JP2000319942A - Hydraulic operation device for excavator - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
-
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削作業機を有
し、該作業機を油圧アクチュエーターで駆動し、該油圧
アクチュエーターの作動を切り換える切換バルブをパイ
ロット式で操作する構成において、エンジン停止後にお
いても切換操作可能とする技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a construction in which an excavating work machine is provided, the work machine is driven by a hydraulic actuator, and a switching valve for switching the operation of the hydraulic actuator is operated by a pilot system. Also relates to a technology for enabling a switching operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来からバックホー等の掘削作業機にお
いて、本機よりアームやブーム等を介してバケットやフ
ォークを装着して、前記アームやブーム等は油圧シリン
ダー等の油圧アクチュエーターを作動させることによっ
て作業を行うようにしている。この油圧アクチュエータ
ーを作動させるために、切換バルブが使用され、この切
換バルブの切換は手動により行われていたが、操作力が
若干大きいために長時間操作を行うと疲れてしまう。そ
こで、油圧パイロット式の切換バルブを用いて、メイン
の油圧切換バルブをパイロットバルブ(リモコン弁)を
切り換えることによって、軽い操作で切り換えられるよ
うした技術が採用されるようになってきた。2. Description of the Related Art In a conventional excavator such as a backhoe, a bucket or a fork is mounted on the excavator through an arm or a boom, and the arm or the boom is operated by a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder. I do work. In order to operate the hydraulic actuator, a switching valve is used, and the switching of the switching valve is manually performed. However, since the operation force is slightly large, if the operation is performed for a long time, the user becomes tired. Therefore, a technique has been adopted in which a hydraulic pilot-type switching valve is used to switch the main hydraulic switching valve by a pilot valve (remote control valve) so that the switching can be performed with a light operation.
【0003】しかし、パイロット式の切換バルブを用い
た場合、作業機を上昇した位置で止めて作業を終了する
と、操作レバーの操作だけではメインの油圧切換バルブ
を切り換えることができないので、油圧が徐々に抜けて
作業機の下方に位置した部品等を壊したり、油圧ホース
を交換するときに作動油が噴き出したりしていた。これ
を防止するには作業機を下げた状態にすればよいのであ
るが、エンジンを再び始動させて油圧を上げてからパイ
ロットバルブを切換操作する必要があるため面倒な操作
となっていたのである。そこで、パイロットバルブだけ
を操作できるように、パイロットバルブの操作油圧回路
にアキュムレータを配置した技術が公知となっている。
例えば、特開平6−299575号の技術である。However, when a pilot-type switching valve is used, if the work machine is stopped at an elevated position and the operation is completed, the main hydraulic switching valve cannot be switched only by operating the operation lever, so that the hydraulic pressure gradually decreases. And the parts located below the working machine were broken, and hydraulic oil spouted when replacing the hydraulic hose. In order to prevent this, the work machine should be lowered, but it was a cumbersome operation because it was necessary to restart the engine, raise the oil pressure, and then switch the pilot valve. . Therefore, a technique is known in which an accumulator is arranged in an operating hydraulic circuit of the pilot valve so that only the pilot valve can be operated.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-299575.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、アキュムレー
タは別部品で構成されるため、バルブケース等に後付け
する構成となり、コストアップとなり、また、アキュム
レータを取り付けるためのスペースや配管等が必要とな
って、油圧制御装置が大きくなり、取り付け位置が制限
されることがあったのである。However, since the accumulator is formed as a separate component, the accumulator is retrofitted to a valve case or the like, which increases the cost. In addition, a space or piping for mounting the accumulator is required. However, the hydraulic control device becomes large, and the mounting position is sometimes limited.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。即ち、請求項1においては、掘削作業
機を油圧アクチュエーターによって駆動し、該油圧アク
チュエーターへの圧油の送油を切り換えるバルブをパイ
ロット式の切換バルブとする油圧操作装置において、油
圧アクチュエーターに圧油を供給する油圧ポンプを収納
するポンプケースにパイロット油圧を蓄圧するアキュム
レータを一体的に設けた。The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described. That is, in claim 1, in a hydraulic operating device in which the excavator is driven by a hydraulic actuator and a valve that switches oil pressure supply to the hydraulic actuator is a pilot-type switching valve, the hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator. An accumulator that accumulates pilot oil pressure is provided integrally with the pump case that houses the supplied hydraulic pump.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】次に、掘削作業機をバックホーと
した本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1はバックホーの全体側面図、図2は油圧回路図、図
3は同じく要部の油圧回路図、図4は油圧ポンプの平面
図、図5は同じく正面図、図6は同じく側面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention in which an excavator is a backhoe will be described with reference to the drawings.
