JP5334509B2 - 建設機械用油圧回路 - Google Patents

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Description

本発明は、ブームなどの作業装置を駆動しない場合、エンジンの回転数を低くし、油圧ポンプの吐出流量を最少化することによって、油圧システムの省エネルギー化を実現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。
さらに詳細には、作業装置に供給される作動油を制御する切換弁の切換有無を感知することができるように切換弁内の形成のパイロット信号通路に、設定された圧力を超過するような信号圧が形成されることを防止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。
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、
エンジンに連結される第１、２、３、４油圧ポンプ(Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４)と、
第１油圧ポンプＰ１の流路に設けられ、切換時、ブームなどの作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第１切換弁１、２、３と、
第２油圧ポンプＰ２の流路に設けられ、切換時、アームなどの作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第２切換弁４、５、６と、
第３油圧ポンプＰ３の流路に設けられ、切換時、旋回装置などに供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第３切換弁７、８と、
切換弁(１〜８)の切換有無を感知することができるように切換弁(１〜８)を通過して油圧タンクＴ１に連結され、第４油圧ポンプＰ４からのパイロット信号圧Ｐｉが入口ポートＰｉ１を介して流入されるパイロット信号通路１１と、
パイロット信号通路１１に信号圧力を形成するように入口ポートＰｉ１側に設けられる絞縮部１０と、
パイロット信号通路１１に分岐接続される信号感知ポートＰａ側に設けられ、エンジンの速度を制御することができるようにパイロット信号通路１１の信号圧力を検出する圧力スイッチ９とを含む。
この際、運転者が操作レバー(図示せず)を操作し、複数の切換弁を切り換えさせる場合、パイロット信号通路１１が遮断され、当該切換弁の切換時、油圧ポンプと作業装置との連結流路は別途示していない。
図３に示したように、前述したパイロット信号通路１１は、各切換弁(１〜８)の弁ボディ１２に信号通路ａ、ｂと共に交番に形成され、スプール１３の切換により信号通路ａ、ｂが遮断されるので、パイロット信号通路１１に信号圧力が形成される。同時に、パイロット信号通路１１に分岐接続される信号感知ポートＰａにも信号圧力が形成される。
したがって、第１、２、３油圧ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ連結されている切換弁(１、２、３)(４、５、６)(７、８)の中立状態ではパイロット信号通路１１に信号圧力が形成されない。それゆえ、作業装置が作動していないものと判断し、エンジン回転数を減速することになる。
反面、切換弁(１〜８)のうち、少なくとも何れかの一つの切換弁を切り換えさせると、パイロット信号通路１１に信号圧力が形成されるので、前述した信号圧力によりエンジン回転数を加速させることができる。
したがって、ブームなどの作業装置を駆動しない場合、エンジン回転数を減速し、油圧システムのエネルギー損失を最少化させるようなオートアイドル(ａｕｔｏ ｉｄｌｅ)機能を具現することができる。
図１乃至図３に示したように従来の建設機械用油圧回路では、前述した切換弁(１〜８)のそれぞれのスプール１３が弁ボディ１２内で左側又は右側に摺動されて切り換えられるように、弁ボディ１２とスプール１３との間に組立公差による一定の隙間が発生している。
図２及び図３に示したようにパイロット信号通路に連通される信号通路ａ、ｂは、弁ボディ１２内に形成され、高い圧力を維持するポンプ通路１４、１５間に配置される。これにより、高圧の作動油が弁ボディ１２とスプール１３との間の隙間を介して信号通路ａ、ｂに流入されることになる。
この際、弁ボディ１２とスプール１３との間に流入される異物による摺動面の破損又は摺動面の磨耗などにより油圧ポンプから信号通路ａ、ｂに流入される作動油の量は増加することもある。
前述したように、油圧ポンプから信号通路ａ、ｂに流入される高圧の作動油によりパイロット信号通路１１に高い圧力の信号圧が形成された場合、パイロット信号通路１１と連通している信号感知ラインに設置された圧力スイッチ９の圧力が設定圧力を超過することになるので、圧力スイッチ９の破損を招く問題があった。
本発明の実施例は、ブームなどの作業装置を駆動していない場合、オートアイドル機能を具現する油圧回路において、作業装置などに供給される作動油を制御するための切換弁の内部に形成されているパイロット信号通路に油圧ポンプから高圧の作動油が流入されることにより圧力スイッチが破損することを防止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。
本発明の一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、４油圧ポンプと、
第１油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、ブームを含む作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第１切換弁と、
第２油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、アームを含む作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第２切換弁と、
第３油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、旋回装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第３切換弁と、
