ホイール式建設機械の油圧駆動装置
【課題】低温環境におけるエンジンの始動に際して、比較的速やかにアキュムレータに蓄圧できるとともに、エンジンの始動後におけるアキュムレータの圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができる。
【解決手段】圧油供給管路に含まれる管路３０と、分岐管路３４との分岐点の下流に位置する管路３１部分であって、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７の上流に位置する管路３１部分に、アキュムレータ１４，１５の圧力がエンジン１０の始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力、すなわちカットイン圧に満たないときには、管路３１を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、アキュムレータ１４，１５の圧力がカットイン圧以上のときには、管路３１部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁４０を備えた構成にしてある。
【解決手段】圧油供給管路に含まれる管路３０と、分岐管路３４との分岐点の下流に位置する管路３１部分であって、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７の上流に位置する管路３１部分に、アキュムレータ１４，１５の圧力がエンジン１０の始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力、すなわちカットイン圧に満たないときには、管路３１を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、アキュムレータ１４，１５の圧力がカットイン圧以上のときには、管路３１部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁４０を備えた構成にしてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ弁と、このブレーキ弁に供給される圧油を蓄えるアキュムレータとを備えたホイールローダ等のホイール式建設機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置を示す油圧回路図、図６は図５に示す従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置においてエンジン始動時に得られる蓄圧特性を示す図である。この図６の縦軸は、アキュムレータに蓄えられる圧力を示し、横軸はアキュムレータに許容最大圧力、すなわちカットアウト圧が蓄えられるまでの時間を示している。
【０００３】
図５に示す従来技術は、ホイール式建設機械例えばホイールローダに備えられる油圧駆動装置であり、図示しないエンジンスタータによって起動するエンジン１０と、このエンジン１０によって駆動される油圧ポンプ、例えばパイロットポンプ１１とを備えている。図示しないが、エンジン１０には、作業に関係する各種アクチュエータに圧油を供給する容量の大きな主ポンプも接続されている。また、このホイールローダは、その前輪、後輪に油圧式のブレーキ装置を備え、このブレーキ装置は、運転室内に設けられるブレーキペダルの踏み込み操作により後述のブレーキ弁がその操作量に応じた作動圧力を生成することにより作動する。ブレーキ装置は、パイロットポンプ１１から吐出される圧油によって作動する走行系のブレーキ弁１２と、このブレーキ弁１２を操作するブレーキペダル１３と、パイロットポンプ１１とブレーキ弁１２とを連絡する圧油供給管路、すなわち、管路３０と、この管路３０に接続される管路３１と、この管路３１に接続される管路３２及び管路３３とを備えている。
【０００４】
また、圧油供給管路に含まれる管路３２に供給された圧油を蓄える前輪ブレーキ用の第１アキュムレータ１４と、管路３３に供給された圧油を蓄える後輪ブレーキ用の第２アキュムレータ１５と、第１アキュムレータ１４の圧力を保持する第１逆止弁１６と、第２アキュムレータ１５の圧力を保持する第２逆止弁１７とを備えている。また、第１逆止弁１６及び第２逆止弁１７の上流に位置する管路３１部分に絞り１８を設けてあり、この絞り１８の上流に位置する管路３１部分にこの管路３１の圧力を保持する逆止弁１９を設けてある。
【０００５】
また、圧油供給管路に含まれる管路３０から分岐させた分岐管路３４と、この分岐管路３４に設けられ、アキュムレータ１４，１５の圧力降下時に、該当するアキュムレータ１４，１５に蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁２１とを備えている。上述した絞り１８は、分岐管路３４への圧油の流入を補償するものである。
【０００６】
蓄圧制御弁２１は、閉位置である第１切換位置２１ａと開位置である第２切換位置２１ｂとを有している。また、アキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴って作動する減圧弁２０を備え、蓄圧制御弁２１は減圧弁２０の作動によって、切り換えられるようになっている。すなわち、アキュムレータ１４，１５の圧力が低いときには、減圧弁２０の開口量が小さく、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは閉位置である第１切換位置２１ａ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油が管路３１，３２，３３を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。逆に、アキュムレータ１４，１５の圧力が高いときには、減圧弁２０の開口量が大きくなり、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは開位置である第２切換位置２１ｂ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油の分岐管路３４側への流入が促進される。
【０００７】
また、分岐管路３４に接続される専用管路、例えばステアリング操作装置２２に圧油を導くステアリング操作管路３５と、このステアリング操作管路３５の圧力を規定するリリーフ弁２３を備えている。
【０００８】
このように構成される従来技術では、アキュムレータ１４，１５で蓄圧される圧力がゼロの状態からのエンジン１０の始動に際して、図示しないエンジンスタータが操作されると、エンジンスタータに係る負荷に伴ってエンジン１０の始動は直ちにはなされないものの、エンジンクランク軸等を介してパイロットポンプ１１が回転し、このパイロットポンプ１１から吐出される圧油が管路３０，３１、逆止弁１９、絞り１８、逆止弁１６，１７を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧がなされる。この間、アキュムレータ１４，１５の低い圧力に応じて減圧弁２０は閉じ気味に制御され、ばねの力によって蓄圧制御弁２１は閉位置である第１切換位置２１ａに切り換えられる傾向となる。アキュムレータ１４，１５の圧力が、前述した許容最大圧力、すなわちカットアウト圧となったときには、リリーフ弁２０は開放され、蓄圧制御弁２１は開位置である第２切換位置２１ｂとなり、パイロットポンプ１１の圧油は、分岐管路３４、蓄圧制御弁２１を介してステアリング管路３５に導かれ、ステアリング操作が行われない状態では、リリーフ弁２０を介してタンクに戻される。したがって、パイロットポンプ１１の負荷が軽くなり、これに伴ってエンジンスタータにかかる負荷が軽減し、エンジン１０が始動する。
【０００９】
エンジン１０の始動後に、走行が実施されて、この走行の間にブレーキペダル１３が踏み込まれるとブレーキ弁１２が作動する。このとき、アキュムレータ１４，１５の圧力がブレーキ弁１２に供給され、前輪、後輪の制動がなされる。このようにブレーキ弁１２の作動に伴って、あるいは経時的にアキュムレータ１４，１５の圧力がカットアウト圧から、エンジン１０の始動後、すなわちアキュムレータ１４，１５のカットアウト圧までの蓄圧後の予め設定される蓄圧開始圧力である所定圧力、すなわちカットイン圧まで降下すると、蓄圧制御弁２１がわずかながら閉位置である第１切換位置２１ａ方向に切り換えられた状態となり、パイロットポンプ１１から吐出される圧油は一部が管路３１、逆止弁１９、絞り１８、管路３２，３３、逆止弁１６，１７を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に圧油が蓄圧される。また、パイロットポンプ１１から吐出される圧油の残りは分岐管路３４、蓄圧制御弁２１を介してステアリング操作管路３５に導かれる。したがって、作業中の上述したアキュムレータ１４，１５のカットイン圧からカットアウト圧まで圧力を上昇させる蓄圧時にあっても、ステアリング操作管路３５への圧油の流れを絞り１８によって確保でき、これによってステアリング操作装置２２の安定した操作が可能となる。
