(57)【要約】【課題】アキュムレータが長寿命化が可能となる作業機の油圧回路を提供する。【解決手段】アキュムレータ４０とアキュムレータ４０が接続される戻り管路３５との間にストップ弁４１を設ける。油圧シリンダ８，１０が収縮する側に操作された時にのみストップ弁４１を開いてアキュムレータ４０を戻り管路３５に連通させる。油圧シリンダ８，１０が収縮する側に操作された時以外にはストップ弁４１を閉じ、アキュムレータ４１を戻り管路３５に対して遮断する。これによりアキュムレータ４０の不要な動作が無くなり、アキュムレータ４０の延命化が達成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機の油圧シリンダのコントロール弁と油タンクとの間の戻り管路にオイルクーラが設けられ、
前記オイルクーラと前記コントロール弁との間の戻り管路にアキュムレータを接続した作業機の油圧回路において、
前記アキュムレータと前記アキュムレータが接続される前記戻り管路との間に、前記油圧シリンダが収縮する側に操作された時にのみ前記アキュムレータを前記戻り管路に連通させ、前記油圧シリンダが収縮する側に操作された時以外には前記アキュムレータを前記戻り管路に対して遮断するストップ弁を設けたことを特徴とする作業機の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキュムレータを備えた油圧作業機の油圧回路に係り、特に作動油戻り回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧作業機においては、アクチュエータとして備えられる油圧シリンダの収縮時における戻り管路内のサージ圧を緩和し、油圧回路及びオイルクーラ等の油圧機器保護のため、アキュムレータが設けられる（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
図３はこのような従来のアキュムレータを備えた油圧回路の一例を示す。図３の油圧回路は、油圧ポンプ７０と、パイロット弁７１によって切換制御されるコントロール弁７２と、例えばブーム俯仰用等の油圧シリンダ７３と、作動油の温度上昇を防ぐためのオイルクーラ７４と、このオイルクーラ７４に過大な圧力が作用することを防止するために、オイルクーラ７４に並列に設けられたリリーフ弁７５とを備えており、コントロール弁７２とオイルクーラ７４との間の戻り管路７６にアキュムレータ７７が接続されている。
【０００４】
この油圧回路において、パイロット弁７１の操作によりコントロール弁７２が左位置に切換えられると、油圧ポンプ７０から吐出される作動油はコントロール弁７２を通って油圧シリンダ７３のボトム室７３ａに供給されると同時に、ロッド室７３ｂから流出する作動油はコントロール弁７２、戻り管路７６およびオイルクーラ７４を通り油タンク７８へ戻される。
【０００５】
反対にコントロール弁７２が右位置に切換えられると、油圧ポンプ７０からの作動油がコントロール弁７２を通って油圧シリンダ７３のロッド室７３ｂに供給されると同時に、油圧シリンダ７３のボトム室７３ａから流出する作動油はコントロール弁７２、戻り管路７６およびオイルクーラ７４を通り油タンク７８へ戻される。
【０００６】
ここで、油圧シリンダ７３のロッド室７３ｂ側の断面積よりもボトム室７３ａ側の断面積が大きいことから、油圧シリンダ７３が収縮する際には、戻り管路７６に流れる作動油の流量が大となり、戻り管路７６におけるオイルクーラ７４までの油圧が上昇する。このような油圧シリンダ７３の収縮動作の際に、油圧の上昇を緩和してオイルクーラ７４が損傷を受けないようにするために、前記アキュムレータ７７が設けられている。すなわちアキュムレータ７７は、オイルクーラ７７に並列に設けたリリーフ弁７５では解消しきれないサージ圧を緩和することで、オイルクーラ７４の損傷を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−６５５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８１５６号公報
