(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作弁から導出されるパイロット圧を切換弁によって複数のうちから選択された方向制御弁のパイロットポートに与えるとともに、上記パイロット圧を圧力センサによって検出するように構成された建設機械のパイロット配管構造であって、
前記切換弁は、前記操作弁に接続するための配管ポートと前記方向制御弁に接続するための配管ポートとを設けた切換弁本体と、この切換弁本体に回転自在に挿入され両配管ポートを連通させるロータとを備え、
前記切換弁本体まわりに平面状の側面を複数形成して、
ある側面に前記配管ポートの少なくとも一方を開口させるとともに、
該ある側面に隣り合う他の側面のうち前記配管ポートに近い側の側面にパイロット圧を上記圧力センサに導くための検出ポートを開口させて、該検出ポートを切換弁本体内の前記ロータと前記ある側面との間の位置で前記ある側面に開口する配管ポートと連通させたことを特徴とする建設機械のパイロット配管構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作弁から導出されるパイロット圧を切換弁を介して方向制御弁のパイロットポートに与えるように構成された建設機械のパイロット配管構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、操作レバーの操作により操作弁から導出されるパイロット圧を方向制御弁のパイロットポートに与える場合、操作弁の操作方向によって方向制御弁のパイロットポートが決められている。つまり、操作方向に対応する各種油圧アクチュエータの作動方向が決まる。ところが運転者の希望により、その操作パターンを切り換えることが必要となる。その場合、操作弁と方向制御弁との間に切換弁を設置し、その切換弁を切り換えることにより操作パターンを切り換えることが可能となる。
【０００３】
図５はそのパイロット配管構造の一例を示す概念図である。ここでは、図略の操作レバーの操作により左右操作弁（通称リモコン弁という。以下についても同じ。）１９ａ，１９ｂから導出されるパイロット圧を、手動操作で切換弁１７’の配管ポートを切り換えることにより、方向制御弁６〜９のうち選択されたいずれかに与えるようになっている（図では方向制御弁６〜９は上記切り換えを必要としない方向制御弁４，５とともに１つのブロックにまとめた一体型のものを示している）。切換弁１７’から方向制御弁６〜９へと導設されるパイロット配管２０ａ，２０ｂ中には圧力センサブロック１７ｃ’が介装されている。そして、圧力センサブロック１７ｃ’に取り付けられた圧力センサ２１ａ，２１ｂからの出力信号により圧力監視等を行うように構成されている。
【０００４】
図６は図５における切換弁の分解斜視図である。図に示すように、切換弁１７’の本体１７ａ’は、円筒状に形成されており、その周面には配管ポート１７ｂ’が多数設けられている。これらの配管ポート１７ｂ’に、適当な継手を介して上記操作弁１９ａ，１９ｂから導設され、また圧力センサブロック１７ｃ’へと導設されるパイロット配管２０ａ，２０ｂをそれぞれ接続するようになっている。
【０００５】
また、本体１７ａ’の上部には操作レバー１７ｅ’が突設されており、この操作レバー１７ｅ’の操作により図略のロータが本体１７ａ’内で回転可能となっている。このロータには所定形状の油溝が形成されており、操作レバー１７ｅ’の操作により本体１７ａ’内でロータを回転させると、上記油溝を経由して所望の配管ポート１７ｂ’同士が連通するように構成されている。
【０００６】
図７は図５における圧力センサブロックの分解斜視図である。図に示すように、圧力センサブロック１７ｃ’の本体１７ｃａ’は、直方体状に形成されており、その側面には配管ポート１７ｃｂ’が多数設けられている。これらの配管ポート１７ｃｂ’に、適当な継手を介して切換弁１７’から導設され、また方向制御弁４〜１１へと導設されるパイロット配管２０ａ，２０ｂをそれぞれ接続するようになっている。また、本体１７ｃａ’の上面には検出ポート１７ｃｃ’が上記パイロット配管２０ａ，２０ｂと対応して設けられており、これらの検出ポート１７ｃｃ’に直接圧力センサ２１ａ，２１ｂが取り付けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、切換弁１７’と方向制御弁６〜９とを連絡するパイロット配管２０ａ，２０ｂ中に、圧力センサブロック１７ｃ’が介装されているため、配管接続箇所と継手等の配管組立部品の点数が多くなり、これに伴い配管のアレンジも複雑化していた。特に小型の油圧ショベル等のように、狭隘なスペース内に配管をアレンジする必要があるものについては、その配管組立部品の集中により、配管のアレンジがさらに複雑化していた。
【０００８】
