JP2019124098A - 建設車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンの過回転を簡易な構成で抑制することができる建設車両を提供すること。【解決手段】エンジンＥの出力軸に連結され、走行用油圧回路Ｚ１に作動油を供給する走行用油圧ポンプＰ１と、エンジンＥの出力軸に連結され、振動用油圧回路Ｚ２に作動油を供給する振動用油圧ポンプＰ２と、走行用油圧ポンプＰ１からエンジンＥの出力軸に許容回転数以上の負荷が作用したとき、振動用油圧ポンプＰ２を作動させてエンジンＥの過回転を抑制する過回転抑制機構３０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、建設車両に関する。
静油圧トランスミッション（ＨＳＴ(Hydro Static Transmission)）にて走行又は停止する建設車両として、特許文献１のものが知られている。
特開２００５−２７９３６３号公報
当該建設車両において、回送などで下り坂路を走行させた際や下り坂路にあってＨＳＴによって停止させる（前後進レバーを中立位置に戻す）動作を行った際、車両の落下エネルギーがエンジンブレーキに勝り、エンジンの回転数が過度に上昇するおそれがある。エンジンの許容回転数を上回る過回転はバルブサージングを招き、結果としてバルブやロッカーアーム等の破損を生じ、車両の運転が不可能となる。また、その際のエンジンの損傷は甚大であり、修理費用も高額となる。
坂路でのエンジンの過回転を防止するためには、車速変速段のＬｏｗを使用することが望ましいが、回送作業時の坂路降下でオペレータがスイッチ操作を忘れてしまうなど、人間の操作に頼るには限界がある。自動で変速Ｌｏｗに切り替えた場合、高速回転中の吐出量切換えとなり、走行モータに与える負荷が高く走行モータ自体が破損する可能性が高い。自動でブレーキをかける方法は、オペレータが予期しない急ブレーキとなるため、オペレータに過負荷がかかることが予想される。
特別な操作を必要としない方法としては、エンジンブレーキの大きいエンジンを選定することや、強化バルブスプリングを採用する等の方法があるが、エンジンブレーキのために必要以上の大排気量エンジンを搭載することは現実的ではない。また、エンジンの内部部品の変更や排気ブレーキの追加等は、エンジンメーカーの協力が不可欠となり、排出ガス規制が厳しい昨今にあっては、容易に変更ができない。車両にサービスブレーキやリターダー等を搭載することも考えられるが、搭載場所やコストの観点を考慮すると、開発初期から十分に検討されない場合を除いては、採用が困難である。
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、エンジンの過回転を簡易な構成で抑制することができる建設車両を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため本発明は、エンジンの出力軸に連結され、走行用油圧回路に作動油を供給する走行用油圧ポンプと、前記エンジンの出力軸に連結され、作業用油圧回路に作動油を供給する作業用油圧ポンプと、前記走行用油圧ポンプから前記エンジンの出力軸に許容回転数以上の負荷が作用したとき、前記作業用油圧ポンプを作動させて前記エンジンの過回転を抑制する過回転抑制機構と、を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、作業用油圧ポンプを作動させることで起動エネルギーとして動力を消費させ、エンジンに入力される動力を軽減することができるためエンジンの過回転を抑制することができる。また、既存の作業用油圧ポンプを作動させるだけでよいため、簡易な構成とすることができる。
