JP4975980B2

JP4975980B2 - 作業車両の油圧走行装置

Info

Publication number: JP4975980B2
Application number: JP2005142856A
Authority: JP
Inventors: 尚史吉田
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: JP2006316972A

Description

本発明は、ラフテレーンクレーン、軌道走行クレーン、ホイールローダ等の作業車両に用いられる油圧式走行駆動装置であって、特に、可変容量型の走行油圧モータを用いた作業車両の油圧式走行駆動装置に関するものである。

この種の作業車両の油圧式走行駆動装置は、図２に示すように、アクセルペダル１ａにより回転速度を制御される原動機１により駆動される油圧ポンプ３と、前後進切換弁４と一対の主管路５，６で接続され前記油圧ポンプ３から前後進切換弁４を介して供給される作動油により駆動され作業車両の車輪２を回転駆動する可変容量型の走行用油圧モータ７と、走行用油圧モータ７の容量を変更する容量制御手段８と、主管路５，６に介装したカウンターバランス弁９と、カウンターバランス弁９と走行用油圧モータ７との間の主管路間５，６を接続するバイパス管路１０，１１と、バイパス管路１０，１１に介装したブレーキ弁（リリーフ弁）１２，１３とを備えている。

前記容量制御手段８は、カウンターバランス弁９の後段の前記主管路５，６の高圧側に発生する油圧の増減に応じて走行用油圧モータ７の容量を増減させるよう構成している。

このように構成した作業車両の油圧式走行駆動装置は、前後進切換弁４を中立位置から前進位置あるいは後進位置に切り換えた上で、アクセルペダル１ａの踏み込み操作により原動機１の回転速度を制御して、油圧ポンプ３から走行用油圧モータ７に供給される作動油量を制御し、走行用油圧モータ７の回転すなわち作業車両の走行速度を制御するものである。

前記カウンターバランス弁９は、走行用油圧モータ７の回転時において、作動油排出側（走行用油圧モータ７から作動油が排出される側）となる主管路５または６の排出油量を、作動油供給側（走行用油圧モータ７に作動油を供給する側）となる主管路６または５の圧力（カウンターバランス弁９と前後進切換弁４間の圧力）が高くなると開放し、低くなると絞り込むように機能する。

走行用油圧モータ７の作動油供給側の主管路６または５の圧力による駆動（以下、単に「モータ駆動」という）時には、作動油排出側の主管路５または６の作動油の流れはカウンターバランス弁９により規制されず、走行用油圧モータ７の背圧は低くなっている。このため、走行用油圧モータ７は作動油供給側の主管路６または５の油圧により駆動される。

「モータ駆動」時には、前記容量制御手段８により走行用油圧モータ７の容量が、作動油供給側の主管路６または５の油圧に応じて制御されるので、走行用油圧モータ７は、それに作用する駆動抵抗が大きいときには低速高トルク駆動となり、それに作用する駆動抵抗が小さいときには当該走行用油圧モータ７を高速低トルク駆動となる。

また、作業車両の走行中にアクセルぺダル１ａの踏み込みを緩めた場合、あるいは、作業車両が降坂走行している場合には、走行用油圧モータ７が自走し作動油供給側の主管路６または５の圧力が低くなる。この場合には、作動油排出側の主管路５または６を通る作動油の排出がカウンターバランス弁９により絞り込まれ、作動油排出側の主管路５または６に背圧が生じこの背圧が作業車両（走行用油圧モータ７）の自走に対するブレーキ（以下「油圧ブレーキ」という）として作用をする。
「油圧ブレーキ」は、走行油圧モータ７から排出されるモータ排出油量が走行用油圧モータ７へ供給されるモータ供給油量を超えないよう、カウンターバランス弁９が作動油排出側の主管路５または６の排出流量を規制することに起因して生じるものであり、その制御は、モータ供給油量の制御、すなわち、アクセルペダル１ａ踏み込み量の加減調整により行われる。

