(57)【要約】【課題】破砕機の作動圧よりもブーム、アームの作動圧の方が低い場合における破砕機と、ブーム、アームとの良好な複合操作を実現させることができる。【解決手段】油圧ポンプ９からブームシリンダ６、アームシリンダ７に供給される圧油の流れをそれぞれ制御するブーム用方向制御弁１１、アーム用方向制御弁１２と、油圧ポンプ９から破砕機用シリンダ８に供給される圧油の流れを制御する破砕機用方向制御弁１３とを備え、ブーム用方向制御弁１１、アーム用方向制御弁１２と、破砕機用方向制御弁１３とを、油圧ポンプ９に対してパラレル接続するとともに、破砕機５と、ブーム３、アーム４との複合操作時に、ブームシリンダ６、アームシリンダ７に供給される圧油の流量を抑制可能な抑制手段を備えた構成にしてある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に互いに回動可能な複数の作業腕と、これらの作業腕の先端に取り付けられるアタッチメントとを備えた作業機械に設けられ、
油圧ポンプと、前記作業腕を作動させる作業腕用油圧アクチュエータと、前記アタッチメントを作動させるアタッチメント用油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記作業腕用油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する作業腕用方向制御弁と、前記油圧ポンプから前記アタッチメント用油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するアタッチメント用方向制御弁とを備え、前記作業腕用方向制御弁と前記アタッチメント用方向制御弁を前記油圧ポンプに対してパラレル接続した作業機械の油圧駆動装置において、
前記アタッチメントと前記作業腕との複合操作時に、前記作業腕用油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を抑制可能な抑制手段を備えたことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の油圧駆動装置において、
前記作業腕用方向制御弁を切り換え操作する作業腕用操作装置と、前記アタッチメント用方向制御弁を切り換え操作するアタッチメント用操作装置とを備え、
前記抑制手段が、
前記油圧ポンプと前記作業腕用方向制御弁との間に設けた可変絞りと、前記作業腕用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力する作業腕用検出手段と、前記アタッチメント用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力するアタッチメント用検出手段と、前記作業腕用検出手段から出力される信号、及び前記アタッチメント用検出手段から出力される信号に応じて前記可変絞りを制御する制御装置とを含むことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械の油圧駆動装置において、
前記作業腕用方向制御弁を切り換え操作する作業腕用操作装置と、前記アタッチメント用方向制御弁を切り換え操作するアタッチメント用操作装置とを備え、
前記抑制手段が、
前記作業腕用操作装置と前記作業腕用方向制御弁とを連通するパイロット管路に設けた圧力制御弁と、前記作業腕用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力する作業腕用検出手段と、前記アタッチメント用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力するアタッチメント用検出手段と、前記作業腕用検出手段から出力される信号、及び前記アタッチメント用検出手段から出力される信号に応じて前記圧力制御弁を制御する制御装置とを含むことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械の油圧駆動装置において、
前記抑制手段による抑制を無効にする無効手段を備えたことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の油圧駆動装置において、
前記アタッチメントが破砕機から成り、前記複数の作業腕がブームとアームとから成り、前記アームの先端に前記破砕機を取り付けたことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アタッチメントと作業腕との複合操作に適した作業機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アタッチメントを備えた作業機械の油圧駆動装置として、従来、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、油圧ポンプと、アタッチメントである破砕機を作動させるアタッチメント用油圧アクチュエータすなわち破砕機用シリンダと、破砕機が装着される作業腕を作動させる作業腕用油圧アクチュエータと、油圧ポンプの圧油を破砕機用シリンダに供給する破砕機用方向制御弁と、油圧ポンプの圧油を作業腕用油圧アクチュエータに供給する作業腕用方向制御弁とを備え、破砕機用方向制御弁と作業腕用方向制御弁を油圧ポンプに対してパラレル接続した構成になっている。また、油圧ポンプと破砕機用方向制御弁の間の管路には可変絞りが設置されており、破砕機用方向制御弁と作業腕用方向制御弁のそれぞれを操作する操作装置の操作信号により、可変絞りの開口面積を制御する構成になっている。
