(57)【要約】  【課題】安価な構成で、アクチュエータを操作していないときはパイロットポンプの吐出圧を低下させて動力損失を抑止する。  【解決手段】アクチュエータ制御用の操作レバー５０の操作によりコントロール弁３３を切り換えるためのパイロット圧を発生させる油圧回路であって、パイロットポンプ４０の吐出回路４１にリリーフ弁４２を設けてパイロットポンプ４０の吐出圧を一定圧に制御するように構成された油圧回路において、前記パイロットポンプ４０の吐出回路４１にはタンク５５へ分岐する分岐回路６０を設け、該分岐回路６０に連通位置６１ａと閉止位置６１ｂを有する電磁切換弁６１を介装した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ制御用の操作レバーの操作によりコントロール弁を切り換えるためのパイロット圧を発生させる油圧回路であって、パイロットポンプの吐出回路にリリーフ弁を設けてパイロットポンプの吐出圧を一定圧に制御するように構成された油圧回路において、
前記パイロットポンプの吐出回路にはタンクへ分岐する分岐回路を設け、該分岐回路に連通位置と閉止位置を有する電磁切換弁を介装したことを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記操作レバーの操作状態を検出する手段と、検出された操作状態に基づき上記電磁切換弁を切り換える制御手段を設け、操作レバーが非操作状態のときは電磁切換弁を連通位置にし、操作レバーが操作状態のときは電磁切換弁を閉止位置にするように構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
【請求項３】
上記パイロットポンプの吐出回路には、上記分岐回路の分岐位置よりも下流に、パイロット油を蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータの圧力を検出する手段を設け、さらに、前記アキュムレータと前記分岐回路の分岐位置との間に、アキュムレータからの逆流を防止するチェック弁を介装し、
アキュムレータ圧が所定圧以上のときは、上記電磁切換弁を連通位置にしてパイロットポンプの吐出油をタンクへ分岐するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の油圧回路に関するものであり、特に、パイロットポンプの吐出回路にリリーフ弁を設けてパイロットポンプの吐出圧を一定圧に制御するように構成された油圧回路における吐出圧の低圧化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の此種建設機械の一般的な油圧回路図であり、エンジン２１の動力でメインポンプ３０とパイロットポンプ４０を駆動する。メインポンプ３０の吐出回路３１には、メインポンプ３０から吐出される作動油を一定圧に制御するリリーフ弁３２が設けられており、この作動油はコントロール弁３３を介して、油圧シリンダや油圧モータなどのアクチュエータ３４へ給排される。
【０００３】
一方、パイロットポンプ４０の吐出回路４１には、パイロットポンプ４０から吐出されるパイロット油を一定圧に制御するリリーフ弁４２が設けられており、さらに、パイロット油を蓄圧するアキュムレータ４３を設けるとともに、該アキュムレータ４３とパイロットポンプ４０との間にアキュムレータ４３からの逆流を阻止するチェック弁４４を介装する。
【０００４】
また、前記コントロール弁３３を切り換え操作する操作手段として、操作レバー５０を備えたリモコン弁５１を設け、該リモコン弁５１に前記パイロットポンプ４０の吐出油路４１とタンク５５を接続する。また、リモコン弁５１の２次側ポートは、パイロット回路４５ａを介して前記コントロール弁３３の一方のパイロットポート３５ａに接続されるとともに、パイロット回路４５ｂを介して前記コントロール弁３３の他方のパイロットポート３５ｂに接続されている。
【０００５】
次に、上記油圧回路の動作について説明する。図４に示すように、操作レバー５０が未操作である場合は、パイロットポンプ４０の吐出油はチェック弁４４を通過してアキュムレータ４３に蓄圧される。そして、操作レバー５０を何れかの方向へ操作すると、パイロットポンプ４０から吐出されたパイロット油あるいはアキュムレータ４３に蓄圧されたパイロット油が、リモコン弁５１からパイロット回路４５ａまたは４５ｂを介して前記パイロットポート３５ａまたは３５ｂへ導出されて、コントロール弁３３が切り換わる。
【０００６】
