(57)【要約】      （修正有）【課題】寒冷地においても、方向制御弁の弁ハウジングとスプールとの間の隙間が確保され、スプールの作動に支障がなく、スプールが作動することによる弁ハウジングとスプールとの損傷を防止できる建設機械を提供する。【解決手段】方向制御弁８は、スプール６を摺動自在に保持するためのスプール摺動孔５２およびスプール摺動孔５２と径方向に間隔をおいてスプール摺動孔５２の近傍に延在するヒータ保持孔６０，６４が形成された弁ハウジング４４と、弁ハウジング４４の温度を検出する温度センサ４６と、ヒータ保持孔６０，６４に配設されたヒータ４８，５０を有する。コントローラは、温度センサ４６によって検出された温度が所定値未満の場合には加熱が行われるようにヒータ４８，５０を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の給排をスプールの作動によって制御する方向制御弁を備えた建設機械において、
該方向制御弁は、該スプールを摺動自在に保持するためのスプール摺動孔および該スプール摺動孔と径方向に間隔をおいて該スプール摺動孔の近傍に延在するヒータ保持孔が形成された弁ハウジングと、該弁ハウジングの温度を検出する温度センサと、該ヒータ保持孔内に配設されたヒータとを有しており、
該温度センサによって検出された温度が所定値未満の場合には該ヒータによる加熱が行われるように該ヒータを制御するコントローラを備えていることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
該スプールを作動させるためのパイロット圧を生成するパイロットポンプと、該パイロット圧を操作具の操作量に応じて該スプールに出力するパイロットコントロール弁と、該パイロットポンプと該パイロットコントロール弁との間の油路に配設された電磁弁とを更に含み、
該コントローラは、該温度センサによって検出された温度が所定値未満の場合には該電磁弁が閉位置となり、該温度センサによって検出された温度が所定値以上の場合には該電磁弁が開位置となるように該電磁弁を制御する、請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
該ヒータ保持孔は、該スプール摺動孔について２個形成されており、一方のヒータ保持孔と他方のヒータ保持孔とは該スプール摺動孔を挟んで対向する位置に形成されている、請求項１記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の給排をスプールの作動によって制御する方向制御弁を備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、主油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の給排をスプールの作動によって制御する方向制御弁と、このスプールを作動させるためのパイロット圧を生成するパイロットポンプと、パイロット圧を運転室に配設された操作具の操作量に応じてスプールに出力するパイロットコントロール弁とを備えている。
【０００３】
方向制御弁は、スプールを摺動自在に保持するためのスプール摺動孔およびスプール摺動孔に連通する複数の油路が形成された弁ハウジングと、弁ハウジングのスプール摺動孔内に挿入され、前記複数の油路の間を連通，
遮断するスプールとを有している。前記複数の油路は、油圧ポンプ、油圧アクチュエータおよび作動油タンク等に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したとおりの形態の従来の建設機械には、次のとおりの解決すべき課題がある。
【０００６】
弁ハウジングとスプールとの間には、スプールが摺動できるように、所定の隙間が設けられている。しかしながら、寒冷地において建設機械が始動される際等は、方向制御弁が冷えているため、弁ハウジングとスプールとの間の隙間が所定値よりも狭くなってしまう。これは、方向制御弁の材質として、弁ハウジングは鋳物製、スプールは合金鋼製のものが多く用いられており、両者はいずれも鉄ではあるが材質が異なり、熱膨張率が異なるためである。従って、方向制御弁が低温の状態にあるときは、弁ハウジングとスプールとの間の隙間が所定値よりも狭くなり、更には、弁ハウジングとスプールとの固着現象が発生してしまう場合もある。このような場合には、スプールの作動に支障をきたし、且つスプールが作動することにより弁ハウジングとスプールとが損傷してしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、寒冷地で建設機械が始動される際等でも、方向制御弁の弁ハウジングとスプールとの間の隙間が確保され、スプールの作動に支障がなく、スプールが作動することによる弁ハウジングとスプールとの損傷を防止することができる建設機械を提供することである。
