(57)【要約】      （修正有）【課題】建設機械の旋回又は走行モータを急停止させたときに吸込側が負圧となった場合、駆動用回路の戻り油を有効利用してキャビテーションの発生を防止する。【解決手段】旋回又は走行モータ５５へ圧油を給排する駆動用回路５３，５４間にメイクアップ回路５９を備えた建設機械の油圧回路において、前記駆動用回路５３，５４間を新たな連通回路２０にて接続し、該連通回路２０の途中に常閉形の開閉弁３０を介装するとともに、該開閉弁３０を開放位置（チ）に切り換えるパイロットポート３１に切換弁４０の二次側ポート４１を接続し、さらに、該切換弁４０の一次側ポート４２に油圧源６８とタンク６０を接続し、前記切換弁４０は、旋回又は走行用リモコン弁５２の操作があったときは該切換弁４０をタンク位置（ヌ）に切り換えて、前記開閉弁３０のパイロット圧をタンク６０に逃がして該開閉弁３０を閉止位置（ト）にするように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回又は走行モータへ圧油を給排する駆動用回路間にメイクアップ回路を備えた建設機械の油圧回路において、
前記駆動用回路間を新たな連通回路にて接続し、該連通回路の途中に常閉形の開閉弁を介装するとともに、該開閉弁を開放位置に切り換えるパイロットポートに切換弁の二次側ポートを接続し、さらに、該切換弁の一次側ポートに油圧源とタンクを接続し、
前記切換弁は、旋回又は走行用リモコン弁の操作がないときは油圧源位置にあって、油圧源のパイロット圧を前記開閉弁のパイロットポートへ導出して該開閉弁を開放位置にし、旋回又は走行用リモコン弁の操作があったときは該切換弁をタンク位置に切り換えて、前記開閉弁のパイロット圧をタンクに逃がして該開閉弁を閉止位置にするように構成したことを特徴とする建設機械のキャビテーション防止回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械のキャビテーション防止回路に関するものであり、特に、旋回又は走行モータへ圧油を給排する駆動用回路間にメイクアップ回路を備え、旋回又は走行モータを急停止させたときに吸込側が負圧となってキャビテーションが発生するのを防止する油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルなどの建設機械では、旋回又は走行用リモコン弁の操作により旋回又は走行モータが駆動され、該旋回又は走行モータの回転によって旋回又は走行が可能となる。旋回又は走行を停止する場合は、旋回又は走行用リモコン弁を中立位置に戻して駆動用回路を遮断するが、旋回の場合は上部旋回体の慣性力で旋回モータが回転し続けようとし、また、走行の場合、特に、坂道を降坂する場合は降坂方向の慣性力により走行モータが慣性回転する。その結果、旋回モータの吸込側回路が負圧となってキャビテーションが発生し、気泡の発生および炸裂により旋回又は走行モータなどの油圧機器が損傷するという問題がある。
【０００３】
従来、旋回又は走行モータを急停止させたときのキャビテーション発生を防止する油圧回路としては、図５に示すような油圧回路が一般的である。油圧ポンプ５０の吐出回路は旋回又は走行用の方向制御弁５１に接続され、旋回又は走行用リモコン弁５２の操作によってパイロット回路５２ａまたは５２ｂにパイロット圧が導出され、方向制御弁５１が中立位置（イ）から旋回又は走行位置（ロ）または（ハ）の何れかの位置に切り換わったときに、油圧ポンプ５０から吐出された圧油が駆動用回路５３または５４へ供給されて、旋回又は走行モータ５５が回転する。駆動用回路５３，５４にはカウンタバランス弁５６が設けられ、逆向きに配置されたチェック弁５７，５８とメイクアップ回路５９が接続されている。メイクアップ回路５９にはタンク６０への逆流を防止するチェック弁６１が設けられている。また、駆動用回路５３，５４にはそれぞれ方向制御弁５１への逆流を防止するチェック弁６２，６３が設けられ、さらに、駆動用回路５３，５４間は、逆向きに配置されたチェック弁６４，６５とクロスリリーフ弁６６，６７とを介して接続されている。なお、符号６８は、旋回又は走行用リモコン弁５２の油圧源である。
