ホイール式走行作業車の走行駆動回路装置
【課題】走行モータに圧油を供給する油圧ポンプの出力を十分に活用させることができるホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の提供。
【解決手段】本発明は、第１油圧ポンプ１の圧油によって作動する走行モータ８と、この走行モータ８を制御する走行用方向制御弁４と、この走行用方向制御弁４を切り換えるアクセルペダル装置１８とを備えるとともに、走行用方向制御弁４の下流側のバイパスライン２０に設けた切換弁１１と、アクセルペダル装置１８の操作量の増加に応じて、切換弁１１の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、この弁体制御手段によって切換弁１１の開口面積を小さくなるように制御した際に、走行用方向制御弁４と切換弁１１との間のセンタバイパスライン２０を流れる流量を走行用方向制御弁４に供給可能なパイロット管路２７及びチェック弁２６とを備えた構成にしてある。
【解決手段】本発明は、第１油圧ポンプ１の圧油によって作動する走行モータ８と、この走行モータ８を制御する走行用方向制御弁４と、この走行用方向制御弁４を切り換えるアクセルペダル装置１８とを備えるとともに、走行用方向制御弁４の下流側のバイパスライン２０に設けた切換弁１１と、アクセルペダル装置１８の操作量の増加に応じて、切換弁１１の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、この弁体制御手段によって切換弁１１の開口面積を小さくなるように制御した際に、走行用方向制御弁４と切換弁１１との間のセンタバイパスライン２０を流れる流量を走行用方向制御弁４に供給可能なパイロット管路２７及びチェック弁２６と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、ホイール式油圧ショベル等のホイール式作業車に備えられ、走行モータを走行用方向制御弁によってブリードオフ制御するホイール式走行作業車の走行駆動回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイール式作業車であるホイール式油圧ショベルに設けられる走行駆動回路装置は、エンジンで作動される油圧ポンプと、複数の作業用アクチュエータ及び走行モータと、作業用操作装置の操作に応じて切り換えられ、油圧ポンプから作業用アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する作業用方向制御弁と、走行用操作装置すなわちアクセルペダル装置の踏み込み操作量に応じて切り換えられ、油圧ポンプから走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁とを備えている。すなわち、アクセルペダル装置のアクセルペダルの操作量を調節することによって走行モータを回転させて、当該ホイール式油圧ショベルを前進、後進させ、またその車速を制御するようになっている。
【０００３】
このような走行駆動回路装置は、油圧ポンプの吐出管路に連通するセンタバイパスラインを有し、このセンタバイパスラインに上述したオープンセンタ型の走行用方向制御弁が配置されている。アクセルペダル装置のアクセルペダル操作時には、走行用方向制御弁が切り換えられて油圧ポンプからの圧油が、この走行用方向制御弁を介して走行モータに供給され、走行モータが作動する。アクセルペダル装置の中立時には、走行モータの戻り油は走行モータに付設されたブレーキ装置に含まれるカウンタバランス弁を通り、走行用方向制御弁内でメータアウト回路からメータイン回路に流入し、走行モータと走行用方向制御弁との間を圧油が循環するようになっている。この種の従来技術として特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９５６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術にあっては、アクセルペダル装置の中立時には、走行モータの戻り油はブレーキ装置のオーバロードリリーフ弁でリリーフし、さらにその圧油がブレーキ装置の入力側と出力側とを接続する回路に介在された絞りを通ることで温度上昇する。その後上述のように、走行用方向制御弁内でメータアウト回路はメータイン回路に流入し、再び走行モータに供給される。このように走行モータと走行用方向制御弁とを圧油が温度上昇しながら循環するため、圧油の温度は非常に高くなりやすい。そのためアクセルペダル装置の中立に保たれている時間が長時間となると、走行用方向制御弁のスプールの熱変形が起こり、走行用方向制御弁のハウジング部とスプールとの摺動クリアランスが小さくなる。
【０００６】
このように摺動クリアランスが小さくなっている状況にあって、アクセルペダル装置を操作すると、走行用方向制御弁のハウジング部のセンタバイパス通路とスプールとが引っ掛かりを起こし、スティックすることがある。このようなことから通常、走行用方向制御弁のスプールの切り欠けを予め大きく設定することが行われている。このように設定することにより、走行用方向制御弁のセンタバイパス通路からセンタバイパスラインを介してタンクに流れるブリードオフ流量を多くして圧油の発熱による影響、すなわち上述した引っ掛かりを防ぐようにしている。
【０００７】
ところで、上述のようにスプールの切り欠けを大きく設定することは、圧油の発熱による影響を抑えるためには有効であるが、アクセルペダル操作に伴うブリードオフ流量が多くなってしまう。このため従来技術にあっては、油圧ポンプの出力を十分に活用することができず、エネルギロスが大きくなりやすい。
【０００８】
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、走行モータに圧油を供給する油圧ポンプの出力を十分に活用させることができるホイール式走行作業車の走行駆動回路装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、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走行モータと、上記油圧ポンプとタンクとを接続するバイパスラインに設けられ、上記油圧ポンプから上記走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁を切り換え操作する走行用操作装置とを備えたホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、上記走行用方向制御弁の下流側の上記バイパスラインに設けた弁体と、上記走行用操作装置の操作量の増加に応じて、上記弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、上記弁体制御手段によって上記弁体の開口面積を小さくなるように制御した際に、上記走行用方向制御弁と上記弁体との間の上記センタバイパスラインを流れる流量を上記走行用方向制御弁に供給可能な流量誘導手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、走行用操作装置が操作されたときには、弁体制御手段によってセンタバイパスラインに設けた弁体が、走行用操作装置の操作量の増加に応じて、その開口面積が最大開口面積よりも小さくなるように制御される。これにより弁体からバイパスラインを通ってタンクに逃がされる流量、すなわちブリードオフ流量が少なくなるように抑えられ、弁体においてタンクへの流れを阻止された流量を流量誘導手段を介して走行用方向制御弁に供給し、走行モータの作動に活用させることができる。すなわち本発明は、走行用方向制御弁のスプールの切り欠けを大きく設定したものにあってもブリードオフ流量を少なくし、走行モータに圧油を供給する油圧ポンプの出力を十分に活用させることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、上記油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記作業用アクチュエータに供給される圧油の流れを制御し、上記弁体の下流側の上記センタバイパスラインに設けた作業用方向制御弁と、この作業用方向制御弁を切り換え操作する作業用操作装置を備えるとともに、上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って上記弁体の開口面積が上記最大開口面積となるように制御することを特徴としている。
【００１２】
このように構成した本発明は、作業用操作装置が操作されたときには、弁体制御手段によって弁体が、その開口面積が最大開口面積となるように制御される。すなわち、弁体からセンタバイパスラインに流れた流量は、この弁体の下流側に配置され、作業用操作装置によって切り換え操作される作業用方向制御弁を介して作業用アクチュエータに供給され、この作業用アクチュエータの作動に活用される。
【００１３】
