JPH0612319Y2 - 建設機械の油圧走行装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等として
用いられる建設機械の油圧走行装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、走行用油圧モータにあっては、負荷の小さいと
きや平地走行の場合は、トルクが小さくてよいが高速走
行したいという要求があり、この場合は油圧モータの容
量を小さくして高速回転で対応する。一方、坂道を登坂
するときや貨物の積荷時には、走行速度が遅くてよい
が、大トルクがほしいという要求があり、この場合には
油圧モータを大容量に切換えて対応すればよい。

この場合、左，右の走行用油圧モータに供給するモータ
駆動圧力のうち、高圧側のモータ圧力（以下、モータ自
己圧という）をパイロット圧として、容量可変用の油圧
パイロット型容量制御弁に供給し、該容量制御弁を介し
てサーボアクチュエータを駆動する自己圧制御方式が知
られているが、この自己圧制御方式はモータ自己圧に応
じて容量の自動切換えができるから、運転者が運転状況
に応じて手動で容量切換えを行なうものに比較し、実用
的な油圧走行装置といえる。

しかし、モータ自己圧に応じて油圧モータの容量を制御
する場合、片側の履帯が岩に乗り上げたときのように、
左，右の油圧モータの負荷が異なると、左，右のモータ
自己圧が変わり、この結果として左，右の油圧モータの
傾転量が異ってくる。このため、油圧ポンプからの吐出
流量が同一でも、左，右の油圧モータのモータ容量（押
し除け容積）が異なることにより、車体が蛇行し、ある
いは斜行してしまうという欠点がある。

この欠点を解決するため、従来から第３図に示すように
左，右の油圧モータの傾転量（モータ容量）を同調させ
るための、傾転同調機構を備えた油圧走行装置が知られ
ている。

第３図において、左側の走行装置要素には「Ａ」、右側
の走行装置要素には「Ｂ」を付するものとするに、同図
中、１Ａ，１Ｂは下部走行体に設けられた左，右の走行
用油圧モータで、該油圧モータ１Ａ，１Ｂは例えば斜板
型、斜軸型の可変容量型油圧モータが適用され、斜板、
弁板等の容量可変部２Ａ，２Ｂを傾転作動させることに
よりモータ容量を可変としうる。３Ａ，３Ｂは油圧モー
タ１Ａ，１Ｂに付設されたサーボアクチュエータで、該
サーボアクチュエータ３Ａ，３Ｂとしては例えばサーボ
シリンダ機構が用いられ、矢示Ｘ方向に変位することに
より、油圧モータ１Ａ，１Ｂを小容量として低トルク、
高速回転させ、矢示Ｙ方向に変位することにより、油圧
モータ１Ａ，１Ｂを大容量として高トルク、低速回転す
る。なお、４Ａ，４Ｂは油圧モータ１Ａ，１Ｂに付設さ
れたネガティブブレーキからなる駐車ブレーキを示す。

５Ａ，５Ｂは上部旋回体側に設けられ、エンジン（図示
せず）によって駆動される油圧ポンプ、６はタンクを示
し、左側の油圧モータ１Ａは油圧配管７Ａ，８Ａを介し
て油圧ポンプ５Ａ、タンク６と接続され、右側の油圧モ
ータ１Ｂは油圧配管７Ｂ，８Ｂを介して油圧ポンプ５
Ｂ、タンク６と接続され、該各油圧配管７Ａ，７Ｂ、８
Ａ，８Ｂは旋回装置内に設けられたセンタジョイント９
によって上部旋回体側と下部走行体側とに分けられてい
る。そして、油圧配管７Ａと８Ａ、７Ｂと８Ｂの間に
は、上部旋回体側（運転室内）に位置して前進、後進、
停止を行なう走行用切換弁１０Ａ，１０Ｂが設けられ、
下部走行体側に位置して高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂ、ブ
レーキ弁１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ設けられている。こ
こで、前記各高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂは油圧配管７
Ａ，８Ａ間、７Ｂ，８Ｂ間を流れるモータ駆動圧力のう
ち、高圧側圧力をモータ自己圧として導出し、後述する
ようにブレーキ解除圧、アクチュエータ３Ａ，３Ｂの駆
動圧、後述する容量制御弁１７Ａ，１７Ｂのパイロット
圧として用いられる。

