JP4493205B2

JP4493205B2 - 流体圧伝動装置

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Publication number: JP4493205B2
Application number: JP2000386303A
Authority: JP
Inventors: 忍名倉; 俊夫小沢; 周秀溝口
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: US20020073700A1; JP2002188719A; US6666023B2

Description

【０００１】
【産業上の技術分野】
本発明は、ホイールローダやブルドーザ等の作業用車両の流体圧伝動装置に係わり、特に、走行用ポンプの容量制御装置用のパイロット油圧回路を備えた流体圧伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ホイールローダやブルドーザなどの各種の作業用車両は、駆動源であるエンジンにより駆動されるポンプと、走行用ポンプからの吐出容量を変化させたり、作業機用ポンプの吐出流量をシリンダ等の各種のアクチュエータに選択的に供給させるパイロット操作弁とを備えている。ポンプの吐出容量はパイロット操作レバーの操作量に応じて変化する。パイロット操作レバーの操作量により決まるポンプ吐出容量よりも、エンスト防止や車両制動（ブレーキ）などの目的で、ポンプ吐出容量を減少側に制御したい場合には、パイロット操作レバーのパイロット操作弁へ供給される圧油の圧力を減少させている。
【０００３】
図５は、ブレーキペダルを備えた従来の流体圧伝動装置の油圧回路の一例を示している。同図において、流体圧伝動装置１は、図示せぬエンジンにより駆動される固定容量形の作業機用ポンプ２、固定容量形のパイロット用ポンプ３、可変容量形の左右走行用ポンプ４を備えている。走行用ポンプ４はポンプ容量制御装置５を有している。ポンプ容量制御装置５は、走行用操作装置６のパイロット操作レバー６ａの操作量に応じた圧力のパイロット油圧により走行用ポンプ４の吐出容量をそれぞれ変化させる。作業機用ポンプ２は、操作弁１５，１６を介して図示せぬアームシリンダやバケットシリンダ等の各種のアクチュエータに接続されている。走行用ポンプ４は、図示せぬ走行モータに接続されている。
【０００４】
走行側パイロット油圧回路及び作業機側パイロット油圧回路に圧油を供給する油圧源であるパイロット用ポンプ３の吐出路３ａは、走行用操作装置６に接続された油路３ｂ，３ｄと作業機用操作装置７に接続された油路３ｃとに分岐されている。パイロット用ポンプ３から出力される圧油は、分岐した２つの油路３ｄ，３ｂと油路３ｃとにリリーフ弁８により略一定の圧力で供給される。走行側の前記油路３ｄには固定絞り９が介装されると共に、固定絞り９の下流側にはペダル１０ａの踏込量により前記油路３ｄから油路３ｂへの通路を閉じると共に、前記油路３ｂをタンク１１へと連通させる切換弁１０を接続させている。
【０００５】
前記切換弁１０はペダル１０ａの踏込量に応じた圧油を出力する。切換弁１０の図５に示す供給位置Ａでは、切換弁１０は全開口状態にあり、パイロット用ポンプ３からの圧油がそのまま出力される。ペダル１０ａを踏み込むと、切換弁１０は供給位置Ａと反対側の閉鎖位置Ｂに切り換わる。この閉鎖位置Ｂでは、走行用操作装置６に接続される油路３ｂは油タンク１１と連通し、その油路３ｂの圧油は油タンク１１に戻る。
【０００６】
走行用及び作業機用の各操作装置６，７は、図６に示すパイロット操作レバー６ａ，７ａと図５に示すパイロット操作弁６ｂ〜６ｅ，７ｂ〜７ｅとをそれぞれ備えている。各パイロット操作弁６ｂ〜６ｅ，７ｂ〜７ｅは減圧弁であり、各操作レバー６ａ，７ａの傾動量（操作量）に応じたパイロット圧を出力する。
【０００７】
図５に示すように、走行用パイロット操作弁６ｂ，６ｃの出力圧は、パイロット操作レバー６ａを前進側又は後進側に操作することにより、ブリッジ回路１２と接続したパイロット圧導入路１３ａ又は１３ｂを介して走行用ポンプ４のポンプ容量制御装置５における前進側又は後進側のパイロット受圧部に選択的に出力される。
【０００８】
作業機用パイロット操作弁７ｂ〜７ｅは、パイロット圧導入路１４ａ〜１４ｄを介して、例えばアーム弁１５やバケット弁１６とそれぞれ接続している。アーム用パイロット操作弁７ｂ，７ｃの出力圧は、パイロット操作レバー７ａを上下側のいずれかに操作することにより、パイロット圧導入路１４ａ，１４ｂを介してアーム弁１５のパイロット受圧部に選択的に出力される。バケット用パイロット操作弁７ｄ，７ｅの出力圧は、パイロット操作レバー７ａを掘削側又はダンプ側のいずれかに操作することにより、パイロット圧導入路１４ｃ，１４ｄを介してバケット弁１６のパイロット受圧部に選択的に出力される。
【０００９】
走行用操作レバー６ａを所望の方向に操作すると、例えば操作レバー６ａを図６に示す前進方向に傾動すると、対応するパイロット操作弁６ｂを介してパイロット操作レバー６ａの傾動量に応じた圧力を出力する。このとき、他のパイロット操作弁６ｃ〜６ｅの出力圧はタンク１１の圧力のままである。ブレーキやエンスト防止等の目的のため、現在のパイロット操作レバー６ａの操作量により決まる走行用ポンプ４のポンプ容量よりも、そのポンプ容量を小さくしたいときはペダル１０ａを踏み込む。
