JPH10140618A - パワーショベルの操作系バルブシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータと比例電磁弁を用いることなく
安価に提供でき、作業装置の干渉することを防止すると
共に、作業装置の停止の際の衝撃を緩和する。 【解決手段】 パワーショベルのブームおよびアームの
動作を制御するために、複数のコントロールバルブおよ
び複数のパイロットバルブが備えられ、第１コントロー
ルバルブと第１パイロットバルブの間に設けられオフセ
ットセンサ２４によって作動する第１切換弁３０と、第
２コントロールバルブと第２パイロットバルブの間に設
けられブーム位置センサ２６によって作動する第２切換
弁３２と、第３コントロールバルブと第３パイロットバ
ルブの間に設けられアーム位置センサ２８よって作動す
る第３切換弁３４と、第２切換弁３２とタンクの間に設
けられタンクへ逃がす圧油の流れを規制するブーム用絞
り手段３６と、第３切換弁３４とタンクの間に設けられ
タンクへ逃がす圧油の流れを規制するアーム用絞り手段
３８とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパワーショベルの操
作系バルブシステムに関し、さらに詳細には、パワーシ
ョベルのブームおよびアームの動作をコントロールする
ために、複数のコントロールバルブと複数のパイロット
バルブが備えられたパワーショベルの操作系バルブシス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特に超小旋回機能を有するパワー
ショベルにあっては、上下方向に回動するブーム、アー
ムおよびバケット等から成る作業装置が、水平方向へオ
フセットされた状態で操作できるようになっている。例
えば、上下方向に回動するブームを、その上下方向の回
動軸が装着された装着部ごと水平方向へ回動移動させ
て、ブームを含む作業装置をオフセットする機能を備え
たものがある。この超小旋回型のパワーショベルによれ
ば、スペースがなく旋回範囲が規制される現場で有効に
利用できる。（なお、標準型のパワーショベルにあって
は、作業装置およびキャビンを含む上部機体全体を旋回
させる機構しかなく、旋回範囲が規制される現場では好
適に利用できない。）ところが、超小旋回型のパワーシ
ョベルの場合、ブーム等をオフセットすることから、ブ
ーム、アーム等（作業装置）の動作によっては、バケッ
ト（作業装置）がパワーショベル本体に干渉してしま
う。すなわち、旋回をしない状態での作業範囲を大きく
することはできるが、作業装置がキャビンを含むパワー
ショベル本体に干渉し易くなるという課題がある。

【０００３】これに対し、従来は、ブームのオフセット
位置、ブームの上下方向の回動位置、およびアームの上
下方向の回動位置が所定の領域から外れた際に、それを
センサで感知し、そのセンサから得た信号をコンピュー
タで解析して比例電磁弁を制御し、その比例電磁弁によ
ってパイロットバルブからコントロールバルブへの圧油
の供給を制御することで、作業装置を作動させる油圧動
力（油圧シリンダ装置等）を制御・停止させている。比
例電磁弁によれば、コンピュータからの制御信号によっ
て圧油の流量を好適に調整できるため、油圧動力を緩や
かに停止させることができ、作業装置の停止時の衝撃を
緩和できる。

【０００４】また、このコンピュータと比例電磁弁とを
備えるシステムによれば、パワーショベル本体、ブーム
およびアームの位置関係をコンピュータで演算して干渉
する位置関係にあるか否かを判断できる。さらに、作業
装置の作動領域を予め任意に設定することが可能である
ため、作業空間の制限が厳しい現場、例えば天井のある
作業空間で、その天井には干渉することが許されないよ
うな現場では、安全性を向上できる。なお、このコンピ
ュータと比例電磁弁とを備えるシステムは、元来、標準
的なパワーショベルのシステムに開発されたものであ
り、それを超小旋回型のパワーショベルに適用したもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
システムでは、高価なコンピュータと比例電磁弁を用い
ているため、製造コストを低減できないという課題があ
る。超小旋回型のパワーショベルは小型であることが一
般的であり、コンピュータと比例電磁弁は大型の標準的
なパワーショベルと同等なものを要することになり、割
高である。また、従来のシステムでは、作業装置の作動
領域を予め自由に設定できる利点はあるが、実際にはパ
ワーショベル本体と作業装置の干渉さえ防止できればよ
いという現場が圧倒的である。従って、コンピュータと
比例電磁弁を用いたシステムは過剰機能となっているケ
ースが多く、実際には装置自体の干渉防止機能のみを備
えれば充分な場合が多い。

