JP5197057B2 - 作業車両の油圧装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設車両や土工車両など、作業装置を搭載した作業車両の油圧装置に関する。

たとえば特許文献１に示すスキッドステア式の作業車両では、エンジンにより、メインポンプと左右の走行用ポンプをそれぞれ駆動して油圧を発生させ、メインポンプから作動油を作業コントロールバルブから作業シリンダに送って作業装置を駆動し、また走行用ポンプから作動油を走行用モータに送って走行車輪を回転駆動している。
実用新案登録第２５１１３６４号公報

上記構成において、走行用ポンプと走行用モータとを接続する閉ループ回路に、作業コントロールバルブから排出される作動油の一部が補給されるとともに、閉ループ回路を循環する作動油の一部がフラッシングバルブからリターン管を介してオイルタンクに排出されている。そしてリターン管にオイルクーラが介在され、オイルクーラは、冷却空気をラジエータファンに吸引するエア吸引口に設置されて強制冷却されている。

しかしながら、この作業車両は、小型の車体に対して走行車輪の径が大きく、また左右の走行車輪の回転速度差により操舵されるステアリング形式であるため、作業車両が前後進を繰り返しつつ作業装置を駆動するような作業状態によっては、閉ループ回路の作動油の循環量が多くなり、オイルクーラーによる冷却だけでは作動油の温度が高くなり過ぎるおそれがあった。この主の作業車両は、車体内の空間が限られており、また大幅な設計変更は多大なコスト高を招くことになるため、簡易的に作動油の冷却効率を向上できる油圧装置が求められていた。

本発明は上記問題点を解決して、大幅な設計変更することなく、作動油を冷却効率を向上させることができる作業車両の油圧装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、エンジンにより駆動される油圧式走行用ポンプと、走行車輪を回転駆動する油圧式走行用モータとを作動油を循環させる閉ループ回路で接続し、エンジンにより駆動される油圧式作業用ポンプから作業装置の作業用駆動装置に作動油を供給する作動油供給管を設け、当該作業用駆動装置から排出される作動油の一部を閉ループ回路に補充するドレン管を設け、閉ループ回路の作動油の一部を走行用モータから作動油タンクに排出するリターン管を設け、当該リターン管に作動油を冷却するオイルクーラーを介在させた作業車両の油圧装置において、前記走行用モータと走行車輪の間に減速装置を設け、前記減速装置の構成部材を潤滑、冷却する潤滑油を収容した減速ボックス中に、潤滑油に浸漬される補助冷却配管を設け、前記ドレン管と作動油タンクとを接続する補給・回収管と、前記リターン管の少なくとも一方に、前記補助冷却配管を介在させたものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、減速装置は、走行用モータの出力軸にそれぞれ取り付けられた前駆動スプロケットおよび後駆動スプロケットと、前輪のアクスル軸に取り付けられた前受動スプロケットと、後輪のアクスル軸に取り付けられた後受動スプロケットと、前駆動スプロケットと前受動スプロケット間に巻張された前駆動チェーンと、後駆動スプロケットと後受動スプロケット間にそれぞれ巻張された後駆動チェーンと、前記前駆動スプロケット、後駆動スプロケット、前受動スプロケットおよび後受動スプロケットを収容する減速ボックスとを具備したものである。

請求項１記載の発明によれば、走行用ポンプと走行用モータとの間で作動油を循環させる閉ループ回路から作動油の一部を排出するリターン管に、オイルクーラーに加えて、補助冷却配管を設けるか、または作業用駆動装置から排出される作動油の一部を閉ループ回路に補給するドレン管から、オーバーフローした作動油を作動油タンクに排出したり、不足の作動油を作動油タンクから補給する補給・回収管に、補助冷却配管を設けることにより、閉ループ回路を循環される作動油を効果的に冷却することができ、大幅な設計変更することなく作動油の冷却効率を向上させることができる。

請求項２記載の発明によれば、スプロケットとチェーンからなる減速装置の減速ボックス内で潤滑油に浸漬される補助冷却配管を設けることにより、作動油を効果的に冷却することができ、既設の作業用車両に容易に設置することができる。

