JP2018108806A - 作業機の油圧システム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の作業機は、ポンプから吐出されて供給対象に送られるパイロット油の圧力を制御するパイロット圧制御弁と、このパイロット圧制御弁が組み込まれた弁ボディとを備えている。特許文献1では、弁ボディに、ポンプから吐出されたパイロット油を流入させるヒートアップ油路を設け、ヒートアップ油路に流入させたパイロット油をリリーフ弁又は絞りを介して作動油タンクに流すことにより弁ボディをヒートアップしている。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、油圧機器に接続された油路における暖機を簡単に行うことができる作業機油圧システムの提供を目的とする。
作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油によって作動する第1油圧機器と、前記第1油圧機器とは別に作動油によって作動する第2油圧機器と、前記第1油圧機器に供給する作動油を制御する第1作動弁と、前記第2油圧機器に供給する作動油を制御する第2作動弁と、前記第1作動弁と前記第1油圧機器とを接続する第1油路と、前記第2作動弁と前記第1油圧機器とを接続する第2油路と、前記第1油路と前記第2油路とを接続する第3油路と、前記第1油路及び前記第2油路のいずれかの作動油を排出する排出油路と、を備えている。
前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を前記ブレーキ機構が制動する圧力に設定する第1位置と、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を制動の解除する圧力に設定する第2位置とに切換可能なブレーキ切換弁であり、前記第2作動弁は、前記変速機構に作用させる作動油の圧力を前記変速機構が所定の速度に設定する第1位置と、前記変速機構に作用させる作動油の圧力を前記変速機構が前記所定の速度よりも速い速度に設定する第2位置とに切換可能な変速切換弁である。
前記第1油圧機器は、第1油路から供給される作動油の圧力に基づいて走行装置の制動と当該制動の解除とを行うブレーキ機構であり、前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を前記ブレーキ機構が制動する圧力に設定する第1位置と、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を制動の解除する圧力に設定する第2位置とに切換可能なブレーキ切換弁であり、前記第2油圧機器は、エンジンの動力によって駆動し且つ前記第2油路から供給される作動油の圧力に基づいて前記走行装置を駆動する駆動力を変更可能な走行ポンプと、前記第2作動弁は、前記第2油路に供給する作動油の圧力を前記エンジンの回転数に基づいて変更することでアンチストールを行うアンチストール比例弁である。
前記第1油路において、前記第1作動弁と前記第3油路との間に、接続された第2バイパス油路と、前記第2バイパス油路に設けられ且つ前記第1油路と前記第3油路との接続部から前記第1作動弁側への作動油を許容し、前記第1作動弁側から前記第1油路と前記第3油路との接続部への作動油を制限する第2逆止弁を含んでいる。
[第1実施形態]
図7は、本発明に係る作業機1の側面図を示している。図7では、作業機1の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機1はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機1であってもよい。
本発明の実施形態において、作業機1の運転席8に着座した運転者の前側(図7の左側)を前方、運転者の後側(図7の右側)を後方、運転者の左側(図7の手前側)を左方、運転者の右側(図7の奥側)を右方として説明する。また、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体2の中央部から右部或いは左部へ向かう
方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって、機体2から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって、機体2に近づく方向である。
作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15とを有している。
