JPH0333562A - パワーシヨベルの走行変速装置 - 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〕 本発明は、斜板式ピストンモータより成る左右一対の走
行モータにより走行するパワーショベルの走行速度を変
速する装置に関する。

〔従来の技術〕

パワーショベルの走行変速装置とじては例えば第５図に
示す装置が知られている。

つまり、エンジンＭで駆動される主ポンプＰ、の吐出圧
油を操作弁ａによって左右の走行モータｂに供給制御し
、コントロール用ポンプＰ２の吐出圧油を走行速度切換
弁Ｃで走行モータｂの容量可変部材ｄのレギュレータ部
ｅに供給し、主ポンプＰ、の圧力を圧カセンサｆて検出
してコントーラｇに人力し、その検出圧力が第１設定値
以上となるとコントローラｇより走行速度切換弁Ｃに低
速指令を出力して低速位置に切換え、コントロールポン
プＰ２の吐出圧油をレギュレータ部ｅに供給制御して容
量可変部材ｄを容量大の方向に作動して走行モータｂの
回転を低速としている。

また平地走行等走行負荷が軽減し、主ポンプＰ、の圧力
が第２設定値以下まで下がるとコントローラｇにより走
行速度切換弁Ｃに高速指令を出力して高速位置に切換え
、コントロールポンプＰ２の吐出圧油をレギュレータ部
ｅに供給制御して容量可変部材ｄを容量小の方向に作動
して走行モータｂの回転を高速になるよう制御している
。

このようにすることで、パワーショベルが登坂路走行な
どで主ポンプＰ、の圧力が第１設定圧以上となると走行
速度を自動的に低速に変速でき、また、第２設定圧以下
になると走行速度を自動的に高速に変速できスムーズな
走行がてきる。

前記走行モータａは斜板式ピストンモータとなり、第６
図のように、容量可変部材ｄとなる斜板１をモータケー
ス２内に揺動可能に設け、この斜板１を可変ピストン３
で揺動して斜板角度を変更し、これによってシリンダー
ブロック４のシリンダー孔５内に嵌押してピストン６の
ストロークを異ならせて出力軸７の回転速度を高速、低
速に切換えている。

つまり、斜板１の角度を大きくすればピストン６のスト
ロークが大きくなって押除は容積が大がなるから容量大
となり、斜板１の角度を小さくすればピストン６のスト
ロークが小さくなって押除は容積が小であるから容量小
となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、走行モータａとして用いた斜板式ピスト
ンモータは斜板１の角度を可変ピストン３で変更するの
で、ピストンの伸長ストロークエンド、縮少ストローク
エンドによって斜板１の角度を最大・最小の２段階に切
換えることになり、その最大、最小の中間の角度で斜板
１を停止することは困難であり、高速、中速低速の３速
に変速することは事実上無理であるから、パワーショベ
ルを３速に変速できず、主ポンプＰ、の圧力が設定圧よ
りも著しく低圧となった時、例えば平地直進走行時等に
車速をさらに速くできない。

そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにしたパ
ワーショベルの走行変速装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段及び作用〕走行モータを、
シリンダーブロックの内周側と外周側に内・外側シリン
ダー孔をそれぞれ複数形成し、内・外側シリンダー孔に
内・外側ピストンをそれぞれ嵌挿して内・外側シリンダ
ー室を形成し、前記谷内・外側ピストンの先端部をモー
タケースに固定した斜板に沿って摺動自在とした斜板式
ピストンモータとし、前記走行モータに圧油を供給する
主ポンプの圧力に応じて、前記内・外シリンダー室に圧
油を供給制御する速度切換弁を設、け、走行モータの負
荷変動により主ポンプの圧力が変化することで押除は容
積を３段階にして高速度、中速度・低速度の３速に変速
できるようにしたものである。

