(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の油圧回路系統にそれぞれ油圧ポンプを接続し、これらの油圧回路系統に所定のアクチュエータを制御する複数の切換弁をそれぞれ接続し、パイロットポンプにより前記切換弁のうち作業機系切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する作業機系信号パイロットラインと、左右いずれかの走行切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する走行信号パイロットラインとを設け、前記左右両方の走行切換弁と作業機系切換弁のうちいずれかの切換弁が操作された際に、前記パイロット圧力により左走行切換弁と右走行切換弁の間を連通させるように切換え操作される走行直進弁を設けてなる油圧ショベルの油圧回路において、
前記パイロットポンプに対して３つのオリフィスを並列に接続し、
第１のオリフィスの下流における第１のパイロットラインを作業機系切換弁を介してタンクに接続し、作業機系切換弁が操作された際に第１のパイロットラインをブロックするように構成し、
第２のオリフィスの下流における第２のパイロットラインを左走行切換弁を介してタンクに接続し、左走行切換弁が操作された際に第２のパイロットラインをブロックするように構成し、
第３のオリフィスの下流における第３のパイロットラインを右走行切換弁を介してタンクに接続し、左走行切換弁が操作された際に第３のパイロットラインをブロックするように構成し、
さらに中立位置で出力ポートをタンクに接続する第１および第２の小弁を設け、パイロット圧力により入力ポートと出力ポートとを連通するように切換えると共に、第１の小弁の出力ポートと第２の小弁の入力ポートを接続し、第２の小弁の出力ポートを前記走行直進弁のパイロット室に接続し、前記いずれか１つのパイロットラインを第１の小弁の入力ポートに接続し、他の２つのパイロットラインを第１および第２の小弁のパイロットポートに別々に接続することを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。
【請求項２】
第２のパイロットラインと第３のパイロットラインとの間にシャトル弁を設け、前記各パイロットラインのパイロット圧力のうち高い方の圧力を走行信号パイロットラインとして構成してなる請求項１記載の油圧ショベルの油圧回路。
【請求項３】
第１のパイロットラインは、パイロットポンプにより各切換弁のうち作業機系切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する作業機系信号パイロットラインとして構成してなる請求項１または２記載の油圧ショベルの油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、走行系のパイロット信号と作業機系のパイロット信号とを別々に検出することができると共に、走行用アクチュエータと作業機系のアクチュエータとを同時に操作した場合、走行の直進性を補償するための走行直進弁を有する油圧ショベルの油圧回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の油圧回路において、走行用アクチュエータと作業機系のアクチュエータとを同時に操作した場合、油圧ショベルの直進性を保持するために、例えば走行直進弁を使用した油圧回路が多用されている（特公平８−３１９４号公報）。
【０００３】
また、近年においては、図３に示すように、作業機系のアクチュエータを操作したことを、パイロット圧力で検出するためのＰx ポートを制御弁に設け、このＰx ポートの圧力を利用して掘削作業中における旋回メカニカルブレーキ（図示せず）を解除して、ブレーキの耐摩耗性の向上を図っている（特公平４−４４６５０号公報参照）。
【０００４】
さらに、走行系のアクチュエータを操作したことを、パイロット圧力で検出するためのＰy ポートを制御弁に設け、このＰy ポートの圧力を、走行時にメインリリーフ弁３０の圧力を昇圧するためのパイロット圧力として利用したり、図示しないが、走行警報器を動作させる信号に利用したりしている。
【０００５】
しかるに、図３に示す回路構成において、第１の油圧ポンプＰ1 には、左走行切換弁１０、旋回切換弁１２およびアーム切換弁１４が接続され、それぞれ対応するアクチュエータ（図示せず）に、左センターバイパス通路１６または左パラレル通路１８から、第１の油圧ポンプＰ1 の吐出油を供給して、これらのアクチュエータの方向および速度を制御している。また、第２の油圧ポンプＰ2 には、右走行切換弁２０、バケット切換弁２２およびブーム切換弁２４が接続され、それぞれ対応するアクチュエータ（図示せず）に、右センターバイパス通路２６または右パラレル通路２８から、第２の油圧ポンプＰ2 の吐出油を供給して、これらのアクチュエータの方向および速度を制御している。
