JPH0483906A - 油圧駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、同一の原動機により駆動される作業機の油圧
ポンプと作業機以外に供される可変容量油圧ポンプとを
備え、駆動する作業機の負荷圧力により可変容量油圧ポ
ンプの押除は容積を調節して可変容量油圧ポンプで駆動
される油圧モータの出力トルクを制御するようにした油
圧駆動回路に関する。

Ｂ、従来の技術 例えばホイルローダのように走行用の第１の油圧回路と
、掘削などを行う作業機用の第２の油圧回路を備えた建
設機械では、走行力と掘削力とをどのように分配するか
が重要な問題である。押上作業や牽引作業を重視して走
行力を設定すると、掘削力に対して牽引力が大きすぎ、
土砂に貫入しながらパケットを持ち上げる場合にタイヤ
がスリップしてしまい、複合作業時の牽引力はかえって
小さくなってしまう。そこで従来から各種の回路が提案
されている。

第１０図は、本発明者等が先に提案したこの種の油圧駆
動回路の一例を示すものである。図において、ＭＣＩが
走行用油圧回路、ＨＣ２が作業機用油圧回路であり、エ
ンジン１により走行用の可変容量油圧ポンプ２、チャー
ジポンプ３、および作業機用油圧ポンプ４が回転する。

前後進切換弁６が中立のとき、チャージポンプ３の吐出
油は絞り５の下流から前後進切換弁６．管路７Ａ、７Ｂ
を介して傾転シリンダ８の左右のシリンダ室８ａ。

８ｂにそれぞれ導かれそれぞれのシリンダ室８ａ。

８ｂは同圧となっている。このため、ピストン８Ｃは中
立位置にあって、可変容量油圧ポンプ２の押除は容積Ｃ
以下、傾転量とも呼ぶ）は零に設定されてその吐出量は
零である。

操作レバー１０を操作して前後進切換弁６をＱ側に切換
えると、絞り５の上流圧力がシリンダ室８ａに働き、絞
り５の下流圧力がシリンダ室８ｂに働き、ピストン８ｃ
は絞り５の前後の差圧分だけ右方へ変位する。これによ
り、可変容量油圧ポンプ２の傾転量が設定され、可変容
量油圧ポンプ２は傾転量に応じた流量の圧油を主管路１
１Ａに吐出し、可変容量油圧モータ１２が正転して車両
が前進する。前後進切換弁６をｍ側に切換えれば。

可変容量油圧ポンプ２の傾転角は逆方向に設定され、主
管路１１Ｂに圧油が吐出され油圧モータ１２が逆転する
。

エンジン１の回転数はアクセルペダル１３によって調節
され、チャージポンプ３の吐出流量がエンジン回転数に
比例するので、絞り５の前後差圧はエンジン回転数に比
例し、したがって、可変容量油圧ポンプ２の傾転量はエ
ンジン回転数に比例する。

アクセルペダル１３を踏み込み前進し、不図示のフロン
ト（パケットなどであり作業機と呼ぶ）を砂利等に貫入
させる。走行負荷は増大するが、一般に走行用可変容量
ポンプ２の単独の最大負荷はエンジン出力よりも小さく
設定されているので、エンジン１がストールすることは
ない。この状態で作業機操作用制御弁（図示せず）を操
作し、パケットを上昇させ砂利等をすくい込むとき、作
業機用油圧ポンプ４に負荷がかかる。走行用および作業
機用油圧ポンプ２，４の負荷の和がエンジン出力を越え
るとエンジン回転数が低下する。これにより、絞り５の
前後差圧が減少して傾転シリンダ８のピストン８ｃが中
立側に動き、走行用可変容量油圧ポンプ２の傾転量が減
少する。このような作用によりエンジンストールを防止
しつつ走行と作業の負荷の和に見合った回転数でエンジ
ンが回転を続ける。

一方、走行回路圧力（走行負荷圧力）Ｐｔと作業機回路
圧力（作業機負荷圧力）Ｐｆとが開閉弁１９に作用して
おり、（Ｐｔ＋Ｐｆ）がばね１９ａで設定された圧力Ｐ
ｒを越えると開閉弁１９は開放され、管路２ＬＡ、２１
Ｂを介して管路７Ａ。

