JP2015224778A - Hydraulic work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧ショベル等のように、油圧アクチュエータを使用して作業を行なう油圧作業車両に係わり、より詳しくは、操作レバーとして電気レバーを使用するものに関する。 The present invention relates to a hydraulic work vehicle that uses a hydraulic actuator, such as a hydraulic excavator, and more particularly to an electric lever that is used as an operation lever.
油圧ショベルは、履帯あるいは車輪を備えた下部走行体上に旋回装置を介して旋回フレームを設置し、旋回フレーム上に油圧源と運転室等とを搭載すると共に、多関節構造の作業用フロントを取付けて構成される。下部走行体や旋回装置のアクチュエータとしては油圧モータが用いられ、多関節フロントを構成するブーム、アームおよびバケット等の作業具を起伏あるいは回動させるアクチュエータとしては油圧シリンダが用いられる。 A hydraulic excavator has a swivel frame installed on a lower traveling body equipped with crawler belts or wheels via a swivel device, and a hydraulic power source and a driver's cab are mounted on the swivel frame. Installed and configured. A hydraulic motor is used as an actuator for the undercarriage and the turning device, and a hydraulic cylinder is used as an actuator for raising and lowering or rotating working tools such as a boom, an arm, and a bucket constituting the multi-joint front.
このような油圧ショベルに使用される油圧モータや油圧シリンダ等の作動は、これらのアクチュエータへの流路切換えや流量制御を行なうコントロール弁により制御される。そしてこのようなコントロール弁を操作するためにパイロット弁が設けられる。パイロット弁としては、油圧操作式パイロット弁と、電気操作式パイロット弁とがある。油圧操作式パイロット弁は、運転室内に設置された操作レバーにより操作される弁本体を操作レバーの直近に設け、このパイロット弁によりパイロット油圧ポンプからコントロール弁へのパイロット圧油の流路切り換えや流量制御を行ない、これによりコントロール弁によるアクチュエータへの流路や油量を制御してアクチュエータの駆動方向や速度を制御するものである。 The operation of a hydraulic motor, a hydraulic cylinder, or the like used in such a hydraulic excavator is controlled by a control valve that switches a flow path to these actuators and controls a flow rate. A pilot valve is provided to operate such a control valve. The pilot valve includes a hydraulically operated pilot valve and an electrically operated pilot valve. The hydraulically operated pilot valve has a valve body that is operated by an operating lever installed in the cab in the immediate vicinity of the operating lever, and this pilot valve switches the flow path and flow rate of pilot pressure oil from the pilot hydraulic pump to the control valve. Control is performed, thereby controlling the flow path and oil amount to the actuator by the control valve to control the driving direction and speed of the actuator.
一方、電気操作式パイロット弁は、運転室に備えた電気レバーの操作量に応じた電気信号をコントローラで発生させ、その電気信号によりパイロット弁である比例電磁弁を介してコントロール弁を制御し、アクチュエータの駆動方向や速度を制御するものである。この電気操作式パイロット弁は、コントローラと比例電磁弁とが電気ケーブルにより接続されるため、比例電磁弁は運転室から離れたコントロール弁の近傍に設置することが可能である。 On the other hand, the electrically operated pilot valve generates an electric signal corresponding to the operation amount of the electric lever provided in the cab with the controller, and controls the control valve via the proportional electromagnetic valve which is the pilot valve by the electric signal, It controls the drive direction and speed of the actuator. In this electrically operated pilot valve, since the controller and the proportional solenoid valve are connected by an electric cable, the proportional solenoid valve can be installed in the vicinity of the control valve away from the cab.
このような油圧作業車両において、寒冷な地域で稼働させるためには、作動油の粘度管理が必要である。なぜなら、作動油の粘度は、油温と対数関係にあり、寒冷な環境では配管内部の作動油が冷やされてしまうため、作動油の粘度が非常に高くなるからである。作動油の粘度が高くなると管路を流れる作動油の圧力損失が増大し、円滑な作動が出来なくなる。油圧作業車両を制御するパイロット油圧システムにおいて、油圧源から遠い場所にあり、外気に曝されるパイロット油圧機器が最も圧力損失増大の影響を受け、制御上の支障が発生する。 In order to operate such a hydraulic work vehicle in a cold region, it is necessary to manage the viscosity of the hydraulic oil. This is because the viscosity of the hydraulic oil is very high because the hydraulic oil has a logarithmic relationship with the oil temperature and the hydraulic oil inside the pipe is cooled in a cold environment. When the viscosity of the hydraulic oil increases, the pressure loss of the hydraulic oil flowing through the pipe increases and smooth operation cannot be performed. In a pilot hydraulic system that controls a hydraulic work vehicle, a pilot hydraulic device that is located far from the hydraulic source and is exposed to the outside air is most affected by an increase in pressure loss, causing control problems.