1 is an overall side view of the backhoe, FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram, FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the main part, FIG. 4 is a plan view of the hydraulic pump, FIG. 5 is a front view, and FIG. is there.
【0007】まず、バックホーの全体構成から説明す
る。図1において、左右一対のクローラー2を装備した
クローラー式走行装置1の上部に、旋回可能に旋回台4
を取り付け、該旋回台4上に運転席3や操作レバー等を
収納したキャビン6配設し、該キャビン6の右側に掘削
作業機5の基部を支持している。該旋回台4の後部は平
面視半円状に構成され、クローラー式走行装置1の幅内
で旋回できるようにしている。前記キャビン6の後部に
はエンジンやバッテリーや燃料タンク等を配置してカバ
ー7で覆っている。また、前記クローラー式走行装置1
の前部に排土板9が装着している。First, the overall structure of the backhoe will be described. In FIG. 1, a swivel 4 is pivotably mounted on an upper part of a crawler-type traveling device 1 equipped with a pair of right and left crawlers 2.
And a cabin 6 that accommodates the driver's seat 3 and operation levers is provided on the swivel base 4, and the base of the excavator 5 is supported on the right side of the cabin 6. The rear portion of the swivel base 4 is formed in a semicircular shape in plan view so that the swivel base 4 can turn within the width of the crawler traveling device 1. An engine, a battery, a fuel tank, and the like are arranged at the rear of the cabin 6 and covered with a cover 7. In addition, the crawler traveling device 1
The earth removal plate 9 is attached to the front part of.
【0008】前記掘削作業機5は、第一ブーム11、第
二ブーム12、第三ブーム13よりなる三つに分割され
たブームと、該ブームの先端に取り付けられたアーム1
4とバケット15からなり、第一ブーム11は旋回台4
に前後方向に上下回動可能に枢支され、該第一ブーム1
1と旋回台4との間にブームシリンダー16が取り付け
られ、該ブームシリンダー16の伸縮によりブームを上
下回動可能としている。前記第三ブーム13にアーム1
4が前後方向に回動可能に枢支され、該アーム14と第
三ブーム13との間にアームシリンダー17が介装され
て、該アームシリンダー17の伸縮よりアーム14を回
動可能とし、該アーム14の先端にバケット15を枢結
して、両者の間にバケットシリンダー19が介装され、
バケットシリンダー19を伸縮させることによって、バ
ケット15をダンプさせたり掬い込み動作させることが
できる。The excavator 5 includes a boom divided into three parts, a first boom 11, a second boom 12, and a third boom 13, and an arm 1 attached to a tip of the boom.
4 and a bucket 15.
The first boom 1 is pivotally supported to be vertically rotatable in the front-rear direction.
A boom cylinder 16 is mounted between the rotary table 1 and the swivel base 4, and the boom can be vertically rotated by expansion and contraction of the boom cylinder 16. Arm 1 on the third boom 13
4 is pivotably supported in the front-rear direction, and an arm cylinder 17 is interposed between the arm 14 and the third boom 13 so that the arm 14 can be rotated by the expansion and contraction of the arm cylinder 17. A bucket 15 is pivotally connected to the tip of the arm 14, and a bucket cylinder 19 is interposed between the two.
By expanding and contracting the bucket cylinder 19, the bucket 15 can be dumped or scooped.