【０００６】
一方、パイロットポンプＰ3 には、オリフィスＡおよびオリフィスＢが並列に接続され、オリフィスＡの下流側に接続した作業機系信号パイロットライン４０は、右制御弁３２に設けられたＰx ポートを経由し、バケット切換弁２２、ブーム切換弁２４、左制御弁３４におけるアーム切換弁１４および旋回切換弁１２を介して、最終的にはタンク通路３６からタンク３８に接続している。そして、前記バケット切換弁２２、ブーム切換弁２４、アーム切換弁１４および旋回切換弁１２の作業機系切換弁のうち、いずれかの切換弁が操作されると、作業機系信号パイロットライン４０とタンク通路３６との接続が遮断され、作業機系信号パイロットライン４０にパイロットポンプＰ3 のパイロット圧力が発生する。
【０００７】
また、オリフィスＢの下流側に接続した走行信号パイロットライン４８は、右制御弁３２に設けられたＰy ポートを経由し、右走行切換弁２０および左走行切換弁１０を介して、タンク通路３６に接続している。そして、前記左右いずれかの走行切換弁１０、２０が操作されると、走行信号パイロットライン４８とタンク通路３６との接続が遮断され、走行信号パイロットライン４８にパイロットポンプＰ3 のパイロット圧力が発生する。
【０００８】
従って、このようなパイロット圧力を利用すれば、シリンダ３０b を介してリリーフ弁３０の調圧スプリング３０a の調圧力を強くすることができるので、走行時にリリーフ弁３０の設定圧を昇圧することができる。
【０００９】
さらに、作業機系信号パイロットライン４０は、オリフィスＣに接続しており、このオリフィスＣの下流側は、走行直進弁４２のパイロット室４２a に接続されると共に、パイロット室４２ａは、左制御弁３４のＰz1ポートと右制御弁３２のＰz2ポートに並列に接続され、前記Ｐz1ポートは左走行切換弁１０を介してタンク通路３６に接続し、Ｐz2ポートは右走行切換弁２０を介してタンク通路３６に接続している。従って、前記作業機系切換弁を操作し、作業機系信号パイロットライン４０にパイロット圧力が発生した状態で、左右両方の走行切換弁１０、２０を操作すると、Ｐz1ポートとＰz2ポートとが共にブロックされるので、作業機系信号パイロットライン４０のパイロット圧力がパイロット室４２a にも作用し、走行直進弁４２が図示の状態から右側の位置に切換えられる。
【００１０】
この状態においては、左センターバイパス通路１６と右センターバイパス通路２６とが連通し、第１の油圧ポンプＰ1 の吐出油は、左右の走行切換弁１０、２０を介して左右の走行用アクチュエータに同様に供給され、また第２の油圧ポンプＰ2 の吐出油は、左パラレル通路１８または右パラレル通路２８を介して、作業機系のアクチュエータに供給されるので、走行用アクチュエータは作業機系のアクチュエータに影響されず、走行の直進性が補償される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した図３に示す従来の油圧回路において、左制御弁３４と右制御弁３２を製造する場合において、次のような問題点があった。
【００１２】
すなわち、図４に示す左制御弁３４と右制御弁３２の断面構造において、弁体４４および弁体４６の鋳物は、木型製作上、切換弁毎の形状は極力同一とすることが好ましく、機械加工上および素材費用の点からも、弁体の幅（図４におけるＬ寸法）は、同一で小さい方が良好である。
【００１３】
しかるに、従来技術の油圧回路用の制御弁において、作業機系切換弁は、パイロット圧力を検出するためにオリフィスとタンクとの間の開閉を制御する部分は、１個所で十分であるのに対して、走行用切換弁には、パイロット圧力を検出するためにオリフィスとタンクとの間の開閉を制御する部分が、２個所必要であるために、前記Ｌ寸法は走行用切換弁によって決定され、全体として弁体の形状が大きくなり、そして鋳物素材の重量が増大して、製造コストが増大するという難点があった。
【００１４】
