(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動によってメインポンプとパイロットポンプが駆動し、前記メインポンプから吐出される作動油は油圧式方向制御弁を介してアクチュエータに供給され、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット圧は前記油圧式方向制御弁の操作に供せられる油圧作業機械において、
圧抜きを指示する操作体と、
その操作体によって圧抜きが指示された際に、前記油圧式方向制御弁へ導入するパイロット圧は確保しつつ、前記メインポンプから吐出される作動油の供給路を前記油圧式方向制御弁の手前側でタンクと連通させて作動油を低圧にする圧抜き手段と、を備えてなることを特徴とする油圧作業機械の圧抜き装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧抜き装置において、複数の前記メインポンプと前記油圧式方向制御弁との間に合流位置と非合流位置を持つ切換弁を備え、その切換弁に、前記メインポンプからの作動油供給路をタンクに連通させるタンク連通路を付加し、前記操作体によって圧抜きが指示された際に、前記切換弁を前記タンク連通位置に切り換える切換手段を有する油圧作業機械の圧抜き装置。
【請求項３】
請求項１記載の圧抜き装置において、複数のセンターバイパスライン上に設けられる前記油圧式方向制御弁及び開弁状態で前記メインポンプからの作動油をタンクに逃がすカット弁と、作動油を一方の前記センターバイパスラインのみへ導く第一の位置と双方の前記センターバイパスラインへ導く第二の位置を持つ走行直進弁と、前記操作体によって圧抜きが指示された際に、前記走行直進弁を前記第二の位置にして他方の前記センターバイパスライン上の前記カット弁を開く切換制御手段と、を備えてなる油圧作業機械の圧抜き装置。
【請求項４】
エンジンの始動によってメインポンプとパイロットポンプが駆動し、前記メインポンプから吐出される作動油は油圧式方向制御弁を介してアクチュエータに供給され、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット圧は前記油圧式方向制御弁の操作に供せられる油圧作業機械において、
圧抜きが指示された際に、前記メインポンプから吐出される作動油の供給路を前記油圧式方向制御弁の手前側でタンクと連通させて作動油の圧力を低下させ、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット圧で前記油圧式方向制御弁を操作し、閉じ込め圧が発生している油路を前記タンクと連通させて圧力を開放することを特徴とする油圧作業機械の圧抜き方法。
【請求項５】
前記メインポンプの吐出流量を低下させた状態で前記閉じ込め圧を開放する請求項４記載の油圧作業機械の圧抜き方法。
【請求項６】
前記エンジンの回転数を低下させた状態で前記閉じ込め圧を開放する請求項４または５に記載の油圧作業機械の圧抜き方法。
【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油圧作業機械において、アタッチメントの交換やメンテナンス時に配管内に閉じこもった圧力を開放することができる油圧作業機械の圧抜き装置及び圧抜き方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧によるパイロット圧で操作されるコントロールバルブを備えた油圧ショベルにおいては、例えばアタッチメントであるバケットをオプションとしての圧砕機に交換する場合があり、この際、アタッチメントが油圧管路から取り外される。このとき、油圧管路内には圧力が閉じ込められているため、アタッチメントを取り外すと圧力が一気に外部に開放され、作動油が噴出してしまう。
【０００３】
そこで、油圧管路内に閉じこもった圧力を抜くために、油圧ポンプから吐出される作動油をタンクに戻し圧力を開放する必要がある。具体的には、コントロールバルブのスプールを動かして圧抜き制御可能な油圧管路に切り換えるという作業が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コントロールバルブのスプールがパイロット圧で操作されるいわゆる油圧式コントロールバルブでは、そのパイロット圧の圧力源であるパイロットポンプを駆動させるためにエンジンを始動させなければならない。そこでエンジンを始動させると、パイロットポンプと連動してメインポンプが駆動するため、アタッチメントにつながっている油圧配管に作動油が流れてしまうことになる。従って、コントロールバルブのみを操作したい場合、すなわち、スプールのみタンク連通位置に切り換えて圧力開放を行いたい場合であっても、メインポンプから吐出される作動油によって回路圧が立ってしまい、圧力を開放させることができないという不都合がある。
【０００５】