【０００４】
いま、旋回又は走行用リモコン弁５２を何れか一方へ操作した場合は、パイロット回路５２ａ，５２ｂの何れかにパイロット圧が発生し、方向制御弁５１のパイロットポート５１ａまたは５１ｂにパイロット圧がかかり、方向制御弁５１が中立位置（イ）から旋回又は走行位置（ロ）または（ハ）に切り換わる。例えば、右旋回又は前進位置（ロ）に切り換わった場合、油圧ポンプ５０から吐出された圧油が方向制御弁５１の右旋回又は前進位置（ロ）を通って一方の駆動用回路５３に導出され、カウンタバランス弁５６が中立位置（ニ）から左側位置（ヘ）に切り換わる。駆動用回路５３に導出された圧油は、チェック弁６２を通過して旋回又は走行モータ５５に供給され、旋回又は走行モータ５５が何れか一方向へ回転する。旋回又は走行モータ５５を通過した圧油は他方の駆動用回路５４に排出され、他方の駆動用回路５４にチェック弁６３が設けられているので、カウンタバランス弁５６の左側位置（ヘ）を通過し、メイクアップ回路５９のチェック弁６１にブロックされて、チェック弁５８および方向制御弁５１の右旋回又は前進位置（ロ）からタンク６０へ戻る。
【０００５】
ここで、回転している旋回又は走行モータ５５を停止すべく、旋回又は走行用リモコン弁５２を操作位置から中立位置に戻した場合は、方向制御弁５１が右旋回又は前進位置（ロ）から中立位置（イ）に切り換わり、駆動用回路５３，５４への圧油の給排が遮断されるので、前記一方の駆動用回路５３の圧力が低下して、カウンタバランス弁５６は左側位置（ヘ）から中立位置（ニ）に切り換わり、他方の駆動用回路５４からの戻り油はカウンタバランス弁５６およびチェック弁６３でブロックされる。
【０００６】
しかし、駆動用回路５３，５４への圧油の給排が遮断された後も、上部旋回体の慣性力又は走行の降坂方向の慣性力で旋回又は走行モータ５５は回転し続けようとするため、吸込側の駆動用回路５３が低圧となってキャビテーションを発生しようとするが、ブロックされている排出側の駆動用回路５４が設定圧よりも高圧になるとクロスリリーフ弁６７が開き、駆動用回路５４からの戻り油がクロスリリーフ弁６７およびチェック弁６４を介して吸込側の駆動用回路５３へ流入する。また、メイクアップ回路５９からチェック弁６１，５７を介して吸込側の駆動用回路５３へ圧油が補充される。このようにして、旋回又は走行モータ５５のキャビテーションの発生が防止される。
【０００７】
また、特許文献１では、油圧ポンプの吐出油が旋回用方向制御弁を介して旋回モータの駆動用回路へ給排されるとともに、駆動回路間にそれぞれの駆動回路方向へ吸込可能な吸込弁を配置した吸込回路を接続し、油圧ポンプの吐出油を分岐してアンロード弁から吸込回路へ導出させ、吸込弁を介して旋回モータの駆動用回路へ流入させるとともに、アンロード弁で減圧された圧力でリフトチェック弁を一定に制御し、アンロード弁とリフトチェック弁との間で発生する圧力を駆動用回路へ背圧として加えるように構成したものが知られている。
【特許文献１】特開平１０−１６８９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５に示す従来のキャビテーション防止回路は、旋回又は走行モータを急停止させたときに、排出側の戻り油をクロスリリーフ弁を介して吸込側へ流入させるとともに、メイクアップ回路から圧油を補充してキャビテーションの発生を防止する。しかし、これだけではキャビテーションの発生を防止できない場合がある。
【０００９】