また本発明は、上記発明において、上記弁体は、切換弁またはパイロットチェック弁から成ることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記弁体制御手段は、上記弁体を切り換え制御する比例電磁弁と、この比例電磁弁を制御するコントローラとを含む電気作動手段から成ることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧により作動し、上記弁体を切り換え制御する操作弁またはパイロットチェック弁を含む油圧作動手段から成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るホイール式走行作業車の走行作動回路装置は、油圧ポンプから走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁の下流側のバイパスラインに設けた弁体と、走行用操作装置の操作量の増加に応じて、弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、この弁体制御手段によって弁体の開口面積を小さくなるように制御した際に、走行用方向制御弁と弁体との間のセンタバイパスラインを流れる流量を走行用方向制御弁に供給可能な流量誘導手段とを備えたことから、走行用操作装置が操作されたときには、弁体制御手段によって弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくして、走行用方向制御弁のスプールの切り欠けを大きく設定したものにあってもブリードオフ流量を少なくし、弁体で阻止された流量を流量誘導手段を介して走行用方向制御弁に供給し、さらに走行モータに供給することができる。これにより、油圧ポンプの出力を十分に活用させることができ、従来に比べてエネルギロスを小さくすることができる。これに伴って、エンジンの出力を抑え、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の第１実施形態を示す電気・油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられる走行モータに付設されるブレーキ装置を示す油圧回路図である。
【図３】第１実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すコントローラに含まれる各関数発生器で設定される関数関係を示す図で、（ａ）図は関数発生器１３ａで設定される走行操作量と切換弁開口面積との関係を示す図、（ｂ）図は関数発生器１３ｃで設定される切換弁開口面積と比例電磁弁制御圧との関係を示す図、（ｃ）図は関数発生器１３ｄで設定される比例電磁弁制御圧と比例電磁弁出力との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す電気・油圧回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の第１実施形態を示す電気・油圧回路図、図２は図１に示す第１実施形態に備えられる走行モータに付設されるブレーキ装置を示す油圧回路図である。図３は第１実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示すブロック図、図４は図３に示すコントローラに含まれる各関数発生器で設定される関数関係を示す図で、（ａ）図は関数発生器１３ａで設定される走行操作量と切換弁開口面積との関係を示す図、（ｂ）図は関数発生器１３ｃで設定される切換弁開口面積と比例電磁弁制御圧との関係を示す図、（ｃ）図は関数発生器１３ｄで設定される比例電磁弁制御圧と比例電磁弁出力との関係を示す図である。
【００２０】
第１実施形態に係る走行駆動回路装置は、例えばホイール式油圧ショベルに備えられるもので、図１に示すように、エンジン２２と、このエンジン２２によって駆動される第１油圧ポンプ１、第２油圧ポンプ２、及びパイロットポンプ３を備えている。また、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油によって作動する走行モータ８と、第１油圧ポンプ１の吐出管路に接続されるセンタバイパスライン２０に設けられ、第１油圧ポンプ１から走行モータ８に供給される圧油の流れを制御するオープンセンタ型の走行用方向制御弁４と、この走行用方向制御弁４を切り換え操作する走行用操作装置、すなわちアクセルペダル装置１８とを備えている。センタバイパスライン２０はタンク２１に接続されている。また、第２油圧ポンプ２から吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータ９と、第２油圧ポンプ２及び第１油圧ポンプ１から吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータ１０と、第２油圧ポンプ２から作業用アクチュエータ９に供給される圧油の流れを制御する作業用方向制御弁６と、第２油圧ポンプ２から作業用アクチュエータ１０に供給される圧油の流れを制御する作業用方向制御弁７とを備えている。上述した作業用アクチュエータ９，１０は、当該ホイール式油圧ショベルにあっては、ブームシリンダ、アームシリンダ等によって構成されている。
【００２１】
上述した走行モータ８には、図２に示すブレーキ装置２５が付設されている。このブレーキ装置２５には、オーバロードリリーフ弁２３とカウンタバランス弁２４が含まれている。走行用方向制御弁４が切り換えられた際に、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油は、走行用方向制御弁４及びブレーキ装置２５を介して走行モータ８に供給される。
【００２２】
この第１実施形態は、図１に示すように、走行用方向制御弁４の下流側のバイパスライン２０に設けた弁体、例えば開位置１１ｂと閉位置１１ｃを有する切換弁１１と、アクセルペダル装置１８の操作量、すなわちアクセルペダルの踏み込み量の増加に応じて、切換弁１１の開口面積を開位置１１ｂにおける最大開口面積よりも小さくなるように、すなわち閉位置１１ｃ側へと作動するように制御する弁体制御手段とを備えている。また、弁体制御手段によって切換弁１１の開口面積を小さくなるように制御した際に、走行用方向制御弁４と切換弁１１との間のセンタバイパスライン２０を流れる流量を走行用方向制御弁４に供給可能な流量誘導手段とを備えている。
【００２３】
上述した弁体制御手段は、例えば、パイロットポンプ３に接続され、切換弁１１を切り換え制御する比例電磁弁１２と、この比例電磁弁１２を制御するコントローラ１３とを含む電気作動手段によって構成してある。比例電磁弁１２は、パイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｄとを接続するパイロット管路３４に設けてあり、コントローラ１３から出力される制御信号に応じて下段位置１２ａまたは上段位置１２ｂに切り換えられる。また、上述した流量誘導手段は、一端が走行用方向制御弁４と切換弁１１との間のセンタバイパスライン２０に接続され、他端が走行用方向制御弁４の圧力供給ポートに接続されるパイロット管路２７と、このパイロット管路２７に設けられ、センタバイパスライン２０側から走行用方向制御弁４の圧油供給ポート側への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止するチェック弁２６とによって構成してある。
【００２４】
アクセルペダル装置１８の操作量、すなわち走行操作量を検出する圧力センサ１４，１５を備え、この圧力センサ１４，１５の検出圧、すなわち走行操作量はコントローラ１３に出力されるようになっている。
【００２５】
また、この第１実施形態は、第１油圧ポンプ１から上述の作業用アクチュエータ１０に供給される圧油の流れを制御し、切換弁１１の下流側のセンタバイパスライン２０に設けた作業用方向制御弁５と、この作業用方向制御弁５を切り換え操作する作業用操作装置１９とを備えている。また、作業用操作装置１９が操作されたことを検出する圧力センサ１６，１７を備え、これらの圧力センサ１６，１７の検出信号はコントローラ１３に出力されるようになっている。
【００２６】
コントローラ１３は、図３に示すように、圧力センサ１４，１５から出力されるアクセルペダル装置１８の操作量、すなわち走行操作量に応じて切換弁１１の開口面積を演算する関数発生器１３ａと、作業用操作装置１９が操作されたか否かに応じて切り換えられるスイッチング部１３ｂと、作業用操作装置１９が操作されているときにスイッチング部１３ｂを介して出力される関数発生器１３ａで演算された切換弁１１の開口面積に応じた比例電磁弁１２の制御圧を演算する関数発生器１３ｃと、この関数発生器１３ｃで演算された比例電磁弁１２の制御圧に応じた比例電磁弁１２の出力を演算する関数発生器１３ｄとを含んでいる。
【００２７】
図４の（ａ）図に示すように、関数発生器１３ａには、走行操作量が大きくなるに従って次第に切換弁１１の開口面積が小さくなる走行操作量と切換弁開口面積の関係が設定されている。同図４の（ｂ）図に示すように、関数発生器１３ｃには、切換弁開口面積が大きくなるに従って次第に比例電磁弁１２の制御圧が小さくなる切換弁開口面積と比例電磁弁制御圧の関係が設定されている。同図４の（ｃ）図に示すように、関数発生器１３ｄには、比例電磁弁１２の制御圧が大きくなるに従って次第に比例電磁弁１２の出力が大きくなる比例電磁弁制御圧と比例電磁弁出力との関係が設定されている。
【００２８】
なお、上述した図３に示すスイッチング部１３ｂは、作業用操作装置１９が操作され、圧力センサ１６，１７の信号が入力されたときに、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとを接続するように切り換えられ、作業用操作装置１９が操作されず、圧力センサ１６，１７の信号がコントローラ１３に入力されないときに、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとの間を遮断するように切り換えられる。このスイッチング部１３ｂが、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとの間を遮断するように切り換えられたときは、このコントローラ１３から比例電磁弁１２の制御部に、切換弁１１を最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換える制御信号が出力されるようになっている。
【００２９】
以下に、上述のように構成した第１実施形態における処理動作について説明する。
【００３０】