〔実　施　例〕

第１図に示すように、エンジンＭで駆動される主ポンプ
Ｐ１の吐出圧油は左右の走行弁Ｂ。

Ｂで第１主回路５１と第２主回路５２とに供給制御され
、その各第１・第２主回路５１．，５２は左右の走行モ
ータＣ１Ｃにそれぞれ接続しである。

前記左右の走行モータＣ１Ｃは第２図〜第４図に示す斜
板式ピストンモータとなっている。

つまり、モーターケース１０にエンドカバー１１をボル
ト止めしてモータハウジング１２とし、モータケース１
０とエンドカバー１１とに亘って出力軸１３が回転自在
に支承され、この出力軸１３にシリンダーブロック１４
がスプライン嵌合されてシリンダーブロック１４はモー
タハウジング１２内で出力軸１３とともに回転自在とな
り、そのシリンダーブロック１４には内側シリンダー孔
１５と外側シリンダー孔１６が第２図に示すように同心
円上に等間隔で複数形成され、内側シリンダー孔１５は
隣接する一対の外側シリンダー孔１６．１６間に形成さ
れて内・外側シリンダー孔１５．１６は径方向にオーバ
ーラツプしてシリンダーブロック１４を小さくできるよ
うにしである。

前記各内側シリンダー孔１５には内側ピストン１７が摺
動自在に嵌挿されて内側シリンダー室１８で形成し、各
外側シリンダー孔１６に外側ピストン１９が摺動自在に
嵌挿されて外側シリンダー室２０を形成し、内側ピスト
ン１７に設けた内側ピストンシュー２１及び外側ピスト
ン１９に設けた外側ピストンシュー２２が斜板２３に沿
って摺動自在となり、該斜板２３はモータケース１０に
所定角度で固定しである。

前記各内側シリンダー室１８はシリンダーブロック１４
に形成したまゆ型の内側ポート２４より弁板２５及びエ
ンドカバー１１に形成した略円弧状の内側吸込ポート２
６と内側吐出ポート２７に交互に開口し、各外側シリン
ダー室２０はシリンダーブロック１４に形成したまゆ型
の外側ポート２８より弁板２５及びエンドカバー１１に
形成した略円孤状の外側吸込ポート２９と外側吐出ポー
ト３０に交互に開口する。

前記モータケース１０とシリンダーブロック１４とに亘
ってブレーキ板３１が交互に設けられ、このブレーキ板
３１をピストン３２で圧着してシリンダーブロック１４
を制動するようにしてあり、そのピストン３２はバネ３
３で圧着方向に付勢され、受圧室３４に供給される圧油
で離隔方向に移動されるようになり、これによって駐車
ブレーキＡを構成している。

前記エンドカバー１１には第４図のように弁孔４０が穿
孔され、この弁孔４０にスプール４１が嵌挿されて前記
各ポートを連通・遮断する速度切換弁４２を形成してい
る。

前記スプール４１には第１〜第５小径部４８１〜４３５
が形成され弁孔４０には第１〜第６ポート４４１〜４４
６と連通ポート４５が形成され、スプール４１はバネ４
６で図示の低速位置に保持され、第１受圧室４７に供給
されるパイロット圧油で中速位置に移動し、第２受圧室
４８に供給されるパイロット圧油で高速位置に移動する
。

前記第１ポート４４１は外側吸込みポート２９、第２ポ
ート４４２は吸込みポート４つ、第３ポー　ト４４３は
内側吸込みポート２６、第４ポート４４４は内側吐出ポ
ート２９、第５ポート４４５は吐出ポート５０、第６ポ
ート４４６は外側吐出ポート３０にそれぞれ連通し、前
記吸込みポート４つ、吐出ポート５０は第１図に示すよ
うに第１主回路５１と第２主回路５２とに接続してあり
、前記各連通ポート４５は連通路５３及びチエツク弁５
４を介して第１・第２受圧室４７，４８に連通している
。

このようであるから、スプール４１を低速位置りとする
と外側吸込ポート２９と内側吸込ポート２６が第１・第
２小径部４３．．４３２で吸込ポート４つに連通し、外
側吐出ポート３０と内側吐出ポート２７とが第４小径部
４３４で吐出ポート５０に連通ずる。

これにより、主ポンプＰ、の吐出圧油が第１主回路５１
及び吸込ポート４９を経て内・外側吸込ポート２６．２
９に供給されると共に、内・外側吐出ポート２７．３０
が吐出ポート５０゜第２主回路５２を経てタンク側に連
通ずるので、内・外側シリンダー室１８．２０に圧油が
供給されて内・外側ピストン１７．１９が伸縮するから
シリンダーブロック１４は出力軸１３とともに回転する
。

