JP3840381B2 - 自走式破砕機の油圧駆動装置及び自走式破砕機の操作盤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式破砕機の油圧駆動装置に関し、さらに詳しくは、回転歯の間に被破砕物を噛み込ませ被破砕物を噛み切るように細くせん断するせん断式の破砕装置を備えた自走式破砕機の油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、いわゆるリサイクル法の施行（平成３年１０月）といった廃棄物再利用促進の背景の下、自走式破砕機の活躍の場が拡がりつつある。この自走式破砕機は、走行手段により自走可能であるとともに、ホッパで受け入れた被破砕物（コンクリート塊、アスファルト塊、岩石、建設廃材、産業廃棄物等）を破砕装置で破砕し、その破砕物をコンベアで排出するものである。
【０００３】
このとき、破砕装置としてはいくつかの種類が既に提唱されているが、建設廃材、家電品、プラスチック廃材、古タイヤなどを破砕するのに特に好適なものとして、せん断式破砕装置（いわゆるシュレッダを含む２軸せん断機等）が提唱されている。
【０００４】
このせん断式破砕装置では、ほぼ平行に配置された複数の回転軸のそれぞれに回転歯を固定し、それら回転歯の間に被破砕物を噛み込ませ、これによって被破砕物を噛み切るように細くせん断する。このため、例えば石油のポリタンクのように角部が丸みを帯びた形状でなかなか回転歯中に噛み込みにくいようなものを破砕するときには、確実な噛み込み促進を図るために回転歯の回転速度はなるべく遅いほうが好ましい。また、被破砕物の材質が布、プラスチック等比較的軽いものである場合には、回転歯の回転速度が速いと破砕片の飛散が生じやすいという憾みがあり、この場合も回転歯の回転速度は遅いほうが好ましい。逆に、例えば冷蔵庫・洗濯機等の家電品のように比較的鋭い角部があり回転歯中に噛み込みやすく、また金属製等材質が重く飛散しにくいものの場合には、破砕効率の点からは回転歯の回転速度は速い方が好ましい。
【０００５】
ここで、上記のようにせん断式の破砕装置でなく、複数個の衝撃刃を設けたロータを回転させこの衝撃刃からの打撃及び容器内壁に設けた反発板との衝突を用いて被破砕物を衝撃的に破砕するいわゆるインパクトクラッシャや、スイングジョーを固定ジョーに対して揺動運動させそれらの間で被破砕物を挟み付けるようにして破砕を行うジョークラッシャを対象とするものであるが、被破砕物の材質・種類等に応じ操作者が回転歯の回転速度を適宜設定可能とするものとして、従来、例えば特開平８−２５７４２５号公報に記載のものがある。この従来技術は、油圧源からの圧油により破砕装置を駆動する破砕装置用油圧モータを備えた自走式破砕機の油圧駆動装置において、前記破砕装置用油圧モータの回転数を設定する回転速度設定器と、前記油圧ポンプから前記破砕装置用油圧モータへ供給される圧油を制御する電磁比例弁からなる破砕装置用コントロールバルブと、前記の回転速度設定器での設定に応じ前記破砕装置用コントロールバルブの開度を制御する指令値を出力する制御器とを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、操作者が回転速度設定器において所定の破砕装置用油圧モータの回転速度（例えば高速、中速、低速の３段階のうちの１つ）を選択すると、この信号が制御器に入力され、制御器は、上記選択に対応した流量の圧油（例えば高速では大流量、中速では中流量、低速では小流量）を破砕装置用油圧モータへ供給するように破砕装置用コントロールバルブの開度を制御し、これによって上記選択に応じた速度で破砕装置用油圧モータを回転させるものである。
【０００７】
そこで、前述したせん断式の破砕装置における被破砕物の種類・形状等に応じたモータ回転速度の適正化という観点から、上記従来技術をせん断方式の破砕装置を備えた自走式破砕機の油圧駆動装置に適用することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、この場合、以下のような課題がある。
【０００９】
すなわち、上記従来技術では、油圧源からの圧油の流量を破砕装置用コントロールバルブの開度の大小のみによって制御するようになっているため、破砕装置用油圧モータの低速回転時には破砕装置用コントロールバルブの開度を強制的に小さく絞ることにより破砕装置用油圧モータへの供給流量を小さくしている。したがって、この場合にはコントロールバルブにおいて絞りによる大きな圧力損失が生じるため、エネルギ損失が大きくなり、エネルギ効率が低下する。また、通常、油圧源としてはエンジン駆動の油圧ポンプを用いるが、上記の大きなエネルギ損失の分、油圧ポンプの駆動のために不必要に大きな馬力が必要となり、この意味でもエネルギ効率が低下する。
【００１０】
本発明は、上記の事柄に基づいてなされたものであり、その目的は、エネルギ効率の低下を防止しつつ、操作者による破砕装置用油圧モータの回転速度設定を行える自走式破砕機の油圧駆動装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプから吐出される圧油によりせん断式破砕装置を駆動する可変容量型の破砕装置用油圧モータを備えた自走式破砕機の油圧駆動装置において、前記破砕装置用油圧モータの回転数を設定する設定手段と、この設定手段の設定に応じて、前記油圧ポンプの容量と前記破砕装置用油圧モータの容量とを互いに関連づけて制御するモータ・ポンプ容量制御手段とを有し、前記設定手段は、高回転数モード、中回転数モード、低回転数モードの３つのモードを備えており、前記モータ・ポンプ容量制御手段は、前記設定手段で前記高回転数モードが設定されたときは、前記油圧ポンプの容量を大きくかつ前記破砕装置用油圧モータの容量を小さくし、前記設定手段で前記中回転数モードが設定されたときは、前記油圧ポンプの容量を大きくかつ前記破砕装置用油圧モータの容量を大きくし、前記設定手段で前記低回転数モードが設定されたときは、前記油圧ポンプの容量を小さくかつ前記破砕装置用油圧モータの容量を大きくするものとする。
