JPH053364U - 油圧掘削機における微操作モード切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧掘削機において、整地作業とか、ダンプ
ベッセル上での位置合わせ作業等のように作業機を一時
的に微操作する必要があるとき、油圧ポンプの容量をロ
ードセンシング制御により調整して必要流量を保証する
と共に、エンジンの燃費低減を達成することができる。
また、通常操作モードと微操作モード間の切り換えを簡
単に行うことができるのでオペレータの操作性および作
業効率の向上を図ることができる。 【構成】 可変容量型油圧ポンプと、該油圧ポンプによ
って駆動されるアクチュエータと、前記油圧ポンプとア
クチュエータ間の管路に介在する操作弁と、前記油圧ポ
ンプのロードセンシング制御装置と、微操作モード切換
スイッチと、該微操作モード切換スイッチからの切換信
号を入力して前記ロードセンシング制御弁に、前記操作
弁上下流の差圧信号を出力するコントローラとからな
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は油圧掘削機の作業機を一時的に微操作する必要があるとき、例えば整 地作業とか、ダンプベッセル上での位置合わせ作業等において、簡単に微操作モ ードに切り換えて正確な作業を可能とすると共に、通常作業では微操作モードを 簡単に解除することにより、操作性および作業効率の向上を図ることを目的とす る油圧掘削機の微操作モード切換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、油圧掘削機における整地作業とか、ダンプベッセル上での位置合わせ作 業等作業機を一時的に微操作する必要があるときは、油圧ポンプの容量Ｖを一定 （ポンプの吸収トルクＴはｋを比例定数、Ｐを負荷圧とするとＴ＝ｋＰ×Ｖで表 されるため、一定負荷圧に対しては図５に示すエンジントルクカーブのように、 油圧ポンプの吸収トルクＴ0 ＝一定）にして、油圧ポンプを駆動するエンジン回 転数をＮ2,Ｎ3 （ｒｅｖ／ｍｉｎ）のように低下させて微操作モードに必要な油 量、即ち、Ｖ・Ｎ2, Ｖ・Ｎ3 （ｃｃ／ｍｉｎ）を得ていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記図５に示すように油圧ポンプの容量Ｖを一定にした状態で エンジン回転数を低下させて油圧ポンプの油量を減少させる方法では、所定負荷 圧Ｐに対応する油圧ポンプの吸収トルクＴ0 とのマッチング点Ａ2 Ａ3 はエンジ ンの等燃費カーブＢ（中心が１００％）の中心から遠ざかるため、その分エンジ ンの燃費効率が低下する欠点があると共に、油圧掘削機の作業中に前記エンジン 回転数を調整する操作を頻繁に行うことはオペレータの疲労を伴う問題があった 。 また、油圧掘削機の作業中に前記微操作モードと通常操作モード等との作業モー ドの切換操作を頻繁に行うこともオペレータの疲労を伴う問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記従来の技術における課題を解決するためになされたもので、請求 項１は、可変容量型油圧ポンプと、該油圧ポンプによって駆動されるアクチュエ ータと、前記油圧ポンプとアクチュエータ間の管路に介在する操作弁と、前記油 圧ポンプのロードセンシング制御装置と、微操作モード切換スイッチと、該微操 作モード切換スイッチからの切換信号を入力して前記ロードセンシング制御弁に 、前記操作弁上下流の差圧信号を出力するコントローラとからなり、請求項２は 、可変容量型油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記油圧ポン プによって駆動されるアクチュエータと、前記油圧ポンプとアクチュエータ間の 管路に介在する操作弁と、前記油圧ポンプのロードセンシング制御装置と、微操 作モード切換スイッチと、該微操作モード切換スイッチからの切換信号を入力し 、前記エンジンのガバナ駆動装置に燃料噴射量信号を、また前記ロードセンシン グ制御弁に、前記操作弁上下流の差圧信号を出力するコントローラとからなり、 請求項３は、請求項１および請求項２におけるロードセンシング制御弁は、前記 コントローラから出力する差圧信号の増加により、前記油圧ポンプの容量制御シ リンダを介して油圧ポンプの容量を減少し、差圧信号の減少により、前記油圧ポ ンプの容量制御シリンダを介して油圧ポンプの容量を増加するよう構成し、請求 項４は、請求項２におけるコントローラは微操作モード切換スイッチからの切換 信号により、エンジン燃料設定器およびロードセンシング差圧設定器を作動させ て、低エンジン燃料設定信号を前記エンジン燃料設定器からエンジン燃料信号発 生器に出力すると共に、低ロードセンシング差圧設定信号を前記ロードセンシン グ差圧設定器からロードセンシング差圧信号発生器に出力して、前記エンジン燃 料信号発生器からの低燃料噴射量信号をエンジンのガバナ駆動装置に、また前記 ロードセンシング差圧信号発生器からの低ロードセンシング差圧信号を前記ロー ドセンシング制御弁に出力し、請求項５は、請求項１および請求項２における微 操作モード切換スイッチは前記操作弁の操作レバーに設置した。