このような寒冷な地域で油圧作業車両を円滑に作動させるための対策を採用したものとして、特許文献1に記載のものと、特許文献2に記載のものとがある。このうち、特許文献1に記載のものは、油圧操作式パイロット弁を採用したもので、3位置切換弁でなるコントロール弁のスプールに、左右のパイロット受圧室とタンクポートとの間を連通させた細い油路を形成したものである。このような細い油路をスプールに形成すれば、パイロット弁が操作されて受圧室にパイロット圧油が供給されると、その一部が細い油路を通してタンクポートに流れることにより、パイロット圧油の流れが生じるので、パイロット管路に昇温させたパイロット圧油を通過させることができ、寒冷な環境で冷やされたパイロット管路の温度を上昇させ、圧力損失を下げることができる。
一方、特許文献2に記載のものは、電気操作式パイロット弁を採用したもので、作動油の油温を計測し、油温が低い場合にはパイロット圧油の粘度が高いものとし、本来発生させるべきパイロット弁への電気操作信号よりも増大させた電気操作信号をコントローラにより発生させるようにしたものである。
On the other hand, the one described in
前述した従来技術のうち、特許文献1に記載のように、コントロール弁のスプールに、コントロール弁の切換え時にパイロット圧油をタンクに流す細い油路を形成したものは、操作レバーを操作したときだけパイロット圧油がパイロット管路に流れるため、パイロット管路の温度が上昇するまで時間がかかるという問題点がある。
Among the prior arts described above, as described in
また、油圧操作式パイロット弁は運転室近傍にあり、夏季においては、温度の上昇したパイロット圧油が運転室近傍で循環することとなるため、運転室の居住性が悪くなる。また、温暖な地域で使用する油圧作業車両ではこのような細い油路を形成したコントロール弁は不要となる上、運転室の居住性を悪化させるので、温暖な地域で使用する油圧作業車両と寒冷な地域で使用する油圧作業車両とでコントロール弁の種類を変える必要が生じてくる。 In addition, the hydraulically operated pilot valve is in the vicinity of the cab, and in summer, the pilot pressure oil whose temperature has increased circulates in the vicinity of the cab, so that the occupancy of the cab becomes poor. In addition, the hydraulic work vehicle used in a warm area does not require a control valve that forms such a narrow oil passage, and also deteriorates the occupancy of the cab. It is necessary to change the type of control valve depending on the hydraulic work vehicle used in various areas.
一方、特許文献2に記載のように、電気レバーにより発生させる電気操作信号を油温に応じて調整するものは、温度によってコントロール弁の操作信号を増減する機構を付加する必要が生じ、装置の複雑化と価格の上昇を招く。
On the other hand, as described in
なお、寒冷な地域での作業を可能とするため、作動油として低温でも粘度の低いものを使用することが考えられるが、しかしながら、気温が−50℃の作業環境下でも作動油の温度は80℃以上にも達するので、粘性が低過ぎると、油圧機器の潤滑性能が保てないという不都合を生じるので、作動油の粘度は下げ難い。 In order to enable work in a cold area, it is conceivable to use a hydraulic oil having a low viscosity even at a low temperature. However, the temperature of the hydraulic oil is 80 even in a working environment where the temperature is -50 ° C. Since the temperature reaches more than ° C., if the viscosity is too low, the lubrication performance of the hydraulic equipment cannot be maintained. Therefore, it is difficult to lower the viscosity of the hydraulic oil.
本発明は、上記問題点に鑑み、電気レバーをパイロット弁の操作レバーとして使用し、かつ寒冷な地域で使用されることのある油圧作業車両において、低温環境でも早期に円滑な作業が行なえるものを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention uses a hydraulic lever as an operation lever for a pilot valve, and can be used in a cold area, and can perform smooth work quickly even in a low temperature environment. The purpose is to provide.
