JP2012013156A - Working machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、作業機械に関し、より詳細には、昇降する作業用アタッチメントの位置エネルギを油圧として蓄積することが可能な作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine, and more particularly to a work machine capable of accumulating potential energy of a working attachment that moves up and down as a hydraulic pressure.
例えば、フォークリフトやショベル等のように作業用アタッチメントをリフト用の油圧シリンダで上昇し、降下する際の位置エネルギを油圧の圧油としてアキュムレータに蓄積するようにした作業機械が知られている。
このような作業機械では、一対のブーム用油圧シリンダの間に、この一対のブーム用油圧シリンダと平行にアシスト用の油圧シリンダを設けた構造を採用している。このアシスト用の油圧シリンダは、ブーム上げ動作を補助し、ブームの下げ時の位置エネルギを油圧エネルギに変換してアキュムレータに蓄積する。エネルギ回収回路は、アシスト用の油圧シリンダのボトム側油室と、このボトム側油室に接続されたアキュムレータとを閉回路となし、ブームが自重で降下する際、ボトム側油室から吐出される圧油をアキュムレータに蓄積する(例えば、特許文献1参照)。
For example, there is known a working machine such as a forklift or an excavator in which a work attachment is lifted by a lift hydraulic cylinder and potential energy when the work attachment is lowered is accumulated in an accumulator as hydraulic pressure oil.
Such a working machine employs a structure in which an assist hydraulic cylinder is provided between the pair of boom hydraulic cylinders in parallel with the pair of boom hydraulic cylinders. The assist hydraulic cylinder assists the boom raising operation, converts the potential energy when the boom is lowered into hydraulic energy, and accumulates it in the accumulator. The energy recovery circuit forms a closed circuit of the bottom oil chamber of the assist hydraulic cylinder and the accumulator connected to the bottom oil chamber, and is discharged from the bottom oil chamber when the boom is lowered by its own weight. The pressure oil is accumulated in an accumulator (see, for example, Patent Document 1).
上記の特許文献1に記載された作業機械では、アシスト用の油圧シリンダを新たに設けて、作業用アタッチメントが降下する際の圧油をアキュムレータに蓄積している。このため、例えば、一対のブーム用油圧シリンダ間にバケット用油圧シリンダが配置されているホイールローダのように、作業機械によっては、油圧シリンダのレイアウトが困難となる。また、アシスト用の油圧シリンダが追加されることによりコストが高くなる。 In the work machine described in Patent Document 1, an assist hydraulic cylinder is newly provided, and pressure oil when the work attachment is lowered is accumulated in the accumulator. For this reason, for example, like a wheel loader in which a bucket hydraulic cylinder is disposed between a pair of boom hydraulic cylinders, the layout of the hydraulic cylinder may be difficult depending on the work machine. Further, the cost increases due to the addition of an assist hydraulic cylinder.
この発明の作業機械は、吐出回路に圧油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプから圧油が供給され、作業用アタッチメントの昇降を行う油圧シリンダと、油圧シリンダのボトム側油室に連通される第1の油路と、油圧シリンダのロッド側油室に連通される第2の油路と、第1の位置に切換えられているときは、第1の油路と第2の油路とを連通し、第2の位置に切換えられているときは、第1の油路と第2の油路とを互いに遮断する連通制御弁と、第1の油路に発生した圧油を蓄積するアキュムレータと、第1の油路に発生した圧油を前記アキュムレータに蓄積する際、アキュムレータ側から第1の油路側への圧油の流入を阻止する第1の油圧弁と、アキュムレータに蓄積された圧油を作動回路に供給する際、第1の油路と作動回路とを連通する第2の油圧弁と、作業用アタッチメントの下げ操作に連動して、第1の油路と第2の油路とが連通するように連通制御弁を第1の位置に切換え、作業用アタッチメントの上げ操作に連動して、第1の油路と第2の油路とが遮断されるように連通制御弁を第2の位置に切換え、且つ、アキュムレータと作動回路とが連通するように第2の油圧弁を切換える制御手段とを備えることを特徴とする。 The working machine according to the present invention communicates with a hydraulic pump that discharges pressure oil to a discharge circuit, a hydraulic cylinder that is supplied with pressure oil from the hydraulic pump and moves up and down the work attachment, and a bottom-side oil chamber of the hydraulic cylinder. The first oil passage, the second oil passage communicating with the rod-side oil chamber of the hydraulic cylinder, and the first oil passage and the second oil passage when switched to the first position. A communication control valve that cuts off the first oil passage and the second oil passage when communicating and switched to the second position, and an accumulator that accumulates the pressure oil generated in the first oil passage And a first hydraulic valve for blocking the flow of pressure oil from the accumulator side to the first oil path side when the pressure oil generated in the first oil path is accumulated in the accumulator, and the pressure accumulated in the accumulator When the oil is supplied to the operating circuit, the first oil passage communicates with the operating circuit. In conjunction with the lowering operation of the second hydraulic valve and the work attachment, the communication control valve is switched to the first position so that the first oil passage and the second oil passage communicate with each other. In conjunction with the raising operation, the communication control valve is switched to the second position so that the first oil passage and the second oil passage are shut off, and the accumulator and the operating circuit are in communication with each other. And a control means for switching the two hydraulic valves.