７Ｂを連通する。この結果、傾転シリンダ８の左右のシ
リンダ室８ａ、８ｂが同圧となり、可変容量油圧ポンプ
２の傾転量は中立、すなわち零に向かって減少し始める
。これにより、走行回路圧力ｐｔが低下し、管路１１Ｃ
の圧力によって開閉弁１９を押す力も低下する。（Ｐｔ
＋Ｐｆ）≦Ｐｒになると開閉弁１９は閉位置に切換わり
、可変容量油圧ポンプ２の傾転量が大きくなって吐出量
が増加し、走行回路圧力が増加する。再び（Ｐｔ＋Ｐｆ
）＞Ｐｒになると開閉弁１９が閉位置に切換わり、可変
容量油圧ポンプ２の吐出量が低下する。このような動作
の繰り返しにより走行回路圧力が所定値に制御され、そ
の結果、油圧モータ１２の出力トルクが制御される。

このような動作は、（Ｐｔ＋Ｐｆ）とＰｒとの大小関係
によって決まり１作業機回路圧力と走行回路圧力との関
係は第１１図に示すようになる。第１１図において、Ｐ
　ｔｍａｘは走行回路の最高圧力で、クロスオーバーロ
ードリリーフ弁１４で設定される。

なお、第１０図において、１４はクロスオーバロードリ
リーフ弁、１５はフラッシング弁、１６Ａ、１６Ｂはチ
エツク弁であり、管路１７ａ、１７ｂを介してチャージ
ポンプ３と接続されている。

また、１８はチャージ系のリリーフ弁である。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来回路では、作業機回路圧力が予め定
めた一定の値Ｐｒを越えると可変容量油圧ポンプの押除
は容積を小さくして走行トルクの低減を図っているので
、作業機回路圧力に対する走行回路圧力の特性線図は第
１１図に示す１通りしかなく、路面状況に応じた走行力
の調整やオペレータの好みに応じた調整ができなかった
。

本発明の目的は、作業機回路圧力に対する油圧モータの
出力トルクの特性を任意に調節できるようにした油圧駆
動回路を提供することにある。

００課題を解決するための手段 一実施例である第１図に対応づけて本発明を説明すると
、本発明は、原動機１によって駆動される作業機用に供
される油圧ポンプ４およびこの作業機以外に供される可
変容量油圧ポンプ２と、可変容量油圧ポンプ２の吐出油
により駆動される油圧モータ１２と、可変容量油圧ポン
プ２の押除は容積を制御する押除は容積制御手段８とを
具備する油圧駆動回路に適用される。

そして、油圧モータ１２の負荷圧力と作業機の負荷圧力
との和が所定値以上かを検出し、和が所定値以上のとき
に、作業機の負荷圧力に対する押除は容積の特性線図（
例えば第２図のＣ１，Ｃ２）にしたがって、作業機の負
荷圧力が大きいほど可変容量油圧ポンプ２の押除は容積
を低減するように押除は容積制御手段８を駆動する駆動
制御手段１９と、作業機の負荷圧力に対する押除は容積
の特性線図を平行移動させて油圧モータ１２の出力トル
クを調節するトルク調節手段２２とを具備することによ
り、上述の目的が達成される。

請求項２の油圧駆動回路におけるトルク調節手段は、油
圧モータ１２の負荷圧力と和をとる際に作業機の負荷圧
力を低減する低減手段２２と、この低減手段２２による
低減の程度を調節する低減度調節手段２２Ｓとを有する
。

請求項３の油圧駆動回路におけるトルク調節手段は、第
３図に示すように、上記所定値の大きさを調節する所定
値調節手段２４．２４Ｓを有する。

２０作用 走行などに供される油圧モータ１２の負荷圧力と作業機
の負荷圧力の和が所定値以上になると。

作業機負荷圧力に対する押除は容積の特性線図にしたが
って、可変容量油圧ポンプ２の押除は容積が作業機負荷
圧力に応じて低減される。このとき、トルク調節手段２
２により、作業機負荷圧力に対する押除は容積の特性線
図を平行移動して設定できる。

