JP5369030B2 - Hydraulic circuit of work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両の油圧回路の技術に関し、より詳細には、2つの油圧ポンプと、この2つの油圧ポンプからそれぞれ供給される作動油により駆動される複数の作業用油圧アクチュエータを具備する作業車両の油圧回路の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a hydraulic circuit of a work vehicle, and more specifically, a work including two hydraulic pumps and a plurality of work hydraulic actuators driven by hydraulic oil respectively supplied from the two hydraulic pumps. The present invention relates to the technology of vehicle hydraulic circuits.
従来、同一容量を有する第一の油圧ポンプ及び第二の油圧ポンプと、一方の(第一の)油圧ポンプから供給される作動油により駆動される複数の作業用油圧アクチュエータを含む第一アクチュエータ群と、他方の(第二の)の油圧ポンプから供給される作動油により駆動される複数の作業用油圧アクチュエータを含む第二アクチュエータ群と、第一の油圧ポンプの吐出圧力及び第一アクチュエータ群の最大負荷圧力に基づいて第一の油圧ポンプによる作動油の吐出量を制御するとともに、第二の油圧ポンプの吐出圧力及び第二アクチュエータ群の最大負荷圧力に基づいて第二の油圧ポンプによる作動油の吐出量を制御するロードセンシングシステムと、を具備する作業車両の油圧回路に関する技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。
Conventionally, a first actuator group including a first hydraulic pump and a second hydraulic pump having the same capacity, and a plurality of working hydraulic actuators driven by hydraulic oil supplied from one (first) hydraulic pump A second actuator group including a plurality of working hydraulic actuators driven by hydraulic fluid supplied from the other (second) hydraulic pump, a discharge pressure of the first hydraulic pump, and a first actuator group Controls the amount of hydraulic fluid discharged by the first hydraulic pump based on the maximum load pressure, and sets the hydraulic fluid discharged by the second hydraulic pump based on the discharge pressure of the second hydraulic pump and the maximum load pressure of the second actuator group. A technique relating to a hydraulic circuit of a work vehicle including a load sensing system that controls the discharge amount of the vehicle is known. For example, as described in
特許文献1に記載の作業車両の油圧回路は、第一の油圧ポンプ及び第二の油圧ポンプによる作動油の吐出量を、第一アクチュエータ群及び第二アクチュエータ群の最大負荷圧力に基づいてそれぞれ独立して制御することができる。従って、1つの油圧ポンプで全ての作業用油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧回路に比べて、2つの油圧ポンプによる作動油の吐出圧力及び吐出量を適切な値に制御することができ、エネルギー効率の向上を図ることができる。
In the hydraulic circuit of the work vehicle described in
しかし、特許文献1に記載の作業車両の油圧回路では、第一の油圧ポンプと第二の油圧ポンプとの容量を同一としているため、以下に述べる点で不利であった。
すなわち、第一の油圧ポンプ及び第二の油圧ポンプとして、第一アクチュエータ群及び第二アクチュエータ群のうち要求流量が最大の作業用油圧アクチュエータに合わせて大容量の油圧ポンプを選定した場合を想定する。この場合、要求流量が最大の作業用油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプの容量は、当該作業用油圧アクチュエータに適した選定が可能であるが、他方の油圧ポンプは必要以上に容量が大きくなり、当該油圧ポンプの大型化による搭載性が悪化するとともに、コストが増加する点で不利であった。
また、第一の油圧ポンプ及び第二の油圧ポンプとして、第一アクチュエータ群及び第二アクチュエータ群のうち要求流量が比較的小さい(最大でない)作業用油圧アクチュエータに合わせて小容量の油圧ポンプを選定した場合を想定する。この場合、要求流量が大きい作業用油圧アクチュエータを作動させる際には、2つの油圧ポンプからの作動油を常に合流させて当該作業用油圧アクチュエータに供給する必要があるため、当該合流のための構造が複雑になるとともに、当該合流によるエネルギーロスが発生する点で不利であった。
However, in the hydraulic circuit of the work vehicle described in
That is, it is assumed that a large-capacity hydraulic pump is selected as the first hydraulic pump and the second hydraulic pump according to the working hydraulic actuator having the maximum required flow rate among the first actuator group and the second actuator group. . In this case, the capacity of the hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the working hydraulic actuator with the maximum required flow rate can be selected suitable for the working hydraulic actuator, but the other hydraulic pump has a larger capacity than necessary. This is disadvantageous in that the mounting performance due to the increase in size of the hydraulic pump deteriorates and the cost increases.
In addition, as the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, a small-capacity hydraulic pump is selected in accordance with the working hydraulic actuator that requires a relatively small flow rate (not the maximum) among the first actuator group and the second actuator group. Assuming that In this case, when operating the hydraulic actuator for work having a large required flow rate, it is necessary to always join the hydraulic oil from the two hydraulic pumps and supply the hydraulic oil to the hydraulic actuator for work. However, this is disadvantageous in that the energy loss due to the merge occurs.
本発明の目的は、2つの油圧ポンプから複数の作業用油圧アクチュエータに作動油を供給する作業車両の油圧回路において、エネルギー効率の向上を図るとともに、油圧回路の作業車両への搭載性の悪化、コストの増加の防止を図ることが可能な作業車両の油圧回路を提供することである。 An object of the present invention is to improve energy efficiency in a hydraulic circuit of a working vehicle that supplies hydraulic oil from two hydraulic pumps to a plurality of working hydraulic actuators, and to reduce the mounting property of the hydraulic circuit on the working vehicle. It is an object of the present invention to provide a hydraulic circuit for a work vehicle that can prevent an increase in cost.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータを含む第一アクチュエータ群に作動油を供給する第一油圧ポンプの吐出量を、第一アクチュエータ群にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力に応じて制御するとともに、少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータを含む第二アクチュエータ群に作動油を供給する第二油圧ポンプの吐出量を、第二アクチュエータ群にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力に応じて制御するロードセンシングシステムを具備する作業車両の油圧回路であって、前記第二アクチュエータ群は、作動油の要求流量が前記第一アクチュエータ群及び前記第二アクチュエータ群の中で最大である作業用油圧アクチュエータを含み、前記第二油圧ポンプの最大吐出流量を、前記第一油圧ポンプの最大吐出流量よりも大きく設定するものである。
That is, in
請求項2においては、前記第一油圧ポンプから前記第一アクチュエータ群のうち特定の作業用油圧アクチュエータに作動油が供給された場合、前記第二油圧ポンプから吐出される作動油を前記第一油圧ポンプから前記特定の作業用油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させる合流弁を具備するものである。 According to a second aspect of the present invention, when hydraulic oil is supplied from the first hydraulic pump to a specific working hydraulic actuator in the first actuator group, the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump is used as the first hydraulic pressure. A merging valve for merging the hydraulic oil supplied from the pump to the specific working hydraulic actuator is provided.
請求項3においては、前記複数の作業用油圧アクチュエータに対応してそれぞれ設けられ、前記作業用油圧アクチュエータに供給される作動油の方向を切り換える複数の作業用方向切換弁を具備し、前記合流弁は、前記特定の作業用油圧アクチュエータに作動油を供給する作業用方向切換弁のスプールストローク量が所定の値以上になった場合に、前記第二油圧ポンプから吐出される作動油を前記第一油圧ポンプから前記特定の作業用油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させるものである。 According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of working direction switching valves provided corresponding to the plurality of working hydraulic actuators, for switching the direction of hydraulic oil supplied to the working hydraulic actuator, The hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump when the spool stroke amount of the working direction switching valve for supplying the working oil to the specific working hydraulic actuator becomes equal to or greater than a predetermined value. The hydraulic oil is joined to the hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump to the specific working hydraulic actuator.
