JP2009019432A - 四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路 - Google Patents

Abstract

【課題】四輪駆動型道路舗装機械における前輪の空転を防止する。
【解決手段】前輪駆動回路Bの可変容量ポンプ21の斜板傾斜角を制御するコンペンセータ弁27のバネ側のパイロットポートに後輪駆動回路Aの駆動圧力を入力し、他方のパイロットポートに入力される前輪駆動ポンプ吐出圧へ対抗させる。四輪駆動時に、コンペンセータ弁の弁体は前輪駆動ポンプ吐出圧と後輪駆動回路の駆動圧力との差圧とバネ29の圧力のバランスにより動き、前輪駆動ポンプ吐出圧と後輪駆動回路の駆動圧力との差圧を一定に保つ。後輪駆動圧力の変動に応じて前輪駆動回路の駆動圧力が変化して、前輪と後輪の駆動力との差がほぼ一定に保たれ、圧力センサやバルブコントローラなどの特別な部品を用いることなく、前輪の空転などの不都合を解消できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路に関するものであり、特に、四輪駆動時における前輪の空転を防止した四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路に関するものである。

道路舗装機械の中でホイール型アスファルトフィニッシャなどは、二輪駆動(2WD)と四輪駆動(4WD)が切替式になっているものがあり、単なる移動時は二輪駆動で走行し、重負荷の低速走行となる舗装作業時には四輪駆動に切替えて走行駆動力を増大させることができる。四輪駆動の場合、従来一般的には前輪の周速度が後輪の周速度より僅かに速くなるように油圧回路の前輪駆動圧力を一定に制御している。

しかし、後輪と前輪とは制御系が独立しているので、路面基盤の締固め状態や摩擦係数、ホッパー内のアスファルト合材量による前輪荷重の状態などによっては、前輪が空転して基盤を削ってしまい、舗装品質を損なうことがある。

この問題を解消するための提案としては、特許文献１記載の前輪駆動力制御装置が知られている。この前輪駆動力制御装置は、四輪駆動式アスファルトフィニッシャの前輪用モータへの作動油供給回路へ電磁比例リリーフ弁を設け、オペレータが手動式ダイヤルにより前輪用ポンプのリリーフ圧を任意に手動設定できるように構成している。

これにより、オペレータが施工基盤の状態やホッパー内の合材量を目視し、前輪用ポンプのリリーフ圧が適切な値になるように手動式ダイヤルを操作すれば、前輪の空転を防止することができるものである。

しかしながら、舗装作業中に常に施工基盤の状態やホッパー内の合材量に注意を払って、必要を感じたときに手動式ダイヤルを操作しなければならず、オペレータの負担が増大するとともに、調節の適否は経験によるところが大きく、設定変更が適切に行われるとは限らない。

特許文献２記載の舗装機械の車輪制御装置は、上記の弱点を解消する技術として提案されたもので、前輪用ポンプの設定リリーフ圧を可変制御する可変形リリーフ弁と、前輪用ポンプと前輪用モータとの間で発生した前輪負荷圧を検出する圧力センサとを設けている。そして、施工面状況や合材量などによって変化する前輪負荷圧を圧力センサにより検出してコントローラが可変形リリーフ弁を制御することで、前輪用ポンプの設定リリーフ圧が施工面状況や合材量などに応じて自動的に変更され、設定リリーフ圧の手動設定を不要としたものである。
特開平8-134829号公報 特開平10-183525号公報

特許文献２記載の車輪制御装置によれば、道路舗装機械の四輪駆動時における前輪の駆動力が自動的に適正値に制御されるが、圧力センサと可変形リリーフ弁と、可変形リリーフ弁を制御するコントローラを必要とし、部品点数が増加してコストが上昇することは否めない。

そこで、より簡素な構成で前輪の駆動力を自動制御する道路舗装機械の油圧走行回路を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、請求項１記載の発明は、四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路において、前輪駆動回路のポンプ吐出圧制御回路に後輪駆動回路の駆動圧力を入力し、後輪駆動圧力の変化に連動して前輪の駆動圧力が変化するように構成したことを特徴とする四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路を提供するものである。

