JPH0628345Y2 - クローラ駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、例えばパワーショベル等のクローラ車両の
クローラを駆動する駆動装置に関する。

従来の技術 一般に、クローラ車両は、クローラの走行によって移動
する走行フレームと、この走行フレーム上にスイベルジ
ョイントを介して旋回可能に支持され運転台等を有する
旋回フレームと、旋回フレームに取り付けられたショベ
ル等と、から大略構成されている。そして、このような
クローラ車両の速度を２段階に切り換えて走行させたい
場合には、従来、例えば特開昭56−96181号公報に記載
されているようなものを使用している。即ち、前記走行
フレームに２速モータおよびパイロット切換弁を取り付
け、該２速モータによりクローラに駆動力を与えて走行
させる一方、旋回フレームの運転台に、前記パイロット
切換弁にパイロット圧を付与して２速モータの斜板の傾
転角を変化させる電磁式の切換弁を設けてているのであ
る。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、このようなものは、２速モータ（走行フ
レームに取付け）と２速モータの傾転角制御用の切換弁
（旋回フレームの取付け）とが大きく離れているため、
これらを接続するために長い配管が必要となり、また、
この配管の途中はスイベルジョイントを通過するため、
スイベルジョイントに通路を形成しなければならず、こ
の結果、構造が複雑かつ高価になるという問題点があ
る。また、切換弁が電磁式であるため、構造がさらに複
雑かつ高価になってしまうのである。さらに、切換弁は
作業者が必要の度に、即ち２速モータの速度切換えの度
に切り換えてパイロット切換弁にパイロット圧を付与し
なければならないため、操作が煩雑になるという問題点
もある。

問題点を解決するための手段 このような問題点は、走行フレームと、旋回フレーム
と、走行フレームと旋回フレームとを連結するスイベル
ジョイントと、を備えたクローラ車両を駆動走行させる
ためのクローラ駆動装置であって、前記走行フレームに
取り付けられた液圧モータのケーシングと、液圧モータ
のケーシングに収納され、クローラに駆動力を与えて走
行させる可変容量型の液圧モータと、液圧モータのケー
シングに取り付けられ、液圧モータの吸入量制御部材を
押圧することができるピストンと、前記スイベルジョイ
ントと液圧モータとの間の主給排路に接続されるととも
にスイベルジョイントと液圧モータとの間において液圧
モータのケーシングに取り付けられ、該主給排路から高
圧流体を選択して取り出す高圧選択弁と、高圧選択弁と
ピストンとの間に介装されるとともにスイベルジョイン
トと液圧モータとの間において液圧モータのケーシング
に取り付けられ、前記取り出した高圧流体が所定圧以上
となったとき該高圧流体により液圧モータの吸入量が増
加する方向にピストンを移動させるパイロット弁と、を
備え、前記パイロット弁のスプールは、パイロット弁と
ピストンとを接続する高圧通路にオーバーラップするラ
ンドを有し、このランドが、前記取り出した高圧流体が
前記所定圧以上となった後において前記所定圧以下の所
定設定圧まで低下するまでの間、前記高圧通路を遮断し
続けることで、ピストンを液圧モータの吸入量が現象す
る方向に移動させない位置に保持することにより解決す
ることができる。

