JP2008045365A - Working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業部の有する位置エネルギーをアキュムレータに蓄圧して再利用することができるハイブリッド型の作業機械の技術分野に属するものである。 The present invention belongs to the technical field of a hybrid work machine that can accumulate and reuse the potential energy of a working unit in an accumulator.
一般に、油圧ショベル等の作業機械のなかには、機体前部に掘削、積込み等の各種作業を行うフロント作業部を装着する一方、該フロント作業部自体の重量やフロント作業部の行う作業荷重とのバランスをとるべく、機体後部にカウンタウエイトを設けたものがある。このようなカウンタウエイトは、一般的に、鋼板製の中空状の外殻体の内部に、鉄材やセメント等からなる充填物を充填して形成される。
ところで、近年、油圧ショベルのような作業機械においても、環境問題の観点から、作業部の有する位置エネルギーをアキュムレータに蓄圧(蓄積)して再利用できるようにしたハイブリッド方式のものが開発されている。しかるに、このような機種の作業機械とする場合に、アキュムレータを収納するためスペースを確保する必要がある。
そこで、従来、カウンタウエイトの内部スペースに、アキュムレータや、その他の機器を収納するようにした技術が提唱されている(例えば、特許文献1、2、3参照。)。
By the way, in recent years, in a working machine such as a hydraulic excavator, from the viewpoint of environmental problems, a hybrid system has been developed in which the potential energy of the working unit is accumulated (accumulated) in an accumulator and can be reused. . However, when using such a type of work machine, it is necessary to secure a space for storing the accumulator.
Therefore, conventionally, a technique has been proposed in which an accumulator and other devices are accommodated in the internal space of the counterweight (see, for example,
ところで油圧ショベル等の作業機械は、遠距離走行や高速走行に適していないため、作業現場まで輸送車両で輸送される場合も多いが、この場合に、法規制や輸送の容易性等を考慮してカウンタウエイトを機体から取外して輸送することがある。このようなとき、前記従来のもののようにカウンタウエイトにアキュムレータを収納するようにした場合、アキュムレータには機体本体側の油圧機器に接続される配管が接続されており、この結果、アキュムレータをカウンタウエイトから取り外して機体本体側と一緒に搬送し、現場に到着したら再びアキュムレータをカウンタウエイトに装着する必要があって面倒かつ煩雑で作業性に劣るという問題がある。
そのうえ、アキュムレータを設置する場合、アキュムレータへの圧油の給排制御をしたり、油タンクへの圧油の排出制御をするためのバルブが必要となるが、これらバルブのメンテナンスを、アキュムレータのメンテナンスと共にすることが作業性の観点から要求されるが、従来、これらバルブは機体本体側に設けられていたため、作業性に劣るという問題もあり、これらに本発明が解決しようとする課題がある。
By the way, since work machines such as hydraulic excavators are not suitable for long-distance travel and high-speed travel, they are often transported by transport vehicles to the work site.In this case, considering legal regulations and ease of transport, etc. The counterweight may be removed from the aircraft for transport. In such a case, when the accumulator is stored in the counterweight as in the conventional case, the accumulator is connected to a pipe connected to the hydraulic device on the side of the machine body. As a result, the accumulator is connected to the counterweight. It is necessary to attach the accumulator to the counterweight again when it arrives at the site, which is cumbersome, cumbersome and inferior in workability.
In addition, when accumulators are installed, valves are required to control the supply and discharge of pressure oil to the accumulator and to control the discharge of pressure oil to the oil tank. However, since these valves are conventionally provided on the main body side, there is a problem that the workability is inferior, and there is a problem to be solved by the present invention.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、機体本体に設けられるカウンタウエイトに、作業部の有する位置エネルギーを再利用すべく蓄圧されるアキュムレータを備えて構成される作業機械において、前記カウンタウエイト内に形成される収納スペースに設置台を設け、該設置台にアキュムレータを設置するにあたり、前記設置台には、アキュムレータに対する圧油の入出力を制御する入出力制御バルブと、油タンクへの圧油の排出制御をする排出制御バルブと、これら制御バルブとアキュムレータとを接続するために必要な油路とを設けると共に、アキュムレータを蓄圧するための圧油が供給される供給配管と、該蓄圧されたアキュムレータから圧油を排出してするための排出配管と、油タンクに排油を排出するための排油配管とを設置台に設け、これら配管を、各対応する機器に接続された外部配管を介して着脱自在に接続したことを特徴とする作業機械である。
請求項2の発明は、設置台に設けられる外部接続される配管には、開閉自在な止め弁が設けられていることを特徴とする請求項1記載の作業機械である。
The present invention has been created in view of the above-described circumstances and has been created for the purpose of solving these problems. The invention of
The invention according to claim 2 is the work machine according to
請求項1の発明とすることにより、輸送等のためカウンタウエイトを機体本体から取外す場合に、アキュムレータを、該アキュムレータのメンテナンス性の向上ため近場におきたい制御バルブ共々カウンタウエイト側に設置した形でカウンタウエイトを分離できることになって作業性が向上する。
請求項2の発明とすることにより、カウンタウエイトを分離した場合に、設置台に設けた外部配管接続用の配管から油が漏れてしまうことを防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the counterweight is removed from the main body for transportation or the like, the accumulator is installed on the counterweight side together with the control valve to be placed in the vicinity in order to improve the maintainability of the accumulator. In this way, the counterweight can be separated and the workability is improved.