【００１０】
ペダル１０ａを踏み込むと、切換弁１０は供給位置Ａから閉鎖位置Ｂ側に切り換わる。パイロット操作弁６ｂに供給されるパイロット用ポンプ３の吐出圧油は減圧され、パイロット操作弁６ｂから出力される圧油の圧力が減少するため、パイロット操作レバー６ａの操作量により決まる走行用ポンプ４のポンプ容量よりも、そのポンプ容量を小さくすることができるので、車両をパイロット操作レバー６ａの操作量により決まる車速よりも、低速走行、又は停止させることが可能になる。
【００１１】
また、エンジン回転数に応じてポンプの吐出容量を変化させる油圧回路の一例が、例えば特開昭４９−７１３５３号公報や特開平１０−１２２３６３号公報に示されている。前者にあっては、エンジンの速度の上昇に従いポンプ容量を増大させ、エンジンの低速回転時にはパイロット油圧を遮断させてポンプ容量を減少させている。後者にあっては、エンジン回転数が所定のレベルを越えて増大したとき、パイロット油圧の油圧源の圧力を減少させ、可変容量ポンプの容量を減少させている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図５に例示した従来の流体圧伝動装置では、走行側パイロット油圧回路に、パイロット用ポンプの出力側にペダルで操作する切換弁が配され、同切換弁を介してパイロット用ポンプの吐出圧油がパイロット操作レバーを備えた走行用操作装置に供給される。前記切換弁は、通常連通状態にあり、その踏込量に応じて弁の開度が小さくなり、走行側パイロット油圧回路への出力を漸減させる。
【００１３】
ところで、作業機用パイロット操作レバー及び走行用操作レバーの配置は、車種や製造元により多種多様である。そのため、各種の作業用車両に対する操作レバーの共通の操作性を確保すべく、例えば作業機用パイロット操作レバーの出力側を走行装置の容量制御装置に接続させるように切り換えると共に、走行用パイロット操作レバーの出力側を作業機アクチュエータの操作弁に接続させるように切り換えることにより、パイロット操作レバーの操作パターンを変更して、例えば他社の車両に慣れたオペレータが同じ操作パターンで、自社の車両を運転できるようにする試みがなされている。
【００１４】
しかるに、図５に示した従来の流体圧伝動装置では、上述のごとく走行用パイロット操作レバーの入力側はパイロット用ポンプからの圧油の圧力を減少させる切換弁を備えており、作業機用パイロット操作レバーの入力側にはパイロット用ポンプの出力が直接導入されている。また、走行用パイロット操作レバーの出力側は走行用ポンプの容量制御装置に接続され、作業機用パイロット操作レバーの出力側は作業機用の操作弁に接続されている。
【００１５】
つまり、走行側と作業機側とのパイロット油圧回路は、それぞれ独立した異なる回路を構成している。そのため、例えば作業機用パイロット操作レバーの圧油供給側の配管と走行用パイロット操作レバーの圧油供給側の配管との接続を切り換えるだけでは足りず、作業機用パイロット操作レバーの出力側の配管と走行用パイロット操作レバーの出力側の配管とを同時に切り換えて接続させる必要がある。
【００１６】
こうした接続を実現するには、作業機用及び走行用の各パイロット操作レバーの入出力側の配管の配置を変更したり、或いは各パイロット操作レバーの圧油供給側と出力側の接続を同時に切り換えるための２段切換弁等を備えさせなければならなくなる。そのため、部品点数の増加やその設置スペースの拡大が余儀なくなされるばかりでなく、必然的に油圧回路が複雑化すると共に大型化し、それに伴う部品費や製造費等のコストも大幅に増加することとなり、実用化には馴染まない。
【００１７】
従って、従来の流体圧伝動装置にあって、パイロット操作レバーの操作パターンを変更する場合に、上記のごとき走行用及び作業機用パイロット操作レバーの双方の圧油通路の接続を切り換えることは容易ではない。
【００１８】
また、図５に示した従来の流体圧伝動装置にあって、例えばペダルで操作する切換弁に代えて、例えば上記特開昭４９−７１３５３号公報や特開平１０−１２２３６３号公報に開示されているようなエンジン回転数に応じて出力圧を自動的に変化させる減圧手段を走行側パイロット油圧回路に介装させた場合、エンジン回転数を低下させ、エンジン回転数に応じて作業機用操作装置に供給するポンプ吐出圧油の圧力を減圧すると、作業機アクチュエータが大流量の圧油を必要とするとき、特に、エンジン回転数が低い領域では、例えば作業機側パイロット油圧回路を介してアーム用操作装置のアーム用パイロット操作弁へ出力されるパイロット圧油の圧力も小さくなる。
【００１９】
そのため、たとえアーム用操作装置のパイロット操作レバーを最大に傾動操作しても、アーム用パイロット操作弁から出力されるパイロット圧が足りず、結果的に作業機アクチュエータに必要な圧油を充分に供給できない場合が生じる。
【００２０】
本発明は、上記従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、作業機の操作性を確保すると共に、制動やエンスト防止などを可能とする流体圧伝動装置を提供することにある。
【００２１】
