JP3422433B2 - 超小旋回式油圧掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１油圧ポンプにより複
数のアクチュエータを駆動するロードセンシング油圧駆
動回路を有することを特徴とする超小旋回式油圧掘削機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧式掘削機は図８に平面図を示
す様に左右１対の履帯１０３等から構成される走行機１
０４にブレード１０５を取り付け、上部に旋回台１０６
を搭載し、この旋回台１０６上にキヤビン１０２、キャ
ビン１０２の下の燃料タンク１１７、カウンターウエィ
ト１０７、エンジン１０８を覆うエンジンルーム１０
９、エンジン１０８で駆動される３台の主ポンプ１１０
ａ，１１０ｂ，１１０ｃ、作業機１２０等を配置して上
部旋回体１３０を構成している。

【０００３】従来の油圧掘削機の油圧システムは、図９
に示す様に主ポンプは２台の可変容量式油圧ポンプ１１
０ａ，１１０ｂ１台の定容量式油圧ポンプ１１０ｃとか
らなる３ポンプ式であり、可変容量式油圧ポンプ１１０
ａの吐出油は右走行操作弁１５２を操作した場合は右走
行モータ１６２に、バケットシリンダ用制御弁１８６を
操作した場合はバケット操作弁１５６が作動してバケッ
ト用シリンダ１６６に、ブームシリンダ用制御弁１８５
を操作した場合はブーム操作弁１５５が作動してブーム
シリンダ１２１にそれぞれ供給され、右走行モータ１６
２、バケットシリンダ１６６、ブームシリンダ１２１を
それぞれ作動させる。可変容量式油圧ポンプ１１０ｂの
吐出油はアームシリンダ用操作弁１８８を操作した場合
はアーム操作弁１５８が作動してアームシリンダ１６８
に、左走行操作弁１５４を操作した場合左走行モータ１
６４にそれぞれ供給され、アームシリンダ１６８、左走
行モータ１６４をそれぞれ作動させる。

【０００４】定容量式油圧ポンプ１１０ｃの吐出油はブ
レード操作弁１５３が操作されるとブレードシリンダ１
６３に、オフセットシリンダ用制御弁１８７が操作され
るとオフセット操作弁１５７が作動しオフセットシリン
ダ１２３に、旋回モータ用制御弁１８１が操作されると
旋回モータ用操作弁１５１が作動し、ブレードシリンダ
１６３、オフセットシリンダ１２３、旋回モータ１６１
に供給され、それぞれブレードシリンダ１６３、オフセ
ットシリンダ１２３、旋回モータ１６１をそれぞれ作動
させる。

【０００５】可変容量式油圧ポンプ１１０ａの吐出油圧
はポンプ容量制御弁１１３の受圧部１１３ａを加圧し、
可変容量式油圧ポンプ１１０ｂの吐出油圧はポンプ容量
制御弁１１３の受圧部１１３ｂを加圧し、定容量式油圧
ポンプ１１０ｃの吐出油圧はポンプ容量制御弁１１３の
受圧部１１３ｃを加圧してこれらの圧力が所定の値以上
になるとばね１１３ｄの押し圧力に抗してポンプ容量制
御弁１１３をＡ位置に切り換える。可変容量式油圧ポン
プ１１０ａ，１１０ｂの吐出油圧はチェツク弁１７０を
介してポンプ容量制御シリンダ１１２のボトム側ピスト
ン１１２ａとロッド側ピストン１１２ｂを加圧し、油圧
が所定以上になるとボトム側シリンダ１１２ａの受圧部
の面積がロッド側ピストンの受圧部１１２ｂの面積より
広いのでばね１１２ｃの押し圧力に抗して矢印Ｂの方向
に移動して可変容量式油圧ポンプ１１０ａ，１１０ｂの
斜板角をｍｉｎ側とする。すなわち、可変容量式油圧ポ
ンプ１１０ａ，１１０ｂと定容量式油圧ポンプ１１０ｃ
の吐出油圧を加えた圧力が所定値以上になるとポンプ容
量制御弁１１３がＡの位置となりポンプ容量制御シリン
ダ１１２のピストンは矢印Ｂの方向に移動し、可変容量
ポンプ１１０ａ，１１０ｃの斜板角をｍｉｎ側とし吐出
量を減少させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにポンプが
３台であると上部旋回体の旋回径Ｄが履帶幅（ゲージ
幅）Ｌより大きくなる。上部旋回体の全旋回径Ｄが履帯
幅（ゲージ幅）Ｌより大きいと狭小地に車両が侵入でき
ても旋回することが出来ない場合や、６ｍ道路の片側３
ｍ幅内で旋回すると、片側にはみ出してしまう場合があ
り、履帯幅（ゲージ幅）Ｌより全旋回径Ｄが小さい超小
旋回式油圧油圧掘削機の要求が高い。また、燃料タンク
１１８がキャビンの下に配置されているだけなので燃料
の容量が少なく燃料の補給間隔が短くなる課題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、押しのけ容量可変手段を備えた油圧ポンプ
と、前記油圧ポンプから吐出される吐出油によって駆動
される複数のアクチュエータである右走行モータと、左
走行モータと、ブレードシリンダとを有し、前記油圧ポ
ンプと前記複数のアクチュエータそれぞれの間に設けら
れ、前記複数のアクチュエータにそれぞれ供給される吐
出油の流量を制御するクローズドセンタ型操作弁である
右走行操作弁と、左走行操作弁と、ブレード操作弁とを
有し、前記ブレードシリンダに供給される吐出油の圧力
を制御する圧力補償弁を有し、前記圧力補償弁の設定圧
は前記右走行モータと前記左走行モータの負荷圧の高い
方に設定され、前記油圧ポンプの吐出圧と前記ブレード
シリンダの負荷圧とを所定の差に保つポンプ制御手段と
を備えたクローズドセンタ型ロードセンシング油圧駆動
回路を有することとし、更に、側面視Ｌ字形の燃料タン
クをキャビンの下部とキャビンとエンジンルームの間に
配置した。

