JPH0735128Y2 - 油圧作業機の暖機回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、油圧ショベル，油圧クレーン等の油圧作業
機において、寒冷時に作動油の温度を上昇させるための
暖機運転を確実に行うことができる暖機回路に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、可変容量型油圧ポンプによってアクチュエータを
作動させる油圧回路として、第３図に示すように、主ポ
ンプ２の吐出側管路に設けたコントロールバルブ4a,4b,
4cに油圧シリンダ等のアクチュエータ（図示せず）を接
続し、リモコン弁４の操作によって前記コントロールバ
ルブを切り換えてアクチュエータを作動させると共に、
コントロールバルブのセンターバイパスの後段に絞り弁
11を設けてネガティブコントロール信号発生管路１と
し、該管路１の絞り弁の前段から分岐したパイロット管
路1aをポンプ制御部2aに接続して、コントロールバルブ
4a,4b,4cを操作しない場合に、主ポンプ２からの吐出油
がコントロールバルブのセンターバイパスを経て直接タ
ンクＴに戻されるのを絞り弁11により絞り、該絞り弁の
前段に生じた油圧をパイロツト管路1aを介してポンプ制
御部2aに導き、主ポンプ２の吐出油量を減少させるよう
にしたネガティブコントロール（以下、ネガコンと略
称）と呼ばれる制御方式が知られている。

この制御方式によれば、コントロールバルブ4a,4b,4cを
中立としたときには、ネガコン信号発生管路１からのネ
ガコン信号圧により主油圧ポンプ２の吐出油量を減少さ
せることができるという利点がある反面、冬季や寒冷地
における始動時の暖機運転に長時間を要するという問題
点がある。

すなわち、油圧ショベル，油圧クレーン等の油圧作業機
を冬季あるいは寒冷地において使用する際は、その作動
油温度やエンジン冷却水温度が低下しているため粘度が
高くなっており、エンジンやポンプが本来持っている性
能を発揮することができないばかりでなく、油圧アクチ
ュエータの応答性が悪く圧力損失が大きい等の不具合が
あり、この不具合を解決するために一般的には作業の初
期に暖機運転が行われているが、コントロールバルブ4
a,4b,4cを操作しないまま（中立として）暖機運転を行
った場合、主油圧ポンプ２の吐出油量は、ネガコン信号
により制御されるポンプ制御部2aによって最少吐出量に
制御されるため、絞り弁11を通過する油量も少なく、絞
り弁11による発生熱量も少ないから暖機運転に長時間を
必要とし、作業能率を低下させる結果となっていたので
ある。

一方、暖機運転の時間を短くする手段として、作業機を
過負荷状態とし、リリーフ弁を作動させてリリーフ弁を
通過するときに発生する熱量により作動油の温度を高め
ることも考えられるが、そのためには、作業機が油圧シ
リンダのストロークエンドで停止している状態から始動
することが前提条件であり、しかも、その過負荷状態を
保持したまま暖機運転を続けなければならないという難
点がある。

ネガコンを備えていない油圧作業機を冬季や寒冷地で始
動させるための暖機回路としては、始動時にコントロ
ールバルブのセンターバイパスの開口面積を所定値に絞
るようにしたもの（特開昭59-54805号公報参照）や、
コントロールバルブを中立位置に保ち油圧ポンプからの
吐出油を全てセンターバイパス通路を経てタンクに循環
させるようにしたもの（特開昭64-12112号公報参照）等
が知られている。

しかし、前者においては、作業機が油圧シリンダのス
トロークエンドで停止している状態でなければ暖機運転
が不可能であり、また、暖機運転中であっても作業機の
運転開始が可能であるため、オペレータが誤って或は運
転開始を急ぐあまり操作レバーを操作したときは誤動作
の危険がある。また、後者においては、コントロール
バルブが中立に保たれ、誤動作の危険はないが、油圧ポ
ンプの吐出油を何ら抵抗のないセンターバイパス通路を
通過させてタンクに循環させるものであるから、発生熱
量が少なく暖機運転に時間がかかり、しかも、ネガコン
回路を備えた油圧作業機には適用できず、強いて適用し
た場合には、前記したように油圧ポンプの吐出量が低下
して、やはり暖機運転に長時間を要するという問題点が
残る。

