JP2013002241A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走行独立弁V13を、走行装置5を駆動させないでフロント作業装置11を駆動する際、又は、走行装置5とフロント作業装置11を共に駆動する際には合流位置22に切り換えられ、フロント作業装置11を駆動させないで走行装置5を駆動する際には独立供給位置23に切り換えられるよう構成し、走行装置5の駆動時、フロント作業装置11の駆動時、走行装置5及びフロント作業装置11の駆動時のいずれにおいても、油圧ポンプ18の吐出圧と油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧に基づいて油圧ポンプ18の吐出流量を制御するロードセンシングシステムを設ける。
【選択図】図3
Description
このバックホーは、走行体上に旋回台を旋回自在に搭載し、該旋回台の前部にフロント作業装置を設け、走行装置の前部にドーザ装置を設けている。
走行体は走行モータで駆動される走行装置を左右一対備え、ドーザ装置はドーザシリンダで上げ下げされるブレードを備えている。旋回台は旋回モータによって旋回駆動される。
フロント作業装置は、スイングブラケットに枢支連結されたブームと、このブームに枢支連結されたアームと、このアームに枢支連結されたバケットとを有し、ブームはブームシリンダによって、アームはアームシリンダによって、バケットはバケットシリンダによってそれぞれ揺動駆動される。
この作業機にあっては、ロードセンシングシステムを備えた油圧システムが装備されている。
走行独立弁は、メインポンプの第1吐出ポートからの圧油を一方の走行用制御バルブに供給すると共にメインポンプの第2吐出ポートからの圧油を他方の走行用制御バルブに供給可能とする独立供給位置と、第1吐出ポート及び第2吐出ポートからの圧油を合流してブーム用制御バルブ、アーム用制御バルブ、バケット用制御バルブ、スイング用制御バルブに供給可能とする合流位置とに切り換え自在とされ、走行時には独立供給位置に切り換えられ、非走行時には合流位置に切り換えられる。
ブーム用制御バルブ、アーム用制御バルブ、バケット用制御バルブ、スイング用制御バルブには、対象となる油圧アクチュエータに対して圧油の方向を切り換える方向切換弁のほか、これら制御バルブで制御される油圧アクチュエータのうちの複数を同時操作したときの該油圧アクチュエータ間の負荷の調整として機能する圧力補償弁が組み込まれている。
また、この油圧システムにあっては、非走行時に、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、スイングシリンダのうちの複数を同時操作する場合、操作された油圧アクチュエータの負荷圧のうちの最高の負荷圧がPLS信号圧として流量制御部に伝達されると共にメインポンプの吐出圧がPPS信号圧として流量制御部に伝達され、この流量制御部によって、PPS信号圧−PLS信号圧を設定値に維持するようにメインポンプの吐出流量が自動制御(ロードセンシング制御)されるよう構成されている。
また、作業機として、特許文献2に記載の作業機がある。
この作業機の油圧システムは、スプリットフロータイプのメインポンプと、左右の走行モータをそれぞれ制御する左右の走行用制御バルブと、ブームシリンダを制御するブーム用制御バルブと、アームシリンダを制御するアーム用制御バルブと、バケットシリンダを制御するバケット用制御バルブと、メインポンプの吐出油の方向を切り換える走行独立弁とを備えている。
しかしながら、この作業機にあっては、走行時にはメインポンプは流量制御されず最大容量状態とされていて、メインポンプの吐出流量のうち走行モータで使用されない不要流量をタンクに戻しており、無駄に吐出される作動油がある。
また、特許文献2に記載の作業機にあっては、スプリットフロータイプのメインポンプを採用しているのでコスト面及び搭載面で有利であると共に、走行時又はフロント作業装置の使用時にはメインポンプの吐出油が流量制御されるので省エネが図られる。また、走行時には、メインポンプの一方・他方の吐出ポートからの圧油がそれぞれ独立して左右の走行用制御バルブに供給されるのでステアリング性能の確保が図られる。
請求項1に係る発明では、別々の油圧アクチュエータによって駆動される左右の走行装置と、油圧アクチュエータによって駆動されるフロント作業装置と、前記各油圧アクチュエータに圧油を供給するスプリットフロータイプの可変容量型油圧ポンプと備え、
前記油圧ポンプの第1吐出ポート及び第2吐出ポートからの圧油を合流して油圧アクチュエータに供給可能とする合流位置と、油圧ポンプの第1吐出ポートからの圧油を右側の走行装置の油圧アクチュエータに、第2吐出ポートからの圧油を左側の走行装置の油圧アクチュエータにそれぞれ独立して供給可能とする独立供給位置とに切換可能な走行独立弁を備えた作業機において、
前記走行独立弁は、走行装置を駆動させないでフロント作業装置を駆動する際、又は、走行装置とフロント作業装置を共に駆動する際には合流位置に切り換えられ、フロント作業装置を駆動させないで走行装置を駆動する際には独立供給位置に切り換えられ、
