(57)【要約】【課題】  パイロット圧を用いることなく変速制御が行われる液圧モータユニットを提供する。【解決手段】  液圧モータユニット１９として、油圧モータ１に作動油を給排する第一、第二給排通路１１，１２と、第一、第二給排通路１１，１２に対する作動油の流れを切換えるコントロールバルブ３１と、油圧モータ１に導かれるモータ駆動圧力が低い状態で被駆動体を制動する一方、油圧モータ１に導かれるモータ駆動圧力が高められることにより被駆動体の制動を解除するブレーキ２０と、モータ駆動圧力により油圧モータ１のモータ押しのけ容積を可変とするモータ押しのけ容積可変機構４０と、このモータ押しのけ容積可変機構４０にモータ駆動圧力を導く高速ポジションとタンク圧を導く低速ポジションとに切換え作動する電磁切換弁４５とを備え、この電磁切換弁４５の作動がコントローラ１０によって制御される構成とした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体を正逆両方向に回転駆動する液圧モータと、
この液圧モータに作動液を給排する第一、第二給排通路とを備え、
前記第一、第二給排通路に対する作動液の流れが切換えられることにより液圧モータの回転方向が切換わる構成とした液圧モータユニットにおいて、
前記第一、第二給排通路に導かれるモータ駆動圧力により前記液圧モータのモータ押しのけ容積を可変とするモータ押しのけ容積可変機構と、
このモータ押しのけ容積可変機構にモータ駆動圧力を導く高速ポジションとタンク圧を導く低速ポジションとに切換えられる電磁切換弁とを備え、
この電磁切換弁の切換え作動がコントローラによって制御される構成としたことを特徴とする液圧モータユニット。
【請求項２】
前記第一、第二給排通路に導かれるモータ駆動圧力を検出する圧力センサを備え、
前記コントローラはこの圧力センサの検出信号に応じてモータ駆動圧力が所定値を越えて上昇する高負荷時に電磁切換弁を高速ポジションから低速ポジションに切換える構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液圧モータユニット。
【請求項３】
前記電磁切換弁は低速ポジションから高速ポジションに切換える方向に駆動力を生じるソレノイドと、
前記第一、第二給排通路に導かれるモータ駆動圧力によりこのソレノイドの駆動力に抗して高速ポジションから低速ポジションに切換えるパイロット圧駆動部とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の液圧モータユニット。
【請求項４】
前記第一、第二給排通路の高圧側に選択的に連通する高圧選択手段と、
この高圧選択手段を介して取り出されるモータ駆動圧力を前記パイロット圧駆動部に導く構成としたことを特徴とする請求項３に記載の液圧モータユニット。
【請求項５】
前記液圧モータに導かれるモータ駆動圧力が低い状態で被駆動体を制動する一方、前記液圧モータに導かれるモータ駆動圧力が高められることにより被駆動体の制動を解除するブレーキを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の液圧モータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばパワーショベル、ブルドーザ等の作業機の車両に搭載される液圧モータユニットの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液圧モータユニットとして、作業機の走行クローラを駆動する油圧モータとして、斜板式ピストンモータ（２速モータ）が用いられ、その斜板傾転角度を変更することによりモータ押しのけ容積を２段階に変えて車速を２段階に切換えるようになっている。
【０００３】
液圧モータユニットは、モータ押しのけ容積を変える油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに導かれる油圧を切り換えるパイロット圧式の切換弁とを備え、操作者がこの切換弁に導かれるパイロット圧を切り換える操作をすることにより、車速を２段階に切換えるようになっている。
【特許文献１】特許第１８６３４２２号