この発明によれば、作業用アタッチメントの昇降を行う一対の油圧シリンダをボトム側油室同士およびロッド側油室同士を接続し、作業用アタッチメントの下げ操作時にボトム側油室同士およびロッド側油室同士を接続する油路を連通制御弁により連通することによりアキュムレータに圧油を蓄積するようにしたので、アキュムレータに圧油を蓄積するための油圧シリンダを追加する必要がない。 According to this invention, the bottom side oil chambers and the rod side oil chambers are connected to each other by a pair of hydraulic cylinders that raise and lower the work attachment, and the bottom side oil chambers and the rod side oil chambers are operated when the work attachment is lowered. Since the oil passage connecting them is communicated with the communication control valve so that the pressure oil is accumulated in the accumulator, it is not necessary to add a hydraulic cylinder for accumulating the pressure oil in the accumulator.
[実施形態1]
―作業機械の概要―
以下、本発明に係る作業機械の一実施形態を、図1および図2を参照して説明する。
図1は、本発明に係る作業機械の一実施形態としてのホイールローダの外観斜視図である。
作業機械100の一例として示されるホイールローダは、アーム111、バケット112、前輪113等を有する前部車体110と、運転室121、エンジン室122、後輪123等を有する後部車体120とで構成される。アーム111はアーム用油圧シリンダ114の駆動により上下方向に回動(俯仰動)し、バケット112はバケット用油圧シリンダ115の駆動により上下方向に回動(ダンプまたはクラウド)する。アーム111およびバケット112は作業用アタッチメント102を構成する。
[Embodiment 1]
―Outline of work machine―
Hereinafter, an embodiment of a work machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is an external perspective view of a wheel loader as an embodiment of a work machine according to the present invention.
A wheel loader shown as an example of the
図1においては、アーム用油圧シリンダ114は、手前側の1つしか図示されていないが、アーム用油圧シリンダ114は作業機械100の反対側の側面にも取り付けられている。各アーム用油圧シリンダ114は、構造および寸法が同一であり、且つ、伸縮動作も同時に行われものであり、作業機械100の左右の側面に一対として装着されている。
In FIG. 1, only one arm
前部車体110と後部車体120は連結軸101により互いに回動自在に連結されている。この作業機械100は連結軸101において、前部車体110と後部車体120とが屈曲されるアーティキュレート式のものである。図示はしないが、前部車体110と後部車体120には、連結軸101を中心とする一対のステアリング用油圧シリンダ(不図示)の一端側と他端側が、それぞれ、回転可能に係止されている。不図示の油圧装置により、一対のステアリング用油圧シリンダを、一方を伸張、他方を縮退させることにより、前部車体110と後部車体120を、それぞれ、連結軸101を中心に回転させる。これにより、前部車体110と後部車体120との相対的な取付角度が変化し、車体が屈曲して換向する。
The
(回路構成−油圧回路)
図2は、この発明に係る作業機械の油圧回路および電気回路を含む回路ブロック図の一実施形態を示す。
図2を参照して、先ず、油圧回路について説明する。
エンジン室122内には、エンジン(図示せず)、エンジンで駆動される主油圧ポンプ12およびパイロット用油圧ポンプ13が収容されている。主油圧ポンプ12は、作動油を油タンク38から主油路133に吐出し、方向制御弁21を介してアーム作動回路に流入し、一対のアーム用油圧シリンダ114に給、排油する。
なお、図2においては、バケット用油圧シリンダ115およびステアリング用油圧シリンダは図示を省略されている。
(Circuit configuration-hydraulic circuit)
FIG. 2 shows an embodiment of a circuit block diagram including a hydraulic circuit and an electric circuit of the work machine according to the present invention.
First, the hydraulic circuit will be described with reference to FIG.
