JP2006249882A - 作業車両の油圧回路構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一方の油圧ポンプP1からの圧油はローダ制御用バルブ群130を介して、バックホー制御用バルブ群150に供給され、他方の油圧ポンプP2からの圧油はバックホー制御用バルブ群150に直接供給する回路を構成した、ローダ用、バックホー用の2つのバルブ群を備えた作業車両の油圧回路において、バックホー制御用バルブ群150内に取付けられた左右スタビライザシリンダ制御用バルブセクション152にそれぞれ1つの油圧ポンプP1・P2により、独立して圧油を供給する。
【選択図】図2
Description
請求項1に記載のごとく、一方の油圧ポンプからの圧油はローダ制御用バルブ群を介して、バックホー制御用バルブ群に供給され、他方の油圧ポンプからの圧油はバックホー制御用バルブ群に直接供給する回路を構成した、ローダ用、バックホー用の2つのバルブ群を備えた作業車両の油圧回路において、バックホー制御用バルブ群内に取付けられた左右スタビライザシリンダ制御用バルブセクションにそれぞれ1つの油圧ポンプにより、独立して圧油を供給する。
前記2つの油圧ポンプが可変容量型ピストンポンプであって一体型とする。
本発明の実施の一形態である作業車について説明する。
図1は作業車の全体側面図。
図1に示す作業車両1はトラクターローダーバックホーであり、ローダ2および掘削装置3が装着されている。作業車両1の中央には操縦部4が設けられており、操縦部4の前方にローダ2が、後方に掘削装置3が配設されている。そして、作業車両1には、前輪8・8および後輪7・7が装着されており、ローダ2および掘削装置3を装着した状態で走行可能に構成されている。
操縦部4には、ステアリングハンドル5および操縦席6が配設されており、座席6の側方には走行操作装置およびローダ2の操作装置が配設されている。これにより、操縦部4において、作業車両1の操向操作およびローダ2の操作を可能としている。
積み込み装置であるローダ2は、作業車両1の側部に接続して前方に延出されており、先端にバケットが装着されている。作業車両1のシャシであるフレーム9の前部にはエンジンが配設されており、フレーム9上に配設したボンネット30がこれを覆っている。ローダ2はボンネット30の外側に配設されている。
掘削装置3は作業車両1の後部に着脱自在に装着され、掘削装置3の操作は操縦席6の後方に配設された操作装置により行われる。
操縦部4の側方には、作動油タンク90が配設されており、作動油タンク90は操縦部4への乗降時の階段を兼ねるものであり、操縦部4の反対側には、燃料タンクにより構成される階段が設けられている。作動油タンク90は作動油のリザーバタンクである。
油圧ポンプ101は、ローダ2のリフトシリンダ104・104、ダンプシリンダ105・105に作動油を供給するものであり、掘削装置3であるバックホーのブームシリンダ108、アームシリンダ109、バケットシリンダ110、ロッド107を摺動させるスイングシリンダ、そして、スタビライザシリンダ106に作動油を供給する。さらに、前輪8・8の操向を行うためのパワーステアリングシリンダにも作動油を供給する。
操縦席6の側方にはローダ2の操作部が配設されており、操作部内にはローダ2用のコントロールバルブユニット102が配設されている。
掘削装置3には、掘削装置3の操作部が作業車両1の後部に接続しており、操作部内にはバックホーである掘削装置3のコントロールバルブユニット103が配設されている。
次に、作業機の油圧回路について説明する。
図2は作業機の油圧回路を示す図。
油圧回路は、油圧ポンプ101、パワーステアリングバルブセクション120、ローダ用のコントロールバルブセクション130、リフトシリンダのポジションコントロールバルブセクション140、バックホー用のコントロールバルブセクション150、HSTセクション10bなどにより構成されている。
油圧回路には、エンジン100の駆動される油圧ポンプ101により作動油が供給される。
パワーステアリングバルブセクション120は、ステアリングシリンダの制御を行うものであり、パワーステアリングバルブセクション120のコントロールバルブによりステアリング5の操作に応じてステアリングシリンダの摺動を制御する。
ローダ用のコントロールバルブセクション130は、ローダ2のリフトシリンダ104・104、ダンプシリンダ105・105への作動油供給を制御するものであり、作業モードを選択可能な切換弁134が含まれている。この切換弁134によりバックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションとを切換可能としている。
リフトシリンダのポジションコントロールバルブセクション140は作業車両1の後部に設けられた昇降機構のリフトシリンダの制御を行うものである。