この時に、内・外側シリンダー室１８．２０に油圧ポン
プ３２の吐出圧油が供給されるから、押除は容積が最大
となり１９のシリンダー室に供給される油量は油圧ポン
プ３２の吐出油量に比べて少なくなり、内・外側ピスト
ン１７．１９のストローク速度が遅くなって出力軸１３
は低。

速回転で高トルクとなる。

第１受圧室４７にパイロット圧部を供給してスプール４
２を中速位置Ｍとすると、外側吸込みポート２９が第１
小径部４３．で吸込みポート４９に連通し、内側吸込み
ポート２つは第２小径部４３２で連通ポート４５に連通
し、内側吐出ポート２７は第３小径部４３３で連通ポー
ト４５に連通して内側吸込みポー］・２９と連通し、外
側吸、込みポート３０は第４小径部４３４で吐出ポート
５０に連通ずる。

これにより、主ポンプの吐出圧油は第１主回路５１、吸
込ポート４９を経て外側吸込ボート２９に供給され、外
側吐出ポート３０は吐出ポート５０Ｓ第２主回路５２を
経てタンク側に接続し、内側吸込ポート２６と内側吐出
ポート２７は連通ずるので、外側シリンダー室２０にの
み圧油が供給されて外側ピストン１９が伸縮してシリン
ダーブロック１４とともに出力軸１３が回転する。

この時、押除は容積か前述よりも小さくなって出力ｌ１
Ｔｏ１３は中速回転で中トルクとなると共に、内側吸込
ポート２６と内側吐出ポート２７］　１ は連通して内側シリンダー１８　Ｍの圧油は出入りして
内側ピストン１７は無負荷状態となり、しかも第１受圧
室４７内のパイロット圧油がチエツク５４、連通路５３
を経て内側吸込ポート２６、内側吐出ポート２７にチャ
ージ圧油として供給されるから内側シリンダー室１８出
にキャビテーションが発生することを防止できる。

また、第２受圧室４８にパイロット圧油を供給するとス
プール４１は左方に押されて高速位置Ｈとなり、外側吸
込ポート２９は第１小径部４３１で連通ポート４５に連
通し、内側吸込みポート２６は吸込みポート４９に連通
し、内側吐出ポート２７は第４小径部４３４で吐出ポ）
５０に、外側吐出ポート３０は第５小径部４３５で連通
ポート４５に連通して外側吸込みポート２９と連通ずる
。

これにより主ポンプの吐出圧油は第１主回路５］、吸込
みポート４９を経て内側吸込みポート２９に供給され、
内側吐出ポート２７は吐出ポート５０、第２主回路５２
を経てタンク側に］　２ 接続し、外側吸込ポート２つと外側吐出ポート３０は連
通ずるので、内側シリンダー室１８にのみ圧油が供給さ
れて内側ピストン１７が伸縮してシリンダーブロック１
４とともに出力軸１３が回転する。

この時押し除は容積は前述よりも小さくなって出力軸１
３は高速回転で低トルクとなると共に、前述と同様に外
側吸込ポート２つと外側吐出ポート３０が連通し、かつ
第２受圧室４８内のパイロット圧油がチャージ圧油とし
て供給されるので外側シリンダー室２０内にキャビテー
ションが発生することを防止できる。

第１図において、６０はカウンターバランス弁６０．６
１は軸ブレーキ切換弁６１であり、カウンターバランス
弁６０が第１主回路５１と第２主回路との差圧によって
中立位置Ｎから作動位置りとなると、軸ブレーキ切換弁
６１より輔ブレーキＡの油室３４に作動浦が供給されて
軸ブレーキＡが角ｑ放されるようにしである。

前記速度切換弁４２の免１・第２受圧室４７４８にはコ
ントロールポンプＰ２の吐出圧油が切換弁５５により供
給制御され、該切換弁５５は常時遮断位置Ｎに保持され
、第１・第２ソレノイド５．５．．５５２が励磁される
と第１・第２位置Ｉ、ＩＩに切換る電磁切換弁となり、
その第１・第２ソレノイド５５．．５５２コントローラ
５６で通電制御される。

