JP5280985B2 - Work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車体に設けられたアームにバケットや杭打ち装置等の各種アタッチメントが着脱可能に取り付けられる作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine in which various attachments such as a bucket and a pile driving device are detachably attached to an arm provided on a vehicle body.
上記のような作業機械として、地面を掘削したり掘削した土砂等を移動させる際に使用されるショベルローダやバックホーなどが広く知られている。このような作業機械は、車体に上下揺動可能に設けられたアームの先端部に、バケットやブレード、チップブレーカ、オーガ装置などの各種アタッチメントが着脱可能に構成されており、アタッチメントを作業目的に応じて着脱交換することにより、一台の作業機械を多目的、多機能に使用可能になっている(例えば、特許文献1を参照)。 As such a working machine, an excavator loader or a backhoe used for excavating the ground or moving excavated earth and sand is widely known. Such work machines are configured so that various attachments such as buckets, blades, chip breakers, auger devices and the like can be attached to and detached from the tip of an arm that can swing up and down on the vehicle body. Accordingly, the single work machine can be used for multiple purposes and multiple functions by performing detachment and replacement accordingly (see, for example, Patent Document 1).
このような作業機械において、アタッチメントを交換するには、アームとアタッチメントとを連結するピンの抜き差しや固定作業が必要となる。アタッチメントは一般的に重量物であり、これを人力で行うとすれば多くの労力を要する。そのため、アームの先端部にアタッチメントを係脱させる着脱させる油圧作動型のクイックヒッチ機構を設け、この機構を作動させるクイックヒッチシリンダに供給する圧油の供給方向を流路切り換え弁により切り換えて、アタッチメントを係止状態と解除状態とに切り換えるように構成された作業機械が実用されている。クイックヒッチシリンダに供給される圧油は、アタッチメントがアームに係止されれば、以降、低い保持圧で足りる。このため、クイックヒッチシリンダへの供給油路は、一般的に、車体各部の油圧制御機器に信号圧を供給する信号圧供給油路から分岐して設けられる(例えば、特許文献2を参照)。 In such a work machine, in order to replace the attachment, it is necessary to insert and remove the pin that connects the arm and the attachment and to fix the attachment. An attachment is generally a heavy object, and if this is done manually, a lot of labor is required. For this purpose, a hydraulically operated quick hitch mechanism that attaches and detaches the attachment at the tip of the arm is provided, and the supply direction of the pressure oil supplied to the quick hitch cylinder that operates this mechanism is switched by the flow path switching valve. A work machine configured to switch between a locked state and a released state is in practical use. As long as the attachment is locked to the arm, the pressure oil supplied to the quick hitch cylinder can be kept low. For this reason, the supply oil path to the quick hitch cylinder is generally provided by branching from the signal pressure supply oil path that supplies the signal pressure to the hydraulic control device of each part of the vehicle body (see, for example, Patent Document 2).
ところが、上記のような作業機械では、アームとアタッチメントとの連結機構部がドロ詰まり等により固着状態となることがあり、クイックヒッチ機構への圧油の供給方向を切り換えても、シリンダ推力が不足して、解除状態に切り替わらないことが生じ得る。ここで、クイックヒッチシリンダの供給油路を含め信号圧供給油路の設定圧を高めることが考えられる。しかし、このような設定にすれば、油圧ポンプを駆動するエンジンやモータ等への負荷が増大し、好ましくない。 However, in the work machine as described above, the connecting mechanism part between the arm and the attachment may become stuck due to clogging or the like, and the cylinder thrust is insufficient even when the pressure oil supply direction to the quick hitch mechanism is switched. Thus, it may not be switched to the released state. Here, it is conceivable to increase the set pressure of the signal pressure supply oil passage including the supply oil passage of the quick hitch cylinder. However, such a setting is not preferable because it increases the load on the engine, motor, and the like that drive the hydraulic pump.
一方、作業機械には、アームを上下揺動させるアームシリンダや、作業台を旋回させる旋回モータ、車両を走行させる走行モータなど、作業装置を駆動する油圧アクチュエータが用いられており、これらの他の油圧アクチュエータは、信号圧回路と異なる高圧の油圧回路(メインの油圧回路)に設けられたコントロールバルブに接続されて作動が制御される。そこで、他の油圧アクチュエータのいずれか、例えばアームシリンダへの供給油路に流路切り換え弁を設け、アタッチメントの取り外し時に高圧の圧油をクイックヒッチシリンダに供給して解除状態に切り換える構成が考えられる。ところが、このような構成では、アタッチメントを係止保持する信号圧供給油路の流路切り換え弁と、アームシリンダへの供給油路の流路切り換え弁、並びにメインのコントロールバルブを連動制御する必要が生じ、油圧回路及び制御回路の構成が複雑化する。アームシリンダへの供給油路は高圧・大流量であるため、この供給油路に設ける流路切り換え弁は大型となり、配置スペース、コストがともに増大する。さらに、アームシリンダの供給油路に設けられた流路切り換え弁を切り換えたときに、アームシリンダへの供給圧が変動してアームが一瞬動くなど、操作性が低下するという課題があった。 On the other hand, work machines use hydraulic actuators that drive work devices such as arm cylinders that swing the arm up and down, turning motors that turn the workbench, and travel motors that run the vehicle. The hydraulic actuator is connected to a control valve provided in a high-pressure hydraulic circuit (main hydraulic circuit) different from the signal pressure circuit, and the operation is controlled. Therefore, a configuration may be considered in which a flow path switching valve is provided in one of the other hydraulic actuators, for example, the supply oil passage to the arm cylinder, and when the attachment is removed, high pressure hydraulic oil is supplied to the quick hitch cylinder and switched to the released state. . However, in such a configuration, it is necessary to perform interlock control of the signal pressure supply oil passage flow path switching valve that locks and holds the attachment, the supply oil path flow path switching valve to the arm cylinder, and the main control valve. As a result, the configurations of the hydraulic circuit and the control circuit become complicated. Since the supply oil path to the arm cylinder has a high pressure and a large flow rate, the flow path switching valve provided in the supply oil path becomes large, and both the arrangement space and cost increase. Furthermore, when the flow path switching valve provided in the supply oil passage of the arm cylinder is switched, there is a problem that the operability is deteriorated, for example, the supply pressure to the arm cylinder varies and the arm moves momentarily.
