(57)【要約】【課題】所望のタイミングで外部からの操作をロックすることが可能な建設機械を提供する。【解決手段】パイロット圧を変える油圧パイロットバルブ４０と、油圧パイロットバルブ４０の状態を変える駆動手段と、を備える。油圧パイロットバルブ４０は、バルブケース４２と、バルブケース４２内に設けられ、外部からの操作量に応じてストロークし、ストローク方向の位置に応じてパイロット圧を変えるスプール４４と、バルブケース４２内に設けられ、外部からの操作量に応じて、ストローク方向の一方向である所定方向に移動することで、スプール４４を所定方向に移動させるスプリング座４３と、所定方向におけるスプリング座４３の前方の制限位置に位置したときに、スプリング座４３に直接接触することで、スプリング座４３の所定方向への移動を制限することが可能なピストン５０と、を有する。駆動手段は、所定のタイミングで、ピストン５０を制限位置に位置させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット圧を変える油圧パイロットバルブと、
前記油圧パイロットバルブの状態を変える駆動手段と、
を備え、
前記油圧パイロットバルブは、
バルブケースと、
前記バルブケース内に設けられ、外部からの操作量に応じてストロークし、ストローク方向の位置に応じて前記パイロット圧を変えるスプールと、
前記バルブケース内に設けられ、前記外部からの操作量に応じて、前記ストローク方向の一方向である所定方向に移動することで、前記スプールを前記所定方向に移動させる移動部材と、
前記所定方向における前記移動部材の前方の制限位置に位置したときに、前記移動部材に直接接触することで、前記移動部材の前記所定方向への移動を制限することが可能な制限部材と、
を有し、
前記駆動手段は、所定のタイミングで、前記制限部材を前記制限位置に位置させることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記制限部材は、前記バルブケース内に設けられて、前記所定方向に沿って配置されるとともに前記移動部材に対向配置され、前記移動部材の方に移動可能なピストンであり、
前記バルブケースには、前記ピストンと前記バルブケースとの隙間に圧油を供給可能な流路が形成されており、
前記駆動手段は、前記所定のタイミングで、前記隙間に前記圧油を供給することで、前記ピストンを前記移動部材の方に移動させて、前記ピストンで前記移動部材を前記所定方向とは逆方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記油圧パイロットバルブは、前記移動部材と前記ピストンとの間に配置されたスプリングをさらに有することを特徴とする請求項２に記載の建設機械。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記建設機械を走行させる走行用パイロット圧を出力する走行用油圧パイロットバルブであり、
前記流路は、前記走行用油圧パイロットバルブの出力ポートにつながれていることを特徴とする請求項２又は３に記載の建設機械。
【請求項５】
前記所定のタイミングは、前記建設機械の走行時であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械。
【請求項６】
前記建設機械は、前記パイロット圧に基づいて動作されるアタッチメントをさらに有し、
前記所定のタイミングは、前記アタッチメントの動作を制限するタイミングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部からの操作量に応じてスプールをストロークさせ、スプールのストローク方向の位置に応じてパイロット圧を変える油圧パイロットバルブを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械における油圧回路には、油圧パイロットバルブが使用されている。油圧パイロットバルブは、バルブケース内に設けられたスプールをレバー操作によりストロークさせ、レバー操作量に応じてパイロット圧（２次圧）を変えるものである。このパイロット圧に基づいて、建設機械に設けられたショベル等のアタッチメントが動作される。
【０００３】
特許文献１には、バルブケース内に、スプールのストローク作動によってパイロット圧を発生するバルブ本体と、このバルブ本体のスプールに対抗する比例弁部とを組み込んだ油圧パイロットバルブが開示されている。外部から比例弁部のソレノイドに駆動信号を加えることにより、プランジャを反力バネ側にストローク移動させてスプールへの反力を強くし、パイロット圧を減圧させている。
【０００４】