なお、図３に示す構成においては、４個所の作業機系切換弁を有する制御弁を示したが、油圧ショベルにおいては、ブレーカ等のオプションアクチュエータを制御する切換弁や第１の油圧ポンプＰ1 と第２の油圧ポンプＰ2 の吐出油を合流して、ブームやアームのアクチュエータを制御する切換弁が必要であり、通常は７個所の作業機系切換弁を有する制御弁が一般的である。従って、このような場合には、益々無駄な鋳物素材の重量が増す結果となる難点がある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、油圧ショベルの油圧回路に使用する制御弁の弁体形状を小さくして、鋳物素材の重量を軽減し得ると共に、切換弁のスプール穴の長さを短くして、その機械加工時間を短縮し、全体としての製造コストを低減することができる油圧ショベルの油圧回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る油圧ショベルの油圧回路は、一対の油圧回路系統にそれぞれ油圧ポンプを接続し、これらの油圧回路系統に所定のアクチュエータを制御する複数の切換弁をそれぞれ接続し、パイロットポンプにより前記切換弁のうち作業機系切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する作業機系信号パイロットラインと、左右いずれかの走行切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する走行信号パイロットラインとを設け、前記左右両方の走行切換弁と作業機系切換弁のうちいずれかの切換弁が操作された際に、前記パイロット圧力により左走行切換弁と右走行切換弁の間を連通させるように切換え操作される走行直進弁を設けてなる油圧ショベルの油圧回路において、
前記パイロットポンプに対して３つのオリフィスを並列に接続し、
第１のオリフィスの下流における第１のパイロットラインを作業機系切換弁を介してタンクに接続し、作業機系切換弁が操作された際に第１のパイロットラインをブロックするように構成し、
第２のオリフィスの下流における第２のパイロットラインを左走行切換弁を介してタンクに接続し、左走行切換弁が操作された際に第２のパイロットラインをブロックするように構成し、
第３のオリフィスの下流における第３のパイロットラインを右走行切換弁を介してタンクに接続し、左走行切換弁が操作された際に第３のパイロットラインをブロックするように構成し、
さらに中立位置で出力ポートをタンクに接続する第１および第２の小弁を設け、パイロット圧力により入力ポートと出力ポートとを連通するように切換えると共に、第１の小弁の出力ポートと第２の小弁の入力ポートを接続し、第２の小弁の出力ポートを前記走行直進弁のパイロット室に接続し、前記いずれか１つのパイロットラインを第１の小弁の入力ポートに接続し、他の２つのパイロットラインを第１および第２の小弁のパイロットポートに別々に接続することを特徴とする。
【００１７】
この場合、前記第２のパイロットラインと第３のパイロットラインとの間にシャトル弁を設け、前記各パイロットラインのパイロット圧力のうち高い方の圧力を走行信号パイロットラインへ出力し、前記パイロット圧力により一対の油圧ポンプの接続ラインに設けたリリーフ弁の設定圧を調圧したり、走行警報器を作動させたりするように構成することができる。
【００１８】
また、前記第１のパイロットラインは、パイロットポンプにより各切換弁のうち作業機系切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する作業機系信号パイロットラインとして構成することができる。
【００１９】
【実施例】
次に、本発明に係る油圧ショベルの油圧回路の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３および図４に示す従来の構成と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２０】
図１および図２は、本発明に係る油圧ショベルの油圧回路の一実施例を示すものであり、その基本的構成は、前記従来の構成と同じである。従って、一部重複するが、理解を容易にするため再び簡単に説明すると、本発明の油圧回路は、第１の油圧ポンプＰ1 には、左走行切換弁１０、旋回切換弁１２およびアーム切換弁１４が接続され、それぞれ対応するアクチュエータ（図示せず）に、左センターバイパス通路１６または左パラレル通路１８から、第１の油圧ポンプＰ1 の吐出油を供給して、これらのアクチュエータの方向および速度を制御している。また、第２の油圧ポンプＰ2 には、右走行切換弁２０、バケット切換弁２２およびブーム切換弁２４が接続され、それぞれ対応するアクチュエータ（図示せず）に、右センターバイパス通路２６または右パラレル通路２８から、第２の油圧ポンプＰ2 の吐出油を供給して、これらのアクチュエータの方向および速度を制御している。
【００２１】
しかるに、本実施例において、オリフィスＡ、オリフィスＢおよびオリフィスＣは、従来技術と相違して、パイロットポンプＰ3 に対して全て並列に接続配置されている。
【００２２】
そこで、オリフィスＡの下流側に接続した作業機系信号パイロットライン４０は、従来技術と同様に、作業機系信号パイロットライン（第１のパイロットライン４０）として使用され、右制御弁３２に設けられたＰx ポートを経由し、バケット切換弁２２、ブーム切換弁２４、左制御弁３４におけるアーム切換弁１４および旋回切換弁１２を介して、最終的にはタンク通路３６からタンク３８に接続している。