該コントローラ５６には圧力検出センサ５７より主ポン
プ吐出圧力、つまり走行負荷圧が入力されると共に、エ
ンジン回転制御部材５８よリエンジンＭの出カセット状
態が人力され、速度選択スイッチ５つより速度信号が人
力され、コントローラ５６は次のように第１・第２ソレ
ノイド５５ｔ、５５２に電流を供給制御している。

次にパワーショベルの車速の変速動作を説明する。

■速度選択スイッチ５９を操作した１１．９１速スイツ
チ５９１を操作して１迷信号をコントローラ５６に人力
した侍には第１・第２ソレノイド５５．．５５２に電流
が送られず、切換弁５５は中立位置Ｎとなるから速度切
換弁４２は低速位置りとなり、走行モータは前述のよう
に低速、高トルクで回転するので、パワーショベルは低
速度で走行する。

２速スイツチ５９２は操作して２迷信号をコントローラ
５６に人力すると第１ソレノイド５５、に電流を送って
切換弁５５を第１装置Ｉとし、コントロールポンプＰ２
の吐出圧油をパイロット圧油として速度助換弁４２の第
１受圧室４７に供給するから中立位置Ｍとなり、走行モ
ータは前述のように中速、中トルクで回転するのでパワ
ーショベルは中速度で走行する。

３速スイツチ５９３を操作して３迷信号をコントローラ
５６に人力すると第２ソレノイド５５２に電流が送られ
、切換弁５５が第２位置■となってコントロールポンプ
Ｐ２の吐出圧油をパイロット圧部として速度切換弁４２
の第２受圧室４８に供給するから高速位置Ｈとなり、走
行モータは前述のように高速・低トルクで回　５ 転するので、パワーショベルは高速度で走行する。

このように、走行速度を手動操作で３速に切換えできる
。

■エンジン回転状態操作部祠５８を中出力状態より低出
力側、例えば１４００　ｒｐｍ以下にセットした時には
、その操作部材５８より制御信号がコントローラ５６に
入力され、１速スイツチ５９、を操作して１迷信号が入
力されて前述のように低速度で走行している時には２迷
信号、３迷信号が人力されても第１・第２ソレノイド５
５１．５５２に電流を送らずに中速度、高速度で走行す
ることを禁止し、２速スイツチ５９２．３速スイツチ５
９２を操作して２迷信号、３迷信号が人力されて前述の
ように中速度、高速度で走行している時には前記制御信
号が人力されると第１◆第２ソレノイド５５１，５５２
への電流を送らないようになって自動的に低速度走行に
変速する。

■主ポンプＰ、の吐出圧による自動変速動作］　６ ２速スイツチ５９２を操作して中速度で走行している時
に登板路などで走行モータの負荷が増大してポンプ圧力
が高くなり、圧力センサ５７より第１設定圧、例えば３
１０ｋｇ／ｃｄ以上の圧力が所定時間、例えば１．０秒
以上継続してコントローラ５６に人力されると、第１ソ
レノイド５５１への電流を停止して切換弁５５を中立位
置Ｎとし、前述のように低速度に変速し、その低速度で
走行を続は再度平坦地、降板路になり走行モータの負荷
が減少してポンプ圧力が低下し、圧力センサ５７より第
２設定圧、例えば２１０ｋｇ／ｃＪ以下の圧力が所定時
間、例えば１．０秒以上継続して人力されると再び第１
ソレノイド５５１に電流を供給して切換弁５５を第１装
置Ｉとし、再度中速度に変速して中速度で走行する。

３速スイツチ５９２を操作して高速度で走行している時
にス′テアリング時や登板路などで走行モータの負荷が
増大し、ポンプ圧力が上昇して圧力センサ５７より第１
設定圧以−ＬのＬＥ力が所定時間、例えば１秒以上継続
してコントローラ５６に人力されると、第２ソレノイド
５５２への電流を停止し、第１ソレノイド５５．へ電流
を送って切換弁５５を第１位置とし、中速度に変速して
以後は中速度で走行し、これによってポンプ圧力力は低
下する。

この状態でさらに走行して前述よりきつい傾斜角の登板
路になると走行モータの負荷がさらに増大してポンプ圧
力が上昇し、圧力センサ５７より第１設定圧以上の圧力
が１定時間以上継続して人力されると第１ソレノイド５
５１への電流が停止して低速度に変速し、低速度で走行
する。

