JP2014047769A - Double pump device and hydraulically-operated work machine - Google Patents
Double pump device and hydraulically-operated work machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014047769A JP2014047769A JP2012194183A JP2012194183A JP2014047769A JP 2014047769 A JP2014047769 A JP 2014047769A JP 2012194183 A JP2012194183 A JP 2012194183A JP 2012194183 A JP2012194183 A JP 2012194183A JP 2014047769 A JP2014047769 A JP 2014047769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- shaft
- pump shaft
- transmission mechanism
- hydraulic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 67
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 48
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 20
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 10
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/128—Driving means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
- E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
- E02F3/325—Backhoes of the miniature type
-
- 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
- E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
- E02F9/0808—Improving mounting or assembling, e.g. frame elements, disposition of all the components on the superstructures
-
- 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
- E02F9/2285—Pilot-operated systems
-
- 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
- E02F9/2292—Systems with two or more pumps
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/2014—Details or component parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/22—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/05—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B23/00—Pumping installations or systems
- F04B23/04—Combinations of two or more pumps
- F04B23/06—Combinations of two or more pumps the pumps being all of reciprocating positive-displacement type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20523—Internal combustion engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
- F15B2211/7142—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば、バケット、アーム、ブーム等を用いた掘削作業機等の対地作業機であり、クローラ式走行装置や車輪を油圧モータにより駆動する油圧駆動作業機において油圧モータ等のアクチュエータに油圧を供給するために使用されるダブルポンプ装置に関する。 The present invention is a ground work machine such as an excavation work machine using a bucket, an arm, a boom, and the like, for example. In a hydraulic drive work machine that drives a crawler type traveling device or a wheel by a hydraulic motor, hydraulic pressure is applied to an actuator such as a hydraulic motor. It is related with the double pump apparatus used in order to supply.
従来から油圧ショベルと呼ばれる掘削作業機等の対地作業機である油圧駆動作業機が知られている。掘削作業機では、旋回部である上部構造に、アーム、ブーム、及びバケットやフォーク等を含む掘削部を設け、クローラ式走行装置を油圧モータにより駆動することが行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulically-driven work machine that is a ground work machine such as an excavation work machine called a hydraulic excavator is known. In an excavation work machine, an excavation part including an arm, a boom, a bucket, a fork, and the like is provided in an upper structure that is a turning part, and a crawler traveling device is driven by a hydraulic motor.
特許文献1に記載された掘削作業機は、ブームと旋回台との間に設けられたブームシリンダ、アームと別のブームとの間に設けられたアームシリンダ、アームとバケットとの間に設けられたバケットシリンダ、及びクローラ式走行装置に設けられた2つの走行モータを備える。第一から第四の油圧ポンプを含むポンプユニットにエンジンの出力軸が動力伝達可能に連結され、各油圧ポンプが駆動可能とされている。第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプの吐出側に走行モータがそれぞれ接続されている。なお、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2がある。
The excavation work machine described in Patent Document 1 is provided between a boom cylinder provided between a boom and a swivel, an arm cylinder provided between an arm and another boom, and provided between an arm and a bucket. And two traveling motors provided in the crawler type traveling device. An output shaft of the engine is connected to a pump unit including the first to fourth hydraulic pumps so that power can be transmitted, and each hydraulic pump can be driven. Traveling motors are connected to the discharge sides of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, respectively. In addition, there exists
特許文献1に記載された掘削作業機の場合、エンジンと油圧ポンプとの間に設けられた動力伝達機構を含むポンプ装置において、エンジンの出力軸を変速して油圧ポンプに伝達することは記載されていない。このようなポンプ装置において、掘削作業機の低燃費化及び低騒音化を図るためにエンジンの回転数を低下させて、エンジン特性等から取得される所定の高効率回転数で運転することが考えられる。ただし、エンジン回転数を低下させると、エンジンに連結された油圧ポンプの吐出容量も低下するので、油圧ポンプから吐出された圧油が供給される走行モータ、シリンダ等のアクチュエータの出力が低下する可能性がある。この場合、掘削作業機の作業効率が低下する。このため、ポンプ装置により駆動される作業機の低燃費化及び低騒音化を図るとともに作業効率を高くする面から改良の余地がある。 In the case of the excavating work machine described in Patent Document 1, it is described that, in a pump device including a power transmission mechanism provided between an engine and a hydraulic pump, the output shaft of the engine is shifted and transmitted to the hydraulic pump. Not. In such a pump device, in order to reduce the fuel consumption and noise of the excavator, it is considered that the engine speed is decreased and the engine is operated at a predetermined high-efficiency speed obtained from engine characteristics and the like. It is done. However, if the engine speed is decreased, the discharge capacity of the hydraulic pump connected to the engine also decreases, so the output of actuators such as travel motors and cylinders supplied with pressure oil discharged from the hydraulic pump can decrease. There is sex. In this case, the working efficiency of the excavator is reduced. For this reason, there is room for improvement in terms of reducing the fuel consumption and noise of the working machine driven by the pump device and increasing the working efficiency.
また、ケースに2つのポンプ軸が支持される構成で、エンジンにより駆動される2つのポンプ軸によってケース内の2つの可変容量ポンプを駆動することが考えられる。また、このような2つの可変容量ポンプを有するダブルポンプ装置で、2つのアクチュエータに互いに単位時間当たりの吐出量を異ならせた2つの可変容量ポンプから作動流体を吐出し、それぞれのアクチュエータを駆動することも考えられる。ただし、このようなダブルポンプ装置でも、上記と同様に作業機の低燃費化及び低騒音化を図るとともに作業効率を高くする面から改良の余地がある。 Further, it is conceivable that two variable displacement pumps in the case are driven by two pump shafts driven by the engine in a configuration in which the case supports two pump shafts. Further, in such a double pump device having two variable displacement pumps, the working fluid is discharged from two variable displacement pumps having different discharge amounts per unit time to the two actuators, and the respective actuators are driven. It is also possible. However, even with such a double pump device, there is room for improvement in terms of reducing the fuel consumption and noise of the work machine and increasing the work efficiency in the same manner as described above.
特許文献2には、ケースに支持された一対の回転軸に歯数の異なる一対の歯車が固定され、一対の歯車同士が噛合しているダブル油圧ポンプが記載されている。各回転軸にシリンダブロックが固定され、各シリンダブロックのシリンダにピストンが配置されることでケース内に2つの固定容量型の油圧ポンプが設けられている。このような油圧ポンプでは、歯車の歯数の比率を変えることで、ポンプの最大流量が増加または減少される。ただし、一対の回転軸の駆動側の回転軸はエンジンの出力軸に連結され、出力軸と駆動側の回転軸との回転数は同じになっているので、上記と同様の不都合が生じる。
本発明に係るダブルポンプ装置及び油圧駆動作業機の目的は、単位時間当たりの吐出量が異なる2つの可変容量ポンプを有する構成で、ダブルポンプ装置により駆動される作業機の低燃費化及び低騒音化を図るとともに作業効率を高くすることである。 An object of the double pump device and the hydraulically driven working machine according to the present invention is to have two variable displacement pumps having different discharge amounts per unit time, and to reduce fuel consumption and noise of the working machine driven by the double pump device. To increase the work efficiency.
