JP4231872B2 - 掘削作業機 - Google Patents
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Description
硬い地盤において溝の掘削作業を行う際に真直ぐに掘れないので、常に旋回モータにより旋回をかけながら、バケットを溝の内側面に押し当てながら溝横当て掘削を行う場合に、前記第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の吐出圧である旋回モータの駆動圧を、プランジャー(37)に接続して、該斜板(34)の制御を行い、前記第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の圧力が上昇すると、共通の斜板(34)が流量を減少させる方向に減算制御すべく構成し、該第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)の共有斜板(34)の、傾転角を規制する制限ストッパ(59)を設け、該制限ストッパ(59)による、共通斜板(34)の傾転角の規制位置を、第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)が最高圧力であり、第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の流量が減少を開始する圧力に達した時点での斜板傾転角とし、該第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)は、1つのポンプケース(31)内に配設し、該ポンプケース(31)に、前記制限ストッパ(59)とプランジャー(37)を平行して埋め込み配置したので、溝横当て掘削を行う時に、エネルギーロスを軽減でき、効率的な作業をおこなうことができるのである。
また、該制限ストッパ(59)と、該第3可変容量形油圧ポンプ(P3)からの油圧を導入するプランジャーを、ポンプケースに平行して埋め込み配置したので、コンパクトな構成とすることが出来るのである。
本発明に用いられる掘削作業機の全体構成について説明する。図1において、掘削作業機は、クローラ式走行装置1の上部中央に旋回台軸受7を配置し、該旋回台軸受7により旋回体8を左右旋回可能に軸受支持している。該クローラ式走行装置1の前後一端部において、排土板10を上下回動自在に配設している。
図2に示すごとく、掘削作業機において、エンジンEは3つの油圧ポンプ(P1・P2・P3)を駆動するものである。第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプP2により、圧油が、クローラ走行装置1、バケットシリンダ24、アームシリンダ25等に供給されるものである。第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプP2は可変油圧ポンプであり、されるものである。第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプP2は可変油圧ポンプである。第3油圧ポンプP3も可変油圧ポンプであり、この第3油圧ポンプにより圧油が旋回用油圧モータに供給されるものである。
次に、図3から図5を用いて、掘削作業機に配設される油圧ポンプの構成例について説明する。図3(a)は第1ポンプ及び第2ポンプの出力する作動油の圧力と流量の関係を示す図、図3(b)は第1ポンプ及び第2ポンプへの入力と第3ポンプの圧力の関係を示す図である。油圧ポンプには駆動力の入力が行われ、入力されたエネルギーが油圧ポンプにより作動油の流量及び圧力へと変換され出力されるものである。このため、油圧ポンプへの入力と油圧ポンプよりの出力は略一致するものである。第1ポンプP1及び第2ポンプP2は可変ポンプであり、図3(a)に示すごとく、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の合計出力が一定出力以内に維持される構成となっている。第1ポンプP1と第2ポンプP2への入力合計は、第3ポンプP3より供給される作動油圧力の増加に伴い減少する構成となっている。すなわち、第3ポンプP3の圧力により、第1ポンプP1及び第2ポンプP2よりの作動油の吐出量を制御することにより、第1ポンプP1及び第2ポンプP2への入力を制御するものである。第1ポンプP1及び第2ポンプP2への入力は、図3(b)に示すごとく、第3ポンプP3の圧力の上昇に比例して減少する。
次に、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の第一実施例の構成について説明する。図6に示すごとく、第1ポンプP1及び第2ポンプP2は1つのポンプケース内に配設され、可動斜板34を共有するものである。ポンプケースは、ポンプケース31・32により構成されている。ポンプケース31は、第1ポンプP1及び第2ポンプP2を被装するものであり、ポンプケース32はポンプケース31の開口側を覆うものである。ポンプケース31には第1ポンプP1の油路が設けられており、ポンプケース32には第2ポンプP2の油路が設けられている。
次に、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の第二実施例の構成について、図7及び図8を用いて説明する。図7に示すごとく、第1ポンプP1及び第2ポンプP2は1つの油圧ポンプにより構成される。油圧ポンプを1シリンダーの2フロー形油圧ポンプとすることにより、1つの油圧ポンプを第1ポンプP1及び第2ポンプP2として用いるものである。
このように構成することにより、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の容量を容易に調節することが可能である。そして、第3ポンプP3の圧力による第1ポンプP1及び第2ポンプP2の容量調節の構成を簡便なものとすることができる。
