JPH03181674A - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、油圧駆動回路に関する。

【従来の技術】

建設機械は、小さな動力源から容易に大きな作動力を得
ることができ、また、一つの動力源から複数のものを駆
動できるなどの理由から油圧を用いているものが大半で
ある。 このうち、例えばホイールローダでは、ホイールを駆動
する油圧ポンプとパケットを駆動する油圧ポンプとがそ
れぞれ別体に設けられ、一つのエンジンによって駆動力
を与えられるようになっている。このようなホイールロ
ーダに用いられる油圧駆動回路の一例を第４図に示し、
同図を参照してこの油圧駆動回路について説明する。 第４図において、この油圧駆動回路は、１個のエンジン
ｌと、このエンジン１によって駆動される走行駆動用の
可変容量油圧ポンプ２およびパケット作業用の固定容量
油圧ポンプ３と、可変容量油圧ポンプ２からの圧油によ
り回転駆動される油圧モータ４と、可変容量油圧ポンプ
２の押しのけ容積可変機構（以下、斜板と称する）６を
作動させるアクチュエータ７と、アクチュエータ７の作
動方向を切り換える方向切換弁８と、斜板６の傾転量と
エンジン１の回転数を同時に制御するアクセルレバ−１
７とから主に構成されている。 可変容量油圧ポンプ２は、両吐出形の可変容量ポンプで
あって、主ラインＩＯおよび１１を介して油圧モータ４
と接続され、この油圧モータ４の出力軸から複数の段を
有する機械的変速機１２および差動歯車１３に駆動力が
伝達され、さらに差動歯車１３からホイール５へと伝達
されてホイール５を回転させる。両生ライン１０．＋１
間には、クロスオーバリリース弁、フラッシング弁、チ
ャージポンプ等を含む１器１４が設けられ、可変容量油
圧ポンプ２および油圧モータ４とともに閉回路を構成し
ている。 この可変容量油圧ポンプ２は、斜板６によって吐出方向
および吐出流量が制御され、この斜板６は、油圧源Ｉ５
から圧力制御弁としての減圧弁１６と方向切換弁８を介
して供給される作動油の圧力に応じた位置をとるアクチ
ュエータ７によって操作される。また、アクチュエータ
７は、油圧源１５から減圧弁１６と方向切換弁８を介し
て供給される作動油の圧力により斜板６の傾転量を設定
し、方向切換弁８の図示しない切換手段により操作され
て、斜板６の切換方向が制御される。 方向切換弁８に供給される作動油の圧力は、減圧弁１６
の設定圧によって決まり、この設定圧はエンジンｌの目
標回転数を指令するアクセルレバ−１７の操作量に応じ
て設定される。 今、方向切換弁８が第４図において左側に切り換えられ
ている状態で、アクセルレバ−１７を矢印Ａ方向に倒す
と、ばね１７ａを介して減圧弁１６が作動し、その二次
側の圧力を上昇させる。減圧弁１６の二次側の圧油は、
方向切換弁８を経てアクチュエータ７の第４図において
左側の側室に供給され、アクチュエータ７の右側の側室
は方向切換ブＦ８を介して油圧タンク１８に開放されて
いるので、斜板６が傾転して可変容量油圧ポンプ２は主
うイン■０側の圧油を吸い込み、これを主ラインＩＩ側
に吐出して油圧モータ４を矢印Ｂ方向に回転させる。こ
の結果、出力軸から変速機Ｉ２および差動歯車Ｉ３を介
してホイール５が回転駆動される。これと同時に、エン
ジンｌにより油圧ポンプ３も駆動され、図示しない作業
装置に対し、圧油が送出され、所定の作業をおこなう。 上記の状態からアクセルレバ−１７をさらに矢印へ方向
に倒すと、減圧弁７の二次側圧力がより高くなり、斜板
６の傾転量もさらに大きくなって、可変容量油圧ポンプ
２の吐出量が増大する。これにより、油圧モータ４の回
転速度もさらに大きくなり、かつエンジンｌの回転数も
上って油圧ポンプ３の吐出量も増大し、作業装置の出力
も大きくなる。 例えば変速機１２を高速（Ｈ）、低速（Ｌ）２段切換の
ギアボックスとしたとき、この油圧駆動回路を備えた車
輌の速度とアクセルレバ−１７の操作量すなわちストロ
ーク量の関係は第５図のようになる。第５図によると、
ストローク量Ｘ１までは斜板６の傾転量の増加とエンジ
ンｌの回転数の増加により、２次的な曲線を描いて車速
か上昇する。 Ｘｌで斜板６が最大傾転に達したあとｘＩよりストロー
ク量が大きくなると、斜板６の傾転量は最大値を保ち車
速は、エンジンｌの回転数のみの関数となり、エンジン
回転数に比例して大きくなる。 この車速の絶対値は、ギアボックスのギア比により、図
において符号ＨまたはＬで示すようなものになる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしむがら、上記従来の油圧駆動回路では、アクセル
レ）＜−１７によって、減圧弁１６のばね１７ａを操作
して、そのばね１７ａの力に対応した二次側圧力にてア
クチュエータ７を制御している。 このため減圧弁１６の二次側圧力の応答、特にアクセル
レバ−１７を矢印Ｃ方向に戻し、減圧弁１６のばね１７
ａの力を弱めて二次側圧力を減少させ、斜板６をアクチ
ュエータ７内のばね力によって中立方向へ戻すとき、ア
クチュエータ内の流体を排出する必要があるが、その排
出は減圧弁等からのリークによって行なっているため、
二次側圧力の減少応答が緩慢となり、エンジンの回転数
低下に即応した可変容量油圧ポンプ２の排出量が得られ
ない問題がある。また、アクセルレバ−１７でエンジン
１と減圧弁Ｉ６を操作しなければならないため、構造が
複雑になるだけでなく、これら相互の位置調整がむずか
しいなどの問題かある。 そこで、この発明の目的は、減圧弁を必要としない簡単
な構造で、エンジンの回転数の増減に即応して可変容量
ポンプの押しのけ容積可変機構を作動させることができ
る油圧駆動回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この発明の油圧駆動回路は、
一つのエンジンによって駆動される可変容量油圧ポンプ
および固定容量油圧ポンプと、上記可変容量油圧ポンプ
の押しのけ容積可変機構を作動させるアクチュエータと
を備え、上記固定容量油圧ポンプの吐出ラインに絞りを
設け、この絞りの前後から分岐した一対のラインを上記
アクチュエータの両端室に接続したことを特徴としてい
る。

