(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロント装置における負荷圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって吐出流量が制御される第１および第２のポンプポートと、流量制御されない圧油を供給する第３のポンプポートを備え、
第１および第２のポンプポートからの圧油を合流し、前記フロント作業装置の制御バルブ群に合流油を供給して、走行用の制御バルブ側へは前記合流油の供給を断つとともに、第３のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第１圧油供給モードと、
第１および第２のポンプポートからの圧油を、それぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給して、前記フロント作業装置の制御バルブ群への供給を断つとともに、第３のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第２圧油供給モードと、
第１および第２のポンプポートからの圧油をそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給するとともに、第３のポンプポートからの圧油をフロント装置用の制御バルブに供給する第３圧油供給モードとに切換え可能な流路切換え手段を装備し、
前記第３のポンプポートにブームシリンダに対する圧油合流用バルブセクションを接続し、この合流用バルブセクションは、ブームシリンダ用の制御バルブの下手側でブームシリンダの上昇側への油路に接続されていることを特徴とするバックホウの油圧装置。
【請求項２】
前記旋回用のバルブセクションと圧油合流用バルブセクションとを第３のポンプポートに対して並列に接続してある請求項１記載のバックホウの油圧装置。
【請求項３】
前記圧油合流用バルブセクションに絞りを設けてある請求項２記載のバックホウの油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードセンシングシステムを備えたバックホウの油圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バックホウの油圧装置として、フロント装置および左右の走行装置のバルブセクションを可変容量型のポンプに接続するとともに、旋回用のバルブセクションを定容量型のポンプに接続し、フロント装置における負加圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって可変容量型のポンプの吐出流量を制御することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ロードセンシングシステムは、可変容量型の油圧ポンプの吐出圧と最高負荷圧との差を設定値に維持するように、前記吐出圧と最高負荷圧とに基づいてポンプの吐出量を流量制御部によって自動変更するものであり、省エネ運転および操作性の向上を図る上で有効な手段とされているが、最大流量は走行速度に対応して設定されるために、バケットですくった土を大きく持上げる場合のように、大きい負荷のかかったブームの上昇作動において流量不足が発生しやすく、作業能率が低下することがあった。
【０００４】
本発明は、大きい負荷のかかったブームの上昇作動を流量不足を招くことなく好適に行うことができるようにすることを主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【０００６】
（構成）  請求項１のバックホウの油圧装置に係る発明は、フロント装置における負荷圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって吐出流量が制御される第１および第２のポンプポートと、流量制御されない圧油を供給する第３のポンプポートを備え、
第１および第２のポンプポートからの圧油を合流し、前記フロント作業装置の制御バルブ群に合流油を供給して、走行用の制御バルブ側へは前記合流油の供給を断つとともに、第３のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第１圧油供給モードと、
第１および第２のポンプポートからの圧油を、それぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給して、前記フロント作業装置の制御バルブ群への供給を断つとともに、第３のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第２圧油供給モードと、
第１および第２のポンプポートからの圧油をそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給するとともに、第３のポンプポートからの圧油をフロント装置用の制御バルブに供給する第３圧油供給モードとに切換え可能な流路切換え手段を装備し、
前記第３のポンプポートにブームシリンダに対する圧油合流用バルブセクションを接続し、この合流用バルブセクションは、ブームシリンダ用の制御バルブの下手側でブームシリンダの上昇側への油路に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
（作用）  上記構成によると、ブームシリンダを上昇作動させる場合に、定容量型のポンプからの圧油をブームシリンダに合流させることができ、バケットですくった土を大きく持上げる場合のように、大きい負荷のかかったブームの上昇作動において流量不足を補うことができる。
【０００８】
（効果）  従って、請求項１に係る発明によると、走行速度に対応して可変容量型のポンプの最大流量が抑制されていても、ブーム上昇作動を円滑かつ速やかに行うことができ、作業能率の向上に有効となる。