請求項２では、作業機負荷圧力の低減度を所望に応じて
調節して上記特性線図を平行移動して設定する。

請求項３では、上記所定値を変更して上記特性線図を平
行移動する。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 一第１の実施例− 第１図は、本発明を走行と作業の複合動作を行う油圧駆
動回路に適用した場合の第１の実施例であり、第１０図
と同様の箇所には同一の符号を付して相違点を中心に説
明する。

作業機用油圧ポンプ４の吐出圧力、すなわち作業機の負
荷圧力は電磁比例減圧弁２２を介して開閉弁１９の一方
のパイロットボートに導かれる。

電磁比例減圧弁２２の減圧度は、ソレノイド部２２Ｓへ
印加する電圧に比例して大きくなる。その他の構成は従
来例と同一である。

このように構成された第１の実施例の動作を説明する。

アクセルペダル１３を踏み込んだまま走行と作業とを複
合動作するとき、走行負荷と作業負荷との和がエンジン
出力を越えると、エンジン１の回転数が低減して走行油
圧ポンプ２の傾転量が減少する。この動作は前述の通り
である。

また、複合動作時は走行回路圧力ｐｔと作業機回路圧力
Ｐｆがともに発生し、可変容量油圧ポンプ２の傾転量は
次のように制御される。

上述したように、走行負荷圧力と作業機負荷圧力の和が
予め定めた所定値を越えると開閉弁１９が開いて可変容
量油圧ポンプ２の傾転量が低減されるが、今、電磁比例
減圧弁２２の印加電圧を０とするとき、作業機負荷圧力
は減圧されずに開閉弁１９のパイロットポートに導かれ
、作業機負荷圧力に対する走行負荷圧力の特性は第２図
の線図０１のようになる。そして、最大の印加電圧を電
磁比例減圧弁２２のソレノイドに印加するとき。

減圧度は最大となって、最高に減圧（第２図のＰｆｌ）
された作業機負荷圧力が開閉弁１９のパイロットポート
に導かれ１作業機負荷圧力に対する走行負荷圧力の特性
は線図Ｃ２のようになる。したがって、電磁比例減圧弁
２２のソレノイド２２Ｓへの印加電圧を適当に調節する
ことにより、線図０１と線図０２との間で作業機負荷圧
力に対する走行負荷圧力の特性線図を平行移動させて任
意に設定できる。例えば、Ｐｆ２だけ減圧すると線図Ｃ
３が得られる。なお、第２図において、作業機負荷圧力
がＯの場合の最大走行負荷圧力Ｐ　ｔｍａｘは、クロス
オーバーロードリリーフ弁１４で設定されたリリーフ圧
力であり、作業機負荷圧力０〜Ｐｆｌまで、走行負荷圧
力は最大値Ｐ　ｔａｉａｘをとり得る。

特性線図Ｃ１が設定された場合、特性線図Ｃ２に比べて
同一の作業機負荷圧力に対して走行負荷圧力が低く、複
合動作時の走行トルクは小さめに抑えられ、どちらかと
言えば、作業機重視の設定となる。これに対して特性線
図Ｃ２は走行重視の設定となる。

例えば、ぬかるみなどでタイヤがスリップするときには
、減圧弁２２による減圧度を下げると特性はＣ１側に移
行し、走行トルクの低減が図られてタイヤスリップを抑
制できる。これにより、タイヤの早期摩耗、作業効率の
改善が図られる。

第３図に示すように、電磁比例減圧弁２２に代えて固定
絞り２３と電磁比例ソレノイド式の可変絞り２４により
、開閉弁１９に導かれる作業機負荷圧力を低減するよう
にしてもよい。すなわち、電磁比例ソレノイド２４Ｓへ
の印加電圧を制御することにより可変絞り２４の絞り開
度を調節し、タンク２５へ逃げる油量を制御すると、開
閉弁１９のパイロットポートへ導かれる圧力が調節され
る。したがって、可変絞り２４の絞り開度を適宜設定す
ることにより、第２図に示す特性線＠Ｃ１とＣ２との間
で任意の特性線図を設定できる。

〜第２の実施例− 第４図は第２の実施例を示し、第１図および第１０図と
同様な箇所には同一の符号を付して相違点を中心に説明
する。

開閉弁１１９のパイロット制御ポートに電磁式開閉弁２
６を介して油圧源２７が接続されている。

開閉弁１１９のパイロットポートに作用する走行負荷圧
力と作業機負荷圧力の和による力は、ばね１１９ａによ
る力とパイロット制御ポートに導かれる圧油による力と
対抗する。

