JP2020105889A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示された作業機は、作動油によって駆動する油圧アクチュエータ(バケットシリンダ、ブームシリンダ)と、油圧アクチュエータを制御可能な複数の制御弁(作業用コントロールバルブ)と、作動油であるパイロット油を調整可能な複数のパイロット弁(作業用操作レバー)と、複数のパイロット弁のそれぞれに接続され、且つ、複数のパイロット弁から出力されるパイロット油を流す複数の第1管材(作業用パイロットホース)と、複数の制御弁の受圧部のそれぞれに接続される複数の第2管材(作業用パイロットホース)と、複数の第1管材と複数の第2管材とをそれぞれ接続する中継部材と、を備えている。
しかしながら、特許文献1の作業機を寒冷地等の低温条件下で使用すると、作業機の始動時にはパイロット油の温度が低く、作動油の粘度が著しく高くなる。このため、暖機を行うことでパイロット油を温める必要があった。
前記分岐管材は、前記分岐ポート側から前記分岐部に向けてパイロット油が流れるのを許容し且つ前記分岐部側から前記分岐ポート側に流れるのを阻止する逆止弁を含んでいる。
前記第1油圧機器は、前記パイロット油によって制動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供給する作動油を制御するブレーキ作動弁であり、前記第2油圧機器は、前記パイロット油によって出力が変化する走行ポンプであり、前記第2作動弁は、前記走行ポンプに供給する前記パイロット油を操作部材の操作に応じて調整する操作弁であり、前記第3作動弁は、原動機の回転数に基づいて前記操作弁に供給するパイロット油の圧力を変更するアンチストール比例弁である。
以下、本発明に係る作業機1の油圧システムの実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
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。
1は、例えば、バケットであって、当該バケット11は、ブーム10の先端部(前端部)に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10が上下揺動自在となるように、ブーム10の基部(後部)を支持している。ブームシリンダ14は、伸縮することによりブーム10を昇降させる。バケットシリンダ15は、伸縮することによりバケット11を揺動させる。
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。
左側のブーム10の前部には、接続部材50が設けられている。接続部材50は、予備アタッチメントに装備された油圧機器と、ブーム10に設けられたパイプ等の第1管材とを接続する装置である。具体的には、接続部材50の一端には、第1管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第2管材が接続可能である。これにより、第1管材を流れる作動油は、第2管材を通過して油圧機器に供給される。
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、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(パイロットポンプ)P1と、第1走行モータ機構31Lと、第2走行モータ機構31Rと、走行駆動機構34とを備えている。
ンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第1油圧ポンプP1は、タンク(作動油タンク)22に貯留された作動油を吐出可能である。第1油圧ポンプP1の吐出側には、作動油を流す吐出油路40が設けられている。吐出油路40の中途部には、フィルタ35が設けられている。吐出油路40の作動油の吐出側は、複数に分岐している。当該吐出油路40の吐出側には、第1チャージ油路41が接続されている。第1チャージ油路41は、走行駆動機構34に至っている。第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。
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。
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33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33を第2位置33bにする。
操作部材54は、走行操作弁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、複数の走行操作弁55は、共通、即ち、1本の操作部材54によって操作される。複数の走行操作弁55は、操作部材54の揺動に基づいて作動する。複数の走行操作弁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。複数の走行操作弁55は、走行操作弁55a、走行操作弁55b、走行操作弁55c及び走行操作弁55dである。
接続された油路である。第5走行油路45eは、走行操作弁55、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dを接続する油路である。第5走行油路45eは、複数のシャトル弁46と、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)とを接続している。
図1に示すように、吐出油路40には、アンチストール比例弁81bが接続されている。アンチストール比例弁81bは、開度が最大となる最大位置と、開度が最小となる最小位置とに可変可能な比例弁であり、吐出油路40であって当該アンチストール比例弁81bから複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)に至る区間40aに、最大位置であるときは、最大のパイロット油の圧力を掛け、最小位置であるときは、最小のパイロット油の圧力を掛ける。アンチストール比例弁81b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。