【特許文献３】特開２００６−２００５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このようなアキュムレータ７７を備えた従来の作業機の油圧回路おいては、下記の点において、改善が望まれる。すなわち、アキュムレータ７７は、圧力変動とともに内部構造物が変形する構造であるため、変形の回数が増えることによって、寿命は短くなる。一方、油圧シリンダ７３を収縮する時以外の場合における戻り管路７６の油圧上昇のレベルはそれほど高くならず、オイルクーラ７４等の油圧機器に損傷を与えるおそれがないため、アキュムレータ７７にサージ圧を緩和させる必要がない。
【０００９】
しかしながら、この従来の作業機の油圧回路では、油圧シリンダ７３が収縮する際の油圧上昇時以外の油圧変動までアキュムレータ７７に吸収させていたため、アキュムレータ７７の寿命を短くしていた。
【００１０】
また、アキュムレータ７７が故障した場合には、作業機の稼動を中止してアキュムレータ７７を交換しなければならないため、アキュムレータ７７の故障の頻度が高くなると作業機の稼働率が低下し、メンテナンス費用もかかる。そのためアキュムレータの長寿命化が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、アキュムレータをより長寿命化することが可能な作業機の油圧回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の作業機の作動油戻り回路は、
作業機の油圧シリンダのコントロール弁と油タンクとの間の戻り管路にオイルクーラが設けられ、
前記オイルクーラと前記コントロール弁との間の戻り管路にアキュムレータを接続した作業機の油圧回路において、
前記アキュムレータと前記アキュムレータが接続される前記戻り管路との間に、前記油圧シリンダが収縮する側に操作された時にのみ前記アキュムレータを前記戻り管路に連通させ、前記油圧シリンダが収縮する側に操作された時以外には前記アキュムレータを前記戻り管路に対して遮断するストップ弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、油圧シリンダが収縮する側に操作された時以外は、ストップ弁が閉じていることにより、アキュムレータが戻り管路と遮断されるため、アキュムレータの不要な動作が防止され、アキュムレータの消耗を防止することができる。このため、アキュムレータの延命化が達成され、アキュムレータの交換の頻度を少なくすることができるので、作業機の稼働率を高めることができる。
【００１４】
一方、油圧シリンダが収縮する側に操作された時には、ストップ弁が開いて、アキュムレータが戻り回路の管路と接続されるため、アキュムレータによりサージ圧を緩和することができる。これにより、油圧シリンダの収縮動作の際に生じるサージ圧からオイルクーラを保護するアキュムレータの役割は維持しつつ、アキュムレータの延命化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の油圧回路を適用する作業機の一例である油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明の油圧回路の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図３】従来のアキュムレータを備えた油圧回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明を適用する作業機の一例である油圧ショベルを示す側面図である。この油圧ショベルは、下部走行体１上に旋回装置２を介して旋回フレーム３ａを設置し、旋回フレーム３ａ上に油圧パワーユニット４、運転室５およびカウンタウエイト６等を搭載して上部旋回体３を構成する。下部走行体１は、左右のサイドフレーム１ａの各後端に走行モータ（図示せず）により回転される駆動輪１ｂを取付け、前端に従動輪１ｃを取付け、駆動輪１ｂと従動輪１ｃに履帯１ｄを掛け回して構成する。
【００１７】
