JP3964800B2 - Hydraulic circuit of work machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機械の油圧回路、さらに詳しくは、油圧作動式の種々の作業装置が装備される作業機械に好適な油圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
作業機械、例えばその典型例である油圧ショベルには、作業の形態に応じて油圧作動式の作業装置である種々のアタッチメントが同時に、あるいは交換されて取付けられる。そのために作業機械には油圧ポンプが、機体とともにこれらのアタッチメントの油圧アクチュエータの異なった要求作動油量を供給できるように配設されている。
【0003】
種々のアクチュエータの要求作動油量に応じる方法としては、
(1)複数個のポンプ設け、使わないポンプはドレーンする:
例えば多くの流量が必要なときには2個のポンプの作動油を用い、少ない流量が必要なときには一方のポンプの作動油のみを用い他方のポンプの作動油はドレーンする(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
(2)アタッチメント毎に専用のポンプを備える:
例えばエンジンのような駆動源にアタッチメント毎に対応した専用のポンプを取付けて備える。
【0005】
(3)大容量の可変容量ポンプを使う:
大型の可変容量ポンプを用いてアタッチメントの要求に合わせて流量調整、分流などにより供給する。
【0006】
アタッチメントの例としては、例えば油圧ショベルを林業作業に用いる場合には、木材を油圧力によって把持し集材するグラップル、ケーブルにより集材を行う油圧ウインチ、木材の枝払い、玉切りなどを油圧力により行うプロセッサなどが装備される。要求される作動油量はこれらのアタッチメントによって異なり、グラップル使用時には1個のポンプの流量、ウインチ使用時には2個のポンプの流量、プロセッサ使用時には3個のポンプの流量が必要になる。この場合には、3個のポンプからの作動油を、手動切換弁、電磁切換弁など適宜に用い、合流させあるいは分流させている。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−4341号公報(第1図、第4図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、上述したとおりの形態の従来の作業機械には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【0009】
(1)ポンプの組合せ切換操作が面倒である:
ポンプが複数個になると、ポンプ合流の組合せ及びその切換操作を複数のアタッチメントに合わせてその都度行わなければならない。例えば運転席のコンソールにロッカースイッチを設け組合せ切換操作を行えるようにしたものがあるが、アタッチメントの操作レバーからその都度手を離して操作するのは面倒であり、作業効率も悪くなる。
【0010】
(2)作業機械のコストが高くなる:
アタッチメント毎に専用のポンプを備える場合には、ポンプの他に専用の駆動装置、配管装置、制御弁装置が必要になり作業機械のコストが高くなる。また、大容量の可変容量ポンプは入手が困難であり、コストも高いものになる。
【0011】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業機械に備えられた既存のポンプ及び制御弁の組合せにより、3個のポンプを1ポンプ、あるいは2ポンプ又は3ポンプ合流の組合せで、種々のアタッチメントの要求流量に対応することができ、切換操作が簡単で、コストが安い、作業機械の油圧回路を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、第1ポンプ及び第2ポンプ並びにその作動油の流れを制御する制御弁を含み機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する主回路と、第3ポンプ及びその作動油の流れを制御する制御弁を含み機体に取付けられた排土装置を制御する副回路とを備え、
該主回路の制御弁は、機体及び/又は作業腕に取付けられる作業装置であるアタッチメントへの作動油供給口に第1ポンプの作動油を制御し供給するアタッチメント弁と、アタッチメント弁の入口ポートに第2ポンプの作動油を制御し合流させる第1合流弁とを有し、
該副回路の制御弁は、該作動油供給口に第3ポンプの作動油を制御し合流させる第2合流弁を有し、
選択手段を備え、該作動油供給口に、
(1)アタッチメント弁を制御して第1ポンプの作動油を供給する第1接続、
(2)アタッチメント弁及び第1合流弁を制御して第1ポンプ及び第2ポンプの作動油を供給する第2接続、
(3)アタッチメント弁、第1合流弁、及び第2合流弁を制御して第1ポンプ、第2ポンプ及び第3ポンプの作動油を供給する第3接続、
のいずれかを選択し、
該選択手段は、第1接続又は第2接続を選択する第1第2接続選択手段と、第3接続を選択する第3接続選択手段とを備え、
