JP5614972B2 - Work machine - Google Patents
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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を方向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. Therefore, a hydraulically operated quick hitch mechanism that attaches and detaches the attachment is provided at the tip of the arm, and the supply of pressure oil supplied to the quick hitch cylinder that operates this mechanism is switched by the direction switching valve so that the attachment is locked. A work machine configured to switch to a released state has been put into 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方向切り換え弁を設け、アタッチメントの取り外し時にこの供給油路からクイックヒッチシリンダに高圧の圧油を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方向切り換え弁と、アームシリンダへの供給油路をクイックヒッチシリンダの供給油路に切り換える方向切り換え弁とを設ける必要があるとともに、アームシリンダの作動を制御する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方向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方向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 different from the signal pressure circuit, and its operation is controlled. Therefore, a direction 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 oil is supplied from this supply oil passage to the quick hitch cylinder to switch to the release state. Configuration is conceivable. However, in such a configuration, it is necessary to provide a direction switching valve for the signal pressure supply oil passage for locking and holding the attachment and a direction switching valve for switching the supply oil passage for the arm cylinder to the supply oil passage for the quick hitch cylinder. In addition, the control valve for controlling the operation of the arm cylinder needs to be controlled in an interlocked manner, and the configuration of the hydraulic circuit and the control circuit becomes complicated. Since the supply oil passage to the arm cylinder has a high pressure and a large flow rate, the direction switching valve provided in the supply oil passage becomes large, and both the arrangement space and the cost increase. Furthermore, when the direction switching valve provided in the supply oil passage of the arm cylinder is switched, there is a problem that the operability is lowered, for example, the supply pressure to the arm cylinder fluctuates 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圧油供給を受けて作動するクイックヒッチシリンダにより車体に係止保持させたり、係止保持状態を解除させたりするクイックヒッチ機構とを備え、車体側の油圧源およびドレン側とクイックヒッチシリンダのロッド側油室およびボトム側油室とを結ぶ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、油圧源からボトム側油室もしくはロッド側油室への圧油の供給並びにロッド側油室もしくはボトム側油室からドレン側への圧油の排出を切換制御して、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、油圧源は、車体に設けられた油圧機器(例えば、実施形態における操作装置30)に制御用の信号圧を供給する第1油圧源(例えば、実施形態における第2油圧ポンプP2)と、車体に設けられた油圧作動型の作業装置(例えば、実施形態におけるローダ装置20等)に信号圧よりも高圧のライン圧を供給する第2油圧源(例えば、実施形態における第1油圧ポンプP1)とを備える。そして、着脱切り換え弁は、第1油圧源に繋がる第1ポンプポート、第2油圧源に繋がる第2ポンプポート、ドレン側に繋がるタンクポート、ボトム側油室に繋がるAポート、およびロッド側油室に繋がるBポートを備え、係止位置および解除位置の二つのポジションに切り換え可能な5ポート2ポジションのスプール弁であり、係止位置に位置して、第2ポンプポートを閉塞し、Aポートおよび第1ポンプポートを連通させて第1油圧源をボトム側油室に連通させ、Bポートおよびタンクポートを連通させてロッド側油室をドレン側に連通させ、第1油圧源から供給される信号圧の圧油をボトム側油室に供給させるとともにロッド側油室内の油をドレン側に排出させ、クイックヒッチシリンダを伸長作動させてアタッチメントを車体に係止保持させ、解除位置に位置して、第1ポンプポートを閉塞し、Bポートおよび第2ポンプポートを連通させて第2油圧源をロッド側油室に連通させ、Aポートおよびタンクポートを連通させてボトム側油室をドレン側に連通させ、第2油圧源から供給されるライン圧の圧油をロッド側油室に供給させるとともにボトム側油室内の油をドレン側に排出させ、クイックヒッチシリンダを縮小作動させてアタッチメントの係止保持を解除させ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 the vehicle body (for example, the
