JP6452480B2 - 作業機 - Google Patents
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Description
特許文献1の作業機における油圧回路は、作動油の供給に基づき作動する油圧アクチュエータと、作動油の汚染物を除去するためのフィルタとを備えている。また、油圧回路は、圧力損失検知手段と、出力低下手段とを備えている。圧力損失検知手段は、フィルタによる作動油の圧力損失を検知するセンサであり、出力低下手段は、油圧回路の出力を低下させるものである。特許文献1の油圧回路では、圧力損失検知手段で検出された作動油の圧力損失値が所定値以上となった場合に、エンジンの回転数を予め定められた所定値まで下げてフィルタ等の保護を行っている。
本発明の作業機は、エンジンと、前記エンジンの動力により駆動して作動油を吐出する定容量型の油圧ポンプと、前記作動油を濾過するフィルタと、前記フィルタの上流に設けられ前記作動油の圧力を検出する圧力検出装置と、前記圧力検出装置で検出された作動油の圧力の増減に応じて前記エンジンの回転数を制御する制御装置であって、予め定められた複数の圧力範囲毎に前記エンジンの回転数の上限値を記憶する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧力検出装置によって作動油の圧力が検出された場合に、前記複数の圧力範囲のうち、当該検出された検出圧力が前記複数の圧力範囲に入る所定圧力範囲を求め、前記エンジンの回転数の上限値を前記所定圧力範囲に対応する上限値に設定する。
本発明の作業機は、機体と、機体に設けられた作業装置と、機体の右側及び左側に配置された走行装置と、を備えている。
[第1実施形態]
図6、7は、作業機として例示するスキッドステアローダ1の全体図である。以下の説明において、進行方向(前後方向)に直交する水平方向のことを、幅方向という。
機体2内の後部にはエンジン6が搭載されている。キャビン3内の後部には運転席8が設けられている。運転席8の前方であって左側には、走行装置5を操作する走行レバー9Lが設けられている。運転席8の前方であって右側には、走行装置5を操作する走行レバー9Rが設けられている。左側の走行レバー9Lは左側の走行装置5を操作するものであり、右側の走行レバー9Rは右側の走行装置5を操作するものである。なお、キャビン3内には、後述する予備アクチュエータ33等を操作する操作部材25が設けられている(図1参照)。
ーム10Rの先端部との間に、上下揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10L,10Rの基部側(後部側)を支持している。ブームシリンダC1は、ブーム10L,10Rを昇降するシリンダである。バケットシリンダC2は、バケット11を揺動するシリンダC2である。これらブームシリンダC1及びバケットシリンダC2は複動型油圧シリンダから構成されている。
リフトリンク12は、ブーム10L、10Rの後端側(機体2の後端側の幅方向方向の外方)に、縦向き配置されて設けられている。このリフトリンク12の上端側は、ブーム10L、10Rの基部の後端側に枢軸16(第1枢軸という)を介して左右軸(横軸)回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下端側は、機体2の後端側上部に枢軸17(第2枢軸という)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。
26を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。バケットシリンダC2の下端側は、装着体23L、23Rに第2ピン27を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。このバケットシリンダC2を伸縮することで、装着装置55に装着したバケット11や予備アタッチメントが揺動する。
図1は、スキッドステアローダの油圧回路H1であって、予備アタッチメント(予備アクチュエータ)を作動させる回路を示した図である。
SP制御弁30Aには、第1ポンプP1の吐出油路e1に連通する作業系供給油路f1が接続されている。また、SP制御弁30Aには、排油路k1を介してバイパス油路h1が接続され、タンク側に戻るドレン油路g1も接続されている。
一方の第1電磁弁31は、第1パイロット油路q1を介してSP制御弁30Aの受圧部42aに接続されている。他方の第1電磁弁32は、第2パイロット油路r1を介してSP制御弁30Aの受圧部42bに接続されている。第1電磁弁31,32には、後述する第3油路t1を介して第2ポンプP2からのパイロット油(圧油)が供給可能である。
また、他方の第1電磁弁32によって、SP制御弁30Aを第2位置35cに切り換えると、他方の流路39jから予備アクチュエータ33へと第1ポンプP1からの作動油が
供給されると共に予備アクチュエータ33からの戻りの油が第1作動油流通路39iから排油路k1に流れる。