本発明に係るダブルポンプ装置は、第1ポンプ軸を有する第1可変容量ポンプと、第2ポンプ軸を有する第2可変容量ポンプと、前記第1ポンプ軸と前記第2ポンプ軸との間に接続される第一動力伝達機構であって、前記第1ポンプ軸と前記第2ポンプ軸との間で回転速度を変化させつつ動力を伝達することで、前記第2可変容量ポンプの単位時間当たりの吐出容量の最大値を前記第1可変容量ポンプの単位時間当たりの吐出容量の最大値よりも大きくする前記第一動力伝達機構と、内燃機関の出力軸と連結可能なポンプ入力軸と前記第1ポンプ軸との間に接続される第二動力伝達機構とを備え、前記第二動力伝達機構は、前記ポンプ入力軸と前記第1ポンプ軸との間で回転を増速しつつ、前記ポンプ入力軸の動力を前記第1ポンプ軸に伝達させるように構成してあることを特徴とする。 The double pump device according to the present invention includes a first variable displacement pump having a first pump shaft, a second variable displacement pump having a second pump shaft, and between the first pump shaft and the second pump shaft. A first power transmission mechanism to be connected, wherein power is transmitted while changing a rotation speed between the first pump shaft and the second pump shaft; The first power transmission mechanism for making the maximum value of the discharge capacity of the first variable displacement pump larger than the maximum value of the discharge capacity per unit time of the first variable displacement pump, the pump input shaft connectable with the output shaft of the internal combustion engine, and the first A second power transmission mechanism connected to one pump shaft, wherein the second power transmission mechanism accelerates rotation between the pump input shaft and the first pump shaft, and the pump Transmits input shaft power to the first pump shaft Characterized in that are configured to cause.
本発明に係るダブルポンプ装置において、好ましくは、前記第二動力伝達機構は、前記第1ポンプ軸に固定された第1駆動側小歯車と、前記ポンプ入力軸に固定され、前記第1駆動側小歯車と噛合する駆動側大歯車とを含み、前記ポンプ入力軸と前記第1ポンプ軸との間で回転を増速しつつ、前記ポンプ入力軸の動力を前記第1ポンプ軸に伝達する駆動側歯車機構であり、前記第一動力伝達機構は、前記第1ポンプ軸に固定された第1従動側大歯車と、前記第2ポンプ軸に固定され、前記第1従動側大歯車に噛合する第2従動側小歯車とを含み、前記第1ポンプ軸と前記第2ポンプ軸との間で回転を増速しつつ、前記第1ポンプ軸の動力を前記第2ポンプ軸に伝達する従動側歯車機構である。 In the double pump device according to the present invention, preferably, the second power transmission mechanism includes a first drive side small gear fixed to the first pump shaft, a first drive side fixed to the pump input shaft, and the first drive side. A driving gear that meshes with a small gear and transmits the power of the pump input shaft to the first pump shaft while increasing the rotation speed between the pump input shaft and the first pump shaft. A side gear mechanism, wherein the first power transmission mechanism is fixed to the first driven large gear fixed to the first pump shaft and fixed to the second pump shaft, and meshes with the first driven large gear. A driven side including a second driven small gear and transmitting the power of the first pump shaft to the second pump shaft while increasing the rotation speed between the first pump shaft and the second pump shaft. It is a gear mechanism.
本発明に係る油圧駆動作業機は、本発明に係るダブルポンプ装置と、互いに独立して駆動可能な一方側走行部及び他方側走行部と、前記一方側走行部を駆動するアクチュエータである一方側走行用モータと、前記他方側走行部を駆動するアクチュエータである他方側走行用モータとを含む走行装置と、前記走行装置の上側に旋回可能に設けられた旋回部と、前記旋回部旋回用のアクチュエータである旋回モータと、前記旋回部に支持された作業部とを備え、前記一方側走行用モータを含む第1アクチュエータ群は、前記第1可変容量ポンプから加圧された作動油を供給され、前記旋回モータと前記他方側走行用モータとを含む第2アクチュエータ群は、前記第2可変容量ポンプから加圧された作動油を供給されることを特徴とする。 The hydraulic drive working machine according to the present invention is a double pump device according to the present invention, one side traveling unit and the other side traveling unit that can be driven independently from each other, and one side that is an actuator that drives the one side traveling unit A traveling device that includes a traveling motor and an other-side traveling motor that is an actuator that drives the other-side traveling unit; a turning unit that is turnable on the upper side of the traveling device; and A first actuator group including a swing motor that is an actuator and a working unit supported by the swing unit and including the one-side traveling motor is supplied with pressurized hydraulic oil from the first variable displacement pump. The second actuator group including the turning motor and the other-side traveling motor is supplied with pressurized hydraulic oil from the second variable displacement pump.
本発明に係るダブルポンプ装置及び油圧駆動作業機によれば、ポンプ入力軸に内燃機関の駆動軸が連結された状態で、ポンプ入力軸の動力が第一動力伝達機構及び第二動力伝達機構によって増速され、2つの可変容量ポンプのポンプ軸に伝達されるので、各可変容量ポンプの回転数を低下させることなく、各ポンプ軸の回転数よりも低い回転数である予め設定された高効率領域の一定回転数で内燃機関を駆動させることができる。また、第一動力伝達機構により、2つの可変容量ポンプの単位時間当たりの吐出量を異ならせることができる。このため、ダブルポンプ装置により駆動される作業機の低燃費化及び低騒音化を図れるとともに作業効率を高くできる。 According to the double pump device and the hydraulic drive working machine according to the present invention, the power of the pump input shaft is transmitted by the first power transmission mechanism and the second power transmission mechanism in a state where the drive shaft of the internal combustion engine is connected to the pump input shaft. Since the speed is increased and transmitted to the pump shafts of the two variable displacement pumps, a preset high efficiency that is lower than the rotational speed of each pump shaft without reducing the rotational speed of each variable displacement pump. The internal combustion engine can be driven at a constant rotational speed in the region. Moreover, the discharge amount per unit time of two variable displacement pumps can be varied by the first power transmission mechanism. For this reason, it is possible to reduce the fuel consumption and noise of the working machine driven by the double pump device and to increase the working efficiency.
[第1実施形態]
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。以下では、本発明のダブルポンプ装置を油圧駆動作業機である掘削作業機に搭載して使用する場合を説明するが、これは例示であって、ダブルポンプ装置から吐出される作動油等の作動流体により駆動するモータ等、種々のアクチュエータを含む装置に搭載して使用してもよい。例えば、2つの油圧モータで左右の車輪を独立駆動し掘削作業装置を機体後部に搭載する農用トラクタ等の作業車両に本発明のダブルポンプ装置を搭載して使用してもよい。また、以下ではすべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the case where the double pump device of the present invention is used by being mounted on an excavation work machine that is a hydraulically driven work machine will be described. You may mount and use for the apparatus containing various actuators, such as a motor driven with a fluid. For example, the double pump device of the present invention may be mounted and used on a work vehicle such as an agricultural tractor in which the left and right wheels are independently driven by two hydraulic motors and the excavation work device is mounted at the rear of the machine body. In the following description, like reference numerals denote like elements in all drawings.
