(57)【要約】      （修正有）【課題】比例制御機能付きの可変リリーフ弁をメインコントロールバルブの内部に設けて、可変リリーフ弁の圧力を可変制御する。【解決手段】一つ以上の可変容量型油圧ポンプ1と、油圧ポンプ1の吐出流路の上流側に設けられるメインリリーフ弁2と、油圧ポンプ1に連結されるオプション装置3と、オプション装置3の起動、停止及び方向切換を制御するオプション装置用スプール4を包含するメインコントロールバルブ5と、メインコントロールバルブ5の内部に設けられ、外部より入力されるパイロット信号圧17によりオプション装置3に要求されるリリーフ圧力を可変調整するように比例制御されるポートリリーフ弁12,13と、メインコントロールバルブ5の外部に設けられ、外部より入力される電気的信号によりポートリリーフ弁12,13に入力されるパイロット信号圧17を可変制御する比例制御弁14とを含める。【選択図】図３
2009030805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上の可変容量型油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの吐出流路の上流側に設けられるメインリリーフ弁と、
前記油圧ポンプに連結されるオプション装置と、
前記油圧ポンプと前記オプション装置との間の流路に設けられ、オプション装置の起動、停止及び方向切換を制御するオプション装置用スプールを包含するメインコントロールバルブと、
前記メインコントロールバルブの内部に設けられ、外部より入力されるパイロット信号圧によりオプション装置に要求されるリリーフ圧力を可変調整するように比例制御されるポートリリーフ弁と、及び
前記メインコントロールバルブの外部に設けられ、外部より入力される電気的信号によりポートリリーフに入力されるパイロット信号圧を可変制御する比例制御弁を含めることを特徴とする可変制御装置を有する建設機械用油圧回路。
【請求項２】
前記比例制御弁に入力される電気的信号を運転席でモニタリングしながら制御することができるようにオプション装置に要求される作動圧力及び流量に対応するオプション作業モードが予め設定され、ディスプレイされる制御装置をさらに含めることを特徴とする請求項１に記載の可変制御装置を有する建設機械用油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業条件に応じて掘削機にオプション装置(ハンマーなど)を装着して作業を行う場合、交換されたオプション装置に要求される流量と作動圧力を可変的に調整することができるようにした建設機械用油圧回路に係る。
【０００２】
さらに詳しくは、交換されたオプション装置の作動圧力と流量を可変調整すべく、比例制御機能付きの可変リリーフ弁をメインコントロールバルブ(ＭＣＶ)の内部に設置し、運転席のモニタ(クラスターなど)に既に設定されているオプションモードの選択に応じて可変リリーフ弁の圧力を可変制御することができるようにした可変制御装置を有する建設機械用油圧回路に係る。
【背景技術】
【０００３】
掘削機のような建設機械を多様に活用することができるように作業条件に応じてバケットを取り外し、次いでハンマーなどのようなオプション装置を装着し、作業を行うようになっている。そこで、オプション装置の使用目的又はオプション装置を製作する会社によって、オプション装置が要求する作動圧力と流量とがそれぞれ相違する。これにより、交換されるオプション装置に応じる作動圧力が供給され得るように油圧回路のリリーフ圧力を可変調整することになる。
【０００４】
図１に示したように、従来技術による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路は、少なくとも一つ以上の可変容量型油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１の吐出流路の上流側に設けられ、油圧回路に設定されている圧力以上の過負荷が生じた場合、作動油の一部流量又は全流量を油圧タンクＴにドレーンさせるメインリリーフ弁２と、油圧ポンプ１に連結されるオプション装置３(ハンマー、クラッシャー、シャーなど)、油圧ポンプ１とオプション装置３との間の流路に設けられ、オプション装置３の起動、停止及び方向切換を制御するオプション装置用スプール４を包含するメインコントロールバルブ５(ＭＣＶ)と、オプション装置用スプール４とオプション装置３との間の供給側流路及び帰還側流路にそれぞれ設けられるポートリリーフ弁６、７(ｐｏｒｔ  ｒｅｌｉｅｆ  ｖａｌｖｅ) (メインコントロールバルブ５の内部に設けられる)と、オプションライン１１(オプション装置用スプール４とオプション装置３との間の高圧ラインをいう)に設けられ、コントローラ８(Ｖ-ＥＣＵ)からの電気的信号によりオプション装置３に要求されるリリーフ圧力を可変調整する可変リリーフ弁９、１０(電気制御される比例制御弁とリリーフ弁の機能を奏する)(メインコントロールバルブ５の外部に設けられる)とを含める。
【０００５】
従って、オプション作業を行うべく、掘削機からバケットを取り外し、オプション装置を装着したのちに、運転席で当該スイッチの操作によりコントローラ８からの電気的信号(オプション装置に合うように予め作業モードが設定されている)を可変リリーフ弁９、１０にそれぞれ入力する。入力される電気的信号に対応するリリーフ圧力が可変リリーフ弁９、１０により形成されるので、オプション装置に要求される作動圧力及び流量を供給することができる。
