(57)【要約】【課題】建設機械の油圧回路に於いて、油圧ポンプの負荷を軽減する。【解決手段】油圧モータ１４と方向制御弁１１とを接続する主管路１２，１３に分岐油路４１を設け、該分岐油路４１の途中にシーケンス弁４２を介装してアキュムレータ４３への蓄圧を入り切りする。更に、アキュムレータ４３と方向制御弁１１の油圧ポンプ１０側のポートとを注入油路４６にて接続し、注入油路４６の途中に負荷保持機構５０を設けてアキュムレータ４３に蓄圧された圧油を主管路１２，１３へ放出できるようにする。【選択図】  図２
2005003183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプからの圧油を方向制御弁を介して油圧アクチュエータに供給する建設機械の油圧回路に於いて、
前記油圧アクチュエータと方向制御弁とを接続する主管路に分岐油路を設けてアキュムレータを接続するとともに、該分岐油路の途中にアキュムレータへの蓄圧を入り切りするシーケンス弁を介装し、更に、前記アキュムレータと方向制御弁の油圧ポンプ側のポートとを注入油路にて接続し、該注入油路の途中に前記アキュムレータに蓄圧された圧油を主管路へ放出するための負荷保持機構を設けたことを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記シーケンス弁は、ノーマル位置にアキュムレータ方向への流れを許容するチェック弁を有し、操作レバーが操作されたときに閉止位置に切り換わるように形成された請求項１記載の建設機械の油圧回路。
【請求項３】
上記負荷保持機構は、注入油路を遮断するチェック弁と、該チェック弁を開閉するための切換弁とを有し、操作レバーがフル操作されたときに該チェック弁を開放して、アキュムレータから方向制御弁方向への流れを許容するように形成された請求項１記載の建設機械の油圧回路。
【請求項４】
操作レバーがフル操作されたときに、上記負荷保持機構のチェック弁を開放するための減圧弁を設けた請求項１または３記載の建設機械の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械の油圧回路に関するものであり、特に、油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプの負荷軽減による省エネ化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の此種建設機械の油圧回路を図３に示す。同図は上部旋回体を旋回させるための油圧モータの油圧回路であり、油圧ポンプ１０から吐出された圧油は方向制御弁１１を介して一方の主管路１２または１３に導出され、油圧モータ１４を回転駆動させて他方の主管路１３または１２から方向制御弁１１を介してタンク１５に戻される。
【０００３】
前記主管路１２，１３からリリーフ弁１６，１７を有するリリーフ油路１８，１９を分岐し、該リリーフ油路１８，１９の接合点が油路２０を介してタンク１５に連通している。また、前記主管路１２，１３からチェック弁２１，２２を有する油路２３，２４が分岐し、該油路２３，２４の接合点が前記油路２０を介してタンク１５に連通している。
【０００４】
前記油圧モータ１４の出力軸２５にはブレーキ装置２６が装着されており、該ブレーキ装置２６には旋回ロック弁２８を介してパイロットポンプ２９の圧油が常時導入される。従って、操作レバー２７が中立位置にあるときでも、ブレーキ装置２６は開放状態に保持され、オペレータの意志によりスイッチ（図示せず）を操作して前記旋回ロック弁２８を切り換えることにより、前記ブレーキ装置２６の制動を可能としている。そして、操作レバー２７を操作位置に操作したときは、リモコン弁３０からパイロット圧が作用して前記方向制御弁１１が切り換わり、油圧ポンプ１０の圧油が主管路１２または１３に供給され、油圧モータ１４が正転または逆転駆動される。
【０００５】
一方、操作レバー２７を操作位置から中立位置に戻したときは、前記方向制御弁１１が中立位置に復帰して主管路１２，１３が遮断される。このとき、上部旋回体の慣性力により油圧モータ１４が回転を継続しようとするため、戻り側の主管路（例えば１３）の油圧が上昇し、油圧が所定圧以上になるとリリーフ弁（例えば１７）が開き、供給側のチェック弁（例えば２１）を経て供給側の主管路（例えば１２）に連通し、圧油が循環することによって上部旋回体の慣性力を低下させる。圧油の一部は油路２０を経てタンク１５に捨てられる。