【０００３】
この従来技術は、アタッチメントが破砕機であり、作業腕用油圧アクチュエータがアームシリンダである場合、通常アーム押しの作動圧が高く、破砕機の作動圧が低くなる。したがって、破砕機とアーム押しの複合操作をすると、油圧ポンプから吐出される圧油は作動圧の低い破砕機ばかりに供給されてしまい、アームが動かなくなる事態を生じる。これを回避するために、この従来技術は、破砕機とアーム押しの複合操作時には、可変絞りを作動させるようにしてある。この可変絞りの作動により、可変絞りの上流側の圧力が上昇し、アームシリンダにも圧油が供給されるようになり、良好な破砕機とアーム押しの複合操作性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３６４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来技術にあっては次のような問題がある。すなわち、アーム引き操作と破砕機の複合操作においては、アーム引きが落下動作であることから、破砕機の作動圧よりもアーム引きの作動圧の方が低くなることがある。このような状況では、油圧ポンプから吐出される圧油はアームシリンダに供給される傾向となり、破砕機の開閉動作が遅くなりやすい。例えば、破砕機用アタッチメントである小割機においては、開閉が速いほど作業効率が良いとされているので、このような状況にあっては作業効率の悪化を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、アタッチメント用油圧アクチュエータの作動圧よりも作業腕用油圧アクチュエータの作動圧の方が低い場合におけるアタッチメントと作業腕との良好な複合操作を実現させることができる作業機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明に係る作業機械の油圧駆動装置は、上下方向に互いに回動可能な複数の作業腕と、これらの作業腕の先端に取り付けられるアタッチメントとを備えた作業機械に設けられ、油圧ポンプと、前記作業腕を作動させる作業腕用油圧アクチュエータと、前記アタッチメントを作動させるアタッチメント用油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記作業腕用油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する作業腕用方向制御弁と、前記油圧ポンプから前記アタッチメント用油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するアタッチメント用方向制御弁とを備え、前記作業腕用方向制御弁と前記アタッチメント用方向制御弁を前記油圧ポンプに対してパラレル接続した作業機械の油圧駆動装置において、前記アタッチメントと前記作業腕との複合操作時に、前記作業腕用油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を抑制可能な抑制手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成した本発明は、アタッチメントと作業腕との複合操作に際し、アタッチメントの作動圧よりも作業腕の作動圧が低い場合においては、油圧ポンプから作業腕用油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を抑制手段によって抑えることができるので、作業腕用油圧アクチュエータへの圧油の供給流量が制限され、アタッチメント用油圧アクチュエータへの供給流量を十分に確保することができる。したがって、このような場合におけるアタッチメントと作業腕との良好な複合操作性を実現させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る作業機械の油圧駆動装置は、前記発明において、前記作業腕用方向制御弁を切り換え操作する作業腕用操作装置と、前記アタッチメント用方向制御弁を切り換え操作するアタッチメント用操作装置とを備え、前記抑制手段が、前記油圧ポンプと前記作業腕用方向制御弁との間に設けた可変絞りと、前記作業腕用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力する作業腕用検出手段と、前記アタッチメント用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