第1第2接続選択手段はアタッチメント弁及び第1合流弁を操作する操作ペダルを備え、第3接続選択手段はアタッチメント弁、第1合流弁、及び第2合流弁を操作する電気スイッチを備えている、ことを特徴とする作業機械の油圧回路である。
【0013】
そして、機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する一対のポンプ、並びに機体に取付けられた排土装置を制御するポンプの計3個のポンプを、選択手段によって1ポンプ、2ポンプ、3ポンプの組合せに容易に切換選択できるようにし、比較的使用頻度の高い1ポンプ、及び2ポンプ合流の選択を容易にできるようにし、アタッチメントの操作の邪魔にならないように、1ポンプ、及び2ポンプ合流の切換選択をペダルにより行えるようにし、使用頻度の比較的少ない3ポンプ合流の切換選択は電気スイッチにより行うようにする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された作業機械の油圧回路について、典型的な作業機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面、図1を参照してさらに詳細に説明する。
【0019】
周知の油圧ショベルは、一対のポンプ、第1ポンプ2、第2ポンプ4、並びにその作動油の流れを制御する複数個の制御弁を含む制御弁群6を備え機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する主回路8と、第3ポンプ10及びその作動油の流れを制御する複数個の制御弁を含む制御弁群12を備え機体に取付けられた排土装置を制御する副回路14とを有している。また、種々の作業装置であるアタッチメントに作動油を供給するための作動油供給口16を備えている。
【0020】
制御弁群6は、第1ポンプ2に接続されその作動油を、作動油供給口16に供給制御するアタッチメント弁6a、走行装置に供給制御する走行制御弁6b、ブームシリンダ18に供給制御するブーム制御弁6c、バケットシリンダに供給制御するバケット制御弁6d、及びブームシリンダ18又は作動油供給口16に第2ポンプ4の作動油を制御し選択的に合流させる第1合流弁6eを有している。これらの弁が操作されないときには、第1ポンプ2の作動油は走行制御弁6b、アタッチメント弁6a、ブーム制御弁6c、及びバケット制御弁6dそれぞれの中立流路を通りタンク20に流れる。
【0021】
制御弁群6はさらに、第2ポンプ4に接続されその作動油を、走行装置に供給制御する走行制御弁6f、上部旋回体旋回モータに供給制御する旋回制御弁6g、アームシリンダに供給制御するアーム制御弁6hを有している。これらの弁が操作されないときには、第2ポンプ4の作動油は走行制御弁6f、旋回制御弁6g、アーム制御弁6h、及び第1合流弁6eそれぞれの中立流路を通りタンク20に流れる。
【0022】
制御弁群6の上述の弁は、パイロット油により操作されるオープンセンタ型の3位置弁によって形成されている。
【0023】
副回路14の制御弁群12は、第3ポンプ10に接続されその作動油を、排土装置のブレード上下シリンダに供給制御するブレード制御弁12a、作動油供給口16に選択的に合流させる第2合流弁12b、ブレード用追加制御弁12cを有している。これらの弁が操作されないときには、第3ポンプ10の作動油はそれぞれの中立流路を通りタンク20に流れる。制御弁群12の上述の弁もパイロット油により操作されるオープンセンタ型の3位置弁によって形成されている。
【0024】
アタッチメント制御弁6aは、一方の操作ポートA又は他方の操作ポートBのいずれにパイロット油を供給して切換操作しても、それぞれの出口側シリンダポートの作動油はチェック弁17、17をそれぞれ介して作動油供給口16に連結するように構成されている。また、アタッチメント制御弁6aの中立位置において閉じられた作動油の入口ポート22には、第1ポンプ2につながる油路24がチェック弁を介して接続されているとともに、第2ポンプ4につながる油路26がチェック弁を介して接続されている。
【0025】
第1合流弁6eはブーム合流弁として周知のもので、中立位置において閉じられた出口ポートは油路28によってブーム制御弁6cの、ブームシリンダ18のヘッド側につながる油路30に接続されている。この第1合流弁6eの中立位置で閉じられた入口ポートには第2ポンプ4がチェック弁を介して油路32により接続されている。第1合流弁6eの一方の操作ポートDにブーム制御弁6cを油路30に作動油を供給するように切換えるパイロット油を分流して与えると、第2ポンプ4の作動油は油路32、油路28を介して油路30に流れブームシリンダ18のヘッド側に供給される。他方の操作ポートCにパイロット油を与えると第1合流弁6eの入口ポート及び出口ポートは全て閉じられる。
【0026】
第2合流弁12bは、一方の出口側シリンダポ−トが油路34によって作動油供給口16に接続されている。操作ポートEにパイロット油を供給すると第3ポンプ10の作動油はこの油路34に流れる。