【００２３】
一方、オリフィスＢの下流側に接続した第２のパイロットライン５０は、左制御弁３４に設けられたＰz1ポートを経由して、左走行切換弁１０だけを介してタンク通路３６に接続し、またオリフィスＣの下流側に接続した第３のパイロットライン５２は、右制御弁３２に設けられたＰz2ポートを経由して、右走行切換弁２０だけを介してタンク通路３６に接続している。
【００２４】
すなわち、本実施例の油圧回路においては、左右の走行切換弁１０、２０において、パイロットポンプＰ3 に接続したパイロットラインの開閉を制御する部分が、従来の構成と比較して、２個所から１個所に減少していることが特徴となっている。
【００２５】
また、本実施例の油圧回路においては、第１の小弁５４と第２の小弁５６とが設けられており、第１の小弁５４の入力ポート５４a は、作業機系信号パイロットライン（第１のパイロットライン）４０に接続し、第１の小弁５４の出力ポート５４b は、第２の小弁５６の入力ポート５６a に接続し、そして第１の小弁５４のパイロットポート５４c は、第３のパイロットライン５２に接続している。また、第２の小弁５６の出力ポート５６b は、走行直進弁４２のパイロット室４２a に接続し、そして第２の小弁５６のパイロットポート５６c は、第２のパイロットライン５０に接続している。さらに、これら小弁５４、５６のドレンポート５４d 、５６d は、それぞれタンク３８に接続している。
【００２６】
このように接続配置された小弁５４、５６は、図示の中立位置では、出力ポート５４b 、５６b がドレンポート５４d 、５６d と接続しているが、パイロットポート５４c 、５６c にパイロット圧力が作用すると、左側の位置に切換えられて、入力ポート５４a 、５６a と出力ポート５４b 、５６b とが連通するように構成されている。
【００２７】
さらに、本実施例における油圧回路においては、第２のパイロットライン５０と第３のパイロットライン５２との間に、シャトル弁５８が配置されている。このシャトル弁５８は、第２のパイロットライン５０と第３のパイロットライン５２との圧力のうち、高い方の圧力を、走行信号パイロットライン４８に出力するように構成されている。
【００２８】
従って、前記構成からなる本発明の油圧回路によれば、左走行切換弁１０を操作すると、第２のパイロットライン５０がブロックされて、このパイロットライン５０にパイロットポンプＰ3 の圧力が作用し、これと接続した第２の小弁５６が、図示の中立位置から左側の位置に切換えられる。また、右走行切換弁２０を操作すると、第３のパイロットライン５２がブロックされて、このパイロットライン５２にパイロットポンプＰ3 の圧力が作用し、これと接続した第１の小弁５４が、図示の中立位置から左側の位置に切換えられる。
【００２９】
これにより、作業機系の切換弁を操作して、第１のパイロットライン４０にパイロット圧力が作用した状態で、左右両方の走行切換弁１０、２０を操作すれば、第１のパイロットライン４０に発生したパイロット圧力は、第１の小弁５４の入力ポート５４a 、第１の小弁４３の出力ポート５４b 、第２の小弁５６の入力ポート５６a 、第２の小弁５６の出力ポート５６b を経由して、走行直進弁４２のパイロット室４２a に伝達される。この結果、走行直進弁４２が図示の位置から右側の位置に切換えられ、左センターバイパス通路１６と右センターバイパス通路２６とが連通し、すなわち左走行切換弁１０と右走行切換弁２０とが連通し、左右の走行用アクチュエータは共に第１の油圧ポンプＰ1 に接続され、第２の油圧ポンプＰ2 は左パラレル通路１８と右パラレル通路２８とに接続されて、作業機系のアクチュエータは第２の油圧ポンプＰ2 のみに接続されるので、走行の直進性が補償される。
【００３０】
また、左走行切換弁１０または右走行切換弁２０のいずれかを操作した場合には、第２のパイロットライン５０または第３のパイロットライン５２のいずれかに、パイロットポンプＰ3 の圧力が作用し、この圧力をリリーフ弁３０のシリンダ３０b に受けて、このシリンダ３０b の出力により調圧スプリング３０a の調圧力が増加して、リリーフ弁３０の設定圧が昇圧する。
【００３１】
なお、本実施例においては、第１の小弁５４の入力ポート５４a に接続するパイロットラインとして、第１のパイロットライン４０を選択したが、前記第１の小弁５４の入力ポート５４a に接続するパイロットラインとしては、第１〜第３のいずれのパイロットライン（４０、５０、５２）を選択しても、残りの２つのパイロットラインの圧力で、第１の小弁５４と第２の小弁５６とを別々に切換えるように設定すれば、作業機系の切換弁と左右両方の走行切換弁を操作した時のみ、走行直進弁４２が切換えられ、それ以外の時には走行直進弁４２が、図示の中立位置を保持することは、前述した実施例と同一になる。
