(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を操舵するステアリングと、荷役装置と、前記荷役装置を作動させる操作具とを備える建設機械に適用される油圧駆動装置であって、
エンジンにより駆動されて作動油を吐出するポンプと、
前記ポンプに接続され、前記ポンプからの作動油により作動するステアリング用アクチュエータと、
前記ステアリング用アクチュエータと並列して前記ポンプに接続され、前記ポンプからの作動油により作動する荷役装置用アクチュエータと、
前記操作具及び前記ステアリングの操作に応じて、前記ポンプからの作動油の流れを制御する駆動機器と、
前記ポンプの吐出圧力が所定圧力以上になると前記ポンプからの作動油を前記タンクに排出するリリーフ弁と、
前記エンジンのトルクの上昇指令を入力するための入力部とを備え、
前記駆動機器は、
前記操作具が操作されると、前記ポンプからの作動油を前記荷役装置用アクチュエータに流し、
前記ステアリングが非操作状態から操作状態に変わったときに、前記操作具の操作に関わらず前記ポンプから作動油を前記ステアリング用アクチュエータに流し、
前記入力部に前記上昇指令が入力され、かつ前記ステアリングが非操作状態にあると、前記ポンプからの作動油を前記リリーフ弁を介して前記タンクに排出させて前記エンジンのトルクを上昇させる、油圧駆動装置。
【請求項２】
前記駆動機器は、
前記入力部に前記エンジントルクの上昇指令が入力され、且つ前記ステアリングが非操作状態にあると、前記ポンプからの前記ステアリング用アクチュエータに流れる作動油を前記リリーフ弁を介して前記タンクに排出させ、
前記入力部に前記エンジントルクの上昇指令が入力され、且つ前記ステアリングが操作されると、前記ポンプからの作動油を前記ステアリング用アクチュエータに優先的に流す、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記駆動機器は、
前記操作具が操作されると前記ポンプからの作動油を前記荷役装置用アクチュエータ側に流し、前記ステアリングが操作されると前記操作具の操作に関わらず前記ポンプからの作動油を前記ステアリング用アクチュエータ側に優先的に流す優先弁と、
前記荷役装置用アクチュエータ側に流れる作動油を前記操作具の操作に応じて前記荷役装置用アクチュエータ及び前記タンクのうち少なくとも一方に流す荷役装置用方向制御弁と、
前記ステアリングの操作に応じて、作動油を前記ステアリング用アクチュエータ側に流し、または遮断するステアリング用方向制御弁と、
前記優先弁の下流側に設けられ、前記ポンプから前記荷役装置用アクチュエータ側に流れる作動油の流れ方向を前記リリーフ弁に切換える方向切換弁とを有する、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
前記方向切換弁は、前記優先弁と前記荷役装置用方向制御弁との間に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の油圧駆動装置。
【請求項５】
前記駆動機器は、
前記エンジントルクの上昇指令を入力するための入力部を有し、
前記方向切換弁は、前記入力部に前記エンジントルクの上昇指令が入力され、且つ前記ステアリングが非操作状態のときに、前記ポンプからの作動油を前記リリーフ弁に流し、
前記優先弁は、前記エンジントルクの上昇が指示され、且つ前記ステアリングが操作状態のときに、前記操作具の操作に関わらず前記ポンプからの作動油を前記ステアリング用アクチュエータ側に流す、請求項３に記載の油圧駆動装置。
【請求項６】
前記駆動機器は、
前記ステアリングが操作されると前記ポンプからの作動油を前記ステアリングアクチュエータ側へと流す第１の切換弁と、
前記ポンプからの作動油を前記荷役装置用アクチュエータ側に流し、前記ステアリングが操作されると前記ポンプと前記荷役装置用アクチュエータ側との間を遮断する第２の切換弁と、
前記荷役装置用アクチュエータ側に流れる作動油を前記操作具の操作に応じて前記荷役装置用アクチュエータ及び前記タンクのうち少なくとも一方に流す荷役装置用方向制御弁と、
前記ステアリングの操作状態に応じて、作動油を前記ステアリング用アクチュエータ側に流し、または遮断するステアリング用方向制御弁と、
前記ステアリングの操作に関わらず前記第２の切換弁に前記ポンプと前記荷役装置用アクチュエータ側との間を遮断させる遮断器とを有し、
前記リリーフ弁は、前記ポンプと前記第２の切換弁との間を流れる作動油を前記タンクに排出するようになっている、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプに並列して接続されるステアリング用アクチュエータ及び荷役装置用アクチュエータにポンプからの作動油を流してそれらを作動させ、且つステアリング用アクチュエータに優先的に作動油を流すことができる油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを備える建設機械において、エンジンから排出される排気ガスに含まれるすす等の粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」ともいう）を低減することが課題となっている。建設機械では、この課題を解決すべく、例えば排気管及びマフラー等の中にフィルターを設け、このフィルターによってＰＭを回収してから前記排気ガスを大気中に排出するようにしている。
