JP2006306200A - 作業機械における走行駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成されたアスファルトフィニッシャ等の作業機械において、直進走行の発進時および停止時に、機体が曲ってしまうことを防止する。
【解決手段】 左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒの閉回路５Ｌ、５Ｒ同士を接続する合流用油路７Ａ、７Ｂと、該合流用油路７Ａ、７Ｂを開閉する合流用弁８Ａ、８Ｂとを設け、直進走行の発進時および停止時に、合流用油路７Ａ、７Ｂを開いて各走行駆動装置２Ｌ、２Ｒの閉回路５Ｌ、５Ｒ同士を合流させるように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アスファルトフィニッシャ等の左右の走行装置を備えた作業機械における走行駆動装置の技術分野に属するものである。

一般に、アスファルトフィニッシャ等の作業機械のなかには、左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成したものがある。このものには、通常、左右の走行装置の速度制御を行うためのコントローラが設けられるが、該コントローラは、例えば、走行速度を設定するべくオペレータが操作する走行速度設定手段、走行の発進／停止を行う発進／停止用操作具、操向操作を行うための操向操作具、左右の走行駆動装置の油圧モータの出力速度を検出する速度検出手段等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて各走行駆動装置の油圧ポンプの流量を可変せしめることで、左右の走行装置の速度制御を行うように構成されている。
ところで、作業機械を直進させる場合には、操向操作具を中立位置に位置せしめた状態で走行することになるが、アスファルトフィニッシャのような作業機械では、良好な施工状態とするために高精度の直進制御が要求される。しかるに、機体の発進時、つまり各走行駆動装置の油圧ポンプの始動時に、負荷圧の差や効率差等が起因して各油圧ポンプの吐出タイミングに差が生じる場合があり、このような場合には、僅かな時間ではあるが左右のクローラの始動にタイミングラグが生じて、左右一方のクローラが停止、他方のクローラが回転している状態となって機体が曲がる（旋回する）。そして、該発進時に機体が曲ると、オペレータはその都度機体の向きを修正しなければならず、作業性に劣るという問題がある。この問題は、直進走行の停止時にも同様に生じる。尚、従来から実施されている直進制御では、左右各々の走行装置が、設定された設定速度となるように別々にフィードバック制御される構成となっているため、機体が一定速度で走行している場合には直進を保つことができるが、前述した発進時、停止時におけるタイミングラグを防止することは難しい。
そこで、左右の走行駆動装置の走行用油圧ポンプと走行用油圧モータとを接続する閉回路同士を、オリフィスを有するバイパスラインで接続するように構成した技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。
実開昭６３−１７１４１２号公報