【０００６】そこで、本発明の目的は、コンピュータと
比例電磁弁を用いることなく安価に、作業装置がパワー
ショベル本体に干渉することを防止できると共に、作業
装置の停止の際の衝撃を緩和できるパワーショベルの操
作系バルブシステムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次の構成を備える。すなわち、本発明は、
パワーショベルのブームおよびアームの動作を制御する
ために、ブームのオフセット用の第１コントロールバル
ブおよび第１パイロットバルブと、ブームの回動用の第
２コントロールバルブおよび第２パイロットバルブと、
アームの回動用の第３コントロールバルブおよび第３パ
イロットバルブとが備えられたパワーショベルの操作系
バルブシステムにおいて、ブームがパワーショベルの基
体に対して所定の範囲外にオフセットされた際に信号を
発生するオフセットセンサと、ブームが上下方向に回動
して所定の範囲外に位置した際に信号を発生するブーム
位置センサと、アームが上下方向に回動して所定の範囲
外に位置した際に信号を発生するアーム位置センサと、
前記第１コントロールバルブと前記第１パイロットバル
ブの間に設けられ、ブームをオフセットさせる際には前
記両者を連通し、前記オフセットセンサからの信号を受
けた際には、第１パイロットバルブから第１コントロー
ルバルブへの圧油の供給を遮断すると共に、第１コント
ロールバルブへ供給されていた圧油をタンクへ逃がす第
１切換弁と、前記第２コントロールバルブと前記第２パ
イロットバルブの間に設けられ、ブームを回動させる際
には前記両者を連通し、前記ブームセンサからの信号を
受けた際には、第２パイロットバルブから第２コントロ
ールバルブへの圧油の供給を遮断すると共に、第２コン
トロールバルブへ供給されていた圧油をタンクへ逃がす
第２切換弁と、前記第３コントロールバルブと前記第３
パイロットバルブの間に設けられ、アームを回動させる
際には前記両者を連通し、前記アームセンサからの信号
を受けた際には、第３パイロットバルブから第３コント
ロールバルブへの圧油の供給を遮断すると共に、第３コ
ントロールバルブへ供給されていた圧油をタンクへ逃が
す第３切換弁と、前記第２切換弁とタンクの間に設けら
れ、タンクへ逃がす圧油の流れを規制するブーム用絞り
手段と、前記第３切換弁とタンクの間に設けられ、タン
クへ逃がす圧油の流れを規制するアーム用絞り手段とを
具備することを特徴とする。

【０００８】また、前記ブーム用絞り手段がタンクへ逃
がす圧油の流量を制御するブーム用流量制御弁であり、
前記アーム用絞り手段がタンクへ逃がす圧油の流量を制
御するアーム用流量制御弁であることで、ブームまたは
アームの回動が停止される際の衝撃を確実且つ好適に緩
和することができる。

【０００９】また、前記第１パイロットバルブと前記第
１コントロールバルブとを連通可能に設けられた第１パ
イパス通路と、前記第２パイロットバルブと前記第２コ
ントロールバルブとを連通可能に設けられた第２パイパ
ス通路と、前記第３パイロットバルブと前記第３コント
ロールバルブとを連通可能に設けられた第３パイパス通
路と、前記第１バイパス通路、前記第２バイパス通路お
よび前記第３バイパス通路を開閉するバイパス開閉弁と
を備えることで、電気系統の故障等によってロック状態
になった際に、そのバイパス開閉弁を開くことで、ロッ
ク状態を好適に解消できる。

【００１０】また、前記第１切換弁を有する第１ブロッ
ク、前記２切換弁および前記ブーム用絞り手段を有する
第２ブロック、前記切換弁および前記アーム用絞り手段
を有する第３ブロックが併設され、前記バイパス開閉弁
が、各前記ブロックに内蔵された前記第１バイパス通
路、前記第２バイパス通路および前記第３バイパス通路
を貫くように形成された挿通孔と、該挿通孔に挿通さ
れ、移動動作によって第１バイパス通路、第２バイパス
通路および第３バイパス通路を同時に開閉する弁体を備
えることで信頼性の高いバルブシステムをコンパクトに
形成できる。

