JP2008110296A - リサイクル機械 - Google Patents

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正道 田中
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Abstract

【課題】被処理物の供給過多によって処理装置に過負荷がかかっても、被処理物の処理を継続及び延長する。
【解決手段】エンジン61と、このエンジン61によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ63と、この油圧ポンプ63が吐出する圧油によって駆動され、破砕装置20に被破砕物を供給するフィーダ15を駆動するフィーダ用油圧モータ19と、エンジン61の冷却水温度を検出する温度センサ155、及び圧油の温度を検出する温度センサ156と、油圧ポンプ63の吸収トルクを制御する傾転アクチュエータ130を有し、油圧ポンプ63の吐出流量を制御するレギュレータ装置72と、温度センサ155,156から入力されるいずれかの温度がしきい値Ko以上に上昇した場合、油圧ポンプ63の吸収トルクを低減させる指令を傾転アクチュエータ130に出力するコントローラ84とを備える。
【選択図】図6

Description

本発明は、リサイクル原料を受け入れて処理装置により所定の処理を行いリサイクル品を生成するリサイクル機械に関するものである。
廃棄物の再利用を推進するために、いわゆる建設機械の分野では、リサイクル原料(被処理物)をフィーダ(供給装置)によって処理装置へ供給し、処理装置で所定の処理を行ってリサイクル品を生成するリサイクル機械が利用されている。このようなリサイクル機械には、例えば、建設現場で発生する岩石、建設廃材、産業廃棄物、あるいは廃木材等の被破砕物を破砕装置(処理装置)で所定の大きさに破砕する破砕機や、ガス管等の埋設工事、上下水道工事、及びその他の道路工事・基礎工事等において発生する建設発生土や軟弱地盤土等を混合装置(処理装置)で土質改良材とともに解砕、混合処理して改良土を生成する土質改良機等が含まれる。
ところで、こうしたリサイクル機械において、フィーダによって一度に多量の被処理物を処理装置へ供給してしまうと、処理装置に負荷がかかり過ぎてエンジンがオーバーヒートする場合がある。このようにオーバーヒートが発生した場合には、熱による部品損傷を抑制するための処置が必要となる。
この点に着目した技術に、上記に例示した機械と比較すると小型のものへの適用例ではあるが、樹枝等を主に粉砕する粉砕装置を備えるチッパシュレッダーに利用されているものがある。この技術は、オーバーヒートが発生してエンジンの温度が予め設定しておいた上限値まで上昇すると、粉砕装置へ被粉砕物を供給しているフィーダをわずかに逆転させた後に停止させることにより部品損傷の抑制を図っている(特許文献1等参照)。
特開平9−123123号公報
ところが、上記技術は、エンジン温度が設定値に到達するとフィーダを停止させるものであり、一旦フィーダが停止されるとその駆動が再開されるまで粉砕処理が中断されてしまう。したがって、粉砕処理を継続して行うことができず処理効率が低下してしまう。また、上記技術は、エンジン温度が上限値に至る過程における対処については配慮されておらず、オーバーヒートを極力回避したり、それに到達するまでの時間を引き延ばしたりすることができない。そのため、粉砕処理が可能な時間は更に短くなり処理効率は一層低下する。
本発明の目的は、被処理物の供給過多によって処理装置に過負荷がかかっても、被処理物の処理を継続及び延長することができるリサイクル機械を提供することにある。
(1)上記目的を達成するために、本発明は、被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、動力を発生するエンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する油圧アクチュエータと、前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する吸収トルク制御手段を有し、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記油圧ポンプの吸収トルクを低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力する制御装置とを備えるものとする。
(2)上記目的を達成するために、本発明は、被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、動力を発生するエンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する油圧アクチュエータと、前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクが前記エンジンの出力トルクを超えないように設定した最大吸収トルク値以内に前記油圧ポンプの吸収トルクが保持されるように、前記圧力検出手段から入力される前記油圧ポンプの吐出圧に基づいて前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する吸収トルク制御手段を有し、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記最大吸収トルク値を低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力する制御装置とを備えるものとする。
(3)上記(1)又は(2)は、好ましくは、前記制御装置は、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、そのしきい値からの温度上昇量に応じた分量だけ前記油圧ポンプの吸収トルクを低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力するものとする。
(4)上記(1)から(3)いずれかは、好ましくは、外気温を検出する他の温度検出手段を備え、前記制御装置は、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度と前記他の温度検出手段から入力される外気温との差がしきい値以上に上昇した場合、前記油圧ポンプの吸収トルクを低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力するものとする。
(5)上記目的を達成するために、本発明は、被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、動力を発生するエンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する油圧アクチュエータと、前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する傾転アクチュエータ、及び前記油圧ポンプの吸収トルクが低減するように前記傾転アクチュエータに作動力を与える作動力付加手段を有し、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記傾転アクチュエータに作動力を与える指令を前記作動力付加力手段に出力する制御装置とを備えるものとする。
(6)上記目的を達成するために、本発明は、被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、動力を発生するエンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の第1の油圧ポンプと、この第1の油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記処理装置を駆動する第1の油圧アクチュエータと、前記エンジンによって駆動される可変容量型の第2の油圧ポンプと、前記第2の油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する第2の油圧アクチュエータと、前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、前記第1の油圧ポンプの吐出圧を検出する第1の吐出圧検出手段と、前記第2の油圧ポンプの吐出圧を検出する第2の吐出圧検出手段と、前記第1及び第2の油圧ポンプの吸収トルクの合計が前記エンジンの出力トルクを超えないように設定した最大吸収トルク値以内に前記第1及び第2の油圧ポンプの吸収トルクの合計が保持されるように、前記第1及び第2の圧力検出手段によって検出される前記第1及び第2の油圧ポンプの吐出圧に基づいて前記第2の油圧ポンプの吸収トルクを制御する傾転アクチュエータ、及び前記最大吸収トルク値が低減するように前記傾転アクチュエータに作動力を与える作動力付加手段を有し、前記第2の油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記傾転アクチュエータに作動力を与える指令を前記作動力付加手段に出力する制御装置とを備えるものとする。
本発明によれば、被処理物の供給過多によって処理装置に過負荷がかかってもエンジンの温度上昇を抑制することができるので、被処理物の処理を継続及び延長することができ、被処理物の処理効率を向上することができる。
以下、本発明のリサイクル機械の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を表す側面図、図2はその上面図、図3は図1中左側から見た正面図である。
これら図1から図3において、1は走行体で、この走行体1は、走行装置2と、この走行装置2の上部にほぼ水平に延設した本体フレーム3とで構成されている。また、4は走行装置2のトラックフレームで、このトラックフレーム4は、本体フレーム3の下部に連設している。5,6はそれぞれこのトラックフレーム4の両端に設けた従動輪(アイドラ)及び駆動輪、7はこれら従動輪5及び駆動輪6に巻回した履帯(無限軌道履帯)、8は駆動輪6に直結した走行用油圧モータであり、自走式破砕機の左側に配置された左走行用油圧モータ8L及び右側に配置された右走行用油圧モータ8Rで構成されている(後述の図4参照)。9,10は本体フレーム3の長手方向一方側(図1中左側)に立設した支持ポスト、11はこれら支持ポスト9,10に支持された支持バーである。
12は破砕対象となる被破砕物(被処理物)を受入れるホッパで、このホッパ12は、下方に向かって縮径するよう形成されており、上記支持バー11上に複数の支持部材13を介して支持されている。なお、本実施の形態における自走式破砕機は、例えばビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊等の建設現場で発生する大小様々な建設廃材、産業廃棄物、若しくは岩石採掘現場や切羽で採掘される岩石・自然石等を処理対象とし、これらを上記被破砕物として受け入れ破砕処理するものである。
15はホッパ12のほぼ直下に位置するフィーダ(グリズリフィーダ)で、このフィーダ15は、ホッパ12に受け入れた被破砕物を破砕装置(処理装置)20(後述)に搬送し供給する役割を果たし、ホッパ12とは独立して支持バー11に支持されている。16はフィーダ15の本体で、このフィーダ本体16内には、先端(図2中右側端部)が櫛歯状に形成された櫛歯プレート17が複数(この例では2枚)階段状に固定されており、複数のバネ18を介して支持バー11上に振動可能に支持されている。19はフィーダ用油圧モータ(フィーダ用油圧アクチュエータ)で、このフィーダ用油圧モータ19は、投入された櫛歯プレート17上の被破砕物が後方側(図1中右側)に送られるようフィーダ15を加振するようになっている。なお、フィーダ用油圧モータ19の構成は、特に限定されるものではないが、例えば偏芯軸を回転駆動させる振動モータ等が挙げられる。また、14は櫛歯プレート17の櫛歯部分のほぼ直下に設けたシュートで、このシュート14は、櫛歯プレート17の櫛歯の隙間から落下する被破砕物中に含まれた細粒(いわゆるズリ)等を後述の排出コンベア40上に導く役割を果たすものである。