【００１６】
本発明においては、モータ・ポンプ容量制御手段によって、例えば前記破砕装置用油圧モータの回転数を設定する設定手段の設定に応じて、油圧ポンプの容量と破砕装置用油圧モータの容量とを互いに関連づけて制御する。これにより、例えば、設定手段で高回転数モードが設定されたときは、破砕装置用油圧モータの容量を小さくし同一圧油流量に対する油圧モータの回転動作を増速するとともに併せて油圧ポンプの容量を大きくすることで破砕装置用油圧モータへの供給流量を大きくし、これによって破砕装置用油圧モータの回転数を大きくすることができる。また、設定手段で低回転数モードが設定されたときは、破砕装置用油圧モータの容量を大きくすることで同一圧油流量に対する油圧モータの回転動作を減速するとともに油圧ポンプの容量を小さくすることで破砕装置用油圧モータへの供給流量を小さくし、これによって破砕装置用油圧モータの回転数を小さくすることができる。更に、設定手段で中回転数モードが設定されたときは、破砕装置用油圧モータの容量を大きくすることで同一圧油流量に対する油圧モータの回転動作を減速するとともに油圧ポンプの容量を大きくすることで破砕装置用油圧モータへの供給流量を多くし、これによって破砕装置用油圧モータの回転数を高回転数モードと低回転数モードとの中間の速度にすることができる。このようにして、通常油圧ポンプから破砕装置用油圧モータへの圧油を制御するために設けられる破砕装置用コントロールバルブの開度に関係なく、破砕装置用油圧モータの回転速度を制御することができるので、上記破砕装置用コントロールバルブの開度のみによって破砕装置用油圧モータの回転速度制御を行う従来構造のように、絞りによる大きな圧力損失が発生するのを防止でき、エネルギ効率の低下を防止できる。
【００１８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記油圧ポンプから前記破砕装置用油圧モータへ供給される圧油を制御する破砕装置用コントロールバルブを備える。
【００１９】
（３）上記（１）において、また好ましくは、前記モータ容量制御手段又はモータ・ポンプ容量制御手段は、前記破砕装置用油圧モータの傾転角を調整する油圧駆動のモータ用レギュレータと、このモータ用レギュレータを駆動するパイロット圧を制御するモータ用パイロット圧制御手段とを備える。
【００２０】
（４）上記（１）において、また好ましくは、前記ポンプ容量制御手段又はモータ・ポンプ容量制御手段は、前記油圧ポンプの傾転角を調整する油圧駆動のポンプ用レギュレータと、このポンプ用レギュレータを駆動するパイロット圧を制御するポンプ用パイロット圧制御手段とを備える。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の適用対象である自走式破砕機の全体構造を表す側面図であり、図２は、図１に示した自走式破砕機の上面図である。
【００２８】
これら図１及び図２において、自走式破砕機は、例えば油圧ショベルのバケット等の作業具により被破砕物（例えば、建設廃材、家電品、プラスチック廃材、古タイヤ等）が投入され、その被破砕物を受け入れるホッパ１、及びホッパ１に受け入れた被破砕物をせん断し所定の大きさに破砕し下方へ排出するせん断式の破砕装置（この例では２軸シュレッダ）２を搭載した破砕機本体３と、この破砕機本体３の下方に設けられた走行体４と、前記の破砕装置２で破砕され下方へ排出された破砕物を受け入れて自走式破砕機の後方側（図１及び図２中右側）に運搬し搬出するコンベア５と、このコンベア５の上方に設けられコンベア５上を搬送中の破砕物に含まれる磁性物（鉄筋等）を磁気的に吸引除去する磁選機６とを有する。
【００２９】
前記の走行体４は、本体フレーム７と、走行手段としての左・右無限軌道履帯８とを備えている。本体フレーム７は、例えば略長方形の枠体によって形成され、前記破砕装置２、前記ホッパ１、及びパワーユニット２０（後述）等を載置する破砕機取付け部７Ａと、この破砕機取付け部７Ａと前記の左・右無限軌道履帯８とを接続するトラックフレーム部７Ｂとから構成される。また無限軌道履帯８は、駆動輪９ａと従動輪（アイドラ）９ｂとの間に掛け渡されており、駆動輪９ａ側に設けられた左・右走行用油圧モータ１０によって駆動力が与えられることにより自走式破砕機を走行させるようになっている。
【００３０】
前記の破砕装置２は、図１及び図２に示すように、本体フレーム破砕機取付け部７Ａの長手方向前方側（図１及び図２中左側）端部に搭載されており、前記ホッパ１は、破砕装置２のさらに上部に配置されている。
【００３１】
この破砕装置２は、２軸せん断機（いわゆるシュレッダ）であり、スペーサ２ａを介しカッタ（回転歯）２ｂを櫛歯状に所定間隔で取り付けた２つの回転軸（図示せず）を、互いに略平行でかつカッタ２ｂが交互に噛み合うように配置している。そして、それら回転軸を互いに逆方向へ回転させることにより、ホッパ１より供給された被破砕物をカッタ２ｂ，２ｂの間に噛み込ませて細片状に噛み切るようにせん断し、所定の大きさに破砕するようになっている。このとき、前記回転軸への駆動力は、本体フレーム破砕機取付け部７Ａ上の破砕装置２より後方側（すなわち本体フレーム破砕機取付け部７Ａの長手方向中間部）に設けた駆動装置１１内の可変容量型の破砕装置用油圧モータ１２から与えられる。