リフトリンク12は、各ブーム10の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク12の上部(一端側)は、各ブーム10の基部の後部寄りに枢支軸16(第1枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下部(他端側)は、機体2の後部寄りに枢支軸17(第2枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第2枢支軸17は、第1枢支軸16の下方に設けられている。
左側及び右側の各走行装置5は、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置5が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置5を採用
してもよい。
図1に示すように、走行系の油圧システムは、走行系の油圧システムは、走行装置5を駆動するシステムであって、原動機32と、第1油圧ポンプ(油圧ポンプ)P1と、第1走行モータ機構31Lと、第2走行モータ機構31Rと、走行駆動回路34とを備えている。
駆動回路34L,34Rは、それぞれHSTポンプ(走行ポンプ)52L、52Rと、変速用油路57h,57iと、第2チャージ油路42とを有している。変速用油路57h,57iは、HSTポンプ52L,52RとHSTモータ36とを接続する油路である。第2チャージ油路42は、変速用油路57h,57iに接続され、第1油圧ポンプP1からの作動油を変速用油路57h,57iに補充する油路である。HSTポンプ52L,52Rは、原動機32の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。HSTポンプ52L,52Rは、パイロット圧が作用する前進用受圧部52aと後進用受圧部52bとを有し、受圧部52a,52bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜版の角度を変更することによって、HSTポンプ52L,52Rの出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変えることができる。言い換えれば、HSTポンプ52L,52Rは、斜板の角度を変更されることによって、走行装置5へ出力する駆動力を変更する。
HSTモータ36は、斜板形可変容量アキシャルモータあって、車速(回転)を1速或いは2速に変更することができるモータである。言い換えれば、HSTモータ36は、作業機1の推進力を変更することができるモータである。
切換弁38bに作用させる作動油の圧力を所定の速度(1速)よりも早く速度(2速)に設定する。したがって、変速切換弁81aが第1位置81a1の場合、走行切換弁38bは第1位置39aになり、これに伴って、斜板切換シリンダ38aは収縮し、HSTモータ36を1速にすることができる。また、変速切換弁81aが第2位置81a2の場合、走行切換弁38bは第2位置39bになり、これに伴って、斜板切換シリンダ38aは伸長し、HSTモータ36を2速にすることができる。なお、HSTモータ36を1速又は2速の変速は制御装置90の制御により行う。例えば、制御装置90には、スイッチ(変速スイッチ)等の操作部材58が設けられている。操作部材58を1速に切り換えると、制御装置90は、変速切換弁81aのソレノイドを消磁する制御信号を出力して当該変速切換弁81aを第1位置81a1にする。また、操作部材58を2速に切り換えると、制御装置90は、変速切換弁81aのソレノイドを励磁する制御信号を出力して当該変速切換弁81aを第2位置81a2にする。
第1操作部材54は、操作弁55に支持され、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作部材である。また、複数の操作弁55は、共通、即ち、1本の第1操作部材54によって操作される。複数の操作弁55は、第1操作部材54の揺動に基づいて作動
する。複数の操作弁55には、吐出油路40を介して、第1油圧ポンプP1からの作動油(パイロット油)が供給可能である。複数の操作弁55は、操作弁55a、操作弁55b、操作弁55c及び操作弁55dである。
また、第1操作部材54を後方(図1では矢示A2方向)に揺動させると、操作弁55bが操作されて該操作弁55bからパイロット圧が出力され、走行モータ36の出力軸が第1操作部材54の揺動量に比例した速度で逆転(後進回転)して作業機1が後方に直進する。
次に、作業系の油圧システムについて説明する。
第2油圧ポンプP2は、第1油圧ポンプP1とは異なる位置に配置されたポンプであって、低容量型のギヤポンプによって構成されている。第2油圧ポンプP2は、作動油タンクに貯留された作動油を吐出可能である。特に、第2油圧ポンプP2は、主に油圧アクチュエータを作動させる作動油を吐出する。
第2操作部材37を前後に傾動させると、下降用操作弁23aが操作されて当該下降用操作弁23aからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、ブーム制御弁51a
