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公開番号
2025015351
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-01-30
出願番号
2023118715
出願日
2023-07-20
発明の名称
建設機械のポンプ装置及び油圧回路システム
出願人
ダンフォス・スコットランド・リミテッド
,
DANFOSS SCOTLAND LIMITED
,
日立建機株式会社
代理人
弁理士法人開知
主分類
F04B
23/06 20060101AFI20250123BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約
【課題】複数の吐出ポートから吐出される圧油の流量を独立して制御可能な2台の油圧ポンプと複数の切換弁を配置したパラレルポンプを備えたポンプ装置において,複数の吐出ポートを複数の切換弁に接続する油圧ホースを無くし,搭載性を向上させる。
【解決手段】パラレルポンプ30,吐出ポート45a~45d,46a~46dから吐出される圧油の流量を独立に制御可能な4つのポンプ要素11a~11d,12a~12dを内包し,切換弁41a~41d,42a~42dを搭載したマニホールドブロック40は,第1入口ポート65a~65dがポートブロック13のブロック面13Sに形成された第1吐出ポート45a~45dに整合し,第2入口ポート66a~66dがポートブロック13のブロック面13Sに形成された第2吐出ポート46a~46dに整合するように,ポートブロック13のブロック面13Sにボルト等で結合されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲
【請求項1】
原動機により駆動されて回転するポンプシャフトにギヤボックスを介して接続された第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプを有するポンプ配列部を備えた建設機械のポンプ装置において,
前記第1油圧ポンプは,複数の第1吐出ポートから吐出される圧油の流れを独立に制御可能な複数の第1ポンプ要素を形成するよう構成され,
前記第2油圧ポンプは,複数の第2吐出ポートから吐出される圧油の流れを独立に制御可能な複数の第2ポンプ要素を形成するよう構成され,
前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートが形成され,前記第1油圧ポンプ及び前記第2油圧ポンプの共有部品として構成されたポートブロックと,
前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートからの圧油がそれぞれ流入する複数の第1入口ポート及び複数の第2入口ポートと,コントロールバルブに複数の油圧ホースを介して接続される複数のサービスポートとが形成され,前記複数の第1入口ポートから流入した圧油を前記複数のサービスポートのいずれかに導くよう前記複数の第1入口ポートから流入した圧油の流れ方向を切り換える複数の第1切換弁及び前記複数の第2入口ポートから流入した圧油を前記複数のサービスポートのいずれかに導くよう前記複数の第2入口ポートから流入した圧油の流れ方向を切り換える複数の第2切換弁を組み込んだマニホールドブロックとを更に備え,
前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートは前記ポートブロックの側部に開口するよう形成され,
前記マニホールドブロックは,前記複数の第1入口ポートが前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポートに整合し,前記複数の第2入口ポートが前記ポートブロックの前記複数の第2吐出ポートに整合するように前記ポートブロックの前記側部に結合されていることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
続きを表示(約 2,400 文字)
【請求項2】
請求項1に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記マニホールドブロックは細長い直方体形状をし,相対する側面を形成したブロック本体を備え,
前記複数の第1切換弁及び前記複数の第2切換弁は,それぞれ,一端にソレノイド部を備えた電磁式の切換弁であり,
前記複数の第1切換弁は前記ブロック本体の前記相対する側面の一方から前記複数の第1切換弁の前記ソレノイド部が突出するように前記ブロック本体に取り付けられ,
前記複数の第2切換弁は,前記ブロック本体の前記相対する側面の他方から前記複数の第2切換弁の前記ソレノイド部が突出するように前記ブロック本体に取り付けられていることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項3】
請求項1に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記マニホールドブロックは細長い直方体形状をし,相対する側面を形成したブロック本体を備え,
前記複数の第1切換弁及び前記複数の第2切換弁は,それぞれ,一端にソレノイド部を備えた電磁式の切換弁であり,
前記複数の第1切換弁と前記複数の第2切換弁は,前記ブロック本体の前記相対する側面の同じ一方の側面から前記複数の第1切換弁の前記ソレノイド部と前記複数の第2切換弁の前記ソレノイド部が突出するように前記ブロック本体に取り付けられ,
前記ブロック本体の前記同じ一方の側面は,前記ポンプシャフトと反対側であることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記マニホールドブロックの前記複数のサービスポートは前記マニホールドブロックの上面に開口するよう形成されていることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記マニホールドブロックの前記複数のサービスポートの数は前記コントロールバルブに含まれる複数のバルブグループの数と同じであることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記複数のサービスポートは第1サービスポート及び第2サービスポートを含み,
