JP5885787B2 - Hydraulic control device - 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用いられる油圧制御装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic control device used in 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 at the tip of the arm is provided, and the supply of pressure oil supplied to the quick hitch cylinder that operates this mechanism is switched by the direction switching valve,
A work machine configured to switch an attachment between a locked state and 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, it is necessary to control the control valve for controlling the operation of the arm cylinder 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、方向切り換え弁を作動させたときに、この方向切り換え弁が切り換え指示のとおりに切り換わったか否かを確実に検出できるような油圧制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hydraulic control device that can reliably detect whether or not the direction switching valve has been switched in accordance with a switching instruction when the direction switching valve is operated .
上記目的を達成するため、本発明は、作動機構と、前記作動機構を作動させる油圧シリンダと、前記油圧シリンダへの圧油供給制御を行う切り換え弁と、前記切り換え弁の切り換え作動を行わせるための信号圧を供給する第1油圧源と、前記油圧シリンダの作動用の前記信号圧よりも高圧のライン圧を供給する第2油圧源を備えて構成される油圧制御装置において、前記切り換え弁が、スプール孔を有するバルブボディと、前記スプール孔内に軸方向に摺動自在に配設されたスプール部材と、前記スプール部材の一端側に対向して前記バルブボディに設けられて前記スプール部材を他端側に付勢する付勢手段を備え、前記バルブボディに、前記第1油圧源からの信号圧を受ける作動油室が前記スプール部材の他端側に対向して設けられており、前記作動油室の前記信号圧により前記スプール部材を前記一端側に付勢するように構成されており、前記付勢手段による前記スプール部材を前記他端側に付勢する付勢力を低下もしくは解除し、前記作動油室に作用する前記信号圧により前記スプール部材を前記一端側に移動させたり、前記付勢手段による前記スプール部材を前記他端側に付勢する付勢力により前記スプール部材を前記他端側に移動させたりして、前記切り換え弁により前記第2油圧源からのライン圧を前記油圧シリンダに給排する制御を行うように構成されている。さらに、前記スプール部材には、前記第1油圧源からの信号圧が作用する前記一端側の端部において開口して前記スプール部材内を軸方向に延び、中間部において径方向に延びて外周面に開口するスプール内油路が形成されており、前記バルブボディには、前記作動油室に作用する前記信号圧により前記スプール部材が前記一端側に移動したときに、前記スプール内油路の前記スプール部材の外周面への開口部との連通が切り換わる信号圧伝達油路が形成されており、前記信号圧伝達油路を介して前記スプール内油路から伝達される前記信号圧を検出油路内に導いて検出可能となっている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an operating mechanism, a hydraulic cylinder that operates the operating mechanism, a switching valve that controls supply of pressure oil to the hydraulic cylinder, and a switching operation of the switching valve. In the hydraulic control apparatus configured to include a first hydraulic source that supplies a signal pressure of 2 and a second hydraulic source that supplies a line pressure higher than the signal pressure for operating the hydraulic cylinder, the switching valve includes: A valve body having a spool hole, a spool member disposed in the spool hole so as to be axially slidable, and provided on the valve body so as to face one end side of the spool member. An urging means for urging the other end side is provided, and a hydraulic oil chamber for receiving a signal pressure from the first hydraulic pressure source is provided in the valve body so as to face the other end side of the spool member. The spool member is configured to be biased toward the one end side by the signal pressure of the hydraulic oil chamber, and the biasing force that biases the spool member toward the other end side by the biasing means is reduced or released. and, wherein the spool member or by moving the spool member by the signal pressure acting on the hydraulic fluid chamber on the one end side by the urging force for urging the spool member by said biasing means to said other end and or move the other end, it is configured to perform control for supplying and discharging line pressure from the second hydraulic pressure source to the hydraulic cylinder by the switching valve. Further, wherein the spool member extends through the opening to pre Symbol spool member axially at the end of the one end side of the signal pressure from the first hydraulic pressure source is applied, extending in the intermediate portion in the radial direction outer circumference An oil passage in the spool that is open to the surface is formed, and when the spool member moves to the one end side by the signal pressure acting on the hydraulic oil chamber, the valve body has an oil passage in the spool. A signal pressure transmission oil passage is formed in which communication with the opening to the outer peripheral surface of the spool member is switched , and the signal pressure transmitted from the oil passage in the spool via the signal pressure transmission oil passage is detected. It can be detected by guiding it into the oil discharge passage.