そこで、コントロールバルブを操作するパイロット圧ラインに補助油圧源としてアキュムレータを付加し、エンジン停止後であってもそのアキュムレータに蓄積された油圧を用いてコントロールバルブのスプールをタンク連通位置に切り換えるように構成することもできるが、この場合、回路の構成が複雑になり、アキュムレータを付加することによるコストアップが避けられない。
【０００６】
本発明は以上のような従来の油圧回路における課題を考慮してなされたものであり、補助油圧源を備えることなく、コントロールバルブを操作可能にして管内に閉じこめられた圧力を開放することができる油圧作業機械の圧抜き装置及び圧抜き方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの始動によってメインポンプとパイロットポンプが駆動し、メインポンプから吐出される作動油は油圧式方向制御弁を介してアクチュエータに供給され、パイロットポンプから吐出されるパイロット圧は油圧式方向制御弁の操作に供せられる油圧作業機械において、圧抜きを指示する操作体と、その操作体によって圧抜きが指示された際に、油圧式方向制御弁へ導入するパイロット圧は確保しつつ、メインポンプから吐出される作動油の供給路を油圧式方向制御弁の手前側でタンクと連通させて作動油を低圧にする圧抜き手段と、を備えてなる油圧作業機械の圧抜き装置である。
【０００８】
本発明は、上記構成を有する圧抜き装置において、複数のメインポンプと油圧式方向制御弁との間に合流位置と非合流位置を持つ切換弁を備え、その切換弁に、メインポンプからの作動油供給路をタンクに連通させるタンク連通路を付加し、操作体によって圧抜きが指示された際に、切換弁をタンク連通位置に切り換える切換手段を有する油圧作業機械の圧抜き装置である。
【０００９】
本発明は、上記構成を有する圧抜き装置において、複数のセンターバイパスライン上に設けられる油圧式方向制御弁及び開弁状態でメインポンプからの作動油をタンクに逃がすカット弁と、作動油を一方のセンターバイパスラインのみへ導く第一の位置と双方のセンターバイパスラインへ導く第二の位置を持つ走行直進弁と、操作体によって圧抜きが指示された際に、走行直進弁を第二の位置にして他方のセンターバイパスライン上のカット弁を開く切換制御手段と、を備えてなる油圧作業機械の圧抜き装置である。
【００１０】
本発明の圧抜き方法は、エンジンの始動によってメインポンプとパイロットポンプが駆動し、メインポンプから吐出される作動油は油圧式方向制御弁を介してアクチュエータに供給され、パイロットポンプから吐出されるパイロット圧は油圧式方向制御弁の操作に供せられる油圧作業機械において、
圧抜きが指示された際に、メインポンプから吐出される作動油の供給路を油圧式方向制御弁の手前側でタンクと連通させて作動油の圧力を低下させ、パイロットポンプから吐出されるパイロット圧で油圧式方向制御弁を操作し、閉じ込め圧が発生している油路をタンクと連通させて圧力を開放することを要旨とする。
【００１１】
上記圧抜き方法においては、メインポンプの吐出流量を低下させた状態で閉じ込め圧を開放することが好ましい。また、エンジンの回転数を低下させた状態で閉じ込め圧を開放することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る油圧作業機械の圧抜き装置を油圧ショベルに適用した場合の第一の実施形態を示したものである。なお、本実施形態では、バケットシリンダを取り外してオプションとしての圧砕機を取り付けるにあたり、そのバケットシリンダ用の油圧管路に閉じ込められた圧力を開放する場合を例に取り説明する。
【００１４】
同図において、エンジン１によって第一のメインポンプ２、第二のメインポンプ３及びパイロットポンプ４がそれぞれ駆動する。
【００１５】
メインポンプ２，３から吐出される作動油は、走行直進弁５を介し図中左側のセンターバイパスラインＣＢ１上に配設された右走行モータ用コントロールバルブ６、バケットシリンダ用コントロールバルブ７、ブームシリンダ用コントロールバルブ８に供給されるとともに、図中右側のセンターバイパスラインＣＢ２上の配設された左走行モータ用コントロールバルブ９、旋回モータ用コントロールバルブ１０、アームシリンダ用コントロールバルブ１１に供給される。
【００１６】
圧抜き対象となるバケットシリンダ用コントロールバルブ７は、操作レバー１２を備えたリモコン弁１３から導出されるパイロット圧Ｐ１またはＰ２が、バケットシリンダ用コントロールバルブ７のいずれか一方のパイロットポートに作用することによって、中立位置イからロ位置またはハ位置に切り換わるようになっている。
【００１７】
ロ位置では、作動油がバケットシリンダ１４のヘッド側に供給されてロッドが伸長し、ロッド側作動油はタンク１５に戻される。これとは逆に、ハ位置では作動油がバケットシリンダ１４のロッド側に供給されてロッドが縮小され、ヘッド側作動油がタンク１５に戻される。なお、パイロット圧が作用しないときには、バケット用コントロールバルブ７の両側に配置されたばねの付勢力によってスプールは中立位置イに戻されるようになっている。
【００１８】
