JP4392142B2

JP4392142B2 - 掘削旋回作業車の油圧装置

Info

Publication number: JP4392142B2
Application number: JP2001207374A
Authority: JP
Inventors: 英彦香月
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2021-07-09
Also published as: JP2003020693A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削旋回作業車の、走行モータに接続されるカウンタバランスバルブが、ブームシリンダやアームシリンダからのドレン油の差圧により作動しないようにするための油圧装置の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、掘削旋回作業車の作業機となるブーム、アーム、及びバケット等を回動操作したり、上部体を旋回したり、クローラ式走行装置を駆動したりする油圧アクチュエータを操作するために、運転席には操作レバーや操作ペダル等を配置している。これらの操作レバーまたは操作ペダルを操作することにより、コントロールバルブのスプールを摺動してバルブを切り換えたり、或いは、パイロットバルブを切り換えて、パイロット油圧によりスプールを摺動してコントロールバルブを切り換えるようにしている。このコントロールバルブの切り換えによって、各油圧アクチュエータに圧油が送油されて油圧アクチュエータを駆動するようにしている。
【０００３】
そして、各油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブは図５に示すように、タンデムに連結されコントロールバルブユニットとしてステップ下方に配置され、該コントロールバルブユニットの図５における左右中央に、油圧ポンプＰ１・Ｐ２に連通されるメイン通路４５を設け、その両側に出力油路を設けその外側にタンク通路４６・４７を略平行に設けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図５に示すように、左右にタンク油路を設けた構成においては、左右一方のタンク通路４６（または４７）にアームシリンダ２５からの戻り油とブームシリンダ２３からの戻り油が連通されるようにしていたので、傾斜地において、ブーム６とアーム５を同時に操作した場合、或いは、いずれか一方を操作したときに戻り油が一方のタンク油路に流れることにより、左右のタンク通路４６・４７に圧力差が生じて、その圧力差により走行モータのカウンタバランスバルブが作動して逸走してしまうことがあった。
【０００５】
この逸走を防止するには、走行モータのカウンタバランスバルブのスプールを付勢するスプリングのスプリング力を強くしてクラッキング圧を上げることが考えられるが、走行モータの起動と停止時のショックが大きくなり走行フィーリングが悪化することになる。また、コントロールバルブとリザーバタンクの間に配管を設けることも考えられるが、配管を施し、該配管が長くなるためにコストアップとなり、また、差圧が全て解消するとは限らなかったのである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決すべく、次のような手段を採用するものである。
請求項１においては、掘削旋回作業車のブーム（６）やアーム（５）やバケット（４）を、ブームシリンダ（２３）とアームシリンダ（２５）とバケットシリンダ（２４）で駆動し、左右のクローラ式走行装置（１・１）を走行油圧モータ（１５・１５）により駆動し、該油圧シリンダ（２３・２５・２４）と走行油圧モータ（１５・１５）の作動を制御する各コントロールバルブをタンデム接続してコントロールユニット（３０）とし、該コントロールユニット（３０）は、少なくとも、左走行コントロールバルブ（３５）・アームコントロールバルブ（３６）・右走行コントロールバルブ（４０）・バケットコントロールバルブ（４１）・ブームコントロールバルブ（４２）をタンデムに配設した構成において、該タンデムに配設した状態の各コントロールバルブを貫通するように、該コントロールユニット（３０）の左右中央に、油圧ポンプ（Ｐ）に連通するポンプ通路（４５）を設け、該ポンプ通路（４５）の両側にタンク通路（５８・５９）を配設し、前記アームシリンダ（２５）からの戻り油と、ブームシリンダ（２３）からの戻り油をタンク通路（４６・４７）に戻すべく連通した場合に、該左右のタンク通路（４６・４７）に圧力差が生じて、中立状態の走行コントロールバルブ（３５・４０）のタンク通路（４６・４７）と連通する、走行油圧モータ（１５・１５）のカウンタバランスバルブ（６２）が、該圧力差により連通側に作動し、走行油圧モータ（１５・１５）に圧油を供給して回転して逸走してしまうのを阻止すべく、前記ブームシリンダ（２３）の戻り油を一方のタンク通路（４６）に、アームシリンダ（２５）の戻り油を他方のタンク通路（４７）に接続するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について、添付の図面に従って説明する。