本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、簡明な構成で、アームとアタッチメントとの連結機構部がドロ詰まり等により固着状態になったような場合でも、アタッチメントの着脱を確実に実現可能な作業機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above. With a simple configuration, the attachment and detachment of the attachment is ensured even when the connecting mechanism between the arm and the attachment becomes stuck due to clogging or the like. An object of the present invention is to provide a work machine that can be realized.
上記目的を達成するため、本発明は、車体に着脱可能に構成されたアタッチメント(例えば、実施形態におけるバケット22、くい打ち装置27等)と、車体に設けられアタッチメントを車体に着脱させる油圧作動型のクイックヒッチ機構とを備え、車体側の油圧源(例えば、実施形態における第2油圧ポンプP2)とクイックヒッチ機構を作動させる油圧アクチュエータ(例えば、実施形態におけるクイックヒッチシリンダ55)とを結ぶ着脱油路に設けられた着脱切り換え弁(例えば、実施形態におけるクイックヒッチ制御弁45)により、油圧アクチュエータに供給される圧油の供給方向を切り換えて、車体にアタッチメントを係止する係止状態と、アタッチメントの係止を解除する解除状態とに切り換え可能に構成された作業機械(例えば、実施形態におけるショベルローダ1)である。そのうえで、前記着脱油路は、油圧源により発生された圧油を車体に設けられた油圧制御機器に供給する信号圧供給油路(例えば、実施形態における油路71)から分岐して設けられるとともに、着脱油路の分岐位置よりも下流側に位置する信号圧供給油路に、前後の油路をそのまま接続する通常位置と絞りを介して接続する絞り位置とに切り換える油路径切り換え弁が設けられ、着脱切り換え弁が切り換えられるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定されるように構成される。
In order to achieve the above object, the present invention includes an attachment configured to be detachable from a vehicle body (for example, the
なお、油路径切り換え弁は、着脱切り換え弁が解除状態に切り換えられるときに、絞り位置に設定されることが好ましい構成態様である。 The oil passage diameter switching valve is preferably configured in the throttle position when the detachable switching valve is switched to the released state.
本発明の作業機械において、クイックヒッチ機構に圧油を供給する着脱油路は、車体各部の油圧制御機器に圧油を供給する信号圧供給油路から分岐して設けられている。この信号圧供給油路には、着脱油路の分岐位置よりも下流側に位置して油路径切り換え弁が設けられ、着脱切り換え弁が切り換えられるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定される。すなわち、クイックヒッチ機構を利用してアタッチメントの着脱作業が行われるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定される。このため、信号圧供給油路は流路断面積が絞られて(縮小されて)油路径切り換え弁よりも上流側の油圧が上昇し、クイックヒッチ機構の油圧アクチュエータに昇圧された圧油が供給される。一方、着脱切り換え弁が切り換え操作されていないときには油路切り換え弁は通常位置にあり、クイックヒッチ機構の油圧アクチュエータにはアタッチメントを保持するのに必要な保持圧が供給される。このように、本構成の作業機械によれば、信号圧供給油路に油路径切り換え弁を設けた簡明な構成で、高い推力が求められるアタッチメント着脱時に、昇圧された圧油を油圧アクチュエータに供給することができ、アタッチメントの着脱を確実に実現可能な作業機械を提供することができる。 In the work machine according to the present invention, the detachable oil passage for supplying the pressure oil to the quick hitch mechanism is provided by branching from the signal pressure supply oil passage for supplying the pressure oil to the hydraulic control device of each part of the vehicle body. The signal pressure supply oil passage is provided with an oil passage diameter switching valve located downstream of the branch position of the attachment / detachment oil passage. When the attachment / detachment switching valve is switched, the oil passage diameter switching valve is set to the throttle position. The That is, when the attachment / detachment operation is performed using the quick hitch mechanism, the oil passage diameter switching valve is set to the throttle position. For this reason, the signal pressure supply oil passage is narrowed (reduced) and the oil pressure upstream of the oil passage diameter switching valve rises, and the pressurized oil is supplied to the hydraulic actuator of the quick hitch mechanism. Is done. On the other hand, when the switching valve is not switched, the oil path switching valve is in the normal position, and the holding pressure necessary for holding the attachment is supplied to the hydraulic actuator of the quick hitch mechanism. As described above, according to the working machine of this configuration, the pressurized pressure oil is supplied to the hydraulic actuator at the time of attachment / detachment of the attachment that requires a high thrust with a simple configuration in which the oil pressure switch is provided in the signal pressure supply oil passage. Therefore, it is possible to provide a work machine that can reliably attach and detach the attachment.