【0009】また、前記第一ブーム11の先端に第二ブ
ーム12が左右回動可能に枢支され、該第二ブーム12
先端に第三ブーム13が左右回動可能に枢支され、該第
一ブーム11と第三ブーム13の間には第二ブームと平
行となるようにオフセットロッド20が枢結され、該オ
フセットロッド20と略平行にオフセットシリンダー2
1が第二ブーム12と第三ブーム13の間に介装されて
いる。こうして、第一ブーム11と第二ブーム12と第
三ブーム13とオフセットロッド20によって平行4連
リンク機構が構成され、オフセットシリンダー21を伸
縮させることで、アーム14及びバケット15は前後方
向のまま左右平行移動され、側溝掘り作業等でオフセッ
トさせた状態で作業できるようにしている。A second boom 12 is pivotally supported at the tip of the first boom 11 so as to be rotatable left and right.
A third boom 13 is pivotally supported at the tip so as to be able to rotate left and right, and an offset rod 20 is pivotally connected between the first boom 11 and the third boom 13 so as to be parallel to the second boom. Offset cylinder 2 substantially parallel to 20
1 is interposed between the second boom 12 and the third boom 13. In this manner, a parallel quadruple link mechanism is constituted by the first boom 11, the second boom 12, the third boom 13, and the offset rod 20, and by extending and contracting the offset cylinder 21, the arm 14 and the bucket 15 are left and right in the front-rear direction. It is moved in parallel, and it is possible to work in a state where it is offset by guttering work or the like.
【0010】次に前記油圧シリンダーを駆動するための
油圧回路について説明する。図2に示すように、エンジ
ン30の出力軸に第一油圧ポンプP1、第二油圧ポンプ
P2、第三油圧ポンプP3、第四油圧ポンプP4が並列
に駆動できるように連設され、該第一油圧ポンプP1と
第二油圧ポンプP2の吐出側には操向切換バルブ31・
32を介してクローラー式走行装置1に設けた油圧モー
ター33・34と接続されて、切換バルブや変速レバー
の操作で走行および左右旋回が可能としている。Next, a hydraulic circuit for driving the hydraulic cylinder will be described. As shown in FIG. 2, a first hydraulic pump P1, a second hydraulic pump P2, a third hydraulic pump P3, and a fourth hydraulic pump P4 are connected to the output shaft of the engine 30 so that they can be driven in parallel. On the discharge side of the hydraulic pump P1 and the second hydraulic pump P2, the steering switching valve 31
It is connected to hydraulic motors 33 and 34 provided in the crawler-type traveling device 1 through 32, so that traveling and left / right turning can be performed by operating a switching valve or a shift lever.
【0011】また、第一油圧ポンプP1の吐出油路から
分岐して、ブーム昇降切換バルブ35、バケット回動切
換バルブ37、オフセット駆動切換バルブ38に圧油を
供給可能に接続され、前記第二油圧ポンプP2の吐出油
路は旋回切換バルブ39、アーム回動切換バルブ36に
圧油を供給可能に接続されている。Further, the oil pressure is branched from the discharge oil passage of the first hydraulic pump P1 and connected to the boom lifting / lowering switching valve 35, the bucket rotation switching valve 37, and the offset drive switching valve 38 so as to be able to supply pressure oil, The discharge oil passage of the hydraulic pump P2 is connected to the swing switching valve 39 and the arm rotation switching valve 36 so as to be able to supply pressure oil.
【0012】そして、前記ブーム昇降切換バルブ35の
二次側にブームシリンダー16が接続され、アーム回動
切換バルブ36の二次側にアームシリンダー17が、バ
ケット回動切換バルブ37の二次側にバケットシリンダ
ー19が、オフセット駆動切換バルブ38の二次側にオ
フセットシリンダー21が、旋回切換バルブ39の二次
側に旋回モーター22がそれぞれ接続されている。ただ
し、排土板を昇降するシリンダー及び切換バルブは図示
していない。A boom cylinder 16 is connected to the secondary side of the boom lifting / lowering switching valve 35, an arm cylinder 17 is connected to a secondary side of the arm rotation switching valve 36, and a secondary side of the bucket rotation switching valve 37. The bucket cylinder 19, the offset cylinder 21 is connected to the secondary side of the offset drive switching valve 38, and the turning motor 22 is connected to the secondary side of the turning switching valve 39. However, a cylinder and a switching valve for raising and lowering the earth discharging plate are not shown.
