JP2022188612A - 移動電源車用油圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンで油圧ポンプを作動し油圧モータで駆動輪を回転する移動電源車用油圧装置に、アンロード油路を設けて、寒冷環境におけるエンジンの始動性を、高める。【解決手段】移動電源車の駆動輪５を回転駆動する駆動油圧系７と、制御油圧系８を備えた移動電源車用油圧装置１において、駆動油圧系７は、エンジン２で作動する油圧ポンプ３と、駆動輪５回転用の油圧モータ４と、油圧ポンプ３と油圧モータ４の間で油を流す駆動用油路１５と、を備えており、駆動用油路１５には、カウンタバランス弁１６が設けられており、制御油圧系８は、制御用油路９と、制御用油路９を介して油圧を駆動用油路１５に供給するためのギアポンプ３５と、を備え、制御用油路９は、カウンタバランス弁１６に接続されているとともに、アンロード弁３８を有するアンロード油路１０を分岐して備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンで駆動される油圧ポンプを介し油圧モータによって走行する車両において、寒冷環境での始動性を高める移動電源車用油圧装置に関し、例えば、ゴムクローラを備え発電機を搭載し、地震、風水害、原子力災害等で被災した寒冷地等で使用する移動電源車等に適したものである。

エンジンで油圧ポンプを作動する装置では、寒冷地等の寒冷環境では作動油の温度が低く、粘度が高くなり、それがフリクション（抵抗）となって、エンジンの始動性が悪くなる。その解決のために、従来、作動油の温度を検出してエンジンの予熱を行う発熱手段を備えるという技術が知られている（特許文献１参照）。

特許第５９９３２８４号公報

前記した従来例のように、作動油の温度を検出してエンジンを予熱する技術は、エンジンの始動を高めるという点では、一定の効果があるが、エンジンをある程度予熱するための時間が必要となる。

つまり、作動油の状態を検出しエンジンを予熱して始動性能を高めることは、あくまでも間接的な解決手段である。本発明者等は、このような間接的な手段ではなく、寒冷環境において、作動油（以下、油という）の粘度が高く、大きな抵抗となる状態でも、より直接的に始動性を高める解決手段を鋭意、研究し開発してきた。

本発明は、上記従来例の問題を解決することを目的とするものであり、寒冷環境において、エンジンを予熱してエンジンの始動性を高めるような間接的な解決手段ではなく、始動時に、エンジン始動装置（セルモータ）に対して大きな負荷となる粘度の高い状態の油に着目し、油自体を逃がしてエンジンの始動性を高めるという、寒冷環境の油の粘度に即したより直接的な解決手段を備えた移動電源車用油圧装置を実現することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するために、移動電源車の駆動輪を回転駆動する駆動油圧系と、制御油圧系を備えた移動電源車用油圧装置であって、駆動油圧系は、エンジンで作動する油圧ポンプと、駆動輪回転用の油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータの間で油を流す駆動用油路と、を備えており、駆動用油路には、カウンタバランス弁が設けられており、制御油圧系は、制御用油路と、制御用油路を介して油圧を駆動用油路に供給するためのポンプとを備え、制御用油路は、カウンタバランス弁に接続されているとともに、アンロード弁を有するアンロード油路を分岐して備えている構成であることを特徴とする移動電源車用油圧装置を提供する。

本発明は上記課題を解決するために、移動電源車の駆動輪を回転駆動する駆動油圧系と、駆動油圧系の油圧を制御する制御油圧系を備えた移動電源車用油圧装置であって、駆動油圧系は、エンジンで作動する油圧ポンプと、油圧ポンプによって生じる油圧で回転される油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータの間で油圧用の油を送還する駆動用油路と、を備えており、駆動用油路には、カウンタバランス弁が設けられており、制御油圧系は、制御用油路と、制御用油路に設けられエンジンで作動するギアポンプと、制御用油路の先端に設けられたリリーフ弁と、制御用油路において分岐されたアンロード油路と、アンロード油路に設けられたアンロード弁と、を備え、制御用油路は、その先端側において分岐され、該分岐された部分はカウンタバランス弁に接続されている構成であることを特徴とする移動電源車用油圧装置を提供する。