なお、着脱切り換え弁が解除状態に切り換えられるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定されるような構成によれば、アタッチメントを着脱する場合に、最も多く発生するアタッチメントの連結機構部のドロ詰まりや固着に対し、極めて簡明な回路構成で、アタッチメントの脱着を確実化した作業機械を提供することができる。 According to the configuration in which the oil passage diameter switching valve is set to the throttle position when the attachment / detachment switching valve is switched to the released state, when the attachment is attached / detached, the most frequently occurring attachment coupling mechanism drop occurs. It is possible to provide a work machine in which attachment / detachment is ensured with an extremely simple circuit configuration against clogging and sticking.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明に係る作業機械の一例として、図1〜4にショベルローダ1を示しており、まず、この図を参照してショベルローダ1の概要構成を説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. As an example of the work machine according to the present invention, a
ショベルローダ1は、走行可能に構成された車体10と、この車体10に設けられたローダ装置20とを備え、ローダ装置20におけるアームの先端にバケット22や杭打ち装置27などのアタッチメント(作業装置)が着脱可能に設けられて構成される。
The
車体10は、ショベルローダ1の躯体をなす車体フレーム11と、この車体フレーム11の上部に設けられたオペレータキャビン12と、車体フレーム11の左右に設けられた一対のクローラ機構からなる走行装置15などを備えて構成される。
The
車体フレーム11は、車体後部において上方に突出する左右の側部フレーム11aと、これらの側部フレーム11aの間を繋ぐ上部フレーム11b、および車体10の後端面を形成する後部フレーム11cなどからなり、これらに囲まれた車体フレーム11の内部に、動力源であるエンジン、エンジン駆動される油圧ポンプ、コントロールバルブなどが配設されている。
The
オペレータキャビン12は、車体10の前後方向中央部に位置し、車体フレーム11から上方に突出する矩形箱型のフレーム状に形成される。本構成形態においては、車両前方が開放され、左右側方が多数の矩形孔部が形成された側板により保護された形態の構成例を示す。
The
走行装置15は、車体10の左右に設けられた一対のクローラ機構16からなり、各々車体フレーム11の内部に設けられた油圧モータ(走行モータ)により回転駆動されるスプロケット16a、車体フレーム11に回転自在に支持されたアイドラ16bおよびトラッククローラ16c、スプロケット16aとアイドラ16bとの間に掛け渡されたトラックベルト(履帯)16dなどから構成される。
The
ローダ装置20は、側部フレーム11aに上下揺動可能に設けられた左右一対のアーム21と、アーム21を起伏動させるアームシリンダ51とを主体として構成される。アーム21は、基端側が側部フレーム11aの上部に枢結されて車体前方に延びるベースアーム部21aと、ベースアーム部21aの先端側と繋がって斜め下方に屈曲する屈曲アーム部21bからなり、アームシリンダ51のチューブ側端部が側部フレーム11aに枢結され、ロッド側端部が屈曲アーム部21bの基端側に枢結されている。このため、アームシリンダ51を伸縮作動させることにより、アーム21を上下に揺動(起伏)させることができる。
The
左右アーム21,21の先端側は車体フレーム11の前方に延び、前端部に枢結ピン23を介してバックプレート24が上下揺動可能に枢結され、このバックプレート24に、後述するクイックヒッチ機構60を介してバケット22が取り付けられる。アーム21の先端部とバックプレート24との間には、バケットシリンダ52が跨設されており、このバケットシリンダ52を伸縮作動させることにより、アーム21に対してバケット22が上下に揺動される。
The front ends of the left and
オペレータキャビン12の内部には、作業者が車両前方を向いて着座可能なオペレータシート13が設けられ、このオペレータシート13の周囲に、走行装置15やローダ装置20、アタッチメント等の作動操作を行う操作装置30が設けられている。操作装置30は、車両の走行操作を行う第1操作レバー31、アーム21およびバケット22(アタッチメント)の揺動操作を行う第2操作レバー32のほか、杭打ち装置27のオーガモータ53等の作動操作を行う補助操作レバー33や、クイックヒッチ機構60の作動操作を行うクイックヒッチ操作スイッチ35(図3を参照)などから構成される。
An
車体フレーム11の内部には、操作装置30(31,32,33…35等)から出力される操作信号を受けて、車体各部に設けられた油圧アクチュエータを作動させる油圧制御回路が設けられている。図3に、ローダ装置20およびクイックヒッチ機構60を主体とする油圧制御回路のブロック図を示す。なお、図3では走行装置15に関する制御系の記載を省略している。
Inside the
油圧制御回路には、操作装置30から操作信号が入力される多連マニホールドタイプ(積層タイプ)のコントロールバルブ40が備えられている。コントロールバルブ40は、ローダ装置20およびアタッチメントに設けられた各油圧アクチュエータ51,52,53…に対応する複数の制御弁41,42,43…からなり、エンジン駆動の第1油圧ポンプP1から供給されるアタッチメント駆動用のライン圧の圧油を、操作レバー32,33…から入力される操作信号に基づいて各油圧アクチュエータに給排制御する。すなわち、コントロールバルブは、アームシリンダ51に対応するアーム制御弁41、バケットシリンダ52に対応するバケット制御弁42、オーガモータ53等の補助機器に対応する補助制御弁43などが積層連結されて構成される。