電磁式開閉弁２６が図示の開位置にあるときは、油圧源
２７の圧力がパイロット制御ポートに印加され、走行負
荷圧力と作業機負荷圧力の和と比較される圧力Ｐｒが大
きく設定される。そのため、作業機負荷圧力に対する走
行負荷圧力の特性線図は第５図（ａ）、（ｂ）の特性Ｃ
１ｌ、Ｃ１ｌ’のように設定される。電磁式開閉弁２６
を駆動して左方の閉じ位置に切り換えると、開閉弁１１
９のパイロット制御ポートはタンクに連通されるため、
上記圧力Ｐｒはばね１１９ａのみにより決まり、小さく
なる。そのため、作業機負荷圧力に対する走行負荷圧力
の特性線図は第５図（ａ）。

（ｂ）の特性Ｃ１２，Ｃ１２’　のように設定される、
なお、第５図（ａ）、（ｂ）においても、作業機負荷圧
力が０の場合の最大走行負荷圧力ｐｔ■ａｘは、クロス
オーバーロードリリーフ弁１４で設定されたリリーフ圧
力である。なお、第５図（ｂ）の特性は、第５図（、）
に比べてばね１１９ａと油圧力によって設定される所定
圧力値Ｐｒを大きくすることで得られる。

第６図のように、油圧源２７と電磁式開閉弁２６との間
に電磁比例減圧弁２８を設ければ、開閉弁１１９のパイ
ロット制御ポートに導かれる圧力を可変調節でき、第５
図（ａ）、（ｂ）の特性線図Ｃ１ｌ、Ｃ１ｌ’　とＣＩ
２．Ｃ１２’　との間の任意の線図を設定できる。

一第３の実施例− 第７図および第８図に示す実施例は、走行負荷圧力と作
業機負荷圧力を圧力センサ３１，３２で電気信号として
検出し、制御回路３３によりトランジスタ３４を駆動し
て電磁式開閉弁２１９を開閉するものである。

制御回路３３は、第８図に示すように、圧力センサ３１
の検出信号をＫａ倍する乗算器（ゲインＫａを与えるア
ンプ）３３１と、圧力センサ３２の検出信号をＫｂ倍す
る乗算器（ゲインＫｂを与えるアンプ）３３２と、両乗
算器３３１，３３２の出力を加算する加算器３３３と、
加算結果と基準信号発生装置３３５からの基準信号を比
較する比較器３３４とを備える。基準信号発生装置３３
５は、第１〜第Ｎの基準電源３３５ａ−１〜３３５ａ−
Ｎと、いずれかの基準電源を選択して比較器３３４に入
力するスイッチ３３５ｂとを有する。

したがって、走行負荷圧力と作業機負荷圧力の和が比較
される基準圧力Ｐｒは選択された基準電源に応じて設定
される。

今、第１の基準電源３３５ａ−１が選択されている場合
、比較器３３４に設定される圧力はＰｒ１となり、加算
器３３３の出力（Ｐｔ＋Ｐｆ）が圧力Ｐｒｌを越えると
トランジスタ３４がオンして電磁式開閉弁２１９が開き
、そうでない場合、トランジスタ３４がオフされて電磁
式開閉弁２１９は閉じる。したがって、例えば、第２図
の特性線図０１が得られる。そして、基準電源として第
１の基準電源電圧よりも高い第Ｎの基準電源３３５ａ−
Ｎを選択すると、第２図の特性線図Ｃ２が得られる。ま
た、第２の基準電源３３５ａ−２〜第（Ｎ−１）の基準
電源３３５ａ−（Ｎ−１）のいずれかを選択すると、特
性線図Ｃ１〜Ｃ２の間の特性線図を段階的に設定できる
。