この低速度でさらに走行中に傾斜角がゆるやかになって
走行モータの負荷が減少しポンプ圧力が低下して、圧力
センサ５７より第２設定圧以下の圧力が１秒以上継続し
てコントローラ５８に入力されると第１ソレノイド５５
１に電流を送って切換弁５５を第１装置Ｉとして中速度
に変速し、再度中速度で走行し、圧力は上昇するが、さ
らに傾斜角がゆるくなって走行モータの負荷が低下し、
ポンプ圧力が低下して圧力センサ５７より第２設定圧以
下の圧力が１秒以上継続して入力されると第１ソレノイ
ド５５１への電流を停止し、第２ソレノイド５５２に電
流を送って切換弁５５を第２位置■とし、再度高速度に
変速されて高速度走行する。

このように、圧力センサ５７の検出圧力、つまりポンプ
吐出路の圧力によって自動的に高速、中速、低速に変速
できる。

〔発明の効果〕

主ポンプＰ、の圧力によって速度切換弁４２を低速位置
し、中速位置Ｍ、高速位置Ｈに切換でき、速度切換弁４
２を低速位置りとすれば外側シリンダー室２０と内側シ
リンダー室１８とに圧油が供給されて押除は容積が最大
となり、速度切換弁４２を中速位置Ｍとすれば外側シリ
ンダー室２０にのみ圧油が供給されて押除は容積が中間
の値となり、速度切換弁４２を高速位置Ｈとすれば内側
シリンダー室１８にのみ圧油　９ が供給されて押除は容積が最小となる。

したがって、走行モータを主ポンプＰ、の圧力によって
低速、中速、高速の３速に変速できるから、パワーショ
ベルを低速度、中速度、高速度で走行でき、傾斜角のき
つい登板路走行時には低速度で走行、傾斜角のゆるやか
な登板路走行時には中速度で走行、平坦路を直進走行す
る時には高速度で走行できる。

また、ピストンのストロークを変更して押除は容積を変
更することで変速するのではなく、常に一定のストロー
クで往復動する外側ピストン、内側ピストンを選択して
押除は容積を変更して変速するので、その押除は容積を
正確に変更できて信頼性が向上し、左右走行モータの回
転速度を同一として直進性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は全体
回路図、第２図は斜板式ピストンモータの縦断面図、第
３図はシリンダーブロックの断面図、第４図はエンドカ
バーの断面図、第　０ ５図は従来の回路図、第６図はその斜板式ピストンモー
タの断面図である。 １０はモータケース、１１はエンドカノく１３は出力軸
、１４はシリンダーブロック、１５は内側シリンダー孔
、１６は外側シリンダー孔、１７は内側ピストン、１８
は内側シリンダー室、１９は外側ピストン、２０は外側
シリンダー室、４２は速度切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 左右一対の走行モータを備えたパワーショベルにおいて
   、前記左右一対の走行モータを、シリンダーブロック１
   ４の内周側に内側シリンダー孔１５を複数形成し、外周
   側に外側シリンダー１６を複数形成し、各内側シリンダ
   ー孔１５に内側ピストン１７を嵌挿して内側シリンダー
   室１８を形成し、前記各外側シリンダー孔１６に外側ピ
   ストン１９を嵌挿して外側シリンダー室２０を形成し、
   前記各内側ピストン１７の先端部と各外側ピストン１９
   の先端部をモーターケース１０に固定した斜板２３に沿
   って摺動自在とした斜板ピストンモータとし、 主ポンプＰ＿１の吐出圧油を前記内側シリンダー室１８
   と外側シリンダー室２０とに供給する低速位置Ｌ、外側
   シリンダー室２０にのみ供給する中速位置Ｍ、内側シリ
   ンダー室１８にのみ供給する高速位置Ｈを有する速度切
   換弁４２を設け、 前記主ポンプＰ＿１の圧力変化によって前記速度切換弁
   ４２を低速位置Ｌ、中速位置Ｍ、高速位置Ｈに切換える
   切換手段を設けたことを特徴とするパワーショベルの走
   行変速装置。