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技術 建設機械の走行駆動装置

出願人 コベルコ建機株式会社
発明者 但馬一治
出願日 2003年5月15日 (17年11ヶ月経過) 出願番号 2003-137447
公開日 2004年12月2日 (16年5ヶ月経過) 公開番号 2004-340259
状態 拒絶査定
技術分野 掘削機械の作業制御 流体圧回路(1)
主要キーワード 換シリンダ 両走行体 縦軸まわり 補助油圧源 ターン操作 両コントロールバルブ 切換方式 走行減速機
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年12月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

ターン速度の急落を防止してスムーズなターン操作を確保する。

解決手段

左右の走行体駆動源としての可変容量型油圧モータ7,8の負荷圧設定値以上になったときに、モータ容量を大きくして、小トルク高速2速モードから大トルク・低速の1速モードに自動的に切換える構成を前提として、2速モードでスピンターン操作が行われたときにも強制的に1速モードに切換えるようにした。

概要

背景

この種の走行駆動装置は、油圧モータ駆動源とし、同モータの容量を大小切換えることにより、走行モードを大トルク・低速の1速モードと、小トルク高速2速モードとの間で切換え得るように構成され、通常、発進時や登時のような走行負荷の大きいときには1速モード、平坦地のような走行負荷が小さくてかつ高速走行が求められる走行時に2速モードとされる。

概要

ターン速度の急落を防止してスムーズなターン操作を確保する。左右の走行体の駆動源としての可変容量型油圧モータ7,8の負荷圧設定値以上になったときに、モータ容量を大きくして、小トルク・高速の2速モードから大トルク・低速の1速モードに自動的に切換える構成を前提として、2速モードでスピンターン操作が行われたときにも強制的に1速モードに切換えるようにした。

目的

本発明は、ターン速度の急落を防止してターン操作をスムーズに行うことができる建設機械の走行駆動装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

左右の走行体と、この両走行体を別々に駆動する油圧モータと、この両油圧モータの作動を指令する操作手段と、両油圧モータの負荷圧を検出する負荷圧検出手段と、スピンターン等のターン操作が行われたことを検出するターン操作検出手段と、走行モードをトルクの異なる複数の走行モード間で切換えるモード切換手段と、このモード切換手段に対してモード切換信号を送る制御手段とを具備し、上記制御手段は、所定の小トルク走行モード下において、上記負荷圧検出手段によって検出された負荷圧が設定値以上になったとき、及び上記ターン操作検出手段によってターン操作が検出されたときに、それぞれ所定の大トルクの走行モードに切換えるように構成されたことを特徴とする建設機械走行駆動装置

請求項2

オペレータにより操作されて制御手段に対し所定の小トルクの走行モードを指示するモード指示手段が設けられ、制御手段は、ターン操作が検出されたときに上記モード指示手段によるモード指示に関係なく走行モードを所定の大トルクの走行モードに切換えるように構成されたことを特徴とする請求項1記載の建設機械の走行駆動装置。

請求項3

請求項1または2記載の建設機械の走行駆動装置において、モード切換手段は、油圧モータの容量を変化させて大トルクの1速モードと小トルクの2速モードの間で走行モードを切換えるように構成され、制御手段は、2速モードでの走行中に、上記負荷圧が設定値以上になったとき、及び上記ターン操作が行われたときにそれぞれ走行モードを上記1速モードに切換えるように構成されたことを特徴とする建設機械の走行駆動装置。

請求項4

ターン操作検出手段は、両油圧モータの回転方向が互いに逆となるスピンターン操作が行われたことを検出するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の建設機械の走行駆動装置。

技術分野

0001

本発明は油圧ショベルのようなクローラ式走行体を備えた建設機械走行駆動装置に関するものである。

0002

この種の走行駆動装置は、油圧モータ駆動源とし、同モータの容量を大小切換えることにより、走行モードを大トルク・低速の1速モードと、小トルク高速2速モードとの間で切換え得るように構成され、通常、発進時や登時のような走行負荷の大きいときには1速モード、平坦地のような走行負荷が小さくてかつ高速走行が求められる走行時に2速モードとされる。

0003

従来、この走行モードの切換えに関する技術として、2速モードでの走行中に、油圧モータの負荷圧作動圧)が設定値以上になったときに1速モードに自動的に切換える自動切換方式(たとえば特許文献1参照)が公知である。