作用 今、主給排路を所定圧未満の高圧流体が流れているとす
る。このとき、高圧選択弁は供給側の主給排路内の高圧
流体を選択して取り出すが、この高圧流体は所定圧未満
であるため、ピストンの移動を制御するパイロット弁は
作動しない。したがって、吸入量制御部材はピストンに
より最少吸入量位置に維持されている。このため、液圧
モータはクローラ車両のクローラを低トルクで高速走行
させる。次に、主給排路内の流体圧力が、例えばクロー
ラ車両が登板を開始すること等により所定圧以上に上昇
すると（液圧モータの負荷が増大すると）、パイロット
弁が高圧選択弁から取り出された高圧流体によって液圧
モータの吸入量が増加する方向にピストンを移動させ
る。これにより吸入量制御部材がピストンに押されて液
圧モータの吸入量が増大する。そして、この吸入量の増
大により、高圧選択弁によって取り出されるべき高圧流
体の圧力は前記所定圧直下に戻っても、パイロット弁の
スプールが高圧通路にオーバーラップするランドを有し
ているため、パイロット弁の切換え位置が所定設定圧ま
で低下するまでの間は、このランドが前記高圧通路を遮
断し続け、これにより、ピストンは液圧モータの吸入量
が減少する方向に移動させない位置に保持される（ハン
チングが阻止される）。この結果、ピストンがその移動
を停止することはあっても、液圧モータの吸入量が減少
する方向に移動することはない。つまり、そのような圧
力範囲においてクローラ車両の走行速度が遅くなったり
速くなったりすることはないのである。さらに液圧モー
タの負荷が増大すると、再びパイロット弁、ピストン、
吸入量制御部材は前述と同様の作用を行なう。このよう
な作用を液圧モータの負荷が所定値になるまで繰り返
し、吸入量制御部材は最大吸入量位置になる。従って、
クローラ車両のクローラは高トルク低速走行に円滑に移
行する。ここで、前記高圧選択弁、パイロット弁が共に
スイベルジョイントと液圧モータとの間に設けられてい
るので、長い配管およびスイベルジョイントにおける通
路等が不要となり、構造が簡単かつ安価となる。