【０００３】
しかし、ＰＭを回収し続けているとフィルター内にＰＭが溜まり、フィルターが目詰まりする。目詰まりを抑えるために溜まったＰＭをフィルター内から除去する必要がある。除去する方法として、例えばエンジンの負荷トルクを大きくして排気ガスの温度を高め、ＰＭを燃焼させて除去する方法がある。このような除去方法を実現するものとして、例えば特許文献１に記載される作業機械がある。特許文献１に記載の作業機械では、コントローラによってポンプの吐出流量、ポンプの吐出圧力及びエンジン回転数を制御することによってエンジンの負荷トルクを大きくして排気ガスの温度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の作業機械では、コントローラで可変絞り弁を制御してポンプの吐出圧力を調整している。しかし、ポンプの吐出圧力は、可変絞り弁の開度及びポンプからの流量に応じて変化するため、その変化に応じてエンジンの負荷トルクが不安定になり、排気ガスの温度が所望の温度にならないことがある。エンジンの負荷トルクを安定にすべくフィードバック制御を行うことが考えられるが、制御が複雑になり、且つ部品点数が増加する。
【０００６】
また、特許文献１に記載の作業機械では、１つの油圧アクチュエータ、又はポンプに直列に接続されている複数の油圧アクチュエータを備えるものに対して適用されるものであり、ステアリング用アクチュエータ及び荷役装置用アクチュエータのようにポンプに並列に接続され、且つ前記ステアリング用アクチュエータを優先的に駆動するものに対して適用することについて何ら開示されていない。仮に、特許文献１に記載の構造をステアリング用アクチュエータ及び荷役装置用アクチュエータのようにポンプに並列に接続されているものに適用した場合、ステアリング側及び荷役装置側に夫々可変絞り弁を設ける必要があり、部品点数が増加する。また、ステアリング側に優先的に流すべく制御が複雑になり、部品点数が増加する。
【０００７】
そこで本発明は、フィルターに溜まった粒子状物質を効果的に除去可能であり、ステアリングを優先的に可動させる油圧駆動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の油圧駆動装置は、車輪を操舵するステアリングと、荷役装置と、前記荷役装置を作動させる操作具とを備える建設機械に適用される油圧駆動装置であって、エンジンにより駆動されて作動油を吐出するポンプと、前記ポンプに接続され、前記ポンプからの作動油により作動するステアリング用アクチュエータと、
前記ステアリング用アクチュエータと並列して前記ポンプに接続され、前記ポンプからの作動油により作動する荷役装置用アクチュエータと、前記操作具及び前記ステアリングの操作に応じて、前記ポンプからの作動油の流れを制御する駆動機器と、前記ポンプの吐出圧力が所定圧力以上になると前記ポンプからの作動油を前記タンクに排出するリリーフ弁と、前記エンジンのトルクの上昇指令を入力するための入力部とを備え、前記駆動機器は、前記操作具が操作されると、前記ポンプからの作動油を前記荷役装置用アクチュエータに流し、前記ステアリングが非操作状態から操作状態に変わったときに、前記操作具の操作に関わらず前記ポンプから作動油を前記ステアリング用アクチュエータに流し、前記入力部に前記上昇指令が入力され、かつ前記ステアリングが非操作状態にあると、前記ポンプからの作動油を前記リリーフ弁を介して前記タンクに排出させて前記エンジンのトルクを上昇させる。
【０００９】
本発明に従えば、前記入力部に前記上昇指令が入力され、かつステアリングを非操作状態にすると、ポンプからの作動油がリリーフ弁を介してタンクに排出される。このように、リリーフ弁を介させることでポンプからの作動油がポンプの吐出圧力が上昇する。これにより、ポンプのトルクが上昇してエンジンの負荷トルクを大きくすることができ、排気ガスの温度を高めることができるので、フィルターに溜まった粒子状物質を燃焼させて除去することができる。これにより、排気ガスに含まれる粒子状物質の排出を抑制することができる。また、吐出圧力が上昇して所定圧力以上になると、リリーフ弁によってポンプからの作動油がタンクに流されるので、ポンプの吐出圧力を所定圧力に保つことができ、エンジンＥの負荷トルクを安定させることができる。
【００１０】
