JP2006161509A

JP2006161509A - 全旋回型バックホウの油圧回路構造

Info

Publication number: JP2006161509A
Application number: JP2004358474A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Arii; 一善有井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】ドーザ作業中における旋回起動を確実かつ速やかに行えるようにする。
【解決手段】旋回用の制御バルブＶ8とドーザ用の制御バルブＶ9とを共通のポンプＰ3に並列接続するとともに、ドーザ用の制御バルブＶ9への圧油供給油路に絞りｓを介在してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、走行車体の前部にドーザ作業用の排土板を駆動昇降可能に装備した全旋回型バックホウの油圧回路構造に関する。

上記油圧回路構造としては、例えば、特許文献１に開示されているように、ブーム用バルブ、バケット用バルブ、および左走行用バルブを第１ポンプに並列接続し、右走行用バルブ、アーム用バルブ、およびサービスポート用バルブを第２ポンプに並列接続し、また、旋回用バルブ、スイング用バルブ、およびドーザ用バルブを第３ポンプに並列接続したものが知られている。
特開平６−１０８４９７号公報

上記油圧回路構造によると、左右の走行用バルブがそれぞれ別個のポンプに属しているので直進性に優れた走行を行うことができ、また、フロント装置関係のバルブ（ブーム用バルブ、バケット用バルブ、アーム用バルブ）と旋回用バルブが別個のポンプに属しているので、フロント装置を作動させながら旋回作動する際に、互いの負荷によって作動速度が影響し合うことがなく、それぞれを所望の速度で的確に作動させることができ、実用上の利便性に優れたものとして多用されている。

ドーザ作業用の排土板を備えたバックホウにおいては、ドーザセクションの負荷が概して低いために、ドーザ作業と同時に旋回操作が行われると旋回の起動が困難になることがある。つまり、ドーザセクションでの負荷が小さいと、旋回およびドーザ共用の圧油供給油路の圧力が低いものとなり、旋回起動が困難になるのである。

特に、排土板を自重下降状態にして機体を移動させる均し作業を行えるようにした仕様のでは、この均し作業においてドーザセクションの負荷が相当小さくなり、旋回起動が一層困難になる傾向にある。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、油圧回路構造の改良によっドーザ作業中における旋回起動を確実かつ速やかに行えるようにすることを目的としている。

第１の発明は、旋回用の制御バルブとドーザ用の制御バルブとを共通のポンプに並列接続するとともに、ドーザ用の制御バルブへの圧油供給油路に絞りを介在してあることを特徴とする。

上記構成によると、ドーザ作業と同時に旋回操作が行われた場合、共用のポンプからの圧油がドーザ用の制御バルブと旋回用の制御バルブとの並列供給されることになるが、ドーザ用の制御バルブへの圧油供給油路に絞りを介在してある分、旋回用の制御バルブへの圧油供給油路の圧が高められることになる。

従って、第１の発明によると、ドーザ作業中における旋回起動を確実かつ速やかに行うことが可能となり、作業性が向上する。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記ドーザ用の制御バルブに、排土板を自重下降させるフローティング位置を備えてあるものである。

上記構成によると、ドーザ用の制御バルブをフローティング位置に操作することでドーザ系の負荷圧が低いものになるが、ドーザ用の制御バルブへの圧油供給油路に介在した絞りによって旋回用の制御バルブへの圧油供給油路の圧が高められて旋回起動を確実に行うことができ、第１の発明の特徴を一層効果的に発揮させることができる。

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Ｘ1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。

左右の走行装置１Ｌ，１Ｒは、それぞれ走行用の油圧モータＭＬ，ＭＲによって正逆転駆動されるとともに、旋回台５は旋回用の油圧モータＭＴによって左右に旋回駆動されるようになっている。また、フロント装置９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Ｘ2周りに左右にスイング（揺動）駆動されるようになっている。また、排土板１０がドーザシリンダＣ5によって上下駆動されるようになっている。