【００１１】また、前記ブーム用絞り手段および前記ア
ーム用絞り手段からタンクへ排出される排出油の通路と
して設けられたドレインラインと、該ドレインラインに
近接して配され、油圧ポンプから吐出されリリーフバル
ブ等を通過してタンクへ排出される排出油の通路として
設けられたタンクポートラインとを具備することで、タ
ンクポートラインを通過する排出油の熱によってドレイ
ンラインを加熱することができ、ブーム用絞り手段およ
びアーム用絞り手段の性能を向上できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
の形態を図１および図２と共に詳細に説明する。図１は
本発明にかかるパワーショベルの操作系バルブシステム
のバルブユニット１０の回路図であり、パワーショベル
のブームおよびアーム等から成る作業装置が作動しない
状態を示している。Ａ１、Ａ２、Ａ３は対応する各パイ
ロットバルブに接続され、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は対応する
各コントロールバルブに接続される。

【００１３】図２に示すように、１２はパイロットバル
ブであり、ブームのオフセットを操作する第１パイロッ
トバルブ１２ａ、ブームの回動（上下方向）を操作する
第２パイロットバルブ１２ｂ、アームの回動を操作する
第３パイロットバルブ１２ｃを備える。各パイロットバ
ルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、対応するパイロットバ
ルブ側の連通路Ａ１、Ａ２、Ａ３、バルブユニット１
０、およびコントロールバルブ側の連通路Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３を介してコントロールバルブ１６ａ、１６ｂ、１６
ｃに接続されており、パイロットバルブ１２の操作部
（レバー等、図示せず）を操作することによって圧油を
コントロールバルブ１６側へ発生する。１８は油圧ポン
プであり、２０はタンクである。コントロールバルブ１
６は、パイロットバルブ１２によって制御され、スプー
ルが一方側へ移動した際には、油圧駆動装置２２（ブー
ムオフセット用油圧シリンダ装置２２ａ、ブーム回動用
油圧シリンダ装置２２ｂ、アーム回動用油圧シリンダ装
置２２ｃ）の一方への出力を発生させ、他方側へ移動し
た際には、油圧駆動装置２２の他方への出力を発生させ
る。これにより、パワーショベルのブームおよびアーム
が制御されて作動する。そして、本発明にかかるバルブ
ユニット１０は、パイロットバルブ１２側からは連通路
Ａ１、Ａ２、Ａ３によって、コントロールバルブ１６側
からはＢ１、Ｂ２、Ｂ３によって接続されている。な
お、図２は配管を模式的に示してあり、例えば、連通路
Ａ１、Ａ２、Ａ３はそれぞれ独立した管路（３本）であ
るが、一本の線で示してある。また、バルブユニット１
０は、パイロットバルブ１２によってコントロールバル
ブ１６の作動を制御するどちらか一方側に取り付ければ
よく、作動装置が干渉する可能性のない方向にかかるコ
ントロールバルブ１６の作動を制御する側には取り付け
る必要がない。

【００１４】２４はオフセットセンサであり、ブームが
基体に対して所定の範囲外にオフセットされた際に信号
を発生する。なお、ブームのオフセット機構は、従来の
技術の欄で記載したようなブームの装着部ごと水平方向
へ回動移動させるものに限らす、ブームを基体側のブー
ムとアーム側のブームの２つに分けて、基体側のブーム
に対してアーム側のブームをオフセットさせるものなど
がある。従って、オフセットセンサ２４の取り付け位置
は、基体とブームとの間、または基体側のブームとアー
ム側ブームとの間等になる。２６はブーム位置センサで
あり、ブームが上下方向に回動して所定の範囲外に位置
した際に信号を発生する。また、２８はアーム位置セン
サであり、アームが上下方向の回動して所定の範囲外に
位置した際に信号を発生する。これらのセンサは、例え
ば、リミットスイッチでよい。リミットスイットとして
は、例えば、アームおよびブームを作動可能の場合はＯ
Ｎ状態で、アームおよびブームが所定の領域外に位置し
た際にはＯＦＦ状態になるものでよい。

【００１５】３０は第１切換弁であり、連通路Ｂ１およ
びＡ１を介して第１コントロールバルブ１６ａと第１パ
イロットバルブ１２ａの間に設けられ、ブームをオフセ
ットさせる際には前記両者を連通する。また、第１切換
弁３０は、オフセットセンサ２４からの信号を受けた際
には、第１パイロットバルブ１２ａから第１コントロー
ルバルブ１６ａへの圧油の供給を遮断すると共に、第１
コントロールバルブ１６ａへ供給されていた圧油をタン
ク２０へ逃がすように作動する。その動作は、例えば、
オフセットセンサ２４の信号によってリレースイッチ等
を介して第１ソレノイド３１の電源を切ることでなされ
る。図１では、第１ソレノイド３１に通電されず、第１
パイロットバルブ１２ａから第１コントロールバルブ１
６ａへの圧油の供給が断たれた状態を示してある。