【０００８】

【作用】本発明は、押しのけ容量可変手段を備えた油圧
ポンプから吐出される吐出油に複数のアクチュエータで
ある右走行モータと、左走行モータと、ブレードシリン
ダとを駆動し、油圧ポンプの吐出圧とブレードシリンダ
の負荷圧とを所定の差に保つポンプ制御手段とを備えた
クローズドセンタ型ロードセンシング油圧駆動回路を有
することとしたので、ポンプの台数が少なくなり、場積
を取らなくなったので上部旋回体の全旋回径が小さくで
き、更に側面視Ｌ字形の燃料タンクをキャビンの後方に
も配置したので、燃料の補給間隔が長くなる。

【０００９】

【実施例】以下本発明に係る超小旋回式油圧作業機の実
施例を図１から図 に基づいて説明する。図１は超小旋
回式油圧作業機１の側面図を示し、図２は超小旋回式油
圧作業機１の平面図を示し、図３はキャビン２の内側を
示す。左右一対の履帯３，３からなる走行体４にブレー
ド５を装着し、また走行体４の上に旋回台６を搭載し、
旋回台６上にキャビン２、カウンターウエィト７、エン
ジン８を覆うエンジンルーム９、エンジン８で駆動され
る油圧ポンプ１０、作業機２０等を配置して上部旋回体
３０を構成している。作業機２０はブームシリンダ２１
により上下方向に搖動する第１ブーム２２と第１ブーム
２２の先端に取り付けられオフセットシリンダ２３によ
り左右方向に回動する第２ブーム２４と、第２ブーム２
４の先端に取り付けられ、同じくオフセットシリンダ２
３により左右方向に回動し、かつ第２ブーム２４と平行
に配置されたロッド３２による平行リンク３２による平
行リンクにより第１ブームと同一方向を向く様に取り付
けられた第３ブームに取り付けられたアームリンダ２５
により上下方向に搖動するアーム２６と、アーム２６の
先端に取り付けられバケットシリンダ２７により上下方
向に搖動するバケット２８から構成されている。図１に
一点鎖線で示す様に作業機２０の第１アーム２１を掘削
方向に最大限揺動させ、アーム２６を掘削方向に最大限
揺動させた状態で旋回台６を旋回させた場合の上部旋回
体３０の全旋回径Ｄが履帯幅（ゲージ寸法）Ｌとほぼ等
しいか若しくは小さいものを超小旋回式油圧作業機１と
言う。また図２に示す様に第２ブーム２４、第３ブーム
３１アーム２６、バケット２８が実線から一点斜線に変
わる状態を右オフセットと言い、一点斜線から実線に変
わる状態を左オフセットと言う。

【００１０】図３はキャビン２の側面図を示し側面視Ｌ
字形の燃料タンク１８の配置を示すものでオペレータシ
ート１９の下とキャビン２の後方エンジンルーム７との
間に設置してある。