なお、前記作業装置は、圧油の供給を受けて作動する複数の油圧アクチュエータ(例えば、実施形態におけるアームシリンダ51,バケットシリンダ52等)を備え、前記車体には、第2油圧源が接続されてライン圧の圧油が供給される共通のライン圧油路を有し各々油圧アクチュエータへのライン圧の圧油の供給を制御する複数の方向切り換え弁(例えば、実施形態におけるアーム制御弁41,バケット制御弁42等)からなる多連マニホールド型のコントロールバルブを備え、前記着脱切り換え弁は、コントロールバルブに一体的に組み込まれた構成が好ましい。
The working device includes a plurality of hydraulic actuators (for example, the
また、前記着脱切り換え弁は、一端部にパイロットポートを備えるとともに他端部に付勢ばね(例えば、実施形態における第1スプリング471)を備えた油圧パイロット式スプール弁であり、第1油圧源からの信号圧をパイロットポートに供給させる制御を行うクイックヒッチ操作弁を備えており、着脱切り換え弁は、クイックヒッチ操作弁によりパイロットポートへの信号圧の供給が遮断されるときに、付勢ばねの付勢力により係止位置に位置し、クイックヒッチ操作弁により信号圧がパイロットポートへ供給されるときに、付勢ばねの付勢力に抗して解除位置に位置するように構成することが好ましい。
Further, the detachable switching valve is one biasing spring at the other end with the end provided with a pilot port (e.g., a
本発明の作業機械においては、クイックヒッチアクチュエータへの圧油の供給方向を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着脱切り換え弁が、係止状態において、第1油圧源から供給される信号圧の圧油を順方向でクイックヒッチアクチュエータに供給してアタッチメントを車体に係止させ、解除状態においては、第2油圧源から供給されるライン圧の圧油を逆方向でクイックヒッチアクチュエータに供給してアタッチメントの係止を解除させるように構成される。このため、係止状態では、比較的低圧の信号圧(保持圧)でアタッチメントが係止保持される一方、解除状態では、高圧のライン圧によりクイックヒッチアクチュエータが駆動されてアタッチメントの係止が解除される。このように、本構成の作業機械によれば、着脱切り換え弁が、第1油圧源から供給される信号圧の順方向供給と、第2油圧源から供給される高圧のライン圧の逆方向供給とを切り換える構成のため、一つの方向切り換え弁からなる簡明な構成で、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 of the present invention, the attachment / detachment switching valve that switches the supply direction of the pressure oil to the quick hitch actuator to switch the attachment between the locked state and the released state is supplied from the first hydraulic pressure source in the locked state. The signal pressure pressure oil is supplied to the quick hitch actuator in the forward direction to lock the attachment to the vehicle body. In the released state, the line pressure pressure oil supplied from the second hydraulic pressure source is supplied to the quick hitch actuator in the reverse direction. It is comprised so that supply and the latching of an attachment may be cancelled | released. For this reason, in the locked state, the attachment is locked and held at a relatively low signal pressure (holding pressure), while in the released state, the quick hitch actuator is driven by the high line pressure to release the attachment. Is done. Thus, according to the work machine of this configuration, the attachment / detachment switching valve has the forward supply of the signal pressure supplied from the first hydraulic power source and the reverse supply of the high-pressure line pressure supplied from the second hydraulic power source. Therefore, it is possible to provide a working machine that can reliably attach and detach the attachment with a simple configuration including one direction switching valve.