前記複数の第1切換弁及び前記複数の第2切換弁は,初期位置である第1位置と非初期位置である第2位置とに切り換え可能であり,
前記複数の第1切換弁は,前記第1位置において,前記複数の第1入口ポートを前記第1サービスポートに連通させ,前記第2位置において,前記複数の第1入口ポートを前記第2サービスポートに連通させ,
前記複数の第2切換弁は,前記第1位置において,前記複数の第2入口ポートを前記第2サービスポートに連通させ,前記第2位置において,前記複数の第2入口ポートを前記第1サービスポートに連通させることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項7】
請求項1~6のいずれか1項に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記第1油圧ポンプ及び前記第2油圧ポンプは,それぞれ,前記ポンプシャフトに前記ギヤボックスを介して接続され,前記ポンプシャフトの軸線の延長線を挟んで互いに平行に配置された第1及び第2従動シャフトを有し,
前記第1油圧ポンプは,前記第1従動シャフトの軸方向に間隔をあけて配置された複数の第1ラジアルピストンポンプを有し,
前記第2油圧ポンプは,前記第2従動シャフトの軸方向に間隔をあけて配置された複数の第2ラジアルピストンポンプを有することを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項8】
請求項1~7に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記複数の第1ラジアルピストンポンプは,それぞれ,前記第1従動シャフトに対して周方向に放射状に配置された複数のピストンポンプを有し,前記複数の第1ラジアルピストンポンプの前記複数のピストンポンプは複数のグループに分けられ,グループ毎に各ピストンポンプから吐出された圧油を合流させることで,前記第1油圧ポンプの前記複数のポンプ要素の1つを構成し,
前記複数の第2ラジアルピストンポンプは,それぞれ,前記第2従動シャフトに対して周方向に放射状に配置された複数のピストンポンプを有し,前記複数の第2ラジアルピストンポンプの前記複数のピストンポンプは複数のグループに分けられ,グループ毎に各ピストンポンプから吐出された圧油を合流させることで,前記第2油圧ポンプの前記複数のポンプ要素の1つを構成することを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項9】
請求項7又は8に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記複数の第1ラジアルピストンポンプは,前記複数の第2ラジアルピストンポンプのそれぞれから軸方向にずれて,前記第2従動シャフトに向かう方向における前記複数の第1ラジアルピストンポンプの半径方向の範囲が,前記第1従動シャフトに向かう方向における前記複数の第2ラジアルピストンポンプの半径方向の範囲を越えて伸びることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
【請求項10】
請求項1~3のいずれか1項に記載の建設機械のポンプ装置において,
前記複数の第1吐出ポートは,前記ポートブロックの前記側部の第1表面に形成され,前記複数の第2吐出ポートは,前記ポートブロックの前記側部の第1表面又は前記第1表面に平行な第2表面に形成されていることを特徴とする建設機械のポンプ装置。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は,油圧ショベル等の建設機械に搭載される油圧回路システムのポンプ装置及び油圧回路システムに係わり,特に,複数の吐出ポートの流量をそれぞれ独立して制御可能な複数の油圧ポンプを備えた建設機械のポンプ装置及び油圧回路システムに関する。
続きを表示(約 3,200 文字)
【背景技術】
【0002】
油圧ショベルに代表される建設機械の油圧回路システムに用いられるポンプ装置として,特許文献1に,駆動ポンプと従動ポンプの2つのポンプを並列に配置したパラレルポンプが記載されている。このパラレルポンプにおいては,駆動ポンプと従動ポンプは共通のヘッドケーシングを備え,このヘッドケーシングに駆動ポンプの吐出ポートと従動ポンプの吐出ポートを形成し,駆動ポンプと従動ポンプの吐出流量を取り出せるようにしている。
【0003】
特許文献2は,4つの吐出ポートから吐出される圧油の流量をそれぞれ独立して制御可能な4つのポンプ要素を内包した油圧ポンプを備えた油圧回路システムが記載されている。この油圧回路システムにおいて,油圧ポンプの4つの吐出ポートは4本の油圧ホースを介して16個の切換弁に接続され,更に16個の切換弁を4つの負荷ポート油路に接続し,16個の切換弁を切り換えることでアクチュエータの要求に応じた数の吐出ポートを負荷ポート油路に接続し,要求に応じた流量の圧油をアクチュエータに供給できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許第6134930号公報
米国2019/0211849A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
油圧ショベルのように複数のアクチュエータを駆動する建設機械の油圧回路システムとして,2台の油圧ポンプと2つのバルブグループを含むコントロールバルブを用いた2ポンプ2バルブグループシステムが広く普及している。特許文献1に記載のパラレルポンプはこのような油圧開路システムの油圧源として使用した場合,1台のポンプ(パラレルポンプ)で油圧源が構成されるので,油圧源がコンパクトになるという利点がある。
【0006】
特許文献2に記載の油圧ポンプを特許文献1のように2台配置してパラレルポンプとすることで,特許文献1のパラレルポンプと同様,1台のポンプ(パラレルポンプ)で油圧源を構成し,油圧源をコンパクトにすることができる。