しかるに、前記特許文献１のものでは、左右の走行用駆動装置の閉回路同士が常時バイパスラインを介して連通する状態となっているため、機体を旋回させるべく操向操作具を操作した場合であっても、左右の油圧ポンプの吐出圧油がバイパスラインを介して左右両方の油圧モータに供給されることになって、操向動作が鈍くなるという問題がある。一方、オリフィスの開度量を小さくすれば、機体の操向操作時におけるバイパスラインの影響を小さくできるが、この場合には、直進走行時におけるバイパスラインの効果が低下して、直進走行の発進時および停止時における機体の曲がりを確実に防止できないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成してなる作業機械において、各走行駆動装置の閉回路同士を接続する合流用油路と、該合流用油路を開閉する弁手段とを設け、直進走行の発進時に、弁手段により合流用油路を開いて各走行駆動装置の閉回路同士を合流させることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、直進走行の発進時には各走行駆動装置の閉回路同士が合流することになり、而して、直進走行の発進時に、左右の油圧ポンプの吐出開始のタイミングがずれたとしても、左右の油圧モータへの圧油供給は同時且つ同等になされることになって、左右の走行装置の走行開始を同時に行うことができ、もって、直進走行の発進時における機体の曲がりを確実に防止し得て、作業性が向上する。一方、合流用油路を閉じれば左右の走行駆動装置はそれぞれ独立して駆動することになり、而して、合流用油路がオリフィスを介して常時開いているもののように操向動作が鈍くなるようなことがなく、良好な操向性を確保することができる。
請求項２の発明は、左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成してなる作業機械において、各走行駆動装置の閉回路同士を接続する合流用油路と、該合流用油路を開閉する弁手段とを設け、直進走行の停止時に、弁手段により合流用油路を開いて各走行駆動装置の閉回路同士を合流させることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、直進走行の停止時には各走行駆動装置の閉回路同士が合流することになり、而して、直進走行の停止時に、左右の油圧ポンプの吐出停止のタイミングがずれたとしても、左右の油圧モータへの圧油供給の停止は同時且つ同等になされることになって、左右の走行装置の走行停止を同時に行うことができ、もって、直進走行の停止時における機体の曲がりを確実に防止し得て、作業性が向上する。一方、合流用油路を閉じれば左右の走行駆動装置はそれぞれ独立して駆動することになり、而して、合流用油路がオリフィスを介して常時開いているもののように操向動作が鈍くなるようなことがなく、良好な操向性を確保することができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、アスファルトフィニッシャの走行駆動系システムを示すブロック図であって、該図１において、１Ｌ、１Ｒはアスファルトフィニッシャの左右の走行装置を構成する左右のクローラであって、該左右のクローラ１Ｌ、１Ｒは、左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒにより独立して駆動するように構成されている。

前記左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒは、同様のものであるため左側の走行駆動装置２Ｌについて説明すると、該走行駆動装置２Ｌは、エンジンの動力で駆動する可変容量型の走行用油圧ポンプ３Ｌ、該走行用油圧ポンプ３Ｌからの圧油供給により回転する走行用油圧モータ４Ｌ、これら走行用油圧ポンプ３Ｌと走行用油圧モータ４Ｌとを接続する閉回路５Ｌ等から構成されていると共に、走行用油圧モータ４Ｌの出力軸は、減速機６Ｌを介してクローラ１Ｌに連動連結されている。尚、３Ｒ、４Ｒ、５Ｒ、６Ｒは、右側の走行駆動装置２Ｒを構成する走行用油圧ポンプ、走行用油圧モータ、閉回路、減速機である。

さらに、７Ａ、７Ｂは、前記左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒを構成する閉回路５Ｌ、５Ｒのポンプ吐出側同士およびポンプ吸込側同志をそれぞれ接続する合流用油路であって、これら合流用油路７Ａ、７Ｂには、合流用弁８Ａ、８Ｂがそれぞれ配されている。

前記合流用弁８Ａ、８Ｂは、後述するコントローラ９からのＯＦＦ／ＯＮ信号に基づいて切換わる電磁式の２位置切換弁であって、コントローラ９からＯＦＦ信号が出力されている場合には合流用油路７Ａ、７Ｂを閉じる閉位置Ｎに位置しているが、ＯＮ信号が出力されることにより合流用油路７Ａ、７Ｂを開く開位置Ｘに切換るように構成されている。そして、該合流用弁８Ａ、８Ｂが閉位置Ｎに位置している状態では、左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒの閉回路５Ｌ、５Ｒは各々独立しているが、合流用弁８Ａ、８Ｂが開位置Ｘに切換ることにより、合流油路７Ａ、７Ｂを介して閉回路５Ｌ、５Ｒのポンプ吐出側同士およびポンプ吸込側同士が合流し、これにより、両走行駆動装置２Ｌ、２Ｒの走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒへの圧油供給、停止が同時且つ同等になされるように構成されている。