The hydraulic control circuit includes a multiple manifold type (stacked type)
操作装置30の第2操作レバー32は、アーム操作とバケット操作を行う複合操作装置になっており、第2操作レバー32の中立位置からの傾動方向および傾倒角度位置に応じた操作信号を、アーム制御弁41およびバケット制御弁42に出力する。例えば、第2操作レバー32を中立位置から前方/後方に傾動したときにアーム下げ/アーム上げ、中立位置から左方/右方に傾動したときにバケットすくい上げ/バケットダンプのように設定される。
The
具体的には、第2操作レバー32を中立位置から所定角度後方に傾動させると、その傾動方向および角度位置に応じた「アーム上げ」の操作信号がアーム制御弁41に入力され、アーム制御弁41がこの操作信号に応じたスプール移動方向およびバルブ開度で作動されて、アームシリンダ51にアーム上げの供給方向および供給量でライン圧の圧油が供給され、アーム21が傾倒角度位置に応じた速度で上方に搖動される。また、第2操作レバー32を中立位置から所定角度左方に傾動させると、その傾動方向および角度位置に応じた「バケットすくい上げ」の操作信号が制御弁42に入力され、バケット制御弁42がこの操作信号に応じたスプール移動方向およびバルブ開度で作動されて、バケットシリンダ52にバケットすくい上げの供給方向および供給量でライン圧の圧油が供給され、バケット22が傾倒角度位置に応じた速度で上方に搖動される。
Specifically, when the
補助操作レバー33についても同様であり、補助操作レバー33の傾動方向および傾倒角度位置に応じた操作信号が補助制御弁43に入力される。補助制御弁43には、アーム21に沿って前方に延び、前端にクイックカップリング49が設けられた油路が接続されている。バックプレート24には、バケット22のほか、図4に例示する杭打ち装置(オーガ装置)27、ミキサー、ドロップハンマのような各種アタッチメントを、クイックヒッチ機構60により容易に着脱可能になっている。補助制御弁43には、アーム21に沿って前方に延び、前端にクイックカップリング49が設けられた油路が接続されており、クイックカップリング49にアタッチメント側の油圧ホースを接続することにより、圧油を供給可能になっている。
The same applies to the auxiliary operation lever 33, and an operation signal corresponding to the tilt direction and tilt angle position of the auxiliary operation lever 33 is input to the
杭打ち装置27は、補助制御弁43から圧油の供給を受けて回転駆動されるオーガモータ53と、オーガモータ53に接続されたオーガ減速機28とを備え、下方に突出するオーガ減速機28の駆動軸に杭部材PILが係脱可能に接続される。このため、補助操作レバー33が操作されると、補助制御弁43が操作信号に応じた供給方向および供給量でオーガモータ53に圧油を供給してオーガモータ53を正・逆方向に回転させ、これによりオーガ減速機28を介して杭部材PILが平面視における時計回りまたは反時計回りに回動される。
The
このように概要構成されるショベルローダ1にあって、アーム21に取り付けられたバックプレート24に、バケット22や杭打ち装置27等のアタッチメントを着脱交換自在に装着するクイックヒッチ機構60が設けられている。以下では、図5に示すクイックヒッチ機構60の背面図、および図6に示すクイックヒッチ機構60の油圧回路図を併せて参照しながら、クイックヒッチ機構60について詳細に説明する。ここでは、アタッチメントとしてバケット22を例示し、説明の便宜上、図5に示す背面視における左右方向を左右と称して説明する。
In the
クイックヒッチ機構60は、バックプレート24の上部に設けられたクイックヒッチシリンダ55、バックプレート24の左右に上下移動可能に配設され、クイックヒッチシリンダ55の伸縮に応じてバケット22と係脱する連結シャフト65を主体として構成される。
The
クイックヒッチシリンダ55は、リンクアーム62a,62bを介してバックプレート24の上部に配設される。すなわち、クイックヒッチシリンダ55は、一端が枢結ピン61aによりバックプレート24の左上部に枢結され、他端側が枢結ピン63aによりチューブエンドのクレビスに枢結されたリンクアーム62aと、一端が枢結ピン61bによりバックプレート24の右上部に枢結され、他端側が枢結ピン63bによりロッドエンドのクレビスに枢結されたリンクアーム62bとを介して、バックプレート24の上部に左右に延びて取り付けられている。
The
図5は、クイックヒッチシリンダ55が伸長してリンクアーム62a,62bが図示省略するストッパに当接した伸張状態を示している。この伸長状態からクイックヒッチシリンダ55を縮長動させると、リンクアーム62aが枢結ピン61aを中心として反時計回りに回動し、リンクアーム62bが枢結ピン61bを中心として時計回りに回動して、クイックヒッチシリンダ55が略水平姿勢のまま、スウィングするように上方に移動する。
FIG. 5 shows an extended state in which the
伸長状態におけるクイックヒッチシリンダ55のチューブエンド、及びロッドエンドの下方に位置して、連結シャフト65,65が上下移動可能に配設される。連結シャフト65は、下端にテーパ状の連結部65tが形成された大径の連結杆部65aと、この連結杆部65aと繋がって上方に延びる小径の作動杆部65bとからなる段付きロッド状をなす。作動杆部65bには、鍔付きカラー66が上下に摺動自在に嵌挿されるとともに、作動杆部65bの上端に固定されたカムフランジ68の下面と鍔付きカラー66の上面との間に位置する作動杆部65bの外周部にコイルバネ67が支持されている。
In the extended state, the
バックプレート24には、連結杆部65aを上下に挿通させる連結杆案内孔25hを有するハウジング部25が形成されており、連結杆案内孔25hに連結杆部65aを挿入して、ハウジング部上部のカラー固定部に鍔付きカラー66を固定することにより、連結シャフト65がバックプレート24に上下移動可能に取り付けられる。連結シャフト65の取り付け位置は、クイックヒッチシリンダ55が伸長状態とされ、リンクアーム62a,62bがデッドポイントを幾分超えた角度位置にあるときの枢結ピン63a,63bの下方に設定されている。