【作用】

上記エンジンの回転数を増大させると、これと連動する
固定容量油圧ポンプの単位時間当たりの吐出量が増大し
、そのため絞り前後の圧力差が増大する。この絞り前後
の圧油は、アクチュエータの両端室に導かれているので
、その圧力差によってアクチュエータは可変容量油圧ポ
ンプの押しのけ容積可変機構を傾転させて、可変容量油
圧ポンプの一回転当りの吐出量を増大させることになる
。 一方、エンジンの回転数が減少すれば、固定容量油圧ポ
ンプの吐出量も減少し、絞り前後の圧力差も低下する。 この圧力差に応じて、アクチュエータは中立方向へ戻さ
れ、可変容量油圧ポンプの吐出量を減少させる。このよ
うに、エンジンと連動する固定容量油圧ポンプの吐出量
の変動によって生じる絞り前後の圧力差でもってアクチ
ュエータを制御するので、エンジン回転数の増減に即応
した可変容量油圧ポンプの吐出量が得られる。

【実施例】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図および第２図は、この発明の実施例に係る油圧駆
動回路を説明するためのもので、第１図は油圧駆動回路
の回路図、第２図は車速とアクセルレバ−のストローク
量との関係を示す特性図である。以下、第４図に示した
従来例と同一もしくは同一とみなせる構成要素には同一
の符号を付し、重複する各部の説明は適宜割愛する。 第１図において、可変容量油圧ポンプ２と固定容量油圧
ポンプ３０は同一のエンジンｌで駆動され、この固定容
量油圧ポンプ３０から方向切換弁８に圧油を供給するラ
イン３１．３３と排出するライン３４とを接続するバイ
パスライン２５にシーケンス弁２２が設けられ、該ライ
ン３３からシーケンス弁２２のパイロットライン２３に
は開閉弁２４が設けられている。また、このシーケンス
弁２２はばね２２ａによりクラッキング圧を設定するこ
とができるようになっている。 また、上記ライン３１に絞り３２を設け、この絞り３２
の上流側をライン３３に、下流側ラインをライン３４に
接続している。この絞り３２の上流側の圧力は、エンジ
ンと連動する固定容量油圧ポンプ３０の単位時間当りの
回転数に対応する吐出量に応じて増減する。すなわち、
上記エンジンｌの回転数を増大させると、これと連動す
る固定容量油圧ポンプ３０の単位時間当たりの吐出量が
増大し、そのため絞り３２前後の圧力差が増大する。こ
の絞り３２前後の圧油は、アクチュエータ７の両端室に
導かれているので、その圧力差によってアクチュエータ
７は可変容量油圧ポンプ２の斜板６を傾転させて、可変
容量油圧ポンプ２の一回転当りの吐出量を増大させる。 一方、エンジンｌの回転数が減少すれば、固定容量油圧
ポンプ３０の吐出量も減少し、絞り３２前後の圧力差も
急激に低下する。この圧力差に応じて、アクチュエータ
７は急激に中立方向へ戻され、斜板６を中立方向に急激
に戻し、可変容量油圧ポンプ２の吐出量を急激に減少さ
せる。このようにエンジンＩと連動する固定容量油圧ポ
ンプ３０の吐出量の変動によって生じる絞り３２前後の
圧力差でもってアクチュエータ７を制御するので、エン
ジンｌの回転数の増減の即応した可変容量油圧ポンプ２
の吐出量が得られる。したがって、斜板６の傾転量、つ
まり可変容量油圧ポンプ２の一回転当りの吐出量は、斜
板６の傾転量が最大になるまで（第２のＸ参照）エンジ
ンｌの回転数に応じて増大する。またその逆にエンジン
ｌの回転数の減少に応じて、可変容量油圧ポンプ２の一
回転当たりの吐出量が急激に減少する。 ここで、低速りの範囲で作業するときに、開閉弁２４を
開方向に切換えると、シーケンス弁２２のパイロットラ
イン２３は接続され、パイロットスプール前後の差圧が
シーケンス弁２２のばね２２ａによって予め設定したク
ラブキング圧に達するとライン３３．３４を連通させる
。そして、このクラッキング圧力となるアクセルレバ−
１７のストローク量Ｘｔを２次的な車速の増加が終了す
るアクセルレバ−１７のストローク量Ｘ１よりも低い値
に設定すれば（第２図中の曲線ＬＬ参ｆｆ１）、ストロ
ーク量がＸ、よりも低い範囲ではこのストローク量に応