以下、本発明に係る作業車両の油圧装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態］
図５に示すように、この作業車両は、左右一対の前輪（走行車輪）２Ｆと左右一対の後輪（走行車輪）２Ｒとを具備した車体１に、バケット７を昇降する作業装置３が設けられている。この作業装置３は、車体１の後部両側に、それぞれ前方に伸びる左右一対の作業ブーム４が上下方向に揺動自在に支持され、車体１と作業ブーム４の先端側に連結されたブームシリンダ（作業用駆動装置）５により上下方向に揺動される。そして、作業ブーム４の先端側に設けられたバケットアーム６に、バケット７が上下方向に回動自在に支持され、車体１とバケットアーム６の間に連結されたバケットシリンダ（作業用駆動装置）８により、バケット７が上下方向に回動される。

車体１には、エンジン１０と、このエンジン１０により駆動される左右の油圧式の走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌおよび油圧式のメインポンプ（作業用ポンプ）１２と、左右の走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌから送られる作動油によりそれぞれ回転駆動される左右の油圧式の走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌとが搭載されている。また左右の走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌと左右の前後輪２Ｆ，２Ｒとの間に巻き掛け式の減速装置１４Ｒ，１４Ｌが設けられており、走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌによりこれら減速装置１４Ｒ，１４Ｌを介して前輪２Ｆおよび後輪２Ｒがそれぞれ回転駆動される。またメインポンプ１２から送られる作動油によりブームシリンダ５およびバケットシリンダ８がそれぞれ伸縮駆動される。

走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌは、ステアリングレバー（図示せず）により吐出方向と吐出量が操作されるたとえば可変容量型のアキシャルピストンポンプで、図１，図２に示すように、エンジン１０の出力軸に連結された１本の入力軸により、左右の走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌとメインポンプ１２が連結されている。左右の走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌと左右の走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌとは、左右の閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌによりそれぞれ接続され、これら閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌに、走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌから吐出される作動油の油圧を制御する高圧リリーフ弁１６Ｒ，１６Ｌと、閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌ内の作動油を入れ替えるフラッシングバルブ１７Ｒ，１７Ｌとがそれぞれ設けられている。ここで、走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌには、たとえば定容量型オービットモータ（トルクモータ）が使用される。

メインポンプ１２はギヤポンプにより構成され、メインポンプ１２の吸引ポートと作動油タンク２１との間に、作動油を吸引する吸引管２２が接続され、メインポンプ１２の吐出ポートとブームシリンダ５およびバケットシリンダ８の間に、作業コントロールバルブ２４が介在された吐出管（作動油供給管）２３が接続され、メインポンプ１２から吐出された作動油が、作業コントロールバルブ２４からブームシリンダ５およびバケットシリンダ８にそれぞれ送られる。

前記閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌには、循環される作動油の一部（たとえば１０〜２０％）を作動油タンク２１との間で供給、排出する配管が接続されており、排出側の配管が、走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌの低圧側ポートにフラッシングバルブ１７Ｒ，１７Ｌを介して接続されたリターン管３１により構成されている。このリターン管３１には、作動油から不純物を除去するバイパスストレーナ（フィルタ）３２と、作動油を強制冷却するオイルクーラー３３と、後述する補助冷却配管３４Ｒが介在されている。このオイルクーラー３３は、エンジン１０の冷却用ラジエータ９の上部で、冷却空気を吸い込むエア吸引口９ａの下部に臨んで設置されている。

供給側の配管が、作業コントロールバルブ２４の排出ポートから走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌの補給ポートに接続されたドレン管２５により構成され、ブームシリンダ５とバケットシリンダ８で使用された作動油の一部が、２つの閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌにそれぞれ補給される。またドレン管２５には、オーバーフローした作動油を作動油タンク２１に戻す補給・回収管３５が接続されており、この補給・回収管３５は、ブームシリンダ５とバケットシリンダ８から排出される作動油が不足する時に、不足分の作動油を作動油タンク２１から補給することができる。そしてこの補給・回収管３５に、後述する補助冷却配管３４Ｌが介在されて作動油が冷却される。