According to the invention of claim 2, when the counterweight is separated, it is possible to prevent oil from leaking from the pipe for connecting the external pipe provided on the installation base.
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図面において、1は作業機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル1は、クローラ式の下部走行体2、該下部走行体2の上方に旋回自在に支持される上部旋回体3、該上部旋回体3の前部に装着されるフロント作業部4等から構成されると共に、上部旋回体3の後部には、フロント作業部4自体の重量やフロント作業部4の行う作業荷重とのバランスをとるべくカウンタウエイト5が装着されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings,
前記フロント作業部4は、基端部が上部旋回体3に上下揺動自在に支持されるブーム6、該ブーム6の先端部に前後揺動自在に支持されるアーム7、該アーム7の先端部に取付けられるバケット8等から構成されている。そして、フロント作業部4の有する位置エネルギーは、ブーム6の上昇に伴って増加していくが、該位置エネルギーは、ブーム6の下降時に、ブームシリンダ9からの排出油をアキュムレータ10に導くことで油圧エネルギーとして蓄圧される一方、該アキュムレータ10に蓄圧された油圧エネルギーは、ブーム6の上昇時にブームシリンダ9に供給されるように構成されており、而して、フロント作業部4の有する位置エネルギーを回収、再利用できるようになっている。
The front working
前記アキュムレータ10としては、本実施の形態では、油圧エネルギー蓄積用として最適なブラダ型のものが三本用いられているが、これら三本のアキュムレータ10は、後述するように、カウンタウエイト5の内部に形成される左右のアキュムレータ収納スペース11A、11Bに収納されている。尚、アキュムレータ10としては、前記ブラダ型のものに限らず、ピストン型のものを用いてもよい。
In the present embodiment, three accumulators that are optimal for accumulating hydraulic energy are used as the
前記カウンタウエイト5は、前述したように上部旋回体3の後部に装着されるが、輸送時等にカウンタウエイト5の着脱作業を容易に行うことができるように、カウンタウエイト5を上下動せしめるためのウエイト移動装置12が、上部旋回体3の後面部の左右方向中央部位に該後面部から後方に突出する状態で取り付けられている。
The
前記ウエイト移動装置12は、油圧シリンダ13、該油圧シリンダ13の伸縮作動に基づいて上下動するスプロケット14、該スプロケット14に懸回されるチェン15等の部材を用いて構成されると共に、該チェン15は、一端側が上部旋回体3の後面部3a側に止着される一方、他端側がカウンタウエイト5の左右方向中央部に係脱自在に止着されるようになっている。そして、チェン15の他端側をカウンタウエイト5に止着せしめた状態で、油圧シリンダ13を伸縮させてスプロケット14を上下動させることにより、チェン15に吊持された状態のカウンタウエイト5を上部旋回体3に対して上下動させることができるように構成されている。尚、カウンタウエイト5は、図示しないボルト等の固定手段により上部旋回体3に着脱自在に固定されるようになっており、前記ウエイト移動装置12によるカウンタウエイト5の上下動は、固定手段による固定を解除した状態で行われる。
The
一方、前記カウンタウエイト5は、該カウンタウエイト5の外殻を形成する鋼板製の中空状の外殻体16の内部に、鉄材、水、セメント等を主成分とする充填物17を充填することにより形成されるが、該カウンタウエイト5の左右方向中央部には、前記上部旋回体3の後面部から後方に突出するウエイト移動装置12が収納されるウエイト移動装置収納スペース18が形成され、さらに該ウエイト移動装置収納スペース18の左右両側には、前記アキュムレータ10が収納される左右のアキュムレータ収納スペース11A、11Bが形成されている。これらウエイト移動装置収納スペース18および左右のアキュムレータ収納スペース11A、11Bは、前面側(上部旋回体3の後面部と対向する側)が開口する一方、左右側面側および背面側は充填物17により囲繞されており、而して、各収納スペース18、11A、11Bは充填物17により区隔された状態になっている。また、20A、20Bは左右のアキュムレータ収納スペース11A、11Bを充填物17から仕切るための仕切板であって、これら仕切板20A、20Bは、前記外殻体16に溶接等により一体的に固着されている。
On the other hand, the
前記左右のアキュムレータ収納スペース11A、11Bには、前述したように三本のアキュムレータ10が収納されるが、本実施の形態では、一方のアキュムレータ収納スペース11Aには一本のアキュムレータ10が、また他方のアキュムレータ収納スペース11Bには二本のアキュムレータ10が、それぞれ設置台(設置ブロック)21A、21Bに設置された状態で収納されている。そして、これら左右のアキュムレータ収納スペース11Aに収納されるアキュムレータ10同士は、油圧配管(油圧ホース)22を介して接続されるが、該油圧配管22は中空管23内を通って配設されている。尚、アキュムレータ10は、設置台21A、21B内に形成される後述する油路を介して油圧配管22に接続されると共に、他方のアキュムレータ収納スペース11Bに収納される二本のアキュムレータ10同士は、設置台21B内に形成される油路によって接続される。