【特許文献２】特許第２６５４９５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の液圧モータユニットにあっては、パイロット圧式の切換弁を備えているため、液圧モータユニットとパイロット油圧源を結ぶ油圧配管が必要となり、構造の複雑化を招くという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、パイロット圧を用いることなく変速制御が行われる液圧モータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被駆動体を正逆両方向に回転駆動する液圧モータと、この液圧モータに作動液を給排する第一、第二給排通路とを備え、この第一、第二給排通路に対する作動液の流れが切換えられることにより液圧モータの回転方向が切換わる構成とした液圧モータユニットにおいて、第一、第二給排通路に導かれるモータ駆動圧力により液圧モータのモータ押しのけ容積を可変とするモータ押しのけ容積可変機構と、このモータ押しのけ容積可変機構にモータ駆動圧力を導く高速ポジションとタンク圧を導く低速ポジションとに切換えられる電磁切換弁とを備え、この電磁切換弁の切換え作動がコントローラによって制御される構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液圧モータユニットは、液圧モータのモータ押しのけ容積可変機構に導かれるモータ駆動圧力を電磁切換弁によって断続する構成としたため、パイロット圧式切換弁を用いた従来装置のようにパイロット圧を導く専用の液圧配管を液圧モータユニットから延ばして配設する必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【０００８】
電磁切換弁のポジションがコントローラによって制御されるため、コントローラに例えばタイマ機能等の制御要素を設定することで、液圧回路の構成を複雑化することなく、液圧モータの作動をきめ細かに制御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】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に例えばパワーショベル、ブルドーザ等の作業機の車両に搭載される液圧モータユニットを示す。
【００１１】
図１において、２は作業機に備えられる走行クローラ（図示せず）を駆動する回転体であり、１９はこの回転体２の駆動機構に組み付けられる液圧モータユニット１９である。この液圧モータユニット１９は、回転体２を回転駆動する油圧モータ（液圧モータ）１と、回転体２を制動するブレーキ２０とがユニット化して設けられる。
【００１２】
油圧モータ１は対のポートを有し、各ポートに選択的に導かれる加圧作動油（作動液）により正逆両方向に回転駆動される。油圧モータ１の各ポートには作動油を給排する第一、第二給排通路１１，１２が接続される。第一、第二給排通路１１，１２はコントロールバルブ３１を介して油圧源の吐出通路３３と戻し通路３４に対して選択的に連通する。
【００１３】
油圧源は図示しないエンジンによって駆動される油圧ポンプ３２を備え、油圧ポンプ３２から吐出される加圧作動油が吐出通路３３を通ってコントロールバルブ３１へと導かれる。
【００１４】
液圧モータユニット１９と油圧源との間に第一、第二給排通路１１，１２を構成する油圧配管１３，１４が設けられるとともに、作動油をタンク側に戻す油圧配管１８が設けられる。
【００１５】
コントロールバルブ３１はポジションａ，ｂ，ｃを有し、各ポジションａ，ｂ，ｃが手動によって切換えられる。なお、コントロールバルブ３１は、このように手動切換え式のものに限らず、電磁切換え式、パイロット圧切換え式のものを用いても良い。
【００１６】
コントロールバルブ３１が前進ポジションａに切換えられると、油圧ポンプ３２から吐出される作動油が第一給排通路１１を通って油圧モータ１に導かれ、油圧モータ１を正回転させ、車両が前進する。
【００１７】
コントロールバルブ３１が後進ポジションｂに切換えられると、油圧ポンプ３２から吐出される作動油が第二給排通路１２を通って油圧モータ１に導かれ、油圧モータ１を逆回転させ、車両が後進する。
【００１８】
コントロールバルブ３１が停止ポジションｃに切換えられると、第一、第二給排通路１１，１２がタンク側に連通され、カウンタバランス弁１５を介して第一、第二給排通路１１，１２が遮断され、油圧モータ１の回転が停止される。
【００１９】
