JP3217248B2 - 土工車両の油圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばホイール
ローダのような土工車両の油圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホイールローダなどの土工車両に
おいて、油圧用ポンプは一般的にエンジンに直接接続さ
れ作業装置の未使用時でも常時回転されて配管内に油圧
を送っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、作業装置の未
使用時において、配管の圧力損失によりエンジンの出力
を消費しており、エンジン出力のロスがあるという問題
があった。

【０００４】本発明のうち請求項１記載の発明は、上記
問題点を解決して、エンジン出力のロスを無くし、燃費
や動性能の向上を図ることができる土工車両の油圧装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の発明は、車両に搭載されたエ
ンジンにより駆動される少なくともメインポンプおよび
ステアリング作動用ポンプならびにスイッチポンプを設
け、前記メインポンプからの作動油がメイン油圧回路を
介して供給されて作業用駆動装置を駆動するメインバル
ブと、前記ステアリング作動用ポンプおよびスイッチポ
ンプの作動油が供給されてパワーステアリングを駆動す
るステアバルブとを設け、前記ステアリング作動用ポン
プの作動油をメインバルブに送る支援油圧回路を設け、
メインバルブの非操作時および微操作時に、メインポン
プからメイン油圧回路に吐出される作動油の全量をタン
クに戻す低圧用アンロードバルブを設け、前記ステアバ
ルブを、パワーステアリングの作動油量が不足する時
に、スイッチポンプの作動油の全量または一部をステア
バルブに送り、ステアリングの非操作時に、ステアリン
グ作動用ポンプの作動油の全量をドレーンし、かつスイ
ッチポンプの作動油の全量を前記支援油圧回路を介して
メインバルブに送るように構成したものである。

【０００６】上記請求項１記載の構成によれば、メイン
バルブの非操作時および微操作時に低圧用アンロードバ
ルブによりメインポンプからメイン油圧回路に吐出され
る作動油の全量がタンクに戻されるので、メインポンプ
による配管内での圧力損失がなくなり、その分エンジン
の出力ロスがなくなって燃費を向上でき、あるいは損失
分の油圧で動性能を向上させることができる。またステ
アバルブにより、パワーステアリングの作動油量が不足
する時に、スイッチポンプの作動油の全量または一部を
ステアバルブに送るので、軽快なステアリングが可能と
なり、またステアリングの非操作時にスイッチポンプの
作動油をメインバルブに送るので、高負荷での作業が可
能となる。

【０００７】また請求項２記載の発明は、車両に搭載さ
れたエンジンにより駆動される少なくともメインポンプ
およびステアリング作動用ポンプならびにスイッチポン
プを設け、前記メインポンプからの作動油がメイン油圧
回路を介して供給されて作業用駆動装置を駆動するメイ
ンバルブと、前記ステアリング作動用ポンプの作動油が
供給されてパワーステアリングを駆動するステアバルブ
とを設け、前記ステアリング作動用ポンプの作動油をメ
インバルブに送る支援油圧回路を設け、メインバルブの
非操作時および微操作時に、メインポンプからメイン油
圧回路に吐出される作動油の全量をタンクに戻す低圧用
アンロードバルブを設け、前記低圧用ア ンロードバルブ
とメインバルブの間のメイン油圧回路に、パワーステア
リングを駆動する作動油が不足する場合に、前記スイッ
チポンプからの作動油をデマンド油圧回路を介してステ
アバルブに送るとともにメインポンプの作動油をメイン
ポンプに送り、前記作動油量が十分な場合にメインポン
プおよびスイッチポンプからの作動油をメインポンプに
送るデマンドバルブを設けたものである。

【０００８】上記請求項２記載の構成によれば、メイン
バルブの非操作時および微操作時に低圧用アンロードバ
ルブによりメインポンプからメイン油圧回路に吐出され
る作動油の全量がタンクに戻されるので、メインポンプ
による配管内での圧力損失がなくなり、その分エンジン
の出力ロスがなくなって燃費を向上でき、あるいは損失
分の油圧で動性能を向上させることができる。またデマ
ンドバルブにより、パワーステアリングを駆動する作動
油が不足する場合に、スイッチポンプからの作動油をス
テアバルブに送るので、軽快なステアリングが可能とな
り、また作動油量が十分な場合に、メインポンプとスイ
ッチポンプからの作動油をメインポンプに送るので、高
負荷での作業が可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態） ここで、本発明に係る土工車両の油圧装置の第１の実施
の形態を図１に基づいて説明する。