旋回フレーム３ａには作業用フロント７を取付ける。作業用フロント７は、旋回フレーム３ａに油圧シリンダ８により俯仰可能に取付けたブーム９と、ブーム９の先端に油圧シリンダ１０により回動可能に取付けたアーム１１と、アーム１１の先端に油圧シリンダ１２およびリンク１３，１４により回動可能に取付けたバケット１５とにより構成する。
【００１８】
図２は図１に示す油圧ショベルにおける油圧回路の一実施の形態を示す図である。図２において、１７は主油圧ポンプ、１ｅは下部走行体１に備えられ、図１に示した駆動輪１ｂを回転させる走行用油圧モータ、２ａは旋回装置２の旋回用油圧モータ、８は前記ブーム９を俯仰させる油圧シリンダ、１０は前記アーム１１を回動させる油圧シリンダである。２０は走行用油圧モータ１ｅのコントロール弁、２１はブーム俯仰用油圧シリンダ８のコントロール弁、２２はアーム回動用油圧シリンダ１０のコントロール弁、２３は旋回用油圧モータ２ａのコントロール弁である。
【００１９】
３０，３１，３２，３３はそれぞれコントロール弁２０，２１，２２，２３のパイロット弁である。これらのパイロット弁３０〜３３は、これらが操作されることにより、不図示のパイロットポンプからのパイロット圧油を、コントロール弁２０〜２３のいずれかの操作室ａまたはｂ、ｃまたはｄ、ｅまたはｆ、ｇまたはｈに供給することにより、コントロール弁２０〜２３を左位置または右位置に切換えるものである。
【００２０】
なお、図示の主油圧ポンプ１７およびコントロール弁２０〜２３は１つの制御系列を示しており、他の１つの制御系列（図示せず）は、他の主油圧ポンプ、左右いずれか片側の走行用油圧モータ１ｅと対をなす他側の走行用油圧モータ用コントロール弁、ブーム９の俯仰のための他の１つの油圧シリンダ８、バケット回動用油圧シリンダ１２等により構成される。なお、それぞれの主油圧ポンプに対してどのアクチュエータを組み合わせるか、あるいはどのような順序にコントロール弁を組み合わせるかは、この例に限定されず、種々に変更可能である。
【００２１】
４０は戻り管路３５におけるオイルクーラ３７とコントロール弁２０〜２３との間に生じた急激な油圧上昇を緩和して、オイルクーラ３７を保護するアキュムレータである。４１はアキュムレータ４０と戻り管路３５の間に設けられたストップ弁である。なお、オイルクーラ３７には通常、除塵用のフィルタ（図示せず）が直列に接続して設けられる。３８はオイルクーラ３７に過大な圧力が作用することを防止するために、オイルクーラ３７に並列に設けられたリリーフ弁である。
【００２２】
４２，４３はシャトル弁であり、一方のシャトル弁４２は、ブーム俯仰用のパイロット弁３１が油圧シリンダ８の収縮側に操作された際にパイロット圧油が現れるパイロット管路４４と、アーム回動用のパイロット弁３２が油圧シリンダ１０の収縮側に操作された際にパイロット圧油が現れるパイロット管路４５とを一次側ポートに接続したものである。また、他方のシャトル弁４３は、前記シャトル弁４２の二次側管路４６と、バケット回動用のパイロット弁（図示せず）がバケット回動用油圧シリンダ１２（図１参照）の収縮側に操作された際にパイロット圧油が現れるパイロット管路４７とを一次側ポートに接続したものである。このシャトル弁４３の二次側管路４８がストップ弁４１の操作室に接続される。
【００２３】
図２の油圧回路において、ブーム俯仰用の油圧シリンダ８が収縮するようにパイロット弁３１が操作されたとき、パイロット圧油がパイロット管路４４を通してコントロール弁２１の操作室ｃにパイロット圧油が供給され、コントロール弁２１が右位置に切換わる。これにより、主油圧ポンプ１７からの吐出油は、コントロール弁２１を通して油圧シリンダ８のロッド室８ｂに供給され、ボトム室８ａから流出する作動油は、コントロール弁２１、戻り管路３５、オイルクーラ３７を通して油タンク３６に流出する。このとき、戻り管路３５におけるコントロール弁２１とオイルクーラ３７との間の油圧が上昇する。
【００２４】