請求項4においては、前記作業車両は、車体に回動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに回動可能に取り付けられたアームと、前記アームに取り付けられたバケットと、を有する作業装置を備えるものであり、前記特定の作業用油圧アクチュエータは、前記ブームを前記車体に対して回動させるブームシリンダであり、前記第二アクチュエータ群の一つの作業用油圧アクチュエータは、前記アームを前記ブームに対して回動させるアームシリンダであり、前記合流弁は、前記第二油圧ポンプから前記アームシリンダに作動油が供給された場合、前記第一油圧ポンプから前記特定の作業用油圧アクチュエータに供給される作動油に合流される前記第二油圧ポンプからの作動油の供給量を制限するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the work vehicle includes a work device that includes a boom that is rotatably attached to a vehicle body, an arm that is rotatably attached to the boom, and a bucket that is attached to the arm. The specific working hydraulic actuator is a boom cylinder that rotates the boom with respect to the vehicle body, and one working hydraulic actuator of the second actuator group includes the arm on the boom. And the merging valve is supplied from the first hydraulic pump to the specific working hydraulic actuator when hydraulic oil is supplied from the second hydraulic pump to the arm cylinder. The supply amount of the hydraulic oil from the second hydraulic pump joined to the hydraulic oil is limited.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを必要最低限の容量としながら、作動油を各作業用油圧アクチュエータに適切に供給することができる。したがって、1つの油圧ポンプを用いる場合、又は容量が小さい2つの油圧ポンプからの作動油を合流させて用いる場合に比べてエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、必要以上に容量の大きい油圧ポンプを搭載することがないため、第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプの大型化を防止することができ、油圧回路の作業車両への搭載性の向上及びコストの削減を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the hydraulic oil can be appropriately supplied to each working hydraulic actuator while the first hydraulic pump and the second hydraulic pump have the minimum capacity. Therefore, energy efficiency can be improved as compared with the case of using one hydraulic pump or the case of using hydraulic oil from two hydraulic pumps with small capacities.
In addition, since a hydraulic pump having a larger capacity than necessary is not mounted, it is possible to prevent the first hydraulic pump and the second hydraulic pump from being increased in size, improving the mounting performance of the hydraulic circuit on a work vehicle and reducing the cost. Can be reduced.
請求項2においては、特定の作業用油圧アクチュエータを動作させる際に、第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプにより吐出される作動油を合流させることで、第一油圧ポンプのみで特定の作業用油圧アクチュエータを動作させる場合よりもすばやく動作させることができる。さらに、最大吐出流量が小さい第一油圧ポンプのみでは特定の作業用油圧アクチュエータに要求流量に対して十分な作動油を供給できない場合であっても、第二油圧ポンプからの作動油を合流させることで当該特定の作業用油圧アクチュエータの動作速度を向上させることができ、作業効率を向上させることができる。
In
請求項3においては、作業用方向切換弁の切換操作が行われた場合に、この作業用方向切換弁のスプールストローク量が所定の値未満のときは、第一油圧ポンプから供給される作動油のみで特定の作業用油圧アクチュエータを動作させて、当該特定の作業用油圧アクチュエータを緻密に操作することができる。一方、作業用方向切換弁のスプールストローク量が所定の値以上になったときは、2つのポンプから吐出される作動油を合流させて、特定の作業用油圧アクチュエータをすばやく動作させることができる。これによって、作業用油圧アクチュエータの作業効率を向上させることができる。 According to a third aspect of the present invention, when the switching operation of the working direction switching valve is performed and the spool stroke amount of the working direction switching valve is less than a predetermined value, the hydraulic oil supplied from the first hydraulic pump Only by operating a specific working hydraulic actuator, the specific working hydraulic actuator can be precisely operated. On the other hand, when the spool stroke amount of the work direction switching valve becomes equal to or greater than a predetermined value, the hydraulic oil discharged from the two pumps can be merged to quickly operate the specific work hydraulic actuator. Thereby, the working efficiency of the working hydraulic actuator can be improved.
請求項4においては、ブームシリンダとアームシリンダとを同時に動作させる場合、第二油圧ポンプからブームシリンダへの作動油の供給を制限することで、アームシリンダの動作速度の低下を防止することができる。これによって、特に、バケットを地面に軽く接触させた状態で、ブームを上昇させながらアームを引く作業(いわゆる、水平均し作業)時の作業用油圧アクチュエータの作業性を向上させることができる。 In Claim 4, when operating a boom cylinder and an arm cylinder simultaneously, the fall of the operating speed of an arm cylinder can be prevented by restrict | limiting supply of the hydraulic fluid from a 2nd hydraulic pump to a boom cylinder. . This makes it possible to improve the workability of the working hydraulic actuator, particularly during the work of pulling the arm while raising the boom (so-called water averaging work) with the bucket lightly contacting the ground.
まず、図1を用いて、本発明の第一実施形態に係る油圧回路201を具備する旋回作業車1について説明する。なお、本実施形態においては、旋回作業車1を作業車両の一実施形態として説明するが、作業車両はこれに限るものではなく、その他の農業車両、建設車両、産業車両等であっても良い。
First, a
旋回作業車1は、走行装置2、旋回装置3、及び作業装置4を具備する。
The
走行装置2は、左右一対のクローラ5・5、左走行用油圧モータ5L、及び右走行用油圧モータ5Rを具備する。
走行装置2は、左走行用油圧モータ5Lにより機体左側のクローラ5を、右走行用油圧モータ5Rにより機体右側のクローラ5を、それぞれ駆動することで、旋回作業車1を前後進及び旋回させることができる。
The
The
旋回装置3は旋回作業車1の車体を成すものであり、旋回台6、旋回モータ7、操縦部8、及びエンジン9を具備する。
旋回台6は、走行装置2の上方に配置され、走行装置2に旋回可能に支持される。旋回装置3は、旋回モータ7を駆動することで、当該旋回台6を走行装置2に対して旋回させることができる。また、旋回台6上には、種々の操作具を備える操縦部8、動力源となるエンジン9等が配置される。
The
The swivel base 6 is disposed above the
作業装置4は、ブーム10、アーム11、バケット12、ブームシリンダ13、アームシリンダ14、及びバケットシリンダ15を具備する。
ブーム10は、その一端部が旋回台6の前部に枢支され、伸縮自在に駆動するブームシリンダ13によって回動される。より詳細には、ブームシリンダ13が伸ばされた場合、ブーム10は上方に回動され、ブームシリンダ13が縮められた場合、ブーム10は下方に回動される。
アーム11は、その一端部がブーム10の他端部に枢支され、伸縮自在に駆動するアームシリンダ14によって回動される。より詳細には、アームシリンダ14が伸ばされた場合、アーム11は下方(アーム11の他端側がブーム10に近接する方向)に回動され、アームシリンダ14が縮められた場合、アーム11は上方(アーム11の他端側がブーム10から離間する方向)に回動される。
バケット12は、その一端部がアーム11の他端部に支持されて、伸縮自在に駆動するバケットシリンダ15によって回動される。より詳細には、バケットシリンダ15が伸ばされた場合、バケット12は下方(バケット12の他端側がアーム11に近接する方向)に回動され、バケットシリンダ15が縮められた場合、バケット12は上方(バケット12の他端側がアーム11から離間する方向)に回動される。
以上の如く、作業装置4は、バケット12を用いて土砂等の掘削を行う多関節構造を構成している。
The work device 4 includes a
One end of the
One end of the arm 11 is pivotally supported by the other end of the
One end of the
As described above, the working device 4 has a multi-joint structure that excavates earth and sand using the
