JP5809544B2 - 暖機システム - Google Patents
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Description
このトラックローダは、パイロットポンプから吐出されて供給対象に送られるパイロット油の圧力を制御するパイロット圧制御弁を備えている。
具体的には、前記供給対象は、トラックローダに装着されるアタッチメントの油圧アクチュエータを制御するパイロット操作切換弁であり、前記パイロット圧制御弁は前記パイロット操作切換弁をパイロット操作する電磁比例弁である。
パイロット圧制御弁の応答性が遅いと、オペレータの操作と本機の動きにタイムラグが発生して、操作フィーリングの悪化、本機性能の悪化が起こる。具体的には、パイロット圧制御弁を操作する操作部材をニュートラルに戻したときにアタッチメントが停止するのに遅れがある等である。
また、他の方法として、弁ボディ内にヒータを組み込む方法も考えられるが、新規にヒータや配線が必要となりコスト高となる。
請求項1に係る発明では、ポンプから吐出されて供給対象に送られるパイロット油の圧力を制御するパイロット圧制御弁と、前記パイロット圧制御弁が組み込まれた弁ボディと、前記弁ボディに形成されていて、前記ポンプから吐出されたパイロット油を流入させるヒートアップ油路と、前記ポンプから吐出されるパイロット油の圧力を設定するメインリリーフ弁と、前記ヒートアップ油路から流出するパイロット油を作動油タンクに流す経路に設けられていて、前記メインリリーフ弁の設定圧よりも設定圧が高いヒートアップ用リリーフ弁とを備え、
前記ヒートアップ用リリーフ弁の設定圧は、作動油タンク内の油が低温であると開き且つ作動油タンク内の油が所定温度以上になると閉じる設定圧とされていることを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、エンジンを始動して暖機運転をすると、ポンプによって作動油タンクから吸い上げられて吐出されたパイロット油が弁ボディに形成されたヒートアップ油路を通り、リリーフ弁又は絞りを介して作動油タンクへと循環する。これによって、パイロット油の油温が上昇すると共にパイロット圧制御弁が組み込まれた弁ボディが温められ、気温の低いときにおけるパイロット圧制御弁の応答性を確保することができる。
また、パイロット油が低温の時にはポンプから吐出されるパイロット油の圧力が高いのでメインリリーフ弁及びヒートアップ用のリリーフ弁が開いて弁ボディが温められるが、パイロット油が温まると、パイロット油の圧力が下がってメインリリーフ弁の設定圧となりヒートアップ用のリリーフ弁が閉じるので、ポンプから吐出されるパイロット油を有効活用することができる。
請求項3に係る発明によれば、低温時におけるエンジン始動時に、パイロット管路が急激に高圧になっても該圧をポンプ保護リリーフ弁によって逃がすことができ、ポンプを保護することができる。
図1、図2において、符号1は本発明に係る作業機として例示するトラックローダであり、このトラックローダ1は、機体2と、この機体2に装着した作業装置3と、機体2を走行可能に支持する左右一対の走行装置4とを備え、機体2の上部前部寄りにキャビン5(運転者保護装置)が搭載されている。
前記キャビン5は、前下端が機体2の前壁8上端に載置されていると共に、背面の上下中途部が機体2に設けた支持ブラケット11に、左右方向の支持軸12廻りに揺動自在に支持されており、支持軸12回りにキャビン5を上方に揺動することにより機体2内のメンテナンス等が可能とされている。
キャビン5は上面が屋根で塞がれ、左右の側面が多数の角孔を形成した側壁で塞がれ、背面上部がリヤガラスで塞がれ、底面の前後方向中央部が底壁により塞がれていて、前方が開口した箱形に形成され、前面側が乗降口とされている。
前後従動輪16及び転輪18は、機体2に取付固定されたトラックフレーム20に横軸回りに回転自在に取り付けられ、駆動輪17はトラックフレーム20に取り付けられた油圧駆動式の走行モータ21L,21R(ホイルモータ)の回転ドラムに取り付けられ、該走行モータ21L,21Rによって駆動輪17を左右軸回りに回転駆動することによりクローラベルト19が周方向に循環回走され、これにより、トラックローダ1が前後進するように構成されている。