図1から図8は、本発明の第1実施形態を示す図である。図1は、(A)により本実施形態のダブルポンプ装置12を含む掘削作業機10の概略図を示している。図2は、図1の掘削作業機10を構成する機器収容部11内部に設けられた複数の装置を、一部を省略して示す平面図である。掘削作業機10は、左右一対のクローラベルト14,16を含む走行装置18と、走行装置18の中央部に配置された回転台20と、回転台20の中心部に設けられた旋回モータ22と、旋回部である上部構造24と、作業部である掘削部36とを備える。
1 to 8 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1: has shown the schematic of the
走行装置18は、アクチュエータである左右の走行用モータ26a、26bを含み、左右のクローラベルト14,16を対応する側のモータ26a、26bにより両方向に独立して回転駆動可能とする。左のクローラベルト14が一方側走行部であり、右のクローラベルト16が他方側走行部である。また、走行装置18の後側である図1の右側に、排土板であるブレード28が取り付けられる。ブレード28は、図2に示すブレードシリンダ30の伸縮により上下に回動可能に、走行装置18に支持される。
The traveling
上部構造24は、走行装置18の上側に設けられ、回転台20により図2に示す上下方向の旋回軸Oを中心とする旋回可能に支持される。上部構造24は、旋回モータ22により、走行装置18に対し旋回軸Oを中心に回転駆動される。上部構造24は、上側の蓋部により開口部を塞ぐ機器収容部11と、運転席32と、操作子34と、掘削部36とを含む。機器収容部11は、内部にエンジン38とダブルポンプ装置12と方向切換弁40a,40bと切換用パイロット弁42a,42bとを含んでいる。
The
図1(B)は図1(A)のダブルポンプ装置12を模式的に示す図である。ダブルポンプ装置12は、エンジン38の出力軸と連結可能なポンプ入力軸44と、ポンプ入力軸44に結合された増速部46と、第1可変容量ポンプである第1油圧ポンプ48及び第2可変容量ポンプである第2油圧ポンプ50と、ギヤポンプ52とを含む。増速部46は、互いに噛合する第1従動側大歯車54及び第2従動側小歯車56から構成される第一動力伝達機構58と、互いに噛合する第1駆動側小歯車60及び駆動側大歯車62から構成される第二動力伝達機構64とを含む。第1従動側大歯車54及び第1駆動側小歯車60は、第1油圧ポンプ48が有する第1ポンプ軸68に固定される。第2従動側小歯車56は、第2油圧ポンプ50が有する第2ポンプ軸68に固定される。
FIG. 1B is a diagram schematically showing the
ギヤポンプ52は、第1ポンプ軸66に結合され第1ポンプ軸66により回転駆動される。ギヤポンプ52は、機器収容部11内の切換用パイロット弁42a,42bに作動油を供給するためのパイロットポンプである。
The
第1油圧ポンプ48は、後述するように左側の走行用モータ26a等の複数のアクチュエータを含む第1アクチュエータ群70に作動油を供給して第1アクチュエータ群70を駆動する。第2油圧ポンプ50は、後述するように右側の走行用モータ26b、旋回モータ22等の複数のアクチュエータを含む第2アクチュエータ群72に作動油を供給して第2アクチュエータ群72を駆動する。このようなダブルポンプ装置12の構成は後で詳しく説明する。
As will be described later, the first
図1(A)に示す運転席32は、機器収容部11の上部外側に設けられる。操作子34は、操作レバーやペダル等であり、運転席32の前側及び左右片側または両側に設けられ、後述する切換用パイロット弁42a、42bと連係する。
The driver's
掘削部36は、上部構造24の前部である図1(A)の左部に、揺動支持部74を介して支持される。掘削部36の下端部は、揺動支持部74に支持される。掘削部36は、ブーム76と、ブーム76の先端に上下回動可能に支持されたアーム78と、アーム78の先端に上下回動可能に支持されたバケット80とを含む。
The
ブーム76は、揺動支持部74に、水平方向の軸82を中心に揺動可能に支持される。ブーム76は、ブーム76の中間部と揺動支持部74との間に取り付けられたブームシリンダ84の伸縮により上下方向に回動可能である。アーム78は、ブーム76の中間部とアーム78の端部との間に取り付けられたアームシリンダ86の伸縮により、ブーム76に対して回動可能である。バケット80は、アーム78の端部とバケット80に連結したリンクとの間に取り付けられたバケットシリンダ88の伸縮により、アーム78に対し回動可能である。
The
図2に示すように、揺動支持部74は、上部構造24の前部に、上下方向である図2の裏表方向の軸90を中心に回動可能に支持される。揺動支持部74は、上部構造24との間に設けられたスイングシリンダ92の伸縮により、軸90を中心に回動する。スイングシリンダ92の伸縮に応じて図1に示す掘削部36全体が左右にスイングされる。
As shown in FIG. 2, the
機器収容部11は、内側にエンジン38及びダブルポンプ装置12の他に、ダブルポンプ装置12から作動流体である作動油を供給可能とする複数の、図示の例では8つの方向切換弁を含むバルブユニット94と、油タンク96とを収容している。ダブルポンプ装置12は、エンジン38のケースと結合されている。
In addition to the
図3は、図1の掘削作業機10の油圧回路の全体図である。掘削作業機10は、作業機油圧回路98を備える。作業機油圧回路98は、第1アクチュエータ群70及び第2アクチュエータ群72と、各アクチュエータ群70,72に油圧的に接続されたダブルポンプ装置12と、複数の方向切換弁40a,40bと、複数の切換用パイロット弁42a,42bとを含む。第1アクチュエータ群70は、複数のアクチュエータであるバケットシリンダ88、ブームシリンダ84、スイングシリンダ92、及び左側の走行用モータ26aから構成される。第2アクチュエータ群72は、複数のアクチュエータであるアームシリンダ86、ブレードシリンダ30、旋回モータ22、及び右側の走行用モータ26bから構成される。
FIG. 3 is an overall view of the hydraulic circuit of the
ダブルポンプ装置12が有する第1油圧ポンプ48の吐出口は、対応する方向切換弁40aを介して第1アクチュエータ群70の各アクチュエータに並列に接続される。一方、ダブルポンプ装置12が有する第2油圧ポンプ50の吐出口は、対応する方向切換弁40bを介して第2アクチュエータ群72の各アクチュエータに並列に接続される。
The discharge port of the first
各方向切換弁40a,40bは、クローズドセンター型のアクチュエータ切換弁である。各方向切換弁40a,40bの左右端の切換油室のそれぞれは、切換用パイロット弁42a,42bの出力ポートに接続されている。各切換用パイロット弁42a,42bもクローズドセンター型であり、それぞれの入力ポートは、ダブルポンプ装置12が有するギヤポンプ52の吐出口に並列に接続されている。ギヤポンプ52の吸入口は、油タンク96に接続されている。
Each
各切換用パイロット弁42a,42bは、図1の運転席32の周辺部に設けられた対応する操作子34により機械的に切換可能である。各切換用パイロット弁42a,42bは、切り換えにより、対応する方向切換弁40a,40bを油圧的に中立位置から作用位置へ切り換え可能とする。各方向切換弁40a,40bは、この切り換えにより、対応するシリンダ30,84,86,88,92の伸長・収縮及び走行用モータ26a、26bや旋回モータ22の回転方向を切り換え可能とする。このような構成により、左の走行用モータ26aを含む第1アクチュエータ群70は、第1油圧ポンプ48から加圧された作動油を供給される。また、右の走行用モータ26b及び旋回モータ22を含む第2アクチュエータ群72は、第2油圧ポンプ50から加圧された作動油を供給される。
Each switching
旋回モータ22は、対応する方向切換弁40bの切換により回転方向が切り換えられることにより、この方向切換弁40bを介して第2油圧ポンプ50の吐出口に接続される。これにより旋回モータ22に加圧された作動油が供給され、図1の上部構造24が所望の左右方向へ旋回する。
The turning
方向切換弁40a、40bの作用位置にはアクチュエータへの吐出流量を徐々に増やす図示しない可変絞り弁が設けられる。可変絞り弁は、各切換用パイロット弁42a,42bの操作量に応じて方向切換弁40a、40bの開度を任意に調整する機能を有する。また、ダブルポンプ装置12が有する後述のロードセンシングサーボ機構99により、各油圧ポンプ48,50の可動斜板の傾転角度を制御する。これについては後で詳しく説明する。
A variable throttle valve (not shown) that gradually increases the discharge flow rate to the actuator is provided at the operation position of the
