JP2520314B2 - 油圧掘削機の走行速度切換装置 - Google Patents

油圧掘削機の走行速度切換装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧掘削機の走行速度切換装置に関し、特に、
走行速度を三段以上に切換可能とすることにより、路面
状況及び作業状況に応じて最適な走行速度を選択し易く
すると共に、作業機の微操作時における同時操作性の向
上を図ることを目的とする油圧掘削機の走行速度切換装
置に関する。
（従来の技術） 従来、油圧掘削機の走行速度は第３図に示されるよう
に、油圧ポンプ51の吐出油を左右の走行操作弁52a,52b
により制御してスイベルジョイント53を経て左右の走行
モータ54a,54bへ供給することによって制御している。
第３図において走行速度切換スイッチ55を１速に設定す
ると、制御圧切換弁56をソレノイド56aが消磁されるた
め、制御圧切換弁56はａ位置となる。従って、左右の走
行モータ54a,54bの走行速度切換弁58a,58bのパイロット
シリンダ59a,59bはスイベルジョイント53を経て、制御
圧切換弁56からタンクへ接続されるため、走行速度切換
弁58a,58bはａ位置となる。その結果、走行モータ容量
制御シリンダ60a,60bはタンク10に接続されるため、左
右の走行モータ54a,54bの容量が増し、１速の走行速度
段となる。次に、図示しない走行操作レバーによって、
走行操作弁52a,52bをそれぞれａ位置に操作すると、油
圧ポンプ51の吐出油は左右の走行モータ54a,54bの駆動
管路61a,61bを経て左右の走行モータ54a,54bへ供給さ
れ、走行モータ54a,45bから排出管路62a,62bへ排出され
るが、カウンタバランス弁63a,63bは前記駆動管路61a,6
1bの作動油圧によってそれぞれａ位置となっているた
め、前記排出管路62a,62bへ排出された作動油はカウン
タバランス弁63a,63bを経てスイベルジョイント53、走
行操作弁52a,52bを経て、図示しない戻り管路からタン
ク70に戻される。従って、左右の走行モータ54a,54bは
１速の走行速度段により、前記走行操作レバーの操作量
に応じた回転数で回転するため、該回転数に応じた速度
で車両を前進または後進させることができる。なお、前
記走行操作弁52a,52bのａ位置を車両の前進方向とすれ
ばｂ位置は車両の後進方向となるが、前記車両の前進方
向と同様のため、作用の説明は省略する。また、64はロ
ードセンシング弁で、該ロードセンシング弁64の第１パ
イロット室64bには油圧ポンプ51の吐出油が導かれ、第
２パイロット室64cには前記走行操作弁52a,52bおよびチ
ェック弁65a,65bにより、走行モータ54a,54bの駆動管路
61a,61bの内、高い方の負荷圧が導かれ、これら第１パ
イロット室64bの推力と、第２パイロット室64cの推力お
よびばね64aのばね力とが常に釣り合うように油圧ポン
プ51の吐出油圧を減圧して油圧ポンプ51の容量制御シリ
ンダ51aを制御するように作用する。即ち、前記走行操
作弁52a,52bの上流と下流には常にロードセンシング弁6
4のばね64aのばね力に相当する差圧が生ずるようにし
て、油圧ポンプ51の吐出油量を走行操作弁52a,52bの操
作量に応じて増減するように制御している。また、２速
の走行速度段については、走行速度切換スイッチ55を２
速に設定すると、制御圧切換弁56のソレノイド56aが励
磁されるため、制御圧切換弁56はｂ位置となる。従っ
て、左右の走行モータ54a,54bの走行速度切換弁58a,58b
のパイロットシリンダ59a,59bはスイベルジョイント53
を介して制御ポンプ57に接続されるため、走行速度切換
弁58a,58bはｂ位置となる。その結果、走行モータ容量
制御シリンダ60a,60bには左右の走行モータ54a,54bの駆
動油圧が供給されるため、左右の走行モータ54a,54bの
容量が減少し、２速の走行速度段となる。走行操作弁52
a,52bの操作による作用については前記１速の走行速度
段の場合と同様のため説明を省略する。
（発明が解決しようとする課題） 前記従来の技術においては、走行モータ54a,54bの走行
速度段が二段切換であるため、高速段と低速段を、作業
状況、路面状況に最適な速度段に設定すると速度差が大