なお、本実施形態に係る旋回作業車1に具備する作業装置は、バケット12を有して掘削作業を行う作業装置4としているが、これに限定するものではなく、例えば油圧ブレーカーを有して破砕作業を行う作業装置であっても良い。
In addition, although the working apparatus which the
次に、図2から図7までを用いて、旋回作業車1が具備する油圧回路201について説明する。油圧回路201は、第一油圧ポンプ21、第二油圧ポンプ22、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24、コントロールバルブ30、第一アクチュエータ群18、及び第二アクチュエータ群19を具備する。第一油圧ポンプ21、第二油圧ポンプ22、及びコントロールバルブ30は、旋回装置3に取り付けられる。第一アクチュエータ群18は、ブームシリンダ13、及びバケットシリンダ15を具備する。第二アクチュエータ群19は、旋回モータ7、及びアームシリンダ14を具備する。
Next, the
油圧回路201は、作業用油圧アクチュエータへ供給される作動油の方向を切り換える作業用方向切換弁に設けられる絞りの後に、圧力補償弁が接続された、いわゆるアフターオリフィス型のロードセンシングシステムを構成している。当該ロードセンシングシステムによって、作業用油圧アクチュエータに加わる負荷圧力に応じて第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22による作動油の吐出量を制御し、消費エネルギーの効率化を図ることができる。
The
なお、説明の便宜上、ブームシリンダ用方向切換弁42、バケットシリンダ用方向切換弁43、アームシリンダ用方向切換弁62、及び旋回モータ用方向切換弁63を総称して、単に「作業用方向切換弁」と記す。ブームシリンダ用圧力補償弁52、バケットシリンダ用圧力補償弁53、アームシリンダ用圧力補償弁72、及び旋回モータ用圧力補償弁73を総称して、単に「圧力補償弁」と記す。ブームシリンダ13、アームシリンダ14、バケットシリンダ15、及び旋回モータ7を総称して「作業用油圧アクチュエータ」と記す。
For convenience of explanation, the boom cylinder
図2から図4までに示す第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22は、エンジン9(図1参照)によって駆動され、作動油を吐出する。第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22は、それぞれ可動斜板21a及び可動斜板22aの傾斜角度を変更することによって作動油の吐出量を変更可能な可変容量型のポンプである。
詳細には後述するが、第一油圧ポンプ21としては、容量(最大吐出流量)が第二油圧ポンプ22よりも小さい油圧ポンプが選定される。
第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22から吐出された作動油は、コントロールバルブ30へと供給される。より詳細には、第一油圧ポンプ21から吐出された作動油は、油路21bを介して第一方向切換弁群40へと供給される。また、第二油圧ポンプ22から吐出された作動油は、油路22bを介して第二方向切換弁群60及びブーム合流弁31へと供給される。
The first
As will be described in detail later, a hydraulic pump having a capacity (maximum discharge flow rate) smaller than that of the second
The hydraulic oil discharged from the first
コントロールバルブ30は、作動油の流れを切り換えるものである。コントロールバルブ30は、第一方向切換弁群40、第二方向切換弁群60、及びブーム合流弁31を具備する。
The
図2及び図3に示すように、第一方向切換弁群40は、ブームシリンダ用方向切換弁42、及びバケットシリンダ用方向切換弁43を具備する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first direction switching
図3に示すように、ブームシリンダ用方向切換弁42は、ブームシリンダ13に供給される作動油の方向を切り換えることが可能なパイロット式の方向切換弁である。
ブームシリンダ用方向切換弁42には、ブームシリンダ用圧力補償弁52が接続される。ブームシリンダ用圧力補償弁52は、ブームシリンダ用方向切換弁42に設けられる絞り42c(又は42f)の後の圧力を所定値に補償するものである。
As shown in FIG. 3, the boom cylinder
A boom cylinder
以下では、図5を用いて、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブームシリンダ用圧力補償弁52について詳細に説明する。
Hereinafter, the boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42は、スプールを摺動させることによりポジション42X(中立位置)、ポジション42Y、又はポジション42Zに切り換えることが可能である。ブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42a及びパイロットポート42bのいずれにもパイロット圧が付与されない場合、スプリングの付勢力により、当該ブームシリンダ用方向切換弁42はポジション42Xに保持される。ブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42aにパイロット圧が付与された場合、当該ブームシリンダ用方向切換弁42はポジション42Yに切り換えられる。ブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42bにパイロット圧が付与された場合、当該ブームシリンダ用方向切換弁42はポジション42Zに切り換えられる。
The boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42がポジション42Xにある場合、作動油は、油路21bからブームシリンダ13に供給されない。
When the boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42がポジション42Yにある場合、作動油は、油路21bからブームシリンダ用方向切換弁42のスプール内に設けられる絞り42c、及び油路42dを介してブームシリンダ用圧力補償弁52に供給される。
When the boom cylinder
ブームシリンダ用圧力補償弁52に供給された作動油は、当該ブームシリンダ用圧力補償弁52から油路52aを介して再びブームシリンダ用方向切換弁42に供給される。
The hydraulic oil supplied to the boom cylinder
油路52aを介してブームシリンダ用方向切換弁42に供給された作動油は、油路13aを介してブームシリンダ13のロッド室に供給される。当該油路13aを介して供給される作動油によってブームシリンダ13は縮められ、ブーム10を下方に回動させる。また、ブームシリンダ13のボトム室から排出される作動油は、油路13bを介してブームシリンダ用方向切換弁42に戻される。
The hydraulic fluid supplied to the boom cylinder
油路13bを介してブームシリンダ用方向切換弁42に戻された作動油は、当該ブームシリンダ用方向切換弁42から油路42e、及び戻り油路17aを介して作動油タンク17(図2参照)に戻される。
The hydraulic oil returned to the boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42がポジション42Zにある場合、作動油は、油路21bからブームシリンダ用方向切換弁42のスプール内に設けられる絞り42f、及び油路42dを介してブームシリンダ用圧力補償弁52に供給される。
When the boom cylinder
ブームシリンダ用圧力補償弁52に供給された作動油は、当該ブームシリンダ用圧力補償弁52から油路52aを介して再びブームシリンダ用方向切換弁42に供給される。
The hydraulic oil supplied to the boom cylinder
油路52aを介してブームシリンダ用方向切換弁42に供給された作動油は、油路13bを介してブームシリンダ13のボトム室に供給される。当該油路13bを介して供給される作動油によってブームシリンダ13は伸ばされ、ブーム10を上方に回動させる。また、ブームシリンダ13のロッド室から排出される作動油は、油路13aを介してブームシリンダ用方向切換弁42に戻される。
The hydraulic fluid supplied to the boom cylinder
油路13aを介してブームシリンダ用方向切換弁42に戻された作動油は、当該ブームシリンダ用方向切換弁42から油路42e、及び戻り油路17aを介して作動油タンク17に戻される。
The hydraulic fluid returned to the boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42がポジション42Y又はポジション42Zにある場合、油路42dの圧力は、ブームシリンダ用圧力補償弁52によって所定値に補償される。
詳細には、ブームシリンダ13、及びバケットシリンダ15にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力(以下、単に「第一最大負荷圧力」と記す)が、油路23bを介してブームシリンダ用圧力補償弁52に付与される。ブームシリンダ用圧力補償弁52は、油路42dの圧力を、当該第一最大負荷圧力よりも、当該ブームシリンダ用圧力補償弁52が備えるスプリングによって設定される値だけ高い圧力になるように補償する。
When the boom cylinder
Specifically, the maximum load pressure (hereinafter simply referred to as “first maximum load pressure”) among the load pressures applied to the
図3に示すように、バケットシリンダ用方向切換弁43は、バケットシリンダ15に供給される作動油の方向を切り換えることが可能なパイロット式の方向切換弁である。
バケットシリンダ用方向切換弁43には、バケットシリンダ用圧力補償弁53が接続される。バケットシリンダ用圧力補償弁53は、バケットシリンダ用方向切換弁43に設けられる絞りの後の圧力を所定値に補償するものである。
As shown in FIG. 3, the bucket cylinder
A bucket cylinder
バケットシリンダ用方向切換弁43及びバケットシリンダ用圧力補償弁53の構成は、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブームシリンダ用圧力補償弁52の構成と略同一である。
The configurations of the bucket cylinder
バケットシリンダ用方向切換弁43のパイロットポート43a又はパイロットポート43bにパイロット圧が付与された場合、当該バケットシリンダ用方向切換弁43は中立位置から他のポジションに切り換えられる。この場合、油路21bを介して供給される作動油は、バケットシリンダ15に供給される。これによって、バケットシリンダ15が伸縮し、バケット12が上方(バケット12の他端側がアーム11から離間する方向)又は下方(バケット12の他端側がアーム11に近接する方向)に回動される。
When pilot pressure is applied to the
図2及び図4に示すように、第二方向切換弁群60は、アームシリンダ用方向切換弁62、及び旋回モータ用方向切換弁63を具備する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the second direction switching