更に他の目的は、作業機側の操作装置と走行用の操作装置の配置関係を容易に切り換えることを可能にする流体圧伝動装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本件請求項１に係る発明は、ポンプの容量制御装置用のパイロット油圧回路を備えた流体圧伝動装置であって、前記ポンプの容量制御装置の駆動用パイロット油圧回路が、パイロット用ポンプの吐出路に接続された第１の油路と入力側で接続され、その操作量に応じて減圧し前記ポンプ容量制御装置の第１のパイロット圧導入路に出力する第１の操作手段と、パイロット用ポンプの吐出路に接続された第２の油路と入力側で接続され、その操作量に応じて減圧し前記ポンプ容量制御装置の第２のパイロット圧導入路に出力する第２の操作手段と、前記第１及び第２パイロット圧導入路と入力側で接続され、前記第１パイロット圧導入路と前記第２パイロット圧導入路とのうちの低圧側の圧力を選択して、前記ポンプ容量制御装置に低圧側の圧油を出力する低圧選択弁とを備えたことを特徴とする流体圧伝動装置にある。
【００２３】
この発明は、前記第２操作手段の操作量に従って、前記第２パイロット圧導入路に入力される油圧を減少させて、前記第１操作手段の操作量により決まる前記走行用ポンプの容量よりも、その容量を制動やエンスト等の目的で小さくする。
【００２４】
この発明の流体圧伝動装置にあっても、走行用ポンプの容量制御装置及び作業機アクチュエータ駆動用の各パイロット油圧回路は、油圧源であるパイロット用ポンプが使われる。前記走行用ポンプの容量制御装置に接続されるパイロット油圧回路は、第１操作手段がパイロット用ポンプの吐出路から分岐した第１油路に直接入力側で接続され、パイロット用ポンプの吐出圧が第１操作手段に入力され、第１操作手段を操作することにより、走行側の第１パイロット圧導入路にパイロット圧として出力される。一方、第２操作手段は、パイロット用ポンプの吐出路に接続された第２油路と入力側で接続され、第２操作手段の操作により、前記第１操作手段からの出力とは独立したパイロット圧として走行側の第２パイロット圧導入路に出力する。
【００２５】
第１操作手段及び第２操作手段から出力されるそれぞれのパイロット圧油は、低圧選択弁に導入される。前記第１操作手段及び第２操作手段から出力されるパイロット圧油が低圧選択弁に入力すると、その低い方のパイロット圧油が選択され、選択された低圧側のパイロット圧油が、走行用ポンプのポンプ容量制御装置に導入される。
【００２６】
このように、走行用の一部パイロット油圧回路を構成する第１及び第２パイロット圧導入路のうちの低圧側のパイロット圧油が、低圧選択弁を介して自動的に低圧側に選択され、その低圧油を前記走行用ポンプの容量制御装置にパイロット圧油として導入するようにしているため、前記第２操作手段を操作すれば、その時点での第１操作手段の操作量によって予め決められた走行用ポンプの容量よりも小さな容量とすることができる。その結果、車両を前記第１操作手段の操作量により決まる車速よりも、安定して低速走行又は停止させることができ、的確なブレーキ性能が得られるようになり、同時にエンスト防止などを効果的に実現できる。
【００２７】
本発明の作業用車両にあっては、通常の走行時や作業時には、前記第２操作手段を操作しないかぎり、前記第１操作手段から出力される油圧は、その操作量に関わらず第２操作手段から出力される油圧よりも小さくなるように設定されている。
【００２８】
例えば、エンジンに負荷がかかると、エンジン回転数が減少するが、その減少急激になされると、第１操作手段の操作では走行ポンプの容量をエンジン回転数に見合った容量まで減少させることができなくなるため、エンストが発生しやすくなり、ここで第２操作手段により、上記容量制御装置に入力されるパイロット油圧を減少させて、第１パイロット圧導入路よりも低い油圧を第２パイロット圧導入路に供給すれば、前記低圧選択弁により自動的にその低いパイロット圧油選択されて切り換わり、エンストを防止することができる。
【００２９】
すなわち、例えば第１操作手段を所望の操作位置に保持した状態で、第２操作手段により、前記第１操作手段の操作量により決まる容量以下で、走行用ポンプのポンプ容量を的確に制御することが可能となる。
【００３０】
請求項２に係る発明は、作業機用の操作手段が前記パイロット用ポンプの吐出路と接続され、その出力側が前記作業機用アクチュエータの駆動用パイロット圧導入路を介して前記アクチュエータの操作弁に接続されてなり、作業機用アクチュエータの駆動用パイロット圧導入路の前記操作弁に対するパイロット圧入力側を前記第１パイロット圧導入路の低圧選択弁に対するパイロット圧入力側に切り換えると共に、同第１パイロット圧導入路の低圧選択弁に対するパイロット圧入力側を作業機用アクチュエータ側の前記操作弁に対するパイロット圧入力側に切り換える操作パターン切換弁を有していることを特徴としている。
【００３１】
本発明の流体圧伝動装置は、作業機用の操作手段と上記第１及び第２操作手段との各入力側をパイロット用ポンプに直接接続すると共に、各操作手段の出力側を独立させて、前記作業機用操作手段からのパイロット圧油を前記作業機用アクチュエータの操作弁に直接出力し、前記低圧選択弁を介して前記第１及び第２操作手段からのパイロット圧油を上記走行用ポンプの容量制御装置に出力する。
【００３２】
