(57)【要約】      （修正有）【課題】アクチュエータに供給される作動油を制御する制御弁に固定容量型パイロットポンプを別途設置せず、冷却ファンを駆動させるように使われる油圧ポンプからの作動油をパイロット信号圧とする。【解決手段】エンジンに連結される第１、２、３油圧ポンプ２、３、４と、作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第１、第２制御弁５、５ａと、油圧モータ９と、オイルクーラー１１に冷却風を吐き出し、油圧タンクＴに戻る作動油を冷却させる冷却ファン１０と、油圧タンクＴの作動油温度を検出する温度センサー１３と、冷却ファン１０の回転速度を制御し得るように油圧モータ９の駆動圧を制御する電気式リリーフ弁１２と、油圧モータ９を制御する制御器１４と、第３油圧ポンプ４の流路１７に分岐接続されたパイロット流路１８に設けられ、切換時、第１、２制御弁５、５ａにパイロット信号圧を供給するパイロット圧力発生装置６を有する。【選択図】図３
2009097722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結される第１、２、３油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第１制御弁と、
前記第２油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第２制御弁と、
前記第３油圧ポンプに連結される油圧モータと、
前記油圧モータに連結され、回転時、第１、２油圧ポンプのリターン流路に設けられたオイルクーラーに冷却風を吐き出し、油圧タンクに戻る作動油を冷却する冷却ファンと、
前記油圧タンクの作動油の温度を検出する温度センサーと
前記第３油圧ポンプの吐出流路に設けられ、冷却ファンの回転速度を可変的に制御し得るように油圧モータを駆動させる作動圧を制御する電気式リリーフ弁と、
前記温度センサーからの検出信号によって電気式リリーフ弁の設定圧力を可変させ、油圧モータを駆動させる作動圧を制御する制御器と、
前記第３油圧ポンプの流路に分岐接続されたパイロット流路に設けられ、切換時、第１、２制御弁にパイロット信号圧を供給するパイロット圧力発生装置とを含めることを特徴とする建設機械用油圧回路。
【請求項２】
前記パイロット流路に設けられ、弁ばねの設定された圧力により第３油圧ポンプからの作動油をパイロット圧力発生装置にパイロット信号圧として供給し、パイロット圧力発生装置に弁ばねの設定された圧力を超過するような負荷が生じたときに切り換えられ、作動油を油圧タンクにドレーンさせる減圧弁を含めることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用油圧回路。
【請求項３】
前記減圧弁とパイロット圧力発生装置との間のパイロット流路に設けられるリリーフ弁を含めることを特徴とする請求項２に記載の建設機械用油圧回路。
【請求項４】
前記リリーフ弁の設定圧力を減圧弁の設定圧力より高く設定することにより、減圧弁の下流側吐出流路に設定された圧力を超過するような負荷圧力が生じない場合、吐出流路の作動油がリリーフ弁を通過し、油圧タンクに流出されることを防止し得ることを特徴とする請求項３に記載の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、冷却ファン用油圧モータを駆動する油圧ポンプの流量の一部をパイロット圧力発生装置の油圧源として活用し得るようにした建設機械用油圧回路に係る。
【０００２】
さらに詳細には、ブームなどの作業装置に供給される作動油を制御する制御弁にパイロット信号圧を供給する固定容量型パイロットポンプを別途設置せず、冷却ファンを駆動させるように使われる油圧ポンプからの作動油をパイロット信号圧として活用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。
【背景技術】
【０００３】
図１に示したように、従来技術による建設機械用油圧回路は、エンジン１に連結された可変容量型第１、２油圧ポンプ２、３及び固定容量型第３、４油圧ポンプ４、１５と、
可変容量型第１油圧ポンプ２の流路に設けられ、第４油圧ポンプ１５からのパイロット信号圧の供給により切り換えられるとき、ブーム、バケット、走行装置などの作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第１制御弁５と、