【０００８】
他の技術的課題は、寒冷地で建設機械が始動される際等において、方向制御弁が低温の状態にあり弁ハウジングとスプールとの隙間が所定値よりも狭くなっている場合には、方向制御弁の弁ハウジングとスプールとの間の隙間が確保されるまで、運転室に配設された操作具が操作されてもスプールの作動を阻止することにより、スプールが作動することによる弁ハウジングとスプールとの損傷を防止することができる建設機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記技術的課題を達成する建設機械として、主油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の給排をスプールの作動によって制御する方向制御弁を備えた建設機械において、該方向制御弁は、該スプールを摺動自在に保持するためのスプール摺動孔および該スプール摺動孔と径方向に間隔をおいて該スプール摺動孔の近傍に延在するヒータ保持孔が形成された弁ハウジングと、該弁ハウジングの温度を検出する温度センサと、該ヒータ保持孔内に配設されたヒータとを有しており、該温度センサによって検出された温度が所定値未満の場合には該ヒータによる加熱が行われるように該ヒータを制御するコントローラを備えていることを特徴とする建設機械が提供される。
【００１０】
好ましくは、該スプールを作動させるためのパイロット圧を生成するパイロットポンプと、該パイロット圧を操作具の操作量に応じて該スプールに出力するパイロットコントロール弁と、該パイロットポンプと該パイロットコントロール弁との間の油路に配設された電磁弁とを更に含み、該コントローラは、該温度センサによって検出された温度が所定値未満の場合には該電磁弁が閉位置となり、該温度センサによって検出された温度が所定値以上の場合には該電磁弁が開位置となるように該電磁弁を制御する。該ヒータ保持孔は、該スプール摺動孔について２個形成されており、一方のヒータ保持孔と他方のヒータ保持孔とは該スプール摺動孔を挟んで対向する位置に形成されているのが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に従って構成された建設機械においては、寒冷地で建設機械が始動される際等で方向制御弁が低温の状態にあり、温度センサによって検出された弁ハウジングの温度が所定値未満の場合には、コントローラは、ヒータ保持孔内に配設されたヒータによる加熱が行われるようにヒータを制御する。この結果、弁ハウジングが加熱され、弁ハウジングとスプールとの間の隙間が確保され、スプールの作動に支障がなく、スプールが作動することによる弁ハウジングとスプールとの損傷を確実に防止することができる。
【００１２】
また、上記と同様に、温度センサによって検出された弁ハウジングの温度が所定値未満の場合には、パイロットポンプとパイロットコントロール弁との間の油路に配設された電磁弁が閉位置となるように、コントローラが電磁弁を制御する。この場合には、運転室に配設された操作具が操作されてもパイロットコントロール弁からスプールにパイロット圧が出力されないため、スプールが作動することはない。この結果、スプールが作動することによる弁ハウジングとスプールとの損傷を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従って構成された建設機械の油圧回路図。
【図２】図１に示す方向制御弁の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照して説明する。本発明に従って構成された建設機械は、圧油供給源としての主油圧ポンプ２、油圧アクチュエータを構成する油圧シリンダ４、主油圧ポンプ２から油圧シリンダ４への作動油の給排をスプール６の作動によって制御する方向制御弁８、スプール６を作動させるためのパイロット圧を生成するパイロットポンプ１０、およびパイロット圧を運転室（図示せず）に配設された操作具１２の操作量に応じてスプール６に出力するパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂを備えている。
【００１６】
主油圧ポンプ２は、エンジン１６によって回転駆動され、作動油を貯留する作動油タンク１８内から吸込んだ作動油を高圧の圧油としてポンプ管路２０内に吐出するものである。そして、ポンプ管路２０内に吐出された圧油は、方向制御弁８等を介して油圧シリンダ４に供給される。また、油圧シリンダ４からの戻り油は、方向制御弁８およびタンク管路２２等を介して作動油タンク１８へ排出される。
【００１７】
油圧シリンダ４は、油圧アクチュエータを構成するものであり、例えば油圧ショベルにおける作業腕装置（