The
ここで、連結シャフト65は、鍔付きカラー66とカムフランジ68との間に装着されたコイルバネ67のバネ力により上方に付勢されており、カムフランジ68に押圧力が作用していない状態では、連結シャフト65が上方に位置し、連結杆部下端の連結部65tがハウジング部25内に収容された収容状態に保持される。
Here, the connecting
クイックヒッチシリンダ55が伸長動されると、リンクアーム62aが時計回り、リンクアーム62bが反時計回りに回動し、リンクアーム62a,62bの下面が各連結シャフト65のカムフランジ68に当接し、コイルバネ67の付勢力に抗して連結シャフト65を押し下げる。このため、左右の連結シャフト65が下動して下端の連結部65tがハウジング部25から下方に突出し、バケット22に形成された連結シャフト受容孔22tに嵌入して、バックプレート24にバケット22が連結固定された係止状態になる。
When the
この状態から、クイックヒッチシリンダ55が縮長動されると、リンクアーム62a,62bは、それぞれ反時計回り、時計回りに回動し、連結シャフト65を下方に押圧していたリンクアーム62a,62bが、カムフランジ68から離れて上方に移動する。このため、連結シャフト65はコイルバネ67の付勢力により上動して連結部65tがハウジング部25の内部に収容され、バックプレート24とバケット22との連結が解除された解除状態になる。
From this state, when the
このように、クイックヒッチシリンダ55を伸縮動させるクイックヒッチ機構60の制御回路は、クイックヒッチ操作スイッチ35から出力され信号線81を介して入力される操作信号を受けてバルブ駆動信号を出力するコントロールユニット80、コントロールユニット80から出力され信号線85,86を介して入力されるバルブ駆動信号により作動が制御されるクイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46、これらを接続する油路71〜76,78、油路に設けられたリリーフ弁47,48などから構成される。
As described above, the control circuit of the
第2油圧ポンプP2から吐出された作動油は、油路71,72を介して車体各部の油圧制御機器56に供給され、油路72から分岐する油路73にリリーフ弁47が設けられている。油路72は、車体各部の油圧制御機器56、例えば各部の作動操作を行う操作レバーに設けられた操作制御弁や、走行モータの容量を切り換える変速制御弁などの機器に制御用の信号圧を供給する信号圧供給油路であり、リリーフ弁47の設定圧は3.5[MPa]程度の比較的低圧力に設定される。
The hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump P 2 is supplied to the
第2油圧ポンプP2は、左右の走行モータに圧油を供給するメインポンプ(不図示)、アームシリンダ51やバケットシリンダ52に圧油を供給する第1油圧ポンプP1などよりも低圧小流量のパイロットポンプである。但し、クイックヒッチ制御弁45が切り替えられ、クイックヒッチシリンダ55に圧油が供給されるときでも車体各部の油圧制御機器56に十分な流量の圧油が供給可能な容量が確保されている。このため、通常では余剰油がリリーフ弁47を介してオイルタンクTにドレンされ、油路71,72,74が上記所定の信号圧に保持される。
The second hydraulic pump P 2 has a lower pressure and a lower flow rate than the main pump (not shown) that supplies pressure oil to the left and right traveling motors, the first hydraulic pump P 1 that supplies pressure oil to the
油路71には、コントロールユニット80により作動が制御される油路径切り換え弁46が設けられている。油路径切り換え弁46は、2ポート2ポジションの電磁弁であり、前後の油路71,72をそのまま接続する通常位置と、通常位置のオリフィス径よりも小径の絞りを介して接続する絞り位置とに切り換える。本構成形態においては、コントロールユニット80からバルブ駆動信号が入力されていないとき(励磁コイルがオフ状態のとき)に通常位置、信号線86を介してバルブ駆動信号が入力されたとき(励磁コイルがオン状態のとき)に絞り位置に切り換えられる形態を示す。
An oil passage
油路径切り換え弁46よりも上流側の油路71から分岐して、クイックヒッチシリンダ55に繋がる油路74,75(75a,75b)が設けられ、この油路に、第2油圧ポンプP2からクイックヒッチシリンダ55供給される圧油のへの供給方向および供給量を制御するクイックヒッチ制御弁45が設けられる。また、油路74から分岐してオイルタンクTに繋がる油路78が設けられ、この油路78にリリーフ弁48が介装される。リリーフ弁48の設定圧は、リリーフ弁47の設定圧よりも高く、例えば21[MPa]程度の高圧力に設定される。
Than the oil passage
クイックヒッチ制御弁45は、4ポート2ポジションの電磁弁であり、この制御弁のPポート(ポンプポート)45pに、油路74,71を介して第2油圧ポンプP2、Tポート(タンクポート)45tに油路76を介してオイルタンクT、Aポート45aに油路75aを介してクイックヒッチシリンダ55のボトム側油室55a、Bポート45bに油路75bを介してクイックヒッチシリンダ55のロッド側油室55bが接続される。
The quick
クイックヒッチ制御弁45は、コントロールユニット80からバルブ駆動信号が入力されていないとき(励磁コイルがオフ状態のとき)に、Pポート45pとAポート45a、Tポート45tとBポート45bとが接続され、信号線85を介してバルブ駆動信号が入力されたとき(励磁コイルがオン状態のとき)に、Pポート45pとBポート45b、Tポート45tとAポート45aとが接続される。
The quick