【００３２】
前記のコンベア５は、フレーム１３に支持されコンベア用油圧モータ１４で駆動される駆動輪１５と、従動輪（アイドラ、図示せず）と、これら駆動輪１５及び従動輪の間に巻回して設けられたコンベアベルト１６とを備えており、コンベアベルト１６を循環駆動することによって前記破砕装置２からコンベアベルト１６上に落下してきた破砕物を運搬し、搬送側（図１及び図２中右側）端部から排出するようになっている。
【００３３】
前記の磁選機６は、前記のコンベアベルト１６の上方にこのコンベアベルト１６と略直交するように配置された磁選機ベルト１７を、磁選機用油圧モータ１８によって磁力発生手段（図示せず）まわりに駆動することにより、磁力発生手段からの磁力を磁選機ベルト１７越しに作用させて磁性物を磁選機ベルト１７に吸着させた後コンベアベルト１６と略直交する方向に搬送し、コンベア５の前記フレーム１３に設けたシュート１３ａを介しコンベアベルト１６の側方に落下させるようになっている。
【００３４】
前記の本体フレーム破砕機取付け部７Ａの長手方向後方側（図１、図２中右側）端部の上部には、パワーユニット積載部材１９を介し、パワーユニット２０が搭載されている。
【００３５】
このパワーユニット２０は、前記の左・右走行用油圧モータ１０、クラッシャ用油圧モータ１２、コンベア用油圧モータ１４、及び磁選機用油圧モータ１８等の油圧アクチュエータへ圧油を吐出する油圧ポンプ２２（図示せず、後述の図３参照）と、この油圧ポンプを駆動する原動機としてのエンジン２３（同）と、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数のコントロールバルブ２４等（同）を備えた制御弁装置（図示せず）などを内蔵している。
【００３６】
また、パワーユニット２０の前方側（図１及び図２中左側）には、操作者が搭乗する運転席２１が設けられており、操作者がこの運転席２１に立つことにより、破砕作業中において破砕装置２による破砕状況をある程度監視することができるようになっている。
【００３７】
ここで、上記破砕装置２、コンベア５、磁選機６、及び走行体４は、この自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置によって駆動される被駆動部材を構成している。図３は、本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の一実施の形態のうち、前記破砕装置用油圧モータ１２に係わる要部構成を表す油圧回路図である。
【００３８】
この図３において、油圧駆動装置は、上記エンジン２３と、このエンジン２３によって駆動される可変容量型の上記油圧ポンプ２２と、同様にエンジン２３によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ２９と、油圧ポンプ２２から吐出される圧油が供給される前記破砕装置用油圧モータ１２と、油圧ポンプ２２から前記破砕装置用油圧モータ１２に供給される圧油の流れ（方向及び流量）を制御する破砕装置用コントロールバルブ２４と、破砕機本体３（例えば前記の運転席１６内）に設けられ、破砕装置２、コンベア５、及び磁選機６等の始動・停止を操作者が指示入力して操作するための操作盤２５と、パイロットポンプ２９で発生したパイロット圧に基づく制御圧力（詳細は後述）が導かれ、油圧ポンプ２２の吐出流量（ポンプ容量）を調整するレギュレータ３７，３８とを有している。
【００３９】
破砕装置用油圧モータ１２は、前述のように破砕装置２動作用の駆動力を発生するものであり、斜板１２ａの傾転角が変化することにより容量（１回転当たりの必要流量）が変化可能な可変容量型のモータとなっている。この斜板１２ａの傾転角は、油圧駆動のシリンダ装置２６によって駆動調整される。すなわち、シリンダ装置２６は、斜板１２ａに連結されたロッド部２６ａと、ロッド部２６ａを図３中右側方向に付勢するばね部材２６ｂと、ボトム側油室２６ｃとを備えており、後述の容量調整用パイロットライン４１を介しボトム側油室２６ｃに圧油が導入されるとばね部材２６ｂの付勢力に抗して斜板１２ａの傾転角を小さく（すなわちモータ容量を小さく）し、ボトム側油室２６ｃに圧油が導入されなくなるとばね部材２６ｂの付勢力によって斜板１２ａの傾転角を大きく（すなわちモータ容量を大きく）するようになっている。
【００４０】
このとき、上記容量調整用パイロットライン４１には、前記パイロットポンプ２９で発生された圧力を用いて電磁切換弁４０で生成されたパイロット圧により操作される。この電磁切換弁４０は、ソレノイド駆動部４０ａを備えた電磁切換弁である。ソレノイド駆動部４０ａには、コントローラ３２からの制御信号（駆動信号）Ｓmで駆動されるソレノイドがそれぞれ設けられており、電磁切換弁４０はその制御信号Ｓmの入力に応じて切り換えられるようになっている。すなわち、コントローラ３２から電磁切換弁４０のソレノイド駆動部４０ａに制御信号Ｓmが出力されると、電磁切換弁４０が図３中右側の連通位置４０Ａに切り換えられる。これにより、パイロットポンプ２９からの圧油がその吐出管路３３及び連通位置４０Ａを経て電磁切換弁４０下流側の上記容量調整用パイロットライン４１へと導かれ、これらを介し、傾転制御用パイロット圧としてシリンダ装置２６のボトム側油室２６ｃへと導かれる。コントローラ３２から電磁切換弁４０の駆動部４０ａへ制御信号Ｓmが出力されない場合は、電磁切換弁４０はばね４０ｂの付勢力で図３に示す遮断位置４０Ｂに復帰し、容量調整用パイロットライン４１内の圧力はタンク管路３９を介しタンク３６の圧力（タンク圧）と等しくなるようになっている。
