JP3748775B2 - バックホウの油圧装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードセンシングシステムを備えたバックホウの油圧装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
バックホウの油圧装置として、フロント装置および左右の走行装置のバルブセクションを可変容量型のポンプに接続するとともに、旋回用のバルブセクションを定容量型のポンプに接続し、フロント装置における負加圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって可変容量型のポンプの吐出流量を制御することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ロードセンシングシステムは、可変容量型の油圧ポンプの吐出圧と最高負荷圧との差を設定値に維持するように、前記吐出圧と最高負荷圧とに基づいてポンプの吐出量を流量制御部によって自動変更するものであり、省エネ運転および操作性の向上を図る上で有効な手段とされているが、最大流量は走行速度に対応して設定されるために、バケットですくった土を大きく持上げる場合のように、大きい負荷のかかったブームの上昇作動において流量不足が発生しやすく、作業能率が低下することがあった。
【0004】
本発明は、大きい負荷のかかったブームの上昇作動を流量不足を招くことなく好適に行うことができるようにすることを主たる目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1に係る発明の構成、作用および効果〕
【0006】
(構成) 請求項1のバックホウの油圧装置に係る発明は、フロント装置における負荷圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって吐出流量が制御される第1および第2のポンプポートと、流量制御されない圧油を供給する第3のポンプポートを備え、
第1および第2のポンプポートからの圧油を合流し、前記フロント作業装置の制御バルブ群に合流油を供給して、走行用の制御バルブ側へは前記合流油の供給を断つとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第1圧油供給モードと、
第1および第2のポンプポートからの圧油を、それぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給して、前記フロント作業装置の制御バルブ群への供給を断つとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第2圧油供給モードと、
第1および第2のポンプポートからの圧油をそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給するとともに、第3のポンプポートからの圧油をフロント装置用の制御バルブに供給する第3圧油供給モードとに切換え可能な流路切換え手段を装備し、
前記第3のポンプポートにブームシリンダに対する圧油合流用バルブセクションを接続し、この合流用バルブセクションは、ブームシリンダ用の制御バルブの下手側でブームシリンダの上昇側への油路に接続されていることを特徴とする。
【0007】
(作用) 上記構成によると、ブームシリンダを上昇作動させる場合に、定容量型のポンプからの圧油をブームシリンダに合流させることができ、バケットですくった土を大きく持上げる場合のように、大きい負荷のかかったブームの上昇作動において流量不足を補うことができる。
【0008】
(効果) 従って、請求項1に係る発明によると、走行速度に対応して可変容量型のポンプの最大流量が抑制されていても、ブーム上昇作動を円滑かつ速やかに行うことができ、作業能率の向上に有効となる。
【0009】
〔請求項2に係る発明の構成、作用および効果〕
【0010】
(構成) 請求項2に係る発明のバックホウの油圧装置は、請求項1記載の発明において、前記旋回用のバルブセクションと圧油合流用バルブセクションとを第3のポンプポートに対して並列に接続してあるものである。
【0011】
(作用) 上記構成によると、ブームを上昇させながらの旋回する場合、定容量型ポンプの圧油は旋回用のバルブセクションと圧油合流用のバルブセクションとにそれぞれ供給することが可能となり、
【0012】
(効果) 従って、請求項2に係る発明によると、ブームを上げながらの旋回作動を円滑かつ速やかに行うことができ、作業能率の向上に一層有効となる。
【0013】
〔請求項3に係る発明の構成、作用および効果〕
【0014】
(構成) 請求項3に係る発明のバックホウの油圧装置は、請求項2記載の発明において、前記圧油合流用バルブセクションに絞りを設けてあるものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1に、バックホウの全体側面図が示されている。このバックホウは、左右一対のクローラ型走行装置1L,1Rを装備した走行機台2の上部に、エンジン3および運転部4が装備された旋回台5が縦軸心P1周りに全旋回可能に搭載され、この旋回台5の前部に、ブーム6、アーム7、および、バケット8を順次連結してなるフロント装置9が装備されるとともに、走行機台2の前部にドーザ作業用の排土板10が装備されている。
【0018】