【０００５】

【作用】

前記構成によれば次のように作用する。 請求項１は、油圧掘削機のアクチュエータを通常操作モードにより駆動するとき は、微操作モード切換スイッチを操作しないのでコントローラからロードセンシ ング制御弁にロードセンシング差圧信号が出力されないため、操作弁の上流と下 流の圧力差は予めロードセンシング制御弁に設定された一定差圧となるように制 御される。 油圧掘削機のアクチュエータを微操作モードにより駆動するときは、微操作モー ド切換スイッチからコントローラに切換信号が入力されると、前記容量制御シリ ンダを介して前記油圧ポンプの容量を減少させるように、前記コントローラから ロードセンシング制御弁にロードセンシング差圧信号が出力される。

【０００６】 請求項２は、油圧掘削機のアクチュエータを通常操作モードにより駆動すると きは、微操作モード切換スイッチを操作しないのでコントローラからロードセン シング制御弁にロードセンシング差圧信号が出力されないため、操作弁の上流と 下流の圧力差は予めロードセンシング制御弁に設定された高い一定差圧となると 共に、エンジンのガバナ駆動装置にも燃料噴射量信号が出力されないため、エン ジン馬力は予めセットされた高馬力まで上昇する。 従って、前記可変容量型油圧ポンプの容量が増加すると共に、前記エンジン馬力 の上昇により所定トルクに対するエンジン回転数が増大するため、可変容量型油 圧ポンプの単位時間当たりの吐出量は増大する。 また、油圧掘削機を微操作モードで駆動するときは、微操作モード切換スイッチ を操作すると、コントローラからエンジンのガバナ駆動装置に低燃料噴射量信号 が出力されるためエンジン馬力が低下すると共に、アクチュエータ用操作弁上下 流の差圧を減少させるような差圧信号がロードセンシング制御弁に出力されるた め、アクチュエータ用操作弁の所定操作量に対して可変容量型油圧ポンプの容量 が減少する。 従って、前記可変容量型油圧ポンプの容量が減少すると共に、前記エンジン馬力 の低下により所定トルクに対するエンジン回転数も低下するため、可変容量型油 圧ポンプの単位時間当たりの吐出量は減少する。

【０００７】 請求項３は、請求項１および請求項２におけるロードセンシング制御弁は、前 記コントローラから出力する差圧信号が増加すると、前記油圧ポンプの容量制御 シリンダを介して油圧ポンプの容量を減少させ、前記差圧信号が減少すると、前 記油圧ポンプの容量制御シリンダを介して油圧ポンプの容量を増加させる。 請求項４は、請求項２におけるコントローラが微操作モード切換スイッチから切 換信号を入力すると、該切換信号によってエンジン燃料設定器およびロードセン シング差圧設定器が作動される。前記各設定器が作動されると、低エンジン燃料 設定信号がエンジン燃料信号発生器に出力されると共に、低ロードセンシング差 圧設定信号がロードセンシング差圧信号発生器に出力され、前記エンジン燃料信 号発生器からの低燃料噴射量信号をエンジンのガバナ駆動装置に、また前記ロー ドセンシング差圧信号発生器から低ロードセンシング差圧信号を前記ロードセン シング制御弁に出力する。 請求項５は、前記微操作モード切換スイッチは操作弁の操作レバーに設置されて いるため、作業機を操作中においても微操作モード切換スイッチを押したり、離 すことによって微操作モードと通常操作モードとを簡単に切換えることができる 。