上記の構成においては、後輪駆動圧力の変化に連動して前輪の駆動圧力が変化し、駆動負荷に関わらず後輪駆動力と前輪駆動力との差がほぼ一定に保たれる。

また、請求項２記載の発明においては、上記前輪駆動回路のポンプ吐出圧制御回路はパイロット操作形のコンペンセータ弁を含み、前記コンペンセータ弁の一方のパイロットポートへ前輪駆動ポンプの吐出圧を入力し、他方のパイロットポートへ後輪駆動回路の駆動圧力を入力するとともにバネ圧を作用させ、前輪駆動ポンプの吐出圧と後輪駆動回路の駆動圧力との差圧とバネ圧との釣合いにより前輪駆動ポンプの吐出圧が制御される構成とした四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路を提供するものである。

上記の構成においては、前輪駆動ポンプの吐出量を制御するコンペンセータ弁の一方のパイロットポートには前輪駆動ポンプの吐出圧が作用し、他方のパイロットポートには後輪駆動回路の駆動圧力とバネ圧が作用する。コンペンセータ弁の弁体は、ポンプ吐出圧と後輪駆動回路の駆動圧力との差圧とバネ圧とのバランスにより移動し、これによって前輪駆動ポンプの吐出量が制御され、後輪駆動力の変化に連動して前輪駆動力が増減し、前輪と後輪の駆動力の差がほぼ一定に保たれる。

請求項１記載の発明は、駆動力や速度を前輪と後輪とで独立して制御する先行技術とは異なり、後輪の駆動圧力に応じて前輪の駆動圧力が変化し、駆動負荷に関わらず後輪駆動力と前輪駆動力との差がほぼ一定に保たれるので、前輪のみが空転して施工すべき路面を荒らす虞が解消される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明を実施するにあたり、ポンプ吐出圧を所定値に保つために備えられているコンペンセータ弁のバネ側に、後輪駆動回路の駆動圧力をパイロット接続し、他方のパイロットポートへ入力されるポンプ吐出圧へ後輪駆動回路の駆動圧力を対抗させることにより、後輪駆動力と前輪駆動力の差圧がほぼ一定に保たれるようにしたので、センサやバルブコントローラなどの特別な部品を必要とせず、簡素な回路構成で前輪の空転などの不都合を解消できる。

この発明は、四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路において、前輪駆動回路のポンプ吐出圧制御回路に後輪駆動回路の駆動圧力を入力し、後輪駆動圧力に比例して前輪の駆動圧力を変化させるように構成することにより、簡素な構成で前輪の駆動力を自動制御する道路舗装機械の油圧走行回路を提供するという目的を達成した。

図１は、四輪駆動型道路舗装機械の一例としてアスファルトフィニッシャ1を示し、車体2は前輪3と後輪4を備え、前部にアスファルト混合材を収容するホッパー5が配置され、車体2の後部にスクリード装置6が連結されている。車体2の下部には、ホッパー5の内底面から車体2の後端に亘るバーコンベヤ（図示せず）が配置されており、ホッパー5内のアスファルト混合材は、バーコンベヤにより車体2の後方へ搬送されて路面へ投下され、車体2とスクリード装置6との間に配置されたスクリュースプレッダ（図示せず）によって幅方向へ展開されてスクリード装置6により平坦に敷き均される。

車体2の中央部にはエンジン室7が設けられていて、エンジン室7内にエンジン、油圧ポンプ、ラジエータとオイルクーラ、その他のエンジン補機類などが設置されている。車体2の上面後部の右側には運転席8が設けられており、運転席8の前方にステアリングホイール9と計器盤10が配置されている。