図4に示すように、アームシリンダ用方向切換弁62は、アームシリンダ14に供給される作動油の方向を切り換えることが可能なパイロット式の方向切換弁である。
アームシリンダ用方向切換弁62には、アームシリンダ用圧力補償弁72が接続される。アームシリンダ用圧力補償弁72は、アームシリンダ用方向切換弁62に設けられる絞りの後の圧力を所定値に補償するものである。
As shown in FIG. 4, the arm cylinder
An arm cylinder
アームシリンダ用方向切換弁62及びアームシリンダ用圧力補償弁72の構成は、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブームシリンダ用圧力補償弁52の構成と略同一である。
The configurations of the arm cylinder
アームシリンダ用方向切換弁62のパイロットポート62a又はパイロットポート62bにパイロット圧が付与された場合、当該アームシリンダ用方向切換弁62は中立位置から他のポジションに切り換えられる。この場合、油路22bを介して供給される作動油は、アームシリンダ14に供給される。これによって、アームシリンダ14が伸縮し、アーム11が上方(アーム11の他端側がブーム10から離間する方向)又は下方(アーム11の他端側がブーム10に近接する方向)に回動される。
When pilot pressure is applied to the
旋回モータ用方向切換弁63は、旋回モータ7に供給される作動油の方向を切り換えることが可能なパイロット式の方向切換弁である。
旋回モータ用方向切換弁63には、旋回モータ用圧力補償弁73が接続される。旋回モータ用圧力補償弁73は、旋回モータ用方向切換弁63に設けられる絞りの後の圧力を所定値に補償するものである。
The turning motor
A swing motor
旋回モータ用方向切換弁63のパイロットポート63a又はパイロットポート63bにパイロット圧が付与された場合、当該旋回モータ用方向切換弁63は中立位置から他のポジションに切り換えられる。この場合、油路22bを介して供給される作動油は、旋回モータ7に供給される。これによって、旋回モータ7が回転駆動される。
When pilot pressure is applied to the
図2、図4、及び図6に示すように、ブーム合流弁31は、第二油圧ポンプ22から吐出される作動油を、第一油圧ポンプ21から吐出されてブームシリンダ13のボトム室へと供給される作動油に合流させることが可能なパイロット式の方向切換弁である。
ブーム合流弁31には、ブーム合流用圧力補償弁32が接続される。ブーム合流用圧力補償弁32は、ブーム合流弁31に設けられる絞り31cの後の圧力を所定値に補償するものである。
As shown in FIGS. 2, 4, and 6, the
A boom merging
以下では、図4を用いて、ブーム合流弁31及びブーム合流用圧力補償弁32について詳細に説明する。
Hereinafter, the
ブーム合流弁31は、スプールを摺動させることによりポジション31X又はポジション31Yに切り換えることが可能である。ブーム合流弁31のパイロットポート31aにパイロット圧が付与されない場合、スプリングの付勢力により、当該ブーム合流弁31はポジション31Xに保持される。ブーム合流弁31のパイロットポート31aにパイロット圧が付与された場合、当該ブーム合流弁31はポジション31Yに切り換えられる。また、ブーム合流弁31のパイロットポート31aにパイロット圧が付与されている場合(ブーム合流弁31がポジション31Yに切り換えられている場合)であっても、ブーム合流弁31のパイロットポート31bにより大きなパイロット圧が付与された場合、当該ブーム合流弁31はポジション31Xに切り換えられる。
The
ブーム合流弁31がポジション31Xにある場合、作動油は、油路22bからブームシリンダ13に供給されない。
When the
ブーム合流弁31がポジション31Yにある場合、作動油は、油路22bからブーム合流弁31のスプール内に設けられる絞り31c、及び油路31dを介してブーム合流用圧力補償弁32に供給される。
When the
ブーム合流用圧力補償弁32に供給された作動油は、当該ブーム合流用圧力補償弁32から油路32aを介して再びブーム合流弁31に供給される。この際、ブーム合流用圧力補償弁32により、油路31dと油路32aとの差圧(ブーム合流弁31の前後差圧)は所定値に補償される。
The hydraulic oil supplied to the boom merging
油路32aを介してブーム合流弁31に供給された作動油は、油路31e、及び油路31eの中途部に設けられるチェック弁31fを介して油路13bに供給される。油路31eから油路13bに供給された作動油は、当該油路13bにおいてブームシリンダ用方向切換弁42を介して供給される作動油と合流され、ブームシリンダ13のボトム室に供給される。
The hydraulic fluid supplied to the
図2及び図3に示すように、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23は、第一油圧ポンプ21の可動斜板21aに連結され、当該可動斜板21aの傾斜角度を変更することで、第一油圧ポンプ21の作動油の吐出量を制御するものである。
第一ポンプ流量制御アクチュエータ23は、油路23aを介して油路21bと接続される。また、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23は、油路23bを介してブームシリンダ用圧力補償弁52、及びバケットシリンダ用圧力補償弁53と接続される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first pump
The first pump flow
図2及び図4に示すように、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、第二油圧ポンプ22の可動斜板22aに連結され、可動斜板22aの傾斜角度を変更することで、第二油圧ポンプ22の作動油の吐出量を制御するものである。
第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、油路24aを介して油路22bと接続される。また、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、油路24bを介してブーム合流用圧力補償弁32、アームシリンダ用圧力補償弁72、及び旋回モータ用圧力補償弁73と接続される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the second pump
The second pump flow
以下では、図3、図4及び図6を用いて、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23及び第二ポンプ流量制御アクチュエータ24の動作態様について説明する。
Below, the operation | movement aspect of the 1st pump
図3に示すように、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23には、油路21b及び油路23aを介して第一油圧ポンプ21の吐出圧力が付与される。また、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23には、油路23bを介してブームシリンダ13、及びバケットシリンダ15にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力(第一最大負荷圧力)が付与される。第一ポンプ流量制御アクチュエータ23は、第一油圧ポンプ21の吐出圧力と第一最大負荷圧力との差圧を所定値(第一ポンプ流量制御アクチュエータ23に設けられるスプリングによって定められる値)に保持するように、第一油圧ポンプ21の可動斜板21aの傾斜角度を制御する。
As shown in FIG. 3, the discharge pressure of the first
図4に示すように、ブーム合流弁31がポジション31Xにある場合、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24には、油路22b及び油路24aを介して第二油圧ポンプ22の吐出圧力が付与される。また、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24には、油路24bを介してアームシリンダ14、及び旋回モータ7にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力(以下、単に「第二最大負荷圧力」と記す)が付与される。第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、第二油圧ポンプ22の吐出圧力と第二最大負荷圧力との差圧を所定値(第二ポンプ流量制御アクチュエータ24に設けられるスプリングによって定められる値)に保持するように、第二油圧ポンプ22の可動斜板22aの角度を制御する。
As shown in FIG. 4, when the
ブーム合流弁31がポジション31Yにある場合(図4及び図6参照)、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24には、油路22b及び油路24aを介して第二油圧ポンプ22の吐出圧力が付与される。また、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24には、油路24bを介してアームシリンダ14、旋回モータ7、及びブームシリンダ13にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力(以下、単に「合流最大負荷圧力」と記す)が付与される。第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、第二油圧ポンプ22の吐出圧力と合流最大負荷圧力との差圧を所定値(第二ポンプ流量制御アクチュエータ24に設けられるスプリングによって定められる値)に保持するように、第二油圧ポンプ22の可動斜板22aの角度を制御する。
When the
上述の如く、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23は、第一最大負荷圧力と第一油圧ポンプ21の吐出圧力との差圧を所定値に保持することができる。また、ブーム合流弁31がポジション31Xにある場合、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、第二最大負荷圧力と第二油圧ポンプ22の吐出圧力との差圧を所定値に保持することができる。ブーム合流弁31がポジション31Yにある場合、第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、合流最大負荷圧力と第二油圧ポンプ22の吐出圧力との差圧を所定値に保持することができる。これによって、作業装置4の作業状態(作業負荷の大きさ)に応じて第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22による作動油の吐出圧力と吐出量は最適な値に制御される。
また、アフターオリフィス型のロードセンシングシステムによって、作業用方向切換弁にそれぞれ設けられる絞りの前後差圧は所定値に補償されている。
したがって、作業用油圧アクチュエータに供給される作動油の流量は、作業用方向切換弁のスプールストローク量(作業用方向切換弁のスプールに形成される流路の開口面積)にのみ依存する。すなわち、作業用方向切換弁に付与されるパイロット圧を制御することで、作業用油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を精度良く制御することができる。
As described above, the first pump
Further, the differential pressure before and after the throttle provided in each of the work direction switching valves is compensated to a predetermined value by the after orifice type load sensing system.