液圧モータユニット１９において、第一、第二給排通路１１，１２は対のリリーフ弁１６，１７を介して互いに連通している。油圧モータ１の回転作動中にコントロールバルブ３１がポジションｃに切換えられたとき、慣性により油圧モータ１が回転を継続している間に各リリーフ弁１６，１７のうち一方が開弁して第一、第二給排通路１１，１２の作動油を逃がし、油圧モータ１の回転を制動する。
【００２０】
液圧モータユニット１９において、第一、第二給排通路１１，１２の途中にカウンタバランス弁１５が介装される。このカウンタバランス弁１５は第一、第二給排通路１１，１２のうち高圧側に導かれる油圧モータ１の駆動圧とスプリングのバネ力とがバランスする位置に弁体が移動して第一、第二給排通路１１，１２のうち低圧側に背圧を与え、駆動圧に応じた油圧モータ１の回転速度を維持するようになっている。
【００２１】
ブレーキ２０は、回転体２を制動するブレーキスプリング２２と、回転体２の制動を解除するブレーキシリンダ２１とを備える。ブレーキシリンダ２１はその圧力室２３に導かれる作動油圧が低いと、ブレーキスプリング２２の付勢力によって伸張作動して制動子を回転体２側に押し付け、回転体２を制動する一方、その圧力室２３に導かれる作動油圧が高められられると、ブレーキスプリング２２に抗して収縮作動して制動子を引き込み、回転体２の制動を解除する。
【００２２】
液圧モータユニット１９において、カウンタバランス弁１５を介して第一、第二給排通路１１，１２のうち高圧側から取り出される作動油圧をブレーキシリンダ２１の圧力室２３に導く解除圧通路２５が設けられる。カウンタバランス弁１５は、上流側ブレーキ解除圧通路２５に対して第一、第二給排通路１１，１２のうち高圧側を連通させる、高圧選択手段として機能する。
【００２３】
解除圧通路２５の途中には絞り２６が介装されている。絞り２６は解除圧通路２５を介してブレーキシリンダ２１に給排される作動油の流れに抵抗を付与する。
【００２４】
ブレーキシリンダ２１の作動油圧が第一、第二給排通路１１，１２の高圧側からカウンタバランス弁１５を介して取り出されることにより、ブレーキシリンダ２１の作動油を第一、第二給排通路１１，１２との間で給排する油圧回路を液圧モータユニット１９に収められる。この結果、ブレーキシリンダ２１の作動油圧を導く専用の油圧配管を液圧モータユニット１９から延ばして配設する必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【００２５】
油圧モータ１はモータ押しのけ容積を可変とするモータ押しのけ容積可変機構４０を備える２速モータが用いられる。本実施の形態では、油圧モータ１は例えば斜板式ピストンモータが用いられ、モータ押しのけ容積可変機構４０は２本の変速アクチュエータ４１，４２を介してその斜板傾転角度を変更することによりモータ押しのけ容積を２段階に変えるようになっている。
【００２６】
モータ押しのけ容積可変機構４０は各変速アクチュエータ４１，４２に導かれる作動油圧が共に所定値より低いと、斜板傾転角度が大きくなってモータ押しのけ容積が増大する。これにより、油圧モータ１は回転速度が低くなり、出力トルクが高まる。
【００２７】
モータ押しのけ容積可変機構４０は変速アクチュエータ４１，４２の少なくとも一方に所定値以上の加圧作動油が導かれると、斜板傾転角度が小さくなってモータ押しのけ容積が減少する。これにより、油圧モータ１は回転速度が高くなり、出力トルクが低くなる。
【００２８】
各変速アクチュエータ４１，４２は各変速駆動圧通路４３，４４を介して第一、第二給排通路１１，１２に連通し、油圧モータ１の駆動圧が導かれる。
【００２９】
各変速駆動圧通路４３，４４の途中には電磁切換弁４５が介装される。この電磁切換弁４５は、各変速駆動圧通路４３，４４をタンク側に連通する低速ポジションａと、各変速駆動圧通路４３，４４を開通する高速ポジションｂとを有し、このポジションａ，ｂがコントローラ１０からの駆動電流によって選択的に切換えられる。
【００３０】
電磁切換弁４５はそのソレノイド４８が非通電状態のときにリターンスプリング４９の付勢力によって低速ポジションａに保持される。一方、ソレノイド４８に通電されることにより、リターンスプリング４９の付勢力に抗して高速ポジションｂに切り換えられる。
【００３１】