また、特許文献２には、プッシュロッドの近傍に回動制限付与手段を着脱可能に設けた油圧操作装置が開示されている。回動制限付与手段で作業操作レバーの回動を設定角度から制限している。
【０００５】
また、特許文献３には、バルブケース内に、フロントバルブ本体に反力を付与するスプリングと、反力の増加方向にスプリングを押圧するシリンダ部材とを配置した作業機械の制御装置が開示されている。シリンダ部材を伸長させて、スプリングを押し縮めれば、フロントバルブ本体に与えられる反力が強くなり、フロント操作レバーの操作感が硬く（重く）なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２９００８号公報
【特許文献２】特開２０１７−９０８２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、アタッチメントのキャブへの干渉を回避したり、掘り過ぎ等の不要な作業を回避したりするために、建設機械が作動を自動的に停止する場合がある。この際に、表示器による表示や警告音によって、作動が停止されていることが運転者に報知される。しかし、騒音等で運転者が報知に気付かない場合がある。そこで、表示器による表示や警告音によらずに、作動が自動停止されていることを運転者に認識させるために、停止する方向への外部からの操作をロックすることが望まれる。
【０００８】
特許文献２では、所定方向への作業操作レバーの回動を常時制限している。しかし、それでは、外部からの操作を制限したくない場合に不便である。そこで、作動が自動停止された場合のように、所望のタイミングで外部からの操作をロックできることが望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、所望のタイミングで外部からの操作をロックすることが可能な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】
【００１０】
本発明は、パイロット圧を変える油圧パイロットバルブと、前記油圧パイロットバルブの状態を変える駆動手段と、を備え、前記油圧パイロットバルブは、バルブケースと、前記バルブケース内に設けられ、外部からの操作量に応じてストロークし、ストローク方向の位置に応じて前記パイロット圧を変えるスプールと、前記バルブケース内に設けられ、前記外部からの操作量に応じて、前記ストローク方向の一方向である所定方向に移動することで、前記スプールを前記所定方向に移動させる移動部材と、前記所定方向における前記移動部材の前方の制限位置に位置したときに、前記移動部材に直接接触することで、前記移動部材の前記所定方向への移動を制限することが可能な制限部材と、を有し、前記駆動手段は、所定のタイミングで、前記制限部材を前記制限位置に位置させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所定のタイミングで、制限部材を制限位置に位置させることで、移動部材の所定方向への移動を制限する。これにより、外部からスプールを所定方向に移動させることができなくなる。つまり、外部からスプールをストロークさせる操作がロックされる。よって、制限部材を所望のタイミングで制限位置に位置させることで、所望のタイミングで外部からの操作をロックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】建設機械を横から見た図である。
【図２】第１実施形態における油圧パイロットバルブの断面図である。
【図３】走行用油圧パイロットバルブの油圧回路図である。
【図４】第１実施形態におけるピストン移動後の油圧パイロットバルブの断面図である。
【図５】第２実施形態における油圧パイロットバルブの断面図である。
【図６】切替バルブの油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
（建設機械の構成）
第１実施形態の建設機械１は、図１に示すように、アタッチメント２０で作業を行う機械であり、例えばショベルである。建設機械１は、下部走行体１１と、上部旋回体１３と、アタッチメント２０と、シリンダ３０と、を備えている。
【００１５】
下部走行体１１は、建設機械１を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体１３は、下部走行体１１に旋回装置を介して旋回自在に取り付けられる。上部旋回体１３の前部には、キャブ（運転室）１４が設けられている。
【００１６】
アタッチメント２０は、上部旋回体１３に取り付けられる。アタッチメント２０は、ブーム２１と、アーム２３と、バケット２５と、を備える。ブーム２１は、上部旋回体１３に回転自在（起伏自在）に取り付けられる。アーム２３は、ブーム２１に回転自在に取り付けられる。バケット２５は、アーム２３に回転自在に取り付けられる。バケット２５は、作業対象（土砂など）の、掘削、ならし、すくい、などの作業を行う部分である。
