JP5481853B2

JP5481853B2 - 建設機械の油圧回路

Info

Publication number: JP5481853B2
Application number: JP2008319861A
Authority: JP
Inventors: 吉美早乙女; 則文白神
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: JP2010144752A

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、パイロットラインのエア抜きを自動的に行う油圧回路に関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

図４において、１はクローラ式の下部走行体、２はこの下部走行体１上に縦軸Ｏまわりに旋回自在に搭載された上部旋回体で、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４及びバケット５を備えた作業アタッチメント６が装着される。

この油圧ショベルにおける旋回回路の構成を図５に示す。

同図において、７はメイン油圧源としてのメインポンプ、８はこのメインポンプ７からの圧油により回転して上部旋回体２を旋回駆動するメインアクチュエータとしての旋回モータ（油圧モータ）で、この旋回モータ８とメインポンプ７及びタンクＴとの間に、油圧パイロット式の切換弁であるコントロールバルブ９が設けられてメイン回路（符号省略）が構成され、コントロールバルブ９によって旋回モータ８に対する圧油の給排（旋回モータ８の回転／停止、回転方向、回転速度）が制御される。

一方、上記メイン回路とは別に、コントロールバルブ９を操作するリモコン弁１０と、旋回モータ８にブレーキ力を付与する旋回ブレーキ１１と、この旋回ブレーキ１１の作動を制御するブレーキ切換弁１２と、旋回ブレーキ１１の油圧源であってリモコン弁１０の一次圧源であるサブポンプ（パイロットポンプともいう）１３とから成るサブ回路（符号省略）が設けられている。

リモコン弁１０の二次側は、左右旋回用のパイロットライン１４，１５を介してコントロールバルブ９の両側パイロットポート９ａ，９ｂに接続され、リモコン弁１０の操作量に応じたパイロット圧がコントロールバルブ９に加えられて同バルブ９が中立、左旋回、右旋回各位置イ，ロ，ハ間で作動する。

また、両パイロットライン１４，１５は、シャトル弁１６及び切換弁パイロットライン１７を介してブレーキ切換弁１２のパイロットポート１８にも接続されている。

これにより、ブレーキ切換弁１２がリモコン弁１０の操作に連動して、リモコン弁１０の操作時にはサブポンプ１３からの油圧を旋回ブレーキ１１に供給する作動位置イに、リモコン弁１０の非操作時（中立時）には旋回ブレーキ１１に対する圧油の供給を停止する停止位置ロにそれぞれセットされる。１９は同切換弁１２のポンプポートである。

旋回ブレーキ１１は、加圧されないときはバネ力によってブレーキ作動し、加圧時にバネに抗してブレーキ解除するネガティブブレーキとして構成されている。

この旋回ブレーキ１１の油圧室１１ａは、ブレーキ切換弁１２の停止位置ロで開通するタンク通路２０を介して、バネ室１１ｂは直接、それぞれタンクＴに通じるタンクライン２１に接続されている。

図５中、２２，２３はコントロールバルブ９と旋回モータ８とを結ぶモータ両側管路、２４，２５はこのモータ両側管路２２，２３間に相対向して設けられたブレーキ弁としてのリリーフ弁、２６，２７はキャビテーション防止用のチェック弁である。

このような旋回回路において、パイロットライン１４，１５中の油（パイロット油）にエアが混入すると、コントロールバルブ９の応答性が悪くなるため、このエアを抜く必要がある。

このパイロット油のエア抜きを自動的に行う技術として、特許文献１に示されるように、コントロールバルブ内に、パイロットラインに通じるパイロット油路を設け、アクチュエータからの戻り油の一部をパイロット油路、パイロットライン、リモコン弁を介してタンクに還流させることにより、パイロット油中のエアをこの戻り油とともにタンクに排出する技術が公知である。
特開平１０−８９３１５号公報

しかし、この公知技術によると、アクチュエータ戻り油というごく低圧（タンク圧）の油でパイロット油を長いパイロットライン経由でタンクに流す構成であるため、流量が十分でないことからエア抜きの効果が低いものとなる。すなわち、エア抜きに長時間を要し、しかも確実なエア抜きが難しいという問題があった。

そこで本発明は、パイロット油中のエアを自動的に、しかも迅速かつ確実に抜くことができる建設機械の油圧回路を提供するものである。

請求項１の発明は、メインポンプを油圧源としてメインアクチュエータを駆動するメイン回路と、サブポンプを油圧源としてサブアクチュエータを駆動するサブ回路とを備え、上記メイン回路は、上記メインアクチュエータの作動を制御する油圧パイロット式のコントロールバルブを有し、上記サブ回路は、操作量に応じたパイロット圧を上記コントロールバルブの両側パイロットポートに両側コントロールバルブ用パイロットラインを介して送るリモコン弁と、上記サブアクチュエータに対する圧油の供給を制御する油圧パイロット式の切換弁とを備え、上記両側コントロールバルブ用パイロットラインと、上記切換弁のパイロットポートにパイロット圧を導く切換弁パイロットラインとをシャトル弁を介して接続することにより、切換弁を、上記リモコン弁に連動して、リモコン弁の操作時には上記サブポンプからの圧油をサブアクチュエータに供給する作動位置に、リモコン弁の非操作時には上記サブアクチュエータに対する圧油の供給を停止する停止位置にそれぞれセットするように構成された建設機械の油圧回路において、上記切換弁は、そのスプール内に設けられ、当該切換弁が上記停止位置にセットされた状態で上記サブポンプからの圧油をエア抜き油として上記切換弁用パイロットラインに導くように当該切換弁のパイロットポートに連通するエア抜き油通路と、このエア抜き油通路を通るエア抜き油の圧力を上記コントロールバルブが作動する圧力以下の値に落とす絞りと、を有するものである。

