JPH01178618A - 油圧式ローダショベルの水平押出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、油圧式ローダシ玉ベルの水平押出し装置に関
し、特に水平押出し動作時に捨てられていた油圧エネル
ギを有効に回収するように改良したものである。

Ｂ、従来の技術 油圧式ローダショベルは第３図に示すように構成されて
いる。下部走行体１に旋回可能に上部旋回体２が設けら
れ、この上部旋回体２にブーム３、アーム４．バケット
５が順次に回転可能に連結され、それぞれブーム用油圧
シリンダ６、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧
シリンダ８により駆動される。

この油圧式ローダショベルによる作業として、バケット
５を同一姿勢のまま水平に押し出していく水平押出し出
し作業が知られている。この水平押出し作業においては
通常、ブーム３の先端部分、アーム４．バケット５．バ
ケット用油圧シリンダ８により形成される平行リンク機
構によってバケット５の対地角が一定に保持されるよう
に、アーム用油圧シリンダ７、バケツｉ〜用油圧シリン
ダ８とが駆動制御される。一方、これと同時にブーム３
を下げてバケット５の爪先５ａが水平に押出されるよう
にしている。

そこで従来は、例えば、ブーム３の回動角とアーム４の
回動角とを検出して、アーム先端の位置とアーム用油圧
シリンダ７の伸出速度とを演算し、この演算結果に基づ
いて、バケット５が水平に移動するためのブーム用油圧
シリンダ６の収縮速度を演算する。そして、この演算結
果から、電磁比例弁なとによりブーム用油圧シリンダ６
の供給油量を制御している。

このため、水平押出し作業時は、掘削反力やブーム３．
アーム４．バケット５などのフロント機構の自重によっ
てブーム用油圧シリンダ６のヘッド室に発生する高圧を
絞り捨てることになりエネルギ損失が太きかった。

そこで本出願人は先に特開昭６１−１５１．３４１号公
報において、水平押出し作業時にブーム用油圧シリンダ
６のヘッド室に生ずる高圧を回収する装置を提案してい
る。

この装置は、例えば第４図に示すように、アーム用油圧
ポンプ１１やブーム用油圧ポンプ１２から成るフロント
用油圧ポンプ群とは別に可変容量モータ１３を有し、水
平押出し時に切換弁１４を「口」に切換えてブーム用油
圧シリンダ６のヘッド室から吐出される圧油て可変容量
モータ１３を回転する。その吐出油はアーム用油圧ポン
プ１１の吐出油と合流されてアーム用油圧シリンダ７の
伸出速度を稼ぎ、これにより間接的にエネルギを回収し
ている。なお、第４図において、１５゜１６はアーム４
およびブーム３の回動角検出用のポテンシ玉メータ、１
７は演算装置、１８が水平押出し指令スイッチであり、
スイッチ１８からの指令により、演算装置１７は、上述
のように水平押出しするためのブーム用油圧シリンダ６
の収縮速度を演算し、これに応じて可変容量油圧モータ
１３のレギュレータ１３Ａを制御する。１９はブーム用
油圧シリンダ６のコントロールバルブ、２０はアーム用
油圧シリンダ７のコントロールバルブである。

一方、ブーム用油圧ポンプを第５図に示すように可変容
量油圧ポンプモータ２２とし、スイッチ１８から水平押
出し作業が指令されると電磁切換弁２３と２４とを共に
「口」に切換えて、ブーム用油圧シリンダ６のヘッド室
を可変容量油圧ポンプモータ２２の一方のポートと接続
するとともに、可変容量油圧ポンプモータ２２の他方の
ポートをアーム用油圧ポンプ１１の吐出ポートと接続し
、油圧ポンプ１１の吐出油に可変容量油圧ポンプモータ
２２の吐出油を合流させろようにし、これにより水平押
出し作業時に無駄に捨てられたブーム用油圧シリンダ６
のヘッド室からの圧油を有効に利用する装置も上記特開
昭６１−１５１３４１号公報に開示されている。

Ｃ９発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の２つの装置には次のような問題が
ある。

■第４図に示す前者のものはブーム、アーム用油圧ポン
プ１１．１２の他に別途エネルギ回収用の可変容量油圧
モータ１３が必要であり、コス１へパフォーマンスに問
題がある。

