油圧駆動装置
【課題】チャージポンプを駆動するための損失を低減し、出力効率の向上を図ること。
【解決手段】エンジン２によって駆動される油圧ポンプ１０と、油圧循環回路１を介して油圧ポンプ１０に接続され、油圧ポンプ１０から循環供給される圧油によって駆動される油圧モータ２０と、エンジン２によって駆動され、油圧循環回路１に圧油を供給するチャージポンプ３０とを備え、油圧モータ２０の駆動を外部出力する油圧駆動装置であって、油圧モータ２０の出力軸２０ａに接続され、油圧モータ２０が駆動している場合に油圧循環回路１に対して圧油の供給が可能となるアシストポンプ４０を備えている。
【解決手段】エンジン２によって駆動される油圧ポンプ１０と、油圧循環回路１を介して油圧ポンプ１０に接続され、油圧ポンプ１０から循環供給される圧油によって駆動される油圧モータ２０と、エンジン２によって駆動され、油圧循環回路１に圧油を供給するチャージポンプ３０とを備え、油圧モータ２０の駆動を外部出力する油圧駆動装置であって、油圧モータ２０の出力軸２０ａに接続され、油圧モータ２０が駆動している場合に油圧循環回路１に対して圧油の供給が可能となるアシストポンプ４０を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機によって駆動される油圧ポンプと、油圧閉回路を介して油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータとを備え、油圧モータの駆動を外部出力する油圧駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダやブルドーザ等、建設機械として使用される車両には、原動機であるエンジンと、駆動車輪との間にＨＳＴ（Hydro-Static Transmission）と称される油圧駆動装置が設けられているものがある。油圧駆動装置は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧閉回路を介して油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータとを備えて構成されており、油圧モータの駆動を駆動車輪に伝達することによって車両を走行させるようにしたものである。
【０００３】
通常、この種の油圧駆動装置は、油圧閉回路に圧油を供給するためのチャージポンプを備えている。チャージポンプは、油圧ポンプや油圧モータの内部漏れ、あるいは油圧モータのポンプ動作に起因した油圧閉回路に生じる圧油の不足分を補充するもので、油圧ポンプと同様に、エンジンによって駆動されるように設けられている。こうした油圧駆動装置によれば、油圧ポンプや油圧モータにキャビテーションが招来される虞れがなく、安定した動作を確保することができるようになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２７９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、チャージポンプとしては、エンジンが最低回転数で運転されている場合にも、不足分の圧油を補充できるだけの容量を確保しなければならないため、比較的大容量のものが必要となる。しかしながら、こうした油圧駆動装置にあっては、エンジン回転数が上昇した場合、チャージポンプから吐出される圧油が直ちに過剰となる。過剰となった分の圧油はそのまま油タンクに返却されることになるため、チャージポンプのポンプ効率を考慮した場合、必ずしも好ましいとはいえない。しかも、常に大容量のチャージポンプをエンジンによって駆動しなければならないため、エンジンに対する負荷の点でも不利であり、出力効率の低下を招来する要因となる。
【０００６】
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、チャージポンプを駆動するための損失を低減し、出力効率の向上を図ることのできる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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る油圧駆動装置は、原動機によって駆動される油圧ポンプと、油圧閉回路を介して前記油圧ポンプに接続され、該油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータと、前記原動機によって駆動され、前記油圧閉回路に圧油を供給するチャージポンプとを備え、前記油圧モータの駆動を外部出力する油圧駆動装置であって、前記油圧モータの出力軸に接続され、該油圧モータが駆動している場合に前記油圧閉回路に対して圧油の供給が可能となるアシストポンプを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記アシストポンプと前記油圧閉回路との間の圧油供給系に介在し、前記アシストポンプから前記油圧閉回路への圧油の供給を制御するバルブユニットを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記油圧ポンプは、前記油圧モータに対する圧油の循環供給方向が変更可能であり、前記油圧モータは、前記油圧ポンプからの圧油の循環供給方向に応じて駆動するものであり、前記バルブユニットは、前記アシストポンプからの圧油の吐出方向に応じて前記油圧閉回路との接続態様を切り替え可能な切替バルブを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記油圧閉回路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出した圧力に応じて前記切替バルブを作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、原動機によって駆動されるチャージポンプのみならず、油圧モータによって駆動されるアシストポンプからも油圧閉回路に圧油を供給するようにしている。アシストポンプから吐出される圧油の流量は、油圧モータの回転数に応じて増大するものである。従って、アシストポンプの容量を小さく抑えた場合にも、油圧モータのポンプ動作に起因した回転により圧油の不足分を十分に補充することができるようになる。しかも、アシストポンプを設けることにより、チャージポンプとしては油圧ポンプや油圧モータの内部漏れ分を補充できる容量を確保すれば十分であり、その小型化とともにポンプ効率の向上を図ることができるようになるばかりでなく、原動機に対する負荷損失も軽減し、出力効率の向上を期待することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る油圧駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、いわゆるＨＳＴと称され、ホイールローダやブルドーザ、スキットステアローダ等、建設機械として使用される車両に搭載されるもので、閉回路となる油圧循環回路１に油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０を備えている。
【００１４】
油圧ポンプ１０は、車両のエンジン２によって駆動されるものである。本実施の形態１では、斜板の傾転角を変更することによって容量及び圧油の吐出方向を変更することのできる可変容量型の油圧ポンプ１０を適用している。尚、以下においては便宜上、油圧循環回路１を構成する通路を区別する場合、図１において油圧ポンプ１０の上方に位置する吐出口１０ａに接続した通路を「上方通路１ａ」と称し、図１において油圧ポンプ１０の下方に位置する吐出口１０ｂに接続した通路を「下方通路１ｂ」と称する。