【０００８】
図１は本発明に係る油圧装置を具備した掘削旋回作業車の全体側面図、図２は本発明の配管接続を示す図、図３はコントロールバルブとカウンタバランスバルブとの接続を示す図、図４は他の構成例を示すコントロールバルブの断面図、図５は従来の配管構成を示す図である。
【０００９】
まず、本発明に係る掘削旋回作業車の概略構成を説明する。図１に示す如く、旋回作業車は、クローラ式走行装置１の上部中央に垂直方向に軸心を有する旋回台軸受７を介して上部体８を旋回可能に支持しており、該クローラ式走行装置１の前後一端部には、ブレード１０を上下回動自在に配設している。上部体８は旋回フレーム１１上にエンジンやバッテリーや燃料タンク等を載置して、これらをボンネット９で被覆して、その前部に操縦部を配置して、該操縦部には座席シート１９や走行レバー２６や作業操作レバー２７等を配置し、前記ボンネット９や座席シート１９上方にキャノピー２１が配置されている。
【００１０】
旋回フレーム１１の前端部には作業機が装着されており、該作業機はブームブラケット１２が旋回フレーム１１の前端部に左右回動自在に取り付けられ、該ブームブラケット１２にはブーム６の下端部が前後回動自在に支持されている。該ブーム６は途中部で前方に屈曲しており、側面視において略「く」字状に形成されている。該ブーム６の他端部にはアーム５が回動自在に支持され、該アーム５の先端部には作業用アタッチメントとしてのバケット４が回動自在に支持されている。
【００１１】
また、ブームブラケット１２とブーム６の途中部前面との間にブームシリンダ２３が介装され、ブーム６の途中部背面とアーム５基端部との間にアームシリンダ２５が介装され、該バケット４とアーム５基部の間にバケットシリンダ２４が介装されている。
【００１２】
こうして、前記ブーム６はブームシリンダ２３により回動され、アーム５はアームシリンダ２５により回動され、バケット４はバケットシリンダ２４により回動される。該ブームシリンダ２３、アームシリンダ２５、及びバケットシリンダ２４は油圧アクチュエータとなる油圧シリンダで構成され、各シリンダ２３・２５・２４はステップ１７上に配置した操作レバーの操作により、ステップ１７下方に配置したコントロールバルブを切り換えて、油圧ポンプからの圧油を供給することにより伸縮駆動される。
【００１３】
また、前記旋回フレーム１１の側部には、スイングシリンダ１８が配置されて、その基部が旋回フレーム１１に枢支され、該スイングシリンダ１８のシリンダロッドの先端はブームブラケット１２に接続されており、スイングシリンダ１８により、ブームブラケット１２を旋回フレーム１１に対して左右に回動でき、作業機２を左右回動できるようにしている。
【００１４】
また、旋回フレーム１１は旋回台軸受７の上部に設けた油圧モータ１３の作動によって３６０度左右旋回可能としており、前記ブレード１０は排土板の後部とクローラ式走行装置１のトラックフレーム３との間に介装したブレードシリンダ１４の作動によって昇降可能としている。更に、該トラックフレーム３の前後一側に配置した駆動スプロケットの内側には走行油圧モータ１５・１５が配置されて、クローラ式走行装置１を走行駆動可能としている。
【００１５】
このように、油圧アクチュエータとなる油圧シリンダや油圧モータはそれぞれ操縦部のステップ１７下方に配置したコントロールバルブと接続されている。該各コントロールバルブは図２に示すようにタンデムに配設されてコントロールユニット３０としている。該コントロールユニット３０は、例えば、順に、オプションコントロールバルブ３３・旋回コントロールバルブ３４・左走行コントロールバルブ３５・アームコントロールバルブ３６・ブリード切換バルブ３７・ＰＴＯコントロールバルブ３８・ブレードコントロールバルブ３９・右走行コントロールバルブ４０・バケットコントロールバルブ４１・ブームコントロールバルブ４２・スイングコントロールバルブ４３とタンデムに配設され、両側に連通バルブ３１・３２を配置している。
【００１６】