【0013】また、ブーム昇降切換バルブ35、アーム
回動切換バルブ36、バケット回動切換バルブ37、旋
回切換バルブ39はパイロット式の切換バルブであっ
て、それぞれの操作部はパイロット油路を介してパイロ
ットバルブ40・41と接続されている。該パイロット
バルブ40・41は運転席3の前部に設けた操作レバー
の回動によって切り換え、前記油圧シリンダーを作動で
きるようにしている。そして、前記パイロットバルブ4
0・41へは前記第四油圧ポンプP4からパイロット油
圧が供給されるようにしている。The boom lifting / lowering switching valve 35, the arm rotation switching valve 36, the bucket rotation switching valve 37, and the rotation switching valve 39 are pilot-type switching valves, each of which is operated via a pilot oil passage. It is connected to pilot valves 40 and 41. The pilot valves 40 and 41 are switched by turning an operation lever provided at a front portion of the driver's seat 3 so that the hydraulic cylinder can be operated. And the pilot valve 4
0.41 is supplied with pilot hydraulic pressure from the fourth hydraulic pump P4.
【0014】前記第一油圧ポンプP1、第二油圧ポンプ
P2、第三油圧ポンプP3、第四油圧ポンプP4はポン
プユニットUとしてポンプケース45内に収納されてお
り、図2、図3に示すように、ポンプケース45に前記
ポンプP1・P2・P3・P4に加えて一体的に第一・
第二セーフティーバルブ46・47とリリーフバルブ4
9と本発明のアキュムレータ50が設けられている。前
記第一セーフティバルブ46の二次側はパイロット油路
を介してクローラー式走行装置1に設けたブレーキ解除
用バルブと接続され、前記第二セーフティーバルブ47
の二次側がフィルター51・51を介して前記パイロッ
トバルブ40・41と接続されている。The first hydraulic pump P1, the second hydraulic pump P2, the third hydraulic pump P3, and the fourth hydraulic pump P4 are housed in a pump case 45 as a pump unit U, as shown in FIGS. In addition to the pumps P1, P2, P3, and P4, the pump case 45
Second safety valve 46/47 and relief valve 4
9 and the accumulator 50 of the present invention. The secondary side of the first safety valve 46 is connected to a brake release valve provided on the crawler traveling device 1 via a pilot oil passage, and the second safety valve 47
Is connected to the pilot valves 40 and 41 via filters 51 and 51.
【0015】そして、第二セーフティーバルブ47の一
次側にはポンプポートともう一つのサブポンプポートが
あり、このサブポンプポートに本発明のアキュムレータ
50が接続されている。そして、図4乃至図6に示すよ
うに、該アキュムレータ50はポンプケース45に一体
的に設けられており、ポンプユニットUはポンプケース
45の中央にポンプ軸52が横架されて、一端を突出し
てエンジン30の出力軸と連結している。該ポンプケー
ス45内には四つの油圧ポンプP1・P2・P3・P4
が収納され、底部に設けた吸入ポートより作動油を吸入
し、ポンプケース45上面に油圧ポンプP1・P2・P
3の吐出ポート61・62・63がそれぞれ設けられて
いる。A pump port and another sub-pump port are provided on the primary side of the second safety valve 47, and the accumulator 50 of the present invention is connected to the sub-pump port. As shown in FIGS. 4 to 6, the accumulator 50 is provided integrally with the pump case 45. The pump unit U has a pump shaft 52 suspended in the center of the pump case 45 and one end protrudes. To the output shaft of the engine 30. In the pump case 45, four hydraulic pumps P1, P2, P3, P4
Are stored, and hydraulic oil is sucked from a suction port provided at the bottom, and hydraulic pumps P1, P2, and P
Three discharge ports 61, 62, and 63 are provided, respectively.