左右の走行装置1L,1Rは、それぞれ走行用油圧モータML,MRによって正逆転駆動されるとともに、旋回台3は旋回用油圧モータMTによって左右に旋回駆動されるようになっている。フロント装置6のブーム6、アーム7、および、バケット8は、それぞれブームシリンダC1 、アームシリンダC2 、および、バケットシリンダC3 によって駆動されるとともに、フロント装置9全体がスイングシリンダC4 によって縦軸心P2周りに左右に揺動駆動されるようになっている。また、排土板10は、ドーザシリンダC5 によって上下駆動されるようになっている。
【0019】
図2に、上記した各種の油圧アクチュエータを駆動する油圧回路が示されている。図において、V1 は左走行用の制御バルブ、V2 は右走行用の制御バルブ、V3 は旋回用の制御バルブ、V4 はドーザ用の制御バルブ、V5 はブーム合流用の制御バルブ、V6 はアーム用の制御バルブ、V7 はブーム用の制御バルブ、V8 はバケット用の制御バルブ、V9 はスイング用の制御バルブ、V10は補助作業用の制御バルブであり、左右の走行用の制御バルブV1 ,V2 は運転座席11前方の操縦塔12に配備された左右の走行レバー13によってそれぞれ直接にスプールを切換え操作する人為操作式のものが採用されるとともに、ドーザ用、スイング用、および、補助作業用の各制御バルブV4 ,V9 ,V10はレバー操作やペダル操作によって直接にスプールを操作する人為操作式のものが採用され、また、旋回用、合流用、アーム用、ブーム用、および、バケット用の各制御バルブV3 ,V5 ,V6 ,V7 ,V8 は、油圧パイロット操作式のものが採用され、操縦塔12に十字操作可能に配備された左右一対の作業用レバー14によって操作されるパイロットバルブ(図示せず)から供給されるパイロット圧によって、レバー操作量に応じた開度に操作されるようになっている。
【0020】
前記制御バルブV1 〜V10のバルブブロック群は、インレット用ブロックB1 、アウトレット用ブロックB2 、および、中間のスペーサブロックB3 とともに並列されて互いに連結されて内部油路によって接続されている。ここで、インレット用ブロックB1 は左走行用の制御バルブV1 のバルブブロックと右走行用の制御バルブV2 のバルブブロックとの間に介在されるとともに、アウトレット用ブロックB2 は補助作業用の制御バルブV9 のバルブブロックの外側に終端ブロックとして連結されている。
【0021】
前記圧油供給ユニット15にはエンジン3によって駆動される3つの油圧ポンプP1 ,P2 ,P3 とパイロットポンプP4 が備えられており、これらポンプ群と前記インレット用ブロックB1 とが配管接続されている。ポンプP1 ,P2 はアキシャルプランジャ型のものが利用されており、それぞれの斜板の角度変更によって吐出量を変更可能な可変容量型に構成されている。そして、このポンプP1 ,P2 は、後述するロードセンシングシステムによって流量制御されるようになっており、その流量制御部16がインレット用ブロックB1 に接続されている。ポンプP3 は主として旋回およびドーザ作業用に使用されるものであり、定容量のギヤポンプが使用されている。また、パイロットポンプP4 は定容量のギヤポンプからなるパイロット圧供給用ポンプであり、図示しないパイロットバルブにパイロット元圧を供給するとともに、走行セクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路a1 、および、ロードセンシングセクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路a2 にバルブ操作検出用のパイロット圧を供給している。
【0022】
ロードセンシングシステムは、作業負荷圧に応じてポンプ吐出量を制御して、負荷に必要とされる油圧動力をポンプから吐出させることで、動力の節約と操作性を向上することができるシステムであり、この例では、フロント装置6のアームセクション、ブームセクション、バケットセクション、スイングセクション、および、補助作業セクションに対して機能するよう構成されている。そして、ここでは、各セクションにおける各制御バルブV6 〜V10のスプールの後に圧力補償弁CVがそれぞれ接続されたアフターオリフィス型のロードセンシングシステムが利用されている。また、この例では、ロードセンシングシステムのアンロードバルブV11とリリーフバルブV12が、最下流のアウトレット用ブロックB2 に組込まれている。
【0023】
前記流量制御部16には流量補償用バルブV13が装備されるとともに、圧油供給ユニット15には、ポンプP1 ,P2 を流量調節するための流量補償用ピストンAcと馬力制御用ピストンApが備えられており、各セクションにおける負荷検出ラインのうちの最大の負加圧が制御用の信号圧PLSとして流量制御部16の流量補償用バルブV13に伝達され、信号圧PLSとポンプP1 ,P2 の吐出圧PPSとの差が流量補償用バルブV13に与えられた制御差圧に維持されるようにポンプP1 ,P2 の吐出流量が制御されるようになっている。
【0024】
なお、この例において、前記流量制御部16における流量補償用バルブV13にかけられる制御差圧は、図2中に示すように、バネ17と差圧ピストン18とによって与えられるようになっており、エンジン3の回転速度が高くくなってパイロットポンプP4 の吐出量が多くなると、差圧ピストン18によって与えられる制御差圧成分が大きくなって、ポンプP1 ,P2 の吐出流量が多くなるように制御され、逆に、エンジン3の回転速度が低くなってパイロットポンプP4 の吐出量が少なくなると、差圧ピストン18によって与えられる制御差圧成分が小さくなって、ポンプP1 ,P2 の吐出流量が少なくなるように制御されるようになっている。