アーム22はキャビン5の左右両側にそれぞれ配置され、左右のアーム22はその前部側の中途部において連結体によって相互に連結されている。
左右の各アーム22は、該アーム22の先端側が機体2の前方側で昇降するように、その基部側(後部側)が機体2の後上部に第1リフトリンク24と第2リフトリンク25とを介して上下揺動自在に支持されている。
左右の各アーム22の先端側には、それぞれ装着ブラケット27が左右軸回りに回動自在に枢支連結され、左右の装着ブラケット27にバケット23の背面側が取り付けられている。
バケット23は装着ブラケット27に対して着脱自在とされており、バケット23を取り外して装着ブラケット27に各種の油圧アタッチメント(油圧駆動式の作業具)を取り付けることで、掘削以外の各種の作業(又は他の掘削作業)を行えるように構成されている。
エンジン29の前方には左右の走行モータ21L,21Rを駆動する油圧駆動装置32が設けられ、この油圧駆動装置32の前方に第1〜3ポンプP1,P2,P3が設けられ、機体2の右側壁7の前後方向中途部に、作業装置用コントロールバルブ33(油圧制御装置)と、パイロット圧制御弁ユニットPCUとが設けられている。
アクセルレバー54はケーブル等を介してアクセルペダル53に連動連結されていて、アクセルレバー54を操作すると該操作に連動してアクセルペダル53が揺動動作する。また、アクセルレバー54は摩擦力によって操作された位置に保持可能である。また、アクセルペダル53はアクセルレバー54によって操作された位置から踏込み操作可能であり、該踏込み操作を解除すると戻しバネによって踏み込み前の元の位置に戻される。
次に、図3〜7を参照して、トラックローダ1の油圧システムについて説明する。
第1〜3ポンプP1,P2,P3は、エンジン29の動力によって駆動される定容量型のギヤポンプによって構成されている。
第2ポンプP2(パイロットポンプ、チャージポンプ)は、主として制御信号圧力(パイロット圧)の供給用に使用される。
前記作業装置用コントロールバルブ33は、図6に示すように、リフトシリンダ26を制御するアーム用制御弁92と、バケットシリンダ28を制御するバケット用制御弁93と、アーム22の先端側等に取り付けられるアタッチメントの油圧アクチュエータを制御するSP用制御弁94とを有する。前記各制御弁92,93,94は、パイロット方式の直動スプール形三位置切換弁(パイロット圧で切換え操作されるパイロット操作切換弁)から構成されている。
前記各パイロット圧制御弁34,79,80は電磁比例弁によって構成され、この3つのパイロット圧制御弁のうち1つは、走行操作装置14(供給対象)に供給されるパイロット油の圧力(走行操作装置14の一次側圧力)を制御する走行系圧力制御弁34であり、他の2つはSP用制御弁94(供給対象)の受圧部94a,94bに供給されるパイロット油の圧力を制御する(SP用制御弁94をパイロット操作する)SP用操作弁79,80である。
なお、このヒートアップ油路wは直線状である必要はなく、L字状、U字状、クランク状、螺旋状、等どのような形で弁ボディ35に貫通形成されていてもよい。
このヒートアップ油路wの一端側ポート45aは第2ポンプP2から吐出されたパイロット油を流入させるインポート(ヒートアップ油路wの始端)とされ、他端側ポート45bはヒートアップ油路wに流入したパイロット油を流出させるアウトポート(ヒートアップ油路wの終端)とされている。
図3に示すように、第1ポンプP1の吐出ポートには該第1ポンプP1から吐出される吐出油を流通させる吐出油路qが接続され、第2ポンプP2の吐出ポートには該第2ポンプP2から吐出される吐出油(パイロット油)を流通させる吐出油路aが接続され、第3ポンプP3の吐出ポートには該第3ポンプP3から吐出される吐出油を流通させる吐出油路kが接続されている。
第2ポンプP2の吐出油路aには、オイルフィルタ56が介装されていると共に、該オイルフィルタ56の上流側にポンプ保護リリーフ弁69を有する保護リリーフ回路70が接続されている。