更に、操作具が操作されると荷役操作用アクチュエータに作動油が流れ、ステアリングが非操作状態から操作状態に変わると操作具の操作に関わらずステアリング用アクチュエータに作動油が優先的に流れる。それ故、ステアリングが操作されると、荷役操作用アクチュエータの動作を止めてステアリング用アクチュエータを優先的に作動させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルターに溜まった粒子状物質を効果的に除去可能であり、ステアリングを優先的に可動させる油圧駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路を示す回路図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、前述する図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る油圧駆動装置１，１Ａ，１Ｂについて説明する。各実施形態における方向の概念は、後述するホイルローダの運転者から見た方向であるが、説明の便宜上使用するものであり、各構成の方向を限定するものではない。なお、以下に説明する油圧駆動装置１，１Ａ，１Ｂは、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００１４】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置１は、建設機械、例えばホイルローダに搭載されている。ホイルローダは、荷役装置、例えばバケットやホイストを備えており、バケットを作動させることで土砂及び岩石等をすくい上げ、更にホイストを作動させることでバケットを持ち上げることができるようになっている。このような構成を有するホイルローダは、油圧駆動装置１によって車体を屈折させ、バケット及びホイストを作動させることができるようになっている。
【００１５】
油圧駆動装置１は、図１に示すように、基本的に油圧ポンプ１１と、タンク１２と、駆動機器１５と、ステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒと、バケット用アクチュエータ１７と、２つのホイスト用アクチュエータ１８とを備えている。油圧ポンプ１１は、固定容量形のポンプであり、エンジンＥの出力軸にギア機構を介して接続されている。油圧ポンプ１１は、エンジンＥを駆動して出力軸を回転させることでタンク１２内の作動油を吸込んで圧縮し、そして吐出するようになっている。油圧ポンプ１１の吐出ポートは、主通路２１に繋がっており、前記主通路２１には、駆動機器１５が接続されている。
【００１６】
駆動機器１５は、ステアリング装置３１、バケット用レバー３２、及びホイスト用レバー３３の操作に応じてステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒ、バケット用アクチュエータ１７、及びホイスト用アクチュエータ１８，１８に作動油を流して各アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒ，１７，１８，１８を駆動するようになっている。また駆動機器１５は、ステアリング装置３１が操作されると、ステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒに優先的に作動油を流し、ステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒを優先的に駆動するようになっている。
【００１７】
更に、駆動機器１５は、ステアリング装置３１、バケット用レバー３２、及びホイスト用レバー３３の操作されていない状態では、主通路２１をタンク１２に繋いで油圧ポンプ１１からの作動油をタンク１２に戻すようになっている。以下で、駆動機器１５の具体的な構成について説明する。
【００１８】
駆動機器１５は、優先弁３４と、ステアリング用方向制御弁３５と、ステアリング側リリーフ弁３６と、電磁切換弁１３と、バケット用方向制御弁３７と、ホイスト用方向制御弁３８と、荷役装置側リリーフ弁３９とを有している。優先弁３４は、主通路２１に接続され、更にステアリング側主通路４１及び荷役装置側主通路４２とも接続されている。優先弁３４は、パイロット式の切換弁であり、互いに抗する２つのパイロット圧ｐ１，ｐ２を与えるべく第１及び第２パイロット通路３４ａ、３４ｂを有している。この２つのパイロット通路３４ａ，３４ｂには、ステアリング側主通路４１の油圧が絞り４０ａ、４０ｂを介して導かれている。また、優先弁３４は、第２パイロット圧ｐ２に抗して付勢するばね部材３４ｃを有しており、ばね部材３４ｃの付勢力及び２つのパイロット圧ｐ１，ｐ２の力の釣り合いに応じて主通路２１の接続先をステアリング側主通路４１及び荷役装置側主通路４２の何れかに切換えるようになっている。また、ステアリング側主通路４１には、ステアリング用方向制御弁３５が接続されている。
【００１９】