このため、コントロールユニット80からバルブ駆動信号が入力されていない通常時には、第2油圧ポンプから油路71,74を介して供給される圧油が油路75aを通ってクイックヒッチシリンダのボトム側油室55aに供給され、クイックヒッチシリンダ55が伸長されてバケット22が係止状態に保持される。このバルブポジションを、便宜的に保持位置という。
For this reason, during normal times when the valve drive signal is not input from the
一方、コントロールユニット80からバルブ駆動信号が入力されると、第2油圧ポンプから供給される圧油が油路75bを通ってクイックヒッチシリンダのロッド側油室55bに供給され、クイックヒッチシリンダ55が縮長されてバケット22の係止が解除された解除状態になる。このバルブポジションを、便宜的に解除位置という。
On the other hand, when a valve drive signal is input from the
ところが、例えばリンクアーム62a,62bとバックプレート24との間や、クイックヒッチシリンダ55のクレビス部に泥や砂利等が詰まり、乾燥して固着状態になることがある。このような場合に、クイックヒッチシリンダ55に供給される作動油の油圧は比較的低圧の信号圧であることから、圧油の供給方向を切り換えてクイックヒッチシリンダ55を伸縮動させようとしても、シリンダ推力が不足して作動しない場合が生じ得る。とくにクイックヒッチシリンダ55を縮小動させる際には、ピストンの受圧面積がピストンロッドの断面積分小さいことに加えて、左右の連結シャフト65からコイルバネ67の付勢力が作用しているため、縮動起動時に推力不足が生じやすい状況となる。
However, mud, gravel, etc. may be clogged between the
そこで、ショベルローダ1においては、クイックヒッチシリンダ55に圧油を供給する油路74の分岐点よりも下流側の信号圧供給用の油路71に、油路径切り換え弁46を設け、クイックヒッチ制御弁45が切り換えられるときに、油路径切り換え弁46が絞り位置に設定されるように構成されている。
Therefore, in the
図7は、コントロールユニット80によるクイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46の第1の制御形態を示す。本構成形態において、クイックヒッチ制御弁45にバルブ駆動信号を出力する信号線85と、油路径切り換え弁46にバルブ駆動信号を出力する信号線86とが一本に接続され、接続された信号線84がリレーR1を介してバッテリBに接続される。
FIG. 7 shows a first control mode of the quick
コントロールユニット80は、クイックヒッチ操作スイッチ35が固定解除位置にスイッチ操作され、信号線81を介して固定解除の操作信号(以下、便宜的に「解除信号」という)が入力されると、リレーR1のリレー接点を閉状態(接続状態)にする。これによりクイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46の励磁コイルにバッテリBから電力が供給され、クイックヒッチ制御弁45が解除位置、油路径切り換え弁46が絞り位置に切り換えられる。
In the
油路径切り換え弁46が絞り位置に切り換えられると、バルブの流路径が通常位置よりも小径になり、油路71,72間に流路断面積の狭い絞りが設けられた状態になる。このため、油路73を介してリリーフ弁47からオイルタンクにリリーフされる余剰油量が減少する一方で、油路径切り換え弁46よりも上流側の油路71,74,78等の圧力が上昇する。
When the oil path
こうして昇圧された圧油は、油路74から解除位置に切り換えられたクイックヒッチ制御弁45および油路75bを通ってクイックヒッチシリンダ55のロッド側油室55bに供給され、ピストンロッドを縮小方向に押圧する。油路74から分岐する油路78に設けられたリリーフ弁48の設定圧は、リリーフ弁47の設定圧よりも高圧であり、油路74,75bの油圧は最大でリリーフ弁48の設定圧(例えば、21[MPa])まで上昇する。
The pressure oil thus boosted is supplied to the rod-
このため、クイックヒッチシリンダ55は大きなシリンダ推力を発生し、仮にリンクアーム62a,62bが泥詰まり等により固着状態になっていたとしても、乾燥固着した泥等を破砕してクイックヒッチシリンダ55が縮長作動し、これにより連結シャフト65が上動してバケット22の固定が解除されて、クイックヒッチ機構60が解除状態に切り換えられる。クイックヒッチシリンダのボトム側油室55aに保持されていた作動油は、シリンダの縮長動に伴ってボトム側油室55aから排出され、油路75a,76を通ってオイルタンクTに流下する。
For this reason, the
クイックヒッチ操作スイッチ35が固定位置にスイッチ操作され、固定操作の操作信号(以下、便宜的に「固定信号」という)が入力された場合(解除信号が入力されていない場合を含む)には、コントロールユニット80は、リレーR1のリレー接点を開状態(遮断状態)にする。これによりクイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46への電力供給が遮断され、クイックヒッチ制御弁45が保持位置、油路径切り換え弁46が通常位置に切り換えられる。
When the quick
このとき、油路74からクイックヒッチ制御弁45に供給される信号圧の作動油は、油路75aを通ってクイックヒッチシリンダ55のボトム側油室55aに供給され、ピストンロッドを伸長方向に押圧する。クイックヒッチシリンダ55は伸長作動し連結シャフト65が下動してバケット22が係止状態に切り換えられる。クイックヒッチシリンダのロッド側油室55bに保持されていた作動油は、シリンダの伸長動に伴ってロッド側油室55bから排出され、油路75b,76を通ってオイルタンクTに流下する。ボトム側油室55aには信号圧が作用しており、バケット22はバックプレート24に係止された係止状態に保持される。
At this time, the hydraulic oil of the signal pressure supplied from the
従って、このように構成されるショベルローダ1によれば、車体各部の油圧制御機器に信号圧を供給する油路71に油路径切り換え弁46を設け、クイックヒッチ制御弁45と同時に切り換える簡明な構成で、とくに高い推力が求められるアタッチメントの解除時に高いシリンダ推力を発生させることができ、アタッチメントの固定解除を確実に行うことができる。
