ｂ
の受圧面積は第１の室１４１ａの受圧面積よりも大きい
ので、第１のピストン１４１はそのロッドが上方に移動
し、これにより、油圧モータ１２の押除け容積が大きく
なる。

【００１８】管路Ｌ１A の圧力が低下してサーボ弁１４
３がイ側へ切り換わると、第２の室１４１ｂがドレン管
路ＬＤに接続されるので、第１のピストン１４１のロッ
ドは下方に移動して油圧モータ１２の押除け容積は小さ
くなる。つまり、加速時は油圧モータ１２の押除け容積
は大きな押除け容積となり、定速走行時は加速時に比べ
て小さな押除け容積となる。

【００１９】また、走行パイロット圧力が発生している
とき、切換弁３２はロ位置に切り換えられ、ブレーキ用
油圧ポンプ３１の吐出油は全量がタンクへ逃げる。その
ため、ポンプ吐出圧力はタンク圧力となり油圧モータ１
２に対する負荷は略ゼロである。

【００２０】アクセルペダル２２ａの踏み込みを止める
と制御弁１１は中立位置Nに切り換わり、油圧モータ１
２への圧油の供給が中止される。このとき、カウンタバ
ランス弁１３は図示する中立位置に切り換わり、管路Ｌ
２Ｂにブレーキ圧力が発生する。また、走行パイロット
圧力が発生していないので、切換弁３２はイ位置に切り
換えられ、さらに、リリーフ弁３３にはブレーキ圧力が
導かれているので、ブレーキ用油圧ポンプ３１の吐出油
はリリーフ弁３３の設定圧力ＰＲまで上昇する。したが
って、油圧ポンプ３１の駆動トルク分が油圧モータ１２
の負荷となりブレーキ力として利用できる。そのため、
クロスオーバロードリリーフ弁１５，１６の設定圧力を
低く設定することができ、モータ回路内で熱に変換され
るエネルギー量を低減することができるので、油圧モー
タ１２の耐久性が向上する。また、アクセルペダル２２
ａが踏み込まれているときは切換弁３２によりブレーキ
用油圧ポンプ３１の吐出油は全量がタンクに流出するた
め、ブレーキ油圧ポンプ３１の吐出圧力は戻り管路の圧
損分程度であり、加速性や定速走行性などが悪化するこ
とがない。

【００２１】なお、アクセルペダル２２ａの踏み込みを
止めたとき、モータ戻り油はクロスオーバーロードリリ
ーフ弁１６を開いて管路Ｌ２Ｂから管路Ｌ１Ｂへ流れる
とともに、管路Ｌ２B，カウンタバランス弁１３，管路
Ｌ２Ａ，制御弁１１，管路Ｌ１A，カウンタバランス弁
１３，管路Ｌ１Bから油圧モータ１２へ流れ込む。その
ため、管路Ｌ１Aの圧力は低くなり、サーボ弁１４３が
イ位置に切り換わって第１のピストン１４１のロッドは
下方に移動して押除け容積が小さくなり、ショック低減
が図られる。

【００２２】図３は第２の実施の形態を示す回路図であ
る。この実施の形態は、切換弁３２に代えて、油圧モー
タ１２の出力軸１２ａの中間にクラッチ４１を介在させ
たものである。このクラッチ４１には走行パイロット圧
力が導かれ、走行パイロットが発生しているときはクラ
ッチ４１により油圧モータ１２と油圧ポンプ３１を切り
離し、走行パイロットが発生していないときはクラッチ
４１により油圧モータ１２と油圧ポンプ３１を接続す
る。

【００２３】このような第２の実施の形態の油圧駆動装
置では、アクセルペダル２２ａが踏み込まれているとき
はクラッチ４１が切り離され、アクセルペダル２２ａが
解放されているときはクラッチ４１が接続される。した
がって、上述したと同様に、アクセルペダル２２ａが踏
み込まれていないときにブレーキ用油圧ポンプ３１の吸
収トルクを油圧モータ１２の負荷とすることができ、ク
ロスオーバーロードリリーフ弁１６がリリーフする際の
油圧ブレーキととともに油圧モータ１２に対するブレー
キ力となる。