ステアリング用方向制御弁３５は、一対のステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒに接続されており、一対のステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒに流す作動油の流れ方向を制御するようになっている。一対のステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒは、いわゆるシリンダ機構であり、リアシャーシとフロントシャーシとに架け渡すように左右両側に１つずつ配置されている。左側のステアリング用アクチュエータ１６Ｌを伸ばして右側のステアリング用アクチュエータ１６Ｒを縮めることで、ホイルローダの進行方向を右側に変えることができ、右側のステアリング用アクチュエータ１６Ｒを伸ばして左側のステアリング用アクチュエータ１６Ｒを縮めることで進行方向を左側に変えることができるようになっている。
【００２０】
ステアリング用方向制御弁３５は、スプール３５ａを有しており、スプール３５ａの位置をステアリング装置３１によって変更することができるようになっている。具体的には、ステアリング装置３１に備わるステアリングを左右に回すことで、スプール３５ａが中立位置から第１オフセット位置及び第２オフセット位置に夫々移動するようになっている。そして、ステアリング用方向制御弁３５は、スプール３５ａを動かすことで作動油の流れる方向を変えることができるようになっている。
【００２１】
即ち、スプール３５ａが中立位置に位置する際、ステアリング側主通路４１と一対のステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒとの間が遮断されており、一対のステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒが伸縮状態を維持するようになっている。また、ステアリングを左側に回してスプール３５ａを第１オフセット位置に移動させると、左側のステアリング用アクチュエータ１６Ｌを縮め、且つ右側のステアリング用アクチュエータ１６Ｒを伸ばすように作動油が流れるようになっている。ステアリングを右側に回してスプール３５ａを第２オフセット位置に移動させると、右側のステアリング用アクチュエータ１６Ｒを縮め、且つ左側のステアリング用アクチュエータ１６Ｌを伸ばすように作動油が流れるようになっている。
【００２２】
また、ステアリング用方向制御弁３５には、連通路４３が接続されており、この連通路４３には、電磁切換弁１３が介在している。方向切換弁である電磁切換弁１３は、連通路４３に接続可能であり、また操作ボタン２４に電気的に接続されている。操作ボタン２４は、それに対する操作に応じて指令を出力するようになっており、電磁切換弁１３は、その指令に応じて連通路４３を開閉する。
【００２３】
このように電磁切換弁１３によって開閉される連通路４３は、優先弁３４の第１パイロット通路３４ａと繋がり、またステアリング用方向制御弁３５が作動していない場合にタンク１２へ接続されるようになっている。このように連通路４３がタンク１２に接続されることで、第１パイロット圧ｐ１が第２パイロット圧ｐ２よりも低くなり、優先弁３４によって主通路２１が荷役装置側主通路４２に接続される。他方、ステアリング方向制御弁３５が作動した場合、連通路４３は、タンク１２に代わってステアリング側主通路４１に接続されるようになっている。これにより、ステアリング側主通路４１の圧力がＬＳ圧として連通路４３へ流れてパイロット圧ｐ１が上昇し、優先弁３４によって主通路２１がステアリング側主通路４１に接続される。
【００２４】
また連通路４３には、ステアリング側リリーフ弁３６が接続されており、パイロット圧ｐ１が所定の圧力まで上昇すると、ステアリング側リリーフ弁３６から作動油をタンク１２に排出するようになっている。これにより、ステアリング側主通路４１の回路圧が所定以上上昇することはない。また、荷役装置側主通路４２には、バケット用方向制御弁３７が接続されている。
【００２５】
バケット用方向制御弁３７は、バケット用アクチュエータ１７に接続されており、バケット用レバー３２の前後方向への操作に応じて出力されるパイロット圧ｐ３，ｐ４に応じてバケット用アクチュエータ１７に流れる作動油の流れ方向を切換えるようになっている。バケット用アクチュエータ１７は、いわゆるシリンダ機構であり、それに対する作動油の流れ方向に応じて伸縮するようになっている。そして、バケット用アクチュエータ１７は、伸縮することでバケットを起こしたり、倒したりするようになっている。
【００２６】
このように構成されるバケット用方向制御弁３７は、ホイスト通路４４と接続されているセンターオープン形の制御弁であり、バケット用方向制御弁３７のスプール３７ａが中立位置に位置するとき荷役装置側主通路４２とホイスト通路４４とを接続して油圧ポンプ１１からの作業油をホイスト通路４４に流すようになっている。また、バケット用レバー３２を操作することでスプール３７ａが位置するオフセット位置では、荷役装置側主通路４２がバケット用アクチュエータ１７に接続されて、油圧ポンプ１１からの作動油をバケット用アクチュエータ１７に流すようになっている。この際、ホイスト通路４４と荷役装置側主通路４２との間が遮断されている。このホイスト通路４４には、ホイスト用方向制御弁３８が接続されている。