20は被破砕物を破砕する破砕装置(処理装置)としてのジョークラッシャ(以下適宜、破砕装置20と記述する)で、このジョークラッシャ20は、ホッパ12及びフィーダ15よりも後方側(図1中右側)に位置し、図1に示すように、本体フレーム3の長手方向(図1中左右方向)中央付近に搭載されている。また、ジョークラッシャ20は、公知の構成のものであり、内部には、互いの間隙空間が下方に向かって縮径するよう対向した一対の動歯及び固定歯(共に図示せず)が設けられている。21は破砕装置用油圧モータ(油圧アクチュエータ)(図2参照)で、この破砕装置用油圧モータ21はフライホイール22を回転駆動させ、更にこのフライホイール22の回転運動は、公知の変換機構を介して動歯(図示せず)の揺動運動に変換されるようになっている。即ち、動歯は、静止した固定歯に対して概ね前後方向(図1中左右方向)に揺動するようになっている。なお、本実施の形態において、破砕装置用油圧モータ21からフライホイール22への駆動伝達構造は、ベルト(図示せず)を介した構成となっているが、これに限られるものではなく、例えばチェーンを介する構成等、他の構成であっても構わない。
25は各作動装置の動力源を内蔵した動力装置(パワーユニット)で、この動力装置25は、図1に示したように、破砕装置20より更に後方側(図1中右側)に位置し、支持部材26を介し本体フレーム3の長手方向他方側(図1中右側)端部に支持されている。また、動力装置25内には、動力を発生するエンジン(原動機)61(後述)、このエンジン61によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ62,63(後述)、エンジン61の冷却水を冷却するラジエータ、及び油圧ポンプ62,63によって吐出される圧油を冷却するオイルクーラ等が備えられている。30,31はそれぞれ動力装置25に内蔵した燃料タンク及び作動油タンク(共に図示せず)の給油口で、これら給油口30,31は、動力装置25の上部に設けられている。32はプレクリーナで、このプレクリーナ32は、エンジン61への吸気中の塵埃を、動力装置25内のエアクリーナ(図示せず)の上流側にて事前に捕集するものである。また、35は操作者が搭乗する運転席で、この運転席35は、動力装置25の前方側(図1中左側)の区画に設けられている。36a,37aは左・右走行用油圧モータ8L,8Rを操作するための左・右走行用操作レバーである。
40は被破砕物を破砕した破砕物や前述のズリ等を機外に搬送し排出する排出コンベアで、この排出コンベア40は、排出側(この場合、図1中右側)の部分が、斜めに立ち上がるよう、支持部材41,42を介し、動力装置25に取りつけたアーム部材43から懸架されている。また、この排出コンベア40は、その排出側と反対側(図1中左側)の部分が本体フレーム3からほぼ水平な状態で吊り下げ支持されている。45は排出コンベア40のコンベアフレーム、46,47はこのコンベアフレーム45の両端に設けた従動輪(アイドラ)及び駆動輪、48は駆動輪47に直結した排出コンベア用油圧モータ(図2参照)である。50は従動輪46及び駆動輪47に巻回した搬送ベルトで、この搬送ベルト50は、排出コンベア用油圧モータ48によって駆動輪47が回転駆動させられることにより循環駆動するようになっている。
55は排出する破砕物中の鉄筋等といった異物(磁性物)を除去する磁選機で、この磁選機55は、支持部材56を介し上記アーム部材43に吊り下げ支持されている。磁選機55は、駆動輪57及び従動輪58に巻回した磁選機ベルト59が、排出コンベア40の搬送ベルト50の搬送面に対しほぼ直交するよう近接配置してある。60は駆動輪57に直結した磁選機用油圧モータである。なお、磁選機ベルト59の循環軌跡の内側には、図示しない磁力発生手段が設けられており、搬送ベルト50上の鉄筋等の異物は、磁選機ベルト59越しに作用する磁力発生手段からの磁力により磁選機ベルト59に吸着され、排出コンベア40の側方に搬送され落下させられるようになっている。
ここで、上記走行体1、フィーダ15、破砕装置20、排出コンベア40、及び磁選機55は、この自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置によって駆動される被駆動部材を構成している。図4から図6は、本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置の全体構成を表す油圧回路図である。
これら図4から図6において、油圧駆動装置は、動力を発生するエンジン61と、このエンジン61によって駆動される可変容量型の第1油圧ポンプ62及び第2油圧ポンプ63と、これら油圧ポンプ62,63と同様にエンジン61によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ64と、第1及び第2油圧ポンプ62,63から吐出される圧油がそれぞれ供給される左・右走行用油圧モータ8L,8R、フィーダ用油圧モータ19、破砕装置用油圧モータ21、排出コンベア用油圧モータ48、及び磁選機用油圧モータ60と、第1及び第2油圧ポンプ62,63からこれら油圧モータ8L,8R,19,21,48,60に供給される圧油の流れ(方向及び流量、若しくは流量のみ)を制御する6つのコントロールバルブ65,66,67,68,69,70と、前記の運転席35に設けられ、左・右走行用コントロールバルブ66,67(後述)をそれぞれ切り換え操作するための左・右走行用操作レバー36a,37aと、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量Q1,Q2(後述の図8参照)を制御するレギュレータ装置71,72と、例えば運転席35内に設けられ、破砕装置20、フィーダ15、排出コンベア40、及び磁選機55の始動・停止等を操作者が指示入力して操作するための操作盤73とを有している。
上記6つのコントロールバルブ65〜70は、2位置切換弁又は3位置切換弁であり、破砕装置用油圧モータ21に接続された破砕装置用コントロールバルブ65と、左走行用油圧モータ8Lに接続された左走行用コントロールバルブ66と、右走行用油圧モータ8Rに接続された右走行用コントロールバルブ67と、フィーダ用油圧モータ19に接続されたフィーダ用コントロールバルブ68と、排出コンベア用油圧モータ48に接続された排出コンベア用コントロールバルブ69と、磁選機用油圧モータ60に接続された磁選機用コントロールバルブ70とから構成されている。
このとき、第1及び第2油圧ポンプ62,63のうち、第1油圧ポンプ62は、左走行用コントロールバルブ66及び破砕装置用コントロールバルブ65を介して左走行用油圧モータ8L及び破砕装置用油圧モータ21へ供給するための圧油を吐出している。これらコントロールバルブ65,66はいずれも、対応する油圧モータ21,8Lへの圧油の方向及び流量を制御可能な3位置切換弁となっており、第1油圧ポンプ62の吐出管路74に接続されたセンターバイパスライン75において、上流側から、左走行用コントロールバルブ66、破砕装置用コントロールバルブ65の順序で配置されている。なお、センターバイパスライン75の最下流側には、ポンプコントロールバルブ76(詳細は後述)が設けられている。
一方、第2油圧ポンプ63は、右走行用コントロールバルブ67、フィーダ用コントロールバルブ68、排出コンベア用コントロールバルブ69、及び磁選機用コントロールバルブ70を介し、右走行用油圧モータ8R、フィーダ用油圧モータ19、排出コンベア用油圧モータ48、及び磁選機用油圧モータ60へ供給するための圧油を吐出している。これらのうち右走行用コントロールバルブ67は対応する右走行用油圧モータ8Rへの圧油の流れを制御可能な3位置切換弁となっており、その他のコントロールバルブ68,69,70は対応する油圧モータ19,48,60への圧油の流量を制御可能な2位置切換弁となっており、第2油圧ポンプ63の吐出管路77に接続されたセンターバイパスライン78a及びこれの下流側にさらに接続されたセンターライン78bにおいて、上流側から、右走行用コントロールバルブ67、磁選機用コントロールバルブ70、排出コンベア用コントロールバルブ69、及びフィーダ用コントロールバルブ68の順序で配置されている。なお、センターライン78bは、最下流側のフィーダ用コントロールバルブ68の下流側で閉止されている。
上記コントロールバルブ65〜70のうち、左・右走行用コントロールバルブ66,67はそれぞれ、パイロットポンプ64で発生されたパイロット圧を用いて操作されるセンターバイパス型のパイロット操作弁である。これら左・右走行用コントロールバルブ66,67は、パイロットポンプ64で発生され前述の操作レバー36a,37aを備えた操作レバー装置36,37で所定圧力に減圧されたパイロット圧により操作される。
すなわち、操作レバー装置36,37は、操作レバー36a,37aとその操作量に応じたパイロット圧を出力する一対の減圧弁36b,36b及び37b,37bとを備えている。操作レバー装置36の操作レバー36aを図4中a方向(又はその反対方向、以下対応関係同じ)に操作すると、パイロット圧がパイロット管路79(又はパイロット管路80)を介して左走行用コントロールバルブ66の駆動部66a(又は駆動部66b)に導かれ、これによって左走行用コントロールバルブ66が図4中上側の切換位置66A(又は下側の切換位置66B)に切り換えられ、第1油圧ポンプ62からの圧油が吐出管路74、センターバイパスライン75、及び左走行用コントロールバルブ66の切換位置66A(又は下側の切換位置66B)を介して左走行用油圧モータ8Lに供給され、左走行用油圧モータ8Lが順方向(又は逆方向)に駆動される。
なお、操作レバー36aを図4に示す中立位置にすると、左走行用コントロールバルブ66はバネ66c,66dの付勢力で図4に示す中立位置に復帰し、左走行用油圧モータ8Lは停止する。
同様に、操作レバー装置37の操作レバー37aを図4中b方向(又はその反対方向)に操作すると、パイロット圧がパイロット管路81(又はパイロット管路82)を介し右走行用コントロールバルブ67の駆動部67a(又は駆動部67b)に導かれて図4中上側の切換位置67A(又は下側の切換位置67B)に切り換えられ、右走行用油圧モータ8Rが順方向(又は逆方向)に駆動されるようになっている。操作レバー37aを中立位置にするとバネ67c,67dの付勢力で右走行用コントロールバルブ67は中立位置に復帰し右走行用油圧モータ8Rは停止する。
ここで、パイロットポンプ64からのパイロット圧を操作レバー装置36,37に導くパイロット導入管路83a,83bには、コントローラ84からの駆動信号St(後述)で切り換えられるソレノイド制御弁85が設けられている。このソレノイド制御弁85は、ソレノイド85aに入力される駆動信号StがONになると図6中左側の連通位置85Aに切り換えられ、パイロットポンプ64からのパイロット圧を導入管路83a,83bを介し操作レバー装置36,37に導き、操作レバー36a,37aによる左・右走行用コントロールバルブ66,67の上記操作を可能とする。
一方、駆動信号StがOFFになると、ソレノイド制御弁85はバネ85bの復元力で図6中右側の遮断位置85Bに復帰する。これにより、導入管路83aと導入管路83bとを遮断すると共に導入管路83bをタンク86へのタンクライン86aに連通させ、この導入管路83b内の圧力をタンク圧とし、操作レバー装置36,37による左・右走行用コントロールバルブ66,67の上記操作を不可能とするようになっている。
破砕装置用コントロールバルブ65は、両端にソレノイド駆動部65a,65bを備えたセンターバイパス型の電磁比例弁である。ソレノイド駆動部65a,65bには、コントローラ84からの駆動信号Scrで駆動されるソレノイドがそれぞれ設けられており、破砕装置用コントロールバルブ65はその駆動信号Scrの入力に応じて切り換えられるようになっている。
