JPH05306768A - Ｈｓｔ油圧走行駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 慣性走行とＨＳＴ走行を自動選択できるＨＳ
Ｔ油圧走行駆動装置を提供する。 【構成】 油圧ポンプ２と油圧モータ５とを結ぶ主管路
３，４間にバイパス管路２１を設け、途中に開閉弁２２
とチェック弁２４を取り付ける。変速機１０を低速度段
と高速度段との間で変速する変速スイッチ２９に連動し
て開閉弁２２を切換え、高速度段側で開閉弁２２を
（Ｆ）位置として慣性走行を可能とし、低速度段側で開
閉弁２２を（Ｒ）位置としてＨＳＴ走行に固定する。チ
ェック弁２４を前進時に油圧モータ５の吐出側となる主
管路４の圧力が主管路３の圧力を越えたときに開くよう
に取り付け、車両前進時にアクセルペダルを踏込んだと
きの主管路３から主管路４への吐出油の流出を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばホイールローダ
などの作業車両に用いられるＨＳＴ油圧走行駆動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ホイールローダ等の作業車両の油圧走行
駆動装置として、例えば実開平３−１２６５９号公報に
示すように、原動機に駆動される可変容量形油圧ポンプ
と、一対の主管路により可変容量形油圧ポンプに閉回路
接続され、この可変容量形油圧ポンプからの吐出油によ
り駆動される油圧モータとを備えたＨＳＴ油圧走行駆動
装置が知られている。このＨＳＴ油圧走行駆動装置で
は、運転席のアクセルの踏込み操作による原動機の回転
数に応じて可変容量形油圧ポンプの吐出容量を変化さ
せ、そのポンプ吐出量に応じて油圧モータの回転数を変
化させて作業車両の走行速度を増減させる。また、この
公報に開示されている駆動装置では、慣性走行回路とＨ
ＳＴ走行回路とを選択するスイッチを設け、このスイッ
チがオンされかつアクセルペダルが所定量以上踏込まれ
ていないという条件下で一対の主管路を連通させて慣性
走行回路を形成し、アクセルペダルが所定量踏込まれて
いるという条件下で一対の主管路を遮断してＨＳＴ走行
回路を形成するようにしている。

【０００３】このようなＨＳＴ油圧走行駆動装置におい
て、上記ＨＳＴ走行回路を形成する場合、アクセルペダ
ルを緩めて（前記所定量以上の踏込み範囲において）原
動機の回転数を下げると、可変容量形油圧ポンプの吐出
容量が減少し、油圧モータの吐出側にブレーキ圧が発生
して車両が減速する。一方、上記スイッチをオンした状
態でアクセルペダルを所定量以下に保持した場合には、
慣性走行回路が形成され、油圧モータの両端が連通され
るから上記ブレーキ圧が発生せず慣性走行が可能とな
る。

【０００４】そして、このようなＨＳＴ油圧駆動装置に
おいては、可変容量形油圧ポンプの吐出容量の変化によ
る速度調整範囲以上に車速範囲を広げるため、油圧モー
タの出力軸に機械式の変速機を接続し、作業時に適した
低速度段と現場間移動等の走行時に適した高速度段との
間で切り換えるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した慣
性走行とＨＳＴ走行との切り換えが可能なＨＳＴ油圧走
行駆動装置では、変速機が高速度段側にあるときに慣性
走行を選択し、低速度段側ではＨＳＴ走行を選択するの
が望ましい。すなわち、慣性走行は、車両の走行速度が
高くて慣性エネルギが大きい場合や、現場間移動時のよ
うにアクセルペダルを長時間踏み続けることによる運転
者の疲労度が大きい場合に選択されてこそ、その効果が
発揮され、低速度段側ではむしろアクセルペダルの緩め
操作で直ちに強力な制動力が得られるようにしておく方
が、いちいちサービスブレーキを操作する手間が省けて
作業性が向上する。

【０００６】しかしながら、既述の駆動装置では、運転
者が走行モード選択用の専用スイッチを手動で切り換え
て慣性走行とＨＳＴ走行とのいずれかを選択する必要が
あるので、操作に不慣れな運転者にとっては慣性走行を
選択するか否かの判断が難しく、せっかく慣性走行とＨ
ＳＴ走行とを選択可能としてもその有効利用を図れず、
かえってＨＳＴ走行の長所が損われるおそれがあった。