【００１６】３２は第２切換弁であり、連通路Ｂ２およ
びＡ２を介して第２コントロールバルブ１６ｂと第２パ
イロットバルブ１２ｂの間に設けられ、ブームを回動さ
せる際には前記両者を連通する。また、第２の切換弁３
２は、ブームセンサ２６からの信号を受けた際には、第
２パイロットバルブ１２ｂから第２コントロールバルブ
１６ｂへの圧油の供給を遮断すると共に、第２コントロ
ールバルブ１６ｂへ供給されていた圧油をタンク２０へ
逃がすように作動する。その動作は、例えば、ブームセ
ンサ２６の信号によってリレースイッチ等を介して第２
ソレノイド３３の電源を切ることでなされる。図１で
は、第２ソレノイド３３に通電されず、第２パイロット
バルブ１２ｂから第２コントロールバルブ１６ｂへの圧
油の供給が断たれた状態を示してある。

【００１７】３４は第３切換弁であり、連通路Ｂ３およ
びＡ３を介して第３コントロールバルブ１６ｃと第３パ
イロットバルブ１２ｃの間に設けられ、アームを回動さ
せる際には前記両者を連通する。また、第３切換弁３４
は、アームセンサ２８からの信号を受けた際には、第３
パイロットバルブ１２ｃから第３コントロールバルブ１
６ｃへの圧油の供給を遮断すると共に、第３コントロー
ルバルブ１６ｃへ供給されていた圧油をタンク２０へ逃
がすように作動する。その動作は、例えば、アームセン
サ２８の信号によってリレースイッチ等を介して第３ソ
レノイド３５の電源を切ることでなされる。図１では、
第３ソレノイド３５に通電されず、第３パイロットバル
ブ１２ｃから第２コントロールバルブ１６ｃへの圧油の
供給が断たれた状態を示してある。

【００１８】３６はブーム用流量制御弁であり、タンク
へ逃がす圧油の流れを規制するブーム用絞り手段の一例
である。このブーム用流量制御弁３６は、第２切換弁３
２とタンク２０の間に設けられ、第２コントロールバル
ブ１６ｂへ供給されていた圧油をタンク２０へ逃がす際
に、その圧油の流量を制御してショックを緩和するショ
ックレスバルブとして作用する。なお、圧油は、ブーム
用流量制御弁３６からタンク２０へドレインライン１９
を介して逃がされる。３８はアーム用流量制御弁であ
り、タンクへ逃がす圧油の流れを規制するアーム用絞り
手段の一例である。このアーム用流量制御弁３８は、第
３切換弁３４とタンク２０の間に設けられ、第３コント
ロールバルブ１６ｃへ供給されていた圧油をタンク２０
へ逃がす際に、その圧油の流量を制御してショックを緩
和するショックレスバルブとして作用する。なお、圧油
は、アーム用流量制御弁３８からタンク２０へドレイン
ライン１９を介して逃がされる。

【００１９】４１は第１バイパス通路であり、第１切換
弁３０を介して第１パイロットバルブ１２ａと第１コン
トロールバルブ１６ａとを連通可能に設けられている。
４２は第２バイパス通路であり、第２切換弁３２を介し
て第２パイロットバルブ１２ｂと第２コントロールバル
ブ１６ｂとを連通可能に設けられている。４３は第３バ
イパス通路であり、第３切換弁３４を介して第３パイロ
ットバルブ１２ｃと第３コントロールバルブ１６ｃとを
連通可能に設けられている。そして、４５はバイパス開
閉弁であり、第１バイパス通路４１、第２バイパス通路
４２および第３バイパス通路４３を同時に開閉する。こ
のバイパス開閉弁４５は、レバー４６によって開閉され
る。但し、レバー４６に限らず、ソレノイドを用いても
よい。図１では、バイパス開閉弁４５が、パワーショベ
ルが通常に作動する状態、すなわち各バイパス通路４
１、４２、４３が閉じた状態を示してある。