次に、第3ポンプP3の定出力制御の構成について、図9を用いて説明する。図9において、油圧ポンプ55は第1ポンプP1及び第2ポンプP2を構成するポンプである。そして、第3ポンプP3の作動油吐出量は、該第3ポンプの自己圧により制御される。第3ポンプP3の可動斜板には、制御部57が接続されている。制御部57は第3ポンプP3の作動油供給側の油路に接続されている。そして、第3ポンプP3の作動油供給圧により、作動油吐出量が減少する方向に可動斜板を制御するものである。なお、第3ポンプP3の可動斜板にはバネ56が接続されており、あらかじめ設定された角度に復帰するように付勢している。このように、第3ポンプP3を、該第3ポンプP3が吐出した作動油の圧により制御するので、構成が簡便となり、確実な作動を行うことができる。
次に、第3ポンプP3により、第1ポンプP1、第2ポンプP2及び第3ポンプP3の出力制御を行う構成について、図10を用いて説明する。図10において、油圧ポンプ55は第1ポンプP1及び第2ポンプP2を構成するポンプである。そして、第1ポンプP1、第2ポンプP2及び第3ポンプP3の作動油吐出量は、第3ポンプの自己圧により制御される。第3ポンプP3の可動斜板には、制御部57が接続されている。制御部57は第3ポンプP3の作動油供給側の油路に接続されている。そして、第3ポンプP3の作動油供給圧により、作動油吐出量が減少する方向に可動斜板を制御するものである。さらに、第3ポンプP3の作動油供給側の油路には、制御部58が接続されている。制御部58は、油圧ポンプ55の可動斜板の作動油吐出量制御を行うものである。
次に、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の作動油供給量の一定範囲で減少させる構成について、図11から図13を用いて説明する。この構成において、油圧ポンプ55の斜板制御を行う制御部58にストッパを設けるものである。そして、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の作動油の流量を確保する。油圧ポンプ55は第1ポンプP1及び第2ポンプP2を構成するポンプである。そして、第1ポンプP1、第2ポンプP2及び第3ポンプP3の作動油吐出量は、第3ポンプの自己圧により制御される。第3ポンプP3の可動斜板には、プランジャー及びバネにより構成される制御部57が接続されている。油圧ポンプ55の可動斜板には、制御部58が接続されている。
さらに、ストッパ59の位置の設定により、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の最高圧を維持しながら3つのポンプへの入力を一定に保つことができる。図14(a)は第1ポンプと第2ポンプの圧力と流量との関係とを示す図、図14(b)は第3ポンプの圧力と流量との関係とを示す図である。圧力の上昇により第3ポンプP3の流量が減少するポイントでの圧力において、第1ポンプP1及び第2ポンプP2が示す定出力曲線の最高圧に達する斜板位置にストッパ59を設けることにより、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の最高圧を維持しながら3つのポンプへの入力を一定に保つことができる。第3ポンプP3において、流量が減少し始める圧力を圧力Psとする。そして、第3ポンプP3の圧力が圧力Psである場合の第1ポンプP1及び第2ポンプP2の圧力と流量の関係を示す曲線を曲線Fとする。さらに、曲線Fが最高圧を示す時の流量を流量Vsとする。
次に、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の斜板制御構成の他例について、図15から図18を用いて説明する。図15(a)は圧力制限装置を接続した油圧ポンプの斜板制御機構の模式図、図15(b)は点Aにおける圧力変化を示す図、図15(c)は点Bにおける圧力変化を示す図である。図15(a)に示すごとく、第1ポンプP1及び第2ポンプP2を構成する油圧ポンプ55の斜板制御を行う制御部58と、第3ポンプP3の作動油吐出側とを接続する油路に圧力制限装置60を配設するものである。そして、圧力制限装置60により、制御部58にかかる圧力を一定値以下とする。圧力制限装置60と第3ポンプP3との間の点Aにおいて圧力が、図15(b)に示すごとく、上昇したとする。この場合に、圧力制限装置60と制御部58との間の点Bにおける圧力は、図15(c)に示すごとく一定の圧力Pdに維持される。圧力制限装置60は制御部58にかかる圧力が圧力Pdより小さい場合には作用せず、第3ポンプP3の圧力を制御部58に伝達する。そして、第3ポンプP3の圧力が圧力Pdより大きい場合には、制御部58にかかる圧力を圧力Pdに維持する。
上述の圧力制限装置60を用いる構成において、制御部58にかかる圧力を調節することにより、第1ポンプP1及び第2ポンプP2、そして第3ポンプP3の合計入力を一定とすることができる。圧力制限装置60の制限値である圧力Pdを、第3ポンプP3の流量減少が開始される圧力に一致させるものである。すなわち、制御部58にかかる圧力が制限される圧力と、制御部57により流量減少が行われる圧力を一致させる。これにより、第3ポンプP3の流量が減少し、第3ポンプP3への入力が一定になるタイミングにあわせて、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の入力を一定にすることができる。そして、第1ポンプP1、第2ポンプP2及び第3ポンプP3の合計入力が一定となるものである。
上述の圧力制限装置60を用いる構成において、図19に示すごとく、圧力制限装置60の実施例として減圧弁61を利用することができる。図19(a)は圧力制限装置を接続した油圧ポンプの斜板制御機構の模式図、図19(b)は点Aにおける圧力変化を示す図、図19(c)は点Bにおける圧力変化を示す図である。図19(a)に示すごとく、第1ポンプP1及び第2ポンプP2を構成する油圧ポンプ55の斜板制御を行う制御部58と、第3ポンプP3の作動油吐出側とを接続する油路に減圧弁61を配設するものである。そして、減圧弁61により、制御部58にかかる圧力を一定値以下とする。点Aにおいて圧力が、図19(b)に示すごとく上昇すると、点Bにおける圧力は、減圧弁61により、図19(c)に示すごとく一定の圧力Pdに維持される。減圧弁61は制御部58にかかる圧力が圧力Pdより小さい場合には作用しない。そして、第3ポンプP3の圧力が圧力Pdより大きい場合には、制御部58にかかる圧力を圧力Pdに維持する。これにより、第3油圧ポンプP3の圧力が高い状態における第1ポンプ及び第2ポンプへの入力を大きくとることができる。