【０００７】本発明の目的は、運転者が自ら判断しなく
とも、ＨＳＴ走行による利点が高い低速度段側ではＨＳ
Ｔ走行が自動的に選択されるＨＳＴ油圧走行駆動装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】一実施例である図１に対
応づけて本発明を説明すると、本発明は、原動機１に駆
動される可変容量形油圧ポンプ２と、一対の主管路３，
４により可変容量形油圧ポンプ２に閉回路接続され、こ
の可変容量形油圧ポンプ２からの吐出油により駆動され
る油圧モータ５と、この油圧モータ５の出力軸５ａに接
続されて当該出力軸５ａの出力回転数を低速度段と高速
度段との間で変速する変速手段１０と、一対の主管路
３，４を接続するバイパス管路２１を開閉する開閉手段
２２とを備えてなるＨＳＴ油圧走行駆動装置に適用され
る。そして、上述した目的は、変速手段１０が低速度段
側にあるときに、開閉手段２２によるバイパス管路２１
の開放を禁止する禁止手段（２６，２９）を設けること
で達成される。

【０００９】

【作用】本発明のＨＳＴ油圧走行駆動装置では、変速手
段１０が低速度段にある場合、開閉手段２２によるバイ
パス管路２１の開放が禁止されるので、車両の走行モー
ドがＨＳＴ走行に固定される。変速手段１０が高速度段
にあるときは、開閉手段２２でバイパス管路２１が開閉
されて慣性走行が可能となる。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する前記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１において符号１は、本実施例に係るホイー
ルローダの原動機（例えばディーゼルエンジン）であ
り、この原動機１によって駆動される可変容量形油圧ポ
ンプ２には一対の主管路３、４によって油圧モータ５が
閉回路接続されている。可変容量形油圧ポンプ２の傾転
量は、原動機１の回転数に応じた流量の圧油を吐出する
固定容量形のチャージポンプ６によって制御される。す
なわち、チャージポンプ６の吐出油は、その一部が絞り
７を介して前後進切換弁８に導かれる一方で、残りが絞
り７を通過することなく前後進切換弁８に直接導かれ、
さらにこれら吐出油は前後進切換弁８の切換位置に応じ
て傾転シリンダ９の油室９ａ、９ｂに案内される。チャ
ージポンプ６の吐出量に応じて絞り７の上流側と下流側
との間の圧力差が変化し、この差圧によって傾転シリン
ダ９が駆動されて油圧ポンプ２の傾転量が変化する。な
お、前後進切換弁８の切換位置、油圧ポンプ２の圧油吐
出方向およびホイールローダの走行方向の相互関係は、
前後進切換弁８が（Ｆ）位置のときに主管路３側に圧油
が吐出されてホイールローダが前進し、前後進切換弁８
が（Ｒ）位置のときに主管路４側に圧油が吐出されてホ
イールローダが後進するように定められている。

【００１２】油圧モータ５の出力軸５ａにはその出力回
転数を変速する変速機（変速手段）１０が接続され、こ
の変速機１０の出力はプロペラシャフト１１とアクスル
シャフト１２を介して左右の駆動輪１３に伝達される。
図２に示すように、変速機１０は、低速度段側クラッチ
１４ａおよび高速度段側クラッチ１４ｂの２機の油圧ク
ラッチと、原動機１（図１）に駆動される変速機用チャ
ージポンプ（図示略）の吐出側と管路１５を介して接続
される切換弁１６とを有し、切換弁１６によって管路１
５の圧油をクラッチ１４ａ、１４のいずれか一方に案内
することにより、出力軸５ａからプロペラシャフト１２
に至る間の減速比を低速度段と高速度段との間で切り換
える。すなわち、切換弁１６が（Ｌ）位置に切り換えら
れた場合には、管路１５の圧油が低速度段側クラッチ１
４ａに導かれて出力軸５ａの回転が低速側ギヤ１７、１
８を介してプロペラシャフト１１に伝達されるために減
速比が大きくなり、速度切換弁１６が（Ｈ）位置に切り
換えられた場合には、管路１５の圧油が高速度段側クラ
ッチ１４ｂに導かれて出力軸５ａの回転が高速側ギヤ１
９、２０を介してプロペラシャフト１１に伝達されるた
めに減速比が小さくなる。なお、切換弁１６の切り換え
は運転室内に設けられた変速スイッチを作業者自身が切
り換えることによって行われるが、この変速スイッチに
ついては後述する。