図示せず） に設けられるブームシリンダ、アームシリンダまたはバケットシリンダ等を構成するものである。油圧シリンダ４は、チューブ２４内がピストン２６により２つの油室２８Ａ，２８Ｂに画成されている。一端部がピストン２６に固着されたロッド３０は、他端部がチューブ２４外に突出している。２つの油室２８Ａ，２８Ｂの各々は、シリンダ給排管路３２Ａ，３２Ｂ等を介して方向制御弁８に接続されている。そして、主油圧ポンプ２からの圧油が方向制御弁８およびシリンダ給排管路３２Ａ，３２Ｂ等を介して油室２８Ａ，２８Ｂに給排されることにより、油圧シリンダ４は伸縮動作する。
【００１８】
パイロットポンプ１０は、エンジン１６によって回転駆動され、パイロット圧を生成するものである。パイロットポンプ１０によって生成されたパイロット圧は、パイロットリリーフ弁３４によりパイロット一次圧として一定に保たれ、パイロット一次管路３６を介してパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂに導かれる。そして、パイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂに導かれたパイロット一次圧は、運転室に配設された操作レバーまたは操作ペダル等の操作具１２の操作量に応じてパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂの開度量が調整されることにより減圧調整され、パイロット二次圧としてパイロット二次管路３８Ａ，３８Ｂ等を介して方向制御弁８に導かれる。
【００１９】
パイロットポンプ１０とパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂとの間のパイロット一次管路３６には、電磁弁４０が配設されている。電磁弁４０は、パイロット一次管路３６を遮断する閉位置４０ａと、パイロット一次管路３６を連通する開位置４０ｂを有している。また、電磁弁４０のソレノイド４０ｃは、コントローラ４２に接続されている。
【００２０】
図２は、方向制御弁８の断面図を示しており、方向制御弁８は、弁ハウジング４４、スプール６、温度センサ４６および２個のヒータ４８，５０等を有している。
【００２１】
ブロック状の弁ハウジング４４には、軸線方向に延びる円柱状のスプール摺動孔５２および弁ハウジング４４の外からスプール摺動孔５２に連通する圧油給排路５４Ａ，５４Ｂが形成されている。圧油給排路５４Ａ，５４Ｂは、シリンダ給排管路３２Ａ，３２Ｂ等を介して油圧シリンダ４に接続されている。
【００２２】
スプール摺動孔５２の周壁には、圧油給排路５４Ａ，５４Ｂの内側となる位置に環状に形成された左，右の油溝５６Ａ，５６Ｂおよび圧油給排路５４Ａ，５４Ｂの外側となる位置に環状に形成された他の油溝５８Ａ，５８Ｂが設けられている。左，右の油溝５６Ａ，５６Ｂは、ポンプ管路２０等を介して主油圧ポンプ２に接続され、他の油溝５８Ａ，５８Ｂは、タンク管路２２等を介して作動油タンク１８に接続されている。
【００２３】
また、弁ハウジング４４には、スプール摺動孔５２の近傍であってスプール摺動孔５２と径方向外方に間隔をおいてスプール摺動孔５２と略平行に延びる一方のヒータ保持孔６０、および弁ハウジング４４の外から一方のヒータ保持孔６０に連通する一対のヒータ挿入孔６２Ａ，６２Ｂが形成されている。更に、スプール摺動孔５２を挟んで一方のヒータ保持孔６０と対向する位置にスプール摺動孔５２と略平行に延びる他方のヒータ保持孔６４、および弁ハウジング４４の外から他方のヒータ保持孔６４に連通する他の一対のヒータ挿入孔６６Ａ，６６Ｂが形成されている。
【００２４】
スプール摺動孔５２の軸線方向の両端は、弁ハウジング４４に着脱自在に取付けられたカバー６８Ａ，６８Ｂにより閉じられている。カバー６８Ａ，６８Ｂは、その内部にパイロット油室７０Ａ，７０Ｂが形成されている。パイロット油室７０Ａ，７０Ｂの各々は、パイロット二次管路３８Ａ，３８Ｂ等を介してパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂに接続されている。
【００２５】
スプール６は、弁ハウジング４４のスプール摺動孔５２に摺動自在に挿入されており、スプール摺動孔５２および圧油給排路５４Ａ，５４Ｂ等に対応して大径部と小径部が複数形成されている。スプール６がスプール摺動孔５２の軸線方向の左，右に摺動することにより、左，右の油溝５６Ａ，５６Ｂ、圧油給排路５４Ａ，５４Ｂおよび他の油溝５８Ａ，５８Ｂに各々接続されているポンプ管路２０、シリンダ給排管路３２Ａ，３２Ｂおよびタンク管路２２が、スプール６の大径部と小径部により連通，遮断され、主油圧ポンプ２から油圧シリンダ４へ作動油が給排される。
【００２６】