【0025】
また、上記のように、フロント作業装置9の各セクションがロードセンシング系に属しているのに対して、走行セクション、旋回セクション、および、ドーザセクションは、オープン回路で構成されている。
【0026】
つまり、前記インレットブロックB1 には、パイロット式の流路切換えバルブV14,V15が組込まれており、本発明では、これらのパイロット式の両流路切換えバルブV 14 ,V 15 によって流路切換手段を構成している。
そして、走行していない状態では、図3に示すように、ポンプP1 ,P2 からの圧油は流路切換えバルブV14において合流された後、油路dを介してロードセンシング系に供給されるとともに、ポンプP3 からの圧油は旋回用セクション、ドーザ用セクション、および、合流用セクションに供給される第1圧油供給モードが現出される。また、ロードセンシング系のセクションを使用することなく走行セクションを使用すると、図5に示すように、パイロット油路a1 に圧が立って流路切換えバルブV14が切換えられ、ポンプP1 ,P2 からの圧油はそれぞれ独立して右走行用油圧モータMRのセクションと左走行用油圧モータMLのセクションに供給されるとともに、ポンプP3 からの圧油は旋回用セクション、ドーザ用セクション、および、合流用セクションに供給される第2圧油供給モードが現出される。つまり、従来の3ポンプ型式と同様の3ポンプ駆動形態を現出して、速度変化を最小限に抑えた走行、旋回あるいはドーザ作業を行うことができる。
【0027】
また、走行しながらロードセンシング系であるフロント装置9を作動操作すると、パイロット油路a2 に圧が立って、流路切換えバルブV15が図6中に示すように切換えられ、ポンプP3 からの圧油が旋回用セクション、ドーザ用セクション、および、合流用セクションを通った後、流路切換えバルブV15を経てスペーサブロックB3 に流入し、ロードセンシング系のセクションに供給される第3圧油供給モードが現出されることになる。
【0028】
旋回用の制御バルブV3 、ドーザ用の制御バルブV4 、および、ブーム合流用の制御バルブV5 は、ポンプP3 に対して並列に接続されるとともに、制御バルブV5 から導出した油路bが、ブームシリンダC1 におけるブーム上昇側の油路cに接続されている。そして、ブーム用の制御バルブV7 がブーム上昇方向に操作されるのに連動して制御バルブV5 が切換え操作されて、ポンプP3 の圧油をブームシリンダC1 の上昇側の油路cに合流するように構成されている。なお、ポンプP3 側のリリーフ圧が主作業側であるポンプP1 ,P2 側のリリーフ圧より低く設定されるので、合流用の油路bには合流方向への流動のみを許容するロードチェックバルブVcが介在される。
【0029】
〔別実施形態〕
図7に示すように、合流用の制御バルブV5 を旋回用の制御バルブV8 、および、ドーザ用の制御バルブV4 に対してタンデム接続するとともに、制御バルブV5 への並列油路中に絞りsを介在させて、ブームシリンダC1 への合流が行われるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 バックホウの全体側面図
【図2】 全体の油圧回路図
【図3】 一部を省略した油圧回路図
【図4】 ドードセンシング系の油圧回路図
【図5】 走行のみを行っている状態の油圧回路図
【図6】 フロント作業と走行を行っている状態の油圧回路図
【図7】 別の実施形態における油圧回路図
【符号の説明】
9 フロント装置
C1 ブームシリンダ
P1 ,P2 可変容量型のポンプ
P3 定容量型のポンプ
Claims (3)
- フロント装置における負荷圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって吐出流量が制御される第1および第2のポンプポートと、流量制御されない圧油を供給する第3のポンプポートを備え、
第1および第2のポンプポートからの圧油を合流し、前記フロント作業装置の制御バルブ群に合流油を供給して、走行用の制御バルブ側へは前記合流油の供給を断つとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第1圧油供給モードと、
第1および第2のポンプポートからの圧油を、それぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給して、前記フロント作業装置の制御バルブ群への供給を断つとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第2圧油供給モードと、
第1および第2のポンプポートからの圧油をそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給するとともに、第3のポンプポートからの圧油をフロント装置用の制御バルブに供給する第3圧油供給モードとに切換え可能な流路切換え手段を装備し、
前記第3のポンプポートにブームシリンダに対する圧油合流用バルブセクションを接続し、この合流用バルブセクションは、ブームシリンダ用の制御バルブの下手側でブームシリンダの上昇側への油路に接続されていることを特徴とするバックホウの油圧装置。 - 前記旋回用のバルブセクションと圧油合流用バルブセクションとを第3のポンプポートに対して並列に接続してある請求項1記載のバックホウの油圧装置。
- 前記圧油合流用バルブセクションに絞りを設けてある請求項2記載のバックホウの油圧装置。
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