The
In FIG. 2, the bucket
一対のアーム用油圧シリンダ114は、ボトム側油室同士が第1の油路131で接続され、また、ロッド側油室同士が第2の油路132で接続されている。
第1の油路131および第2の油路132は、方向制御弁21が位置aまたは位置bの場合、主油路133を介して主油圧ポンプ12に接続される。方向制御弁21が位置aでは、主油圧ポンプ12から吐出される圧油が第1の油路131を経由して一対のアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室に流入し、各アーム用油圧シリンダ114を伸張する。一対のアーム用油圧シリンダ114から流出する作動油は第2の油路132に排出される。
In the pair of arm
The
方向制御弁21が位置bでは、主油圧ポンプ12から吐出される圧油が第2の油路132を経由して一対のアーム用油圧シリンダ114のロッド側油室に流入し、各アーム用油圧シリンダ114を縮退する。各アーム用油圧シリンダ114から流出する作動油は第1の油路131に排出される。
方向制御弁21は、アーム用操作レバー11の操作により、パイロット作動油を給、排油するパイロット弁14により、位置aまたは位置bに切換えられる。
主油圧ポンプ12から主油路133に吐出された作動油は、作業機械100が待機状態においては、戻り油路134を経由して油タンク38に戻る。
When the
The
The hydraulic oil discharged from the main
22は、電磁式の連通制御弁であり、方向制御弁21が位置bのときに、すなわち、アーム用油圧シリンダ114が縮退するときに、アームシリンダ位置cに切換えられると、第1の油路131と第2の油路132を連通する。第1の油路131上には、電磁式の第1制御弁(油圧弁)23が配置されている。第1制御弁23は、連通制御弁22が位置cとなる動作に連動して位置dとなり、油路を開放する開放状態となる。第1の油路131側からみて第1制御弁23の下流に第2制御弁(油圧弁)24が配置されている。
22 is an electromagnetic communication control valve. When the
第1制御弁23と第2制御弁24との間にアキュムレータ30が介装されている。アキュムレータ30は、一対のアーム用油圧シリンダ114から吐出され、第1制御弁23を通過した圧油を蓄積する。アキュムレータ30に圧油を蓄積する間は、第2制御弁24は閉鎖状態に保持される。蓄積された圧油をアキュムレータ30から吐出するときは、第1制御弁23は閉鎖状態に保持され、第2制御弁24は位置eとなり、開放状態になる。
An
第1の油路131は、電磁式の第3制御弁(油圧弁)32を介してライドコントロール装置を構成するリザーバ34に接続されている。第3制御弁32は、通常、図示の位置にセットされており、位置fに切り換わることにより、第1の油路131がリザーバ34に連通する。ライドコントロール装置は、車両の走行時に路面から受ける衝撃・振動を抑制するダンパとして機能する装置である。これについては後述する。
The
アーム用操作レバー11は運転室121内に備えられており、一対のアーム用油圧シリンダ114を駆動してアーム111を昇降する際に操作する。アーム用操作レバー11を図示のRISE(反時計回り方向)に回動すると、パイロット用油圧ポンプ13により吐出されたパイロット圧油はアーム操作用レバー11の操作量に応じて制御され、その二次圧力が方向制御弁21に作用して位置a側に切換わる。また、アーム用操作レバー11を図示のDOWN(時計回り方向)に回動すると、パイロット圧油は同様に二次圧油に制御され方向制御弁21が位置bに切換わる。
The
なお、26は、アンチボイド機能付きリリーフ弁である。アンチボイド機能付きリリーフ弁26は、外力の作用により、アーム用油圧シリンダ114のボトム側油室に空隙領域が生じ、ボトム側油室内が負圧となったとき、チェック弁27を介して作動油をボトム側油室に供給し、空隙領域を充填する。リリーフ弁28は、主油路133が高い油圧となった場合に、戻り油路134に逃がす。
(回路構成―電気回路)
次に、電気回路について説明する。
制御部40は、バッテリ48に接続され、連通制御弁22、第1制御弁23、第2制御弁24および第3制御弁25の各ソレノイドに駆動電圧を供給する。連通制御弁22、第1制御弁23および第2制御弁24と制御部40との間には、切換スイッチ15が設けられている。
(Circuit configuration-electrical circuit)
Next, an electric circuit will be described.