なお、この「油圧ブレーキ」の最大制動力は、モータ排出油量がカウンターバランス弁９の通過流量を超え、モータ排出油量の一部または全部がパイパス管路１０，１１に介装したブレーキ弁１２，１３を通って作動油供給側の主管路６または５に環流している状態で発生する。この状態では、走行用油圧モータ７の背圧がブレーキ弁１２，１３の設定圧（設定リリーフ圧）たる最大圧力になっており、この圧力に応じて走行用油圧モータ７の容量は最大となっている。

すなわち、「油圧ブレーキ」は、走行用油圧モータ７の容量最大で当該走行用油圧モータ７からの作動油排出側の主管路５または６の圧力（背圧）がブレーキ弁１２，１３の設定圧になっている時の制動力を最大制動力とし、ゼロからこの最大制動力の範囲で変動する（例えば、下記特許文献参照）。
特開昭６３−２６６２０１

上記の如く構成した作業車両の油圧走行装置は、前後進切換弁４の切換操作とアクセルペダル１ａの踏み込み量の加減調整により、作業車両（走行用油圧モータ７）を所要の方向と速度で駆動、あるいは、その駆動を制動することができる。

しかしながら、作業車両（走行用油圧モータ７）の制動をアクセルペダル１ａの踏み込み量の加減調整により制御される「油圧ブレーキ」のみで行うものであるから、作業車両（走行用油圧モータ７）を任意の減速度で制動することが極めて困難であるという問題がある。

本発明の作業車両の油圧走行装置は、上記した従来の油圧走行装置に、ブレーキペダル１４の操作に応答して作動し前記車輪２の回転を制動する摩擦制動手段１５を設けると共に、ブレーキペダル１４の操作または摩擦制動手段１５の作動を検出する摩擦制動検出手段１６を設け、この摩擦制動検出手段１６の検出信号を走行用油圧モータの容量制御手段８に入力し、容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６からの検出信号を受け取ったときには、前記走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するよう構成したものである。

このように構成した本発明の作業車両の油圧走行装置は、ブレーキペダルを踏み込み操作することにより、摩擦制動手段１５で作業車両の車輪２に任意の制動力を付与することができる。

ところで、一般に、ブレーキペダル１４とアクセルペダル１ａは同じ足で操作される。このため、ブレーキペダルの踏み込み操作とアクセルペダルの踏み込み解消とが同時に行われ、摩擦制動手段１５による車輪２の制動と「油圧ブレーキ」による走行用油圧モータ７の制動が同時に行われる。このため、摩擦制動手段１５を、単に「油圧ブレーキ」と独立的に併設した場合には、「油圧ブレーキ」の上記最大制動力（走行用油圧モータ７の容量最大で当該走行用油圧モータ７からの作動油排出側の主管路５または６の圧力（背圧）がブレーキ弁１２，１３の設定圧になっている時の制動力）と摩擦制動手段１５による制動力が重畳し、作業車両の車輪２がロックして作業車両の走行速度を効果的に制動できない事態が多発する。

本発明の作業車両の油圧走行装置は、このような問題を解消するため、ブレーキペダル１４の操作または摩擦制動手段１５の作動を検出する摩擦制動検出手段１６を設け、この摩擦制動検出手段１６の検出信号を走行用油圧モータの容量制御手段８に入力し、容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６からの検出信号を受け取ったときには、走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するようにしている。

このため、摩擦制動手段１５の作動時には「油圧ブレーキ」による制動力が規制されるので、車輪２がロックするような事態の発生を減少できる他、作業車両を、主としてブレーキ力の調整が容易な摩擦制動手段１５の作動に依存して任意の減速度で制動することができるのである。

以下に、本発明に係る作業車両の油圧走行装置の実施例について図１に基づいて説明する。

本発明の係る作業車両の油圧走行装置は、図２に示し上述した従来の油圧走行装置に、ブレーキペダル１４の操作に応答して作動し車輪２の回転を制動する摩擦制動手段１５を設けると共に、ブレーキペダル１４の操作または摩擦制動手段１５の作動を検出する摩擦制動検出手段１６を設け、この摩擦制動検出手段１６の検出信号を走行用油圧モータの容量制御手段８に入力し、容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６からの検出信号を受け取ったときには、前記走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するよう構成したことに特徴がある。