図１に示すように、例えば作業用操作装置１９が操作されず、作業用方向制御弁５が中立に保持されるとともに、アクセルペダル装置１８が操作されず、走行用方向制御弁４が中立に保持されているときは、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油はセンタバイパスライン２０を経てタンク２１に戻され、当該ホイール式油圧ショベルは停止状態となる。このとき、走行モータ８の内部は閉回路となり、圧油の温度が上昇して機器に悪影響を及ぼす虞がある。そのため、図２に示すブレーキ装置２５のカウンタバランス弁２４の中立絞りから小流量の圧油を逃がして走行用方向制御弁４に導き、走行用方向制御弁４内で上述したようにメータアウト回路とメータイン回路とが連通し、再度、走行モータ８の吸入側に圧油を戻す循環回路が形成される。これによって圧油の温度の上昇が抑えられる。
【００３１】
この間、圧力センサ１４，１５から非操作状態に相応する信号がコントローラ１３に出力される。これに応じて図４に示す関数発生器１３ａは、非操作状態に相応する信号、すなわち走行操作量Ｐ２以下の操作量に応じて切換弁１１の開口面積として最大開口面積Ａｍａｘを求め、この最大開口面積Ａｍａｘをスイッチング部１３ｂを介して関数発生器１３ｃに出力する。この最大開口面積Ａｍａｘに応じて関数発生器１３ｃは比例電磁弁１２の最小制御圧Ｐ３を求め、この最小制御圧Ｐ３を関数発生器１３ｄに出力する。関数発生器１３ｄでは、比例電磁弁１２の最小制御圧Ｐ３に応じて比例電磁弁１２の最小出力Ａ１を求め、この最小出力Ａ１が比例電磁弁１２の制御部に出力される。これにより、比例電磁弁１２はそのばねの力により図１に示すように、パイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｄとの間を遮断する下段位置１２ａに保持される。したがって切換弁１１は、そのばね１１ａの力により最大開口面積である開位置１１ｂに保持される。すなわち、センタバイパスライン２０が全開状態に保持される。これによって上述したように、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油が、走行用方向制御弁４、切換弁１１の開位置１１ｂ、センタバイパスライン２０を介してタンク２１に戻される。
【００３２】
このような中立状態から、例えばアクセルペダル装置１８のアクセルペダルを踏み込むと、そのアクセルペダルの踏み込み量、すなわち走行操作量に応じて走行用方向制御弁４が切り換えられ、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油が走行用方向制御弁４、図２に示したブレーキ装置２５を介して走行モータ８に供給される。これによって走行モータ８が作動し、当該ホイール式油圧ショベルが走行する。
【００３３】
この間、圧力センサ１４，１５から出力される走行操作量がコントローラ１３に出力される。これに応じて、関数発生器１３ａにおいて、切換弁１１の開口面積としてアクセルペダル装置１８の操作量、すなわち走行操作量に応じた開口面積が求められる。ここで説明を簡単にするために、例えば走行操作量が図４の（ａ）図の最大操作量Ｐ１とすると、この関数発生器１３ａで最大操作量Ｐ１に応じて、切換弁１１の開口面積として最小開口面積Ａｍｉｎが求められる。この最小開口面積Ａｍｉｎがスイッチング部１３ｂを介して関数発生器１３ｃに出力される。関数発生器１３ｃでは、切換弁１１の最小開口面積Ａｍｉｎに応じて比例電磁弁１２の最大制御圧Ｐ４を求め、この最大制御圧Ｐ４を関数発生器１３ｄに出力する。関数発生器１３ｄでは、比例電磁弁１２の最大制御圧Ｐ４に応じて比例電磁弁１２の最大出力Ａ２が求められ、この最大出力Ａ２が比例電磁弁１２の制御部に出力される。これにより比例電磁弁１２は、そのばねの力に抗してパイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｄとを連通させる図１の上段位置１２ｂに切り換えられる。したがって、パイロットポンプ３から吐出された圧油が比例電磁弁１２の上段位置１２ｂ、パイロット管路３４を介して切換弁１１の制御部１１ｄに与えられ、この切換弁１１がばね１１ａの力に抗して閉位置１１ｃに切り換えられる。これにより、センタバイパスライン２０は切換弁１１において遮断される。
【００３４】
したがって、走行モータ８を作動させている間に走行用方向制御弁４からセンタバイパスライン２０に流れた圧油すなわちブリードオフ流量は、パイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油に合流して供給される。すなわち、走行用方向制御弁４からバイパスライン２０に流れた流量を走行モータ８の作動に活用させることができる。
【００３５】
また例えば、上述のようにアクセルペダル装置１８だけが操作されている状態から、作業用操作装置１９を操作すると、作業用操作装置１９が操作されたことが圧力センサ１６，１７で検出され、これらの信号がコントローラ１３に入力される。コントローラ１３は、圧力センサ１６，１７の信号に基づいて図３に示すスイッチング部１３ｂを、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとの間を遮断する位置に切り換え、切換弁１１の最大開口面積に相応する制御信号を比例電磁弁１２の制御部に出力させる処理を行う。この制御信号により、比例電磁弁１２はそのばねの力により図１に示す下段位置１２ａに切り換えられ、切換弁１１はそのばね１１ａの力により最大開口面積となる開位置１１ｂに切り換えられる。すなわち、アクセルペダル装置１８が操作されて走行モータ８が作動し、当該ホイール式油圧ショベルが走行している状態にあっても、作業用操作装置１９が操作されたときには、切換弁１１が最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられる。したがって、走行用方向制御弁４からバイパスライン２０に流れた流量が、切換弁１１、センタバイパスライン２０を介して作業用方向制御弁５に供給され、この作業用方向制御弁５を介して第２油圧ポンプ２から吐出される圧油とともに作業用アクチュエータ１０に供給され、この作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。なお、アクセルペダル装置１８が操作されていない状態で作業用操作装置１９が操作された場合にも、切換弁１１は最大開口面積である開位置１１ｂに保たれ、第１油圧ポンプ１から吐出された圧油は、走行用方向制御弁４及び切換弁１１の開位置１１ｂを介して作業用方向制御弁５に供給される。
【００３６】
このように構成した第１実施形態によれば、上述のように作業用操作装置１９が操作されていない状態にあって、アクセルペダル装置１８が操作されたときには、コントローラ１３から出力される制御信号により比例電磁弁１２が図１の上段位置１２ｂに切り換えられ、切換弁１１の開口面積が最大開口面積よりも小さくなるように制御される。これにより、切換弁１１からセンタバイパスライン２０を通ってタンク２１に逃がされる流量、すなわちブリードオフ流量が少なくなるように抑えられ、切換弁１１においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４に供給し、走行モータ８の作動に活用させることができる。すなわち、走行用方向制御弁４のスプールの切り欠けを大きく設定したものにあってもブリードオフ流量を少なくし、走行モータ８に圧油を供給する第１油圧ポンプ１の出力を十分に活用させることができ、エネルギロスを小さくすることができる。これに伴って、エンジン２２の出力を抑え、燃費を向上させることができる。すなわち、従来と同等の性能を確保しようとする場合に、第１油圧ポンプ１の容量を小さくすることができ、これに伴ってエンジン２２の出力を抑えることができる。
【００３７】
そして、作業用操作装置１９が操作されたときには、切換弁１１が最大開口面積となる開位置１１ｂに切り換えられ、切換弁１１の開位置１１ｂからセンタバイパスライン２０に流れた流量を作業用方向制御弁５を介して作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。この点でも第１油圧ポンプ１の出力を活用させることができる。
【００３８】
図５は本発明の第２実施形態を示す電気・油圧回路図である。この図５に示す第２実施形態は、走行用方向制御弁４の下流側のセンタバイパスライン２０に設ける弁体が、パイロットチェック弁４０から成る構成にしてある。その他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
【００３９】
このように構成した第２実施形態は、作業用操作装置１９が操作されていない状態にあって、アクセルペダル装置１８が操作されたときには、例えばコントローラ１３から出力される制御信号により比例電磁弁１２が図１の下段位置１２ａに切り換えられ、パイロットチェック弁４０が逆止弁として機能し、走行用方向制御弁４からバイパスライン２０に流れた流量を阻止する。すなわちパイロットチェック弁４０の開口面積が、パイロットチェック弁４０を作動させ逆止弁機能を喪失させた際の開放状態における最大開口面積よりも小さくなるように制御される。これにより、パイロットチェック弁４０においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに供給して走行モータ８の作動に活用させることができ、第１実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４０】