本発明は上記課題を解決するために、移動電源車の駆動輪を回転駆動する駆動油圧系と、駆動油圧系に油圧を制御する制御油圧系を備えた移動電源車用油圧装置であって、駆動油圧系は、エンジンで作動する油圧ポンプと、油圧ポンプによって生じる油圧で回転され、移動電源車の駆動輪を回転駆動する正転及び逆転可能な油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータの間で油圧用の油を送還する駆動用油路と、を備えており、駆動用油路において、油圧モータの正転時に油が送られる駆動用油路側及び逆転時に油が送られる駆動用油路側に、それぞれカウンタバランス弁が設けられており、制御油圧系は、制御用油路と、制御用油路の途中に設けられエンジンで作動するギアポンプと、制御用油路の先端に設けられたリリーフ弁と、制御用油路において分岐されたアンロード油路と、アンロード油路に設けられたアンロード弁と、を備え、制御用油路は、その基端部の開口は油タンクに装入されており、その先端側は分岐され、該分岐された部分はカウンタバランス弁に接続されており、ギアポンプは、油タンクから吸いあげた油をカウンタバランス弁、リリーフ弁及びアンロード弁側に送る構成であることを特徴とする移動電源車用油圧装置を提供する。

エンジンを制御するエンジン制御装置からの信号を入力する入力部と、アンロード弁に信号を出力する出力部と、データバスと、ＣＰＵと、メモリと、を有したアンロード弁制御器を備え、ＣＰＵは、エンジンのエンジン制御装置から送られてくるエンジンの冷却水温度信号に基づいてアンロード弁への開信号を生成するとともに、エンジンの完爆信号基づいてアンロード弁への閉信号を生成し、アンロード弁に送り、アンロード弁の開閉の制御を行う構成であることが好ましい。

本発明によれば、エンジンで油圧ポンプを回転し作動することにより生じる駆動油圧系特有の構成に則し、粘度が高くなりエンジンの回転の抵抗となる負荷となった制御用の油を放出するという、より直接的なアンロード油路を採用したので、エンジンの始動性は、エンジン吸気を予熱する等従来の技術に比較して、迅速かつ効果的に高まる。

本発明に係る移動電源車用油圧装置の実施例を示す図であり、通常運転の状態を説明するである。 上記実施例であって、エンジン始動時の状態を示す図である。

本発明に係る移動電源車用油圧装置を実施するための形態を実施例に基づいて図面を参照して、以下に説明する。

本発明に係る移動電源車用油圧装置の実施例を、図１及び図２を参照して説明する。本発明に係る移動電源車用油圧装置１は、移動電源車において、エンジン２で作動する油圧ポンプ３によって生じる油圧で油圧モータ４を回動して、移動電源車の駆動輪５を回転駆動するための油圧装置である。

本発明に係る移動電源車用油圧装置１は、寒冷環境、例えば、地震、風水害、原子力災害等で被災した寒冷な被災地等で使用されるゴムクローラで走行する移動電源車等の使用に、特に最適である。

本実施例では、移動電源車用油圧装置１の適用される移動電源車は、前輪駆動車とし、前方移動方向に向いて左右を左右側とする。

本発明に係る移動電源車用油圧装置１の実施例であり、特に特徴とする構成を全体的に図１、図２に示す。移動電源車用油圧装置１は、駆動輪５を回転するための駆動油圧系７と、主に駆動油圧系７に制御用の油を供給又は受容し、駆動油圧系７の圧力変動に対して、所定の油圧範囲に維持する補償を行う制御油圧系８と、を備えている。

本発明の特徴は、後で詳記するが、寒冷の環境においてエンジン２の始動時に、駆動油圧系７に作用する制御油圧系８からの制御油圧による反力（抵抗又は負荷）を解放するために、制御油圧系８において、制御用油路９から分岐し制御油圧を逃がすためのアンロード油路１０が設けられている構成である。