【０００６】
また、これと同様の油圧回路を備えた慣性体の揺れ戻り防止装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３１３４０２号公報（第１〜３頁、図１）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の此種建設機械の油圧回路は、操作レバーを操作位置から中立位置に戻したときに、戻り側の主管路の油圧がリリーフ弁の設定圧以上に上昇した場合は、圧油の一部がタンクに捨てられるのでエネルギーの損失が大きい。また、旋回起動時に操作レバーをフル操作した場合は、油圧ポンプの負荷が大きくなってエンジンの燃料消費量が大となる。
【０００９】
そこで、建設機械の油圧回路に於いて、油圧ポンプの負荷を軽減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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、油圧ポンプからの圧油を方向制御弁を介して油圧アクチュエータに供給する建設機械の油圧回路に於いて、前記油圧アクチュエータと方向制御弁とを接続する主管路に分岐油路を設けてアキュムレータを接続するとともに、該分岐油路の途中にアキュムレータへの蓄圧を入り切りするシーケンス弁を介装し、更に、前記アキュムレータと方向制御弁の油圧ポンプ側のポートとを注入油路にて接続し、該注入油路の途中に前記アキュムレータに蓄圧された圧油を主管路へ放出するための負荷保持機構を設けた建設機械の油圧回路を提供する。
【００１１】
従って、前記シーケンス弁が入りとなれば、主管路の圧油が分岐油路を経てアキュムレータに蓄圧される。一方、負荷保持機構が開放された場合は、アキュムレータに蓄圧されている圧油を方向制御弁を経て主管路に放出することにより、油圧ポンプの負荷を軽減する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記シーケンス弁は、ノーマル位置にアキュムレータ方向への流れを許容するチェック弁を有し、操作レバーが操作されたときに閉止位置に切り換わるように形成された建設機械の油圧回路を提供する。
【００１３】
従って、主管路からの圧油をアキュムレータに受け入れるが、アキュムレータに蓄圧された圧油が主管路へ不慮流出することを阻止する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記負荷保持機構は、注入油路を遮断するチェック弁と、該チェック弁を開閉するための切換弁とを有し、操作レバーがフル操作されたときに該チェック弁を開放して、アキュムレータから方向制御弁方向への流れを許容するように形成された建設機械の油圧回路を提供する。
【００１５】
従って、操作レバーがフル操作されたときは負荷保持機構が開放され、アキュムレータに蓄圧した圧油を前記方向制御弁を経て主管路に放出する。
【００１６】
請求項４記載の発明は、操作レバーがフル操作されたときに、上記負荷保持機構のチェック弁を開放するための減圧弁を設けた建設機械の油圧回路を提供する。
【００１７】
従って、操作レバーがフル操作されたときのみ負荷保持機構を開放して、アキュムレータに蓄圧した圧油を放出できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は建設機械の一例として油圧ショベル３１を示し、下部走行体３２の上に旋回機構３３を介して上部旋回体３４が旋回自在に載置されている。上部旋回体３４にはその前方一側部にキャブ３５が設けられ、且つ、前方中央部にブーム３６が俯仰可能に取り付けられている。更に、ブーム３６の先端にアーム３７が上下回動自在に取り付けられ、該アーム３７の先端にバケット３８が取り付けられている。
【００１９】
図２は本発明の油圧回路を示したものであり、説明の都合上、従来と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略するものとする。油圧モータ１４と方向制御弁１１とを接続する油路１２，１３の途中にシャトル弁４０を介して分岐油路４１を設け、該分岐油路４１の途中にシーケンス弁４２を介装してアキュムレータ４３を接続する。