このほか、パイロットポンプの吐出回路にリリーフ弁を設けてパイロットポンプの吐出油を一定圧に制御する構成は、例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平６−２９４１４８号公報
【特許文献２】特開平７−２６５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４の構成ならびに特許文献１，２記載の発明は、何れも、パイロットポンプの吐出回路にリリーフ弁を設けてあるので、パイロットポンプの吐出圧が一定圧に制御されるのであるが、アクチュエータを操作していないときでもリリーフ弁から無駄な流量を流れているため、動力損失となっている。パイロットポンプの吐出回路にアンロード弁を設けておき、アクチュエータを操作していないときはパイロットポンプの吐出流量をアンロードすることにより、パイロットポンプを無負荷にすることも考えられるが、アンロード弁は比較的高価であるためコストアップとなる。
【０００８】
そこで、安価な構成で、アクチュエータを操作していないときはパイロットポンプの吐出圧を低下させて動力損失を抑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】
【０００９】
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、アクチュエータ制御用の操作レバーの操作によりコントロール弁を切り換えるためのパイロット圧を発生させる油圧回路であって、パイロットポンプの吐出回路にリリーフ弁を設けてパイロットポンプの吐出圧を一定圧に制御するように構成された油圧回路において、前記パイロットポンプの吐出回路にはタンクへ分岐する分岐回路を設け、該分岐回路に連通位置と閉止位置を有する電磁切換弁を介装したことを特徴とする建設機械の油圧回路を提供する。
【００１０】
この構成によれば、分岐回路に介装された電磁切換弁が閉止位置にあるときは、パイロットポンプの吐出油はリリーフ弁によって一定圧を保持するように制御される。すなわち、操作レバーでアクチュエータを操作するときは、前記電磁切換弁を閉止位置にすることにより、通常通りパイロット油が一定圧に保持される。これに対して、前記電磁切換弁が連通位置にあるときは、パイロットポンプの吐出油は電磁切換弁の連通位置を通って分岐回路からタンクへ連通するため、リリーフ弁で設定する圧力以下の低圧となる。すなわち、操作レバーが非操作でコントロール弁の切換操作を行わないときは、パイロット油の圧力を低下させてもよいので、前記電磁切換弁を連通位置にすることにより、パイロットポンプの吐出油をタンクへ連通させて無負荷にする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記操作レバーの操作状態を検出する手段と、検出された操作状態に基づき上記電磁切換弁を切り換える制御手段を設け、操作レバーが非操作状態のときは電磁切換弁を連通位置にし、操作レバーが操作状態のときは電磁切換弁を閉止位置にするように構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路を提供する。
【００１２】
この構成によれば、検出手段は操作レバーが操作状態であるか否かを検出し、この検出結果に基づき制御手段は電磁切換弁を連通位置または閉止位置の何れかに切り換える。操作レバーが非操作状態のときは制御手段が電磁切換弁を連通位置にし、パイロットポンプの吐出油を分岐回路からタンクへ戻すため、パイロットポンプの吐出圧はリリーフ弁で設定する圧力以下の低圧となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記パイロットポンプの吐出回路には、上記分岐回路の分岐位置よりも下流に、パイロット油を蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータの圧力を検出する手段を設け、さらに、前記アキュムレータと前記分岐回路の分岐位置との間に、アキュムレータからの逆流を防止するチェック弁を介装し、アキュムレータ圧が所定圧以上のときは、上記電磁切換弁を連通位置にしてパイロットポンプの吐出油をタンクへ分岐するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の油圧回路を提供する。
【００１４】