なお、前記着脱切り換え弁が、作業装置に設けられた油圧アクチュエータへのライン圧の供給を制御する多連マニホールド型(積層型)のコントロールバルブに一体的に組み込まれ、コントロールバルブのライン圧油路を介してライン圧が供給されるとともに第1油圧源が接続されて信号圧が供給され、着脱切り換え弁がノーマル位置のときに信号圧の圧油が順方向でクイックヒッチアクチュエータに供給され、着脱切り換え弁が操作位置のときにはライン圧の圧油が逆方向でクイックヒッチアクチュエータに供給されるような構成によれば、方向切り換え弁を他の油圧アクチュエータの供給油路に設けて同期制御する従来技術のように油圧回路及び制御回路の構成が複雑化したり、配置スペースやコストが増大したりするようなことがなく、コントロールバルブの積層段数を一段増設した簡潔かつコンパクトな構成で、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。また、本構成によれば、コントロールバルブ内のライン圧油路を介してライン圧が供給されるため、分岐された供給油路の油圧アクチュエータが動くようなことがなく、良好な操作性を確保することができる。 The attachment / detachment switching valve is integrally incorporated in a multi-manifold type (stacked type) control valve that controls the supply of line pressure to a hydraulic actuator provided in the work device, and the line pressure oil passage of the control valve. The line pressure is supplied via the first hydraulic power source and the signal pressure is supplied via the first pressure source. When the attachment / detachment switching valve is in the normal position, the pressure oil of the signal pressure is supplied to the quick hitch actuator in the forward direction. According to the configuration in which the pressure oil of the line pressure is supplied to the quick hitch actuator in the reverse direction when the switching valve is in the operating position, the conventional technology that provides the direction switching valve in the supply oil passage of another hydraulic actuator and performs synchronous control The configuration of the hydraulic circuit and the control circuit is not complicated, and the arrangement space and cost are not increased. The lamination number of the control valve at one stage added the simple and compact configuration, the removable attachment can provide a reliably achievable work machine. In addition, according to this configuration, since the line pressure is supplied via the line pressure oil passage in the control valve, the hydraulic actuator of the branched supply oil passage does not move, and good operability is ensured. can do.
また、着脱切り換え弁が5ポート2ポジションの油圧パイロット式スプール弁であり、第2パイロットポートに解除信号圧が作用しないノーマル位置において、第1パイロットポートとAポートとが内部油路を介して接続されて第1パイロットポートの信号圧が順方向でクイックヒッチアクチュエータに供給され、第2パイロットポートに解除信号圧が作用してバルブスプールが移動された操作位置において、第1パイロットポートの信号圧が遮断されるとともにポンプポートとBポートとが接続されてポンプポートのライン圧が逆方向でクイックヒッチアクチュエータに供給されるような構成によれば、複雑な外部配管やバルブ構造を排除し、シンプルな構成で、前記機能を実現することができる。 Also, the detachable switching valve is a 5- port 2-position hydraulic pilot spool valve, and the first pilot port and A port are connected via an internal oil passage at the normal position where the release signal pressure does not act on the second pilot port. Then, the signal pressure of the first pilot port is supplied to the quick hitch actuator in the forward direction, the release signal pressure acts on the second pilot port, and the valve spool is moved. With the configuration in which the pump port and B port are connected and the line pressure of the pump port is supplied to the quick hitch actuator in the reverse direction, the complicated external piping and valve structure are eliminated, and the configuration is simple. With the configuration, the function can be realized.
