JPS642547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自走式建設機械のような、油圧によ
つて走行装置が駆動される車両における油圧駆動
装置に関するもので、特に、定容量形の油圧ポン
プを用いた走行装置の油圧駆動装置に関するもの
である。

（従来の技術） バツクホー等の自走式建設機械においては、走
行装置としてクローラが用いられることが多い
が、そのような場合、一般には、そのクローラは
油圧によつて駆動されるようにする。従来は、そ
のようなクローラを駆動するために、第５図に示
すような油圧回路が用いられていた。

すなわち、エンジン等の原動機ＥによつてＮ連
式油圧ポンプP₁，P₂が駆動され、その油圧ポン
プP₁，P₂から吐出される圧油が、それぞれ油圧
ラインl₁，l₂を通して左右の油圧モータM₁，M₂
に導かれるようにする。左右のクローラは、これ
らの油圧モータM₁，M₂によつてそれぞれ個別に
駆動されるようになつている。そして、前後進、
あるいは方向変換等を行うために、各油圧ライン
l₁，l₂には方向制御弁V₁，V₂が設けられている。
また、回路の最高圧力を制御するとともに過負荷
防止を行うために、各油圧ラインl₁，l₂にはそれ
ぞれリリーフ弁R₁，R₂が接続されている。

原動機Ｅによつて油圧ポンプP₁，P₂が駆動さ
れると、その油圧ポンプP₁，P₂から吐出された
圧油は、リリーフ弁R₁，R₂により設定圧力に制
御されて、油圧モータM₁，M₂に供給される。し
たがつて、油圧ポンプP₁，P₂が定容量形のもの
である場合には、その油圧モータM₁，M₂の出力
は一定となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、車両の走行装置においては、要
求出力はその走行状態によつて異なつてくる。例
えば、発進時あるいは坂道を上るときなどには大
出力が求められる。したがつて、走行装置を油圧
モータによつて駆動する場合には、その油圧モー
タには高圧の圧油が供給されるようにしなければ
ならない。一方、定速走行時等には、出力は小さ
くてよいが、高速駆動されることが求められる。
したがつて、その場合には、油圧モータには大流
量の圧油が供給されるようにすることが必要とな
る。

そのために、上述の第５図に示されたような油
圧駆動装置において定容量形の油圧ポンプP₁，
P₂を用いる場合には、その油圧ポンプP₁，P₂は
高圧大容量のものとしなければならず、その油圧
ポンプP₁，P₂を駆動する原動機Ｅも大出力のも
のとする必要があつた。

そこで、従来は、走行装置の駆動のための油圧
ポンプとしては可変容量形のものが用いられるこ
とが多かつたが、そのような可変容量形油圧ポン
プは高価なものであるので、車両全体の価格が上
昇してしまうという問題があつた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、定容量形の油圧ポンプ
を用いながら、油圧モータによつて得られる出力
及び回転速度は、その走行状態に応じて自動的に
切り換えられるようにし、それによつて、原動機
に求められる出力の低減化を図ることができるよ
うにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、左右
のクローラの駆動用の各油圧モータにそれぞれ圧
油を供給する二つの定容量形油圧ポンプのほか
に、更に別個の定容量形油圧ポンプを追加し、こ
れらの油圧ポンプを同一の原動機によつて駆動す
るようにするとともに、追加された油圧ポンプか
ら吐出される圧油を、リリーフ弁及びフローデバ
イダを介して各油圧モータに供給するようにして
いる。そのリリーフ弁の設定圧力は比較的低いも
のとされており、主回路の圧力がその設定圧力よ
り上昇したときには、その追加油圧ポンプから吐
出された圧油をオイルタンクに戻し、その油圧ポ
ンプがアンロードされるようにしている。

（作用） このように構成することによつて、車両の発進
時あるいは登坂時などのように負荷が大きいとき
には、主回路の圧力が高くなるので、追加の油圧
ポンプはアンロードされ、元の二つの油圧ポンプ
により高圧の圧油が各油圧モータに供給される。
したがつて、油圧モータの出力トルクは大きなも
のとなる。

また、定速走行に移行したときのように負荷が
小さくなつたときには、主回路の圧力が低下する
ので、追加の油圧ポンプから吐出された圧油は、
フローデバイダを介して各油圧モータに分流して
供給されるようになる。したがつて、油圧モータ
には大流量の圧油が供給されることになり、高速
で回転されるようになる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第１図は、本発明による車両の走行装置のため
の自動変速式油圧駆動装置の一実施例を示す回路
図である。