図1に示すように、上述の油圧回路H1において、第2ポンプP2には、当該第2ポンプP2から吐出した作動油が通る油路s1(第1油路s1という)が接続されている。第1油路s1において第2ポンプP2よりも下流側には、油圧モータ60が設けられている。即ち、油圧モータ60の一次側であって作動油の流入口であるポートP10には、第1油路S1が接続されている。油圧モータ60には当該油圧モータ60によって回転する冷却ファン61が設けられている。また、油圧モータ60の二次側であって作動油の吐出口であるポートS10には、油路u1(第2油路u1という)が接続されている。第2油路u1には作動油を濾過するフィルタ62が接続されている。フィルタ62の下流側は、油路t1(第3油路t1)が接続されている。したがって、油圧モータ60を通過して二次側のポートS10から第2油路u1に流れた作動油は、フィルタ62で濾過されて第3油路t1に供給される。
このバイパス回路63は、その油路の途中に、作動油の流量を変更(制御)するための、例えば、ソレノイドを備えた電磁弁64(第2電磁弁64という)が設けられている。この第2電磁弁64を全て閉じれば、油圧モータ60のポートP10に流入した殆どの作動油が油圧モータ60へ流入し、油圧モータ60は一次側と二次側の圧力差に応じて最大回転数で回転する。また、第2電磁弁64を全て開けば、油圧モータ60のポートP10に流入した殆どの作動油がバイパス回路63へ流入し、油圧モータ60は回転しない。
ヒッチ制御弁58は、第1位置58aに切り換わると、第2油路s2とヒッチシリンダ57のボトム側とを連通させる。その結果、第2油路s2の作動油がヒッチシリンダ57のボトム側に作用するため、ヒッチシリンダ57は伸長する方向に動く。ヒッチ制御弁58は、第2位置58bに切り換わると、第2油路s2とヒッチシリンダ57のロッド側とを連通させる。その結果、第2油路s2の作動油がヒッチシリンダ57のロッド側に作用するため、ヒッチシリンダ57は収縮する方向に動く。即ち、ヒッチ制御弁58を第1位置58aにすることで、装着体23L、23Rに装着されたバケット11等はロックが保持される。また、ヒッチ制御弁58を第2位置58bにすることで、装着体23L、23Rに装着されたバケット11等のロックを解除することができる。
制御装置51には、複数の操作部材25が接続されている。この実施形態では、少なく
とも3つの操作部材25が接続されている。3つの操作部材25のうち、第1操作部材25aは、予備アクチュエータ33を操作するものであり、第2操作部材25bは、ヒッチシリンダ57を操作するものである。第3操作部材25cは、後述するように、エンジン6の回転数を制御するものである。 第1操作部材25a、第2操作部材25b及び第3操作部材25cは、スイッチやレバー等により構成されている。
図2Aに示すように、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が3MPa以上4MPa未満である場合(第1範囲ということがある)、制御装置51は、エンジン回転数の上限値を2000rpmに設定する。具体的には、制御装置51は、作動油の圧力が第1範囲(3MPa以上4MPa未満)である場合は、第3操作部材25cの操作量に応じてエンジン回転数を0〜2000rpmの範囲で設定したり、エンジン回転数を2000rpmに固定する。
えている場合には、第3操作部材25cによって設定される第1設定値よりも、作動油の圧力に基づいて設定されるエンジンの回転数(第2設定値という)を優先し、エンジン回転数を第2設定値である2000rpmに固定する。
作動油が高温でフィルタ62に掛かる負荷が殆ど無い場合、或いは、フィルタ62が新しく詰まりが無い場合には、第1ポンプP1及び第2ポンプP2の出力を最大限まで上昇させて作業を行うことができる。例えば、作動油が高温で作動油の粘度が低く、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が3MPa未満である場合、エンジン回転数を2000rpm以上の最高回転数まで上昇させて作業を行うことができる。
できる。
図2Bは、エンジン回転数と作動油の圧力との関係を示す第2例である。図2Bに示す関係は、制御装置51に格納されている。
例えば、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が3MPaの場合は、制御装置51は、制御線L1を用いて、3MPaに対応するエンジン回転数の上限値を「2000rpm」であると計算する。そして、制御装置51は、エンジン回転数が制御線L1で求めた2000rpmを超えない範囲で、第3操作部材25cの操作量に応じてエンジン回転数を設定する。この場合も、エンジン回転数が2000rpmを超えることが無い。そのため、制御装置51は、第3操作部材25cによって設定されるエンジン回転数(第1設定値)よりも、制御線L1で求められるエンジン回転数、即ち、作動油の圧力に基づいて設定されるエンジンの回転数(第2設定値)を優先し、エンジン回転数を第2設定値である2000rpmに固定している。
[第2実施形態]