【００４１】
以上の結果、コントローラ３２から制御信号Ｓmが出力された場合には、破砕装置用油圧モータ１２の斜板１２ａの傾転角が減少して油圧モータ１２の容量が減少し、コントローラ３２から制御信号Ｓmが出力ない場合には、破砕装置用油圧モータ１２の斜板１２ａの傾転角が増大して油圧モータ１２の容量が増大するようになっている。
【００４２】
図４は、上記のような傾転角制御の結果実現される、破砕装置用油圧モータ１２の出力トルク特性の一例を表したものである。横軸に油圧ポンプ２２のポンプ吐出圧Ｐをとり、縦軸には破砕装置用油圧モータ１２の出力トルクＴをとり、上述の傾転角が小さくなった場合と、大きくなった場合とを比較して示している。
【００４３】
この図４において、破砕装置用油圧モータ１２の出力トルクＴは供給圧油の圧力（この場合、ポンプ吐出圧Ｐに等しい）とモータ容量との積で表されることから、モータ傾転角が大、小いずれの場合も右上がり直線で表される特性となる。そして、モータ傾転角が大きい場合のほうが、モータ傾転かくが小さい場合よりも傾きの大きい直線となり、同一の吐出圧Ｐではより大きい出力トルクＴを得ることができる。
【００４４】
図３に戻り、破砕装置用コントロールバルブ２４は３位置切換弁であり、油圧ポンプ２２の吐出管路２７に設けられて油圧ポンプ２２から破砕装置用油圧モータ１２へ供給される圧油を制御するようになっている。このとき、破砕装置用コントロールバルブ２４の下流側には、破砕装置用油圧モータ１２を正転駆動させるときに圧油を供給するための正転側圧油供給管路２８ａと、破砕装置用油圧モータ１２を逆転駆動させるときに圧油を供給するための逆転側圧油供給管路２８ｂとが接続され、それぞれ正転駆動時及び逆転駆動時に油圧ポンプ２２からの圧油を破砕装置用油圧モータ１２へと導くようになっている。
【００４５】
このコントロールバルブ２４は、両端にパイロット駆動部２４ａ，２４ｂを備え、パイロット圧を用いて操作されるセンターバイパス型のパイロット操作弁であり、前記パイロットポンプ２９で発生された圧力を用いて電磁切換弁３０，３１で生成されたパイロット圧により操作される。これら電磁切換弁３０，３１は、それぞれソレノイド駆動部３０ａ，３１ａを備えた電磁切換弁である。ソレノイド駆動部３０ａ，３１ａには、コントローラ３２からの制御信号Ｓa（破砕装置用油圧モータ１２の正転方向への駆動に対応），Ｓb（破砕装置用油圧モータ１２の逆転方向への駆動に対応）で駆動されるソレノイドがそれぞれ設けられており、電磁切換弁３０，３１はそれら正転制御信号Ｓa又は逆転制御信号Ｓbの入力に応じて切り換えられるようになっている。
【００４６】
すなわち、コントローラ３２から電磁切換弁３０のソレノイド駆動部３０ａに正転制御信号Ｓaが出力されると、電磁切換弁３０が図３中右側の連通位置３０Ａに切り換えられる。これにより、パイロットポンプ２９からの圧油がその吐出管路３３及び連通位置３０Ａを経て電磁切換弁３０下流側の正転用パイロットライン３４ａへと導かれ、これらを介し、正転用パイロット圧としてコントロールバルブ２４のパイロット駆動部２４ａへと導かれる。コントローラ３２から電磁切換弁３０の駆動部３０ａへ制御信号Ｓaが出力されない場合は、電磁切換弁３０はばね３０ｂの付勢力で図３に示す遮断位置３０Ｂに復帰し、正転用パイロットライン３４ａ内の圧力はタンク管路３９を介しタンク３６の圧力（タンク圧）と等しくなるようになっている。
【００４７】
また、コントローラ３２から電磁切換弁３１のソレノイド駆動部３１ａに逆転制御信号Ｓbが出力されると、電磁切換弁３１が図３中右側の連通位置３１Ａに切り換えられる。これにより、上記同様、パイロットポンプ２９からの圧油が電磁切換弁３１下流側の逆転用パイロットライン３４ｂへと導かれ、逆転用パイロット圧としてコントロールバルブ２４のパイロット駆動部２４ｂへと導かれる。コントローラ３２から電磁切換弁３１の駆動部３１ａへ制御信号Ｓbが出力されない場合は、電磁切換弁３１はばね３１ｂの付勢力で図３に示す遮断位置３１Ｂに復帰し、逆転用パイロットライン３４ｂ内の圧力はタンク管路３９を介しタンク３６の圧力（タンク圧）と等しくなるようになっている。
【００４８】
以上により、コントローラ３２から正転制御信号Ｓaが出力され逆転制御信号Ｓbが出力されない場合には、コントロールバルブ２４は図３中上側の切換位置２４Ａに切り換えられ、油圧ポンプ２２からの圧油が吐出管路２７、コントロールバルブ切換位置２４Ａ、及び正転側圧油供給管路２８ａを介して破砕装置用油圧モータ１２に供給され、破砕装置用油圧モータ１２が正転方向（順方向）に駆動される。このときの戻り油は、逆転側圧油供給管路２８ｂからコントロールバルブ切換位置２４Ａ、タンク管路３５を介しタンク３６へ導入される。
【００４９】
また、コントローラ３２から逆転制御信号Ｓbが出力され正転制御信号Ｓaが出力されない場合には、コントロールバルブ２４は図３中下側の切換位置２４Ｂに切り換えられ、油圧ポンプ２２からの圧油が吐出管路２７、コントロールバルブ切換位置２４Ｂ、及び逆転側圧油供給管路２８ｂを介して破砕装置用油圧モータ１２に供給され、破砕装置用油圧モータ１２が逆転方向（逆方向）に駆動される。このときの戻り油は、正転側圧油供給管路２８ａからコントロールバルブ切換位置２４Ｂ、タンク管路３５を介しタンク３６へ導入される。
【００５０】