実施例 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１、２、３図において、１はクローラ車両の走行フレ
ーム２に取り付けられた円柱部と、この円柱部の外側に
回転可能に嵌合され、走行フレーム２より上方の旋回フ
レーム80に取り付けられた円筒部とからなる垂直なスイ
ベルジョイントであり、このスイベルジョイントは、走
行フレーム２と旋回フレーム80とを互いに連結するとと
もに、旋回フレーム80を走行フレーム２に対して水平面
内で旋回させることができる。また、前記旋回フレーム
80の運転台81にはポンプ82および図示していないタンク
に接続された手動切換弁３が設けられている。一方、走
行フレーム２にはスピンドル４およびリヤフランジ５か
らなる液圧モータのケーシング６が取り付けられ、前記
ケーシング６内には斜板式で可変容量型の液圧モータ７
が収納されている。この液圧モータ７と前記手動切換弁
３とはスイベルジョイント１を通過する一対の主給排路
８、９により接続されている。前記液圧モータ７は、前
面に鈍角をもって中央で交差する半円面11、12が形成さ
れた吸入量制御部材としての斜板13を有し、この斜板13
はピン14を支点として揺動し、半円面11がスピンドル４
に接触した最少吸入量位置Ａと、半円面12がスピンドル
４に接触した第３図に示す最大吸入量位置Ｂと、の２位
置を安定的にとることができると共に、後述する小、大
径ピストン49、50により中間位置で停止することもでき
る。15は斜板13 を貫通し軸受16、17を介してケーシン
グ６に回転可能に支持された回転軸であり、この回転軸
15には複数のピストン18が挿入されたシリンダ体19が取
り付けられている。このシリンダ体19にはタイミングプ
レート20を通じて主給排路８、９から高圧流体が供給さ
れ、これによりピストン18はシュー21を介して斜板13の
斜面22に押しつけられ、シリンダ体19を回転軸15ととも
に回転させる。なお、23はシールである。前記回転軸15
にはケース回転型の減速機31が接続され、これにより回
転軸15の回転は減速されて減速機31のケース32に取り出
される。このケース32は前記スピンドル４に一対の軸受
33、34を介して回転可能に支持されるとともに、外周に
はクローラのシュー35に噛み合うスプロケット36が一体
形成されている。なお、３７はシールである。41は液圧
モータ７のケーシング６、詳しくはリヤフランジ５内に
収納されたカウンターバランス機能を有する高圧選択弁
であり、この高圧選択弁41は、パイロット通路42、43か
らの流体圧力及びスプリング44。45の復元力によりＩ、
II、IIIの３位置に切り替わる切換弁46と、一対の逆止
弁67、68と、を有する。前記半円面11および半円面12に
対向するスピンドル４の内面には、それぞれ小シリンダ
室47および大シリンダ室48が形成され、これらの小シリ
ンダ室47および大シリンダ室48には、半円面11、12を押
圧し回転軸15と平行な小径ピストン49及び大径ピストン
50が摺動可能に挿入されている。このように、小径ピス
トン49、大径ピストン50を斜板13の軸方向前方に配置し
たので、液圧モータ７が径方向に大型化するのを防止で
きる。前記ケーシング６内には、高圧選択弁41により供
給側の主給排路８、９から選択して取り出された高圧流
体が通過する中間通路51が形成され、この中間通路51と
前記小シリンダ室47及び大シリンダ室48とは一対の高圧
通路52、53により接続されている。高圧選択弁41と大径
ピストン50との間の高圧通路53には、中間通路51をなが
れる高圧流体が所定圧以上となったとき、小径ピストン
49にのみ該高圧流体を導くパイロット弁54が介装されて
おり、このパイロット弁54は、第４図に示すように液圧
モータ７のケーシング６、詳しくは、リヤフランジ５に
形成された段付き室55に収納されている。このパイロッ
ト弁54は、段付きスプール56と、この段付きスプール56
をIV位置に切り換えるよう付勢するスプリング57と段付
きスプール56の段差面に流体を導き該流体圧力が所定圧
以上なったとき段付きスプール56をＶ位置に切り換える
パイロット路58と、を有している。また、この段付きス
プール56内にはドレン路59に連通するドレン通路60が形
成されている。そして、この段付きスプール56に形成さ
れた環状溝61、62間のランド63と、パイロット弁54と大
径ピストン50とを接続する高圧通路53と、はオーバーラ
ップとなっている。これにより、パイロット弁54には中
立点が設けられるとともにヒステリシス（昇圧時におけ
る切換え圧力と降圧時における切換え圧力とを異ならせ
ること）がつけられる。即ち、この実施例では、高圧選
択弁41によって取り出された高圧流体の圧力が所定圧ま
で上昇すると、前述のようにパイロット弁54の切換え位
置がＶ位置に切り換わって高圧通路53とドレン通路60と
が連通する。このような状態になった後、つまり前記取
り出した高圧流体の圧力が前記所定圧以上となった後、
において、該高圧流体の圧力が前記所定圧以下の所定設
定圧まで低下するまでの間は、スプール56が第４図にお
いて右方に移動しても、ランド63が中間通路51と高圧通
路53とを遮断し続けるため、小、大径ピストン49、50ず
移動することはない。つまり、パイロット弁54の切換え
位置が小、大径ピストン49、50を液圧モータ７の吸入量
が減少する方向に移動させない位置に保持される。この
ように、パイロット弁54は、その切換え位置がIV位置か
らＶ位置に切り換わった後において、高圧流体の圧力が
所定圧と所定設定圧との間で変動しても、同一状態を維
持するための多少の負荷変動によってもハンチング（短
時間の間に繰り返し切り換わること）するようなことは
なく、クローラ車両は高速走行から低速走行に円滑に移
行することができる。なお、前記スプール56には環状溝
62より先端側（第４図では右側）にもランド63と同様の
ランドが設けられているが、このランドはスプール56が
第４図において大きく左方に移動しても弁作用をするこ
とはなく、即ち高圧通路53と中間通路51とを遮断するこ
とはない。

次に、この考案の一実施例の作用について説明する。

クローラ車両が平地を前進している場合には、ポンプか
ら吐出された所定圧未満の高圧流体は、手動切換弁３に
より、主給排路８に供給され、戻り低圧流体は主給排路
９を流れている。このとき、切換弁46はパイロット通路
42に流入した高圧流体によりIII位置に切り換わってお
り、これにより、主給排路８内の高圧流体は逆止弁67を
通過して液圧モータ７のシリンダ体19に流入するととも
に、選択されて中間通路51に取り出される。この中間通
路51に流入した高圧流体は所定圧未満であるため、パイ
ロット弁54はIV位置に切り換わっており、この結果、前
記高圧流体は高圧通路52、53を通じて小シリンダ室47、
大シリンダ室48に供給される。このとき、大径ピストン
50は小径ピストン49より受圧面積が広いので、大径ピス
トン50が突出するとともに小径ピストン49が引っ込み、
斜板13が傾転角の小さい、即ちモータ行程容積の小さい
最少吸入量位置Ａに切り換わっている。このため、液圧
モータ７に単位時間当り定量の圧力流体が流入すると、
液圧モータ７の回転軸15は小トルク高速回転し、クロー
ラ車両を小走行力で高速走行させる。