【００２０】
このシーケンス弁４２はアキュムレータ４３への蓄圧を入り切りするものであり、ノーマル位置にアキュムレータ４３方向への流れを許容するチェック弁４２ａを有し、後述するように、操作レバー２７が操作されてリモコン弁３０からパイロット油路４４または４５に所定圧以上のパイロット圧が発生したときに、閉止位置４２ｂに切り換わるように形成されている。即ち、アキュムレータ４３に蓄圧された圧油は、シーケンス弁４２がノーマル位置または閉止位置のどちらに切り換わっても、主管路１２，１３側への流入が阻止される。
【００２１】
更に、前記アキュムレータ４３と方向制御弁１１の油圧ポンプ１０側のポートとを注入油路４６にて接続し、該注入油路４６の途中に負荷保持機構５０を設ける。この負荷保持機構５０はアキュムレータ４３に蓄圧された圧油を主管路１２，１３へ放出するためのものであり、前記注入油路４６を遮断するチェック弁５１と、該チェック弁５１を開閉するための切換弁５２とを有し、操作レバー２７がフル操作されたときに該チェック弁５１を開放して、前記アキュムレータ４３から方向制御弁１１方向への流れを許容するように形成されている。尚、前記注入油路４６には方向制御弁１１から負荷保持機構５０方向への流れを遮断するチェック弁５３が介装されている。
【００２２】
前記負荷保持機構５０について更に説明すれば、前記チェック弁５１は、注入油路４６を閉止または連通させるポペット５１ａと、該ポペット５１ａを閉止側に押圧するバネ室５１ｂとを有している。また、前記切換弁５２は、ノーマル位置にタンク１５方向への流れを遮断するチェック弁５２ａと、アキュムレータ４３に蓄圧された圧油を前記チェック弁５１のバネ室５１ｂへ連通させるバイパス５２ｂとを備え、オフセット位置に切り換わると前記バイパス５２ｂを遮断し、且つ、前記チェック弁５１のバネ室５１ｂ内の圧油をタンク１５へ連通させるように形成してある。
【００２３】
更に、前記パイロット油路４４，４５間にシャトル弁５４を介装し、該シャトル弁５４の出口にパイロット油路５５を接続するとともに、このパイロット油路５５の途中に減圧弁５６を介装して前記切換弁５２のパイロットポート５２ｃに接続する。操作レバー２７がフル操作されたときにシャトル弁５４にて高圧選択されたパイロット圧が減圧弁５６へ導出され、前記切換弁５２のパイロットポート５２ｃにパイロット圧が作用して切換弁５２がノーマル位置からオフセット位置へ切り換わるように構成されている。
【００２４】
而して、操作レバー２７を中立位置から左右何れかへ緩慢操作した場合は、リモコン弁３０からパイロット油路４４または４５へパイロット圧が導出され、前記方向制御弁１１が切り換わって、油圧ポンプ１０の圧油が主管路１２または１３に供給され、油圧モータ１４が正転または逆転駆動される。
【００２５】
このとき、操作レバー２７をフル操作しなければ、パイロット油路５５のパイロット圧も所定圧に達しないので前記減圧弁５６が閉止し、前記負荷保持機構５０の切換弁５２がノーマル位置にあって、前記チェック弁５１は閉止状態を保持する。従って、アキュムレータ４３に蓄圧された圧油はアキュムレータ４３内に保持される。
【００２６】
一方、操作レバー２７を操作位置から中立位置に戻した場合は、前記方向制御弁１１が中立位置に復帰して主管路１２，１３が遮断される。このとき、上部旋回体の慣性力により油圧モータ１４が回転を継続しようとするが、従来型と同様に、戻り側の主管路（例えば１３）の油圧が上昇して所定圧以上になるとリリーフ弁（例えば１７）が開き、供給側のチェック弁（例えば２１）を経て供給側の主管路（例えば１２）に連通し、圧油が循環することによって上部旋回体の慣性力を低下させる。本発明の油圧回路では、これと同時に、戻り側の高圧油がシャトル弁４０及びシーケンス弁４２のチェック弁４２ａを通過してアキュムレータ４３に蓄圧される。即ち、従来タンク１５に捨てられていた圧油がアキュムレータ４３に蓄圧される。
【００２７】
ここで、操作レバー２７をフル操作した場合は、前述の緩慢操作と同様に、前記方向制御弁１１が切り換わって、油圧ポンプ１０の圧油が主管路１２または１３に供給され、油圧モータ１４が正転または逆転駆動される。更に、リモコン弁３０からパイロット油路４４または４５へ導出されるパイロット圧により、前記シーケンス弁４２が閉止位置４２ｂに切り換わって分岐油路４１を遮断する。