［本考案が解決しようとする課題］ 本考案は、上記従来技術の問題点に鑑み、ネガコン回路
を備えた油圧作業機の始動開始に際し、作業機の停止位
置如何に拘らず、短時間の暖機運転で作動油の温度を上
昇させることができる暖機回路を提供することを第１の
課題とするものである。

ところで、暖機運転を開始しても油温の上昇が不十分の
間は、エンジンおよび油圧機器が本来持っている性能
を発揮できる状態にはなっていないこと、暖機を早く
終了させるために油圧ポンプの吐出量を増大させる必要
があり油圧作業機の通常運転を行う状態にはなっていな
いこと，等の理由により、油圧作業機を作動させること
は好ましくないが、暖機運転中であってもコントロール
バルブの操作レバーを操作して作業機の運転開始が可能
であると、オペレータは作業開始を急ぐあまり又は何気
なく暖機不十分のまま作業機の通常運転を開始すること
があり、暖機不十分の機器を痛めたり、応答性不良によ
り作業ミスにつながる虞れがあるという別の問題点があ
る。

本考案は、上記した第１の課題を解決しながら、この問
題点をも解決することを第２の課題とするものであっ
て、暖機運転中は作業機の運転を開始できないような油
圧回路を提供し、暖機不十分による機器の損傷や応答性
不良による不測の事故をも防止しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記第１の課題を解決しながら、同時に第２
の課題をも解決することができる手段を提供しようとす
るものであって、コントロールバルブ4a,4b,4cのセンタ
ーバイパスの後段に絞り弁11を設けてなるネガティブコ
ントロール信号発生管路１と主ポンプ２の制御部2aとを
選択的に連通又は遮断し、遮断時には該制御部2aをタン
クＴに連通させる切換弁５と、パイロットポンプ３と前
記コントロールバルブ操作用リモコン弁４とを選択的に
連通又は遮断し、遮断時には該リモコン弁４をタンクＴ
に連通させる切換弁６と、暖機を開始又は中断するため
のスイッチ７と、水温センサ８及び油温センサ９と、デ
ータを処理し暖機信号を出力するコントローラ10からな
り、前記スイッチ７をONしたとき前記切換弁5,6が共に
遮断側に切り換えられ、前記センサ8,9が水温及び油温
が共に設定温度以上であることを検出したとき前記切換
弁5,6が共に連通側に切り換えられることを特徴とする
油圧作業機の暖機回路を考案要旨とするものである。

［実施例］ 第１図において、１は、コントロールバルブ4a,4b,4cの
センターバイパスの後段に絞り弁11を設けてなる公知の
ネガティブコントロール信号（以下ネガコン信号と略称
する）発生管路であって、図示のように、切換弁５によ
ってこの管路１が主ポンプ２の制御部2aに連通されてい
るときは、絞り弁11によって与えられるネガコン信号圧
により主ポンプ２の吐出量を減少させるように作用し、
切換弁５が遮断側に切り換えられネガコン信号発生管路
１と前記制御部2aとの連通が遮断されたときは、該制御
部2aはタンクＴに連通し信号圧０となり主ポンプ２の吐
出量が最大となるように構成されている。

３はパイロットポンプであって、図示のように切換弁６
が連通位置にあるときは、リモコン弁４の操作によって
作業機（図示せず）のコントロールバルブ4a,4b,4c等に
パイロット圧が供給可能であり、切換弁６が遮断側に切
り換えられたときは、リモコン弁４を操作してもパイロ
ット圧は供給されず、換言すれば、リモコン弁４は操作
不能となり作業機の運転は不可能となる。

７は、暖機運転を開始又は中断するためのスイッチ７で
あって手動によりON/OFFされる。

８は水温センサ、９は油温センサ、10は前記スイッチ７
のON/OFFおよび両センサ8,9からの入力信号等のデータ
を処理し暖機信号を出力するコントローラであって、前
記スイッチ７をONしたとき前記両切換弁5,6が共に遮断
側に切り換えられ、前記両センサ8,9が水温及び油温が
共に設定温度以上であることを検出したとき前記切換弁
5,6が共に連通側に切り換えられるように構成されてい
る。そのフローチャートを第２図に示す。

［作用］ 本考案は以上のような構成であって、暖機を開始すると
きは単にスイッチ７をONすればよい。

スイッチ７がONされると切換弁5,6が共に遮断側に切り
換えられ、ネガコン信号発生管路１と主ポンプ２の制御
部2aとの連通が遮断され、該制御部2aはタンクＴに連通
するため信号圧０となり主ポンプ２の吐出量は最大とな
り、同時にパイロットポンプ３とリモコン弁４との連通
が遮断され、作業機運転用のリモコン弁４は操作不能と
なる。