走行装置の駆動時、フロント作業装置の駆動時、走行装置及びフロント作業装置の駆動時のいずれにおいても、油圧ポンプの吐出圧と油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧に基づいて油圧ポンプの吐出流量を制御するロードセンシングシステムを備えていることを特徴とする。
油圧ポンプの斜板を制御するレギュレータと、
走行独立弁が独立供給位置にあるときに、右側走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧及び左側走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧のうちの高圧側の負荷圧と、第1吐出ポート及び第2吐出ポートのうちの高圧側の吐出圧とをレギュレータに伝達可能である信号選択弁装置を備えていることを特徴とする。
走行独立弁が合流位置にあるときには各油圧アクチュエータのうちの最高負荷圧を伝達可能とし、走行独立弁が独立供給位置にあるときには右側の走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧を伝達する第1ラインと左側の走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧を伝達する第2ラインとに分断されるPLS信号伝達油路を備え、
前記信号選択弁装置を、
一方の入力ポートが第1吐出ポートからの圧油を流通させる第1吐出路に接続され、他方の入力ポートが第2吐出ポートからの圧油を流通させる第2吐出路に接続され、出力ポートが前記レギュレータに接続されたPPS信号用シャトル弁と、
一方の入力ポートが前記第1ラインに接続され、他方の入力ポートが前記第2ラインに接続され、出力ポートが前記レギュレータに接続されたPLS信号用シャトル弁とから構成したことを特徴とする。
第1吐出路と第2吐出路との相互間の圧油流通を遮断する遮断位置と、第2吐出路から第1吐出路への一方にのみ圧油流通を許容する第1切換位置と、第1吐出路から第2吐出路への一方にのみ圧油流通を許容する第2切換位置とに切り換え自在な走行バイパス弁を備え、
前記右側用走行操作弁からのパイロット圧は走行バイパス弁を遮断位置から第1切換位置に切り換える方向に作用し、左側用走行操作弁からのパイロット圧は走行バイパス弁を遮断位置から第2切換位置に切り換える方向に作用し、走行バイパス弁は、右側用走行操作弁と左側用走行操作弁とのパイロット圧に所定圧以上の差圧が発生した場合に、高圧側のパイロット圧によって遮断位置から第1切換位置又は第2切換位置に切り換えられることを特徴とする。
右側走行装置を制御する右側用走行制御バルブをパイロット圧によって操作する右側用走行操作弁と、左側走行装置を制御する左側用走行制御バルブをパイロット圧によって操作する左側用走行操作弁とを備え、
前記信号選択弁装置は、中立位置、第1切換位置及び第2切換位置のそれぞれに切換自在な切換弁からなる信号選択弁と、作用位置及び非作用位置のそれぞれに切換自在な選択解除弁とから構成され、
信号選択弁は前記連結油路及びPLS信号伝達油路に介装されていて、中立位置では連結油路及びPLS信号伝達油路の圧をレギュレータに伝達可能とし、第1切換位置では連結油路及びPLS信号伝達油路を分断して第1吐出路の吐出圧及び右側走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧をレギュレータに伝達可能とし、第2切換位置では連結油路及びPLS信号伝達油路を分断して第2吐出路の吐出圧及び左側走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧をレギュレータに伝達可能とし、
選択解除弁は、作用位置では、信号選択弁を中立位置から第1切換位置に切り換える方向に右側用走行操作弁からのパイロット圧を作用させると共に該信号選択弁を中立位置から第2切換位置に切り換える方向に左側用走行操作弁からのパイロット圧を作用させ、
非作用位置では、右側用走行操作弁及び左側用走行操作弁からのパイロット圧を信号選択弁に作用させないことにより該信号選択弁を中立位置にすることを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、走行装置を駆動させないでフロント作業装置を駆動する際、又は、走行装置及びフロント作業装置を共に駆動する際には走行独立弁を合流位置に切り換え、フロント作業装置を駆動させないで走行装置を駆動する際には走行独立弁を独立供給位置に切り換えるよう構成し、且つ、走行装置の駆動時、フロント作業装置の駆動時、走行装置及びフロント作業装置の駆動時のいずれにおいても、油圧ポンプの吐出圧と油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧に基づいて油圧ポンプの吐出流量をロードセンシング制御するように構成しているので、
スプリットフロータイプの油圧ポンプを備えたコスト面及び搭載面で有利な作業機であって、ステアリング性能の確保とフロント作業装置の作業性能確保と省エネ(燃費・ヒートバランス)とを良好に成立させることができる作業機を提供することができる。