また、内部に起振軸を備えるとともに被転圧面を転圧するロールを備え、前記作業用油圧ポンプは、前記起振軸を回転させることにより前記ロールを振動させることが好ましい。
作業用油圧ポンプの種類は適宜設定すればよいが、かかる構成によれば、ロールを起振させる際に大きなエネルギーが必要となるため、この大きなエネルギーを作業用油圧ポンプ側で消費させ、エンジンの過回転を効率良く抑制することができる。
また、前記過回転抑制機構は、前記起振軸を同方向に断続的に回転させることが好ましい。また、前記過回転抑制機構は、前記起振軸を正方向及び逆方向に回転させることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、長い坂路又は急勾配の坂路を下る場合に、効率良く過回転を抑制することができる。
また、前記許容回転数は、ハイアイドルで走行している車両を停止させたときの前記エンジンの最大回転数よりも高く設定することが好ましい。かかる構成によれば、エンジンの回転数が通常使用される範囲内である場合は過回転抑制機構経由で作業用油圧ポンプが作動しないようにすることができる。
また、前記過回転抑制機構は、前記エンジンの過回転が抑制され前記エンジンの回転数が所定回転数以下になったとき、前記作業用油圧ポンプを停止させ、前記所定回転数は、前記エンジンのハイアイドル時の回転数よりも高く設定することが好ましい。
作業用油圧ポンプが長時間に亘って作動すると、本来意図しない動作（例えば、振動）が継続することになるが、かかる構成によれば、作業用油圧ポンプを停止させるようにしたため、意図しない動作を防止できる。また、停止させる下限値をハイアイドルよりも高く設定することで、作業用油圧ポンプを確実に停止させることができる。
本発明に係る建設車両によれば、エンジンの過回転を簡易な構成で抑制することができる。
本発明の実施形態に係る振動ローラを示す側面図である。 本実施形態の振動ローラに係る油圧装置を示す概略図である。 本発明の課題を説明するための従来の振動ローラの通常走行時の概念図である。 本発明の課題を説明するための従来の振動ローラの過回転発生時の概念図である。 本実施形態に係る過回転抑制機構の作用効果を説明するための概念図である。 本実施形態に係るエンジンの回転数、振動用油圧モータの回転数及び振動用油圧ポンプの油圧を時系列で対比したグラフである。 本実施形態に係る過回転抑制機構の設定の一例を示す概念図である。 比較例における走行用油圧ポンプの油圧、振動用油圧ポンプの油圧及びエンジンの回転数を示すグラフである。 実施例における走行用油圧ポンプの油圧、振動用油圧ポンプの油圧及びエンジンの回転数を示すグラフである。
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る建設車両として、土工用の振動ローラ１を例示する。振動ローラ１は、振動するロールＲを備えた締め固め機械である。振動ローラ１は、ロールＲを振動させながら前進又は後進することで、被転圧面を転圧することができる。本実施形態では、建設車両として振動ローラ１を例示したが、建設現場で用いられる他の建設車両に本発明を適用してもよい。
振動ローラ１は、図１に示すように、基体２と、タイヤＴ，Ｔと、タイヤ用走行モータＭ１と、機枠３と、ロールＲと、ロール用走行モータＭ２と、振動用油圧モータＭ３と、油圧装置１０（図２参照）と、過回転抑制機構３０（図２参照）と、を主に含んで構成されている。タイヤ用走行モータＭ１、ロール用走行モータＭ２及び振動用油圧モータＭ３は、いずれも油圧モータである。