【００１５】
油圧モータ２０は、油圧循環回路１を介して油圧ポンプ１０から循環供給される圧油によって駆動されるものである。本実施の形態１では、斜板の傾転角を変更することによって容量を変更することのできる可変容量型の油圧モータ２０を適用している。油圧モータ２０は、その出力軸２０ａが図示せぬ減速機を介して車両の駆動車輪３に接続してあり、駆動車輪３を回転駆動することで車両を走行させることができる。油圧モータ２０の回転方向は、油圧ポンプ１０からの圧油の循環供給方向に応じて変更され、車両を前進、もしくは後進させることができる。尚、以下においては、上方通路１ａを介して油圧ポンプ１０から油圧モータ２０に圧油が供給された場合に図１において油圧モータ２０が時計回りに回転し、下方通路１ｂを介して油圧ポンプ１０から油圧モータ２０に圧油が供給された場合に図１において油圧モータ２０が反時計回りに回転するものとする。
【００１６】
この油圧駆動装置には、チャージポンプ３０、アシストポンプ４０、バルブユニット５０が設けてある。
【００１７】
チャージポンプ３０は、車両のエンジン２によって駆動されるもので、その吐出口３０ａがチャージ通路４及び一対の分岐通路５により上方通路１ａ及び下方通路１ｂのそれぞれに接続してある。一対の分岐通路５には、それぞれチェックバルブ５ａが介装してある。また、チャージ通路４において分岐通路５の分岐点５ｂに至るまでの間には、所定のチャージリリーフ圧が設定されたチャージリリーフバルブ６が接続してある。本実施の形態では、チャージリリーフ圧として３ＭＰａが設定してある。
【００１８】
アシストポンプ４０は、一対の流通口４０ａ，４０ｂを有し、その回転方向に応じて圧油の吐出方向を変更することのできるものである。このアシストポンプ４０は、入力軸４０ｃが油圧モータ２０の出力軸２０ａに接続してあり、油圧モータ２０の駆動によって駆動することが可能である。アシストポンプ４０の回転方向は、油圧モータ２０の回転方向に応じたものとなる。尚、以下においては、油圧モータ２０が図１において時計回りに回転した場合にアシストポンプ４０も時計回りに回転し、上方に位置する流通口（以下、「上方流通口４０ａ」という）から圧油を吐出する。また、油圧モータ２０が図１において反時計回りに回転した場合にアシストポンプ４０も反時計回りに回転し、下方に位置する流通口（以下、「下方流通口４０ｂ」という）から圧油を吐出するものとする。
【００１９】
バルブユニット５０は、電磁式の切替バルブ５１とコントローラ５２とを備えて構成してある。切替バルブ５１は、コントローラ５２から制御信号が与えられた場合に、アシストポンプ４０の各流通口４０ａ，４０ｂに接続した一対の流通通路７ａ，７ｂに対して、上述した一対の分岐通路５の分岐点５ｂに至るアシスト通路８と、油タンク６０に至るドレン通路９との接続態様を切り替えるためのもので、中立位置５１ａを含めた三位置に切替可能である。すなわち、上方流通口４０ａ及び下方流通口４０ｂをそれぞれ油タンク６０に接続する中立位置５１ａと、上方流通口４０ａを油タンク６０に接続するとともに下方流通口４０ｂを分岐通路５の分岐点５ｂに接続する第１位置５１ｂと、上方流通口４０ａを分岐通路５の分岐点５ｂに接続するとともに下方流通口４０ｂを油タンク６０に接続する第２位置５１ｃとに切り替わるものである。
【００２０】
コントローラ５２は、図２に示すように、一対の圧力センサ７０ａ，７０ｂからの検出信号に基づいて上述の切替バルブ５１を作動させるための制御信号を出力するものである。圧力センサ７０ａ，７０ｂは、油圧循環回路１のそれぞれに配設されたもので、図３に示すように、それぞれが予め設定した閾値（例えば、３ＭＰａ）を下回った場合にＬｏ信号を出力する一方、閾値以上となった場合にＨｉ信号を出力するものである。尚、図２及び図３においては、上方通路１ａに配設した圧力センサ７０ａの検出する圧力を「ＰＡ」、検出信号を「信号Ａ」とし、下方通路１ｂに配設した圧力センサ７０ｂの検出する圧力を「ＰＢ」、検出信号を「信号Ｂ」としてある。
【００２１】
尚、図１中の符号８０は、油圧循環回路１に接続されたメインリリーフバルブである。このメインリリーフバルブ８０には、油圧循環回路１の最大許容圧力がメインリリーフ圧として設定してある。本実施の形態１では、メインリリーフ圧として４０ＭＰａが設定してある。
【００２２】
上記のように構成した油圧駆動装置では、エンジン２が運転されると、油圧ポンプ１０が駆動され、設定された斜板の傾転角に応じた吐出方向に、設定された容量の圧油が循環供給されることになる。油圧ポンプ１０から圧油が循環供給されると、その循環供給方向に応じて油圧モータ２０が回転駆動され、この油圧モータ２０の回転によって車両が所望の方向に走行されることとなる。油圧ポンプ１０からの圧油の吐出方向を変更することにより、車両の進行方向を変更することができ、油圧ポンプ１０の斜板傾転角や油圧モータ２０の斜板傾転角を変更することにより、車両の速度や牽引力を変更することが可能となる。
【００２３】
上述した動作の間、エンジン２によってチャージポンプ３０が常時駆動された状態にある。これにより、例えば油圧ポンプ１０や油圧モータ２０の内部漏れに起因して上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の圧力がチャージリリーフ圧よりも低下した場合には、チャージポンプ３０から供給される圧油が直ちに補充されることになる。尚、上方通路１ａ及び下方通路１ｂの圧力がいずれもチャージリリーフ圧よりも低下しない状況下においては、チャージポンプ３０から吐出された圧油がチャージリリーフバルブ６を通じて油タンク６０に返送される。
【００２４】
一方、コントローラ５２は、上述した動作の間、圧力センサ７０ａ，７０ｂからの検出信号を常時監視しており、これら圧力センサ７０ａ，７０ｂの検出結果に基づき、図２に示した作動態様に従って切替バルブ５１を作動させる処理を実施している。
【００２５】
いま、アクセルペダルを最大限踏み込んだ状態でエンジン２が２０００ｒｐｍで運転され、油圧モータ２０が図１において時計回りに３０００ｒｐｍで回転しているものとする。この状態においては、図４中の０→ｔ１に示すように、上方通路１ａの圧力が２０ＭＰａ程度となり、下方通路１ｂの圧力が３ＭＰａ程度となるため、双方の圧力センサ７０ａ，７０ｂからＨｉ信号が出力される。従って、コントローラ５２は、切替バルブ５１に対して中立位置５１ａを維持するための制御信号を出力する。
【００２６】
切替バルブ５１が中立位置５１ａに維持された場合には、図１に示すように、アシストポンプ４０の２つの流通口４０ａ，４０ｂがいずれも油タンク６０に接続された状態となる。アシストポンプ４０は、油圧モータ２０に常時接続された状態にあるが、２つの流通口４０ａ，４０ｂがいずれも油タンク６０に接続された場合、油圧循環回路１に対して圧油を供給することもなく、圧縮仕事を行わないため、油圧モータ２０に対して大きな負荷となることもない。
【００２７】
上述した状態からアクセルペダルをオフ状態とすると、エンジン２の回転数が急速に低下し、例えばそのままローアイドルである８００ｒｐｍを維持すると、油圧ポンプ１０から吐出される圧油の流量が低下するため、図４中のｔ１→ｔ２に示すように、上方通路１ａの圧力も２０ＭＰａ程度から３ＭＰａ程度まで低下する。
【００２８】