■第５図に示す後者のものは、通常、ブーム用油圧ポン
プモータ２２が、ブーム以外に走行用。

バケット用などと兼用されることがあり、この場合、水
平押出し作業中には走行ができず、またバケットの操作
もできないので、操作性が非常に悪い。

本発明の目的は、水平押出し作業中に走行やバケラト操
作などの複合操作が可能でかつニス１−パフォーマンス
の高い油圧式ローダショベルの水平押出し装置を提供す
ることにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明に係る油圧式ローダショベルの水平押出し装置は
、上部旋回体に設けられるアーム、フーム、バケットを
それぞれ駆動する油圧シリンダ群と、原動機に駆動され
て油圧シリンダ群へ圧油を供給する１以上の油圧ポンプ
と、この油圧ポンプとは別設されかつ原動機に駆動され
、一方のポートがタンク側に、他方のポートが上部旋回
体などの負荷側またはブーム用油圧シリンダのヘッド室
側に択一的に接続される可変容量油圧ポンプモータと、
この可変容量油圧ポンプモータの傾転量を制御するレギ
ュレータと、水平押出しを指令する指令手段と、水平押
出し指令時には可変容量油圧ポンプモータの他方のポー
トをブーム用油圧シリンダのヘッド室と接続し、水平押
出し指令時以外のときは、当該他方のポートを負荷側に
接続する切換弁と、水平押出し指令時のアームの先端位
置とアーム用シリンダの伸出速度とに基づいて、水平押
出しするためのブーム用シリンダの収縮速度を演算する
演算手段と、水平押出し指令に応答して、演算されたブ
ーム用シリンダの収縮速度に応した傾転量とすべくレギ
ュレータを駆動制御する制御手段とを具備することによ
り、上述の問題点を解決する。

Ｅ１作用 水平押出し指令が出されると、ブーム用油圧シリンダの
ヘッド室が切換弁を介して可変容量油圧ポンプモータと
接続され、ブーム下げにより発生する高圧油によって可
変容量油圧ポンプモータが回転する。すなわち、可変容
量油圧ポンプモータがモータとして機能して、原動機を
増速する方向にトルク伝達しエネルギが回収される。こ
のとき、ブーム用油圧ポンプによりバケット用油圧シリ
ンダや走行用油圧モータが駆動することが可能となる。

一方、水平押出し指令時以外のときには、切換弁により
可変容量油圧ポンプモータは例えば旋回モータのような
負荷側に接続され、油圧ポンプとして機能する。

Ｆ実施例 第１図および第２図に基づいて本発明に係る油圧式ロー
ダショベルにおける水平押出し装置の一実施例を説明す
る。なお、第３図〜第５図と同様な箇所には同一の符号
を付す。

図示しない原動機により、第１および第２の可変容量油
圧ポンプ１１．１２と、可変容量油圧ポンプモータ３１
が回転駆動される。第１の可変容量油圧ポンプ１１は、
アーム用油圧シリンダ７とバケット用油圧シリンダ８と
左側の走行用油圧モータ３２Ｌとにそれぞれのコントロ
ールバルブ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを介して圧油を供給
する。

第２の可変容量油圧ポンプ１２は、ブーム用油圧シリン
ダ６Ｌ、６Ｒとバケッｌ〜用油圧シリンダ８と右側の走
行用油圧モータ３２Ｒとにそれぞれコントロールバルブ
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを介して圧油を供給する。可変
容量油圧ポンプモータ３１は、電磁切換弁３５．コント
ロールバルブ３６Ａを介して左右のブーム用油圧シリン
ダ６Ｒ，６Ｌに増速用の圧油を供給する。また、電磁切
換弁３５．コントロールバルブ３６Ａ。

３６Ｂを介して旋回モータ３７に圧油を供給する。

可変容量油圧ポンプモータ３１の傾転量は、水平押出し
時にブーム３が所定量だけ下がるようにレギュレータ３
１ＡＬこよって制御される。

３７はチエツク弁、３８は絞りであり、水平押出し時に
これらを介してブーム用油圧シリンダ６のロンド室に油
が効率よく流入され、ブーム用油圧シリンダ６を円滑に
収縮させる。

第２図は水平押出しのための制御系を示し、４１は演算
回路であり、水平押出し指令スイッチ１８からの指令に
より各角度計１５．１６からの角度信号を取り込み、ア
ーム４の先端の位置を求めるとともに、アーム用油圧シ
リンダ７の伸出速度を求め、更にバケット５の対地角を
一定のまま水平押出しすべくブーム３が下がるようにブ
ーム用油圧シリンダ６の収縮速度を求める。そして、そ
の収縮速度が得られるように制御信号を電磁比側弁４２
に供給し、電磁比例弁４２を介してレギュレータ３１Ａ
に圧油を供給して可変容量油圧ポンプモータ３１の傾転
量を制御して所望の押除は容積を得る。一方、水平押出
し指令スイッチ１８の指令信号は電磁切換弁３５のソレ
ノイド部３５Ａにも供給され、水平押出し時に電磁切換
弁３５が口に切換ねる。

次にこのように構成された実施例の動作を説明する。

水平押出し指令スイッチ１８から水平押出しを指令する
と、電磁切換弁３５が「口」に切換ねり、ブーム用油圧
シリンダ６のヘッド室が可変容量油圧ポンプモータ３１
を介してタンクと接続される。

