JP4364476B2

JP4364476B2 - 油圧走行装置

Info

Publication number: JP4364476B2
Application number: JP2002059348A
Authority: JP
Inventors: 洋一郎山▲崎▼; 隆治道田
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: JP2003254305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホイール式の油圧ショベルやクレーン等の作業車両に用いられる油圧走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に本発明の適用対象例としてのホイール式油圧ショベルを示している。
【０００３】
この油圧ショベルは、前輪１及び後輪２を備えた下部走行体３上に上部旋回体４が縦軸まわりに旋回自在に搭載されて構成される。
【０００４】
上部旋回体４には、運転室５、作業用のフロントアタッチメント（掘削アタッチメント）６等が設けられる一方、下部走行体３には油圧走行モータを駆動源とする油圧走行装置（図示しない）が設けられ、運転室５内のアクセルペダルの踏み操作により油圧走行モータが回転して前輪１及び後輪２（またはいずれか一方）が駆動されるように構成されている。
【０００５】
このような作業車両において、アクセルペダルの踏み操作が停止する走行減速時に、油圧走行モータの慣性回転を停止させる技術として、特開昭６３−２６６２０１号等に示されものが公知である。
【０００６】
この公知技術においては、油圧走行モータと、アクセルペダルの踏み操作に連動して切換わり作動する制御弁との間にブレーキ弁としてのカウンタバランス弁を設けるとともに、このカウンタバランス弁とモータとの間に、高圧設定されたクロスオーバーロードリリーフ弁を設け、走行減速時に、ブレーキ弁によってモータ両側管路と制御弁との間を遮断すると同時に、モータ出口側管路にクロスオーバーロードリリーフ弁によるブレーキ圧を発生させるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この公知技術によると、モータからの吐出油がすべて、クロスオーバーロードリリーフ弁により熱エネルギーに変換されてモータ回路（モータとその両側管路）内を循環するため、モータの熱負荷が大きく、これによってモータが破損し、あるいは耐久性が低下する欠点があった。
【０００８】
なお、この公知技術の改良案として、特開２０００−２７４４０４号に示されているように、油圧走行モータにブレーキ用油圧ポンプを連結し、走行減速時にこのポンプの駆動トルクをブレーキ力として併用することによってモータ回路の発熱を抑える技術が提案された。
【０００９】
しかし、この改良技術においても、基本的にクロスオーバーロードリリーフ弁によって油圧ブレーキ力が発生し、そのブレーキ熱がモータ回路を循環する点に変わりはないため、モータの熱負荷が大きく、根本的な解決にはなっていない。
【００１０】
そこで本発明は、ブレーキ熱をモータ回路外に排出してモータの熱負荷を軽減することができる油圧走行装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、走行駆動輪を回転駆動する油圧走行モータと、この油圧走行モータの油圧源としての油圧ポンプとの間に、油圧走行モータの回転方向と速度を制御する制御弁と、走行減速時に上記制御弁と油圧走行モータとの間の油の流れを遮断するブレーキ弁とが設けられた油圧走行装置において、走行減速時に上記油圧走行モータからモータ出口側管路に排出される油を昇圧させてタンクに戻すオーバーロードリリーフ弁と、走行減速時にモータ入口側管路に外部から油を補給するアンチキャビテーション・チェック弁とが設けられ、上記オーバーロードリリーフ弁は、上記制御弁とブレーキ弁との間から取り出されたモータ供給圧力が閉弁側パイロット圧として供給されるように構成されたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、アンチキャビテーション・チェック弁の入口側がタンクに接続されたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、油圧走行モータによって駆動される油補給ポンプが設けられ、この油補給ポンプがアンチキャビテーション・チェック弁の入口側に接続されたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、油補給ポンプとアンチキャビテーション・チェック弁の入口側とを結ぶ油補給管路に切換弁が設けられ、この切換弁は、油補給ポンプからの吐出油をアンチキャビテーション・チェック弁の入口側に導く第１の位置と、油補給ポンプからの吐出油を操舵輪の操舵回路に導く第２の位置との間で切換わるように構成されたものである。