図１に示すように、基体２は、エンジンＥを搭載するとともに、車軸Ｘ１を介してタイヤＴ，Ｔを回転可能に支持している。基体２の上部にはハンドルＨを備えた運転席５が設けられている。運転席５の座席６の脇には前後進レバーＲ１が設けられている。前後進レバーＲ１は、車両の前進又は後進を切り替えるためのレバーである。前後進レバーＲ１は、前進位置、中立位置、後進位置の３箇所に位置するように構成されている。運転席５の操作パネルＳの脇にはスロットルレバーＲ２が設けられている。スロットルレバーＲ２は、傾倒角度に応じてエンジンＥの回転数を制御できるレバーである。
操作パネルＳには、ロールＲの振動のＯＮ又はＯＦＦを切り替える振動スイッチＳ１及び振動の正回転又は逆回転を切り替える切換えスイッチＳ２が設置されている。タイヤ用走行モータＭ１は、タイヤＴ，Ｔを支持する車軸Ｘ１の近傍に設けられている。
機枠３は、連結部４を介して基体２に連結されている。振動ローラ１は、連結部４を中心に鉛直軸周りに回動可能なアーティキュレート式になっている。機枠３は、ロールＲを回転かつ振動可能に支持している。ロールＲの内部には起振機ケースが設けられており、当該起振機ケースにロールＲを振動させる起振軸Ｘ２が内蔵されている。偏心錘Ｙ（図２参照）が固定された起振軸Ｘ２を振動用油圧モータＭ３によって回転させることにより、ロールＲを振動させることができる。ロール用走行モータＭ２及び振動用油圧モータＭ３は、ロールＲの内部に設置されている。
具体的な図示は省略するが、振動ローラ１は、作業用及び走行用のＨＳＴブレーキを備えている。また、駐車時に用いられる駐車ブレーキも備えている。なお、本発明は、アーティキュレート式だけでなく、リジッドフレーム式に採用することも可能であるし、タンデムローラ、マカダムローラ等に採用してもよい。
図２に示すように、本実施形態の油圧装置１０は、走行用の油圧回路を構成する走行用油圧回路Ｚ１と、振動用の油圧回路を構成する振動用油圧回路Ｚ２とで構成されている。走行用油圧回路Ｚ１は、走行用油圧ポンプＰ１と、タイヤ用走行モータＭ１と、ロール用走行モータＭ２と、これらの機器を連結する流路とで閉回路を構成している。
走行用油圧ポンプＰ１は、吐出量を変更可能な可変容量タイプであって、軸継手１１を介してエンジンＥの出力軸に連結されている。また、振動用油圧ポンプＰ２は、エンジンＥの出力軸に連結されている。つまり、本実施形態では、エンジンＥの出力軸に、走行用油圧ポンプＰ１及び振動用油圧ポンプＰ２が直列で連結されており、走行用油圧ポンプＰ１と振動用油圧ポンプＰ２は、同期して回転する。なお、走行用油圧ポンプＰ１と振動用油圧ポンプＰ２は、本実施形態では、スプライン軸で直接的に連結されているが、ギヤ等を介して間接的に連結されていてもよい。
走行用油圧ポンプＰ１は、第一ポートＱ１及び第二ポートＱ２を備えている。第一ポートＱ１は、タイヤ用走行モータＭ１の第一ポートＱ３及びロール用走行モータＭ２の第一ポートＱ５に流路を介してそれぞれ連結されている。
走行用油圧ポンプＰ１の第二ポートＱ２は、タイヤ用走行モータＭ１の第二ポートＱ４及びロール用走行モータＭ２の第二ポートＱ６に流路を介してそれぞれ連結されている。タイヤ用走行モータＭ１は、作動油が流通することにより、タイヤＴ，Ｔを回転駆動させる。ロール用走行モータＭ２は、作動油が流通することにより、ロールＲを回転駆動させる。走行用油圧回路Ｚ１の作動油の流れ方向は、走行用油圧ポンプＰ１で切り換え可能に構成されている。これにより、タイヤＴ，Ｔ及びロールＲを正回転（前進）又は逆回転（後進）させることができる。