【０００８】

【実施例】

以下に本考案の実施例につき添付図面を参照して詳述する。 図１は本考案の第１実施例における制御回路を示す図、図２は本考案の第２実施 例における制御回路を示す図、図３は図２におけるコントローラの詳細を示す図 、図４は前記エンジンによって駆動される油圧ポンプの油圧ー容量図上における 等吸収トルクカーブを示す図である。 図１において、１はエンジン、２は該エンジン１によって駆動される油圧ポンプ 、３は作業機アクチュエータ、４は前記油圧ポンプ２と作業機アクチュエータ３ を接続する管路５５ａ，５ｂに介設された操作弁、６は該操作弁４を操作するた めのパイロット操作弁、６ａは該パイロット操作弁６の操作レバ、７は前記油圧 ポンプ２の斜板２ａを駆動するための容量制御シリンダ、７ａは容量制御シリン ダ７のボトム室７ｂに設けられ、ピストン７ｄをロッド室７ｃ方向に付勢するば ね、７ｅはピストン７ｄを斜板２ａに連結するためのピストンロッド、８は前記 容量制御シリンダ７の制御圧を切り換えるためのロードセンシング弁、８ａはコ ントローラ１０に接続されたロードセンシング弁８のソレノイド、８ｂは操作弁 ４の上流管路５ａに接続されたロードセンシング弁８のパイロットシリンダ、８ ｃは操作弁４の下流管路５ｂに接続されたロードセンシング弁８のパイロットシ リンダ、８ｄはロードセンシング弁８の差圧設定ばね、９は容量制御シリンダ７ の制御圧源としての制御ポンプ、１８は微操作モード切換ボタン、１８ａは微操 作モード切換ボタン１８の戻しばね，１９はマグネット、２０はばね、２１は作 業モード切換スイッチ、１１は微操作モード切換スイッチ２１からの切換信号を 入力し、前記ロードセンシング制御弁８のソレノイド８ａに操作弁４上下流の差 圧信号ｉp を出力するコントローラ１０で、該コントローラ１０はエンジン燃料 設定器１１、エンジン燃料信号発生器１２からなる。１７は微操作モード切換ス イッチ２１の電源、２３はタンクである。

【０００９】 図２、図３において、２２はコントローラで、該コントローラ２２はエンジン 燃料設定器１３、ロードセンシング差圧設定器１４、エンジン燃料信号発生器１ ５、ロードセンシング差圧信号発生器１６からなり、微操作モード切換スイッチ ２１からの切換信号を入力し、前記ロードセンシング制御弁８のソレノイド８ａ に操作弁４上下流の差圧信号ｉp を出力すると共に、エンジン１のガバナ駆動装 置１ａに燃料噴射量信号ｉh を出力するコントローラで、該コントローラ２２は エンジン燃料設定器１３、エンジン燃料信号発生器１５、ロードセンシング差圧 設定器１４、ロードセンシング差圧信号発生器１６からなり、図１と共通部品に は同一符号を付して説明を省略する。 図４は油圧ポンプ容量Ｖ−圧力Ｐ平面上に描かれた前記作業機アクチュエータ３ の微操作モードにおける等吸収トルク線図ＴB および図示しない通常操作モード における等吸収トルク線図ＴS である。