じて可変容量油圧ポンプ２の吐出量とエンジン回転数が
上昇し、車速は従来と同様の低速り側の２次曲線に従っ
て上昇する。ストローク量がＸ、に達するとシーケンス
弁２２が作動してライン３３．３４をバイパスライン２
５により連通ずる。これにより方向切換弁８を経てアク
チュエータ７に供給される作動油の圧力は一定となり、
可変容量油圧ポンプ２の一回転当りの吐出量も一定とな
る。したがって、ストローク量がＸ、より大きくなって
も、可変容量油圧ポンプ２の吐出量は該ストローク量Ｘ
、に相応した小さな値のままであるので、車速はエンジ
ン１の回転数のみに比例した速度、すなわちＬＬで示さ
れる様になる。 その他の動作は全て従来例と同様である。 これにより、車速は従来よりも低速に保ったまま、エン
ジンｌの出力を最大限度まで上げて、第２の固定容量油
圧ポンプ３の最大出力で作業装置を駆動することができ
る。 以上のように、上記実施例によれば、次の効果がある。 ■　固定容量油圧ポンプ３０の吐出ライン３１に絞り３
２を設け、この絞り３２の前後から分岐した一対のライ
ン３３．３４をアクチュエータ７の両端室に接続し、エ
ンジンと連動する固定容量油圧ポンプの吐出量の変動に
よって生ずる絞り前後の圧力差でもってアクチュエータ
を制御するので、エンジン回転数の増減に即応した可変
容量油圧ポンプの吐出量が得られる。またアクセルレバ
−１７と減圧弁を連結する必要がなくなるので、油圧配
管が簡単になる。 ■　シーケンス弁２２を設けて、予め設定された圧力よ
りも圧力が高くなったときには、アクチュエータ７に供
給される作動圧を制限することができるので、可変容量
油圧ポンプＩの吐出量を抑制することが可能になり、こ
れにより機械的変速装置を変えることなしに変速段を増
やすことができる。 上記実施例では、固定容量油圧ポンプ３０は、アクチュ
エータ７の作動圧を発生させるものであったが、この固
定容量油圧ポンプ３０の流量を有効利用したものとして
第３図がある。この第３図の固定容量油圧ポンプ３０は
、アクチュエータ７の作動圧を発生すると共に、油圧モ
ータ４を駆動するための閉回路の主管路１０．ＩＩに圧
油をチャージする機能を有する。 なお、上記実施例は、エンジンｌの実稼動回転数を絞り
３２の前後に生じる圧力差から検出し、シーケンス弁２
２のクラッキング圧を設定することにより弁を切り換え
て、高圧側のライン３３から低圧回路にあたる低圧側の
ライン３４に圧油を導出するもので、これらを機械的手
段により行っているが、これらを電気的手段により構成
することが考えられる。この例を第３図に示す。第３図
において、前記実施例および従来例と同一もしくは同一
とみなせる構成要素には同一の符号を付しである。 第３図において、エンジンｌには、回転数を検出する回
転計４０が付設されているとともに、該回転計４０には
、回転計４０で検出した回転数を電気的に処理し、検出
した回転数をパラメータとして後述の電磁操作式開閉弁
４１の開閉の切換設定値を任意に選択して、スイッチ装
置４２に該開閉弁４１の切換信号を出力できる処理装置
４３が接続されている。また、該開閉弁４１は、上記実
施例と同様にライン３３と３４との間で両者を接続する
バイパスライン２５に介挿され、処理装置４３からの出
力によって作動するスイッチ装置４２の切換出力によっ
て、電磁的に開放位置と閉鎖位置とがそれぞれ選択され
る。その他、特に説明しない各部は、第１図に示したも
のと同一に構威しである。 上記のように構成すると、回転計４０によりエンジン１
の回転数が作業条件等に応じて予め設定した切換設定値
に達したときに、スイッチ装置４２を介して開閉弁４１
を作動させ、アクチュエータ７に供給される高圧側のラ
イン３３を流れる圧油を低圧ｌｕｌ＋のライン３４に導
出して、アクチュエータ７に加わる圧力を一定にするこ
とができる。 この実施例にあっては、切換設定値の設定を電気的手段
によりおこなうので、上記実施例に比べて設定値の選択
や変更が極めて容易であるとともに、この種の制御をお
こなう制御開始の指示も処理装置４３内で処理できるの
で、より構成が簡単になるという効果がある。