駆動油圧系７は、左右の駆動輪５をそれぞれ回転するための油圧系であり、左右の駆動輪５に対応してそれぞれ設けられている。左側の駆動輪５に対応する左側の駆動油圧系７と右側の駆動輪５に対応する右側の駆動油圧系７は、互いに構成が同じである。

左右の駆動油圧系７は、それぞれ油圧ポンプ３、油圧モータ４、駆動用油路１５、カウンタバランス弁１６（圧力調整弁の一種）等を備えている。

左右の駆動油圧系７における油圧ポンプ３は、エンジン２の回転出力軸２０で回転される。エンジン２は、本実施例では、ディーゼルエンジンが使用され、始動用のセルモータ２１が付設されており、エンジン制御装置（ＥＣＵ）２２によって制御される周知の構成である。

油圧ポンプ３は、駆動輪５の前進及び後進に対応し、油圧ポンプ３を正転（実線矢印方向）及び逆転（点線矢印方向）させるために、一方向（実線矢印方向）及び逆方向（点線矢印方向）に油を送る構成とされる。

油圧モータ４は、周知の回転斜板式油圧モータ等が使用され、その回転軸２５は減速器２６を介して駆動輪５に結合されている。

駆動用油路１５は、油圧ポンプ３と油圧モータ４の間を油が循環するための閉じた油路（閉回路）である。前記したとおり、前進時には油圧モータ４を正転させるために、実線矢印方向に油が送られ、後進時には油圧モータ４を逆転させるために、点線矢印方向に油が送られる。

左右の駆動油圧系７のそれぞれについて、カウンタバランス弁１６は、駆動用油路１５における正転側の油路（正転時に油圧ポンプ３から油が吐出する側の流路）内及び逆転側の油路（逆転時に油圧ポンプ３から油が吐出する側の流路）に対応してそれぞれ設けられている。

カウンタバランス弁１６は、駆動用油路１５における正転側の油路内及び逆転側の油路内の油圧を、設定圧力に維持されるように抑制するものである。カウンタバランス弁１６は、その構成要素として、チェック弁部３０と圧力制御弁部３１を有している。

正転側の油路に対応するカウンタバランス弁１６は、そのチェック弁部３０の出口側と圧力制御弁部３１の入口側が、正転側の油路に接続するように設けられている。同様に、逆転側の油路に対応するカウンタバランス弁１６は、そのチェック弁部３０の出口側と圧力制御弁部３１の入口側が、逆転側の油路に接続するように設けられている。

より具体的には、左右の駆動油圧系７のそれぞれについて、油圧ポンプ３に対するバイパス油路３２が設けられており、バイパス油路３２の一端は、駆動用油路１５における正転側の油路に連通し、他端は駆動用油路１５における逆転側の油路に連通している。

バイパス油路３２に、２つのカウンタバランス弁１６が直列して設けられ、その内一方のカウンタバランス弁１６は、そのチェック弁部３０の出口側と圧力制御弁部３１の入口側が正転側の油路に連通して設けられ、他方のカウンタバランス弁１６は、そのチェック弁部３０の出口側と圧力制御弁部３１の入口側が逆転側の油路に連通して設けられている。

そして、後記するが、直列に配置された２つのカウンタバランス弁１６の間のバイパス油路３２に、後記する制御油圧系８の制御用油路９の先端側が連通するように構成されている。

制御油圧系８は、駆動油圧系７に生じる油圧の変動を補償し、駆動油圧系７の油圧を所定範囲に維持するために、カウンタバランス弁１６を介して、駆動用モータ４内部に装着されたフラッシングバルブ（図示せず）から温度上昇した一部の油を吐出させた同量の油を閉回路である駆動用油路１５に補充する機能を有している。その構成機器として、ギアポンプ３５、制御用油路９、フィルタ３６、リリーフ弁３７、アンロード油路１０、アンロード弁３８等を備えている。

ギアポンプ３５は、油タンク４３から油を吸い込み、制御用油路９を通して駆動油圧系７に送油するものであり、油圧ポンプ３と同様に、走行用のエンジン２の回転出力軸２０によって回転されて作動する。