The
制御部40には、電源用操作部材41を操作した際に、電源用操作部材41から出力されるオン・オフ信号が入力される。電源用操作部材41から出力されるオン・オフ信号は、切換スイッチ15の切換信号であり、電源用操作部材41を操作して制御部40にオフ信号が送出されると、切換スイッチ15が切断位置に保持される。このため、制御部40と、連通制御弁22、第1制御弁23および第2制御弁24とを接続する各配線が切断され、圧油をアキュムレータ30に蓄積することが不能な状態となる。電源用操作部材41からオン信号が送出されると、切換スイッチ15が接続位置に保持され、制御部40が、連通制御弁22、第1制御弁23および第2制御弁24に接続された状態となる。この状態では、予め定めた条件にしたがって、制御部40から各ソレノイドの駆動電圧が供給される。
An ON / OFF signal output from the power supply operation member 41 when the power supply operation member 41 is operated is input to the
42は、パイロット弁14と方向制御弁21を連結する配管に取り付けられた、下げ指令圧力を検出する圧力センサである。圧力センサ42は、パイロット弁14から方向制御弁21に供給される下げ指令パイロット圧力に関する情報を制御部40に送出する。制御部40は、後述するように、圧力センサ14から送出される圧力に関する情報に基づいて、連通制御弁22を位置cに切換え、また、この切換動作と同時に第1制御弁23を位置dに切換える。
43は、バケット112の高さを検出するための角度センサである。角度センサは、アーム111の回転軸部に取り付けられている。角度センサ43から送出される角度情報に基づき、制御部40でバケット112の高さが演算される。制御部40は、バケット112が所定の高さを越えたと判断すると、第2制御弁24に駆動電圧を供給して第2制御弁21を位置eに切換える。第2制御弁24が位置eに切換わることにより、アキュムレータ30は主油路133に連通する。
制御部40には、選択用操作部材44を操作した際に、選択用操作部材44から出力されるオン・オフ信号が入力される。選択用操作部材44が操作されると、第1制御弁23が位置dに、また、第3制御弁32は位置fに切換えられ、アキュムレータ30から吐出される圧油は、アーム用油圧シリンダ114を介してライドコントロール装置を構成するリザーバ34に供給される。
The
(作業機械の動作)
次に、本発明の作業機械100の動作について説明する。
作業機械100は、スタート状態において、エンジンが駆動され、主油圧ポンプ12およびパイロット油圧ポンプ13がエンジンにより回転されている。
作業機械100を、アキュムレータ30に圧油を蓄積する仕様で使用する場合は、先ず、電源用操作部材41をオン位置に操作し、切換スイッチ15を各配線が接続される接続位置に保持する。これにより、制御部40から連通制御弁22、第1制御弁23および第2制御弁24に駆動電圧が供給可能な状態となる。
(Working machine operation)
Next, operation | movement of the working
In the working
When the
アーム用操作レバー11をRISE方向に操作すると、パイロット用油圧ポンプ13から吐出され、パイロット弁14で制御されたパイロット圧力により、方向制御弁21は、位置a側に切換えられる。これにより、主油圧ポンプ12から吐出される圧油が第1の油路131を経由して一対のアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室に流入し、各アーム用油圧シリンダ114が伸長する。すなわち、アーム111が上昇し、これと共にバケット112が上昇する。
When the
この状態では、第1制御弁23は閉じているので、各アーム用油圧シリンダ114から排出された作動油は、方向制御弁21および戻り油路134を経由して油タンク38に戻る。
バケット112を上昇する作業を終え、次に、バケット112を下降する作業を行う場合、作業者は、アーム用操作レバー11をDOWN方向に操作する。この操作に伴い、パイロット用油圧ポンプ13から吐出され、パイロット弁14で制御されたパイロット圧力により、方向制御弁21は、徐々に、位置b側に切換えられる。
In this state, since the
When the work of raising the
図3は、アーム用操作レバー11の操作量Qと、パイロット配管37内の下げ指令パイロット圧Pの関係を示す特性図である。図示の如く、アーム用操作レバー11の操作量Qとパイロット圧Pとは正比例の関係にある。
制御部40は、パイロット圧Pが限界パイロット圧PLを超えると連通制御弁22および第1制御弁23を切換える駆動電圧VHを送出する。このとき、アーム用操作レバー11の操作量Qは、限界パイロット圧PLに対応する操作量Qaとなっている。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the operation amount Q of the
When the pilot pressure P exceeds the limit pilot pressure P L , the
図4は、アーム用操作レバー11の操作量Qと制御部40から出力される駆動電圧Vとの関係を示す特性図である。上述したように、アーム用操作レバー11の操作量Qが限界パイロット圧PLに対応する操作量Qa以上では、連通制御弁22および第1制御弁23を駆動するための駆動電圧VHが出力される。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the operation amount Q of the
アーム用操作レバー11をDOWN方向に操作してバケット112を降下させる作業中、圧力センサ42から送出されるパイロット圧Pが限界パイロット圧PLを超えると、制御部40から、連通制御弁22および第1制御弁23に駆動電圧VHが供給される。連通制御弁22および第1制御弁23に駆動電圧VHが供給されることにより、連通制御弁22は位置cに、第1制御弁23は位置dに切換わる。連通制御弁22が位置cに切換わることにより第1の油路131と第2の油路132が接続される。すなわち、アーム用油圧シリンダ114のボトム側油室とロッド側油室が連通する。
During the operation of lowering the
また、第1制御弁23が位置dに切換わることにより、第1の油路131がアキュムレータ30に連通する。但し、第2制御弁24は閉じた位置にある。