走行用油圧ポンプＰ１、タイヤ用走行モータＭ１及びロール用走行モータＭ２は、作動油タンク１２に連結されるドレン流路Ｄをそれぞれ有している。また、走行用油圧回路Ｚ１には、油圧が設定以上の圧力に上昇するのを防ぐために、リリーフバルブＲＶが設けられている。
振動用油圧回路Ｚ２は、振動用油圧ポンプＰ２と、振動用油圧モータＭ３と、これらの機器を連結する流路とで閉回路を構成している。振動用油圧ポンプＰ２は、第一ポートＵ１及び第二ポートＵ２を備えている。第一ポートＵ１は、振動用油圧モータＭ３の第一ポートＵ３と流路を介して連結されている。第二ポートＵ２は、振動用油圧モータＭ３の第二ポートＵ４と流路を介して連結されている。振動用油圧モータＭ３は、ロールＲを振動させる起振軸Ｘ２に連結されており、作動油が流通することにより起振軸Ｘ２を回転させる。振動用油圧回路Ｚ２には、油圧が設定以上の圧力に上昇するのを防ぐために、リリーフバルブＲＶが設けられている。振動用油圧回路Ｚ２の作動油の流れ方向は、振動用油圧ポンプＰ２で切り換え可能になっている。これにより、起振軸Ｘ２を正回転又は逆回転させることができる。
図２に示すように、過回転抑制機構３０は、エンジンＥの過回転を自動で抑制する機構である。過回転抑制機構３０は、エンジンＥの回転数を検知するセンサ３１と、判定部３２とで主に構成されている。過回転抑制機構３０は、エンジンＥ及び振動用油圧ポンプＰ２に電気的に接続されている。判定部３２は、演算部、入力部、記憶部、表示部等を主に備えて構成されており、センサ３１で取得した回転数に基づいて振動用油圧ポンプＰ２に作動信号又は停止信号を送信する。
判定部３２の記憶部には、センサ３１によって検知されたエンジンＥの回転数に基づいて、振動用油圧ポンプＰ２を作動させるための上限値（特許請求の範囲の「許容回転数」）と、振動用油圧ポンプＰ２を停止させるための下限値（特許請求の範囲の「所定回転数」）が予め設定され記憶されている。判定部３２は、検知されたエンジンＥの回転数が当該上限値以上と判定した場合、振動用油圧ポンプＰ２に作動信号を送信する。このとき、振動スイッチＳ１がＯＦＦであっても、振動用油圧ポンプＰ２は作動する。一方、判定部３２は、振動用油圧ポンプＰ２が作動した後、検知されたエンジンＥの回転数が当該下限値以下と判定した場合、振動用油圧ポンプＰ２に停止信号を送信する。
次に、振動ローラ１の基本動作について説明する。エンジンＥを起動させ、オペレータがスロットルレバーＲ２を傾倒させるとともに、前後進レバーＲ１を傾倒させると、走行用油圧ポンプＰ１が作動する。走行用油圧ポンプＰ１からタイヤ用走行モータＭ１及びロール用走行モータＭ２に作動油が流通して車両が前進又は後進する。
オペレータが振動スイッチＳ１をＯＮにすることにより、振動用油圧ポンプＰ２が作動する。振動用油圧ポンプＰ２から振動用油圧モータＭ３に作動油が流通することで起振軸Ｘ２が回転し、ロールＲが振動する。オペレータが振動スイッチＳ１をＯＦＦにすることにより、ロールＲの振動が停止する。
次に、過回転抑制機構３０の作用効果について図３Ａ〜３Ｃを用いて説明する。図３Ａは、本発明の課題を説明するための従来の振動ローラの通常走行時の概念図である。図３Ｂは、本発明の課題を説明するための従来の振動ローラの過回転発生時の概念図である。
図３Ａに示すように、従来の振動ローラにおける通常走行時では、エンジンＥ側から走行用油圧ポンプＰ１に動力が入力され、走行用油圧ポンプＰ１が走行モータＭＡに出力する。矢印Ｆ１は走行用油圧ポンプＰ１から走行モータＭＡへの出力を示している。矢印Ｇ１はエンジンＥの負荷を示している。