【００１０】 次に前記図１乃至図４の構成による作用について説明する。 図１において、油圧掘削機を通常操作モードで作業するときは、微操作モード切 換ボタン１８を押さないのでマグネット１９に対して電源１７の電圧が印加され ないため、マグネット１９が消磁され、微操作モード切換ボタン１８はばね２０ により接点Ａに接続する。従って、電源１７の電圧はコントローラ１０内のロー ドセンシング差圧設定器１２に印加されないため、ロードセンシング差圧信号発 生器１２からロードセンシング制御弁８のソレノイド８ａにロードセンシング差 圧信号ｉp が出力されない。 従って、ロードセンシング制御弁８は予め設定されたばね８ｄによって決まる高 いロードセンシング差圧となるよう作動する。 以上のように、通常操作モードにおいては高い油圧ポンプ容量にて運転されるた め、油圧ポンプの単位時間当たりの吐出量が増加して各アクチュエータを高速で 作動させて作業効率を向上することができる。 通常操作モードの途中で微操作モードに切換えたいときは、操作レバー６ａに設 置された微操作モード切換ボタン１８を押すと電源１７の電圧がマグネット１９ に印加されるため微操作モード切換スイッチ２１は接点Ｂに接続する。 従って、電源１７の電圧はコントローラ１０内のロードセンシング差圧設定器１ １に印加されるため、該ロードセンシング差圧設定器１１からロードセンシング 差圧信号発生器１２に低ロードセンシング差圧設定信号ΔＰb が出力されると、 前記ロードセンシング差圧信号発生器１２は減少関数発生器で、前記低ロードセ ンシング差圧設定信号ΔＰb に対応するロードセンシング差圧信号ｉp をロード センシング制御弁８のソレノイド８ａに出力するため、前記操作弁４の同一操作 量に対して油圧ポンプ２の容量が減少する。 以上のように、エンジン回転が一定であっても油圧ポンプ２の単位時間当たりの 吐出量が減少するため微操作し易くなる。

【００１１】 図２、図３において、油圧掘削機を通常操作モードで作業するときは、微操作 モード切換ボタン１８を押さないので、電源１７の電圧はコントローラ２２内の エンジン燃料設定器１３およびロードセンシング差圧設定器１４に印加されない ため、前記図１同様、ロードセンシング制御弁８は予め設定された高いロードセ ンシング差圧となるよう作動すると共に、エンジン１も予め設定された高いエン ジン回転により運転される。 以上のように、通常操作モードにおいては高エンジン回転、高油圧ポンプ容量に て運転されるため、油圧ポンプの単位時間当たりの吐出量が増加して各アクチュ エータを高速で作動させて作業効率を向上することができる。 通常操作モードの途中で微操作モードに切換えたいときは、操作レバー６ａに設 置された微操作モード切換ボタン１８を押すと電源１７の電圧がマグネット１９ に印加されるため微操作モード切換スイッチ２１は接点Ｂに接続する。 従って、電源１７の電圧はコントローラ２２内のエンジン燃料設定器１３、ロー ドセンシング差圧設定器１４に印加されるため、エンジン燃料設定器１３からエ ンジン燃料信号発生器１５に低エンジン燃料設定信号Ｈｂが出力されると、前記 エンジン燃料信号発生器１５は増加関数発生器で、前記低エンジン燃料設定信号 に対応する低エンジン燃料信号ｉh をエンジン１のガバナ駆動装置１ａに出力す るためエンジン回転が低下する。 また、ロードセンシング差圧設定器１４からロードセンシング差圧信号発生器１ ６に低ロードセンシング差圧設定信号ΔＰb が出力されると、前記ロードセンシ ング差圧信号発生器１６は減少関数発生器で、前記低ロードセンシング差圧設定 信号に対応するロードセンシング差圧信号ｉp をロードセンシング制御弁８のソ レノイド８ａに出力するため、前記操作弁４の同一操作量に対して油圧ポンプ２ の容量が減少する。 以上のように、微操作モードにおいては低エンジン回転、低油圧ポンプ容量にて 運転されるため、油圧ポンプの単位時間当たりの吐出量が減少して微操作し易く なる。

【００１２】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によるときは次のような効果が得られる。 （１）作業モードを切換えることにより複数の作業モードが可能となるが、油圧 ポンプの容量をロードセンシング制御により調整して、エンジン回転を油圧ポン プの容量調整とは独立に設定できるため、いずれの作業モードにおいても必要流 量を保証すると共に、エンジンの燃費低減を達成することができる。 （２）油圧ポンプの容量をロードセンシング制御して操作弁を広い範囲で操作す るようにしたため、オペレータの操作性を向上させることができる。 （３）操作レバーに設置される微操作モード切換スイッチをワンタッチするだけ の簡単な操作により通常操作モードから微操作モードに切り換えて精度の高い作 業を行うことができ、前記微操作モード切換スイッチを離せば直ちに通常操作モ ードに切り換わるため、アクチュエータを速いスピードで作動させて作業効率を 向上させることができる。