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 traveling
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には、アーム操作弁32aとバケット操作弁32bとが組み付けられており、エンジン駆動の第2油圧ポンプP2から供給される油圧機器制御用の信号圧の圧油を、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として、アーム制御弁41およびバケット制御弁42に出力する。
The
第2操作レバー32の操作態様について、前後方向をアーム操作、左右方向をバケット操作とし、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。例えば、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操作弁32aからアーム制御弁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揺動される。
As for the operation mode of the
第2操作レバー32を中立位置から左右に傾動したバケットすくい上げ/バケットダンプについても同様であり、例えば、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」の操作信号がバケット操作弁32bからバケット制御弁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揺動される。
The same applies to the bucket scooping / bucket dumping in which the
補助操作レバー33には、補助操作弁33aが接続されている。補助操作弁33aは電磁比例弁が用いられ、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を補助制御弁43に出力する。クイックヒッチ操作スイッチ35にはクイックヒッチ操作弁35aが接続されており、クイックヒッチ操作弁35aを非励磁状態と励磁状態とに切り換える。具体的には、クイックヒッチ操作スイッチ35が係止位置のときにクイックヒッチ操作弁35aを非励磁状態とし、クイックヒッチ操作スイッチ35が解除位置のときにクイックヒッチ操作弁35aを励磁状態として解除操作の操作信号(解除信号という)がクイックヒッチ制御弁45に出力されるようになっている。なお、このクイックヒッチの油圧制御回路については後に詳述する。
An
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。また、アーム先端のバックプレート24には、クイックヒッチ機構60を利用して、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容易に着脱交換可能になっている。このため、クイックヒッチ機構により、バケットに代えて杭打ち装置27を装着し、杭打ち装置側の油圧ホースをクイックカップリング49に接続することにより、杭打ち装置27に圧油を供給可能になっている。
The
杭打ち装置27は、補助制御弁43からクイックカップリング49を介して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。前述したように、補助操作弁33aは電磁比例弁が用いられており、補助操作レバー33が操作されると、補助操作弁33aから補助操作レバー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、補助制御弁43から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に圧油が供給されて、オーガモータ53が正・逆方向に回動される。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長状態を示している。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
このように構成されるクイックヒッチ機構60の制御回路について、以下、図6に示すクイックヒッチ機構60の油圧回路図、図7に示すクイックヒッチ制御弁45のスプールセクションの断面図を参照して詳細に説明する。
The control circuit of the
既述したように、コントロールバルブ40は積層タイプの複合弁であり、コントロールバルブのポンプポート40pに、油路71を介して第1油圧ポンプP1が接続されている。コントロールバルブ40内では、アーム制御弁41やバケット制御弁42、補助制御弁43等のライン圧油路とクイックヒッチ制御弁45のライン圧油路451とが連通し、ポンプポート40pに繋がる一連のライン圧油路が形成される。油路71から分岐してオイルタンクTに戻る油路71aには、リリーフ弁73が設けられており、このリリーフ弁73を調整することにより、ライン圧油路451に供給される作動油の最高圧力が、例えば21[MPa]程度の所定のライン圧PLに設定される。
As described above, the
コントロールバルブ40内には、ライン圧油路と同様に、各制御弁のタンク油路が連通してタンクポート40tに繋がるタンク油路が形成されており、クイックヒッチ制御弁45のタンク油路454が、タンクポート40tから油路78を介してオイルタンクTに接続されている。