可変容量型第２油圧ポンプ３の流路に設けられ、第４油圧ポンプ１５からのパイロット信号圧の供給により切り換えられるとき、旋回装置、アーム、走行装置などの作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第２制御弁５ａと、
固定容量型第３油圧ポンプ４に連結された油圧モータと、
油圧モータ９に連結され、回転時、オイルクーラー１１に冷却風を吐き出し、リターン流路１６を介して油圧タンクＴにドレーンされる作動油の温度を冷却する冷却ファン１０と、
油圧タンクＴの作動油温度を検出する温度センサー１３と
第３油圧ポンプ４の吐出流路１７に設けられ、冷却ファン１０の回転速度を可変的に制御し得るように油圧モータ９を駆動させる作動圧を制御する電気式リリーフ弁１２と、
温度センサー１３からの検出信号によって電気式リリーフ弁１２の設定圧力を可変させ、油圧モータ９を駆動させる作動圧を制御する制御器１４とを含める。
【０００４】
この際、パイロット圧力発生装置６の切換により第４油圧ポンプ１５から供給されるパイロット信号圧によりそれぞれ切り換えられる場合、第１、２油圧ポンプ２、３からアクチュエータに供給される作動油を制御する第１、２制御弁５、５ａの内部スプールに対する詳細な図面及び説明は省略した。
【０００５】
図中、説明されていない符号６は、固定容量型第４油圧ポンプ１５に連結され、オペレータによる切換時、パイロット信号圧を発生させるパイロット圧力発生装置を言い、符号８は、第４油圧ポンプ１５の流路１８に設けられ、第４油圧ポンプ１５に設定された圧力を超過するような負荷が生じたとき、作動油を油圧タンクにドレーンさせるリリーフ弁をいう。
【０００６】
したがって、それぞれのパイロット圧力発生装置の切換えにより第１、２制御弁５、５ａの内部スプールをそれぞれ切り換えさせることによって、第１油圧ポンプ２からアクチュエータに供給される作動油によりブームなどの作業装置を駆動し、第２油圧ポンプ３からアクチュエータ(例えば、スイングモータをいう)に供給される作動油により旋回装置などを駆動することができる。
【０００７】
第３油圧ポンプ４から吐出流路１７に沿って供給される作動油により油圧モータ９が駆動し、油圧モータ９の駆動により冷却ファン１０を回転させることによって、リターン流路１６に設けられたオイルクーラー１１を通過し、油圧タンクＴに戻る作動油の温度を低下させることが可能となる。
【０００８】
冷却ファン１０からオイルクーラー１１に吐き出される冷却風の強さは、冷却ファン１０の回転速度に比例し、冷却ファン１０の回転速度が増加すると、油圧モータ９の負荷圧力も増加することになる。
【０００９】
この際、油圧モータ９の負荷圧力は、電気式リリーフ弁１２により制御される。即ち、第３油圧ポンプ４から油圧モータ９に供給される作動油の負荷圧力が電気式リリーフ弁１２の設定された圧力を超過する場合、第３油圧ポンプ４からの作動油は、電気式リリーフ弁１２を通過し、油圧タンクＴにドレーンされる。したがって、電気式リリーフ弁１２の設定圧力により冷却ファン１０の回転速度を制御することができる。
【００１０】
ブームなどの作業装置を駆動すると、温度が上昇する、アクチュエータから油圧タンクＴに戻る作動油は、リターン流路１６に設置のオイルクーラー１１を通過するとき、冷却ファン１０の駆動により吐き出される冷却風で冷却されるようになる。
【００１１】
即ち、温度センサー１３により検出された油圧タンクＴの作動油の温度値に対応する検出信号が制御器１４に入力されることによって、制御器１４では設定された作動油の温度を維持し得るべく、電気式リリーフ弁１２に制御信号を伝送し、設定圧力を可変させる。
【００１２】
例えば、油圧タンクＴの作動油の温度が予め設定された温度を超過する場合、電気式リリーフ弁１２の設定圧力を増加し、油圧モータ９を駆動する作動圧力を高めることによって、冷却ファン１０の回転速度を増加させ、オイルクーラー１１の冷却能力を向上させる。
【００１３】
図１に示した従来技術による建設機械用油圧回路において、固定容量型第４油圧ポンプ１５は、エンジン１の回転によって常時一定の流量を固定的に吐き出す。第４油圧ポンプ１５から吐き出される作動油は、パイロット圧力発生装置６の切換時、切換弁５、５ａなどを切り換えさせるパイロット信号圧として瞬間的に使われる。