Accordingly, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the working hydraulic actuator depends only on the spool stroke amount of the working direction switching valve (the opening area of the flow path formed in the spool of the working direction switching valve). That is, by controlling the pilot pressure applied to the work direction switching valve, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the work hydraulic actuator can be controlled with high accuracy.
なお、本実施形態に係る第一ポンプ流量制御アクチュエータ23及び第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、スプリングを備えた制御ピストンであるとして説明したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、第一ポンプ流量制御アクチュエータ23及び第二ポンプ流量制御アクチュエータ24は、レギュレータバルブ及び制御ピストンからなる構成であっても良く、作業用油圧アクチュエータの負荷圧力と第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22の吐出圧力との差圧を所定値に保持することが可能な構成であれば良い。
In addition, although the 1st pump
図2から図4までに示すように、第一リモコン弁81は、油路81aを介してブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42aと、油路81bを介してブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42b及びブーム合流弁31のパイロットポート31aと、それぞれ接続される。
また、第一リモコン弁81は、油路81cを介してバケットシリンダ用方向切換弁43のパイロットポート43aと、油路81dを介してバケットシリンダ用方向切換弁43のパイロットポート43bと、それぞれ接続される。
第一リモコン弁81は、図示しないパイロットポンプから供給される作動油を、パイロット用の作動油としてブームシリンダ用方向切換弁42(詳細には、パイロットポート42a又はパイロットポート42b)、バケットシリンダ用方向切換弁43(詳細には、パイロットポート43a又はパイロットポート43b)、及びブーム合流弁31(詳細にはパイロットポート31a)に分配する。
As shown in FIGS. 2 to 4, the first
The first
The first
第一リモコン弁81は、操縦部8に配置される操作具としての第一操作レバー82に連動連結される。第一操作レバー82を操作することにより、第一リモコン弁81を切り換え、ブームシリンダ用方向切換弁42、バケットシリンダ用方向切換弁43、及びブーム合流弁31に供給される作動油の方向を切り換えるとともに、第一操作レバー82の操作量に応じてパイロット圧を調節することができる。
The first
図2及び図4に示すように、第二リモコン弁91は、油路91aを介してアームシリンダ用方向切換弁62のパイロットポート62a及びブーム合流弁31のパイロットポート31bと、油路91bを介してアームシリンダ用方向切換弁62のパイロットポート62bと、それぞれ接続される。
また、第二リモコン弁91は、油路91cを介して旋回モータ用方向切換弁63のパイロットポート63aと、油路91dを介して旋回モータ用方向切換弁63のパイロットポート63bと、それぞれ接続される。
第二リモコン弁91は、図示しないパイロットポンプから供給される作動油を、パイロット用の作動油としてアームシリンダ用方向切換弁62(詳細には、パイロットポート62a又はパイロットポート62b)、旋回モータ用方向切換弁63(詳細には、パイロットポート63a又はパイロットポート63b)、及びブーム合流弁31(詳細には、パイロットポート31b)に分配する。
2 and 4, the second
The second
The second
第二リモコン弁91は、操縦部8に配置される操作具としての第二操作レバー92に連動連結される。第二操作レバー92を操作することにより、第二リモコン弁91を切り換え、アームシリンダ用方向切換弁62、旋回モータ用方向切換弁63、及びブーム合流弁31に供給される作動油の方向を切り換えるとともに、第二操作レバー92の操作量に応じてパイロット圧を調節することができる。
The second
なお、本実施形態においては、第一リモコン弁81はブームシリンダ用方向切換弁42及びバケットシリンダ用方向切換弁43に、第二リモコン弁91はアームシリンダ用方向切換弁62及び旋回モータ用方向切換弁63に、それぞれ接続されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、第一リモコン弁81及び第二リモコン弁91と、当該第一リモコン弁81及び第二リモコン弁91に接続される作業用方向切換弁と、の組み合わせは、特に限定するものではない。
In the present embodiment, the first
上述の如く、第一油圧ポンプ21としては、最大吐出流量が第二油圧ポンプ22よりも小さい油圧ポンプが選定される。
As described above, a hydraulic pump having a maximum discharge flow rate smaller than that of the second
より詳細には、第一油圧ポンプ21としては、バケットシリンダ15を伸ばす、すなわちバケット12の他端側がアーム11に近接するように当該バケット12を動作(バケットクラウド動作)させる際に要求される作動油の流量と同程度の最大吐出流量を有する油圧ポンプが選定される。
第二油圧ポンプ22としては、アームシリンダ14を伸ばす、すなわちアーム11の他端側がブーム10に近接するように当該アーム11を動作(引き動作)させる際に要求される作動油の流量と同程度の最大吐出流量を有する油圧ポンプが選定される。
また、一般的には、アーム11の引き動作を行う際にアームシリンダ14に要求される作動油の流量は、その他の作業用油圧アクチュエータ(ブームシリンダ13、バケットシリンダ15、及び旋回モータ7)に要求される作動油の流量よりも多い(作業用油圧アクチュエータの中で、アームシリンダ14の作動油の要求流量は最大である)。すなわち、アーム11の引き動作を行う際にアームシリンダ14に要求される作動油の流量は、バケットクラウド動作を行う際にバケットシリンダ15に要求される作動油の流量よりも多い。したがって、第一油圧ポンプ21の最大吐出流量は、第二油圧ポンプ22の最大吐出流量よりも小さくなる。
More specifically, as the first
As the second
In general, the flow rate of hydraulic oil required for the
このように、第一油圧ポンプ21の最大吐出流量を第一アクチュエータ群18の作業用油圧アクチュエータに基づいて、第二油圧ポンプ22の最大吐出流量を第二アクチュエータ群19の作業用油圧アクチュエータに基づいて、それぞれ定めることで、第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22を必要最低限の容量としながら、作動油を第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22から作業用油圧アクチュエータに適切な量だけ供給することができる。したがって、1つの油圧ポンプを用いる場合、又は容量が小さい2つの油圧ポンプからの作動油を合流させて用いる場合に比べてエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、必要以上に吐出流量の大きい油圧ポンプを搭載することがないため、第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22の大型化を防止することができ、油圧回路201の旋回作業車1への搭載性の向上及びコストの削減を図ることができる。
Thus, the maximum discharge flow rate of the first
Further, since a hydraulic pump having a discharge flow rate larger than necessary is not mounted, it is possible to prevent the first
以下では、図6及び図7を用いて、上述の如く構成される油圧回路201の動作態様について説明する。まず、ブームシリンダ13を伸ばしてブーム10を上方に回動させる場合の油圧回路201の動作態様について説明する。
Below, the operation | movement aspect of the
図6に示すように、第一操作レバー82が操作されると、油路81bを介してブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42b、及びブーム合流弁31のパイロットポート31aに第一操作レバー82の操作量に応じたパイロット圧が付与される。当該パイロット圧が付与されると、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールが、当該パイロット圧に応じたスプールストローク量Sだけポジション42Z及びポジション31Yに向けてそれぞれ同時に摺動される。
As shown in FIG. 6, when the
図7には、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールストローク量Sと、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31がポジション42Z及びポジション31Yに切り換えられることにより当該ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31の各スプールに形成される流路の開口面積Aと、の関係を示す。
In FIG. 7, the boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールストローク量Sが増加すると、スプールストローク量SがS1になった時点で、まずブームシリンダ用方向切換弁42の開口面積A(図7の破線B参照)が増加し始める。ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールストローク量Sが増加するに従って、ブームシリンダ用方向切換弁42の開口面積Aが増加する。
さらにブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールストローク量Sが増加すると、スプールストローク量SがS2になった時点で、ブーム合流弁31の開口面積A(図7の一点鎖線C参照)が増加し始める。このように、ブームシリンダ用方向切換弁42とブーム合流弁31とで開口面積Aが増加し始めるスプールストローク量Sが異なるように、それぞれのスプールの形状は決定される。ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールストローク量Sが増加するに従って、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31の開口面積Aが増加する。
さらにブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31のスプールストローク量Sが増加すると、スプールストローク量SがS3になった時点で、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31の開口面積Aはそれぞれ最大(A1及びA2)となる。
When the spool stroke amount S of the boom cylinder
Further, when the spool stroke amount S of the boom cylinder
Further, when the spool stroke amount S of the boom cylinder
ブームシリンダ用方向切換弁42が開口する(スプールストローク量SがS1になって開口面積Aが0よりも大きくなる)と、作動油は、第一油圧ポンプ21からブームシリンダ用方向切換弁42、及び油路13bを介してブームシリンダ13のボトム室へと供給される。
また、ブーム合流弁31が開口する(スプールストローク量SがS2になって開口面積Aが0よりも大きくなる)と、作動油は、第二油圧ポンプ22からブーム合流弁31、油路31e、及び油路13bを介してブームシリンダ13のボトム室へと供給される。すなわち、第二油圧ポンプ22からの作動油は、油路13bにおいて第一油圧ポンプ21からの作動油に合流され、ブームシリンダ13のボトム室へと供給される。
When the boom cylinder
Further, when the
この場合、ブームシリンダ用方向切換弁42の前後差圧はロードセンシングシステムによって所定値に補償される。したがって、ブームシリンダ用方向切換弁42を流通する作動油の流量は、ブームシリンダ用方向切換弁42の開口面積Aにのみ依存する。また、ブーム合流弁31の前後差圧はロードセンシングシステムによって所定値に補償される。したがって、ブーム合流弁31を流通する作動油の流量は、ブーム合流弁31の開口面積Aにのみ依存する。すなわち、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31の開口面積Aに応じた量の作動油を、ブームシリンダ13のボトム室へと供給することができる。
In this case, the differential pressure across the boom cylinder
上述の如く、ブームシリンダ13を駆動させる(伸ばす)場合、第一油圧ポンプ21からの作動油に加えて、第二油圧ポンプ22からの作動油をブームシリンダ13へと供給させることができる。これによって、ブームシリンダ13へ供給される作動油量を増加させて、ブームシリンダ13をすばやく動作させることができ、作業効率を向上させることができる。
As described above, when the
また、第一油圧ポンプ21の最大吐出流量は、バケット12をバケットクラウド動作させる際にバケットシリンダ15に要求される作動油の流量に基づいて決定されているが、ブーム10を上方に回動させる際にブームシリンダ13に要求される作動油の流量は、一般的にバケットシリンダ15に要求される作動油の流量より多い。つまり、第一油圧ポンプ21から供給される作動油のみではブームシリンダ13に供給される作動油が不足し、ブームシリンダ13の動作速度が遅くなるおそれがある。
しかし、上述の如く、ブームシリンダ13を駆動させる(伸ばす)場合、第一油圧ポンプ21からの作動油に加えて、第二油圧ポンプ22からの作動油をブームシリンダ13へと供給させることができる。これによって、ブームシリンダ13へ供給される作動油が不足することを防止し、ブームシリンダ13を十分な速度で動作させ、作業効率を向上させることができる。
Further, the maximum discharge flow rate of the first
However, as described above, when the
なお、第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13へと供給する作動油の流量は、ブーム合流弁31の開口面積Aを任意に設定することにより、所望の流量に設定することが可能である。
The flow rate of the hydraulic fluid supplied from the second
また、ブームシリンダ13のボトム室へと供給される作動油の流量は、ブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31の開口面積Aの合計に応じて定まる。
Further, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the bottom chamber of the
すなわち、第一操作レバー82を操作することにより、スプールストローク量SがS1からS2までの間は、ブーム合流弁31の開口面積Aは0であるため、第一油圧ポンプ21からブームシリンダ用方向切換弁42を介して供給される作動油のみで、ブームシリンダ13が伸ばされる。この場合、ブームシリンダ13は、ブームシリンダ13に供給される作動油の流量、すなわちブームシリンダ用方向切換弁42の開口面積Aに応じた速度で駆動する(伸びる)。
That is, by operating the
スプールストローク量SがS2以上では、第一油圧ポンプ21からブームシリンダ用方向切換弁42を介して供給される作動油、及び第二油圧ポンプ22からブーム合流弁31を介して供給される作動油で、ブームシリンダ13が伸ばされる。この場合、ブームシリンダ13は、ブームシリンダ13に供給される作動油の流量、すなわちブームシリンダ用方向切換弁42及びブーム合流弁31の開口面積Aの合計(図7の実線D参照)に応じた速度で駆動する(伸びる)。
When the spool stroke amount S is S2 or more, the hydraulic oil supplied from the first
上述の如く、スプールストローク量SがS2に至るまでは、すなわち第一操作レバー82の操作量が操作開始後で小さい間は、第一油圧ポンプ21から供給される作動油のみでブームシリンダ13を駆動することができる。すなわち、第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13へと作動油が供給されることがないため、ブームシリンダ13を遅い速度で駆動させることができる。したがって、第一操作レバー82の操作開始後に、ブーム10を急速に動作させることなく緻密に操作することができ、作業装置4の微操作性を向上させることができる。
また、スプールストローク量SがS2以上のとき、すなわち第一操作レバー82の操作量が所定の操作量以上になって大きくなると、第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22から供給される作動油でブームシリンダ13を駆動することができる。すなわち、ブームシリンダ13を速い速度で駆動させることができる。したがって、ブームシリンダ13を十分な速度で動作させ、作業効率を向上させることができる。
As described above, until the spool stroke amount S reaches S2, that is, as long as the operation amount of the
Further, when the spool stroke amount S is greater than or equal to S2, that is, when the operation amount of the
次に、ブームシリンダ13を伸ばしてブーム10を上方に回動させている際に、アームシリンダ14伸ばしてアーム11を動作(引き動作)させる場合の油圧回路201の動作態様について説明する。
Next, an operation mode of the
上述の如く、第一操作レバー82が所定の操作量以上操作されると、ブーム合流弁31がポジション31Yに切り換えられる。これによって、第一油圧ポンプ21からの作動油に加えて、第二油圧ポンプ22からの作動油をブームシリンダ13へと供給させることができる。当該供給される作動油により、ブームシリンダ13は伸ばされ、ブーム10を上方に回動させることができる。
As described above, when the
第一操作レバー82が所定の操作量以上操作されている状態において、第二操作レバー92が操作されると、油路91aを介してアームシリンダ用方向切換弁62のパイロットポート62a、及びブーム合流弁31のパイロットポート31bに第二操作レバー92の操作量に応じたパイロット圧が付与される。
When the
アームシリンダ用方向切換弁62のパイロットポート62aにパイロット圧が付与されると、アームシリンダ用方向切換弁62のスプールが、当該パイロット圧に応じたスプールストローク量だけ中立位置から他のポジション(アームシリンダ14のボトム室に作動油を供給するポジション)に向けて摺動される。
When a pilot pressure is applied to the
また、ブーム合流弁31のパイロットポート31bにパイロット圧が付与されると、当該パイロット圧が、パイロットポート31aに付与されるパイロット圧に対抗し、ブーム合流弁31のスプールがポジション31Xに向けて摺動される。これによって、油路22bから油路31eへの作動油の流通がブーム合流弁31によって制限され、第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13へと供給される作動油の供給量が制限される。さらに、ブーム合流弁31のスプールがポジション31Xに完全に切り換えられた場合、油路22bから油路31eへの作動油の流通がブーム合流弁31によって遮断され、第二油圧ポンプ22からの作動油がブームシリンダ13へと供給されることがなくなる。
Further, when a pilot pressure is applied to the
上述の如く、ブームシリンダ13を伸ばしてブーム10を上方に回動させている際に、アームシリンダ14を伸ばしてアーム11を動作(引き動作)させる場合、第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13への作動油の供給を制限する。これによって、第二油圧ポンプ22からアームシリンダ14へ供給される作動油の流量を確保し、アームシリンダ14の動作速度の低下を防止することができる。
As described above, when the
また、このような構成によって、特に、ブーム10を上昇させながらアーム11を動作(引き動作)させる際に作業効率の低下を防止することができる。
作業装置4を用いた作業として、ブーム10を上昇させながらアーム11を引き動作させ、バケット12の先端を地面に軽く接触させた状態で、当該バケット12を地面と平行に動かす作業(いわゆる、水平均し作業)がある。当該水平均し作業を行う場合、アーム11の引き動作に対してブーム10を少しずつ上昇させる必要がある。
本実施形態に係る油圧回路201においては、水平均し作業を行う場合、上述の如く第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13への作動油の供給が制限される。したがって、ブーム10の動作速度が必要以上に速くなることがなく、また、アームシリンダ14への作動油の供給量が不足してアーム11の動作速度が遅くなることがない。このように、本実施形態に係る油圧回路201は、水平均し作業においてブーム10及びアーム11を適切な速度で動作させることができ、作業効率の低下を防止することができる。
Further, with such a configuration, it is possible to prevent a decrease in work efficiency, particularly when the arm 11 is operated (pulling operation) while the
