JPH10311424A - 無段変速油圧走行駆動装置 - Google Patents

無段変速油圧走行駆動装置

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JPH10311424A
JPH10311424A JP11695497A JP11695497A JPH10311424A JP H10311424 A JPH10311424 A JP H10311424A JP 11695497 A JP11695497 A JP 11695497A JP 11695497 A JP11695497 A JP 11695497A JP H10311424 A JPH10311424 A JP H10311424A
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JP
Japan
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displacement
pressure
hydraulic
piston
hydraulic motor
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JP11695497A
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English (en)
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Koji Hyodo
幸次 兵藤
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 泥濘等の作業環境の悪い地面上で走行作業を
行う場合であっても、可及的にタイヤの空転を防止して
高負荷の作業効率を高めることができる無段変速油圧走
行駆動装置を提供する。 【解決手段】 作業環境の悪い地面上で走行作業を行う
場合には高圧抑制スイッチ21を投入して電磁弁19を
切替位置オに切り替えさせ、高圧選択弁16を経て供給
された主管路T1 内の油圧を第4油室18Fに導くこと
により、規制ピストン18Dを傾転切替シリンダー18
内で左行させ、その先端部でピストン18Cの右方向へ
の最大移動量を機械的に規制させて油圧モーター4の押
除け容積の最大値を制限するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は可変容量型油圧ポン
プからの吐出圧に応じて押除け容積が制御される可変容
量型油圧モーターを具えた無段変速油圧走行駆動装置の
技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】ホイールローダー等の作業車両の走行油
圧回路には油圧無段変速装置(HST)を用いたものが
多く用いられており、さらに、例えば、特開平4−64
771号公報に開示されているように、走行回路圧力が
所定量より大きくなると、走行用の可変容量型油圧モー
ターの傾転量を増加させることにより、より力強い走行
動作を可能にしたものも知られている。図5はかかる形
式の一例を示す従来の走行油圧回路図である。同図に示
すように、原動機1に可変容量型の油圧ポンプ2と固定
容量型のチャージポンプ3が連結されていて、油圧ポン
プ2とチャージポンプ3は原動機1と同一速度で回転す
る。油圧ポンプ2の吐出油は主管路T1 ,T2 を経て可
変容量型の油圧モーター4に供給され、油圧モーター4
をその流量に比例した速度で回転させる。油圧モーター
4の駆動力は差動歯車5を介してタイヤ6に伝達され、
油圧モーター4の回転速度に比例した速度で作業車両を
走行させる。
【0003】作業車両を前進走行させる場合には、前後
進切替スイッチ9を前進(F)側に切り替える。する
と、直流電源10から前後進切替スイッチ9を介して電
磁切替弁8の左側電磁駆動部に駆動電流が流れ、電磁切
替弁8は左切替位置アに切り替わる。これにより、チャ
ージポンプ3の吐出圧は傾転シリンダー11の第2油室
11Bに、チャージポンプ3の吐出油の絞り7の下流側
の二次圧は傾転シリンダー11の第1油室11Aに導か
れるから、傾転シリンダー11のピストン11Cは絞り
7の一次圧と二次圧との差圧により左方向に移動し、ピ
ストン11Cに連結された油圧ポンプ2の傾転制御桿2
Aを矢印F方向に回動させる。こうして、絞り7の一次
圧と二次圧との差圧、即ち、チャージポンプ3の回転数
に応じた流量の作動油が油圧ポンプ2から主管路T1
