JP3965674B2

JP3965674B2 - 走行車の流体圧回路

Info

Publication number: JP3965674B2
Application number: JP2001338007A
Authority: JP
Inventors: 克臣松波; 昌利冨田
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: JP2003139104A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、左右の駆動輪を夫々駆動する各流体圧モータを流体圧ポンプに対し直列状態に接続する直列接続回路を備えた流体圧駆動の走行車の流体圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走行車の流体圧回路について本発明を説明した図１、図２を用いて説明する。チャージ回路４１、チェック弁４２を除いた部分が従来技術である。図１、図２に走行車として示す転圧機械（ロードローラ）１の流体圧（油圧）回路は流体圧ポンプ２と左右両側の駆動輪１０，１１を夫々駆動可能な左右流体圧モータ１２，１３と回路切換手段１５とから構成されている。走行車１は回路切換手段１５によって、転回作動時には、図２に示すように、左右の流体圧モータ１２，１３が流体圧ポンプ２に対して並列に接続された非デフロック状態に切換えられ、左右の駆動輪１０，１１間で差動回転を行わせて転向を容易としている。また、軟弱地等でどちらか一方の片輪がスリップした場合には、図１に示すように、左右の流体圧モータ１２，１３が流体圧ポンプ２に対して直列に接続されたデフロック状態に切換えられ、左右駆動輪１０，１１の回転数を同一として走行車１の片輪スリップをなくして、スリップ時の脱出を容易にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の走行車において、流体圧ポンプに対して左右の流体圧モータが流体回路的に直列に接続され、流体圧ポンプの一方の流体給排ポートから供給される圧流体が右流体圧モータから左流体圧モータに流れ、左流体圧モータから流体圧ポンプの他方の流体給排ポートに戻るようになっている場合（図１において矢印方向に圧流体が流れる場合）、走行車が右に転回すると内外輪差のために右流体圧モータの回転数に比べて左流体圧モータの回転数が多くなる。そのため、右流体圧モータへの流量に比べ左流体圧モータの流量も多くならなければならないが、左右の流体圧モータが直列接続されているため左流体圧モータへの圧流体の流量は右流体圧モータへの流量と同じであり、左流体圧モータは回転数に対して圧流体の流入流量が不足し、左流体圧モータのピストンがフルストロークできず、ピストン先端のピストンローラがカムリングのカム面から断続的に離れてカムリングを叩く、いわゆるカム飛びが発生する問題があった。このカム飛びが発生すると異音が生じると共に、流体圧モータ内のピストンローラやカムリング等の寿命が短くなる問題があった。
この発明の課題は、走行車の転回時に生じるピストンローラがカムリングから離れてカムリングを叩くカム飛びを防止できる走行車の流体圧回路を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のため本願発明では、左右に駆動輪を備え、左右の駆動輪を夫々駆動する各流体圧モータが流体圧ポンプに接続されており、その流体圧ポンプの一方の流体給排ポートと右流体圧モータの一方の流体ポートとを繋ぐ右主回路と、右流体圧モータの他方の流体ポートと左流体圧モータの一方の流体ポートとを繋ぐ直列接続回路と、左流体圧モータの他方の流体ポートと流体圧ポンプの他方の流体給排ポートとを繋ぐ左主回路とを備えた走行車の流体圧回路において、直列接続回路内の圧力が、一方の流体圧モータの回転数に対してその流体圧モータへの圧流体の流入流量が不足することにより低下すると、圧流体補充ポンプからの補充圧流体をチェック弁を介して直列接続回路へ流す圧流体補充回路を設け、直列接続回路に２位置切換弁を備えた回路切換手段を介在し、２位置切換弁を一方の切換位置としたときに左右流体圧モータを直列接続とする上記直列接続回路が形成され、他方の切換位置としたとき左右流体圧モータを並列接続とする並列接続回路が形成されるように構成し、回路切換手段を第１切換弁と第２切換弁とから構成し、その第１、２切換弁を、非励磁状態ではＡポートとＰポートとが通じＴポートとＢポートは閉じており、励磁状態ではＰポートとＢポートとが通じＴポートとＡポートは閉じる４ポート２位置切換弁とし、流体圧ポンプの一方の流体給排ポートからの右主回路が途中で２回路に分岐し、その一方の回路が右流体圧モータの一方の流体ポートに接続し、他方の回路が第２切換弁のＡポートに接続し、右流体圧モータの他方の流体ポートからの回路が２回路に分岐してその一方の回路が第１切換弁のＰポートに、他方の回路が第２切換弁のＢポートに夫々接続しており、第１切換弁のＡポートが流体圧ポンプの他方の流体給排ポートに接続し、第１切換弁のＢポートからの回路と第２切換弁のＰポートからの回路とが左流体圧モータの一方の流体ポートに接続し、左流体圧モータの他方の流体ポートが流体圧ポンプの他方の流体給排ポートに接続し、第１、第２切換弁の夫々のＴポートがタンクに接続していることを特徴とする（請求項１）。
【０００５】
これによれば、左右流体圧モータが直列に接続された状態で、走行車が転回し内側の駆動輪と外側の駆動輪との間での回転数差により、外側の駆動輪の流体圧モータへの流入流量が回転数に対して少なくなる場合、直列接続回路内の圧力低下により圧流体補充ポンプから補充圧流体が補充され、外輪側の流体圧モータへの流入流量が増加しカム飛びが防止される。
【０００６】
また、本願発明は、好適には、圧流体補充回路は、左右主回路にチャージ油を供給するチャージポンプの出力ポートに連繋されたカム飛び防止用のチャージ回路であり、チャージポンプを圧流体補充ポンプとして、補充圧流体としてのチャージ油を直列接続回路に流すことを特徴とする（請求項２）。
【０００７】
また、本願発明は、圧流体補充回路はステアリング回路から分岐しており、ステアリングポンプを圧流体補充ポンプとして、補充圧流体を直列接続回路に流すことを特徴とする（請求項３）。このように、走行車に設けられているチャージポンプやステアリングポンプを圧流体補充回路の圧流体補充ポンプとして共用すると、流体圧補充ポンプを別に設ける必要がなく好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について図１〜図３に基づいて説明する。走行車として示す転圧機械（ロードローラ）１の走行用の流体圧ポンプ２は、エンジン３の駆動力により両方向流れが可能な可変容量型油圧ポンプ（例えばアキシャル型斜板式の流体圧ポンプ）であり、流体圧ポンプ２の一方の圧流体給排口である圧流体（圧油）の流体給排ポートは吐出側ポート４として、前側の鋼製の転圧輪であるローラ５を駆動する流体圧モータ６の供給ポート７に接続され、流体圧ポンプ２の他方の圧流体給排口である圧流体の流体給排ポートは戻り側ポート８として、流体圧モータ６の排出ポート９に接続されている。また、流体圧ポンプ２には、後側の駆動輪としての左右転圧輪１０，１１を夫々独立して駆動する左右流体圧モータ１２，１３が前記ローラ５を駆動する流体圧モータ６と並列に接続されており、左右流体圧モータ１２，１３間は直列接続回路１４により接続され、直列接続回路１４に回路切換手段１５が介在されている。
【０００９】
回路切換手段１５は、４ポート２位置切換弁である第１切換弁１６と第２切換弁１７とから構成されている。第１、第２切換弁１６，１７は、励磁状態では図１に示すようにＢポートとＰポートとが通じＡポートとＴポートとが閉じており、非励磁状態では図２に示すようにＡポートとＰポートとが通じＢポートとＴポートとが閉じている。