また、特許文献１記載の発明は、旋回モータの停止時に方向制御弁が中立位置になって駆動用回路が遮断されたときに、油圧ポンプからの吐出油を駆動用回路へ流入させるとともに、アンロード弁とリフトチェック弁との間で発生する圧力を駆動用回路へ背圧として加えるようしたので、駆動用回路が負圧とならないように制御される。
【００１０】
しかし、油圧ポンプの吐出油を駆動用回路へ供給するため、メイクアップ回路を大きくする必要があり、コストアップの要因となる。もし、駆動用回路の戻り油を有効利用することができれば、省エネを図りつつキャビテーション防止対策を効率的に行うことができる。
【００１１】
そこで、建設機械の旋回又は走行モータを急停止させたときに吸込側が負圧となった場合、駆動用回路の戻り油を有効利用してキャビテーションの発生を防止するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、旋回又は走行モータへ圧油を給排する駆動用回路間にメイクアップ回路を備えた建設機械の油圧回路において、前記駆動用回路間を新たな連通回路にて接続し、該連通回路の途中に常閉形の開閉弁を介装するとともに、該開閉弁を開放位置に切り換えるパイロットポートに切換弁の二次側ポートを接続し、さらに、該切換弁の一次側ポートに油圧源とタンクを接続し、前記切換弁は、旋回又は走行用リモコン弁の操作がないときは油圧源位置にあって、油圧源のパイロット圧を前記開閉弁のパイロットポートへ導出して該開閉弁を開放位置にし、旋回又は走行用リモコン弁の操作があったときは該切換弁をタンク位置に切り換えて、前記開閉弁のパイロット圧をタンクに逃がして該開閉弁を閉止位置にするように構成したことを特徴とする建設機械のキャビテーション防止回路を提供する。
【００１３】
この構成によれば、旋回又は走行モータへ圧油を給排する駆動用回路間に、新たな連通回路を接続して常閉形の開閉弁を介装してあり、機械の運転が停止して油圧ポンプが駆動されていない状態では、該開閉弁によって駆動用回路間の連通回路は遮断されている。機械の運転が開始されて油圧ポンプが駆動されると、旋回又は走行用リモコン弁が操作されていない状態では、切換弁が油圧源位置にあるため、油圧源のパイロット圧が切換弁の油圧源位置を通って前記開閉弁のパイロットポートに導出され、該開閉弁が開放位置に切り換わる。
【００１４】
旋回又は走行用リモコン弁の操作があったときは、油圧源のパイロット圧が旋回又は走行用の方向制御弁のパイロットポートへ導出され、該方向制御弁が旋回又は走行位置に切り換わる。これと同時に、油圧源のパイロット圧により前記切換弁がタンク位置に切り換わり、前記開閉弁のパイロット圧がタンクに戻されるため、前記開閉弁が閉止位置に復帰して駆動用回路間の連通回路は遮断される。したがって、油圧ポンプから吐出された圧油が方向制御弁を通って一方の駆動用回路に導出され、この圧油が旋回又は走行モータに供給されて旋回又は走行モータが何れかの方向へ回転する。旋回又は走行モータを通過した圧油は他方の駆動用回路に排出され、この圧油は方向制御弁を通ってタンクへ戻る。
【００１５】
旋回又は走行用リモコン弁を旋回又は走行操作位置から中立位置に戻したときは、油圧源のパイロット圧が旋回又は走行用の方向制御弁のパイロットポートに導出されなくなり、該方向制御弁が中立位置に切り換わって油圧ポンプと駆動用回路が遮断され、旋回又は走行モータへ圧油が供給されなくなる。これと同時に、油圧源のパイロット圧が前記切換弁に作用しないので該切換弁が油圧源位置に戻り、油圧源のパイロット圧が切換弁の油圧源位置を通って前記開閉弁のパイロットポートに導出され、該開閉弁が開放位置に切り換わる。
【００１６】
油圧ポンプから圧油が供給されなくなっても、機械の慣性によって旋回又は走行モータはしばらく回転を続けようとするため、吸込側の駆動用回路が低圧となってキャビテーションを発生させようとするが、従来のメイクアップ回路から吸込側の駆動用回路への圧油の補充だけではなく、前記開閉弁の開放により駆動用回路間が連通するため、吸込側と排出側の圧力差が瞬時に解消されて、キャビテーションの発生が確実に防止される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明は、駆動用回路間に開閉弁を介装した連通回路を接続し、旋回又は走行用リモコン弁の操作に連動する切換弁により、前記開閉弁を開閉させて駆動用回路間を連通または遮断するように構成したので、旋回又は走行用リモコン弁を旋回又は走行操作位置から中立位置に戻したときは、前記開閉弁が開放されて駆動用回路間が連通し、吸込側と排出側の圧力差が瞬時に解消される。したがって、従来のメイクアップ回路からの圧油の補充と相俟って、キャビテーションの発生が確実に防止される。
【００１８】
このように、駆動用回路の戻り油を有効利用することにより、省エネを図りつつキャビテーション防止対策を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る建設機械のキャビテーション防止回路について、好適な実施例をあげて説明する。建設機械の旋回又は走行モータを急停止させたときに吸込側が負圧となった場合、駆動用回路の戻り油を有効利用してキャビテーションの発生を防止するという目的を達成するために、本発明は、旋回又は走行モータへ圧油を給排する駆動用回路間にメイクアップ回路を備えた建設機械の油圧回路において、前記駆動用回路間を新たな連通回路にて接続し、該連通回路の途中に常閉形の開閉弁を介装するとともに、該開閉弁を開放位置に切り換えるパイロットポートに切換弁の二次側ポートを接続し、さらに、該切換弁の一次側ポートに油圧源とタンクを接続し、前記切換弁は、旋回又は走行用リモコン弁の操作がないときは油圧源位置にあって、油圧源のパイロット圧を前記開閉弁のパイロットポートへ導出して該開閉弁を開放位置にし、旋回又は走行用リモコン弁の操作があったときは該切換弁をタンク位置に切り換えて、前記開閉弁のパイロット圧をタンクに逃がして該開閉弁を閉止位置にするように構成したことにより実現した。
【実施例１】
【００２０】
図１は建設機械の一例として油圧ショベル１０を示し、下部走行体１１の上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３にはその前方一側部にキャブ１４が設けられ、且つ、前方中央部にブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。更に、ブーム１５の先端にアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、該アーム１６の先端にバケット１７が取り付けられている。
【００２１】
図２はキャビテーション防止回路を示し、図５に示す従来の回路と同一構成部分には同一符号を使用し、重複説明は省略するものとする。図５に示す従来の回路と異なる箇所は、旋回又は走行モータ５５の駆動用回路５３，５４間を新たな連通回路２０にて接続し、該連通回路２０の途中に常閉形の開閉弁３０を介装するとともに、該開閉弁３０のパイロットポート３１に切換弁４０の二次側ポート４１を接続してある。
【００２２】
前記開閉弁３０は閉止位置（ト）と開放位置（チ）を有し、閉止位置（ト）にはチェック弁が逆向きに配置されて、どちらの方向からも圧油が通過できないようにしてある。そして、ばね３２の付勢により、通常時は閉止位置（ト）にあって連通回路２０を遮断し、パイロットポート３１に所定のパイロット圧がかかったときに、開放位置（チ）に切り換わって連通回路２０を開放し、駆動用回路５３，５４を連通するように形成されている。なお、図示は省略するが、前記閉止位置（ト）はチェック弁を逆向きに配置する構成に限定されず、圧油が通過できないように単に遮断状態に形成してもよい。
【００２３】