Therefore, according to the
なお、以上の説明では、コントロールユニット80内にリレーR1を設け、クイックヒッチ操作スイッチ35から解除信号がコントロールユニット80に入力されたときに、リレーR1を電磁接続してクイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46に電力供給させる構成を例示した。しかし、コントロールユニット80(リレーR1)を介することなく、バッテリBからの電力の供給・遮断をクイックヒッチ操作スイッチ35によって直接切り替えるように構成してもよい。このような構成によれば、さらに簡明な構成で、アタッチメントの固定解除を確実に行うことができるショベルローダを提供することができる。
In the above description, the relay R1 is provided in the
次に、コントロールユニット80によるクイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46の第2の制御形態を示す。この構成形態は、信号線85を介してクイックヒッチ制御弁45にバルブ駆動信号を出力する回路と、信号線86を介して油路径切り換え弁46にバルブ駆動信号を出力する回路の各々に、リレーR11およびリレーR12が設けられ、クイックヒッチ操作スイッチ35からコントロールユニット80に入力される操作信号に応じて各バルブにバッテリ電力が供給される。
Next, a second control mode of the quick
具体的に、第1の実施例として、上述した制御形態と同様の制御を行うことができる。すなわち、コントロールユニット80は、クイックヒッチ操作スイッチ35から解除信号が入力されたときに、リレーR11およびリレーR12のリレー接点をともに閉状態とし、クイックヒッチ操作スイッチ35から固定信号が入力されたときに、リレーR11およびリレーR12のリレー接点をともに開状態にする。これにより、クイックヒッチ操作スイッチ35から解除信号が入力されたときに、クイックヒッチ制御弁45および油路径切り換え弁46にバッテリBから電力が供給されて、クイックヒッチ制御弁45が解除位置、油路径切り換え弁46が絞り位置に切り換えられ、昇圧された圧油がクイックヒッチシリンダのロッド側油室55bに供給される。
Specifically, as the first embodiment, the same control as the control mode described above can be performed. That is, when the release signal is input from the quick
従って、このような制御形態によれば、上述した第1制御形態のショベルローダ1と同様に、簡明な構成で、アタッチメントの解除時に高いシリンダ推力を発生させることができ、アタッチメントの固定解除を確実に行うことができる。
Therefore, according to such a control mode, similarly to the
第2の実施例では、クイックヒッチ操作スイッチ35から解除信号が入力されたとき、およびクイックヒッチ操作スイッチ35から固定信号が入力されたときの両方について、リレーR11の開閉制御とともに、これらの信号が入力されてから所定時間だけリレーR12のリレー接点を閉状態とし、所定時間の経過後リレーR12のリレー接点を開状態にする。上記所定時間は、リンクアーム62a,62bが泥詰まり等により固着状態になっていた状態で、油路径切り換え弁46を絞り位置に切り換えて油路74を昇圧したときに、クイックヒッチシリンダ55が縮長・伸長作動するまでの時間を基準として予め設定され、例えば5〜30秒程度の時間(タイマー)が設定される。
In the second embodiment, both when the release signal is input from the quick
このような制御形態によれば、クイックヒッチ操作スイッチ35が操作され、クイックヒッチ制御弁45が切り換えられるときに、所定時間油路径切り換え弁46が絞り位置に設定されて油路74の油圧が昇圧され、高圧の圧油がクイックヒッチシリンダ55に供給される。すなわち、アタッチメントの固定解除時のみならず、アタッチメントの固定時にも、クイックヒッチシリンダ55が伸長または縮長を開始する起動時に昇圧された圧油が供給される。
According to such a control mode, when the quick
なお、クイックヒッチ操作スイッチ35が切り換え操作されたときに、まずリレーR12の接点を閉状態として油路径切り換え弁46を絞り位置とし、数秒後にリレーR11の接点を閉状態または開状態としてクイックヒッチ制御弁45を切り換えてもよい。このような構成によれば、油路74の油圧が一定圧まで昇圧された状態でクイックヒッチ制御弁45が切り換えられるため、圧油のインパクトをクイックヒッチシリンダ55に与えることができ、伸長動または縮長動のインパクトを固着部に作用させて、泥等の破砕をさらに確実化することができる。
When the quick
このように、本構成形態のショベルローダによれば、油路71に油路径切り換え弁46を設け、クイックヒッチ制御弁45と連動制御する簡明な構成で、アタッチメントの固定時及び解除時の両方について高いシリンダ推力を発生させることができ、アタッチメントの着脱を確実に行うことができる。
Thus, according to the excavator loader of this configuration form, the
以上説明した実施形態では、クイックヒッチ制御弁として4ポート2ポジションの電磁弁を例示したが、4ポート3ポジションの電磁弁、例えば中立位置で全ポートを遮断する全ポートブロック方式、あるいはPポートをブロックしてA、BポートとTポートとを連通させるPポートブロック方式の電磁弁を用いて構成してもよい。また、バケット22等のアタッチメントを着脱させるための油圧アクチュエータとして直動シリンダを用い、リンクアーム62a,62bを介して連結シャフトを移動させる形態を例示したが、リンクアーム等を介することなく直動シリンダで直接的に固定解除を行うものであってもよく油圧アクチュエータは回動型の油圧シリンダなど他の作動形態のアクチュエータであってもよい。さらに、本発明を適用した作業機械の一例としてショベルローダを示したが、本発明は、ショベルローダに限られるものではなく、ブルドーザやバックホー等についても同様に適用し同様の効果を得ることができる。