力するアタッチメント用検出手段と、前記作業腕用検出手段から出力される信号、及び前記アタッチメント用検出手段から出力される信号に応じて前記可変絞りを制御する制御装置とを含むことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、アタッチメント用操作装置の操作信号と作業腕用操作装置の操作信号に応じて制御装置によって可変絞りが制御され、これによって作業腕用アクチュエータへの供給流量が制限され、アタッチメント用油圧アクチュエータへの供給流量を十分に確保することができ、アタッチメントと作業腕との良好な複合操作性を実現させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る作業機械の油圧駆動装置は、前記発明において、前記作業腕用方向制御弁を切り換え操作する作業腕用操作装置と、前記アタッチメント用方向制御弁を切り換え操作するアタッチメント用操作装置とを備え、前記抑制手段が、前記作業腕用操作装置と前記作業腕用方向制御弁とを連通するパイロット管路に設けた圧力制御弁と、前記作業腕用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力する作業腕用検出手段と、前記アタッチメント用操作装置が操作されたことを検出し信号を出力するアタッチメント用検出手段と、前記作業腕用検出手段から出力される信号、及び前記アタッチメント用検出手段から出力される信号に応じて前記圧力制御弁を制御する制御装置とを含むことを特徴としている。
【００１２】
このように構成した本発明は、アタッチメント用操作装置の操作信号と作業腕用操作装置の操作信号に応じて制御装置によって圧力制御弁が制御され、これによって作業腕用アクチュエータへの供給流量が制限され、アタッチメント用油圧アクチュエータへの供給流量を十分に確保することができ、アタッチメントと作業腕との良好な複合操作性を実現させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る作業機械の油圧駆動装置は、前記発明において、前記抑制手段による抑制を無効にする無効手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
このように構成した本発明は、例えばアタッチメント用油圧アクチュエータが高圧の時、特にリリーフ時には、無効手段によって抑制手段による抑制を無効にして、作業腕用油圧アクチュエータに積極的に圧油を供給可能にし、これによってリリーフ損失を低減させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る作業機械の油圧駆動装置は、前記発明において、前記アタッチメントが破砕機から成り、前記複数の作業腕がブームとアームとから成り、前記アームの先端に前記破砕機を取り付けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、アタッチメントと作業腕との複合操作時に、作業腕用油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を抑制可能な抑制手段を備えたことから、アタッチメントと作業腕との複合操作に際し、アタッチメントの作動圧よりも作業腕の作動圧の方が低い場合に、抑制手段によって作業腕用アクチュエータへの供給流量が制限され、アタッチメント用油圧アクチュエータへの供給流量を十分に確保することができ、アタッチメントと作業腕との良好な複合操作を実現させることができる。これにより、従来に比べて優れた作業効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る油圧作業装置の第１実施形態が備えられる作業機械の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示した作業機械に備えられる第１実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る作業機械の油圧駆動装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る油圧作業装置の第１実施形態が備えられる作業機械の一例を示す側面図、図２は、図１に示した作業機械に備えられる第１実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置が備えられる作業機械は、油圧ショベルをベースとするものであり、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に取り付けられた複数の作業腕、すなわちブーム３とアーム４とを備えている。アーム４の先端には、アタッチメント例えば破砕機５が装着されている。また、ブーム３、アーム４のそれぞれを作動させる作業腕用油圧アクチュエータ、すなわちブームシリンダ６、アームシリンダ７と、破砕機５を作動させるアタッチメント用油圧アクチュエータ、すなわち破砕機用シリンダ８を備えている。