また、演算回路４１はポテンショメータ１５゜１６の信
号を取り込み、前述の演算を開始する。

今、図示しないアームレバーを操作すると、アーム用油
圧シリンダ７が伸出するとともにブーム用油圧シリンダ
６が収縮してバケツ１〜５が水平押出しされる。すなわ
ち、演算回路４１は、バケット５が水平押出しするよう
にブーム用油圧シリンダ６の収縮速度を演算して、可変
容量油圧ポンプモータ３１の押除は容積が所定値に設定
されるように、電磁比例弁４２を介してレギュレータ３
１Ａを制御する。これにより、ブーム用油圧シリンダ６
を所定の速度で収縮させるべくヘッド室からの戻り油の
流量が調節される。ヘッド室からの戻り油はブーム３．
アーム４．バケット５などの自重により高圧であり、こ
の高圧戻り油によって可変容量油圧ポンプモータ３１が
モータとして回転する。このモータ３１の出力軸は、可
変容量油圧ポンプ１１．１２の駆動用歯車に対して可変
容量油圧ポンプモータ３１の圧力に応じた１〜ルクをそ
の回転方向に伝達し、原動機の負荷を低減する。この結
果、省エネルギ効果が得られる。

また、水平押出し時にコン１−ロールバルブ３４Ａを操
作すれば第２の油圧ポンプ１２によりバケツ１−５を駆
動できる。同様に、コントロールバルブ３４Ｃを操作す
れば、右側の走行用モータ３２Ｒを駆動できる。

一方、水平押出し指令スイッチ１８が操作されないと電
磁切換弁３５は第１図の「イ」に切換ねっており、図示
しない旋回レバーによりコントロールバルブ３６Ｂを操
作すると可変容量油圧ポンプモータ３１からの圧油によ
り旋回モータ３７が駆動される。あるいは、図示しない
ブームレバーによりコントロールバルブ３６Ａを操作す
ると、可変容量油圧ポンプモータ３１からの圧油が、コ
ントロールバルブ３４Ｂを介して導かれる第２の可変容
量油圧ポンプ１２からの圧油と合流され、ブーム用油圧
シリンダ６が増速駆動される。

以上の実施例によれば、水平押出し時には第２の可変容
量油圧ポンプ１２を単独で使用できるから、例えば、図
示しないバケットレバーによりコントロールバルブ３４
．　Ａ　ｔｉｌ−操作してバケット５を動かしながら水
平押出しすることができ、操作性能を向上することがで
きる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、水平押出し作業時に旋回用あるいは増
速用の可変容量油圧ポンプモータによってエネルギ回収
を図るようにしたので、エネルギ回収しつつバケット操
作や走行が可能となり、操作性の優れた油圧穴ローダシ
ョベルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を説明するもの
で、第１図が油圧回路図、第２図が制御ブロック図であ
る。 第３図は油圧穴ローダショベルの側面図である。 第４図および第５図は従来例を示す油圧回路と制御回路
を示す図である。 ２：上部旋回体　　　　３：ブーム ４：アーム　　　　　　５：バケット ６：ブーム用シリンダ ７：アーム用シリンダ ８：バケット用シリンダ １１：第１の可変容量油圧ポンプ １２：第２の可変容量油圧ポンプ １５．１６：ポテンショメータ １８：水平押出し指令スイッチ ３１：可変容量油圧ポンプモータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上部旋回体に設けられるアーム、ブーム、バケットをそ
   れぞれ駆動する油圧シリンダ群と、原動機に駆動されて
   油圧シリンダ群へ圧油を供給する１以上の油圧ポンプと
   、 前記油圧ポンプとは別設されかつ前記原動機に駆動され
   、一方のポートがタンク側に、他方のポートが前記上部
   旋回体などの負荷側または前記ブーム用油圧シリンダの
   ヘッド室側に択一的に接続される可変容量油圧ポンプモ
   ータと、 この可変容量油圧ポンプモータの傾転量を制御するレギ
   ュレータと、 水平押出しを指令する指令手段と、 前記水平押出し指令時には前記可変容量油圧ポンプモー
   タの他方のポートを前記ブーム用油圧シリンダのヘッド
   室と接続し、前記水平押出し指令時以外のときは、当該
   他方のポートを負荷側に接続する切換弁と、 前記水平押出し指令時の前記アームの先端位置と前記ア
   ーム用シリンダの伸出速度とに基づいて、水平押出しす
   るための前記ブーム用シリンダの収縮速度を演算する演
   算手段と、 前記水平押出し指令に応答して、演算された前記ブーム
   用シリンダの収縮速度に応じた傾転量とすべく前記レギ
   ュレータを駆動制御する制御手段とを具備することを特
   徴とする油圧式ローダショベルの水平押出し装置。