大荷重と大きな駆動負荷がかかる後輪4に比較すると、ソリッドタイヤである前輪3は小径であり、後二輪駆動時には車体2の移動に伴って自由回転し、四輪駆動時には後輪4よりもやや速い周速度で回転駆動される。前輪3の上方にホッパー5が配置されていることから、ホッパー5内のアスファルト合材の量により、前輪にかかる荷重は大きく変化する。

図２は本発明の道路舗装機械の油圧走行回路を示し、左の上下中間部は後輪駆動回路Aであり、その他は前輪駆動回路Bである。後輪駆動回路AはHST構成であり、電磁切換弁11により斜板式可変容量ポンプ12の傾斜角を制御して、左右の後輪モータ13の正転逆転の切換え及び停止から最高速までの無段階変速が行える。

次に前輪駆動回路Bを説明する。前輪駆動回路Bは図２において左下の斜板式可変容量ポンプ21を油圧源とし、斜板式可変容量ポンプ21と左右の前輪モータ22とを接続する作動油供給管路23中に2WD/4WD電磁切換弁24（図において右上）が挿入されている。

３位置の2WD/4WD電磁切換弁24は、中立位置で斜板式可変容量ポンプ21側の作動油供給管路23が遮断され、2WD/4WD電磁切換弁24と前輪モータ22との間は閉ループとなり、左右の前輪にブレーキがかかる。

2WD/4WD電磁切換弁24を2WD位置（図において左）へ切換えると、斜板式可変容量ポンプ21と前輪モータ22はフリーホイーリングライン25を通じて連通し、前輪モータ22は自由回転可能な状態となり、後輪駆動による車体の移動に伴って前輪が従動する。

2WD/4WD電磁切換弁24を4WD位置（図において右）へ切換えると、作動油供給管路23の圧力油が前輪モータ22の入力ポートへ供給され、前輪モータ22が回転駆動される。前輪モータ22の駆動圧力はリリーフ弁26により予め設定された値以下に制御される。

以上の構成は、従前の油圧走行回路と変わるところはないが、この油圧走行回路では、前述した前輪の空転を防止するための手段として、後輪駆動回路Aの作動油供給管路14（後輪モータ正転駆動時の圧油供給側管路）の油圧を、前輪駆動回路Bのポンプ吐出圧制御回路へ供給して、後輪の駆動圧力に応じて前輪の駆動圧力が変化するように構成しているところに特徴がある。

以下、主要部を拡大した図３にしたがって説明する。前輪駆動回路Bのポンプ吐出圧制御回路は、斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧と負荷圧との差圧を所定の値に保つコンペンセータ弁27と、斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧を所定の最大値以下に制限する圧力制御弁28とによって構成されている。コンペンセータ弁27のバネ29側のパイロットポートと後輪駆動回路Aの作動油供給管路14はパイロット管路30で接続され、パイロット管路30に２位置の2WD/4WD電磁切換弁31が挿入されている。

この2WD/4WD電磁切換弁31と、図２で右上の2WD/4WD電磁油圧切換弁24は、運転席の2WD/4WD切換スイッチ（図示せず）の切換操作に応じて、同時に2WD位置（図において左）または4WD位置（図において右）へと切換わる。

図３の2WD/4WD電磁切換弁31が4WD位置（右側）へ切換わったときに、後輪駆動回路Aの作動油供給管路14からのパイロット圧が2WD/4WD電磁切換弁31を通じてコンペンセータ弁27の一方のパイロットポートへ作用する。コンペンセータ弁27の他方のパイロットポートと、圧力制御弁28のパイロットポートにはパイロット油路32を介して斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧が作用する。コンペンセータ弁27は、吐出圧と後輪駆動回路の駆動圧力との差圧をバネ29と釣り合わせることにより所定の値に保つ。

斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧が、後輪駆動回路Aの駆動圧力よりも相対的に上昇して差圧が所定値を越えると、コンペンセータ弁27は図３の左位置から左方向へシフトし、右位置（斜板角度減少位置）に切換わる。斜板式可変容量ポンプ21が吐出す圧力油は、コンペンセータ弁27から圧力制御弁28、油路33を経て斜板式可変容量ポンプ21のコントロールシリンダ34へ供給され、コントロールシリンダ34が伸長することにより、斜板式可変容量ポンプ21の斜板の傾斜角度が減少して吐出流量が低下する。