As the work using the work device 4, the arm 11 is pulled while the
In the
さらに、ブームシリンダ13を伸ばしてブーム10を上方に回動させるとともに、アームシリンダ14を伸ばしてアーム11を動作(引き動作)させるときに、ブーム合流弁31によって第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13への作動油の供給を行うと想定する。この場合において、ブームシリンダ13とアームシリンダ14に加わる負荷に大きな差が生じたとき、ブーム合流用圧力補償弁32における絞り損失が増加し、エネルギーのロスが増加する。
しかし、本実施形態に係る油圧回路201においては、ブームシリンダ13を伸ばしてブーム10を上方に回動させるとともに、アームシリンダ14を伸ばしてアーム11を動作(引き動作)させるときに、ブーム合流弁31によって油路22bから油路31eへの作動油の流通が制限される。したがって、ブームシリンダ13とアームシリンダ14に加わる負荷に大きな差が生じた場合であっても、ブーム合流用圧力補償弁32における絞り損失は発生せず、エネルギー効率の低下を防止することができる。
Furthermore, when the
However, in the
以上の如く、本実施形態に係る旋回作業車1の油圧回路201は、少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータ(ブームシリンダ13及びバケットシリンダ15)を含む第一アクチュエータ群18に作動油を供給する第一油圧ポンプ21の吐出量を、第一アクチュエータ群18にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力に応じて制御するとともに、少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータ(アームシリンダ14及び旋回モータ7)を含む第二アクチュエータ群19に作動油を供給する第二油圧ポンプ22の吐出量を、第二アクチュエータ群19にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力に応じて制御するロードセンシングシステムを具備する旋回作業車1の油圧回路201であって、第二アクチュエータ群19は、作動油の要求流量が第一アクチュエータ群18及び第二アクチュエータ群19の中で最大である作業用油圧アクチュエータ(アームシリンダ14)を含み、第二油圧ポンプ22の最大吐出流量を、第一油圧ポンプ21の最大吐出流量よりも大きく設定するものである。
このように構成することにより、第一アクチュエータ群18及び第二アクチュエータ群19に含まれる作業用油圧アクチュエータの要求流量に応じて第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22の最大吐出流量を選定することで、作動油を各作業用油圧アクチュエータに適切に供給することができる。したがって、1つの油圧ポンプを用いる場合、又は容量が小さい2つの油圧ポンプからの作動油を合流させて用いる場合に比べてエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、必要以上に吐出流量の大きい油圧ポンプを搭載することがないため、第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22の大型化を防止することができ、搭載性の向上及びコストの削減を図ることができる。
As described above, the
With this configuration, the maximum discharge flow rates of the first
In addition, since a hydraulic pump having a discharge flow rate larger than necessary is not mounted, it is possible to prevent the first
また、本実施形態の旋回作業車1の油圧回路201は、第一油圧ポンプ21から第一アクチュエータ群18のうち特定の作業用油圧アクチュエータ(ブームシリンダ13)に作動油が供給された場合、第二油圧ポンプ22から吐出される作動油を第一油圧ポンプ21からブームシリンダ13に供給される作動油に合流させる合流弁(ブーム合流弁31)を具備するものである。
このように構成することにより、ブームシリンダ13を動作させる際に、第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22により吐出される作動油を合流させることで、第一油圧ポンプ21のみでブームシリンダ13を動作させる場合よりもすばやく動作させることができる。したがって、作業効率を向上させることができる。さらに、最大吐出流量が小さい第一油圧ポンプ21のみではブームシリンダ13の要求流量に十分な作動油を供給できない場合であっても、第二油圧ポンプ22からの作動油を合流させることでブームシリンダ13を十分な速度で駆動させることができる。
Further, the
With this configuration, when the
また、本実施形態の旋回作業車1の油圧回路201は、複数の作業用油圧アクチュエータに対応してそれぞれ設けられ、作業用油圧アクチュエータに供給される作動油の方向を切り換える複数の作業用方向切換弁を具備し、前記ブーム合流弁31は、ブームシリンダ13に作動油を供給する作業用方向切換弁(ブームシリンダ用方向切換弁42)のスプールストローク量が所定の値S2以上になった場合に、第二油圧ポンプ22から吐出される作動油を第一油圧ポンプ21からブームシリンダ13に供給される作動油に合流させるものである。
このように構成することにより、ブームシリンダ用方向切換弁42のスプールストローク量が所定の値S2未満のときは、第一油圧ポンプ21から供給される作動油のみでブームシリンダ13を動作させることができる。これによって、当該スプールストローク量が所定の値S2未満のときは、ブームシリンダ13を緻密に操作することができる。
ブームシリンダ用方向切換弁42のスプールストローク量が所定の値S2以上になったときは、2つのポンプから吐出される作動油を合流させ、ブームシリンダ13をすばやく動作させることができ、作業効率を向上させることができる。
Further, the
With this configuration, when the spool stroke amount of the boom cylinder
When the spool stroke amount of the boom cylinder
また、本実施形態の旋回作業車1は、車体(旋回装置3)に回動可能に取り付けられたブーム10と、ブーム10に回動可能に取り付けられたアーム11と、アーム11に取り付けられたバケット12と、を有する作業装置4を備えるものであり、前記特定の作業用油圧アクチュエータは、ブーム10を旋回装置3に対して回動させるブームシリンダ13であり、第二アクチュエータ群19の一つの作業用油圧アクチュエータは、アーム11をブーム10に対して回動させるアームシリンダ14であり、ブーム合流弁31は、第二油圧ポンプ22からアームシリンダ14に作動油が供給された場合、第一油圧ポンプ21からブームシリンダ13に供給される作動油に合流される第二油圧ポンプ22からの作動油の供給量を制限するものである。
このように構成することにより、ブームシリンダ13とアームシリンダ14とを同時に動作させる場合、第二油圧ポンプ22からブームシリンダ13への作動油の供給を制限することで、アームシリンダ14の動作速度の低下を防止することができる。これによって、特に、ブーム10を上昇させながらアーム11を引く作業(いわゆる、水平均し作業)時の作業性を向上させることができる。
In addition, the turning
With this configuration, when the
以下では、図8を用いて第二実施形態に係る油圧回路202について説明する。
Below, the
第二実施形態に係る油圧回路202が第一実施形態に係る油圧回路201(図2参照)と異なる点は、第一油圧ポンプ21及び第二油圧ポンプ22に代えて第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122を、ブーム合流弁31及びブーム合流用圧力補償弁32に代えてアーム合流弁131及びアーム合流用圧力補償弁132を、それぞれ具備している点である。
よって以下では、第一実施形態に係る油圧回路201と異なる点についてのみ説明し、油圧回路201と略同一の構成の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
The
Therefore, hereinafter, only differences from the
第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122は、エンジン9によって駆動され、作動油を吐出する。第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122は、それぞれ可動斜板の傾斜角度を変更することによって作動油の吐出量を変更可能な可変容量型のポンプである。
第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122から吐出された作動油は、コントロールバルブ30へと供給される。より詳細には、第一油圧ポンプ121から吐出された作動油は、第一方向切換弁群40及びアーム合流弁131へと供給される。また、第二油圧ポンプ22から吐出された作動油は、第二方向切換弁群60へと供給される。
The first
The hydraulic oil discharged from the first
第一油圧ポンプ121としては、最大吐出流量が第二油圧ポンプ122よりも大きい油圧ポンプが選定される。
As the first
より詳細には、第一油圧ポンプ121としては、ブームシリンダ13を駆動する、すなわちブーム10を動作させる際に要求される作動油の流量と同程度の最大吐出流量を有する油圧ポンプが選定される。
第二油圧ポンプ122としては、旋回モータ7を駆動する、すなわち旋回台6を走行装置2に対して旋回させる際に要求される作動油の流量と同程度の最大吐出流量を有する油圧ポンプが選定される。
また、一般的には、ブーム10を動作させる際にブームシリンダ13に要求される作動油の流量は、旋回台6を動作させる際に旋回モータ7に要求される作動油の流量よりも多い。したがって、第一油圧ポンプ121の最大吐出流量は、第二油圧ポンプ122の最大吐出流量よりも大きくなる。本実施形態においては、ブーム10を動作させる際にブームシリンダ13に要求される作動油の流量は、その他の作業用油圧アクチュエータ(アームシリンダ14、バケットシリンダ15、及び旋回モータ7)に要求される作動油の流量よりも多い(作業用油圧アクチュエータの中で、ブームシリンダ13の作動油の要求流量は最大である)ものとする。
More specifically, as the first
As the second
In general, the flow rate of hydraulic oil required for the
このように、第一油圧ポンプ121の最大吐出流量を第一アクチュエータ群18の作業用油圧アクチュエータに基づいて、第二油圧ポンプ122の最大吐出流量を第二アクチュエータ群19の作業用油圧アクチュエータに基づいて、それぞれ定めることで、作動油を第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122から作業用油圧アクチュエータに適切な量だけ供給することができる。従って、第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122の最大吐出流量を同一となるように定める場合に比べてエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、必要以上に吐出流量の大きい油圧ポンプを搭載することがないため、第一油圧ポンプ121及び第二油圧ポンプ122の大型化を防止することができ、搭載性の向上及びコストの削減を図ることができる。