の受圧部に作用し、当該ブーム制御弁51aの入った作動油をブームシリンダ14のロッド側に供給することにより、ブーム10は下降する。
即ち、ブーム制御弁51aは第2操作部材37の操作によって設定された作動油の圧力(下降用操作弁23aによって設定されたパイロット圧、上昇用操作弁23bによって設定されたパイロット圧)に応じて、ブームシリンダ14に流れる作動油の流量を制御可能である。
第2操作部材37を左側に傾動させると、バケットスクイ用の操作弁23dが操作され、バケット制御弁51bの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁51bは、バケットシリンダ15を縮小させる方向に作動し、第2操作部材37の傾動量に比例した速度でバケット11がスクイ動作する。
図1及び図3Aに示すように、第1油路61は、第1油圧機器(ブレーキ機構30)と、第1油圧機器(ブレーキ機構30)に供給する作動油を制御する第1作動弁(ブレーキ切換弁)80aとを接続する油路である。この実施形態では、第1油路61は、第1ブレーキ油路61aと、第2ブレーキ油路61bとを含んでいる。第1ブレーキ油路61aは、第1走行モータ機構31Lのブレーキ機構30と、ブレーキ切換弁(第1作動弁)80aとを接続する油路である。第2ブレーキ油路61bは、第2走行モータ機構31Rのブレーキ機構30と、ブレーキ切換弁(第1作動弁)80aとを接続する油路である。第1ブレーキ油路61aと第2ブレーキ油路61bとは途中で合流していて、合流後の油路(第1ブレーキ油路61aと第2ブレーキ油路61bとの兼用油路)61cがブレーキ切換弁80aに接続されている。兼用油路61cには、作動油の流量を低減する絞り部74が設けられている。言い換えれば、絞り部74は、第1油路61において、第3油路63が第1油路61に接続する接続部(後述する合流部64)とブレーキ切換弁80aに接続する接続部との区間に設けられている。
2ブレーキ油路61b)の作動油を排出可能な排出油路66が接続されている。排出油路66は、油圧ポンプの吸込み部や作動油タンク22等に接続されている。
第2油路62は、第2油圧機器(変速機構)と、第2油圧機器(変速機構)に供給する作動油を制御する第2作動弁(変速切換弁)81aとを接続する油路である。この実施形態では、第2油路62は、第1変速油路62aと、第2変速油路62bとを含んでいる。第1変速油路62aは、第1走行モータ機構31Lにおける変速機構の走行切換弁38bと、変速切換弁(第2作動弁)81aとを接続する油路である。第2変速油路62bは、第2走行モータ機構31Rにおける変速機構の走行切換弁38bと、変速切換弁(第2作動弁)81aとを接続する油路である。
以上によれば、例えば、変速切換弁(第2作動弁)81aを1速、且つブレーキ切換弁80aを第2位置80a2にした場合、第1油路61の作動油は第3油路63を経て、第2油路62に流れ、変速切換弁81aの排出ポートから排出油路67に排出することができる。したがって、第1油路(ブレーキ油路)及び第2油路(変速油路)の暖機を行うことができる。
は、変速比例弁81bに制御信号を出力して当該変速比例弁81bの開度を1速よりも大きく設定する。即ち、変速比例弁81bは、走行切換弁38bに作用する作動油の圧力(走行切換弁38bの受圧部に作用する圧力)が当該走行切換弁38bを第2位置81a2に保持する圧力に設定する。即ち、変速比例弁81bは、変速機構の走行切換弁38bに供給する作動油の圧力を変速機構の速度を変更可能な圧力に設定する。
第1油路61において、ブレーキ切換弁80aと第3油路63との間に、第2バイパス油路69が接続されている。第2バイパス油路69には、第2逆止弁72が設けられている。第2逆止弁72は、第1油路61と第3油路63との接続部からブレーキ切換弁80aへの作動油を許容し、ブレーキ切換弁80aから当該接続部に向けて作動油が流れることを阻止する弁である。
制御装置90は、作動油の暖機を行う場合、ブレーキ切換弁80aを第2位置80a2に切り換え且つ変速比例弁81bの開度を設定する。ここで、制御装置90は変速比例弁81bの開度を設定する場合、当該制御装置90は、第1圧力が第2圧力以下で且つ走行切換弁38bに付与する圧力が2速設定圧以上となるように、変速比例弁81bの開度を設定する。
ブレーキ比例弁80bは、1次ポート(ポンプポート)80b1、2次ポート80b2を有している。ブレーキ比例弁80bの1次ポート80b1は吐出油路40に接続されている。ブレーキ比例弁80bの2次ポート80b2は、第1油路61に接続されている。ブレーキ比例弁80bの排出ポート80b3は、排出油路66を介して作動油タンク22に接続されている。