この構成によれば、パイロットポンプの吐出回路に設けたアキュムレータにパイロットポンプの吐出油が所定圧まで蓄えられ、アキュムレータからの逆流はチェック弁によって阻止される。パイロット圧が低下したときは、アキュムレータからパイロット回路へパイロット油を補給する。一方、検出手段によりアキュムレータの圧力が所定圧以上であると検出されたときは、前記制御手段により電磁切換弁を連通位置にしてパイロットポンプの吐出油をタンクへ連通させるため、パイロットポンプの吐出圧はリリーフ弁で設定する圧力以下の低圧となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明は、パイロットポンプの吐出回路にはタンクへ分岐する分岐回路を設け、該分岐回路に連通位置と閉止位置を有する電磁切換弁を介装したので、操作レバーによってアクチュエータを操作するときは、電磁切換弁を閉止位置にして、通常通りにパイロット吐出圧を一定圧に保持でき、これに対して、操作レバーが非操作でアクチュエータを操作しないときは、電磁切換弁を連通位置にして、パイロット吐出圧を低圧にできる。したがって、非操作時の動力損失を抑止して省エネを図ることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、検出手段により操作レバーが非操作状態であると検出されたときは、制御手段により電磁切換弁を連通位置にしてパイロット吐出圧を低圧にするので、請求項１記載の発明の効果に加えて、非操作時には自動的に動力損失を抑止して省エネを図ることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、アキュムレータの圧力を検出し、この圧力が所定値以上のときは電磁切換弁を連通位置にしてパイロット吐出圧を低圧にするので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが操作中であっても、パイロット吐出圧を低圧にして省エネを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る建設機械の油圧回路について、好適な実施例をあげて説明する。安価な構成で、アクチュエータを操作していないときはパイロットポンプの吐出圧を低下させて動力損失を抑止するという目的を達成するために、本発明は、アクチュエータ制御用の操作レバーの操作によりコントロール弁を切り換えるためのパイロット圧を発生させる油圧回路であって、パイロットポンプの吐出回路にリリーフ弁を設けてパイロットポンプの吐出圧を一定圧に制御するように構成された油圧回路において、前記パイロットポンプの吐出回路にはタンクへ分岐する分岐回路を設け、該分岐回路に連通位置と閉止位置を有する電磁切換弁を介装したことにより実現した。
【実施例１】
【００１９】
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。
【００２０】
前記ブーム１５、アーム１６、バケット１７等のアタッチメントを駆動する油圧アクチュエータとして、ブームシリンダ１８、アームシリンダ１９、バケットシリンダ２０が夫々設けられており、上部旋回体に設けられているエンジン２１によりメインポンプ３０やパイロットポンプ４０を駆動して、各油圧シリンダや油圧モータへ作動油を給排する。
【００２１】
図２は油圧回路図であり、説明の都合上、図４に示した構成と同一構成部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図４と異なる構成部分は、先ず、パイロットポンプ４０の吐出回路４１には、リリーフ弁４２とチェック弁４４との間にタンク５５へ分岐する分岐回路６０を設け、該分岐回路６０に電磁切換弁６１を介装する。また、前記チェック弁４４の下流でアキュムレータ４３の近傍位置に、アキュムレータ４３の圧力を検出する手段として、圧力スイッチＰを設置してコントローラ７０に接続する。
【００２２】
前記電磁切換弁６１は連通位置６１ａと閉止位置６１ｂを有しており、コントローラ７０からの指令信号によって切り換わる。該電磁切換弁６１がノーマル状態では連通位置６１ａにあって、パイロットポンプ４０の吐出回路４１から分岐回路６０に分岐したパイロット油が、該電磁切換弁の連通位置６１ａを通ってタンク５５へ連通し、パイロットポンプ４０は無負荷状態になる。
【００２３】
また、操作レバー５０の操作状態を検出する手段として、リモコン弁５１のパイロット回路４５ａと４５ｂとの間にシャトル弁５６を介装し、該シャトル弁５６の２次側ポートに圧力センサＳを設けてコントローラ７０に接続する。したがって、操作レバー５０を何れかの方向へ操作すると、パイロット回路４５ａまたは４５ｂのパイロット圧が、シャトル弁５６により高圧選択されて圧力センサＳで検出され、この検出信号によりコントローラ７０は、操作レバー５０が操作状態であることを検出することができる。