Similarly to the line pressure oil passage, a tank oil passage that connects the tank oil passages of the control valves to the
操作装置30の各操作弁32a,32b,33a等に制御用の信号圧を供給する第2油圧ポンプP2の油路72から分岐して、第1分岐油路72a、第2分岐油路72bが設けられ、第1分岐油路72aがクイックヒッチ制御弁45の第1パイロットポート45s1に接続され、第2分岐油路72bが、クイックヒッチ操作弁35aを介して第2パイロットポート45s2に接続されている。油路72から分岐してオイルタンクTに戻る油路72cにはリリーフ弁74が設けられ、このリリーフ弁74を調整することにより、各操作弁やクイックヒッチ制御弁45の第1,第2パイロットポートに供給される作動油の圧力が、例えば3.5[MPa]程度の所定の信号圧PSに設定される。
Each operating
クイックヒッチ制御弁45は、ブロック状のバルブボディ450と、バルブボディ450のスプールハウジングに、図7における(以下同じ)左右方向に摺動自在に嵌装されたバルブスプール460、第1パイロットポート45s1側のハウジング内に保持されバルブスプール460を右方に付勢する第1スプリング471、第2パイロットポート45s2側のハウジング内に左右に摺動自在に設けられたピストン475、ピストン475を右方に付勢するガタ防止用の第2スプリング472などを備えて構成される。
The quick
バルブボディ450には、中央部左右に位置して前後に延びポンプポート40pに繋がるライン圧油路451、中央下部に位置して前後に延びタンクポート40tに繋がるとともにこのバルブ内で左右に延びるタンク油路454、上部左方に設けられたAポート45aに繋がるA油路452、上部右方に設けられたBポート45bに繋がるB油路453、バルブボディ450の内部に形成された内部油路455,458や圧力補償弁456、ロードチェック弁457、バルブスプール460の移動位置にかかわらず信号圧を伝達するための円環状の信号圧伝達油路462などが設けられている。信号圧伝達油路462は、クイックヒッチ制御弁45とともに積層連結された他の制御弁(例えば、アーム制御弁41、バケット制御弁42等)のスプール位置を検出するためのバルブポジション検出油路に、バルブハウジング内で繋がっている。
The
Aポート45aには、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が接続され、Bポート45bには、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。なお、前後連通するタンク油路454はバルブ内部で左右に延びて形成され、図7において記載を省略するが、右方に延びるタンク油路454bの端部にはオーバーロードリリーフ弁483(図6を参照)が取り付けられ、左方に延びるタンク油路454aの端部はプラグで塞がれている。
The bottom
バルブスプール460には、第1パイロットポート45s1側の軸端から中心軸に沿って右方に延びる軸方向油路461a、この軸方向油路461aと交差してランド部の周面に開口する第1径方向油路461b及び第2径方向油路461cからなるスプール内油路461が穿設されている。
The
クイックヒッチ制御弁45は、第2パイロットポート45s2に信号圧PSが作用していない状態では、第1スプリング471のバネ力によりバルブスプール460が右方に付勢されて図6及び図7に示すノーマル位置に配置されている。このノーマル位置においては、バルブスプール460に形成された第1径方向油路461bの開口部がA油路452内に位置して配設され、Aポート45aと第1パイロットポート45s1とがスプール内油路461およびA油路452を介して接続される。また、バルブスプール右端側のランド部に形成されたノッチを介してB油路453とタンク油路454とが連通状態となり、Bポート45bとタンクポート40tとが接続される。このとき、ライン圧油路451と内部油路455とはバルブスプール460のランド部により遮断される。
In the state where the signal pressure PS does not act on the second pilot port 45s 2 , the quick
このため、クイックヒッチ操作スイッチ35が係止位置にあり(クイックヒッチ操作弁35aが非励磁状態であり)、クイックヒッチ操作弁35aから第2パイロットポート45s2に信号圧PSが作用していないノーマル位置では、第1分岐油路72aから第1パイロットポート45s1に供給される信号圧PSの圧油が、スプール内油路461(461a,461b)〜A油路452を通りAポート45aから油路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に供給され、ピストンロッドを伸長方向に押圧する。このため、クイックヒッチシリンダ55は伸長状態で比較的低圧の信号圧(保持圧)により保持され、バケット22が係止状態に保持される。このとき、信号圧伝達油路462には、細径(オリフィス状)の第2径方向油路461cを介して信号圧PSが作用しており、この信号圧伝達油路462に繋がるバルブポジション検出油路の圧力を検出することにより、他のバルブのスプール位置を検出可能になっている。なお、クイックヒッチシリンダのロッド側油室55bから排出された作動油は、Bポート45bからB油路453〜ランド部ノッチ〜タンク油路454bを通り、タンクポート40tから油路78を介してオイルタンクTにドレンされる。
Therefore, the normal operation in which the quick
クイックヒッチ操作スイッチ35が解除位置に切り替えられると、クイックヒッチ操作弁35aが励磁状態になり、クイックヒッチ操作弁35aから第2パイロットポート45s2に信号圧PSが作用する。第2パイロットポート45s2のハウジングにはピストン475が配設されており、このピストン475の受圧面積はバルブスプール460の軸端の受圧面積よりも大きく、ピストン推力が第1スプリング471の付勢力よりも大きく設定されている。このため、第2パイロットポート45s2に信号圧PSが作用すると、バルブスプール460は第1スプリング471のバネ力に抗して左動され、操作位置に配設される。