In the left and right
さらに、24は前記ブームシリンダ9のヘッド側油路25から分岐形成される回収油路であって、該回収油路24には、回収用バルブ(リカバリーバルブ)26が配されていると共に、該回収用バルブ26の下流側油路26aで、アキュムレータ油路27とブームポンプ28のサクション油路29とに接続されている。さらに、回収油路24には、シリンダヘッド側油路25からアキュムレータ油路27およびサクション油路29への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁45が配されている。而して、ブームシリンダ9のヘッド側油室9aからシリンダヘッド側油路24に排出された油を、回収油路24を経由して、アキュムレータ油路27およびサクション油路29に供給することができるようになっている。
Further, a
前記回収用バルブ26は、図示しないコントローラから出力される作動信号に基づいてスプールが移動する開閉弁であって、作動信号が入力されていない状態では、回収油路24を閉じる閉位置Nに位置しているが、作動信号が入力されることによりスプールが移動して回収油路24を開く開位置Xに切換わるように構成されている。
The
前記回収用バルブ26のスプールの移動ストロークは、コントローラの作動信号の信号値によって増減制御されるようになっており、そして、該スプールの移動ストロークの増減制御によって、ブームシリンダ9のヘッド側油室9aから回収油路24を経由してアキュムレータ油路27およびサクション油路29に流れる油の流量制御がなされるように構成されている。
The movement stroke of the spool of the
一方、アキュムレータ油路27は、前記回収油路24からアキュムレータチェックバルブ(アキュムレータ10に対する圧油の入出力の制御をする入出力制御バルブに相当する)30を経由してアキュムレータ10に至る油路であって、該アキュムレータ油路27の最高圧力は、アキュムレータ油路27に接続されるリリーフ弁31によって制限されている。尚、本実施の形態において、アキュムレータ10は、油圧エネルギー蓄積用として最適なブラダ型のものが用いられているが、これに限定されることなく、例えばピストン型のものであっても良い。
On the other hand, the
前記アキュムレータチェックバルブ30は、ポペット弁32と、コントローラから出力されるON信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁33とを用いて構成されている。そして、上記ポペット弁32は、回収油路24からアキュムレータ10への油の流れについては、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁33がOFF位置N、ON位置Xの何れであっても許容するが、アキュムレータ10からサクション油路29への油の流れについては、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁33がOFF位置Nに位置しているときには阻止し、ON位置Xに位置しているときのみ許容するように構成されている。尚、回収油路24からアキュムレータ10への油の流れは、前述したようにアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁33がOFF位置N、ON位置Xの何れであっても許容されるが、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁33がON位置Xに位置している状態では、アキュムレータ油路27の圧力がポペット弁32の弁路を閉じる方向に作用しなくなるため、殆ど圧力損失のない状態で回収油路24からアキュムレータ油路27に油を流すことができる。
The
さらに、34は前記サクション油路29から分岐形成されて油タンク35に至る排出油路であって、該排出油路34にはタンクチェックバルブ36が配されている。
前記タンクチェックバルブ(油タンク35への圧油の排出制御をする排出制御バルブに相当する)36は、ポペット弁37と、コントローラから出力されるON信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるタンクチェックバルブ用電磁切換弁38とを用いて構成されている。上記ポペット弁37は、サクション油路29から油タンク35への油の流れを、タンクチェックバルブ用電磁切換弁38がON位置Xに位置しているときのみ許容し、OFF位置Nに位置しているときには阻止するようになっている。そして、例えば、油圧ショベル1の作業終了時やメンテナンス時等に、前記アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁33およびタンクチェックバルブ用電磁切換弁38を共にON位置Xに切換えることにより、アキュムレータ10に蓄圧された圧油を油タンク35に放出することができるようになっている。尚、図5において、Eはエンジン、39はブームシリンダ9の伸縮するための電磁比例切換え制御弁である。
Further, 34 is a discharge oil passage that is branched from the
The tank check valve (corresponding to a discharge control valve for controlling the discharge of pressure oil to the oil tank 35) 36 is changed from the OFF position N to the ON position X based on the poppet valve 37 and the ON signal output from the controller. A tank check valve