すなわち、駆動信号Scrが破砕装置20の正転(又は逆転、以下、対応関係同じ)に対応する信号、例えばソレノイド駆動部65a及び65bへの駆動信号ScrがそれぞれON及びOFF(又はソレノイド駆動部65a及び65bへの駆動信号ScrがそれぞれOFF及びON)になると、破砕装置用コントロールバルブ65が図4中上側の切換位置65A(又は下側の切換位置65B)に切り換えられる。これにより、第1油圧ポンプ62からの圧油が吐出管路74、センターバイパスライン75、及び破砕装置用コントロールバルブ65の切換位置65A(又は下側の切換位置65B)を介して破砕装置用油圧モータ21に供給される。これにより破砕装置用油圧モータ21は、第1油圧ポンプ62が吐出する圧油によって順方向(又は逆方向)駆動され、破砕装置20を駆動する。また、駆動信号Scrが破砕装置20の停止に対応する信号、例えばソレノイド駆動部65a及び65bへの駆動信号ScrがともにOFFになると、コントロールバルブ65がバネ65c,65dの付勢力で図4に示す中立位置に復帰し、破砕装置用油圧モータ21は停止する。
ポンプコントロールバルブ76は、流量を圧力に変換する機能を備えるものであり、前記のセンターバイパスライン75とタンクライン86bとを絞り部分76aaを介して接続・遮断可能なピストン76aと、このピストン76aの両端部を付勢するバネ76b,76cと、前記のパイロットポンプ64の吐出管路87にパイロット導入管路88a(後述)及びパイロット導入管路88c(同)を介して上流側が接続されてパイロット圧が導かれ、下流側がタンクライン86cに接続され、かつ前記のバネ76bによってリリーフ圧が可変に設定される可変リリーフ弁76dとを備えている。
このような構成により、ポンプコントロールバルブ76は以下のように機能する。すなわち、上述したように左走行用コントロールバルブ66及び破砕装置用コントロールバルブ65はセンターバイパス型の弁となっており、センターバイパスライン75を流れる流量は、各コントロールバルブ66,65の操作量(すなわちスプールの切換ストローク量)により変化する。各コントロールバルブ66,65の中立時、すなわち第1油圧ポンプ62へ要求する各コントロールバルブ66,65の要求流量(言い換えれば左走行用油圧モータ8L及び破砕装置用油圧モータ21の要求流量)が少ない場合には、第1油圧ポンプ62から吐出される圧油のうちほとんどが余剰流量Qt1(後述の図7参照)としてセンターバイパスライン75を介してポンプコントロールバルブ76に導入され、比較的大きな流量の圧油がピストン76aの絞り部分76aaを介してタンクライン86bへ導出される。これにより、ピストン76aは図4中右側に移動するので、バネ76bによるリリーフ弁76dの設定リリーフ圧が低くなり、管路88cから分岐して設けられる管路であって後述のネガティブ傾転制御用の第1サーボ弁131へ至る管路90に、比較的低い制御圧力(ネガコン圧)Pc1を発生する。
逆に、各コントロールバルブ66,65が操作されて開状態となった場合、すなわち第1油圧ポンプ62へ要求する要求流量が多い場合には、センターバイパスライン75に流れる前記余剰流量Qt1は、油圧モータ8L,21側へ流れる流量分だけ減じられるため、ピストン絞り部分76aaを介しタンクライン86bへ導出される圧油流量は比較的小さくなり、ピストン76aは図4中左側に移動してリリーフ弁76dの設定リリーフ圧が高くなるので、管路90の制御圧力Pc1は高くなる。
本実施の形態では、後述するように、この制御圧力(ネガコン圧)Pc1の変動に基づき、第1油圧ポンプ62の斜板62Aの傾転角を制御するようになっている。
なお、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出管路74,77から分岐した管路91,92には、リリーフ弁93及びリリーフ弁94がそれぞれ設けられており、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、それぞれに備えられたバネ93a,94aの付勢力で設定するようになっている。
フィーダ用コントロールバルブ68は、ソレノイド駆動部68aを備えた電磁切換弁である。ソレノイド駆動部68aには、コントローラ84からの駆動信号Sfで駆動されるソレノイドが設けられており、フィーダ用コントロールバルブ68はその駆動信号Sfの入力に応じて切り換えられるようになっている。すなわち、駆動信号Sfがフィーダ15を動作させるON信号になると、フィーダ用コントロールバルブ68が図5中上側の切換位置68Aに切り換えられる。
これにより、吐出管路77、センターバイパスライン78a、及びセンターライン78bを介し導かれた第2油圧ポンプ63からの圧油は、切換位置68Aに備えられた絞り手段68Aaから、これに接続する管路95、この管路95に設けられた圧力制御弁96(詳細は後述)、切換位置68Aに備えられたポート68Ab、及びこのポート68Abに接続する供給管路97を経て、フィーダ用油圧モータ19に供給される。これによりフィーダ用油圧モータ19は、第2油圧ポンプ63が吐出する圧油によって駆動され、フィーダ15を駆動する。また、駆動信号Sfがフィーダ15の停止に対応するOFF信号になると、フィーダ用コントロールバルブ68はバネ68bの付勢力で図5に示す遮断位置68Bに復帰し、フィーダ用油圧モータ19は停止する。
排出コンベア用コントロールバルブ69は、上記フィーダ用コントロールバルブ68同様、そのソレノイド駆動部69aにコントローラ84からの駆動信号Sconで駆動されるソレノイドが設けられる。駆動信号Sconが排出コンベア40を動作させるON信号になると、コンベア用コントロールバルブ69は図5中上側の連通位置69Aに切り換えられ、センターライン78bからの圧油が、切換位置69Aの絞り手段69Aaから、管路98、圧力制御弁99(詳細は後述)、切換位置69Aのポート69Ab、及びこのポート69Abに接続する供給管路100を介し排出コンベア用油圧モータ48に供給されて駆動される。駆動信号Sconが排出コンベア40の停止に対応するOFF信号になると、排出コンベア用コントロールバルブ69はバネ69bの付勢力で図5に示す遮断位置69Bに復帰し、排出コンベア用油圧モータ48は停止する。
磁選機用コントロールバルブ70は、上記フィーダ用コントロールバルブ68及び排出コンベア用コントロールバルブ69同様、ソレノイド駆動部70aのソレノイドがコントローラ84からの駆動信号Smで駆動される。駆動信号SmがON信号になると、磁選機用コントロールバルブ70は図5中上側の連通位置70Aに切り換えられ、圧油が絞り手段70Aa、管路101、圧力制御弁102(詳細は後述)、ポート70Ab、供給管路103を介し磁選機用油圧モータ60に供給されて駆動される。駆動信号SmがOFF信号になると、磁選機用コントロールバルブ70はバネ70bの付勢力で遮断位置70Bに復帰する。
なお、上記したフィーダ用油圧モータ19、排出コンベア用油圧モータ48、及び磁選機用油圧モータ60への圧油の供給に関し、回路保護等の観点から、供給管路97,100,103とタンクライン86bとの間を接続する管路104,105,106に、それぞれリリーフ弁107,108,109が設けられている。
ここで、前述した管路95,98,101に設けた圧力制御弁96,99,102に係わる機能について説明する。
フィーダ用コントロールバルブ68の切換位置68Aの前記ポート68Ab、排出コンベア用コントロールバルブ69の切換位置69Aの前記ポート69Ab、及び磁選機用コントロールバルブ70の切換位置70Aのポート70Abには、それぞれ、対応するフィーダ用油圧モータ19、排出コンベア用油圧モータ48、磁選機用油圧モータ60の負荷圧力をそれぞれ検出するための負荷検出ポート68Ac、負荷検出ポート69Ac、負荷検出ポート70Acが連通されている。このとき、負荷検出ポート68Acは負荷検出管路110に接続しており、負荷検出ポート69Acは負荷検出管路111に接続しており、負荷検出ポート70Acは負荷検出管路112に接続している。
ここで、フィーダ用油圧モータ19の負荷圧力が導かれる前記負荷検出管路110と、排出コンベア用油圧モータ48の負荷圧力が導かれる前記負荷検出管路111とは、さらにシャトル弁113を介して負荷検出管路114に接続され、シャトル弁113を介して選択された高圧側の負荷圧力はこの負荷検出管路114に導かれるようになっている。またこの負荷検出管路114と、磁選機用油圧モータ60の負荷圧力が導かれる前記負荷検出管路112とは、シャトル弁115を介して最大負荷検出管路116に接続され、シャトル弁115で選択された高圧側の負荷圧力が最大負荷圧力として最大負荷検出管路116に導かれるようになっている。
そして、この最大負荷検出管路116に導かれた最大負荷圧力は、最大負荷検出管路116に接続する管路117,118,119,120を介して、対応する前記圧力制御弁96,99,102の一方側にそれぞれ伝達される。このとき、圧力制御弁96,99,102の他方側には前記の管路95,98,101内の圧力、すなわち絞り手段68Aa,69Aa,70Aaの下流側圧力が導かれている。
以上により、圧力制御弁96,99,102は、コントロールバルブ68,69,70の絞り手段68Aa,69Aa,70Aaの下流側圧力と、フィーダ用油圧モータ19、排出コンベア用油圧モータ48、及び磁選機用油圧モータ60のうちの最大負荷圧力との差圧に応答して作動し、各油圧モータ19,48,60の負荷圧力の変化にかかわらず、前記の差圧を一定値に保持するようになっている。すなわち、絞り手段68Aa,69Aa,70Aaの下流側圧力を、前記の最大負荷圧力よりもバネ96a,99a,102aによる設定圧分だけ高くするようになっている。
一方、第2油圧ポンプ63の吐出管路77に接続したセンターバイパスライン78a及びセンターライン78bから分岐したブリードオフ管路121には、バネ122aを備えたリリーフ弁(アンロード弁)122が設けられている。このリリーフ弁122の一方側には、最大負荷検出管路116に接続する管路123を介して最大負荷圧力が導かれており、またリリーフ弁122の他方側にはポート122bを介しブリードオフ管路121内の圧力が導かれている。これにより、リリーフ弁122は、管路121及びセンターライン78b内の圧力を、前記の最大負荷圧力よりもバネ122aによる設定圧分だけ高くするようになっている。すなわち、リリーフ弁122は、管路121及びセンターライン78b内の圧力が、最大負荷圧が導かれる管路123内の圧力にバネ122aのバネ力分が加算された圧力になったときに、管路121の圧油をポンプコントロールバルブ124を介してタンク86へと導くようになっている。以上の結果、第2油圧ポンプ63の吐出圧が最大負荷圧よりもバネ122aによる設定圧分だけ高くなるロードセンシング制御が実現される。
なお、このときバネ122aで設定されるリリーフ圧は、前述したリリーフ弁93及びリリーフ弁94の設定リリーフ圧よりも小さい値に設定されている。
そして、ブリードオフ管路121のリリーフ弁122より下流側には、前記のポンプコントロールバルブ76と同様の流量−圧力変換機能をもつポンプコントロールバルブ124が設けられており、タンクライン86dに接続されるタンクライン86eと管路121とを絞り部分124aaを介して接続・遮断可能なピストン124aと、このピストン124aの両端部を付勢するバネ124b,124cと、前記のパイロットポンプ64の吐出管路87にパイロット導入管路88a及びパイロット導入管路88bを介して上流側が接続されてパイロット圧が導かれ、下流側が上記タンクライン86eに接続され、かつ前記のバネ124bによってリリーフ圧が可変に設定される可変リリーフ弁124dとを備えている。
このような構成により、破砕作業時において、ポンプコントロールバルブ124は以下のように機能する。すなわち、上述したようにセンターライン78bの最下流側端は閉止されており、また破砕作業時には後述のように右走行用コントロールバルブ67は操作されないため、センターライン78bを流れる圧油の圧力は、フィーダ用コントロールバルブ68、排出コンベア用コントロールバルブ69、磁選機用コントロールバルブ70の操作量(すなわちスプールの切換ストローク量)により変化する。各コントロールバルブ68,69,70の中立時、すなわち第2油圧ポンプ63へ要求する各コントロールバルブ68,69,70の要求流量(言い換えれば各油圧モータ19,48,60の要求流量)が少ない場合には、第2油圧ポンプ63から吐出される圧油はほとんど供給管路97,100,103に導入されないため、余剰流量Qt2(後述の図7参照)としてリリーフ弁122から下流側へ導出され、ポンプコントロールバルブ124に導入される。これにより、比較的大きな流量の圧油がピストン124aの絞り部分124aaを介してタンクライン86eへ導出されるので、ピストン124aは図5中右側に移動してバネ124bによるリリーフ弁124dの設定リリーフ圧が低くなり、パイロット導入管路88bから分岐して設けられ後述のネガティブ傾転制御用の第1サーボ弁132へ至る管路125に、比較的低い制御圧力(ネガコン圧)Pc2を発生する。