次に、3つの油圧ポンプの第一参考例について説明する。図20において、第1ポンプP1及び第2ポンプP2は1つの油圧ポンプ62により構成されている。油圧ポンプ62は1シリンダーの2フロー形油圧ポンプにより構成されており、1つの油圧ポンプを第1ポンプP1及び第2ポンプP2として用いるものである。第3ポンプP3は油圧ポンプP3により構成されている。そして、油圧ポンプ62と油圧ポンプ63は接続部64により接続された構成となっている。
次に、3つの油圧ポンプの第二参考例について説明する。図21において、第1ポンプP1及び第2ポンプP2は1つの油圧ポンプ62により構成されている。油圧ポンプ62は1シリンダーの2フロー形油圧ポンプにより構成されており、1つの油圧ポンプを第1ポンプP1及び第2ポンプP2として用いるものである。第3ポンプP3は油圧ポンプP3により構成されている。そして、油圧ポンプ62と油圧ポンプ63は接続部64により接続された構成となっている。
次に、3つの油圧ポンプの第三参考例について説明する。図22において、第1ポンプP1及び第2ポンプP2は1つの油圧ポンプ62により構成されている。油圧ポンプ62は1シリンダーの2フロー形油圧ポンプにより構成されており、1つの油圧ポンプを第1ポンプP1及び第2ポンプP2として用いるものである。第3ポンプP3は油圧ポンプP3により構成されている。そして、油圧ポンプ62と油圧ポンプ63は接続部64により接続された構成となっている。
P2 第2ポンプ
P3 第3ポンプ
41 斜板
42 ピストン
43 シリンダバレル
44 バルブプレート
48 油路盤
50 調節部
51 プランジャー
55 油圧ポンプ
56 バネ
57 制御部
87 ポンプケース
Claims (2)
- 第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)で掘削部を駆動し、第3可変容量形油圧ポンプ(P3)で旋回モータを駆動する掘削作業機において、前記第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)を、別々の油圧ポンプで、かつ、共通の斜板(34)を具備した構成とし、両油圧ポンプ(P1・P2)の容量を、該共通の斜板(34)の傾動により制御し、硬い地盤において溝の掘削作業を行う際に真直ぐに掘れないので、常に旋回モータにより旋回をかけながら、バケットを溝の内側面に押し当てながら溝横当て掘削を行う場合に、前記第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の吐出圧である旋回モータの駆動圧を、プランジャー(37)に接続して、該斜板(34)の制御を行い、前記第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の圧力が上昇すると、共通の斜板(34)が流量を減少させる方向に減算制御すべく構成し、該第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)の共有斜板(34)の、傾転角を規制する制限ストッパ(59)を設け、該制限ストッパ(59)による、共通斜板(34)の傾転角の規制位置を、第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)が最高圧力であり、第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の流量が減少を開始する圧力に達した時点での斜板傾転角とし、該第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)は、1つのポンプケース(31)内に配設し、該ポンプケース(31)に、前記制限ストッパ(59)とプランジャー(37)を平行して埋め込み配置したことを特徴とする掘削作業機。
- 第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)で掘削部を駆動し、第3可変容量形油圧ポンプ(P3)で旋回モータを駆動する掘削作業機において、前記第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)を、共有の1個の斜板(41)を具備する1個の油圧ポンプで、かつ、第1可変容量形油圧ポンプ(P1)の吐出ポートとなる吐出ポート(46)、及び第2可変容量形油圧ポンプ(P2)の吐出ポートとなる吐出ポート(47)を別々に設けた、1シリンダー2フロー形油圧ポンプとし、硬い地盤において溝の掘削作業を行う際に、真直ぐに掘れないので、常に旋回モータにより旋回をかけながら、バケットを溝の内側面に押し当てながら溝横当て掘削を行う場合に、前記第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の吐出圧である旋回モータの駆動圧を、プランジャー(51)に接続して、該斜板(41)の制御を行い、前記第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の駆動圧が上昇すると、該斜板(41)が流量を減少させる方向に減算制御すべく構成し、該第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)の共有斜板(41)の、傾転角を規制する制限ストッパ(59)を設け、該制限ストッパ(59)による共通斜板(41)の傾転角の規制位置を、第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)が最高圧力であり、第3可変容量形油圧ポンプ(P3)の流量が減少を開始する圧力に達した時点での斜板傾転角とし、該第1可変容量形油圧ポンプ(P1)と第2可変容量形油圧ポンプ(P2)は、1つのポンプケース(87)内に配設し、該ポンプケース(87)に、前記制限ストッパ(59)とプランジャー(51)を平行して埋め込み配置したことを特徴とする掘削作業機。
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