【００２４】図４は第３の実施の形態を示す回路図であ
る。この実施の形態は、ブレーキ用油圧ポンプ３１の吐
出管路Ｌ３１に介装した切換弁３２に代えて、管路Ｌ２
Ｂとリリーフ弁３３との間の管路Ｌ２Ｃに切換弁５１を
介装したものである。この切換弁５１は走行パイロット
圧力により切り換えられ、走行パイロット圧力が立って
いないときはイ位置に、走行パイロット圧力が立ってい
るときはロ位置に切り換えられる。

【００２５】このような第３の実施の形態の油圧駆動装
置では、アクセルペダル２２ａが踏み込まれているとき
は切換弁５１がロ位置に切り換えられ、アクセルペダル
２２ａが解放されているときは切換弁５１がイ位置に切
り換えられる。切換弁５１がロ位置にあるときはリリー
フ弁３３のリリーフ圧力はばね３３ａ分だけであり、ア
クセルペダル２２ａが踏み込まれているときはブレーキ
用油圧ポンプ３１の負荷は極わずかである。切換弁５１
がイ位置にあるときはリリーフ弁３３のリリーフ圧力は
管路Ｌ２Ｂの圧力に依存した値となる。すなわち、アク
セルペダル２２ａが踏み込まれていないときはブレーキ
用油圧ポンプ３１の負荷はリリーフ圧力に応じた値とな
り、これをブレーキ力として利用することができる。

【００２６】以上では、油圧モータ１２で慣性体である
下部走行体を駆動するホイール式油圧ショベルの走行駆
動装置について説明したが、油圧モータで走行駆動力を
得る種々の作業車両にも本発明を適用できる。また本発
明は、旋回モータで慣性体である上部旋回体を駆動する
旋回油圧駆動装置やその他の慣性体を駆動する種々の油
圧モータ駆動装置に適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば次のような効果を有する。 （１）油圧モータの出力軸に負荷となる油圧回路を接続
したので、ブレーキ時に油圧モータ回路で発生する熱エ
ネルギーが低減され、油圧モータの耐久性が向上する。 （２）ブレーキ圧力に応じてブレーキ用油圧ポンプの吐
出圧力を調節すれば、走行状態に応じたブレーキ力を得
ることができる。 （３）油圧モータへの油の流出量が流入量を上回るとき
のみブレーキ用油圧ポンプの負荷を油圧モータに働かせ
るようにすれば、加速時や定常運転時に不所望の負荷が
油圧モータに作用せず、燃費や運転性能の悪化を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるホイール式油圧ショベルの
構成を示す側面図

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る作業車両の油
圧回路図

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る作業車両の油
圧回路図

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る作業車両の油
圧回路図

【符号の説明】

１０ 油圧ポンプ １１ 制御弁 １２ 油圧モータ １３ カウンタバランス弁 １４ サーボ弁 ２２ 走行パイロット弁 ２２ａ アクセルペダル ２３ 前後進切換弁 ３１ ブレーキ用油圧ポンプ ３２ 切換弁 ３３ リリーフ弁 ４１ クラッチ ５１ 切換弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧油を吐出する油圧ポンプと、 前記油圧ポンプから吐出される圧油の流れを制御する制
   御弁と、 前記制御弁で制御された圧油により慣性体を駆動する油
   圧モータとを備えた油圧駆動装置において、 前記油圧モータにより駆動されるブレーキ用油圧ポンプ
   と、 前記ブレーキ用油圧ポンプの吐出圧力を調節して前記油
   圧モータにブレーキ力を与える圧力調節弁とを備えるこ
   とを特徴とする油圧駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の油圧駆動装置において、 前記圧力調節弁は、前記ブレーキ用油圧ポンプの吐出圧
   力を前記油圧モータの戻り管路に発生するブレーキ圧に
   依存して調節することを特徴とする油圧駆動装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の油圧駆動装置に
   おいて、 前記油圧モータへの油の流出量が流入量を上回るとき、
   前記ブレーキ用油圧ポンプの負荷が前記油圧モータに働
   くようにし、前記油圧モータへの油の流入量が流出量を
   上回るとき、前記ブレーキ用油圧ポンプの負荷が前記油
   圧モータに作用しないようにすることを特徴とする油圧
   駆動装置。