JP4364476B2 - 油圧走行装置 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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