アンロード弁100は、作業機油圧回路98に設けられ、第1油圧ポンプ48及び第2油圧ポンプ50の吐出側にそれぞれ接続されている。各アンロード弁100は、対応する油圧ポンプ48,50の吐出口と方向切換弁40a、40bとを接続する油路から分岐した油路に接続されている。アンロード弁100は、対応するすべての方向切換弁40a、40bが中立位置にある場合に、アンロード弁100を開放して油タンク96に作動油を排出可能とする。この構成により、各油圧ポンプ48,50の可動斜板は、初期位置において、ポンプ軸66,68に対し直交する平面に対しわずかに(例えば2度程度)傾けた状態で維持されスタンバイ状態となる。また、アンロード弁100は、方向切換弁40a,40bを作用位置にしたときにその出力油圧を切換信号として閉鎖側に導入して、油タンク96への作動油排出を停止させるように構成される。
The unload
増速切換弁102は、左右の走行用モータ26a,26bの可動斜板の、ポンプ軸に対する傾きである、傾転角度を同時に2段階で変える機能を有する。増速切換弁102は、ギヤポンプ52の吐出口に接続される。走行用モータ26a,26bの可動斜板は、容積変更アクチュエータ104に連結される。増速切換弁102は、図1の運転席32周辺部に設けられた操作子34のうち、2速切換レバーである操作子34により切換可能である。増速切換弁102の切り替えにより、走行用モータ26a、26bの容積を大きくする、または小さくする方向へ切り換えて、各走行用モータ26a,26bの速度変更を可能とする。
The speed increasing
各走行用モータ26a,26bの2つのポートは、方向切換弁40a,40bを介して、対応する油圧ポンプ48,50の吐出口と、油タンク96とのいずれかに接続される。切換用パイロット弁42a,42bは、図1の運転席32の周辺部に設けられた操作子34のうち、変速レバーとしての操作子34により切り換え可能である。切換用パイロット弁42a,42bの切り換えにより、対応する油圧ポンプ48,50の走行用モータ26a,26bへの供給油量が変更される。このため、対応する操作子34の操作によって、各走行用モータ26a,26bの回転方向が変更されるとともに、速度調節が可能となる。
The two ports of each traveling
図4から図7を用いて、ダブルポンプ装置12の具体的構造を説明する。図4は、ダブルポンプ装置12の断面図である。図5は、図4のA−A断面図である。
A specific structure of the
図4、図5に示すように、ダブルポンプ装置12は、ポンプケース108と、ポンプケース108に収容された2つのアキシャルピストン型の第1油圧ポンプ48及び第2油圧ポンプ50と、ギヤポンプ52と、増速部46とを備える。第1油圧ポンプ48は第1ポンプ軸66を有し、第2油圧ポンプ50は第2ポンプ軸68を有する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図5に示すように、ダブルポンプ装置12は、各油圧ポンプ50のそれぞれに対応する2つのサーボ機構110及び2つのバランスピストン機構112を含むロードセンシングサーボ機構99を備える。
As shown in FIG. 5, the
ポンプケース108は、一端である図4の右端に開口部を有するケース本体114と、ケース本体114の開口部を塞ぐポートブロック116と、ポートブロック116のケース本体114と反対側に結合されたギヤケース118とを含む。ポートブロック116には、第1油圧ポンプ48及び第2油圧ポンプ50に対して油給排を行うポートが形成されている。第1ポンプ軸66及び第2ポンプ軸68の両端部は、ケース本体114及びポートブロック116に軸受により両持ち支持状態で回転可能に支持される。油溜め120は、ポンプケース108内側に設けられている。
The
ポンプ入力軸44は、図1に示すエンジン38の出力軸に連結可能であり、ギヤケース118に軸受により両持ち支持状態で回転可能に支持される。第2ポンプ軸68及びポンプ入力軸44は、同軸上に配置されるが、互いに隙間を介して分離されている。
The
増速部46は、第一動力伝達機構58と第二動力伝達機構64とを含む。第一動力伝達機構58は、従動側歯車機構であり、第1ポンプ軸66と第2ポンプ軸68との間に接続される。第一動力伝達機構58は、互いに噛合する第1従動側大歯車54及び第2従動側小歯車56から構成される。
The
第二動力伝達機構64は、駆動側歯車機構であり、ポンプ入力軸44と第1ポンプ軸66との間に接続される。第二動力伝達機構64は、互いに噛合する第1駆動側小歯車60及び駆動側大歯車62から構成される。
The second
第1従動側大歯車54及び第1駆動側小歯車60は、第1ポンプ軸66に固定されている。第2従動側小歯車56は、第2ポンプ軸68に固定されている。
The first driven side
第一動力伝達機構58は、第1ポンプ軸66と第2ポンプ軸68との間で回転速度を高くするように変化させつつ、すなわち増速しつつ第1ポンプ軸66の動力を第2ポンプ軸68に伝達可能とすることで、第2油圧ポンプ50の単位時間当たりの吐出容量の最大値を、第1油圧ポンプ50の単位時間当たりの吐出容量の最大値よりも大きくする。一方、第二動力伝達機構64は、ポンプ入力軸44と第1ポンプ軸66との間で回転を増速しつつ、ポンプ入力軸44の動力を第1ポンプ軸66に伝達するように構成されている。
The first
なお、上記では各動力伝達機構58,64を歯車機構により構成しているが、動力伝達機構として、回転軸に固定されたプーリにベルトをかけ渡し、ベルトにより2つの回転軸間で動力を伝達するベルト機構や、回転軸に固定されたスプロケットにチェーンをかけ渡し、チェーンにより2つの回転軸間で動力を伝達するチェーン機構を使用してもよい。
In the above, each
第1油圧ポンプ48及び第2油圧ポンプ50は、それぞれシリンダブロック122と、複数のピストン124と、バネ126と、可動斜板128とを備える。第1油圧ポンプ48は第1ポンプ軸66を有し、第2油圧ポンプ50は第2ポンプ軸68を有する。シリンダブロック122は、それぞれのポンプ軸66,68にスプライン係合させることによりポンプ軸66,68に一体的に固定されている。複数のピストン124は、それぞれのシリンダブロック122のシリンダに往復動可能に収容される。バネ126は、それぞれのシリンダブロック122の内周面とポンプ軸66,68の外周面との間に設けられ、ピンを介して、外周面が球面状のワッシャにより、各ピストン124の一端に支持されたシューを可動斜板128側に押圧する。
The first
可動斜板128は、クレイドル式であって、図5の上下両側の半円部158と、半円部158同士を連結する連結部とを含む。片側の半円部158の外側面に操作ピン142が突出するように結合されている。可動斜板128は、ポンプケース108に固定された斜板受け部材130にハーフベアリング132を介して回動可能に支持されている。各半円部158はハーフベアリング132に対し摺動する。図4の矢印Pは可動斜板128の回動方向である。図6は、斜板受け部材130の斜視図である。斜板受け部材130は、幅方向両端部に一体に設けられた2つの受け部134を有する。各受け部134の図4に示す可動斜板128と対向する片側に、円筒面の一部である曲面部136が設けられる。また、各曲面部136の中央部と図4のポンプケース108と対向する他側とを通じさせる連通路138が形成されている。
The
図5に示すように、連通路138は、ポンプケース108内の油路140に接続されている。図7は、図5のB−B断面図である。油路140は、図7のポンプケース108の片側端部に設けられた油路要素152と、油路要素152から直交して伸びるように形成された互いに平行な油路要素154と、各油路要素154の長さ方向2個所から直交する方向に形成され、各油圧ポンプ48,50の可動斜板128に対向する斜板受け部材130の両端部の連通路138に向かう油路要素156とを含む。各油路要素156の端部が各連通路138の端部に対向し接続される。
As shown in FIG. 5, the
図4に示したギヤポンプ52から吐出された油が油路140を介して各連通路138に供給される。図示の例では油路140は、後述するサーボ機構110のサーボシリンダ内に油を供給するためにも使用される。
Oil discharged from the
可動斜板128は、斜板受け部材130の曲面部136上のハーフベアリング132の曲面に沿って回動可能である。ハーフベアリング132にも連通路138に通じる孔が形成され、可動斜板128の側に開口している。なお、斜板受け部材130とハーフベアリング132とはピンで互いに係合させ、互いの位置ずれを効果的に防止することもできる。また、可動斜板128の片側に連結された操作ピン142は、ロードセンシングサーボ機構99の操作部であるサーボ機構110を構成するサーボピストン144の係合溝160に係合される。
The