【0007】
しかし,特許文献2に記載の油圧回路システムでは,1台の油圧ポンプの4つの吐出ポートから4つの吐出流量を取り出すのに,4本の油圧ホースを用いて4つの吐出ポートを多数の切換弁に接続している。このため油圧ポンプを2台用いた場合は,切換弁と油圧ホースの数がそれぞれ2倍となり,8本の油圧ホースを用いて8つの吐出ポートを多数の切換弁に接続する必要が生じる。このため油圧ポンプ本体はコンパクトになるものの,油圧ポンプの複数の吐出ポートを複数の切換弁に接続するための多数の油圧ホースが必要となるため,ホースレイアウトが複雑となり,建設機械への搭載性が低下するという問題が生じる。
【0008】
本発明の目的は,複数の吐出ポートから吐出される圧油の流量を独立して制御可能な油圧ポンプを2台配置してポンプ配列部を構成し,油圧回路システムの油圧源として使用する場合に,複数の吐出ポートを複数の切換弁に接続する油圧ホースを無くし,搭載性を向上させた建設機械のポンプ装置及び油圧回路システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するために,本発明は,原動機により駆動されて回転するポンプシャフトにギヤボックスを介して接続された第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプを有するポンプ配列部を備えた建設機械のポンプ装置において,前記第1油圧ポンプは,複数の第1吐出ポートから吐出される圧油の流れを独立に制御可能な複数の第1ポンプ要素を形成するよう構成され,前記第2油圧ポンプは,複数の第2吐出ポートから吐出される圧油の流れを独立に制御可能な複数の第2ポンプ要素を形成するよう構成され,前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートが形成され,前記第1油圧ポンプ及び前記第2油圧ポンプの共有部品として構成されたポートブロックと,前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートからの圧油がそれぞれ流入する複数の第1入口ポート及び複数の第2入口ポートと,コントロールバルブに複数の油圧ホースを介して接続される複数のサービスポートとが形成され,前記複数の第1入口ポートから流入した圧油を前記複数のサービスポートのいずれかに導くよう前記複数の第1入口ポートから流入した圧油の流れ方向を切り換える複数の第1切換弁及び前記複数の第2入口ポートから流入した圧油を前記複数のサービスポートのいずれかに導くよう前記複数の第2入口ポートから流入した圧油の流れ方向を切り換える複数の第2切換弁を組み込んだマニホールドブロックとを更に備え,前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートは前記ポートブロックの側部に開口するよう形成され,前記マニホールドブロックは,前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポートが前記複数の第1入口ポートに整合し,前記ポートブロックの前記複数の第2吐出ポートが前記複数の第2入口ポートに整合するように前記ポートブロックの前記側部に結合されるものとする。
【0010】
また,上記目的を達成するために,本発明は,原動機と,前記原動機により駆動されるポンプ装置と,前記ポンプ装置から吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと,前記ポンプ装置から前記複数のアクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁とを備え,前記ポンプ装置は,前記原動機により駆動されて回転するポンプシャフトにギヤボックスを介して接続された第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプを有するポンプ配列部とを備えた建設機械の油圧回路システムであって,前記第1油圧ポンプは,複数の第1吐出ポートから吐出される圧油の流れを独立に制御可能な複数の第1ポンプ要素を形成するよう構成され,前記第2油圧ポンプは,複数の第2吐出ポートから吐出される圧油の流れを独立に制御可能な複数の第2ポンプ要素を形成するよう構成され,前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートが形成され,前記第1油圧ポンプ及び前記第2油圧ポンプの共有部品として構成されたポートブロックと,前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートからの圧油がそれぞれ流入する複数の第1入口ポート及び複数の第2入口ポートと,コントロールバルブに複数の油圧ホースを介して接続される複数のサービスポートとが形成され,前記複数の第1入口ポートから流入した圧油を前記複数のサービスポートのいずれかに導くよう前記複数の第1入口ポートから流入した圧油の流れ方向を切り換える複数の第1切換弁及び前記複数の第2入口ポートから流入した圧油を前記複数のサービスポートのいずれかに導くよう前記複数の第2入口ポートから流入した圧油の流れ方向を切り換える複数の第2切換弁を組み込んだマニホールドブロックとを更に備え,前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポート及び前記複数の第2吐出ポートは前記ポートブロックの側部に開口するよう形成され,前記マニホールドブロックは,前記複数の第1入口ポートが前記ポートブロックの前記複数の第1吐出ポートに整合し,前記複数の第2入口ポートが前記ポートブロックの前記複数の第2吐出ポートに整合するように前記ポートブロックの前記側部に結合され,前記マニホールドブロックの複数のサービスポートは,前記複数の方向制御弁をバルブハウジング内に納めたコントロールバルブに複数の配管を介して接続されているものとする。
(【0011】以降は省略されています)
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