【００１７】
シリンダ３０は、アタッチメント２０を作動させる。シリンダ３０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ３０は、ブームシリンダ３１と、アームシリンダ３３と、バケットシリンダ３５と、を備える。
【００１８】
ブームシリンダ３１は、上部旋回体１３に対してブーム２１を回転駆動させる。ブームシリンダ３１の基端部は、上部旋回体１３に回転自在に取り付けられる。ブームシリンダ３１の先端部は、ブーム２１に回転自在に取り付けられる。
【００１９】
アームシリンダ３３は、ブーム２１に対してアーム２３を回転駆動させる。アームシリンダ３３の基端部は、ブーム２１に回転自在に取り付けられる。アームシリンダ３３の先端部は、アーム２３に回転自在に取り付けられる。
【００２０】
バケットシリンダ３５は、アーム２３に対してバケット２５を回転駆動させる。バケットシリンダ３５の基端部は、アーム２３に回転自在に取り付けられる。バケットシリンダ３５の先端部は、バケット２５に回転自在に取り付けられたリンク部材に、回転自在に取り付けられる。
【００２１】
（油圧パイロットバルブの構成）
建設機械１は、油圧パイロットバルブを備えている。油圧パイロットバルブは、外部からの操作量に応じてスプールをストロークさせ、スプールのストローク方向の位置に応じてパイロット圧を変えるものである。このパイロット圧により、図示しないコントロールバルブが切り換わり作動することで、アタッチメント２０の作動が制御される。
【００２２】
油圧パイロットバルブ４０は、断面図である図２に示すように、バルブケース４２と、スプリング座（移動部材）４３と、スプール４４と、を有している。
【００２３】
バルブケース４２の図中中央の上部には、レバー取付部４５が図中左右方向に回動可能に取り付けられている。このレバー取付部４５には、図示しないレバーが取り付けられている。レバー取付部４５の周囲には、カム板４６が固定されている。
【００２４】
スプリング座４３は、円盤状であって、バルブケース４２の内部に配置されている。スプリング座４３の中央には、スプール４４が挿通されている。スプリング座４３の図中上方には、プッシュロッド４７が配置されている。このプッシュロッド４７は、レバーが回動された際に、その操作量に応じた高さだけ、カム板４６により図中下方向に押し下げられる。プッシュロッド４７が押し下げられると、スプリング座４３は、プッシュロッド４７により押し下げられて、図示する原点位置から図中下方向（所定方向）に移動する。スプリング座４３の移動方向である下方向は、スプール４４のストローク方向の一方向である。
【００２５】
スプール４４は、バルブケース４２の内部に設けられて、図中上下方向に沿って配置されている。スプール４４の上部４４ａは、スプリング座４３を挿通する部分よりも大径であって、上方からスプリング座４３に当接している。
【００２６】
スプール４４とスプリング座４３との間には、スプリング４８が設けられている。スプリング座４３が下方に移動すると、スプール４４はスプリング４８に押されて図示する原点位置から図中下方向（所定方向）に移動する。
【００２７】
スプール４４が下方に移動すると、バルブケース４２の下部の入力ポート５１から供給される１次圧の一部が、図示しない出力ポートから２次圧（パイロット圧）として出力される。２次圧は、スプール４４の位置に応じて変化する。
【００２８】
バルブケース４２とスプリング座４３との間には、スプリング４９が設けられている。レバーが操作されなくなると、下方に移動していたスプリング座４３が、スプリング４９の付勢力によって押し上げられ、原点位置に戻る。その際に、スプール４４の上部４４ａがスプリング座４３により押し上げられることで、スプール４４が原点位置に戻る。このように、スプール４４は、外部からの操作量に応じてストロークされる。
【００２９】
（ピストン）
また、油圧パイロットバルブ４０は、ピストン（制限部材）５０を有している。ピストン５０は、バルブケース４２内に設けられている。ピストン５０は、図中下方向（所定方向）に沿って配置されるとともに、スプリング座４３に対向配置されている。また、ピストン５０は、図示する制限解除位置からスプリング座４３の方に移動可能である。
【００３０】
ピストン５０は、制限解除位置からスプリング座４３の方に移動して、スプリング座４３の下方（所定方向におけるスプリング座４３の前方）の制限位置に位置したときに（図４参照）、スプリング座４３に直接接触することで、スプリング座４３の下方向への移動を制限することが可能である。
【００３１】