【００１０】この油圧装置は、車両に搭載されたエンジ
ンにより駆動されるメインポンプ１１と、ステアリング
作動用ポンプの一例であるステアポンプ１２と、パイロ
ットポンプ１３とが具備されている。メインポンプ１１
はメイン油圧回路１４を介してメインバルブ１５に接続
され、このメインバルブ１５により作業装置駆動装置で
ある油圧シリンダ装置１６に油圧を供給し、作業装置が
操作される。またステアポンプ１２は、ステア油圧回路
１７を介してステアバルブ１８に接続され、このステア
バルブ１８により車輪を操向するためのパワーシリンダ
１９が操作される。また、このステアバルブ１８とメイ
ン油圧回路１４との間には、余剰分の油圧を作業装置に
使用するための支援油圧回路であるブランチ油圧回路２
０が接続されている。さらにパイロットポンプ１３は、
メインバルブ１５を操作するための油圧をパイロット油
圧回路２１Ａを介してパイロットバルブ２２に供給し、
操作レバー２２ａによりパイロットバルブ２２が操作さ
れて油圧がパイロット油圧回路２１Ｂからメインバルブ
１５のアクチュエータに送られ操作される。

【００１１】メインポンプ１１の吐出口近傍のメイン油
圧回路１４には、メインバルブ１５の非操作または微操
作時に、メインポンプ１１から吐出される作動油の全量
をタンク２３に戻し、メインバルブ１５の通常動作時に
メインポンプ１１から吐出される作動油の全量をメイン
油圧回路１４を介してメインバルブ１５に送る低圧用ア
ンロードバルブ２４が設けられている。ここでメインバ
ルブ１５の非操作状態および微操作状態を検知する手段
としては、たとえばパイロット油圧回路２１Ｂのバイパ
ス管にシャトルバルブ２５を介在させ、このシャトルバ
ルブ２５から導出される油圧により、油圧導管２６を介
して低圧用アンロードバルブ２４が操作される。

【００１２】上記構成において、土工車両の走行時で作
業装置が使用されない非操作時および作業装置が僅かに
駆動される微操作時には、図１に示すように、シャトル
バルブ２５により低圧用アンロードバルブ２４がＩ位置
に保持され、メインポンプ１１から吐出される作動油の
全量がタンク２３に戻される。この時ステアポンプ１２
からステアバルブ１８に送られた余剰の作動油がメイン
バルブ１５に送られ、この油圧により作動装置の姿勢保
持および微動作が行われる。これにより、作業装置すな
わちメインバルブ１５の非操作時および微操作時に、従
来にあったメインポンプ１１からメインバルブ１５に送
られる作動油の配管抵抗が無くなることで、エンジン出
力のロスをなくして燃費を向上させることができる。あ
るいは損失分の油圧で走行性能やパワーステアリングな
どの動性能を向上させることができる。

【００１３】また、パイロットバルブ２２により作業装
置が通常操作されると、パイロット 油圧回路２１Ｂの油
圧が通常操作の油圧状態になり、シャトルバルブ２５か
ら導出された油圧により低圧用アンロードバルブ２４が
II位置に切り換えられて、メインポンプ１１から吐出さ
れる作動油の全量がメインバルブ１５に送られ、この作
動油とステアポンプ１２からの余剰の作動油（ステアリ
ングが操作されなければ全量）とがメインバルブ１５に
送られて、作業装置駆動用の油圧シリンダ装置１６が高
速で駆動される。

【００１４】（第２の実施の形態） 図２は土工車両の油圧装置の第２の実施の形態を示す。
この第２の実施の形態は第１の実施の形態のメイン油圧
回路１４に高圧用アンロードバルブ３１を設けたもので
ある。なお、以下の実施の形態において、先の実施の形
態と同一の部材には同一の符号を付して説明は省略す
る。