基準信号発生装置３３５を第９図のように可変抵抗器１
３３５で構成すれば、０１〜Ｃ２の間で特性線図を無段
階に設定できる。

以上の実施例において、傾転シリンダ８が押除は容積制
御手段を、開閉弁１９，１１９，２１９が駆動制御手段
を、電磁比例減圧弁２２、あるいは固定絞り２３と可変
絞り２４と、あるいは油圧源２７と開閉弁２６と、さら
には、制御回路３３とトランジスタ３４とがトルク調節
手段をそれぞれ構成する。また、電磁比例減圧弁２２、
あるいは固定絞り２３と可変絞り２４とが低減手段を、
電磁ソレノイド２２Ｓや２４Ｓが低減度調節手段を、電
磁式開閉弁２６と油圧源２７とが所定値調節手段をそれ
ぞれ構成する。

なお、本駆動回路はホイルローダなどの建設機械に限定
されず広〈産業用車両にも適用できる。

また、油圧モータ１２を旋回用に用いるものにも適用で
きる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、油圧モータの負荷圧力と作業機の負荷
圧力との和が所定値以上のときには、作業機の負荷圧力
に対する押除は容積の特性線図にしたがって作業機の負
荷圧力が大きいほど可変容量油圧ポンプの押除は容積を
低減するとともに、その特性線図を平行移動させて油圧
モータの出力トルクを調節可能としたので、モータ負荷
圧力と作業機負荷圧力との相対関係を変えることなくモ
ータ出力特性を調節でき、例えば油圧モータを走行用と
する場合には路面状態や作業状態に最適なモータトルク
を設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例を示す油圧回路図である。 第２図はその作業機負荷圧力に対する走行負荷圧力を示
すグラフである。 第３図は第１の実施例の変形例を示す油圧回路図である 第４図は第２の実施例を示す油圧回路図である。 第５図はその作業機負荷圧力に対する走行負荷圧力を示
すグラフである。 第６図は第２の実施例の変形例を示す油圧回路図である
。 第７図は第３の実施例を示す油圧回路図である。 第８図はその制御回路の詳細回路図である。 第９図は第８図に示す基準信号発生装置の変形例を示す
図である。 第１０図は従来の油圧回路を示す図である。 第１１図は従来の作業機負荷圧力に対する走行負荷圧力
を示すグラフである。 ｌ：エンジン（原動機）　　２：可変容量油圧ポンプ３
：チャージポンプ　　　　４：作業機用油圧ポンプ５：
絞り　　　　　　　　　６：前後進切換弁７Ａ、７Ｂ：
管路　　　　　８：傾転シリンダ１１Ａ、ＩＩＢ：主管
路　　１２：油圧モータ２０：高圧選択弁 ２８：電磁比例減圧弁 ２３：固定絞り ２６：電磁式開閉弁 ３１．３２：圧力センサ ３４：トランジスタ ＨＣ２：作業機用油圧回路 １９．１１９，２１９：開閉弁 ２１Ａ、２１Ｂ：管路　　　２２゜ ２２Ｓ、２４Ｓ：比例ソレノイド ２４：可変絞り ２７：油圧源 ３３：制御回路 ＨＣｌ：走行用油圧回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原動機によって駆動される作業機用に供される油圧
   ポンプおよびこの作業機以外に供される可変容量油圧ポ
   ンプと、 前記可変容量油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧
   モータと、 前記可変容量油圧ポンプの押除け容積を制御する押除け
   容積制御手段とを具備する油圧駆動回路において、 前記油圧モータの負荷圧力と作業機の負荷圧力との和が
   所定値以上かを検出し、前記和が所定値以上のときに、
   作業機の負荷圧力に対する押除け容積の特性線図にした
   がって、前記作業機の負荷圧力が大きいほど前記可変容
   量油圧ポンプの押除け容積を低減するように前記押除け
   容積制御手段を駆動する駆動制御手段と、 前記作業機の負荷圧力に対する押除け容積の特性線図を
   平行移動させて前記油圧モータの出力トルクを調節する
   トルク調節手段とを具備することを特徴とする油圧駆動
   回路。 ２）請求項１の油圧駆動回路において、前記トルク調節
   手段は、前記油圧モータの負荷圧力と和をとる際に作業
   機の負荷圧力を低減する低減手段と、この低減手段によ
   る低減の程度を調節する低減度調節手段とを有すること
   を特徴とする油圧駆動回路。 ３）請求項１の油圧駆動回路において、前記トルク調節
   手段は、前記所定値の大きさを調節する所定値調節手段
   を有することを特徴とする油圧駆動回路。