第2実施形態は、制御装置によるエンジンの制御の変形例である。油圧回路等の構成について第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
図3Aは、エンジン回転数の変化量と作動油の圧力との関係を示す第1例である。図3Aに示す関係は、制御装置51に格納されている。なお、下記に示した作動油の圧力及びエンジン回転数の変化量は一例を示したものであり、数値は限定されない。
つまり、エンジン回転数を増加させる方向に操作した場合、制御装置51は、第3操作部材25cの操作速度によって設定されるエンジン回転数の変化量(第4設定値)と、作
動油の圧力によって設定されるエンジン回転数の変化量(第3設定値)とを比較して、第4設定値が第3設定値を超える場合には、第3設定値を優先する。なお、エンジン回転数を減少させる方向に操作した場合は、制御装置51は、エンジン回転数の変化量の制限は行わず、第3操作部材25cの操作速度に応じて、エンジン回転数を減少させる。
作動油が高温でフィルタ62に掛かる負荷が殆ど無い場合、或いは、フィルタ62が新しく詰まりが無く、その結果、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が3MPa未満である場合、第3操作部材25cの操作に応じてエンジン回転数を上昇させることができる。
62を新しくしてから長期間が過ぎて詰まりが大きくなってきており、その結果、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が5MPa以上5.5MPa未満である場合は、エンジン回転数の変化量を0rpmに制限して作業を行うことができる。また、フィルタ62に掛かる負荷が高程度で、その結果、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が5.5MPa以上である場合は、エンジン回転数の変化量を−200rpm以下に設定してエンジン回転数を下げることにより、フィルタ62を保護することができる。
図3Bは、エンジン回転数の変化量と作動油の圧力との関係を示す第2例である。図3Bに示す関係は、制御装置51に格納されている。
例えば、圧力検出装置67で検出された作動油の圧力が3MPaの場合は、制御装置51は、制御線L2を用いて、3MPaに対応するエンジン回転数の変化量の制限値を「600rpm/s」であると計算する。そして、制御装置51は、エンジン回転数を増加させる方向に操作した場合において、エンジン回転数の変化量を600rpm/s以下に制限する。つまり、この場合も、制御装置51は、第3操作部材25cの操作速度によって設定されるエンジン回転数の変化量(第4設定値)と、作動油の圧力によって設定されるエンジン回転数の変化量(第3設定値)とを比較して、第4設定値が第3設定値を超える場合には、第3設定値を優先する。
[第3実施形態]
第3実施形態は、作業系の油圧回路を変形例した実施形態である。上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
操作部材80を後側に傾動させると、上昇用パイロット弁59Bが操作されて当該上昇
用パイロット弁59Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、ブーム制御弁30Bの受圧部に作用し、ブーム10L、10Rは上昇する。
操作部材80を左側に傾動させると、バケットスクイ用のパイロット弁59Dが操作され、バケット制御弁30Cの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁30Cは、バケットシリンダC2を収縮させる方向に作動し、操作部材80の傾動量に比例した速度でバケット11がスクイ動作する。
さて、油圧回路H2は、ロードセンシングシステムを備えている。ロードセンシングシステムは、作業の負荷に応じて第1ポンプP1の吐出量を制御するシステムである。このロードセンシングシステムは、第1検出油路70と、第2検出油路71と、流量補償弁72、斜板制御部73とを有している。
さて、油圧回路H2における第1ポンプP2は、図示省略の走行系の油圧回路にも作動油(パイロット油)を供給する必要があるため、第2油圧ポンプP2は、パイロット油のみを供給するポンプよりも若干出力の大きな定容量型のポンプ(ギヤポンプ)が採用されている。第2ポンプP2の作動による出力(馬力)のロスを少なくするために、次に示すシステム(馬力制御回路)を設けている。
。第2取出部44は、第1油路s1に流れる作動油を取り出すための部分であって、第1取出部43とは異なる位置に設けられている。
つまり、第1油路s1において、第1取出部43と第2取出部44との間に絞り部45を設けることによって、第2ポンプP2から吐出した作動油に第2差圧(第1取出部43から取り出された作動油の第1圧力と、第2取出部44から取り出された作動油の第2圧力との差)が生じる。
差圧作動部76は、第1圧力と第2圧力との第2差圧に応じて作動する装置である。差圧作動部76の一方側が第1取出部43に接続され、他端側が第2取出部44に接続されている。詳しくは、第1取出部43には、差圧作動部76に至る第5油路42が設けられ、第5油路42の当該第1取出部43とは反対側の端部には、差圧作動部76の一端側N1が接続されている。