【0016】そして、ポンプケース45の側面に電磁バ
ルブからなる前記第一・第二セーフティーバルブ46・
47を収納したバルブケース53が固設され、該バルブ
ケース53の一側にソレノイド46a・47aが突設さ
れ、他側にアキュムレータ50が配設されて連通されて
いる。該アキュムレータ50はポンプケース45と一体
的に形成され、または、着脱可能に形成され、前記バル
ブケース53側方の空間に配置され、ソレノイド46a
・47aとは反対側に配置して、無駄なスペースを有効
に利用できる形状としている。そして、バルブケース5
3の上面と側面と下面にパイロット油圧の吐出ポート6
4〜67が配設されている。The first and second safety valves 46, which are electromagnetic valves, are provided on the side of the pump case 45.
A valve case 53 accommodating 47 is fixedly provided, solenoids 46a and 47a are protruded from one side of the valve case 53, and an accumulator 50 is provided and communicated with the other side. The accumulator 50 is formed integrally with the pump case 45 or is detachably formed. The accumulator 50 is disposed in a space beside the valve case 53 and has a solenoid 46a.
-It is arranged on the opposite side to 47a, and has a shape that can effectively use wasteful space. And the valve case 5
Pilot hydraulic discharge ports 6 on the top, side and bottom of 3
4 to 67 are provided.
【0017】このように、前記パイロット油圧を供給す
る油圧ポンプP4と油圧アクチュエーターの切換バルブ
35〜39との間にセーフティバルブ47を設け、該セ
ーフティバルブ47をポンプケース45に付設し、該セ
ーフティバルブ47のバルブケース45側部にアキュム
レータ50を配置したので、バルブケース側部の空間を
有効に利用することが可能となり、省スペースのアキュ
ムレータを構成することが可能となるのである。As described above, the safety valve 47 is provided between the hydraulic pump P4 for supplying the pilot hydraulic pressure and the switching valves 35 to 39 of the hydraulic actuator, and the safety valve 47 is attached to the pump case 45. Since the accumulator 50 is disposed on the side of the valve case 45 of the 47, the space on the side of the valve case can be effectively used, and a space-saving accumulator can be configured.
【0018】このように構成において、バックホーによ
って掘削作業を終了してブームを上げた状態でエンジン
30を停止した場合、掘削作業機5の自重とわずかなリ
ークによってブームが下降する可能性があるので、下げ
ておくほうが好ましい。そこで、操作レバーを操作する
と従来ではパイロット油圧がかかっていないために、ブ
ーム昇降切換バルブ35やアーム回動切換バルブ36や
バケット回動切換バルブ37を切り換えることはできな
いが、本発明では、作業時において油圧ポンプP4から
吐出された作動油がアキュムレータ50に蓄圧されてお
り、エンジン30を停止させると、第二セーフティーバ
ルブ47が切り換えられてアキュムレータ50内に油圧
が維持され、エンジン30を停止させた後において、第
二セーフティーバルブ47を切り換えて、操作レバーを
操作すれば、アキュムレータ50からの圧油がパイロッ
ト油路を介して切換バルブの操作部に送油されて切り換
えることができるのである。このとき、上昇させること
はできないが、下降させることはできるのである。但
し、前記第二セーフティーバルブ47は本実施例では電
磁バルブとしてソレノイドの作動によって切り換えられ
るようにしているが、手動によっても切り換えられるバ
ルブとすることも可能である。In this configuration, if the excavating operation is completed by the backhoe and the engine 30 is stopped in a state where the boom is raised, the boom may be lowered due to the own weight of the excavating work machine 5 and a slight leak. , It is preferable to lower it. Thus, when the operating lever is operated, the boom lifting / lowering switching valve 35, the arm rotation switching valve 36, and the bucket rotation switching valve 37 cannot be switched because the pilot hydraulic pressure is not applied conventionally. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P4 is stored in the accumulator 50, and when the engine 30 is stopped, the second safety valve 47 is switched to maintain the oil pressure in the accumulator 50 and stop the engine 30. Later, if the second safety valve 47 is switched and the operating lever is operated, the pressure oil from the accumulator 50 can be sent to the operating portion of the switching valve via the pilot oil passage and switched. At this time, it cannot be raised, but can be lowered. In the present embodiment, the second safety valve 47 is switched as an electromagnetic valve by the operation of a solenoid. However, it can be switched manually.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項1の如く、