【００２１】
図２に示すように、第１実施形態に係る油圧駆動装置は、２つの油圧ポンプ９，１０を有し、ブームシリンダ６、アームシリンダ７、破砕機用シリンダ８には、それぞれ油圧ポンプ９から吐出される圧油を供給するセンタバイパス型の作業腕用方向制御弁すなわちブーム用方向制御弁１１、アーム用方向制御弁１２と、アタッチメント用方向制御弁すなわち破砕機用方向制御弁１３が接続されており、これらの方向制御弁１１〜１３は、油圧ポンプ９に対してパラレルに接続されている。
【００２２】
前述した方向制御弁１１〜１３は、定容量型油圧ポンプ２９を油圧源とする作業腕用操作装置すなわちブーム用操作装置１４、アーム用操作装置１５と、アクチュエータ用操作装置すなわち破砕機用操作装置１６の発生する指令パイロット圧によってそれぞれ切り換えられる。さらに破砕機用操作装置１６の発生する指令パイロット圧は、合流弁２８の切り換え用にも用いられる。
【００２３】
また、操作装置１４〜１６の発生する指令パイロット圧は、圧力センサ１９〜２４によって検出される。圧力センサ１９〜２４は、コントローラ２７に接続されている。前述した圧力センサ１９〜２２は、作業腕用操作装置であるブーム用操作装置１４、アーム用操作装置１５が操作されたことを検出し、信号を出力する作業腕用検出手段を構成している。また、前述した圧力センサ２３，２４は、アタッチメント用操作装置である破砕機用操作装置１６が操作されたことを検出し、信号を出力するアタッチメント用検出手段を構成している。
【００２４】
油圧ポンプ１０には、合流弁２８を含む複数の方向制御弁が接続されている。合流弁２８は、破砕機用方向制御弁１３に接続されている。さらに、油圧ポンプ１０に対してブーム用方向制御弁１１とアーム用方向制御弁１２とがパラレルに接続されている。
【００２５】
油圧ポンプ９とブーム用方向制御弁１１との間の管路には、可変絞り１７が配置され、その開口面積は比例電磁弁２５の指令パイロット圧により制御される。また、油圧ポンプ９とアーム用方向制御弁１２の間の管路には、可変絞り１８が配置され、その開口面積は比例電磁弁２６の指令パイロット圧により制御される。比例電磁弁２５，２６は、制御装置すなわちコントローラ２７の指令信号によって制御され、この指令信号に応じた指令パイロット圧を出力する。
【００２６】
前述した可変絞り１７，１８と、圧力センサ１９〜２４と、コントローラ２７は、アタッチメントと作業腕との複合操作、すなわち破砕機５と、ブーム３またはアーム４の複合操作時に、ブームシリンダ６またはアームシリンダ７に供給される流量を抑制可能な抑制手段を構成している。
【００２７】
次に、この第１実施形態における動作を説明する。
【００２８】
ブーム下げ、及びアーム引きを含む落下動作と、破砕機５との複合操作時には、各操作装置１４〜１６から発生する指令パイロット圧によって、図２においてブーム用方向制御弁１１が左切換位置側に、アーム用方向制御弁１２が右切換位置側に、破砕機用方向制御弁１３が左切換位置側もしくは右切換位置側に切り換えられる。また、破砕機用操作装置１６から発生する指令パイロット圧により合流弁２８が切り換わる。したがって、油圧ポンプ９，１０から吐出される圧油は、ブームシリンダ６、アームシリンダ７、破砕機用シリンダ８にパラレルに供給される。
【００２９】
ところで、ブーム下げやアーム引きは落下を含む動作であるため、作動圧が破砕機５の作動圧に比べて低くなることがあり、このようなときには、油圧ポンプ９から吐出される圧油が破砕機用シリンダ５に供給されにくい状況となる。
【００３０】
本実施形態では、各操作装置１４〜１６から発生した指令パイロット圧が圧力センサ１９〜２４で検出される。これらの圧力センサ１９〜２４からの信号の入力に応じてコントローラ２７から比例電磁弁２５，２６に指令信号が出力され、これらの比例電磁弁２５，２６が図２の下段位置側に切り換えられる。これにより、定容量型油圧ポンプ２９から吐出される指令パイロット圧が、可変絞り１７，１８の制御部に供給され、これらの可変絞り１７，１８が同図２の下段位置側に切り換えられる。これに伴って可変絞り１７，１８の開口面積が小さくなるように制御され、可変絞り１７，１８の上流側の圧力が上昇して、破砕機用シリンダ８に圧油が供給されやすくなる。
【００３１】
このように構成した第１実施形態によれば、可変絞り１７，１８を備えたことから、ブーム３及びアーム４と、破砕機５との複合操作に際して、破砕機５の作動圧よりもブーム３またはアーム４の作動圧が低いときには、ブームシリンダ６またはアームシリンダ７への供給流量が制限され、破砕機用シリンダ８への供給流量を十分に確保することができる。したがって、ブーム３及びアーム４と、破砕機５との良好な複合操作を実現させることができる。これにより、優れた作業効率を得ることができる。
【００３２】