【００１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案における第１実施例の制御回路を示す図
である。

【図２】本考案における第２実施例の制御回路を示す図
である。

【図３】図２におけるコントローラの詳細を示す図であ
る。

【図４】エンジンによって駆動される油圧ポンプの等吸
収トルクカーブを示す図である。

【図５】従来の技術における燃料噴射量を変化させた場
合のエンジントルクカーブを示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン １ａ ガバナ駆動装置 ２ 可変容量型油圧ポンプ ２ａ 斜板 ３ アクチュエータ ４ アクチュエータ操作弁 ５ａ 上流管路 ５ｂ 下流管路 ６ パイロット操作弁 ６ａ 操作レバ ７ 容量制御シリンダ ７ａ ばね ７ｂ ボトム室 ７ｃ ロッド室 ７ｅ ピストンロッド ８ ロードセンシング制御弁 ８ａ ソレノイド ８ｂ パイロットシリンダ ８ｃ パイロットシリンダ ８ｄ 差圧設定ばね ９ 制御ポンプ １０，２２ コントローラ １１，１４ ロードセンシング差圧設定器 １２，１６ ロードセンシング差圧信号発生器 １３ エンジン燃料設定器 １５ エンジン燃料信号発生器 １７ 制御ポンプ １８ 微操作モード切換ボタン，１８ａ
戻しばね １９ マグネット ２０ ばね ２１ 微操作モード切換スイッチ ２３ タンク

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量型油圧ポンプと、該油圧ポンプ
   によって駆動されるアクチュエータと、前記油圧ポンプ
   とアクチュエータ間の管路に介在する操作弁と、前記油
   圧ポンプのロードセンシング制御装置と、微操作モード
   切換スイッチと、該微操作モード切換スイッチからの切
   換信号を入力して前記ロードセンシング制御弁に、前記
   操作弁上下流の差圧信号を出力するコントローラとから
   なることを特徴とする油圧掘削機における微操作モード
   切換装置。
2. 【請求項２】 可変容量型油圧ポンプと、該油圧ポンプ
   を駆動するエンジンと、前記油圧ポンプによって駆動さ
   れるアクチュエータと、前記油圧ポンプとアクチュエー
   タ間の管路に介在する操作弁と、前記油圧ポンプのロー
   ドセンシング制御装置と、微操作モード切換スイッチ
   と、該微操作モード切換スイッチからの切換信号を入力
   し、前記エンジンのガバナ駆動装置に燃料噴射量信号
   を、また前記ロードセンシング制御弁に、前記操作弁上
   下流の差圧信号を出力するコントローラとからなること
   を特徴とする油圧掘削機における微操作モード切換装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１および請求項２におけるロード
   センシング制御弁は、前記コントローラから出力する差
   圧信号の増加により、前記油圧ポンプの容量制御シリン
   ダを介して油圧ポンプの容量を減少し、差圧信号の減少
   により、前記油圧ポンプの容量制御シリンダを介して油
   圧ポンプの容量を増加するよう構成されることを特徴と
   する油圧掘削機における微操作モード切換装置。
4. 【請求項４】 請求項２におけるコントローラは微操作
   モード切換スイッチからの切換信号により、エンジン燃
   料設定器およびロードセンシング差圧設定器を作動させ
   て、低エンジン燃料設定信号を前記エンジン燃料設定器
   からエンジン燃料信号発生器に出力すると共に、低ロー
   ドセンシング差圧設定信号を前記ロードセンシング差圧
   設定器からロードセンシング差圧信号発生器に出力し
   て、前記エンジン燃料信号発生器からの低燃料噴射量信
   号をエンジンのガバナ駆動装置に、また前記ロードセン
   シング差圧信号発生器からの低ロードセンシング差圧信
   号を前記ロードセンシング制御弁に出力することを特徴
   とする油圧掘削機における作業油量切換制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１および請求項２における微操作
   モード切換スイッチは前記操作弁の操作レバーに設置さ
   れることを特徴とする油圧掘削機における微操作モード
   切換装置。