きくなり過ぎ、高速段または低速段の一方を最適な速度
に設定すると他方の速度が早すぎたり遅すぎることとな
り、オペレータが作業状況、路面状況に応じて最適な速
度段を選びにくいという問題があった。また、一般に車
両走行中には油圧ポンプ51の吐出油量が最大となるよう
に設定されるため、車両走行中に作業機を操作すると、
例え微操作であっても車両の走行速度が低下し、荷揺れ
等の発生により同時操作性が低下するという欠点があっ
た。
（課題を解決するための手段） 本発明は前記従来の技術における課題を解決するために
なされたもので、油圧ポンプの吐出油を左右の走行操作
弁により制御して、左右の走行モータへ供給するように
なし、前記油圧ポンプの容量制御シリンダの制御圧をコ
ントロールするロードセンシング弁の第１パイロット室
に前記油圧ポンプの吐出油圧を導くと共に、第２パイロ
ット室に走行モータの駆動圧を導き、これら第１パイロ
ット室の推力と、第２パイロット室の推力および差圧設
定ばねのばね力との釣り合いによって、前記油圧ポンプ
の容量制御シリンダの制御圧をコントロールするように
した油圧掘削機の走行速度制御装置において、複数の走
行速度段を得るために、前記差圧設定ばねのセット力を
複数段に切換える差圧設定ばねのセット力調整装置を設
けた。また前記差圧設定ばねの一つのセット力につい
て、走行モータの容量を二段に切換えるために走行モー
タの容量切換装置を設けたり、前記差圧設定ばねのセッ
ト力調整装置あるいは走行モータの容量切換装置を、ソ
レノイド弁により制御油圧源およびタンクに選択的に接
続するよう構成してもよい。
（作用） 一般に操作弁を通過する油量Ｑは、操作弁の上流圧；PP
と下流圧；PLとの圧力差；PP-PL、および操作弁の開度;
Aにより、 と表すことができる。本発明においては、走行操作弁の
上流圧；PPは油圧ポンプの吐出油圧、また、下流圧；PL
は走行モータの駆動圧であり、前記走行操作弁の上流
圧；PPと下流圧PLとの圧力差；PP-PLはロードセンシン
グ弁の差圧設定ばねのばね力;Fによって決定されるた
め、 のような関係となる。即ち、Ｆを複数段に切換えるよう
にすれば、同じ走行操作弁の操作量（開度）;Aに対して
複数段の油圧ポンプ吐出量;Q、言い換えれば、複数段の
走行速度が得られることになる。また、前記走行モータ
の容量を二段に切換えるための走行モータ容量切換装置
を設ければ、前記複数段の走行速度段は２倍になる。更
に、前記油圧掘削機の走行速度切換装置において、差圧
設定ばねのセット力調整装置あるいは走行モータ容量切
換装置をソレノイド弁により制御圧源あるいはタンクに
選択的に接続することによって走行速度を複数段に切り
換えることができる。
（実施例） 以下に本発明の実施例につき、添付図面を参照して詳述
する。油圧掘削機の走行速度は、第１図に示されるよう
に、油圧ポンプ１の吐出油を左右の走行操作弁2a,2bに
よって制御してスイベルジョイント３を経て左右の走行
モータ4a,4bへ供給すうことによって制御している。前
記油圧掘削機の走行速度制御は具体的には次の様にして
コントロールされる。まず、走行速度切換スイッチ５を
１速度段に設定すると、該走行速度切換スイッチ５の設
定信号はコントローラ７を経て制御圧切換弁６のソレノ
イド6aを消磁するため、前記制御圧切換弁６はａ位置と
なり、ばね力調整シリンダ９はタンク10に接続される。
従って、ばね力調整シリンダ９内のばね9aによりピスト
ンロッド9bが左行してロードセンシング弁11の差圧設定
ばね11aのセット力;Fが減少するため、前記（２）式に
おいて、走行操作弁2a,2bの操作量（開度）;Aが同一で
も油圧ポンプ１の吐出油量;Qは前記差圧設定ばね11aの
セット力;Fの減少分だけ減少するため、走行速度もその
分減少する。また同時に、前記走行速度切換スイッチ５
の設定信号はコントローラ７を経て制御圧切換弁12のソ
レノイド12aを消磁するため、載置制御圧切換弁12はａ
位置となり、走行モータ容量切換弁13a,13bのパイロッ
トシリンダ14a,14bはタンク10に連通する。従って、走
行モータ容量切換弁13a,13bはａ位置となり、走行モー
タ容量制御シリンダ15a,15bがタンクに連通するため、
左右の走行モータ4a,4bは大容量に設定されて１速度段
で走行する。次に、走行速度切換スイッチ５を２速度段