【００１０】
なお、ホイール式建設機械にあって、ブレーキ弁と、このブレーキ弁に供給される圧油を蓄圧するアキュムレータとを備えた油圧駆動装置として、従来、特許文献１に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−８９５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した図５に示す従来技術は、分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５にパイロットポンプ１１から吐出された圧油を分流させて、ステアリング操作装置２２の操作を実現させるために、管路３１に絞り１８を設けた構成にしてある。この絞り１８の開口量は、ステアリング操作装置２２の安定した操作を確保させるために一義的に設定されている。
【００１３】
ところで、アキュムレータ１４，１５の圧力がゼロとなっている状態におけるエンジン１０の始動に際しては、上述したようにエンジンスタータが操作されることによりエンジンクランク軸等を介してパイロットポンプ１１が回転し、アキュムレータ１４，１５への蓄圧が開始されるが、低温環境にあって作動油の粘性抵抗が大きい場合には、パイロットポンプ１１の負荷が大きく、この大きな負荷がエンジンスタータにかかることから、図６に示すように、アキュムレータ１４，１５に上述したカットアウト圧が蓄圧されるまで時間がかかり、このためになかなかエンジン１１を始動させられないことがある。すなわち低温環境にあっては、図５に示す従来技術の構成では、図６においてアキュムレータ１４，１５の圧力がゼロの状態から、カットアウト圧に至るまでの比較的長い時間、エンジン１１を始動させることができず、エンジン１０の始動性が悪くなりやすい問題があった。
【００１４】
なお、低温環境時におけるエンジン１０の始動性を良くすることを考慮して、絞り１８の開口量を大きく設定すれば、エンジン１０の始動性は改善されるが、このようにするとエンジン１０の始動後の通常作業中のアキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴う蓄圧時に、アキュムレータ１４，１５への圧油の供給は円滑に行われるものの、分岐管路３４を介してステアリング管路３５に導かれる圧油が少なくなる事態を生じ、ステアリング操作が不安定になってしまう。このように図５に示す従来技術は、作業中のアキュムレータ１４，１５の蓄圧時におけるステアリング操作の安定を考慮して絞り１８の開口量を設定せざるを得ず、このために低温環境時にあってはエンジン１０の良好な始動性を確保し難い問題があった。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、低温環境にあって、アキュムレータに蓄圧される圧力がゼロとなっている状況におけるエンジンの始動に際して、比較的速やかにアキュムレータに圧油を供給し蓄圧することができるとともに、エンジンの始動後におけるアキュムレータの圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができホイール式建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を達成するために、本発明に係るホイール式建設機械の油圧駆動装置は、ホイール式建設機械に設けられ、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するブレーキ弁と、上記油圧ポンプと上記ブレーキ弁とを連絡する圧油供給管路と、この圧油供給管路に供給された圧油を蓄えるアキュムレータと、このアキュムレータの圧力を保持する逆止弁と、上記圧油供給管路から分岐させた分岐管路と、この分岐管路に設けられ、上記アキュムレータの圧力降下時に上記アキュムレータに蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁と、上記分岐管路に接続される専用管路とを備えたホイール式建設機械の油圧駆動装置において、上記圧油供給管路と上記分岐管路との分岐点の下流に位置する上記圧油供給管路部分であって、上記アキュムレータの圧力を保持する上記逆止弁の上流に位置する圧油供給管路部分に、上記アキュムレータの圧力が上記エンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、上記アキュムレータの圧力が所定圧力以上のときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁を備えたことを特徴としている。
【００１７】
このように構成した本発明は、低温環境にあって、アキュムレータに蓄圧される圧力がゼロとなっている状態におけるエンジンの始動に際しては、エンジンスタータの操作に伴って、負荷がかかることによりエンジンは始動されない状態に保たれるものの、油圧ポンプが回転し、アキュムレータに蓄圧がなされる。このとき、アキュムレータの圧力がエンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、流量制御弁によって、アキュムレータに圧油を供給する圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御される。アキュムレータの圧力が所定圧力以上となったときには、流量制御弁によって、アキュムレータに圧油を供給する圧油供給管路部分を流れる圧油の流量がそれまでよりも少なくなるように制御される。これにより、アキュムレータの圧力が所定圧力になったときから最大許容圧力となるまでの間は、わずかながら時間がかかる傾向となる。しかしながら、アキュムレータの圧力がゼロの状態から所定圧力に至るまでの間は、上述したように流量制御弁により圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなることから、低温環境にあってもアキュムレータに速やかに圧油を供給し蓄圧することができる。これに伴って油圧ポンプの負荷を短時間のうちに軽くし、これによりエンジンスタータにかかる負荷を軽減し、エンジンを比較的短時間のうちに始動させることができる。
【００１８】
また、エンジンの始動後における作業中に、ブレーキペダルの操作によるブレーキ弁の作動によって、あるいは経時的に、アキュムレータの圧力が許容最大圧力からエンジン始動後における蓄圧開始圧力、すなわち所定圧力まで降下すると、流量制御弁の制御により、油圧ポンプの圧油のうちの一部が比較的少ない抑えられた流量ながらアキュムレータに供給され、アキュムレータに蓄圧される。この間、油圧ポンプの圧油のうちの残りが分岐管路を介して専用管路に供給される。すなわち、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができる。
【００１９】
また、本発明は、上記発明において、上記流量制御弁は、上記アキュムレータの圧力を保持する逆止弁と上記流量制御弁との間に位置する上記圧油供給管路部分の圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明は、上記発明において、上記流量制御弁は、外部圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明は、上記発明において、上記ホイール式建設機械は、ホイールローダまたはホイール式油圧ショベルから成り、上記ブレーキ弁を操作するブレーキペダルを備え、上記油圧ポンプはパイロットポンプから成り、上記分岐管路に接続される上記専用管路は、ステアリング操作装置に圧油を導くステアリング操作管路から成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、油圧ポンプの圧力をブレーキ弁に供給する圧油供給管路と分岐管路との分岐点の下流に位置する圧油供給管路部分であって、アキュムレータの圧力を保持する逆止弁の上流に位置する圧油供給管路部分に、アキュムレータの圧力がエンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、アキュムレータの圧力が所定圧力以上のときには、圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁を備えたことから、低温環境にあって、アキュムレータに蓄圧される圧力がゼロとなっている状況におけるエンジンの始動に際して、比較的速やかにアキュムレータに圧油を供給し蓄圧することができ、これにより従来に比べてエンジンの始動性を向上させることができ、また、エンジンの始動後におけるアキュムレータの圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができ、これにより専用管路に導かれる圧油による操作を安定して行わせることができる。すなわち、本発明は、良好なエンジンの始動性と、専用管路に導かれる圧油による良好な操作性の双方を確保でき、従来よりも信頼性の高い油圧駆動装置を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられるホイール式建設機械の一例として挙げたホイールローダを示す側面図である。