逆に、各コントロールバルブが操作されて開状態となった場合、すなわち第2油圧ポンプ63への要求流量が多い場合には、ブリードオフ管路121に流れる前記余剰流量Qt2が油圧モータ19,48,60側へ流れる流量分だけ減じられるため、ピストン絞り部分124aaを介しタンクライン86eへ導出される圧油流量は比較的小さくなり、ピストン124aは図5中左側に移動してリリーフ弁124dの設定リリーフ圧が高くなるので、管路125の制御圧力Pc2は高くなる。本実施の形態では、後述するように、この制御圧力Pc2の変動に基づき、第2油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転角を制御するようになっている(詳細は後述)。
以上説明した、圧力制御弁96,99,102による絞り手段68Aa,69Aa,70Aaの下流側圧力と最大負荷圧力との間の制御、及びリリーフ弁122によるブリードオフ管路121内の圧力と最大負荷圧力との間の制御により、絞り手段68Aa,69Aa,70Aaの前後差圧を一定とする圧力補償機能を果たすこととなる。これにより、各油圧モータ19,48,60の負荷圧力の変化にかかわらず、コントロールバルブ68,69,70の開度に応じた流量の圧油を対応する油圧モータに供給できるようになっている。
そして、この圧力補償機能と、ポンプコントロールバルブ124からの制御圧力Pc2の出力に基づく後述の油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転角制御とにより、結果として、第2油圧ポンプ63の吐出圧と絞り手段68Aa,69Aa,70Aaの下流側圧力との差が一定に保持されるようになっている(詳細は後述)。
また、最大負荷圧が導かれる管路123とタンクライン86eとの間にはリリーフ弁126が設けられ、管路123内の最大圧力をバネ126aの設定圧以下に制限し、回路保護を図るようになっている。すなわち、このリリーフ弁126と前記リリーフ弁122とでシステムリリーフ弁を構成しており、管路123内の圧力が、バネ126aで設定された圧力より大きくなると、リリーフ弁126の作用により管路123内の圧力がタンク圧に下がり、これによって前述のリリーフ弁122が作動しリリーフ状態となるようになっている。
レギュレータ装置71,72は、斜板62A,63Aを制御する傾転アクチュエータ129,130と、この傾転アクチュエータ129,130を制御する第1サーボ弁131,132、第2サーボ弁133,134、及びソレノイド制御弁150とを備えており、これらにより第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量を制御している。即ち、サーボ弁131〜134及びソレノイド制御弁150により、パイロットポンプ64や第1及び第2油圧ポンプ62,63から吐出されて傾転アクチュエータ129,130の作動ピストン129c,130cに作用する圧油の圧力を制御して作動ピストン129c,130cに適宜作動力を与えて、第1及び第2油圧ポンプ62,63の斜板62A,63Aの傾転(すなわち押しのけ容積)を制御するようになっている。
傾転アクチュエータ129,130は、両端に大径の受圧部129a,130a及び小径の受圧部129b,130bを有する作動ピストン129c,130cと、受圧部129a,129b及び130a,130bがそれぞれ位置する受圧室129d,129e及び130d,130eとを有する。両受圧室129d,129e及び130d,130eの圧力が互いに等しいときは、作動ピストン129c,130cは受圧面積の差によって図6中右方向に移動する。このように作動ピストン129c,130cが図6中右方向へ移動すると、斜板62A,63Aの傾転は大きくなり、ポンプ吐出流量Q1,Q2が増大する。また、大径側の受圧室129d,130dの圧力が低下すると、作動ピストン129c,130cは図6中左方向に移動する。このように作動ピストン129c,130cが図6中右方向へ移動すると、斜板62A,63Aの傾転が小さくなりポンプ吐出流量Q1,Q2が減少するようになっている。なお、大径側の受圧室129d,130dは第1及び第2サーボ弁131〜134を介して、パイロットポンプ64の吐出管路87に連通する管路135に接続されており、小径側の受圧室129e,130eは直接管路135に接続されている。
ここで、レギュレータ装置71,72における第1サーボ弁131,132が行う制御について説明する。
第1サーボ弁131,132のうち、レギュレータ装置71の第1サーボ弁131は前述したようにポンプコントロールバルブ76からの制御圧力(ネガコン圧)Pc1により駆動されるネガティブ傾転制御用のサーボ弁である。レギュレータ装置72の第1サーボ弁132は、前述したようにポンプコントロールバルブ124からの制御圧力Pc2により駆動されるネガティブ傾転制御用のサーボ弁であり、第1サーボ弁131と互いに同等の構造となっている。
制御圧力Pc1,Pc2が高いときは、弁体131a,132aが図6中右方向に移動し、パイロットポンプ64からのパイロット圧PPを減圧せずに傾転アクチュエータ129,130の受圧室129d,130dに伝達し、これによって斜板62A,63Aの傾転が大きくなって第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量Q1,Q2を増大させる。そして制御圧力Pc1,Pc2が低下するにしたがって弁体131a,132aがバネ131b,132bの力で図6中左方向に移動し、パイロットポンプ64からのパイロット圧PPを減圧して受圧室129d,130dに伝達し、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量Q1,Q2を減少させるようになっている。
以上により、レギュレータ装置71の第1サーボ弁131では、前述したポンプコントロールバルブ76の機能と併せてコントロールバルブ65,66の要求流量に応じた吐出流量Q1が得られるよう、具体的にはセンターバイパスライン75から流入しポンプコントロールバルブ76を通過する流量が最小となるように第1油圧ポンプ62の斜板62Aの傾転(吐出流量)を制御する、いわゆるネガティブコントロールが実現される。
また、レギュレータ装置72の第1サーボ弁132では、前述したポンプコントロールバルブ124の機能と併せ、コントロールバルブ67,68,69,70の要求流量に応じた吐出流量Q2が得られるよう、具体的にはセンターバイパスライン78aから流入しポンプコントロールバルブ124を通過する流量が最小となるように第2油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転(吐出流量)を制御する、いわゆるネガティブコントロールが実現される。
以上のような構成の結果実現される、前記ポンプコントロールバルブ76,124及び前記レギュレータ装置71,72によるポンプ吐出流量の制御特性を図7及び図8を用いて説明する。
図7は、第1油圧ポンプ62から吐出されセンターバイパスライン75を介してポンプコントロールバルブ76のピストン絞り部分76aaへ導かれる前記余剰流量Qt1、又は第2油圧ポンプ63から吐出されリリーフ弁122を介してポンプコントロールバルブ124の前記ピストン絞り部分124aaへ導かれる前記余剰流量Qt2と、このときポンプコントロールバルブ76,124の前記可変リリーフ弁76d,124dの機能によって発生される前記制御圧力Pc1,Pc2との関係を表した図である。また、図8は、上記制御圧力Pc1,Pc2と第1及び第2油圧ポンプ62,63のポンプ吐出流量Q1,Q2との関係を示した図である。
これらの図7及び図8において、コントロールバルブ65,66(又はコントロールバルブ67,70,69,68、以下対応関係同じ)の要求流量が多く第1油圧ポンプ62(又は第2油圧ポンプ63)からポンプコントロールバルブ76(又はポンプコントロールバルブ124)への余剰流量Qt1(又は余剰流量Qt2)が全くないと制御圧力Pc1(又は制御圧力Pc2)は最大値P1となり(図7中の点1)、この結果、図8中の点1′に示すように、ポンプ吐出流量Q1(又はポンプ吐出流量Q2)は最大値Qmaxとなる。
コントロールバルブ65,66(又はコントロールバルブ67,70,69,68)の要求流量が減少して第1油圧ポンプ62(又は第2油圧ポンプ63)からポンプコントロールバルブ76(又はポンプコントロールバルブ124)への余剰流量Qt1(又はQt2)が増加するにつれて、図7中実線Aで示すように、制御圧力Pc1(又は制御圧力Pc2)は前記最大値P1からほぼ直線的に減少し、この結果、図8に示すように、ポンプ吐出流量Q1(又はポンプ吐出流量Q2)も前記最大値Qmaxからほぼ直線的に減少する。
そして、図7において、コントロールバルブ65,66(又はコントロールバルブ67,70,69,68)の要求流量がさらに減少し余剰流量Qt1(又はQt2)がさらに増加して制御圧力Pc1(又はPc2)がタンク圧PTまで減少すると(図7中の点2)、図8中の点2′に示すようにポンプ吐出流量Q1(又はポンプ吐出流量Q2)は最小値Qminとなるが、これ以降は、可変リリーフ弁76d,124dが全開状態となり、余剰流量Qt1(又はQt2)が増加しても制御圧力Pc1(又はPc2)はタンク圧PTのままとなり、ポンプ吐出流量Q1(又はQ2)も最小値Qminのままとなる(図8中の点2′)。
この結果、前述したように、コントロールバルブ65,66の要求流量に応じた吐出流量Q1が得られるよう第1油圧ポンプ62の斜板62Aの傾転を制御するネガティブコントロールや、コントロールバルブ67,70,69,68の要求流量に応じた吐出流量Q2が得られるよう第2油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転を制御するネガティブコントロールを実現するようになっている。
ここで、図4から図6に戻り、第2サーボ弁133,134及びソレノイド制御弁150の構成、及びこれらが行う制御について詳しく説明する。
第2サーボ弁133,134は、油圧ポンプ62,63の吸収トルクT1,T2を制御するためのサーボ弁であり、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吸収トルクの合計(以下「合計吸収トルク」とする)がエンジン62の出力トルクを超えないように設定した最大吸収トルク値以内に合計吸収トルクが保持されるように、吐出圧検出管路136a〜c,137a〜c(後述)によって検出される第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2に基づいて弁体133e,134eを作動し、傾転アクチュエータ129,130の受圧室129d,130d内の圧力を制御することにより作動ピストン129c,130cに作動力を与え、各油圧ポンプ62,63の吸収トルクT1,T2を制御している(いわゆる吸収トルク制限制御)。また、ソレノイド制御弁150は、第2油圧ポンプ63の最大吸収トルク値Tsが低減するように第2サーボ弁133,134に作動力を与えるものであり、温度センサ155,156(後述)から入力されるいずれかの温度がしきい値Ko以上に上昇した場合、第2サーボ弁133,134の操作駆動部133a,134aに作動力を与えることによって最大吸収トルク値Tsを制御している。以下、これら2つの制御の更なる詳細を順番に説明する。
まず、第2サーボ弁133,134が行う吸収トルク制限制御について説明する。第2サーボ弁133,134は、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2により作動する弁であり、それら吐出圧P1,P2が、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出管路74,77から分岐して設けられた吐出圧検出管路136a〜c,137a〜cを介し、操作駆動部133aの受圧室133b,133c及び操作駆動部134aの受圧室134b,134cにそれぞれ導かれるようになっている。