したがって、走行装置の駆動時、フロント作業装置の駆動時、走行装置及びフロント作業装置の駆動時のいずれにおいても、スプリットフロータイプの油圧ポンプがロードセンシング制御される。
請求項4に係る発明によれば、以下に記載の効果を奏する。
平地にて走行している際において、例えば、左ターンする場合、右側の走行装置の油圧アクチュエータの回転を上げるように右側用走行制御バルブを操作すると、右側の走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧が左側より高圧となると共に右側の走行装置の油圧アクチュエータに送られる作動油が左側より高圧となるので、該右側の走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧がPLS信号用シャトル弁を介してレギュレータに送られると共に、右側の走行装置の油圧アクチュエータに送られる油圧ポンプの吐出圧がレギュレータに送られ、これらPLS信号圧とPPS信号圧とに基づいて油圧ポンプの吐出流量が制御され、良好にターンすることができる。
さらに、左右走行操作弁のパイロット圧が同圧の場合は、走行バイパス弁は遮断位置とされ、油圧ポンプの第1吐出路と第2吐出路との相互間の圧油流通はなく直進性が確保される。
また、走行装置のみ駆動する場合は選択解除弁が作用位置とされ、該場合において直進する場合は信号選択弁が中立位置とされ、油圧ポンプの吐出圧と走行装置の油圧アクチュエータの負荷圧がレギュレータに送られて油圧ポンプの吐出流量が流量制御される。また、走行装置のみ駆動する場合においてターンする場合は、高圧側の走行操作弁からのパイロット圧によって信号選択弁が第1切換位置又は第2切換位置に切り換えられることにより、パイロット圧が高圧側の走行操作弁によって操作される走行装置側のポンプ吐出圧とアクチュエータ負荷圧によって油圧ポンプの吐出流量が流量制御される。
請求項6に係る発明によれば、走行独立弁を切り換えるパイロット圧によって、選択解除弁を作用位置と非作用位置とに切り換えるよう構成しているので、構造の簡素化を図ることができる。
図1〜図7は本発明の第1実施形態を示しており、図1において、符号1はバックホー(作業機)であり、該バックホー1は下部の走行体2と、この走行体2上に上下方向の旋回軸心回りに全旋回可能に搭載された上部の旋回体3とから主構成されている。
走行体2は、油圧モータ(油圧アクチュエータ)からなる走行モータML,MRによって無端帯状のクローラベルト4を周方向に循環回走させるように構成したクローラ式の走行装置5をトラックフレーム6の左右両側に備えている。
旋回体3は、トラックフレーム6上に上下方向の旋回軸心回りに回動自在に搭載された旋回台10と、この旋回台10の前部に装備されたフロント作業装置11と、旋回台10上に搭載されたキャビン12とを備えている。
また、旋回台10の前部には、該旋回台10から前方突出状に支持ブラケット13が設けられ、この支持ブラケット13には、スイングブラケット14が上下方向の軸心回りに左右揺動自在に支持されている。このスイングブラケット14は、油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)からなるスイングシリンダC2によって左右に揺動駆動される。
また、バックホー1にあっては、アーム16の先端側に、例えば、バケット17の代わりに油圧ブレーカ等の油圧アタッチメント(作業具)を取り付けて使用することが可能とされている。
このバックホー1の油圧システムは、図2に示すように、各種油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5を制御するコントロールバルブCVと、各種油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5を作動させる作動油の供給用のメインポンプ18と、パイロット圧や検出信号等の信号圧油の供給用のサブポンプ19とを有する。
前記メインポンプ18は、独立した2つの吐出ポートP1,P2から等しい量の圧油を吐出する等流量ダブルポンプの機能を有する斜板形可変容量アキシャルポンプで構成されている。
このメインポンプ18から吐出される一方の吐出ポートP1を第1圧油吐出ポートP1といい、他方の吐出ポートP2を第2圧油吐出ポートP2という。
前記サブポンプ19は定容量形のギヤポンプによって構成されており、該サブポンプ19から圧油を吐出するポートを第3吐出ポートP3という。
前記コントロールバルブCVは、各種油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5を制御する制御バルブV1〜11、圧油取入れ用のインレットブロックBを一方向に配置して集約してなるものである。
前記方向切換弁DV1〜11は、制御対象となる油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5に対して圧油の方向を切り換えるものであり、圧力補償弁V12は、方向切換弁DV1〜11に対する圧油供給下手側で且つ制御対象となる油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5に対する圧油供給上手側に配備されている。