【図２】図１に示すホイールローダに示される本発明の油圧駆動装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】エンジン始動に際して得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図である。
【図４】エンジン始動後の作業中に得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図である。
【図５】従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図６】図５に示す従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置においてエンジン始動時に得られる蓄圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るホイール式建設機械の油圧駆動装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられるホイール式建設機械の一例として挙げたホイールローダを示す側面図である。
【００２６】
本実施形態に係る油圧駆動装置が備えられるホイール式建設機械は、例えば図１に示すホイールローダであり、前輪、後輪を形成するタイヤ１ａ，１ａ、及び運転室１ｂを有する本体１と、この本体１に上下方向の回動可能に取り付けられるアーム２と、このアーム２の先端に取り付けられ、上下方向の回動が可能で土砂等の掘削作業に活用されるバケット３とを備えている。
【００２７】
図２は、図１に示すホイールローダに示される本発明の油圧駆動装置の一実施形態を示す油圧回路図、図３は、エンジン始動に際して得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図、図４は、エンジン始動後の作業中に得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図である。なお、図３の縦軸は、アキュムレータに蓄えられる圧力を示し、横軸はアキュムレータに所定圧力すなわちカットイン圧が蓄えられるまでの時間、及びアキュムレータに許容最大圧力すなわちカットアウト圧が蓄えられるまでの時間を示している。また、図４の縦軸は、エンジンの始動後におけるアキュムレータに蓄えられる圧力、すなわちカットイン圧からカットアウト圧までの圧力を示し、横軸はアキュムレータの圧力降下に伴って蓄圧される際のカットイン圧からカットアウト圧までに要する時間を示している。
【００２８】
図１に示すホイールローダに備えられる本実施形態に係る油圧駆動装置の基本構成は、前述した図５に示すものと同等である。すなわち説明が図５に示すものと重複するが、本実施形態に係る油圧駆動装置も、図２に示すように、図示しないエンジンスタータによって起動するエンジン１０と、このエンジン１０によって駆動される油圧ポンプ、例えばパイロットポンプ１１とを備えている。図示しないが、エンジン１０には、作業に関係する各種アクチュエータに圧油を供給する容量の大きな主ポンプも接続されている。また、パイロットポンプ１１から吐出される圧油によって作動する走行系のブレーキ弁１２と、図１に示す運転室１ｂ内に配置され、ブレーキ弁１２を操作するブレーキペダル１３と、パイロットポンプ１１とブレーキ弁１２とを連絡する圧油供給管路、すなわち、管路３０と、この管路３０に接続される管路３１と、この管路３１に接続される管路３２及び管路３３とを備えている。
【００２９】
また、圧油供給管路に含まれる管路３２に供給された圧油を蓄え、前輪のタイヤ１ａの制動に関連して設けられる第１アキュムレータ１４と、管路３３に供給された圧油を蓄え、後輪のタイヤ１ａの制動に関連して設けられる第２アキュムレータ１５と、第１アキュムレータ１４の圧力を保持する第１逆止弁１６と、第２アキュムレータ１５の圧力を保持する第２逆止弁１７とを備えている。また、管路３１部分にこの管路３１の圧力を保持する逆止弁１９を設けてある。
【００３０】
また、圧油供給管路に含まれる管路３０から分岐させた分岐管路３４と、この分岐管路３４に設けられ、アキュムレータ１４，１５の圧力降下時に、該当するアキュムレータ１４，１５に蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁２１とを備えている。
【００３１】
蓄圧制御弁２１は、閉位置である第１切換位置２１ａと開位置である第２切換位置２１ｂとを有している。また、アキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴って作動する減圧弁２０を備え、蓄圧制御弁２１は減圧弁２０の作動によって、切り換えられるようになっている。すなわち、アキュムレータ１４，１５の圧力が低いときには、減圧弁２０の開口量が小さく、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは閉位置である第１切換位置２１ａ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油が管路３１，３２，３３を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。逆に、アキュムレータ１４，１５の圧力が高いときには、減圧弁２０の開口量が大きくなり、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは開位置である第２切換位置２１ｂ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油の分岐管路３４側への流入が促進される。
【００３２】
また、分岐管路３４に接続される専用管路、例えばステアリング操作装置２２に圧油を導くステアリング操作管路３５と、このステアリング操作管路３５の圧力を規定するリリーフ弁２３を備えている。これらの構成については、前述した図５に示したものと同等である。
【００３３】
本実施形態が前述した図５に示したものと異なるのは、圧油供給管路に含まれる管路３０と、分岐管路３４との分岐点の下流、すなわち逆止弁１９の下流に位置する圧油供給管路に含まれる管路３１部分であって、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７の上流に位置する管路３１部分に、アキュムレータ１４，１５の圧力がエンジン１０の始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力、すなわち図３に示すカットイン圧に満たないときには、管路３１部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、アキュムレータ１４，１５の圧力が所定圧力以上、すなわちカットイン圧以上のときには、管路３１部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁４０を備えたことである。
【００３４】
この流量制御弁４０は、例えば、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７と流量制御弁４０との間に位置する管路３１部分の圧力に応じて制御されるものから成っている。この流量制御弁４０は、アキュムレータ１４，１５の圧力が低いときには、この流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは開位置である第１切換位置２１ａ側に切り換えられる傾向となり、管路３１に導かれたパイロットポンプ１１の圧油が管路３１，３２，３３、及び逆止弁１６，１７を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。逆に、アキュムレータ１４，１５の圧力が高いときには、この流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは絞りを有する第２切換位置２１ｂ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油の分岐管路３４側への流入が促進される。なお、この流量制御弁４０の第２切換位置４０ｂに設けられる絞りの開口量は、例えば前述した図５に示した絞り１８の開口量と同等の大きさに設定してある。