そして、走行コントロールバルブ３５（４０）は図３に示すように、バルブケース５０内にスプール５１が嵌挿され、該スプール５１は一端がバルブケース５０より突出されて、リンク等を介して走行レバー２６と連結されている。スプール５１の他端はバルブケース５０の側部に付設されたバネケース５２内に挿入され、該バネケース５２内において、スプール５１上にバネ座５３・５３が外嵌されて、該バネ座５３・５３間にバネ５４が配設されて、該バネ５４によってスプール５１を中立方向に付勢している。
【００１７】
また、前記バルブケース５０の中央部に油圧ポンプにつながるポンプ油路５５が設けられ、その両側に出力ポート５６・５７が設けられて、それぞれスプール５１まで延設され、該出力ポート５６・５７は中立時には、その側部に設けられたタンク油路５８・５９と連通されている。該タンク油路５８・５９は図２に示すようにコントロールバルブユニット３０の両側に配設されたタンク通路４６・４７に連通され、ポンプ油路５５は中央に配設されたメイン通路４５にそれぞれ連通されている。
【００１８】
そして、前記出力ポート５６・５７はカウンタバランスバルブ６２に接続され、該カウンタバランスバルブ６２は図３に示すように、バルブケース６３に弁孔６３ａを穿設して、該弁孔６３ａ内にプランジャ６４を摺動可能に収納し、該プランジャ６４には更に弁体６５・６５及びスプリングを収納してチェックバルブを構成している。そして、該プランジャ６４の両側の弁孔６３ａを蓋体で閉じて、プランジャ６４の両側の空間をチャンバ６６Ｌ・６６Ｒとしている。そして、該チャンバ６６Ｌ・６６Ｒを油路６３ｂ・６３ｂを介して入力ポート７１・７２と連通している。該入力ポート７１・７２はプランジャ６４内に形成した油路からチェックバルブ（弁体６５・６５）を介して出力ポートと接続され、該出力ポートには左右一方の走行用油圧モータ１５と接続されている。左右他方の走行用油圧モータも上述したような同様の構成としている。
【００１９】
このような構成のコントロールバルブ５０とカウンタバランスバルブ６２において、中立時において、コントロールバルブ５０の両側に配設されたタンク通路４６とタンク通路４７の間で圧力に差が生じると、該タンク通路４６・４７につながるカウンタバランスバルブ６２の入力ポート７１・７２においても差圧が生じて、入力ポート７１・７２につながる左右のチャンバ６６Ｌ・６６Ｒにも圧力差が生じて、その圧力によりプランジャ６４が摺動して、入力ポート７１・７２と油圧モータ１５の間が連通されて、油圧モータ１５は回転可能となり、例えば、傾斜地に旋回作業車が位置していると、クローラが回転して、逸走してしまうことになる。
【００２０】
そこで、本発明では、図２に示すように、ブームシリンダ２３のシリンダヘッド（ボトム）側に通じるコントロールバルブ４２の二次側（出力側）の油路を左右一方のタンク油路（タンク油路）５９（または５８）と接続し、アームシリンダ２５のシリンダヘッド側に通じるコントロールバルブ３６の二次側（出力側）の油路を他方のタンク油路（タンク通路４６）５８（または５９（４７））と接続している。
【００２１】
このように構成することによって、ブーム６とアーム５を同時に駆動しても油量の多いシリンダヘッド側から多量の作動油がドレンされても、左右のタンク通路４６・４７に分散されるために差圧が生じ難くなり、カウンタバランスバルブ６２が切り換わることがなく、傾斜地の作業時にクローラが不意に回動することもなくなるのである。
【００２２】
また、前記不具合を解消するための第二実施例として、図４のように構成することもできる。即ち、ブームシリンダ２３及びアームシリンダ２５のドレン油路が図５に示す従来のように同じタンク通路に連通される構成とした場合に、アームコントロールバルブ３６またはブームコントロールバルブ４２またはその近傍に配置されるコントロールバルブのバルブケース６３において、左右のタンク油路（タンク通路）５８・５９に通じる取出油路６８・６９を設け、該取出油路６８・６９の間を外部配管７０で連通する構成とする。
【００２３】
このように構成することによって、ブームシリンダ２３及びアームシリンダ２５が同時に作動されて一つのタンク油路にドレンされても、差圧が生じるようであれば、差圧が低下するようにそのドレン油は外部配管７０を介して他方のタンク油路（タンク通路）に流れて、略均等圧となるようにして、カウンタバランスバルブ６２が切り換わることがないようにし、傾斜地の作業時にクローラが不意に回動することを防止している。なお、バルブケース内に左右のタンク油路５８・５９を連通する油路を一体的に設ける技術もあるが、バルブケースの下部位置に連通するための油路を形成する必要があるため、バルブケースが大きくなり、加工も必要となり、他のコントロールバルブと連通部分の大きさが異なることになり、一体的にユニットとして配置することが難しくなる。外部配管とすることによって配置位置の自由度は大きくなり、配管は空いたスペースを通すことができるようになる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、掘削旋回作業車の油圧装置を以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