【００１０】
前記左右流体圧モータ１２，１３は周知のラジアルピストンモータ（カムモータ）であり（例えば特開平２０００−２２５９６２号や特開平１０−１４１２０９号等）、その概要を説明すると、図３に示すように、出力軸１８とシリンダブロック１９と複数のピストン２０とカムリング２１とから構成されている。シリンダブロック１９は出力軸１８の外周に同軸に固着されており、出力軸１８に対して放射状となるように半径方向外側に向けて開口する複数のシリンダ孔２２が円周方向に沿って等間隔に形成されており、各シリンダ孔２２には半径方向に摺動自在にピストン２０が挿入されている。各ピストン２０の先端にはピストンローラ（カム）２３が回転自在に設けられている。シリンダブロック１９の外周には流体圧モータ１２，１３のハウジングを兼ねるカムリング２１が設けられており、前記ピストンローラ２３がカムリング２１のカム面２４に当接状態で転動するようになっている。カムリング２１には、円周方向に所定間隔で流体供給通路２５ａと排出通路２５ｂとが形成してあり、カム面２４を下っていく状態のピストンローラ２３に対応したシリンダ孔２２に対しては流体供給通路２５ａが連通し、これによってピストン２０が突出方向に移動されてピストンローラ２３がカム面２４に圧接する反力でシリンダブロック１９が回転されて出力軸１８を回転させ、反対に、カム面２４を上っていく状態のピストンローラ２３に対応したシリンダ孔２２に対しては排出通路２５ｂが連通し、これによってカム面２４によりピストン２０が押し戻されるとき、シリンダ孔２２から圧流体が排出されるようにしてある。
【００１１】
流体圧ポンプ２の吐出側ポート４には、右主回路（右主流路）２６が接続されている。右主回路２６は、途中で２つの回路２７，２８に分岐している。一方の回路２７は右流体圧モータ１３の供給ポート（流体ポート）２９に接続されており、他方の回路２８は第２切換弁１７のＡポートに接続されている。右流体圧モータ１３の排出ポート（流体ポート）３０には回路３１が接続され、回路３１は途中で２回路３２，３３に分岐され、回路３２は第１切換弁１６のＰポートに接続され、回路３３は第２切換弁１７のＢポートに接続されている。第１切換弁１６のＡポートは、回路３４を介して左主回路（左主流路）３５に接続し、左主回路３５によって流体圧ポンプ２の戻り側ポート８に接続されている。第１切換弁１６のＢポートからの回路３６と第２切換弁１７のＰポートからの回路３７とは途中で合流して左流体圧モータ１２の供給ポート（流体ポート）３８に接続されている。左流体圧モータ１２の排出ポート（流体ポート）３９は、左主回路３５により流体圧ポンプ２の戻り側ポート８に接続されている。また、第１切換弁１６と第２切換弁１７のＴポートは夫々タンクに連結されている。
【００１２】
前記回路３２の途中には、圧流体補充回路としてのカム飛び防止用のチャージ回路４１が接続されている。回路４１の途中にはチェック弁４２が介在している。また、チャージ回路４１から分岐した左右主回路２６，３５用のチャージ回路４３は、チャージリリーフ弁４４とメインリリーフ弁４５とチェック弁４６に接続されている。チャージ回路４１には、チャージ回路４１，４３にチャージ油を供給するチャージポンプ４７の出力ポート４８が接続されており、左右主回路２６，３５と直列接続回路１４が低圧となると、左右主回路２６，３５にチャージ油を補充可能となっていると共に、回路３２にチャージ油を補充圧流体として補充可能となっている。このようにチャージポンプ４７は、補充圧流体を供給する圧流体補充ポンプとしても機能する。チャージポンプ４７から供給されるチャージ油によるチャージ圧は、流体圧ポンプ２から供給される圧流体の圧力と同圧となるように設定されている。
【００１３】