なお、上記の油圧制御装置において、前記検出油路に信号圧検知手段が設けられており、前記信号圧検知手段により前記検出油路に前記信号圧が導かれたか否かを検出して、前記スプール部材が前記他端側に移動したか否かを検出するように構成されるのが好ましい。 In the above hydraulic control device, the detection oil passage is provided with a signal pressure detection means, and the signal pressure detection means detects whether the signal pressure is guided to the detection oil passage, Preferably, the spool member is configured to detect whether or not the spool member has moved to the other end side.
また、上記の油圧制御装置において、前記作動機構が、車体に着脱可能に構成されたアタッチメントを前記車体に係止保持させたり、前記係止保持状態を解除させたりするクイックヒッチ機構から構成され、前記油圧シリンダが、油圧供給を受けて前記クイックヒッチ機構を作動させるクイックヒッチシリンダから構成されるように構成しても良い。 Further, in the above hydraulic control device, the operating mechanism is configured by a quick hitch mechanism that causes the attachment configured to be detachable to the vehicle body to be locked and held on the vehicle body or to release the locked holding state. You may comprise so that the said hydraulic cylinder may be comprised from the quick hitch cylinder which receives the hydraulic pressure supply and act | operates the said quick hitch mechanism.
本発明の油圧制御装置においては、前記スプール部材が一端側の前記付勢手段による付勢により他端側に移動するか、他端側の前記作動油室に前記信号圧を受けて前記他端側に移動するように構成され、また、前記スプール部材には前記信号圧が作用する一端側から延び内部周面に開口するスプール内油路が形成され、バルブボディには前記スプール部材の位置に応じて前記スプール内油路との連通が切り換わる信号圧伝達油路が形成され、前記信号圧伝達油路を介して前記スプール内油路から伝達される前記信号圧を前記検出油路内に導いて検出可能であるので、前記スプール部材の切り換え移動を行う前記信号圧の変化から前記スプール部材の移動を検出するようにしたことにより、ライン圧が給排される油圧シリンダの作動に関連する前記スプール部材の移動を確実に検出できる。 In the hydraulic control device of the present invention, the spool member moves to the other end side by urging by the urging means on one end side, or receives the signal pressure in the hydraulic oil chamber on the other end side, and The spool member is formed with an oil passage in the spool that extends from one end side where the signal pressure acts and opens to the inner peripheral surface, and the valve body is positioned at the position of the spool member. Accordingly, a signal pressure transmission oil passage is formed in which communication with the oil passage in the spool is switched, and the signal pressure transmitted from the oil passage in the spool via the signal pressure transmission oil passage is entered into the detection oil passage. since lead and it is detectable by the from the change of the signal pressure for switching the movement of the spool member so as to detect the movement of the spool member, associated with the operation of the hydraulic cylinder line pressure supplied and drained The movement of the serial spool member can be reliably detected.
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。本発明に係る油圧制御装置を用いた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. 1 to 4 show an
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1
1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
1 includes an
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
An
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2
3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
3, the
The
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
Auxiliary operation for operating the
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51,52,5
3…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。
In the hydraulic control circuit, a multi-manifold type (operating signal is input from the operating device 30)
A laminated type)
Each
3 ... a plurality of
Supply / exhaust control is performed on each hydraulic actuator based on the operation signal input from. That is,
The control valve is configured by stacking and connecting an arm control valve 41 corresponding to the
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
And the hydraulic oil of the signal pressure for controlling the hydraulic equipment supplied from the engine-driven second hydraulic pump P 2 according to the tilting direction and the tilting angle position from the neutral position of 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
When the arm is lifted and tilted left / right from the neutral position, it is set like bucket scooping / bucket dumping. For example, when 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2
2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
Is supplied with the pressure oil of the line pressure in the supply direction and supply amount of the bucket scooping up.
2 is swung upward at a speed corresponding to the tilt angle position.
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4
9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2
7に圧油を供給可能になっている。
The
An oil passage provided with 9 is connected. In addition, by using the
For this reason, the
7 can be supplied with pressure oil.
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6
1a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
1a is pivoted to the upper left part of 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6
5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
5 has a stepped rod shape composed of a large-diameter connecting
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
It is set below the pivot pins 63a and 63b when 62b is at an angular position somewhat exceeding the dead point.