さらに、コントローラ３２から電磁切換弁３０，３１の駆動部３０ａ，３１ａへの制御信号Ｓa，Ｓbがいずれも出力されない場合は、コントロールバルブ２４がばね２４ｃ，２４ｄの付勢力で図３中に示す中立位置２４Ｃに復帰し、油圧ポンプ２２の吐出油はタンク管路３５を介しタンク３６へ戻る。すなわち、正転側圧油供給管路２８ａ及び逆転側圧油供給管路２８ｂのいずれにも圧油は供給されなくなるため、破砕装置用油圧モータ１２は停止する。
【００５１】
前記のレギュレータ３７，３８は、入力トルク制限制御用のレギュレータ３７と、モータ回転数制御用のレギュレータ３８とから構成されている。
【００５２】
これらレギュレータ３７，３８は、それぞれピストン３７Ａ，３８Ａを備えており、ピストン３７Ａ，３８Ａが図３中右方に移動すると、油圧ポンプ２２の吐出流量が減少するように油圧ポンプ２２の斜板２２ａの傾転角（すなわちポンプ容量又は押しのけ容積）を変え、ピストン３７Ａ，３８Ａが図３中左方に移動すると、油圧ポンプ２２の容量（１回転当たりの吐出流量）が増大するように斜板２２ａの傾転角を変えるようになっている。
【００５３】
入力トルク制限制御用のレギュレータ３７のボトム側油室３７ａには、油圧ポンプ２２の吐出管路２７から分岐したパイロット管路４２が接続され、これによってボトム側油室３７ａに油圧ポンプ２２の吐出圧Ｐが導かれるようになっている。これにより、油圧ポンプ２２吐出圧Ｐが高いときはピストン３７Ａが図３中右方に移動して油圧ポンプ２２の吐出流量を減少させ、吐出圧Ｐが低いときはピストン３７Ａが図３中左方に移動して吐出流量を増大させるように動作する。この結果、吐出圧Ｐが上昇するに従って吐出流量の最大値が小さく制限され、油圧ポンプ２２の入力馬力（入力トルク）がエンジン２３の出力馬力（出力トルク）以下になるように油圧ポンプ２２の斜板２２ａの傾転角が制御されるようになっている（公知の入力トルク制限制御又は馬力制御）。
【００５４】
一方、モータ回転数制御用のレギュレータ３８のボトム側油室３８ａには、前記パイロットポンプ２９で発生された圧力を用いて電磁切換弁４３で生成されたパイロット圧（制御圧力）がポンプ容量調整用パイロットライン４４により導入され、ピストン３８Ａがこのパイロット圧により駆動される。すなわち、前記の電磁切換弁４３は、ソレノイド駆動部４３ａを備えた電磁切換弁であり、ソレノイド駆動部４３ａには、コントローラ３２からの制御信号Ｓrで駆動されるソレノイドが設けられ、電磁切換弁４３はその制御信号Ｓrの入力に応じて切り換えられるようになっている。コントローラ３２から電磁切換弁４３のソレノイド駆動部４３ａに制御信号Ｓrが出力されると、電磁切換弁４３が図３中右側の連通位置４３Ａに切り換えられる。これにより、パイロットポンプ２９からの圧油がその吐出管路３３及び連通位置４３Ａを経て電磁切換弁４３下流側のポンプ容量調整用パイロットライン４３へと導かれ、これらを介し、ポンプ傾転制御用パイロット圧としてレギュレータ３８のボトム側油室３８ａへと導かれる。コントローラ３２から電磁切換弁４３の駆動部４３ａへ制御信号Ｓrが出力されない場合は、電磁切換弁４３はばね４３ｂの付勢力で図３に示す遮断位置４３Ｂに復帰し、ポンプ容量調整用パイロットライン４３内の圧力はタンク管路３９を介しタンク３６の圧力（タンク圧）と等しくなるようになっている。
【００５５】
以上の結果、コントローラ３２から制御信号Ｓrが出力された場合には、油圧ポンプ２２の斜板２２ａの傾転角が減少して油圧ポンプ２２のポンプ容量（吐出容量）が減少し、コントローラ３２から制御信号Ｓrが出力ない場合には、油圧ポンプ２２の斜板２２ａの傾転角が増大して油圧ポンプ２２のポンプ容量が増大するようになっている。
【００５６】
なお、油圧ポンプ２２及びパイロットポンプ２９の前記吐出管路２７，３３から分岐した管路４５，４６には、リリーフ弁４７，４８がそれぞれ設けられており、油圧ポンプ２２及びパイロットポンプ２９の吐出圧の最大値をそれぞれ制限するリリーフ圧の値を、それぞれに備えられたばね４７ａ，４８ａの付勢力で設定するようになっている。
【００５７】
また、この油圧駆動装置には、特に図示を行わないが、前記コンベア用油圧モータ１４、磁選機用油圧モータ１８、及び左・右走行用油圧モータ１０へ前記油圧ポンプ２２（あるいは図示しないもう他の油圧ポンプでもよい）からそれら油圧モータ１４，１８，１０への圧油の流れ（方向及び流量）を制御するコンベア用コントロールバルブ、磁選機用コントロールバルブ、及び左・右走行用コントロールバルブ（図示せず）が備えられている。
【００５８】
コンベア用コントロールバルブ及び磁選機用コントロールバルブはそれぞれ電磁切換弁であり、コントローラ３２からそれら電磁切換弁に制御信号を出力することにより、それらが連通位置に切り換えられて油圧ポンプ２２からそれらコンベア用油圧モータ１４及び磁選機用油圧モータ１８へ圧油が供給されて駆動され、コンベア５及び磁選機６が動作するようになっている。
【００５９】
左・右走行用コントロールバルブは、前記の運転席２１に設けられた操作レバー４９によって手動切換可能な切換弁であり、その操作レバー４９の操作に応動して前記油圧ポンプ２２（あるいは他の油圧ポンプ）から左・右走行用油圧モータ１０への圧油の流れを制御し、これによって左・右無限軌道履帯８を駆動し走行体４を走行させるようになっている。
【００６０】
なお、詳細な説明は省略するが、この油圧駆動装置では、公知のインターロック機構によって破砕用油圧モータ１２への圧油供給と左・右走行用油圧モータ１０への圧油供給とが同時には行えないようになっており、これによって、破砕装置２による破砕動作と走行体４の走行動作とが同時に行えないようになっている（後述の動作切替ダイヤル２５ｉ参照）。