制御用油路９は、その基端は油タンク４３に装入されており、ギアポンプ３５によって、油タンク４３から吸い込んだ油を、フィルタ３６を通し、さらに先端側が分岐して接続されたカウンタバランス弁１６及び先端に設けられたリリーフ弁３７に向けて送る。

ギアポンプ３５から送られる油は、後で詳記するがエンジンの始動時に、制御用油路９から分岐して設けられたアンロード油路１０側にも流される。なお、本発明の特徴とは直接関係ないが、制御用油路９は、フィルタ３６を通して、ブレーキ用油圧器４４にも油を送る。

ブレーキ用油圧器４４は、制御用油路９から分岐部４６で分岐されたブレーキ用油路４５を通して送られてくる油の油圧によって、車両のブレーキ装置（図示せず）を制御するための周知の機器である。

本発明は、寒冷環境におけるエンジン２の始動を促進するために、制御用油路９をアンロード状態にする構成を特徴とするものであるので、ブレーキ用油圧器４４の構成については、詳細な説明及び図示は、省略する。

制御用油路９は、その先端にはリリーフ弁３７が設けられている。リリーフ弁３７は、制御用油路９内の制御圧力を設定値に保持しながら余剰油を逃がすものである。

制御用油路９は、その先端側においてリリーフ弁３７の手前側において、分岐して２つの分岐路４８が形成されており、２つの分岐路４８は、それぞれ左右の駆動油圧系７のバイパス油路３２において、直列に設けられた正転側のカウンタバランス弁１６と逆転側のバランス弁１６の間に接続するように構成されている。

前記したとおり、本発明の特徴として、制御油圧系８には、寒冷時のエンジン２の始動時に、駆動油圧系７に作用する制御油圧系か８らの油圧による負荷を軽減するために、制御用油路９内の油を逃がすアンロード油路１０が設けられている。

アンロード油路１０は、その基端は制御用油路９から分岐部３９において分岐し、その先端側にアンロード弁３８が設けられており、そのさらに先端はチェック弁４９を介して、油タンク４３に面するように構成されている。

アンロード弁３８は、その開閉はアンロード弁制御器５２によって制御される。アンロード弁制御器５２は、入力部５３、データバス５４、ＣＰＵ５５、メモリ５６及び出力部５７を備えており、マイコン等が利用される。入力部５３には、エンジン２の冷却水温度信号及びエンジン２の完爆信号（所定の回転数以上である場合生じる信号）が入力される。

ＣＰＵ５６は、メモリ５６に搭載されたソフトによって、所定温度以下の冷却水温度信号が入力されると、アンロード弁３８の開信号を生成し、また完爆信号が入力されると、アンロード弁３８の閉信号を生成し、これらの信号を出力部５７からアンロード弁３８に送り、アンロード弁３８の開閉を制御するように構成されている。

（作用）
以上の構成から成る本発明に係る移動電源車用油圧装置１の作用を、図１、図２を参照して、以下説明する。移動電源車用油圧装置１によると、エンジン２を始動し、回転出力軸２０が回転すると、左右の駆動油圧系７において、それぞれ油圧ポンプ３が作動し、油を駆動用油路１５を通して左右の油圧モータ４に送って回転駆動させ、減速器２６を介して駆動輪５が回転し、移動電源車は移動する。

左右の油圧ポンプ３の作動と同時に、エンジン２によってギアポンプ３５も作動し、図１に示すように、油を制御用油路９を通して、正転側及び逆転側のカウンタバランス弁１６とリリーフ弁３７に向けて送る。

通常の運転状態では、制御油圧系８は、車両走行負荷（路面状況等）による駆動油圧系７の油圧の変動に対応して、カウンタバランス弁１６を介して、駆動用圧力を保持する。

即ち、正転側及び逆転側のカウンタバランス弁１６は、それぞれ駆動油圧系７の駆動方向（油圧ポンプ３→駆動モータ４）にある回路については、駆動方向圧力（高圧）を最高設定圧力まで保持を行い、被駆動方向（駆動モータ４→油圧ポンプ３）にある回路（定圧状態にある）については、カウンタバランス弁１６内部のチェックバルブ３０を介して熱交換され温度が下がった油を補充する。