一方、油圧モータ２０にあっては、エンジン２の回転数が急速に低下した状況下にあっても、慣性により徐々に回転数が低下することになる。この結果、下方通路１ｂの圧力が急速に上昇し、メインリリーフ圧の４０ＭＰａ程度となる。この状態において当初は、双方の圧力センサ７０ａ，７０ｂからＨｉ信号が出力されるため、コントローラ５２からの制御信号によって切替バルブ５１が中立位置５１ａを維持する。尚、下方通路１ｂの圧力がメインリリーフ圧程度となると、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０の内部漏れが増大することになるものの、この内部漏れ分の圧油が上述したチャージポンプ３０から補充されることになる。
【００２９】
ここで、上述の状態が暫時継続すると、油圧モータ２０のポンプ動作により油圧モータ２０に供給される圧油に対して油圧モータ２０から吐出される圧油が過大となる。従って、単にチャージポンプ３０の容量を小さく設定した場合には、図４中のｔ３→ｔ４において破線で示すように、上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを下回る虞れがある。
【００３０】
しかしながら、上記油圧駆動装置によれば、上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを下回った場合、圧力センサ７０ａからＬｏ信号が出力され、図２に示す場面（３）となり、コントローラ５２によって切替バルブ５１が第２位置５１ｃに切り替えられることになる。これにより、アシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油がアシスト通路８及び一方の分岐通路５を介して上方通路１ａに補充されるため、図４中のｔ３→ｔ４において実線で示すように、上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを維持するようになる。従って、油圧ポンプ１０や油圧モータ２０にキャビテーションが招来される虞れがなく、油圧駆動装置の安定した動作を確保することができるようになる。
【００３１】
さらに、上述の状態が暫時継続し、図４中のｔ４→ｔ５に示すように、油圧モータ２０の回転数が十分に低下し、チャージポンプ３０からの圧油の補充のみによって上方通路１ａに３ＭＰａの圧力が確保できるようになると、コントローラ５２によって切替バルブ５１が中立位置５１ａに復帰され、アシストポンプ４０から油圧循環回路１に対する圧油の供給が停止される。
【００３２】
尚、油圧モータ２０が図１において反時計回りに回転している状況下では、エンジン２の回転数が急速に低下すると、上方通路１ａと下方通路１ｂとで圧力の変化が先とは逆となり、下方通路１ｂの圧力が３ＭＰａを下回る傾向となる。しかしながら、この場合には、コントローラ５２からの制御信号によって切替バルブ５１が中立位置５１ａから第１位置５１ｂに切り替えられ、アシストポンプ４０の下方流通口４０ｂから吐出された圧油がアシスト通路８及び一方の分岐通路５を介して下方通路１ｂに補充されることになる。
【００３３】
また、エンジン２の回転数が急速に低下した場合にアシストポンプ４０が動作する場面を例示しているが、これらの場面のみならず、上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の圧力が閾値を下回れば、アシストポンプ４０から吐出された圧油が該当する通路に補充されることになる。
【００３４】
このように、上記油圧駆動装置では、エンジン２によって駆動されるチャージポンプ３０のみならず、油圧モータ２０によって駆動されるアシストポンプ４０からも油圧循環回路１に圧油を供給するようにしている。アシストポンプ４０から吐出される圧油の流量は、油圧モータ２０の回転数に応じて増大するものである。従って、アシストポンプ４０の容量を小さく抑えた場合にも、油圧モータ２０のポンプ動作に起因した圧油の不足分を十分に補充することができるようになる。しかも、アシストポンプ４０を設けることにより、チャージポンプ３０としては油圧ポンプ１０や油圧モータ２０の内部漏れ分を補充できる容量を確保すれば十分であり、その小型化とともにポンプ効率の向上を図ることができるようになるばかりでなく、エンジン２に対する負荷も軽減し、出力効率の向上を期待することが可能となる。
【００３５】
尚、上述した実施の形態１で示した圧力センサ７０ａ，７０ｂの閾値、チャージリリーフバルブ６のチャージリリーフ圧、メインリリーフバルブ８０のメインリリーフ圧等々、具体的な数値は例示のために明示したものであり、その他の値に設定しても構わない。
【００３６】
また、上述した実施の形態１では、油圧ポンプ１０として油圧モータ２０に対する圧油の循環供給方向が変更可能なものを適用しているが、必ずしもこれに限定されず、圧油の循環供給方向が一方向となる油圧ポンプ１０を適用することも可能である。
【００３７】
さらに、上述した実施の形態１では、アシストポンプ４０の入力軸４０ｃと油圧モータ２０の出力軸２０ａを接続する場合には、両者を直接接続しても良いし、複数の歯車列を介して両者を接続しても構わない。
【００３８】
また、上述した実施の形態１では、アシストポンプ４０に接続した流通通路７ａ，７ｂと油圧循環回路１に至るアシスト通路８との間の切替バルブ５１を配設しているため、必要時にのみアシストポンプ４０からの圧油を油圧循環回路１に供給することができ、アシストポンプ４０の負荷を可及的に低減することができるが、必ずしも切替バルブ５１を配設する必要はない。
【００３９】
例えば、図５に示す実施の形態２の油圧駆動装置では、アシストポンプ４０の各流通口４０ａ，４０ｂに接続した一対の流通通路１０７ａ，１０７ｂを直接分岐通路５の分岐点５ｂに接続するようにしている。それぞれの流通通路１０７ａ，１０７ｂには、アシストポンプ４０から分岐点５ｂへの圧油の通過を許容するチェックバルブ１０８ａ，１０８ｂが介在させてある。また各流通通路１０７ａ，１０７ｂには、個別の補給通路１０９ａ，１０９ｂを介して油タンク６０が接続してある。それぞれの補給通路１０９ａ，１０９ｂには、油タンク６０から補給通路１０９ａ，１０９ｂへの圧油の通過を許容するチェックバルブ１１０ａ，１１０ｂが介在させてある。尚、実施の形態２において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４０】
この実施の形態２の油圧駆動装置においては、油圧モータ２０が回転している場合に常にアシストポンプ４０から圧油が吐出され、この圧油により分岐通路５の分岐点５ｂに常に油圧が作用することになる。従って、例えば上方通路１ａの圧力がチャージリリーフバルブ６のチャージリリーフ圧を下回った場合には、この上方通路１ａに対してアシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油が補充されることになる。
【００４１】
上記実施の形態２の油圧駆動装置によれば、エンジン２によって駆動されるチャージポンプ３０のみならず、油圧モータ２０によって駆動されるアシストポンプ４０からも油圧循環回路１に圧油を供給するようにしている。アシストポンプ４０から吐出される圧油の流量は、油圧モータ２０の回転数に応じて増大するものである。従って、アシストポンプ４０の容量を小さく抑えた場合にも、油圧モータ２０のポンプ動作に起因した圧油の不足分を十分に補充することができるようになる。しかも、アシストポンプ４０を設けることにより、チャージポンプ３０としては油圧ポンプ１０や油圧モータ２０の内部漏れ分を補充できる容量を確保すれば十分であり、その小型化とともにポンプ効率の向上を図ることができるようになるばかりでなく、エンジン２に対する負荷も軽減し、出力効率の向上を期待することが可能となる。