【００６１】
図５は、操作盤２５の詳細構造を表す正面図である。この図５において、操作盤２５には、破砕装置２を正転方向に起動させるための正転起動スイッチ２５ａと、破砕装置２を停止させるための停止スイッチ２５ｂと、破砕装置２を逆転方向に起動させるための逆転起動スイッチ２５ｃと、コンベア５を起動するための起動スイッチ２５ｄと、コンベア５を停止させるための停止スイッチ２５ｅと、磁選機６を起動するための起動スイッチ２５ｆと、磁選機６を停止させるための停止スイッチ２５ｇと、破砕装置２の回転数（回転速度）を低速モード、中速モード、高速モードの３つから選択するシュレッダモードダイヤル２５ｈと、前述のインターロック機構の動作に関し、破砕装置２による破砕動作を可能とする破砕モードと走行体４の走行動作を可能とする走行モードのいずれか一方を選択する動作切替ダイヤル２５ｉとが備えられている。
【００６２】
操作者が上記操作盤２５の各スイッチ２５ａ〜ｇ及びダイヤル２５ｈ，ｉの操作を行うと、その操作信号が前記のコントローラ３２に入力される。コントローラ３２は、それら操作信号に基づき、前述した電磁切換弁３０，３１，４１，４３等へ前述の制御信号Ｓa，Ｓb，Ｓm，Ｓr等を生成し、出力するようになっている。
【００６３】
ここで、本実施の形態の要部は、操作者による上記操作盤２５のシュレッダモードダイヤル２５ｈの選択入力に応じて、油圧ポンプ２２及び破砕装置用油圧モータ１２の傾転角を制御することにある。図６は、この機能に関するコントローラ３２の制御内容を表すフローチャートである。
【００６４】
図６において、まずステップ１０で、シュレッダモードダイヤル２５ｈで低速モード、中速モード、高速モードのいずれが選択されたかを判定する。
【００６５】
高速モードが選択されている場合は、ステップ２０Ａに移り、電磁切換弁４０のソレノイド駆動部４０ａへの制御信号ＳmをＯＮにする（出力する）ことにより、シリンダ装置２６のロッド部２６ａを介して破砕装置用油圧モータ１２の傾転角（容量）を小さくする。その後、ステップ３０Ａに移り、電磁切換弁４３のソレノイド駆動部４３ａへの制御信号ＳrをＯＦＦにする（出力しない状態とする）ことにより、モータ回転数制御用のレギュレータ３８のピストン３８ａを介して油圧ポンプ２２の傾転角（容量）を大きくし、このフローを終了する。
【００６６】
また、ステップ１０で低速モードが選択されている場合は、ステップ２０Ｂに移り、電磁切換弁４０への制御信号ＳmをＯＦＦにする（出力しない状態とする）ことにより、破砕装置用油圧モータ１２の傾転角（容量）を大きくする。その後、ステップ３０Ｂに移り、電磁切換弁４３への制御信号ＳrをＯＮにする（出力する）ことにより、油圧ポンプ２２の傾転角（容量）を小さくし、このフローを終了する。
【００６７】
さらに、ステップ１０で中速モードが選択されている場合は、ステップ２０Ｃに移り、電磁切換弁４０への制御信号ＳmをＯＦＦにして破砕装置用油圧モータ１２の傾転角（容量）を大きくした後、ステップ３０Ｃて、電磁切換弁４３への制御信号ＳrをＯＦＦにすることにより、油圧ポンプ２２の傾転角（容量）を大きくし、このフローを終了する。
【００６８】
なお、上記において、操作盤２５のシュレッダモードダイヤル２５ｈが、特許請求の範囲各項記載の破砕装置用油圧モータの回転数を設定する設定手段を構成するとともに、破砕装置を駆動する可変容量型の破砕装置用油圧モータの容量を操作設定するモータ容量操作手段、破砕装置を駆動する破砕装置用油圧モータへ圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプの容量を操作設定するポンプ容量操作手段、破砕装置を駆動する可変容量型の破砕装置用油圧モータの容量及び破砕装置用油圧モータへ圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプの容量を操作設定するモータ・ポンプ容量操作手段をも構成する。
【００６９】
また、コントローラ３２、電磁切換弁４０、容量調整用パイロットライン４１、及びシリンダ装置２６が、設定手段の設定に応じて前記破砕装置用油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手段を構成し、コントローラ３２、電磁切換弁４３、ポンプ容量調整用パイロットライン４４、及びモータ回転数制御用のレギュレータ３８が、設定手段の設定に応じて前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御手段を構成する。さらに、コントローラ３２、電磁切換弁４０、容量調整用パイロットライン４１、シリンダ装置２６、電磁切換弁４３、ポンプ容量調整用パイロットライン４４、及びモータ回転数制御用のレギュレータ３８は、設定手段の設定に応じて、前記油圧ポンプの容量と前記破砕装置用油圧モータの容量とを互いに関連づけて制御するモータ・ポンプ容量制御手段をも構成する。
【００７０】
またこのとき、上記のうち、シリンダ装置２６は、破砕装置用油圧モータの傾転角を調整する油圧駆動のモータ用レギュレータを構成し、コントローラ３２、電磁切換弁４０、及び容量調整用パイロットライン４１は、モータ用レギュレータを駆動するパイロット圧を制御するモータ用パイロット圧制御手段を構成する。またモータ回転数制御用のレギュレータ３８は、油圧ポンプの傾転角を調整する油圧駆動のポンプ用レギュレータを構成し、コントローラ３２、電磁切換弁４３、及びポンプ容量調整用パイロットライン４４は、ポンプ用レギュレータを駆動するパイロット圧を制御するポンプ用パイロット圧制御手段を構成する。