このように油圧シリンダ８が収縮するとき、パイロット管路４４に供給されるパイロット圧油がシャトル弁４２，４３を介してストップ弁４１の操作室に供給され、このストップ弁４１が図示の右側の遮断位置（閉じ位置）から左側の連通位置（開き位置）に切換わる。これにより、アキュムレータ４０が戻り管路３５に接続される。このため、アキュムレータ４０により、油圧シリンダ８の収縮による戻り管路３５の急激な油圧の上昇が緩和され、オイルクーラ３７の損傷を防止することができる。反対にパイロット弁３１が油圧シリンダ８の伸長側に操作された際には、パイロット管路４４にはパイロット圧油が供給されないため、ストップ弁４１は遮断位置のままであり、アキュムレータ４０には戻り管路３５の圧力変動が作用しない。
【００２５】
また、パイロット弁３２がアーム回動用油圧シリンダ１０を収縮させる側に操作されたときは、パイロット管路４５にパイロット圧油が供給されるので、そのパイロット圧油がシャトル弁４２，４３を通してストップ弁４１の操作室に供給されるので、ストップ弁４１が開いてアキュムレータ４０が戻り管路３５に接続され、アキュムレータ４０によってサージ圧が緩和される。反対に、パイロット弁３２が油圧シリンダ１０を伸長させる側に操作されたときは、パイロット管路４５にはパイロット圧油が供給されないため、ストップ弁４１は遮断位置のままであり、アキュムレータ４０には戻り管路３５の圧力変動が作用しない。
【００２６】
また、バケット回動用油圧シリンダ１２を操作するパイロット弁（図示せず）を収縮側に操作したときは、パイロット管路４７にパイロット圧油が供給され、そのパイロット圧油がシャトル弁４３を通してストップ弁４１の操作室に供給されるので、ストップ弁４１が開き位置に切換わり、アキュムレータ４０が戻り管路３５に接続される。反対に、バケット回動用油圧シリンダ１２を操作するパイロット弁（図示せず）を伸長側に操作したときは、ストップ弁４１は遮断位置のままである。また、走行用油圧モータ１ｅや旋回用油圧モータ２ａを駆動する際にもアキュムレータ４０は戻り管路３５に対して遮断されたままとなる。
【００２７】
このように、この実施の形態によれば、油圧シリンダ８，１０，１２が収縮する側に操作された時以外は、ストップ弁４１が閉じた状態を保つことにより、アキュムレータ４０が戻り管路３５と遮断されるため、アキュムレータ４０の不要な動作が防止され、アキュムレータ４０の消耗を防止することができる。このため、アキュムレータ４０の延命化が達成され、アキュムレータ４０の交換の頻度を少なくすることができるので、作業機の稼働率を高めることができる。
【００２８】
一方、油圧シリンダ８，１０，１２が収縮する側に操作された時には、ストップ弁４１が開いて、アキュムレータ４０が戻り管路３５と接続されるため、アキュムレータ４０により、戻り管路３５に発生するサージ圧を緩和することができる。これにより、油圧シリンダ８，１０，１２の収縮動作の際に生じるサージ圧からオイルクーラ３７を保護するアキュムレータ４０の役割は維持しつつ、アキュムレータ４０の延命化が達成される。
【００２９】
なお、上記実施の形態においては、パイロット弁３０〜３３としてパイロット圧油を操作信号としてコントロール弁２０〜２３を操作する例について説明したが、パイロット弁として電気信号を操作信号として発生させる電気レバー式パイロット弁を用いる場合にも本発明を適用することが可能である。
【００３０】
また、本発明は、作業機が油圧ショベルである場合のみならず、解体機、破砕機、荷役機、スクラップ処理機等、油圧シリンダをアクチュエータとして用いる他の作業機にも適用可能である。また、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更、付加が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１：下部走行体、１ｅ：走行用油圧モータ、２：旋回装置、２ａ：旋回用油圧モータ、８：ブーム俯仰用油圧シリンダ、１０：アーム回動用油圧シリンダ、１２：バケット回動用油圧シリンダ、２０〜２３：コントロール弁、３０〜３３：パイロット弁、３７：オイルクーラ、３８：リリーフ弁、４０：アキュムレータ、４１：ストップ弁、４２，４３：シャトル弁、４４，４５：パイロット管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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