そして、バックホー用のコントロールバルブセクション150は、バックホーのブームシリンダ108、アームシリンダ109、バケットシリンダ110、スイングシリンダ、スタビライザシリンダ106の摺動制御を行うものである。
HSTセクション10bはエンジン100の駆動力により作業車両の変速を行うものである。
図2に示す油圧回路はバックホー装着時のものであり、油圧リフト装着時には、油路171と油路173とを接続し、油路172と油路174とを接続する構成となっている。
なお、作動油は、作動油タンク90により回収され、回収された作動油が油圧ポンプ101およびHSTセクション10bに供給される。
そして、コントロールバルブセクション150において、左右のスタビライザシリンダ106・106を制御するバルブにそれぞれ1ポンプずつ独立して作動油を供給できる構成となっている。これにより、作業機の負荷に関わらず、それぞれのスタビライザシリンダ106・106を作動して、迅速な本機の姿勢制御を行うことができる。
次に、作業機に圧油を供給する油圧ポンプ100の構成について説明する。
図3は油圧ポンプの正面図。
図4は右側面図。
図5は左側面図。
図6は油圧ポンプの油圧回路図。
図7は油圧ポンプのP−Q特性を示す図。
油圧ポンプ100は、入力軸100bより駆動力が入力され、この駆動力により吸入口S1より作動油を吸入し、吐出口P1・P2・P3より作動油を吐出する。吐出口P1・P2・P3はそれぞれ独立したポンプにより作動油を吐出するものであり、吐出口P1・P2はそれぞれ可変容量式の油圧ポンプに接続している。吐出口P1・P2に接続する可変容量式の油圧ポンプは吐出圧力に応じて作動油の吐出量を調節する構成となっている。
吐出口P3は固定式のギヤポンプに接続している。
油圧ポンプ100において、2個のポンプをそれぞれ可変容量型ピストンポンプとすることにより、出力の小さいエンジンにおいても、作業機を使った大きな作業性を得ることが出来る。そして、これらの2つのポンプを一体型とするので、油圧ポンプ100の取付けスペースをコンパクトにすることができ、製造コストを個別の2つのポンプを用いる場合に比べて少なくできる。
そして、パワーステアリングバルブセクション120およびHST10bのチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプを吐出口P1・P2に接続する油圧ポンプと一体式に備え付けることにより、作動油用のポンプを取付けるスペースをコンパクトにできる。
すなわち、油圧ポンプ100内に3つの独立した油圧ポンプを構成することにより、油圧ポンプ100を低コストかつコンパクトに構成できる。
また、3つのポンプの吸入口を吸入口S1により共通化することで、作動油の導入経路を簡便に構成でき、作動油導入時の吸入抵抗を軽減できる。
そして、点Aにおける圧力である第一折れ点圧力(斜板傾転開始圧力)が1ポンプリリーフ圧力以上となるように設定されている。これにより、2ポンプ使用時には可変容量型ポンプの利点を生かして、効率よく圧力と流量とを利用することができる。そして、1ポンプ使用時には、圧力による流量変化のない範囲で使用でき、作業能力を大きくできる。
次に、ローダ用のコントロールバルブセクション130の構成について説明する。
図8はローダ用のコントロールバルブセクションの構成を示す油圧回路図。
図9はコントロールバルブセクションを構成するユニットの構成を示す図。
コントロールバルブセクション130は、ローダ用の油圧シリンダの制御を行うものであり、切換弁131・132・133・134、リリーフバルブ135・136により構成されている。2つの油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数のアクチュエータの最大動作圧力を決めるリリーフバルブ135・136を上流側の切換弁群コントロールバルブセクション130内にそれぞれ1つずつ合計2個設けることにより、上流側のバルブセクションに圧油を供給することができる。また、2個のリリーフ弁の内、1つをインレットセクションに、他方をポートリリーフ弁組み込み位置に配置することにより、上流側のバルブセクションに圧油を供給することができる。
切換弁134は作業モードを選択ためのものであり、この切換弁134によりバックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションとを切換可能としている。
リリーフ弁135は吐出口P1より供給される作動油のためのリリーフ弁であり、リリーフ弁136は吐出口P2より供給される作動油のためのリリーフ弁である。
コントロールバルブセクション130において、吐出口P1は、油路130bに接続しており、吐出口P2は油路130cに接続している。