また、作業用操作装置１９が操作されたときには、コントローラ１３から出力される制御信号により比例電磁弁１２が上段位置１２ｂに切り換えられ、パイロットポンプ３のパイロット圧がパイロット管路３５を介してパイロットチェック弁４０の制御部に供給される。これによってパイロットチェック弁４０が逆止弁機能を喪失して最大開口面積である開放状態となり、パイロットチェック弁４０からセンタバイパスライン２０に流れる流量を、作業用アクチュエータ１０の駆動に活用されることができる。この点でも第１実施形態と同等の作用効果が得られる。なお、アクセルペダル装置１８が操作されないときには、コントローラ１３からの制御信号により比例電磁弁１２は上段位置１２ｂに切り換えられ、パイロットポンプ３のパイロット圧がパイロット管路３５を介してパイロットチェック弁４０の制御部に供給され、このパイロットチェック弁４０の逆止弁機能が喪失されるようになっている。
【００４１】
図６は本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。この図６に示す第３実施形態は、アクセルペダル装置１８の操作量の増加に応じて、弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段が、作業用操作装置１９の操作に伴って発生するパイロットポンプ３の二次圧により作動し、弁体すなわち第１実施形態と同等の切換弁１１を切り換え制御する操作弁４３を含む油圧作動手段から成っている。
【００４２】
すなわち、この第３実施形態は、アクセルペダル装置１８の操作に伴って発生するパイロットポンプ３の二次圧を取り出し、切換弁１１の制御部１１ｄに接続されたパイロット管路３６に導くシャトル弁４１と、作業用操作装置１９の操作に伴って発生するパイロットポンプ３の二次圧を取り出すシャトル弁４２と、パイロット管路３６に設けられ、シャトル弁４２から導かれた二次圧に応じてパイロット管路３６を遮断可能な操作弁４３とを備えた構成にしてある。その他の構成は、上述した第１実施形態の構成のうちの電気機器部分、すなわち圧力センサ１４，１５，１６，１７、比例電磁弁１２、及びコントローラ１３を除いた構成と同等である。
【００４３】
このように構成した第３実施形態は、作業用操作装置１９が操作されていない状態にあっては、操作弁４３は、そのばね１１ａの力により開位置４３ａに保持され、シャトル弁４１と切換弁１１の制御部１１ｄとはパイロット管路３６を介して導通状態に保たれる。例えばこのような状態からアクセルペダル装置１８を操作すると、その操作量に相応するパイロット圧がシャトル弁４１から取り出され、操作弁４３を介して切換弁１１は、その開口面積が、最大開口面積よりも小さくなるように閉位置１１ｃ側に作動するように制御される。したがって、第１，第２実施形態と同様に、切換弁１１においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに供給し、走行モータ８の作動に活用させることができ、第１，第２実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４４】
また、作業用操作装置１９が操作されたときには、シャトル弁４２から取り出されたパイロットポンプ３の二次圧が操作弁４３の制御部に与えられ、操作弁４３がばねの力に抗して閉位置４３ｂに切り換えられる。これによりパイロット管路３６は遮断され、切換弁１１は、そのばね１１ａの力により最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられる。したがって、切換弁１１からセンタバイパスライン２０に流れた流量を、作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。この点でも第１実施形態と同等の作用効果が得られる。なお、アクセルペダル装置１８が操作されなくなったときには、切換弁１１の制御部１１ｄにパイロットポンプ３の二次圧が供給されず、ばね１１ａの力により切換弁１１は開位置１１ｂに保持される。
【００４５】
図７は本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。この図７に示す第４実施形態は、第３実施形態のようにシャトル弁４１と切換弁１１の制御部１１ｄとを接続するパイロット管路３６に操作弁４３を設けずに、パイロットポンプ３と切換弁１１のばね１１ａが設けられる側の制御部１１ｅとを接続するパイロット管路４６を設け、このパイロット管路４６にシャトル弁４２から取り出されたパイロット圧に応じて逆止弁機能を喪失して開放状態となるパイロットチェック弁４５を設けた構成にしてある。この第４実施形態も、弁体制御手段、すなわち切換弁１１を制御する手段が油圧作動手段から成っている。その他の構成は第３実施形態と同等である。
【００４６】
このように構成した第４実施形態は、作業用操作装置１９が操作されていない状態にあっては、パイロットチェック弁４５が逆止弁として機能し、パイロットポンプ３側から制御弁１１の制御部１１ｅへの圧油の流れを阻止する状態に保たれる。また、アクセルペダル装置１８が操作されない中立時には、切換弁１１の制御部１１ｄにパイロットポンプ３の二次圧が供給されず、ばね１１ａの力により切換弁１１は最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられる。例えばこのような状態からアクセルペダル装置１８を操作すると、その操作量に相応するパイロットポンプ３の二次圧がシャトル弁４１から取り出され、切換弁１１の制御部１１ｄに与えられる。これにより切換弁１１は、その開口面積が最大開口面積よりも小さくなるように閉位置１１ｃ側に作動するように制御される。したがって、第３実施形態と同様に、切換弁１１においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに供給し、走行モータ８の作動に活用させることができ、第３実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４７】
また、作業用操作装置１９が操作されたときには、シャトル弁４２から取り出されたパイロットポンプ３の二次圧がパイロットチェック弁４５に与えられ、このパイロットチェック弁４５が逆止弁機能を喪失して開放状態となる。これにより、パイロット管路４６を介してパイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｅとが導通し、パイロットポンプ３の二次圧がパイロット管路４６、パイロットチェック弁４５を介して切換弁１１の制御部１１ｅに供給される。したがって、切換弁１１は、ばね１１ａの力とパイロットポンプ３の二次圧による力に応じて最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられ、この切換弁１１からセンタバイパスライン２０に流れた流量を、作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。この点でも第３実施形態と同等の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 第１油圧ポンプ
３ パイロットポンプ
４ 走行用方向制御弁
５ 作業用方向制御弁
８ 走行モータ
１０ 作業用アクチュエータ
１１ 切換弁（弁体）
１２ 比例電磁弁
１３ コントローラ
１３ａ 関数発生器
１３ｂ スイッチング部
１３ｃ 関数発生器
１３ｄ 関数発生器
１４ 圧力センサ
１５ 圧力センサ
１６ 圧力センサ
１７ 圧力センサ
１８ アクセルペダル装置（走行操作装置）
１９ 作業用操作装置
２０ センタバイパスライン
２１ タンク
２２ エンジン
２５ ブレーキ装置
２６ チェック弁
２７ パイロット管路
４０ パイロットチェック弁（弁体）
４３ 操作弁
４５ パイロットチェック弁（弁体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイール式油圧ショベル等のホイール式作業車に備えられ、走行モータを走行用方向制御弁によってブリードオフ制御するホイール式走行作業車の走行駆動回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイール式作業車であるホイール式油圧ショベルに設けられる走行駆動回路装置は、エンジンで作動される油圧ポンプと、複数の作業用アクチュエータ及び走行モータと、作業用操作装置の操作に応じて切り換えられ、油圧ポンプから作業用アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する作業用方向制御弁と、走行用操作装置すなわちアクセルペダル装置の踏み込み操作量に応じて切り換えられ、油圧ポンプから走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁とを備えている。すなわち、アクセルペダル装置のアクセルペダルの操作量を調節することによって走行モータを回転させて、当該ホイール式油圧ショベルを前進、後進させ、またその車速を制御するようになっている。
【０００３】
このような走行駆動回路装置は、油圧ポンプの吐出管路に連通するセンタバイパスラインを有し、このセンタバイパスラインに上述したオープンセンタ型の走行用方向制御弁が配置されている。アクセルペダル装置のアクセルペダル操作時には、走行用方向制御弁が切り換えられて油圧ポンプからの圧油が、この走行用方向制御弁を介して走行モータに供給され、走行モータが作動する。アクセルペダル装置の中立時には、走行モータの戻り油は走行モータに付設されたブレーキ装置に含まれるカウンタバランス弁を通り、走行用方向制御弁内でメータアウト回路からメータイン回路に流入し、走行モータと走行用方向制御弁との間を圧油が循環するようになっている。この種の従来技術として特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９５６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術にあっては、アクセルペダル装置の中立時には、走行モータの戻り油はブレーキ装置のオーバロードリリーフ弁でリリーフし、さらにその圧油がブレーキ装置の入力側と出力側とを接続する回路に介在された絞りを通ることで温度上昇する。その後上述のように、走行用方向制御弁内でメータアウト回路はメータイン回路に流入し、再び走行モータに供給される。このように走行モータと走行用方向制御弁とを圧油が温度上昇しながら循環するため、圧油の温度は非常に高くなりやすい。そのためアクセルペダル装置の中立に保たれている時間が長時間となると、走行用方向制御弁のスプールの熱変形が起こり、走行用方向制御弁のハウジング部とスプールとの摺動クリアランスが小さくなる。