なお、油圧ポンプ１０とブーム用方向制御弁１１の間の管路に可変絞り１７を配置する構成にしても前述と同様の効果が得られる。また、油圧ポンプ１０とアーム用方向制御弁１２の間の管路に可変絞り１８を配置する構成にしても前述と同様の効果が得られる。また、破砕機５と作業腕との複合操作は、破砕機５とアーム４のみの複合操作、破砕機５とブーム３のみの複合操作であってもよい。
【００３３】
本発明の第２実施形態を図３により説明する。同図３中、図２に示すものと同等のものには同じ符号を付してある。
【００３４】
本発明の第２実施形態は、図３に示すように、アーム用操作装置１５から発生するアーム引きの指令パイロット圧をアーム用方向制御弁１２へ導く管路に圧力制御弁、すなわち比例電磁弁３０を配置してある。この比例電磁弁３０は、コントローラ２７の指令信号によって制御され、その指令信号に応じた指令パイロット圧となるように、アーム用操作装置１５から発生するアーム引きの指令パイロット圧を減圧する。その他の構成は第１実施形態と同等である。
【００３５】
前述した比例電磁弁３０と圧力センサ１９〜２４と、コントローラ２７は、アタッチメントと作業腕との複合操作、すなわち破砕機５とアーム４との複合操作に際して、アームシリンダ７に供給される流量を抑制可能な抑制手段を構成している。
【００３６】
このように構成した第２実施形態によれば、破砕機５とアーム引きの複合操作においては、圧力センサ２１，２２からの信号に応じてコントローラ２７から比例電磁弁３０の制御部に出力される指令信号に応じて、比例電磁弁３０が同図３の下段位置側へ切り換えられる。したがって、この比例電磁弁３０によってアーム引きの指令パイロット圧が減圧され、アーム用方向制御弁１２のアームシリンダ７に接続される管路の開口面積が減少し、第１実施形態における可変絞り１８と同様の効果が得られる。
【００３７】
なお、ブーム用操作装置１４から発生するブーム下げの指令パイロット圧をブーム用方向制御弁１１へ導く管路に、前述の比例電磁弁３０と同等の比例電磁弁、すなわち圧力制御弁を配置し、破砕機５とブーム下げの複合操作を実現させるようにしてもよい。
【００３８】
本発明の第３実施形態を図４により説明する。同図４中、図２に示すものと同等のものには同じ符号を付してある。
【００３９】
本発明の第３実施形態は、図４に示すように、油圧ポンプ９から吐出される圧油の圧力を検出する圧力センサ３１を備え、この圧力センサ３１の出力信号はコントローラ２７へ入力されるようになっている。その他の構成は第１実施形態と同等である。
【００４０】
前述した圧力センサ３１と、コントローラ２７は、アタッチメントと作業腕の複合操作、すなわち破砕機５とブーム３とアーム４との複合操作、破砕機５とブーム３との複合操作、破砕機５とアーム４との複合操作のそれぞれにおいて、ブームシリンダ６またはアームシリンダ７に対する前述した抑制手段による供給流量の抑制を無効とする無効手段を構成している。
【００４１】
このように構成した第３実施形態によれば、例えば破砕機用シリンダ８が高圧の時、特にリリーフ圧に達した時、圧力センサ３１の信号を入力したコントローラ２７によって、比例電磁弁２５，２６から指令パイロット圧を出力させないように制御することにより、可変絞り１８，１７が上段位置側に保たれ、その開口面積が大きくなるように制御される。したがって、このときブームシリンダ６、アームシリンダ７に油圧ポンプ９から吐出される圧油を積極的に供給可能にして、リリーフ損失を低減することができる。
【００４２】
なお、前述した第１〜第３実施形態では、アタッチメントに破砕機５を設けてあるが、この破砕機５として、小割り機などを設ける構成にしてもよい。また、破砕機５に代えて他のアタッチメントを備えた構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    走行体
２    旋回体
３    ブーム（作業腕）
４    アーム（作業腕）
５    破砕機（アタッチメント）
６    ブームシリンダ（作業腕用油圧アクチュエータ）
７    アームシリンダ（作業腕用油圧アクチュエータ）
８    破砕機用シリンダ（アタッチメント用油圧アクチュエータ）
９    可変容量油圧ポンプ
１０    可変容量油圧ポンプ
１１    ブーム用方向制御弁（作業腕用方向制御弁）
１２    アーム用方向制御弁（作業腕用方向制御弁）
１３    破砕機用方向制御弁（アタッチメント用方向制御弁）
１４    ブーム用操作装置（作業腕用操作装置）
１５    アーム用操作装置（作業腕用操作装置）
１６    破砕機用操作装置（アタッチメント用操作装置）
１７    可変絞り
１８    可変絞り
１９〜２２  圧力センサ（作業腕用検出手段）
２３，２４  圧力センサ（アタッチメント用検出手段）
２５，２６  比例電磁弁
２７    コントローラ（制御装置）
２８    合流弁
２９    定容量型油圧ポンプ
３０    比例電磁弁（圧力制御弁）
３１    圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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