Quick
操作位置においては、バルブスプール460に形成された第1径方向油路461bの開口部が、A油路452と左方のタンク油路454aとの間に位置し、バルブボディ450のランド支持部により閉止される一方、左端のランド部に形成されたノッチを介してA油路452とタンク油路454aとが連通される。また、バルブスプール460の左動に伴い、ライン圧油路451と内部油路455とがノッチを介して連通され、内部油路458とB油路453とがロッド部を介して連通される一方、B油路453と右方のタンク油路454bとの連通が右端のランド部により遮断される。なお、第2径方向油路461cと信号圧伝達油路462とは、バルブスプール460のスプール位置によらず連通状態が保持されるため、他のバルブのスプール位置を検出可能になっている。
In the operation position, the opening of the first
これにより、第1パイロットポート45s1からスプール内油路を介してAポート45aに供給されていた信号圧PSが遮断され、Aポート45aがA油路452及びタンク油路454を介してとタンクポート40tと接続される。また、ライン圧油路451と内部油路455とが連通すると、ライン圧が圧力補償弁456を通してロードチェック弁457に作用して開弁させ、内部油路458及びB油路453を介してポンプポート40pとBポート45bとが接続される。
As a result, the signal pressure PS supplied from the first pilot port 45s 1 to the
このため、クイックヒッチ操作スイッチ35が解除位置に切り替えられ、クイックヒッチ操作弁35aから第2パイロットポート45s2に信号圧PSが作用する操作位置では、ポンプポート40pからライン圧油路451に供給されるライン圧PLの圧油が、内部油路455〜圧力補償弁456〜ロードチェック弁457〜内部油路458〜B油路453を通り、Bポート45bから油路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に供給され、ピストンロッドを縮小方向に押圧する。
Therefore, quick
このときクイックヒッチシリンダ55のロッド側油室55bに作用する圧力は、信号圧PSよりも高い21[MPa]程度のライン圧PLが作用する。そのため、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を縮長作動させる。これにより連結シャフト65が上動してバケット22の固定が確実に解除され、バケット22の係止を解除する解除状態になる。なお、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、Aポート45aからA油路452〜ランド部ノッチ〜タンク油路454aを通り、タンクポート40tから油路78を介してオイルタンクTにドレンされる。
At this time, the pressure acting on the rod
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、クイックヒッチシリンダ55への圧油の供給方向を切り換えるクイックヒッチ制御弁45が、第2油圧ポンプP2から供給される信号圧をクイックヒッチシリンダのボトム側油室55aに供給してバケット22を固定保持させる順方向供給と、第1油圧ポンプP1から供給される高圧のライン圧をロッド側油室55bに供給してバケット22の固定を解除させる逆方向供給とに切り換える構成のため、一つの方向切り換え弁からなる簡明な構成で、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。また、バルブスプールに第2径方向油路461cを設け、バルブハウジングにスプール位置によらず連通状態を維持する信号圧伝達油路462を形成してバルブハウジング内で他のバルブのバルブポジション検出油路に接続し、他のバルブのスプール位置を検出することにより、従来別途設けられていた作動状態検出用の油圧回路(フィルタやオリフィス、配管部材等)を削減し、回路構成を簡明化することができる。
Therefore, according to the
なお、以上の説明では、クイックヒッチ操作スイッチ35が解除位置に切り換えられたときに、クイックヒッチ制御弁45の第2パイロットポートに信号圧PSを作用させて操作位置に切り換える構成を例示したが、クイックヒッチ制御弁の駆動源として電磁コイルを用い、クイックヒッチ操作スイッチ35を解除位置に切り換えたときに、電磁コイルを励磁してクイックヒッチ制御弁を操作位置に切り換えるように構成してもよい。
In the above description, when the quick
また、以上説明した実施形態では、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、揺動モータなど他の作動形態の油圧アクチュエータを用いて構成するものであってもよい。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 linear motion cylinder is used as a hydraulic actuator for attaching and detaching the attachment such as the
P1 第1油圧ポンプ(第2油圧源)
P2 第2油圧ポンプ(第1油圧源)
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
32 第2操作レバー
33 補助操作レバー
35 クイックヒッチ操作スイッチ
35a クイックヒッチ操作弁
40 コントロールバルブ(40p:ポンプポート、40t:タンクポート)
41 アーム制御弁(方向切り換え弁)
42 バケット制御弁(方向切り換え弁)
45 クイックヒッチ制御弁(着脱切り換え弁)