ピストン５０とバルブケース４２との間には、隙間４２ａが形成されている。バルブケース４２には、この隙間４２ａに圧油を供給可能な流路４２ｂが形成されている。
【００３２】
（走行用油圧パイロットバルブ）
また、走行用油圧パイロットバルブ６０の油圧回路図である図３に示すように、建設機械１は、走行用油圧パイロットバルブ（駆動手段）６０を有している。走行用油圧パイロットバルブ６０は、建設機械１の走行時に、建設機械１を走行させる走行用パイロット圧を出力する。走行用パイロット圧は、コントロールバルブ７０の切り替えに使用される。また、油圧パイロットバルブ４０の流路４２ｂは、走行用油圧パイロットバルブ６０の出力ポートにつながれている。
【００３３】
走行用油圧パイロットバルブ６０は、油圧パイロットバルブ４０の状態を変える。具体的には、走行用油圧パイロットバルブ６０は、所定のタイミングで、スプリング座４３の下方の制限位置にピストン５０を位置させる。より具体的には、走行用油圧パイロットバルブ６０は、所定のタイミングで、隙間４２ａに圧油を供給することで、ピストン５０をスプリング座４３の方に移動させて、ピストン５０でスプリング座４３を上方向（所定方向とは逆方向）に付勢する。
【００３４】
本実施形態において、所定のタイミングは、建設機械１の走行時である。本実施形態では、建設機械１の走行時に、走行用油圧パイロットバルブ６０が出力する圧油が、流路４２ｂに供給される。これにより、断面図である図４に示すように、ピストン５０が制限解除位置から制限位置に移動して、スプリング座４３を図中上方向に付勢する。その結果、建設機械１の走行時に、図中下方向（所定方向）へのスプリング座４３の移動が制限される。これにより、外部からスプール４４を下方向に移動させることができなくなる。このとき、スプリング座４３はバルブケース４２に押し付けられるため、外部からスプール４４を上方向に移動させることもできなくなる。つまり、外部からスプール４４をストロークさせる操作がロックされる。なお、図４においては、図中右側のピストン５０が制限位置に移動している。
【００３５】
このように、建設機械１の走行時という所望のタイミングで、ピストン５０を制限位置に位置させることで、所望のタイミングで外部からの操作をロックすることができる。よって、建設機械１の走行中に、振動でレバー等の操作部が誤動作して、スプール４４が動くのを抑制することができる。
【００３６】
なお、図３に示すように、走行用油圧パイロットバルブ６０と油圧パイロットバルブ４０との間には、切替バルブ８０が設けられている。この切替バルブ８０は、走行用油圧パイロットバルブ６０と流路４２ｂとを連通させる状態（図中の左位置）と、走行用油圧パイロットバルブ６０と流路４２ｂとを連通させない状態（図中の右位置）とを切り替える。よって、走行中にアタッチメント２０を動かしたい（外部からの操作をロックしたくない）場合に、切替バルブ８０を図中の右位置に切り替え、走行用油圧パイロットバルブ６０から出力された圧油を流路４２ｂに導かないようにすることで、走行中にアタッチメント２０を通常通りに動かすことができる。
【００３７】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る建設機械１によれば、所定のタイミングで、ピストン５０を制限位置に位置させることで、スプリング座４３の下方向への移動を制限する。これにより、外部からスプール４４を下方向に移動させることができなくなる。つまり、外部からスプール４４をストロークさせる操作がロックされる。よって、ピストン５０を所望のタイミングで制限位置に位置させることで、所望のタイミングで外部からの操作をロックすることができる。
【００３８】
また、所定のタイミングで、ピストン５０とバルブケース４２との隙間４２ａに圧油を供給する。これにより、ピストン５０がスプリング座４３の方に移動して、スプリング座４３を上方向に付勢する。その結果、スプリング座４３の下方向への移動を好適に制限することができる。
【００３９】
また、建設機械１の走行時に、走行用油圧パイロットバルブ６０が出力する圧油を、流路４２ｂを介してピストン５０とバルブケース４２との隙間４２ａに供給する。これにより、建設機械１の走行時に、外部からの操作をロックすることができる。よって、建設機械１の走行中に、振動でレバー等の操作部が誤動作して、スプール４４が動くのを抑制することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の建設機械について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。
【００４１】
（油圧パイロットバルブの構成）