【発明の効果】

以上より明らかなように、この発明の油圧駆動回路は、
一つのエンジンによって駆動される可変容量油圧ポンプ
および固定容量油圧ポンプと、上記可変容量油圧ポンプ
の押しのけ容積可変機構を作動させるアクチュエータと
を備え、上記固定客ｆｆｉ　Ａｌｌ圧ポンプの吐出ライ
ンに絞りを設け、この絞りの前後から分岐した一対のラ
インを上記アクチュエータの両端室に接続し、エンジン
と連動する固定容量油圧ポンプの吐出量の変動によって
生ずる絞り前後の圧力差でもってアクチュエータを制御
するので、エンジン回転数の増減の即応した可変容重油
圧ポンプの吐出量が得られる。特にエンノンの回転数が
減少したとき、絞り前後の圧力差が急激に減少するので
、アクチュエータの作動応答は迅速となり、エンジンの
回転数の減少に即応した可変容量油圧ポンプの吐出量が
得られる。 また、アクセルレバ−の操作量とエンジンの回転数が対
応しない場合でも、可変容量油圧ポンプの吐出量はエン
ジンの回転数に対応する利点を有する。 さらに、従来の如きアクセルレバ−と減圧弁とを連結す
る必要がなくなるので、構造が簡単になると共に、これ
ら相互の位置調整も不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る油圧駆動回路の回路図
、第２図は上記実施例の車速とアクセルレバ−のストロ
ークとの関係を示す特性図、第３図は他の実施例に係る
油圧駆動回路の要部を示す回路図、第４図は従来例に係
る油圧駆動回路の回路図、第５図は車速とアクセルレバ
−のストロークとの関係を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・可変容量油圧
ポンプ、３・・・・・油圧ポンプ、４・・・・・・油圧
モータ、６・・・・・・斜板、７・・・・・・アクチュ
エータ、８・・・・・・方向切換弁、１０、ＩＩ・・・
・・・主ライン、１２・・・・・・変速機、１６・・・
・・減圧弁、！７・・・・・アクセルレバ−１２２・・
・シーケンス弁、２３・・・パイロットライン、２４・
・・・開閉弁、２５・・・・・・バイパスライン、３２
・・・・・・絞り、３３．３４・・・・・・ライン、４
０・・・・・・回転計、４Ｉ・・・・開閉弁、４２・・
・・・・スイッチ装置、４３・・・・・・処理第１図 第２図 第５図 ストロ り 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一つのエンジンによって駆動される可変容量油圧
   ポンプおよび固定容量油圧ポンプと、上記可変容量油圧
   ポンプの押しのけ容積可変機構を作動させるアクチュエ
   ータとを備え、上記固定容量油圧ポンプの吐出ラインに
   絞りを設け、この絞りの前後から分岐した一対のライン
   を上記アクチュエータの両端室に接続したことを特徴と
   する油圧駆動回路。