本発明は以上のような従来技術における課題を解決するためになされたものであり、配管接続箇所と継手等の配管組立部品の点数を減少させて、配管のアレンジを簡単化できる建設機械のパイロット配管構造を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操作弁から導出されるパイロット圧を切換弁によって複数のうちから選択された方向制御弁のパイロットポートに与えるとともに、上記パイロット圧を圧力センサによって検出するように構成された建設機械のパイロット配管構造であって、前記切換弁は、前記操作弁に接続するための配管ポートと前記方向制御弁に接続するための配管ポートとを設けた切換弁本体と、この切換弁本体に回転自在に挿入され両配管ポートを連通させるロータとを備え、前記切換弁本体まわりに平面状の側面を複数形成して、ある側面に前記配管ポートの少なくとも一方を開口させるとともに、該ある側面に隣り合う他の側面のうち前記配管ポートに近い側の側面にパイロット圧を上記圧力センサに導くための検出ポートを開口させて、該検出ポートを切換弁本体内の前記ロータと前記ある側面との間の位置で前記ある側面に開口する配管ポートと連通させたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成によれば、切換弁の本体に、パイロット圧を圧力センサに導くための検出ポートが設けられ、切換弁が圧力センサブロックを兼ねることになるので、従来例のように、圧力センサブロックを別途設ける必要がなくなり、その分だけ配管接続箇所と配管組立部品の点数とが減少される。また、圧力センサブロックの設置スペースが不要となるので、そのスペースを有効利用することにより配管のアレンジが簡単化される。
【００１１】
ところで、切換弁本体に検出ポートを設けた場合、そこに取り付けられる圧力センサと、配管ポートに接続されるパイロット配管とが混在してしまい、最悪の場合には互いに干渉してしまうことが考えられる。そこで、切換弁本体まわりに平面状の側面を複数形成し、ある側面に操作弁又は方向制御弁に接続するための配管ポートを設けるとともに、他の側面に検出ポートを設けたこととすれば、配管ポートに接続されるパイロット配管と検出ポートに取り付けられる圧力センサとは混在せず、相互間での干渉を生じるおそれが少なくなる。これにより、配管のアレンジが簡単化され、組立性及びメンテナンス性の向上が図られる。
【００１２】
例えば、ある側面と他の側面とは互いに隣り合う面に形成されていることとすれば、配管ポートへのパイロット配管の接続位置と検出ポートへの圧力センサの取り付け位置とが完全に分離され、相互間での干渉を生じるおそれがさらに少なくなる。これにより、配管のアレンジがさらに簡単化され、組立性及びメンテナンス性の一層の向上が図られる。
【００１３】
なお、ある側面と他の側面とは対向する方向に形成されていることとすれば、配管ポートへのパイロット配管の接続位置と検出ポートへの圧力センサの取り付け位置とが集約され、相互間での干渉を生じるおそれがさらに少なくなる。これによっても、配管のアレンジがさらに簡単化され、組立性及びメンテナンス性の一層の向上が図られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路図である。なお、従来例と共通する要素には同一の番号を付して重複説明を省略する。
【００１５】
図１において、建設機械としての油圧ショベルの上部旋回体に搭載されたエンジン１の駆動により可変容量形の油圧ポンプ２及びパイロットポンプ３がそれぞれ作動する。油圧ポンプ２から吐出される圧油は、図中左側のセンターバイパスラインＬＣに配列された右走行用方向制御弁４、バケット用方向制御弁６及びブーム用方向制御弁７に供給されるとともに、図中右側のセンターバイパスラインＲＣ上に配設された左走行用方向制御弁５、旋回用方向制御弁８及びアーム用方向制御弁９に供給される。
【００１６】
パイロットポンプ３から吐出される圧油は各種制御用の圧源として利用されるが、ここでは図略の操作レバーの操作により左右操作弁（通称リモコン弁という。以下についても同じ。）１９ａ，１９ｂから導出されるパイロット圧を、手動操作で切換弁（詳しくは後述する。）１７の配管ポートを切り換えることにより、上記各方向制御弁６〜９のうち選択されたいずれかに与えるようになっている。また、切換弁１７の検出ポートには、圧力センサ２１ａ，２１ｂが直接取り付けられている。そして、圧力センサ２１ａ，２１ｂからの出力信号に応じてコントローラ１８が油圧ポンプ２の流量及び様々な方向制御弁を制御するように構成されている。
【００１７】
この油圧回路に基づいてパイロット配管を含む配管のアレンジがなされるが、小型の油圧ショベルのように、狭隘なスペース内に配管をアレンジすることを余儀なくされる場合には、その配管組立部品の集中により、配管のアレンジが非常に複雑化してしまう。そこで、本発明では、従来、切換弁とは別途設けられていた圧力センサブロックを省略するために以下のような工夫を行った。以下、本発明の特徴となる切換弁１７の詳細構造を説明する。
【００１８】