図１に示すように第１切換弁１６と第２切換弁１７のソレノイドが励磁されて一方の切換位置とすると、ＰポートとＢポートとが通じ、ＡポートとＴポートが閉じ、回路３１〜３３と第１切換弁１６と第２切換弁１７と回路３６，３７とから前記直列接続回路１４が形成される。この直列接続回路１４によって、転圧機械１に流体圧ポンプ２に対して左右流体圧モータ１２，１３が直列に接続された直列の流体圧回路（シリーズ回路）が構成される。この直列の流体圧回路が構成された状態では、流体圧ポンプ２から吐出された全圧流体は、右主回路２６と回路２７を介して右流体圧モータ１３に流れ、右流体圧モータ１３から回路３１を介して回路３２，３３で流量が夫々１／２に分流されて第１切換弁１６のＰポートと第２切換弁１７のＢポートに流入する。第１切換弁１６のＰポートに流入した１／２量の圧流体はＢポートから回路３６に流出し、第２切換弁１７のＢポートに流入した１／２量の圧流体はＰポートから回路３７に流出し、回路３６と回路３７を流れる圧流体は途中で合流し、その全圧流体が左流体圧モータ１２に流れ、左流体圧モータ１２から全圧流体が流体圧ポンプ２の戻り側ポート８に戻る。このとき、転圧機械１は、左右両側の転圧輪１０，１１の回転が同一回転数、即ち直進時の差動回転を妨げる状態（デフロック状態）となっており、直進を容易としている。
【００１４】
また、図２に示すように第１切換弁１６と第２切換弁１７のソレノイドが非励磁状態とされて他方の切換位置とすると、ＰポートとＡポートとが通じ、ＢポートとＴポートが閉じ、流体圧ポンプ２に対して左右流体圧モータ１２，１３が並列に接続された並列接続回路４９が形成される。この並列接続回路４９によって、流体圧ポンプ２に対して左右流体圧モータ１２，１３が並列に接続された並列の流体圧回路（パラレル回路）が構成される。この並列の流体圧回路が構成された状態では、流体圧ポンプ２から吐出された全圧流体は、右主回路２６から回路２７，２８に流量が各１／２に分流されて流れ、各１／２量の圧流体は夫々回路２７から右流体圧モータ１３に、回路２８から第２切換弁１７のＡポートに流入する。右圧流体モータ１３に流入した圧流体は回路３１，３２を介して第１切換弁１６のＰポートに流れる。第１切換弁１６のＰポートに流入した１／２量の圧流体はＡポートから流体圧ポンプ２の戻り側ポート８に戻る。また、第２切換弁１７のＡポートに流入した１／２量の圧流体はＰポートから左流体圧モータ１２に流れ、左流体圧モータ１２から流体圧ポンプ２の戻り側ポート８に戻る。このとき、転圧機械１は、左右両側の転圧輪１０，１１間で自由に差動回転可能な状態（非デフロック状態）となっており、転回を容易としている。
【００１５】
作業者が非デフロック状態とすること無く、デフロック状態で転圧機械１を右折すると、内外輪差のために右流体圧モータ１３の回転数に比べて左流体圧モータ１２の回転数が多くなるが、左流体圧モータ１２への圧流体の流量は右流体圧モータ１３の流量と同じであり、左流体圧モータ１２は回転数に対して流量が少なくなる。すると、直列接続回路１４内の圧力が低下し、その圧力がチャージポンプ４７によるチャージ圧より低くなると、チェック弁４２が遮断された状態からチャージ圧により開放された状態になり、チャージ回路４１を介してチャージポンプ４７と回路３２とが連通されて、右流体圧モータ１３からの圧流体と共にチャージ油が回路３２，３３と第１切換弁１６と第２切換弁１７と回路３６，３７とを流れ、左流体圧モータ１２に供給される。これにより、回転数に対して圧流体の流入流量が少ないために左流体圧モータ１２のピストン２０がフルストロークしないことが防止され、ピストン２０がフルストロークすることで、常にピストンローラ２３がカム面２４に圧接した状態となり、カム飛びが防止される。カム飛びが防止されることで、ピストン２０先端がカムリング２１を叩くことによる異音が防止され、また、流体圧モータ１２，１３のピストンローラ２３やカムリング２１等の寿命が延びる。