背景技術

0004

【特許文献1】
特開平5−156666号公報

0005

ところが、上記公知技術によると、とくに自重が大きくて走行時の負荷圧も大きくなる大形機械において、2速走行中、両油圧モータを互いに逆方向に回転させて方向転換するスピンターン操作を行ったときに、次のようなトラブルが発生していた。

0006

すなわち、スピンターン操作によって両油圧モータの負荷圧が設定値を十分超えれば、自動的に1速モードに切換わるため問題ないが、負荷圧が設定値近くまで上昇し、または設定値を跨いで変動すると、小トルクの2速モードで、油圧源であるポンプのP−Q特性(圧力×流量=一定となる等馬力特性)によってポンプ流量が減少するため、トルク不足によって両油圧モータの回転速度が著しく(1速モードでのスピンターン時以下にまで)低下する。

0007

こうなると、スピンターンの動き緩慢となり、オペレータの意に反した動きとなるため操作性が悪くなるとともに、機械の性能に対する評価が下落することにもなっていた。

0008

なお、これに関連する技術として、上記特許文献1に、2速走行中、一方の油圧モータを停止させて他方の油圧モータのみで方向転換するピボットターン時に、停止側の油圧モータの容量を大きくしてブレーキ力強化する技術が開示されている。

0009

しかし、この公知技術では、駆動側の油圧モータは2速モード(小トルク)のままであるため、上記のポンプ流量の減少によるターン速度の急落は防止できない。

発明が解決しようとする課題

0010

そこで本発明は、ターン速度の急落を防止してターン操作をスムーズに行うことができる建設機械の走行駆動装置を提供するものである。

0011

請求項1の発明は、左右の走行体と、この両走行体を別々に駆動する油圧モータと、この両油圧モータの作動を指令する操作手段と、両油圧モータの負荷圧を検出する負荷圧検出手段と、スピンターン等のターン操作が行われたことを検出するターン操作検出手段と、走行モードをトルクの異なる複数の走行モード間で切換えるモード切換手段と、このモード切換手段に対してモード切換信号を送る制御手段とを具備し、上記制御手段は、所定の小トルクの走行モード下において、上記負荷圧検出手段によって検出された負荷圧が設定値以上になったとき、及び上記ターン操作検出手段によってターン操作が検出されたときに、それぞれ所定の大トルクの走行モードに切換えるように構成されたものである。

0012

請求項2の発明は、請求項1の構成において、オペレータにより操作されて制御手段に対し所定の小トルクの走行モードを指示するモード指示手段が設けられ、制御手段は、ターン操作が検出されたときに上記モード指示手段によるモード指示に関係なく走行モードを所定の大トルクの走行モードに切換えるように構成されたものである。

0013

請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、モード切換手段は、油圧モータの容量を変化させて大トルクの1速モードと小トルクの2速モードの間で走行モードを切換えるように構成され、制御手段は、2速モードでの走行中に、上記負荷圧が設定値以上になったとき、及び上記ターン操作が行われたときにそれぞれ走行モードを上記1速モードに切換えるように構成されたものである。

0014

請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの構成において、ターン操作検出手段は、両油圧モータの回転方向が互いに逆となるスピンターン操作が行われたことを検出するように構成されたものである。

0015

上記構成によると、所定の小トルクの走行モード(請求項3では2速モード)での走行中に、負荷圧が設定値以上になったとき、及びスピンターン等のターン操作が行われたときに、制御手段の作用により自動的に両油圧モータが大トルクの走行モード(同、1速モード)に切換わる。

0016

従って、たとえば請求項4のスピンターン操作時に、負荷圧が設定値近くまで上がり、あるいは設定値を跨いで変動しても、スピンターン操作が行われた時点で油圧モータが所定の大トルクの走行モードに切換わり、これにより負荷圧が低下してポンプ流量が回復するため、従来のような速度の急落は発生しない。このため、ターン操作の操作性が良いものとなる。

課題を解決するための手段

0017

また、請求項2の構成によると、モード指示手段を備え、オペレータの意思によって小トルクの走行モードに切換える構成をとった場合に、たとえ小トルクの走行モードが指示されていてもターン操作時には強制的に大トルクの走行モードに設定されるため、良好なターン操作性を確保することができる。