【００２７】
ホイスト用方向制御弁３８は、一対のホイスト用アクチュエータ１８，１８に接続されており、ホイスト用レバー３３の前後方向への操作に応じて出力されるパイロット圧ｐ５，ｐ６に応じて一対のホイスト用アクチュエータ１８，１８に流す作動油の流れ方向を切換えるようになっている。一対のホイスト用アクチュエータ１８，１８は、いわゆるシリンダ機構であり、それに対する作動油の流れ方向に応じて伸縮するようになっている。そして、一対のホイスト用アクチュエータ１８，１８が伸縮することで、バケットが上下方向に移動するようになっている。
【００２８】
このように構成されるホイスト用方向制御弁３８は、タンク通路４５と接続されているセンターオープン形の制御弁であり、ホイスト用方向制御弁３８のスプール３８ａが中立位置に位置するときにホイスト通路４４とタンク通路４５とを接続して油圧ポンプ１１からの作動油をタンク通路４５に流すようになっている。また、ホイスト用レバー３３を操作したときにスプール３８ａが位置するオフセット位置では、ホイスト通路４４が一対のホイスト用アクチュエータ１８，１８に接続され、一対のホイスト用アクチュエータ１８，１８に油圧ポンプ１１からの作動油を流すようになっている。この際、ホイスト通路４４とタンク通路４５との間が遮断されている。また、タンク通路４５は、タンク１２に接続されている。
【００２９】
また、タンク通路４５及び荷役装置側主通路４２には、それらの通路４２，４５を繋ぐように荷役装置側リリーフ弁３９が設けられている。荷役装置側リリーフ弁３９は、荷役装置側主通路４２を流れる作動油の圧力が第３所定圧力以上になると開いて、荷役装置側主通路４２の作動油をタンク通路４５を介してタンク１２へと排出するようになっている。
【００３０】
［油圧駆動装置の動作］
このように構成される油圧駆動装置１では、エンジンＥが駆動すると油圧ポンプ１１から作動油が主通路２１に吐出され、優先弁３４に流れる。全ての操作手段（即ち、ステアリング及びレバー３２，３３）が操作されていない状態では、優先弁３４は、主通路２１を荷役装置側主通路４２に接続しており、吐出された作動油は荷役装置側主通路４２へと導かれる。荷役装置側主通路４２は、タンク１２に接続されており、吐出された作動油をそのままタンク１２に戻す。つまり、油圧ポンプ１１がアンロード状態となっている。
【００３１】
このアンロード状態からバケット用レバー３２又はホイスト用レバー３３が操作されると、対応する方向制御弁３７，３８により作動油の流れ方向が切換えられ、対応するアクチュエータ１７，１８が作動する。これにより、バケット又はホイストが動く。他方、非操作状態にあるステアリングが操作されると、ステアリング装置３１が作動し、ステアリング用方向制御弁３５により第１パイロット通路３４ａとタンク１２との間が遮断され、優先弁３４が主通路２１をステアリング側主通路４１に接続する。接続されることで、レバー３２，３３の操作に関わらず、油圧ポンプ１１から吐出された作動油がステアリング側主通路４１に導かれる。つまり、作動油がステアリング側主通路４１に優先的に導かれ、ステアリング側アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒで必要な流量以上の吐出流量があれば、余剰の作動油が荷役装置側主通路４２へ流れる。そして、ステアリング側主通路４１に導かれた作動油は、ステアリング用方向制御弁３５によりステアリングの操作に応じた流れ方向に流されて一対のステアリングアクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒを作動する。これにより、リアシャーシに対してフロントシャーシを左右に屈折させてホイルローダの進行方向を変えることができる。
【００３２】
このように動作する油圧駆動装置１では、エンジンＥの排気管内にあるフィルター内に溜まるすす等の粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」ともいう）を除去すべくエンジンＥの負荷トルクを大きくすることができる。以下では、その手順について説明する。
【００３３】