【００１３】図１に示すように、油圧モータ５と油圧ポ
ンプ２とを結ぶ主管路３、４はバイパス管路２１によっ
て接続されている。このバイパス管路２１には、前進時
に油圧モータ５の吐出側となる一方の主管路４から他方
の主管路３に向けて順に開閉弁２２、流量調整弁２３、
チェック弁２４が設けられている。開閉弁２２は、その
パイロットライン２５の圧力がばね２２ａの設定圧力よ
りも高くなるとバイパス管路２１を開放する（Ｆ）位置
に切り換えられ、その他の場合にはバイパス管路２１を
閉塞する（Ｒ）位置に保持される。この開閉弁２２の切
り換えは、電磁制御弁２６を（Ａ）位置に切り換えてパ
イロットライン２５をタンク圧に開放するか、逆に
（Ｂ）位置に切り換えてパイロットライン２５にチャー
ジポンプ６の吐出圧力を導くかによって制御される。な
お、２７は開閉弁２２のパイロットポートから電磁制御
弁２６への作動油流量を制限するスローリターン弁であ
る。

【００１４】電磁制御弁２６のソレノイド部は、リレー
２８の常閉リレー接点２８ｓおよび変速スイッチ２９を
介して電源３０に接続され、これらスイッチ部２８ｓ、
２９の開閉状態により電磁制御弁２６が切り換え制御さ
れる。ここで、変速スイッチ２９は前述した変速機１０
の切換弁１６（図２参照）を切り換えるために設けられ
たもので、この変速スイッチ２９がオンされた場合に変
速機１０が高速度段側に切り換えられ、オフされた場合
に変速機１０が低速度段側へ切り換えられる。リレーコ
イル２８ｃは、切換スイッチ３１を介して電源３０に接
続され、この切換スイッチ３１の開閉状態により常閉リ
レー接点２８ｓが開閉される。切換スイッチ３１は前後
進切換弁８を切換える前後進切換スイッチ（図示略）と
連動させて設けられ、この前後進切換スイッチが後進側
に切り換えられて前後進切換弁８が（Ｒ）位置に切り換
えられた際にオンされ、前後進切換スイッチが前進側に
切り換えられて前後進切換弁８が（Ｆ）位置に切り換え
られた際にオフされる。なお、切換スイッチ３１は前後
進切換スイッチと兼用しても良い。

【００１５】チェック弁２４は、前進時に油圧モータ５
の吐出側となる主管路４の圧力が、前進時に油圧モータ
５の吸込側となる主管路３の圧力を越えた場合に開放さ
れる向きで取り付けられている。これにより、開閉弁２
２が（Ｆ）位置に切り換えられていても、主管路４の圧
力が主管路３の圧力を越えない限りバイパス管路２１は
開放されないことになる。

【００１６】図中符号３３は運転室内に配置される警告
灯であり、電源３０から電磁制御弁２６のソレノイド部
へ駆動電流が供給された場合に点灯して、主管路４から
主管路３側へ作動油がバイパスされ得ることを、すなわ
ち前進時にＨＳＴブレーキが作動しないことを運転者に
警告する。

【００１７】次に、以上の構成からなるＨＳＴ油圧走行
駆動装置の動作を説明する。まず、変速スイッチ２９が
オフされて変速機１０が低速度段側に切り換えられたと
きの動作を説明する。変速スイッチ２９がオフの場合に
は、電源３０から電磁制御弁２６のソレノイド部へ駆動
電流が供給されないので、電磁制御弁２６が（Ａ）位置
に保持され、これにより開閉弁２２のパイロットライン
２５がタンク圧に開放されて開閉弁２２が（Ｒ）位置に
保持される。このため、低速度段が選択される場合に
は、バイパス管路２１が常時閉塞されることとなり、こ
の結果、アクセルペダルの緩め操作によって油圧ポンプ
２からの吐出油量が減少した際に、主管路４側にブレー
キ圧が立ち上がってＨＳＴブレーキが働くこととなる。
そして、このＨＳＴブレーキは、前後進切換弁８の切換
位置すなわちホイールローダの走行方向に関係なく得ら
れる。つまり、低速度段側ではホイールローダの走行モ
ードがＨＳＴ走行モードに固定される。