【0027】
したがって、上述のアタッチメント弁6a、第1合流弁6e、第2合流弁12bを選択的に切換操作することにより、作動油供給口16に、第1ポンプ2の作動油を供給する第1接続、第1ポンプ2及び第2ポンプ4の作動油を供給する第2接続、第1ポンプ2、第2ポンプ4、第3ポンプ10の作動油を供給する第3接続の油圧回路がそれぞれ形成される。この選択は選択手段36によって行われる。
【0028】
選択手段36は、第1接続又は第2接続を選択する第1第2接続選択手段38としての、パイロット油を出力する一対の比例減圧弁38a、38b、並びにそれらを操作する操作ペダル38cと、第3接続を選択する第3接続選択手段40としての、パイロット油を切換え出力する電磁切換弁40a及びそれを操作する電気スイッチ40bを備えている。操作ペダル38cの操作によりアタッチメント弁6a又は、アタッチメント弁6aと第1合流弁6eが操作され、電気スイッチ40bの操作によりアタッチメント弁6a、第1合流弁6e、及び第2合流弁12bが操作される。
【0029】
操作ペダル38cを操作しないときにはいずれの比例減圧弁38a、38bからもパイロット油は出力されない。操作ペダル38cを支点を中心に矢印Lの方向に操作し一方の比例減圧弁38aを操作するとパイロット油圧源42のパイロット油がアタッチメント弁6aのポートAに供給される。矢印Rの方向に操作して他方の比例減圧弁38bを操作するとパイロット油はシャトル弁44を介してアタッチメント弁6aのポートB及び第1合流弁6eのポートCに供給される。
【0030】
電気スイッチ40bはオフのときには電磁切換弁40aは操作されずパイロット油は出力されない。電気スイッチ40bをオンし電磁切換弁40aを操作するとパイロット油圧源42のパイロット油は第2合流弁12bのポートE、さらにシャトル弁44を介してアタッチメント弁6aのポートB及び第1合流弁6eのポートCに供給される。
【0031】
したがって、操作ペダル38cを一方のL側に操作すると、アタッチメント制御弁6aは操作ポートAにパイロット油が供給されて切換えられ、第1ポンプ2の作動油が作動油供給口16に供給される第1接続の油圧回路が形成される。
【0032】
操作ペダル38cを他方のR側に操作すると、アタッチメント制御弁6aは操作ポートBにパイロット油が供給されて切換えられ、また第1合流弁6eは操作ポートCにパイロット油が供給されて切換えられ、第1ポンプ2及び第2ポンプ4の作動油が作動油供給口16に供給される第2接続が形成される。
【0033】
操作ペダル38cを操作しないで電気スイッチ40bを操作しオンにすると、アタッチメント制御弁6aは操作ポートBに、第1合流弁6eは操作ポートCに、また第2合流弁12bは操作ポートEにそれぞれパイロット油が供給され切換えられ、第1ポンプ2、第2ポンプ4、第3ポンプ10の作動油が作動油供給口16に供給される第3接続が形成される。
【0034】
上述したとおりの作業機械の油圧回路の作用について説明する。
【0035】
(1)ポンプの組合せ、切換操作が容易である:
ポンプ2、ポンプ4、ポンプ10の3個のポンプの合流の組合せ及び切換操作が、1個の操作ペダル38c及び1個の電気スイッチ40bにより容易に行なえる。したがって、アタッチメントの操作レバーからいちいち手を離して合流切換え操作する必要がないので、作業者によるアタッチメントの操作性向上、疲労回避が図れ、作業効率も良くなる。例えば、油圧ショベルによって林業作業を行う場合、アタッチメントとして1個のポンプの作動油が好都合なグラップル、2個のポンプの作動油が好都合な油圧ウインチ、3個のポンプの作動油が好都合なプロセッサを、効率よく作動させることができる。
【0036】
(2)作業機械のコストを安くできる:
第1ポンプ2、第2ポンプ4、第3ポンプ10、そして第1合流弁6e、第2合流弁12bなどは作業機械に備えられた既存のものでよいので、改造が実質上不要であり、構成が容易であり、作業機械のコストを安くすることができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明に従って構成された作業機械の油圧回路によれば、作業機械に備えられた既存のポンプ及び制御弁の組合せにより、3個のポンプを1ポンプ、あるいは2ポンプ又は3ポンプ合流の組合せで、種々のアタッチメントの要求流量に対応することができ、切換操作が簡単で、コストが安い、作業機械の油圧回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された作業機械の油圧回路図。
【符号の説明】
2:第1ポンプ
4:第2ポンプ
6a:アタッチメント弁
6e:第1合流弁
8:主回路
10:第3ポンプ
12b:第2合流弁
14:副回路
16:作動油供給口
22:入口ポート
36:選択手段
38:第1第2接続選択手段
38c:操作ペダル
40:第3接続選択手段