すなわち、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧の和P1+P2によって操作駆動部133a,134aに作用する力がバネ133d,134dで設定されるバネ力によって弁体133e,134eに作用する力より小さいときは、弁体133e,134eは図6中右方向に移動し、パイロットポンプ64から第1サーボ弁131,132を介し導かれたパイロット圧PPを減圧せずに傾転アクチュエータ129,130の受圧室129d,130dに伝達し、これによって第1及び第2油圧ポンプ62,63の斜板62A,63Aの傾転を大きくして吐出流量を大きくする。
これに対し、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧の和P1+P2による力がバネ133d,134dのバネ力設定値による力よりも大きくなるにしたがって弁体133e,134eが図6中左方向に移動し、パイロットポンプ64から第1サーボ弁131,132を介し導かれたパイロット圧PPを減圧して受圧室129d,130dに伝達し、これによって第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量を減少させるようになっている。
以上により、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2が上昇するに従って第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量Q1,Q2の最大値Q1max,Q2maxが小さく制限され、第1及び第2油圧ポンプ62,63の合計吸収トルクがエンジン61の出力トルク以下に制限するように第1及び第2油圧ポンプ62,63の斜板62A,63Aの傾転が制御される吸収トルク制限制御(馬力制御)が実現される。詳細には、第1油圧ポンプ62の吐出圧P1と第2油圧ポンプ63の吐出圧P2との和に応じて、第1及び第2油圧ポンプ62,63の合計吸収トルクをエンジン61の出力トルク以下に制限するいわゆる全馬力制御が実現されるようになっている。
次に、第2サーボ弁133,134及びソレノイド制御弁150が行う制御であって、温度センサ155,156が検出する温度に基づく第1及び第2油圧ポンプ62,63の最大吸収トルク値Tsの制御について説明する。本実施の形態の最も大きな特徴はこの最大吸収トルク値Tsの制御にある。
図6において、冷却水温度センサ155は、エンジン61に取り付けられており、エンジン61の冷却水の温度Keを検出している。また、作動油温度センサ156は、タンク86に取り付けられており、油圧駆動装置内の各部分を流通する作動油の温度Ktを検出している。これら温度センサ155,156はその検出値をコントローラ84に出力している。
コントローラ84は、温度センサ155,156から入力される冷却水温度Ke及び作動油温度Ktのいずれか大きい方が予め設定しておいたしきい値Ko以上に上昇した場合、そのしきい値からの温度上昇量に応じた大きさ(例えば比例関係)の駆動電流をソレノイド制御弁150のソレノイド駆動部150aに駆動信号Suとして出力する。
ソレノイド制御弁150は、弁体150cの一方(図6中右側)の端部にソレノイド駆動部150aを、他方の端部にバネ150bを備えており、コントローラ84からソレノイド駆動部150aへ出力される駆動信号Suによって作動される電磁比例弁である。
このソレノイド制御弁150は、駆動信号Suの駆動電流が最小の場合(即ち、冷却水温度Ke及び作動油温度Ktがしきい値Ko未満の場合)、バネ150bのバネ力(付勢力)によって受圧室133f,134fとタンク86を連通させる位置に弁体150cを保持する。これにより、ソレノイド制御弁150を介して第2サーボ弁の操作駆動部133a,134aに作用する制御圧力P3はタンク圧となるので、第2サーボ弁133,134の弁体133e,134eは油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2のみによって作動される。したがって、上記のように、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吸収トルクを最大吸収トルク値Tso(後述)以下に制限する吸収トルク制限制御を行う。
これに対して、冷却水温度Ke又は作動油温度Ktのいずれかがしきい値Ko以上に達した場合には、その温度上昇量に応じた駆動電流がソレノイド駆動部150aに作用し、弁体150cを図6中左方向へ作動させる。これによりパイロットポンプ64からのパイロット圧がソレノイド制御弁150から、導入管路151、及び導入管路152,153を介して第2サーボ弁133,134の受圧室133f,134fに導かれ、受圧室133f,134f内に制御圧力P3(P3はタンク圧より大きい)が発生する。このように受圧室133f,134fに発生された制御圧力P3は、受圧室133b,134b、及び受圧室133c,134cを介して第2サーボ弁133,134の操作駆動部133a,134aに作用している油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2とともに操作駆動部133a,134aに作用する。これにより、弁体133e,134eは制御圧力P3の分だけ図中左方向へ移動し易くなり、傾転アクチュエータ129,130の作動ピストン129c,130cが図6中左側に移動し易くなるので、結果として第1及び第2油圧ポンプ62,63の最大吸収トルク値Tsが低減される。次に、これについて図を用いて説明する。
図9は、第2サーボ弁133,134及びソレノイド制御弁150を備えた第1及び第2油圧ポンプ62,63の吸収トルク制御線図である。横軸は第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧の和(P1+P2)であり、縦軸は各油圧ポンプ62,63の吐出流量(押しのけ容積又は斜板の傾転)である。この図において、曲線Fsoは、受圧室133f,134fがタンク圧の場合における第1及び第2油圧ポンプ62,63の吸収トルクが最大吸収トルク値Tso以内になるように制御するための初期設定の制御線であり、曲線Fs1,Fs2は、最大吸収トルク値TsがTsoから低減するように受圧室133f,134fに制御圧P3をかけることにより、制御線をFsoから変更した場合の制御線である。また、Pfo,Pf1,Pf2(Pfo>Pf1>Pf2)は、制御線Fso,Fs1,Fs2によって吸収トルク制御が開始される圧力(制御開始圧力Pf)であり、Pmaxは、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧の和の最大値であるとともに、リリーフ弁93,94のリリーフ設定圧力の和に相当する値である。受圧室133f,134fにパイロット圧を導入することによって制御圧力P3が高くなる(駆動電流が大きくなる)に従い、バネ133d,134dの力と制御圧力P3による力の差で決まる最大吸収トルク値TsはTsoからTs1、Ts2へと低減しながら変化し、制御線はFsoからFs1、Fs2へと変化する。このとき、制御開始圧力Pfは、PfoからPf1、Pf2へと低減するので、第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出流量は最大吸収トルク制御をかける前と比較して吐出圧が低圧の場合でも低減され易くなる。これに対して、制御圧力P3がタンク圧に向かって小さくなる(駆動電流小さくなる)に従い、最大吸収トルク値はTs2、Ts1、Tsoと増大し、制御線はFs2、Fs1、Fsoへと変化する。
なお、本実施の形態における制御線Fso,Fs1,Fs2は、油圧ポンプの吐出圧と吐出流量との積(吸収トルク値)が一定となる双曲線の一部として定義されているが、これに限らず、Fso,Fs1,Fs2等の双曲線の少なくとも下方に位置する制御線として定義すれば良い。これには、例えば、制御線Fsoの下方に破線の折れ線で示す制御線Lsoのように、Fso,Fs1,Fs2の下方側と複数箇所で接するように設けられる折れ線として定義する方法がある。また、上記の説明では第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧の和を利用して吸収トルク制御を行っているが、例えば、吐出圧の和の平均値((P1+P2)/2)等によって制御しても良い。
以上により、冷却水温度センサ155及び作動油温度センサ156が検出する温度Ke,Ktのうちいずれか大きい方がしきい値Ko以上に上昇した場合、そのしきい値からの温度上昇量に応じて第2油圧ポンプの最大吸収トルク値Tsを低減する最大吸収トルク値制御が実現される。これにより、作動ピストン130cが図6中左に作動し易くなり、第2油圧ポンプ63の吐出流量が高圧側において制限され易くなるので、フィーダ用油圧モータ19に供給される圧油の最大流量が高圧側において低減され易くなる。したがって、破砕装置20に過負荷が掛かって油圧ポンプの吐出圧が高圧な場合において、破砕装置20へ供給される被破砕物の量が低減され易くなるので、エンジン61の温度上昇を抑制することができる。
操作盤73は、破砕装置20を起動・停止させるためのクラッシャ起動・停止スイッチ73aと、破砕装置20の動作方向を正転又は逆転方向のいずれかに選択するためのクラッシャ正転・逆転選択ダイヤル73bと、フィーダ15を起動・停止させるためのフィーダ起動・停止スイッチ73cと、排出コンベア40を起動・停止させるための排出コンベア起動・停止スイッチ73dと、磁選機55を起動・停止させるための磁選機起動・停止スイッチ73eと、走行操作を行う走行モード及び破砕作業を行う破砕モードのいずれか一方を選択するためのモード選択スイッチ73fとを備えている。
操作者が上記操作盤73の各種スイッチ及びダイヤルの操作を行うと、その操作信号が前記のコントローラ84に入力される。コントローラ84は、操作盤73からの操作信号に基づき、前述した破砕装置用コントロールバルブ65、フィーダ用コントロールバルブ68、排出コンベア用コントロールバルブ69、磁選機用コントロールバルブ70、及びソレノイド制御弁85のソレノイド駆動部65a,65b、ソレノイド駆動部68a、ソレノイド駆動部69a、ソレノイド駆動部70a、及びソレノイド85aへの前記の駆動信号Scr,Sf,Scon,Sm,Stを生成し、対応するソレノイドにそれらを出力するようになっている。
すなわち、操作盤73のモード選択スイッチ73fで「走行モード」が選択された場合には、ソレノイド制御弁85への駆動信号StをONにしてソレノイド制御弁85を図6中左側の連通位置85Aに切り換え、操作レバー36a,37aによる走行用コントロールバルブ66,67の操作を可能とする。操作盤73のモード選択スイッチ73fで「破砕モード」が選択された場合には、ソレノイド制御弁85への駆動信号StをOFFにして図6中右側の遮断位置85Bに復帰させ、操作レバー36a,37aによる走行用コントロールバルブ66,67の操作を不可能とする。
また、操作盤73のクラッシャ正転・逆転選択ダイヤル73bで「正転」(又は「逆転」、以下、対応関係同じ)が選択された状態でクラッシャ起動・停止スイッチ73aが「起動」側へ押された場合、破砕装置用コントロールバルブ65のソレノイド駆動部65a(又はソレノイド駆動部65b)への駆動信号ScrをONにするとともにソレノイド駆動部65b(又はソレノイド駆動部65a)への駆動信号ScrをOFFにし、破砕装置用コントロールバルブ65を図4中上側の切換位置65A(又は下側の切換位置65B)に切り換え、第1油圧ポンプ62からの圧油を破砕装置用油圧モータ21に供給して駆動し、破砕装置20を正転方向(又は逆転方向)に起動する。
その後、クラッシャ起動・停止スイッチ73aが「停止」側へ押された場合、破砕装置用コントロールバルブ65のソレノイド駆動部65a及びソレノイド駆動部65bへの駆動信号ScrをともにOFFにして図4に示す中立位置に復帰させ、破砕装置用油圧モータ21を停止し、破砕装置20を停止させる。