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は走行(左)用の制御バルブ、Ｖ2は走行(右)用の制御バルブ、Ｖ3はブーム用の制御バルブ、Ｖ4はアーム用の制御バルブ、Ｖ5はバケット用の制御バルブ、Ｖ6はスイング用の制御バルブ、Ｖ7はサービスポート用の制御バルブ、Ｖ8は旋回用の制御バルブ、Ｖ9はドーザ用の制御バルブであり、ドーザ用の制御バルブＶ9以外の制御バルブＶ1〜Ｖ8が油圧パイロット操作式に構成されている。

この油圧回路における圧油供給源としては、エンジン３によって駆動される第１ポンプＰ1，第２ポンプＰ2，第３ポンプＰ3、および、パイロットポンプＰ4が備えられており、第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2は主として走行系とフロント作業系に使用されるものであり、可変容量型のアキシャルプランジャポンプで構成されて、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いる。第３ポンプＰ3は主として旋回用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であり、運転部４から操作される図示しないパイロットバルブにパイロット元圧が供給されている。

周知のように、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流量を制御して、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、ブーム６、アーム７、バケット８、スイング、および、サービスポートのフロント作業系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、フロント作業系の各セクションにおける各制御バルブＶ3〜Ｖ7における主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。なお、図２中のＶ10は、このロードセンシングシステムにおけるアンロードバルブ、Ｖ11はシステムリリーフバルブである。

第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2の流量制御用として流量補償用バルブＶ12が装備されるとともに、第１，第２ポンプＰ1，Ｐ2の斜板角度を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、フロント作業系の各セクションにおける負荷圧のうちの最大の負加圧が制御用信号圧ＰLSとして取り出されて流量補償用バルブＶ12に印加され、この制御用信号圧ＰLSと第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2の合流後のポンプ吐出圧ＰPSとの差（ＰPS-ＰLS）が流量補償用バルブＶ12に与えられた制御差圧に維持されるよう、換言すると、ポンプ吐出圧ＰPSが制御用信号圧ＰLSより制御差圧だけ高い圧となるように第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2の吐出流量が制御されるようになっているのである。

ここで、前記流量補償用バルブＶ12にかけられる制御差圧は、図４に示すように、バネ１１と差圧ピストン１２とによって与えられるようになっており、エンジン３の回転速度が高くなって第３ポンプＰ3の吐出量が多くなると、差圧ピストン１２によって与えられる制御差圧成分が大きくなって、その分だけ第１ポンプＰ1，第２ポンプ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１２によって与えられる制御差圧成分が小さくなって、その分だけ第１ポンプＰ1，第２ポンプ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。

上記のように流量制御される第１ポンプＰ1，第２ポンプＰ2からの吐出油は流路切換えバルブＶ13を介して合流あるいは独立して供給することが可能となっている。

前記流路切換えバルブＶ13はパイロット操作式に構成されており、パイロット操作油路ａに圧が立っていない状態では、図２に示すように、第１ポンプＰ1の吐出油路ｂと第２ポンプＰ2の吐出油路ｃとを合流してフロント作業系の圧油供給油路ｅに接続する合流位置にあり、パイロット操作油路ａに圧が立つと、第１ポンプＰ1の吐出油路ｂが左走行用の圧油供給油路ｆに接続されるとともに、第２ポンプＰ2の吐出油路ｃが右走行用の圧油供給油路ｇに接続される独立供給位置に切換えられるようになっている。

そして、この流路切換えバルブＶ13を切換え操作する前記パイロット操作油路ａは前記パイロットポンプＰ4に接続されたパイロット油路ｈに接続されており、走行用の制御バルブＶ1、Ｖ2が共に中立位置にある走行停止状態では、図２に示すように、前記パイロット油路ｈが両制御バルブＶ1、Ｖ2を通る走行検知用油路ｉを介してドレン油路ｄに連通されることでパイロット操作油路ａの圧が抜けて流路切換えバルブＶ13は図示された合流位置に保持され、第１ポンプＰ1，第２ポンプＰ2からの吐出油は合流されてフロント作業系の圧油供給油路ｅに供給される。