スプール６は、パイロット油室７０Ａ，７０Ｂにパイロット二次圧が供給されると、パイロット二次圧に従ってスプール摺動孔５２内を左，右方向に摺動変位する。ここで、パイロット二次圧は、前述のとおり、運転室に配設された操作具１２の操作量に応じてパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂによりパイロット一次圧が減圧調整されたものである。すなわち、スプール６は、操作具１２の操作量に応じてスプール摺動孔５２内を左，右方向に摺動変位する。一方、操作具１２が操作されておらずパイロット油室７０Ａ，７０Ｂにパイロット二次圧が作用していないときは、スプール６の一端に当接して配設されているスプリング７２の付勢力によって、スプール６は所定の位置に保たれる。
【００２７】
温度センサ４６は、その計測部４６ａがスプール摺動孔５２と略平行となるように弁ハウジング４４に取付けられており、スプール摺動孔５２近傍の弁ハウジング４４の温度を検出する。温度センサ４６で検出された温度は、コントローラ４２に入力される。
【００２８】
２個のヒータ４８，５０の各々は、一方のヒータ保持孔６０内および他方のヒータ保持孔６２内に配設されており、一対のヒータ挿入孔６２Ａ，６２Ｂおよび他の一対のヒータ挿入孔６６Ａ，６６Ｂ等を介してコントローラ４２に接続されている。
【００２９】
上述したとおりの、建設機械の作用を説明する。
【００３０】
本発明に従って構成された建設機械においては、建設機械が始動されると温度センサ４６が起動し、温度センサ４６により検出された弁ハウジング４４の温度がコントローラ４２に入力される。寒冷地で建設機械が始動された際等で方向制御弁８が低温の状態にあり、コントローラ４２に入力された弁ハウジング４４の温度が、弁ハウジング４４とスプール６との間の隙間が所定値よりも狭くなりスプール６の作動に支障があるとして設定された所定値未満の場合には、コントローラ４２は、ヒータ４８，５０による加熱が行われるようにヒータ４８，５０を制御する。この結果、スプール摺動孔５２近傍の弁ハウジング４４が加熱され、弁ハウジング４４とスプール６との間の隙間が確保され、スプール６の作動に支障がなく、スプール６が作動することによる弁ハウジング４４とスプール６との損傷を確実に防止することができる。
【００３１】
ヒータ４８，５０による加熱が行われ弁ハウジング４４の温度が上昇し、コントローラ４２に入力された温度が前記所定値以上となった場合には、コントローラ４２は、ヒータ４８，５０による加熱を停止するようにヒータ４８，５０を制御する。この結果、ヒータ４８，５０の加熱による弁ハウジング４４の過剰な温度上昇を防止することができる。
【００３２】
また、コントローラ４２に入力された弁ハウジング４４の温度が前記所定値未満の場合には、パイロットポンプ１０とパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂとの間のパイロット一次管路３６に配設された電磁弁４０が閉位置４０ａとなるように、コントローラ４２が電磁弁４０を制御する。この場合には、運転室に配設された操作具１２が操作されてもパイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂからスプール６にパイロット二次圧が出力されないため、スプール６が作動することはない。この結果、スプール６が作動することによる弁ハウジング４４とスプール６との損傷を確実に防止することができる。
【００３３】
ヒータ４８，５０による加熱が行われ弁ハウジング４４の温度が上昇し、コントローラ４２に入力された温度が前記所定値以上となった場合には、コントローラ４２は、ソレノイド４０ｃを励磁して電磁弁４０を開位置４０ｂとなるように制御する。これにより、操作具１２の操作量に応じて、パイロットコントロール弁１４Ａ，１４Ｂからスプール６にパイロット二次圧が出力されることとなり、スプール６が作動し得る状態となる。
【符号の説明】
【００３４】
２：主油圧ポンプ
４：油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
６：スプール
８：方向制御弁
１０：パイロットポンプ
１２：操作具
１４Ａ，１４Ｂ：パイロットコントロール弁
３６：パイロット一次管路
４０：電磁弁
４０ａ：閉位置
４０ｂ：開位置
４０ｃ：ソレノイド
４２：コントローラ
４４：弁ハウジング
４６：温度センサ
４６ａ：計測部
４８：一方のヒータ
５０：他方のヒータ
５２：スプール摺動孔
６０：一方のヒータ保持孔
６４：他方のヒータ保持孔
【図１】
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【図２】
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