請求項1の油圧作業車両は、下部走行体上に旋回フレームを設置し、前記旋回フレームに運転室と、主油圧ポンプおよびパイロット油圧ポンプを有する油圧源とを設置すると共に、前記旋回フレームに作業用フロントを取付け、前記主油圧ポンプからの作動油をコントロール弁を介して走行、旋回および前記作業用フロントの各油圧アクチュエータに供給して駆動する油圧作業車両において、
前記パイロット油圧ポンプからのパイロット油圧を切換えて前記コントロール弁の受圧室に供給するパイロット弁として、前記運転室内に設置される電気レバーで発生させる電気操作信号によって制御される比例電磁弁を備え、
前記比例電磁弁のポンプポートに接続されたポンプ側管路と、前記比例電磁弁のタンクポートに接続されたタンク側管路との間を、バイパス油路により接続し、前記バイパス油路に絞りを設けて前記絞りを通して前記パイロット圧油を前記ポンプ側管路および前記タンク側管路と油タンクとの間で循環させる構成にしたことを特徴とする。
The hydraulic working vehicle according to
As a pilot valve that switches the pilot hydraulic pressure from the pilot hydraulic pump and supplies it to the pressure receiving chamber of the control valve, a proportional solenoid valve controlled by an electric operation signal generated by an electric lever installed in the operating chamber is provided,
The bypass side oil passage is connected between the pump side pipe connected to the pump port of the proportional solenoid valve and the tank side pipe connected to the tank port of the proportional solenoid valve, and is throttled to the bypass oil path. The pilot pressure oil is circulated between the pump side pipe line and the tank side pipe line and the oil tank through the throttle.
請求項2の油圧作業車両は、請求項1に記載の油圧作業車両において、
前記比例電磁弁および前記コントロール弁を前記作業用フロントに含まれるブームに設けると共に、前記バイパス油路および前記絞りを前記ブームまたは前記比例電磁弁内に設けたことを特徴とする。
The hydraulic work vehicle according to
The proportional solenoid valve and the control valve are provided in a boom included in the work front, and the bypass oil passage and the throttle are provided in the boom or the proportional solenoid valve.
請求項3の油圧作業車両は、請求項1または2に記載の油圧作業車両において、
前記油圧アクチュエータとして油圧シリンダを備え、
前記油圧シリンダへの作動油供給を制御する弁として、前記コントロール弁以外に油圧シリンダのボトム室への作動油の供給を制御するメータイン弁を備えると共に、
前記コントロール弁用の比例電磁弁と前記メータイン弁用の比例電磁弁とに共通に前記バイパス油路と前記絞りを設けたことを特徴とする。
The hydraulic work vehicle according to
A hydraulic cylinder as the hydraulic actuator;
As a valve for controlling the supply of hydraulic oil to the hydraulic cylinder, in addition to the control valve, a meter-in valve for controlling the supply of hydraulic oil to the bottom chamber of the hydraulic cylinder is provided,
The bypass oil passage and the throttle are provided in common to the proportional solenoid valve for the control valve and the proportional solenoid valve for the meter-in valve.
請求項1の発明によれば、従来技術に比較し、次のような効果をあげることができる。特許文献1に記載のように、操作レバーを切換えた時のみ、コントロール弁内に設けた絞りをパイロット油が通過する構成においては、しばらく操作レバーを操作しなければ操作レバー近傍の管路の温度は上昇せず、パイロット管路内のパイロット油の温度上昇に時間を要する。一方、本発明では、作業車両を暖気運転すれば、ただちにバイパス油路および絞りを通してパイロット管路と油タンクとの間でパイロット圧油が循環するので、パイロット管路の温度上昇が早く、正常な運転状態に迅速に移行できる。
According to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained as compared with the prior art. As described in
また、比例電磁弁は運転室から離れた場所に設けられるので、夏季において、運転室内温度の過度の上昇を来すことがない。また、このため、コントロール弁を寒冷な地域と温暖な地域とで区別して採用する必要がない。 In addition, since the proportional solenoid valve is provided at a location away from the cab, the temperature in the cab is not excessively increased in summer. For this reason, it is not necessary to distinguish between the cold and warm areas and adopt the control valve.
また、パイロット管路の温度を迅速に上昇させることができるため、パイロット管路の温度上昇を長く待つ必要がなく、温度によってコントロール弁の操作信号を増減する機構を付加する必要が無くなるので、比較的安価に実施できる。 In addition, since the temperature of the pilot line can be raised quickly, there is no need to wait for a long time for the pilot line to rise, and there is no need to add a mechanism to increase or decrease the control valve operation signal depending on the temperature. Can be implemented inexpensively.
請求項2の発明によれば、比例電磁弁をブームに設ける場合、油圧源から比例電磁弁に至るまでのパイロット管路が長くなるため、寒冷地のように、パイロット管路の温度低下による油の粘性増大の悪影響が大となるが、このような構成であっても、バイパス油路および絞りによってパイロット管路の温度上昇を短時間で行なえ、正常運転に至る時間短縮効果が顕著となる。 According to the second aspect of the present invention, when the proportional solenoid valve is provided on the boom, the pilot line from the hydraulic power source to the proportional solenoid valve becomes long. However, even in such a configuration, the temperature of the pilot pipe can be increased in a short time by the bypass oil passage and the throttle, and the effect of shortening the time to normal operation becomes remarkable.