また、各制御バルブV1〜11の方向切換弁DV1〜11は、各方向切換弁DV1〜11を操作する各操作手段の操作量に比例してスプールが動かされて、該スプールの動かされた量に比例する量の圧油を制御対象の油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5に供給するように構成されている(各操作手段の操作量に比例して操作対象の油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5の作動速度が変速可能とされている)。
インレットブロックBには、走行独立弁V13、PPS信号用シャトル弁V14、PLS信号用シャトル弁V15、走行バイパス弁V16、リリーフ弁V17、第1アンロード弁V18、第2アンロード弁V19、第1捨て絞りV20、第2捨て絞りV21が組み込まれている。
第1吐出路aは、インレットブロックBから右用走行制御バルブV6のバルブボディ→第1ドーザ制御バルブV5のバルブボディ→旋回制御バルブV4のバルブボディ→アーム制御バルブV3のバルブボディ→スイング制御バルブV2のバルブボディを経て第1SP制御バルブV1のバルブボディに至り、流路終端で閉じられている。
第2吐出路bは、インレットブロックBから左側用走行制御バルブV7のバルブボディ→第2ドーザ制御バルブV8のバルブボディ→ブーム制御バルブV9のバルブボディ→バケット制御バルブV10のバルブボディを経て第2SP制御バルブV11のバルブボディに至り、流路終端で閉じられている。
第1SP制御バルブV1のバルブボディからインレットブロックBを経て第2制御バルブV11のバルブボディにわたって、圧油をタンクTに戻すドレン油路gが設けられている。
走行独立弁V13は、パイロット圧によって切換操作されるパイロット操作切換弁で構成され、連通路jの圧油流通を許容する合流位置22と、連通路jの圧油流通を遮断する独立供給位置23とに切換自在とされており、バネによって合流位置22に切り換えられる方向に付勢されている。
また、走行独立弁V13が独立供給位置23に切り換えられると、第1吐出ポートP1の吐出油が右用走行制御バルブV6、第1ドーザ制御バルブV5の各方向切換弁DV6,DV5に供給可能とされると共に、第2吐出ポートP2からの圧油が左側用走行制御バルブV7、第2ドーザ制御バルブV8の各方向切換弁DV7,DV8に供給可能とされる。
第1検出油路r1は、第3吐出路mから第2ドーザ制御バルブV8の方向切換弁DV8→左側用走行制御バルブV7の方向切換弁DV7→右用走行制御バルブV6の方向切換弁DV6→第1ドーザ制御バルブV5の方向切換弁DV5を経てドレン油路gに接続されている。
第2検出油路r2は、第3吐出路mから第2SP制御バルブV11の方向切換弁DV11→バケット制御バルブV10の方向切換弁DV10→ブーム制御バルブV9の方向切換弁DV9→旋回制御バルブV4の方向切換弁DV4→アーム制御バルブV3の方向切換弁DV3→スイング制御バルブV2の方向切換弁DV2→第2SP制御バルブV1の方向切換弁DV1を経てドレン油路gに接続されている。
前記走行独立弁V13は、各制御バルブV1〜11の方向切換弁DV1〜11が中立である場合は、バネの力によって合流位置22に保持されている。
したがって、走行のみする場合、ドーザ装置7のみ駆動する場合、又は、フロント作業装置11、旋回台10、スイングブラケット14及び第1・2SP制御バルブV1,11を駆動させない状態で走行しながらドーザ装置7を使用する場合には、走行独立弁V13が独立供給位置23とされる。
また、各制御バルブV1〜11の方向切換弁DV1〜11が中立である場合において、第2SP制御バルブV11、バケット制御バルブV10、ブーム制御バルブV9、旋回制御バルブV4、アーム制御バルブV3、スイング制御バルブV2、第1SP制御バルブV1の方向切換弁DV11,DV10,DV9,DV4,DV3,DV2,DV1のいずれかが中立位置から操作されたときには、走行独立弁V13は合流位置22のままである。
このAIシステムは、第1信号油路n1(第1検出油路r1)と第2信号油路n2(第1検出油路r2)とに感知油路s1,s2及びシャトル弁V22を介して接続された圧力スイッチ29と、エンジンEのガバナを制御する電気アクチュエータと、この電気アクチュエータを制御する制御装置とを備え、前記圧力スイッチ29は制御装置に接続されている。
すなわち、第1吐出路aに第1リリーフ油路d1の始端を接続すると共に第2吐出路bに第2リリーフ油路d2の始端を接続し、これら第1・第2リリーフ油路d1,d2の終端を相互に接続すると共に該第1・第2リリーフ油路d1,d2の終端にタンクTに連通する排油路eを接続し、該排油路eにリリーフ弁V17を介装している。
なお、第1吐出路aと第2吐出路bとに対してそれぞれ個別にリリーフ弁を設けてもよい。
この油圧システムにあってはロードセンシングシステムが採用されている。
本実施形態のロードセンシングシステムは、各制御バルブV1〜11に設けられた圧力補償弁V12、メインポンプ18の斜板を制御するレギュレータ20、前記第1・2アンロード弁V18,V19、PPS信号用シャトル弁V14、PLS信号用シャトル弁V15を有する。