コントローラ１０は高速切換スイッチ９を介して断続される指令信号を入力し、高速切換スイッチ９がＯＦＦのときにコントローラ１０は電磁切換弁４５の通電を停止して低速ポジションａに切換える一方、高速切換スイッチ９がＯＮのときに電磁切換弁４５を通電して高速ポジションｂに切換える。
【００３２】
なお、油圧モータ１は２本の変速アクチュエータ４１，４２によってその傾転角度を変える構成に限らず、単一の変速アクチュエータによってその傾転角度を変える構成としても良い。その場合、例えば第一、第二給排通路１１，１２の高圧側に選択的に連通する高圧選択弁を用い、この高圧選択弁を介して取り出される作動油圧を電磁切換弁を介して単一の変速アクチュエータに導く構成とすれば良い。
【００３３】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３４】
作業機の運転が停止されている間、または作業機の運転時にてコントロールバルブ３１が停止ポジションｃにあるとき、カウンタバランス弁１５を介してブレーキシリンダ２１の圧力室２３にタンク圧が導かれる。これにより、ブレーキ２０はブレーキシリンダ２１がブレーキスプリング２２の付勢力によって伸張作動して制動子を回転体２側に押し付け、回転体２を制動し、車両が勝手に走り出すことが防止される。
【００３５】
作業機の運転時、コントロールバルブ３１が前進ポジションａに切換えられると、油圧ポンプ３２から吐出される作動油が第一給排通路１１を通って油圧モータ１に導かれるとともに、カウンタバランス弁１５を介してブレーキシリンダ２１の圧力室２３にポンプ３２の吐出圧が導かれる。これにより、ブレーキシリンダ２１はこの作動油圧によってブレーキスプリング２２に抗して収縮作動し、制動子を引き込んで回転体２の制動を解除するとともに、油圧モータ１を正回転させ、車両が前進する。
【００３６】
作業機の運転時、コントロールバルブ３１が後進ポジションｂに切換えられると、油圧ポンプ３２から吐出される作動油が第二給排通路１２を通って油圧モータ１に導かれるとともに、カウンタバランス弁１５を介してブレーキシリンダ２１の圧力室２３にポンプ３２の吐出圧が導かれる。これにより、ブレーキシリンダ２１はこの作動油圧によってブレーキスプリング２２に抗して収縮作動し、制動子を引き込んで回転体２の制動を解除するとともに、油圧モータ１を逆回転させ、車両が後進する。
【００３７】
このように、車両の停止時にブレーキ２０が自動的に作動し、車両の走行時に油圧モータ１の駆動圧が導かれることによってブレーキ２０の制動が自動的に解除されることにより、ブレーキ２０の作動に対して運転者の操作を不要にすることができる。
【００３８】
作業機の運転時、コントローラ１０は電磁切換弁４５を介して油圧モータ１のモータ押しのけ容積を可変とし、車両の走行速度、出力トルクを２段階に制御する。
【００３９】
操作者が高速切換スイッチ９をＯＦＦにしていると、コントローラ１０は電磁切換弁４５を低速ポジションａに切換え、各変速アクチュエータ４１，４２の両方にタンク圧を導き、油圧モータ１は斜板傾転角度を大きくする。これにより、油圧モータ１は回転速度が低くなり、出力トルクが高まる。
【００４０】
操作者が高速切換スイッチ９をＯＮにすると、コントローラ１０は電磁切換弁４５を高速ポジションｂに切換え、各変速アクチュエータ４１，４２の一方に油圧モータ１の駆動圧を導き、油圧モータ１は斜板傾転角度を小さくする。これにより、油圧モータ１は回転速度が高くなり、出力トルクが低くなる。
【００４１】
このように油圧モータ１のモータ押しのけ容積可変機構４０に導かれるモータ駆動圧力を電磁力で切換え作動する電磁切換弁４５によって断続する構成としたため、パイロット圧式切換弁を用いた従来装置のようにパイロット油圧を導く専用の油圧配管を液圧モータユニット１９から延ばして配設する必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【００４２】
そして、電磁切換弁４５のポジションがコントローラ１０からの制御信号に応じて切換えられる構成としたため、コントローラ１０にタイマ機能等の制御要素を設定することで、油圧回路の構成を複雑化することなく、油圧モータ１の作動をきめ細かに制御することが可能となる。
【００４３】
次に図２に示す他の実施形態は、液圧モータユニット１９に油圧モータ１に導かれるモータ駆動圧力を検出する圧力センサ４６を備え、コントローラ１０はこの圧力センサ４６の検出信号を入力し、油圧モータ１のモータ駆動圧力が所定値を越えて上昇する高負荷時に電磁切換弁４５を高速ポジションｂから低速ポジションａに切換える構成とする。