したがって、以下の説明では、この特徴部分の説明に重点をおいて説明することとし、図２に示し上述した従来の油圧走行装置の構成およびその機能に関する説明については、以下の説明においてもそのまま援用するものとする。

図１において、１５は、ブレーキぺダル１４の操作（踏み込み操作）に応答して作業車両の車輪２を制動する摩擦制動手段である。

この実施例では、摩擦制動手段１５は、車輪２に配置したブレーキドラム１５ａと、ブレーキシリンダ１５ｂの出力によりブレーキドラム１５ａに押圧されるブレーキシュー１５ｃで構成されている。ブレーキシリンダ１５ｂには、ブレーキペダル１４に連結されたマスターシリンダ１４ａから管路１４ｂを介してブレーキ作動圧が供給されるようになっている。

１６は、ブレーキペダル１４の操作または摩擦制動手段１５の作動を検出する摩擦制動検出手段である。

この実施例では、摩擦制動検出手段１６は、前記管路１４ｂの圧力（ブレーキ作動圧）が所定の圧力以上になると接続される圧力スイッチで構成している。

摩擦制動検出手段１６の検出信号（圧力スイッチの接続時の通電信号）は、容量制御手段８に入力されており、容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６からの検出信号を受け取ったときには、走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するよう構成している。

なお、容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６から検出信号が入力されていない状態では、上述したようにカウンターバランス弁９後段の一対の主管路５，６の高圧側の油圧に応じて走行用油圧モータ７の容量を増減させるよう機能するものである。

図１の例では（図２も同様）、容量制御手段８は、走行用油圧モータ７の一対の主管路の高圧側の油圧を取り出すためのチェック弁８ａ，８ｂ、その出力が走行用油圧モータ７の容量を増大させるよう走行用油圧モータ７の容量変換機構に連結した容量増大用シリンダ８ｃ、その出力が走行用油圧モータ７の容量を減少させるよう走行用油圧モータ７の容量変換機構に連結した容量減少用シリンダ８ｄ、容量減少用シリンダに供給される油圧を制御するパイロット制御弁８ｅを具えて構成されている。

前記容量増大用シリンダ８ｃは、油路８ｆを介してチェック弁８ａ，８ｂの後段に接続
されている。
前記パイロット制御弁８ｅは、容量減少用シリンダ８ｄに接続した油路８ｇ、チェック弁８ａ，８ｂ後段に接続した油路８ｆ、および、タンク油路８ｈとの間に介装されている。そして、このパイロット制御弁８ｅは、油路８ｆの油圧が高くなるほど油路８ｇの油圧（容量減少用シリンダの油室の内圧）が減少するよう切り換えられるよう、そのパイロット圧印加部８ｉがパイロット油路８ｊを介して油路８ｆに接続されている。

容量増大用シリンダ８ｃの有効受圧面積に対して容量減少用油圧シリンダ８ｅの有効受圧面積が大きく設定されている。

本発明において容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６の検出信号（圧力スイッチの接続時の通電信号）を受け取ると、走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するよう構成されている。これを実現するため、図１の例では、パイロット制御弁８ｅのパイロット圧印加部８ｉと油路８ｆを接続するパイロット油路８ｊに、常時（ソレノイドへの非通電時）はパイロット油路８ｊを連通し、通電時（ソレノイドへの通電時）には、パイロット油路８ｊにおけるパイロット制御弁８ｅ側（パイロット圧印加部８ｉ側）をタンク油路８ｋに接続するソレノイド切換弁８ｌを介装し、このソレノイド切換弁８ｌを、摩擦制動検出手段１６の検出信号（圧力スイッチの接続時の通電信号）で切換制御するようにしている。