に供給するパイロット油を制御可能な第1作動弁と、パイロット油が供給可能な第2油圧機器と、第2油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な複数の第2作動弁と、パイロットポンプと複数の第2作動弁とを接続する吐出油路に設けられた第3作動弁を備えている。
アンチストール比例弁81bは、1次ポート(ポンプポート)81b1、2次ポート81b2を有している。アンチストール比例弁81bの1次ポート81b1は、第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1側の吐出油路40に接続されている。アンチストール比例弁81bの2次ポート81b2は、操作装置53側の区間40aに接続されている。アンチストール比例弁81bの排出ポート81b3は、排出油路67を介して作動油タンク22等の排出部に接続されている。
アンチストール比例弁81bによって、分岐油路63を通じてパイロット油を循環させることができる。
図2、図6に示すように、中継部材200は、例えば、鋳物等で構成されていて、内部に流路等が形成されている。中継部材200は、作業機1のフレームに取り付けられている。中継部材200は、複数の入力ポート200a、200b、200c、200dと、複数の出力ポート201a、201b、201c、201dと、複数の第1流路202a、202b、202c、202dと、メインポート203と、分岐ポート204と、第2流路205とを有している。
第1流路202aは、入力ポート200aと出力ポート201aとを連通する流路である。第1流路202bは、入力ポート200bと出力ポート201bとを連通する流路である。第1流路202cは、入力ポート200cと出力ポート201cとを連通する流路で
ある。第1流路202dは、入力ポート200dと出力ポート201dとを連通する流路である。
入力管材210aの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200aに接続されている。入力管材210bの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200bに接続されている。入力管材210cの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200cに接続されている。入力管材210dの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200dに接続されている。
中継部材200には、分岐管材214が接続される。分岐管材214が、少なくとも分岐油路63の一部を構成する管材である。分岐管材214の一端は、分岐ポート204に接続され、他端は分岐部65に接続されている。図1に示すように、分岐管材214の中途部には、逆止弁217が設けられている。逆止弁217は、分岐ポート204側から分岐部65に向けてパイロット油が流れるのを許容し且つ分岐部65側から分岐ポート204側に流れるのを阻止する弁である。また、分岐管材214は、バイパス油路を形成するバイパス管218を有しており、バイパス管218は、逆止弁217の両側に接続されている。
以上によれば、複数の第1流路202a、202b、202c、202d、複数の入力管材210a、210b、210c、210d、複数の出力管材211a、211b、211c、211dにより、走行油路45(第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45d)が構成される。また、第2流路205及び分岐管材214により、分岐油路63により構成される。
が設けられている。ドレインポート221には、パイロット油を排出するドレイン管材222の一端が接続されている。ドレイン管材222の他端は、パイロット油を排出する排出部に接続されている。排出部は、作動油タンク、第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1の吸い込み部等に接続されている。なお、操作装置53において、ドレインポートが形成され、ドレインポート及びドレイン管材225を介して、操作装置53のドレインポートとエア抜き流路220とが連通している。
制御装置90は、暖機モードになった場合には、ブレーキ切換弁80aによってブレーキ設定圧(第1設定圧)PV1と、アンチストール比例弁81bで設定される設定圧(第2設定圧)PV2との差圧を設定する。ブレーキ設定圧(第1設定圧)PV1は、例えば、ブレーキ切換弁80aの出力ポート100の圧力である。言い換えれば、第1設定圧PV1は、作動油路61(第1ブレーキ油路61a、第2ブレーキ油路61b、兼用油路61c)に作用する圧力である。
制御装置90は、第1設定圧PV1と第2設定圧PV2との差圧が発生するように、ブレーキ切換弁80a及びアンチストール比例弁81bを制御する。制御装置90は、例えば、暖機を行う暖機モードである場合に、ブレーキ切換弁80aの第1設定圧PV1を、アンチストール比例弁81bの設定圧PV2よりも低くする。言い換えれば、制御装置90は、暖機モードである場合、アンチストール比例弁81bの設定圧PV2を、ブレーキ切換弁80aの第1設定圧PV1よりも高くする。
ット油の循環を行うことができるため、パイロット油の暖機を行うことができる。ここで、操作部材54等を操作して、走行操作弁55a、55b、55c、55dを操作すれば、走行操作弁55a、55b、55c、55dの2次側のパイロット油が複数の入力管材210a、210b、210c、210d、複数の第1流路202a、202b、202c、202d及び複数の出力管材211a、211b、211c、211dに流れる。そのため、中継部材200の複数の第1流路202a、202b、202c、202dに流れた2次側のパイロット油と、中継部材200の第2流路205に流れる1次側のパイロット油とが、中継部材200を介して熱交換が行うことができるため、2次側のパイロット油の暖機も行うことができる。
ブーム制御弁56A及びバケット制御弁56Bは、それぞれパイロット方式の直動スプール形3位置切換弁である。ブーム制御弁56Aと、バケット制御弁56Bは、パイロット圧によって、中立位置、中立位置とは異なる第1位置、中立位置及び第1位置とは異なる第2位置に切り換わる。ブーム制御弁56Aには、油路を介してブームシリンダ14が接続され、バケット制御弁56Bには、油路を介してバケットシリンダ15が接続されている。