掘削作業機を油圧アクチュエーターによって駆動し、該
油圧アクチュエーターへの圧油の送油を切り換えるバル
ブをパイロット式の切換バルブとする油圧操作装置にお
いて、油圧アクチュエーターに圧油を供給する油圧ポン
プを収納するポンプケースにパイロット油圧を蓄圧する
アキュムレータを一体的に設けたので、アキュムレータ
を別部品として新たに構成して配管途中に配置する必要
がなくなり、部品点数を削減して、組立工数を減少し、
コスト低減化も図れたのである。また、アクチュエータ
ーの残圧を抜くことができて、メンテナンス時に配管を
外した時等に作動油の吹き出しを防止することができ、
また、エンジン停止後において、アキュムレータからの
圧油によって作業機を安定した姿勢に操作できるのであ
る。As described above, the present invention has the following advantages. That is, as in claim 1,
In a hydraulic operating device in which an excavator is driven by a hydraulic actuator and a valve for switching the supply of pressure oil to the hydraulic actuator is used as a pilot switching valve, a pump containing a hydraulic pump for supplying pressure oil to the hydraulic actuator Since the accumulator that accumulates the pilot oil pressure is provided integrally in the case, it is not necessary to newly configure the accumulator as a separate part and arrange it in the middle of the piping, reduce the number of parts, reduce the number of assembly steps,
The cost was also reduced. In addition, the residual pressure of the actuator can be released, and when the piping is removed during maintenance, etc., it is possible to prevent the hydraulic oil from blowing out,
Further, after the engine is stopped, the working machine can be operated to a stable posture by the pressure oil from the accumulator.
【図1】バックホーの全体側面図である。FIG. 1 is an overall side view of a backhoe.
【図2】油圧回路図である。FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram.
【図3】同じく要部の油圧回路図である。FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a main part of the same.
【図4】油圧ポンプの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the hydraulic pump.
【図5】同じく正面図である。FIG. 5 is a front view of the same.
【図6】同じく側面図である。FIG. 6 is a side view of the same.
5 掘削作業機 11 第一ブーム 16 ブームシリンダー 30 エンジン 35 ブーム昇降切換バルブ 45 ポンプケース 50 アキュムレータ 53 バルブケース P1〜P4 油圧ポンプ 5 Excavator 11 First boom 16 Boom cylinder 30 Engine 35 Boom elevating switching valve 45 Pump case 50 Accumulator 53 Valve case P1 to P4 Hydraulic pump
Claims (1)
って駆動し、該油圧アクチュエーターへの圧油の送油を
切り換えるバルブをパイロット式の切換バルブとする油
圧操作装置において、油圧アクチュエーターに圧油を供
給する油圧ポンプを収納するポンプケースにパイロット
油圧を蓄圧するアキュムレータを一体的に設けたことを
特徴とする掘削機の油圧操作装置。1. A hydraulic operating device that drives a drilling machine by a hydraulic actuator and uses a pilot-type switching valve as a valve for switching the supply of hydraulic oil to the hydraulic actuator. A hydraulic operating device for an excavator, wherein an accumulator for accumulating pilot hydraulic pressure is integrally provided in a pump case for housing a pump.
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-
1999
- 1999-05-12 JP JP13135999A patent/JP3950259B2/en not_active Expired - Fee Related
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