図２〜４は切換弁の詳細構造を示す図であって、（ａ）はパイロット配管及び圧力センサを取り付けた状態を模式的に示した上面図、（ｂ）は切換弁を横置きしたときの正面図、（ｃ）は（ｂ）における矢視断面図である。なお、パイロット配管及び圧力センサの配置は、（ａ）中の実線で示すようにすることもできるが、破線で示すようにすることもできる。ここでは、便宜上実線で示す配置について説明する。
【００１９】
図２〜４に示すように、切換弁１７の本体１７ａは、略直方体状に形成されており、その側面には配管ポート１７ｂが多数設けられている。これらの配管ポート１７ｂに、適当な継手を介して上記操作弁１９ａ，１９ｂから導設され、また方向制御弁６〜９へと導設されるパイロット配管２０ａ，２０ｂをそれぞれ接続するようになっている。この本体１７ａには、パイロット圧を検出するための検出ポート１７ｃが上記パイロット配管２０ａ，２０ｂに対応して設けられており、これらの検出ポート１７ｃに圧力センサ２１ａ，２１ｂを直接取り付けることができる。検出ポート１７ｃは、本体１７ａ内で、配管ポート１７ｂから分岐されて形成されているので、圧力センサ２１ａ，２１ｂによって、その圧力センサ２１ａ，２１ｂが取り付けられた検出ポートに対応する配管ポート１７ｂに接続されるパイロット配管２０ａ，２０ｂの内圧を直接検出できる。
【００２０】
また、本体１７ａの上部には操作レバー１７ｅが突設されており、この操作レバー１７ｅの操作によりロータ１７ｆが本体１７ａ内で回転可能となっている。ロータ１７ｆには所定形状の油溝１７ｇが形成されており、操作レバー１７ｅの（ａ）における回転操作により、本体１７ａ内でロータ１７ｆを回転させると、上記油溝１７ｇを経由して所望の配管ポート１７ｂ同士が連通するとともに、その配管ポート１７ｂに対応する検出ポート１７ｃも連通する。
【００２１】
しかし、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、配管ポート１７ｂと検出ポート１７ｃとを切換弁本体１７ａの同一面に形成したのでは、配管ポート１７ｂに接続されるパイロット配管２０ａ，２０ｂの位置と、検出ポート１７ｃに取り付けられる圧力センサ２１ａ，２１ｂの位置とが混在し、相互に干渉するおそれがあるため、配管のアレンジが困難となり、組立性やメンテナンス性も損なわれる。
【００２２】
そこで、本実施形態では、図３及び図４に示すように、切換弁本体１７ａの配管ポート１７ｂの形成面とは異なる面に検出ポート１７ｂを形成することとした。
【００２３】
すなわち、図３（ｃ）においては、切換弁本体１７ａの左右面に配管ポート１７ｂを形成し、上下面に検出ポート１７ｃを形成している。この場合、切換弁１７の配管ポート１７ｂと検出ポート１７ｃとは互いに隣り合う面に配置されるので、それぞれのポートに接続等されるパイロット配管２０ａ，２０ｂと圧力センサ２１ａ，２１ｂとが互いに干渉するおそれがより少なくなる。したがって、配管のアレンジがより簡単化され、組立性やメンテナンス性が一層向上する。
【００２４】
また、図４（ｃ）においては、切換弁本体１７ａの左面に配管ポート１７ｂを形成し、右面に検出ポート１７ｃを形成している。この場合、パイロット配管２０ａ，２０ｂと圧力センサ２１ａ，２１ｂとをそれぞれ集約できるので、さらに配管のアレンジが簡単化され、その組立性やメンテナンス性が一層向上する。
【００２５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、切換弁１７の本体１７ａにパイロット圧を圧力センサ２１ａ，２１ｂに導くための検出ポート１７ｃが設けられ、切換弁自体が圧力センサブロックを兼ねることになるので、従来例のように、圧力センサブロックを別途設ける必要がなくなる。したがって、配管接続箇所と各種配管組立部品の点数とを減少させることにより、品質向上及びコストダウンが図られ、また圧力センサブロックを省略したスペースの有効利用により、配管のアレンジが簡単化できるので、特に狭隘なスペース内での配管のアレンジを余儀なくされる、小型の油圧ショベルに好適であるといえる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、切換弁１７を操作レバー１７ｅにより手動操作することとしているが、この操作レバー１７ｅをリンク等で延長して機械的に遠隔操作可能としたり、或いは、操作レバー１９の上部に取り付けたボタンのワンタッチ操作により電気的に遠隔操作可能な構成としてもよい。その場合には、切換弁１７の操作レバー１７ｅの操作を考慮して切換弁１７の配置を行う必要がなくなるので、配管のアレンジがさらに簡単化される。
【００２７】
また、上記実施形態では、切換弁１７の本体１７ａを略直方体状に形成しているが、より多くの側面を有する形状とすることもできる。さらに、従来例の円筒状の本体にポート部分だけを上記図３及び図４における方向に突出させることとしてもよい。この場合には、切換弁１７のさらなる軽量化、コンパクト化を図ることができる。
【００２８】