また、走行用の制御バルブＶ1、Ｖ2の少なくとも一方が中立位置から走行位置に切換えられると、走行検知用油路ｉのドレン油路ｄへの連通が断たれることでパイロット操作油路ａに圧が立ち、流路切換えバルブＶ13が独立供給位置に切換えられて、左右の走行セクションが第１ポンプＰ1，第２ポンプＰ2から独立して圧油供給を受けることになる。

また、上記のように、フロント作業系の各セクションがロードセンシングシステムに帰属しているのに対して、走行、旋回、および、ドーザの各セクションは、オープン回路で構成されており、旋回およびドーザセクションのセンター油路ｊがフロント作業系の前記圧油供給油路ｅにチェックバルブＶ14を介して接続されるとともに、このチェックバルブＶ14の上手においてセンター油路ｊが流路開閉バルブＶ15を介してドレン油路ｄに接続されている。

前記流路開閉バルブＶ15は２つのパイロット操作油路ｍ，ｎの圧で操作されるパイロット操作式に構成されており、両パイロット操作油路ｍ，ｎに圧が立っていない状態では、図２に示すように、流路開閉バルブＶ15が開かれてセンター油路ｊがドレン油路ｄに連通接続される。また、両パイロット操作油路ｍ，ｎに共に圧が立った状態では、流路開閉バルブＶ15が閉じられてセンター油路ｊとドレン油路ｄとの連通が断たれることで、センター油路ｊを通過してきた圧油がチェックバルブＶ14を介してフロント作業系の圧油供給油路ｅに供給されるようになっている。ここで、一方のパイロット操作油路ｍは、前記流路切換えバルブＶ13のパイロット操作油路ａに接続されており、走行停止時にはパイロット操作油路ｍの圧が抜け、走行時にはパイロット操作油路ｍに圧が立つ。また、他方のパイロット操作油路ｎは、フロント作業系セクションの制御バルブＶ3〜Ｖ7を通る作業検知用油路ｏにパイロット圧を供給するパイロット油路ｑに接続されており、フロント作業系セクションの制御バルブＶ3〜Ｖ7のいずれもが中立にある時には、作業検知用油路ｏがドレン油路ｄに連通することでパイロット操作油路ｎの圧が抜け、制御バルブＶ3〜Ｖ7のいずれかが操作されて作業検知用油路ｏとドレン油路ｄとの連通が断たれるとパイロット操作油路ｎに圧が立つようになっている。

また、旋回用の制御バルブＶ8とドーザ用の制御バルブＶ9とは、第３ポンプＰ3に対してそれぞれ圧油供給油路ｒ，ｔを介して並列接続されるとともに、ドーザ用の制御バルブＶ9への圧油供給油路ｔには絞りｓが介在されている。

本発明に係る油圧回路構造は以上のように構成されており、各種の操作モードにおける圧油供給作動を以下に説明する。

〔定置フロント作業〕
走行を停止しての掘削作業においては、上述のように、パイロット操作油路ａに圧が立たないために、流路切換えバルブＶ13は図２に示す合流位置にあり、第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2からの圧油は合流されてフロント作業系の圧油供給油路ｅに供給され、フロント装置９の各シリンダＣ1〜Ｃ3およびスイングシリンダＣ4が第１，第２ポンプＰ1，Ｐ2の合流圧油によって駆動される。そして、フロント作業系が作動操作されると、ロードセンシングシステムによって第１，第２ポンプＰ1，Ｐ2の流量制御がなされ、作業負荷に応じた流量での圧油供給が行われる。

また、この場合、制御バルブＶ3〜Ｖ7のいずれかが操作されて、流路開閉バルブＶ13のパイロット操作油路ｎに圧が立っていても、走行停止に伴ってパイロット操作油路ｍの圧が抜けているために流路開閉バルブＶ15は開放位置に保持され、第３ポンプＰ3からの圧油は旋回およびドーザセクションにのみ供給される。従って、フロント装置９を作動させながらの旋回作動を任意に行うことができ、掘削した土砂のトラック荷台への積み込み作業、等を行うことができる。