【０００６】
図１及び図２に示したように、従来技術の油圧回路は、可変リリーフ弁９、１０がメインコントロールバルブ５から分離され、別途のブロックを形成するので、メインコントロールバルブ５、可変リリーフバルブ９、１０及び作業装置を相互接続せしめるための油圧配管の構造が複雑となることから、これらを製作及び組み付ける際のコスト上昇を招来するという不具合があった。
【０００７】
また、オプションライン１１に比例制御弁とリリーフ弁の機能を有する可変リリーフ弁９、１０及びこれに係る配管を接続することにより、当該弁及び配管を接続させるための充分なスペースを確保し得ないため、実用性及び作業性を損なうという問題点を抱えていた。
【０００８】
さらに、メインコントロールバルブ５の外部に配されるオプションライン１１に可変リリーフ弁９、１０及びこれに係る配管を付加し、接続することにより、当該部品点数が増加し、製造コストが上昇するという問題点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施例は、オプション装置の作動圧力及び流量を可変調整する可変リリーフ弁をメインコントロールバルブの内部に設けることによって、運転席で予め設定されているオプション作業モードを選択し、可変リリーフ弁の圧力を可変制御することから、油圧配管の構成をコンパクト化し、製造コストを削減することができるようにした可変制御装置を有する建設機械用油圧回路に係る。
【００１０】
本発明の実施例は、可変リリーフ弁をメインコントロールバルブ内のポートリリーフ弁と一元化させることによって、省スペースを実現することができ、実用性及び作業性を向上させることはできるようにした可変制御装置を有する建設機械用油圧回路に係る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施例による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路は、
少なくとも一つ以上の可変容量型油圧ポンプと、
油圧ポンプの吐出流路の上流側に設けられるメインリリーフ弁と、
油圧ポンプに連結されるオプション装置と、
油圧ポンプとオプション装置との間の流路に設けられ、オプション装置の起動、停止及び方向切換を制御するオプション装置用スプールを包含するメインコントロールバルブと、
メインコントロールバルブの内部に設けられ、外部より入力されるパイロット信号圧によりオプション装置に要求されるリリーフ圧力を可変調整するように比例制御されるポートリリーフ弁と、
メインコントロールバルブの外部に設けられ、外部より入力される電気的信号によりポートリリーフ弁に入力されるパイロット信号圧を可変制御する比例制御弁とを含める。
【００１２】
望ましい実施例によれば、前述した比例制御弁に入力される電気的信号を運転席でモニタリングしながら制御することができるようにオプション装置に要求される作動圧力及び流量に対応するオプション作業モードが予め設定され、ディスプレイされる制御装置をさらに含める。
【発明の効果】
【００１３】
前述したように、本発明の実施例による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路は、次のような効果を奏する。オプション装置の作動圧力を可変調整する可変リリーフ弁をメインコントロールバルブの内部に設置し、運転席で予め設定されているオプション作業モードを選択し、可変リリーフ弁の圧力を可変制御することから、油圧配管及び部品点数を削減し、コストダウンを実現することができる。
【００１４】
また、可変リリーフ弁をメインコントロールバルブ内のポートリリーフ弁と一元化することによって省スペースが得られるので、実用性及び作業性の向上を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて述べるが、これは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施しえる程度に詳細に説明するためのものであって、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることを意味するのではない。
【００１６】
図３及び図４に示したように、本発明の実施例による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路は、少なくとも一つ以上の可変容量型油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１の吐出流路の上流側に設けられ、油圧回路に設定されている圧力以上の過負荷が生じた場合、作動油の一部流量又は全流量を油圧タンクＴにドレーンさせるメインリリーフ弁２と、油圧ポンプ１に連結されるオプション装置３(ハンマー、クラッシャー、シャーなど)と、油圧ポンプ１とオプション装置３との間の流路に設けられ、オプション装置３の起動、停止及び方向切換を制御するオプション装置用スプール４を包含するメインコントロールバルブ５(ＭＣＶ)と、メインコントロールバルブ５の内部に設けられ、外部より入力されるパイロット信号圧によりオプション装置３に要求されるリリーフ圧力を可変調整するように比例制御されるポートリリーフ弁１２、１３(比例制御弁とリリーフ弁の機能を奏する)と、メインコントロールバルブ５の外部に設けられ、外部より入力される電気的信号によりポートリリーフ弁１２、１３に入力されるパイロット信号圧を可変制御する比例制御弁１４(電気的信号を油圧信号に変換させる)とを含める。