(45a:Aポート、45b:Bポート、45s1:第1パイロットポート、45s2:第2パイロットポート)
51 アームシリンダ(作業装置の油圧アクチュエータ)
52 バケットシリンダ(作業装置の油圧アクチュエータ)
55 クイックヒッチシリンダ(クイックヒッチアクチュエータ)
60 クイックヒッチ機構
450 バルブボディ
460 バルブスプール
461 スプール内油路(内部油路)
471 第1スプリング(スプリング)
P 1 first hydraulic pump (second hydraulic source)
P 2 second hydraulic pump (first hydraulic source)
1 Excavator loader (work machine)
DESCRIPTION OF
27 Pile driver (attachment)
30
41 Arm control valve (Direction switching valve)
42 Bucket control valve (direction switching valve)
45 Quick hitch control valve (detachable switching valve)
(45a: A port, 45b: B port, 45s 1 : first pilot port, 45s 2 : second pilot port)
51 Arm cylinder (hydraulic actuator for working equipment)
52 Bucket cylinder (hydraulic actuator for working equipment)
55 Quick hitch cylinder (Quick hitch actuator)
60
471 First spring (spring)
Claims (3)
車体側の油圧源およびドレン側と前記クイックヒッチシリンダのロッド側油室およびボトム側油室とを結ぶ油路に設けられた着脱切り換え弁により、前記油圧源から前記ボトム側油室もしくは前記ロッド側油室への圧油の供給並びに前記ロッド側油室もしくは前記ボトム側油室から前記ドレン側への圧油の排出を切換制御して、前記車体に前記アタッチメントを係止保持する係止状態と、前記アタッチメントの係止保持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、
前記油圧源は、前記車体に設けられた油圧機器に制御用の信号圧を供給する第1油圧源と、前記車体に設けられた油圧作動型の作業装置に前記信号圧よりも高圧のライン圧を供給する第2油圧源とを備え、
前記着脱切り換え弁は、
前記第1油圧源に繋がる第1ポンプポート、前記第2油圧源に繋がる第2ポンプポート、前記ドレン側に繋がるタンクポート、前記ボトム側油室に繋がるAポート、および前記ロッド側油室に繋がるBポートを備え、係止位置および解除位置の二つのポジションに切り換え可能な5ポート2ポジションのスプール弁であり、
前記係止位置に位置して、前記第2ポンプポートを閉塞し、前記Aポートおよび前記第1ポンプポートを連通させて前記第1油圧源を前記ボトム側油室に連通させ、前記Bポートおよび前記タンクポートを連通させて前記ロッド側油室を前記ドレン側に連通させ、前記第1油圧源から供給される前記信号圧の圧油を前記ボトム側油室に供給させるとともに前記ロッド側油室内の油を前記ドレン側に排出させ、前記クイックヒッチシリンダを伸長作動させて前記アタッチメントを前記車体に係止保持させ、
前記解除位置に位置して、前記第1ポンプポートを閉塞し、前記Bポートおよび前記第2ポンプポートを連通させて前記第2油圧源を前記ロッド側油室に連通させ、前記Aポートおよび前記タンクポートを連通させて前記ボトム側油室を前記ドレン側に連通させ、前記第2油圧源から供給される前記ライン圧の圧油を前記ロッド側油室に供給させるとともに前記ボトム側油室内の油を前記ドレン側に排出させ、前記クイックヒッチシリンダを縮小作動させて前記アタッチメントの係止保持を解除させるように構成されたことを特徴とする作業機械。 An attachment configured to be attachable to and detachable from the vehicle body, and a quick hitch cylinder that is provided on the vehicle body and operates upon receiving pressure oil supply to the vehicle body to be held or released from the locked state. With quick hitch mechanism,
The bottom oil chamber or the rod side is connected to the bottom oil chamber or the rod side by means of a detachable switching valve provided in an oil passage connecting the hydraulic source and drain side on the vehicle body to the rod side oil chamber and bottom side oil chamber of the quick hitch cylinder. A locking state in which the supply of the pressure oil to the oil chamber and the discharge of the pressure oil from the rod side oil chamber or the bottom side oil chamber to the drain side are controlled to lock and hold the attachment to the vehicle body; , In a work machine configured to be switchable to a release state in which the holding of the attachment is released.