次に、図３Ｂに示すように、従来の振動ローラが下り坂路を走行した際に、車両の落下により走行モータＭＡ側から走行用油圧ポンプＰ１側へ動力が入力され、エンジンブレーキでは支えきれない分エンジンＥの回転数が上昇していき、エンジンＥが過回転となりエンジンＥが破損するおそれがある。矢印Ｆ２は走行モータＭＡから走行用油圧ポンプＰ１への出力を示している。矢印Ｇ２はエンジンＥの負荷が上昇している状態を示している。
そこで、図３Ｃに示す本実施形態によれば、車両の落下によりタイヤ用走行モータＭ１及びロール用走行モータＭ２から走行用油圧ポンプＰ１に動力が入力されるが、過回転抑制機構３０によって振動用油圧ポンプＰ２が作動するため、振動の起動エネルギーとして動力を消費させ、エンジンＥに入力される動力を軽減し、エンジンＥの過回転を抑制することができる。矢印Ｇ３は、振動用油圧ポンプＰ２が駆動する状態を示している。図３Ｃの矢印Ｇ２は、エンジンＥの負荷が低減している状態を示している。
図４は、本実施形態に係るエンジンＥの回転数、振動用油圧モータＭ３の回転数及び振動用油圧ポンプＰ２の油圧を時系列で対比したグラフである。図４では、振動ローラ１が、下り坂路を走行し、過回転抑制機構３０が作動した状態を模式的に示している。ここでは、エンジンＥの回転数が予め設定された上限値に達したとき（時間ｔ１）、振動用油圧ポンプＰ２を作動させている。その後、エンジンＥの回転数が予め設定された下限値に達したとき（時間ｔ２）、振動用油圧ポンプＰ２を停止させている。振動用油圧ポンプＰ２を作動した時間は約１．５秒である。
引き続き車両が下り坂路を走行し、再度、エンジンＥの回転数が上限値に達したとき（時間ｔ３）、振動用油圧ポンプＰ２を再度作動させている。その後、エンジンＥの回転数が下限値に達したとき（時間ｔ４）、振動用油圧ポンプＰ２を停止させている。振動用油圧ポンプＰ２を作動した時間は二回目も約１．５秒である。
図４のエンジンの回転数Ｌ１に示すように、過回転抑制機構３０によって、上限値（許容回転数）に達すると、振動用油圧ポンプＰ２が作動するため、エンジンＥの回転数を低減させることができる。振動用油圧ポンプＰ２の油圧Ｌ３に示すように、時間ｔ１においてロールＲを起振させるときの起振エネルギーは大きな立ち上がりとなる。つまり、ロールＲを起振させる時には大きなエネルギーが必要となる。本実施形態では、振動用油圧ポンプＰ２を作動させることにより、振動用油圧ポンプＰ２がタイヤ用走行モータＭ１及びロール用走行モータＭ２からエンジンＥに入力されるエネルギーを消費する（奪う）ため、エンジンＥの回転数を低減することができる。
この際、振動用油圧ポンプＰ２はすぐに停止されるため、振動用油圧モータＭ３の回転数Ｌ２に示すように、振動用油圧モータＭ３の回転数はさほど上昇しない。つまり、ロールＲを実質的に振動させるわけではない。オペレータは減速感は感じることができるが、ロールＲの振動は感じない。ちなみに、振動用油圧モータの回転数Ｌ２ｂ（点線部分）は、振動用油圧モータＭ３を継続して作動させた状態を仮想的に示している。同様に、振動用油圧ポンプＰ２の油圧Ｌ３ｃ（点線部分）は、振動用油圧モータＭ３を継続して作動させた状態を仮想的に示している。
図４の形態のように、振動用油圧ポンプＰ２を、断続的に正回転させてエンジンＥの過回転を抑制するようにしてもよい。このようにすることで、例えば、長い下り坂路を走行する場合においてもエンジンＥの過回転を効率良く低減することができる。
一方、例えば、下り坂路が長く、かつ、急勾配であるような場合、図４の形態のように振動用油圧ポンプＰ２の正回転を繰り返し作動させただけでは、過回転を抑制できないおそれもある。つまり、急勾配であると、エンジンＥの回転数の立ち上がりも急になるため、振動用油圧ポンプＰ２の油圧が完全に下がる前に、再度、振動用油圧ポンプＰ２を立ち上げざるを得なくなる。このような場合は、エンジンＥから奪うエネルギー量も少なくなるため、エンジンＥの過回転を効率よく抑制できないおそれがある。