前記コントローラ９は、アスファルトフィニッシャの走行制御を行うものであって、マイクロコンピュータ等を用いて構成されているが、該コントローラ９は、左右の減速機６Ｌ、６Ｒ（或いは左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒ）の回転数を検出する左右のモータ出力速度検出センサ１０Ｌ、１０Ｒ、走行の発進／停止を行うための発進スイッチ１１、走行速度を設定するための速度設定レバー１２、操向操作を行うためのステアリングレバー１３等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前記左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量を可変せしめるべく作動する左右の電磁比例弁１４Ｌ、１４Ｒ、および前記合流用弁８Ａ、８Ｂに対して制御信号を出力するように構成されている。

ここで、前記左右のモータ出力速度検出センサ１０Ｌ、１０Ｒは、本実施の形態では左右の減速機６Ｌ、６Ｒ（或いは左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒ）の回転数を検出するセンサであるが、これに限定されることなく、左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒの出力速度を検出できるセンサであれば良い。
発進スイッチ１１は、機体を発進／停止させるための切換スイッチであって、該発進スイッチ１１を「停止」から「発進」に切換えることで発進信号が出力されて機体が発進する一方、「発進」から「停止」に切換えることで停止信号が出力されて機体を停止させることができるように設定されている。
速度設定レバー１２は、オペレータが走行速度を設定するべく操作するレバーである。
ステアリングレバー１３は、該ステアリングレバー１３を中立位置に位置せしめることで機体を直進走行させ、またステアリングレバー１３を左右に傾倒させることで機体を左右に旋回させることができるように設定されている。

次いで、前記コントローラ９における合流用弁８Ａ、８Ｂの制御について、図２に示すフローチャート図に基づいて説明すると、まず、ステアリングレバー１３が中立位置であるか否かが判断される（ステップＳ１）。

前記ステップＳ１の判断において、「ＮＯ」、つまりステアリングレバー１３が中立位置に位置していない（左または右に傾倒操作されている）と判断された場合には、コントローラ９から合流用弁８Ａ、８Ｂに対してＯＦＦ信号が出力される。つまり、ステアリングレバー１３が左または右に傾倒操作されている場合には、合流用弁８Ａ、８Ｂは合流用油路７Ａ、７Ｂを閉じる閉位置Ｎに位置するようになっている。

一方、前記ステップＳ１の判断において、「ＹＥＳ」、つまりステアリングレバー１３が中立位置であると判断された場合には、続けて、速度設定レバー１２が中立以外で且つ発進スイッチ１１が「発進」側に切換えられているか否かが判断される（ステップＳ２）。

前記ステップＳ２の判断において、「ＮＯ」、つまり速度設定レバー１２が中立（速度設定レバー１２で設定される走行速度がゼロ）または発進スイッチ１１が「停止」側に切換えられている場合には、コントローラ９から合流用弁８Ａ、８Ｂに対してＯＮ信号が出力される。つまり、ステアリングレバー１３が中立位置に位置しており、且つ、速度設定レバー１２が中立または発進スイッチ１１が「停止」の場合には、合流用弁８Ａ、８Ｂは合流用油路７Ａ、７Ｂを開く開位置Ｘに位置するようになっている。

また、前記ステップＳ２の判断において、「ＹＥＳ」、つまり速度設定レバー１２が中立以外で且つ発進スイッチ１１が「発進」側に切換えられている場合には、続けて、最新の発進信号が入力されてから、つまり発進スイッチ１１が「停止」から「発進」に切換られてから、予め設定される設定時間Ｔ（例えば２〜５秒）が経過したか否かが判断される（ステップＳ３）。

前記ステップＳ３の判断において、設定時間Ｔが経過していないと判断された場合、コントローラ９から合流用弁８Ａ、８Ｂに対してＯＮ信号が出力される。つまり、ステアリングレバー１３が中立位置に位置しており、且つ発進スイッチ１１が「停止」から「発進」に切換えられてから設定時間Ｔのあいだは、合流用弁８Ａ、８Ｂは合流用油路７Ａ、７Ｂを開く開位置Ｘに位置するようになっている。