【０００６】
このように摺動クリアランスが小さくなっている状況にあって、アクセルペダル装置を操作すると、走行用方向制御弁のハウジング部のセンタバイパス通路とスプールとが引っ掛かりを起こし、スティックすることがある。このようなことから通常、走行用方向制御弁のスプールの切り欠けを予め大きく設定することが行われている。このように設定することにより、走行用方向制御弁のセンタバイパス通路からセンタバイパスラインを介してタンクに流れるブリードオフ流量を多くして圧油の発熱による影響、すなわち上述した引っ掛かりを防ぐようにしている。
【０００７】
ところで、上述のようにスプールの切り欠けを大きく設定することは、圧油の発熱による影響を抑えるためには有効であるが、アクセルペダル操作に伴うブリードオフ流量が多くなってしまう。このため従来技術にあっては、油圧ポンプの出力を十分に活用することができず、エネルギロスが大きくなりやすい。
【０００８】
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、走行モータに圧油を供給する油圧ポンプの出力を十分に活用させることができるホイール式走行作業車の走行駆動回路装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、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走行モータと、上記油圧ポンプとタンクとを接続するバイパスラインに設けられ、上記油圧ポンプから上記走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁を切り換え操作する走行用操作装置とを備えたホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、上記走行用方向制御弁の下流側の上記バイパスラインに設けた弁体と、上記走行用操作装置の操作量の増加に応じて、上記弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、上記弁体制御手段によって上記弁体の開口面積を小さくなるように制御した際に、上記走行用方向制御弁と上記弁体との間の上記センタバイパスラインを流れる流量を上記走行用方向制御弁に供給可能な流量誘導手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、走行用操作装置が操作されたときには、弁体制御手段によってセンタバイパスラインに設けた弁体が、走行用操作装置の操作量の増加に応じて、その開口面積が最大開口面積よりも小さくなるように制御される。これにより弁体からバイパスラインを通ってタンクに逃がされる流量、すなわちブリードオフ流量が少なくなるように抑えられ、弁体においてタンクへの流れを阻止された流量を流量誘導手段を介して走行用方向制御弁に供給し、走行モータの作動に活用させることができる。すなわち本発明は、走行用方向制御弁のスプールの切り欠けを大きく設定したものにあってもブリードオフ流量を少なくし、走行モータに圧油を供給する油圧ポンプの出力を十分に活用させることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、上記油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記作業用アクチュエータに供給される圧油の流れを制御し、上記弁体の下流側の上記センタバイパスラインに設けた作業用方向制御弁と、この作業用方向制御弁を切り換え操作する作業用操作装置を備えるとともに、上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って上記弁体の開口面積が上記最大開口面積となるように制御することを特徴としている。
【００１２】
このように構成した本発明は、作業用操作装置が操作されたときには、弁体制御手段によって弁体が、その開口面積が最大開口面積となるように制御される。すなわち、弁体からセンタバイパスラインに流れた流量は、この弁体の下流側に配置され、作業用操作装置によって切り換え操作される作業用方向制御弁を介して作業用アクチュエータに供給され、この作業用アクチュエータの作動に活用される。
【００１３】
また本発明は、上記発明において、上記弁体は、切換弁またはパイロットチェック弁から成ることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記弁体制御手段は、上記弁体を切り換え制御する比例電磁弁と、この比例電磁弁を制御するコントローラとを含む電気作動手段から成ることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧により作動し、上記弁体を切り換え制御する操作弁またはパイロットチェック弁を含む油圧作動手段から成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るホイール式走行作業車の走行作動回路装置は、油圧ポンプから走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁の下流側のバイパスラインに設けた弁体と、走行用操作装置の操作量の増加に応じて、弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、この弁体制御手段によって弁体の開口面積を小さくなるように制御した際に、走行用方向制御弁と弁体との間のセンタバイパスラインを流れる流量を走行用方向制御弁に供給可能な流量誘導手段とを備えたことから、走行用操作装置が操作されたときには、弁体制御手段によって弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくして、走行用方向制御弁のスプールの切り欠けを大きく設定したものにあってもブリードオフ流量を少なくし、弁体で阻止された流量を流量誘導手段を介して走行用方向制御弁に供給し、さらに走行モータに供給することができる。これにより、油圧ポンプの出力を十分に活用させることができ、従来に比べてエネルギロスを小さくすることができる。これに伴って、エンジンの出力を抑え、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の第１実施形態を示す電気・油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられる走行モータに付設されるブレーキ装置を示す油圧回路図である。
【図３】第１実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すコントローラに含まれる各関数発生器で設定される関数関係を示す図で、（ａ）図は関数発生器１３ａで設定される走行操作量と切換弁開口面積との関係を示す図、（ｂ）図は関数発生器１３ｃで設定される切換弁開口面積と比例電磁弁制御圧との関係を示す図、（ｃ）図は関数発生器１３ｄで設定される比例電磁弁制御圧と比例電磁弁出力との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す電気・油圧回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るホイール式走行作業車の走行駆動回路装置の第１実施形態を示す電気・油圧回路図、図２は図１に示す第１実施形態に備えられる走行モータに付設されるブレーキ装置を示す油圧回路図である。図３は第１実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示すブロック図、図４は図３に示すコントローラに含まれる各関数発生器で設定される関数関係を示す図で、（ａ）図は関数発生器１３ａで設定される走行操作量と切換弁開口面積との関係を示す図、（ｂ）図は関数発生器１３ｃで設定される切換弁開口面積と比例電磁弁制御圧との関係を示す図、（ｃ）図は関数発生器１３ｄで設定される比例電磁弁制御圧と比例電磁弁出力との関係を示す図である。
【００２０】
第１実施形態に係る走行駆動回路装置は、例えばホイール式油圧ショベルに備えられるもので、図１に示すように、エンジン２２と、このエンジン２２によって駆動される第１油圧ポンプ１、第２油圧ポンプ２、及びパイロットポンプ３を備えている。また、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油によって作動する走行モータ８と、第１油圧ポンプ１の吐出管路に接続されるセンタバイパスライン２０に設けられ、第１油圧ポンプ１から走行モータ８に供給される圧油の流れを制御するオープンセンタ型の走行用方向制御弁４と、この走行用方向制御弁４を切り換え操作する走行用操作装置、すなわちアクセルペダル装置１８とを備えている。センタバイパスライン２０はタンク２１に接続されている。また、第２油圧ポンプ２から吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータ９と、第２油圧ポンプ２及び第１油圧ポンプ１から吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータ１０と、第２油圧ポンプ２から作業用アクチュエータ９に供給される圧油の流れを制御する作業用方向制御弁６と、第２油圧ポンプ２から作業用アクチュエータ１０に供給される圧油の流れを制御する作業用方向制御弁７とを備えている。上述した作業用アクチュエータ９，１０は、当該ホイール式油圧ショベルにあっては、ブームシリンダ、アームシリンダ等によって構成されている。