操作部材58を後方に傾動させると、上昇用パイロット弁(操作弁)159Bが操作さ
れて当該上昇用作業操作弁159Bから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、ブーム制御弁56Aの受圧部に作用し、ブームシリンダ14が伸長して、ブーム10は上昇する。
操作部材58を左方に傾動させると、バケットスクイ用のパイロット弁(操作弁)159Dが操作され当該作業操作弁159Dから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、バケット制御弁56Bの受圧部に作用し、バケットシリンダ15は収縮して、バケット11がスクイ動作する。
30 :ブレーキ機構(第1油圧機器)
52L :HSTポンプ(第2油圧機器)
52R :HSTポンプ(第2油圧機器)
55 :操作弁(第2操作弁)
80a :ブレーキ切換弁(第1作動弁)
80a1 :第1位置(減圧位置)
80a2 :第2位置(付与位置)
81a :油圧ロック切換弁(第1作動弁)
81a1 :第1位置(減圧位置)
81a2 :第2位置(付与位置)
81b :アンチストール比例弁(第3作動弁)
90 :制御装置
159 :作業操作弁(第1油圧機器)
161 :作動油路
165 :分岐部
200 :中継部材
200a :入力ポート
200b :入力ポート
200c :入力ポート
200d :入力ポート
201a :出力ポート
201b :出力ポート
201c :出力ポート
201d :出力ポート
202a :第1流路
202b :第1流路
202c :第1流路
202d :第1流路
203 :メインポート
204 :分岐ポート
205 :第2流路
206 :第3流路
207 :ポート
208 :供給管材
210a :入力管材
210b :入力管材
210c :入力管材
210d :入力管材
211a :出力管材
211b :出力管材
211c :出力管材
211d :出力管材
213 :メイン管材
214 :分岐管材
217 :逆止弁
218 :バイパス管
220 :エア抜き流路
221 :ドレインポート
222 :ドレイン管材
225 :ドレイン管材
230 :絞り部
P1 :第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)
Claims (7)
- パイロット油を吐出するパイロットポンプと、
前記パイロット油が供給可能な第1油圧機器と、
前記第1油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な第1作動弁と、
前記パイロット油が供給可能な第2油圧機器と、
前記第2油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な複数の第2作動弁と、
前記パイロットポンプと前記複数の第2作動弁とを接続する吐出油路に設けられた第3作動弁と、
前記第1油圧機器と前記第1作動弁とを接続する作動油路から分岐する分岐部に接続された分岐管材と、
前記複数の第2作動弁のそれぞれに接続され、且つ、前記複数の第2作動弁から出力される前記パイロット油を流す複数の入力管材と、
前記第2油圧機器の受圧部に接続される複数の出力管材と、
前記第3作動弁に接続されたメイン管材と、
前記複数の入力管材が接続される複数の入力ポートと、前記複数の出力管材が接続される複数の出力ポートと、前記複数の入力ポートと前記複数の出力ポートとをそれぞれ連通する複数の第1流路と、前記メイン管材が接続されるメインポートと、前記分岐管材が接続される分岐ポートと、前記メインポートと前記分岐ポートを連通し且つ前記複数の第1流路の間に跨って設けられた第2流路と、を有する中継部材と、
を備えている作業機。 - 前記第1作動弁は、前記作動油路に前記パイロット油の圧力を掛ける付与位置と、前記作動油路のパイロット油の圧力を低減させる減圧位置とに切り換え可能な切換弁であり、
前記第3作動弁は、前記吐出油路であって当該第3作動弁から前記複数の第2作動弁に至る区間に、最大のパイロット油の圧力を掛ける最大位置と、最小のパイロット油の圧力を掛ける最小位置との間で可変可能な比例弁である請求項1に記載の作業機。 - 前記第3作動弁は、前記第1作動弁が前記減圧位置である場合に、前記吐出油路に付与するパイロット油の圧力を、前記減圧位置にて前記作動油路に掛かる圧力よりも高くする請求項2に記載の作業機。
- 前記分岐管材は、前記分岐ポート側から前記分岐部に向けてパイロット油が流れるのを許容し且つ前記分岐部側から前記分岐ポート側に流れるのを阻止する逆止弁を含んでいる請求項1〜3のいずれかに記載の作業機。
- パイロット油を排出するドレイン管材を備え、
前記中継部材は、
前記複数の第1流路から分岐するエア抜き流路と、
前記エア抜き流路が連通し且つ前記ドレイン管材が接続されるドレインポートと、
を備えている請求項1〜4のいずれかに記載の作業機。 - 前記第1油圧機器は、前記パイロット油によって制動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供給する作動油を制御するブレーキ作動弁であり、
前記第2油圧機器は、前記パイロット油によって出力が変化する走行ポンプであり、
前記第2作動弁は、前記走行ポンプに供給する前記パイロット油を操作部材の操作に応じて調整する走行操作弁であり、
前記第3作動弁は、原動機の回転数に基づいて前記走行操作弁に供給するパイロット油の圧力を変更するアンチストール比例弁である請求項1〜5のいずれかに記載の作業機。 - 前記第1油圧機器は、作業制御弁にパイロット油を供給する作業操作弁であり、
前記第1作動弁は、前記作業操作弁に前記パイロット油を供給しない位置と、前記作業操作弁に作動油を供給する位置とに切り換え可能な油圧ロック切換弁であり、
前記第2油圧機器は、前記パイロット油によって出力が変化する走行ポンプであり、
前記第2作動弁は、前記走行ポンプに供給する前記パイロット油を操作部材の操作に応じて調整する走行操作弁であり、
前記第3作動弁は、原動機の回転数に基づいて前記走行操作弁に供給するパイロット油の圧力を変更するアンチストール比例弁である請求項1〜5のいずれかに記載の作業機。
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