まず、操作ボタン２４が操作されると、電磁開閉弁１３により連通路４３が閉じられる。ステアリングの操作がない状態では、連通路４３が閉じられることで第１パイロット圧ｐ１が上昇し、優先弁３４により主通路２１の接続先が荷役装置側主通路４２からステアリング側主通路４１に切換えられる。主通路２１とステアリング側主通路４１とが接続されることにより、作動油がステアリング用方向弁３５側へ流れるが、ステアリング用方向弁３５によってステアリング側主通路４１の下流側がブロックされているため、ステアリング側主通路４１の回路圧が上昇する。それに伴って第１パイロット圧ｐ１も上昇し、所定の圧力を超えるとステアリング側リリーフ弁３６が開いてリリーフされる。この際、ステアリング側リリーフ弁３６は、油圧ポンプ１１からの吐出流量の全てをリリーフすることはなく、第１パイロット圧ｐ１と第２パイロット圧ｐ２の圧力差の分だけリリーフする。また、作動油の一部分は、荷役装置側主通路４２側へも流れる。この状態では、油圧ポンプ１１の吐出圧は、常に所定圧に保たれており、また、エンジンＥは、最大トルクで制御されている。それ故、排気ガスの温度を上昇させてＰＭを除去することができる。
【００３４】
また、油圧駆動装置１では、操作ボタン２４を操作してエンジンＥの負荷トルクを大きくしている際中でもステアリングを操作してステアリング装置３１を作動させると、ステアリング側主通路４１の作動油がステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒに流れるようになっている。それ故、操作ボタン２４を操作に関わらずステアリング用アクチュエータを作動し、ホイルローダの進行方向を変えることができる。また、油圧駆動装置１では、ステアリング側主通路４１に設けられた既存のリリーフ弁を使用しているので、部品点数の増加を抑えつつエンジンの負荷トルクを大きくすることができる。
【００３５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ａは、第１実施形態に係る油圧駆動装置１と構成が類似している。そこで、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ａの構成について、第１実施形態に係る油圧駆動装置１の構成と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については説明を省略する。後述する第３実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂについても同様である。
【００３６】
油圧駆動装置１Ａの駆動機器１５Ａでは、図２に示すように電磁切換弁１３Ａが荷役装置側主通路４２に介在している。方向切換弁である電磁切換弁１３Ａは、リリーフ通路２３Ａにも接続されており、荷役装置側主通路４２の電磁切換弁１３Ａより上流側の部分（以下、単に「上流側部分」ともいう）４２ａの接続先をその下流側の部分（以下、単に「下流側部分」ともいう）４２ｂ及びリリーフ通路２３Ａの何れかに切換えるようになっている。また電磁切換弁１３Ａには、操作ボタン２４が電気的に接続されており、操作ボタン２４からの指令に応じて接続先を切換えるようになっている。また、リリーフ通路２３Ａには、昇圧用リリーフ弁１４Ａが設けられ、リリーフ通路２３Ａは、昇圧用リリーフ弁１４Ａを介してタンク１２に接続されている。
【００３７】
このように構成される油圧駆動装置１Ａでは、第１実施形態の油圧駆動装置１と同様にレバー３２，３３が操作されると、バケット用アクチュエータ１７又はホイスト用アクチュエータ１８，１８が作動し、ステアリングが操作されるとステアリング用アクチュエータ１６Ｒ，１６Ｌが優先的に作動する。また、油圧駆動装置１Ａでは、第１実施形態の油圧駆動装置１と同様に操作ボタン２４を操作することで、エンジンＥの負荷トルクを大きくすることができる。以下では、その手順について詳細に説明する。
【００３８】
油圧駆動装置１Ａでは、ステアリングの操作がない状態において、優先弁３４により主通路２１と荷役装置側主通路４２とが接続されている。この状態で操作ボタン２４が操作されると、ホイスト通路４４及びタンク通路４５を介して接続される油圧ポンプ１１とタンク１２との間が電磁切換弁１３Ａによって遮断される。これにより、上流側部分４２ａの油圧が上昇し、またこの上流側部分４２ａに優先弁３４、主通路２１を介して繋がる油圧ポンプ１１の吐出圧力も上昇してエンジンＥの負荷トルクが大きくなる。これにより、エンジンＥから排出される排気ガスの温度が上昇し、エンジンＥの排気管内にあるフィルター内に溜まるＰＭを除去することができる。また、上流側部分４２ａの油圧が上昇して第１所定圧力以上になると、昇圧用リリーフ弁１４Ａが開いてリリーフ通路２３Ａの作動油がタンク１２へと排出される。これにより、上流側部分４２ａ及び吐出圧力が第１所定圧力に保たれ、エンジンＥの負荷トルクを最大値で制御することができる。
【００３９】
また、第２実施形態の油圧駆動装置１Ａでは、第１実施形態の油圧駆動装置１と同様に、操作ボタン２４を操作してエンジンＥの負荷トルクを大きくしている際中でもステアリングを操作することでステアリング用アクチュエータ１６Ｌ，１６Ｒを作動させてホイルローダの進行方向を変えることができる。他方、操作ボタン２４を操作してエンジンＥの負荷トルクを大きくしている際中、下流側部分４２ｂには、電磁切換弁１３Ａにより作動油が流れないようになっている。それ故、操作ボタン２４を操作してエンジンＥの負荷トルクを大きくしている際中にレバー３２，３３に対して不所望な操作があっても、荷役装置が作動することを防ぐことができる。