前記第2パイロット油路c2は、電磁方式の二位置切換弁からなる2速切換弁64,ブレーキ解除弁65及び作業ロック弁91が組み込まれた弁ブロック62に接続されている。これら2速切換弁64、ブレーキ解除弁65、作業ロック弁91については後述する。
前記ヒートアップ用リリーフ弁52の設定圧はポンプ保護リリーフ弁69の設定圧よりも低い圧に設定されている。
前記作業用操作装置15は、アーム用制御弁92とバケット用制御弁93とをパイロット操作するリモコン弁によって構成され、アーム上げ用パイロット弁86と、アーム下げ用パイロット弁87と、バケットダンプ用パイロット弁88と、バケットスクイ用パイロット弁89と、これらパイロット弁86,87,88,89について共通の(1本の)操作レバー90とを有する。
作業用操作装置15の操作レバー90は、中立位置から、前後左右と前後左右の間の斜め方向に傾動操作可能とされ、該操作レバー90を傾動操作することにより、作業用操作装置15の各パイロット弁86,87,88,89が操作されると共に、操作レバー90の中立位置からの操作量に比例したパイロット圧が該操作されたパイロット弁86,87,88,89の二次側ポートから出力される。
操作レバー90を前側(図6の矢示B2方向)に傾動させると、アーム下げ用パイロット弁87が操作されてリフトシリンダ26を縮小させる方向にアーム用制御弁92操作され、操作レバー90の傾動量に比例した速度でアーム22が下がる。
操作レバー90を左側(図6の矢示B4方向)に傾動させると、バケットスクイ用パイロット弁89が操作されてバケットシリンダ28を縮小させる方向にバケット用制御弁93が操作され、操作レバー90の傾動量に比例した速度でバケット23がスクイ動作する。
前記SP用制御弁94には、油圧ホース接続用の継手ユニット71の一対の圧油給排用継手71a,71bが油圧管路を介して接続されており、該継手71a,71bに油圧ホース等を介してアタッチメントの油圧アクチュエータを接続することにより、SP用制御弁94によってアタッチメントが操作可能とされる。
SP用制御弁94は前記一対のSP用操作弁79,80によって操作可能とされ、これらSP操作弁79,80は前記作業用操作装置15の操作レバー90の頂部側に設けられたスライドボタンによって操作可能とされている。
図4に示すように、一方のSP操作弁79の二次側ポート79dは第7パイロット油路c7を介してSP用制御弁94の一側の受圧部94aに接続され、他方のSP操作弁80の二次側ポート80dは第8パイロット油路c8を介してSP用制御弁94の他側の受圧部94bに接続されている。
また、スライドボタンを他方にスライド操作すると、制御装置CUから他方のSP操作弁80に指令信号が出力され、他方のSP操作弁80から操作量に比例したパイロット圧がSP用制御弁94の他側の受圧部94bに出力される。
ハイフロー弁83は、パイロット方式の2位置切換弁から構成され、第3ポンプP3の吐出油を作動油タンク31に戻す非増量位置と、第3ポンプP3の吐出油を増量油路nを介して一方の継手71bに流す増量位置とに切り換え自在とされ、バネによって非増量位置に切り換えられる方向に付勢され、受圧部に作用するパイロット圧によって増量位置に切り換えられる。
走行操作装置14は、走行装置4を駆動するHSTのHSTポンプ66(操作対象)をパイロット操作するリモコン弁によって構成されており、前進用のパイロット弁36と、後進用のパイロット弁37と、右旋回用のパイロット弁38と、左旋回用のパイロット弁39と、これらパイロット弁36,37,38,39について共通の(1本の)走行レバー40と、第1〜4シャトル弁41,42,43,44と、第2ポンプP2からの圧油を入力するポンプポート50と、作動油タンク31に連通するタンクポート51とを有する。
したがって、第2ポンプP2の吐出油はパイロット油として走行操作装置14に供給され、この走行操作装置14に供給されたパイロット油は該走行操作装置14の各パイロット弁36,37,38,39の一次側ポートに供給可能とされていると共に、使用されないパイロット油がタンクポート51からドレンされる。