この発明によれば、走行側の第１操作手段及び作業機側の操作手段には、同一油圧源から同一圧力の圧油が導入される。前記第１操作手段を通った圧油は前記低圧選択弁の一方の入力ポートに導入され、走行側の上記第２操作手段を通過する圧油は、前記低圧選択弁の他方の入力ポートに導入される。従って、この発明では、従来のごとく作業機用及び走行用の各操作手段の入力側（圧油供給側）の配管の配置を変更したり、或いは各操作手段の入力側と出力側との接続を同時に切り換えるための２段切換弁等を必要とせずに、第２操作手段からの第２パイロット圧導入路の切り換えを行うことなく、単に作業機用の操作手段及び走行用の第１操作手段からの各パイロット圧導入路を上述のごとく切り換えるだけで足りるため、その操作パターン切換弁の構造を簡略化することができ、しかも簡単に切り換えることができる。
【００３３】
請求項３に係る発明にあっては、前記第２操作手段は、踏込量に応じて出力圧を漸減させるペダル付き切換弁であることを規定している。
本発明にあって、通常は、ペダル付き切換弁が開口状態にある。ここで、ペダルを踏み込むと、切換弁は供給位置から閉鎖位置側に切り換わり、そのペダルの踏込量に応じて上記パイロット用ポンプから走行側の上記第２パイロット圧導入路に出力するパイロット圧油の圧力を漸減させる。例えば、上記第１操作手段を保持した状態でも、ペダルを所望の踏込位置で操作することにより、走行用ポンプのポンプ容量を上記第１操作手段の操作量に見合った容量よりも小さく制御することができる。
【００３４】
更に、請求項４に係る発明のごとく、上記第２操作手段の好適な態様として、前記ペダル付きの切換弁に代えて、エンジン回転数に応じて出力圧を自動的に変化させる減圧弁を採用することができる。
【００３５】
エンジン回転数の減少に応じて減圧弁の出力圧は減少する。エンジン回転数が減少すると、走行側の上記第２パイロット圧導入路を介して前記減圧弁から上記低圧選択弁に供給される出力圧は小さくなる。前記減圧弁からは、エンジン回転数により設定された低圧の圧油が低圧選択弁に供給されており、このとき同時に第１操作手段を操作して第１パイロット圧導入路を介して低圧選択弁に圧油を導入させると、第１操作手段の操作量に応じて、第１及び第２パイロット圧導入路のいずれか低い方の圧油が選択されて、その圧力をもって上記走行用ポンプの容量制御装置を作動する。
【００３６】
第１操作手段をフル操作して走行用ポンプが大容量になっている状態で、エンジンに負荷がかかると、エンジン回転数が減少し、第２操作手段の出力圧が減少する。同第２操作手段の出力圧が第１操作手段の出力圧以下になると、エンジン出力に見合うポンプ容量に設定され、エンストが防止できる。
【００３７】
従って、走行側のパイロット油圧回路にあっては、常に第１及び第２パイロット圧導入路のいずれか低い方の圧油が選択され、一方の作業機側の油圧回路は走行側の油圧回路と独立して所望の油圧を得ることができるため、エンジン回転が変動しても、良好な操作性が得られる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
本発明にあって、図５に示した従来の流体圧伝動装置１と異なるところは、走行用ポンプ４の容量制御装置５に接続される走行側のパイロット油圧回路に、第１パイロット圧導入路１３を介して出力する走行用の操作装置６の出力圧と第２パイロット圧導入路３ｅを介して出力する切換弁１０の出力圧とのうちの低い方の出力圧を選択する低圧選択弁１７〜２０を備える点にある。その他の回路構成及び構成部材は従来の回路構成及び構成部材と実質的に異なるところがない。従って、以下の説明は低圧選択弁１７〜２０を中心に説明する。なお、上記従来技術の油圧回路と実質的に同様の部材には図５及び図６に付した符号と同一の符号と部材名を付している。
【００３９】
図１は、本発明の代表的な第１実施形態による流体圧伝動装置の油圧回路を模試的に示している。同図において、走行用ポンプ４の容量制御装置５及び操作弁１５，１６の駆動用の各パイロット油圧回路には、共通の油圧源であるパイロット用ポンプ３が備えられている。走行側パイロット油圧回路は、第１操作手段である走行用操作装置６と第２操作手段である切換弁１０とを備えている。走行側パイロット油圧回路と独立した異なる回路を構成する操作弁１５，１６の駆動用パイロット油圧回路は、パイロット用ポンプ３の吐出路３ａから分岐した油路３ｃと入力側で接続され、作業機側のパイロット圧導入路１４にパイロット用ポンプ３の吐出圧油を出力する作業機用の操作装置７を備えている。
【００４０】
走行用の前記操作装置６は、パイロット用ポンプ３の吐出路３ａから分岐した第１の油路３ｂと入力側で接続され、走行側の第１パイロット圧導入路１３に前記パイロット用ポンプ３の吐出圧油を出力する。前記切換弁１０は、前記吐出路３ａから分岐した第２の油路３ｄと入力側で接続され、走行側の第２パイロット圧導入路３ｅに走行用の前記操作装置６からの出力と独立したパイロット圧としてパイロット用ポンプ３の吐出圧油を出力する。
【００４１】
本実施形態にあっては、前記切換弁１０は、単一のパイロット用ポンプ３の吐出路３ａから分岐した第２油路３ｄと入力側で接続されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばパイロット用ポンプ３の代わりに、前記第２油路３ｄに別のパイロット油圧源を直接接続させることができる。
【００４２】