このロードセンシングシステムにあっては、バックホー1に装備された油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5の複数を同時操作したとき、該油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5間の負荷の調整として圧力補償弁V12が機能し、低負荷圧側の制御バルブV1〜11に最高負荷圧との差圧分の圧力損失を発生させ、負荷の大きさによらず、方向切換弁DV1〜11のスプールの操作量に応じた流量を流す(配分する)ことができる。
本実施形態のロードセンシングシステムをさらに詳しく説明する。
PPS信号伝達手段はPPS信号用シャトル弁V14を有し、該PPS信号用シャトル弁V14の一方の入力ポート26が第1PPS入力油路k1を介して第1吐出路aに接続され、該PPS信号用シャトル弁V14の他方の入力ポート27が第2PPS入力油路k2を介して第2吐出路bに接続され、該PPS信号用シャトル弁V14の出力ポート28がPPS出力油路k3を介してレギュレータ20に接続されてなる。
また、走行独立弁V13が独立供給位置23にあるときには、第1吐出路aの圧と第2吐出路bの圧とのうち、高い側の圧がPPS信号用シャトル弁V14を介してレギュレータ20に送られる、又は、第1吐出路aの圧と第2吐出路bの圧とが同圧の場合はPPS信号用シャトル弁V14の開いている側の入力ポート26,27からメインポンプ18の吐出圧がレギュレータ20に送られる。
PLS信号伝達油路wは、第1SP制御バルブV1のバルブボディからスイング制御バルブV2のバルブボディ→アーム制御バルブV3のバルブボディ→旋回制御バルブV4のバルブボディ→第1ドーザ制御バルブV5のバルブボディ→右用走行制御バルブV6のバルブボディ→インレットブロックB→左側用走行制御バルブV7のバルブボディ→第2ドーザ制御バルブV8のバルブボディ→ブーム制御バルブV9のバルブボディ→バケット制御バルブV10のバルブボディ→第2SP制御バルブV11にわたって設けられ、該PLS信号伝達油路wは各制御バルブV1〜11において、圧力補償弁V12に負荷伝達油路yを介して接続されている。
また、走行独立弁V13が独立供給位置23にあるときには、第1ラインw1又は第2ラインw2のうちの高い側の圧がレギュレータ20に送られる、又は第1ラインw1の圧と第2ラインw2の圧が同圧の場合はPLS信号用シャトル弁V15の開いている側の入力ポート29,30からレギュレータ20に送られる。
これら第1・2アンロード弁V18,V19はバネの付勢力で閉じる方向に付勢されると共に、第1アンロード弁V18には第1ラインw1の圧が閉じる方向に作用し、第2アンロード弁V19には第2ラインw2の圧が閉じる方向に作用している。
図3、図4及び図7に示すように、走行バイパス弁V16は、直動スプール形切換弁から構成されていると共にパイロット圧によって切換操作されるパイロット操作切換弁によって構成されている。また、走行バイパス弁V16は、第1吐出路aと第2吐出路bとを並列的に接続する第1バイパス油路t1及び第2バイパス油路t2に介装されている。また、換言すると、走行バイパス弁V16は、第1吐出路aと第2吐出路bとの間に走行独立弁V13と並列的に設けられている。
また、走行バイパス弁V16は、バネによって遮断位置32に保持され、右側用走行制御バルブV6を操作する右側用走行操作弁V26から出力されるパイロット圧が走行バイパス弁V16を遮断位置32から第1切換位置33に切り換える方向に作用し、左側用走行制御バルブV7を操作する左側用走行操作弁V27から出力されるパイロット圧が走行バイパス弁V16を遮断位置32から第2切換位置34に切り換える方向に作用する。
右側用走行操作弁V26と左側用走行操作弁V27とはそれぞれ走行レバー36R,36Lによって操作され、各走行操作弁V26,V27には、サブポンプ19から圧油が供給される。
前記構成の油圧システムにあっては、各制御バルブV1〜11の方向切換弁DV1〜11が中立位置にあるときには走行独立弁V13が合流位置22である。このとき、第1吐出路aに接続された第1アンロード油路z1が第1アンロード弁V18によってブロックされ且つ第2吐出路bに接続された第2アンロード油路z2が第2アンロード弁V19によってブロックされるようになっているので、メインポンプ18の吐出圧(PPS信号圧)が上昇し、このPPS信号圧とPLS信号圧(この時は零である)との差が制御差圧よりも大きくなると、メインポンプ18が吐出量を減少させる方向に流量制御されると共に第1・第2アンロード弁V18,19が開いてメインポンプ18からの吐出油をタンクTに落とす。
次に、走行装置5及びドーザ装置7を駆動しないで第1SP制御バルブV1、スイング制御バルブV2、アーム制御バルブV3、旋回制御バルブV4、ブーム制御バルブV9、バケット制御バルブV10、第2SP制御バルブV11のうちの一つ以上を操作する場合、又は、第1SP制御バルブV1、スイング制御バルブV2、アーム制御バルブV3、旋回制御バルブV4、ブーム制御バルブV9、バケット制御バルブV10、第2SP制御バルブV11のうちの一つ以上と、右側用走行制御バルブV6、左側用走行制御バルブV7、第1・2ドーザ制御バルブV5,V8のうちの一つ以上とを同時操作する場合について説明する。