このような場合には、過回転抑制機構３０は、振動用油圧ポンプＰ２を正回転→逆回転→正回転→逆回転と回転方向を順次変えつつ、断続的に回転させるように構成してもよい。これにより、正回転を断続的に繰り返す場合と比べて、エンジンＥから奪うエネルギー量を多くすることができるため、エンジンＥの過回転を効率良く抑制することができる。
次に、過回転抑制機構３０の上限値及び下限値の設定の一例を説明する。ここでの数値は、あくまで例示であって、本発明を限定するものではない。図５は、本実施形態に係る過回転抑制機構３０の設定の一例を示す概念図である。図５に示すように、過回転抑制機構３０において、振動用油圧ポンプＰ２をＯＮにする値（「許容回転数」（上限値））は、「過負荷によりエンジンが破損するおそれがある回転数（例えば、３０００ｒｐｍ）」よりも低く、かつ、「車両停止時の回転数（例えば、２４００ｒｐｍ）」よりも高いことが好ましい。「車両停止時の回転数」とは、平坦路をハイアイドルで走行している振動ローラ１が停止する際に、エンジンＥに負荷が作用して瞬間的にエンジンＥの回転数が増大するときの最大値である。上限値は、「車両停止時の回転数」よりも高く設定することが好ましい。つまり、振動ローラ１を通常使用する範囲内で、過回転抑制機構３０経由で振動用油圧ポンプＰ２が作動しないように設定することが好ましい。
一方、過回転抑制機構３０において、振動用油圧ポンプＰ２をＯＦＦにする値（「所定回転数」（下限値））は、「許容回転数」よりも低く、かつ、「ハイアイドル」時よりも高いことが好ましい。振動用油圧ポンプＰ２の作動を継続すると、ロールＲが本格的に振動してしまうため、当該振動を防ぐために過回転抑制機構３０の下限値を設定する。「ハイアイドル」時とは、スロットルレバーＲ２を最も傾倒させたエンジンＥの状態を言う。振動ローラ１は、通常、スロットルレバーＲ２を最も傾倒させた状態（フルスロットル）で走行させるため、下限値を「ハイアイドル」時よりも低く設定すると、エンジンＥの回転数が「ハイアイドル」時の回転数よりも下がりようがないため振動用油圧ポンプＰ２が作動し続けてしまう。しかし、本実施形態のように下限値を「ハイアイドル」時よりも高く設定することで、振動用油圧ポンプＰ２を確実に停止させることができる。
過回転抑制機構３０の上限値及び下限値の値は、建設車両の種類、エンジンＥの種類、振動用油圧ポンプＰ２の種類、ロールＲの回転モーメント、想定される坂路の勾配等々のマッチングによって適宜設定すればよい。過回転抑制機構３０の上限値及び下限値の値は、エンジンＥの過回転を確実に抑制するとともに、オペレータが振動を感じることなく、さらに、過回転を抑制した際にオペレータに過度の負担（慣性力）が作用しない範囲で適宜設定することが好ましい。
以上説明した本実施形態に係る振動ローラ１によれば、振動用油圧ポンプＰ２（作業用油圧ポンプ）を作動させることで起動エネルギーとして動力を消費させ、エンジンＥに入力される動力を軽減することができるためエンジンＥの過回転を抑制することができる。また、既存の振動用油圧ポンプＰ２を作動させるだけでよいため、簡易な構成とすることができる。
また、過回転抑制機構３０は、センサ３１及び判定部３２を含む簡易な構成となっているため、製造コストも低減でき、搭載スペースも小さくて済む。また、既存の振動ローラ１に後付けで過回転抑制機構３０を容易に取り付けることもできる。