サーボ機構110及びバランスピストン機構112は、各油圧ポンプ48,50に対応してそれぞれ2つ設けられている。以下では代表して第2油圧ポンプ50側のサーボ機構110及びバランスピストン機構112を、図5を用いて説明する。サーボ機構110は、サーボシリンダ内に摺動可能に設けられたサーボピストン144と、サーボピストン144内の内側シリンダに摺動可能に設けられたスプール145とを含む。スプール145は、後述するバランスピストン機構112のバランスピストン146との間に連結されたアーム部材148により移動可能である。スプール145は、移動により、スプール145とサーボピストン144との内部に設けられた油路の接続関係を切り換えて、油圧によりサーボピストン144をスプール145と同方向に移動させる。これによって、操作ピン142が移動して可動斜板128の傾転角度が変更される。すなわち、サーボ機構110を構成するサーボピストン144が軸方向である図5の表裏方向に移動すると、操作ピン142は係合溝160内でこの軸方向に対し直交する方向にも移動するので、操作ピン142の移動により、可動斜板128のポンプ軸に対し直交する平面に対する傾斜角度である傾転角度の変更が可能となる。
Two
バランスピストン機構112は、バランスシリンダ内に摺動可能なバランスピストン146と、バランスシリンダ内でバランスピストン146の軸方向両側2個所ずつに設けられた図示しない4つの受圧室とを含む。4つの受圧室を第1から第4受圧室と設定する。第1受圧室は、第2油圧ポンプ50の吐出口にポンプケース108内の油路を介して接続する。第2受圧室は、図3に示した第2アクチュエータ群72の各アクチュエータに接続される方向切換弁40bの二次側に接続する。第3受圧室は、図4に示したギヤポンプ52の吐出口に図示しない固定減圧弁を介して接続する。第4受圧室は、ギヤポンプ52の吐出口に図示しない可変減圧弁を介して接続する。第4受圧室内の圧力は可変減圧弁により0としてもよい。バランスピストン146の軸方向片側に第1受圧室及び第4受圧室を配置し、軸方向他側に第2受圧室及び第3受圧室を配置する。このようなサーボ機構110及びバランスピストン機構112を2つずつ含んで構成されるロードセンシングサーボ機構99は、アクチュエータの作業時の負荷で生じる圧力に応じて油圧ポンプ48,50の吐出油量を適切に変化させ、掘削作業機10の燃費低減を図る機能を有する。なお、ダブルポンプ装置12では、2つの油圧ポンプ48,50から異なる吐出量で作動油を吐出するものであればよく、上記のロードセンシングサーボ機構99またはバランスピストン機構112を省略することもできる。
The
また、各油圧ポンプ48,50は、ポートブロック116の片面側である図5の左側に面方向の位置ずれを防止するように支持された弁板150を備える。各油圧ポンプ48,50の吸入口は、弁板150の吸入ポートP1を介してポートブロック116の吸入油路U1に接続されている。各油圧ポンプ48,50の吐出口は、弁板150の吐出ポートP2を介してポートブロック116の吐出油路U2に接続されている。
Further, each of the
吸入油路U1の入口ポートT1は、図2に示した外部の油タンク96に接続されている。吐出油路U2の出口ポートT2は、図3に示した対応する方向切換弁40a(または40b)の一次側に接続されている。
The inlet port T1 of the suction oil passage U1 is connected to the
また、図4に示すように、ギヤポンプ52は、ケース本体114の外面に固定されたギヤケースと、ギヤケース内に回転可能に支持されたギヤポンプ軸とを含む。ギヤポンプ軸は、第1ポンプ軸66に同軸上に固定されている。ギヤポンプ軸に駆動歯車またはインナーロータが固定される。第1ポンプ軸66の駆動によりギヤポンプ52が駆動され、油タンク96から吸い上げた作動油を加圧して吐出する。ギヤポンプ52は、駆動歯車に従動歯車を噛合させるか、または、アウターロータをインナーロータに対し偏心させつつ回転させるトロコイドポンプ等としてもよい。
As shown in FIG. 4, the
また、図5に示すように、傾転角度センサ162は、ポンプケース108の外側に取り付けられ、可動斜板128の傾転角度を検出可能とする。傾転角度センサ162の回転軸は、図5の上下方向の揺動軸中心に揺動する複数のリンク部を有するリンク部材164を介して、ロードセンシングサーボ機構99のアーム部材148に結合された回転軸166に連結される。アーム部材148が図5の表裏方向である軸方向に移動することで回転軸166が回転し、傾転角度センサ162の回転軸が回転するので、その回転角度を検出することで可動斜板128の傾転角度の検出が可能となる。
As shown in FIG. 5, the
上記のダブルポンプ装置12によれば、エンジン38の出力軸にポンプ入力軸44が固定された状態で、エンジン38の出力が第二動力伝達機構64で増速されて第1ポンプ軸66に伝達される。また、第1ポンプ軸66の動力が第一動力伝達機構58で増速されて第2ポンプ軸68に伝達される。この状態でエンジン38の駆動により各ポンプ軸66,68が回転し、各油圧ポンプ48,50で加圧された作動油が対応するアクチュエータに向けて吐出される。この場合、エンジン38の回転数が相対的に低くても各ポンプ軸66,68の回転数を高くできる。このため、エンジン回転数を各ポンプ軸66,68の回転数よりも低いが、エンジン効率の高い高効率回転数で回転し続けることができる。このように各油圧ポンプ48,50の回転数を低下させることなく、各ポンプ軸66,68の回転数よりも低い回転数である予め設定された高効率領域の一定回転数でエンジン38を駆動させることができる。また、第一動力伝達機構58により、2つの油圧ポンプ48,50の単位時間当たりの吐出量を異ならせることができる。このため、ダブルポンプ装置12により駆動される掘削作業機10の低燃費化及び低騒音化を図れるとともに作業効率を高くできる。
According to the
例えば、図8は、エンジンの高効率回転数と、アクチュエータの作業効率が高い油圧ポンプの高作業効率回転数との関係の1例を説明するための図である。図8では横軸でエンジン回転数を示し、縦軸でエンジントルクを示している。曲線αはエンジントルクを示している。エンジン回転数のNAはエンジンの高効率回転数を、NBは油圧ポンプの高作業効率回転数を示している。このようにエンジン高効率回転数は、エンジントルクが高い高トルク回転数付近で設定される場合があるのに対し、アクチュエータの作業効率を高くできる油圧ポンプの高作業効率回転数は高トルク回転数よりも高い回転数で設定される場合がある。この場合、エンジン高効率回転数と高作業効率回転数との間で大きいずれβが生じるが、本実施形態では、このような場合でもエンジン38の出力軸の回転数を低く定格回転数として維持したまま、各油圧ポンプ48,50の回転数を高くできる。このため、掘削作業機10の低燃費化と掘削作業の高効率化とを図れる。
For example, FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the relationship between the high-efficiency rotational speed of the engine and the high-working efficiency rotational speed of a hydraulic pump with high working efficiency of the actuator. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the engine speed, and the vertical axis indicates the engine torque. A curve α indicates the engine torque. The engine rotational speed NA represents the high efficiency rotational speed of the engine, and NB represents the high working efficiency rotational speed of the hydraulic pump. As described above, the engine high-efficiency rotational speed may be set in the vicinity of the high torque rotational speed where the engine torque is high. On the other hand, the high working efficiency rotational speed of the hydraulic pump that can increase the working efficiency of the actuator is high torque rotational speed. May be set at a higher rotational speed. In this case, a large β is generated between the engine high-efficiency rotational speed and the high work efficiency rotational speed. In this embodiment, however, the rotational speed of the output shaft of the