請求項3の発明によれば、コントロール弁以外にメータイン弁を備えたものにおいて、メータイン弁用のパイロット管路にもバイパス油路と絞りを共用したので、バイパス油路および絞りの共用化により構成が簡略化される。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the control valve, a meter-in valve is provided, and the bypass oil passage and the throttle are also shared in the pilot pipe line for the meter-in valve. Is simplified.
図1は本発明による油圧作業車両の一実施の形態を示す側面図であり、油圧作業車両が油圧ショベルの一種であるローディングショベルである場合について示す。1は履帯式下部走行体、2は下部走行体1上に旋回装置3を介して設置した旋回フレームである。旋回フレーム2上には油圧源4や運転室5等が搭載されると共に、作業用フロント6が取付けられる。油圧源4は、原動機としてのエンジンと、主油圧ポンプ14,15およびパイロット油圧ポンプ16(図2参照)と、ラジエータ等の熱交換器等を含むものである。油圧源4の原動機としては、エンジン以外にバッテリーあるいは商用電源により駆動される電動機を用いる場合もある。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a hydraulic work vehicle according to the present invention, and shows a case where the hydraulic work vehicle is a loading excavator which is a kind of hydraulic excavator. 1 is a crawler type lower traveling body, and 2 is a turning frame installed on the
作業用フロント6は、旋回フレーム2に油圧シリンダでなるブームシリンダ7により起伏可能に取付けられたブーム8と、ブーム8に油圧シリンダでなるアームシリンダ9により上下方向に回動可能に取付けられたアーム10と、アーム10に油圧シリンダでなるバケットシリンダ11により前後方向に回動可能に取付けられたローディングバケット12とからなる。
The
図2は本実施の形態における油圧アクチュエータの油圧回路の一例を示す油圧回路図であり、図2において、7は図1に示した作業用フロント6に備える油圧シリンダの代表として示したブームシリンダであり、このブームシリンダ7の代わりにアームシリンダ9あるいはバケットシリンダ11にもこの回路と同様の構成が適用される。14は第1の主油圧ポンプ、15は第2の主油圧ポンプ、16はパイロット油圧ポンプ、17は油タンクであり、これらは前記油圧源4に含まれる。
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing an example of the hydraulic circuit of the hydraulic actuator according to the present embodiment. In FIG. 2, 7 is a boom cylinder shown as a representative of the hydraulic cylinder provided in the
19は第1の主油圧ポンプ14の吐出側に設けられたポンプ側管路20と、油タンク17に接続されたタンク側管路21との間に設けた主リリーフ弁である。23は第2の主油圧ポンプ15の吐出側に設けられたポンプ側管路24と、油タンク17に接続されたタンク側管路25との間に設けた主リリーフ弁である。27はパイロット油圧ポンプ16の吐出側に設けられたパイロット管路であるポンプ側管路28と、油タンク17に接続されたパイロット管路であるタンク側管路29との間に設けたパイロットリリーフ弁である。
31はブームシリンダ7のコントロール弁であり、第2の主油圧ポンプ15とブームシリンダ7との間に設けられるものである。本実施の形態においては、前記主リリーフ弁23と、リリーフ弁32,33を内蔵するものである。ここで、リリーフ弁32は、ブームシリンダ7のボトム室7aとコントロール弁31との間を接続するボトム室側管路34と、タンク側管路25との間に設ける。リリーフ弁33は、ブームシリンダ7のロッド室7bとコントロール弁31との間を接続するロッド室側管路35と、タンク側管路25との間に設ける。
37は第1の主油圧ポンプ14とブームシリンダ7のボトム室7aとの間に設けたメータイン弁であり、このメータイン弁37は、ブームシリンダ7の伸長時には収縮時よりも大きな力をブームシリンダ7に発生させる必要があるために設けられたものである。
37 is a meter-in valve provided between the first main
38〜41は比例電磁弁であり、これらの比例電磁弁38〜41は、運転室5に備えた電気レバー42の操作量や操作方向に応じた操作信号がコントローラ43により作成され、各比例電磁弁38〜41の各ソレノイド38a〜41aに加えられることにより、操作信号に応じた開度となるように制御されるものである。これらの比例電磁弁38〜41の各ポンプポートは、パイロット油圧ポンプ16の吐出側管路であるポンプ側管路28に接続され、比例電磁弁38〜41の各タンクポートは、タンク側管路29に接続される。