Thus, the maximum discharge flow rate of the first
In addition, since a hydraulic pump having a discharge flow rate larger than necessary is not mounted, it is possible to prevent the first
アーム合流弁131は、第一油圧ポンプ121から吐出される作動油を、第二油圧ポンプ122から吐出されてアームシリンダ14のボトム室へと供給される作動油に合流させることが可能なパイロット式の方向切換弁である。
アーム合流弁131には、アーム合流用圧力補償弁132が接続される。アーム合流用圧力補償弁132は、アーム合流弁131に設けられる絞りの後の圧力を所定値に補償するものである。
The
An arm merging
第二操作レバー92が操作されると、油路91aを介してアームシリンダ用方向切換弁62のパイロットポート62a、及びアーム合流弁131のパイロットポート131aに第二操作レバー92の操作量に応じたパイロット圧が付与される。当該パイロット圧によって、アームシリンダ用方向切換弁62は中立位置から他のポジション(アームシリンダ14のボトム室に作動油を供給するポジション)に、アーム合流弁131はポジション131Yに、それぞれ切り換えられる。これによって、第一油圧ポンプ121からの作動油がアームシリンダ用方向切換弁62を介してアームシリンダ14のボトム室に供給されるとともに、第二油圧ポンプ122からの作動油がアーム合流弁131を介してアームシリンダ14のボトム室に供給される。
When the
この場合において、第一操作レバー82が操作されると、油路81bを介してブームシリンダ用方向切換弁42のパイロットポート42b、及びアーム合流弁131のパイロットポート131bに第一操作レバー82の操作量に応じたパイロット圧が付与される。当該パイロット圧によって、ブームシリンダ用方向切換弁42はポジション42Zに、アーム合流弁131はポジション131Xに、それぞれ切り換えられる。これによって、アームシリンダ14を伸ばしてアーム11を動作(引き動作)させている際に、ブームシリンダ13を伸ばしてブーム10を上方に回動させる場合、第一油圧ポンプ121からアームシリンダ14への作動油の供給を停止する。したがって、第一油圧ポンプ121からブームシリンダ13へ供給される作動油の流量を確保し、ブームシリンダ13の動作速度の低下を防止することができる。
In this case, when the
7 旋回モータ(作業用油圧アクチュエータ)
13 ブームシリンダ(作業用油圧アクチュエータ)
14 アームシリンダ(作業用油圧アクチュエータ)
15 バケットシリンダ(作業用油圧アクチュエータ)
21 第一油圧ポンプ
22 第二油圧ポンプ
31 ブーム合流弁(合流弁)
42 ブームシリンダ用方向切換弁(作業用方向切換弁)
43 バケットシリンダ用方向切換弁(作業用方向切換弁)
62 アームシリンダ用方向切換弁(作業用方向切換弁)
63 旋回モータ用方向切換弁(作業用方向切換弁)
201 油圧回路
7 Swing motor (working hydraulic actuator)
13 Boom cylinder (working hydraulic actuator)
14 Arm cylinder (working hydraulic actuator)
15 Bucket cylinder (working hydraulic actuator)
21 First
42 Boom cylinder direction switching valve (working direction switching valve)
43 Bucket cylinder direction switching valve (working direction switching valve)
62 Directional switching valve for arm cylinder (working direction switching valve)
63 Directional switching valve for slewing motor (working direction switching valve)
201 Hydraulic circuit
Claims (4)
少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータを含む第二アクチュエータ群に作動油を供給する第二油圧ポンプの吐出量を、第二アクチュエータ群にかかる負荷圧力のうち最大の負荷圧力に応じて制御するロードセンシングシステムを具備する作業車両の油圧回路であって、
前記第二アクチュエータ群は、
作動油の要求流量が前記第一アクチュエータ群及び前記第二アクチュエータ群の中で最大である作業用油圧アクチュエータを含み、
前記第二油圧ポンプの最大吐出流量を、前記第一油圧ポンプの最大吐出流量よりも大きく設定する、
作業車両の油圧回路。 Controlling the discharge amount of the first hydraulic pump that supplies the hydraulic oil to the first actuator group including at least one working hydraulic actuator according to the maximum load pressure of the load pressure applied to the first actuator group;
A load sensing system that controls a discharge amount of a second hydraulic pump that supplies hydraulic oil to a second actuator group including at least one working hydraulic actuator according to a maximum load pressure among load pressures applied to the second actuator group A hydraulic circuit for a work vehicle comprising:
The second actuator group includes:
Including a working hydraulic actuator in which the required flow rate of the hydraulic oil is maximum in the first actuator group and the second actuator group;
The maximum discharge flow rate of the second hydraulic pump is set larger than the maximum discharge flow rate of the first hydraulic pump;
Hydraulic circuit of work vehicle.
前記合流弁は、
前記特定の作業用油圧アクチュエータに作動油を供給する作業用方向切換弁のスプールストローク量が所定の値以上になった場合に、前記第二油圧ポンプから吐出される作動油を前記第一油圧ポンプから前記特定の作業用油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させる、請求項2に記載の作業車両の油圧回路。 A plurality of working direction switching valves provided corresponding to the plurality of working hydraulic actuators, for switching the direction of hydraulic oil supplied to the working hydraulic actuator,
The junction valve is
When the spool stroke amount of the working direction switching valve that supplies the working oil to the specific working hydraulic actuator exceeds a predetermined value, the working oil discharged from the second hydraulic pump is supplied to the first hydraulic pump. The hydraulic circuit for the work vehicle according to claim 2, wherein the hydraulic oil is supplied to the hydraulic oil supplied to the specific work hydraulic actuator from the engine.
前記特定の作業用油圧アクチュエータは、前記ブームを前記車体に対して回動させるブームシリンダであり、
前記第二アクチュエータ群の一つの作業用油圧アクチュエータは、前記アームを前記ブームに対して回動させるアームシリンダであり、
前記合流弁は、
前記第二油圧ポンプから前記アームシリンダに作動油が供給された場合、前記第一油圧ポンプから前記特定の作業用油圧アクチュエータに供給される作動油に合流される前記第二油圧ポンプからの作動油の供給量を制限する請求項3に記載の作業車両の油圧回路。 The work vehicle includes a work device having a boom rotatably attached to a vehicle body, an arm rotatably attached to the boom, and a bucket attached to the arm.
The specific working hydraulic actuator is a boom cylinder that rotates the boom with respect to the vehicle body,
One working hydraulic actuator of the second actuator group is an arm cylinder that rotates the arm with respect to the boom;
The junction valve is
When the hydraulic oil is supplied from the second hydraulic pump to the arm cylinder, the hydraulic oil from the second hydraulic pump merges with the hydraulic oil supplied from the first hydraulic pump to the specific working hydraulic actuator. The hydraulic circuit for a work vehicle according to claim 3, wherein the supply amount of the work vehicle is limited.
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