【００３５】
このように構成した本実施形態に係る油圧駆動装置は、例えば低温環境でパイロットポンプ１１から吐出される作動油の粘性抵抗が大きくなっている状況にあって、アキュムレータ１４，１５に蓄圧される圧力がゼロとなっている状態におけるエンジン１０の始動に際しては、図示しないエンジンスタータの操作に伴って、負荷がかかることによりエンジン１０は始動されない状態に保たれるものの、エンジンクランク軸等を介してパイロットポンプ１１が回転し、アキュムレータに蓄圧がなされる。
【００３６】
このとき、アキュムレータ１４，１５の圧力がエンジン１０の始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力、すなわち図３に示すカットイン圧に満たないときには、流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは開位置である第１切換位置４０ａに切り換えられ、この流量制御弁４０によって、アキュムレータ１４，１５に圧油を供給する圧油供給管路部分、すなわち管路３１部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御される。
【００３７】
アキュムレータの圧力が所定圧力以上、すなわちカットイン圧以上となったときには、流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは絞りを有する第２切換位置４０ｂに切り換えられ、この流量制御弁４０によって、アキュムレータ１４，１５に圧油を供給する管路３１部分を流れる圧油の流量がそれまでよりも少なくなるように制御される。これにより図３に示すように、アキュムレータ１４，１５の圧力がカットイン圧になったときから、最大許容圧力すなわちカットアウト圧となるまでの間は、わずかながら時間がかかる傾向となる。
【００３８】
しかしながら、アキュムレータ１４，１５の圧力がゼロの状態からカットイン圧に至るまでの間は、上述したように流量制御弁４０により管路３１部分を流れる圧油の流量が多くなることから、低温環境にあってもアキュムレータ１４，１５に速やかに圧油を供給し蓄圧することができる。これに伴ってパイロットポンプ１１の負荷を短時間のうちに軽くし、これによりエンジンスタータにかかる負荷を軽減し、エンジン１０を比較的短時間のうちに始動させることができる。
【００３９】
また、エンジン１０の始動後における作業中に、ブレーキペダル１３の踏み込み操作によるブレーキ弁１２の作動によって、あるいは経時的に、図４に示すように、アキュムレータ１４，１５の圧力がカットアウト圧からエンジン始動後における蓄圧開始圧力、すなわちカットイン圧まで降下すると、絞りを有する第２切換位置４０ｂに保持されている流量制御弁４０の制御により、パイロットポンプ１１の圧油のうちの一部が比較的少ない抑えられた流量ながらアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。この間、パイロットポンプ１１の圧油のうちの残りが分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５に供給される。すなわち、ステアリング操作装置２２の操作に必要な流量を分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５に安定して分流させることができる。
【００４０】
なお、環境温度が比較的高い通常環境時にあっては、パイロットポンプ１１から吐出される作動油の粘性抵抗は小さく、アキュムレータ１４，１５に速やかにカットアウト圧が蓄えられる傾向となる。したがって、図示しないエンジンスタータが操作されてから、アキュムレータ１４，１５にカットアウト圧が蓄えられ、パイロットポンプ１１の負荷が軽くなって、エンジン１０が始動するまでの時間は、低温環境時に比べれば短時間で済む。
【００４１】
このように構成した本実施形態によれば、流量制御弁４０を備えたことから、上述したように、低温環境にあって、アキュムレータ１４，１５に蓄圧される圧力がゼロとなっている状況におけるエンジン１０の始動に際して、比較的速やかにアキュムレータ１４，１５に圧油を供給し蓄圧することができ、これによりエンジン１０の始動性を向上させることができ、また、エンジン１０の始動後におけるアキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５に分流させることができ、これによりステアリング操作装置２２の操作を安定して行わせることができる。すなわち、本実施形態は、良好なエンジン１０の始動性と、ステアリング操作管路３５に導かれる圧油による良好なステアリング操作性の双方を確保でき、信頼性の高い油圧駆動装置を実現させることができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は、流量制御弁４０が、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７と流量制御弁４０との間に位置する管路３１部分の圧力に応じて制御されるものから成っているが、本発明は、このように構成することには限られず、流量制御弁４０が、外部圧力によって切り換えられるものから成る構成にしてもよい。例えば、アキュムレータ１４，１５のカットイン圧を検出する検出器と、流量制御弁４０を第２切換位置４０ｂに切り換える外部圧力を流量制御弁４０の制御部に供給可能な外部圧力供給手段とを備え、上述した検出器がカットイン圧を検出したときに、上述の外部圧力供給手段によって外部圧力を流量制御弁４０の制御部に供給し、この流量制御弁４０を第２切換位置４０ｂに切り換えるように構成にしてもよい。このように構成したものも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記実施形態は、ホイールローダに備えたものであるが、本発明は、このようにホイールローダに備えることには限られず、ホイール式油圧ショベル等のように、ホイール、ブレーキ弁、このブレーキ弁に圧油を供給するアキュムレータを有する各種のホイール式建設機械に適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 本体
１ａ タイヤ
２ アーム
３ バケット
１０ エンジン
１１ パイロットポンプ（油圧ポンプ）
１２ ブレーキ弁
１３ ブレーキペダル
１４ 第１アキュムレータ
１５ 第２アキュムレータ
１６ 第１逆止弁
１７ 第２逆止弁
１９ 逆止弁
２０ 減圧弁
２１ 蓄圧制御弁
２１ａ 第１切換位置
２１ｂ 第２切換位置
２２ ステアリング操作装置
２３ リリーフ弁
３０ 管路（圧油供給管路）
３１ 管路（圧油供給管路）
３２ 管路（圧油供給管路）
３３ 管路（圧油供給管路）
３４ 分岐管路
３５ ステアリング操作管路（専用管路）
４０ 流量制御弁
４０ａ 第１切換位置
４０ｂ 第２切換位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ弁と、このブレーキ弁に供給される圧油を蓄えるアキュムレータとを備えたホイールローダ等のホイール式建設機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置を示す油圧回路図、図６は図５に示す従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置においてエンジン始動時に得られる蓄圧特性を示す図である。この図６の縦軸は、アキュムレータに蓄えられる圧力を示し、横軸はアキュムレータに許容最大圧力、すなわちカットアウト圧が蓄えられるまでの時間を示している。
【０００３】
図５に示す従来技術は、ホイール式建設機械例えばホイールローダに備えられる油圧駆動装置であり、図示しないエンジンスタータによって起動するエンジン１０と、このエンジン１０によって駆動される油圧ポンプ、例えばパイロットポンプ１１とを備えている。図示しないが、エンジン１０には、作業に関係する各種アクチュエータに圧油を供給する容量の大きな主ポンプも接続されている。また、このホイールローダは、その前輪、後輪に油圧式のブレーキ装置を備え、このブレーキ装置は、運転室内に設けられるブレーキペダルの踏み込み操作により後述のブレーキ弁がその操作量に応じた作動圧力を生成することにより作動する。ブレーキ装置は、パイロットポンプ１１から吐出される圧油によって作動する走行系のブレーキ弁１２と、このブレーキ弁１２を操作するブレーキペダル１３と、パイロットポンプ１１とブレーキ弁１２とを連絡する圧油供給管路、すなわち、管路３０と、この管路３０に接続される管路３１と、この管路３１に接続される管路３２及び管路３３とを備えている。