１３は高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂ間を連通する連通配管
で、該連通配管１３の途中には該高圧選択弁１１Ａ，１
１Ｂから導出したモータ自己圧のうち、高圧側圧力を選
択する他の高圧選択弁１４が設けられている。そして、
この高圧選択弁１４によって選択された高圧側のモータ
自己圧は高圧側自己圧配管１５Ａ，１５Ｂを介して容量
制御弁１７Ａ，１７Ｂに供給される。なお、１６Ａ，１
６Ｂは高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂでそれぞれ導出された
モータ自己圧を駐車ブレーキ４Ａ，４Ｂに供給するブレ
ーキ配管である。

さらに、１７Ａ，１７Ｂはアクチュエータ３Ａ，３Ｂに
駆動圧を供給すべく、油圧モータ１Ａ，１Ｂにそれぞれ
付設された容量制御弁で、該容量制御弁１７Ａ，１７Ｂ
はスプリングと油圧パイロット部とを対向配設したスプ
リングオフセット・油圧パイロット式の４ポート２位置
スプール切換弁が用いられ、小容量一定の小容量位置
（イ）、大容量一定の大容量位置（ロ）、過渡的な中間
位置（ハ）を有している。そして、前記容量制御弁１７
Ａ，１７Ｂの一側面のポートは前述した高圧側自己圧配
管１５Ａ，１５Ｂを介して他の高圧選択弁１４と接続さ
れると共に、ドレン配管１８Ａ，１８Ｂを介してセンタ
ジョイント９からタンク６に接続され、その他側面のポ
ートはサーボアクチュエータ３Ａ，３Ｂの各室と選択的
に接続され、かつ油圧パイロット部はパイロット配管１
９Ａ，１９Ｂを介して高圧側自己圧配管１５Ａ，１５Ｂ
と接続されている。ここで、前記容量制御弁１７Ａ，１
７Ｂは、常時はスプリングによって小容量位置（イ）に
付勢されて、サーボアクチュエータ３Ａ，３Ｂを矢示Ｘ
方向に位置させ、パイロット圧が所定圧以上となったと
き、大容量位置（ロ）に切換わり、サーボアクチュエー
タ３Ａ，３Ｂを矢示Ｙ方向に変位させる。

さらに、２０Ａ，２０Ｂは走行用モータの組立体の全体
を示すモータアッセンブリで、該モータアッセンブリ２
０Ａ，２０Ｂは図示に囲む範囲をもって構成されてい
る。

このように構成される油圧走行装置において、建設機械
を走行させるべく、走行用切換弁１０Ａ，１０Ｂを所望
の切換位置に切換えたものとする。いま、左側の走行回
路についてみると、走行用切換弁１０Ａを左側の切換位
置とすれば、油圧ポンプ５Ａからの圧油は油圧配管７
Ａ、切換弁１０Ａ、センタジョイント９、ブレーキ弁１
２Ａを介して油圧モータ１Ａに供給され、戻り油は油圧
配管８Ａ、ブレーキ弁１２Ａ、センタジョイント９、切
換弁１０Ａを介してタンク６に戻され、油圧モータ１Ａ
を回転駆動する。一方、右側の走行回路についても、走
行用切換弁１０Ｂを右側の切換位置とすれば同様であ
る。