また、上記のように一方側走行用モータである左側走行用モータ26aと、バケットシリンダ88、ブームシリンダ84、及びスイングシリンダ92とを含む第1アクチュエータ群70は、第1油圧ポンプ48から加圧された作動油を供給される。また、旋回モータ22及び他方側走行用モータである右側走行用モータ26bと、アームシリンダ86及びブレードシリンダ30とを含む第2アクチュエータ群72は、第2油圧ポンプ50から加圧された作動油が供給される。このため、基本的に同時使用する頻度が高いアクチュエータが同じ油圧ポンプにより駆動されるのを避けることができ、異なるアクチュエータが同じ油圧ポンプにより駆動された場合の圧力の干渉が生じることを少なくできる。すなわち、バケットシリンダ88、ブームシリンダ84、スイングシリンダ92、及び左側走行用モータ26aは同時使用される頻度が少ない。また、アームシリンダ86、ブレードシリンダ30、及び右側走行用モータ26bは同時使用される頻度が少ない。一方、旋回モータ22は、アームシリンダ86等の他のアクチュエータと同時に使用される頻度が高く、この場合の圧力干渉を少なくして、この他のアクチュエータ及び旋回モータ22を高い速度で作動させる必要があるとともに、円滑な動作が損なわれることを防止する必要がある。本実施形態では、上記のように増速部46を用いて、第2油圧ポンプ50の吐出量が、第1油圧ポンプ48の吐出量よりも多くなるので、旋回モータ22のみを専用に駆動させるための別のポンプを設ける必要がなくなる。
Further, as described above, the
また、可動斜板128と対向するハーフベアリング132及び斜板受け部材130のそれぞれに油路140に通じる孔及び連通路138を形成している。このため、可動斜板128の摺動面に油を供給できる。
In addition, a hole and a
[第2実施形態]
図9は、本発明の第2実施形態のダブルポンプ装置12を示している図5の左部分に対応する図である。可動斜板128の両側の半円部158の外側面に操作ピン142と係合ピン168とがそれぞれ外側に突出するように結合されている。操作ピン142は、サーボピストン144の係合溝160に係合される。係合ピン168は、操作ピン142に対し同軸上に配置される。なお、図9及び後述する図10、図11では、第2油圧ポンプ50について説明するが、図4等に示した第1油圧ポンプ48の場合も同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a view corresponding to the left part of FIG. 5 showing the
また、操作ピン142と係合ピン168とにシフトブロックでありピン固定部材である、リング状の間座170,172が同軸上に固定される。また、ポンプケース108のケース本体114の内面で操作ピン142と係合ピン168とに固定された間座170,172の外周面と対向する部分に、押し上げカム174がねじ等により結合固定される。
Further, ring-shaped
図10は、可動斜板128の傾転角度が大きくなった状態を示す図9のC−C断面対応図である。図10に示すように、押し上げカム174は、操作ピン142に固定された間座170の外周面と対向する部分に山形に突出するカム部176を有する。ピン固定部材は、断面矩形のブロック状としてもよい。図10に示すように、可動斜板128の傾転角度が大きくなった状態で、半円部158がハーフベアリング132の曲面部に第2油圧ポンプ50の図5に示すバネ126により弾性的に押し付けられ、その押し付けがカム部176により妨げられることがない。なお、図10及び後述する図11では、操作ピン142について示しているが、図9に示す係合ピン168の場合も同様である。
10 is a cross-sectional view corresponding to the CC cross section of FIG. 9 showing a state in which the tilt angle of the
一方、図11は、可動斜板128の傾転角度が予め設定された最小斜板角となるスタンバイ状態を示す図9のC−C断面対応図である。図11に示すスタンバイ状態では、各間座170の外周面がカム部176に係合しケース本体114の内面と反対側である図11の右側に押される。そしてバネ126の弾力に抗して可動斜板128の半円部158がハーフベアリング132の曲面部から離隔し、浮いた状態となる。図11で二点鎖線γは、図10に示した可動斜板128の傾転角度が大きくなった場合の間座170の外周面位置を示している。図11に示すように、スタンバイ状態では、図10の可動斜板128の傾転角度が大きくなった場合に比べて間座170がケース本体114の内面と反対側にずれる。
On the other hand, FIG. 11 is a CC cross-sectional view of FIG. 9 showing a standby state in which the tilt angle of the
このような構成では、可動斜板128の傾転角度が小さくなった無負荷のスタンバイ状態で、可動斜板128の半円部158をハーフベアリング132の曲面部から離隔させ、半円部158とハーフベアリング132との間に図11に示す隙間178を形成できる。このため、ポンプケース108内の油路を通じて可動斜板128とハーフベアリング132との間の隙間178に油をより多く進入させて、隙間178に十分な油膜を形成し、可動斜板128の摺動部を流体潤滑に近づけて摺動部の摺動性能及び耐久性を高くできる。なお、図9ではポンプケース108内の油路の図示を省略しているが、実際は図5に示した場合と同様にハーフベアリング132の孔及び斜板受け部材130の連通路138に通じる油路140が形成されている。その他の構成及び作用は、上記の第1実施形態と同様である。なお、本実施形態の構成は、ロードセンシングサーボ機構99を用いたダブルポンプ装置に適用する場合に限定せず、例えば油圧ポンプの可動斜板のスタンバイ状態が存在する別の制御方式で油圧ポンプを駆動制御する構成に適用してもよい。また、本実施形態の構成を、1つまたは3つ以上の油圧ポンプを有するポンプ装置に適用してもよい。
In such a configuration, the
[第3実施形態]
図12は、本発明の第3実施形態のダブルポンプ装置を示している図5の左部分に対応する図である。図13は、図12のD−D断面図である。本実施形態では、上記の図9から図11の構成の場合と異なり、操作ピン142及び係合ピン168に固定された間座と対向するカム部材を設けていない。その代わりに、ダブルポンプ装置12は、摺動孔180と、アクチュエータ182及びピストン部材184と、図示しない制御部とを備える。また、操作ピン142及び係合ピン168にピン固定部材である断面矩形のブロック状の間座192,194が固定されている。なお、以下では、第2油圧ポンプ50について説明するが、図4等に示した第1油圧ポンプ48の場合も同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a view corresponding to the left part of FIG. 5 showing the double pump device of the third embodiment of the present invention. 13 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. In the present embodiment, unlike the configurations of FIGS. 9 to 11 described above, the cam member facing the spacer fixed to the
摺動孔180は、ケース本体114において、各間座192,194の外周面と対向可能な部分に2つが形成されている。各摺動孔180のケース本体114内側面に開口する端部は、可動斜板128のスタンバイ状態で間座192,194の外周面と対向する。ピストン部材184は、各油圧ポンプ50の可動斜板128ごとに設けられ、ケース本体114の外側に設けられるベース部186と、ベース部186に連結され、2つの摺動孔180に移動可能に設けられた棒状のピストン要素188とを含む。アクチュエータ182は、制御信号が入力されることで軸方向に移動するソレノイドピン190を含み、ソレノイドピン190は、ベース部186に固定される。アクチュエータ182のケースは、ポンプケース108に図示しない支持部材を介して固定される。
Two sliding
アクチュエータ182は、通電によりソレノイドピン190を移動させる図示しないコイルと、ソレノイドピン190に軸方向片側の弾力を付与する図示しない弾性部材とを含む。制御部は、アクチュエータ182に制御信号を出力し、コイルの通電状態を制御する。制御部は、図5に示した傾転角度センサ162から対応する可動斜板128の傾転角度を表す信号が入力される。制御部は、この信号から可動斜板128の傾転角度が最小であるスタンバイ状態にあると判定した場合に、対応するアクチュエータ182に制御信号を出力し、コイルの通電状態を制御して、アクチュエータ182のケースからのソレノイドピン190の突出量を大きくする。
The