【００４２】
さらに、上述した切替バルブ５１を適用する場合に上述した実施の形態１では、油圧循環回路１の上方通路１ａ及び下方通路１ｂにそれぞれ圧力センサ７０ａ，７０ｂを配設し、これら圧力センサ７０ａ，７０ｂの検出結果に基づくコントローラ５２からの制御信号によって切り替えられる電磁式のものを例示しているが、切替バルブとしては必ずしも電磁式のものである必要はない。
【００４３】
例えば、図６に示す実施の形態３の油圧駆動装置では、油圧式の切替バルブ２５１を適用し、この切替バルブ２５１の一方の端部に上方通路１ａの圧力を作用させる一方、切替バルブ２５１の他方の端部に下方通路１ｂの圧力を作用させるようにしている。尚、実施の形態３において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４４】
この実施の形態３の油圧駆動装置においては、油圧モータ２０が回転している場合に生じる上方通路１ａと下方通路１ｂとの圧力差によって切替バルブ２５１が中立位置２５１ａから第１位置２５１ｂもしくは第２位置２５１ｃに切り替えられ、油圧モータ２０の回転方向に寄らず常にアシストポンプ４０からの圧油により分岐通路５の分岐点５ｂに常に油圧が作用することになる。従って、例えば上方通路１ａの圧力がチャージリリーフバルブ６のチャージリリーフ圧を下回った場合には、この上方通路１ａに対してアシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油が補充されることになる。
【００４５】
尚、図６に示す実施の形態３の油圧駆動装置においては、切替バルブ２５１を設けた場合であっても常時アシストポンプ４０が圧縮仕事を行うことになる。油圧式の切替バルブ２５１を適用してアシストポンプ４０の油圧モータ２０に対する負荷を軽減する場合には、図７に示す実施の形態４のように油圧駆動装置を構成すれば良い。
【００４６】
すなわち、図７に示す実施の形態４の油圧駆動装置では、油圧式の切替バルブ２５１の他に、低圧選択バルブ３００及び油圧感応式の補助切替バルブ３１０とを備えて構成してある。低圧選択バルブ３００は、油圧循環回路１の上方通路１ａ及び下方通路１ｂから低圧側の油圧を選択し、選択した油圧を補助切替バルブ３１０に作用させるものである。補助切替バルブ３１０は、低圧選択バルブ３００から出力される油圧循環回路１の低圧側油圧が予め設定した閾値を下回った場合にのみ、切替バルブ２５１の一方の端部に上方通路１ａの圧力を作用させるとともに、切替バルブ２５１の他方の端部に下方通路１ｂの圧力を作用させるものである。尚、実施の形態４において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４７】
この実施の形態４の油圧駆動装置においては、上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の油圧が補助切替バルブ３１０に設定した閾値、例えば３ＭＰａを下回った場合、これら上方通路１ａ及び下方通路１ｂの圧力差によって切替バルブ２５１が中立位置２５１ａから第１位置２５１ｂもしくは第２位置２５１ｃに切り替えられ、油圧モータ２０の回転方向に寄らずアシストポンプ４０からの圧油により分岐通路５の分岐点５ｂに油圧が作用することになる。従って、例えば上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを下回った場合には、この上方通路１ａに対してアシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油が補充されることになる。しかも、実施の形態４の油圧駆動装置によれば、上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の油圧が補助切替バルブ３１０に設定した閾値を下回らない場合、つまりアシストポンプ４０が不必要となっている状態においては、アシストポンプ４０の２つの流通口４０ａ，４０ｂがいずれも油タンク６０に接続されて圧縮仕事をしないため、油圧モータ２０に対する負荷の軽減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示す回路図である。
【図２】図１に示した油圧駆動装置に適用するコントローラにおいて油圧閉回路の圧力に応じた切替バルブの作動態様を示す図表である。
【図３】図１に示した油圧駆動装置に適用する圧力センサにおいて検出圧力と出力信号との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示した油圧駆動装置において油圧ポンプを高回転数状態からローアイドル状態に変化させた場合の油圧モータの回転数変化と、油圧閉回路の圧力変化との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２である油圧駆動装置を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態３である油圧駆動装置を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態４である油圧駆動装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 油圧循環回路
１ａ 上方通路
１ｂ 下方通路
２ エンジン
４ チャージ通路
５ 分岐通路
５ａ チェックバルブ
５ｂ 分岐点
６ チャージリリーフバルブ
７ａ，７ｂ 流通通路
８ アシスト通路
９ ドレン通路
１０ 油圧ポンプ
２０ 油圧モータ
３０ チャージポンプ
３０ａ 吐出口
４０ アシストポンプ
５０ バルブユニット
５１ 切替バルブ
５２ コントローラ
６０ 油タンク
７０ａ，７０ｂ 圧力センサ
１０７ａ，１０７ｂ 流通通路
１０８ａ，１０８ｂ チェックバルブ
１０９ａ，１０９ｂ 補給通路
１１０ａ，１１０ｂ チェックバルブ
２５１ 切替バルブ
３００ 低圧選択バルブ
３１０ 補助切替バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機によって駆動される油圧ポンプと、油圧閉回路を介して油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータとを備え、油圧モータの駆動を外部出力する油圧駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダやブルドーザ等、建設機械として使用される車両には、原動機であるエンジンと、駆動車輪との間にＨＳＴ（Hydro-Static Transmission）と称される油圧駆動装置が設けられているものがある。油圧駆動装置は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧閉回路を介して油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータとを備えて構成されており、油圧モータの駆動を駆動車輪に伝達することによって車両を走行させるようにしたものである。
【０００３】