〔走行〕
フロント作業系のセクションを使用することなく左右走行セクションの少なくとも一方を使用すると、パイロット油路ａに圧が立って流路切換えバルブＶ1３が並列供給位置に切換えられて、第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2からの圧油はそれぞれ独立して左右の走行セクションにだけ供給される。

この場合、流路切換えバルブＶ13が並列供給位置に切換えられることで、ポンプ吐出圧取り出し油ｕが流路切換えバルブＶ13を介してドレン油路ｄに連通され、ロードセンシングシステムにおけるポンプ吐出圧ＰPSが零となって、第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2は最大流量を吐出するよう制御される。

〔走行・フロント作業〕
走行しながらフロント装置９を作動操作すると、上記のように、第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2からの圧油はそれぞれ独立して左右の走行用セクションにだけ供給されるが、両パイロット油路に共に圧が立つために流路開閉バルブＶ13が閉じ位置に切換えられて、第３ポンプＰ3からの圧油でフロント装置９を駆動することができる。

〔ドーザ作業〕
走行しながら排土板１０を昇降させるドーザ作業においては、上記のように、第１ポンプＰ1および第２ポンプＰ2からの圧油をそれぞれ独立して左右の走行用セクションに供給して任意の前後進および旋回を行うとともに、第３ポンプＰ3からの圧油でドーザシリンダＣ5を任意に駆動することができる。この場合、ドーザ用の制御バルブＶ9を下降位置より更に下降側に設定したフローティング位置に操作することで、排土板１０を自重下降状態にすることができ、排土板１０を地表面に沿って移動させながら土砂を掻き均すことができる。

また、ドーザ用の制御バルブＶ9をフローティング位置に操作した状態で旋回台５を旋回した場合、第３ポンプＰ3からの圧油は旋回用制御バルブＶ8とドーザ用制御バルブＶ9とに対して並列状態に圧油を供給することになるが、ドーザ用の制御バルブＶ9への圧油供給油路ｔには絞りｓが介在されているために、ドーザセクションの負荷圧が低下していても旋回用制御バルブＶ8への圧油供給油路ｒの圧が確保され、旋回起動が円滑に行われる。

なお、フロント作業系セクションの各制御バルブＶ3〜Ｖ9を通る作業検知用油路ｏの上手は、旋回・ドーザセクション、および、走行用セクションの各制御バルブＶ1，Ｖ2，Ｖ8，Ｖ9を通る操作検知用油路ｗに連通接続されるとともに、この操作検知用油路ｗの圧が圧力スイッチ１４で検知可能に構成されている。この圧力スイッチ１４は、図示されていないオートアイドリング制御装置に接続されており、全制御バルブＶ1〜Ｖ9の全てが中立位置にあって圧力スイッチ１４が操作検知用油路ｗにおける圧の抜けを検知すると、エンジン３の調速機構が所定のアイドリング位置までアクセルダウン制御され、制御バルブＶ1〜Ｖ9のいずれかが操作されて圧力スイッチ１４が操作検知用油路ｗにおける圧の立ち上がりを検知すると、調速機構がアクセル設定器で任意に選択されているエンジン回転速度までアクセルアップ制御されるようになっており、作業あるいは走行が行われていない時には、エンジン回転数を自動的にアイドリング回転にまで落として騒音の低減および燃費の向上を図り、作業あるいは走行の少なくともいずれかが行われるとエンジ回転速度を設定した回転数にまで自動的に上げて、必要な油圧動力を供給して所望の作業あるいは走行を効率よく行うことができるようになっている。

バックホウの全体側面図油圧回路図油圧回路図油圧回路図

符号の説明

１０排土板
Ｐ3 ポンプ（第３ポンプ）
Ｖ8 旋回用の制御バルブ
Ｖ9 ドーザ用の制御バルブ
ｓ絞り

Claims

旋回用の制御バルブとドーザ用の制御バルブとを共通のポンプに並列接続するとともに、ドーザ用の制御バルブへの圧油供給油路に絞りを介在してあることを特徴とする全旋回型バックホウの油圧回路構造。
前記ドーザ用の制御バルブに、排土板を自重下降させるフローティング位置を備えてある請求項１記載の全旋回型バックホウの油圧回路構造。