上記の実施例において、摩擦制動手段１５を非作動時には、摩擦制動検出手段１６から検出信号（通電信号）が出力されず、ソレノイド切換弁８ｌを介して油路８ｆの油圧（高圧側の主管路５または６の油圧）をパイロット制御弁８ｅのパイロット圧印加部８ｉに作用する。このため、前記容量制御手段８は、カウンターバランス弁９の後段の前記一対の主管路５，６の高圧側の油圧に応じて走行用油圧モータ７の容量を増減させる。

また、摩擦制動手段１５の作動時には、摩擦制動検出手段１６から検出信号（通電信号）が出力され、ソレノイド切換弁８ｌがパイロット制御弁８ｅのパイロット圧印加部８ｉをタンク油路８ｋに接続する。このため、容量制御手段８は、主管路５，６の油圧変動に関わらず、走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するのである。

従って、摩擦制動手段１５の作動時には、「油圧ブレーキ」による制動力が規制され、車輪２がロックするような事態の発生を減少できる。また、作業車両の走行を、ブレーキ力の調整が容易な摩擦制動手段１５の作動に依存して任意の減速度で制動することができるのである。

本発明に係る作業車両の油圧走行装置の実施例を示す回路図。従来の作業車両の油圧走行装置の回路図。

原動機；１、アクセルペダル；１ａ、（作業車両の）車輪；２、油圧ポンプ；３、
前後進切換弁；４、一対の主管路；５，６、（可変容量型の）走行用油圧モータ；７、
容量制御手段；８、カウンターバランス弁；９、バイパス管路；１０，１１、
ブレーキ弁；１２，１３、ブレーキペダル１４、マスターシリンダ１４ａ、
摩擦制動手段；１５、ブレーキドラム；１５ａ、ブレーキシリンダ；１５ｂ、
ブレーキシュー；１５ｃ、摩擦制動検出手段；１６、チェック弁；８ａ，８ｂ、
容量増大用シリンダ８ｃ、容量減少用シリンダ８ｄ、パイロット制御弁８ｅ、
油路（チェック弁８ａ，８ｂの後段側）；８ｆ、
油路（容量減少用シリンダ８ｄに接続）；８ｇ、
タンク油路；８ｈ，８ｋ、（パイロット制御弁８ｅの）パイロット圧印加部；８ｉ、
ソレノイド切換弁；８ｌ、
パイロット油路（パイロット圧印加部８ｉとソレノイド弁８ｌを接続）；８ｊ、

Claims

アクセルペダル１ａにより回転速度を制御される原動機１により駆動される油圧ポンプ３と、前後進切換弁４と一対の主管路５，６で接続され前記油圧ポンプ３から前後進切換弁４を介して供給される作動油により駆動され作業車両の車輪２を回転駆動する可変容量型の走行用油圧モータ７と、走行用油圧モータ７の容量を変更する容量制御手段８と、主管路５，６に介装したカウンターバランス弁９と、カウンターバランス弁９と走行用油圧モータ７との間の主回路間５，６を接続するバイパス管路１０，１１と、バイパス管路１０，１１に介装したブレーキ弁１２，１３とを備える作業車両の油圧走行装置において、
ブレーキペダル１４の操作に応答して作動し前記車輪２の回転を制動する摩擦制動手段１５を設けると共に、ブレーキペダル１４の操作または摩擦制動手段１５の作動を検出する摩擦制動検出手段１６を設け、この摩擦制動検出手段１６の検出信号を前記容量制御手段８に入力し、容量制御手段８は、摩擦制動検出手段１６からの検出信号を受け取ったときには、前記走行用油圧モータ７の容量を所定の小容量に制限するよう構成したことを特徴とする作業車両の油圧走行装置。
前記容量制御手段８は、カウンターバランス弁９の後段の前記一対の主管路５，６の高圧側の油圧に応じて走行用油圧モータ７の容量を増減させるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の作業車両の油圧走行装置。