通常、この種の油圧駆動装置は、油圧閉回路に圧油を供給するためのチャージポンプを備えている。チャージポンプは、油圧ポンプや油圧モータの内部漏れ、あるいは油圧モータのポンプ動作に起因した油圧閉回路に生じる圧油の不足分を補充するもので、油圧ポンプと同様に、エンジンによって駆動されるように設けられている。こうした油圧駆動装置によれば、油圧ポンプや油圧モータにキャビテーションが招来される虞れがなく、安定した動作を確保することができるようになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２７９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、チャージポンプとしては、エンジンが最低回転数で運転されている場合にも、不足分の圧油を補充できるだけの容量を確保しなければならないため、比較的大容量のものが必要となる。しかしながら、こうした油圧駆動装置にあっては、エンジン回転数が上昇した場合、チャージポンプから吐出される圧油が直ちに過剰となる。過剰となった分の圧油はそのまま油タンクに返却されることになるため、チャージポンプのポンプ効率を考慮した場合、必ずしも好ましいとはいえない。しかも、常に大容量のチャージポンプをエンジンによって駆動しなければならないため、エンジンに対する負荷の点でも不利であり、出力効率の低下を招来する要因となる。
【０００６】
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、チャージポンプを駆動するための損失を低減し、出力効率の向上を図ることのできる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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る油圧駆動装置は、原動機によって駆動される油圧ポンプと、油圧閉回路を介して前記油圧ポンプに接続され、該油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータと、前記原動機によって駆動され、前記油圧閉回路に圧油を供給するチャージポンプとを備え、前記油圧モータの駆動を外部出力する油圧駆動装置であって、前記油圧モータの出力軸に接続され、該油圧モータが駆動している場合に前記油圧閉回路に対して圧油の供給が可能となるアシストポンプを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記アシストポンプと前記油圧閉回路との間の圧油供給系に介在し、前記アシストポンプから前記油圧閉回路への圧油の供給を制御するバルブユニットを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記油圧ポンプは、前記油圧モータに対する圧油の循環供給方向が変更可能であり、前記油圧モータは、前記油圧ポンプからの圧油の循環供給方向に応じて駆動するものであり、前記バルブユニットは、前記アシストポンプからの圧油の吐出方向に応じて前記油圧閉回路との接続態様を切り替え可能な切替バルブを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記油圧閉回路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出した圧力に応じて前記切替バルブを作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、原動機によって駆動されるチャージポンプのみならず、油圧モータによって駆動されるアシストポンプからも油圧閉回路に圧油を供給するようにしている。アシストポンプから吐出される圧油の流量は、油圧モータの回転数に応じて増大するものである。従って、アシストポンプの容量を小さく抑えた場合にも、油圧モータのポンプ動作に起因した回転により圧油の不足分を十分に補充することができるようになる。しかも、アシストポンプを設けることにより、チャージポンプとしては油圧ポンプや油圧モータの内部漏れ分を補充できる容量を確保すれば十分であり、その小型化とともにポンプ効率の向上を図ることができるようになるばかりでなく、原動機に対する負荷損失も軽減し、出力効率の向上を期待することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る油圧駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、いわゆるＨＳＴと称され、ホイールローダやブルドーザ、スキットステアローダ等、建設機械として使用される車両に搭載されるもので、閉回路となる油圧循環回路１に油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０を備えている。
【００１４】
油圧ポンプ１０は、車両のエンジン２によって駆動されるものである。本実施の形態１では、斜板の傾転角を変更することによって容量及び圧油の吐出方向を変更することのできる可変容量型の油圧ポンプ１０を適用している。尚、以下においては便宜上、油圧循環回路１を構成する通路を区別する場合、図１において油圧ポンプ１０の上方に位置する吐出口１０ａに接続した通路を「上方通路１ａ」と称し、図１において油圧ポンプ１０の下方に位置する吐出口１０ｂに接続した通路を「下方通路１ｂ」と称する。
【００１５】
油圧モータ２０は、油圧循環回路１を介して油圧ポンプ１０から循環供給される圧油によって駆動されるものである。本実施の形態１では、斜板の傾転角を変更することによって容量を変更することのできる可変容量型の油圧モータ２０を適用している。油圧モータ２０は、その出力軸２０ａが図示せぬ減速機を介して車両の駆動車輪３に接続してあり、駆動車輪３を回転駆動することで車両を走行させることができる。油圧モータ２０の回転方向は、油圧ポンプ１０からの圧油の循環供給方向に応じて変更され、車両を前進、もしくは後進させることができる。尚、以下においては、上方通路１ａを介して油圧ポンプ１０から油圧モータ２０に圧油が供給された場合に図１において油圧モータ２０が時計回りに回転し、下方通路１ｂを介して油圧ポンプ１０から油圧モータ２０に圧油が供給された場合に図１において油圧モータ２０が反時計回りに回転するものとする。
【００１６】
この油圧駆動装置には、チャージポンプ３０、アシストポンプ４０、バルブユニット５０が設けてある。
【００１７】
チャージポンプ３０は、車両のエンジン２によって駆動されるもので、その吐出口３０ａがチャージ通路４及び一対の分岐通路５により上方通路１ａ及び下方通路１ｂのそれぞれに接続してある。一対の分岐通路５には、それぞれチェックバルブ５ａが介装してある。また、チャージ通路４において分岐通路５の分岐点５ｂに至るまでの間には、所定のチャージリリーフ圧が設定されたチャージリリーフバルブ６が接続してある。本実施の形態では、チャージリリーフ圧として３ＭＰａが設定してある。
【００１８】
アシストポンプ４０は、一対の流通口４０ａ，４０ｂを有し、その回転方向に応じて圧油の吐出方向を変更することのできるものである。このアシストポンプ４０は、入力軸４０ｃが油圧モータ２０の出力軸２０ａに接続してあり、油圧モータ２０の駆動によって駆動することが可能である。アシストポンプ４０の回転方向は、油圧モータ２０の回転方向に応じたものとなる。尚、以下においては、油圧モータ２０が図１において時計回りに回転した場合にアシストポンプ４０も時計回りに回転し、上方に位置する流通口（以下、「上方流通口４０ａ」という）から圧油を吐出する。また、油圧モータ２０が図１において反時計回りに回転した場合にアシストポンプ４０も反時計回りに回転し、下方に位置する流通口（以下、「下方流通口４０ｂ」という）から圧油を吐出するものとする。