そして、油路130dは吐出口P1の圧油をコントロールバルブセクション150に供給するためのものである。吐出口P1の圧油は油路130cによりコントロールバルブセクション150に供給される。
また、切換弁131にはリリーフ弁プラグが装着されており、切換弁132にはデテント機構が設けられ、切換状態を保持可能となっている。また、切換弁134にもリリーフ弁プラグが装着されている。
作業モードを選択可能とする切換弁134をユニット102に一体的に配設することにより、切換バルブ群をコンパクトに構成できる。切換弁134をデテント付きあるいは電磁弁式とし切換状態を保持できるようにすることも可能である。これにより、切換弁の状態に関わらず、上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。
次に、バックホー用のコントロールバルブセクションについて説明する。
図10はバックホー用のコントロールバルブセクションの構成を示す油圧回路図。
図11はバックホー用コントロールバルブセクションを構成するユニットの正面図。
図12は同じく側面図。
バックホー制御バルブ群であるコントロールバルブセクション150は、切換弁151・152・153・154・155・157・158・159を有しており、吐出口P2側と吐出口P1側とを接続するチェック弁156を有している。
切換弁151は左側スタビライザシリンダ106Lの制御を行うものであり、切換弁157が右側スタビライザシリンダ106Rの制御を行う。切換弁152はスイングシリンダ107b・107bの制御を行う。切換弁153はアームシリンダ109の制御を行い、切換弁154は連結部材150bにより切換弁152と連動する構成となっている。切換弁155はPTO用の油圧制御弁であり、切換弁158はバケットシリンダ110の制御を行い、切換弁159はブームシリンダ108の制御を行う。
スイング操作を行うレバー162は、切換バルブ152に接続しており、切換バルブ152と切換バルブ154とが連結部材150bにより接続し、切換バルブ152に連動して切換バルブ154が操作される構成となっている。図11において、切換バルブ152および切換バルブ154には、それぞれ切換弁に接続するロッドが取付けられており、これらのロッドの先端に、正面視逆U字状の連結部材150bが接続されている。
これにより、チェックバルブ156の上流位置で作動油タンク90側に接続するか遮断するかを選択できる切換弁154を切換ることで、ブームシリンダ108、バケットシリンダ110に接続された油圧ポンプ(P2)の圧油がアーム制御用切換弁153に供給されるために、スイングとの同時操作の場合においてもアームシリンダ109を作動させることが可能となる。
切換弁154と切換弁152のそれぞれのスプール操作力(スプール戻しバネ力)の合力がそのほかの切換弁のスプール操作力とほぼ同じ力となるように、切換弁154・152のスプールバルブ戻しバネ力を他の切換弁のものよりも小さく設定している。切換弁154と切換弁152とは、同時に操作されることとなるため、レバー162の操作において、二つの切換弁のスプール操作力がかかることとなる。そこで、切換弁154と切換弁152の個々の切換弁スプール操作力を小さく設定することにより、レバー162の操作時における違和感の発生を抑制して、レバー162の操作感を向上させる。
また、切換弁154をコントロールバルブユニット103に一体的に組込むとともに、上流側に配設することにより、切換弁の取付けスペースをコンパクトにできる。また、バルブ群に使用する切換弁の共通化をおこない、製造コストを低減できる。1つのポンプのみ必要な作業においては、他のポンプからの作動油は短い経路でタンクにアンロードされるので、配管の圧損失による影響をうけにくくすることができ、エンジン出力を有効に利用できる。
101 油圧ポンプ
120 パワーステアリングバルブセクション
130 コントロールバルブセクション(ローダ用)
140 ポジションコントロールバルブセクション(リフトシリンダ)
150 コントロールバルブセクション(バックホー用)
Claims (15)
- 一方の油圧ポンプからの圧油はローダ制御用バルブ群を介して、バックホー制御用バルブ群に供給され、他方の油圧ポンプからの圧油はバックホー制御用バルブ群に直接供給する回路を構成した、ローダ用、バックホー用の2つのバルブ群を備えた作業車両の油圧回路において、
バックホー制御用バルブ群内に取付けられた左右スタビライザシリンダ制御用バルブセクションにそれぞれ1つの油圧ポンプにより、独立して圧油を供給することを特徴とする作業車両の油圧回路構造。 - 2つの油圧ポンプの一方はスタビライザ、スイング、アームに圧油を供給し、他方はブーム、バケット、スタビライザに圧油を供給するように構成されたバックホー制御用バルブにおいて、