また、作業用油圧ポンプの種類は適宜設定すればよいが、本実施形態では作業用油圧ポンプはロールＲを振動させる振動用油圧ポンプＰ２とした。ロールＲを起振させる際には大きなエネルギーを必要とするため、この大きなエネルギーを振動用油圧ポンプＰ２側で消費させ、エンジンＥの過回転を効率良く抑制することができる。また、例えば、作業用油圧ポンプをバックホーのアームを駆動させるための油圧ポンプとすると、アームが本来意図しない状況で動いてしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、ロールＲの内部で振動エネルギーとして消費できるため、外部に与える悪影響も極力小さくすることができる。
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、作業用油圧ポンプとして振動用油圧ポンプＰ２を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、散水用のポンプやカッタードラム等、建設車両に設置される他の作業用油圧ポンプとしてもよい。
また、ロールＲは、本実施形態では１軸としたが、２軸としてもよい。また、過回転抑制機構３０は、振動用油圧ポンプＰ２に直接連結させたが、振動用油圧回路Ｚ２にソレノイドバルブを設け、当該ソレノイドバルブで振動用油圧ポンプＰ２を制御してもよい。また、本実施形態では、ロールＲとタイヤＴ，Ｔを備えた振動ローラ１を例示したが、両輪ロールＲでもよいし、両輪タイヤＴ，Ｔでもよい。また、過回転抑制機構３０が作動している間に、音又は光等で外部に報知させる報知機構を備えてもよい。また、振動用油圧ポンプＰ２は、吐出量を変更可能な可変容量タイプでもよいし、可変不能な固定容量タイプでもよい。
次に、本発明の実施例について説明する。振動ローラ１を用いてオーバーラン試験を行った。当該オーバーラン試験では、土工用振動ローラ（酒井重工業社製 ＳＶ５１３）を用いた。当該オーバーラン試験では、過回転抑制機構３０を搭載しない振動ローラ（比較例）と、過回転抑制機構３０を搭載した振動ローラ１（実施例）とを、同じ下り坂路で走行させ、走行用油圧ポンプの油圧、振動用油圧ポンプの油圧及びエンジンの回転数を計測するとともに、エンジンの回転数の抑制効果について確認することを目的した。振動ローラ１のスロットルレバーＲ２はフルスロットルにして走行した。フルスロットルにした場合の平地での振動ローラ１の速度は約１０ｋｍ／ｈである。
図６は、比較例における走行用油圧ポンプの油圧、振動用油圧ポンプの油圧及びエンジンの回転数を示すグラフである。図７は、実施例における走行用油圧ポンプの油圧、振動用油圧ポンプの油圧及びエンジンの回転数を示すグラフである。
図６に示す地点Ｅ１は、坂路を下り始めた位置である。比較例では、振動スイッチＳ１はＯＦＦにした状態で坂路を走行させる、つまり、振動用油圧ポンプは作動させないため、油圧Ｈ３，Ｈ４にほとんど変化はない。回転数Ｈ５に示すように、比較例では、地点Ｅ２まで走行すると、車両の落下により走行モータ側から走行用油圧ポンプへ動力が入力され、エンジンブレーキで支えきれない分エンジンが過回転となり、最大で２８５０ｒｐｍまで上昇した。
これに対し、実施例では図７に示すようにエンジンＥの過回転を抑制することが確認できた。図７に示す地点Ｅ１は、坂路を下り始めた位置である。実施例でも、振動スイッチＳ１はＯＦＦにした状態で坂路を走行させた。地点Ｅ２，Ｅ４は、過回転抑制機構３０により振動用油圧ポンプＰ２が作動した位置であり、地点Ｅ３，Ｅ５は過回転抑制機構３０経由で振動用油圧ポンプＰ２が停止した位置である。当該実施例では、許容回転数（上限値）を２４５０ｒｐｍに設定している。また、所定回転数（下限値）を２３５０ｒｐｍに設定している。