【００１８】一方、変速スイッチ２９がオンされて変速
機１０が高速度段側に切り換えられた場合には、切換ス
イッチ３１の開閉状態とアクセルペダルの操作状態によ
ってバイパス管路２１が開閉する。すなわち、変速スイ
ッチ２９がオンされて変速機１０が高速度段側に切り換
えられた状態で切換スイッチ３１がオフされた場合に
は、常閉リレー接点２８ｓが閉じて電源３０から電磁制
御弁２６のソレノイド部に駆動電流が供給されるため、
電磁制御弁２６が（Ｂ）位置に切り換えられてパイロッ
トライン２５にチャージポンプ６の吐出圧が導かれ、開
閉弁２２が（Ｆ）位置に切り換えられる。

【００１９】開閉弁２２が（Ｆ）位置に保持された状態
でアクセルペダルが踏み込まれた場合には、油圧ポンプ
２の吐出油量が増加して主管路３の圧力が主管路４より
も高くなるため、チェック弁２４が閉じられて主管路３
の圧油が全量油圧モータ５に供給され、これによりホイ
ールローダが起動、加速する。開閉弁２２が（Ｆ）位置
にある状態でアクセルペダルが緩められた場合には、主
管路４の圧力が主管路３の圧力よりも大きくなり、主管
路４の作動油が開閉弁２２、流量調整弁２３、チェック
弁２４を介して主管路３へ導かれる。これにより、主管
路４にブレーキ圧が発生せず、ホイールローダは慣性走
行する。なお、この慣性走行時には、流量調整弁２３に
よってバイパス管路２１の最大流量が制限され、余剰流
量によって主管路４にブレーキ圧が生じるので、降坂時
等における油圧モータ５の過回転が防止される。

【００２０】変速スイッチ２９がオンされたままで、前
後進切換弁８が（Ｒ）位置に切り換えられた場合、すな
わちホイールローダが後進させられる場合には、前後進
切換弁８に連動して切換スイッチ３１がオンされるた
め、常閉リレー接点２８ｓが開いて電源３０から電磁制
御弁２６のソレノイド部への駆動電流の供給が停止され
る。このため、電磁制御弁２６が（Ａ）位置に切り換え
られてパイロットライン２５がタンク圧に開放され、こ
れにより開閉弁２２が（Ｒ）位置に切り換えられてバイ
パス管路２１が閉塞される。従って、変速機１０が高速
度段側に変速された状態でホイールローダを後進させる
際には必ずＨＳＴ走行モードが選択され、アクセルペダ
ルの緩め操作によってＨＳＴブレーキが働くことにな
る。

【００２１】このように、本実施例のＨＳＴ油圧走行駆
動装置によれば、変速機１０が低速度段側へ変速された
ときにはバイパス管路２１が閉じられてＨＳＴ走行モー
ドへ自動的に切り換わり、高速度段への変速時にはバイ
パス管路２１の開放禁止状態が解除されるので、ＨＳＴ
走行の長所が損われない範囲で慣性走行を実行してその
効果を存分に発揮させることができる。また、変速操作
に応じて作業者がいちいちスイッチを切り換えて車両の
走行モードを選択する必要もない。さらに、高速度段選
択時でも、速度が低くて慣性走行の必要性が低い後進時
にはＨＳＴ走行モードに戻るので一層好都合である。

【００２２】本実施例では、パイロットライン２５を開
閉弁２２側から電磁制御弁２６側へ向かって流れる作動
油の流量がスローリターン弁２７によって制限されるの
で、開閉弁２２の（Ｆ）位置から（Ｒ）位置への切り換
え動作が緩やかに行われる。従って、慣性走行からＨＳ
Ｔ走行へ切り換えられるとき、すなわち変速スイッチ２
９のオフによる高速度段から低速度段への変速時、およ
び、前後進切換弁８の（Ｒ）位置への切換による後進動
作の起動時に主管路４側の圧力が急上昇することがな
く、ショックが和らげられるという利点がある。