【００１５】
上記構成によると、走行減速時に、モータ出口側管路に排出される油がオーバーロードリリーフ弁によって昇圧され、ブレーキ力を発生した上でタンクに戻される。すなわち、所期のブレーキ作用を確保しながら、それによって発生するブレーキ熱がタンクに排出されるため、ブレーキ熱がモータ回路内で循環する公知技術と比較して、モータの熱負荷が大幅に軽減される。
【００１６】
しかも、このときモータ入口側には、タンクに戻される油の分だけアンチキャビテーション・チェック弁を介して外部から温度の低い油（請求項２ではタンク油、請求項では油補給ポンプの吐出油、またはこれとタンク油の双方）が補給されるため、キャビテーションの発生を防止することができる。
【００１７】
また、オーバーロードリリーフ弁に、制御弁とブレーキ弁との間から取り出したモータ供給圧力を閉弁側パイロット圧として供給する構成としたから、走行減速時の上記リリーフ作用（ブレーキ作用とモータ吐出油のタンク戻し作用）を確保しながら、走行時には同リリーフ弁が高圧設定される。このため、走行時にオーバーロードリリーフ弁のリリーフ作動が働いて加速作用が妨げられるおそれがない。
【００１８】
請求項３の構成によると、油補給ポンプの吐出油を強制的に補給するため、アンチキャビテーション・チェック弁の自吸性が低下した場合でも、キャビテーションの発生をより確実に防止することができる。
【００１９】
また、請求項４の構成によると、油補給ポンプの吐出油を切換弁を介して操舵回路に供給することができるため、車両故障時等にエンジンを停止させて車両を牽引する場合に、走行駆動輪の回転によって油補給ポンプから吐出される油を操舵油圧源として利用し、操舵機能を確保することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１，２によって説明する。
【００２１】
第１実施形態（図１参照）
図１において、１１は走行用の油圧ポンプ（以下、走行ポンプという）で、この走行ポンプ１１と、油圧走行モータ（以下、単にモータという）１２の前進側及び後進側両管路１３，１４との間に、モータ１２の回転方向と速度を制御する油圧パイロット式の走行用制御弁１５と、走行減速及び停止時に制御弁１５とモータ１２との間の油の流れを遮断するブレーキ弁（カウンタバランス弁）１６が設けられている。
【００２２】
制御弁１５の両側パイロットポートは、電磁式の前後進切換弁１７を介して、ペダル１８ａで操作されるパイロット弁１８の二次側に接続され、ペダル１８ａが踏み込み操作されたときに、パイロット弁１８の二次圧が前後進切換弁１７経由で制御弁１５にパイロット圧として送られて、制御弁１５が中立位置イから図左側の前進位置ロまたは右側の後進位置ハに切換わる。
【００２３】
このとき、前進側管路１３の圧力がブレーキ弁１６の前進側（図右側）パイロットポートに加えられることにより、ブレーキ弁１６が中立位置ａから図右側の前進位置ｂ（ｃは後進位置）に切換わる。
【００２４】
これにより、走行ポンプ１１の吐出油が制御弁１５−ブレーキ弁１６−前進側管路１３−モータ１２−後進側管路１４−ブレーキ弁１６−制御弁１５−タンクＴの経路で流れてモータ１２が前進方向に回転する。
【００２５】
このモータ１２の回転力は、トランスミッション１９、プロペラシャフト２０、デファレンシャルギヤ２１を介して両側駆動輪２２，２２（前後輪またはその一方）に伝えられ、これによって車両が走行する。
【００２６】
２３はモータ回路の最高圧力を設定するメインリリーフ弁、２４はパイロット弁１８の油圧源である。
【００２７】
モータ前進側及び後進側両管路１３，１４には、それぞれオーバーロードリリーフ弁２５，２６が接続され、同リリーフ弁２５，２６の出口側がタンクＴに接続されている。
【００２８】
このオーバーロードリリーフ弁２５，２６は、走行時にはモータ供給圧力がシャトル弁２７及びチェック弁２８，２９を介してバネ室側パイロットポートに導入されることによって高圧設定され、走行減速時以外のリリーフ作動が停止するため、走行時にこのリリーフ作動が働いて加速作用が妨げられるというおそれがない。
【００２９】