走行側のパイロット油圧回路に介装された第１〜第４の低圧選択弁１７〜２０は、低圧側の入力を選択する３ポート２位置の切換弁構造を有している。この第１実施形態によれば、第１〜第４低圧選択弁１７〜２０に対応して単一の走行用操作装置６のパイロット操作弁６ｂ〜６ｅが備えられている。低圧選択弁１７〜２０の第１入力ポート１７ａ〜２０ａは第１パイロット圧導入路１３ａ〜１３ｄを介して走行用のパイロット操作弁６ｂ〜６ｅにそれぞれ接続されている。低圧選択弁１７〜２０の第２入力ポート１７ｂ〜２０ｂは、第２パイロット圧導入路３ｅを介して切換弁１０の出力ポートにそれぞれ接続されている。
【００４３】
走行用ポンプ４の吐出容量を制御するポンプ容量制御装置５は、ピストン５ａで区切られた第１及び第２油室５ｂ，５ｃを有している。各油室５ｂ，５ｃにはバネ５ｄ，５ｅがそれぞれ備えられている。第１及び第３低圧選択弁１７，１９の出力ポート１７ｃ，１９ｃは左右の走行用ポンプ４，４のポンプ容量制御装置５，５の第１油室５ｂにそれぞれ接続されている。第２及び第４低圧選択弁１８，２０の出力ポート１８ｃ，２０ｃは、左右走行用ポンプ４，４のポンプ容量制御装置５，５の第２油室５ｃにそれぞれ接続されている。
【００４４】
ポンプ容量制御装置５の第１及び第２油室５ｂ，５ｃには、走行用操作装置６のレバー操作量に応じて出力される出力圧と、ペダル１０ａの踏込量に応じて圧力を出力する切換弁１０からの出力圧とが選択的に入力する。図１に示す状態では、走行用操作装置６のパイロット操作弁６ｂ〜６ｅの出力は、パイロット用ポンプ３からの吐出油の圧力以下に設定されている。前記切換弁１０の出力は、走行用操作装置６のパイロット操作弁６ｂ〜６ｅの出力よりも高い圧力に設定されている。前記ポンプ容量制御装置５は、バネ５ｄ，５ｅによって中立位置に保持されている。
【００４５】
走行用操作装置６のパイロット操作レバー６ａ（操作レバー６ａ）を前進側に傾動操作すると、操作レバー６ａの傾動量に応じて、パイロット用ポンプ３からのパイロット圧油は、対応する走行用操作装置６のパイロット操作弁６ｂの出力ポートから第１パイロット圧導入路１３ａ、ブリッジ回路１２を経て、第１及び第３低圧選択弁１７，１９の第１入力ポート１７ａ，１９ａにそれぞれ出力される。操作レバー６ａを後進側に傾動操作すると、パイロット操作弁６ｃの出力ポートから第１パイロット圧導入路１３ｂ、ブリッジ回路１２を経て、第２及び第４低圧選択弁１８，２０の第１入力ポート１８ａ，２０ａにパイロット圧油がそれぞれ出力される。
【００４６】
操作レバー６ａを左超信地旋回側に傾動操作すると、パイロット操作弁６ｄの出力ポートから第１パイロット圧導入路１３ｃ、ブリッジ回路１２を経て、第２及び第３低圧選択弁１８，１９の第１入力ポート１８ａ，１９ａにパイロット圧油がそれぞれ出力される。操作レバー６ａを右超信地旋回側に傾動操作すると、パイロット操作弁６ｅの出力ポートから第１パイロット圧導入路１３ｄ、ブリッジ回路１２を介して第１及び第４低圧選択弁１７，２０の第１入力ポート１７ａ，２０ａにパイロット圧油がそれぞれ出力される。
【００４７】
切換弁１０のペダル１０ａによる踏込操作を行うと、その踏込操作に見合う圧力のパイロット油圧が、パイロット用ポンプ３から第２パイロット圧導入路３ｅを介して低圧選択弁１７〜２０の第２入力ポート１７ｂ〜２０ｂに出力される。それぞれのパイロット圧油が低圧選択弁１７〜２０に入力すると、その低圧選択弁１７〜２０は、第１パイロット圧導入路１３ａ〜１３ｄと第２パイロット圧導入路３ｅとのうちの低圧側のパイロット圧を選択して自動的に切り換わる。低圧選択弁１７〜２０を介して自動的に選択された低圧側のパイロット圧油が、走行用ポンプ４のポンプ容量制御装置５に導入され、走行用ポンプ４の吐出容量を制御する。
【００４８】
このように、第１パイロット圧導入路１３ｂ〜１３ｄ及び第２パイロット圧導入路３ｅに独立して出力されるパイロット圧油のうちの低圧側のパイロット圧油が、前記低圧選択弁１７〜２０により自動的に選択されて前記ポンプ容量制御装置５に導入されるため、例えば走行用の操作レバー６ａをフル操作した状態で傾動保持している場合でも、切換弁１０のペダル１０ａを所望の踏込位置に踏込みさえすれば、走行用操作レバー６ａの操作量によらず、走行用ポンプ４のポンプ容量を減少側に制御することができる。
【００４９】
次に、車両の前進走行を例に挙げて、前記第１〜第４低圧選択弁１７〜２０の作動を説明する。
図１に示す状態では、パイロット用ポンプ３の吐出路３ａを介して出力されるパイロット圧油は、リリーフ弁８にて略一定の圧力に保持されている。ここでは、例えばパイロット圧油の最大圧力を約３ＭＰａとする。また、パイロット操作弁６ｂ〜６ｅの出力圧は、例えばパイロット用ポンプ３の吐出圧油の圧力以下である約タンク１１の圧力〜約３ＭＰａ程度の範囲内に設定されている。
【００５０】
パイロット用ポンプ３の吐出路３ａと分岐した油路３ｂ〜３ｄには、パイロット用ポンプ３の吐出圧が作用すると共に、低圧選択弁１７〜２０の第２入力ポート１７ｂ〜２０ｂには、第２パイロット圧導入路３ｅを介して切換弁１０の出力圧が入力されている。一方、操作レバー６ａを傾動操作していないため、低圧選択弁１７〜２０の第１入力ポート１７ａ〜２０ａには、第１パイロット圧導入路１３ａ〜１３ｄを介して走行用パイロット操作弁６ｂ〜６ｅの出力圧は、略タンク１１の圧力となっている。従って、第１〜第４低圧選択弁１７〜２０には、パイロット操作弁６ｂ〜６ｅからの約タンク１１の圧力と切換弁１０から約３ＭＰａのパイロット油圧とが入力されるため、前記ポンプ容量制御装置５は、バネ５ｄ，５ｅによって中立位置に保持されている。