前記減速装置１４Ｒ，１４Ｌは巻き掛け伝動式で、図３，図４に示すように、左右の減速ボックス４１Ｒ，４１Ｌ内に、走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌの出力軸１３ａに取り付けられた前後駆動スプロケット４２Ｆ，４２Ｒと、前車２Ｆおよび後輪２Ｒのアクスル軸２Ｆａ，２Ｒａにそれぞれ取り付けられた前後受動スプロケット４３Ｆ，４３Ｒと、前駆動スプロケット４２Ｆと前受動スプロケット４３Ｆ間に巻張された前輪駆動チェーン４４Ｆと、後駆動スプロケット４２Ｒと後受動スプロケット４３Ｒ間に巻張された後輪駆動チェーン４４Ｒとが収納されている。そしてこれら減速ボックス４１Ｒ，４１Ｌ内に、前後輪駆動スプロケット４２Ｆ，４２Ｒと前後受動スプロケット４３Ｆ，４３Ｒの下部とを浸漬して潤滑、冷却する潤滑油４５が貯留されている。

左右の減速ボックス４１Ｒ，４１Ｌ内には、駆動スプロケット４２Ｆ，４２Ｒや前後輪駆動チェーン４４Ｆ，４４Ｒ、前後受動スプロケット４３Ｆ，４３Ｒに干渉しない部位で、たとえば中央下部に前述した補助冷却配管３４Ｒ，３４Ｌがそれぞれ配設されている。そしてこれら補助冷却配管３４Ｒ，３４Ｌは、配管部が減速ボックス４１Ｒ，４１Ｌ内に複数回迂回されて流送距離を確保し、さらに配管部に複数の放熱フィン３４ａがそれぞれ取り付けられて放熱効果を向上させている。さらに補助冷却配管３４Ｒ，３４Ｌの配管部と放熱フィン３４ａとが潤滑油４５に浸漬されて伝熱性能を向上させている。

上記構成において、エンジン１０により走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌが回転駆動されて両閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌにそれぞれ作動油が循環される。そして運転席のステアリング操作具（図示せず）により、フラッシングバルブ１７Ｒ，１７Ｌが操作されると、閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌの作動油が走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌにそれぞれ送られ、減速装置１４Ｒ，１４Ｌを介して前輪２Ｆおよび後輪２Ｒが回転駆動される。

両閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌの作動油の一部がリターン管３１から作動油タンク２１に排出される。この時、作動油は、バイパスストレーナ３２により清掃されるとともに、オイルクーラー３３により冷却され、さらにこれに加えて、補助冷却配管３４Ｒにより冷却される。またブームシリンダ５およびバケットシリンダ８で使用された作動油が作業コントロールバルブ２４からドレン管２５を介して排出され、ドレン管２５の作動油の一部が走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌに補給される。この時オーバーフローした作動油が補給・回収管３５から作動油タンク２１に排出され、この時に補助冷却配管３４Ｌに導入されて冷却される。また補給用の作動油が不足する時には、作動油タンク２１から補給・回収管３５を介して走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌに吸引補給され、この時に作動油が補助冷却配管３４Ｌに導入されて冷却される。

上記実施の形態によれば、走行用ポンプ１１Ｒ，１１Ｌと走行用モータ１３Ｒ，１３Ｌとを含む閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌの作動油の一部をリターン管３１から作動油タンク２１に排出する時に、オイルクーラー３３による冷却に加えて、減速装置１４Ｒの潤滑油４５中を通る補助冷却配管３４Ｒにより冷却することにより、作動油を効果的に冷却してオーバーヒートを未然に防止することができる。またブームシリンダ５およびバケットシリンダ８から排出された作動油の一部がドレン管２５から閉ループ回路１５Ｒ，１５Ｌに補給され、オーバーフローした作動油が補給・回収管３５から作動油タンク２１に排出される時に、作動油を減速装置１４Ｌの潤滑油４５中を通る補助冷却配管３４Ｌに導入して冷却することにより、作動油を効果的に冷却してオーバーヒートを未然に防止することができる。したがって、減速装置１４Ｒ，１４Ｌに補助冷却配管３４Ｒ，３４Ｌを増設し配管するだけで、大幅な設計変更することなく、作動油の冷却効率を向上させることができる。