【００２４】
なお、操作レバー５０の操作状態を検出する手段としては、前記圧力センサＳのほかに、シャトル弁５６の２次側ポートに圧力スイッチを設けてコントローラ７０でスイッチオンを検出してもよい。あるいは、操作レバー５０の近傍位置にリミットスイッチを設置しておき、操作レバー５０の傾倒動作をリミットスイッチにより検出することもできる。
【００２５】
操作レバー５０が操作されたことを検出したときは、コントローラ７０から前記電磁切換弁６１へ指令信号を出力し、電磁切換弁６１を閉止位置６１ｂに切り換える。しかるときは、前記分岐回路６０が閉止されてパイロットポンプ４０の吐出油がタンク７０へ連通しなくなり、リリーフ弁４２の働きによって、パイロットポンプ４０の吐出圧がリリーフ弁４２で設定された圧力まで上昇して一定圧に保持される。
【００２６】
このように、コントローラ７０は操作レバー５０が操作状態であるか非操作状態であるかを検出し、操作レバー５０が非操作状態すなわちコントロール弁の切換操作を行わないときは、パイロット油の圧力を低下させてもよいので、コントローラ７０から電磁切換弁６１へ指令信号を出力せず、電磁切換弁６１を連通位置６１ａにすることにより、パイロットポンプ４０の吐出油をタンク５５へ連通させて無負荷にする。したがって、パイロットポンプ４０の吐出圧がリリーフ弁４２で設定する圧力以下の低圧となり、操作レバー５０が非操作時の動力損失を抑止して省エネを図ることができる。
【００２７】
これに対して、図３に示すように、操作レバー５０が操作状態すなわちコントロール弁の切換操作が行われると、リモコン弁５１が開いて、パイロット回路４５ａまたは４５ｂにパイロット圧が発生し、このパイロット圧がシャトル弁５６により高圧選択されて圧力センサＳで検出される。この検出信号に基づいてコントローラ７０から電磁切換弁６１へ指令信号を出力し、電磁切換弁６１を閉止位置６１ｂにすることにより、パイロットポンプ４０の吐出圧がリリーフ弁４２で設定された圧力まで上昇する。
【００２８】
したがって、パイロットポンプ４０から吐出された一定圧のパイロット油が、リモコン弁５１からパイロット回路４５ａまたは４５ｂを介してコントロール弁３３のパイロットポート３５ａまたは３５ｂへ導出され、コントロール弁３３の切換操作を円滑に行うことができる。また、パイロットポンプ４０から吐出油が不足する場合は、アキュムレータ４３に蓄圧されたパイロット油が自動的に補給される。
【００２９】
ここで、前記圧力スイッチＰにより、アキュムレータ４３の圧力が所定圧以上であるとコントローラ７０が検出したときは、パイロット圧が適正な圧力以上であるので、パイロットポンプ４０の吐出圧を低下させてもコントロール弁３３の切換操作に支障を与えることがない。
【００３０】
したがって、コントローラ７０の指令信号によって電磁切換弁６１を連通位置６１ａにし、パイロットポンプ４０の吐出油をタンク５５へ連通させて、パイロットポンプ４０の吐出圧をリリーフ弁４２で設定する圧力以下の低圧とすれば、操作レバー５０が操作状態であるときでも、パイロットポンプ４０の動力損失を抑止して省エネを図ることができる。
【００３１】
なお、操作レバー５０が非操作状態のとき、あるいは、アキュムレータ４３の圧力が所定圧以上であるとき、何れの場合であっても、電磁切換弁６１を連通位置６１ａにしてパイロット圧をリリーフ圧以下に低下させるが、その圧力は少なくともコントロール弁３３の復帰操作が可能な圧力以上であることとする。
【００３２】
そして、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】
【００３３】
【図１】本発明が適用された油圧ショベルの側面図。
【図２】本発明に係る油圧回路図。
【図３】作動状態を示す油圧回路図。
【図４】従来の油圧回路図。
【符号の説明】
【００３４】
１０  油圧ショベル
４０  パイロットポンプ
４１  吐出回路
４２  リリーフ弁
４３  アキュムレータ
４４  チェック弁
４５ａ  パイロット回路
４５ｂ  パイロット回路
５０  操作レバー
５１  リモコン弁
５５  タンク
５６  シャトル弁
６０  分岐回路
６１  電磁切換弁
６１ａ  連通位置
６１ｂ  閉止位置
７０  コントローラ
Ｓ  圧力センサ
Ｐ  圧力スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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