【００５１】
いま、例えば走行用操作レバー６ａを前進側にフル状態に傾動操作する。このとき、対応するパイロット操作弁６ｂから約３ＭＰａの圧力が出力されているものとする。操作レバー６ａを前進側以外に傾動操作していないため、パイロット操作弁６ｃ〜６ｅの出力圧は、タンク１１の圧力のままである。また、ペダル１０ａの踏込操作を行なっていないため、切換弁１０を介して、約３ＭＰａの圧力が出力されている。
【００５２】
このような状態で、対応する第１及び第３低圧選択弁１７，１９の第１入力ポート１７ａ，１９ａには、パイロット操作弁６ｂの出力ポートから第１パイロット圧導入路１３ａ、ブリッジ回路１２を介して約３ＭＰａのパイロット油圧が入力される。第１及び第３低圧選択弁１７，１９の第２入力ポート１７ｂ，１９ｂには、切換弁１０を介して約３ＭＰａのパイロット油圧が入力されている。
【００５３】
従って、第１及び第３低圧選択弁１７，１９には、パイロット操作弁６ｂと切換弁１０との双方から約３ＭＰａのパイロット油圧がそれぞれ入力されるため、第１及び第３低圧選択弁１７，１９の出力圧は約３ＭＰａとなり、第１及び第３低圧選択弁１７，１９の第１入力ポート１７ａ，１９ａから出力ポート１７ｃ，１９ｃを通って、或いは第２入力ポート１７ｂ，１９ｂから出力ポート１７ｃ，１９ｃを通って、左右の走行用ポンプ４，４に対応する容量制御装置５の第１油室５ｂにパイロット圧油がそれぞれ供給される。
【００５４】
一方、第２及び第４低圧選択弁１８，２０に対応する走行用操作レバー６ａのパイロット操作弁６ｃを操作していないため、第２低圧選択弁１８，２０には、パイロット操作弁６ｃの約タンク１１の出力圧と切換弁１０の約３ＭＰａの出力圧との双方が入力される。第２及び第４低圧選択弁１８，２０では、小さい方の約タンク１１の圧力が選択され、左右の走行用ポンプ容量制御装置５，５の第２油室５ｃ，５ｃには出力圧が作用しない。
【００５５】
従って、前記第１油室５ｂ内の圧力は、前記第２油室５ｃ内の圧力よりも大きくなり、上記ピストン５ａは、図１に示すＥ位置からＦ位置側に移動する。ピストン５ａは、パイロット操作弁６ｂの出力とバネ５ｄのバネ力との合力がバネ５ｅの押圧力と等しくなる位置でバランスする。走行用ポンプ４の斜板４ａは容量大方向に傾転し、走行用ポンプ４の吐出容量が増大して、走行用ポンプ４の吐出容量は最大となる。
【００５６】
走行用操作レバー６ａのパイロット操作弁６ｂの操作量によって制御される走行用ポンプ４のポンプ容量よりも、そのポンプ容量を小さくしたいとき、切換弁１０のペダル１０ａを踏み込む。ペダル１０ａを踏み込むと、切換弁１０の出力圧は、約３〜タンク１１の圧力の範囲内で減少する。切換弁１０は、供給位置Ａから閉鎖位置Ｂ方向に切り換わる。低圧選択弁１７〜２０の第２入力ポート１７ｂ〜２０ｂに供給されるパイロット用ポンプ３の吐出圧油は減圧される。切換弁１０が閉鎖位置Ｂに到達すると、切換弁１０の出力圧は約タンク１１の圧力となる。
【００５７】
ここで、走行用操作レバー６ａのパイロット操作弁６ｂから約３ＭＰａのパイロット油圧が出力している状態にあって、ペダル１０ａを踏み込んだとき、切換弁１０から約１ＭＰａの圧力が出力されたものとする。このとき、第１及び第３低圧選択弁１７，１９には、パイロット操作弁６ｂの約３ＭＰａの出力圧と切換弁１０の約１ＭＰａの出力圧とがそれぞれ入力される。パイロット操作弁６ｂの出力圧は切換弁１０の出力圧よりも大きい。第１及び第３低圧選択弁１７，１９では小さい方の切換弁１０の圧力約１ＭＰａが選択され、走行用ポンプ４におけるポンプ容量制御装置５の第１油室５ｂ内のパイロット圧油は、パイロット圧導入路３ｅを介して切換弁１０の出力から供給される。
【００５８】
一方の第２及び第４低圧選択弁１８，２０には、走行用操作レバー６ａのパイロット操作弁６ｃからの約タンク１１の出力圧と切換弁１０からの約１ＭＰａの出力圧とがそれぞれ入力される。第２及び第４低圧選択弁１８，２０では、小さい方の約タンク１１の圧力が選択され、走行用の前記ポンプ容量制御装置５の第２油室５ｃには出力圧は、約タンク１１の圧力となる。
【００５９】
従って、前記ポンプ容量制御装置５の第１油室５ｂ内の圧力は低くなり、ピストン５ａは、図１に示す位置Ｆから位置Ｅ方向に移動する。このとき、バネ５ｄは圧縮され、ピストン５ａは、バネ５ｄのバネ力とパイロット操作弁６ｂの出力との合力がバネ５ｅの押圧力と等しくなる位置でバランスする。走行用ポンプ４の斜板４ａは容量減方向に傾転し、走行用ポンプ４の吐出容量を小さくする。こうして、車両の低速走行が実現される。
【００６０】
次に、図２及び図３に本発明の第２実施形態を示す。
上記第１実施形態による流体圧伝動装置１と異なるところは、走行用及び作業機用操作レバー６ａ，７ａの双方の圧油通路を接続変換させて走行用及び作業機用操作レバー６ａ，７ａの操作パターンを変更可能な操作パターン切換弁２１を上記第１実施形態による油圧回路に備えた点にある。他の回路構成及び構成部材は、上記第１実施形態の回路構成及び構成部材と実質的に異なるところはない。従って、以下の説明は操作パターン切換弁２１を中心に説明する。なお、上記第１実施形態の油圧回路と実質的に同様の部材には、図１に付した符号と同一の符号と部材名を付している。
【００６１】