第1のポンプの吐出油路には上流側にスイング制御用バルブセクション、下流側にアーム制御用バルブセクションをタンデム接続し、第2のポンプ吐出油路はブーム制御用バルブセクションとバケット制御用バルブセクションとに接続した後、チェックバルブを介して、前記スイング制御用バルブセクションとアーム制御用バルブセクションとの間で第1のポンプの吐出油路に接続するとともに、前記チェックバルブの上流位置で、タンクに接続するか遮断するかを選択できる切換弁を設けたことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の油圧回路構造。 - スイング制御用バルブのPポートとTポートをつなぐ油路に、ブリード絞りを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の作業車両の油圧回路構造。
- タンクに接続するか遮断するかを選択できる切換弁と、スイング制御用バルブとを連動して一本の操作レバーで作動させる操作リンク構造を有することを特徴とする請求項1、2もしくは3に記載の作業車両の油圧回路構造。
- タンクに接続するか遮断するかを選択できる切換弁と、スイング制御用バルブそれぞれのスプール操作力の合力がその他の制御用バルブスプール操作力とほぼ同じ力となるように前記切換弁および前記スイング制御用バルブスプールの戻しバネ力を、他のバックホー制御用バルブ群の戻しバネ力もしくはローダ制御用バルブ群の戻しバネ力より小さく設定したことを特徴とする請求項4に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 前記2つの油圧ポンプをそれぞれ可変容量型ピストンポンプとしたことを特徴とする請求項4に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 前記2つの油圧ポンプが可変容量型ピストンポンプであって一体型となっていることを特徴とする請求項5に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 操向輪を制御するステアリングシリンダ及び、油圧変速装置のチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプを、一体式に備え付けた請求項6もしくは7に記載の油圧回路構造。
- 前記可変容量型ピストンポンプのP−Q特性において、第1折れ点圧力が1ポンプリリーフ圧力以上となるように設定していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 2つの油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記各アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量をそれぞれ制御する複数の切換弁からなる2つの切換弁群と、を備えた作業車両の油圧回路構造において、
前記両油圧ポンプからの圧油をタンクに接続するか否かを選択的に切換可能な切換弁を前記2つの切換弁群の上流側切換弁群に一体型に組込んだことを特徴とする作業車両の油圧回路構造。 - 操向輪を制御するステアリングシリンダ及び、油圧変速装置のチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプと2つの可変容量型の油圧ポンプとを一体式に構成し、作動油導入口を共通化したことを特徴とする作業車両の油圧回路構造。
- 前記両ポンプからの圧油をタンクに接続するか否かを切換ることのできる切換弁を上流側切換弁群の最下流位置に組込んだことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 前記両ポンプからの圧油をタンクに接続するか否かを切換ることのできる切換弁をデテント付或いは電磁弁式とし、切換状態を保持可能としたことを特徴とする請求項11に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 2つの油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数のアクチュエータの最大作動圧力を決定するリリーフ弁を、上流側の切換弁群内にそれぞれ1個ずつ設けたことを特徴とする請求項12に記載の作業車両の油圧回路構造。
- 2つの油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数のアクチュエータの最大作動圧力をきめる2個のリリーフ弁の内、1個は上流側切換弁群内のインレットセクションに、他方は最下流セクションのポートリリーフ弁組込み位置に配置した、請求項13に記載の作業車両の油圧回路構造。
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