この図から明らかなように、この油圧駆動装置
には、原動機Ｅによつて駆動される三連式油圧ポ
ンプP₁，P₂，P₃が設けられており、これらの油
圧ポンプP₁，P₂，P₃によつてオイルタンクＴ内
の作動油が吸い上げられ、加圧して吐出されるよ
うになつている。これらの油圧ポンプP₁，P₂，
P₃は、いずれも定容量形のものであり、そのう
ちの二つの油圧ポンプP₁，P₂は同じ高圧小容量
のもの、他の一つの油圧ポンプP₃は低圧大容量
のものとされている。

油圧ポンプP₁，P₂の吐出側ポートは、それぞ
れ油圧ラインl₁，l₂を介して左右の油圧モータ
M₁，M₂に接続されている。これらの油圧ライン
l₁，l₂には、それぞれ方向制御弁V₁，V₂が設けら
れており、その方向制御弁V₁，V₂を切り換え制
御することによつて、各油圧モータM₁，M₂が正
転、逆転、あるいは停止されるようになつてい
る。各油圧モータM₁，M₂は、車両の左右の走行
装置、例えばクローラをそれぞれ個別に駆動する
ようになつている。したがつて、方向制御弁V₁，
V₂の切り換えによつて、車両の前進、後退、停
止あるいは方向変換がなされることになる。

各油圧ラインl₁，l₂にはそれぞれリリーフ弁
R₁，R₂が接続されており、油圧ラインl₁，l₂の圧
力が設定値を超えたときにはその油圧ラインl₁，
l₂をオイルタンクＴに開放し、各油圧ラインl₁，
l₂の圧力を設定圧力以下に制御するようになつて
いる。そのリリーフ弁R₁，R₂の設定圧力は比較
的高圧とされている。

他の油圧ポンプP₃の吐出側ポートは、油圧ラ
インl₃を介してフローデバイダＦに接続されてお
り、油圧ポンプP₃から吐出された圧油は、通常
はこのフローデバイダＦによつて等しい量に分流
されて、それぞれチエツクバルブC₁，C₂を介し
て油圧ラインl₁，l₂に導かれるようになつている。
油圧ラインl₃には、スプール式のリリーフ弁R₃が
設けられている。このリリーフ弁R₃は、油圧ラ
インl₁，l₂からスロツトルバルブTh₁，Th₂及びシ
ヤトルバルブＳを介して導かれるパイロツト圧に
よつて切り換えられるようになつており、油圧ラ
インl₁，l₂の圧力が設定値より低い場合には、油
圧ラインl₃を導通させて油圧ポンプP₃の吐出圧油
をフローデバイダＦに導き、設定値を超えた場合
には、その圧油をオイルタンクＴに還流させるよ
うになつている。そのリリーフ弁R₃の設定圧力
は、上記リリーフ弁R₁，R₂の設定圧力より低い
値とされている。

次に、このように構成された油圧駆動装置の作
用について説明する。

通常の定速走行時のように油圧モータM₁，M₂
の要求トルクが小さい場合には、油圧ラインl₁，
l₂の圧力は比較的低圧で維持される。したがつ
て、リリーフ弁R₃のパイロツト圧は設定圧力に
達さず、リリーフ弁R₃は油圧ラインl₃を導通させ
る位置にあるので、油圧ポンプP₃から吐出され
た圧油は、フローデバイダＦによつて左右等しい
流量に分流されて各油圧ラインl₁，l₂に導かれる。
その結果、各油圧モータM₁，M₂には、それぞれ
の油圧ポンプP₁，P₂から吐出される一定量の圧
油に加えて、この油圧ポンプP₃から吐出される
圧油の半分が供給されることになり、大量の圧油
が供給されるので、各油圧モータM₁，M₂は高速
回転をする。それによつて、車両は高速走行が可
能となる。

登坂時のように油圧モータM₁，M₂に大きな出
力トルクが求められるときには、油圧ラインl₁，
l₂の圧力が高くなる。その圧力がリリーフ弁R₃の
設定圧力より高くなると、リリーフ弁R₃が切り
換えられて、油圧ポンプP₃の吐出圧油はオイル
タンクＴに戻されるようになる。したがつて、油
圧ポンプP₃はアンロードされ、原動機Ｅの出力
は油圧ポンプP₁，P₂のみの駆動に費やされるよ
うになる。その結果、各油圧モータM₁，M₂に
は、リリーフ弁R₁，R₂によつて設定された高圧
の圧油が導かれるようになり、油圧モータM₁，
M₂の出力は高くなる。このときには、油圧モー
タM₁，M₂はそれぞれの油圧ポンプP₁，P₂から供
給される圧油のみによつて作動されるので、低速
回転することになる。