また、前進側管路１３は、アンチキャビテーション・チェック弁３０を介してタンクＴに接続され、前進側管路１３の油が不足傾向となったときに、タンク油が同チェック弁３０経由で同管路１３に補給される。
【００３０】
なお、タンクＴは、このチェック弁３０による油の吸込み性を良くするために図示のように加圧密封型のものを用いるのが望ましい。
【００３１】
この構成において、前進走行中にパイロット弁１８のペダル踏み操作が停止すると、制御弁１５が中立位置イに復帰するため、モータ１２への油の供給が停止する。
【００３２】
このとき、モータ１２は車両の慣性によって回転し続けようとするが、ブレーキ弁１６がパイロット圧の供給停止によって中立位置ａに復帰するため、モータ回路内の油がタンクＴに対してブロックされる。
【００３３】
一方、オーバーロードリリーフ弁２５，２６のバネ室側パイロットポートへの圧力供給も停止するため、後進側管路１４内の圧力が一定値まで上昇した時点からオーバーロードリリーフ弁２６がリリーフ作動を開始し、モータ回路に、同リリーフ弁２６の設定圧力によるブレーキ力が作用してモータ１２が減速・停止する。
【００３４】
また、このとき前進側管路１３の油が不足傾向となるが、アンチキャビテーション・チェック弁３０を介してタンク油が同管路１３に補給されるため、キャビテーションの発生が防止される。
【００３５】
このように、走行減速時に、ブレーキ力を発生させて高温化した油をオーバーロードリリーフ弁２６からタンクＴに排出しながら、低温のタンク油を補給してキャビテーションの発生を防止するため、ブレーキ熱を含んだ高温の油をモータ回路内で循環させる公知技術と比較して、モータ１２の熱負荷を大幅に軽減することができる。このため、モータ１２の破損を防止し、耐久性を向上させることができる。
【００３６】
なお、通常、後進時には慣性が問題となるほどの高速では走行しないため、この実施形態ではアンチキャビテーション・チェック弁３０による後進側管路１４への油の補給は行わない構成をとっているが、必要に応じて後進時にも同管路１４への油の補給を行うようにしてもよい。
【００３７】
第２実施形態（図２参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００３８】
第１実施形態では、走行減速時にオーバーロードリリーフ弁２６によるリリーフ分の油をアンチキャビテーション・チェック弁３０による自吸作用によってタンクＴから前進側管路１３に補給する構成をとったが、タンクＴのヘッド圧が低い場合やモータ回転数が高くて同チェック弁３０の自吸作用が不足する場合にキャビテーションが発生する可能性がある。
【００３９】
そこで第２実施形態では、このキャビテーションの発生をより確実に防止する手段として、モータ１２にトランスミッション１９を介して油補給ポンプ３１が連結されている。
【００４０】
この油補給ポンプ３１はモータ１２の回転によって駆動され、前進走行時にはその吐出油が切換弁３２及び背圧弁３３を介してタンクＴ（図２では開放型タンクを示している）に戻る。
【００４１】
一方、走行減速時に、モータ１２の慣性回転によって油補給ポンプ３１が引き続き駆動され、その吐出油が、給油停止によって不足傾向となった前進側管路１３にアンチキャビテーション・チェック弁３０を介して補給される。
【００４２】
このように、走行減速時に前進側管路１３に強制的に油を補給することにより、キャビテーションの発生をより確実に防止することができる。
【００４３】
また、この構成によっても、前進側管路１３には低温のタンク油が補給されるため、走行モータ１２の熱負荷を軽減するという所期の目的は第１実施形態の場合と同様に達成することができる。
【００４４】
また、この第２実施形態では、第１実施形態と異なる次の構成がとられている。
【００４５】
ｉ）オーバーロードリリーフ弁２５，２６の作動圧力を高・低二種類の間で切換える手段として、両リリーフ弁２５，２６のバネ室側パイロットポートに電磁式の設定圧力切換弁３４が接続されている。
【００４６】
同切換弁３４は、図示の高圧位置ａと左側の低圧位置ｂとを有し、通常走行時には高圧位置ａにセットされる。この状態では、オーバーロードリリーフ弁２５，２６のバネ室側パイロットポートが高圧設定弁３５に接続されて同リリーフ弁２５，２６が高圧に設定され、走行減速時に第１実施形態の場合と基本的に同じリリーフ作動が行われる。
【００４７】
なお、第２実施形態では、後進減速時にも油補給作用が働くように、油補給ポンプ３１の両側にアンチキャビテーション・チェック弁３０及び背圧弁３３が接続されている。
【００４８】