前記ブレーキシリンダ59にはHSTモータ57の出力軸57aを制動するバネが内蔵され、また、ブレーキシリンダ59は第12パイロット油路c12を介して前記ブレーキ解除弁65に接続されている。このブレーキ解除弁65を励磁することにより該ブレーキシリンダ59に第12パイロット油路c12のパイロット油が作用して、HSTモータ57の出力軸57aの制動が解除される。
各駆動回路32A,32Bは、一対の変速用油路h,iによって対応する走行モータ21L,21RのHSTモータ57に閉回路接続されたHSTポンプ(走行用の油圧ポンプ)66と、高圧側の変速用油路h,iの圧が設定以上になると低圧側の変速用油路h,iに逃がす高圧リリーフ弁67と、第2ポンプP2からの圧油をチェック弁68を介して低圧側の変速用油路h,iに補充するためのチャージ回路jとを備えている。
すなわち、HSTポンプ66は、パイロット圧が作用する前進用受圧部66aと後進用受圧部66bとを備えており、これら受圧部66a,66bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更されて作動油の吐出方向や吐出量が変更され、これによって走行モータ21L,21Rの回転出力をトラックローダ1を前進させる方向(正転方向)或いはトラックローダ1を後進させる方向(逆転方向)に無段階に変速することができるよう構成されている。
前記走行操作装置14の走行レバー40は、中立位置から、前後左右と前後左右の間の斜め方向に傾動操作可能とされ、該走行レバー40を傾動操作することにより、走行操作装置14の各パイロット弁36,37,38,39が操作されると共に、走行レバー40の中立位置からの操作量に比例したパイロット圧が該操作されたパイロット弁36,37,38,39の二次側ポートから出力されるよう構成されている。
また、走行レバー40を右側(図5では矢示A3方向)に傾動させると、右旋回用パイロット弁38が操作されて該パイロット弁38からパイロット圧が出力され、該パイロット圧は第1シャトル弁41から第1流路46を介して左用駆動回路32AのHSTポンプ66の前進用受圧部66aに作用すると共に第4シャトル弁44から第4流路49を介して右用駆動回路32BのHSTポンプ66の後進用受圧部66bに作用する。
また、走行レバー40を左側(図5では矢示A4方向)に傾動させると、左旋回用パイロット弁39が操作されて該パイロット弁39からパイロット圧が出力され、該パイロット圧は第2シャトル弁42から第2流路47を介して右用駆動回路32BのHSTポンプ66の前進用受圧部66aに作用すると共に第3シャトル弁43から第3流路43を介して左用駆動回路32AのHSTポンプ66の後進用受圧部66bに作用する。
また、走行レバー40を斜め方向に傾動させると、各駆動回路32A,32Bの前進用受圧部66aと後進用受圧部66bとに作用するパイロット圧の差圧によって、走行モータ21L,21Rの出力軸57aの回転方向及び回転速度が決定され、トラックローダ1が前進又は後進しながら右旋回又は左旋回する。
そして、このアクセルセンサAS及び回転センサRSの検出信号に基づいて、エンジン29がアクセルペダル53又はアクセルレバー54の操作量に応じた(アクセル操作部材53,54によって決定される)回転数(目標エンジン回転数)となるように、コントローラECUによってインジェクタの燃料噴射量が制御される。
本実施形態のトラックローダ1にあっては、前記制御装置CU及び走行系圧力制御弁34によって、実エンジン回転数に応じて走行操作装置14の各パイロット弁36,37,38,39の一次側圧力を変化させる制御を行うことにより、エンジンストールを防止しつつエンジン29に大きな負荷が作用するような作業における走行速度の向上を図っている。
また、走行系圧力制御弁34から送られるパイロット油の供給対象がHSTポンプ66をパイロット操作する走行用操作装置14であるので、この走行用操作装置14の低温時における応答性も確保することができる。
また、第2ポンプP2から吐出されてヒートアップ油路wを経て作動油タンク31に戻る油の油温が所定温度以上に温められると、ヒートアップ用リリーフ回路73等を流れる油の圧力が低くなり、ヒートアップ用リリーフ弁52が閉じる。これによって、第2ポンプP2から吐出される油の有効活用ができる。