0018

本発明の実施形態を図によって説明する。

0019

図3に、実施形態にかかる走行駆動装置が搭載された油圧ショベルを示す。

0020

同図において、1はクローラ式走行装置で、この走行装置1上に上部旋回体2が縦軸まわり旋回自在に搭載され、この上部旋回体2にブーム3、アーム4、バケット5を備えた作業アタッチメント6が装着される。

0021

この油圧ショベルの走行装置1は、左右の走行体(ここでは片側のみを図示)1aがそれぞれ可変容量型走行用油圧モータによって別々に駆動され、同モータの容量が大小二通りに切換えられることによって走行モードが大トルク・低速の1速モードと、小トルク・高速の2速モードとの間で切換えられる。

0022

このモード切換え機能をもった走行駆動装置の構成を図1に示す。

0023

図1において、7,8は左右両側走行体用の可変容量型の走行用油圧モータ、9はこの両油圧モータ7,8の油圧源としての油圧ポンプで、この油圧ポンプ9と両油圧モータ7,8との間に左走行用、右走行用の油圧パイロット式コントロールバルブ10,11がそれぞれ設けられている。

0024

この両コントロールバルブ10,11は、それぞれ操作手段としての左走行用、右走行用のリモコン弁12,13によって切換制御され、このコントロールバルブ10,11の切換わり作動によって両油圧モータ7,8の回転方向(ショベルの走行方向)と速度が制御される。Tはタンクである。

0025

この走行駆動装置におけるモード切換手段は、両油圧モータ7,8の容量を大小二通りに切換える容量切換シリンダ14,15と、この両容量切換シリンダ14,15の作動を制御する電磁式の容量切換弁16とによって構成され、この容量切換弁16が制御手段としてのコントローラ17によって制御される。

0026

容量切換弁16は、タンクTに連通するタンク位置aと、補助油圧源18からの油圧を容量切換シリンダ14,15に供給する圧力供給位置bとを有し、コントローラ17からの制御信号によって同切換弁16が図示のタンク位置aから圧力供給位置bに切換わったときに、両容量切換シリンダ14,15が伸長作動して両油圧モータ7,8が小容量(2速モード)に切換わる。

0027

一方、検出手段として、負荷圧を検出する負荷圧センサ19と、走行リモコン弁12,13から出力される左右の前進及び後進パイロット圧によってスピンターン操作が行われたことを検出するターン操作センサ20〜23が設けられ、これら各センサ19〜23からの信号がコントローラ17に入力される。

0028

また、コントローラ17には、オペレータにより手動操作されて2速モードを指示する2速指示スイッチ24からの信号が入力され、この2速指示信号の入力時に、コントローラ17から容量切換弁16に励磁電流が送られて容量切換シリンダ14が伸長し、両油圧モータ7,8が2速モードにセットされる。

0029

このコントローラ17の制御内容を含めたこの装置の作用を、図2フローチャートを併用して説明する。

0030

制御開始後、ステップS1で、2速指示スイッチ24により2速指示が出されているか否かが判断され、NOの場合はステップS2で通常制御、すなわち、容量切換弁16をタンク位置aに設定して両油圧モータ7,8を1速モードに設定し、大トルク・低速で走行させる制御が行われた後、ステップS1に戻る。

0031

これに対し、YES(2速指示が出ている)の場合は、ステップS3に移行し、コントローラ17から容量切換弁16に励磁電流が送られて同切換弁16が圧力供給位置bに切換わり、両油圧モータ7,8が2速モードに切換えられる。

0032

そして、この2速モード下において、ステップS4で、ターン操作センサ20〜23からの信号(左前進+右後進、または右前進+左後進の信号)に基づいてスピンターン操作が行われた否かが判断される。

0033

ここで、スピンターン操作が行われていないときは、ステップS5で通常制御、すなわち、負荷圧センサ19によって検出された負荷圧が設定値未満のときは2速モードを維持し、設定値以上で両油圧モータ7,8を1速モードに自動的に切換える制御が行われた後、ステップS1に戻る。

0034

これにより、平坦路のような走行負荷が小さい状況では高速走行が可能となり、走行負荷が高い状況では大トルクとなって発進や登坂走行がスムーズに行われる。

0035

一方、2速モード下において、ステップS4でYESのとき、すなわち、スピンターン操作が行われたときは、2速モード指示及び負荷圧の値に関係なくステップS6で両油圧モータ7,8が1速モードに強制的に切換えられる。