上記とは逆に、斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧が相対的に低下して、差圧が所定値より下がると、コンペンセータ弁27は、右位置から右方向へシフトして図３の左位置に戻る。その結果、コントロールシリンダ34の油室は、油路33、圧力制御弁28、コンペンセータ弁27、油路35を経てオイルタンクTに接続され、コントロールシリンダ34が収縮することにより、斜板式可変容量ポンプ21の斜板の傾斜角度が増加して吐出流量が増大する。

また、コンペンセータ弁27のバネ29側のパイロットポートへ供給される後輪駆動回路Aの駆動圧力が駆動負荷（路面基盤の状態や勾配など）の増大により上昇すると、コンペンセータ弁27が図３の左位置から右位置へシフトする閾値が上昇し、斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧はより高い値に維持され、前輪の駆動圧力が上昇する。

これとは逆に、後輪駆動回路Aの駆動圧力が低下すると、コンペンセータ弁27が左位置から右位置へシフトする閾値が低下し、斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧は、より低い値に維持され前輪の駆動圧力は低い値になる。

尚、斜板式可変容量ポンプ21の吐出圧が圧力制御弁28のバネ力（コンペンセータ弁27のバネ29より強く設定されている）を上回ると、圧力制御弁28は、図３の左位置から右位置へシフトする。これにより、斜板式可変容量ポンプ21の吐出する圧力油が、圧力制御弁28、油路33を介してコントロールシリンダ34に導入され、斜板式可変容量ポンプ21の斜板の傾斜角度を減少させて吐出流量を略零にし、吐出圧が所定の最大値以下に制限される。

以上述べたように、前輪駆動回路Bのコンペンセータ弁27のパイロットポートへ後輪駆動回路Aの駆動圧力を供給することにより、後輪駆動回路Aの駆動圧力の変動に応じて前輪駆動回路Bのポンプ吐出圧、即ち前輪の駆動圧力が連動するので、圧力センサやリリーフバルブコントローラなどの特別な部品を用いることなく、前輪の空転などの不都合を解消できる。

尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。

アスファルトフィニッシャの側面図。 本発明の実施の一形態を示し、道路舗装機械の油圧走行回路図。 図２の要部拡大図。

符号の説明

1 アスファルトフィニッシャ
2 車体
3 前輪
4 後輪
5 ホッパー
A 後輪駆動回路
B 前輪駆動回路
T タンク
11 電磁切換弁
12 斜板式可変容量ポンプ
13 後輪モータ
14 作動油供給管路
21 斜板式可変容量ポンプ
22 前輪モータ
23 作動油供給管路
24 2WD/4WD電磁切換弁
27 コンペンセータ弁
28 圧力制御弁
29 バネ
30 パイロット管路
31 2WD/4WD電磁切換弁
32 パイロット油路
33 油路
34 コントロールシリンダ
35 油路

Claims (2)

1. 四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路において、前輪駆動回路のポンプ吐出圧制御回路に後輪駆動回路の駆動圧力を入力し、後輪駆動圧力の変化に連動して前輪の駆動圧力が変化するように構成したことを特徴とする四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路。
2. 上記前輪駆動回路のポンプ吐出圧制御回路はパイロット操作形のコンペンセータ弁を含み、前記コンペンセータ弁の一方のパイロットポートへ前輪駆動ポンプの吐出圧を入力し、他方のパイロットポートへ後輪駆動回路の駆動圧力を入力するとともにバネ圧を作用させ、前輪駆動ポンプの吐出圧と後輪駆動回路の駆動圧力との差圧とバネ圧との釣合いにより前輪駆動ポンプの吐出圧が制御される構成とした請求項１記載の四輪駆動型道路舗装機械の油圧走行回路。