走行系圧力制御弁34からパイロット油が供給される走行操作装置14はオペレータスペース内に配置されていることから、この走行操作装置14が熱くなるとオペレータスペースの雰囲気温度の上昇を招くが、本実施形態では、パイロット圧制御弁ユニットPCUの弁ボディ35が必要以上に熱くならないので、パイロット圧制御弁ユニットPCUの走行系圧力制御弁34からパイロット油が供給される走行操作装置14熱くならず、オペレータスペースの雰囲気温度の上昇を抑制することができる。
また、第2ポンプP2から吐出されてパイロット圧制御弁ユニットPCUの各制御弁34,79,80に供給されるパイロット油を流すパイロット管路を利用するので、パイロット圧制御弁ユニットPCUの弁ボディ35を温めることができる暖機システムを安価に構築することができる。
なお、ヒートアップ用リリーフ弁52を設ける位置はパイロット圧制御弁ユニットPCUの下流側であればどこでもよい。
また、本実施形態では、パイロット圧の供給用のポンプとして第1ポンプ(メインポンプ)P1とは別に第2ポンプ(パイロットポンプ)P2を設けているが、これに限定されることはなく、第1ポンプP1から吐出する油の一部をパイロット油として利用した油圧システムに本発明を採用してもよい。
なお、この場合、第2パイロット油路c2を設ける場合は、例えば、第1パイロット油路c1から第2パイロット油路c2を分岐させればよい。
前記図7(a)、(b)に示す実施形態のその他の構成については、前記図1〜図6に示す実施形態と同様に構成される。
図8は他の実施形態を示し、第5パイロット油路c5の分岐点よりも下流側において、第3パイロット油路c3と排油路dとを接続する接続油路gに絞り76を介装したものである。
また、この実施形態のものにあっても、図7(a)、(b)と同じようにして、接続油路g及び絞り76をパイロット圧制御弁ユニットPCUの弁ボディ35に組み込んでもよい。
34 パイロット圧制御弁(走行系圧力制御弁)
34b 一次側ポート
35 弁ボディ
45a 一端側ポート(インポート)
45b 他端側ポンプ(アウトポート)
52 ヒートアップ用リリーフ弁
69 ポンプ保護リリーフ弁
76 絞り
78 メインリリーフ弁
79 パイロット圧制御弁(SP用制御弁)
79a 一次側ポート
80 パイロット圧制御弁(SP用制御弁)
80a 一次側ポート
P2 ポンプ(パイロットポンプ、第2ポンプ)
w ヒートアップ油路
x1 分岐油路
x2 分岐油路
x3 分岐油路
Claims (3)
- ポンプ(P2)から吐出されて供給対象に送られるパイロット油の圧力を制御するパイロット圧制御弁(34,79,80)と、
前記パイロット圧制御弁(34,79,80)が組み込まれた弁ボディ(35)と、
前記弁ボディ(35)に形成されていて、前記ポンプ(P2)から吐出されたパイロット油を流入させるヒートアップ油路(w)と、
前記ポンプ(P2)から吐出されるパイロット油の圧力を設定するメインリリーフ弁(78)と、
前記ヒートアップ油路(w)から流出するパイロット油を作動油タンク(31)に流す経路に設けられていて、前記メインリリーフ弁(78)の設定圧よりも設定圧が高いヒートアップ用リリーフ弁(52)とを備え、
前記ヒートアップ用リリーフ弁(52)の設定圧は、作動油タンク(31)内の油が低温であると開き且つ作動油タンク(31)内の油が所定温度以上になると閉じる設定圧とされていることを特徴とする暖機システム。 - 前記弁ボディ(35)に、前記ヒートアップ油路(w)から分岐して前記パイロット圧制御弁(34,79,80)の一次側ポート(34b,79b,80b)に接続される分岐油路(x1,x2,x3)を形成したことを特徴とする請求項1に記載の暖機システム。
- 前記ヒートアップ用のリリーフ弁(52)の設定圧よりも設定圧が高いポンプ保護リリーフ弁(69)を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の暖機システム。
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