【０００４】
また、圧油供給管路に含まれる管路３２に供給された圧油を蓄える前輪ブレーキ用の第１アキュムレータ１４と、管路３３に供給された圧油を蓄える後輪ブレーキ用の第２アキュムレータ１５と、第１アキュムレータ１４の圧力を保持する第１逆止弁１６と、第２アキュムレータ１５の圧力を保持する第２逆止弁１７とを備えている。また、第１逆止弁１６及び第２逆止弁１７の上流に位置する管路３１部分に絞り１８を設けてあり、この絞り１８の上流に位置する管路３１部分にこの管路３１の圧力を保持する逆止弁１９を設けてある。
【０００５】
また、圧油供給管路に含まれる管路３０から分岐させた分岐管路３４と、この分岐管路３４に設けられ、アキュムレータ１４，１５の圧力降下時に、該当するアキュムレータ１４，１５に蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁２１とを備えている。上述した絞り１８は、分岐管路３４への圧油の流入を補償するものである。
【０００６】
蓄圧制御弁２１は、閉位置である第１切換位置２１ａと開位置である第２切換位置２１ｂとを有している。また、アキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴って作動する減圧弁２０を備え、蓄圧制御弁２１は減圧弁２０の作動によって、切り換えられるようになっている。すなわち、アキュムレータ１４，１５の圧力が低いときには、減圧弁２０の開口量が小さく、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは閉位置である第１切換位置２１ａ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油が管路３１，３２，３３を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。逆に、アキュムレータ１４，１５の圧力が高いときには、減圧弁２０の開口量が大きくなり、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは開位置である第２切換位置２１ｂ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油の分岐管路３４側への流入が促進される。
【０００７】
また、分岐管路３４に接続される専用管路、例えばステアリング操作装置２２に圧油を導くステアリング操作管路３５と、このステアリング操作管路３５の圧力を規定するリリーフ弁２３を備えている。
【０００８】
このように構成される従来技術では、アキュムレータ１４，１５で蓄圧される圧力がゼロの状態からのエンジン１０の始動に際して、図示しないエンジンスタータが操作されると、エンジンスタータに係る負荷に伴ってエンジン１０の始動は直ちにはなされないものの、エンジンクランク軸等を介してパイロットポンプ１１が回転し、このパイロットポンプ１１から吐出される圧油が管路３０，３１、逆止弁１９、絞り１８、逆止弁１６，１７を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧がなされる。この間、アキュムレータ１４，１５の低い圧力に応じて減圧弁２０は閉じ気味に制御され、ばねの力によって蓄圧制御弁２１は閉位置である第１切換位置２１ａに切り換えられる傾向となる。アキュムレータ１４，１５の圧力が、前述した許容最大圧力、すなわちカットアウト圧となったときには、リリーフ弁２０は開放され、蓄圧制御弁２１は開位置である第２切換位置２１ｂとなり、パイロットポンプ１１の圧油は、分岐管路３４、蓄圧制御弁２１を介してステアリング管路３５に導かれ、ステアリング操作が行われない状態では、リリーフ弁２０を介してタンクに戻される。したがって、パイロットポンプ１１の負荷が軽くなり、これに伴ってエンジンスタータにかかる負荷が軽減し、エンジン１０が始動する。
【０００９】
エンジン１０の始動後に、走行が実施されて、この走行の間にブレーキペダル１３が踏み込まれるとブレーキ弁１２が作動する。このとき、アキュムレータ１４，１５の圧力がブレーキ弁１２に供給され、前輪、後輪の制動がなされる。このようにブレーキ弁１２の作動に伴って、あるいは経時的にアキュムレータ１４，１５の圧力がカットアウト圧から、エンジン１０の始動後、すなわちアキュムレータ１４，１５のカットアウト圧までの蓄圧後の予め設定される蓄圧開始圧力である所定圧力、すなわちカットイン圧まで降下すると、蓄圧制御弁２１がわずかながら閉位置である第１切換位置２１ａ方向に切り換えられた状態となり、パイロットポンプ１１から吐出される圧油は一部が管路３１、逆止弁１９、絞り１８、管路３２，３３、逆止弁１６，１７を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に圧油が蓄圧される。また、パイロットポンプ１１から吐出される圧油の残りは分岐管路３４、蓄圧制御弁２１を介してステアリング操作管路３５に導かれる。したがって、作業中の上述したアキュムレータ１４，１５のカットイン圧からカットアウト圧まで圧力を上昇させる蓄圧時にあっても、ステアリング操作管路３５への圧油の流れを絞り１８によって確保でき、これによってステアリング操作装置２２の安定した操作が可能となる。
【００１０】
なお、ホイール式建設機械にあって、ブレーキ弁と、このブレーキ弁に供給される圧油を蓄圧するアキュムレータとを備えた油圧駆動装置として、従来、特許文献１に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−８９５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した図５に示す従来技術は、分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５にパイロットポンプ１１から吐出された圧油を分流させて、ステアリング操作装置２２の操作を実現させるために、管路３１に絞り１８を設けた構成にしてある。この絞り１８の開口量は、ステアリング操作装置２２の安定した操作を確保させるために一義的に設定されている。
【００１３】
ところで、アキュムレータ１４，１５の圧力がゼロとなっている状態におけるエンジン１０の始動に際しては、上述したようにエンジンスタータが操作されることによりエンジンクランク軸等を介してパイロットポンプ１１が回転し、アキュムレータ１４，１５への蓄圧が開始されるが、低温環境にあって作動油の粘性抵抗が大きい場合には、パイロットポンプ１１の負荷が大きく、この大きな負荷がエンジンスタータにかかることから、図６に示すように、アキュムレータ１４，１５に上述したカットアウト圧が蓄圧されるまで時間がかかり、このためになかなかエンジン１１を始動させられないことがある。すなわち低温環境にあっては、図５に示す従来技術の構成では、図６においてアキュムレータ１４，１５の圧力がゼロの状態から、カットアウト圧に至るまでの比較的長い時間、エンジン１１を始動させることができず、エンジン１０の始動性が悪くなりやすい問題があった。
【００１４】
なお、低温環境時におけるエンジン１０の始動性を良くすることを考慮して、絞り１８の開口量を大きく設定すれば、エンジン１０の始動性は改善されるが、このようにするとエンジン１０の始動後の通常作業中のアキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴う蓄圧時に、アキュムレータ１４，１５への圧油の供給は円滑に行われるものの、分岐管路３４を介してステアリング管路３５に導かれる圧油が少なくなる事態を生じ、ステアリング操作が不安定になってしまう。このように図５に示す従来技術は、作業中のアキュムレータ１４，１５の蓄圧時におけるステアリング操作の安定を考慮して絞り１８の開口量を設定せざるを得ず、このために低温環境時にあってはエンジン１０の良好な始動性を確保し難い問題があった。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、低温環境にあって、アキュムレータに蓄圧される圧力がゼロとなっている状況におけるエンジンの始動に際して、比較的速やかにアキュムレータに圧油を供給し蓄圧することができるとともに、エンジンの始動後におけるアキュムレータの圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができホイール式建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を達成するために、本発明に係るホイール式建設機械の油圧駆動装置は、ホイール式建設機械に設けられ、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するブレーキ弁と、上記油圧ポンプと上記ブレーキ弁とを連絡する圧油供給管路と、この圧油供給管路に供給された圧油を蓄えるアキュムレータと、このアキュムレータの圧力を保持する逆止弁と、上記圧油供給管路から分岐させた分岐管路と、この分岐管路に設けられ、上記アキュムレータの圧力降下時に上記アキュムレータに蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁と、上記分岐管路に接続される専用管路とを備えたホイール式建設機械の油圧駆動装置において、上記圧油供給管路と上記分岐管路との分岐点の下流に位置する上記圧油供給管路部分であって、上記アキュムレータの圧力を保持する上記逆止弁の上流に位置する圧油供給管路部分に、上記アキュムレータの圧力が上記エンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、上記アキュムレータの圧力が所定圧力以上のときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁を備えたことを特徴としている。