38 to 41 are proportional solenoid valves. In these
これらの比例電磁弁38〜41のうち、比例電磁弁38,39は、コントロール弁31を切換え動作させるために設けたものであって、これらの比例電磁弁38,39の二次側ポートは、それぞれコントロール弁31の受圧室31a,31bに接続される。
Among these
比例電磁弁40は、メータイン弁37のパイロット弁である。45は第1の主油圧ポンプ14のポンプ側管路20とタンク側管路21との間に設けられたブリードオフ弁である。比例電磁弁41はブリードオフ弁45のパイロット弁であり、この比例電磁弁41は比例電磁弁40と同時に切換えられ、ブリードオフ弁45を連通位置、遮断位置に切換えるものである。
The
42は比例電磁弁38〜41を切換え操作する電気レバー、43はコントローラであり、このコントローラ43は、電気レバー42の操作方向および操作量に応じて比例電磁弁38〜41のソレノイド38a〜41aへの電気操作信号を作成、調整してコントロール弁31およびメータイン弁37を介して油路を切換え、ブームシリンダ7等を駆動するものである。
42 is an electric lever for switching the
47は油タンク17内の油温を検知する温度センサであり、この温度センサ47により検知された温度は、コントローラ43に付設したモニタ48により表示される。
A
50は比例電磁弁38〜41のポンプポートに接続されたポンプ側管路28とタンクポートに接続されたタンク側管路29との間に設けたバイパス油路、51はこのバイパス油路50に設けた絞りである。
図2の油圧回路において、電気レバー42をブームシリンダ7を伸長させる側に操作すると、コントローラ43から比例電磁弁38のソレノイド38aに電気レバー42の操作量に応じた電気信号が加えられ、比例電磁弁38が右位置に切換わり、パイロット油圧ポンプ16からのパイロット圧油がポンプ側管路28および比例電磁弁38を通してコントロール弁31aの受圧室31aに供給され、コントロール弁31が右位置に切換わる。これによりブームシリンダ7のボトム室7aに第2の主油圧ポンプ15からの作動油が供給され、ブームシリンダ7が伸長する。
In the hydraulic circuit of FIG. 2, when the
また、同時に、コントローラ43から比例電磁弁40のソレノイド40aに電気レバー42の操作量に応じた電気信号が加えられ、比例電磁弁40が右位置に切換わり、パイロット油圧ポンプ16からのパイロット圧油がポンプ側管路28および比例電磁弁40を通してメータイン弁37の受圧室に供給され、メータイン弁37が右位置(連通位置)に切換わる。
At the same time, an electric signal corresponding to the amount of operation of the
さらに、同時に、コントローラ43から比例電磁弁41のソレノイド41aに電気信号が加えられ、比例電磁弁41が右位置に切換わり、パイロット油圧ポンプ16からのパイロット圧油がポンプ側管路28および比例電磁弁41を通してブリードオフ弁45の受圧室に供給され、ブリードオフ弁45が上位置(遮断位置)に切換わる。これにより、第1の主油圧ポンプ14からの作動油が、ポンプ側管路20およびメータイン弁37を通してブームシリンダ7のボトム室7aに供給される。
Further, at the same time, an electric signal is applied from the
反対に、電気レバー42がブームシリンダ7を収縮させる側に操作されると、コントローラ43は比例電磁弁39のソレノイド39aに電気レバー42の操作量に応じた電気信号を送り、比例電磁弁39は右位置に切換わり、パイロット油圧ポンプ16からのパイロット圧油がコントロール弁31の受圧室31bに供給され、第2の主油圧ポンプ15からの作動油が、コントロール弁31およびロッド室側管路35を通してロッド室7bに供給され、ブームシリンダ7が収縮する。
Conversely, when the
図3は図1の油圧作業車両の作業用フロント6におけるブーム8上の弁類の配置を示す側面図、図4のその平面図であり、図5は図4の部分拡大図である。図3ないし図5において、53はブーム8上に設置した弁装置であり、図1に示したブームシリンダ7、アームシリンダ9およびバケットシリンダ11のコントロール弁と、メータイン弁37と、ブリードオフ弁45と、その各パイロット弁である例えば比例電磁弁38〜40を含むものである。ここ弁装置53は、複数組の弁が積み上げられた状態でブーム8上に取付けられる。54は弁装置53の一次側管路であり、油圧源4の主油圧ポンプ14,15や油タンク17に接続される管路を含むものである。55は弁装置53の二次側管路であり、各油圧シリンダ7,9,11に接続されるものである。
3 is a side view showing the arrangement of valves on the
56はパイロット管路28,29と弁装置53との間に設けられた比例電磁弁であり、例えば図2の比例電磁弁41が含まれる。この比例電磁弁41は弁装置53側に含まれる構成としてもよい。28,29は図2に示したパイロット管路であり、ブーム8上に設けられたパイロット管路28,29は鉄製の配管や油圧ホースにより構成されている。また、バイパス油路50は、これらのパイロット管路28,29間に接続される油圧ホースによって構成され、絞り51は、オリフィスとして一方のパイロット管路28の継手57に接続して設けている。
56 is a proportional solenoid valve provided between the