そして、PPS信号圧−PLS信号圧が制御差圧となるように(PPS信号圧とPLS信号圧との差を設定値に維持するように)メインポンプ18の吐出圧(吐出流量)が自動制御される。
また、圧力補償弁V12によって、操作された制御バルブV1〜11の方向切換弁DV1〜11のスプールの前後差圧が一定となり、操作された油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5に作用する負荷の大きさの違いにかかわらず、メインポンプ18の吐出流量が、操作された各油圧アクチュエータML,MR,MT,C1〜5に対して操作量に応じた量、分流される。
また、この場合において、走行バイパス弁V16が第1切換位置33又は第2切換位置34に切り換えられても、メインポンプ18の第1吐出路aと第2吐出路bとの吐出油が合流されているので問題はない。
次に、第1SP制御バルブV1、スイング制御バルブV2、アーム制御バルブV3、旋回制御バルブV4、ブーム制御バルブV9、バケット制御バルブV10、第2SP制御バルブV11を操作しないで、右側用走行制御バルブV6、左側用走行制御バルブV7、第1・2ドーザ制御バルブV5,V8のうちの一つ以上を操作する場合について説明する。
本実施形態の油圧システムにあっては、第1ドーザ制御バルブV5及び第2ドーザ制御バルブV8によって、第1吐出路aと第2吐出路bとから圧油が均等に抜き取られてドーザシリンダC1に送られるので、バックホー1の走行直進性を確保することができ、且つ、制御バルブV5,V6,V7,V8の操作量に応じてメインポンプ18が流量制御されるので省エネを図ることができる。
一方、左側用走行制御バルブV7に送られる第2吐出路bの圧はアンロード圧まで上昇するので、この左側用走行制御バルブV7に送られる第2吐出路bの圧がPPS信号圧としてレギュレータ20に送られる。
しかしながら、本実施形態では、この場合、右側の走行操作弁V26から出力されるパイロット圧が左側の走行操作弁V27から出力されるパイロット圧よりも高いので、走行バイパス弁V16が第1切換位置33に切り換えられ、第2吐出ポートP2からの吐出油が第2吐出路bから第1バイパス油路t1を介して第1吐出路aに流れる(右ターンの場合は、走行バイパス弁V16が第2切換位置34に切り換えられ、第1吐出ポートP1からの吐出油が第1吐出路aから第2バイパス油路t2を介して第2吐出路bに流れる)。
また、平地で左ターンする場合は、走行バイパス弁V16が第1切換位置33に切り換えられても、チェック弁24があるため第1バイパス油路t1を介して第1吐出路aから第2吐出路bへと圧油は流れないので(右ターンする場合は、走行バイパス弁V16が第2切換位置34に切り換えられても、第2バイパス油路t2を介して第2吐出路bから第1吐出路aへと圧油は流れないので)、平地でのターンの場合に支障はない。
図8及び図9は第2実施形態の油圧システムを示している。
この第2実施形態の油圧システムが、主として、第1実施形態と相違する点は、第1実施形態が前記信号選択弁装置VEをPPS信号用シャトル弁V14とPLS信号用シャトル弁V15とによって構成している(PPS信号圧、PLS信号圧をレギュレータ20に送るのにシャトル弁V14,V15を採用した回路構成としている)のに代えて、第2実施形態では、信号選択弁装置VEを、パイロット圧で切換自在な直動スプール型切換弁で構成された信号選択弁V30及び選択解除弁V31によって構成していることである。
信号選択弁V30は、PLS系伝達ライン39、PPS系伝達ライン40を介してレギュレータ20に接続されている。
この信号選択弁V30が中立位置41にあるときには、制御バルブV1〜11で操作される油圧アクチュエータの負荷圧がPLS信号伝達油路wからPLS系伝達ライン39を介してレギュレータ20に送られ、且つ連結油路iの圧(メインポンプ18の吐出圧)がPPS系伝達ライン40を介してレギュレータ20に送られる。
また、第2切換位置43では、第2ラインw2とPLS系伝達ライン39とが連通して第2ラインw2の負荷圧がPLS系伝達ライン39を介してレギュレータ20に送られ、且つ、第2油路i2とPPS系伝達ライン40とが連通して第2吐出路bの圧が第2油路i2及びPPS系伝達ライン40を介してレギュレータ20に送られる。
また、前記バネ46が設けられてる側の受圧部47には第2信号油路n2のパイロット圧が伝達ライン50を介して作用し、該受圧部47とは反対側の受圧部48には第1信号油路n1のパイロット圧が伝達ライン51を介して作用する。
その他の構成については、前記第1実施形態と略同様に構成される。
この第2実施形態にあっては、走行装置5のみ駆動する場合、ドーザ装置7のみ駆動する場合、フロント作業装置11と,旋回台10と,スイングブラケット14と,第1・2SP制御バルブV1,11で操作される油圧アタッチメントとを駆動させない状態で走行装置5及びドーザ装置7を駆動する場合は、走行独立弁V13が独立供給位置23とされると共に選択解除弁V31が作用位置44に切り換えられる。