この際、高圧側となる油圧配管７Ａ，７Ｂ内を流れる圧
油は高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂでモータ自己圧として導
出される。このモータ自己圧はブレーキ配管１６Ａ，１
６Ｂから駐車ブレーキ４Ａ，４Ｂに供給されてブレーキ
解除を行なう。また、各モータ自己圧は連通配管１３か
ら他の高圧選択弁１４に導かれ、該高圧選択弁１４で導
出された高圧側のモータ自己圧は高圧側自己圧配管１５
Ａ，１５Ｂから容量制御弁１７Ａ，１７Ｂを介してサー
ボアクチュエータ３Ａ，３Ｂに供給されると共に、パイ
ロット配管１９Ａ，１９Ｂから油圧パイロット部に供給
される。

ここで、容量制御弁１７Ａ，１７Ｂについてみると、パ
イロット圧が低いときには、スプリングによって小容量
位置（イ）側に切換えられ、サーボアクチュエータ３
Ａ，３Ｂを矢示Ｘ方向に変位させ、容量可変部２Ａ，２
Ｂを小容量側に傾転させ、油圧モータ１Ａ，１Ｂを小容
量一定とし、低トルク、高速回転させる。一方、パイロ
ット圧が高くなると、容量制御弁１７Ａ，１７Ｂは大容
量位置（ロ）に切換わり、油圧モータ１Ａ，１Ｂを大容
量一定とし、高トルク、低速回転させる。

然るに、左，右の高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂは連通配管
１３で連通され、この連通配管１３に他の高圧選択弁１
４を設けて高圧側のモータ自己圧を導出し、当該高圧側
のモータ自己圧をパイロット圧として容量制御弁１７
Ａ，１７Ｂの切換制御を行なわせると共に、サーボアク
チュエータ３Ａ，３Ｂの駆動圧力とすることができる。
この結果、容量制御弁１７Ａ，１７Ｂ、サーボアクチュ
エータ３Ａ，３Ｂ、容量可変部２Ａ，２Ｂの動作を左，
右で同調させることができ、蛇行等を防止できる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来技術によるものは、左，右の高圧選
択弁１１Ａ，１１Ｂを連通させるための連通配管１３が
必要となるばかりでなく、他の高圧選択弁１４から導出
された高圧側自己圧を左，右の容量制御弁１７Ａ，１７
Ｂに供給するため、左，右の高圧側自己圧配管１５Ａ，
１５Ｂが必要となる。

然るに、走行用油圧モータ１Ａ，１Ｂは左，右の履帯を
駆動するために、駆動輪近傍に配置されているから、最
低でも左，右のモータアッセンブリ２０Ａ，２０Ｂ間を
連結するのに２本の油圧配管が必要となる。また、サー
ボアクチュエータ３Ａ，３Ｂを外部油圧源によって駆動
するときは、３本の油圧配管が必要となる。このよう
に、モータアッセンブリ２０Ａ，２０Ｂ間を連結する油
圧配管の本数が多いということは、油圧系統が複雑とな
り、スペース的にも価格的にも好ましくないという問題
点がある。

本考案はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、走行用油圧モータの傾転同調機構を実現するに際
して、左，右のモータアッセンブリ間の油圧配管の本数
を１本で足らすようにした建設機械の油圧走行装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案は、容量可変部を
有する可変容量型の走行用油圧モータと、該油圧モータ
の容量可変部を傾転駆動するサーボアクチュエータと、
該サーボアクチュエータへの圧油を切換えることによ
り、前記油圧モータの容量を制御する油圧パイロット型
の容量制御弁とからなる左，右の走行用モータアッセン
ブリを備え、該各走行用モータアッセンブリの左，右走
行用油圧モータを左，右の油圧配管を介してそれぞれ油
圧ポンプとタンクに接続し、前記左，右の油圧配管の途
中には左，右の走行用切換弁を設けてなる建設機械の油
圧走行装置において、前記左，右の油圧配管には前記油
圧モータに供給するモータ駆動圧力のうち高圧側圧力を
モータ自己圧として導出する左，右の高圧選択弁を設
け、該各高圧選択弁間を連通配管を介して接続し、該連
通配管の途中には一対の絞りを設け、該各絞り間と前記
左，右の容量制御弁の油圧パイロット部とをそれぞれパ
イロット配管を介して接続したことを特徴とする。