【００１１】次に本発明に係る超小旋回式油圧作業機１
ロードセンシング油圧回路について図４、図５に基づい
て説明する。ロードセンシング油圧回路は１台のポンプ
により、少なくとも２台のアクチュエータを駆動するこ
とを特徴としている。エンジン８により駆動される油圧
ポンプ１０は可変容量式であり押しのけ容量可変機構、
即ち、斜板１０ａを有している。この斜板１０ａの制御
は後述するポンプ容量制御シリンダ１３とロードセンシ
ングバルブ１２により行う。油圧ポンプ１０からの吐出
油は管路４０を介して旋回操作弁５１により旋回モータ
６１に、右走行操作弁５２により右走行モータ６２に、
ブレード操作弁５３によりブレードシリンダ６３にそれ
ぞれ供給される。これら、旋回操作弁５１、右走行操作
弁５２、ブレード操作弁５３等の操作弁は、上流と下流
の差圧を一定に保ち操作弁の操作量すなわち開度に比例
する流量に制御する圧力補償弁７１，７２，７３をそれ
ぞれ備えている。旋回モータ６１の負荷圧と右走行モー
タ６２の負荷圧はシャトル弁７４により高い圧力が負荷
圧パイロット回路４１に導かれブレードシリンダ６３の
負荷圧とシャトル弁７５により比較され、高い圧力PLが
負荷圧パイロット回路４２に導かれ圧力補償弁７１，７
２，７３それぞれのパイロット圧力室７１ａ，７２ａ，
７３ａに導かれ、圧力補償弁７１，７２，７３の圧力を
設定する。更に、圧力PLは管路４０に備えられたアンロ
ード弁４１の圧力室４１ａに導れアーロード弁４１のバ
ネ４１ｂのバネ定数と圧力PLを加えた圧力に設定すると
共に、ロードセンシングバルブ１２のパイロット圧力室
１２ａに導かれる。ロードセンシングバルブ１２のパイ
ロット圧力室１２ｂには管路４０からのLS圧ｚが導か
れ、LS圧がロードセンシングバルブ１２のバネ１２ｃの
バネ定数と圧力PLを加えた値となるようにポンプ容量制
御シリンダ１３を作動させてポンプ１０の斜板１０ａを
制御する。なお、左走行操作弁５４、ブーム操作弁５
５、バケット操作弁５６、オフセット操作弁５７、アー
ム操作弁５８はいずれも旋回操作弁５１、右走行操作弁
５２、ブレード操作弁５３等同じ構成であるので説明を
省略する。

【００１２】エンジン８により駆動されるパイロットポ
ンプ１１のパイロット油圧はバイロット回路１５を介し
て右走行モータ用制御弁８２、左走行モータ用制御弁８
４、ブームシリンダ用制御弁８５、バケットシリンダ用
制御弁８６、オフセットシリンダ用制御弁８７、ブレー
ドシリンダ用制御弁８３、旋回モータ用制御弁８１、ア
ームシリンダ用制御弁８８のにそれぞれ導かれている。
旋回モータ用制御弁８１はパイロット回路８１ａ、８１
ｂを介して旋回モータ用操作弁５１のパイロット圧力室
５２ａ、５２ｂに、右走行モータ用制御弁８２はパイロ
ット回路８２ａ，８２ｂを介して右走行制御弁５２のパ
イロット圧力室５３ａ，５３ｂに、ブレードシリンダ用
制御弁８３はパイロット回路８３ａ，８３ｂを介しブレ
ード操作弁５３のパイロット圧力室５３ａ、５３ｂにそ
れぞれ連結している。なお、左走行モータ用制御弁８
４、ブームシリンダ用制御弁８５、バケットシリンダ用
制御弁８６、オフセットシリンダ用制御弁８７、アーム
シリンダ用制御弁８８、等はいずれも右走行モータ用制
御弁８１等と同じ様にそれぞれ左走行操作弁５４、ブー
ム操作弁５５、バケット操作弁５６、オフセット操作弁
５７、アーム操作弁５８のパイロット圧力室、とそれぞ
れのパイロット回路８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂ，
８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂ，８８ａ，８８ｂを介
して連結している。

【００１３】次に作用を説明する。例えば操作レバーを
操作して右走行モータ用制御弁８２と左走行モータ用制
御弁８４を前進方向に操作すると、操作したパイロット
回路８２ａとパイロット回路８４ａにパイロット圧が導
かれ、右走行操作弁５２のパイロット圧力室５２ａと左
走行操作弁５４のパイロット圧力室５４ａに導かれる。
そして、右走行操作弁５２は切り換わり、同様に左走行
操作弁５４も切り替わり、右走行モータ６２と左走行モ
ータ（図示していない）が回転して前進する。ここで操
作レバーを操作してブレードシリンダ用制御弁８３を操
作するとブレード操作弁５３のパイロット圧力室５３ａ
にパイロット圧が導かれ、ブレード操作弁５３は切り替
わりブレード５は上昇する、この時ブレード５に対する
負荷が小さいとブレード操作弁５３の圧力補償弁７３の
設定圧は右走行モータ６２と左走行モータの負荷圧の高
い方の圧力に設定される。また、ブレードシリンダ６３
に吐出油が供給されるのでLSが低くなるのでロードセン
シングバルブ１２は矢印Ａの方向に移動しポンプ容量制
御シリンダ１３の油の一部をドレンさせポンプ１０の斜
板１０ａをｍａｘ方向に傾けポンプ１０の吐出油量を増
加させる。