例えば、左ターンする場合は、右側用走行操作弁V26からのパイロット圧によって信号選択弁V30が第1切換位置42に切り換えられて、第1吐出路aの圧がPPS系伝達ライン40を介してレギュレータ20に送られると共に右側の走行モータMRの負荷圧がPLS系伝達ライン39を介してレギュレータ20に送られ、これらによりメインポンプ18の吐出流量が流量制御される。
次に、走行装置5及びドーザ装置7を駆動しないで第1SP制御バルブV1、スイング制御バルブV2、アーム制御バルブV3、旋回制御バルブV4、ブーム制御バルブV9、バケット制御バルブV10、第2SP制御バルブV11のうちの一つ以上を操作する場合、又は、第1SP制御バルブV1、スイング制御バルブV2、アーム制御バルブV3、旋回制御バルブV4、ブーム制御バルブV9、バケット制御バルブV10、第2SP制御バルブV11のうちの一つ以上と、右側用走行制御バルブV6、左側用走行制御バルブV7、第1・2ドーザ制御バルブV5,V8のうちの一つ以上とを同時操作する場合について説明する。
そして、制御バルブV1〜11で操作される油圧アクチュエータのうちの最高負荷圧がPLS信号伝達油路wからPLS系伝達ライン39を介してレギュレータ20に送られ、メインポンプ18の第1吐出ポート及び第2吐出ポートの圧が連結油路iからPPS系伝達ライン40を介してレギュレータ20に送られ、これらによりメインポンプ18の吐出流量が流量制御される。
なお、各実施形態において、制御バルブV1〜11の配列は、図例の配列に限定されることはなく、2つの独立した吐出ポートP1,P2からの圧油供給系統のうちの一方に、右側用走行制御バルブV6又は左側用走行制御バルブV7の一方を設け、他方の圧油供給系統に、右側用走行制御バルブV6又は左側用走行制御バルブV7の他方を設けていれば、その他の制御バルブV1,V2,V3,V4,V5,V8〜11の配置は特に限定はされない。
5 走行装置
10 旋回台
11 フロント作業装置
15 ブーム
16 アーム
17 作業具(バケット)
18 油圧ポンプ(メインポンプ)
20 レギュレータ
22 合流位置
23 独立供給位置
26 入力ポート
27 入力ポート
28 出力ポート
29 入力ポート
30 入力ポート
31 出力ポート
32 遮断位置
33 第1切換位置
34 第2切換位置
41 中立位置
42 第1切換位置
43 第2切換位置
44 作用位置
45 非作用位置
C3 油圧アクチュエータ(ブームシリンダ)
C4 油圧アクチュエータ(アームシリンダ)
C5 油圧アクチュエータ(バケットシリンダ)
MR 右側走行装置の油圧アクチュエータ(走行モータ)
ML 左側走行装置の油圧アクチュエータ(走行モータ)
P1 第1吐出ポート
P2 第2吐出ポート
a 第1吐出路
b 第2吐出路
w PLS信号伝達油路
w1 第1ライン
w2 第2ライン
i 連結油路
V6 右側用走行制御バルブ
V7 左側用走行制御バルブ
V13 走行独立弁
V14 PPS信号用シャトル弁
V15 PLS信号用シャトル弁
V16 走行バイパス弁
V26 右側用走行操作弁
V27 左側用走行操作弁
V30 信号選択弁
V31 選択解除弁
Claims (6)
- 別々の油圧アクチュエータによって駆動される左右の走行装置(5)と、油圧アクチュエータによって駆動されるフロント作業装置(11)と、前記各油圧アクチュエータに圧油を供給するスプリットフロータイプの可変容量型油圧ポンプ(18)と備え、
前記油圧ポンプ(18)の第1吐出ポート(P1)及び第2吐出ポート(P2)からの圧油を合流して油圧アクチュエータに供給可能とする合流位置(22)と、油圧ポンプ(18)の第1吐出ポート(P1)からの圧油を右側の走行装置(5)の油圧アクチュエータに、第2吐出ポート(P2)からの圧油を左側の走行装置(5)の油圧アクチュエータにそれぞれ独立して供給可能とする独立供給位置(23)とに切換可能な走行独立弁(V13)を備えた作業機において、
前記走行独立弁(V13)は、走行装置(5)を駆動させないでフロント作業装置(11)を駆動する際、又は、走行装置(5)とフロント作業装置(11)を共に駆動する際には合流位置(22)に切り換えられ、フロント作業装置(11)を駆動させないで走行装置(5)を駆動する際には独立供給位置(23)に切り換えられ、
走行装置(5)の駆動時、フロント作業装置(11)の駆動時、走行装置(5)及びフロント作業装置(11)の駆動時のいずれにおいても、油圧ポンプ(18)の吐出圧と油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧に基づいて油圧ポンプ(18)の吐出流量を制御するロードセンシングシステムを備えていることを特徴とする作業機。 - 前記ロードセンシングシステムが、
油圧ポンプ(18)の斜板を制御するレギュレータ(20)と、
走行独立弁(V13)が独立供給位置(23)にあるときに、右側走行装置(5)の油圧アクチュエータの負荷圧及び左側走行装置(5)の油圧アクチュエータの負荷圧のうちの高圧側の負荷圧と、第1吐出ポート(P1)及び第2吐出ポート(P2)のうちの高圧側の吐出圧とをレギュレータ(20)に伝達可能である信号選択弁装置(VE)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の作業機。 - 前記ロードセンシングシステムが、