〔作用〕

このように構成することにより、連通配管に設けられた
一対の絞り間の圧力は均圧となるから、当該絞り間の圧
力を左，右のパイロット配管を介して直接左，右の容量
制御弁の油圧パイロット部に導入することができ、油圧
モータ間の傾転同調機構を実現することがでるばかりで
なく、左，右のモータアッセンブリ間は１本の油圧配管
で接続すればよい。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図、第２図を参照しつつ、
詳細に説明する。

なお、前述した従来技術と同一構成要素には同一符号を
付し、その説明を省略する。しかし、以下の実施例では
従来技術による他の高圧選択弁１４、高圧側自己圧配管
１５Ａ，１５Ｂは設けられていない。

まず、第１図は本考案の第１の実施例を示す。

２１は左，右の高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂ間を連通する
１本の連通配管で、該連通配管２１の途中にはモータア
ッセンブリ２０Ａ，２０Ｂ内に位置して絞り２２Ａ，２
２Ｂが設けられ、該絞り２２Ａ，２２Ｂ間においては連
通配管２１内を均圧に保持している。なお、絞り２２
Ａ，２２Ｂは固定絞り、可変絞りのいずれでもよい。２
３Ａ，２３Ｂはパイロット配管で、該パイロット配管２
３Ａ，２３Ｂの一端は絞り２２Ａ，２２Ｂ間に位置して
連通配管２１に接続され、その他端は容量制御弁１７
Ａ，１７Ｂの油圧パイロット部にそれぞれ接続されてい
る。

２４Ａ，２４Ｂは高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂで導出され
たモータ自己圧をサーボアクチュエータ３Ａ，３Ｂの駆
動圧力として供給する駆動圧配管で、該駆動圧配管２４
Ａ，２４Ｂの一端側は高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂと接続
され（第１図では高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂと絞り２２
Ａ，２２Ｂとの間の連通配管２１に接続しているが、等
価である）、その他端側は容量制御弁１７Ａ，１７Ｂの
一側面のポートと接続されている。２５Ａ，２５Ｂは駆
動圧配管２４Ａ，２４Ｂの途中に設けられた減圧弁で、
該減圧弁２４Ａ，２４Ｂは左，右のサーボアクチュエー
タ３Ａ，３Ｂに等しい駆動圧力を供給すべく、モータ自
己圧を減圧するためのものである。２６Ａ，２６Ｂは減
圧弁２５Ａ，２５Ｂの流出側圧を駐車ブレーキ４Ａ，４
Ｂに供給するブレーキ配管である。

本実施例はこのように構成されるが、油圧走行装置とし
ての基本的作動については、従来技術のものと格別変わ
るところがない。しかし、本実施例では高圧選択弁１１
Ａ，１１Ｂ間を連通配管２１で連通し、その途中に一対
の絞り２２Ａ，２２Ｂを設け、該絞り２２Ａ，２２Ｂの
圧力をパイロット圧としてパイロット配管２３Ａ，２３
Ｂを介して容量制御弁１７Ａ，１７Ｂに供給している。
この結果、高圧選択弁１１Ａ，１１Ｂでそれぞれ導出さ
れた左，右のモータ自己圧に変動があっても、絞り２２
Ａ，２２Ｂ間の圧力は当該絞り２２Ａ，２２Ｂによって
均圧化されているから、容量制御弁１７Ａ，１７Ｂに供
給されるパイロット圧は同一圧となり、容量制御弁１７
Ａ，１７Ｂの切換動作を同調させることができ、傾転同
調機構を構成しうる。