また、操作盤73のフィーダ起動・停止スイッチ73cが「起動」側へ押された場合、フィーダ用コントロールバルブ68のソレノイド駆動部68aへの駆動信号SfをONにして図5中上側の切換位置68Aに切り換え、第2油圧ポンプ63からの圧油をフィーダ用油圧モータ19に供給して駆動し、フィーダ15を起動する。その後、操作盤73のフィーダ起動・停止スイッチ73cが「停止」側へ押されると、フィーダ用コントロールバルブ68のソレノイド駆動部68aへの駆動信号SfをOFFにして図5に示す中立位置に復帰させ、フィーダ用油圧モータ19を停止し、フィーダ15を停止させる。
同様に、排出コンベア起動・停止スイッチ73dが「起動」側へ押された場合、排出コンベア用コントロールバルブ69を図5中上側の切換位置69Aに切り換え、排出コンベア用油圧モータ48を駆動して排出コンベア40を起動し、排出コンベア起動・停止スイッチ73dが「停止」側へ押されると、排出コンベア用コントロールバルブ69を中立位置に復帰させ、排出コンベア40を停止させる。
また、磁選機起動・停止スイッチ73eが「起動」側へ押された場合、磁選機用コントロールバルブ70を図5中上側の切換位置70Aに切り換え、磁選機用油圧モータ60を駆動して磁選機55を起動し、磁選機起動・停止スイッチ73eが「停止」側へ押されると、磁選機用コントロールバルブ70を中立位置に復帰させ、磁選機55を停止させる。
なお、上記の説明では、操作者が操作盤73の各装置のスイッチを起動側へ押すことで各装置を順次手動で起動するようにしたが、これに限らず、例えば連動起動スイッチを設け、操作者がこの連動起動スイッチを起動側へ押すことで磁選機55、排出コンベア40、破砕装置20、フィーダ15が順次自動的に起動するようにしてもよい。
以上において、特許請求の範囲の請求項1及び2記載の「油圧ポンプ」を構成するものは第2油圧ポンプ63であり、「油圧アクチュエータ」を構成するものはフィーダ用油圧モータ19であり、「吸収トルク制御手段」を構成するものは、傾転アクチュエータ130、第2サーボ弁134、及びソレノイド制御弁150であり、「制御手段」を構成するものはコントローラ84である。特許請求の範囲の請求項2記載の「吐出圧検出手段」を構成するものは、吐出圧検出管137、又は圧力センサ139である。
また、特許請求の範囲の請求項5記載の「傾転アクチュエータ」を構成するものは傾転アクチュエータ130であり、「作動力付加手段」を構成するものは、第2サーボ弁134、及びソレノイド制御弁150である。特許請求の範囲の請求項6記載の「第1の油圧ポンプ」を構成するものは第1油圧ポンプ62であり、「第2の油圧ポンプ」を構成するものは第2油圧ポンプ63であり、「第1の油圧アクチュエータ」を構成するものは破砕装置用油圧モータ21であり、「第2の油圧アクチュエータ」を構成するものはフィーダ用油圧モータ19であり、「第1の吐出圧検出手段」を構成するものは吐出圧検出管136,又は圧力センサ138であり、「第2の吐出圧検出手段」を構成するものは吐出圧検出管137,又は圧力センサ139である。
次に、上記のように構成した本発明第1の実施の形態である自走式破砕機の動作を説明する。
上記構成の自走式破砕機において、破砕作業時には、操作者は、操作盤73のモード選択スイッチ73fで「破砕モード」を選択して走行操作を不可能にした後、磁選機起動・停止スイッチ73e、排出コンベア起動・停止スイッチ73d、クラッシャ起動・停止スイッチ73a、及びフィーダ起動・停止スイッチ73cを順次「起動」側へ押す。
上記の操作により、コントローラ84から磁選機用コントロールバルブ70のソレノイド駆動部70aへの駆動信号SmがONになって磁選機用コントロールバルブ70が図5中上側の切換位置70Aに切り換えられ、またコントローラ84から排出コンベア用コントロールバルブ69のソレノイド駆動部69aへの駆動信号SconがONになって排出コンベア用コントロールバルブ69が図5中上側の切換位置69Aに切り換えられる。さらに、コントローラ84から破砕装置用コントロールバルブ65のソレノイド駆動部65aへの駆動信号ScrがONになるとともにソレノイド駆動部65bへの駆動信号ScrがOFFになり、破砕用コントロールバルブ65が図4中上側の切換位置65Aに切り換えられ、またフィーダ用コントロールバルブ68のソレノイド駆動部68aへの駆動信号SfがONになってフィーダ用コントロールバルブ68が図5中上側の切換位置68Aに切り換えられる。
これにより、第2油圧ポンプ63からの圧油がセンターバイパスライン78a及びセンターライン78bへ導入され、さらに磁選機用油圧モータ60、排出コンベア用油圧モータ48、及びフィーダ用油圧モータ19に供給され、磁選機55、排出コンベア40、及びフィーダ15が起動される。一方、第1油圧ポンプ62からの圧油が破砕装置用油圧モータ65に供給されて破砕装置20が正転方向に起動される。
そして、例えば油圧ショベル等によりホッパ12に被破砕物を投入すると、ホッパ12で受け入れられた被破砕物は、フィーダ15によって搬送される。このとき、櫛歯プレート17の櫛歯間の間隙よりも小さなもの(ズリ等)は、櫛歯間の隙間からシュート14を介して排出コンベア40上に導かれ、それより大きなものは破砕装置20へと搬送される。破砕装置20に搬送された被破砕物は、固定歯及び動歯により所定の粒度に砕かれ、下方の排出コンベア40上に落下する。排出コンベア40上に導かれた破砕物やズリ等は、後方(図1中右側)に向かって搬送され、その途中で上記磁選機55により鉄筋等の異物を吸着除去された上で、最終的に機外に排出される。
このような手順で行われる破砕作業において、上記フィーダ起動・停止スイッチ73cが操作者により「起動」側へ押された時点から、コントローラ84は温度センサ155,156の検出値に基づく第2油圧ポンプ63の最大吸収トルク値制御を開始する。
まず、コントローラ84は、温度センサ155,156より出力される冷却水温度Ke,作動油温度Ktのうち、その値が高い方(最大温度Kmaxとする)が予め設定しておいたしきい値Ko(例えば90度)以上に上昇するかどうかを判定する。このとき、フィーダ15による破砕装置20への被破砕物の供給が適正に行われる等してエンジン温度が正常な場合には、冷却水温度Ke,作動油温度Ktはしきい値Koより小さいままなので、上記判定は満たされず、コントローラ84による温度Ke,Ktの監視が継続される。
ここで、例えばフィーダ15による破砕装置20への被破砕物の供給量が過大となり、これによって破砕装置用油圧モータ21の負荷圧力が上昇した場合、これに伴って冷却水温度Ke,作動油温度Ktが上昇する。このとき最大温度Kmaxがしきい値Ko以上に上昇して上記の判定が満たされると、コントローラ84はしきい値Koからの温度上昇量(即ち、KmaxとKoの差)に応じた大きさの駆動電流からなる駆動信号Suをソレノイド制御弁150のソレノイド駆動部150aに出力する。これにより、ソレノイド制御弁150の弁体150cは駆動信号Suの電流の大きさに応じた分だけ図6中の左方向へ作動し、パイロットポンプ64からのパイロット圧が導入管路151を介して第2サーボ弁134の受圧室134fへ導かれる。受圧室134fに導かれた圧油は受圧室134f内で制御圧力P3を発生し、この制御圧力P3は第1及び第2油圧ポンプ62,63の吐出圧P1,P2とともに第2サーボ弁134の操作駆動部134aに作用する。
操作駆動部134aに作用する上記圧力の和(P1+P2+P3)によって第2サーボ弁の弁体134eは図6中左方向へ移動し、傾転アクチュエータ130の受圧室130d内の圧力が低減する。これにより、パイロットポンプ64のパイロット圧によって作動ピストン130cが図6中左方向へ移動し、第2油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転が小さくなるので、第2油圧ポンプ63の最大吸収トルク値Tsは制御圧力P3の大きさに応じて低減する。以上により、フィーダ用油圧モータ19に供給される圧油の最大流量が制限され易くなるので、フィーダが処理装置20へ供給する被破砕物の量が制限され易くなり、破砕装置20の過負荷を要因とするエンジン61の温度上昇が抑制される。
コントローラ84は、これ以降も、最大温度Kmaxとしきい値Koの差に応じて駆動信号Suを出力する制御を行い、第2油圧ポンプ63の最大吸収トルク値Tsの制御を継続する。なお、最大温度Kmaxがしきい値以下に回復した場合には駆動信号Suの出力を停止し、最大温度Kmaxの監視を再び行う。
本実施の形態の効果の理解を容易にするために、本実施の形態の比較対象となる技術を説明する。
本実施の形態の比較対象(比較例)となる技術としては、樹枝等を主に粉砕する粉砕装置を備えるチッパシュレッダーに利用される技術であり、オーバーヒートが発生してエンジンの温度が予め設定しておいた上限値まで上昇すると、粉砕装置へ被粉砕物を供給しているフィーダをわずかに逆転させた後に停止させることにより部品損傷の抑制を図っているものがある(特許文献1等参照)。ところが、この技術は、エンジン温度が設定値に到達するとフィーダを停止させるものであり、一旦フィーダが停止されるとその駆動が再開されるまで粉砕処理が中断されてしまう。したがって、粉砕処理を継続して行うことができず処理効率が低下してしまう。また、上記技術は、エンジン温度が上限値に至る過程における対処については配慮されておらず、オーバーヒートを極力回避したり、オーバーヒートに到達するまでの時間を引き延ばしたりすることができない。そのため、粉砕処理可能な時間が短くなり、処理効率は一層低下してしまう。
また、上記の小型の粉砕機とは別に比較的大型の破砕機(例えば、第1の実施の形態の破砕機や、後述する木材破砕機等)では、破砕処理中のオペレータは破砕機の操作盤等の前にいない場合(例えば、油圧ショベル等の投入重機を利用して破砕機のホッパに被破砕物を投入している)があり、破砕機の状態を把握することが難しい場合がある。この点に着目した技術として、オーバーヒート等の機械の異常をオペレータに知らせるために警報信号等を取り付けた破砕機があるが、このように構成してもオペレータが機械から離れた場所にいるために、オペレータがその警報信号に気づくまでに少なからず時間を要する場合が多く、機械が停止した時間が更に長期化し、作業効率が低下してしまう場合もある。
これらの比較例に対して、本実施の形態の自走式破砕機は、前述のように、第2油圧ポンプ63によって駆動され、フィーダ15を駆動するフィーダ用油圧モータ19と、エンジン61の冷却水温度、及び圧油の温度を検出する温度センサ155,156と、第2油圧ポンプ63の吸収トルクを制御する第2サーボ弁134を有するレギュレータ装置72と、温度センサ155,156から入力されるいずれかの温度がしきい値Ko以上に上昇した場合、第2油圧ポンプ63の吸収トルクを低減させる指令を第2サーボ弁134に出力するコントローラ84とを備えている。
このような構成により、本実施の形態の自走式破砕機は、温度センサ155,156から入力されるいずれかの温度がしきい値Ko以上に上昇した場合、コントローラ84によって駆動信号Suをソレノイド制御弁150のソレノイド駆動部150aに出力し、第2油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転が小さくなる方向へ作動ピストン130cを作動し、最大吸収トルク値Tsを初期設定値Tsoから低減することができる。このように最大吸収トルク値Tsが低減されることにより、フィーダ用油圧モータ19に供給され得る圧油の最大流量が制限されるので、過負荷時にフィーダ19が被処理物を処理装置20へ供給する速度を自動的に低減することができる。したがって、被破砕物の供給過多によって破砕装置20に過負荷がかかってエンジン61の温度が上昇しようとしても、フィーダ19による被破砕物の供給量を低減させて破砕装置20の負荷を軽減することにより、エンジン61の温度上昇を抑制することができる。これにより、被破砕物の破砕を継続及び延長することができるので、被破砕物の破砕効率を向上することができる。