第１、２、３切換弁の切換有無を感知することができるように第１、２、３切換弁を通過して油圧タンクに連結され、第４油圧ポンプのパイロット信号圧供給通路と連通されるパイロット信号通路と、
パイロット信号通路に信号圧力を形成するように設けられる絞縮部と、
絞縮部の上流側及び下流側でパイロット信号通路に分岐接続される並列流路に設けられ、パイロット信号通路に、予め設定された圧力を超過するような信号圧が形成された場合、パイロット信号通路の信号圧力をパイロット信号圧供給通路に供給する弁とを含む。
この際、前述した弁は、パイロット信号通路からパイロット信号圧供給通路に信号圧の移動を許容するチェック弁が用いられる。
本発明の他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、４油圧ポンプと、
第１油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、ブームを含む作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第１切換弁と、
第２油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、アームを含む作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第２切換弁と、
第３油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、旋回装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第３切換弁と、
第１、２、３切換弁の切換有無を感知することができるように第１、２、３切換弁を通過して油圧タンクに連結され、第４油圧ポンプのパイロット信号圧供給通路と連通されるパイロット信号通路と、
パイロット信号通路に信号圧力を形成するように設けられる絞縮部と、
パイロット信号通路の信号圧力を検出するようにパイロット信号通路に分岐接続される信号圧力感知ラインに設けられ、パイロット信号通路に、予め設定された圧力を超過するような信号圧が形成された場合、パイロット信号通路の信号圧力を油圧タンクに排出させる弁とを含む。
この際、前述した弁は、パイロット信号通路に、予め設定された圧力を超過する信号圧が発生した場合、切り換えられることにより信号圧力を油圧タンクにドレーンさせるリリーフ弁が用いられる。
前述した弁のドレーン通路は、切換弁が設けられるコントロールバルブ内のポートと別の外部ドレーンポートに連結されることができる。
以上で述べたように、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する。
ブームなどの作業装置を駆動しない場合、オートアイドル機能を具現する油圧回路において、作業装置に供給される作動油を制御する切換弁の内部に形成のパイロット信号通路に切換弁のボディとスプール間の隙間又は摺動部の損傷部を介して流入される油圧ポンプからの高圧作動油により圧力スイッチが破損することを防止し得る。
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思想及び範疇が限定されることを意味するのではない。
図４に示したように、本発明の一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、４油圧ポンプ(Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４)と、第１油圧ポンプＰ１の流路に設けられ、切換時、ブームなどの作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第１切換弁(１、２、３)と、第２油圧ポンプＰ２の流路に設けられ、切換時、アームなどの作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第２切換弁(４、５、６)と、第３油圧ポンプＰ３の流路に設けられ、切換時、旋回装置などに供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第３切換弁(７、８)と、第１、２、３切換弁(１〜８)の切換有無を感知することができるように第１、２、３切換弁(１〜８)を通過して油圧タンクＴ１に連結され、第４油圧ポンプＰ４のパイロット信号圧供給通路２２と連通されるパイロット信号通路１１と、パイロット信号通路１１に信号圧力を形成するように設けられる絞縮部１０と、絞縮部１０の上流側及び下流側でパイロット信号通路１１に分岐接続される並列流路に設けられ、パイロット信号通路１１に予め設定された圧力を超過するような信号圧が形成された場合、パイロット信号通路１１の超過された信号圧力をパイロット信号圧供給通路２２に供給する弁２１とを含む。
前述した弁２１は、パイロット信号通路１１からパイロット信号圧供給通路２２に信号圧の移動を許容するチェック弁が用いられる。
一方、前述したパイロット信号通路１１に接続している並列流路に設けられ、パイロット信号通路１１に、予め設定された信号圧を維持するための弁２１を除いては、図１に示した従来のものと実質的に同一に適用されるので、これらに対する詳細な説明は省略し、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。
以下、本発明の一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。
図４に示したように、前述した切換弁(１〜８)のそれぞれのスプール１３は、弁ボディ１２内で左側又は右側方向に切り換えられるべく、弁ボディ１２とスプール１３との間に組立公差による一定の隙間が生じるように組み付けられる。パイロット信号通路１１に連通される信号通路ａ、ｂは、弁ボディ１２の内部に形成され、高圧を維持するポンプ通路１４、１５間に配置される。
これにより、油圧ポンプから高圧の作動油が、弁ボディ１２とスプール１３との間の隙間を介して信号通路ａ、ｂに流入された場合、パイロット信号通路１１に予め設定された圧力を超過するような高い圧力の信号圧が形成されることになる。
即ち、パイロット信号通路１１に形成される高圧の信号圧力がパイロット信号圧供給通路２２の圧力より相対的に高い場合、絞縮部１０の上流側及び下流側で分岐接続された並列流路に設置の弁(チェック弁)２１を経てパイロット信号圧供給通路２２に供給される。