【００１９】
バルブユニット５０は、電磁式の切替バルブ５１とコントローラ５２とを備えて構成してある。切替バルブ５１は、コントローラ５２から制御信号が与えられた場合に、アシストポンプ４０の各流通口４０ａ，４０ｂに接続した一対の流通通路７ａ，７ｂに対して、上述した一対の分岐通路５の分岐点５ｂに至るアシスト通路８と、油タンク６０に至るドレン通路９との接続態様を切り替えるためのもので、中立位置５１ａを含めた三位置に切替可能である。すなわち、上方流通口４０ａ及び下方流通口４０ｂをそれぞれ油タンク６０に接続する中立位置５１ａと、上方流通口４０ａを油タンク６０に接続するとともに下方流通口４０ｂを分岐通路５の分岐点５ｂに接続する第１位置５１ｂと、上方流通口４０ａを分岐通路５の分岐点５ｂに接続するとともに下方流通口４０ｂを油タンク６０に接続する第２位置５１ｃとに切り替わるものである。
【００２０】
コントローラ５２は、図２に示すように、一対の圧力センサ７０ａ，７０ｂからの検出信号に基づいて上述の切替バルブ５１を作動させるための制御信号を出力するものである。圧力センサ７０ａ，７０ｂは、油圧循環回路１のそれぞれに配設されたもので、図３に示すように、それぞれが予め設定した閾値（例えば、３ＭＰａ）を下回った場合にＬｏ信号を出力する一方、閾値以上となった場合にＨｉ信号を出力するものである。尚、図２及び図３においては、上方通路１ａに配設した圧力センサ７０ａの検出する圧力を「ＰＡ」、検出信号を「信号Ａ」とし、下方通路１ｂに配設した圧力センサ７０ｂの検出する圧力を「ＰＢ」、検出信号を「信号Ｂ」としてある。
【００２１】
尚、図１中の符号８０は、油圧循環回路１に接続されたメインリリーフバルブである。このメインリリーフバルブ８０には、油圧循環回路１の最大許容圧力がメインリリーフ圧として設定してある。本実施の形態１では、メインリリーフ圧として４０ＭＰａが設定してある。
【００２２】
上記のように構成した油圧駆動装置では、エンジン２が運転されると、油圧ポンプ１０が駆動され、設定された斜板の傾転角に応じた吐出方向に、設定された容量の圧油が循環供給されることになる。油圧ポンプ１０から圧油が循環供給されると、その循環供給方向に応じて油圧モータ２０が回転駆動され、この油圧モータ２０の回転によって車両が所望の方向に走行されることとなる。油圧ポンプ１０からの圧油の吐出方向を変更することにより、車両の進行方向を変更することができ、油圧ポンプ１０の斜板傾転角や油圧モータ２０の斜板傾転角を変更することにより、車両の速度や牽引力を変更することが可能となる。
【００２３】
上述した動作の間、エンジン２によってチャージポンプ３０が常時駆動された状態にある。これにより、例えば油圧ポンプ１０や油圧モータ２０の内部漏れに起因して上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の圧力がチャージリリーフ圧よりも低下した場合には、チャージポンプ３０から供給される圧油が直ちに補充されることになる。尚、上方通路１ａ及び下方通路１ｂの圧力がいずれもチャージリリーフ圧よりも低下しない状況下においては、チャージポンプ３０から吐出された圧油がチャージリリーフバルブ６を通じて油タンク６０に返送される。
【００２４】
一方、コントローラ５２は、上述した動作の間、圧力センサ７０ａ，７０ｂからの検出信号を常時監視しており、これら圧力センサ７０ａ，７０ｂの検出結果に基づき、図２に示した作動態様に従って切替バルブ５１を作動させる処理を実施している。
【００２５】
いま、アクセルペダルを最大限踏み込んだ状態でエンジン２が２０００ｒｐｍで運転され、油圧モータ２０が図１において時計回りに３０００ｒｐｍで回転しているものとする。この状態においては、図４中の０→ｔ１に示すように、上方通路１ａの圧力が２０ＭＰａ程度となり、下方通路１ｂの圧力が３ＭＰａ程度となるため、双方の圧力センサ７０ａ，７０ｂからＨｉ信号が出力される。従って、コントローラ５２は、切替バルブ５１に対して中立位置５１ａを維持するための制御信号を出力する。
【００２６】
切替バルブ５１が中立位置５１ａに維持された場合には、図１に示すように、アシストポンプ４０の２つの流通口４０ａ，４０ｂがいずれも油タンク６０に接続された状態となる。アシストポンプ４０は、油圧モータ２０に常時接続された状態にあるが、２つの流通口４０ａ，４０ｂがいずれも油タンク６０に接続された場合、油圧循環回路１に対して圧油を供給することもなく、圧縮仕事を行わないため、油圧モータ２０に対して大きな負荷となることもない。
【００２７】
上述した状態からアクセルペダルをオフ状態とすると、エンジン２の回転数が急速に低下し、例えばそのままローアイドルである８００ｒｐｍを維持すると、油圧ポンプ１０から吐出される圧油の流量が低下するため、図４中のｔ１→ｔ２に示すように、上方通路１ａの圧力も２０ＭＰａ程度から３ＭＰａ程度まで低下する。
【００２８】
一方、油圧モータ２０にあっては、エンジン２の回転数が急速に低下した状況下にあっても、慣性により徐々に回転数が低下することになる。この結果、下方通路１ｂの圧力が急速に上昇し、メインリリーフ圧の４０ＭＰａ程度となる。この状態において当初は、双方の圧力センサ７０ａ，７０ｂからＨｉ信号が出力されるため、コントローラ５２からの制御信号によって切替バルブ５１が中立位置５１ａを維持する。尚、下方通路１ｂの圧力がメインリリーフ圧程度となると、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０の内部漏れが増大することになるものの、この内部漏れ分の圧油が上述したチャージポンプ３０から補充されることになる。
【００２９】
ここで、上述の状態が暫時継続すると、油圧モータ２０のポンプ動作により油圧モータ２０に供給される圧油に対して油圧モータ２０から吐出される圧油が過大となる。従って、単にチャージポンプ３０の容量を小さく設定した場合には、図４中のｔ３→ｔ４において破線で示すように、上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを下回る虞れがある。
【００３０】
しかしながら、上記油圧駆動装置によれば、上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを下回った場合、圧力センサ７０ａからＬｏ信号が出力され、図２に示す場面（３）となり、コントローラ５２によって切替バルブ５１が第２位置５１ｃに切り替えられることになる。これにより、アシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油がアシスト通路８及び一方の分岐通路５を介して上方通路１ａに補充されるため、図４中のｔ３→ｔ４において実線で示すように、上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを維持するようになる。従って、油圧ポンプ１０や油圧モータ２０にキャビテーションが招来される虞れがなく、油圧駆動装置の安定した動作を確保することができるようになる。
【００３１】
さらに、上述の状態が暫時継続し、図４中のｔ４→ｔ５に示すように、油圧モータ２０の回転数が十分に低下し、チャージポンプ３０からの圧油の補充のみによって上方通路１ａに３ＭＰａの圧力が確保できるようになると、コントローラ５２によって切替バルブ５１が中立位置５１ａに復帰され、アシストポンプ４０から油圧循環回路１に対する圧油の供給が停止される。