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
Is held in the accommodated state accommodated in the
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6
5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
Press 5 down. For this reason, the left and right connecting
And 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
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7
3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
By adjusting 3, the maximum pressure of the hydraulic oil supplied to the line
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4
5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。
Similar to the line pressure oil passage, a tank oil passage is formed in the
No. 5
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7
2c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
Is connected to the second
2c is provided with a
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(作動油室)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45
a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4
1、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
An annular signal pressure transmission oil passage for transmitting signal pressure regardless of the movement positions of the
Other control valves (for example, arm control valve 4) stacked and connected together with the quick
1, a
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5
5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4
54b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
5 rod
An overload relief valve 483 (see FIG. 6) is attached to the end of 54b, and the end of the
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
The
The
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、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45
s2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4
75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。
When the quick
signal pressure PS is applied to s 2. The second pilot port 45s 2 of the housing the piston 4
75 is disposed, and the pressure receiving area of the
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。
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45
a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45
7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
The signal pressure PS supplied to a is cut off, and the
7, 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45
3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
3 is supplied from the
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
To be drained.
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。
Therefore, according to the
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)
前記切り換え弁が、スプール孔を有するバルブボディと、前記スプール孔内に軸方向に摺動自在に配設されたスプール部材と、前記スプール部材の一端側に対向して前記バルブボディに設けられて前記スプール部材を他端側に付勢する付勢手段を備え、
前記バルブボディに、前記第1油圧源からの信号圧を受ける作動油室が前記スプール部材の他端側に対向して設けられており、前記作動油室の前記信号圧により前記スプール部材を前記一端側に付勢するように構成されており、
前記付勢手段による前記スプール部材を前記他端側に付勢する付勢力を低下もしくは解除し、前記作動油室に作用する前記信号圧により前記スプール部材を前記一端側に移動させたり、前記付勢手段による前記スプール部材を前記他端側に付勢する付勢力により前記スプール部材を前記他端側に移動させたりして、前記切り換え弁により前記第2油圧源からのライン圧を前記油圧シリンダに給排する制御を行うように構成されており、
前記スプール部材には、前記第1油圧源からの信号圧が作用する前記一端側の端部において開口して前記スプール部材内を軸方向に延び、中間部において径方向に延びて外周面に開口するスプール内油路が形成されており、
前記バルブボディには、前記作動油室に作用する前記信号圧により前記スプール部材が前記一端側に移動したときに、前記スプール内油路の前記スプール部材の外周面への開口部との連通が切り換わる信号圧伝達油路が形成されており、前記信号圧伝達油路を介して前記スプール内油路から伝達される前記信号圧を検出油路内に導いて検出可能となっていることを特徴とする油圧制御装置。 An operating mechanism, a hydraulic cylinder that operates the operating mechanism, a switching valve that controls supply of pressure oil to the hydraulic cylinder, and a first hydraulic source that supplies a signal pressure for performing switching operation of the switching valve A hydraulic control device comprising a second hydraulic power source for supplying a line pressure higher than the signal pressure for operating the hydraulic cylinder;
The switching valve is provided on the valve body so as to face a one end side of the spool member, a valve body having a spool hole, a spool member disposed in the spool hole so as to be slidable in an axial direction. A biasing means for biasing the spool member toward the other end;
A hydraulic oil chamber that receives a signal pressure from the first hydraulic pressure source is provided in the valve body so as to face the other end side of the spool member, and the spool member is moved by the signal pressure of the hydraulic oil chamber. It is configured to bias to one end side,
The biasing force that biases the spool member to the other end side by the biasing means is reduced or released, and the spool member is moved to the one end side by the signal pressure acting on the hydraulic oil chamber, The spool member is moved to the other end side by a biasing force that biases the spool member to the other end side by the biasing means, and the hydraulic pressure is applied to the line pressure from the second hydraulic source by the switching valve. It is configured to perform supply and discharge control to the
It said spool member, the said one end opening to pre Symbol spool member at the end of the signal pressure from the first hydraulic pressure source is applied extending in the axial direction, on an outer peripheral surface extending in the radial direction at an intermediate portion An open oil path in the spool is formed,
Said valve body when said spool member by the signal pressure acting on the hydraulic oil chamber is moved to the one end, it communicates with the opening to the outer peripheral surface of the spool member of the spool in the oil passage are cut switched signal pressure transmission oil passage formed, it has become possible to detect the signal pressure transmitted from the signal pressure transmission oil path said spool oil passage through being led into the test Deaburaro Hydraulic control device characterized by.
前記油圧シリンダが、油圧供給を受けて前記クイックヒッチ機構を作動させるクイックヒッチシリンダから構成されることを特徴とする請求項1もしくは2に記載の油圧制御装置。 The actuating mechanism is constituted by a quick hitch mechanism that causes the attachment configured to be detachable to the vehicle body to be latched and held on the vehicle body or to release the latched holding state.
3. The hydraulic control device according to claim 1, wherein the hydraulic cylinder includes a quick hitch cylinder that receives hydraulic pressure to operate the quick hitch mechanism. 4.
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