次に、クローラ車両が登板を開始すると、液圧モータ７
に作用する負荷が大きくなって主給排路８内の圧力が上
昇する。そして、圧力流体が所定圧以上に上昇すると、
パイロット路58を通じて段付きスプール56に作用する流
体圧がスプリング57の復元力に打ち勝ってパイロット弁
54がＶ位置に切り換わる。この結果、大シリンダ室48と
ドレン路59とが高圧通路52、ドレン通路60を通じて連通
する。これにより、大径ピストン50に作用する流体圧が
低下し、小径ピストン49には依然として所定圧以上の高
圧流体力が作用しているので、小径ピストン49のみが突
出移動して斜板13を押圧し、斜板13を最少吸入量位置Ａ
から最大吸入量位置Ｂに向かって傾転角を大きくする。
このため、吸入量が増大し、高圧選択弁41から取り出さ
れる主給排路８内の圧力が前記所定圧直下に戻る。この
結果、パイロット路58を通じて段付きスプール56に作用
する流体圧が小さくなるので、スプール56はスプリング
57により第４図中右方向に押し戻され、パイロット弁54
は第４図に示す状態、即ち高圧通路53がランド63で閉止
された中立状態となる。この結果、大シリンダ室48内の
大径ピストン59は液圧ロックされ、斜板13は大径、小径
ピストン50、49によって最少、最大吸入量位置Ａ、Ｂの
中間で保持される。さらに、登坂角が増大すると、再び
パイロット弁54、小、大径ピストン49、50、斜板13は前
述と同様の作用を行なう。また、このような登坂時、液
圧モータ７に作用する負荷が低下して、取り出された高
圧流体の圧力が前記所定圧以下に低下することもある
が、このとき、ランド63と高圧通路53とがオーバーラッ
プしているので、高圧選択弁41によって取り出された高
圧流体の圧力が所定圧から所定設定圧まで低下するまで
の間は、ランド63が中間通路51と高圧通路53との間を遮
蔽し続けるため、小、大径ピストン49、50が移動するこ
とはなく、したがって、液圧モータ７の斜板13も動かさ
れない。したがって、そのような圧力範囲においてクロ
ーラ車両の走行速度（液圧モータ７の回転速度）が遅く
なったり速くなったりすることはない。そして、前述の
ような作用は登坂角が所定の大きさになるまで連続的に
繰り返され、斜板13は最大吸入量位置Ｂまで移行する。
従って、液圧モータ７は徐々に大トルク低速回転に移行
し、クローラ車両を大走行力で低速走行させる。このよ
うな自動変速が行われている間、斜板13の傾転角を制御
する小径ピストン49および段付きスプール56に作用する
流体圧力、即ち主給排路８内の圧力は一定となるので、
クローラの円滑な自動変速が可能となる。次に、登坂か
ら平地走行に移行し、高圧選択弁41から取り出された高
圧流体が所定設定圧まで低下すると、パイロット弁54が
切り換わって中間通路51と高圧通路53とが連通するた
め、小、大径ピストン49、50の双方に所定設定圧の高圧
流体が導かれ、大径ピストン50が突出する。この結果、
液圧モータ７の斜板13は液圧モータ７の吸入量が減少す
る方向に傾斜する。このようにしてクローラ車両は低速
走行から高速走行に徐々に移行する。第６図（ａ）〜
（ｂ）は液圧モータ７について上述した作用の特性を表
すグラフである。図中Paは前記所定圧力を表す。