流出し、油圧モーター4に導かれてこれを回転させ、作
業車両を前進走行させる。
【0004】油圧モーター4の傾転制御桿4Aは傾転切
替シリンダー18のピストン18Cに連結されていて、
傾転切替シリンダー18の第1油室18Aは傾転切替弁
17に接続され、第2油室18Bは主管路T1 ,T2
に介装された高圧選択弁16に接続されている。作業車
両の前進走行時、主管路T1 内の油圧が傾転切替弁17
の圧設定バネ17Aの設定圧より小さい場合は、傾転切
替弁17の切替位置は図示の切替位置ウの状態にあるか
ら、主管路T1 を経て第2油室18B内に導かれる油圧
と第1油室18A内のタンク圧との差圧により、傾転切
替シリンダー18のピストン18Cは左方向に最大移動
し、油圧モーター4の傾転量(押除け容積)は最小にな
っている。
【0005】主管路T1 内の油圧が上昇して傾転切替弁
17の圧設定バネ17Aの設定圧より大きくなると、傾
転切替弁17は切替位置エに切り替わるから、左右の第
1、第2油室18A,B内には共に主管路T1 内の油圧
が導かれて等圧となり、ピストン18Cは左右の受圧面
積の差により右方向に移動し、最大量移動すると油圧モ
ーター4の傾転量は最大になる。図6は主管路T1 ,T
2 内の高い方の油圧である主管路圧Pm と油圧モーター
4の押除け容積qとの関係を示す特性図である。同図に
示すように、主管路圧Pm が傾転切替圧Pm1より小さい
場合には押除け容積qは最小押除け容積qmin 、傾転切
替圧力Pm1より大きい場合には最大押除け容積qmax
なる。
【0006】ところで、作業車両の牽引力を与える油圧
モーター4の出力トルクTは主管路T1 ,T2 間の差圧
である有効回路圧力Pe と押除け容積qに比例する。従
って、有効回路圧力Pe と油圧モーター4の出力トルク
Tとの関係を示す特性曲線は図7に示すように、傾転切
替圧力Pe1で不連続的に飛躍する比例直線になる。な
お、作業車両が前進走行中に実際に主管路圧Pm が増大
して傾転切替圧Pm1に達した時は上述のように、傾転切
替弁17が切替位置エに切り替わって、傾転切替シリン
ダー18のピストン18Cは右方向に移動して油圧モー
ター4の押除け容積qが増大するが、この時点で油圧ポ
ンプ2の吐出流量はほぼ同じ値に保持されているので、
油圧モーター4に流入する圧油の流量は減少し、主管路
圧Pm を低下させるように働く。従って、作業車両が前
進走行中に主管路圧Pm が増大して傾転切替圧Pm1に達
した場合に、傾転切替シリンダー18のピストン18C
は右方向に急速に移動して油圧モーター4に流入する圧
油の流量が急減し、作業車両の速度が急低下するといっ
た現象は生じない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例によれ
ば、土砂の掘削作業時等に作業車両の走行駆動を行う油
圧モーター4に大きな負荷が作用した時、傾転切替シリ
ンダー18の作用により油圧モーター4の押除け容積q
が増大するから、作業車両は大きな牽引力を発揮して負
荷の掛かる作業を効率良く遂行することができる。しか
し、建設作業車両においては必ずしも常に強固で安定し
た地面の上で作業を行える作業環境にあるとは限らず、
例えば、粘土質の泥濘や砂地の地面あるいは雪面上で作
業する場合にはタイヤ6が滑り易く、特に、油圧モータ
ー4の出力トルクTを上げて作業車両の牽引力を大きく
し過ぎると、タイヤ6が滑って空転してしまうことが多
い。タイヤ6が高速で空転すると、タイヤ6が磨耗する
と共に地面が掘られて凹穴ができ、所定の掘削等の作業
が益々困難になるばかりでなく、地面に形成された凹穴
を埋め戻すための余計な作業まで行わなければならな
い。本発明は従来技術におけるかかる問題点を解消すべ
く為されたものであり、その目的は泥濘等の作業環境の
悪い地面上で走行作業を行う場合であっても、可及的に
タイヤの空転を防止して高負荷の作業効率を高めること
ができる無段変速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】本発明は上記課題を解決
するために、可変容量型油圧モーターの押除け容積の最
大量を制限する押除け容積制限手段を設けたものであ
り、好ましくは、可変容量型油圧モーターの押除け容積
は油圧ポンプから吐出された作動油の圧力に応じてピス
トンの位置が移動する押除け容積制御シリンダーのピス
トンの変位により制御されるようにし、さらに、押除け
容積制限手段は押除け容積制御シリンダーのピストンの