【００２１】
上述した走行モータ８には、図２に示すブレーキ装置２５が付設されている。このブレーキ装置２５には、オーバロードリリーフ弁２３とカウンタバランス弁２４が含まれている。走行用方向制御弁４が切り換えられた際に、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油は、走行用方向制御弁４及びブレーキ装置２５を介して走行モータ８に供給される。
【００２２】
この第１実施形態は、図１に示すように、走行用方向制御弁４の下流側のバイパスライン２０に設けた弁体、例えば開位置１１ｂと閉位置１１ｃを有する切換弁１１と、アクセルペダル装置１８の操作量、すなわちアクセルペダルの踏み込み量の増加に応じて、切換弁１１の開口面積を開位置１１ｂにおける最大開口面積よりも小さくなるように、すなわち閉位置１１ｃ側へと作動するように制御する弁体制御手段とを備えている。また、弁体制御手段によって切換弁１１の開口面積を小さくなるように制御した際に、走行用方向制御弁４と切換弁１１との間のセンタバイパスライン２０を流れる流量を走行用方向制御弁４に供給可能な流量誘導手段とを備えている。
【００２３】
上述した弁体制御手段は、例えば、パイロットポンプ３に接続され、切換弁１１を切り換え制御する比例電磁弁１２と、この比例電磁弁１２を制御するコントローラ１３とを含む電気作動手段によって構成してある。比例電磁弁１２は、パイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｄとを接続するパイロット管路３４に設けてあり、コントローラ１３から出力される制御信号に応じて下段位置１２ａまたは上段位置１２ｂに切り換えられる。また、上述した流量誘導手段は、一端が走行用方向制御弁４と切換弁１１との間のセンタバイパスライン２０に接続され、他端が走行用方向制御弁４の圧力供給ポートに接続されるパイロット管路２７と、このパイロット管路２７に設けられ、センタバイパスライン２０側から走行用方向制御弁４の圧油供給ポート側への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止するチェック弁２６とによって構成してある。
【００２４】
アクセルペダル装置１８の操作量、すなわち走行操作量を検出する圧力センサ１４，１５を備え、この圧力センサ１４，１５の検出圧、すなわち走行操作量はコントローラ１３に出力されるようになっている。
【００２５】
また、この第１実施形態は、第１油圧ポンプ１から上述の作業用アクチュエータ１０に供給される圧油の流れを制御し、切換弁１１の下流側のセンタバイパスライン２０に設けた作業用方向制御弁５と、この作業用方向制御弁５を切り換え操作する作業用操作装置１９とを備えている。また、作業用操作装置１９が操作されたことを検出する圧力センサ１６，１７を備え、これらの圧力センサ１６，１７の検出信号はコントローラ１３に出力されるようになっている。
【００２６】
コントローラ１３は、図３に示すように、圧力センサ１４，１５から出力されるアクセルペダル装置１８の操作量、すなわち走行操作量に応じて切換弁１１の開口面積を演算する関数発生器１３ａと、作業用操作装置１９が操作されたか否かに応じて切り換えられるスイッチング部１３ｂと、作業用操作装置１９が操作されているときにスイッチング部１３ｂを介して出力される関数発生器１３ａで演算された切換弁１１の開口面積に応じた比例電磁弁１２の制御圧を演算する関数発生器１３ｃと、この関数発生器１３ｃで演算された比例電磁弁１２の制御圧に応じた比例電磁弁１２の出力を演算する関数発生器１３ｄとを含んでいる。
【００２７】
図４の（ａ）図に示すように、関数発生器１３ａには、走行操作量が大きくなるに従って次第に切換弁１１の開口面積が小さくなる走行操作量と切換弁開口面積の関係が設定されている。同図４の（ｂ）図に示すように、関数発生器１３ｃには、切換弁開口面積が大きくなるに従って次第に比例電磁弁１２の制御圧が小さくなる切換弁開口面積と比例電磁弁制御圧の関係が設定されている。同図４の（ｃ）図に示すように、関数発生器１３ｄには、比例電磁弁１２の制御圧が大きくなるに従って次第に比例電磁弁１２の出力が大きくなる比例電磁弁制御圧と比例電磁弁出力との関係が設定されている。
【００２８】
なお、上述した図３に示すスイッチング部１３ｂは、作業用操作装置１９が操作され、圧力センサ１６，１７の信号が入力されたときに、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとを接続するように切り換えられ、作業用操作装置１９が操作されず、圧力センサ１６，１７の信号がコントローラ１３に入力されないときに、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとの間を遮断するように切り換えられる。このスイッチング部１３ｂが、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとの間を遮断するように切り換えられたときは、このコントローラ１３から比例電磁弁１２の制御部に、切換弁１１を最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換える制御信号が出力されるようになっている。
【００２９】
以下に、上述のように構成した第１実施形態における処理動作について説明する。
【００３０】
図１に示すように、例えば作業用操作装置１９が操作されず、作業用方向制御弁５が中立に保持されるとともに、アクセルペダル装置１８が操作されず、走行用方向制御弁４が中立に保持されているときは、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油はセンタバイパスライン２０を経てタンク２１に戻され、当該ホイール式油圧ショベルは停止状態となる。このとき、走行モータ８の内部は閉回路となり、圧油の温度が上昇して機器に悪影響を及ぼす虞がある。そのため、図２に示すブレーキ装置２５のカウンタバランス弁２４の中立絞りから小流量の圧油を逃がして走行用方向制御弁４に導き、走行用方向制御弁４内で上述したようにメータアウト回路とメータイン回路とが連通し、再度、走行モータ８の吸入側に圧油を戻す循環回路が形成される。これによって圧油の温度の上昇が抑えられる。
【００３１】
この間、圧力センサ１４，１５から非操作状態に相応する信号がコントローラ１３に出力される。これに応じて図４に示す関数発生器１３ａは、非操作状態に相応する信号、すなわち走行操作量Ｐ２以下の操作量に応じて切換弁１１の開口面積として最大開口面積Ａｍａｘを求め、この最大開口面積Ａｍａｘをスイッチング部１３ｂを介して関数発生器１３ｃに出力する。この最大開口面積Ａｍａｘに応じて関数発生器１３ｃは比例電磁弁１２の最小制御圧Ｐ３を求め、この最小制御圧Ｐ３を関数発生器１３ｄに出力する。関数発生器１３ｄでは、比例電磁弁１２の最小制御圧Ｐ３に応じて比例電磁弁１２の最小出力Ａ１を求め、この最小出力Ａ１が比例電磁弁１２の制御部に出力される。これにより、比例電磁弁１２はそのばねの力により図１に示すように、パイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｄとの間を遮断する下段位置１２ａに保持される。したがって切換弁１１は、そのばね１１ａの力により最大開口面積である開位置１１ｂに保持される。すなわち、センタバイパスライン２０が全開状態に保持される。これによって上述したように、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油が、走行用方向制御弁４、切換弁１１の開位置１１ｂ、センタバイパスライン２０を介してタンク２１に戻される。
【００３２】
このような中立状態から、例えばアクセルペダル装置１８のアクセルペダルを踏み込むと、そのアクセルペダルの踏み込み量、すなわち走行操作量に応じて走行用方向制御弁４が切り換えられ、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油が走行用方向制御弁４、図２に示したブレーキ装置２５を介して走行モータ８に供給される。これによって走行モータ８が作動し、当該ホイール式油圧ショベルが走行する。
【００３３】
この間、圧力センサ１４，１５から出力される走行操作量がコントローラ１３に出力される。これに応じて、関数発生器１３ａにおいて、切換弁１１の開口面積としてアクセルペダル装置１８の操作量、すなわち走行操作量に応じた開口面積が求められる。ここで説明を簡単にするために、例えば走行操作量が図４の（ａ）図の最大操作量Ｐ１とすると、この関数発生器１３ａで最大操作量Ｐ１に応じて、切換弁１１の開口面積として最小開口面積Ａｍｉｎが求められる。この最小開口面積Ａｍｉｎがスイッチング部１３ｂを介して関数発生器１３ｃに出力される。関数発生器１３ｃでは、切換弁１１の最小開口面積Ａｍｉｎに応じて比例電磁弁１２の最大制御圧Ｐ４を求め、この最大制御圧Ｐ４を関数発生器１３ｄに出力する。関数発生器１３ｄでは、比例電磁弁１２の最大制御圧Ｐ４に応じて比例電磁弁１２の最大出力Ａ２が求められ、この最大出力Ａ２が比例電磁弁１２の制御部に出力される。これにより比例電磁弁１２は、そのばねの力に抗してパイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｄとを連通させる図１の上段位置１２ｂに切り換えられる。したがって、パイロットポンプ３から吐出された圧油が比例電磁弁１２の上段位置１２ｂ、パイロット管路３４を介して切換弁１１の制御部１１ｄに与えられ、この切換弁１１がばね１１ａの力に抗して閉位置１１ｃに切り換えられる。これにより、センタバイパスライン２０は切換弁１１において遮断される。