なお、上記実施の形態では、リターン管３１の途中に介在される補助冷却配管３４Ｒを右の減速装置１４Ｒの潤滑油４５中に設置し、補給・回収管３５の途中に介在される補助冷却配管３４Ｌを左の減速装置１４Ｌの潤滑油４５中に設置したが、補助冷却配管３４Ｒ，３４Ｌの何れか一方であってもよい。またリターン管３１と補給・回収管３５を、左右逆側の補助冷却配管３４Ｌ，３４Ｒを接続してもよい。さらに補助冷却配管３４Ｒ，３４Ｌは、Ｕ字形の迂回部を複数回繰り返した配管部に放熱フィン３４ａを設けたが、この形状に限るものではない。

また減速装置１４Ｒ，１４Ｌをギヤ式とすることもできる。

本発明に係る作業車両の油圧装置の実施の形態を示す構成図である。 作業車両の油圧装置を示す配管図である。 作業車両を示す概略平面図である。 減速装置の減速ボックスを示す縦断面図である。 作業車両を示す概略側面図である。

符号の説明

１ 車体
２Ｆ 前輪
２Ｒ 後輪
２Ｆａ 前輪アクスル軸
２Ｒａ 後輪アクスル軸
３ 作業装置
５ ブームシリンダ
８ バケットシリンダ
１０ エンジン
１１Ｒ，１１Ｌ 走行用ポンプ
１２ メインポンプ（作業用ポンプ）
１３Ｒ，１３Ｌ 走行用モータ
１４Ｒ，１４Ｌ 減速装置
１５Ｒ，１５Ｌ 閉ループ回路
１６Ｒ，１６Ｌ 高圧リリーフ弁
１７Ｒ，１７Ｌ フラッシングバルブ
２１ 作動油タンク
２２ 吸引管
２３ 吐出管（作動油供給管）
２４ 作業コントロールバルブ
２５ ドレン管
３１ リターン管
３２ バイパスストレーナ
３３ オイルクーラー
３４Ｒ，３４Ｌ 補助冷却配管
３４ａ 放熱フィン
３５ 補給・回収管
４１Ｒ，４１Ｌ 減速ボックス
４２Ｆ，４２Ｒ 駆動スプロケット
４３Ｆ，４３Ｒ 前後受動スプロケット
４４Ｆ，４４Ｒ 前後輪駆動チェーン
４５ 潤滑油

Claims (2)

1. エンジンにより駆動される油圧式走行用ポンプと、走行車輪を回転駆動する油圧式走行用モータとを作動油を循環させる閉ループ回路で接続し、エンジンにより駆動される油圧式作業用ポンプから作業装置の作業用駆動装置に作動油を供給する作動油供給管を設け、当該作業用駆動装置から排出される作動油の一部を閉ループ回路に補充するドレン管を設け、閉ループ回路の作動油の一部を走行用モータから作動油タンクに排出するリターン管を設け、当該リターン管に作動油を冷却するオイルクーラーを介在させた作業車両の油圧装置において、
   前記走行用モータと走行車輪の間に減速装置を設け、
   前記減速装置の構成部材を潤滑、冷却する潤滑油を収容した減速ボックス中に、潤滑油に浸漬される補助冷却配管を設け、
   前記ドレン管と作動油タンクとを接続する補給・回収管と、前記リターン管の少なくとも一方に、前記補助冷却配管を介在させた
   ことを特徴とする作業車両の油圧装置。
2. 減速装置は、走行用モータの出力軸にそれぞれ取り付けられた前駆動スプロケットおよび後駆動スプロケットと、前輪のアクスル軸に取り付けられた前受動スプロケットと、後輪のアクスル軸に取り付けられた後受動スプロケットと、前駆動スプロケットと前受動スプロケット間に巻張された前駆動チェーンと、後駆動スプロケットと後受動スプロケット間にそれぞれ巻張された後駆動チェーンと、前記前駆動スプロケット、後駆動スプロケット、前受動スプロケットおよび後受動スプロケットを収容する減速ボックスとを具備した
   ことを特徴とする請求項１記載の作業車両の油圧装置。

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