(57)【要約】【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】左右の走行体の駆動源としての可変容量型油圧モータ７，８の負荷圧が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。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【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ことを特徴とする建設機械の走行駆動装置。
【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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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の走行駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の走行駆動装置は、油圧モータを駆動源とし、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・高速の２速モードとの間で切換え得るように構成され、通常、発進時や登坂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。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１５６６６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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が緩慢となり、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を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。
【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】
【課題を解決するための手段】
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。
【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】
【発明の実施の形態】
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はクローラ式の走行装置で、この走行装置１上に上部旋回体２が縦軸まわりに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の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各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の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の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。
【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。
【００４８】
【発明の効果】
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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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