0036

この1速モードへの切換えにより、負荷圧の上昇が抑えられ、P−Q特性に基づいて1速モードのポンプ流量が確保されるため、2速モードのままでスピンターン操作を行った場合のように負荷圧が設定値近くまで上昇し、もしくは設定値を跨いで変動することによってポンプ流量が減少し、速度が1速時以下にまで低下するという現象は発生しない。

0037

このため、オペレータの意図に反しないスムーズなスピンターン動作を確保でき、スピンターン操作の操作性が良いものとなる。

0038

なお、ステップS6の後、ステップS1に戻り、以後、再びモード指示スイッチ24による2速指示がないかぎり、1速モードでの走行動作が行われる。

0039

他の実施形態
(1)上記実施形態では、2速指示スイッチ24が操作されたときに2速モードにセットされ、それ以外は1速モードとなる構成をとったが、1速/2速切換スイッチによって1速/2速を手動で切換える構成をとってもよい。

0040

この場合も、2速モードが選択された状態で負荷圧が設定値以上となったとき、及びスピンターン操作が行われたときに1速モードに切換える構成をとればよい。

0041

あるいは、上記のような2速指示スイッチや切換スイッチが無く、負荷圧のみに基づいて1速/2速の切換えを自動的に行う構成を前提として、負荷圧が設定値以下で2速モードとなっている状態でスピンターン操作が行われたときに1速モードに切換えるように構成してもよい。

0042

(2)上記実施形態ではスピンターン操作が行われたときに1速モードに切換える構成をとったが、一方の油圧モータを停止させ、他方の油圧モータのみを回転させて方向転換するピボットターン操作が行われたときにも1速モードに切換えるように構成してもよい。

0043

(3)上記実施形態では、リモコン弁12,13のパイロット圧によってターン操作を検出するようにしたが、ターン操作時のリモコン弁12,13の機械的な動きをリミットスイッチ等によって検出してもよい。

0044

あるいは、電気ジョイスティックの操作によって電磁パイロット式のコントロールバルブを制御する機械においては、ターン操作検出手段として、電気ジョイスティックからの電気信号(たとえば電圧)を検出する構成をとることができる。

0045

(4)上記実施形態では、油圧モータ7,8の容量を大小切換えて走行モードを1速と2速の間で切換える構成をとったが、これに代えて走行減速機減速比を切換える構成をとってもよい。

0046

(5)上記実施形態では、走行モードを1速と2速の二種類のうちで切換える構成をとったが、1速、2速、3速またはそれ以上のモードで切換える構成をとってもよい。

発明を実施するための最良の形態

0047

この場合、1速モード以外での走行中にターン操作が行われたときに、すべて1速モードに切換えるように構成してもよいし、ターン操作が行われたときのモードのすぐ下のモード(たとえば3速モード下では2速モード)に切換えるように構成してもよい。

発明の効果

0048

上記のように本発明によると、所定の小トルクの走行モード(請求項3では2速モード)での走行時に、負荷圧が設定値以上になったとき、及びスピンターン等のターン操作が行われたときに、制御手段の作用により自動的に両油圧モータを所定の大トルクの走行モード(同、1速モード)に切換える構成としたから、ターン操作時(請求項4の発明ではスピンターン操作時)に負荷圧の上昇を抑えてポンプ流量を確保し、速度の急落を防止することができる。

図面の簡単な説明

0049

このため、オペレータの意図に反しないスムーズなターン動作を確保でき、ターン操作の操作性を改善することができる。

図1
本発明の実施形態にかかる走行駆動装置の全体構成を示す図である。
図2
同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
図3
本発明の適用対象例である油圧ショベルの概略側面図である。
【符号の説明】
1a走行体
7,8走行用の油圧モータ
9油圧ポンプ
10,11コントロールバルブ
12,13操作手段としての走行用リモコン弁
14,15 モード切換手段を構成する容量切換シリンダ
16 同容量切換弁
17 制御手段としてのコントローラ
19負荷圧検出手段としての負荷圧センサ
20〜23 ターン操作検出手段としてのターン操作センサ
24 モード指示手段としてのモード指示スイッチ

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