【００４０】
その他、第２実施形態の油圧駆動装置１Ａは、第１実施形態の油圧駆動装置１と同様の作用効果を奏する。
【００４１】
［別の実施形態］
別の実施形態の油圧駆動装置１Ｂは、第１実施形態の油圧駆動装置１と有する構成が若干異なっている。以下では、第２実施形態の場合と同様に第１実施形態に係る油圧駆動装置１の構成と異なる点についてだけ説明し、同一の点については説明を省略する。
【００４２】
別の実施形態の油圧駆動装置１Ｂは、図３に示すように主通路２１がステアリング側主通路４１Ｂ及び荷役装置側主通路４２Ｂに直接繋がっている。前記ステアリング側主通路４１Ｂには、メータインコンペンセータ５１が介在し、荷役装置側主通路４２Ｂには、ブリードオフコンペンセータ５２が介在している。
【００４３】
第１の切換弁であるメータインコンペンセータ５１は、２つのパイロット通路５１ａ，５１ｂを有するパイロット式の開閉弁であり、第１及び第２パイロット圧ｐ１，ｐ２の差圧に応じて開閉を切換えるようになっている。第１パイロット通路５１ａは、連通路４３Ｂを介してステアリング用方向制御弁３５に接続されている。第２の切換弁であるブリードオフコンペンセータ５２は、２つのパイロット通路５２ａ，５２ｂを有するパイロット式の流量制御弁であり、第７及び第８パイロット圧ｐ７，ｐ８の差圧に応じてブリードオフコンペンセータ５２を通る流量を制御するようになっている。第７パイロット通路５２ａは、第１バイパス通路５３を介して連通路４３Ｂに繋がっており、第１パイロット圧ｐ１が導かれるようになっている。他方、第８パイロット通路５２ｂは、荷役装置側主通路４２Ｂのブリードオフコンペンセータ５２より上流側（以下、単に「上流側部分」ともいう）に接続されている。
【００４４】
このような構成を有する油圧駆動装置１Ｂでは、ステアリング用方向制御弁３５のスプール３５ａが中立位置に位置すると、タンク１２に繋がるタンクライン６１と連通路４３Ｂとがスプール３５ａ内で導通し、メータインコンペンセータ５１に作用する第１パイロット圧ｐ１がタンク圧と等しくなる。他方、第２パイロット通路５１ｂは、ステアリング側主通路４１Ｂのメータインコンペンセータ５１より下流側の部分（以下、単に「下流側部分」という）４１ａに接続されており、そこには油圧ポンプ１１からの吐出圧力が供給されている。従って、第２パイロット圧ｐ２が油圧ポンプ１１からの吐出圧力となり、第２パイロット圧ｐ２が作用するメータインコンペンセータ５１は、ステアリング側主通路４１Ｂを閉じる方向に動かされる。これにより、ステアリング側主通路４１Ｂが閉じられる。
【００４５】
また、ステアリング用方向制御弁３５のスプール３５ａが第１又は第２オフセット位置に移動すると、スプール３５ａ内で接続されていたタンクライン６１から連通路４３Ｂが遮断される、即ち、連通路４３Ｂとタンク１２との間が遮断される。他方、連通路４３Ｂと下流側部分４１ａとの接続は維持されている。これにより、第１及び第２パイロット圧ｐ１、ｐ２が略同一圧になり、ばね力によって付勢されているメータインコンペンセータ５１がステアリング側主通路４１Ｂを開く方向に動かされる。また、連通路４３Ｂと下流側部分４１ａと接続が維持されているため、連通路４３Ｂの圧力及びブリードオフコンペンセータ５２の第７パイロット通路５２ａの圧力ｐ７が上昇し、ブリードオフコンペンセータ５２によって荷役装置側主通路４２Ｂがブロックまたは絞られる。これにより、ポンプ１１の吐出流量がメータインコンペンセータ５１へ優先的に流れるようになり、ステアリング用アクチュエータ１６Ｌ、１６Ｒへ作動油が供給される。
【００４６】
そして、スプール３５ａが再び中立位置に戻ると、連通路４３Ｂの圧力がタンク圧まで低下し、メータインコンペンセータ５１によってステアリング側主通路４１Ｂがブロックされる。これにより、第１バイパス通路５３を介して連通路４３Ｂと繋がっている第７パイロット通路５２ａの圧力がタンク圧となってブリードオフコンペンセータ５２が開かれ、ポンプ１１の吐出流量分の全ての作動油が荷役装置へ供給される。また、第１バイパス通路５３には、電磁切換弁１３Ｂが介在している。
【００４７】
電磁切換弁１３Ｂは、第２バイパス通路５４に接続されており、第７パイロット通路５２ａの接続先を連通路４３Ｂ及び第２バイパス通路５４の何れかに切換えるようになっている。また電磁切換弁１３Ｂには、操作ボタン２４が電気的に接続されており、操作ボタン２４の操作に応じて出力される指令に応じて接続先を切換えるようになっている。第２バイパス通路５４は、荷役側主通路４２Ｂに接続されている。それ故、電磁切換弁１３Ｂによって第７パイロット通路５２ａの接続先が連通路４３Ｂから第２バイパス通路５４に切換えられると、ブリードオフコンペンセータ５２の第７、８パイロット圧ｐ７、ｐ８が略同圧となり、ブリードオフコンペンセータ５２に作用するスプリング５２ｃの力によって荷役装置側主通路４２Ｂが強制的に閉じられ、油圧ポンプ１１Ｂとタンク１２との間が遮断されるようになっている。