【００１５】すなわち、メイン油圧回路１５の低圧用ア
ンロードバルブ２４とメインバルブ１５の間には高圧用
アンロードバルブ３１が設けられている。この高圧用ア
ンロードバルブ３１は、メイン油圧回路１４の油圧が設
定値以上の高負荷となった時に、メインポンプ１１また
はステアポンプ１２からメイン油圧回路１４に吐出され
る作動油の全量をタンクに戻すものである。ここでメイ
ンポンプ１１には、設定吐出圧が２１０ｋｇ／ｃｍ² の
ギヤポンプが採用され、一方ステアポンプ１２には、設
定吐出圧力が２７０ｋｇ／ｃｍ² のプランジャポンプが
採用されている。したがって、メイン油圧回路１４の高
負荷の時には、油圧シリンダ装置１６にプランジャポン
プの設定圧である最大２７０ｋｇ／ｃｍ² の作動油がス
テアポンプ１２から供給され、低速ではあるが、高負荷
での作業が可能となるものである。

【００１６】上記構成において、土工車両の走行時で作
業装置が使用されない非操作時および作業装置が僅かに
駆動される微操作時には、シャトルバルブ２５により低
圧用アンロードバルブ２４がＩ位置に保持され、メイン
ポンプ１１から吐出される作動油の全量がタンク２３に
戻される。この時ステアポンプ１２からステアバルブ１
８に送られた余剰の作動油がメインバルブ１５に送ら
れ、この油圧により作動装置の姿勢保持および微動作が
行われる。これにより、作業装置すなわちメインバルブ
１５の非操作時および微操作時に、従来にあったメイン
ポンプ１１からメインバルブ１５に送られる作動油の配
管抵抗が無くなることで、エンジン出力のロスをなくし
て燃費を向上させることができる。あるいは損失分の油
圧で走行性能やパワーステアリングなどの動性能を向上
させることができる。

【００１７】また、パイロットバルブ２２により作業装
置が通常操作されると、パイロット油圧回路２１Ｂの油
圧が通常操作の油圧状態となり、シャトルバルブ２５か
ら導出された油圧により低圧用アンロードバルブ２４が
II位置に切り換えられて、メインポンプ１１から吐出さ
れる作動油の全量が高圧用アンロードバルブ３１を介し
てメインバルブ１５に送られ、この作動油とステアポン
プ１２からの余剰の作動油（ステアリングが操作されな
ければ全量）とがメインバルブ１５に送られて、作業装
置駆動用の油圧シリンダ装置１６が高速で駆動される。

【００１８】さらに、作業装置に高負荷が作用され、メ
イン油圧回路１４内の油圧が設定値以上となると、高圧
用アンロードバルブ３１が作動され、メインポンプ１１
から吐出された作動油はアンロードされ、メインバルブ
１５には送られない。このときに、ステアリング操作が
行われることは希であるため（不可能に近いため）、ス
テアポンプ１２の吐出した作動油は、ブランチ油圧回路
２０およびメイン油圧回路１４を通じてメインバルブ１
５に送られる。これにより、油圧シリンダ装置１６には
プランジャポンプの設定圧である最大２７０ｋｇ／ｃｍ
² の作動油の供給が可能となり、低速ではあるが、高負
荷での作業が可能となる。

【００１９】（第３の実施の形態） 図３は土工車両の第３の実施の形態を示す。この第３の
実施の形態は、メインポンプ１１がプランジャポンプに
より構成されるとともに、ステアリング作動用ポンプと
してステアポンプ１２の他に、ステアバルブ１８にスイ
ッチ油圧回路４３を介して接続されたスイッチポンブ４
２が設けられ、ステアポンプ１２とスイッチポンプ４２
がギヤポンプにより構成される。またブランチ油圧回路
２０に高圧用アンロードバルブ４１が設けられている。
これらプランジャポンプおよびギヤポンプの設定吐出圧
力は、第２の実施の形態のものと同じである。

【００２０】ステアバルブ１８には、ステアポンプ１２
から吐出された作動油およびスイッチポンプ４２から吐
出された作動油が送られる。ステアリング操作が行われ
ると、ステアポンプ１２から吐出された作動油がステア
バルブ１８からパワシリンダ１９に送られるが、送られ
る作動油がステアリング操作に必要な作動油の量に足り
ない場合、スイッチポンプ４２から吐出された作動油の
全量または一部がパワシリンダ１９に送られる。スイッ
チポンプ４２から吐出された作動油の余った分はブラン
チ油圧回路２０に送られ、これにより軽快なステアリン
グ操作が可能となる。一方、ステアリング操作が行われ
ないと、ステアポンプ１２から吐出された作動油の全量
はドレーンされ、スイッチポンプ４２から吐出された作
動油の全量がブランチ油圧回路２０に送られる。