また、上記走行直進弁５は、通常、ニ位置とホ位置との間で切り換わるように構成されており、走行系とフロントアタッチメント，旋回系との連動中に一方のメインポンプ吐出油を左右の走行モータに等しく供給して走行直進性を保つようになっている。本実施形態ではその走行直進弁５に、タンク連通位置としてのヘ位置を第三の切換位置として追加している。
【００１９】
圧抜きを指示する操作体としての圧抜きスイッチ１９を押下すると、コントローラ１７は電磁比例弁１８の二次圧Ｐ５を例えば１５ｋｇ／ｃｍ２に設定することにより、走行直進弁５をヘ位置に切り換える。それにより、ポート５ｂ及び５ｃがそれぞれタンク１５と連通しメインポンプ２及び３から吐出される作動油がそれぞれタンク１５に戻される。
【００２０】
なお、上述した圧抜きスイッチ１９、コントローラ１７及び電磁比例弁１８は切換手段とみなすことができ、その切換手段と走行直進弁５は圧抜き手段とみなすことができる。
【００２１】
次に、上記構成を有する油圧回路の動作について説明する。
【００２２】
エンジン１を始動させると、第一のメインポンプ２、第二のメインポンプ３及びパイロットポンプ４がそれぞれ駆動し、第一のメインポンプ２から吐出される作動油はセンターバイパスラインＣＢ２側に流れ、第二のメインポンプ３から吐出される作動油は、センターバイパスラインＣＢ１側に流れ、さらに、パイロットポンプ４から導出される油圧Ｐ３は、リモコン弁１３及び電磁比例弁１８にそれぞれ供給される。
【００２３】
この状態で、圧抜きスイッチ１９を閉じると、二次圧Ｐ５が走行直進弁５のパイロットポート５ａに作用し、走行直進弁５はヘ位置に切り換わる。それにより第一のメインポンプ２及び第二のメインポンプ３から吐出される作動油はそれぞれポート５ｂ及び５ｃからタンク１５に流れる。従って、エンジン１の作動によりメインポンプ２が駆動されているにも拘らずセンターバイパスラインＣＢ１を流れる作動油が低圧となる。
【００２４】
一方、パイロットポンプ４から吐出される油圧Ｐ３については所定の圧力が確保されているため、圧抜き対象となるバケットシリンダ用コントロールバルブ７を操作することができる。すなわち、バケットシリンダ用コントロールバルブ７を中立位置イからハ位置に切り換え、バケットシリンダ１４の例えばヘッド側油路１４ｂに閉じ込められている圧力をタンク１５に逃がすことができる。
【００２５】
この状態で、バケットシリンダ１４を油圧管路１４ａ及び１４ｂから取り外しても管路内の圧力が既に開放されているため、作動油が噴出することがない。従ってオプションとしての圧砕機の装着を簡便に行うことができる。
【００２６】
また、上述した実施形態では、コントロールバルブ群のさらに上流側に位置している走行直進弁５に、タンク１５と連通し得るタンク連通路（ヘ位置）を内蔵しているため、回路内のいずれのアクチュエータに対して圧抜きを行う場合であっても、特別に切換弁を設けることなく、その走行直進弁５をヘ位置に切り換える操作のみでメインポンプ２，３から吐出される作動油の圧力を低下させることができる。
【００２７】
なお、センターバイパスラインＣＢ１におけるブームシリンダ用コントロールバルブ８の下流側には、常時開のカット弁２０が設けられている。このカット弁２０は開動作でタンク１５と連通し、また、閉動作でアーム合流弁２１に向けて作動油を流しアームシリンダ用コントロールバルブ１１に供給する作動油の流量を高めることができるようになっている。
【００２８】
一方、センターバイパスラインＣＢ２における旋回モータ用コントロールバルブ１０とアームシリンダ１１との間の管路から分岐してカット弁２２が設けられ、このカット弁２２は、開動作でタンク１５と連通し、また、閉動作でブーム合流弁２３に向けて作動油を流しブームシリンダ用コントロールバルブ８に供給する作動油の流量を高めることができるようになっている。
【００２９】
また、図２〜図４は本発明の圧抜き装置の他の実施形態を示したものである。同図においては、メンテナンス時にブームシリンダを取り外す場合を例に取り説明する。なお、同図において図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図２は、図１に示したタンク連通路を内蔵した走行直進弁５を必要とせず、従来の走行直進回路を利用してソフトウエア的に圧抜きを行うことができるようにしたものである。
【００３１】
この構成では、コントローラ１７に切換制御部１７ａが設けられている。この切換制御部１７ａは、圧抜きスイッチ１９が押下された際に、通常の合流制御時には閉動作するカット弁２０，２２を強制的に開動作させるようになっている。
【００３２】
なお、２５はブーム操作レバー、２６はリモコン弁であり、２７はそのブーム操作レバー２５によって操作されるブームシリンダである。
【００３３】
まず、圧抜きが行われない場合において、メインポンプ２及び３から吐出される作動油の流れを図３中に太線で示す。メインポンプ２から吐出される作動油は左走行モータ用コントロールバルブ９から旋回モータ用コントロールバルブ１０に流れるが、その下流側のカット弁２２は合流制御時に閉動作しているため、作動油はブーム合流弁２３に流れ、ブームシリンダ２７のヘッド側油圧配管２７ａと合流する。