このため、作業用アタッチメント102は自重により降下し、一対のアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室から圧油が第1の油路131に吐出される。吐出された圧油は、第1の油路131および第1制御弁23を経由してアキュムレータ30に蓄積される。
Further, the
Therefore, the
アキュムレータ30に圧油を蓄積する際、一対のアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室とロッド側油室とは、連通制御弁22を介して連通している。このため、ボトム側油室から吐出される圧油の圧力は、アーム用油圧シリンダ114のボトム室の断面積とロッドの断面積の比に比例する大きさとなる。例えば、ロッドの断面積がボトム側油室の断面積の1/4程度の場合、ボトム側油室からアキュムレータ30に蓄積される圧油の圧力は、作業用アタッチメントの自重による圧力の4倍程度の大きな圧力となる。
アキュムレータ30に圧油を蓄積する作業を終了するときには、アーム用操作レバー11を中立位置に戻す。この操作に伴い、連通制御弁22および第1制御弁23への駆動電圧の供給が停止され、連通制御弁22および第1制御弁23は、図2に図示された閉じた位置に復帰する。
When accumulating pressure oil in the
When the operation of accumulating pressure oil in the
次に、アキュムレータ30に蓄積された圧油を用いて、バケット112を上昇する作業をアシストする場合について説明する。
先ず、アーム用操作レバー11をRISE方向に操作する。この操作により、パイロット用油圧ポンプ13から吐出されるパイロット油は、パイロット弁14で制御されたパイロット圧力となって、方向制御弁21を位置a側に切換える。これにより、主油圧ポンプ12から吐出される圧油がアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室に流入し、アーム111と共にバケット112が上昇する。
Next, a case where the work of raising the
First, the
バケット112の高さ位置は、角度センサ43から送出される角度情報に基づいて、制御部40で演算される。そして、バケット112の高さ位置が、所定の高さを越えると制御部40から第2制御弁24に駆動電圧が送出され、第2制御弁24が位置eに切換わる。
これにより、アキュムレータ30に蓄積されていた圧油が、第2制御弁24および第3制御弁25を通過して主油路133に供給される。
The height position of the
As a result, the pressure oil accumulated in the
このため、主油路133には、主油圧ポンプ12により吐出される圧油にアキュムレータ30から吐出される圧油が加算される。アーム用操作レバー11はRISE方向に操作されているので、主油路133に供給された圧油は、方向制御弁21および第1の油路131を経由してアーム用油圧シリンダ114のボトム側油路に流入する。これにより、アーム用油圧シリンダ114が伸長し、アーム111と共にバケット112が上昇する。
この場合、アーム用油圧シリンダ114を伸長する圧油は、主油圧ポンプ12から吐出される分とアキュムレータ30から吐出される分が加算されているので、作業用アタッチメント102の上昇速度が速くなり、作業効率が向上する。
For this reason, the pressure oil discharged from the
In this case, since the pressure oil that extends the
アーム用油圧シリンダ114を伸長して、作業用アタッチメント102を上昇する作業の後、作業用アタッチメント102を降下する作業においては、上述した如く、アーム用油圧シリンダ114のボトム側油室から流出する圧油をアキュムレータ30に蓄積することができる。
In the work of lowering the
ホイールローダは、掘削作業中において大きな走行駆動力とリフト力が必要とされる。この駆動力およびリフト力に見合う十分な出力が得られるようにするとエンジンが大きくなってしまう。本発明の作業機械の実施形態では、アキュムレータ30に蓄積された圧油を第2制御弁24を切換えることにより、主としてアーム用油圧シリンダ114あるいは図2には図示はしないがバケット用油圧シリンダ115、ステアリング用油圧シリンダの伸縮に使用することができる。これにより、エンジン出力を、主として走行駆動力として使用することができる。このため、エンジンを小型化することが可能となる。
また、掘削作業が終了後、アキュムレータ30に残った圧油を、そのまま、アーム用油圧シリンダ114の伸長に使用することで、アーム111の上昇速度を大きくすることも可能である。
A wheel loader requires a large travel driving force and a lifting force during excavation work. If sufficient output corresponding to the driving force and the lift force is obtained, the engine becomes large. In the embodiment of the working machine of the present invention, the hydraulic oil accumulated in the
In addition, after the excavation work is finished, the pressure oil remaining in the
アキュムレータ30に蓄積された圧油を活用してライドコントロール装置を構成することができる。第1制御弁23が位置dに切換わっている状態で、選択用操作部材44をオン操作すると制御部40から第3制御弁32に駆動電圧が供給され、第3制御弁32が位置fに切換わる。この場合、第2制御弁24および連通制御弁22は閉じている。この状態では、アキュムレータ30に蓄積されている圧油が、第1制御弁23を介してアーム用シリンダ114のボトム側油室に作用する。また、アーム用油圧シリンダ114のロッド側油室が第3制御弁32を介してリザーバ34に連通している。このため、アーム111が衝撃や振動を受け、アーム用油圧シリンダ114のロッドに大きな押圧力が作用した場合、この押圧力を吸収してアキュムレータ30の圧力が作用する。このとき、アーム用油圧シリンダ114が収縮した量の作動油は、リザーバ34から第3制御弁32を介して、アーム用油圧シリンダ114のロッド側油室に流入する。このようにして、アーム111に作用する衝撃や振動を吸収することができる。つまり、アキュムレータ30およびリザーバ34により、ライドコントロール装置を構成する。