図２は、操作パターン切換弁２１による操作パターン変更前の流体圧伝動装置１の油圧回路の一例を表しており、図３は、操作パターン切換弁２１による操作パターン変更後の油圧回路の一例を示している。
【００６２】
これらの図において、符号ａ〜ｆは、操作パターン変更前の走行用及び作業機用操作レバー６ａ，７ａの出力側であって、走行側第１パイロット圧導入路１３と作業機用アクチュエータの駆動用パイロット圧導入路１４とのパイロット圧導入（入力）ポートをそれぞれ示している。また、符号ｇ〜ｌは、操作パターン変更前の低圧選択弁１７〜２０、アーム弁１５の入力側であって、前記第１パイロット圧導入路１３と駆動用パイロット圧導入路１４とのパイロット圧出力ポートをそれぞれ表している。
【００６３】
符号ａ’〜ｆ’は、操作パターン変更後の前記第１パイロット圧導入路１３及び駆動用パイロット圧導入路１４のパイロット圧導入ポートをそれぞれ示し、符号ｇ’〜ｌ’は、操作パターン変更後の前記第１パイロット圧導入路１３及び駆動用パイロット圧導入路１４のパイロット圧出力ポートをそれぞれ表している。
【００６４】
図２に示すように、切換レバー２１ａを備えた操作パターン切換弁２１は、操作パターン２１Ａと操作パターン２１Ｂとに変更可能に構成されている。操作パターン変更前の操作パターン２１Ａでは、上記第１実施形態と同様に、前記第１パイロット圧導入路１３の入力ポートａ〜ｄは、出力ポートｇ〜ｊとそれぞれ連通している。前記駆動用パイロット圧導入路１４の入力ポートｅ，ｆは、アーム弁１５に対する駆動用パイロット圧導入路１４の出力ポートｋ，ｌとそれぞれ連通している。
【００６５】
切換レバー２１ａを操作して、前記操作パターン２１Ａを操作パターン２１Ｂ側に切り換えると、図３に示すように、操作レバー６ａに対する第１パイロット圧導入路１３の前記入力ポートａ’〜ｄ’、及び操作レバー７ａに対する駆動用パイロット圧導入路１４の前記入力ポートｅ’，ｆ’は、パターン変更前の前記入力ポートａ〜ｆと同様に、各操作レバー６ａ，７ａとそれぞれ接続する。
【００６６】
一方、前記第１パイロット圧導入路１３と駆動用パイロット圧導入路１４とのパイロット圧出力ポートｇ’〜ｌ’のうち、第３及び第４低圧選択弁１９，２０に対する第１パイロット圧導入路１３ｃ，１３ｄの出力ポートｊ’，ｈ’は、操作レバー７ａに対する駆動用パイロット圧導入路１４ａ，１４ｂの入力ポートｅ’，ｆ’とそれぞれ連通する。それと同時に、アーム弁１５に対する駆動用パイロット圧導入路１４ａ，１４ｂの出力ポートｋ’，ｌ’は、操作レバー６ａに対する第１パイロット圧導入路１３ｄ，１３ａの入力ポートｄ’，ａ’とそれぞれ連通する。
【００６７】
このように、操作パターン切換弁２１により操作パターン２１Ａを操作パターン２１Ｂ側に変更すると、単に作業機用及び走行用操作レバー６ａ，７ａの各パイロット圧導入路１３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂの出力ポートｊ’，ｈ’，ｋ’，ｌ’を上述のごとく切り換えるだけで足りる。
【００６８】
走行用操作装置６は、例えば操作レバー６ａを前後側に傾動操作して左走行用ポンプ４のポンプ容量制御装置５を制御すると共に、操作レバー６ａを左右側に傾動操作してアーム弁１５を駆動する。また、作業機用操作装置７は、例えば操作レバー７ａを前後側に傾動操作して右走行用ポンプ４のポンプ容量制御装置５を制御すると共に、操作レバー７ａを左右側に傾動操作してバケット弁１６を駆動する。
【００６９】
従って、作業機用及び走行用操作レバー６ａ，７ａの入力側の配管３ｂ，３ｃの配置を変更すると共に、各操作レバー６ａ，７ａの入力側と出力側との接続を同時に切り換えるための２段切換弁等を必要とせず、しかも切換弁１０の第２パイロット圧導入路３ｅの切り換えを行うことなく、単に作業機用及び走行用操作レバー６ａ，７ａの各パイロット圧導入路１３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂを上述のごとく切り換えるだけで足りるため、操作パターン切換弁２１の構造を簡略化することができると共に、単一の操作パターン切換弁２１により各パイロット圧導入路１３，１４を切り換えることができ、作業機用及び走行用操作装置６，７の双方の圧油通路を簡単に接続変換させることができる。
【００７０】
更に、図４に本発明の第３実施形態を示す。
上記第１及び第２実施形態における流体圧伝動装置１と異なるところは、ペダル１０ａで操作する切換弁１０に代えて、エンジン回転数に応じて出力圧を自動的に変化させる第２操作手段である減圧弁２２を備えた点にある。なお、同図において、上記各実施形態と実質的に同じ部材には同一の符号と部材名を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００７１】
同図において、減圧弁２２の出力圧は、出力側圧力Ｐ１とバネ２２ａのバネ力と、絞り９の上流側圧力Ｐ２と下流側圧力Ｐ３との釣合いにより一定に保持されている。この力の釣合いを変化させると、減圧弁２２の出力圧が変化する。絞り９の上流側圧力Ｐ２は、図４に示す弁位置Ｃ側に作用して減圧弁２２の出力圧を大きくなるように釣合いを変化させる。絞り９の下流側圧力Ｐ３は、弁位置Ｃと反対側の弁位置Ｄ側に作用して減圧弁２２の出力圧を小さくするように釣合いを変化させる。
【００７２】