40b:電気スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic circuit for a work machine, and more particularly to a hydraulic circuit suitable for a work machine equipped with various hydraulically operated work devices.
[0002]
[Prior art]
Various attachments, which are hydraulically-operated working devices, are attached to a working machine, for example, a hydraulic excavator as a typical example thereof, at the same time or exchanged depending on a work form. For this purpose, the working machine is provided with a hydraulic pump so as to be able to supply different required hydraulic oil amounts of the hydraulic actuators of these attachments together with the machine body.
[0003]
As a method to meet the required hydraulic oil amount of various actuators,
(1) Provide multiple pumps and drain unused pumps:
For example, when a large flow rate is required, the hydraulic fluid of two pumps is used. When a small flow rate is required, only the hydraulic fluid of one pump is used and the hydraulic fluid of the other pump is drained (see, for example, Patent Document 1). .
[0004]
(2) Provide a dedicated pump for each attachment:
For example, a dedicated pump corresponding to each attachment is attached to a drive source such as an engine.
[0005]
(3) Use a large capacity variable displacement pump:
A large variable displacement pump is used to adjust the flow rate according to the demand of the attachment, and supply it by diversion.
[0006]
For example, when using a hydraulic excavator for forestry work, for example, a grapple that grips and collects wood with oil pressure, a hydraulic winch that collects wood with a cable, wood debranching, chopping, etc. It is equipped with a processor etc. The amount of hydraulic oil required depends on these attachments, and requires one pump flow when using grapples, two pumps when using winches, and three pumps when using processors. In this case, the hydraulic oil from the three pumps is used as appropriate, such as a manual switching valve and an electromagnetic switching valve, and merged or branched.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-4341 (FIGS. 1 and 4)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the conventional work machine having the form as described above has the following problems to be solved.