【００１４】
一方、パイロット流路１８に設定された圧力を超過するような負荷が生じたとき、第４油圧ポンプ１５から吐き出される作動油はリリーフ弁８を通過し、油圧タンクＴにドレーンされるので、動力損失を招く不具合がある。
【００１５】
即ち、動力損失＝(リリーフ弁８の設定圧力)×(油圧タンクＴにドレーンされる排出流量)である。
【００１６】
また、エンジン１に別のパイロットポンプ１５をつなげることになるので、油圧回路の構造複雑化を招来してしまい、コスト増加につながるという問題がある。
【００１７】
図２に示したように、従来技術の他の実施例による建設機械用油圧回路は、
油圧ポンプ５０と、
油圧ポンプ５０に連結されるアクチュエータ５１と、
油圧ポンプ５０とアクチュエータ５１との間の流路５９に設けられ、切換時、アクチュエータ５１の起動、停止及び方向切換を制御する方向切換弁５２と、
メイン入口ポート５３と１次圧出口ポートとを接続する１次流路５５に設けられる負荷圧力発生装置(ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｖａｌｖｅ)５６と、
２次圧出口ポート６０の圧力を一定に維持することができるように１次流路５５に分岐接続された２次流路５７に設けられる減圧弁５８とを含める。
【００１８】
図２に示した従来技術の油圧回路は、前述した油圧ポンプ５０と方向切換弁５２との間の流路５９に負荷圧力発生装置５６を設けることによって、油圧ポンプ５０と方向切換弁５２との間に不必要な動力損失を招くという問題を抱えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の実施例は、ブームなどの作業装置用制御弁にパイロット信号圧を供給する別途の固定容量型パイロットポンプの使用を不要とするので、動力損失を防止すると共に、コンパクトな油圧回路の構造により製造コストを低減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。
【００２０】
本発明の実施例は、ブームシリンダなどのアクチュエータに供給される作動油を制御する方向切換弁と油圧ポンプの間の流路に負荷圧力発生装置を別途設置しないので、動力損失を抑えることが可能な建設機械用油圧回路に係る。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の実施例による建設機械用油圧回路は、
エンジンに連結される第１、２、３油圧ポンプと、
第１油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第１制御弁と、
第２油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第２制御弁と、
第３油圧ポンプに連結される油圧モータと、
油圧モータに連結され、回転時、第１、２油圧ポンプのリターン流路に設けられたオイルクーラーに冷却風を吐き出し、油圧タンクに戻る作動油を冷却させる冷却ファンと、
油圧タンクの作動油温度を検出する温度センサーと、
第３油圧ポンプの吐出流路に設けられ、冷却ファンの回転速度を可変的に制御し得るように油圧モータを駆動させる作動圧を制御する電気式リリーフ弁と、
温度センサーからの検出信号によって電気式リリーフ弁の設定圧力を可変させ、油圧モータを駆動させる作動圧を制御する制御器と、
第３油圧ポンプの流路に分岐接続されたパイロット流路に設けられ、切換時、第１、２制御弁にパイロット信号圧を供給するパイロット圧力発生装置とを含める。
【００２２】
望ましい実施例によれば、前述したパイロット流路に設けられ、弁ばねの設定された圧力により第３油圧ポンプからの作動油をパイロット圧力発生装置にパイロット信号圧として供給し、パイロット圧力発生装置に弁ばねの設定された圧力を超過するような負荷が生じるとき切り換えられ、作動油を油圧タンクにドレーンさせる減圧弁を含める。
【００２３】
前述した減圧弁とパイロット圧力発生装置との間のパイロット流路に設けられるリリーフ弁を含める。
【００２４】
前述したリリーフ弁の設定圧力を減圧弁の設定圧力より高く設定することにより、減圧弁の下流側吐出流路に設定された圧力を超過するような負荷圧力が生じない場合、吐出流路の作動油がリリーフ弁を通過し、油圧タンクに流出されることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