【００３２】
尚、油圧モータ２０が図１において反時計回りに回転している状況下では、エンジン２の回転数が急速に低下すると、上方通路１ａと下方通路１ｂとで圧力の変化が先とは逆となり、下方通路１ｂの圧力が３ＭＰａを下回る傾向となる。しかしながら、この場合には、コントローラ５２からの制御信号によって切替バルブ５１が中立位置５１ａから第１位置５１ｂに切り替えられ、アシストポンプ４０の下方流通口４０ｂから吐出された圧油がアシスト通路８及び一方の分岐通路５を介して下方通路１ｂに補充されることになる。
【００３３】
また、エンジン２の回転数が急速に低下した場合にアシストポンプ４０が動作する場面を例示しているが、これらの場面のみならず、上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の圧力が閾値を下回れば、アシストポンプ４０から吐出された圧油が該当する通路に補充されることになる。
【００３４】
このように、上記油圧駆動装置では、エンジン２によって駆動されるチャージポンプ３０のみならず、油圧モータ２０によって駆動されるアシストポンプ４０からも油圧循環回路１に圧油を供給するようにしている。アシストポンプ４０から吐出される圧油の流量は、油圧モータ２０の回転数に応じて増大するものである。従って、アシストポンプ４０の容量を小さく抑えた場合にも、油圧モータ２０のポンプ動作に起因した圧油の不足分を十分に補充することができるようになる。しかも、アシストポンプ４０を設けることにより、チャージポンプ３０としては油圧ポンプ１０や油圧モータ２０の内部漏れ分を補充できる容量を確保すれば十分であり、その小型化とともにポンプ効率の向上を図ることができるようになるばかりでなく、エンジン２に対する負荷も軽減し、出力効率の向上を期待することが可能となる。
【００３５】
尚、上述した実施の形態１で示した圧力センサ７０ａ，７０ｂの閾値、チャージリリーフバルブ６のチャージリリーフ圧、メインリリーフバルブ８０のメインリリーフ圧等々、具体的な数値は例示のために明示したものであり、その他の値に設定しても構わない。
【００３６】
また、上述した実施の形態１では、油圧ポンプ１０として油圧モータ２０に対する圧油の循環供給方向が変更可能なものを適用しているが、必ずしもこれに限定されず、圧油の循環供給方向が一方向となる油圧ポンプ１０を適用することも可能である。
【００３７】
さらに、上述した実施の形態１では、アシストポンプ４０の入力軸４０ｃと油圧モータ２０の出力軸２０ａを接続する場合には、両者を直接接続しても良いし、複数の歯車列を介して両者を接続しても構わない。
【００３８】
また、上述した実施の形態１では、アシストポンプ４０に接続した流通通路７ａ，７ｂと油圧循環回路１に至るアシスト通路８との間の切替バルブ５１を配設しているため、必要時にのみアシストポンプ４０からの圧油を油圧循環回路１に供給することができ、アシストポンプ４０の負荷を可及的に低減することができるが、必ずしも切替バルブ５１を配設する必要はない。
【００３９】
例えば、図５に示す実施の形態２の油圧駆動装置では、アシストポンプ４０の各流通口４０ａ，４０ｂに接続した一対の流通通路１０７ａ，１０７ｂを直接分岐通路５の分岐点５ｂに接続するようにしている。それぞれの流通通路１０７ａ，１０７ｂには、アシストポンプ４０から分岐点５ｂへの圧油の通過を許容するチェックバルブ１０８ａ，１０８ｂが介在させてある。また各流通通路１０７ａ，１０７ｂには、個別の補給通路１０９ａ，１０９ｂを介して油タンク６０が接続してある。それぞれの補給通路１０９ａ，１０９ｂには、油タンク６０から補給通路１０９ａ，１０９ｂへの圧油の通過を許容するチェックバルブ１１０ａ，１１０ｂが介在させてある。尚、実施の形態２において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４０】
この実施の形態２の油圧駆動装置においては、油圧モータ２０が回転している場合に常にアシストポンプ４０から圧油が吐出され、この圧油により分岐通路５の分岐点５ｂに常に油圧が作用することになる。従って、例えば上方通路１ａの圧力がチャージリリーフバルブ６のチャージリリーフ圧を下回った場合には、この上方通路１ａに対してアシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油が補充されることになる。
【００４１】
上記実施の形態２の油圧駆動装置によれば、エンジン２によって駆動されるチャージポンプ３０のみならず、油圧モータ２０によって駆動されるアシストポンプ４０からも油圧循環回路１に圧油を供給するようにしている。アシストポンプ４０から吐出される圧油の流量は、油圧モータ２０の回転数に応じて増大するものである。従って、アシストポンプ４０の容量を小さく抑えた場合にも、油圧モータ２０のポンプ動作に起因した圧油の不足分を十分に補充することができるようになる。しかも、アシストポンプ４０を設けることにより、チャージポンプ３０としては油圧ポンプ１０や油圧モータ２０の内部漏れ分を補充できる容量を確保すれば十分であり、その小型化とともにポンプ効率の向上を図ることができるようになるばかりでなく、エンジン２に対する負荷も軽減し、出力効率の向上を期待することが可能となる。
【００４２】
さらに、上述した切替バルブ５１を適用する場合に上述した実施の形態１では、油圧循環回路１の上方通路１ａ及び下方通路１ｂにそれぞれ圧力センサ７０ａ，７０ｂを配設し、これら圧力センサ７０ａ，７０ｂの検出結果に基づくコントローラ５２からの制御信号によって切り替えられる電磁式のものを例示しているが、切替バルブとしては必ずしも電磁式のものである必要はない。
【００４３】
例えば、図６に示す実施の形態３の油圧駆動装置では、油圧式の切替バルブ２５１を適用し、この切替バルブ２５１の一方の端部に上方通路１ａの圧力を作用させる一方、切替バルブ２５１の他方の端部に下方通路１ｂの圧力を作用させるようにしている。尚、実施の形態３において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４４】
この実施の形態３の油圧駆動装置においては、油圧モータ２０が回転している場合に生じる上方通路１ａと下方通路１ｂとの圧力差によって切替バルブ２５１が中立位置２５１ａから第１位置２５１ｂもしくは第２位置２５１ｃに切り替えられ、油圧モータ２０の回転方向に寄らず常にアシストポンプ４０からの圧油により分岐通路５の分岐点５ｂに常に油圧が作用することになる。従って、例えば上方通路１ａの圧力がチャージリリーフバルブ６のチャージリリーフ圧を下回った場合には、この上方通路１ａに対してアシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油が補充されることになる。
【００４５】
尚、図６に示す実施の形態３の油圧駆動装置においては、切替バルブ２５１を設けた場合であっても常時アシストポンプ４０が圧縮仕事を行うことになる。油圧式の切替バルブ２５１を適用してアシストポンプ４０の油圧モータ２０に対する負荷を軽減する場合には、図７に示す実施の形態４のように油圧駆動装置を構成すれば良い。
【００４６】