なお、旋回フレーム2を旋回させる油圧モータや、下部走行体1の走行用油圧モータを制御するコントロール弁(図示せず)は、旋回フレーム2の旋回中心よりやや前方に設けられている。
The hydraulic motor for turning the
図1に示すように、油圧シリンダ7,9,11用の弁装置53はブーム8上に設けられているので、油圧源4、すなわち主油圧ポンプ14,15やパイロット油圧ポンプ16から離れた位置となる。例えば自重が800トンにも及ぶ超大型のものになると、油圧源4に含まれる主油圧ポンプ14,15やパイロット油圧ポンプ16から弁装置53までの管路の長さは往復約10mにも及ぶ。この長い管路の多くは外気に曝され、作業車両が停止した状態では、管路の内部も油温も外気に等しくなるので、気温が−50℃にも及ぶ寒冷地では、管路の内部のパイロット圧油を含む油の粘性が非常に高くなる。このため、パイロット管路28,29におけるパイロット圧油の圧力損失が大となる。
As shown in FIG. 1, the
寒冷地で作業を行なう場合には、作業開始の前に暖機運転を行なう。この暖機運転は、油圧源4におけるエンジン等の原動機を作動させて主油圧ポンプ14,15やパイロット油圧ポンプ16を駆動するのみならず、電気レバー42を作動させて油圧シリンダ7,9,11等に対する作動油の給排を行なうことにより、作動油の温度上昇を図る。油タンク17内の作動油の温度は、温度センサ47により検出され、モニタ48に表示されるので、オペレータは作動油の温度が適温以上に上昇したことを確認した後に作業に入ることができる。
When working in a cold region, warm-up operation is performed before starting work. In this warm-up operation, not only the main
単に電気レバー42を操作しただけではパイロット管路28,29においてはパイロット油は管内にて電気レバー42の操作ごとにある油量が移動するだけで、パイロット管路28,29および油タンク17の回路で循環しない。しかしながら、本実施の形態においては、パイロット管路28,29の温度を上昇させるため、パイロット油圧ポンプ16からパイロット管路28,19およびバイパス油路50および絞り51を通して作動油が暖機運転中も含めて常時循環させる。このため、暖機運転開始時点から電気レバー42の操作の有無に係わらずパイロット管路28,29の温度を高めることができ、比例電磁弁38〜41からコントロール弁31、メータイン弁37およびブリードオフ弁45の各受圧室にパイロット圧油を円滑に供給することが可能となる。
If the
ここで、パイロット管路28,29にバイパス油路50および絞り51を通して常時流すパイロット油の流量は、当然のことながら、比例電磁弁38〜41によるコントロール弁31、メータイン弁37およびブリードオフ弁45の切換えに必要なパイロット圧油の油圧が確保できる量以下とする。より具体的には、パイロット管路28を通してパイロット圧油が供給される比例電磁弁38〜41のうち、動作が必要な比例電磁弁を切換えても、パイロット管路28内の油圧が、パイロット回路に設けられるリリーフ弁27のリリーフ圧より高い油圧が確保できるレベルに設定する。このように絞り51における流量を確保すると同時に、比例電磁弁38〜41の切換え時におけるパイロット圧油をリリーフ弁27のリリーフ圧より高くするため、パイロット管路28,29の径を従来よりやや大きくする。
Here, as a matter of course, the flow rate of the pilot oil that always flows through the
例えば自重が800トンの超大型油圧ショベルの場合、パイロット管路28,29内のパイロット油の油圧をリリーフ圧より高くするためには、絞り51によって常時流すパイロット油の流量は例えば3リットル/分とすることが可能である。ここで、仮に比例電磁弁38〜41における漏れを期待してパイロット管路28,29の温度上昇を図ることが考えられる。
For example, in the case of an ultra-large hydraulic excavator having an own weight of 800 tons, in order to make the pilot oil pressure in the
しかしながら、比例電磁弁38〜41によるトータルの油の漏れは、50cc/分程度であり、パイロット管路28,29の内容積は4〜5リットル程度であるから、油タンク17から暖機により温度が上昇した油にパイロット管路28,29のパイロット油が置き換わるには、80分以上の時間を要するため、漏れを考慮してパイロット管路28,29における温度上昇を図ることはできない。
However, the total oil leakage from the
一方、例えば自重が800トンの油圧ショベルの場合、絞り51によって常時流すパイロット油の流量を例えば3リットル/分としても、パイロット管路28,29の油圧をリリーフ弁27のリリーフ圧より高く確保することが可能であるから、約1分半程度でパイロット管路28,29にパイロット油を一巡させることができ、暖機運転終了後、直ちに通常の運転に移行することが可能となる。
On the other hand, for example, in the case of a hydraulic excavator having an own weight of 800 tons, even if the flow rate of the pilot oil constantly flowing by the