本発明によると、リモコン弁の非操作時に、リモコン弁の一次圧源であるサブポンプからの圧油を、エア抜き油としてコントロールバルブの作動圧以下に落としてコントロールバルブ用パイロットラインに導く構成としたから、パイロットラインの配管長さと絞りとで決まる圧力をエア抜きに効果のある流量が得られる値として設定することにより、パイロット油中のエアを自動的に、そして迅速かつ確実にタンクに排出することができる。

しかも、リモコン弁と連動する既存の切換弁をエア抜き弁として利用し、絞り付きのエア抜き油通路を付加するだけでよいため、エア抜き専用の設備一式を新設する必要がなく、低コスト、省スペースとなる。

また、絞り付きのエア抜き油通路を切換弁のスプール内に設けるため、切換弁のボディに専用ポートとともに同通路を設ける場合のようにボディが大形化したり、別配管を追加したりする弊害が生じない。

本発明の参考形態及び実施形態を図１〜図３によって説明する。

参考形態及び実施形態では、背景技術の説明に合わせて油圧ショベルの旋回回路を適用対象としている。

参考形態（図１参照）
図１の回路において、次の基本的構成は図５に示す従来の旋回回路と同じである。なお、図１において図５と全く同一部分には同一符号を付して示している。

（Ａ）メインポンプ７と、このメインポンプ７からの圧油により回転して図４の上部旋回体２を旋回駆動するメインアクチュエータとしての旋回モータ８と、この旋回モータ８とメインポンプ７及びタンクＴとの間に設けられた油圧パイロット切換弁であるコントロールバルブ９とによってメイン回路が構成される点。

（Ｂ）メイン回路とは別に、コントロールバルブ９を操作するリモコン弁１０と、旋回モータ８にブレーキ力を付与する旋回ブレーキ１１と、この旋回ブレーキ１１の作動を制御するブレーキ切換弁（請求項１，２の切換弁）２８と、旋回ブレーキ１１の油圧源であってリモコン弁１０の一次圧源であるサブポンプ１３とから成るサブ回路が設けられている点。

（Ｃ）リモコン弁１０の二次側は、左右旋回用のコントロールバルブ用パイロットライン１４，１５を介してコントロールバルブ９の両側パイロットポート９ａ，９ｂに接続され、リモコン弁１０の操作量に応じたパイロット圧がコントロールバルブ９に加えられて同バルブ９が中立、左旋回、右旋回各位置イ，ロ，ハ間で作動する点。

（Ｄ）両コントロールバルブ用パイロットライン１４，１５は、シャトル弁１６及び切換弁パイロットライン１７を介してブレーキ切換弁２８のパイロットポート２９にも接続され、これによりブレーキ切換弁２８がリモコン弁１０の操作に連動して、リモコン弁１０の操作時にはサブポンプ１３からの油圧を旋回ブレーキ１１に供給する作動位置イに、リモコン弁１０の非操作時には旋回ブレーキ１１に対する圧油の供給を停止する停止位置ロにそれぞれセットされる点。

（Ｅ）旋回ブレーキ１１は、加圧されないときはバネ力によってブレーキ作動し、加圧時にバネに抗してブレーキ解除するネガティブブレーキとして構成され、この旋回ブレーキ１１の油圧室１１ａは、ブレーキ切換弁２８の停止位置ロで開通するタンク通路３０（図５中のタンク通路２０と同じ）を介して、バネ室１１ｂは直接、それぞれタンクＴに通じるタンクライン２１に接続されている点。

上記基本構成に加えて、この回路においては、ブレーキ切換弁２８に絞り３１付きのエア抜き油通路３２が、停止位置ロでポンプポート３３（図５中のポンプポート１９と同じ）に通じる状態で設けられている。

このエア抜き油通路３２の出口ポート３４にはエア抜き油導出管路３５，３６が互いに並列状態で接続され、このエア抜き油導出管路３５，３６がそれぞれチェック弁３７，３８を介してシャトル弁１６の両側ポートに接続されている。

この回路構成において、リモコン弁１０の非操作（中立）状態で、サブポンプ１３からの圧油が、ブレーキ切換弁２８の絞り付きエア抜き油通路３２、エア抜き油導出管路３５，３６、チェック弁３７，３８を介してパイロットライン１４，１５に流入し、同ライン
内のパイロット油及びエアとともにリモコン弁１０を通じてタンクＴに排出される。