再び定速走行状態に入り、油圧ラインl₁，l₂の
圧力が低下すると、リリーフ弁R₃が自動的に切
り換えられ、油圧モータM₁，M₂は高速回転をす
るようになる。このときには、油圧モータM₁，
M₂の出力トルクは小さくなる。

方向変換時のように、油圧ラインl₁あるいはl₂
のいずれか一方のみの圧力が上昇したときにも、
その高い方の圧力が、シヤトルバルブＳを介して
リリーフ弁R₃にパイロツト圧として加えられる
ので、リリーフ弁R₃が切り換えられ、油圧モー
タM₁あるいはM₂の出力トルクは高くなる。した
がつて、方向変換もスムーズに行われるようにな
る。

このようにして、左右の走行装置を駆動する油
圧モータM₁，M₂は、その走行状態に応じて、低
速高出力あるいは高速低出力に自動的に切り換え
られるようになる。

そして、油圧ポンプP₁，P₂，P₃の吐出油量を
p₁，p₂，p₃（ｌ／分）とし、リリーフ弁R₁，R₂，
R₃の設定圧力をr₁，r₂，r₃（Kg／cm²）とすると、
油圧ポンプP₃がアンロードされているときの油
圧モータM₁，M₂の合計出力は、馬力換算で （p₁×r₁）＋（p₂×r₂）／450 となり、油圧ポンプP₃からの圧油が供給されて
いるときの油圧モータM₁，M₂の合計出力は、馬
力換算で （p₁＋p₂＋p₃）×r₃／450 となる。言い換えれば、一定馬力の原動機Ｅによ
つて、異なる二つの出力を得ることができる。

また、この油圧ポンプP₁，P₂，P₃の吐出油量
p₁，p₂，p₃、したがつて油圧モータM₁，M₂に供
給される合計流量と、リリーフ弁R₁，R₂，R₃の
設定圧力r₁，r₂，r₃、したがつて油圧モータM₁，
M₂のそれぞれに供給される油圧との関係は、第
２図実線のようになる。一方、この油圧駆動装置
によつて得られる最大圧力及び最大流量を従来の
定容量形油圧ポンプシステムによつて得ようとす
ると、図の点線のような油圧と油量とが必要とな
る。すなわち、その差の分だけ従来のシステムに
比べて原動機Ｅの要求出力が低減されることにな
る。

なお、上記実施例は二段変速式の油圧駆動装置
であるが、同様の原理を用いることによつて、更
に多段の自動変速式油圧駆動装置を得ることがで
きる。第３図は三段変速式の油圧駆動装置とした
実施例を示すものである。

この図から明らかなように、その場合には、更
に定容量形油圧ポンプP₄とスプール形リリーフ
弁R₄とをそれぞれ追加し、これらを油圧ラインl₄
によつてフローデバイダＦに接続する。このリリ
ーフ弁R₄の設定圧力は、リリーフ弁R₃の設定圧
力より低いものとする。

このようにすることによつて、油圧ラインl₁，
l₂の圧力がリリーフ弁R₄の設定圧力より低いとき
には、油圧ポンプP₁，P₂，P₃，P₄の全吐出量が
油圧モータM₁，M₂に供給され、油圧モータM₁，
M₂が高速低出力で駆動されるようになる。また、
油圧ラインl₁，l₂の圧力が、リリーフ弁R₄の設定
圧力より高く、リリーフ弁R₃の設定圧力より低
いときには、油圧ポンプP₄がアンロードされ、
油圧ポンプP₁，P₂，P₃の吐出圧油が油圧モータ
M₁，M₂に供給されて、油圧モータM₁，M₂が中
速中出力で駆動されるようになる。さらに、油圧
ラインl₁，l₂の圧力がリリーフ弁R₃の設定圧力よ
り高くなつたときには、油圧ポンプP₃，P₄がと
もにアンロードされ、油圧ポンプP₁，P₂の吐出
圧油が、リリーフ弁R₁，R₂によつて設定された
高圧の下で油圧モータM₁，M₂に供給されるよう
になる。したがつて、油圧モータM₁，M₂は低速
高出力で駆動されるようになる。