【０００９】
〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１０】
（構成）  請求項２に係る発明のバックホウの油圧装置は、請求項１記載の発明において、前記旋回用のバルブセクションと圧油合流用バルブセクションとを第３のポンプポートに対して並列に接続してあるものである。
【００１１】
（作用）  上記構成によると、ブームを上昇させながらの旋回する場合、定容量型ポンプの圧油は旋回用のバルブセクションと圧油合流用のバルブセクションとにそれぞれ供給することが可能となり、
【００１２】
（効果）  従って、請求項２に係る発明によると、ブームを上げながらの旋回作動を円滑かつ速やかに行うことができ、作業能率の向上に一層有効となる。
【００１３】
〔請求項３に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１４】
（構成）  請求項３に係る発明のバックホウの油圧装置は、請求項２記載の発明において、前記圧油合流用バルブセクションに絞りを設けてあるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、バックホウの全体側面図が示されている。このバックホウは、左右一対のクローラ型走行装置１Ｌ，１Ｒを装備した走行機台２の上部に、エンジン３および運転部４が装備された旋回台５が縦軸心Ｐ１周りに全旋回可能に搭載され、この旋回台５の前部に、ブーム６、アーム７、および、バケット８を順次連結してなるフロント装置９が装備されるとともに、走行機台２の前部にドーザ作業用の排土板１０が装備されている。
【００１８】
左右の走行装置１Ｌ，１Ｒは、それぞれ走行用油圧モータＭＬ，ＭＲによって正逆転駆動されるとともに、旋回台３は旋回用油圧モータＭＴによって左右に旋回駆動されるようになっている。フロント装置６のブーム６、アーム７、および、バケット８は、それぞれブームシリンダＣ1 、アームシリンダＣ2 、および、バケットシリンダＣ3 によって駆動されるとともに、フロント装置９全体がスイングシリンダＣ4 によって縦軸心Ｐ２周りに左右に揺動駆動されるようになっている。また、排土板１０は、ドーザシリンダＣ5 によって上下駆動されるようになっている。
【００１９】
図２に、上記した各種の油圧アクチュエータを駆動する油圧回路が示されている。図において、Ｖ1 は左走行用の制御バルブ、Ｖ2 は右走行用の制御バルブ、Ｖ3 は旋回用の制御バルブ、Ｖ4 はドーザ用の制御バルブ、Ｖ5 はブーム合流用の制御バルブ、Ｖ6 はアーム用の制御バルブ、Ｖ7 はブーム用の制御バルブ、Ｖ8 はバケット用の制御バルブ、Ｖ9 はスイング用の制御バルブ、Ｖ10は補助作業用の制御バルブであり、左右の走行用の制御バルブＶ1 ，Ｖ2 は運転座席１１前方の操縦塔１２に配備された左右の走行レバー１３によってそれぞれ直接にスプールを切換え操作する人為操作式のものが採用されるとともに、ドーザ用、スイング用、および、補助作業用の各制御バルブＶ4 ，Ｖ9 ，Ｖ10はレバー操作やペダル操作によって直接にスプールを操作する人為操作式のものが採用され、また、旋回用、合流用、アーム用、ブーム用、および、バケット用の各制御バルブＶ3 ，Ｖ5 ，Ｖ6 ，Ｖ7 ，Ｖ8 は、油圧パイロット操作式のものが採用され、操縦塔１２に十字操作可能に配備された左右一対の作業用レバー１４によって操作されるパイロットバルブ（図示せず）から供給されるパイロット圧によって、レバー操作量に応じた開度に操作されるようになっている。
【００２０】
前記制御バルブＶ1 〜Ｖ10のバルブブロック群は、インレット用ブロックＢ1 、アウトレット用ブロックＢ2 、および、中間のスペーサブロックＢ3 とともに並列されて互いに連結されて内部油路によって接続されている。ここで、インレット用ブロックＢ1 は左走行用の制御バルブＶ1 のバルブブロックと右走行用の制御バルブＶ2 のバルブブロックとの間に介在されるとともに、アウトレット用ブロックＢ2 は補助作業用の制御バルブＶ9 のバルブブロックの外側に終端ブロックとして連結されている。
【００２１】
前記圧油供給ユニット１５にはエンジン３によって駆動される３つの油圧ポンプＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 とパイロットポンプＰ4 が備えられており、これらポンプ群と前記インレット用ブロックＢ1 とが配管接続されている。ポンプＰ1 ，Ｐ2 はアキシャルプランジャ型のものが利用されており、それぞれの斜板の角度変更によって吐出量を変更可能な可変容量型に構成されている。そして、このポンプＰ1 ，Ｐ2 は、後述するロードセンシングシステムによって流量制御されるようになっており、その流量制御部１６がインレット用ブロックＢ1 に接続されている。ポンプＰ3 は主として旋回およびドーザ作業用に使用されるものであり、定容量のギヤポンプが使用されている。また、パイロットポンプＰ4 は定容量のギヤポンプからなるパイロット圧供給用ポンプであり、図示しないパイロットバルブにパイロット元圧を供給するとともに、走行セクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路ａ1 、および、ロードセンシングセクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路ａ2 にバルブ操作検出用のパイロット圧を供給している。
【００２２】