一方、車両故障時等にエンジンを停止させて車両を牽引する場合に、設定圧力切換弁３４が図左側の低圧位置ｂに切換えられる。この状態では、オーバーロードリリーフ弁２５，２６のバネ室側パイロットポートがタンクＴに連通して設定圧力が低くなる。
【００４９】
これにより、牽引走行時に、オーバーロードリリーフ弁２５，２６によって走行モータ１２に作用するブレーキ圧が低くなるため、牽引負荷を小さくすることができる。
【００５０】
ｉｉ）切換弁３２は、前記のように油補給ポンプ３１の吐出油を前進側管路１３に導く通常位置ａと、上記牽引時にセットされる牽引時位置ｂとを有し、この牽引時位置ｂに切換えられた状態で、油補給ポンプ３１の吐出油が操舵回路３６に送られるように構成されている。
【００５１】
図中、３７は本来の操舵油圧源として操舵用油圧ポンプ、３８はステアリングホイール（操舵ハンドル）、３９，３９は操舵輪、４０，４０はこの操舵輪３９，３９を操舵する操舵シリンダである。
【００５２】
これにより、牽引時に、エンジンとともに停止した操舵用油圧ポンプ３７の代わりに油補給ポンプ３１が操舵油圧源として働き、車両を牽引状態で操舵することが可能となる。
【００５３】
なお、操舵回路３６は、周知につきここでは具体的な図示を省略するが、たとえばステアリングホイール３８の操作によってオービットロールと称されるバルブユニットが作動し、操作方向と操作量に応じて油を操舵シリンダ３９，３９に供給する構成のものが用いられる。
【００５４】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、走行減速時に、ブレーキ作用によって高温化した油をモータ回路外（タンク）に排出しながら、低温のタンク油を補給してキャビテーションの発生を防止する構成としたから、高温化した油をモータ回路内で循環させる公知技術と比較して、モータの熱負荷を大幅に軽減することができる。このため、モータの破損を防止し、その耐久性を向上させることができる。
【００５５】
また、オーバーロードリリーフ弁に、制御弁とブレーキ弁との間から取り出したモータ供給圧力を閉弁側パイロット圧として供給する構成としたから、走行減速時の上記リリーフ作用（ブレーキ作用とモータ吐出油のタンク戻し作用）を確保しながら、走行時には同リリーフ弁が高圧設定される。このため、走行時にオーバーロードリリーフ弁のリリーフ作動が働いて加速作用が妨げられるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる油圧走行装置の油圧回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる油圧走行装置の油圧回路図である。
【図３】本発明の適用例であるホイール式ショベルの全体概略側面図である。
【符号の説明】
１１走行用油圧ポンプ
１２油圧走行モータ
１３前進側管路
１４後進側管路
１５制御弁
１６ブレーキ弁
１８制御弁を制御するパイロット弁
２２，２２走行駆動輪
２５，２６オーバーロードリリーフ弁
３０アンチキャビテーション・チェック弁
Ｔタンク
３１油補給ポンプ
３２切換弁

Claims

走行駆動輪を回転駆動する油圧走行モータと、この油圧走行モータの油圧源としての油圧ポンプとの間に、油圧走行モータの回転方向と速度を制御する制御弁と、走行減速時に上記制御弁と油圧走行モータとの間の油の流れを遮断するブレーキ弁とが設けられた油圧走行装置において、走行減速時に上記油圧走行モータからモータ出口側管路に排出される油を昇圧させてタンクに戻すオーバーロードリリーフ弁と、走行減速時にモータ入口側管路に外部から油を補給するアンチキャビテーション・チェック弁とが設けられ、上記オーバーロードリリーフ弁は、上記制御弁とブレーキ弁との間から取り出されたモータ供給圧力が閉弁側パイロット圧として供給されるように構成されたことを特徴とする油圧走行装置。
アンチキャビテーション・チェック弁の入口側がタンクに接続されたことを特徴とする請求項１記載の油圧走行装置。
請求項１または２記載の油圧走行装置において、油圧走行モータによって駆動される油補給ポンプが設けられ、この油補給ポンプがアンチキャビテーション・チェック弁の入口側に接続されたことを特徴とする油圧走行装置。
請求項３記載の油圧走行装置において、油補給ポンプとアンチキャビテーション・チェック弁の入口側とを結ぶ油補給管路に切換弁が設けられ、この切換弁は、油補給ポンプからの吐出油をアンチキャビテーション・チェック弁の入口側に導く第１の位置と、油補給ポンプからの吐出油を操舵輪の操舵回路に導く第２の位置との間で切換わるように構成されたことを特徴とする油圧走行装置。