上述した特許文献1に記載のように、操作レバーを切換えた時のみ、コントロール弁内に設けた絞りをパイロット油が通過する構成においては、しばらく操作レバーを操作しなければ操作レバー近傍の管路の温度は上昇せず、パイロット管路内のパイロット油の温度上昇に時間を要する。一方、本実施の形態では、暖機運転すれば、ただちにバイパス油路50および絞り51を通してパイロット管路28,29にパイロット油が循環するので、パイロット管路28,29の温度上昇が早く、正常が運転状態に迅速に移行できる。
As described in
また、比例電磁弁38〜41は運転室5から離れた場所に設けられるので、夏季において、運転室内温度を過度に上昇させることがない。また、このため、コントロール弁を寒冷な地域と温暖な地域とで区別して採用する必要がない。また、気温によって変化する作動油の温度によってパイロット弁への操作信号を調整する機構を設ける必要がなく、比較的安価に実現できる。
In addition, since the
また、本実施の形態のように、比例電磁弁38〜41をブーム8に設ける場合、油圧源4から比例電磁弁38〜41に至るまでのパイロット管路28,29が長くなり、寒冷地のように、パイロット管路28,29の温度低下による油の粘性増大の悪影響が大なる構成となるが、このような構成であっても、バイパス油路50および絞り51によってパイロット管路28,29の温度上昇を短時間で行なえ、正常運転に至る時間短縮効果が顕著となる。
Further, when the
また、本実施の形態においては、油圧シリンダであるブームシリンダ7への作動油供給を制御する弁として、コントロール弁31以外にブームシリンダ7のボトム室への作動油の供給を制御するメータイン弁37を備えると共に、メータイン弁37のパイロット弁としてコントロール弁31の比例電磁弁38,39と別の比例電磁弁40を備え、これらの比例電磁弁38〜40に共通に前記バイパス油路50と絞り51を設けたので、パイロット管路28,29におけるバイパス油路50および絞り51の共通化による構成の簡略化が達成できる。
Further, in the present embodiment, as a valve that controls the supply of hydraulic oil to the boom cylinder 7 that is a hydraulic cylinder, a meter-in
図6はバイパス油路50および絞り51の他の構成例であり、この例においては、バイパス油路50および絞り51を、比例電磁弁40のボデイの内部に設けたホールおよびそのホールに設けた絞り部により形成したものである。このようにホールにより形成されるバイパス油路50や絞り51は、複数の比例電磁弁を一体に構成した比例電磁弁に設けてもよい。また、この絞り51は管路の流路断面積を狭くして構成してもよい。
FIG. 6 shows another configuration example of the
なお、上記実施の形態においては、作業用フロント6に設ける油圧シリンダ7,9,11の比例電磁弁38〜41用のパイロット管路についてのみバイパス油路50および絞り51を設けたが、比例電磁弁38〜41以外に、油圧源4から比較的遠く、外気温度の影響による圧力損失が大きい他の油圧アクチュエータのパイロット弁にこのようなバイパス油路50や絞り51を設けてもよい。
In the above embodiment, the
このように、油圧源4から比較的遠い油圧アクチュエータとして、例えば作業用フロント6の関節部にグリースを供給するグリースポンプを駆動する油圧モータがある。このような油圧モータおよびグリースポンプは、旋回フレーム2の前部に設けられ、油圧モータのパイロット弁である比例電磁弁も油圧源4からの距離が比較的大きくなり、低温環境におけるパイロット圧油の圧力損失が大となるので、その油圧モータのパイロット管路にバイパス油路50や絞り51を設けることにより油圧モータの操作性が改善される。
As described above, as a hydraulic actuator that is relatively far from the hydraulic source 4, for example, there is a hydraulic motor that drives a grease pump that supplies grease to a joint portion of the
本発明は、自重が100トン以上にもおよぶ大型の油圧作業車両のように、パイロット管路28,29の長さが長くなるものに適用した場合にパイロット圧油の圧力損失を低減する上で特に有効であるが、100トン未満の油圧作業車両に適用してもよい。
The present invention reduces the pressure loss of pilot pressure oil when applied to a long
以上本発明を実施の形態により説明したが、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiment, when the present invention is implemented, various modifications and additions are possible without departing from the gist of the present invention without being limited to the above embodiment.