エンジン回転数の減少に伴って弁位置Ｃ側に働く力が小さくなり、減圧弁２２の出力圧は減少する。減圧弁２２の出力圧は、エンジン回転数の増減に応じて自動的に増減され、パイロット用ポンプ３のパイロット圧導入路３ｅを介して、第１〜第４低圧選択弁１７〜２０の第２入力ポート１７ｂ〜２０ｂに入力する。図４に示す状態では、前記減圧弁２２の出力圧は、走行用操作装置６のパイロット操作弁６ｂ〜６ｅの出力よりも高い圧力に設定されている。前記ポンプ容量制御装置５は、バネ５ｄ，５ｅによって中立位置に保持されている。
【００７３】
走行用操作装置６の操作レバー６ａを所望の方向に操作して、対応する第１パイロット圧導入路１３ａ〜１３ｄを介して低圧選択弁１７〜２０の第１入力ポート１７ａ〜２０ａに圧油を導入させると、上記第１実施形態と同様の操作により、対応する低圧選択弁１７〜２０では、前記操作レバー６ａの操作量に応じて、第１パイロット圧導入路１３ａ〜１３ｄの低圧側の圧力を自動的に選択して、対応する走行用ポンプ４のポンプ容量制御装置５に低圧側の圧力を出力する。
【００７４】
前記操作レバー６ａをフル操作して、走行用ポンプ４が大容量になっている状態でエンジンに負荷がかかると、エンジン回転が減少し、前記減圧弁２２の出力圧が自動的に減少する。同減圧弁２２の出力圧が前記操作レバー６ａの出力圧以下になると、対応する低圧選択弁１７〜２０では、上記第１実施形態のごとく前記減圧弁２２の第２パイロット圧導入路３ｅの低圧側の圧力を選択して、対応する低圧選択弁１７〜２０の第２入力ポート１７ｂ〜２０ｂを介して、対応する走行用ポンプ４のポンプ容量制御装置５に低圧側の圧力を出力する。その走行用ポンプ４は、エンジン出力に見合うポンプ容量に自動的に設定される。
【００７５】
前記減圧弁２２を備えることにより、走行側のパイロット油圧回路にあって、常に第１及び第２パイロット圧導入路１３ａ〜１３ｄ，３ｅのいずれか一方の低いパイロット油圧が自動的に選択され、一方の作業機側のパイロット油圧回路は、走行側のパイロット油圧回路と独立して所望の油圧を得ることができるため、作業機のスピード変化などの操作性を損ねることなく、エンスト防止などのポンプ容量制御に介入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である流体圧伝動装置の油圧回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態である操作パターン変更前の流体圧伝動装置の油圧回路図である。
【図３】同操作パターン変更後の流体圧伝動装置の油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態である流体圧伝動装置の油圧回路図である。
【図５】従来の流体圧伝動装置の油圧回路図である。
【図６】従来の流体圧伝動装置に適用される操作装置の一例を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１流体圧伝動装置
２作業機用ポンプ
３パイロット用ポンプ
３ａ吐出路
３ｂ〜３ｄ油路
３ｅ第２パイロット圧導入路
４走行用ポンプ
５ポンプ容量制御装置
５ａピストン
５ｂ，５ｃ第１，第２油室
５ｄ，５ｅ，２２ａバネ
６，７操作装置
６ａ，７ａ操作レバー
６ｂ〜６ｅ，7b〜7e パイロット操作弁
８リリーフ弁
９固定絞り
１０切換弁
１０ａペダル
１１油タンク
１２ブリッジ回路
１３ａ〜１３ｄ第１パイロット圧導入路
１４ａ〜１４ｄアクチュエータ駆動用パイロット圧導入路
１５アーム弁
１６バケット弁
１７〜２０低圧選択弁
１７ａ〜２０ａ第１入力ポート
１７ｂ〜２０ｂ第２入力ポート
１７ｃ〜２０ｃ出力ポート
２１操作パターン切換弁
２１ａ切換レバー
２２減圧弁

Claims

ポンプの容量制御装置用のパイロット油圧回路を備えた流体圧伝動装置であって、
前記ポンプの容量制御装置の駆動用パイロット油圧回路が、
パイロット用ポンプの吐出路に接続された第１の油路と入力側で接続され、その操作量に応じて減圧し前記ポンプ容量制御装置の第１のパイロット圧導入路に出力する第１の操作手段と、
パイロット用ポンプの吐出路に接続された第２の油路と入力側で接続され、その操作量に応じて減圧し前記ポンプ容量制御装置の第２のパイロット圧導入路に出力する第２の操作手段と、
前記第１及び第２パイロット圧導入路と入力側で接続され、前記第１パイロット圧導入路と前記第２パイロット圧導入路とのうちの低圧側の圧力を選択して、前記ポンプ容量制御装置に低圧側の圧油を出力する低圧選択弁と、
を備えたことを特徴とする流体圧伝動装置。
他のアクチュエータ用の操作手段が前記パイロット用ポンプの吐出路と接続され、その出力側がアクチュエータの駆動用パイロット圧導入路を介して前記アクチュエータの操作弁に接続されてなり、
前記操作弁に対する前記パイロット圧導入路のパイロット圧入力側を、前記低圧選択弁に対する第１パイロット圧導入路のパイロット圧入力側に連通させると共に、同第１パイロット圧導入路の入力側をアクチュエータ側の前記パイロット圧導入路の出力側に連通させる操作パターン切換弁を有してなる請求項１に記載の流体圧伝動装置。
前記第２操作手段は、踏込量に応じて出力圧を漸減させるペダル付き切換弁である請求項１又は２に記載の流体圧伝動装置。
前記第２操作手段は、エンジン回転数に応じて出力圧を自動的に変化させる減圧弁である請求項１又は２に記載の流体圧伝動装置。