前述したように、本発明の実施例による建設機械用油圧回路は、次のような利点を有している。
冷却装置用油圧ポンプの作動油一部を、制御弁を切り換えるための信号圧として使うので、別の固定容量型パイロットポンプの使用を不要とし、動力損失を防止すると共に、油圧回路構造のコンパクト化を図り、製造コストを低減することができる。
【００２６】
ブームシリンダなどのアクチュエータに供給される作動油を制御する方向切換弁と油圧ポンプとの間の流路に負荷圧力発生装置を別途設置しないので、動力損失を最小化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて説明するが、これは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が発明を容易に実施得る程度に詳細に説明するためのあって、これにより本発明の技術的思想及び範疇が限定されるものではない。
【００２８】
図３に示したように、本発明の実施例による建設機械用油圧回路は、
エンジン１に連結される可変容量型第１、２油圧ポンプ２、３及び固定容量型第３油圧ポンプ４と、
可変容量型第１油圧ポンプ２の流路に設けられ、第３油圧ポンプ４からのパイロット信号圧の供給により切り換えられるとき、ブーム、バケット、走行装置などの作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第１制御弁５と、
可変容量型第２油圧ポンプ３の流路に設けられ、第３油圧ポンプ４からのパイロット信号圧の供給により切り換えられるとき、旋回装置、アーム、走行装置などの作業装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油を制御する第２制御弁５ａと、
固定容量型第３油圧ポンプ４に連結される油圧モータ９と、
油圧モータ９に連結され、回転時、第１、２油圧ポンプ２、３のリターン流路１６に設けられたオイルクーラー１１に冷却風を吐き出し、油圧タンクＴに戻る作動油を冷却する冷却ファン１０と、
油圧タンクＴの作動油温度を検出する温度センサー１３と
第３油圧ポンプ４の吐出流路１７に設けられ、冷却ファン１０の回転速度を可変的に制御し得るように油圧モータ９を駆動させる作動圧を制御する電気式リリーフ弁１２と、
温度センサー１３からの検出信号によって電気式リリーフ弁１２の設定圧力を可変させ、油圧モータ９を駆動させる作動圧を制御する制御器１４と、
第３油圧ポンプ４の流路に分岐接続されたパイロット流路１８に設けられ、切換時、第１、２制御弁５、５ａにパイロット信号圧を供給するパイロット圧力発生装置６とを含める。
【００２９】
前述したパイロット流路１８に設けられ、弁ばね７ｂの設定された圧力により第３油圧ポンプ４からの作動油をパイロット圧力発生装置６にパイロット信号圧として供給し、パイロット圧力発生装置６に弁ばね７ｂの設定された圧力を超過するような負荷が生じたときに切り換えられ、作動油を油圧タンクＴにドレーンさせる減圧弁７を含める。
【００３０】
前述した減圧弁７とパイロット圧力発生装置６との間のパイロット流路１８に設けられたリリーフ弁８を含める。
【００３１】
前述したリリーフ弁８の設定圧力を減圧弁７の設定圧力より相対的に高く設定することによって、減圧弁７の下流側吐出流路１９に設定された圧力を超過するような負荷圧力が生じない場合、吐出流路１９の作動油がリリーフ弁８を通過し、油圧タンクＴに流出されることを防止することが可能となる。
【００３２】
一方、エンジン１に連結される固定容量型第３油圧ポンプ４と、パイロット流路１８に設けられ、弁ばね７ｂの設定圧力によってパイロット圧力発生装置６にパイロット信号圧を供給したり、吐出流路１９の作動油を油圧タンクＴにドレーンさせる減圧弁７と、吐出流路１９に設定圧力を超過するような負荷圧力が生じない場合、油圧タンクＴへの作動油の流出を防止するリリーフ弁８を除いては、図１に示した従来の構成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、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。