なお、本実施の形態では、ロードセンシング制御(ネガティブコントロール)と吸収トルク制限制御(全馬力制御)とを併用するために、ロードセンシング制御を行う第1サーボ弁132と、吸収トルク制限制御を行う第2サーボ弁134とを利用して作動ピストン130cの受圧部130a,130bに圧力をかけ、作動ピストン130cを間接的に作動させることによって第2油圧ポンプ63の斜板63Aの傾転を制御している。しかし、吸収トルク制限制御のみを行えば足りる場合には、上記の構成から第1及び第2サーボ弁132,134を除去し、作動ピストン130cに吸収トルク制限制御を行う場合に利用する上記の圧力(ポンプ圧の和(P1+P2),制御圧力(P3))を直接かけられるように構成しても良い。このような構成としては、例えば、上記の第2サーボ弁134の構成と同様に、傾転アクチュエータの作動ピストンの一方の端部にバネを取り付けるとともに、他方端部にポンプ圧の和の圧力(P1+P2)を受ける受圧室、及びソレノイド制御弁150からの制御圧(P3)を受ける受圧室を設け、これら圧力が作動ピストンの受圧部に直接かかるように構成し、斜板63Aの傾転を制御するものがある。
上記の構成の他に、レギュレータ装置72の構成を簡略化したものとしては、第2サーボ弁134を電磁式サーボ弁とし、図6に示すように油圧ポンプ62,63の吐出圧を検出する圧力センサ138,139を各ポンプの下流側に設け、これら圧力センサ138,139の検出値と温度センサ155,156の検出値に応じた駆動信号をコントローラ84から出力し、この駆動信号により電気的に第2サーボ弁134を駆動する電気式のサーボ系として構成するものがある。このように構成すれば、第1の実施の形態の構成からソレノイド制御弁150、及び吐出圧管路136,137を省略することができる。またさらに、上記に説明したように吸収トルク制限制御のみを行う場合には、第1及び第2サーボ弁も省略でき、斜板63Aの傾転を制御する作動ピストンを圧力センサ138,139の検出値、及び温度センサ155,156の検出値に応じて電気的に駆動するものとして構成できるので、レギュレータ装置72の構成を更に簡略化することができる。
ところで、第2サーボ弁134の制御については、上記のように、温度センサ155,156から入力されるいずれかの温度がしきい値Ko以上に上昇した場合、そのしきい値Koからの温度上昇量に応じた分量だけ第2油圧ポンプ63の吸収トルクを低減させる指令をコントローラ84によって第2サーボ弁134に出力することが好ましい。このように制御すると温度上昇量に応じた最大吸収トルク値の制御をすることができるので、温度上昇量に応じたフィーダ制御をすることができる。したがって、より効率よくエンジン61の温度上昇を抑制することができるので、被破砕物の破砕効率を更に向上することができる。なお、温度上昇量に応じて駆動信号Suを制御する他の方法としては、例えば、しきい値Koからの温度上昇量に応じてソレノイド制御弁150を作動させる量を複数の段階に分け、各段階ごとに異なる駆動信号Suを利用する制御を行っても良い。また、上記のようにしきい値Koからの温度上昇量に応じて吸収トルクを低減する方法とは別に、温度センサ155,156から入力されるいずれかの温度がしきい値Ko以上に上昇した場合、所定量だけ第2油圧ポンプ63の吸収トルクを低減させる駆動信号Su1をコントローラ84によって第2サーボ弁134に出力しても勿論良い。このように制御してもエンジン温度が上昇することを抑制することができる。
また、図6に示すように外気温を検出する温度センサ157を設け、この温度センサ157の検出値がコントローラ84へ入力されるように温度センサ157とコントローラ84を接続し、温度センサ155,156から入力されるいずれかの温度と温度センサ157から入力される外気温度との差(ΔK)がしきい値Ko1(例えば80度)以上に上昇した場合、第2油圧ポンプ63の吸収トルクを低減させる指令をコントローラ84によって第2サーボ弁134に出力するように構成しても良い。このように構成すれば、季節や時間による気温差の激しい地域や、平地と気温差が著しい高地等で本実施の形態の自走式破砕機を利用する場合にも、外気温に適したエンジン温度制御を行うことができる。
また、上記においては、冷却水温度と作動油温度の最大値Kmaxとしきい値Ko(Ko1)を比較する制御方法を説明したが、冷却水温度と作動油温度で異なるしきい値を設定することにより上記のような制御を行っても勿論良い。さらに、上記では温度センサ155,156によりエンジン温度を検出する構成を説明したが、これら温度センサ155,156のうち少なくとも1方を設けることにより上記の制御を行っても勿論良い。
またさらに、上記の実施の形態では、温度センサ155,156の検出値から得られる最大温度Kmaxがしきい値Ko以上に上昇した場合に、最大吸収トルク値Tsを低減させる制御について説明したが、最大吸収トルク値Tsを低減させることによってエンジン温度の上昇が抑制されて温度センサ155,156の検出値が低下した場合には、上記の制御に加えて、最大吸収トルク値Tsを増加する制御を行っても良い。このような制御を行えば、エンジン温度に応じてフィーダの駆動速度を適宜変化させることができるので、処理効率を一層向上させることができる。
また、上記の説明のとおり、本実施の形態は、導入管路151が導入管路152,153を介して受圧室133f,134fと接続されており、第2油圧ポンプ63の最大吸収トルク値Tsだけでなく、第1油圧ポンプ62のそれも冷却水温度Ke又は作動油温度Ktに応じて制御されるように構成されている。しかし、本発明は、冷却水や作動油の温度変化に応じて少なくともフィーダ用油圧モータ19に供給される圧油の最大流量が制限されれば足りる。したがって、上記の構成から、例えば導入管路153及び受圧室133fを排除し、第2油圧ポンプ63のみが制御されるように構成しても勿論良い。
さらに、上記の説明では2つの油圧ポンプ62,63を有する自走式破砕機を取り上げたが、本発明はフィーダ用の油圧アクチュエータを駆動している油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、このような油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプさえ有していれば、その油圧ポンプの吸収トルクを制御することにより適用可能であるので、本発明の適用先はリサイクル機械に搭載されている油圧ポンプの数によって限定されるものではない。従って、上記に説明したタイプのリサイクル機械の他にも、フィーダ用の油圧アクチュエータを駆動している油圧ポンプを有するものであれば、油圧ポンプを1つ搭載しているものや、油圧ポンプを3つ以上搭載しているものにも適用することができる。なお、油圧ポンプの搭載数が変化する場合には、各油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出管と接続した受圧室を必要な数だけ第2サーボ弁134(若しくは、作動ピストン130c等)の操作駆動部134a側に個別に設け、油圧ポンプの吐出圧の合計に基づいて第2サーボ弁134を制御すれば、吸収トルク制限制御を実現することができる。
上記においては、本発明の第1の実施の形態として自走式破砕機を取り上げて説明してきたが、本発明は、被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備える他のリサイクル機械にも適用可能である。このようなリサイクル機械には、例えば、木材破砕機や、土質改良機等が挙げられる。以下、これらのリサイクル機械に本発明を利用する場合について説明する。
まず、本発明を木材破砕機に適用した場合を本発明の第2の実施の形態として説明する。
森林の造成・維持管理等で発生する剪定枝材や間伐材、森林で伐採した木材の枝払い等で発生する枝木材、木造建築物の解体等で発生する廃木材は、通常、最終的に産業廃棄物等として処理される。木材破砕機は、このような廃棄物としての木材の減容化や、破砕後の木材(木材チップ)を発酵させて有機肥料として再利用すること等を目的として、被破砕木材を所定の大きさに破砕するものである。
図10は本発明の第2の実施の形態である自走式木材破砕機の全体構造を表す側面図である。この図に示す木材破砕機は、木材破砕機を自力走行可能にする走行装置200と、被破砕木材を受け入れるホッパ201と、このホッパ201内に配置され、受け入れた被破砕木材を搬送する搬送コンベア(フィーダ)(図示せず)と、この搬送コンベアによって搬送される被破砕物を破砕する破砕装置(処理装置)202と、この破砕装置202から導出される破砕物を機外に排出する排出コンベア203と、搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えた動力装置204を主に備えている。
走行装置200は、左右一対に設けられており、駆動輪211に連結された走行用油圧モータ212によって駆動される。走行用油圧モータ212は上記した本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機における走行用モータ8R,8Lに相当する。
上記の図示しない搬送コンベアはその両端に駆動輪212及び従動輪213を有している。駆動輪212には搬送ベルトを循環駆動させるフィーダ用油圧モータ(図示せず)が連結されており、この図示しないフィーダ用油圧モータは第1の実施の形態のフィーダ用モータ19に相当する。
破砕装置202は、破砕刃を有する破砕ビット(図示せず)が外周面上に複数取り付けられ、回転して被破砕物を破砕する破砕ローター(図示せず)を有している。この破砕ロータはその回転軸に取り付けられた図示しない破砕装置用油圧モータによって回転駆動されており、この図示しない混合装置用油圧モータは第1の実施の形態の破砕装置用油圧モータ21に相当する。
排出コンベア203は排出コンベア203の搬送方向下流側端部に設けた駆動輪(図示せず)を有している。この駆動輪には搬送ベルトを循環駆動させる排出コンベア用油圧モータ(図示せず)が連結されている。この図示しない排出コンベア用油圧モータは第1の実施の形態の排出コンベア用モータ48に相当する。
動力装置204は、以上説明してきた各機器の駆動装置の動力源としてのエンジン、このエンジンに駆動される少なくとも1つの油圧ポンプ、この油圧ポンプから各駆動装置へ供給される圧油を制御する複数のコントロールバルブ等を備えている。この動力装置204に備えられた油圧ポンプのうち、搬送コンベアを駆動するためのフィーダ用油圧モータに圧油を供給しているものは、上記の実施の形態における第2油圧ポンプ63に相当する。
上記において説明したように、自走式破砕機も、被処理物を処理する処理装置として破砕装置202を、処理装置に被処理物を供給するフィーダとして搬送コンベアを備えており、これらは油圧ポンプの圧油によって作動する油圧アクチュエータ(油圧モータ)で駆動されているので、上記の第1の実施の形態同様に本発明を適用することができる。
次に、本発明を土質改良機に適用した場合を本発明の第3の実施の形態として説明する。
自走式土質改良機とは、例えば、建設現場等で発生する建設発生土を、現場内で土質改良材とともに混合処理してリサイクル用の改良土製品を生成するといった建設発生土改良、或いは、宅地建設用地等の表層を掘削した土砂をその場で改質し、地盤強化のために表層に埋め戻す改良土を生成したり、道路建設用地等で現場内の所定の箇所を掘削して得た土砂をその場で改質し、路床材として敷設する改良土を生成するといった表層地盤安定化処理等に広く用いられるものである。
図11は本発明の第3の形態である自走式土質改良機の全体構造を表す側面図である。この図に示す土質改良機は、土質改良機を自力走行可能にする走行装置300と、土砂を受け入れるホッパ301と、このホッパ301内の土砂を搬送する搬送コンベア(フィーダ)302と、この搬送コンベア302で搬送される土砂に土質改良材を供給する土質改良材供給装置303と、搬送コンベア302から導入された土砂及び土質改良材を混合し改良土を生成する混合装置(処理装置)304と、この混合装置304から導出された改良土を機外に排出する排出コンベア305と、搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えた動力装置306を主に備えている。