The ride control device can be configured by utilizing the pressure oil accumulated in the
本発明に係る作業機械100の実施形態1においては下記の効果を奏する。
(1)一対のアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室同士およびロッド側油室同士を接続し、且つ、ボトム側油室およびロッド側油室を接続することによりボトム側油室から吐出される圧油の圧力を増大し、この圧油をアキュムレータ30に蓄積するようにした。このため、圧油を蓄積するための別の油圧シリンダを必要とすることはなく、増加する油圧シリンダのために作業機械100のレイアウト変更をする必要がない。また、作業機械100のコストを安価に抑えることができる。
(2)アーム操作用レバー11をDOWN方向に操作して操作量Qaに達した時点で、アキュムレータ30への圧油の蓄積が開始されるようにした。つまり、アキュムレータ30への圧油の蓄積が開始される前に、作業用アタッチメント102は降下を始めている。このため、作業用アタッチメント102の降下時間を短縮する。
(3)主油圧ポンプ12により吐出される圧油を用いて作業用アタッチメントを上昇し、その高さが所定の高さとなったとき、第2制御弁24を開放してアキュムレータ30に蓄積されていた圧油により、作業用アタッチメントの上昇の作業をアシストするようにした。このため、作業用アタッチメントが上昇する速度を大きくし、作業の効率を向上する。
The first embodiment of the
(1) The bottom side oil chambers and the rod side oil chambers of the pair of arm
(2) Accumulation of pressure oil in the
(3) The working attachment is raised using the pressure oil discharged from the main
(4)制御部40から連通制御弁22、第1制御弁23および第2制御弁24のそれぞれに駆動電圧を、電源用操作部材41のオン信号で切換わる切換スイッチ15により接続および切断するようにした。これにより、作業機械の運転者は、アキュムレータ30に油圧を蓄積する回生モードと、アキュムレータ30に油圧を蓄積しない通常モードとを選択して操作を行うことができる。また、電源用操作部材41を遮蔽部材により遮蔽可能な構造とすることにより、遮蔽部材により遮蔽しない場合には、作業機械100をアキュムレータ30による回生機能を有する仕様とし、遮蔽部材により遮蔽した場合にはアキュムレータ30による回生機能を行わない仕様とすることができる。このように回生仕様と回生でない仕様を選択可能とすることにより、機種数を低減し、ひいては生産効率を向上することができる。
(5)アキュムレータ30に蓄積された圧油を、作業用アタッチメント102の上昇に使用する以外に、ライドコントロール装置としても使用できるようにした。ライドコントロール装置としての活用は、作業用アタッチメント102を保持する際に必要とされる圧力を使用することが可能であり、装置を小型化することができる。
(4) The drive voltage is connected and disconnected from the
(5) The pressure oil accumulated in the
[実施形態2]
図5は、本発明の作業機械の実施形態2を示す回路ブロックである。
図5に図示される実施形態2が図2に図示される実施形態1と相違する点を下記に示す。
a.第2制御弁24が、チェック弁51に置き換わっている。また、後述するように方向制御弁21は、21’に変わっている。
b.制御部40と連通制御弁22および第1制御弁23との間に設けられた切換スイッチ15が省略され、また、電源用操作部材41が省略されている。
c.第3制御弁32およびリザーバ34が省略され、また、選択用操作部材44が省略されている。
d.角度センサ43が省略されている。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a circuit block showing Embodiment 2 of the work machine of the present invention.
The difference between the second embodiment illustrated in FIG. 5 and the first embodiment illustrated in FIG. 2 will be described below.
a. The second control valve 24 is replaced with a
b. The
c. The
d. The
相違点bは、実施形態2では、常に、アキュムレータ30に圧油を蓄積する作業が可能な状態の作業機械であることを意味する。
相違点cは、実施形態2では、アキュムレータ30に蓄積された圧油の供給は、主油圧ポンプ12により圧油が吐出される主油路133と、他の油圧装置とのいずれかを選択する手段を有していないことを意味する。
The difference b means that in the second embodiment, the working machine is always in a state in which the work of accumulating pressure oil in the
The difference c is that, in the second embodiment, the supply of the pressure oil accumulated in the
次に、相違点aに関して説明する。
実施形態2では、第2制御弁24に代えて安価なチェック弁51を搭載した構成となっている。実施形態1では、アキュムレータ30に圧油を蓄積する際、圧油が主油路133を経由して作業機械100における他の油路に流入することを、第2制御弁24により防止していた。実施形態2においては、上記第2制御弁24の機能を方向切換弁21’により行う。すなわち、アキュムレータ30に蓄積されるべき圧油は、方向制御弁21’が位置nとされていることにより、方向制御弁21’への流入を阻止される。チェック弁51は、主油圧ポンプ12により吐出される圧油が、アキュムレータ30に流入されるのを防止する。
Next, the difference a will be described.