一方、前記ステップＳ３の判断において、設定時間Ｔが経過したと判断された場合、コントローラ９から合流用弁８Ａ、８Ｂに対してＯＦＦ信号が出力される。つまり、発進スイッチ１１が「停止」から「発進」側に切換えられてから設定時間Ｔが経過すると、合流用弁８Ａ、８Ｂは合流用油路７Ａ、７Ｂを閉じる閉位置Ｎに位置するようになっている。

而して、合流用弁８Ａ、８Ｂは、ステアリングレバー１３が中立位置に位置しており、且つ、速度設定レバー１２が中立または発進スイッチ１１が「停止」の場合、あるいはステアリングレバー１３が中立位置に位置しており、且つ速度設定レバー１２が中立以外で発進スイッチ１１が「停止」から「発進」側に切換えられてから設定時間Ｔのあいだは、合流用油路７Ａ、７Ｂを開く開位置Ｘに位置することになる。一方、前記設定時間Ｔ経過後、あるいはステアリングレバー１３が左右に傾倒操作された場合には、合流用弁８Ａ、８Ｂは合流用油路７Ａ、７Ｂを閉じる閉位置Ｎに位置することになる。

尚、コントローラ９は、前述した合流用弁８Ａ、８Ｂの制御だけでなく、左右のモータ出力速度検出センサ１０Ｌ、１０Ｒ、発進スイッチ１１、速度設定レバー１２、ステアリングレバー１３等からの入力信号に基づいて左右の電磁比例弁１４Ｌ、１４Ｒにポンプ流量信号を出力し、これにより左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量を可変せしめて左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの走行速度制御を行うように構成されていると共に、該走行速度制御の一つとして、ステアリングレバー１３が中立位置のときに機体を直進走行させるための直進走行制御を行う。該直進走行制御の詳細な説明については省略するが、これにより走行時の直進性を確保できるようになっている。

次に、ステアリングレバー１３が中立位置に位置している、つまり直進走行における合流用弁８Ａ、８Ｂの制御状態について、図３（Ａ）に示す時間遷移グラフに基づいて説明する。まず、発進スイッチ１１が「停止」から「発進」に切換られて発進スイッチ１１から発進信号が入力されると、コントローラ９から左右の電磁比例弁１４Ｌ、１４Ｒに対して左右のポンプ流量信号が出力され、これにより左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒが駆動して左右のクローラ１Ｌ、１Ｒが走行開始するが、この場合、発進信号が入力してから設定時間Ｔのあいだ、合流用弁８Ａ、８Ｂに対しＯＮ信号が出力される。これにより、合流用油路７Ａ、７Ｂが開いて左右の閉回路５Ｌ、５Ｒ同士が合流し、而して、左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒから走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒへの圧油供給が同時且つ同等になされて、発進信号入力から設定時間Ｔのあいだの左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒの出力速度を等しくすることができる。
前記設定時間Ｔの経過後は、合流用弁８Ａ、８Ｂに対してＯＦＦ信号が出力される。これにより、合流用油路７Ａ、７Ｂが閉じて左右の閉回路５Ｌ、５Ｒは各々独立した状態となる。尚、設定時間Ｔ経過後は、コントローラ９の行う走行速度制御の一つとしての直進走行制御が実行される。
一方、発進スイッチ１１が「発進」から「停止」に切換られて発進スイッチ１１から停止信号が入力されると、合流用弁８Ａ、８ＢにＯＮ信号が出力される。これにより、合流用油路７Ａ、７Ｂが開いて左右の閉回路５Ｌ、５Ｒ同士が合流し、而して、左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒから走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒへの圧油停止が同時且つ同等になされて、停止信号入力から走行停止までのあいだの左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒの出力速度を等しくすることができる。
尚、比較例として、図３（Ｂ）に、合流用油路および合流用弁が設けられていない場合のモータ出力速度の時間遷移を示した。
また、前記図３は、ステアリングレバー１３が中立位置に位置している場合の制御状態を示すものであって、ステアリングレバー１３が左または右に傾倒操作された場合には、発進スイッチ１１が「発進」、「停止」の何れであっても、直ちにコントローラ９から合流用弁８Ａ、８Ｂに対してＯＦＦ信号が出力され、これにより合流用油路７Ａ、７Ｂが閉じて左右の閉回路５Ｌ、５Ｒは各々独立した状態となって、ステアリングレバー１３の操作に対応した操向を行えるようになっている。