【００３２】
前述した実施例から明らかなように、本発明に係る油圧ショベルの油圧回路によれば、左右の走行切換弁１０、２０に関して、パイロットポンプＰ3 に接続したパイロットラインの開閉を制御する個所を、それぞれ１個所とすることができるので、図２に示すように、弁体４４′および４６′の幅Ｌ′は、図４に示す従来の弁体４４および４６の幅Ｌよりも小さくすることができる。従って、本発明によれば、弁体全体の素材重量を大幅に減少させることができると共に、弁体に機械加工する切換弁のスプール穴の長さも短くすることができ、これにより機械加工時間が短縮されて、全体の製造コストを大幅に節減することができる利点が得られる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る油圧ショベルの油圧回路は、一対の油圧回路系統にそれぞれ油圧ポンプを接続し、これらの油圧回路系統に所定のアクチュエータを制御する複数の切換弁をそれぞれ接続し、パイロットポンプにより前記切換弁のうち作業機系切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する作業機系信号パイロットラインと、左右いずれかの走行切換弁が操作された際にパイロット圧力を発生する走行信号パイロットラインとを設け、前記左右両方の走行切換弁と作業機系切換弁のうちいずれかの切換弁が操作された際に、前記パイロット圧力により左走行切換弁と右走行切換弁の間を連通させるように切換え操作される走行直進弁を設けてなる油圧ショベルの油圧回路において、前記パイロットポンプに対して３つのオリフィスを並列に接続し、第１のオリフィスの下流における第１のパイロットラインを作業機系切換弁を介してタンクに接続し、作業機系切換弁が操作された際に第１のパイロットラインをブロックするように構成し、第２のオリフィスの下流における第２のパイロットラインを左走行切換弁を介してタンクに接続し、左走行切換弁が操作された際に第２のパイロットラインをブロックするように構成し、第３のオリフィスの下流における第３のパイロットラインを右走行切換弁を介してタンクに接続し、左走行切換弁が操作された際に第３のパイロットラインをブロックするように構成し、さらに中立位置で出力ポートをタンクに接続する第１および第２の小弁を設け、パイロット圧力により入力ポートと出力ポートとを連通するように切換えると共に、第１の小弁の出力ポートと第２の小弁の入力ポートを接続し、第２の小弁の出力ポートを前記走行直進弁のパイロット室に接続し、前記いずれか１つのパイロットラインを第１の小弁の入力ポートに接続し、他の２つのパイロットラインを第１および第２の小弁のパイロットポートに別々に接続する構成としたことにより、制御弁の弁体形状を小さくして、鋳物素材の重量を軽減すると共に、切換弁のスプール穴の長さを短くして、その機械加工時間を短縮し、全体としての製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧ショベルの油圧回路の一実施例を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す油圧回路における制御弁の断面構造を示した油圧系統図である。
【図３】従来の油圧ショベルの油圧回路の構成を示す油圧回路図である。
【図４】図３に示す油圧回路における制御弁の断面構造を示した油圧系統図である。
【符号の説明】
１０  左走行切換弁
１２  旋回切換弁
１４  アーム切換弁
１６  左センターバイパス通路
１８  左パラレル通路
２０  右走行切換弁
２２  バケット切換弁
２４  ブーム切換弁
２６  右センターバイパス通路
２８  右パラレル通路
３０  リリーフ弁
３０a   調圧スプリング
３０b   シリンダ
３２  右制御弁
３４  左制御弁
３６  タンク通路
３８  タンク
４０  作業機系信号パイロットライン（第１のパイロットライン）
４２  走行直進弁
４２a   パイロット室
４４′  弁体
４６′  弁体
４８  走行信号パイロットライン
Ｐ1   第１の油圧ポンプ
Ｐ2   第２の油圧ポンプ
Ｐ3   パイロットポンプ
Ａ、Ｂ、Ｃ  オリフィス
５０  第２のパイロットライン
５２  第３のパイロットライン
５４、５６  小弁
５４a 、５６a   入力ポート
５４b 、５６b   出力ポート
５４c 、５６c   パイロットポート
５４d 、５６d   ドレンポート
５８  シャトル弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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