【００３４】
したがって、走行モータ８を作動させている間に走行用方向制御弁４からセンタバイパスライン２０に流れた圧油すなわちブリードオフ流量は、パイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに、第１油圧ポンプ１から吐出される圧油に合流して供給される。すなわち、走行用方向制御弁４からバイパスライン２０に流れた流量を走行モータ８の作動に活用させることができる。
【００３５】
また例えば、上述のようにアクセルペダル装置１８だけが操作されている状態から、作業用操作装置１９を操作すると、作業用操作装置１９が操作されたことが圧力センサ１６，１７で検出され、これらの信号がコントローラ１３に入力される。コントローラ１３は、圧力センサ１６，１７の信号に基づいて図３に示すスイッチング部１３ｂを、関数発生器１３ａと関数発生器１３ｃとの間を遮断する位置に切り換え、切換弁１１の最大開口面積に相応する制御信号を比例電磁弁１２の制御部に出力させる処理を行う。この制御信号により、比例電磁弁１２はそのばねの力により図１に示す下段位置１２ａに切り換えられ、切換弁１１はそのばね１１ａの力により最大開口面積となる開位置１１ｂに切り換えられる。すなわち、アクセルペダル装置１８が操作されて走行モータ８が作動し、当該ホイール式油圧ショベルが走行している状態にあっても、作業用操作装置１９が操作されたときには、切換弁１１が最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられる。したがって、走行用方向制御弁４からバイパスライン２０に流れた流量が、切換弁１１、センタバイパスライン２０を介して作業用方向制御弁５に供給され、この作業用方向制御弁５を介して第２油圧ポンプ２から吐出される圧油とともに作業用アクチュエータ１０に供給され、この作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。なお、アクセルペダル装置１８が操作されていない状態で作業用操作装置１９が操作された場合にも、切換弁１１は最大開口面積である開位置１１ｂに保たれ、第１油圧ポンプ１から吐出された圧油は、走行用方向制御弁４及び切換弁１１の開位置１１ｂを介して作業用方向制御弁５に供給される。
【００３６】
このように構成した第１実施形態によれば、上述のように作業用操作装置１９が操作されていない状態にあって、アクセルペダル装置１８が操作されたときには、コントローラ１３から出力される制御信号により比例電磁弁１２が図１の上段位置１２ｂに切り換えられ、切換弁１１の開口面積が最大開口面積よりも小さくなるように制御される。これにより、切換弁１１からセンタバイパスライン２０を通ってタンク２１に逃がされる流量、すなわちブリードオフ流量が少なくなるように抑えられ、切換弁１１においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４に供給し、走行モータ８の作動に活用させることができる。すなわち、走行用方向制御弁４のスプールの切り欠けを大きく設定したものにあってもブリードオフ流量を少なくし、走行モータ８に圧油を供給する第１油圧ポンプ１の出力を十分に活用させることができ、エネルギロスを小さくすることができる。これに伴って、エンジン２２の出力を抑え、燃費を向上させることができる。すなわち、従来と同等の性能を確保しようとする場合に、第１油圧ポンプ１の容量を小さくすることができ、これに伴ってエンジン２２の出力を抑えることができる。
【００３７】
そして、作業用操作装置１９が操作されたときには、切換弁１１が最大開口面積となる開位置１１ｂに切り換えられ、切換弁１１の開位置１１ｂからセンタバイパスライン２０に流れた流量を作業用方向制御弁５を介して作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。この点でも第１油圧ポンプ１の出力を活用させることができる。
【００３８】
図５は本発明の第２実施形態を示す電気・油圧回路図である。この図５に示す第２実施形態は、走行用方向制御弁４の下流側のセンタバイパスライン２０に設ける弁体が、パイロットチェック弁４０から成る構成にしてある。その他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
【００３９】
このように構成した第２実施形態は、作業用操作装置１９が操作されていない状態にあって、アクセルペダル装置１８が操作されたときには、例えばコントローラ１３から出力される制御信号により比例電磁弁１２が図１の下段位置１２ａに切り換えられ、パイロットチェック弁４０が逆止弁として機能し、走行用方向制御弁４からバイパスライン２０に流れた流量を阻止する。すなわちパイロットチェック弁４０の開口面積が、パイロットチェック弁４０を作動させ逆止弁機能を喪失させた際の開放状態における最大開口面積よりも小さくなるように制御される。これにより、パイロットチェック弁４０においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに供給して走行モータ８の作動に活用させることができ、第１実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４０】
また、作業用操作装置１９が操作されたときには、コントローラ１３から出力される制御信号により比例電磁弁１２が上段位置１２ｂに切り換えられ、パイロットポンプ３のパイロット圧がパイロット管路３５を介してパイロットチェック弁４０の制御部に供給される。これによってパイロットチェック弁４０が逆止弁機能を喪失して最大開口面積である開放状態となり、パイロットチェック弁４０からセンタバイパスライン２０に流れる流量を、作業用アクチュエータ１０の駆動に活用されることができる。この点でも第１実施形態と同等の作用効果が得られる。なお、アクセルペダル装置１８が操作されないときには、コントローラ１３からの制御信号により比例電磁弁１２は上段位置１２ｂに切り換えられ、パイロットポンプ３のパイロット圧がパイロット管路３５を介してパイロットチェック弁４０の制御部に供給され、このパイロットチェック弁４０の逆止弁機能が喪失されるようになっている。
【００４１】
図６は本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。この図６に示す第３実施形態は、アクセルペダル装置１８の操作量の増加に応じて、弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段が、作業用操作装置１９の操作に伴って発生するパイロットポンプ３の二次圧により作動し、弁体すなわち第１実施形態と同等の切換弁１１を切り換え制御する操作弁４３を含む油圧作動手段から成っている。
【００４２】
すなわち、この第３実施形態は、アクセルペダル装置１８の操作に伴って発生するパイロットポンプ３の二次圧を取り出し、切換弁１１の制御部１１ｄに接続されたパイロット管路３６に導くシャトル弁４１と、作業用操作装置１９の操作に伴って発生するパイロットポンプ３の二次圧を取り出すシャトル弁４２と、パイロット管路３６に設けられ、シャトル弁４２から導かれた二次圧に応じてパイロット管路３６を遮断可能な操作弁４３とを備えた構成にしてある。その他の構成は、上述した第１実施形態の構成のうちの電気機器部分、すなわち圧力センサ１４，１５，１６，１７、比例電磁弁１２、及びコントローラ１３を除いた構成と同等である。
【００４３】
このように構成した第３実施形態は、作業用操作装置１９が操作されていない状態にあっては、操作弁４３は、そのばね１１ａの力により開位置４３ａに保持され、シャトル弁４１と切換弁１１の制御部１１ｄとはパイロット管路３６を介して導通状態に保たれる。例えばこのような状態からアクセルペダル装置１８を操作すると、その操作量に相応するパイロット圧がシャトル弁４１から取り出され、操作弁４３を介して切換弁１１は、その開口面積が、最大開口面積よりも小さくなるように閉位置１１ｃ側に作動するように制御される。したがって、第１，第２実施形態と同様に、切換弁１１においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに供給し、走行モータ８の作動に活用させることができ、第１，第２実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４４】
また、作業用操作装置１９が操作されたときには、シャトル弁４２から取り出されたパイロットポンプ３の二次圧が操作弁４３の制御部に与えられ、操作弁４３がばねの力に抗して閉位置４３ｂに切り換えられる。これによりパイロット管路３６は遮断され、切換弁１１は、そのばね１１ａの力により最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられる。したがって、切換弁１１からセンタバイパスライン２０に流れた流量を、作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。この点でも第１実施形態と同等の作用効果が得られる。なお、アクセルペダル装置１８が操作されなくなったときには、切換弁１１の制御部１１ｄにパイロットポンプ３の二次圧が供給されず、ばね１１ａの力により切換弁１１は開位置１１ｂに保持される。
【００４５】
図７は本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。この図７に示す第４実施形態は、第３実施形態のようにシャトル弁４１と切換弁１１の制御部１１ｄとを接続するパイロット管路３６に操作弁４３を設けずに、パイロットポンプ３と切換弁１１のばね１１ａが設けられる側の制御部１１ｅとを接続するパイロット管路４６を設け、このパイロット管路４６にシャトル弁４２から取り出されたパイロット圧に応じて逆止弁機能を喪失して開放状態となるパイロットチェック弁４５を設けた構成にしてある。この第４実施形態も、弁体制御手段、すなわち切換弁１１を制御する手段が油圧作動手段から成っている。その他の構成は第３実施形態と同等である。