また、制御装置90によって、作動油の暖機を行う場合、ブレーキ比例弁80bを閉鎖することで制動状態とし、且つ、変速比例弁81bを開放してもよい。この場合も、第2第2油路62の作動油を、第3油路63、第1油路61の順に流すことができ、ブレーキ比例弁80bに接続された排出油路66から排出することができる。
との区間に絞り部83を設ける。このような場合は、制御装置90は、ブレーキ機構30による制動を行い且つ変速切換弁81aを第2位置81a2に切り換えることにより、第2油路62の作動油を第1バイパス油路68に第1逆止弁71を介してブレーキ切換弁80aの排出油路66に排出することができる。
[第2実施形態]
図4は、第2実施形態の油圧システムを示している。第2実施形態で示す油圧システムは、上述した第1実施形態の油圧システムに適用可能であり、簡単に暖機することができる。第1実施形態及び第2実施形態と同様の構成は省略する。第2実施形態における油圧システムでは、エンジンストールを防止する制御(アンチストール制御)を行う。吐出油路40であって操作装置53の経路に、比例弁(以降、アンチストール比例弁という)82が設けられ、アンチストール比例弁(第2作動弁)82を制御することによってアンチストール制御を行う。
路62の作動油を、ブレーキ切換弁80aの排出ポート、アンチストール比例弁82の排出ポートへ流すことができ、暖機を簡単に行うことができる。
[第3実施形態]
図6Aは、第3実施形態における作業機の油圧システムを示している。第3実施形態において上述した実施形態と同様の構成は説明を省略する。
図6Aに示す作業機の油圧システムでは、ブレーキ切換弁80bにて設定される設定圧(第1油路61に作用する圧力)を、アンチストール比例弁82にて設定される設定圧(第2油路62に作用する圧力)よりも低く設定する。即ち、作動油の暖機を行う場合、図示省略の制御装置90がブレーキ切換弁80bにて設定する設定圧を、アンチストール比例弁82にて設定される設定圧よりも低くなるように、ブレーキ切換弁80b及びアンチストール比例弁82の開度を決定する。このようにすれば、第2油路62の作動油が、第3油路63及び第3逆止弁100を通過して、ブレーキ切換弁80bの排出油路66に流れることによって、第1油路61及び第2油路63の暖機を行うことができる。
具体的には、第4油路104は、第2油路62において操作弁55とアンチストール比例弁82との区間40aと、第1油路61において第3油路63が接続する接続部64とブレーキ切換弁80bとの区間61dとを接続している。第4油路104には、第4逆止弁105が接続されている。第4逆止弁105は、第2油路62の区間40aから第1油路61の区間61dに作動油が流れることを許容し且つ、第1油路61の区間61dから第2油路62の区間40aに作動油が流れることを阻止する弁である。
が排出油路67に排出される。切換弁84を第2位置84bに切り換えると、区間40aに作動油が供給される。切換弁84の切換は、制御装置90により行うことができる。なお、図6B及び図6Cのアンチストール比例弁82を切換弁84に変更してもよい。また、図6Dに示すように、走行油路45において、当該走行油路45と第3油路63とが合流する合流部と、操作弁55(55a、55b)との区間に絞り部110を設けてもよい。
5 走行装置
30 ブレーキ機構
38 変速機構
61 第1油路
61d 区間
62 第2油路
63 第3油路
66 排出油路
67 排出油路
68 第1バイパス油路
69 第2バイパス油路
70 絞り部
71 第1逆止弁
72 第2逆止弁
73 絞り部
80a ブレーキ切換弁
80a1 第1位置
80a2 第2位置
80b ブレーキ比例弁
80b1 1次ポート
80b2 2次ポート
81a 変速切換弁
81a1 第1位置
81a2 第2位置
81b 変速比例弁
82 アンチストール比例弁
90 制御装置
100 第3逆止弁
101 第3バイパス油路
102 絞り部
104 第4油路
105 第4逆止弁
106 第5油路
107 パイロットチェック弁
Claims (13)
- 作動油を吐出する油圧ポンプと、
作動油によって作動する第1油圧機器と、
前記第1油圧機器とは別に作動油によって作動する第2油圧機器と、
前記第1油圧機器に供給する作動油を制御する第1作動弁と、
前記第2油圧機器に供給する作動油を制御する第2作動弁と、
前記第1作動弁と前記第1油圧機器とを接続する第1油路と、
前記第2作動弁と前記第2油圧機器とを接続する第2油路と、
前記第1油路と前記第2油路とを接続する第3油路と、
前記第1油路及び前記第2油路のいずれかの作動油を排出する排出油路と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 少なくとも前記第1作動弁及び前記第2作動弁のいずれかを作動させることで、少なくとも前記第1油路及び前記第2油路のいずれかの作動油を前記排出油路に排出させる制御装置を備えている請求項1に記載の作業機の油圧システム。