前記切換弁４０は油圧源位置（リ）とタンク位置（ヌ）を有し、該切換弁４０の二次側ポート４１は前述した開閉弁３０のパイロットポート３１に常時接続され、一次側ポート４２はタンク６０と油圧源６８が選択的に接続される。また、前記旋回又は走行用リモコン弁５２のパイロット回路５２ａ，５２ｂ間にシャトル弁４９を介装し、該シャトル弁４９の出口ポートを前記切換弁４０のパイロットポート４３に接続してある。
【００２４】
そして、前記切換弁４０は、ばね４４の付勢により、通常時は油圧源位置（リ）にあって一次側ポート４２を油圧源６８に接続し、該油圧源６８からのパイロット圧を前記開閉弁３０のパイロットポート３１に導出させる。一方、前記シャトル弁４９が旋回又は走行用リモコン弁５２のパイロット回路５２ａ，５２ｂの何れかのパイロット圧を高圧選択して、切換弁４０のパイロットポート４３に所定のパイロット圧がかかったときは、該切換弁４０がタンク位置（ヌ）に切り換わって、一次側ポート４２をタンク６０に接続し、前記開閉弁３０のパイロットポート３１にかかるパイロット圧をタンク６０に戻すように形成されている。
【００２５】
次に、本発明のキャビテーション防止回路の動作を説明する。油圧ショベル１０の運転が停止して油圧ポンプ５０が駆動されていない状態では、図２に示すように、切換弁４０のパイロットポート４３にはパイロット回路５２ａ，５２ｂからのパイロット圧が導出されないので、該切換弁４０は油圧源位置（リ）にある。この状態では、切換弁４０の一次側ポート４２は油圧源６８に接続されているものの、油圧源６８から圧油が供給されていないので、開閉弁３０のパイロットポート３１にはパイロット圧が導出されず、該開閉弁３０は閉止位置（ト）を保持するため、駆動用回路５３，５４間の連通回路２０は遮断されている。
【００２６】
なお、この運転停止状態では、駆動用回路５３，５４間の回路が何れも遮断されているので、駆動用回路５３，５４間で圧油が流出入することはなく、旋回又は走行モータ５５が空転して上部旋回体１３が不慮旋回動作をし、又は、油圧ショベル１０が逸走することはない。
【００２７】
油圧ショベル１０の運転が開始されて油圧ポンプ５０が駆動されると、図３に示すように、旋回又は走行用リモコン弁５２が操作されていない状態では、切換弁４０が油圧源位置（リ）にあるため、油圧源６８のパイロット圧が切換弁４０の油圧源位置（リ）を通って前記開閉弁３０のパイロットポート３１に導出され、該開閉弁３０が開放位置（チ）に切り換わる。したがって、前記連通回路２０が開放され、駆動用回路５３，５４間が連通状態となる。
【００２８】
上部旋回体１３を旋回させ、又は、油圧ショベル１０を走行させるべく、旋回又は走行用リモコン弁５２の操作があったときは、油圧源６８からパイロット回路５２ａ，５２ｂの何れかにパイロット圧が発生し、該パイロット圧が旋回又は走行用の方向制御弁５１のパイロットポート５１ａ，５１ｂの何れかへ導出され、該方向制御弁５１が旋回又は走行位置（ロ）または（ハ）に切り換わる。
【００２９】
例えば、図４に示すように、旋回又は走行用リモコン弁５２を右旋回又は前進操作した場合は、パイロット回路５２ｂにパイロット圧が発生して方向制御弁５１のパイロットポート５１ａに導出され、方向制御弁５１が右旋回又は前進位置（ロ）に切り換わる。これと同時に、パイロット回路５２ｂのパイロット圧をシャトル弁４９が高圧選択し、切換弁４０のパイロットポート４３に所定のパイロット圧が導出されて、該切換弁４０がタンク位置（ヌ）に切り換わり、前記開閉弁３０のパイロットポート３１にかかるパイロット圧がタンク６０に戻るため、該開閉弁３０はばね３２の付勢で閉止位置（ト）に切り換わる。
【００３０】