In the second embodiment, an
一対のアーム用油圧シリンダ114のボトム側油室から吐出されアキュムレータ30に蓄積される圧油の圧力は、主油圧ポンプ12から圧油が吐出される主油路133の圧力と略同一である。従って、リリーフ弁28も、実施形態1の場合と同様なものでよい。
なお、実施形態2において、角度センサ43が省略されているのは、第2制御弁24がチェック弁51に置き換えられたためである。
他の構成は、実施形態1と同様であり、同一の構成に同一の図面参照番号を付して説明を省略する。
The pressure of the pressure oil discharged from the bottom side oil chambers of the pair of arm
In the second embodiment, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same configurations are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
実施形態2においても、実施形態1の(1)および(2)と同様の効果を奏する。特に、コストに関しては、実施形態1の場合より、一層、安価とすることができる。 In the second embodiment, the same effects as in the first embodiment (1) and (2) are obtained. In particular, the cost can be further reduced compared to the case of the first embodiment.
上記各実施形態において、第1制御弁23をチェック弁に代替することが可能である。この場合、チェック弁は、第1の油路131側からアキュムレータ30側への圧油の流入を許容し、アキュムレータ30側から第1の油路131側への圧油の流入を阻止するように設けられる。
また、第2制御弁24またはチェック弁51に代えて、比例弁を使用し、アキュムレータ30から吐出される圧油の流量を制御するようにしてもよい。方向制御弁21を電磁式としたり、第1〜第3制御弁22〜25をパイロット圧で位置の切換を行う油圧式としたりしてもよい。
アキュムレータ30に蓄積された圧油を活用して、周辺の油圧装置の駆動をアシストすることができる。実施形態の場合は、作業用アタッチメント102またはライドコントロール装置のいずれかをアシストする場合で説明したが、他の油圧装置の駆動をアシストすることもできる。
In the above embodiments, the
Further, instead of the second control valve 24 or the
The pressure oil accumulated in the
上記各実施形態では、第1の油路131から供給される圧油をアキュムレータ30に蓄積する際、第2制御弁24または方向制御弁21’により、圧油が作動回路に流入するのを阻止していた。しかし、アキュムレータ30と第1の油路131を閉回路として、アキュムレータ30を閉回路の終端部に配設すれば、第2制御弁24または方向制御弁21’がなくても第1の油路131からの圧油が作動回路に流入することはない。この場合、アキュムレータ30に蓄積された圧油を活用するには、例えば、図2における第1制御弁23に、供給先の作動回路に接続するための切換位置を増設しておけばよい。
In each of the above embodiments, when the pressure oil supplied from the
上記実施形態では、バケット112の高さが所定の高さを越えたことを角度センサ43が検出したときに、第2制御弁24を位置eに切換えて、アキュムレータ30を主油路133に連通するようにしている。しかし、バケット112の高さが所定の高さ以上である場合のみに限らず、バケット112の高さが所定の高さの範囲内である場合に第2制御弁24を切換えるようにしてもよい。また、第2制御弁24の位置eへの切換えは、手動による操作部材により行うようにしてもよい。あるいは、アーム用油圧シリンダ114を伸長する操作に連動して行うようにしてもよい。
In the above embodiment, when the
本発明の作業機械100は、作業用アタッチメント102がバケット112であるもの以外に、クラムシェル、フォーク、圧砕機、ブレーカ等にも適用が可能である。
その他、本発明に係る作業機械は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、吐出回路に圧油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプから圧油が供給され、作業用アタッチメントの昇降を行う油圧シリンダと、油圧シリンダのボトム側油室に連通される第1の油路と、油圧シリンダのロッド側油室に連通される第2の油路と、第1の位置に切換えられているときは、第1の油路と第2の油路とを連通し、第2の位置に切換えられているときは、第1の油路と第2の油路とを互いに遮断する連通制御弁と、第1の油路に発生した圧油を蓄積するアキュムレータと、第1の油路に発生した圧油を前記アキュムレータに蓄積する際、アキュムレータ側から第1の油路側への圧油の流入を阻止する第1の油圧弁と、アキュムレータに蓄積された圧油を作動回路に供給する際、第1の油路と作動回路とを連通する第2の油圧弁と、作業用アタッチメントの下げ操作に連動して、第1の油路と第2の油路とが連通するように連通制御弁を第1の位置に切換え、作業用アタッチメントの上げ操作に連動して、第1の油路と第2の油路とが遮断されるように連通制御弁を第2の位置に切換え、且つ、アキュムレータと作動回路とが連通するように第2の油圧弁を切換える制御手段とを備えるようにしたものであればよい。
The
In addition, the work machine according to the present invention can be variously modified and configured within the scope of the invention. In short, a hydraulic pump that discharges pressure oil to the discharge circuit, and a pressure from the hydraulic pump. A hydraulic cylinder to which oil is supplied and raises and lowers the work attachment, a first oil passage communicated with the bottom side oil chamber of the hydraulic cylinder, and a second oil passage communicated with the rod side oil chamber of the hydraulic cylinder When the first position is switched to the first position, the first oil path and the second oil path are communicated, and when the first position is switched to the second position, the first oil path and the second oil path are connected. A communication control valve that shuts off the oil passages from each other, an accumulator that accumulates the pressure oil generated in the first oil passage, and when accumulating the pressure oil generated in the first oil passage from the accumulator side, A first hydraulic valve for blocking inflow of pressure oil to the first oil passage side; When the pressure oil accumulated in the accumulator is supplied to the operation circuit, the first oil passage is interlocked with the second hydraulic valve communicating with the first oil passage and the operation circuit, and the operation attachment lowering operation. The communication control valve is switched to the first position so that the second oil passage communicates with the second oil passage, and the first oil passage and the second oil passage are shut off in conjunction with the raising operation of the work attachment. As long as the communication control valve is switched to the second position and the second hydraulic valve is switched so that the accumulator and the operation circuit communicate with each other, any control means may be used.