エンジン２を始動する際に、操作者が、エンジン２の始動キーによって、セルモータ２１を回転し、エンジン２を初爆ないし完爆させて、油圧ポンプ３を回転させようとするが、この始動時に、油圧ポンプ３の回転抵抗以外、制御用油路９からの油（制御油圧）が作用しているので、油圧ポンプ３ないしエンジン２への負荷は上昇し、エンジン２の始動を妨げる。

特に、寒冷地等において温度が低いと、油の粘度が高くなり、従来の油圧モータ４で駆動する車両では、特に、油の粘度が高くなると、エンジン２の始動時に制御用の油による反力（抵抗又は負荷）が大きくなり、エンジン２に対して油圧ポンプ３の回転に対する負荷が上昇するために、エンジン２が始動しにくくなる。

しかしながら、本発明では、制御用油路９にアンロード油路１０を分岐して設け、図２に示すように、アンロード弁３８を通して制御用油路９の油が放出されるので、制御用油路９の圧力は解放されるためセルモータへの反力が低減され、エンジン２の始動がし易くなる。この点についてさらに詳細に説明する。

本発明に係る移動電源車用油圧装置１では、エンジン２の始動の際に、アンロード弁制御器５２は、エンジン制御装置２２から入力されたエンジン２の冷却水温度信号に基づき、ＣＰＵ５５においてアンロード弁３８の開信号を生成し、これを出力部５７からアンロード弁３８に送り、アンロード弁３８を開く。

すると、制御用油路９の油は、図２に示すように、アンロード油路１０を通してアンロード弁３８及びチェック弁４９を通して、油タンク４３に吐出される。これによって、駆動油圧系７に作用する制御用油路９からの油による反力（負荷又は抵抗）が減少し、油圧ポンプ３ないしエンジン２の回転に対する負荷が小さくなるので、エンジン２の始動性は高まる。

上記のとおり、エンジン２を始動する際に、操作者が、エンジン２の始動キーによって、セルモータ２１を回転することで、エンジン２を初爆し、さらに完爆するが、完爆状態となると、アンロード弁制御器５２には、エンジン制御装置２２から完爆状態のエンジンの回転信号（完爆信号という。）が入力される。

アンロード弁制御器５２は、完爆信号に基づいて、ＣＰＵ５５においてアンロード弁３８の閉信号を生成し、これを出力部５７からアンロード弁３８に送り、アンロード弁３８を閉じる。これによって、制御用油路９は、制御用の油を駆動油圧系７に供給する通常の動作状態となる。

従来は、エンジンを暖め油の温度を上げることによって油の粘度を下げる方法と併せ、吸気温度を予熱させ、エンジンの始動性を高めるという技術手段が知られていた。しかし、本発明に係る移動電源車用油圧装置１は、エンジン２で油圧ポンプ３を回転し、油を油圧モータ４に送り回転駆動するという駆動油圧系７に特有の構成に着目し、その構成に即した解決手段である。

即ち、本発明に係る移動電源車用油圧装置１は、上記特有の構成に着目し、エンジン２の負荷となる制御用の油自体を解放して負荷を軽減するという、より直接的な手段を採用したので、エンジン２の始動性は、エンジン２が暖まるの待つ従来の技術に比較して、始動は、迅速となる。

以上、本発明に係る移動電源車用油圧装置を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内で、いろいろな実施例があることは言うまでもない。

本発明に係る移動電源車用油圧装置は、寒冷環境で使用する車両への利用に適し、特に、ゴムクローラを備え発電機を搭載し、地震、風水害、原子力災害等で被災した寒冷地等で使用する移動電源車等の利用に適したものである。