叙述の如く構成された本形態において、左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒの閉回路５Ｌ、５Ｒ同士は、合流用油路７Ａ、７Ｂによって接続されていると共に、該合流用油路７Ａ、７Ｂには、合流用油路７Ａ、７Ｂを開閉する合流用弁８Ａ、８Ｂが設けられている。そして、該合流用弁８Ａ、８Ｂは、直進走行の発進時（本実施の形態では、発進信号の入力から設定時間Ｔのあいだ）および停止時（本実施の形態では、停止信号の入力以降）に合流用油路７Ａ、７Ｂを開くが、該合流用油路７Ａ、７Ｂが開くことによって、左右の閉回路５Ｌ、５Ｒのポンプ吐出側同士およびポンプ吸込側同士が連通し、これにより、左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒへの圧油供給、停止が同時且つ同等になされることになる。

この結果、直進走行の発進時あるいは停止時に、左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出開始、停止のタイミングがずれたとしても、左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒへの圧油供給、停止は同時且つ同等になされることになって、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの走行開始、停止を同時に行うことができ、而して、直進走行の発進時、停止時における機体の曲がりを確実に防止し得て、作業性が向上する。

しかもこのものでは、ステアリングレバー１３を左右に傾倒操作した場合、つまり機体の操向操作時には、合流用弁８Ａ、８Ｂが合流用油路７Ａ、７Ｂを閉じるため、左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒはそれぞれ独立して駆動することになり、而して、合流用油路がオリフィスを介して常時開いているもののように操向動作が鈍くなるようなことがなく、良好な操向性を確保することができる。

さらに、本実施の形態では、走行停止中であっても、ステアリングレバー１３が中立位置に位置している場合には合流用油路８Ａ、８Ｂが開いているから、直進走行の発進時には僅かな遅延もなく左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの圧油を合流させることができて、発進時における機体の曲がりをより確実に防止できる一方、直進走行中であっても、走行開始から設定時間Ｔが経過すれば合流用油路８Ａ、８Ｂが閉じる構成となっているから、直進走行中の操向操作時には僅かな遅延もなく両閉回路５Ｌ、５Ｒが独立していることになって、操向操作に素早く対応することができる。

走行駆動系システムを示すブロック図である。 合流用弁制御のフローチャート図である。 直進制御状態を示す時間遷移グラフであって、（Ａ）は本実施の形態、（Ｂ）は比較例を示す。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ クローラ
２Ｌ、２Ｒ 走行駆動装置
３Ｌ、３Ｒ 走行用油圧ポンプ
４Ｌ、４Ｒ 走行用油圧モータ
５Ｌ、５Ｒ 閉回路
７Ａ、７Ｂ 合流用油路
８Ａ、８Ｂ 合流用弁
１１ 発進スイッチ
１３ ステアリングレバー

Claims (2)

1. 左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成してなる作業機械において、各走行駆動装置の閉回路同士を接続する合流用油路と、該合流用油路を開閉する弁手段とを設け、直進走行の発進時に、弁手段により合流用油路を開いて各走行駆動装置の閉回路同士を合流させることを特徴とする作業機械における走行駆動装置。
2. 左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成してなる作業機械において、各走行駆動装置の閉回路同士を接続する合流用油路と、該合流用油路を開閉する弁手段とを設け、直進走行の停止時に、弁手段により合流用油路を開いて各走行駆動装置の閉回路同士を合流させることを特徴とする作業機械における走行駆動装置。

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