【００１７】
このように構成した本発明は、低温環境にあって、アキュムレータに蓄圧される圧力がゼロとなっている状態におけるエンジンの始動に際しては、エンジンスタータの操作に伴って、負荷がかかることによりエンジンは始動されない状態に保たれるものの、油圧ポンプが回転し、アキュムレータに蓄圧がなされる。このとき、アキュムレータの圧力がエンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、流量制御弁によって、アキュムレータに圧油を供給する圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御される。アキュムレータの圧力が所定圧力以上となったときには、流量制御弁によって、アキュムレータに圧油を供給する圧油供給管路部分を流れる圧油の流量がそれまでよりも少なくなるように制御される。これにより、アキュムレータの圧力が所定圧力になったときから最大許容圧力となるまでの間は、わずかながら時間がかかる傾向となる。しかしながら、アキュムレータの圧力がゼロの状態から所定圧力に至るまでの間は、上述したように流量制御弁により圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなることから、低温環境にあってもアキュムレータに速やかに圧油を供給し蓄圧することができる。これに伴って油圧ポンプの負荷を短時間のうちに軽くし、これによりエンジンスタータにかかる負荷を軽減し、エンジンを比較的短時間のうちに始動させることができる。
【００１８】
また、エンジンの始動後における作業中に、ブレーキペダルの操作によるブレーキ弁の作動によって、あるいは経時的に、アキュムレータの圧力が許容最大圧力からエンジン始動後における蓄圧開始圧力、すなわち所定圧力まで降下すると、流量制御弁の制御により、油圧ポンプの圧油のうちの一部が比較的少ない抑えられた流量ながらアキュムレータに供給され、アキュムレータに蓄圧される。この間、油圧ポンプの圧油のうちの残りが分岐管路を介して専用管路に供給される。すなわち、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができる。
【００１９】
また、本発明は、上記発明において、上記流量制御弁は、上記アキュムレータの圧力を保持する逆止弁と上記流量制御弁との間に位置する上記圧油供給管路部分の圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明は、上記発明において、上記流量制御弁は、外部圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明は、上記発明において、上記ホイール式建設機械は、ホイールローダまたはホイール式油圧ショベルから成り、上記ブレーキ弁を操作するブレーキペダルを備え、上記油圧ポンプはパイロットポンプから成り、上記分岐管路に接続される上記専用管路は、ステアリング操作装置に圧油を導くステアリング操作管路から成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、油圧ポンプの圧力をブレーキ弁に供給する圧油供給管路と分岐管路との分岐点の下流に位置する圧油供給管路部分であって、アキュムレータの圧力を保持する逆止弁の上流に位置する圧油供給管路部分に、アキュムレータの圧力がエンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、アキュムレータの圧力が所定圧力以上のときには、圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁を備えたことから、低温環境にあって、アキュムレータに蓄圧される圧力がゼロとなっている状況におけるエンジンの始動に際して、比較的速やかにアキュムレータに圧油を供給し蓄圧することができ、これにより従来に比べてエンジンの始動性を向上させることができ、また、エンジンの始動後におけるアキュムレータの圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路を介して専用管路に分流させることができ、これにより専用管路に導かれる圧油による操作を安定して行わせることができる。すなわち、本発明は、良好なエンジンの始動性と、専用管路に導かれる圧油による良好な操作性の双方を確保でき、従来よりも信頼性の高い油圧駆動装置を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられるホイール式建設機械の一例として挙げたホイールローダを示す側面図である。
【図２】図１に示すホイールローダに示される本発明の油圧駆動装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】エンジン始動に際して得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図である。
【図４】エンジン始動後の作業中に得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図である。
【図５】従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図６】図５に示す従来のホイール式建設機械の油圧駆動装置においてエンジン始動時に得られる蓄圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るホイール式建設機械の油圧駆動装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられるホイール式建設機械の一例として挙げたホイールローダを示す側面図である。
【００２６】
本実施形態に係る油圧駆動装置が備えられるホイール式建設機械は、例えば図１に示すホイールローダであり、前輪、後輪を形成するタイヤ１ａ，１ａ、及び運転室１ｂを有する本体１と、この本体１に上下方向の回動可能に取り付けられるアーム２と、このアーム２の先端に取り付けられ、上下方向の回動が可能で土砂等の掘削作業に活用されるバケット３とを備えている。
【００２７】
図２は、図１に示すホイールローダに示される本発明の油圧駆動装置の一実施形態を示す油圧回路図、図３は、エンジン始動に際して得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図、図４は、エンジン始動後の作業中に得られる本実施形態に係る蓄圧特性を示す図である。なお、図３の縦軸は、アキュムレータに蓄えられる圧力を示し、横軸はアキュムレータに所定圧力すなわちカットイン圧が蓄えられるまでの時間、及びアキュムレータに許容最大圧力すなわちカットアウト圧が蓄えられるまでの時間を示している。また、図４の縦軸は、エンジンの始動後におけるアキュムレータに蓄えられる圧力、すなわちカットイン圧からカットアウト圧までの圧力を示し、横軸はアキュムレータの圧力降下に伴って蓄圧される際のカットイン圧からカットアウト圧までに要する時間を示している。
【００２８】