【００２１】メインバルブ１５には、作業装置の通常操
作時にメインポンプ３６から吐出された作動油と、スイ
ッチポンプ４２から吐出された作動油がブランチ油圧回
路２０を介して送られる。

【００２２】上記構成において、非操作時および微操作
時と通常操作時は第１，第２の実施の形態と同様に動作
される。次に作業装置の通常操作時において作業装置に
低負荷が作用した場合、メイン油圧回路１４内の圧力が
設定値未満であると、高圧用アンロードバルブ４１が作
動させられることなく、スイッチポンプ４２から吐出さ
れた作動油がブランチ油圧回路２０を通じてメイン油圧
回路１４に送られる。これにより、メインバルブ１５に
は、メインポンプ１１およびスイッチポンプ４２のそれ
ぞれから吐出した作動油の合計量の作動油が送られる。

【００２３】これとは逆に、作業装置に高負荷が作用
し、メイン油圧回路１４内の圧力が設定値以上となる
と、高圧用アンロードバルブ４１が作動され、スイッチ
ポンプ４２の吐出した作動油はアンロードされ、メイン
油圧回路１４には送られない。したがって、設定吐出圧
力が高いプランジャポンプからなるメインポンプ１１の
みから作動油がメインバルブ１５に送られて、低速では
あるが高負荷での作業が可能となる。

【００２４】（第４の実施の形態） 図４は土工車両の油圧装置の第４の実施の形態を示す。
この実施例では、スイッチポンプ４２から吐出される作
動油はデマンド油圧回路５３を介してステア油圧回路１
７に送られており、このデマンド油圧回路５３とメイン
油圧回路１４にまたがって高圧用アンロードバルブ５１
およびデマンドバルブ５２が設けられている。

【００２５】メインポンプ１１およびスイッチポンプ４
２は、いずれもギヤポンプである。一方ステアポンプ１
２はプランジャポンプである。ギヤポンプおよびプラン
ジャポンプの設定吐出圧力は第２の実施の形態のものと
同じである。

【００２６】上記構成において、非操作時および微操作
時は第１，第２の実施の形態と同様に動作される。通常
操作時に作業装置に低負荷が作用され、メイン油圧回路
１４内の圧力が設定値未満であると、高圧側アンロード
バルブ５１が作動させられることなく、メインポンプ１
１およびスイッチポンプ４２の吐出した作動油はデマン
ドバルブ５２に送られる。ステアポンプ１２の吐出した
作動油の全量は、ステアバルブ１８に送られ、さらにメ
インバルブ１５に送られる。このときに、ステアポンプ
１２からの作動油吐出量がステアリング操作を行うため
に不足する場合、デマンドバルブ５２によって、メイン
ポンプ１１の吐出した作動油がメインバルブ１５に送ら
れ、スイッチポンプ４２の吐出した作動油がデマンド油
圧回路５３を介してステア油圧回路１７に送られる。一
方、ステアポンプ１２の作動油吐出量がステアリング操
作を行うために充分な場合、デマンドバルブ５２によっ
てメインポンプ１１およびスイッチポンプ４１のそれぞ
れから吐出した作動油は、いずれもブランチ油圧回路２
０を介してメインバルブ１５に送られる。

【００２７】通常作業時に作業装置に高負荷が作用さ
れ、メイン油圧回路内１４の圧力が設定値以上となる
と、高圧側アンロードバルブ５１が作動され、メインポ
ンプ１１およびスイッチポンプ４１の吐出した作動油は
いずれもアンロードされ、メインバルブ１５には送られ
ない。このときに、ステアバルブ１８にはステアポンプ
１２から作動油が送られるが、ステアリング操作が行わ
れることは希であるため、ステアポンプ１２の吐出した
作動油は、ブランチ油圧回路２０およびメイン油圧回路
１４を通じてメインバルブ１５に送られる。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べたごとく、請求項１記載の発
明によれば、メインバルブの非操作時および微操作時に
低圧用アンロードバルブによりメインポンプからメイン
油圧回路に吐出される作動油の全量がタンクに戻される
ので、メインポンプによる配管内での圧力損失がなくな
ってその分エンジンの出力ロスがなくなり、燃費を向上
でき、あるいは損失分の油圧で動性能を向上させること
ができる。またステアバルブにより、パワーステアリン
グの作動油量が不足する時に、スイッチポンプの作動油
の全量または一部をステアバルブに送るので、軽快なス
テアリングが可能となり、またステアリングの非操作時
にスイッチポンプの作動油をメインバルブに送るので、
高負荷での作業が可能となる。