すなわち、図７に示す実施の形態４の油圧駆動装置では、油圧式の切替バルブ２５１の他に、低圧選択バルブ３００及び油圧感応式の補助切替バルブ３１０とを備えて構成してある。低圧選択バルブ３００は、油圧循環回路１の上方通路１ａ及び下方通路１ｂから低圧側の油圧を選択し、選択した油圧を補助切替バルブ３１０に作用させるものである。補助切替バルブ３１０は、低圧選択バルブ３００から出力される油圧循環回路１の低圧側油圧が予め設定した閾値を下回った場合にのみ、切替バルブ２５１の一方の端部に上方通路１ａの圧力を作用させるとともに、切替バルブ２５１の他方の端部に下方通路１ｂの圧力を作用させるものである。尚、実施の形態４において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４７】
この実施の形態４の油圧駆動装置においては、上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の油圧が補助切替バルブ３１０に設定した閾値、例えば３ＭＰａを下回った場合、これら上方通路１ａ及び下方通路１ｂの圧力差によって切替バルブ２５１が中立位置２５１ａから第１位置２５１ｂもしくは第２位置２５１ｃに切り替えられ、油圧モータ２０の回転方向に寄らずアシストポンプ４０からの圧油により分岐通路５の分岐点５ｂに油圧が作用することになる。従って、例えば上方通路１ａの圧力が３ＭＰａを下回った場合には、この上方通路１ａに対してアシストポンプ４０の上方流通口４０ａから吐出された圧油が補充されることになる。しかも、実施の形態４の油圧駆動装置によれば、上方通路１ａ及び下方通路１ｂのいずれか一方の油圧が補助切替バルブ３１０に設定した閾値を下回らない場合、つまりアシストポンプ４０が不必要となっている状態においては、アシストポンプ４０の２つの流通口４０ａ，４０ｂがいずれも油タンク６０に接続されて圧縮仕事をしないため、油圧モータ２０に対する負荷の軽減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示す回路図である。
【図２】図１に示した油圧駆動装置に適用するコントローラにおいて油圧閉回路の圧力に応じた切替バルブの作動態様を示す図表である。
【図３】図１に示した油圧駆動装置に適用する圧力センサにおいて検出圧力と出力信号との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示した油圧駆動装置において油圧ポンプを高回転数状態からローアイドル状態に変化させた場合の油圧モータの回転数変化と、油圧閉回路の圧力変化との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２である油圧駆動装置を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態３である油圧駆動装置を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態４である油圧駆動装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 油圧循環回路
１ａ 上方通路
１ｂ 下方通路
２ エンジン
４ チャージ通路
５ 分岐通路
５ａ チェックバルブ
５ｂ 分岐点
６ チャージリリーフバルブ
７ａ，７ｂ 流通通路
８ アシスト通路
９ ドレン通路
１０ 油圧ポンプ
２０ 油圧モータ
３０ チャージポンプ
３０ａ 吐出口
４０ アシストポンプ
５０ バルブユニット
５１ 切替バルブ
５２ コントローラ
６０ 油タンク
７０ａ，７０ｂ 圧力センサ
１０７ａ，１０７ｂ 流通通路
１０８ａ，１０８ｂ チェックバルブ
１０９ａ，１０９ｂ 補給通路
１１０ａ，１１０ｂ チェックバルブ
２５１ 切替バルブ
３００ 低圧選択バルブ
３１０ 補助切替バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機によって駆動される油圧ポンプと、
油圧閉回路を介して前記油圧ポンプに接続され、該油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータと、
前記原動機によって駆動され、前記油圧閉回路に圧油を供給するチャージポンプと
を備え、前記油圧モータの駆動を外部出力する油圧駆動装置であって、
前記油圧モータの出力軸に接続され、該油圧モータが駆動している場合に前記油圧閉回路に対して圧油の供給が可能となるアシストポンプを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
前記アシストポンプと前記油圧閉回路との間の圧油供給系に介在し、前記アシストポンプから前記油圧閉回路への圧油の供給を制御するバルブユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記油圧ポンプは、前記油圧モータに対する圧油の循環供給方向が変更可能であり、
前記油圧モータは、前記油圧ポンプからの圧油の循環供給方向に応じて駆動するものであり、
前記バルブユニットは、前記アシストポンプからの圧油の吐出方向に応じて前記油圧閉回路との接続態様を切り替え可能な切替バルブを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
前記油圧閉回路の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出した圧力に応じて前記切替バルブを作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の油圧駆動装置。
【請求項１】
原動機によって駆動される油圧ポンプと、
油圧閉回路を介して前記油圧ポンプに接続され、該油圧ポンプから循環供給される圧油によって駆動される油圧モータと、
前記原動機によって駆動され、前記油圧閉回路に圧油を供給するチャージポンプと
を備え、前記油圧モータの駆動を外部出力する油圧駆動装置であって、
前記油圧モータの出力軸に接続され、該油圧モータが駆動している場合に前記油圧閉回路に対して圧油の供給が可能となるアシストポンプを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
前記アシストポンプと前記油圧閉回路との間の圧油供給系に介在し、前記アシストポンプから前記油圧閉回路への圧油の供給を制御するバルブユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記油圧ポンプは、前記油圧モータに対する圧油の循環供給方向が変更可能であり、
前記油圧モータは、前記油圧ポンプからの圧油の循環供給方向に応じて駆動するものであり、
前記バルブユニットは、前記アシストポンプからの圧油の吐出方向に応じて前記油圧閉回路との接続態様を切り替え可能な切替バルブを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
前記油圧閉回路の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出した圧力に応じて前記切替バルブを作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の油圧駆動装置。
【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２００８−２２３９９２（Ｐ２００８−２２３９９２Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６６９１０（Ｐ２００７−６６９１０）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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