図１に示すホイールローダに備えられる本実施形態に係る油圧駆動装置の基本構成は、前述した図５に示すものと同等である。すなわち説明が図５に示すものと重複するが、本実施形態に係る油圧駆動装置も、図２に示すように、図示しないエンジンスタータによって起動するエンジン１０と、このエンジン１０によって駆動される油圧ポンプ、例えばパイロットポンプ１１とを備えている。図示しないが、エンジン１０には、作業に関係する各種アクチュエータに圧油を供給する容量の大きな主ポンプも接続されている。また、パイロットポンプ１１から吐出される圧油によって作動する走行系のブレーキ弁１２と、図１に示す運転室１ｂ内に配置され、ブレーキ弁１２を操作するブレーキペダル１３と、パイロットポンプ１１とブレーキ弁１２とを連絡する圧油供給管路、すなわち、管路３０と、この管路３０に接続される管路３１と、この管路３１に接続される管路３２及び管路３３とを備えている。
【００２９】
また、圧油供給管路に含まれる管路３２に供給された圧油を蓄え、前輪のタイヤ１ａの制動に関連して設けられる第１アキュムレータ１４と、管路３３に供給された圧油を蓄え、後輪のタイヤ１ａの制動に関連して設けられる第２アキュムレータ１５と、第１アキュムレータ１４の圧力を保持する第１逆止弁１６と、第２アキュムレータ１５の圧力を保持する第２逆止弁１７とを備えている。また、管路３１部分にこの管路３１の圧力を保持する逆止弁１９を設けてある。
【００３０】
また、圧油供給管路に含まれる管路３０から分岐させた分岐管路３４と、この分岐管路３４に設けられ、アキュムレータ１４，１５の圧力降下時に、該当するアキュムレータ１４，１５に蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁２１とを備えている。
【００３１】
蓄圧制御弁２１は、閉位置である第１切換位置２１ａと開位置である第２切換位置２１ｂとを有している。また、アキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴って作動する減圧弁２０を備え、蓄圧制御弁２１は減圧弁２０の作動によって、切り換えられるようになっている。すなわち、アキュムレータ１４，１５の圧力が低いときには、減圧弁２０の開口量が小さく、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは閉位置である第１切換位置２１ａ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油が管路３１，３２，３３を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。逆に、アキュムレータ１４，１５の圧力が高いときには、減圧弁２０の開口量が大きくなり、蓄圧制御弁２１のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは開位置である第２切換位置２１ｂ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油の分岐管路３４側への流入が促進される。
【００３２】
また、分岐管路３４に接続される専用管路、例えばステアリング操作装置２２に圧油を導くステアリング操作管路３５と、このステアリング操作管路３５の圧力を規定するリリーフ弁２３を備えている。これらの構成については、前述した図５に示したものと同等である。
【００３３】
本実施形態が前述した図５に示したものと異なるのは、圧油供給管路に含まれる管路３０と、分岐管路３４との分岐点の下流、すなわち逆止弁１９の下流に位置する圧油供給管路に含まれる管路３１部分であって、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７の上流に位置する管路３１部分に、アキュムレータ１４，１５の圧力がエンジン１０の始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力、すなわち図３に示すカットイン圧に満たないときには、管路３１部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、アキュムレータ１４，１５の圧力が所定圧力以上、すなわちカットイン圧以上のときには、管路３１部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁４０を備えたことである。
【００３４】
この流量制御弁４０は、例えば、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７と流量制御弁４０との間に位置する管路３１部分の圧力に応じて制御されるものから成っている。この流量制御弁４０は、アキュムレータ１４，１５の圧力が低いときには、この流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは開位置である第１切換位置２１ａ側に切り換えられる傾向となり、管路３１に導かれたパイロットポンプ１１の圧油が管路３１，３２，３３、及び逆止弁１６，１７を介してアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。逆に、アキュムレータ１４，１５の圧力が高いときには、この流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは絞りを有する第２切換位置２１ｂ側に切り換えられる傾向となり、管路３０に導かれたパイロットポンプ１１の圧油の分岐管路３４側への流入が促進される。なお、この流量制御弁４０の第２切換位置４０ｂに設けられる絞りの開口量は、例えば前述した図５に示した絞り１８の開口量と同等の大きさに設定してある。
【００３５】
このように構成した本実施形態に係る油圧駆動装置は、例えば低温環境でパイロットポンプ１１から吐出される作動油の粘性抵抗が大きくなっている状況にあって、アキュムレータ１４，１５に蓄圧される圧力がゼロとなっている状態におけるエンジン１０の始動に際しては、図示しないエンジンスタータの操作に伴って、負荷がかかることによりエンジン１０は始動されない状態に保たれるものの、エンジンクランク軸等を介してパイロットポンプ１１が回転し、アキュムレータに蓄圧がなされる。
【００３６】
このとき、アキュムレータ１４，１５の圧力がエンジン１０の始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力、すなわち図３に示すカットイン圧に満たないときには、流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも弱く、これによりスプールは開位置である第１切換位置４０ａに切り換えられ、この流量制御弁４０によって、アキュムレータ１４，１５に圧油を供給する圧油供給管路部分、すなわち管路３１部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御される。
【００３７】
アキュムレータの圧力が所定圧力以上、すなわちカットイン圧以上となったときには、流量制御弁４０のばねの力に対向するようにスプールに与えられる力はばねの力よりも強くなり、これによりスプールは絞りを有する第２切換位置４０ｂに切り換えられ、この流量制御弁４０によって、アキュムレータ１４，１５に圧油を供給する管路３１部分を流れる圧油の流量がそれまでよりも少なくなるように制御される。これにより図３に示すように、アキュムレータ１４，１５の圧力がカットイン圧になったときから、最大許容圧力すなわちカットアウト圧となるまでの間は、わずかながら時間がかかる傾向となる。
【００３８】
しかしながら、アキュムレータ１４，１５の圧力がゼロの状態からカットイン圧に至るまでの間は、上述したように流量制御弁４０により管路３１部分を流れる圧油の流量が多くなることから、低温環境にあってもアキュムレータ１４，１５に速やかに圧油を供給し蓄圧することができる。これに伴ってパイロットポンプ１１の負荷を短時間のうちに軽くし、これによりエンジンスタータにかかる負荷を軽減し、エンジン１０を比較的短時間のうちに始動させることができる。
【００３９】
また、エンジン１０の始動後における作業中に、ブレーキペダル１３の踏み込み操作によるブレーキ弁１２の作動によって、あるいは経時的に、図４に示すように、アキュムレータ１４，１５の圧力がカットアウト圧からエンジン始動後における蓄圧開始圧力、すなわちカットイン圧まで降下すると、絞りを有する第２切換位置４０ｂに保持されている流量制御弁４０の制御により、パイロットポンプ１１の圧油のうちの一部が比較的少ない抑えられた流量ながらアキュムレータ１４，１５に供給され、これらのアキュムレータ１４，１５に蓄圧される。この間、パイロットポンプ１１の圧油のうちの残りが分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５に供給される。すなわち、ステアリング操作装置２２の操作に必要な流量を分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５に安定して分流させることができる。
【００４０】