走行独立弁(V13)が合流位置(22)にあるときには各油圧アクチュエータのうちの最高負荷圧を伝達可能とし、走行独立弁(V13)が独立供給位置(23)にあるときには右側の走行装置(5)の油圧アクチュエータの負荷圧を伝達する第1ライン(w1)と左側の走行装置(5)の油圧アクチュエータの負荷圧を伝達する第2ライン(w2)とに分断されるPLS信号伝達油路(w)を備え、
前記信号選択弁装置(VE)を、
一方の入力ポート(26)が第1吐出ポート(P1)からの圧油を流通させる第1吐出路(a)に接続され、他方の入力ポート(27)が第2吐出ポート(P2)からの圧油を流通させる第2吐出路(b)に接続され、出力ポート(28)が前記レギュレータ(20)に接続されたPPS信号用シャトル弁(V14)と、
一方の入力ポート(29)が前記第1ライン(w1)に接続され、他方の入力ポート(30)が前記第2ライン(w2)に接続され、出力ポート(31)が前記レギュレータ(20)に接続されたPLS信号用シャトル弁(V15)とから構成したことを特徴とする請求項2に記載の作業機。 - 右側の走行装置(5)の油圧アクチュエータを制御する右側用走行制御バルブ(V6)と、左側の走行装置(5)の油圧アクチュエータを制御する左側用走行制御バルブ(V7)とを備え、右側用走行制御バルブ(V6)は右側用走行操作弁(V26)からのパイロット圧によって操作され、左側用走行制御バルブ(V7)は左側用走行操作弁(V27)からのパイロット圧によって操作され、
第1吐出路(a)と第2吐出路(b)との相互間の圧油流通を遮断する遮断位置(32)と、第2吐出路(b)から第1吐出路(a)への一方にのみ圧油流通を許容する第1切換位置(33)と、第1吐出路(a)から第2吐出路(b)への一方にのみ圧油流通を許容する第2切換位置(34)とに切り換え自在な走行バイパス弁(V16)を備え、
前記右側用走行操作弁(V26)からのパイロット圧は走行バイパス弁(V16)を遮断位置(32)から第1切換位置(33)に切り換える方向に作用し、左側用走行操作弁(V27)からのパイロット圧は走行バイパス弁(V16)を遮断位置(32)から第2切換位置(34)に切り換える方向に作用し、走行バイパス弁(V16)は、右側用走行操作弁(V26)と左側用走行操作弁(V27)とのパイロット圧に所定圧以上の差圧が発生した場合に、高圧側のパイロット圧によって遮断位置(32)から第1切換位置(33)又は第2切換位置(34)に切り換えられることを特徴とする請求項3に記載の作業機。 - 第1吐出ポート(P1)からの圧油を流通させる第1吐出路(a)と第2吐出ポート(P2)からの圧油を流通させる第2吐出路(b)とを連結する連結油路(i)と、各油圧アクチュエータのうちの最高負荷圧を伝達可能とするPLS信号伝達油路(w)とを備え、
右側走行装置(5)を制御する右側用走行制御バルブ(V6)をパイロット圧によって操作する右側用走行操作弁(V26)と、左側走行装置(5)を制御する左側用走行制御バルブ(V7)をパイロット圧によって操作する左側用走行操作弁(V27)とを備え、
前記信号選択弁装置(VE)は、中立位置(41)、第1切換位置(42)及び第2切換位置(43)のそれぞれに切換自在な切換弁からなる信号選択弁(V30)と、作用位置(44)及び非作用位置(45)のそれぞれに切換自在な選択解除弁(V31)とから構成され、
信号選択弁(V30)は前記連結油路(i)及びPLS信号伝達油路(w)に介装されていて、中立位置(41)では連結油路(i)及びPLS信号伝達油路(w)の圧をレギュレータ(20)に伝達可能とし、第1切換位置(42)では連結油路(i)及びPLS信号伝達油路(w)を分断して第1吐出路(a)の吐出圧及び右側走行装置(5)の油圧アクチュエータの負荷圧をレギュレータ(20)に伝達可能とし、第2切換位置(43)では連結油路(i)及びPLS信号伝達油路(w)を分断して第2吐出路(b)の吐出圧及び左側走行装置(5)の油圧アクチュエータの負荷圧をレギュレータ(20)に伝達可能とし、
選択解除弁(V31)は、作用位置(44)では、信号選択弁(V30)を中立位置(41)から第1切換位置(42)に切り換える方向に右側用走行操作弁(V26)からのパイロット圧を作用させると共に該信号選択弁(V30)を中立位置(41)から第2切換位置(43)に切り換える方向に左側用走行操作弁(V27)からのパイロット圧を作用させ、
非作用位置(45)では、右側用走行操作弁(V26)及び左側用走行操作弁(V27)からのパイロット圧を信号選択弁(V30)に作用させないことにより該信号選択弁(V30)を中立位置(41)にすることを特徴とする請求項2に記載の作業機。 - 前記選択解除弁(V31)は、走行独立弁(V13)を独立供給位置(23)に切り換えるパイロット圧によって作用位置(44)に切り換えられると共に、走行独立弁(V13)を合流位置(22)に切り換えるパイロット圧によって非作用位置(45)に切り換えられることを特徴とする請求項5に記載の作業機。
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