このような構成により、制御部は、可動斜板128の傾転角度が最小であるスタンバイ状態にあると判定した場合に、アクチュエータ182のケースからのソレノイドピン190の突出量を大きくするので、ピストン要素188がケース本体114の内面から図12の右側に大きく突出する。このため、ピストン要素188が操作ピン142及び係合ピン168に固定された間座192(図12の間座194も同様である。)を、ケース本体114から離れる方向に押圧し移動させることができる。したがって、可動斜板128の半円部158をハーフベアリング132の曲面部から離隔させ、半円部158とハーフベアリング132との間に図13に示す隙間178を形成できる。この結果、油路を通じてこの隙間178に油をより多く進入させて、隙間178に十分な油膜を形成し、可動斜板128の摺動部を流体潤滑に近づけて摺動部の摺動性能及び耐久性を高くできる。また、制御部は、可動斜板128の傾転角度が最小であるスタンバイ状態にないと判定した場合には、ケース本体114の内面からのピストン要素188の突出量を小さくし、可動斜板128の半円部158をハーフベアリング132の曲面部に接触させる。その他の構成及び作用は、上記の図9から図11の構成と同様である。
With such a configuration, when the control unit determines that the tilt angle of the
なお、本実施形態の構成は、ダブルポンプ装置に使用する場合に限定せず、それぞれ可動斜板を有する油圧ポンプと油圧モータとを含み、油圧ポンプ及び油圧モータ間で静油圧伝動を行わせるHSTと呼ばれる静油圧式無段変速装置において、各可動斜板と受け部材上のハーフベアリングとの間への油の進入量を多くするために使用してもよい。例えば、静油圧式無段変速装置の可動斜板の傾転角度が0となる中立位置で可動斜板をハーフベアリングから浮かせるために使用してもよい。 In addition, the structure of this embodiment is not limited to the case where it is used for a double pump device, but includes a hydraulic pump and a hydraulic motor each having a movable swash plate, and an HST that performs hydrostatic transmission between the hydraulic pump and the hydraulic motor. May be used to increase the amount of oil entering between each movable swash plate and the half bearing on the receiving member. For example, the movable swash plate may be used to float from the half bearing at a neutral position where the tilt angle of the movable swash plate of the hydrostatic continuously variable transmission is zero.
10 掘削作業機、11 機器収容部、12 ダブルポンプ装置、14,16 クローラベルト、18 走行装置、20 回転台、22 旋回モータ、24 上部構造、26a,26b 走行用モータ、28 ブレード、30 ブレードシリンダ、32 運転席、34 操作子、36 掘削部、38 エンジン、40a,40b 方向切換弁、42a,42b 切換用パイロット弁、44 ポンプ入力軸、46 増速部、48 第1油圧ポンプ、50 第2油圧ポンプ、52 ギヤポンプ、54 第1従動側大歯車、56 第2従動側小歯車、58 第一動力伝達機構、60 第1駆動側小歯車、62 駆動側大歯車、64 第二動力伝達機構、66 第1ポンプ軸、68 第2ポンプ軸、70 第1アクチュエータ群、72 第2アクチュエータ群、74 揺動支持部、76 ブーム、78 アーム、80 バケット、82 軸、84 ブームシリンダ、86 アームシリンダ、88 バケットシリンダ、90 軸、92 スイングシリンダ、94 バルブユニット、96 油タンク、98 作業機油圧回路、99 ロードセンシングサーボ機構、100 アンロード弁、102 増速切換弁、104 容積変更アクチュエータ、108 ポンプケース、110 サーボ機構、112 バランスピストン機構、114 ケース本体、116 ポートブロック、118 ギヤケース、120 油溜め、122 シリンダブロック、124 ピストン、126 バネ、128 可動斜板、130 斜板受け部材、132 ハーフベアリング、134 受け部、136 曲面部、138 連通路、140 油路、142 操作ピン、144 サーボピストン、145 スプール、146 バランスピストン、148 アーム部材、150 弁板、152,154,156 油路要素、158 半円部、160 係合溝、162 傾転角度センサ、164 リンク部材、166 回転軸、168 係合ピン、170,172 間座、174 押し上げカム、176 カム部、178 隙間、180 摺動孔、182 アクチュエータ、184 ピストン部材、186 ベース部、188 ピストン要素、190 ソレノイドピン、192,194 間座。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Excavation work machine, 11 Equipment accommodating part, 12 Double pump apparatus, 14, 16 Crawler belt, 18 Traveling apparatus, 20 Turntable, 22 Turning motor, 24 Superstructure, 26a, 26b Traveling motor, 28 Blade, 30 Blade cylinder , 32 Driver's seat, 34 Operator, 36 Excavator, 38 Engine, 40a, 40b Directional switching valve, 42a, 42b Switching pilot valve, 44 Pump input shaft, 46 Speed increasing unit, 48 First hydraulic pump, 50 Second Hydraulic pump, 52 gear pump, 54 first driven large gear, 56 second driven small gear, 58 first power transmission mechanism, 60 first driving small gear, 62 driving large gear, 64 second power transmission mechanism, 66 First pump shaft, 68 Second pump shaft, 70 First actuator group, 72 Second actuator group, 74 Swing support Part, 76 boom, 78 arm, 80 bucket, 82 axis, 84 boom cylinder, 86 arm cylinder, 88 bucket cylinder, 90 axis, 92 swing cylinder, 94 valve unit, 96 oil tank, 98 work machine hydraulic circuit, 99 load sensing Servo mechanism, 100 unloading valve, 102 acceleration switching valve, 104 volume change actuator, 108 pump case, 110 servo mechanism, 112 balance piston mechanism, 114 case body, 116 port block, 118 gear case, 120 oil sump, 122 cylinder block , 124 piston, 126 spring, 128 movable swash plate, 130 swash plate receiving member, 132 half bearing, 134 receiving portion, 136 curved surface portion, 138 communication passage, 140 oil passage, 142 operation pin, 14 4 Servo piston, 145 spool, 146 balance piston, 148 arm member, 150 valve plate, 152, 154, 156 oil passage element, 158 semicircular part, 160 engagement groove, 162 tilt angle sensor, 164 link member, 166 rotation Shaft, 168 engagement pin, 170, 172 spacer, 174 push-up cam, 176 cam part, 178 gap, 180 sliding hole, 182 actuator, 184 piston member, 186 base part, 188 piston element, 190 solenoid pin, 192 194 Zodiac.