- 前記第1油圧機器は、第1油路から供給される作動油の圧力に基づいて走行装置の制動と当該制動の解除とを行うブレーキ機構であり、
前記第2油圧機器は、第2油路から供給される作動油の圧力に基づいて前記走行装置の速度を変更する変速機構である請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を前記ブレーキ機構が制動する圧力に設定する第1位置と、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を制動の解除する圧力に設定する第2位置とに切換可能なブレーキ切換弁であり、
前記第2作動弁は、前記変速機構に作用させる作動油の圧力を前記変速機構が所定の速度に設定する第1位置と、前記変速機構に作用させる作動油の圧力を前記変速機構が前記所定の速度よりも速い速度に設定する第2位置とに切換可能な変速切換弁である請求項3に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を前記ブレーキ機構が制動する圧力に設定する第1位置と、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を制動の解除する圧力に設定する第2位置とに切換可能なブレーキ切換弁であり、
前記第2作動弁は、前記変速機構に作用させる作動油の圧力を前記変速機構の速度を変更可能な圧力に設定する変速比例弁である請求項3に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を前記ブレーキ機構の制動と当該制動の解除とを行う圧力に設定するブレーキ比例弁であり、
前記第2作動弁は、前記変速機構に作用させる作動油の圧力を前記変速機構の速度を変更可能な圧力に設定する変速比例弁である請求項3に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1油圧機器は、第1油路から供給される作動油の圧力に基づいて走行装置の制動と当該制動の解除とを行うブレーキ機構であり、
前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を前記ブレーキ機構が制動する圧力に設定する第1位置と、前記ブレーキ機構に作用させる作動油の圧力を制動の解除する圧力に設定する第2位置とに切換可能なブレーキ切換弁であり、
前記第2油圧機器は、エンジンの動力によって駆動し且つ前記第2油路から供給される作動油の圧力に基づいて前記走行装置を駆動する駆動力を変更可能な走行ポンプと、
前記第2作動弁は、前記第2油路に供給する作動油の圧力を前記エンジンの回転数に基づいて変更することでアンチストールを行うアンチストール比例弁である請求項1又は2
に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第3油路に設けられた絞り部を備えている請求項1〜7のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
- 前記第3油路に接続された第1バイパス油路と、
前記第1バイパス油路に設けられ且つ前記第2油路から前記第1油路への作動油を許容し、前記第1油路から前記第2油路への作動油を制限する第1逆止弁を含んでいる請求項1〜8のいずれかに記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1油路において、前記第1作動弁と前記第3油路との間に、接続された第2バイパス油路と、
前記第2バイパス油路に設けられ且つ前記第1油路と前記第3油路との接続部から前記第1作動弁側への作動油を許容し、前記第1作動弁側から前記第1油路と前記第3油路との接続部への作動油を制限する第2逆止弁を含んでいる請求項1〜9のいずれかに記載の作業機の油圧システム。 - 前記第3油路に設けられ且つ前記第2油路から第1油路に作動油が流れることを許容し、前記第1油路から前記第2油路に作動油が流れることを阻止する第3逆止弁を備えている請求項1〜10のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
- 前記第3油路に接続され且つ前記第3逆止弁の一端側と前記第3逆止弁の他端側とを接続する第3バイパス油路を備えている請求項11に記載の作業機の油圧システム。
- 前記排出油路は、前記第1作動弁又は前記第2作動弁の排出ポートに接続されている請求項1〜12のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
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