【００２０】以上の構成によるパワーショベルの操作系
バルブシステムによれば、ブームやアームが所定領域外
に位置して第１〜３ソレノイド３１、３３、３５のいず
れか一つまたは複数が作動して作業装置の動作が停止し
た際、ブームやアームを反対方向へ移動させ、所定の領
域内へ位置させることにより、通常の作動状態に戻すこ
とができる。すなわち、ブームやアームが所定領域外
（一方側）へ移動した際は、コントロールバルブ１６の
スプールの一方向への作動は停止されるが、他方向への
作動は可能であり、コントロールバルブ１６のスプール
の他方側への作動によってブームやアームを油圧動力を
介して反対方向へ移動することで、ブームやアームを通
常の作動状態へ戻すことができる。また、電気系統の故
障等によって各ソレノイド３１、３３、３５の電源が切
れ、各パイロットバルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと各コ
ントロールバルブ１６ａ、１６ｂ、１６ｃとが連通しな
くなった場合は、レバー４６を操作することによってバ
イパス開閉弁４５を開く。これにより、各バイパス通路
４１、４２、４３が、各切換弁３０、３２、３４を介し
て、各パイロットバルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと各コ
ントロールバルブ１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを連通でき
る。各切換弁３０、３２、３４を介してバイパスする具
体的な実施例については後述するが、このようにバイパ
スさせた場合、ブームおよびアームは、パワーショベル
本体に干渉する位置を含めて全範囲で駆動できるように
なり、電気系統の故障等が発生しても暫定的に作業装置
を稼働させることができる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明にかかる好適な実施例を添付図
面と共に詳細に説明する。図３は本発明によるパワーシ
ョベルの操作系バルブシステムのバルブユニット１０の
一実施例を示す断面図である。図４はソレノイドがＯＦ
Ｆになった状態を示す断面図である。図５はバイパス開
閉弁を説明する説明図である。バルブユニット１０は、
第１〜３切換弁３０、３２、３４、流量制御弁３６、３
８、およびバイパス開閉弁４５を一体的に組み込んだ状
態に設けてある。第１〜３切換弁３０、３２、３４は同
一の構造のものを利用できるのため、ここでは第２切換
弁３２のみを説明する。また、ブーム用流量制御弁３６
と、アーム用流量制御弁３８は同一の構造のものを利用
できるのため、ここではブーム用流量制御弁３６のみを
説明する。

【００２２】第２切換弁３２は、スプール式のＯＮ・Ｏ
ＦＦバルブである。５０は入力ポートであり、第２パイ
ロットバルブ１２ｂ（以下、単に「パイロットバルブ１
２」と記す）に接続され、パイロットバルブ１２から出
力された圧油を連通路Ａ２を介して油室である挿通孔５
８へ導入するポートである。５１は入力接続ネジ部であ
り、配管等の接続用部材（図３ではフィルタを備える継
手を示してある）が接続されるように設けられており、
入力ポート５０に連通している。なお、４９はプラグで
あり、製造時に形成された孔（圧油の通路とならない）
を閉塞している。５２は出力ポートであり、第２コント
ロールバルブ１６ｂ（以下、単に「コントロールバルブ
１６」と記す）に接続され、パイロットバルブ１２から
出力された圧油を連通路Ｂ２を介してコントロールバル
ブ１６側へ出力するポートである。５３は出力接続ネジ
部であり、出力ポート５２に連通している。５４はタン
クポートであり、後述するブーム用流量制御弁３６を介
してドレインライン１９からタンク２０に連通してい
る。なお、第１切換弁３０の場合、本実施例ではタンク
ポート５４は流量制御弁を介せず直接タンクへ接続され
る。これは、ブームのオフセットは通常低速度で行われ
るように設定され、停止の際の衝撃が小さいためであ
る。但し、使用条件によっては流量制御弁を介在させて
もよいのは勿論である。

【００２３】５６はスプールであり、２つのくびれ部５
６ａ、５６ｂが形成されており、挿通孔５８内で軸線方
向に摺動可能に配されている。また、スプール５６は、
常にスプリング６０によって図面上右側へ付勢されてい
る。なお、挿通孔５８は、その左端部形成された孔６２
を介してドレインライン１９から低圧源であるタンク２
０に連通されている。また、スプール５６の軸芯に沿っ
て形成された貫通孔５６ｃによって、挿通孔５８の両端
は連通されており、スプール５６の軸線方向の往復動
は、挿通孔５８の両端に満たされる油によって規制を受
けない。第２ソレノイド３３は、駆動軸部３３ａが、挿
通孔５８の右内端面からスプリング６０に対抗して挿通
孔５８内へ進退可能に臨んで配されている。第２ソレノ
イド３３に通電されているときには駆動軸部３３ａが突
出している。駆動軸部３３ａが突出している際には、図
３に示すように、スプール５６を押圧し、そのスプール
５６をスプリング６０の付勢力に抗して左側に移動した
状態にしている。この際には、入力ポート５０が、スプ
ール５６の第１のくびれ部５６ａを介して出力ポート５
２に連通しており、パイロットバルブ１２の圧油がコン
トロールバルブ１６側へ供給できる状態となっている。