この状態で主ポンプ２を駆動すれば、多量の吐出油が絞
り弁11を通過して循環するため、この絞りにより発生す
る熱量も多く短時間で作動油の油温を上昇させることが
でき、これに伴い冷却水の水温も上昇させることができ
る。

暖機運転により水温および油温が上昇し、水温センサ８
および油温センサ９が共に設定温度以上であることを検
出したときは、切換弁5,6が共に連通側に切り換えられ
暖機運転が終了する。

［効果］ 本考案によれば、暖機運転用のスイッチ７をONしたと
き、ネガティブコントロール信号発生管路１と主ポンプ
２の制御部2aとを連通又は遮断する切換弁５と、パイロ
ットポンプ３とリモコン弁４とを連通又は遮断する切換
弁６とが、共に遮断側に切り換えられ、水温センサ８及
び油温センサ９により水温及び油温が共に設定温度以上
であることを検出したとき前記切換弁5,6が共に連通側
に切り換えられるように構成されているため、作業機が
如何なる位置で停止していても、換言すれば、作業機が
油圧シリンダのストロークエンドで停止しているか否か
に拘らず、単に、スイッチ７をONするだけで暖機運転が
可能であり、スイッチ７がONされると、切換弁5,6が共
に遮断側に切り換えられるため、ネガコン信号発生管路
１と主ポンプ２の制御部2aとの連通が遮断され、該制御
部2aはタンクＴに連通するため、ネガコン信号圧は０と
なり主ポンプ２の吐出量は最大となり、作動油はコント
ロールバルブ4a,4b,4cのセンターバイパスから絞り弁11
を経て全量タンクＴに循環し、絞り弁11通過時の発生熱
量により作動油の温度を急速に上昇させることができる
効果があり、また、スイッチ７をONした状態、換言すれ
ば暖機運転中は、パイロットポンプ３からリモコン弁４
に圧油が供給されず、リモコン弁４は操作不能となり、
作業機の運転をすることができず、暖機不十分による機
器の損傷や応答性不良による不測の事故を防止すること
ができる効果がある。

なお、暖機運転を中止して油圧作業機を動かす必要があ
るときはスイッチ７をOFFすればよく、この場合は、オ
ペレータが自らの意思によりスイッチ７をOFFした後、
リモコン弁４の操作レバーを操作することになるので、
暖機不十分であることを自覚しつつ慎重に作業機を運転
することができ、機器を傷めたり応答性不良による作業
ミスを招くことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の油圧および電気回路図、第２図はコン
トローラ10のフローチャート、第３図は従来公知のネガ
コン回路を備えた油圧作業機の回路図である。 1:ネガコン信号発生管路 2:主ポンプ 2a:制御部 3:パイロットポンプ 4:リモコン弁 4a,4b,4c:コントロールバルブ 5:切換弁（ネガコン信号管路用）。 6:切換弁（パイロット管路用） 7:スイッチ 8:水温センサ 9:油温センサ 10:コントローラ 11:絞り弁 T:タンク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コントロールバルブ（4a,4b,4c）のセンタ
   ーバイパスの後段に絞り弁（11）を設けてなるネガティ
   ブコントロール信号発生管路（１）と主ポンプ（２）の
   制御部（2a）とを選択的に連通又は遮断し、遮断時には
   該制御部（2a）をタンク（Ｔ）に連通させる切換弁
   （５）と、パイロットポンプ（３）と前記コントロール
   バルブ操作用リモコン弁（４）とを選択的に連通又は遮
   断し、遮断時には該リモコン弁（４）をタンク（Ｔ）に
   連通させる切換弁（６）と、暖機を開始又は中断するた
   めのスイッチ（７）と、水温センサ（８）及び油温セン
   サ（９）と、データを処理し暖機信号を出力するコント
   ローラ（10）からなり、前記スイッチ（７）をONしたと
   き前記切換弁（５），（６）が共に遮断側に切り換えら
   れ、前記センサ（８），（９）が水温及び油温が共に設
   定温度以上であることを検出したとき前記切換弁
   （５），（６）が共に連通側に切り換えられることを特
   徴とする油圧作業機の暖機回路