このような、三段変速式油圧駆動装置の流量と
圧力との関係は第４図のようになる。この図から
明らかなように、このようにすることによつて、
第１，２図の二段変速式油圧駆動装置よりも更に
原動機Ｅの要求出力を低減させることができる。

このように、油圧ポンプとリリーフ弁とを追加
することによつて、その数に応じた変速段数の自
動変速式油圧駆動装置とすることができる。そし
て、その追加される油圧ポンプとしては、建設機
械に搭載されている作業機駆動用の定容量形油圧
ポンプを兼用することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、左右の走行装置をそれぞれ駆動する二つの油
圧モータに、二連式の定容量形油圧ポンプからそ
れぞれ圧油を供給するとともに、更に他の定容量
形油圧ポンプを追加して、回路の圧力が低いとき
にはその追加された油圧ポンプからも各油圧モー
タに圧油が供給されるようにし、回路の圧力が高
くなつたときにはその追加の油圧ポンプがアンロ
ードされるようにしているので、定容量形の油圧
ポンプを用いていながら、走行状態に応じて自動
的に低速高出力あるいは高速低出力に切り換えら
れるようにすることができる。したがつて、原動
機に対する要求馬力を低減させ、あるいは一定馬
力の原動機によつて一層の高出力、高速回転を得
ることができるようになる。

また、追加された油圧ポンプの吐出圧油が、フ
ローデバイダを介して各油圧モータに供給される
ようにしているので、各油圧モータに接続される
油圧ラインには常に等量の圧油が供給されること
になり、直進時に走行装置の回転速度が左右で異
なるようなことはなく、走行安定性を確保するこ
とができる。

さらに、追加された油圧ポンプによる吐出圧油
の方向を制御するリリーフ弁及びその切り換えを
制御するパイロツト圧回路、あるいはフローデバ
イダ等は、一つのブロツクとしてまとめることが
できるので、これを従来の定容量形油圧ポンプに
よる油圧駆動装置に組み付けて、本発明による油
圧駆動装置に改変することも容易にできる。

特に自走式建設機械等においては、走行時には
使用されないような作業機駆動用の定容量形油圧
ポンプを備えているので、その油圧ポンプを上述
の追加油圧ポンプとして使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による車両の走行装置のため
の自動変速式油圧駆動装置の一実施例を示す回路
図、第２図は、その油圧駆動装置の特性を示すグ
ラフ、第３図は、本発明による油圧駆動装置の他
の実施例を示す回路図、第４図は、その油圧駆動
装置の特性を示すグラフ、第５図は、従来の車両
の走行装置のための油圧駆動装置の一例を示す回
路図である。 Ｅ……原動機、Ｆ……フローデバイダ、l₁，l₂，
l₃，l₄……油圧ライン、M₁，M₂……油圧モータ、
P₁，P₂，P₃，P₄……定容量形油圧ポンプ、R₁，
R₂，R₃，R₄……リリーフ弁、Ｓ……シヤトルバ
ルブ、Ｔ……オイルタンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原動機Ｅによつて駆動される定容量形の二連
   式油圧ポンプP₁，P₂と、 車両の左右の走行装置をそれぞれ駆動する油圧
   モータM₁，M₂と、 これら各油圧ポンプP₁，P₂と各油圧モータM₁，
   M₂とを結ぶそれぞれの油圧ラインl₁，l₂に接続さ
   れ、その各油圧ラインl₁，l₂の圧力を所定値以下
   に規制するリリーフ弁R₁，R₂と、 を備えてなる車両の走行装置のための油圧駆動装
   置において； 前記原動機Ｅにより前記油圧ポンプP₁，P₂と
   ともに駆動される定容量形の油圧ポンプP₃と、 その油圧ポンプP₃から吐出される圧油を前記
   油圧ラインl₁，l₂に分流して供給するフローデバ
   イダＦとを設けるとともに、 その油圧ポンプP₃とフローデバイダＦとの間
   に、前記油圧ラインl₁，l₂の圧力が前記リリーフ
   弁R₁，R₂の設定圧力より低い所定の圧力を超え
   たときにはその油圧ポンプP₃の吐出圧油をオイ
   ルタンクＴに戻してその油圧ポンプP₃をアンロ
   ードするリリーフ弁R₃を設けたことを特徴とす
   る、 車両の走行装置のための自動変速式油圧駆動装
   置。