一方、容量制御弁１７Ａ，１７Ｂの切換動作を同調させ
ても、サーボアクチュエータ３Ａ，３Ｂの駆動圧力も
左，右で等しくしなければ不十分である。しかし、駆動
圧配管２４Ａ，２４Ｂに減圧弁２５Ａ，２５Ｂを設け、
モータ自己圧を減圧した圧力としてサーボアクチュエー
タ３Ａ，３Ｂに供給しているから、容量可変部２Ａ，２
Ｂの傾転量も同調させることができる。

かくして、絞り２２Ａ，２２Ｂ、パイロット配管２３
Ａ，２３Ｂ、駆動圧配管２４Ａ，２４Ｂ、および減圧弁
２５Ａ，２５Ｂを、左，右のモータアッセンブリ２０
Ａ，２０Ｂ内にそれぞれ組込むことにより、該各モータ
アッセンブリ２０Ａ，２０Ｂ間を１本の連通配管２１で
足らすことができ、傾転同調機構を簡略化しうる。

さらに、本実施例では連通配管２１、高圧選択弁１１
Ａ，１１Ｂを介して左，右の油圧配管７Ａと８Ａ、７Ｂ
と８Ｂが実質的に連通しているから、左，右の油圧モー
タ１Ａ，１Ｂの押し除け容積が、製造段階において異な
るような場合にも、車体の直進性を良好にすることがで
きる。

即ち、平地走行等の軽負荷時には、油圧モータ１Ａ，１
Ｂは小容量一定となっているが、この状態で押し除け容
積が異っているとする。いま、左側油圧モータ１Ａの押
し除け容積をｑ₁、モータ駆動圧力をＰ₁、右側油圧モー
タ１Ｂの押し除け容積をｑ₂、モータ駆動圧力をＰ₂と
し、油圧ポンプ５Ａ，５Ｂからの流量は共にＱ₀で一定
とすると、油圧モータ１Ａの回転数はＮ₁＝Ｑ₀／ｑ₁、
油圧モータ１Ｂの回転数はＮ₂＝Ｑ₀／ｑ₂となる。そし
て、ｑ₁＞ｑ₂と仮定すると、Ｎ₁＜Ｎ₂となる。また、こ
の時の負荷トルクが同じとすると、Ｐ₁ｑ₁＝Ｐ₂ｑ₂とな
り、Ｐ₁＜Ｐ₂となる。従って、高圧選択弁１１Ｂからの
圧油は連通配管２１、絞り２２Ｂ，２２Ａを介して高圧
選択弁１１Ａ側に流れ、低回転である左側油圧モータ１
Ａの回転数Ｎ₁を増加し、高回転である右側油圧モータ
１Ｂの回転数Ｎ₂を減少する。この結果、左，右の油圧
モータ１Ａ，１Ｂの回転数を一定とするように作用し、
車体の直進性を高める。

次に、第２図は本考案の第２の実施例を示し、本実施例
の特徴はサーボピストンを外部油圧源によって駆動する
ようにしたことにある。

第２図において、第１図と同一構成要素には同一符号を
付すものとするに、図中３１は上部旋回体側に設けられ
た単一の外部油圧源、３２は該外部油圧源３１からの駆
動圧力をセンタジョイント９を介して下部走行体側に導
く駆動圧配管、３３Ａ，３３Ｂは該駆動圧配管３２から
分岐し、容量制御弁１７Ａ，１７Ｂと接続される分岐駆
動圧配管である。図中、３４Ａ，３４Ｂはブレーキ配管
である。

本実施例はこのように構成されるが、サーボアクチュエ
ータ３Ａ，３Ｂを駆動する圧力を外部油圧源３１から導
びく構成を除いて第１の実施例と変わるところがない。

なお、実施例では走行用切換弁１０Ａ，１０Ｂは手動切
換弁を図示したが、減圧弁型パイロット弁によって制御
されるパイロット式走行用切換弁としてもよい。また、
油圧ポンプ５Ａ，５Ｂとして別個の走行用油圧源を用い
る構成としたが、単一の走行用油圧源とし、左，右の油
圧回路に圧油を分岐供給してもよい。さらに、建設機械
としては油圧ブルドーザ等にも適用しうることは勿論で
あり、この場合はセンタジョイント９を不要としうる。