【００７１】
次に、本実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
【００７２】
上記構成の自走式破砕機において、破砕作業時には、操作者は、操作盤２５の動作切替ダイヤル２５ｉで「破砕」を選択して走行動作を不可能にした後、磁選機起動スイッチ２５ｆ及びコンベア起動スイッチ２５ｄを押す。これにより、磁選機用油圧モータ１８及びコンベア用油圧モータ１４が駆動される。またこのとき、シュレッダモードダイヤル２５ｈで「低速」「中速」「高速」のいずれかを選択した後シュレッダ正転起動スイッチ２５ａを押す。これにより、破砕装置用油圧モータ１２が正転方向に駆動される。以上により、磁選機６、コンベア５、破砕装置２が順次起動する。
【００７３】
そして、例えば油圧ショベルのバケットでホッパ１に被破砕物を投入すると、ホッパ１で受け入れられた被破砕物は破砕装置２へと導かれ、破砕装置２で所定の大きさに破砕される。破砕された破砕物は、破砕装置２下部の空間からコンベア５上に落下して運搬され、大きさがほぼ揃えられて、最終的に自走式破砕機の後部（図１中右端部）から搬出される。
【００７４】
このとき、図６を用いて前述したように、本実施の形態では、シュレッダモードダイヤル２５ｈで「低速」「中速」「高速」のどれを選択したかに応じて、破砕装置２のカッタ２ｂの回転速度を変化させることができる。以下、この速度モード別にその作用を説明する。
【００７５】
（１）高速モード
シュレッダモードダイヤル２５ｈで「高速」を選択した場合、図６を用いて前述したように、油圧ポンプ２２を大傾転とすることで同一ポンプ回転で大流量の圧油を供給する一方、破砕装置用油圧モータ１２を小傾転とすることで同一流量でのモータ回転を増速する。
【００７６】
このときの破砕装置用油圧モータ１２の出力トルク特性を図７中実線で示す。横軸には破砕装置用油圧モータ１２の回転数Ｎをとり、縦軸には破砕装置用油圧モータ１２の出力トルクＴをとって表している。上記のような制御の結果、高速モードを選択した場合、この図７中実線の特性線に示すように破砕装置用油圧モータ１２をトルクＴの最大値を比較的小さくしつつ高速（大きな回転数Ｎ）で回転させることができる。したがって、比較的破砕し易い破砕物を効率よく破砕することができ、また、高速のため被破砕物の量も多く処理できる。
【００７７】
（２）低速モード
シュレッダモードダイヤル２５ｈで「低速」を選択した場合、図６を用いて前述したように、油圧ポンプ２２を小傾転とすることで小流量の圧油を供給する一方、破砕装置用油圧モータ１２を大傾転とすることで同一流量でのモータ回転を減速する。
【００７８】
このときの破砕装置用油圧モータ１２の出力トルク特性は、図７中の破線で表される。この特性線に示すように、上記のような制御の結果、低速モードを選択した場合には、破砕装置用油圧モータ１２をトルクＴの最大値を比較的大きくしつつ低速（小さな回転数Ｎ）で回転させることができる。したがって、比較的破砕し難い破砕物を効率よく破砕することができる。また、低速のため被破砕物の飛散量も少なくでき、被破砕物の噛込性を向上することができる。
【００７９】
（３）中速モード
シュレッダモードダイヤル２５ｈで「中速」を選択した場合、図６を用いて前述したように、油圧ポンプ２２を大傾転とすることで大流量の圧油を供給しつつ破砕装置用油圧モータ１２も大傾転とすることで同一流量でのモータ回転を減速することができる。
【００８０】
このときの破砕装置用油圧モータ１２の出力トルク特性は、図７中の一点鎖線で表される。この特性線に示すように、上記のような制御の結果、中速モードを選択した場合には、破砕装置用油圧モータ１２を、上記低速モード時とほぼ同等のトルクＴの最大値を確保しつつ、上記高速モードと低速モードとの中間の速度（回転数）で回転させることができる。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、操作者がシュレッダモードダイヤル２５ｈで「低速」「中速」「高速」のどれを選択したかに応じて破砕用油圧モータ１２の傾転角（モータ容量）及び油圧ポンプ２２の傾転角（ポンプ容量）を変化させることにより、破砕装置２のカッタ２ｂの回転速度を任意に変化させることができる。
【００８２】
このとき、油圧ポンプ２２から破砕装置用油圧モータ１２への圧油を制御する破砕装置用コントロールバルブ２４の開度に関係なく、破砕装置用油圧モータ１２の回転速度を制御することができる。これにより、破砕装置用コントロールバルブの開度のみによって破砕装置用油圧モータの回転速度制御を行う従来構造のように、絞りによる大きな圧力損失が発生するのを防止できるので、エネルギ効率の低下を防止できる。
【００８３】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、操作者がシュレッダモードダイヤル２５ｈで「低速」「中速」「高速」のどれを選択したかに応じて、電磁切換弁４０，４３を連通位置４０Ａ，４３Ａと遮断位置４０Ｂ，４３Ｂのいずれか一方に選択的に切り換え、これによって破砕装置用油圧モータ１２及び油圧ポンプ２２の傾転角（容量）を小容量と大容量のいずれか一方に選択的に制御したが、これに限られない。すなわち、それら弁４０，４３に電磁比例弁を用いることにより、コントローラ３２からそれらに対する制御信号Ｓm，Ｓrを多段階あるいは無段階に変化させることで、より細やかに破砕装置用油圧モータ１２及び油圧ポンプ２２の傾転角（容量）を変化させることも可能である。
【００８７】