【００４６】
このように構成した第４実施形態は、作業用操作装置１９が操作されていない状態にあっては、パイロットチェック弁４５が逆止弁として機能し、パイロットポンプ３側から制御弁１１の制御部１１ｅへの圧油の流れを阻止する状態に保たれる。また、アクセルペダル装置１８が操作されない中立時には、切換弁１１の制御部１１ｄにパイロットポンプ３の二次圧が供給されず、ばね１１ａの力により切換弁１１は最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられる。例えばこのような状態からアクセルペダル装置１８を操作すると、その操作量に相応するパイロットポンプ３の二次圧がシャトル弁４１から取り出され、切換弁１１の制御部１１ｄに与えられる。これにより切換弁１１は、その開口面積が最大開口面積よりも小さくなるように閉位置１１ｃ側に作動するように制御される。したがって、第３実施形態と同様に、切換弁１１においてタンク２１への流れを阻止された流量をパイロット管路２７及びチェック弁２６を介して走行用方向制御弁４の圧油供給ポートに供給し、走行モータ８の作動に活用させることができ、第３実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４７】
また、作業用操作装置１９が操作されたときには、シャトル弁４２から取り出されたパイロットポンプ３の二次圧がパイロットチェック弁４５に与えられ、このパイロットチェック弁４５が逆止弁機能を喪失して開放状態となる。これにより、パイロット管路４６を介してパイロットポンプ３と切換弁１１の制御部１１ｅとが導通し、パイロットポンプ３の二次圧がパイロット管路４６、パイロットチェック弁４５を介して切換弁１１の制御部１１ｅに供給される。したがって、切換弁１１は、ばね１１ａの力とパイロットポンプ３の二次圧による力に応じて最大開口面積を保持する開位置１１ｂに切り換えられ、この切換弁１１からセンタバイパスライン２０に流れた流量を、作業用アクチュエータ１０の作動に活用させることができる。この点でも第３実施形態と同等の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 第１油圧ポンプ
３ パイロットポンプ
４ 走行用方向制御弁
５ 作業用方向制御弁
８ 走行モータ
１０ 作業用アクチュエータ
１１ 切換弁（弁体）
１２ 比例電磁弁
１３ コントローラ
１３ａ 関数発生器
１３ｂ スイッチング部
１３ｃ 関数発生器
１３ｄ 関数発生器
１４ 圧力センサ
１５ 圧力センサ
１６ 圧力センサ
１７ 圧力センサ
１８ アクセルペダル装置（走行操作装置）
１９ 作業用操作装置
２０ センタバイパスライン
２１ タンク
２２ エンジン
２５ ブレーキ装置
２６ チェック弁
２７ パイロット管路
４０ パイロットチェック弁（弁体）
４３ 操作弁
４５ パイロットチェック弁（弁体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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走行モータと、上記油圧ポンプとタンクとを接続するバイパスラインに設けられ、上記油圧ポンプから上記走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁を切り換え操作する走行用操作装置とを備えたホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記走行用方向制御弁の下流側の上記バイパスラインに設けた弁体と、
上記走行用操作装置の操作量の増加に応じて、上記弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、
上記弁体制御手段によって上記弁体の開口面積を小さくなるように制御した際に、上記走行用方向制御弁と上記弁体との間の上記センタバイパスラインを流れる流量を上記走行用方向制御弁に供給可能な流量誘導手段とを備えたことを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記作業用アクチュエータに供給される圧油の流れを制御し、上記弁体の下流側の上記センタバイパスラインに設けた作業用方向制御弁と、この作業用方向制御弁を切り換え操作する作業用操作装置を備えるとともに、
上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って上記弁体の開口面積が上記最大開口面積となるように制御することを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項３】
請求項２に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記弁体は、切換弁またはパイロットチェック弁から成ることを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項４】
請求項３に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記弁体制御手段は、上記弁体を切り換え制御する比例電磁弁と、この比例電磁弁を制御するコントローラとを含む電気作動手段から成ることを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項５】
請求項３に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧により作動し、上記弁体を切り換え制御する操作弁またはパイロットチェック弁を含む油圧作動手段から成ることを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項１】
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走行モータと、上記油圧ポンプとタンクとを接続するバイパスラインに設けられ、上記油圧ポンプから上記走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁を切り換え操作する走行用操作装置とを備えたホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記走行用方向制御弁の下流側の上記バイパスラインに設けた弁体と、
上記走行用操作装置の操作量の増加に応じて、上記弁体の開口面積を最大開口面積よりも小さくなるように制御する弁体制御手段と、
上記弁体制御手段によって上記弁体の開口面積を小さくなるように制御した際に、上記走行用方向制御弁と上記弁体との間の上記センタバイパスラインを流れる流量を上記走行用方向制御弁に供給可能な流量誘導手段とを備えたことを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する作業用アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記作業用アクチュエータに供給される圧油の流れを制御し、上記弁体の下流側の上記センタバイパスラインに設けた作業用方向制御弁と、この作業用方向制御弁を切り換え操作する作業用操作装置を備えるとともに、
上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って上記弁体の開口面積が上記最大開口面積となるように制御することを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項３】
請求項２に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記弁体は、切換弁またはパイロットチェック弁から成ることを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項４】
請求項３に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記弁体制御手段は、上記弁体を切り換え制御する比例電磁弁と、この比例電磁弁を制御するコントローラとを含む電気作動手段から成ることを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【請求項５】
請求項３に記載のホイール式走行作業車の走行駆動回路装置において、
上記弁体制御手段は、上記作業用操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧により作動し、上記弁体を切り換え制御する操作弁またはパイロットチェック弁を含む油圧作動手段から成ることを特徴とするホイール式走行作業車の走行駆動回路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１４９５５４（Ｐ２０１２−１４９５５４Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８７１（Ｐ２０１１−７８７１）
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【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２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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