最大変位を機械的に制限する変位量制限手段としたもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】押除け容積制限手段としては、よ
り直接的には油圧ポンプから吐出された作動油の圧力が
所定値に達した時、所定量変位する変位手段を設けて、
該変位手段により可変容量型油圧モーターの押除け容積
の最大値を制限するような構成とすることができる。ま
た、油圧ポンプから吐出された作動油の圧力に応じてピ
ストンの位置が移動する押除け容積制御シリンダーによ
り可変容量型油圧モーターの押除け容積を制御する構成
とした場合には、該ピストンの最大変位を制限したり、
押除け容積制御シリンダーに作用する油圧ポンプからの
吐出圧を制限するような構成とすることができる。
【0010】以下、図面を参照して本発明を具体化した
一具体例を詳細に説明する。図1は前記具体例に係る走
行油圧回路図である。従来例と同一または同一と見做せ
る個所には同一の符号を付し、その重複する説明を省略
する。同図において、12(A,B)は主管路T1 ,T
2 間にそれぞれ介装され、互いに逆向き方向の過大油圧
を放圧する放圧弁、14はチャージポンプ3の吐出油の
絞り7の下流側に配設され、下流側管路内の過大油圧を
放圧する放圧弁、15(A,B)はそれぞれ主管路
1 ,T2 間と放圧弁14の上流側との間に介装され、
主管路T1 ,T2 側からの作動油の逆流を阻止する逆止
弁、18Dは傾転切替シリンダー18のピストン18C
の右方向への最大移動量を機械的に規制する規制ピスト
ン、18Eは規制ピストン18Dを右行させる圧油が流
入する第3油室、18Fは規制ピストン18Dを左行さ
せる圧油が流入する第4油室、18Gは第3油室18E
内に突出して規制ピストン18Dの左方向への最大移動
量を規制する調整螺子、19は規制ピストン18Dを左
行動作させるための電磁弁、21は電磁弁19の電磁駆
動部への直流電源10からの駆動電流の断続を行うため
の高圧抑制スイッチ、22は油タンクである。
【0011】この具体例における動作は高圧抑制スイッ
チ21の投入により電磁弁19が駆動された時に、規制
ピストン18Dが左行して第2油室18B内に突出し、
ピストン18Cの右方向への最大移動量を機械的に規制
するようになっている点を除いて従来例のものと変わら
ない。即ち、高圧抑制スイッチ21が投入されると、電
磁弁19の電磁駆動部に直流電源10からの駆動電流が
供給され、電磁弁19は図示の切替位置カから切替位置
オに切り替わる。すると、第3油室18Eは油タンク2
2と連通し、第4油室18Fは高圧選択弁16の下流側
と連通する。従って、規制ピストン18Dは傾転切替シ
リンダー18内を左行して調整螺子18Gに突き当たっ
て、その先端が傾転切替シリンダー18の小径部内に突
出した状態で停止する。
【0012】これにより、ピストン18Cの右方向への
最大移動量が規制ピストン18Dの先端との当接によっ
て規制される。また、路面状況等に応じて調整螺子18
Gを調整することにより、規制ピストン18Dの左方向
への最大移動量、従って、ピストン18Cの右方向への
最大移動量を加減して、この路面状況でタイヤ6が滑ら
ない作業車両の最大の牽引力を得るようにできる。
【0013】図2および図3はそれぞれ主管路圧Pm
油圧モーター4の押除け容積qとの関係を示す特性図お
よび有効回路圧力Pe と油圧モーター4の出力トルクT
との関係を示す特性図である。図2に示すように、高圧
抑制スイッチ21が投入されると、主管路圧Pm が傾転
切替圧Pm1に達した時、油圧モーター4の押除け容積q
は最小押除け容積qmin から最大押除け容積qmax より
若干小さい(例えば、qmax ×0.8)最大押除け容積
max ′に切り替わる。これに応じて、図3に示すよう
に、放圧弁12A,12Bで規定される最大主管路圧P
mx、従って、最大有効回路圧力Pexにおける油圧モータ
ー4の最大出力トルクTmax は高圧抑制スイッチ21が
投入されると、これより若干小さい最大出力トルクT
max ′に抑制される。
【0014】図4は作業車両の速度と牽引力との関係を
示す特性図である。高圧抑制スイッチ21が投入された
時に得られる最大出力トルクTmax ′は調整螺子18G
を調整することにより任意の値に設定できるから、作業
車両の最大牽引力Fmax ′も作業時の路面状況等に応じ
てタイヤ6が滑らない範囲で最大の値に設定できる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、可変容量型油圧モーターの押除け容積の最大