ロードセンシングシステムは、作業負荷圧に応じてポンプ吐出量を制御して、負荷に必要とされる油圧動力をポンプから吐出させることで、動力の節約と操作性を向上することができるシステムであり、この例では、フロント装置６のアームセクション、ブームセクション、バケットセクション、スイングセクション、および、補助作業セクションに対して機能するよう構成されている。そして、ここでは、各セクションにおける各制御バルブＶ6 〜Ｖ10のスプールの後に圧力補償弁ＣＶがそれぞれ接続されたアフターオリフィス型のロードセンシングシステムが利用されている。また、この例では、ロードセンシングシステムのアンロードバルブＶ11とリリーフバルブＶ12が、最下流のアウトレット用ブロックＢ2 に組込まれている。
【００２３】
前記流量制御部１６には流量補償用バルブＶ13が装備されるとともに、圧油供給ユニット１５には、ポンプＰ1 ，Ｐ2 を流量調節するための流量補償用ピストンＡｃと馬力制御用ピストンＡｐが備えられており、各セクションにおける負荷検出ラインのうちの最大の負加圧が制御用の信号圧ＰLSとして流量制御部１６の流量補償用バルブＶ13に伝達され、信号圧ＰLSとポンプＰ1 ，Ｐ2 の吐出圧ＰPSとの差が流量補償用バルブＶ13に与えられた制御差圧に維持されるようにポンプＰ1 ，Ｐ2 の吐出流量が制御されるようになっている。
【００２４】
なお、この例において、前記流量制御部１６における流量補償用バルブＶ13にかけられる制御差圧は、図２中に示すように、バネ１７と差圧ピストン１８とによって与えられるようになっており、エンジン３の回転速度が高くくなってパイロットポンプＰ4 の吐出量が多くなると、差圧ピストン１８によって与えられる制御差圧成分が大きくなって、ポンプＰ1 ，Ｐ2 の吐出流量が多くなるように制御され、逆に、エンジン３の回転速度が低くなってパイロットポンプＰ4 の吐出量が少なくなると、差圧ピストン１８によって与えられる制御差圧成分が小さくなって、ポンプＰ1 ，Ｐ2 の吐出流量が少なくなるように制御されるようになっている。
【００２５】
また、上記のように、フロント作業装置９の各セクションがロードセンシング系に属しているのに対して、走行セクション、旋回セクション、および、ドーザセクションは、オープン回路で構成されている。
【００２６】
つまり、前記インレットブロックＢ1 には、パイロット式の流路切換えバルブＶ14，Ｖ15が組込まれており、本発明では、これらのパイロット式の両流路切換えバルブＶ14，Ｖ15によって流路切換手段を構成している。
そして、走行していない状態では、図３に示すように、ポンプＰ1 ，Ｐ2 からの圧油は流路切換えバルブＶ１４において合流された後、油路ｄを介してロードセンシング系に供給されるとともに、ポンプＰ3 からの圧油は旋回用セクション、ドーザ用セクション、および、合流用セクションに供給される第１圧油供給モードが現出される。また、ロードセンシング系のセクションを使用することなく走行セクションを使用すると、図５に示すように、パイロット油路ａ1 に圧が立って流路切換えバルブＶ14が切換えられ、ポンプＰ1 ，Ｐ2 からの圧油はそれぞれ独立して右走行用油圧モータＭＲのセクションと左走行用油圧モータＭＬのセクションに供給されるとともに、ポンプＰ3 からの圧油は旋回用セクション、ドーザ用セクション、および、合流用セクションに供給される第２圧油供給モードが現出される。つまり、従来の３ポンプ型式と同様の３ポンプ駆動形態を現出して、速度変化を最小限に抑えた走行、旋回あるいはドーザ作業を行うことができる。
【００２７】
また、走行しながらロードセンシング系であるフロント装置９を作動操作すると、パイロット油路ａ2 に圧が立って、流路切換えバルブＶ15が図６中に示すように切換えられ、ポンプＰ3 からの圧油が旋回用セクション、ドーザ用セクション、および、合流用セクションを通った後、流路切換えバルブＶ15を経てスペーサブロックＢ3 に流入し、ロードセンシング系のセクションに供給される第３圧油供給モードが現出されることになる。
【００２８】
旋回用の制御バルブＶ3 、ドーザ用の制御バルブＶ4 、および、ブーム合流用の制御バルブＶ5 は、ポンプＰ3 に対して並列に接続されるとともに、制御バルブＶ5 から導出した油路ｂが、ブームシリンダＣ1 におけるブーム上昇側の油路ｃに接続されている。そして、ブーム用の制御バルブＶ7 がブーム上昇方向に操作されるのに連動して制御バルブＶ5 が切換え操作されて、ポンプＰ3 の圧油をブームシリンダＣ1 の上昇側の油路ｃに合流するように構成されている。なお、ポンプＰ3 側のリリーフ圧が主作業側であるポンプＰ1 ，Ｐ2 側のリリーフ圧より低く設定されるので、合流用の油路ｂには合流方向への流動のみを許容するロードチェックバルブＶｃが介在される。
【００２９】
〔別実施形態〕
図７に示すように、合流用の制御バルブＶ5 を旋回用の制御バルブＶ8 、および、ドーザ用の制御バルブＶ4 に対してタンデム接続するとともに、制御バルブＶ5 への並列油路中に絞りｓを介在させて、ブームシリンダＣ1 への合流が行われるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  バックホウの全体側面図
【図２】  全体の油圧回路図
【図３】  一部を省略した油圧回路図
【図４】  ドードセンシング系の油圧回路図
【図５】  走行のみを行っている状態の油圧回路図
【図６】  フロント作業と走行を行っている状態の油圧回路図
【図７】  別の実施形態における油圧回路図
【符号の説明】
９            フロント装置
Ｃ1             ブームシリンダ
Ｐ1 ，Ｐ2       可変容量型のポンプ
Ｐ3             定容量型のポンプ
【図１】
0003748775.tif 000002
【図２】
0003748775.tif 000003
【図３】
0003748775.tif 000004
【図４】
0003748775.tif 000005
【図５】
0003748775.tif 000006
【図６】
0003748775.tif 000007
【図７】
0003748775.tif 000008