【００３４】
一方、メインポンプ３から吐出される作動油については、走行直進弁５′から右走行モータ用コントロールバルブ６、バケットシリンダ用コントロールバルブ７の各センターバイパスを通してブームシリンダ用コントロールバルブ８に流れる。
【００３５】
このとき、ブーム操作レバー２５を操作してブームシリンダ用コントロールバルブ８を中立位置であるト位置からチ位置に切り換えると、ブームシリンダ用コントロールバルブ８のセンターバイパスがブロックされ、カット弁２０には作動油が流れなくなる。従って、この動作においてはメインポンプ２及び３から吐出される作動油はブームシリンダ用コントロールバルブ８の上流側でタンク１５に抜けることができず、回路圧が立ってしまうことになる。
【００３６】
これに対して、本発明では、図４に示すように、操作体としての圧抜きスイッチ１９の押下に基づいて電磁比例弁１８から出力される二次圧Ｐ４が走行直進弁５′のパイロットポート５ａに与えられる。それにより、走行直進弁５′がニ位置（第一の位置）からホ位置（第二の位置）に切り換えられメインポンプ２及び３から吐出される作動油が合流される。同時に、圧抜きスイッチ１９の押下に基づいて処理を開始する切換制御部１７ａが、カット弁２２を強制的に開いて圧抜きを行っている。
【００３７】
それにより、メインポンプ２及び３から吐出される作動油はそれぞれ走行直進弁５′にて合流し、左走行モータ用コントロールバルブ９及び旋回モータ用コントロールバルブ１０の各センターバイパスを通過し、カット弁２２を通してタンク１５に抜けることができる。なお、上記圧抜きスイッチ１９、切換制御部１７ａ及び電磁比例弁１８は切換制御手段とみなすことができ、その切換制御手段と走行直進弁５′及びカット弁２０，２２は圧抜き手段を構成する。
【００３８】
また、センターバイパスラインＣＢ２側に接続されているアクチュエータ、例えば旋回モータ用コントロールバルブ１０に接続されているアクチュエータを取り外す場合には、カット弁２２の開弁動作に代えてセンターバイパスラインＣＢ１側のカット弁２０を開くことにより圧抜きを行うことになる。
【００３９】
このように、上記第二の実施形態では、メインポンプ２、３から吐出される作動油は、センターバイパスラインＣＢ１に設けられているカット弁２０，センターバイパスラインＣＢ２に設けられているカット弁２２のいずれか一方を開弁動作させて作動油をタンク１５に戻しつつ、パイロットポンプ４から導出されるパイロット圧で圧抜き対象となる油圧式コントロールバルブを操作し、閉じ込め圧が発生している油圧管路をタンク１５に連通させて圧力を開放することができる。
【００４０】
なお、上記圧抜きを行う際にはメインポンプ２，３の吐出流量を低下させることが好ましく、加えて、エンジン１の回転数を低下させることが好ましい。
【００４１】
また、本発明の圧抜き手段は、上記第一の実施形態では既存の走行直進弁５に、タンク連通流路を内蔵する構成であったが、これに限らず、走行直進弁５の上流側にアンロード弁を設け作動油をタンクに戻すように構成することもできる。
【００４２】
また、本発明の油圧作業機械は、上記実施形態では油圧ショベルに適用したが、これに限らず、油圧クレーン、ブルドーザ等にも適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、補助油圧源を備えることなく、コントロールバルブを操作可能にして油圧管路内に閉じこめられた圧力を開放することができる。
【００４４】
また、請求項２の本発明によれば、メインポンプと油圧式方向制御弁との間に設けられている走行直進弁等の切換弁を利用して圧抜きを行うため、新たな弁を設けることなく圧抜きを行うことができるという長所を有する。
【００４５】
請求項３の本発明によれば、既存の回路を利用してソフトウエア的に圧抜きを行うことができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧抜き回路を油圧ショベルに適用した第一の実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】本発明に係る圧抜き回路を油圧ショベルに適用した第二の実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】図２に示す油圧回路について圧抜き動作を説明するための説明図である。
【図４】図２に示す油圧回路について圧抜き動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  第一のメインポンプ
３  第二のメインポンプ
４  パイロットポンプ
５  走行直進弁
７  バケット用コントロールバルブ
１５  作動油タンク
１６  切換スイッチ
１７  電磁切換弁
１９  圧抜きスイッチ
２０，２１  カット弁
【図１】
0003597708.tif 000002
【図２】
0003597708.tif 000003
【図３】
0003597708.tif 000004
【図４】
0003597708.tif 000005