回転数Ｊ５に示すように、エンジンＥの回転数が２４５０ｒｐｍに達すると、過回転抑制機構３０により振動用油圧ポンプＰ２が作動し、油圧Ｊ３が立ち上がる。振動用油圧ポンプＰ２の作動によってエネルギーが消費されるため、エンジンＥの回転数Ｊ５は減少する。エンジンＥの回転数Ｊ５が減少して、下限値に達すると、振動用油圧ポンプＰ２は停止するため、エンジンＥの回転数Ｊ５は地点Ｅ３から地点Ｅ４に向けて再度上昇する。エンジンＥの回転数Ｊ５が２４５０ｒｐｍに達すると、再度、振動用油圧ポンプＰ２が作動するため、エンジンＥの回転数Ｊ５は減少する。以上のように、オーバーラン試験においても、過回転抑制機構３０の回転抑制効果が確認できた。
ちなみに、エンジンＥの過回転が発生する手前の走行油圧は、平均で１７．５ＭＰａ程度である。走行用油圧ポンプＰ１の吐出量は７５ｃｃ/ｒｅｖであるから、エンジンＥに逆入力されるトルクは、Ｔ＝７５×１７．５/（２π）＝２０８．８９Ｎ・ｍである。
ここで、ロールＲを振動させるときの振動起動時に消費するトルクを試算すると、起動波形よりΔＰ＝３３．５ＭＰａ、振動用油圧ポンプＰ２の吐出量は３９．０ｃｃ／ｒｅｖであるから、振動用油圧ポンプＰ２を回転させるためのトルクは、Ｔ＝３９．０×３３．５/（２π）＝２０７．９４Ｎ・ｍと想定できる。よって、走行系から入力されるトルクと、振動系で消費するトルクがオーバーラン手前ではほぼ同等となっていることから、ロールＲの振動を起動させることにより過回転の抑制が可能であることが計算上も確認できる。
１ 振動ローラ
２ 基体
３ 機枠
４ 連結部
１０ 油圧装置
３０ 過回転抑制機構
Ｅ エンジン
Ｍ１ タイヤ用走行モータ
Ｍ２ ロール用走行モータ
Ｍ３ 振動用油圧モータ
Ｐ１ 走行用油圧ポンプ
Ｐ２ 振動用油圧ポンプ（作業用油圧ポンプ）
Ｒ ロール
Ｘ２ 起振軸
Ｚ１ 走行用油圧回路
Ｚ２ 振動用油圧回路

Claims (6)

  1. エンジンの出力軸に連結され、走行用油圧回路に作動油を供給する走行用油圧ポンプと、
    前記エンジンの出力軸に連結され、作業用油圧回路に作動油を供給する作業用油圧ポンプと、
    前記走行用油圧ポンプから前記エンジンの出力軸に許容回転数以上の負荷が作用したとき、前記作業用油圧ポンプを作動させて前記エンジンの過回転を抑制する過回転抑制機構と、を備えることを特徴とする建設車両。
  2. 内部に起振軸を備えるとともに被転圧面を転圧するロールを備え、
    前記作業用油圧ポンプは、前記起振軸を回転させることにより前記ロールを振動させることを特徴とする請求項１に記載の建設車両。
  3. 前記過回転抑制機構は、前記起振軸を同方向に断続的に回転させることを特徴とする請求項２に記載の建設車両。
  4. 前記過回転抑制機構は、前記起振軸を正方向及び逆方向に回転させることを特徴とする請求項２に記載の建設車両。
  5. 前記許容回転数は、ハイアイドルで走行している車両を停止させたときの前記エンジンの最大回転数よりも高く設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の建設車両。
  6. 前記過回転抑制機構は、前記エンジンの過回転が抑制され前記エンジンの回転数が所定回転数以下になったとき、前記作業用油圧ポンプを停止させ、
    前記所定回転数は、前記エンジンのハイアイドル時の回転数よりも高く設定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の建設車両。
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