【００２９】また請求項２記載の発明によれば、メイン
バルブの非操作時および微操作時に低圧用アンロードバ
ルブによりメインポンプからメイン油圧回路に吐出され
る作動油の全量がタンクに戻されるので、メインポンプ
による配管内での圧力損失がなくなり、その分エンジン
の出力ロスがなくなって燃費を向上でき、あるいは損失
分の油圧で動性能を向上させることができる。またデマ
ンドバルブにより、パワーステアリングを駆動する作動
油が不足する場合に、スイッチポンプからの作 動油をス
テアバルブに送るので、軽快なステアリングが可能とな
り、また作動油量が十分な場合に、メインポンプとスイ
ッチポンプからの作動油をメインポンプに送るので、高
負荷での作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る土工車両の油圧装置の第１の実施
の形態を示す構成図である。

【図２】本発明に係る土工車両の油圧装置の第２の実施
の形態を示す構成図である。

【図３】本発明に係る土工車両の油圧装置の第３の実施
の形態を示す構成図である。

【図４】本発明に係る土工車両の油圧装置の第４の実施
の形態を示す構成図である。

【符号の説明】

１１ メインポンプ １２ ステアポンプ １３ パイロットポンプ １４ メイン油圧回路 １５ メインバルブ １６ 油圧シリンダ装置 １７ ステア油圧回路 １８ ステアバルブ １９ パワーシリンダ ２０ ブランチ油圧回路 ２１Ａ，２１Ｂ パイロット油圧回路 ２２ パイロットバルブ ２３ タンク ２４ 低圧用アンロードバルブ ２５ シャトルバルブ ３１，４１，５１ 高圧用アンロードバルブ ４２ スイッチポンプ ５２ デマンドバルブ ５３ デマンド油圧回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/22 E02F 3/43 F15B 11/02 B66F 9/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載されたエンジンにより駆動され
   る少なくともメインポンプおよびステアリング作動用ポ
   ンプならびにスイッチポンプを設け、 前記メインポンプからの作動油がメイン油圧回路を介し
   て供給されて作業用駆動装置を駆動するメインバルブ
   と、前記ステアリング作動用ポンプおよびスイッチポン
   プの作動油が供給されてパワーステアリングを駆動する
   ステアバルブとを設け、 前記ステアリング作動用ポンプの作動油をメインバルブ
   に送る支援油圧回路を設け、 メインバルブの非操作時および微操作時に、メインポン
   プからメイン油圧回路に吐出される作動油の全量をタン
   クに戻す低圧用アンロードバルブを設け、 前記ステアバルブを、パワーステアリングの作動油量が
   不足する時に、スイッチポンプの作動油の全量または一
   部をステアバルブに送り、ステアリングの非操作時に、
   ステアリング作動用ポンプの作動油の全量をドレーン
   し、かつスイッチポンプの作動油の全量を前記支援油圧
   回路を介してメインバルブに送るように構成した ことを
   特徴とする土工車両の油圧装置。
2. 【請求項２】車両に搭載されたエンジンにより駆動され
   る少なくともメインポンプおよびステアリング作動用ポ
   ンプならびにスイッチポンプを設け、 前記メインポンプからの作動油がメイン油圧回路を介し
   て供給されて作業用駆動装置を駆動するメインバルブ
   と、前記ステアリング作動用ポンプの作動油が供給され
   てパワーステアリングを駆動するステアバルブとを設
   け、 前記ステアリング作動用ポンプの作動油をメインバルブ
   に送る支援油圧回路を設け、 メインバルブの非操作時および微操作時に、メインポン
   プからメイン油圧回路 に吐出される作動油の全量をタン
   クに戻す低圧用アンロードバルブを設け、 前記低圧用アンロードバルブとメインバルブの間のメイ
   ン油圧回路に、パワーステアリングを駆動する作動油が
   不足する場合に、前記スイッチポンプからの作動油をデ
   マンド油圧回路を介してステアバルブに送るとともにメ
   インポンプの作動油をメインポンプに送り、前記作動油
   量が十分な場合にメインポンプおよびスイッチポンプか
   らの作動油をメインポンプに送るデマンドバルブを設け
   た ことを特徴とする土工車両の油圧装置。