差圧作動部76は、第2差圧に基づいて移動するピストン76Aと、ピストン76Aを収容する収容部76Bと、ピストン76Aの移動に伴って移動するロッド76Cとを有している。ピストン76Aは、第1圧力が第2圧力よりも大きくなると、ロッド76Cを収縮させる方向に移動し、第2圧力が第1圧力よりも大きくなると、ロッド76Cを伸長させる方向に移動する。ロッド76Cは、流量補償弁72(制御弁)に接続されていて、当該ロッド76Cによって流量補償弁72の開度を変更する。
流量補償弁72における第1差圧は、当該流量補償弁72に設けられたスプリング72Aによって設定されている。即ち、流量補償弁72は、スプリング72Aで内蔵されたスプールを付勢することによって、第1差圧が一定となるように設定されている。
以上、馬力制御回路によれば、第2差圧に応じて第1ポンプP1の出力を変更しているため、これに連動して第2ポンプP2の馬力ロスを低減させることができる。
作業機を操作するオペレータに知らせることができる。
[第4実施形態]
第4実施形態は、作業系の油圧回路を変形例した実施形態である。上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略する。図5は、ブーム、バケット、アーム、走行モータ、旋回モータ等を有するバックホーの油圧システム(油圧回路)の概略図である。バックホーについては、従来と同じ構成であるため説明を省略する。加えて、第1実施形態〜第3実施形態と共通の構成については説明を省略する。
第1ポンプP1は、斜板形可変容量アキシャルポンプであって且つ独立した2つの吐出口から等しい吐出量が得られる等流量ダブルポンプ(スプリットフロー式の油圧ポンプ)によって構成されている。第1ポンプP1は、切換弁87に接続されている。切換弁87は、ブーム、バケット、アーム等を制御する制御弁30に接続されると共に、図示省略の走行モータ、旋回モータにも接続される。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 機体
4 作業装置
5 走行装置
6 エンジン
25 操作部材
51 制御装置
62 フィルタ
66 リリーフ弁
67 圧力検出装置
P2 第2ポンプ(油圧ポンプ)
Claims (5)
- エンジンと、
前記エンジンの動力により駆動して作動油を吐出する定容量型の油圧ポンプと、
前記作動油を濾過するフィルタと、
前記フィルタの上流に設けられ前記作動油の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記圧力検出装置で検出された作動油の圧力の増減に応じて前記エンジンの回転数を制御する制御装置であって、予め定められた複数の圧力範囲毎に前記エンジンの回転数の上限値を記憶する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記圧力検出装置によって作動油の圧力が検出された場合に、前記複数の圧力範囲のうち、当該検出された検出圧力が前記複数の圧力範囲に入る所定圧力範囲を求め、前記エンジンの回転数の上限値を前記所定圧力範囲に対応する上限値に設定する作業機。 - 前記エンジンの回転数を設定可能な操作部材を備え、
前記制御装置は、前記操作部材によって設定されたエンジンの回転数である設定値が、前記所定圧力範囲に対応する上限値未満である場合には、前記エンジンの回転数を前記設定値に設定し、且つ、前記設定値が前記所定圧力範囲に対応する上限値以上である場合には前記エンジンの回転数を前記上限値に設定する請求項1に記載の作業機。 - エンジンと、
前記エンジンの動力により駆動して作動油を吐出する斜板形可変容量型の第1油圧ポンプと、
前記エンジンの動力により駆動して作動油を吐出する油圧ポンプであって、前記第1油圧ポンプとは異なる定容量型の第2油圧ポンプと、
前記第2油圧ポンプに接続される第1油路と、
前記第1油路に設けられ且つ当該第1油路に流れる作動油を取り出す第1取出部と、
前記第1取出部とは異なる位置で前記第1油路に設けられ且つ当該第1油路に流れる作動油を取り出す第2取出部と、
前記第1取出部から取り出された作動油の圧力である第1圧力と第2取出部から取り出された作動油の圧力である第2圧力との差圧の大きさに応じて前記第1油圧ポンプの斜板の角度を増減する油圧制御部と、
前記第1油路に設けられ作動油を濾過するフィルタと、
前記第1取出部と前記第2油圧ポンプとの間に設けられたリリーフ弁と、
を備えている作業機。 - 前記第1油路であって、前記第1取出部と前記第2油圧ポンプとの間に設けられた排出油路を備え、
前記排出油路に前記リリーフ弁が設けられている請求項3に記載の作業機。 - 機体と、
機体に設けられた作業装置と、
機体の右側及び左側に配置された走行装置と、
を備えている請求項3又は4に記載の作業機。
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