に設定すると、該走行速度切換スイッチ５の設定信号は
コントローラ７を経て制御圧切換弁６のソレノイド6aを
消磁するため、前記制御圧切換弁６はａ位置となり、ば
ね力調整シリンダ９はタンク10に接続される。従って、
ばね力調整シリンダ９内のピストンロッド9bはばね9aに
よって左行してロードセンシング弁11の差圧設定ばね11
aのセット力;Fが減少するため、前記（２）式におい
て、走行操作弁2a,2bの操作量（開度）;Aが同一でも油
圧ポンプ１の吐出油量;Qは前記差圧設定ばね11aのセッ
ト力;Fの減少分だけ減少して走行速度もその分減少す
る。また同時に、前記走行速度切換スイッチ５の設定信
号はコントローラ７を経て制御圧切換弁12のソレノイド
12aを励磁するため、前記制御圧切換弁12はｂ位置とな
り、走行モータ容量切換弁13a,13bのパイロットシリン
ダ14a,14bは制御ポンプ８に接続される。従って、走行
モータ容量切換弁13a,13bはｂ位置となり、走行モータ
容量制御シリンダ15a,15bに走行モータの駆動圧が供給
されるため、左右の走行モータ4a,4bは小容量に設定さ
れて２速度段で走行する。次に、走行速度切換スイッチ
５を３速度段に設置すると、該走行速度切換スイッチ５
の設定信号はコントローラ７を経て制御圧切換弁６のソ
レノイド6aを励磁するため、前記制御圧切換弁６はｂ位
置となり、ばね力調整シリンダ９は制御ポンプ８に接続
される。従って、ばね力調整シリンダ９内のピストンロ
ッド9bはばね9aのばね力に打ち勝って右行してロードセ
ンンシグ弁11の差圧設定ばね11aのセット力;Fを増大す
るため、前記（２）式において、走行操作弁2b,2bの操
作量（開度）;Aが同一でも油圧ポンプ１の吐出量;Qは前
記差圧設定ばね11aのセット力;Fの増大分だけ増加して
走行速度もその分増加する。また同時に、前記走行速度
切換スイッチ５の設定信号はコントローラ７を経て制御
圧切換弁12のソレノイド12aを励磁するため、前記制御
圧切換弁12はｂ位置となり、走行モータ容量切換弁13a,
13bのパイロットシリンダ14a,14bは制御ポンプ８に接続
される。従って、走行モータ容量切換弁13a,13bはｂ位
置となり、走行モータ容量制御シリンダ15a,15bに走行
モータの駆動圧が供給されるため、左右の走行モー4a,4
bは小容量に設定されて３速度段で走行する。次に第１
図に示す１速度段の場合における走行操作について説明
する。まず、図示しない走行操作レバーによって、走行
操作弁2a、2bをそれぞれａ位置に操作すると、該操作量
に応じた油圧ポンプ１の吐出油は左右の走行モータ4a,4
bの駆動管路16a,16bを経て左右の走行モータ4a,4bへ供
給され、走行モータ4a,4bから排出管路18a,18bへ排出さ
れるが、カウンタバランス弁20a,20bは前記駆動管路16
a,16bの駆動油圧によってそれぞれａ位置となっている
ため、前記排出管路18a,18bへ排出された作動油はカウ
ンタバランス弁20a,20bを経てスイベルジョイント３、
走行速度切換弁2a,2bを経て、戻り管路（図示せず）か
らタンク10に戻される。従って、左右の走行モータ4a,4
bは前記走行操作レバーの操作量に応じた回転数で回転
するため、該回転数に応じた速度で車両を前進または後
進させることができる。なお、前記走行操作弁2a,2bの
ａ位置を車両の前進方向とすればｂ位置は車両の後進方
向となるが、この場合の作用については前記車両の前進
方向と同様であるため、説明を省略する。また、ロード
センシング弁11の第１パイロット室11bには油圧ポンプ
１の吐出油が導かれ、第２パイロット室11cには前記操
向操作弁2a,2bおよびチェック弁21a,21bにより、走行モ
ータ4a,4bの駆動管路16a,16bの内、高圧の駆動圧が導か
れ、これら第１パイロット室11bと第２パイロット室11c
の差圧（差圧設定ばね11aのセット力;F）に応じて油圧
ポンプ１の吐出油圧を減圧として油圧ポンプ１の容量制
御シリンダ1aを制御するように作用する。即ち、前記走
行操作弁2a,2bの上流と下流には常にロードセンシング
弁11のばね11aのばね力に相当する差圧が生ずるように
して、油圧ポンプ１の吐出油量は常に、走行操作弁2a,2
bの操作量に応じて制御される。
次に、第２図について説明する。（ａ）は本発明におけ
る油圧ポンプの吐出量Ｑと負荷圧Ｐとの関係を示す図