量を制限する押除け容積制限手段を設けたので、泥濘等
の作業環境の悪い地面上で走行作業を行う場合であって
も、可及的にタイヤの空転を防止して高負荷の作業効率
を高めることができる。請求項2記載の発明によれば、
可変容量型油圧モーターの押除け容積は油圧ポンプから
吐出された作動油の圧力に応じてピストンの位置が移動
する押除け容積制御シリンダーのピストンの変位により
制御されるようにしたので、油圧ポンプから吐出された
作動油の圧力に応じて可変容量型油圧モーターの押除け
容積を制御するための構成を容易に構成できる。請求項
3記載の発明によれば、押除け容積制限手段を押除け容
積制御シリンダーのピストンの最大変位を機械的に制限
する変位量制限手段としたので、例えば、押除け容積制
御シリンダーの油室内に突出する調整螺子等を設けるこ
とにより、変位量制限手段を簡単に構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した具体例に係る走行油圧回路
【図2】同じく、主管路圧Pm と油圧モーターの押除け
容積qとの関係を示す特性図
【図3】同じく、有効回路圧力Pe と油圧モーターの出
力トルクTとの関係を示す特性図
【図4】作業車両の速度と牽引力との関係を示す特性図
【図5】従来例に係る走行油圧回路図
【図6】同じく、主管路圧Pm と油圧モーター4の押除
け容積qとの関係を示す特性図
【図7】同じく、有効回路圧力Pe と油圧モーターの出
力トルクTとの関係を示す特性図
【符号の説明】
1 原動機 2 油圧ポンプ 3 チャージポンプ 4 油圧モーター 6 タイヤ 7 絞り 8 電磁切替弁 9 前後進切替スイッチ 11 傾転シリンダー 12(A,B),14 放圧弁 16 高圧選択弁 17 傾転切替弁 18 傾転切替シリンダー 18C ピストン 18D 規制ピストン 18G 調整螺子 19 電磁弁 21 高圧抑制スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押除け容積が回転数に応じて制御される
    可変容量型油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された
    作動油の圧力に応じて押除け容積が制御される可変容量
    型油圧モーターとで構成され、前記可変容量型油圧モー
    ターにより作業車両の駆動輪を駆動するようにした無段
    変速油圧走行駆動装置において、前記可変容量型油圧モ
    ーターの押除け容積の最大量を制限する押除け容積制限
    手段を設けたことを特徴とする無段変速油圧走行駆動装
    置。
  2. 【請求項2】 可変容量型油圧モーターの押除け容積は
    油圧ポンプから吐出された作動油の圧力に応じてピスト
    ンの位置が移動する押除け容積制御シリンダーの前記ピ
    ストンの変位により制御されるようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の無段変速油圧走行駆動装置。
  3. 【請求項3】 押除け容積制限手段は押除け容積制御シ
    リンダーのピストンの最大変位を機械的に制限する変位
    量制限手段であることを特徴とする請求項2記載の無段
    変速油圧走行駆動装置。
JP11695497A 1997-05-07 1997-05-07 無段変速油圧走行駆動装置 Pending JPH10311424A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2398363A (en) * 2003-02-12 2004-08-18 Volvo Constr Equip Holding Se Speed control apparatus for hydraulic actuator
JP2008106837A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Komatsu Ltd 建設車両
JP2008144942A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Komatsu Ltd 建設車両の牽引力制御装置
KR100999055B1 (ko) * 2002-10-28 2010-12-07 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 유압구동차량

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