【００２３】本実施例では、バイパス管路２１にチェッ
ク弁２４を設けたので、高速度段選択時、開閉弁２２を
（Ｆ）位置に保持したままアクセルペダルの踏込み操作
に連動してバイパス管路２１を閉じて車両を起動、加速
させることができる。このため、アクセルペダルの踏込
み操作に応じて開閉弁２２を一々切換制御する必要がな
い。ただし、本発明はチェック弁２４を設けた例に限ら
ず、アクセルペダルが踏込み操作されたときに開閉弁２
２を（Ｒ）位置へ切換えても良い。また、チェック弁２
４に代えてバイパス管路２１にアクセルペダルの踏込み
量の微分値の正負の変化に連動する切換弁を設けても良
い。

【００２４】本実施例では、変速スイッチ２９で電磁制
御弁２６を切換制御して低速度段側での慣性走行を禁止
したが、本発明はこれに限ることなく、切換スイッチ２
９の開閉状態に基づいて開閉弁２２を切換制御するコン
トローラを設けても良い。ちなみに、図３の例では、開
閉弁２２のソレノイド部をコントローラ４０と接続し、
このコントローラ４０から送られる制御信号を、ポテン
ショメータ４１から送られるアクセルペダルの踏込み量
θの微分値とスイッチ２９、３１の開閉状態とに基づい
て変化させてバイパス管路２１を開閉している。すなわ
ち、図３の例では、変速スイッチ２９がオン（２速）さ
れ、かつ、切換スイッチ３１がオフ（前進）された状態
で、アクセルペダルの踏込み量θの微分値が負（減速）
となったことを条件としてコントローラ４０から開閉弁
２２のソレノイド部に駆動電流が供給されて開閉弁２２
が（Ｆ）位置に切り換えられ、これにより、図１に示す
例と同様に慣性走行が自動選択される。

【００２５】以上の例では、切換スイッチ３１を設けて
高速度段選択時でも後進時にはＨＳＴ走行が自動選択さ
れるようにしているが、これを省略して高速度段選択時
における後進時の慣性走行を可能としても良いことは勿
論である。また、図１および図２に示す実施例では、変
速機１０が２段変速の場合を例に挙げているが、３段あ
るいはそれ以上の多段に構成する場合でも本発明を適用
できる。例えば、４段変速の場合には、１速、２速を低
速度段に、３速、４速を高速度段として処理するなど、
変速段を適当な段数で２分割して適用すれば良い。

【００２６】以上の例では、変速スイッチ２９および電
磁制御弁２６が、またはコントローラ４０が禁止手段を
構成する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＨＳＴ
油圧走行駆動装置では、変速手段が低速度段にあるとき
のバイパス管路の開放が禁止手段で禁止されるので、Ｈ
ＳＴ走行の必要性が高い低速度段側ではＨＳＴ走行が自
動的に選択される。この結果、運転者が操作に習熟して
いなくとも、ＨＳＴ走行の長所を損うことなく慣性走行
の効果を引き出すことができ、運転者が変速操作に応じ
て一々走行モードを選択する手間も省かれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＨＳＴ油圧走行駆動装
置の回路構成を示す図

【図２】図１のＨＳＴ油圧走行駆動装置における変速機
の構成を示す図

【図３】本発明の他の実施例に係るＨＳＴ油圧走行駆動
装置の回路構成を示す図

【符号の説明】

１ 原動機 ２ 可変容量形油圧ポンプ ３，４ 主管路 ５ 油圧モータ １０ 変速機（変速手段） ２１ バイパス管路 ２２ 開閉弁 ２６ 電磁制御弁 ２９ 変速スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 稔 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機に駆動される可変容量形油圧ポン
   プと、 一対の主管路により前記可変容量形油圧ポンプに閉回路
   接続され、この可変容量形油圧ポンプからの吐出油によ
   り駆動される油圧モータと、 この油圧モータの出力軸に接続されて当該出力軸の出力
   回転数を低速度段と高速度段との間で変速する変速手段
   と、 前記一対の主管路を接続するバイパス管路を開閉する開
   閉手段とを備えてなるＨＳＴ油圧走行駆動装置におい
   て、 前記変速手段が低速度段側にあるときに、前記開閉手段
   による前記バイパス管路の開放を禁止する禁止手段を設
   けたことを特徴とするＨＳＴ油圧走行駆動装置。