【００１６】
尚、転圧機械１が左折する場合には、圧流体は先ず右流体圧モータ１３に供給されると共に、左流体圧モータ１２の回転数に比べて右流体圧モータ１３の回転数が多くなり、右流体圧モータ１３の回転数に対応する圧流体の流量が、左流体圧モータ１２の回転数に対応する流量に対し多量に排出されるために、直列接続回路１４内の圧力が上昇するので、左右流体圧モータ１２，１３の回転数に対する流量が不足せず、左右流体圧モータ１２，１３でのカム飛びが発生しない。また、転圧機械１が後進する場合は、前記と反対に流体圧ポンプ２の流体給排ポート８から左主回路３５を介して左流体圧モータ１２に流れ、次に左流体圧モータ１２から右流体圧モータ１３に流れ、右流体圧モータ１３から流体圧ポンプ２の流体給排ポート４に圧流体が流れる。
【００１７】
図４は第２の実施の形態であり、流体圧ポンプ２の吐出側ポート４と右流体圧モータ１３の供給ポート２９を右主回路２６で接続し、右流体圧モータ１３の排出ポート３０と左流体圧モータ１２の供給ポート３８とを直列接続回路５０で接続し、左流体圧モータ１２の排出ポート３９と流体圧ポンプ２の戻り側ポート８を左主回路３５で接続し、直列の流体圧回路のみ転圧機械１に構成したものであり、前記実施の形態と同一部分には同一の符号を付けて説明を省略する。この転圧機械１は、前記実施の形態の左右流体圧モータ１２，１３を直列接続したものと同様に転回時に一方の流体圧モータへの流量が減少すると、直列接続回路５０内の圧力が低下することでチェック弁４２が開放されチャージポンプ４７によるチャージ圧の作用によってカム飛びが防止される。また、直列接続回路５０内の圧力低下の際のチャージポンプ４７からのチャージ油の供給により、外輪の回転数に応じて外輪側の流体圧ポンプへの流量が制御され、左右転圧輪１０，１１間での差動回転が行われる。
【００１８】
図５は第３の実施の形態であり、前記実施の形態と同一部分には同一の符号を付けて説明を省略する。これは、チャージポンプ４７に換えて、ステアリング回路５１のステアリングポンプ５２を圧流体補充ポンプとして利用したものである。ステアリング回路５１は転圧機械の転回時にローラ５を転舵する周知のものであり、ステアリングポンプ５２やステアリングバルブ５３やステアリングシリンダ５４とリリーフ弁５５，５６とチェック弁５７，５８とモータ５９とから構成されている。このステアリング回路５１のリリーフ弁５５，５６間の回路６０から圧流体補充回路６１が分岐して直列接続回路１４に接続しており、前記実施の形態のように左右流体圧モータ１２，１３が直列接続回路１４で連結されているとき、一方の流体圧モータへの流量が減少すると、ステアリングポンプ５２から供給される補充圧流体がチェック弁６２を開放して直列接続回路１４へ流れ、流量が減少した流体圧モータに補充圧流体が供給されてカム飛びが防止される。
尚、本願実施の形態ではチャージポンプ４７やステアリングポンプ５２を圧流体補充ポンプとしたがこれに限定されるものではなく、これとは別に専用の圧流体補充ポンプを設けたり、流量の変動が関係しない走行車の他の流体圧回路のポンプ等を圧流体補充ポンプとして使用しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本願発明では、左右駆動輪を夫々駆動する各流体圧モータが流体圧ポンプに直列に繋がれた状態で、右流体圧モータと左流体圧モータとを直列に繋ぐ直列接続回路に、圧流体補充ポンプを備えた圧流体補充回路を接続し、圧流体補充回路に直列接続回路内の圧力の低下により圧流体補充ポンプからの補充圧流体を直列接続回路へ流すチェック弁を設けたので、転回動作が行われたときに、外輪側となる流体圧モータにおいて、回転数に対して流入流量が少なくなった場合、直列接続回路の内圧低下によってチェック弁が開放され圧流体補充ポンプからの補充圧流体が圧流体補充回路を介して直列接続回路を流れ、前記外輪側となる流体圧モータに供給される。これにより、回転数に対応した流入流量が流体圧モータに供給されるので、流体圧モータのピストンが常にフルストロークし、ピストンに設けたピストンローラがカム面に常時圧接するので、カム飛びが抑制され、異音の発生が防止されると共に流体圧モータの寿命が伸びる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直列接続回路を形成した回路図である。