【００１４】次にブレードシリンダ６３の構造について
図６と図７に基づいて説明する。図６はブレードシリン
ダ６３の全体図であり、図７は図６のＰ部の詳細図であ
る。ブレードシリンダ６３の入口側６３ａから油を供給
すると、ピストンバルブ６３ｂは矢印Ｂの方向に押され
てピストンバルブシート６３ｃのテーパ部６３ｄでシー
ルするためピストン６３ｅは矢印Ａの方向に移動する、
ピストン６３ｅがストロークエンドになるとピストンバ
ルブ６３ｂはヘッドカバー６３ｆに当接し、ピストンバ
ルブシート６３ｃにシールされていた油はヘッド６３ｇ
内に逃げるので油の流れの急激な変化はない、このため
走行中にブレード５の操作を行って、ブレードシリンダ
６３がストロークエンドとなっても走行速度の急激な変
化は起こらない。

【００１５】

【発明の効果】１油圧ポンプにより複数のアクチュエー
タを駆動するクローズドセンタ型ロードセンシング油圧
駆動回路を有することとしたので、ポンプの台数が少な
くなり、場積を取らなくなったので上部旋回体の全旋回
径が小さくでき、更に燃料タンクをキャビンの後方にも
配置したので、燃料の補給間隔が長くなり、また、ブレ
ードシリンダのピストンにピストンバルブを設けのでブ
レードシリンダがストロークエンドとなっても走行速度
が増速することがなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超小旋回式作業機の側面図を示す
図である。

【図２】本発明に係る超小旋回式作業機の平面図を示す
図である。

【図３】本発明に係る超小旋回式作業機のキャビンの内
側を示す図である。

【図４】本発明に係る超小旋回式作業機の油圧回路を示
す図である。

【図５】本発明に係る超小旋回式作業機の油圧回路を示
す図である。

【図６】本発明に係る超小旋回式作業機のブレードシリ
ンダの全体を示す図である。

【図７】図６のＰ部の詳細図である。

【図８】 従来の油圧式掘削機の平面図を示す図
である。

【図９】 従来の油圧式掘削機の油圧システムを
示す図である。

【符号の説明】

２ キャビン ５ ブレード ９ エンジンルーム １０ 油圧ポンプ １０ａ 斜板 １１ パイロットポンプ １２ ロードセンシングバルブ １３ ポンプ容量制御シリンダ ５１ 旋回操作弁 ５２ 右走行操作弁 ５３ ブレード操作弁 ６１ 旋回モータ ６２ 右走行モータ ６３ ブレードシリンダ ６３ｂ ピストンバルブ ６３ｅ ピストン ７１，７２，７３ 圧力補償弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押しのけ容量可変手段を備えた油圧ポン
   プと、 前記油圧ポンプから吐出される吐出油によって駆動され
   る複数のアクチュエータである右走行モータと、左走行
   モータと、ブレードシリンダとを有し、 前記油圧ポンプと前記複数のアクチュエータそれぞれの
   間に設けられ、前記複数のアクチュエータにそれぞれ供
   給される吐出油の流量を制御するクローズドセンタ型操
   作弁である右走行操作弁と、左走行操作弁と、ブレード
   操作弁とを有し、前記ブレードシリンダに供給される吐
   出油の圧力を制御する圧力補償弁を有し、前記圧力補償
   弁の設定圧は前記右走行モータと前記左走行モータの負
   荷圧の高い方に設定され、 前記油圧ポンプの吐出圧と前記ブレードシリンダの負荷
   圧とを所定の差に保つポンプ制御手段とを備えたクロー
   ズドセンタ型ロードセンシング油圧駆動回路を有するこ
   とを特徴とする超小旋回式油圧掘削機。
2. 【請求項２】 側面視Ｌ字形の燃料タンクをキャビンの
   下部とキャビンとエンジンルームの間に配置したことを
   特徴とする請求項１記載の超小旋回式油圧掘削機。