こうして、リモコン弁１０が操作状態から中立復帰するたびにパイロットライン１４，１５のエア抜き作用が自動的に行われる。

また、ブレーキ切換弁２８の切換弁パイロットライン１７もシャトル弁１６を介して両コントロールバルブ用パイロットライン１４，１５の一方（直前に操作された側）に連通するため、同ライン１７中のエアも同様にタンクＴに排出される。

ここで、エア抜き油通路３２を通る（両側コントロールバルブ用パイロットライン１４，１５に導入される）圧力は、コントロールバルブ９が作動する圧力以下の圧力であって、上記エア抜きラインの全長と絞り３１の開度とから、エア抜きに最も効果のある流量が得られる値として設定される。いいかえれば、このような適正エア抜き流量が得られるように絞り２６の開度が設定される。

この回路によると、パイロット油中のエアを自動的に、そして十分なエア抜き流量によって迅速かつ確実にタンクＴに排出することができる。

しかも、リモコン弁１０と連動する既存のブレーキ切換弁２８をエア抜き弁として利用し、絞り３１付きの通路３２を同切換弁２８に付加するだけでよいため、エア抜き専用の設備一式を新設する必要がなく、低コスト、省スペースとなる。

実施形態（図２，３参照）
参考形態との相違点のみを説明する。

参考形態では、絞り付きエア抜き油通路３２をブレーキ切換弁２８のスプールとボディとに跨って設け、かつ、出口ポート３４をボディに追加するため、同切換弁２８が大形化するとともに、エア抜き油導出管路３５，３６も追加する必要がある。

そこで実施形態では、絞り付きエア抜き油通路３２をブレーキ切換弁２８のスプール内に設け、同通路３２をパイロットポート２９に連通させた構成をとっている。

こうすれば、ボディにポートを追加する必要がなくなるとともに、エア抜き油導出管路３５，３６を省略することができる。

この場合、サブポンプ１３からのエア抜き油は、エア抜き油通路３２、切換弁パイロットライン１７、シャトル弁１６、パイロットライン１４，１５、リモコン弁１０の経路でタンクＴに戻り、第１実施形態と同様、自動エア抜き作用が行われる。

ところで、本発明は上記実施形態で例示した旋回回路に限らず、これと同様の回路構成、すなわち、油圧パイロット切換式のコントロールバルブを備えたメイン回路と、上記コントロールバルブを操作するリモコン弁とサブアクチュエータ制御用の切換弁とを備えたサブ回路とを有し、上記切換弁はリモコン弁に連動して、リモコン弁の操作時にはサブポンプからの圧油をサブアクチュエータに供給する作動位置に、リモコン弁の非操作時には上記サブアクチュエータに対する圧油の供給を停止する停止位置にそれぞれセットされるように構成された各種回路に広く適用することができる。

本発明の参考形態にかかる旋回回路の回路図である。本発明の実施形態にかかる旋回回路の回路図である。実施形態にかかるブレーキ切換弁の断面図である。本発明が適用される油圧ショベルの概略側面図である。油圧ショベルにおける従来の旋回回路の回路図である。

７メインポンプ
８メインアクチュエータとしての旋回モータ
９コントロールバルブ
１０リモコン弁
１１サブアクチュエータとしての旋回ブレーキ
１３サブポンプ
１４，１５パイロットライン
１６シャトル弁
１７切換弁パイロットライン
１８ブレーキ切換弁のパイロットポート
２１タンクライン
２８ブレーキ切換弁
２９ブレーキ切換弁のパイロットポート
３０同タンク通路
３１同絞り
３２同エア抜き油通路
３３ポンプポート
３４出口ポート
３５，３６エア抜き油導出管路
３７，３８チェック弁

Claims

メインポンプを油圧源としてメインアクチュエータを駆動するメイン回路と、サブポンプを油圧源としてサブアクチュエータを駆動するサブ回路とを備え、上記メイン回路は、上記メインアクチュエータの作動を制御する油圧パイロット式のコントロールバルブを有し、上記サブ回路は、操作量に応じたパイロット圧を上記コントロールバルブの両側パイロットポートに両側コントロールバルブ用パイロットラインを介して送るリモコン弁と、上記サブアクチュエータに対する圧油の供給を制御する油圧パイロット式の切換弁とを備え、上記両側コントロールバルブ用パイロットラインと、上記切換弁のパイロットポートにパイロット圧を導く切換弁パイロットラインとをシャトル弁を介して接続することにより、切換弁を、上記リモコン弁に連動して、リモコン弁の操作時には上記サブポンプからの圧油をサブアクチュエータに供給する作動位置に、リモコン弁の非操作時には上記サブアクチュエータに対する圧油の供給を停止する停止位置にそれぞれセットするように構成された建設機械の油圧回路において、上記切換弁は、そのスプール内に設けられ、当該切換弁が上記停止位置にセットされた状態で上記サブポンプからの圧油をエア抜き油として上記切換弁用パイロットラインに導くように当該切換弁のパイロットポートに連通するエア抜き油通路と、このエア抜き油通路を通るエア抜き油の圧力を上記コントロールバルブが作動する圧力以下の値に落とす絞りと、を有することを特徴とする建設機械の油圧回路。