[0009]
(1) The pump combination switching operation is troublesome:
When there are a plurality of pumps, it is necessary to perform a combination of pump merging and a switching operation thereof in accordance with a plurality of attachments each time. For example, there is a driver's console provided with a rocker switch so that a combination switching operation can be performed. However, it is troublesome to operate by manually releasing the operation lever of the attachment each time, and the work efficiency is also deteriorated.
[0010]
(2) The cost of the work machine increases:
When a dedicated pump is provided for each attachment, a dedicated drive device, piping device, and control valve device are required in addition to the pump, which increases the cost of the work machine. In addition, large capacity variable displacement pumps are difficult to obtain and costly.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its technical problem is that three pumps are combined into one pump, or two pumps or three pumps are combined according to a combination of existing pumps and control valves provided in a work machine. Thus, it is possible to provide a hydraulic circuit for a work machine that can cope with the required flow rate of various attachments, that is easy to switch and is low in cost.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 includes a first circuit, a second pump, and a main circuit that includes a control valve that controls a flow of hydraulic fluid thereof, and controls a machine body and a work arm attached to the machine body, a third pump, Including a control valve for controlling the flow of the hydraulic oil, and a sub-circuit for controlling the earth removing device attached to the airframe,
The control valve of the main circuit includes an attachment valve for controlling and supplying the hydraulic oil of the first pump to the hydraulic oil supply port to the attachment which is a working device attached to the airframe and / or the work arm, and the inlet port of the attachment valve. A first merging valve for controlling and merging the hydraulic oil of the second pump;
The control valve of the sub circuit has a second merging valve for controlling and merging the hydraulic oil of the third pump at the hydraulic oil supply port,
Selecting means, and the hydraulic oil supply port,
(1) a first connection for controlling the attachment valve and supplying hydraulic fluid of the first pump;
(2) a second connection for controlling the attachment valve and the first merging valve to supply hydraulic oil for the first pump and the second pump;
(3) a third connection for controlling the attachment valve, the first merging valve, and the second merging valve to supply hydraulic oil of the first pump, the second pump, and the third pump;
Select one of the
The selection means includes first and second connection selection means for selecting the first connection or the second connection, and third connection selection means for selecting the third connection,
The first second connection selection means includes an operation pedal for operating the attachment valve and the first merging valve, and the third connection selection means includes an electrical switch for operating the attachment valve, the first merging valve, and the second merging valve. It is the hydraulic circuit of the working machine characterized by this.
[0013]
Then, a total of three pumps, that is, a pair of pumps for controlling the machine body and a work arm attached to the machine body, and a pump for controlling the earth removing device attached to the machine body are selected by a selection means, one pump, two pumps, and three pumps. 1 pump and 2 pumps so that the combination of 1 pump and 2 pumps, which are relatively frequently used, can be easily selected and the operation of the attachment is not disturbed. The switching selection of the merging is made possible by the pedal, and the switching selection of the three-pump merging which is relatively infrequently used is made by the electric switch .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hydraulic circuit of a working machine configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and FIG. 1 illustrating a preferred embodiment of a hydraulic excavator that is a typical working machine.
[0019]
A well-known hydraulic excavator includes a pair of pumps, a first pump 2, a second pump 4, and a control valve group 6 including a plurality of control valves for controlling the flow of hydraulic fluid thereof, and a work attached to the airframe and the airframe. A main circuit 8 for controlling the arm, and a
[0020]
The control valve group 6 is connected to the first pump 2, an
[0021]
The control valve group 6 is further connected to the second pump 4 to control the supply of hydraulic oil to the traveling device, the traveling
[0022]
The above-described valves of the control valve group 6 are formed by an open center type three-position valve operated by pilot oil.