第５図はこの考案の他の実施例を示すものである。この
実施例においては、パイロット弁71と、同径の一対のピ
ストン72、73とを、途中に絞り74、75を有する通路76、
77で接続するようにしている。そして、このものは、高
圧流体が所定圧未満のときには、該高圧流体をピストン
73に導いて斜板13を最少吸入量位置Ａに保持し、高圧流
体が所定圧以上となると、該高圧流体をピストン72に導
いて斜板13を最大吸入量位置Ｂの方向に移行させる。こ
の実施例においては、通路76、77を連結する通路を設
け、この連結通路の途中に絞りを設けることでハンチン
グ防止を行なうことができる。

なお、この考案においては、液圧モータに流体を供給す
るポンプを可変容量型とすることにより液圧モータの出
力範囲が広がり、ポンプ容量を大きくすることなく、出
力回転数又は出力トルクを大きくすることができる。そ
の場合における液圧モータの出力特性を第７図（ａ）
（ｂ）に示す。第７図（ａ）は低速高トルク領域で液圧
モータの吸入量可変機構を作動させる場合の特性を、第
７図（ｂ）は高速低トルク領域で液圧モータ吸入量可変
機構を作動させる場合の特性を、それぞれ示す。図中斜
線部は液圧モータを可変とすることにより、可変ポンプ
と固定モータの組合せに比べ拡大する出力可変範囲を表
す。また、この考案においては、斜板13の一方をピスト
ンで押圧し、他方をスプリングで付勢して傾転角を変化
させてもよい。

考案の効果 以上説明したように、この考案によれば構造が簡単かつ
安価になるとともに、モータ切換が自動的に行なわれる
ので挿入が容易となる。さらに、高速走行から低速走行
への移行時に負荷変動があっても、その移行は円滑に行
われる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す回路図、第２図はク
ローラ車両の一部破断側面図、第３図は液圧モータ近傍
の断面図、第４図はパイロット弁近傍の断面図、第５図
はこの考案の他の実施例を示す回路図、第６図（ａ）〜
（ｄ）は液圧モータの出力特性を表すグラフ、第７図
（ａ）（ｂ）はポンプを可変容量型としたときの液圧モ
ータの出力特性を表すグラフである。 １……スイベルジョイント ２……走行フレーム、６……ケーシング ７……液圧モータ、８、９……主給排路 13……吸入量制御部材（斜板） 35……クローラ、41……高圧選択弁 49、50……ピストン、54……パイロット弁 80……旋回フレーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行フレームと、旋回フレームと、走行フ
   レームと旋回フレームとを連結するスイベルジョイント
   と、を備えたクローラ車両を駆動走行させるためのクロ
   ーラ駆動装置であって、前記走行フレームに取り付けら
   れた液圧モータのケーシングと、液圧モータのケーシン
   グに収納され、クローラに駆動力を与えて走行させる可
   変容量型の液圧モータと、液圧モータのケーシングに取
   り付けられ、液圧モータの吸入量制御部材を押圧するこ
   とができるピストンと、前記スイベルジョイントと液圧
   モータとの間の主給排路に接続されるとともにスイベル
   ジョイントと液圧モータとの間において液圧モータのケ
   ーシングに取り付けられ、該主給排路から高圧流体を選
   択して取り出す高圧選択弁と、高圧選択弁とピストンと
   の間に介装されるとともにスイベルジョイントと液圧モ
   ータとの間において液圧モータのケーシングに取り付け
   られ、前記取り出した高圧流体が所定圧以上となったと
   き該高圧流体により液圧モータの吸入量が増加する方向
   にピストンを移動させるパイロット弁と、を備え、前記
   パイロット弁のスプールは、パイロット弁とピストンと
   を接続する高圧通路にオーバーラップするランドを有
   し、このランドが、前記取り出した高圧流体が前記所定
   圧以上となった後において前記所定圧以下の所定設定圧
   まで低下するまでの間、前記高圧通路を遮断し続けるこ
   とで、ピストンを液圧モータの吸入量が減少する方向に
   移動させない位置に保持するようにしたことを特徴とす
   るクローラ駆動装置。