本実施形態の建設機械１０１が有する油圧パイロットバルブ１４０は、断面図である図５に示すように、第１実施形態の構成に加えて、スプリング座４３とピストン５０との間に配置されたピストン復帰スプリング（スプリング）５２をさらに有している。
【００４２】
第１実施形態においては、スプリング座４３の方に移動したピストン５０は、スプリング座４３の移動制限が解除された後に、スプリング座４３に押し下げられることで、制限解除位置に復帰する。これに対して、本実施形態では、スプリング座４３の方に移動したピストン５０は、スプリング座４３の移動制限が解除された後に、ピストン復帰スプリング５２の付勢力によって、制限解除位置に復帰する。
【００４３】
（切替バルブ）
また、本実施形態において、所定のタイミングは、パイロット圧に基づいて動作されるアタッチメント２０の動作を制限するタイミングである。本実施形態では、アタッチメント２０の動作を制限するタイミングで、ピストン５０とバルブケース４２との隙間４２ａに圧油が供給される。ここで、アタッチメント２０の動作を制限するタイミングとは、アタッチメント２０がキャブ１４に干渉するのを回避したり、掘り過ぎ等の不要な作業を回避したりするタイミングである。
【００４４】
切替バルブ９０の油圧回路図である図６に示すように、ポンプ（駆動手段）Ｐと油圧パイロットバルブ４０との間には、切替バルブ９０が設けられている。この切替バルブ９０は、通常時は、流路４２ｂとタンクＴとを連通させている。図示しないコントローラは、アタッチメント２０の動作を制限するタイミングで、切替バルブ９０に信号を出力する。切替バルブ９０は、コントローラから信号を受信すると、ポンプＰと流路４２ｂとを連通させる。これにより、ピストン５０とバルブケース４２との隙間４２ａに圧油が供給され、ピストン５０が制限位置に移動し、外部からの操作がロックされる。これにより、アタッチメント２０の動作が制限される。
【００４５】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る建設機械１０１によると、スプリング座４３とピストン５０との間にピストン復帰スプリング５２を配置する。これにより、スプリング座４３の方に移動したピストン５０を、ピストン復帰スプリング５２の付勢力で、元の位置に復帰させることができる。
【００４６】
また、アタッチメント２０の動作を制限するタイミングで、ピストン５０とバルブケース４２との隙間４２ａに圧油を供給する。建設機械１においては、アタッチメント２０がキャブ１４に干渉するのを回避したり、掘り過ぎ等の不要な作業を回避したりするために、アタッチメント２０の動作が制限される場合がある。このような場合に、外部からの操作をロックすることで、アタッチメント２０の動作を好適に制限することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、ピストン５０を移動させる動力は、油圧に限定されず、水圧や空気圧であってもよい。また、ボールねじや電磁力によってピストン５０を移動させる構成であってもよい。
【００４９】
また、スプリング座４３の移動を制限する制限部材は、ピストン５０に限定されず、図２の左右方向に進退するピンの先端部をスプリング座４３の下端に当接させることで、スプリング座４３の下方への移動を制限する構成であってもよい。
【００５０】
また、外部からの操作をロックするタイミングは、建設機械１の走行時やアタッチメント２０の動作を制限するタイミングに限定されない。独立した油圧源からの圧油を、所望のタイミングでピストン５０とバルブケース４２との隙間４２ａに供給することで、どのようなタイミングでも外部からの操作をロックすることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１０１  建設機械
１１  下部走行体
１３  上部旋回体
１４  キャブ
２０  アタッチメント
２１  ブーム
２３  アーム
２５  バケット
３０  シリンダ
３１  ブームシリンダ
３２  アームシリンダ
３５  バケットシリンダ
４０，１４０  油圧パイロットバルブ
４２  バルブケース
４２ａ  隙間
４２ｂ  流路
４３  スプリング座（移動部材）
４４  スプール
４５  レバー取付部
４６  カム板
４７  プッシュロッド
４８  スプリング
４９  スプリング
５０  ピストン（制限部材）
５１  入力ポート
５２  ピストン復帰スプリング（スプリング）
６０  走行用油圧パイロットバルブ（駆動手段）
７０  コントロールバルブ
８０  切替バルブ
９０  切替バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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