Claims (3)
第2ポンプ軸を有する第2可変容量ポンプと、
前記第1ポンプ軸と前記第2ポンプ軸との間に接続される第一動力伝達機構であって、前記第1ポンプ軸と前記第2ポンプ軸との間で回転速度を変化させつつ動力を伝達することで、前記第2可変容量ポンプの単位時間当たりの吐出容量の最大値を前記第1可変容量ポンプの単位時間当たりの吐出容量の最大値よりも大きくする前記第一動力伝達機構と、
内燃機関の出力軸と連結可能なポンプ入力軸と前記第1ポンプ軸との間に接続される第二動力伝達機構とを備え、
前記第二動力伝達機構は、前記ポンプ入力軸と前記第1ポンプ軸との間で回転を増速しつつ、前記ポンプ入力軸の動力を前記第1ポンプ軸に伝達させるように構成してあることを特徴とするダブルポンプ装置。 A first variable displacement pump having a first pump shaft;
A second variable displacement pump having a second pump shaft;
A first power transmission mechanism connected between the first pump shaft and the second pump shaft, wherein the power is transmitted while changing a rotational speed between the first pump shaft and the second pump shaft. Transmitting the first power transmission mechanism to make the maximum value of the discharge capacity per unit time of the second variable capacity pump larger than the maximum value of the discharge capacity per unit time of the first variable capacity pump;
A pump input shaft connectable with the output shaft of the internal combustion engine and a second power transmission mechanism connected between the first pump shaft;
The second power transmission mechanism is configured to transmit the power of the pump input shaft to the first pump shaft while increasing the rotation speed between the pump input shaft and the first pump shaft. A double pump device characterized by that.
前記第二動力伝達機構は、前記第1ポンプ軸に固定された第1駆動側小歯車と、前記ポンプ入力軸に固定され、前記第1駆動側小歯車と噛合する駆動側大歯車とを含み、前記ポンプ入力軸と前記第1ポンプ軸との間で回転を増速しつつ、前記ポンプ入力軸の動力を前記第1ポンプ軸に伝達する駆動側歯車機構であり、
前記第一動力伝達機構は、前記第1ポンプ軸に固定された第1従動側大歯車と、前記第2ポンプ軸に固定され、前記第1従動側大歯車に噛合する第2従動側小歯車とを含み、前記第1ポンプ軸と前記第2ポンプ軸との間で回転を増速しつつ、前記第1ポンプ軸の動力を前記第2ポンプ軸に伝達する従動側歯車機構であることを特徴とするダブルポンプ装置。 The double pump device according to claim 1,
The second power transmission mechanism includes a first drive side small gear fixed to the first pump shaft, and a drive side large gear fixed to the pump input shaft and meshing with the first drive side small gear. A drive-side gear mechanism that transmits the power of the pump input shaft to the first pump shaft while increasing the rotation speed between the pump input shaft and the first pump shaft.
The first power transmission mechanism includes a first driven large gear fixed to the first pump shaft and a second driven small gear fixed to the second pump shaft and meshed with the first driven large gear. A driven gear mechanism that transmits the power of the first pump shaft to the second pump shaft while increasing the rotation speed between the first pump shaft and the second pump shaft. A featured double pump device.
互いに独立して駆動可能な一方側走行部及び他方側走行部と、前記一方側走行部を駆動するアクチュエータである一方側走行用モータと、前記他方側走行部を駆動するアクチュエータである他方側走行用モータとを含む走行装置と、
前記走行装置の上側に旋回可能に設けられた旋回部と、
前記旋回部旋回用のアクチュエータである旋回モータと、
前記旋回部に支持された作業部とを備え、
前記一方側走行用モータを含む第1アクチュエータ群は、前記第1可変容量ポンプから加圧された作動油を供給され、
前記旋回モータと前記他方側走行用モータとを含む第2アクチュエータ群は、前記第2可変容量ポンプから加圧された作動油を供給されることを特徴とする油圧駆動作業機。 A double pump device according to claim 1 or 2,
One side traveling unit and the other side traveling unit that can be driven independently of each other, one side traveling motor that is an actuator that drives the one side traveling unit, and the other side traveling that is an actuator that drives the other side traveling unit A traveling device including a motor for driving;
A swivel portion provided on the upper side of the traveling device so as to be turnable;
A turning motor which is an actuator for turning the turning portion;
A working unit supported by the swivel unit,
The first actuator group including the one-side traveling motor is supplied with pressurized hydraulic oil from the first variable displacement pump,
The hydraulic actuator according to claim 2, wherein the second actuator group including the turning motor and the other traveling motor is supplied with pressurized hydraulic fluid from the second variable displacement pump.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012194183A JP2014047769A (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Double pump device and hydraulically-operated work machine |
DE201310013561 DE102013013561A1 (en) | 2012-09-04 | 2013-08-14 | Dual pump device for hydraulic drive working apparatus, has power transmission mechanism for transmitting power between pump shafts and another power transmission mechanism for transmitting power from pump input shaft to former pump shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012194183A JP2014047769A (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Double pump device and hydraulically-operated work machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014047769A true JP2014047769A (en) | 2014-03-17 |
Family
ID=50098486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012194183A Pending JP2014047769A (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Double pump device and hydraulically-operated work machine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014047769A (en) |
DE (1) | DE102013013561A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019178527A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 住友理工株式会社 | Reinforcing structure for wooden building |
WO2024010308A1 (en) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 엘에스엠트론 주식회사 | Bearing for supporting swash plate of hydraulic static transmission |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003306052A (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-28 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | Pump unit and maintenance vehicle |
JP2006057606A (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | Pump drive mechanism for construction machine |
JP2012092864A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd | Hydraulically-powered working vehicle |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0610827A (en) | 1992-06-29 | 1994-01-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Axial piston type double hydraulic pump |
JP3950259B2 (en) | 1999-05-12 | 2007-07-25 | ヤンマー株式会社 | Excavator hydraulic operating device |
-
2012
- 2012-09-04 JP JP2012194183A patent/JP2014047769A/en active Pending
-
2013
- 2013-08-14 DE DE201310013561 patent/DE102013013561A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003306052A (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-28 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | Pump unit and maintenance vehicle |
JP2006057606A (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | Pump drive mechanism for construction machine |
JP2012092864A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd | Hydraulically-powered working vehicle |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019178527A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 住友理工株式会社 | Reinforcing structure for wooden building |
WO2024010308A1 (en) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 엘에스엠트론 주식회사 | Bearing for supporting swash plate of hydraulic static transmission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102013013561A1 (en) | 2014-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5188444B2 (en) | Hydraulic drive device for work equipment | |
JP2012092864A (en) | Hydraulically-powered working vehicle | |
WO2013059018A1 (en) | Meterless hydraulic system having flow sharing and combining functionality | |
JP5150885B2 (en) | Hydraulic pump | |
US11274682B2 (en) | Hydraulic driving apparatus | |
US20120097022A1 (en) | Pump unit | |
JP6114089B2 (en) | Opposite swash plate type piston pump / motor | |
JP2014047769A (en) | Double pump device and hydraulically-operated work machine | |
JP2007100317A (en) | Excavator | |
JP4303344B2 (en) | Hydraulic continuously variable transmission | |
US20120297758A1 (en) | Large Displacement Variator | |
KR20230032102A (en) | A two-step speed change control apparatus for a hydrostatic transmission | |
JP5870334B2 (en) | Pump system | |
JP2013221458A (en) | Hydraulic pressure rotary machine | |
JP3974076B2 (en) | Hydraulic drive device | |
JP2004316839A (en) | Hydraulic pressure driving device | |
JP5021403B2 (en) | Axial piston hydraulic pump | |
US10316867B2 (en) | Hydraulic rotary actuator with built-in mechanical position feedback | |
JP5945742B2 (en) | Pump unit swash plate angle control system | |
JP2019167922A (en) | Variable displacement swash plate type oil pressure pump for closed circuit | |
JPH1159212A (en) | Traveling transmission in traveling machine frame | |
JP2014105621A (en) | Hydraulic device | |
JP7441737B2 (en) | servo mechanism | |
JP2022158355A (en) | Variable displacement swash plate hydraulic pump and construction machine comprising the same | |
JP5014229B2 (en) | Hydrostatic transmission device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160719 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170131 |