〔考案の効果〕

本考案に係る建設機械の油圧走行装置は以上詳細に述べ
た如くであって、１本の連通配管と一対の絞りを用いて
左，右の高圧選択弁間のモータ自己圧を均圧化し、この
圧力をパイロット圧として容量制御弁を切換制御する構
成としたから、左，右の油圧モータの傾転量を同調さ
せ、車体の蛇行、斜行を防止するばかりでなく、左，右
のモータアッセンブリ間の油圧配管の本数を最小の１本
とでき、スペース的、コスト的に節減を図り、さらに
左，右の油圧モータの押し除け容積が異なるときにも車
体の直進性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す油圧回路図、第２
図は同じく第２の実施例を示す油圧回路図、第３図は従
来技術を示す油圧回路図である。 １Ａ，１Ｂ…走行用油圧モータ、２Ａ，２Ｂ…容量可変
部、３Ａ，３Ｂ…サーボアクチュエータ、５Ａ，５Ｂ…
油圧ポンプ、６…タンク、７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ…油
圧配管、１０Ａ，１０Ｂ…走行用切換弁、１１Ａ，１１
Ｂ…高圧選択弁、１７Ａ，１７Ｂ…容量制御弁、２０
Ａ，２０Ｂ…モータアッセンブリ、２１…連通配管、２
２Ａ，２２Ｂ…絞り、２３Ａ，２３Ｂ…パイロット配
管、２４Ａ，２４Ｂ，３２…駆動圧配管、２５Ａ，２５
Ｂ…減圧弁、３１…外部油圧源、３３Ａ，３３Ｂ…分岐
駆動圧配管。

フロントページの続き (72)考案者 杉山 玄六 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)考案者 安岡 友彦 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭48−40125（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】容量可変部を有する可変容量型の走行用油
   圧モータと、該油圧モータの容量可変部を傾転駆動する
   サーボアクチュエータと、該サーボアクチュエータへの
   圧油を切換えることにより、前記油圧モータの容量を制
   御する油圧パイロット型の容量制御弁とからなる左，右
   の走行用モータアッセンブリを備え、該各走行用モータ
   アッセンブリの左，右走行用油圧モータを左，右の油圧
   配管を介してそれぞれ油圧ポンプとタンクに接続し、前
   記左，右の油圧配管の途中には左，右の走行用切換弁を
   設けてなる建設機械の油圧走行装置において、前記左，
   右の油圧配管には前記油圧モータに供給するモータ駆動
   圧力のうち高圧側圧力をモータ自己圧として導出する
   左，右の高圧選択弁を設け、該各高圧選択弁間を連通配
   管を介して接続し、該連通配管の途中には一対の絞りを
   設け、該各絞り間と前記左，右の容量制御弁の油圧パイ
   ロット部とをそれぞれパイロット配管を介して接続した
   ことを特徴とする建設機械の油圧走行装置。
2. 【請求項２】前記左，右の高圧選択弁で導出されたモー
   タ自己圧をそれぞれ容量制御弁を介してサーボアクチュ
   エータの駆動圧力として供給するようにし、前記左，右
   の高圧選択弁と容量制御弁との間にはそれぞれ減圧弁を
   設けてなる実用新案登録請求の範囲(1)項記載の建設機
   械の油圧走行装置。
3. 【請求項３】外部油圧源からの圧油を前記左，右の容量
   制御弁を介してサーボアクチュエータの駆動圧力として
   供給するようにした実用新案登録請求の範囲(1)項記載
   の建設機械の油圧走行装置。