1 下部走行体
2 旋回フレーム
3 旋回装置
4 油圧源
5 運転室
6 作業用フロント
7 ブームシリンダ(油圧シリンダ)
8 ブーム
9 アームシリンダ(油圧シリンダ)
10 アーム
11 バケットシリンダ(油圧シリンダ)
12 バケット
14,15 主油圧ポンプ
16 パイロット油圧ポンプ
17 油タンク
19,23 主リリーフ弁
27 パイロットリリーフ弁
28 ポンプ側管路(パイロット管路)
29 タンク側管路(パイロット管路)
31 コントロール弁
37 メータイン弁
38〜41 比例電磁弁
42 電気レバー
43 コントローラ
45 ブリードオフ弁
50 バイパス油路
51 絞り
53 弁装置
DESCRIPTION OF
8 Boom 9 Arm cylinder (hydraulic cylinder)
10
12
29 Tank side pipeline (pilot pipeline)
31
Claims (3)
前記パイロット油圧ポンプからのパイロット油圧を切換えて前記コントロール弁の受圧室に供給するパイロット弁として、前記運転室内に設置される電気レバーで発生させる電気操作信号によって制御される比例電磁弁を備え、
前記比例電磁弁のポンプポートに接続されたポンプ側管路と、前記比例電磁弁のタンクポートに接続されたタンク側管路との間を、バイパス油路により接続し、前記バイパス油路に絞りを設けて前記絞りを通して前記パイロット圧油を前記ポンプ側管路および前記タンク側管路と油タンクとの間で循環させる構成にしたことを特徴とする油圧作業車両。 A swivel frame is installed on the lower traveling body, a driver's cab and a hydraulic source having a main hydraulic pump and a pilot hydraulic pump are installed on the swivel frame, and a work front is attached to the swivel frame, and the main hydraulic pump A hydraulic working vehicle that drives and supplies hydraulic oil from the hydraulic actuator to the traveling front, turning and working hydraulic actuators via a control valve,
As a pilot valve that switches the pilot hydraulic pressure from the pilot hydraulic pump and supplies it to the pressure receiving chamber of the control valve, a proportional solenoid valve controlled by an electric operation signal generated by an electric lever installed in the operating chamber is provided,
The bypass side oil passage is connected between the pump side pipe connected to the pump port of the proportional solenoid valve and the tank side pipe connected to the tank port of the proportional solenoid valve, and is throttled to the bypass oil path. A hydraulic working vehicle characterized in that the pilot pressure oil is circulated between the pump side pipe line and the tank side pipe line and the oil tank through the throttle.
前記比例電磁弁および前記コントロール弁を前記作業用フロントに含まれるブームに設けると共に、前記バイパス油路および前記絞りを前記ブームまたは前記比例電磁弁内に設けたことを特徴とする油圧作業車両。 The hydraulic work vehicle according to claim 1,
A hydraulic working vehicle, wherein the proportional solenoid valve and the control valve are provided in a boom included in the work front, and the bypass oil passage and the throttle are provided in the boom or the proportional solenoid valve.
前記油圧アクチュエータとして油圧シリンダを備え、
前記油圧シリンダへの作動油供給を制御する弁として、前記コントロール弁以外に油圧シリンダのボトム室への作動油の供給を制御するメータイン弁を備えると共に、
前記コントロール弁用の比例電磁弁と前記メータイン弁用の比例電磁弁とに共通に前記バイパス油路と前記絞りを設けたことを特徴とする油圧作業車両。 In the hydraulic work vehicle according to claim 1 or 2,
A hydraulic cylinder as the hydraulic actuator;
As a valve for controlling the supply of hydraulic oil to the hydraulic cylinder, in addition to the control valve, a meter-in valve for controlling the supply of hydraulic oil to the bottom chamber of the hydraulic cylinder is provided,
A hydraulic working vehicle, wherein the bypass oil passage and the throttle are provided in common to the proportional solenoid valve for the control valve and the proportional solenoid valve for the meter-in valve.
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JP2013057366A (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Kubota Corp | Hydraulic system of working machine |
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