【００２５】
以上の如く本発明は、掘削旋回作業車のブーム（６）やアーム（５）やバケット（４）を、ブームシリンダ（２３）とアームシリンダ（２５）とバケットシリンダ（２４）で駆動し、左右のクローラ式走行装置（１・１）を走行油圧モータ（１５・１５）により駆動し、該油圧シリンダ（２３・２５・２４）と走行油圧モータ（１５・１５）の作動を制御する各コントロールバルブをタンデム接続してコントロールユニット（３０）とし、該コントロールユニット（３０）は、少なくとも、左走行コントロールバルブ（３５）・アームコントロールバルブ（３６）・右走行コントロールバルブ（４０）・バケットコントロールバルブ（４１）・ブームコントロールバルブ（４２）をタンデムに配設した構成において、該タンデムに配設した状態の各コントロールバルブを貫通するように、該コントロールユニット（３０）の左右中央に、油圧ポンプ（Ｐ）に連通するポンプ通路（４５）を設け、該ポンプ通路（４５）の両側にタンク通路（５８・５９）を配設し、前記アームシリンダ（２５）からの戻り油と、ブームシリンダ（２３）からの戻り油をタンク通路（４６・４７）に戻すべく連通した場合に、該左右のタンク通路（４６・４７）に圧力差が生じて、中立状態の走行コントロールバルブ（３５・４０）のタンク通路（４６・４７）と連通する、走行油圧モータ（１５・１５）のカウンタバランスバルブ（６２）が、該圧力差により連通側に作動し、走行油圧モータ（１５・１５）に圧油を供給して回転して逸走してしまうのを阻止すべく、前記ブームシリンダ（２３）の戻り油を一方のタンク通路（４６）に、アームシリンダ（２５）の戻り油を他方のタンク通路（４７）に接続するので、ブームシリンダとアームシリンダから同時にドレンされても、両タンク通路間で差圧が生じることがなく、差圧が生じてタンク通路に連通する走行装置のカウンタバランスバルブが切り換わって、傾斜地での作業時にクローラが不意に回動することがなくなるのである。そして、シリンダからの接続位置の変更はコントロールバルブを左右反転させることで容易に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧装置を具備した掘削旋回作業車の全体側面図である。
【図２】本発明の配管接続を示す図である。
【図３】コントロールバルブとカウンタバランスバルブとの接続を示す図である。
【図４】他の実施例を示すコントロールバルブの断面図である。
【図５】従来の配管構成を示す図である。
【符号の説明】
１クローラ式走行装置
４バケット
５アーム
６ブーム
２３ブームシリンダ
２５アームシリンダ
３５・４０走行コントロールバルブ
３６アームコントロールバルブ
４２ブームコントロールバルブ
５８・５９タンク油路

Claims

掘削旋回作業車のブーム（６）やアーム（５）やバケット（４）を、ブームシリンダ（２３）とアームシリンダ（２５）とバケットシリンダ（２４）で駆動し、左右のクローラ式走行装置（１・１）を走行油圧モータ（１５・１５）により駆動し、該油圧シリンダ（２３・２５・２４）と走行油圧モータ（１５・１５）の作動を制御する各コントロールバルブをタンデム接続してコントロールユニット（３０）とし、該コントロールユニット（３０）は、少なくとも、左走行コントロールバルブ（３５）・アームコントロールバルブ（３６）・右走行コントロールバルブ（４０）・バケットコントロールバルブ（４１）・ブームコントロールバルブ（４２）をタンデムに配設した構成において、該タンデムに配設した状態の各コントロールバルブを貫通するように、該コントロールユニット（３０）の左右中央に、油圧ポンプ（Ｐ）に連通するポンプ通路（４５）を設け、該ポンプ通路（４５）の両側にタンク通路（５８・５９）を配設し、前記アームシリンダ（２５）からの戻り油と、ブームシリンダ（２３）からの戻り油をタンク通路（４６・４７）に戻すべく連通した場合に、該左右のタンク通路（４６・４７）に圧力差が生じて、中立状態の走行コントロールバルブ（３５・４０）のタンク通路（４６・４７）と連通する、走行油圧モータ（１５・１５）のカウンタバランスバルブ（６２）が、該圧力差により連通側に作動し、走行油圧モータ（１５・１５）に圧油を供給して回転して逸走してしまうのを阻止すべく、前記ブームシリンダ（２３）の戻り油を一方のタンク通路（４６）に、アームシリンダ（２５）の戻り油を他方のタンク通路（４７）に接続することを特徴とする掘削旋回作業車の油圧装置。