ところで前記カウンタウエイト5の収納スペース11Aに配した一つのアキュムレータ10が取り付けられる設置台21Aには、アキュムレータチェックバルブ30、リリーフ弁31、そしてタンクチェックバルブ36からなるバルブアッシー40が組込まれると共に、これらを接続するに必要な前記配管が組込み形成されている。そして設置台21Aには、回収用バルブ下流側油路26a用の外部配管41、排出油路34用の外部配管42、サクション油路29用の外部配管43が各対応する油路26a、34、29の配管に雄雌カプラ41a、42a、43aを介して着脱自在に連結できるようになっている。また、設置台21Aには、回収用バルブ下流側油路26a、サクション油路29、排出油路34を開閉自在に閉止するための止め弁26b、29a、34aが設けられているが、これら止め弁26b、29a、34aはレバー44の操作で同時の開閉操作ができるようになっている。
By the way, a
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、カウンタウエイト5に、圧油を蓄圧して再利用するためのアキュムレータ10を設置台21A、21Bに設けると共に、該一方の設置台21Aには、アキュムレータ10に対する圧油の入出力を制御するためのアキュムレータチェックバルブ30、圧油を油タンク35に排出するための制御をするタンクチェックバルブ36、そしてこれらを接続するための油路を形成してアキュムレータ10のメンテナンスを、これらチェックバルブ30、36のメンテナンスと同時に行うことができてメンテナンス性が向上する。
In the embodiment of the present invention configured as described above, an
しかもアキュムレータ10は、前記チェックバルブ30、36が設けられると共に、これらを接続する油路が設けられた設置台21A、21Bと共にカウンタウエイト5側に残した状態で、外部配管41、42、43を、設置台21A側に形成される回収用バルブ下流側油路26a用の配管、排出油路34用の配管、サクション油路29用の配管からそれぞれ取外すことで、カウンタウエイト5を、機体本体から簡単に分離させることができる。この結果、油圧ショベルを搬送するような場合に、アキュムレータ10は、前記油路やチェックバルブ30、36が設けられた設置台21A、21B共々カウンタウエイト5に残すことができ、しかもカウンタウエイト側の配管と機体本体側との配管の離脱も簡単になりる。
しかも前記配管同志を分離する場合に、設置台21A側には止め弁26b、29a、34aを設けたため、配管分離をしたときにアキュムレータ側から油が漏れ出てしまうことを防止できることになる。
In addition, the
Moreover, when the pipes are separated, the
5 カウンタウエイト
10 アキュムレータ
21A、21B 設置台
30 アキュムレータチェックバルブ
36 タンクチェックバルブ
5
Claims (2)
前記カウンタウエイト内に形成される収納スペースに設置台を設け、該設置台にアキュムレータを設置するにあたり、
前記設置台には、アキュムレータに対する圧油の入出力を制御する入出力制御バルブと、油タンクへの圧油の排出制御をする排出制御バルブと、これら制御バルブとアキュムレータとを接続するために必要な油路とを設けると共に、
アキュムレータを蓄圧するための圧油が供給される供給配管と、該蓄圧されたアキュムレータから圧油を排出してするための排出配管と、油タンクに排油を排出するための排油配管とを設置台に設け、これら配管を、各対応する機器に接続された外部配管を介して着脱自在に接続したことを特徴とする作業機械。 In a work machine configured to include an accumulator that accumulates pressure to reuse the potential energy of the working unit on a counterweight provided in the machine body,
In installing an installation stand in the storage space formed in the counterweight, and installing an accumulator on the installation stand,
Necessary for connecting the input / output control valve for controlling the input / output of the pressure oil to the accumulator, the discharge control valve for controlling the discharge of the pressure oil to the oil tank, and the accumulator. And an oil passage
A supply pipe for supplying pressure oil for accumulating the accumulator, a discharge pipe for discharging the pressure oil from the accumulated accumulator, and an oil discharge pipe for discharging the oil to the oil tank. A work machine characterized in that these pipes are detachably connected to each other through external pipes connected to corresponding devices.
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