なお、環境温度が比較的高い通常環境時にあっては、パイロットポンプ１１から吐出される作動油の粘性抵抗は小さく、アキュムレータ１４，１５に速やかにカットアウト圧が蓄えられる傾向となる。したがって、図示しないエンジンスタータが操作されてから、アキュムレータ１４，１５にカットアウト圧が蓄えられ、パイロットポンプ１１の負荷が軽くなって、エンジン１０が始動するまでの時間は、低温環境時に比べれば短時間で済む。
【００４１】
このように構成した本実施形態によれば、流量制御弁４０を備えたことから、上述したように、低温環境にあって、アキュムレータ１４，１５に蓄圧される圧力がゼロとなっている状況におけるエンジン１０の始動に際して、比較的速やかにアキュムレータ１４，１５に圧油を供給し蓄圧することができ、これによりエンジン１０の始動性を向上させることができ、また、エンジン１０の始動後におけるアキュムレータ１４，１５の圧力降下に伴う蓄圧時に、必要流量を分岐管路３４を介してステアリング操作管路３５に分流させることができ、これによりステアリング操作装置２２の操作を安定して行わせることができる。すなわち、本実施形態は、良好なエンジン１０の始動性と、ステアリング操作管路３５に導かれる圧油による良好なステアリング操作性の双方を確保でき、信頼性の高い油圧駆動装置を実現させることができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は、流量制御弁４０が、アキュムレータ１４，１５の圧力を保持する逆止弁１６，１７と流量制御弁４０との間に位置する管路３１部分の圧力に応じて制御されるものから成っているが、本発明は、このように構成することには限られず、流量制御弁４０が、外部圧力によって切り換えられるものから成る構成にしてもよい。例えば、アキュムレータ１４，１５のカットイン圧を検出する検出器と、流量制御弁４０を第２切換位置４０ｂに切り換える外部圧力を流量制御弁４０の制御部に供給可能な外部圧力供給手段とを備え、上述した検出器がカットイン圧を検出したときに、上述の外部圧力供給手段によって外部圧力を流量制御弁４０の制御部に供給し、この流量制御弁４０を第２切換位置４０ｂに切り換えるように構成にしてもよい。このように構成したものも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記実施形態は、ホイールローダに備えたものであるが、本発明は、このようにホイールローダに備えることには限られず、ホイール式油圧ショベル等のように、ホイール、ブレーキ弁、このブレーキ弁に圧油を供給するアキュムレータを有する各種のホイール式建設機械に適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 本体
１ａ タイヤ
２ アーム
３ バケット
１０ エンジン
１１ パイロットポンプ（油圧ポンプ）
１２ ブレーキ弁
１３ ブレーキペダル
１４ 第１アキュムレータ
１５ 第２アキュムレータ
１６ 第１逆止弁
１７ 第２逆止弁
１９ 逆止弁
２０ 減圧弁
２１ 蓄圧制御弁
２１ａ 第１切換位置
２１ｂ 第２切換位置
２２ ステアリング操作装置
２３ リリーフ弁
３０ 管路（圧油供給管路）
３１ 管路（圧油供給管路）
３２ 管路（圧油供給管路）
３３ 管路（圧油供給管路）
３４ 分岐管路
３５ ステアリング操作管路（専用管路）
４０ 流量制御弁
４０ａ 第１切換位置
４０ｂ 第２切換位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイール式建設機械に設けられ、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するブレーキ弁と、上記油圧ポンプと上記ブレーキ弁とを連絡する圧油供給管路と、この圧油供給管路に供給された圧油を蓄えるアキュムレータと、このアキュムレータの圧力を保持する逆止弁と、上記圧油供給管路から分岐させた分岐管路と、この分岐管路に設けられ、上記アキュムレータの圧力降下時に上記アキュムレータに蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁と、上記分岐管路に接続される専用管路とを備えたホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記圧油供給管路と上記分岐管路との分岐点の下流に位置する上記圧油供給管路部分であって、上記アキュムレータの圧力を保持する上記逆止弁の上流に位置する圧油供給管路部分に、上記アキュムレータの圧力が上記エンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、上記アキュムレータの圧力が所定圧力以上のときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁を備えたことを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記流量制御弁は、上記アキュムレータの圧力を保持する逆止弁と上記流量制御弁との間に位置する上記圧油供給管路部分の圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記流量制御弁は、外部圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記ホイール式建設機械は、ホイールローダまたはホイール式油圧ショベルから成り、
上記ブレーキ弁を操作するブレーキペダルを備え、
上記油圧ポンプはパイロットポンプから成り、
上記分岐管路に接続される上記専用管路は、ステアリング操作装置に圧油を導くステアリング操作管路から成ることを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項１】
ホイール式建設機械に設けられ、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するブレーキ弁と、上記油圧ポンプと上記ブレーキ弁とを連絡する圧油供給管路と、この圧油供給管路に供給された圧油を蓄えるアキュムレータと、このアキュムレータの圧力を保持する逆止弁と、上記圧油供給管路から分岐させた分岐管路と、この分岐管路に設けられ、上記アキュムレータの圧力降下時に上記アキュムレータに蓄圧させるように制御する蓄圧制御弁と、上記分岐管路に接続される専用管路とを備えたホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記圧油供給管路と上記分岐管路との分岐点の下流に位置する上記圧油供給管路部分であって、上記アキュムレータの圧力を保持する上記逆止弁の上流に位置する圧油供給管路部分に、上記アキュムレータの圧力が上記エンジンの始動後における蓄圧開始圧力に相当する所定圧力に満たないときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が多くなるように制御し、上記アキュムレータの圧力が所定圧力以上のときには、上記圧油供給管路部分を流れる圧油の流量が少なくなるように制御する流量制御弁を備えたことを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記流量制御弁は、上記アキュムレータの圧力を保持する逆止弁と上記流量制御弁との間に位置する上記圧油供給管路部分の圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記流量制御弁は、外部圧力に応じて制御されるものから成ることを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のホイール式建設機械の油圧駆動装置において、
上記ホイール式建設機械は、ホイールローダまたはホイール式油圧ショベルから成り、
上記ブレーキ弁を操作するブレーキペダルを備え、
上記油圧ポンプはパイロットポンプから成り、
上記分岐管路に接続される上記専用管路は、ステアリング操作装置に圧油を導くステアリング操作管路から成ることを特徴とするホイール式建設機械の油圧駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−８０５４０（Ｐ２０１１−８０５４０Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３３５９６（Ｐ２００９−２３３５９６）
【出願日】平成２１年１０月７日（２００９．１０．７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月７日（２００９．１０．７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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