また、上記実施形態では、切換弁１７に配管用ポートのみを形成しているが、切換弁１７に絞りや逆止弁等を内蔵したものを形成してもよい。この場合、さらに配管のアレンジが簡単化される。
【００２９】
また、上記実施形態では、切換弁１７に圧力センサ２１ａ，２１ｂを直接取り付けているが、検出ポート１７ｃに適当な継手を介して検出配管を接続することもできる。その場合には、検出配管が必要となるが、従来例のような圧力センサブロックを設けるよりも分散した配管が可能となり、配管のアレンジが簡単化される。
【００３０】
特に一部のパイロット配管に圧力センサを設ける必要がない場合には、従来では、圧力センサブロックに栓をするだけでブロック自体の大きさは同じであるので、依然として配管のアレンジは簡単にならないが、上記分散した配管ではその圧力センサを設けない分だけ省スペースとなる。
【００３１】
また、上記実施形態では、コントローラ１８により圧力センサ２１ａ，２１ｂからの信号に基づく圧力制御を行っているが、例えば上記圧力センサ２１ａ，２１ｂだけを設けて検出圧力を自動監視するか、或いは、圧力センサの代わりに圧力計を設けて操作者が目視で監視するような構成としてもよい。このように、より簡単な回路構成とすることもできる。
【００３２】
上記実施形態では、本発明を油圧ショベルに適用しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、例えばクレーン等の他の建設機械のパイロット配管構造に適用することとしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、切換弁が従来例における圧力センサブロックを兼ねるので、圧力センサブロックを設ける必要がなくなる。したがって、配管接続箇所と各種配管組立部品の点数とを減少させることにより、品質向上及びコストダウンが図られ、また圧力センサブロックを省略したスペースの有効利用により、配管のアレンジが簡単化できるので、本発明は、特に狭隘なスペース内での配管のアレンジを余儀なくされる、小型の油圧ショベルに好適であるといえる。
【００３４】
また、配管ポートに接続されるパイロット配管と検出ポートに取り付けられる圧力センサとが干渉するおそれを少なくして、配管のアレンジを簡単化することができるとともに、組立性及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００３５】
例えば、ある側面と他の側面とは互いに隣り合う面に形成されていることとすれば、配管ポートに接続されるパイロット配管と検出ポートに取り付けられる圧力センサとが干渉するおそれをさらに少なくして、配管のアレンジをさらに簡単化することができるとともに、組立性及びメンテナンス性の一層の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、ある側面と他の側面とは対向する方向に形成されていることとすれば、配管ポートに接続されるパイロット配管と検出ポートに取り付けられる圧力センサとが干渉するおそれをさらに少なくして、配管のアレンジをさらに簡単化することができるとともに、組立性及びメンテナンス性の一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る油圧ショベルの油圧回路図である。
【図２】  切換弁の詳細構造を示す図であって、（ａ）はパイロット配管及び圧力センサを取り付けた状態を模式的に示した上面図、（ｂ）は切換弁を横置きしたときの正面図、（ｃ）は（ｂ）における矢視断面図である。
【図３】  切換弁の詳細構造を示す図であって、（ａ）はパイロット配管及び圧力センサを取り付けた状態を模式的に示した上面図、（ｂ）は切換弁を横置きしたときの正面図、（ｃ）は（ｂ）における矢視断面図である。
【図４】  切換弁の詳細構造を示す図であって、（ａ）はパイロット配管及び圧力センサを取り付けた状態を模式的に示した上面図、（ｂ）は切換弁を横置きしたときの正面図、（ｃ）は（ｂ）における矢視断面図である。
【図５】  従来の油圧ショベルのパイロット配管構造の一例を示す概念図である。
【図６】  図６における切換弁の分解斜視図である。
【図７】  図６における圧力センサブロックの分解斜視図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  油圧ポンプ
３  パイロットポンプ
４〜９  方向制御弁
１７  切換弁
１７ａ  本体
１７ｂ  配管ポート
１７ｃ  検出ポート
１７ｅ  操作レバー
１７ｆ  ロータ
１７ｇ  油溝
１８  コントローラ
１９，１９ａ，１９ｂ  操作弁
２０ａ，２０ｂ  パイロット配管
２１ａ，２１ｂ  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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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