【００２８】
また、シャトル弁５４にて高圧選択されたパイロット油路５５のパイロット圧が所定圧に達して前記減圧弁５６が開放され、前記切換弁５２のパイロットポート５２ｃにパイロット圧が作用して切換弁５２がノーマル位置からオフセット位置へ切り換わる。従って、前記チェック弁５１のバネ室５１ｂ内の圧油がタンク１５へ連通し、ポペット５１ａがバネ室５１ｂ側へ押されてチェック弁５１が開放する。
【００２９】
従って、前記アキュムレータ４３に蓄圧された圧油が、前記負荷保持機構５０のチェック弁５１を通過して注入油路４６から方向制御弁１１の油圧ポンプ１０側のポートに放出され、油圧ポンプ１０から吐出された圧油と合流して、主管路１２または１３へ大量の圧油が供給される。
【００３０】
斯くして、例えば旋回起動時等で、操作レバー２７をフル操作した場合であっても、油圧ポンプ１０から吐出した圧油のほかに、アキュムレータ４３に蓄圧された圧油を放出するので、油圧ポンプ１０の負荷を軽減してエンジンの燃料消費量を小にすることができる。
【００３１】
尚、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。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、油圧アクチュエータと方向制御弁とを接続する主管路に分岐油路を設け、シーケンス弁を介してアキュムレータを接続し、該アキュムレータと方向制御弁の油圧ポンプ側のポートとを注入油路にて接続し、負荷保持機構を介して前記アキュムレータに蓄圧された圧油を主管路へ放出するように構成したので、従来タンクに捨てられていた圧油をアキュムレータに蓄圧し、旋回起動時等のようにエンジン負荷の大きくなるときに、アキュムレータに蓄圧した圧油を放出して油圧アクチュエータの動作を補助することにより、油圧ポンプの負荷を軽減してエンジンの燃料消費量を抑止することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明は、上記シーケンス弁はチェック弁を有するノーマル位置と、操作レバーが操作されたときに切り換わる閉止位置とを有するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、主管路からの圧油をアキュムレータに受け入れるが、アキュムレータに蓄圧された圧油が主管路へ不慮流出することを阻止できる。
【００３４】
請求項３記載の発明は、上記負荷保持機構は操作レバーがフル操作されたときにチェック弁を開放して、アキュムレータから方向制御弁方向への流れを許容するように形成されているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、操作レバーがフル操作されたときに負荷保持機構が開放されて、アキュムレータに蓄圧した圧油を前記方向制御弁を経て主管路に放出することができる。
【００３５】
請求項４記載の発明は、操作レバーがフル操作されたときに負荷保持機構のチェック弁を開放するための減圧弁を設けたので、請求項１または３記載の発明の効果に加えて、操作レバーがフル操作されたときのみ負荷保持機構を開放して、アキュムレータに蓄圧した圧油を放出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、油圧ショベルの側面図。
【図２】本発明の一実施の形態を示す油圧回路図。
【図３】従来技術を示す油圧回路図。
【符号の説明】
１０        油圧ポンプ
１１        方向制御弁
１２，１３      主管路
１４        油圧モータ（油圧アクチュエータ）
２７        操作レバー
３０        リモコン弁
４１        分岐油路
４２        シーケンス弁
４３        アキュムレータ
４６        注入油路
５０        負荷保持機構
５１        チェック弁
５２        切換弁
５６        減圧弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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