この際、パイロット信号圧供給通路２２に形成される圧力は、第４油圧ポンプＰ４の上流側流路に設けられるリリーフ弁２３により常時パイロット信号通路１１の圧力を超過しないように設定される。したがって、パイロット信号通路１１に予め設定された圧力を超過するような過負荷が生じることを防止し得る。
これにより、パイロット信号通路１１と連通している信号感知ラインに設けられた圧力スイッチ９が設定圧力を超過することにより破損する虞を回避することができる。
図５に示したように、本発明の他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、４油圧ポンプ(Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４)と、第１油圧ポンプＰ１の流路に設けられ、切換時、ブームなどの作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第１切換弁(１、２、３)と、第２油圧ポンプＰ２の流路に設けられ、切換時、アームなどの作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第２切換弁(４、５、６)と、第３油圧ポンプＰ３の流路に設けられ、切換時、旋回装置などに供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第３切換弁(７、８)と、第１、２、３切換弁(１〜８)の切換有無を感知することができるように第１、２、３切換弁(１〜８)を通過して油圧タンクＴ１に連結され、第４油圧ポンプＰ４のパイロット信号圧供給通路２２と連通されるパイロット信号通路１１と、パイロット信号通路１１に信号圧力を形成するように設けられる絞縮部１０と、パイロット信号通路１１の信号圧力を検出するようにパイロット信号通路１１に分岐接続される信号圧力感知ラインに設けられ、パイロット信号通路１１に予め設定された圧力を超過するような信号圧が形成された場合、パイロット信号通路１１の超過された信号圧力を油圧タンクＴ２に排出させる弁２４とを含む。
この際、弁２４は、パイロット信号通路１１に予め設定された圧力を超過するような信号圧が発生された場合、切り換えられることにより信号圧力を油圧タンクＴ２にドレーンさせるリリーフ弁が用いられる。
前述した弁２４(リリーフ弁)のドレーン通路は、切換弁(１〜８)が設けられるコントロールバルブ内のポートと別の外部ドレーンポート(図示せず)に連結されることができる。
一方、前述したパイロット信号通路１１に接続している信号圧力感知ラインに設けられ、パイロット信号通路１１に予め設定された信号圧を維持する弁２４を除いては、図３に示した一実施例と実質的に同一適用されるので、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。
本発明の他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。
図５に示したように、油圧ポンプからの高圧の作動油が、弁ボディ１２とスプール１３の間の隙間を介して信号通路ａ、ｂに流入される場合、パイロット信号通路１１に予め設定された圧力を超過するような高い圧力の信号圧が形成されることになる。
即ち、パイロット信号圧１１に形成される信号圧力が予め設定された圧力を超過した場合、設定された圧力を超過するような作動油をパイロット信号通路１１と連通している信号感知ラインに設置された弁２４により油圧タンクＴ２にドレーンさせることによって、パイロット信号通路１１に常時設定された圧力を維持することが可能となる。
したがって、パイロット信号通路１１と連通している信号感知ラインに設けられた圧力スイッチ９が予め設定された圧力を超過する高圧により破損することを防止することができる。
従来技術による建設機械用油圧回路図である。 図１に図示の切換弁の断面図である。 図２に図示の切換弁の内部を通過するパイロット信号通路とこれと連通している信号通路を示す概略図である。 本発明の一実施例による建設機械用油圧回路図である。 本発明の他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
１、２、３ 第１切換弁
４、５、６ 第２切換弁
７、８ 第３切換弁
１０ 絞縮部
１１ パイロット信号通路
１２ 弁ボディ
１３ スプール
１４、１５ ポンプ通路
２１ 弁
２２ パイロット信号圧供給通路
２４ 弁

Claims (2)

  1. エンジンに連結される第１、２、３、４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、ブームを含む作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第１切換弁と、
    前記第２油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、アームを含む作業装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第２切換弁と、
    前記第３油圧ポンプの流路に設けられ、切換時、旋回装置に供給される作動油をそれぞれ制御する複数の弁からなる第３切換弁と、
    前記第１、２、３切換弁の切換有無を感知することができるように第１、２、３切換弁を通過して油圧タンクに連結され、第４油圧ポンプのパイロット信号圧供給通路と連通するパイロット信号通路と、
    前記パイロット信号通路に信号圧力を形成するように設けられる絞縮部と、
    前記絞縮部の上流側及び下流側でパイロット信号通路に分岐接続される並列流路に設けられ、パイロット信号通路に、予め設定された圧力を超過するような信号圧が形成された場合、パイロット信号通路の信号圧力をパイロット信号圧供給通路に供給する弁とを含むことを特徴とする建設機械用油圧回路。
  2. 前記弁は、パイロット信号通路からパイロット信号圧供給通路に信号圧の移動を許容するチェック弁が用いられ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。
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