また、本発明は、図３に示したようなタイプの油圧回路のみに適用が限られるものではなく、例えば、ホイールローダに関し特公平８−９３０８号公報に開示のようないわゆる閉回路タイプの油圧回路にも適用でき、この場合も同様の効果が得られる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ・ポンプ容量制御手段によって、例えば前記破砕装置用油圧モータの回転数を設定する設定手段の設定に応じて、油圧ポンプの容量と破砕装置用油圧モータの容量とを互いに関連づけて制御する。したがって、破砕装置用コントロールバルブの開度に関係なく、破砕装置用油圧モータの回転速度を制御することができる。したがって、絞りによる大きな圧力損失が発生するのを防止でき、エネルギ効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の適用対象である自走式破砕機の全体構造を表す側面図である。
【図２】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の適用対象である自走式破砕機の全体構造を表す上面図である。
【図３】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の一実施の形態のうち、破砕装置用油圧モータに係わる要部構成を表す油圧回路図である。
【図４】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の一実施の形態において、傾転角制御の結果実現される破砕装置用油圧モータの出力トルク特性の一例を表した図である。
【図５】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の一実施の形態に備えられた操作盤の詳細構造を表す正面図である。
【図６】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の一実施の形態に備えられたコントローラの制御内容を表すフローチャートである。
【図７】 本発明の自走式破砕機の油圧駆動装置の一実施の形態において、シュレッダモードダイヤルで「高速」を選択した場合の破砕装置用油圧モータの出力トルク特性を示した図である。
【符号の説明】
２４ 破砕装置用コントロールバルブ
２５ 操作盤
２５ｈ シュレッダモードダイヤル（設定手段、モータ容量操作手段、ポンプ 容量操作手段、モータ・ポンプ容量操作手段）
２６ シリンダ装置（モータ用レギュレータ、モータ容量制御手段、モータ ・ポンプ容量制御手段）
３２ コントローラ（モータ用パイロット圧制御手段、ポンプ用パイロット 圧制御手段、モータ容量制御手段、ポンプ容量制御手段、モータ・ポ ンプ容量制御手段）
３８ レギュレータ（ポンプ用レギュレータ、ポンプ容量制御手段、モータ ・ポンプ容量制御手段）
４０ 電磁切換弁（モータ用パイロット圧制御手段、モータ容量制御手段、 モータ・ポンプ容量制御手段）
４１ 容量調整用パイロットライン（モータ用パイロット圧制御手段、モー タ容量制御手段、モータ・ポンプ容量制御手段）
４３ 電磁切換弁（ポンプ用パイロット圧制御手段、ポンプ容量制御手段、 モータ・ポンプ容量制御手段）
４４ ポンプ容量調整用パイロットライン（ポンプ用パイロット圧制御手段 、ポンプ容量制御手段、モータ・ポンプ容量制御手段）

Claims (4)

1. 少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプから吐出される圧油によりせん断式破砕装置を駆動する可変容量型の破砕装置用油圧モータを備えた自走式破砕機の油圧駆動装置において、
   前記破砕装置用油圧モータの回転数を設定する設定手段と、
   この設定手段の設定に応じて、前記油圧ポンプの容量と前記破砕装置用油圧モータの容量とを互いに関連づけて制御するモータ・ポンプ容量制御手段とを有し、
   前記設定手段は、高回転数モード、中回転数モード、低回転数モードの３つのモードを備えており、
   前記モータ・ポンプ容量制御手段は、前記設定手段で前記高回転数モードが設定されたときは、前記油圧ポンプの容量を大きくかつ前記破砕装置用油圧モータの容量を小さくし、前記設定手段で前記中回転数モードが設定されたときは、前記油圧ポンプの容量を大きくかつ前記破砕装置用油圧モータの容量を大きくし、前記設定手段で前記低回転数モードが設定されたときは、前記油圧ポンプの容量を小さくかつ前記破砕装置用油圧モータの容量を大きくすることを特徴とする自走式破砕機の油圧駆動装置。
2. 請求項１記載の自走式破砕機の油圧駆動装置において、前記油圧ポンプから前記破砕装置用油圧モータへ供給される圧油を制御する破砕装置用コントロールバルブを備えることを特徴とする自走式破砕機の油圧駆動装置。
3. 請求項１記載の自走式破砕機の油圧駆動装置において、前記モータ・ポンプ容量制御手段は、前記破砕装置用油圧モータの傾転角を調整する油圧駆動のモータ用レギュレータと、このモータ用レギュレータを駆動するパイロット圧を制御するモータ用パイロット圧制御手段とを備えることを特徴とする自走式破砕機の油圧駆動装置。
4. 請求項１記載の自走式破砕機の油圧駆動装置において、前記モータ・ポンプ容量制御手段は、前記油圧ポンプの傾転角を調整する油圧駆動のポンプ用レギュレータと、このポンプ用レギュレータを駆動するパイロット圧を制御するポンプ用パイロット圧制御手段とを備えることを特徴とする自走式破砕機の油圧駆動装置。

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