11 アーム用操作レバー
12 主油圧ポンプ
13 パイロット用油圧ポンプ
15 切換スイッチ
21 方向制御弁
22 連通制御弁
23〜25 制御弁(油圧弁)
32 第3制御弁
34 リザーバ
40 電源部
41 電源用操作部材
42 圧力センサ
43 角度センサ
44 選択用操作部材
100 作業機械
102 作業用アタッチメント
114 アーム用油圧シリンダ
131 第1の油路
132 第2の油路
DESCRIPTION OF
32
Claims (5)
前記油圧ポンプから圧油が供給され、作業用アタッチメントの昇降を行う油圧シリンダと、
前記油圧シリンダのボトム側油室に連通される第1の油路と、
前記油圧シリンダのロッド側油室に連通される第2の油路と、
第1の位置に切換えられているときは、前記第1の油路と前記第2の油路とを連通し、第2の位置に切換えられているときは、前記第1の油路と前記第2の油路とを互いに遮断する連通制御弁と、
前記第1の油路に発生した圧油を蓄積するアキュムレータと、
前記第1の油路に発生した圧油を前記アキュムレータに蓄積する際、前記アキュムレータ側から前記第1の油路側への圧油の流入を阻止する第1の油圧弁と、
前記アキュムレータに蓄積された圧油を作動回路に供給する際、前記第1の油路と前記作動回路とを連通する第2の油圧弁と、
前記作業用アタッチメントの下げ操作に連動して、前記第1の油路と前記第2の油路とが連通するように前記連通制御弁を第1の位置に切換え、前記作業用アタッチメントの上げ操作に連動して、前記第1の油路と前記第2の油路とが遮断されるように前記連通制御弁を第2の位置に切換え、且つ、前記アキュムレータと前記作動回路とが連通するように前記第2の油圧弁を切換える制御手段とを備えることを特徴とする作業機械。 A hydraulic pump that discharges pressure oil to the discharge circuit;
A hydraulic cylinder which is supplied with pressure oil from the hydraulic pump and moves up and down the work attachment; and
A first oil passage communicating with the bottom oil chamber of the hydraulic cylinder;
A second oil passage communicating with the rod-side oil chamber of the hydraulic cylinder;
When the first oil passage is switched to the first position, the first oil passage communicates with the second oil passage. When the first oil passage is switched to the second position, the first oil passage and the second oil passage are communicated with each other. A communication control valve for blocking the second oil passage from each other;
An accumulator for accumulating pressure oil generated in the first oil passage;
A first hydraulic valve that blocks inflow of pressure oil from the accumulator side to the first oil path side when accumulating the pressure oil generated in the first oil path in the accumulator;
A second hydraulic valve that communicates the first oil passage with the operating circuit when supplying pressure oil accumulated in the accumulator to the operating circuit;
In conjunction with the lowering operation of the work attachment, the communication control valve is switched to the first position so that the first oil passage communicates with the second oil passage, and the operation attachment raising operation is performed. In conjunction with this, the communication control valve is switched to the second position so that the first oil passage and the second oil passage are shut off, and the accumulator and the operating circuit communicate with each other. And a control means for switching the second hydraulic valve.
5. The work machine according to claim 1, wherein the operation circuit is a circuit different from a drive circuit that moves up and down the work attachment, and the first oil passage and the operation circuit. And a hydraulic oil accumulated in the accumulator is supplied to the operating circuit via the first hydraulic valve and the third hydraulic valve. Work machine.
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