[0023]
The
[0024]
Regardless of whether the
[0025]
The
[0026]
One outlet side cylinder port of the second merging
[0027]
Therefore, the first connection for supplying the hydraulic oil of the first pump 2 to the hydraulic
[0028]
The selection means 36 includes a pair of proportional
[0029]
When the
[0030]
When the
[0031]
Therefore, when the
[0032]
When the
[0033]
When the
[0034]
The operation of the hydraulic circuit of the working machine as described above will be described.
[0035]
(1) Pump combination and switching operation are easy:
Combination and switching operation of the three pumps of the pump 2, the pump 4, and the
[0036]
(2) The cost of the work machine can be reduced:
Since the first pump 2, the second pump 4, the
[0037]
【The invention's effect】
According to the hydraulic circuit of the work machine configured according to the present invention, three pumps can be combined with one pump, or a combination of two pumps or three pumps, by combining existing pumps and control valves provided in the work machine. It is possible to provide a hydraulic circuit for a work machine that can cope with the required flow rate of various attachments, that is easy to switch, and that is low in cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a work machine configured according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2: First pump 4:
Claims (1)
該主回路の制御弁は、機体及び/又は作業腕に取付けられる作業装置であるアタッチメントへの作動油供給口に第1ポンプの作動油を制御し供給するアタッチメント弁と、アタッチメント弁の入口ポートに第2ポンプの作動油を制御し合流させる第1合流弁とを有し、
該副回路の制御弁は、該作動油供給口に第3ポンプの作動油を制御し合流させる第2合流弁を有し、
選択手段を備え、該作動油供給口に、
(1)アタッチメント弁を制御して第1ポンプの作動油を供給する第1接続、
(2)アタッチメント弁及び第1合流弁を制御して第1ポンプ及び第2ポンプの作動油を供給する第2接続、
(3)アタッチメント弁、第1合流弁、及び第2合流弁を制御して第1ポンプ、第2ポンプ及び第3ポンプの作動油を供給する第3接続、
のいずれかを選択し、
該選択手段は、第1接続又は第2接続を選択する第1第2接続選択手段と、第3接続を選択する第3接続選択手段とを備え、
第1第2接続選択手段はアタッチメント弁及び第1合流弁を操作する操作ペダルを備え、第3接続選択手段はアタッチメント弁、第1合流弁、及び第2合流弁を操作する電気スイッチを備えている、ことを特徴とする作業機械の油圧回路。A main circuit for controlling the machine body and a work arm attached to the machine body including a control valve for controlling the flow of the first pump and the second pump and the hydraulic oil thereof, and a control valve for controlling the flow of the third pump and the hydraulic oil thereof And a sub-circuit for controlling the earth removing device attached to the airframe,
The control valve of the main circuit includes an attachment valve for controlling and supplying the hydraulic oil of the first pump to the hydraulic oil supply port to the attachment which is a working device attached to the airframe and / or the work arm, and the inlet port of the attachment valve. A first merging valve for controlling and merging the hydraulic oil of the second pump;
The control valve of the sub circuit has a second merging valve for controlling and merging the hydraulic oil of the third pump at the hydraulic oil supply port,
Selecting means, and the hydraulic oil supply port,
(1) a first connection for controlling the attachment valve and supplying hydraulic fluid of the first pump;
(2) a second connection for controlling the attachment valve and the first merging valve to supply hydraulic oil for the first pump and the second pump;
(3) a third connection for controlling the attachment valve, the first merging valve, and the second merging valve to supply hydraulic oil of the first pump, the second pump, and the third pump;
Select one of the
The selection means includes first and second connection selection means for selecting the first connection or the second connection, and third connection selection means for selecting the third connection,
The first second connection selection means includes an operation pedal for operating the attachment valve and the first merging valve, and the third connection selection means includes an electrical switch for operating the attachment valve, the first merging valve, and the second merging valve. are, the hydraulic circuit of the working machine, characterized in that.
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