そして、油圧ポンプ５０から吐出された圧油が方向制御弁５１の右旋回又は前進位置（ロ）を通って一方の駆動用回路５３に導出され、カウンタバランス弁５６が左側位置（ヘ）に切り換わる。駆動用回路５３に導出された圧油は、チェック弁６２を通過して旋回又は走行モータ５５に供給され、旋回又は走行モータ５５が右方向へ回転する。旋回又は走行モータ５５を通過した圧油は他方の駆動用回路５４に排出され、他方の駆動用回路５４にチェック弁６３が設けられているので、カウンタバランス弁５６の左側位置（ヘ）を通過し、メイクアップ回路５９のチェック弁６１にブロックされて、チェック弁５８および方向制御弁５１の右旋回又は前進位置（ロ）からタンク６０へ戻る。この状態では、開閉弁３０が閉止位置（ト）で連通回路２０を遮断しているので、駆動用回路５３，５４間で圧油が流出入することはない。
【００３１】
ここで、回転している旋回又は走行モータ５５を停止すべく、旋回又は走行用リモコン弁５２を右旋回又は前進操作位置から中立位置に戻したときは、図３に示すように、油圧源６８のパイロット圧が前記方向制御弁５１のパイロットポート５１ａに導出されなくなり、該方向制御弁５１が中立位置（イ）に切り換わり、油圧ポンプ５０と駆動用回路５３，５４が遮断される。これと同時に、油圧源６８のパイロット圧が切換弁４０のパイロットポート４３に作用しなくなるので、該切換弁４０がばね４４の付勢で油圧源位置（リ）に戻り、油圧源６８のパイロット圧が切換弁４０の油圧源位置（リ）を通って前記開閉弁３０のパイロットポート３１に導出され、該開閉弁３０が開放位置（チ）に切り換わる。
【００３２】
油圧ポンプ５０から圧油が供給されなくなっても、上部旋回体１３の慣性力、又は、坂道を降坂する場合の降坂方向の慣性力によって旋回又は走行モータ５５はしばらく回転を続けようとするため、吸込側の駆動用回路５３が低圧となり、カウンタバランス弁５６も中立位置（ニ）に戻る。したがって、低圧の吸込側の駆動用回路５３にメイクアップ回路５９から圧油が補充される。
【００３３】
また、排出側の駆動用回路５４は方向制御弁５１で遮断されているので、高圧となった戻り油はチェック弁５７を通って吸込側の駆動用回路５３へ流入する。また、開閉弁３０が開放位置（チ）にあるので、チェック弁５８を通った高圧の戻り油は連通回路２０を通って吸込側の駆動用回路５３へ流入する。
【００３４】
このように、メイクアップ回路５９から吸込側の駆動用回路５３への圧油の補充だけではなく、駆動用回路５４の戻り油を有効利用することにより、吸込側と排出側の圧力差が瞬時に解消されて、省エネを図りつつキャビテーション防止対策を効率的に行うことができる。
【００３５】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明が適用された油圧ショベルの側面図。
【図２】本発明に係るキャビテーション防止回路を示す説明図。
【図３】本発明に係るキャビテーション防止回路の動作を示す説明図。
【図４】本発明に係るキャビテーション防止回路の動作を示す説明図。
【図５】従来のキャビテーション防止回路を示す説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１０  油圧ショベル
１３  上部旋回体
２０  連通回路
３０  開閉弁
３１  パイロットポート
３２  ばね
４０  切換弁
４１  二次側ポート
４２  一次側ポート
４３  パイロットポート
４４  ばね
４９  シャトル弁
５０  油圧ポンプ
５１  方向制御弁
５２  旋回又は走行用リモコン弁
５３，５４  駆動用回路
５５  旋回又は走行モータ
５６  カウンタバランス弁
５７，５８  チェック弁
５９  メイクアップ回路
６０  タンク
６１，６２，６３  チェック弁
６４，６５  チェック弁
６６，６７  クロスリリーフ弁
６８  油圧源
【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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