In the embodiment described above, a 4-port 2-position solenoid valve is exemplified as the quick hitch control valve. However, a 4-port 3-position solenoid valve, for example, an all-port block system that shuts off all ports in the neutral position, or a P-port is used. You may comprise using the solenoid valve of the P port block system which blocks and connects A, B port, and T port. Further, although a linear motion cylinder is used as a hydraulic actuator for attaching and detaching the attachment such as the
1 ショベルローダ(作業機械)
10 車体
15 走行装置
20 ローダ装置
21 アーム
22 バケット(アタッチメント)
27 杭打ち装置(アタッチメント)
30 操作装置
33 補助操作レバー
35 クイックヒッチ操作スイッチ
45 クイックヒッチ制御弁(着脱切り換え弁)
46 油路径切り換え弁
55 クイックヒッチシリンダ(油圧アクチュエータ)
56 車体各部の油圧制御機器
60 クイックヒッチ機構
65 連結シャフト
71〜76,78 油路
80 コントロールユニット
P1 第1油圧ポンプ
P2 第2油圧ポンプ(油圧源)
1 Excavator loader (work machine)
DESCRIPTION OF
27 Pile driver (attachment)
30 Operating device 33
46 Oil path
56
Claims (2)
車体側の油圧源と前記クイックヒッチ機構を作動させる油圧アクチュエータとを結ぶ着脱油路に設けられた着脱切り換え弁により、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の供給方向を切り換えて、前記車体に前記アタッチメントを係止する係止状態と、前記アタッチメントの係止を解除する解除状態とに切り換え可能に構成された作業機械において、
前記着脱油路は、前記油圧源により発生された圧油を前記車体に設けられた油圧制御機器に供給する信号圧供給油路から分岐して設けられるとともに、
前記着脱油路の分岐位置よりも下流側に位置する前記信号圧供給油路に、前後の油路をそのまま接続する通常位置と絞りを介して接続する絞り位置とに切り換える油路径切り換え弁が設けられ、
前記着脱切り換え弁が切り換えられるときに、前記油路径切り換え弁が前記絞り位置に設定されるように構成したことを特徴とする作業機械。 An attachment configured to be attachable to and detachable from a vehicle body, and a hydraulically operated quick hitch mechanism that is provided on the vehicle body and attaches and detaches the attachment to and from the vehicle body,
The attachment / detachment switching valve provided in the attachment / detachment oil passage connecting the hydraulic source on the vehicle body side and the hydraulic actuator that operates the quick hitch mechanism switches the supply direction of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator to the vehicle body. In a working machine configured to be switchable between a locked state for locking an attachment and a released state for unlocking the attachment,
The detachable oil passage is provided by branching from a signal pressure supply oil passage for supplying pressure oil generated by the hydraulic power source to a hydraulic control device provided in the vehicle body,
An oil path diameter switching valve is provided in the signal pressure supply oil path located downstream of the branch position of the detachable oil path to switch between a normal position for connecting the front and rear oil paths as they are and a throttle position for connection via a throttle. And
A working machine configured to set the oil passage diameter switching valve to the throttle position when the attachment / detachment switching valve is switched.
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