The hydraulic pressure source includes a first hydraulic pressure source that supplies a control signal pressure to a hydraulic device provided in the vehicle body, and a line pressure higher than the signal pressure to a hydraulically operated work device provided in the vehicle body. A second hydraulic power source for supplying
The detachable switching valve is
A first pump port connected to the first hydraulic pressure source, a second pump port connected to the second hydraulic pressure source, a tank port connected to the drain side, an A port connected to the bottom side oil chamber, and a rod side oil chamber A 5-port 2-position spool valve that has a B port and can be switched between two positions: a lock position and a release position.
Positioned in the locking position, the second pump port is closed, the A port and the first pump port are connected, the first hydraulic pressure source is connected to the bottom side oil chamber, and the B port and said tank port communicates communicates the rod side oil chamber to the drain side, the rod-side pressure oil of the signal pressure being supplied with is supplied to the bottom-side oil chamber from the first hydraulic pressure source the oil in the oil chamber is discharged to the drain side, the quick hitch cylinder is extended operated to lock retaining the attachment to the vehicle body,
Positioned in the release position, the first pump port is closed, the B port and the second pump port are communicated, the second hydraulic pressure source is communicated with the rod side oil chamber, the A port and the made to communicate with the tank port communicates the bottom-side oil chamber to the drain side, said bottom side oil chamber with to supply the pressure oil of the line pressure supplied from the second hydraulic pressure source to said rod-side oil chamber The working machine is configured to discharge the oil to the drain side, and to reduce the operation of the quick hitch cylinder so as to release the holding of the attachment.
前記車体には、前記第2油圧源が接続されて前記ライン圧の圧油が供給される共通のライン圧油路を有し、各々前記油圧アクチュエータへの前記ライン圧の圧油の供給を制御する複数の方向切り換え弁からなる多連マニホールド型のコントロールバルブを備え、
前記着脱切り換え弁は、前記コントロールバルブに一体的に組み込まれて構成されたことを特徴とする請求項1に記載の作業機械。 The working device includes a plurality of hydraulic actuators that operate by receiving supply of pressure oil,
The vehicle body has a common line pressure oil passage to which the second hydraulic pressure source is connected and the pressure oil of the line pressure is supplied, and controls the supply of the pressure oil of the line pressure to the hydraulic actuator, respectively. A multi-manifold type control valve consisting of a plurality of directional switching valves
The work machine according to claim 1, wherein the attachment / detachment switching valve is configured integrally with the control valve.
前記第1油圧源からの信号圧を前記パイロットポートに供給させる制御を行うクイックヒッチ操作弁を備えており、
前記着脱切り換え弁は、
前記クイックヒッチ操作弁により前記パイロットポートへの前記信号圧の供給が遮断されるときに、前記付勢ばねの付勢力により前記係止位置に位置し、
前記クイックヒッチ操作弁により前記信号圧が前記パイロットポートへ供給されるときに、前記付勢ばねの付勢力に抗して前記解除位置に位置するように構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の作業機械。 The detachable switching valve is a hydraulic pilot type spool valve having a biasing spring in the other end portion provided with a pilot port to an end,
A quick hitch operation valve that performs control to supply a signal pressure from the first hydraulic pressure source to the pilot port;
The detachable switching valve is
When the supply of the signal pressure to the pilot port is interrupted by the quick hitch operation valve, the urging force of the urging spring is located at the locking position ,
Claim 1, wherein the signal pressure by the quick hitch operation valve the when fed to the pilot port, which is by Uni configured positioned in the release position against the biasing force of the biasing spring Or the work machine of 2.
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