【００３３】
以下、本発明の実施例によ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。
【００３４】
図３に示したように、第３油圧ポンプ４から吐出流路１７に沿って供給される作動油により油圧モータ９が駆動し、油圧モータ９の駆動により冷却ファン１０を回転させることによって、オイルクーラー１１に冷却風を吐き出すようになっている。これにより、アクチュエータから、リターン流路１６に設けられたオイルクーラー１１を通過し、油圧タンクＴに戻る作動油を冷却させることができる。
【００３５】
この際、第３油圧ポンプ４から吐き出される作動油の一部は、吐出流路１７に分岐接続されたパイロット流路１８に設置の減圧弁７を経て、パイロット圧力発生装置６に供給される。
【００３６】
即ち、パイロット圧力発生装置６が中立を維持する場合、第１、２制御弁５、５ａも中立を維持するようになるので、第１、２油圧ポンプ２、３から吐き出される作動油は、第１、２制御弁５、５ａ−リターン流路１６−オイルクーラー１１の順に経由し、油圧タンクＴに戻る。
【００３７】
一方、パイロット圧力発生装置６の切換時、第３油圧ポンプ４から吐き出される作動油が第１、２制御弁５、５ａにパイロット信号圧としてそれぞれ供給され、内部スプールをそれぞれ切り換えさせる。これにより、第１、２油圧ポンプ２、３から吐き出される作動油は、第１、２制御弁５、５ａを経由し、アクチュエータに供給され、ブームなどの作業装置を駆動することになる。
【００３８】
前述した第３油圧ポンプ４からパイロット流路１８に沿ってパイロット圧力発生装置６に供給される作動油の圧力を減圧弁７の弁ばね７ｂの設定された圧力に維持することができる。
【００３９】
即ち、弁ばね７ｂの設定された弾性力が吐出流路１９に生成される圧力より大きい場合、減圧弁７の内部スプールを図に於いて上側方向に加圧することになるので、減圧弁７の連結通路７ｅにより減圧弁７の入口側流路(パイロット流路１８として表記される)と出口側流路(吐出流路１９として表記される)を相互連通させることになる(図３に示した状態である)。
【００４０】
しかし、弁ばね７ｂの設定された弾性力より吐出流路１９に生成された圧力が大きい場合、吐出流路１９の圧力が信号通路７ａを通じて減圧弁７の上段に伝えられ、内部スプールを図に於いて下側方向に加圧するので、減圧弁７の入口側流路と出口側流路を遮断することになる。これにより、吐出流路１９の作動油は、ドレーン通路７ｆと連通する減圧弁７の通路７ｃにより油圧タンクＴにドレーンされる。
【００４１】
したがって、減圧弁７の出口側流路(吐出流路１９として表記される)の圧力を、減圧弁７の弁ばね７ｂの設定された圧力に維持することができる。
【００４２】
一方、吐出流路１９に設定された圧力を超過するような負荷が生じると、吐出流路１９に設置されたリリーフ弁８を通過し、油圧タンクＴにドレーンさせることによって、吐出流路１９に異常圧力が形成されることを防止し得る。
【００４３】
この際、リリーフ弁８の設定圧力を減圧弁７の弁ばね７ｂの設定圧力より相対的に高く設定することによって、吐出流路１９に設定された圧力を超過するような負荷圧力が生じない場合には、吐出流路１９の作動油がリリーフ弁８を通過し、油圧タンクＴに流出されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術による建設機械用油圧回路図である。
【図２】従来技術の他の実施例による建設機械用油圧回路図である。
【図３】本発明の実施例による建設機械用油圧回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
１        エンジン
２        第１油圧ポンプ
３        第２油圧ポンプ
４        第３油圧ポンプ
５、５ａ  制御弁
６        パイロット圧力発生装置
７        減圧弁
８        リリーフ弁
９        油圧モータ
１０      冷却ファン
１１      オイルクーラー
１２      電気式リリーフ弁
１３      温度センサー
１４      制御器
【図１】
2009097722.tif 000003
【図２】
2009097722.tif 000004
【図３】
2009097722.tif 000005