で、表１に示されるように、１速度段と２速度段におい
ては油圧ポンプ１の吐出量が最大80％に設定されている
ため、走行中に作業機を操作しても、油圧ポンプ１の吐
出量は後20％余裕があるため、作業機に必要な吐出量だ
け油圧ポンプ１の吐出量を増加して、走行速度を低下す
るようなことがなく、同時操作性を向上させることがで
きる。
（ｂ）および（ｃ）は従来の技術を示す図で、（ｂ）の
ように油圧ポンプ１の吐出量を左右の走行モータ4a,4b
に50％づつ供給している状態で、（ｃ）のように作業機
を操作して、油圧ポンプ１の吐出量の20％を供給すれ
ば、左右の走行モータには残りの80％が供給されること
になり、その分、走行速度が減少して同時操作性を低下
させる欠点がある。
（発明の効果） 以上詳述したごとく、本発明によるときは次のような効
果を得ることができる。
（１） ロードセンシング弁の差圧設定ばねのばね力を
複数段に切換えるようにすれば、同じ走行操作弁の操作
量（開度）;Aに対して複数段の油圧ポンプ吐出量;Q、言
い換えれば、複数段の走行速度が得られるため、オペレ
ータが作業状況、路面状況に応じて最適な速度段が選び
易くなる。
（２） 走行モータの容量を二段に切換えるようにすれ
ば、前記ロードセンシング弁の差圧設定ばねのばね力の
切換による複数段の走行速度段は２倍になり、更に、作
業状況、路面状況に応じてオペレータが最適な速度段を
選び易くなる。
（３） 車両走行中は油圧ポンプの吐出油量が最大とな
らないよう余裕を持たせて設定されているため、車両走
行中に作業機を操作しても車両の走行速度が低下して荷
揺れ等の発生を防止することができ、同時操作性を向上
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は油圧掘削機の走行速度制御装置に適用された本
発明の実施例を示す図、第２図は本発明の実施例と従来
の技術を比較するための油圧ポンプの吐出量と吐出油圧
の関係を示す図、第３図は従来の技術を示す図である。
なお、本図は制御圧切換弁６のON,OFF作動として記載し
たが、電磁比例弁でもよい。 １……油圧ポンプ 1a……油圧ポンプ容量制御シリンダ 2a,2b……走行操作弁 4a,4b……走行モータ ５……走行モータ速度切換スイッチ ６……制御圧切換弁 ７……コントローラ ８……制御ポンプ ９……ばね力調整シリンダ 9b……ピストンロッド 11……ロードセンシング弁 11a……差圧設定ばね 11b……第１パイロットシリンダ 11c……第２パイロットシリンダ 12……制御圧切換弁 13a,13b……走行モータ容量切換弁 14a,14b……パイロットシリンダ 15……走行モータ容量制御シリンダ 20a,20b……カウンタバランス弁 21……チェック弁

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】油圧ポンプの吐出油を左右の走行操作弁に
    より制御して、左右の走行モータへ供給するようにな
    し、前記油圧ポンプの容量制御シリンダの制御圧をコン
    トロールするロードセンシング弁の第１パイロット室に
    前記油圧ポンプの吐出油圧を導くと共に、第２パイロッ
    ト室に走行モータの駆動圧を導き、前記第１パイロット
    室の推力と、第２パイロット室の推力および差圧設定ば
    ねのばね力との釣合いによって、前記油圧ポンプの容量
    制御シリンダの制御圧をコントロールするようにした油
    圧掘削機の走行速度制御装置において、前記差圧設定ば
    ねのセット力を複数段に切換える差圧設定ばねのセット
    力調整装置を設けたことを特徴とする油圧掘削機の走行
    速度切換装置。
  2. 【請求項２】前記第（１）の請求項において、走行モー
    タの容量を二段に切換えるための走行モータ容量切換装
    置を設けたことを特徴とする油圧掘削機の走行速度切換
    装置。
  3. 【請求項３】前記第（２）の請求項において、差圧設定
    ばねのセット力調整装置あるいは走行モータの容量切換
    装置を、ソレノイド弁により制御油圧源およびタンクに
    選択的に接続することを特徴とする油圧掘削機の走行速
    度切換装置。
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