走行装置300は、左右一対に設けられており、駆動輪310に連結された走行用油圧モータ311によって駆動される。この走行用油圧モータ311は上記した本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機における走行用モータ8R,8Lに相当する。
搬送コンベア302はその両端に駆動輪312及び従動輪313を有している。駆動輪312には搬送ベルトを循環駆動させるフィーダ用油圧モータ(図示せず)が連結されており、この図示しないフィーダ用油圧モータは第1の実施の形態のフィーダ用モータ19に相当する。
混合装置304内には、複数のパドルが放射状に取り付けられた回転軸からなるパドルミキサ(図示せず)が複数設けられており、このパドルミキサは混合装置用油圧モータ(図示せず)によって回転される。この図示しない混合装置用油圧モータは第1の実施の形態の破砕装置用油圧モータ21に相当する。混合装置304は、このような構造により、搬送コンベア302から導入された土砂及び土質改良材をパドルにより混合して改良土とし、装置外へ導出する。
排出コンベア305は排出コンベア305の搬送方向下流側端部に設けた駆動輪314を有している。この駆動輪314には搬送ベルトを循環駆動させる排出コンベア用油圧モータ(図示せず)が連結されている。この図示しない排出コンベア用油圧モータは第1の実施の形態の排出コンベア用モータ48に相当する。
動力装置306は、以上説明してきた各機器の駆動装置の動力源としてのエンジン、このエンジンに駆動される少なくとも1つの油圧ポンプ、この油圧ポンプから各駆動装置へ供給される圧油を制御する複数のコントロールバルブ等を備えている。この動力装置306に備えられた油圧ポンプのうち、搬送コンベア302を駆動するためのフィーダ用油圧モータに圧油を供給しているものは、上記の実施の形態における第2油圧ポンプ63に相当する。
上記において説明したように、自走式土質改良機も、混合装置304,搬送コンベア302は油圧ポンプの圧油によって作動する油圧アクチュエータで駆動されているので、上記の第1の実施の形態同様に本発明を適用することができる。
なお、以上の各実施の形態では、自力走行可能なリサイクル機械に本発明を適用した場合を説明したが、本発明の適用先は勿論これらに限られるものではない。例えば、牽引自動車等により牽引して走行可能となる移動式リサイクル機械、若しくは例えばクレーン等により吊り上げて運搬可能となる可搬式リサイクル機械、さらにはプラント等において固定機械として配置される定置式リサイクル機械に適用しても良いことは言うまでもなく、これらの場合も上記と同様の効果を得る。
また、以上においては、被処理物を処理する処理装置を有するリサイクル機械を例に挙げて説明してきたが、本発明は、例えば、処理物を粒径によって選別する選別装置と、この選別装置へ処理物を供給し、油圧アクチュエータにより駆動されるフィーダとを有する選別機(スクリーン)等にも適用することができる。
本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を表す側面図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を表す上面図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を表す、図1中左側から見た正面図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置の全体構成を表す油圧回路図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置の全体構成を表す油圧回路図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置の全体構成を表す油圧回路図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機における、第1及び第2油圧ポンプの余剰流量と制御圧力との関係を示した図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機における、制御圧力と第1及び第2油圧ポンプのポンプ吐出流量との関係を示した図である。 本発明の第1の実施の形態である自走式破砕機における、第2油圧ポンプの吸収トルク制御線図である。 本発明の第2の実施の形態である自走式木材破砕機の全体構造を表す側面図である。 本発明の第3の実施の形態である自走式土質改良機の全体構造を表す側面図である。
符号の説明
15 フィーダ
19 フィーダ用油圧モータ
20 破砕装置
21 破砕装置用油圧モータ
61 エンジン
62 第1油圧ポンプ
63 第2油圧ポンプ
71 レギュレータ装置
72 レギュレータ装置
84 コントローラ
130 傾転アクチュエータ
130c 作動ピストン
134 第2サーボ弁
136a〜c 吐出圧検出管路
137a〜c 吐出圧検出管路
138 圧力センサ
139 圧力センサ
150 ソレノイド制御弁
155 温度センサ(冷却水温用)
156 温度センサ(作動油温用)
157 温度センサ(外気温用)
Ts 最大吸収トルク値
Ko しきい値

Claims (6)

  1. 被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、
    動力を発生するエンジンと、
    このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
    この油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する油圧アクチュエータと、
    前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、
    前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する吸収トルク制御手段を有し、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、
    前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記油圧ポンプの吸収トルクを低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力する制御装置とを備えることを特徴とするリサイクル機械。
  2. 被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、
    動力を発生するエンジンと、
    このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
    この油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する油圧アクチュエータと、
    前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、
    前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、
    前記油圧ポンプの吸収トルクが前記エンジンの出力トルクを超えないように設定した最大吸収トルク値以内に前記油圧ポンプの吸収トルクが保持されるように、前記圧力検出手段から入力される前記油圧ポンプの吐出圧に基づいて前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する吸収トルク制御手段を有し、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、
    前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記最大吸収トルク値を低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力する制御装置とを備えることを特徴とするリサイクル機械。
  3. 請求項1又は2記載のリサイクル機械において、
    前記制御装置は、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、そのしきい値からの温度上昇量に応じた分量だけ前記油圧ポンプの吸収トルクを低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力することを特徴とするリサイクル機械。
  4. 請求項1から3いずれか記載のリサイクル機械において、
    外気温を検出する他の温度検出手段を備え、
    前記制御装置は、前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度と前記他の温度検出手段から入力される外気温との差がしきい値以上に上昇した場合、前記油圧ポンプの吸収トルクを低減させる指令を前記吸収トルク制御手段に出力することを特徴とするリサイクル機械。
  5. 被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、
    動力を発生するエンジンと、
    このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
    この油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する油圧アクチュエータと、
    前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、
    前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する傾転アクチュエータ、及び前記油圧ポンプの吸収トルクが低減するように前記傾転アクチュエータに作動力を与える作動力付加手段を有し、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、
    前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記傾転アクチュエータに作動力を与える指令を前記作動力付加力手段に出力する制御装置とを備えることを特徴とするリサイクル機械。
  6. 被処理物を処理する処理装置と、この処理装置に被処理物を供給するフィーダとを備えるリサイクル機械において、
    動力を発生するエンジンと、
    このエンジンによって駆動される可変容量型の第1の油圧ポンプと、
    この第1の油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記処理装置を駆動する第1の油圧アクチュエータと、
    前記エンジンによって駆動される可変容量型の第2の油圧ポンプと、
    前記第2の油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動され、前記フィーダを駆動する第2の油圧アクチュエータと、
    前記エンジンの冷却水温度、及び圧油の温度のうち少なくともいずれかを検出する温度検出手段と、
    前記第1の油圧ポンプの吐出圧を検出する第1の吐出圧検出手段と、
    前記第2の油圧ポンプの吐出圧を検出する第2の吐出圧検出手段と、
    前記第1及び第2の油圧ポンプの吸収トルクの合計が前記エンジンの出力トルクを超えないように設定した最大吸収トルク値以内に前記第1及び第2の油圧ポンプの吸収トルクの合計が保持されるように、前記第1及び第2の圧力検出手段によって検出される前記第1及び第2の油圧ポンプの吐出圧に基づいて前記第2の油圧ポンプの吸収トルクを制御する傾転アクチュエータ、及び前記最大吸収トルク値が低減するように前記傾転アクチュエータに作動力を与える作動力付加手段を有し、前記第2の油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータ装置と、
    前記温度検出手段から入力されるいずれかの温度がしきい値以上に上昇した場合、前記傾転アクチュエータに作動力を与える指令を前記作動力付加手段に出力する制御装置とを備えることを特徴とするリサイクル機械。
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