【００１７】
この際、前述した比例制御弁１４に入力される電気的信号を掘削機の運転席(図示せず)でモニタリングしながら制御し得るようにオプション装置に要求される作動圧力及び流量に対応するオプション作業モードが予め設定され、ディスプレイされる制御装置１５(一例でコントローラの機能を奏するＥＣＵと、モニタの機能を奏するクラスターとを組み合わせたものが挙げられる)を含める。
【００１８】
この際、前述した可変容量型油圧ポンプ１、メインリリーフ弁２、オプション装置３、オプション装置用スプール４及びメインコントロールバルブ５などを含めた構成は、図１に示したものと実質的に同一に適用されるので、これらに対する詳しい説明は省略し、同じ構成要素については同じ図面符号を付する。
【００１９】
図中、説明されていない符号１６は、ポートリリーフ弁１２、１３にパイロット信号圧を供給するパイロットポンプである。
【００２０】
以下で、本発明の実施例による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路の使用例を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図３及び図４に示したように、作業条件に応じてオプション作業を行うべく、掘削機からバケットを取り外し、オプション装置(ハンマーなど)を装着したのちに、運転席でディスプレイ機能付き制御装置１５(一例でＥＣＵ機能を含むクラスターが用いられる)に予め設定されているオプション作業モードを選択する。この際、制御装置１５のオプション作業モードは、交換されるオプション装置に対応するように作動圧力及び流量が予め設定され、ディスプレイされる。
【００２２】
即ち、運転者が制御装置１５に予め設定されている当該オプション作業モードを選択する場合、選択されたオプション作業モードに対応する電気的信号が比例制御弁１４に入力される。これにより、比例制御弁１４に入力される電流値に対応し、パイロットポンプ１６からポートリリーフ弁１２、１３に供給されるパイロット信号圧を制御する。すなわち、比例制御弁１４は、外部から入力される電気的信号に応じてポートリリーフ弁１２、１３に供給されるパイロット信号圧を制御することになる。
【００２３】
したがって、比例制御弁１４を通過し、パイロット流路１７に沿ってポートリリーフ弁１２、１３に供給されるパイロット信号圧(２次圧力をいう)によりポートリリーフ弁１２、１３のリリーフ圧力を可変調整することができる。
【００２４】
これにより、可変容量型油圧ポンプ１からの作動油は、メインコントロールバルブ５のオプション装置用スプール４を経由し、オプション装置３に供給される。そこで、オプション装置３の駆動時、ポートリリーフ弁１２、１３の設定圧力を超えるような過負荷が生じた場合、作動油の一部流量又は全流量がポートリリーフ弁１２、１３を経て油圧タンクＴにドレーンされる。
【００２５】
前述したように、比例制御弁とリリーフ弁の機能を奏するポートリリーフ弁１２、１３がメインコントロールバルブ５の内部に設置されることによって(ポートリリーフ弁１２、１３は、従来のポートリリーフ弁６、７が設けられていた位置に設けられる(図３、４に示される))、ポートリリーフ弁１２、１３を設けるための別途空間が不要となり、部品点数を減らしてコスト低減を図ることができる。
【００２６】
これに反して、図１に示したように、従来にはポートリリーフ弁６、７がメインコントロールバルブ５の内部に設けられ、可変リリーフ弁９、１０がメインコントロールバルブ５の外部に設けられていたので、これらを接続するための配管構造が複雑となり、作業性及び実用性を損なうことになった。
【００２７】
また、前述したポートリリーフ弁１２、１３に供給されるパイロット信号圧を制御する比例制御弁１４をメインコントロールバルブ５の外部で電気的信号の入力により制御することができる。これにより、メインコントロールバルブ５を設置するためのスぺース制限を受けず、油圧システムの構成がコンパクト化することによって、設置費用を削減することが可能となる。
【００２８】
一方、本発明の実施例による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路は、オプション装置を一例に説明したものであって、掘削機のブーム、アームなどの作業装置、又はローダー、ブルドーザーなどの建設機械にも適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術における可変制御装置を有する建設機械用油圧回路図である。
【図２】従来技術による概略的な配管図である。
【図３】本発明の実施例による可変制御装置を有する建設機械用油圧回路図である。
【図４】本発明の実施例による概略的な配管図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  可変容量型油圧ポンプ
２  メインリリーフ弁
３  オプション装置
４  オプション装置用スプール
５  メインコントロールバルブ(ＭＣＶ)
１２、１３  ポートリリーフ弁
１４  比例制御弁
１５  制御装置
Ｔ  油圧タンク
【図１】
2009030805.tif 000003
【図３】
2009030805.tif 000004
【図２】
2009030805.tif 000005
【図４】
2009030805.tif 000006