１ 移動電源車用油圧装置
２ エンジン
３ 油圧ポンプ
４ 油圧モータ
５ 駆動輪
７ 駆動油圧系
８ 制御油圧系
９ 制御用油路
１０ アンロード油路
１５ 駆動用油路
１６ カウンタバランス弁
２０ エンジンの回転出力軸
２１ セルモータ
２２ エンジン制御装置（ＥＣＵ）
２５ 回転軸
２６ 減速器
３０ カウンタバランス弁のチェック弁部
３１ カウンタバランス弁の圧力制御弁部
３２ バイパス油路
３５ ギアポンプ
３６ フィルタ
３７ リリーフ弁
３８ アンロード弁
３９ アンロード油路が制御用油路から分岐する分岐部
４３ 油タンク
４４ ブレーキ用油圧器
４５ ブレーキ用油路
４６ ブレーキ用油路が制御用油路から分岐する分岐部
４８ 制御用油路の先端側の分岐路
４９ チェック弁
５２ アンロード弁制御器
５３ 入力部
５４ データバス
５５ ＣＰＵ
５６ メモリ
５７ 出力部

Claims (4)

1. 移動電源車の駆動輪を回転駆動する駆動油圧系と、制御油圧系を備えた移動電源車用油圧装置であって、
   駆動油圧系は、エンジンで作動する油圧ポンプと、駆動輪回転用の油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータの間で油を流す駆動用油路と、を備えており、
   駆動用油路には、カウンタバランス弁が設けられており、
   制御油圧系は、制御用油路と、制御用油路を介して油圧を駆動用油路に供給するためのポンプとを備え、
   制御用油路は、カウンタバランス弁に接続されているとともに、アンロード弁を有するアンロード油路を分岐して備えている構成であることを特徴とする移動電源車用油圧装置。
2. 移動電源車の駆動輪を回転駆動する駆動油圧系と、駆動油圧系の油圧を制御する制御油圧系を備えた移動電源車用油圧装置であって、
   駆動油圧系は、エンジンで作動する油圧ポンプと、油圧ポンプによって生じる油圧で回転される油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータの間で油圧用の油を送還する駆動用油路と、を備えており、
   駆動用油路には、カウンタバランス弁が設けられており、
   制御油圧系は、制御用油路と、制御用油路に設けられエンジンで作動するギアポンプと、制御用油路の先端に設けられたリリーフ弁と、制御用油路において分岐されたアンロード油路と、アンロード油路に設けられたアンロード弁と、を備え、
   制御用油路は、その先端側において分岐され、該分岐された部分はカウンタバランス弁に接続されている構成であることを特徴とする移動電源車用油圧装置。
3. 移動電源車の駆動輪を回転駆動する駆動油圧系と、駆動油圧系に油圧を制御する制御油圧系を備えた移動電源車用油圧装置であって、
   駆動油圧系は、エンジンで作動する油圧ポンプと、油圧ポンプによって生じる油圧で回転され、移動電源車の駆動輪を回転駆動する正転及び逆転可能な油圧モータと、油圧ポンプと油圧モータの間で油圧用の油を送還する駆動用油路と、を備えており、
   駆動用油路において、油圧モータの正転時に油が送られる駆動用油路側及び逆転時に油が送られる駆動用油路側に、それぞれカウンタバランス弁が設けられており、
   制御油圧系は、制御用油路と、制御用油路の途中に設けられエンジンで作動するギアポンプと、制御用油路の先端に設けられたリリーフ弁と、制御用油路において分岐されたアンロード油路と、アンロード油路に設けられたアンロード弁と、を備え、
   制御用油路は、その基端部の開口は油タンクに装入されており、その先端側は分岐され、該分岐された部分はカウンタバランス弁に接続されており、
   ギアポンプは、油タンクから吸いあげた油をカウンタバランス弁、リリーフ弁及びアンロード弁側に送る構成であることを特徴とする移動電源車用油圧装置
4. エンジンを制御するエンジン制御装置からの信号を入力する入力部と、アンロード弁に信号を出力する出力部と、データバスと、ＣＰＵと、メモリと、を有したアンロード弁制御器を備え、
   ＣＰＵは、エンジンのエンジン制御装置から送られてくるエンジンの冷却水温度信号に基づいてアンロード弁の開信号を生成するとともに、エンジンの完爆信号基づいてアンロード弁への閉信号を生成し、アンロード弁に送り、アンロード弁の開閉の制御を行う構成であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の移動電源車用油圧装置。

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