【００４４】
圧力センサ４６の圧力検出部は、ブレーキ２０の解除圧通路２５に接続され、カウンタバランス弁１５を介して油圧モータ１に導かれるモータ駆動圧力が導かれる。
【００４５】
操作者が高速切換スイッチ９をＯＮにしたとき、コントローラ１０は圧力センサ４６の検出信号に基づき油圧モータ１のモータ駆動圧力が所定値以下の低負荷時であると判定すると、電磁切換弁４５を高速ポジションｂに切換え、油圧モータ１の斜板傾転角度を小さくする。これにより、油圧モータ１は回転速度が高くなり、出力トルクが低くなる。
【００４６】
高速切換スイッチ９がＯＮになっているときでも、コントローラ１０は圧力センサ４６の検出信号に基づき油圧モータ１のモータ駆動圧力が所定値を越えて上昇する高負荷時であると判定すると、電磁切換弁４５を高速ポジションｂから低速ポジションａに切換え、油圧モータ１の斜板傾転角度を大きくする。これにより、高負荷時は油圧モータ１のモータ押しのけ容積が自動的に小さくなり、出力トルクが高くなる。
【００４７】
こうして操作者が高速切換スイッチ９をＯＮにしておけば、車両の走行負荷の増減に伴って油圧モータ１の出力トルクが自動的に増減されるため、操作者が高速切換スイッチ９を逐一切換える必要がなくなる。
【００４８】
次に図３に示す他の実施形態は、電磁切換弁４５にパイロット圧駆動部４７を備え、このパイロット圧駆動部４７にカウンタバランス弁１５を介して油圧モータ１のモータ駆動圧力を導き、油圧モータ１のモータ駆動圧力が所定値を越えて上昇する高負荷時にパイロット圧駆動部４７がソレノイド４８の駆動力に抗して電磁切換弁４５を高速ポジションｂから低速ポジションａに切換える構成とする。
【００４９】
操作者が高速切換スイッチ９をＯＮにしたとき、コントローラ１０はソレノイド４８を通電し、パイロット圧駆動部４７に導かれる油圧モータ１のモータ駆動圧力が所定値以下の低負荷時では、ソレノイド４８の駆動力によって高速ポジションｂに切換え、油圧モータ１の斜板傾転角度を小さくする。これにより、油圧モータ１は回転速度が高くなり、出力トルクが低くなる。
【００５０】
高速切換スイッチ９がＯＮになっているときでも、パイロット圧駆動部４７に導かれる油圧モータ１のモータ駆動圧力が所定値を越えて上昇する高負荷時では、パイロット圧駆動部４７がソレノイド４８の駆動力に抗して電磁切換弁４５を高速ポジションｂから低速ポジションａに切換え、油圧モータ１の斜板傾転角度を大きくする。これにより、高負荷時は油圧モータ１のモータ押しのけ容積が自動的に小さくなり、出力トルクが高くなる。
【００５１】
こうして操作者が高速切換スイッチ９をＯＮにしておけば、車両の走行負荷の増減に伴って油圧モータ１の出力トルクが自動的に増減されるため、操作者が高速切換スイッチ９を逐一切換える必要がなくなる。
【００５２】
なお、本発明は、車両の走行装置に限らず、例えばパワーショベル等の建設機械に備えられる旋回装置に適用することもできる。
【００５３】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の液圧モータユニットは、例えばパワーショベル等の建設機械や他の作業機械等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態を示す液圧モータユニットのシステム図。
【図２】他の実施の形態を示す液圧モータユニットのシステム図。
【図３】さらに他の実施の形態を示す液圧モータユニットのシステム図。
【符号の説明】
【００５６】
１  油圧モータ（液圧モータ）
２  回転体（被駆動体）
９  高速切換スイッチ
１０  コントローラ
１１  第一給排通路
１２  第二給排通路
１５  カウンタバランス弁
１９  液圧モータユニット
２０  ブレーキ
２１  ブレーキシリンダ
２２  ブレーキスプリング
３１  コントロールバルブ
４０  モータ押しのけ容積可変機構
４１，４２  変速アクチュエータ
４３，４４  変速駆動圧通路
４５  電磁切換弁
４６  圧力センサ
４７  パイロット圧駆動部
４８  ソレノイド
【図１】
2006258237.tif 000003
【図２】
2006258237.tif 000004
【図３】
2006258237.tif 000005