【００４８】
また、油圧ポンプ１１Ｂとタンク１２とを繋ぐタンク通路４５には、絞り５５が介在しており、絞り５５は、タンク通路４５を介してタンク１２に戻る作動油に対して絞り５５の上流側で圧力を発生させるようになっている。また、油圧ポンプ１１Ｂは、いわゆる可変容量型ポンプであり、サーボ機構５６を備えている。サーボ機構５６は、絞り５５の上流側の圧力に応じて油圧ポンプ１１Ｂの吐出流量を変更するようになっている。具体的には、サーボ機構５６は、絞り５５の上流側の圧力が高くなると吐出容量を小さくし、また上流側の圧力が低くなると吐出容量を大きくするようになっている。
【００４９】
このように構成される油圧駆動装置１Ｂは、第１乃至２実施形態の油圧駆動装置１，１Ａと同様に操作ボタン２４を操作することで、エンジンＥの負荷トルクを大きくすることができる。その手順について具体的に説明すると、まず操作ボタン２４を操作し、電磁切換弁１３Ｂにより第７パイロット通路５２ａの接続先を連通路４３Ｂから第２バイパス通路５４に切換える。そうすると、ブリードオフコンペンセータ５２によって荷役装置側主通路４２Ｂが強制的に閉じられ、油圧ポンプ１１Ｂとタンク１２との間が遮断される。これにより、絞り５５に作動油が導かれなくなり、サーボ機構５６が油圧ポンプ１１Ｂの吐出量を最大流量まで増加させる。他方、ステアリング装置３１が作動していない状態では、ステアリング側主通路４１Ｂもまたメータインコンペンセータ５１によって閉じられているので、油圧ポンプ１１Ｂの吐出圧力が上昇する。
【００５０】
このように油圧ポンプ１１Ｂの吐出量を最大流量まで大きくし、且つ吐出圧力を上昇させることで、エンジンＥの負荷トルクが大きくなり、エンジンＥから排出される排気ガスの温度が上昇する。これにより、エンジンＥの排気管内にあるフィルター内に溜まるＰＭを除去することができる。なお、荷役装置側主通路４２Ｂの油圧が上昇して第３所定圧力以上になると、荷役装置側リリーフ弁３９が開いて荷役装置側主通路４２Ｂの作動油がタンク１２へと排出される。これにより、荷役装置側主通路４２Ｂの圧力及び吐出圧力が第３所定圧力に保たれ、エンジンＥの負荷トルクを最大値で制御することができる。
【００５１】
また、この状態でステアリング装置３１が操作されると、メータインコンペンセータ５１によってステアリング側主通路４１Ｂが開かれる。これにより、ポンプ１１Ｂからステアリング用アクチュエータ１６Ｌ、１６Ｒへ作動油が供給される。このように、エンジンＥの負荷トルクを大きくしている際中でもステアリング用アクチュエータ１６Ｌ、１６Ｒを作動させることができる。
【００５２】
その他、別の実施形態の油圧駆動装置１Ｂは、第１乃至２実施形態の油圧駆動装置１，１Ａと同様の作用効果を奏する。
【００５３】
［その他の実施形態］
第１実施形態の油圧駆動装置１では、電磁開閉弁１３だけが設けられているが、更に第２実施形態の電磁切換弁１３Ａ及び昇圧用リリーフ弁１４Ａを追加してもよい。これにより、エンジンＥの負荷トルクを大きくしている際にレバー３２，３３に対して不所望な操作があっても、荷役装置が作動することを防ぐことができる。また、第１乃至第２実施形態では、固定流量型の油圧ポンプ１１が採用されているが、別の実施形態のように可変流量形の油圧ポンプ１１Ｂを採用してもよい。また、油圧ポンプ１１の数も１つに限定されず、２つ以上備えていてもよい。更に、油圧ポンプ１１は、必ずしもエンジンＥにギア機構を介して接続されている必要はなく、流体継手等を介して接続されていてもよいし、油圧ポンプ１１とエンジンＥとを直結してもよい。また、油圧ポンプ１１Ｂにトルク制御機能を付加してもよい。油圧ポンプ１１Ｂを任意のトルクで制御することにより、エンジンＥのトルクを任意に設定することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ａ，１Ｂ  油圧駆動装置
１１，１１Ｂ  油圧ポンプ
１２  タンク
１３  電磁開閉弁
１３Ａ，１３Ｂ  電磁切換弁
１４Ａ  昇圧用リリーフ弁
１５  駆動機器
１６Ｌ  ステアリング用アクチュエータ
１６Ｒ  ステアリング用アクチュエータ
１７  バケット用アクチュエータ
１８  ホイスト用アクチュエータ
３１  ステアリング装置
３２  バケット用レバー
３３  ホイスト用レバー
３４  優先弁
３５  ステアリング用方向制御弁
３６  ステアリング側リリーフ弁
３７  バケット用方向制御弁
３８  ホイスト用方向制御弁
３９  荷役装置側リリーフ弁
５１  メータインコンペンセータ
５２  ブリードオフコンペンセータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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