【図２】並列接続回路を形成した回路図である。
【図３】流体圧モータの断面図である。
【図４】第２の実施の形態である。
【図５】第３の実施の形態である。
【符号の説明】
１走行車（転圧機械）
２流体圧ポンプ
４，８流体給排ポート
１０左転圧輪（駆動輪）
１１右転圧輪（駆動輪）
１２左流体圧モータ
１３右流体圧モータ
１４，５０直列接続回路
１５回路切換手段
１６第１切換弁
１７第２切換弁
２６右主回路
２７，２８，３１，３２，３３，３６，３７回路
２９，３０，３８，３９流体ポート
３５左主回路
４１チャージ回路（圧流体補充回路）
４２チェック弁
４７チャージポンプ（圧流体補充ポンプ）
４８出力ポート
４９並列接続回路
５１ステアリング回路（圧流体補充回路）
５２ステアリングポンプ（圧流体補充ポンプ）

Claims

左右に駆動輪を備え、左右の駆動輪を夫々駆動する各流体圧モータが流体圧ポンプに接続されており、その流体圧ポンプの一方の流体給排ポートと右流体圧モータの一方の流体ポートとを繋ぐ右主回路と、右流体圧モータの他方の流体ポートと左流体圧モータの一方の流体ポートとを繋ぐ直列接続回路と、左流体圧モータの他方の流体ポートと流体圧ポンプの他方の流体給排ポートとを繋ぐ左主回路とを備えた走行車の流体圧回路において、直列接続回路内の圧力が、一方の流体圧モータの回転数に対してその流体圧モータへの圧流体の流入流量が不足することにより低下すると、圧流体補充ポンプからの補充圧流体をチェック弁を介して直列接続回路へ流す圧流体補充回路を設け、直列接続回路に２位置切換弁を備えた回路切換手段を介在し、２位置切換弁を一方の切換位置としたときに左右流体圧モータを直列接続とする上記直列接続回路が形成され、他方の切換位置としたとき左右流体圧モータを並列接続とする並列接続回路が形成されるように構成し、回路切換手段を第１切換弁と第２切換弁とから構成し、その第１、２切換弁を、非励磁状態ではＡポートとＰポートとが通じＴポートとＢポートは閉じており、励磁状態ではＰポートとＢポートとが通じＴポートとＡポートは閉じる４ポート２位置切換弁とし、流体圧ポンプの一方の流体給排ポートからの右主回路が途中で２回路に分岐し、その一方の回路が右流体圧モータの一方の流体ポートに接続し、他方の回路が第２切換弁のＡポートに接続し、右流体圧モータの他方の流体ポートからの回路が２回路に分岐してその一方の回路が第１切換弁のＰポートに、他方の回路が第２切換弁のＢポートに夫々接続しており、第１切換弁のＡポートが流体圧ポンプの他方の流体給排ポートに接続し、第１切換弁のＢポートからの回路と第２切換弁のＰポートからの回路とが左流体圧モータの一方の流体ポートに接続し、左流体圧モータの他方の流体ポートが流体圧ポンプの他方の流体給排ポートに接続し、第１、第２切換弁の夫々のＴポートがタンクに接続していることを特徴とする走行車の流体圧回路。
圧流体補充回路は、左右主回路にチャージ油を供給するチャージポンプの出力ポートに連繋されたカム飛び防止用のチャージ回路であり、そのチャージポンプを圧流体補充ポンプとして、補充圧流体としてのチャージ油を直列接続回路に流すことを特徴とする請求項１記載の走行車の流体圧回路。
圧流体補充回路はステアリング回路から分岐しており、ステアリングポンプを圧流体補充ポンプとして、補充圧流体を直列接続回路に流すことを特徴とする請求項１または２記載の走行車の流体圧回路。