【００２４】次に、ブームが上下方向に回動して所定の
範囲外に位置し、ブーム位置センサ２６が信号を発生し
た際は、その信号によってリレースイッチ等を介して第
２ソレノイド３３への通電が断たれる。第２ソレノイド
３３がＯＦＦ状態になるため、図４に示すように、スプ
ール５６がスプリング６０の付勢力によって右側へ移動
すると共に、駆動軸部３３ａが第２ソレノイド３３の本
体内へ引き込む。これによって、入力ポート５０と出力
ポート５２との連通は遮断され、パイロットバルブ１２
からコントロールバルブ１６への圧油の供給が遮断され
る。同時に第２のくびれ部５６ｂによって出力ポート５
２とタンクポート５４とが連通して、コントロールバル
ブ１６へ供給されていた圧油は、ドレインライン１９を
介してタンク２０へ逃がされる。第２切換弁３２のタン
クポート５４とタンク２０との間にはブーム用流量制御
弁３６が設けられており、タンク２０へ逃がす圧油の流
量を制御し、そのショックを緩和する。作動装置が停止
する際の予期しない衝撃的な振動等を回避できる。

【００２５】次に、ブーム用流量制御弁３６の一実施例
について、その詳細を図３に基づいて説明する。ブーム
用流量制御弁３６は、一般的なショックレスバルブの構
成を備えており、基本的には、油室６４に導入ポート６
６と排出ポート６８が開口し、油室６４の中には導入ポ
ート側の油室６４ａと排出ポート側の油室６４ｂとを連
通する固定絞り７２および連通孔７３、７４を有するス
プール７０が往復動可能に挿入され、そのスプール７０
の両側には油室６４の内壁との間にスプリング７５、７
６が弾装された構成を備えている。導入ポート６６は、
パワーショベルの通常の作動時、油室６４と前記第２切
換弁３２のタンクポート５４とを連通孔８８ｂおよび流
路７８を介して連通している。また、排出ポート６８は
油室６４とタンク２０とをドレインライン１９を介して
連通している。スプール７０には、軸芯に沿って貫通孔
７１が形成されており、その貫通孔７１の中途部にオリ
フィス（固定絞り７２）が設けられている。７３は導入
ポート側の連通孔であり、導入ポート側の油室６４ａに
連通するように形成されている。また、７４は排出ポー
ト側の連通孔であり、排出ポート６８側の油室６４ｂに
連通するように形成されている。

【００２６】このような構成からなるショックレスバル
ブ（ブーム用流量制御弁３６）の作用について以下に説
明する。先ず、図４のように第２切換弁３２がＯＦＦに
状態になり、前記出力ポート５２とタンクポート５４と
が連通して、コントロールバルブ１６へ供給されていた
圧油は、ブーム用流量制御弁３６の導入ポート６６へ供
給される。その圧油は、導入ポート６６から、導入ポー
ト側の連通孔７３、導入ポート側の油室６４ａ、固定絞
り７２、排出ポート側の油室６４ｂ、排出ポート側の連
通孔７４、排出ポート６８を通過し、ドレインライン１
９を通って低圧側のタンク２０へ排出される。圧油が導
入された初期段階において、固定絞り７２には、導入ポ
ート６６側から排出ポート６８側への油の流れが発生す
るため、差圧が発生し、スプール７０は排出ポート側の
スプリング７６の付勢力に抗して排出ポート６８側へ移
動する。流量が多くなると差圧が大きくなり、スプール
７０がさらに排出ポート６８側へ移動し、排出ポート６
８側の連通孔７４が塞がれ、油の流れが減少する。これ
により、固定絞り７２に発生していた差圧が小さくな
り、排出ポート６８側のスプリング７６の付勢力によっ
てスプール７０が導入ポート６６側へ移動し、再び油の
流れが多くなる。以上のような動作が短時間のうちに繰
り返され、上記差圧と排出ポート６８側のスプリングの
付勢力が釣り合うような一定流量となる。そして、その
後導入ポート６６に導入される圧油の圧力が減少して
も、固定絞り７２の前後の差圧が減少してスプール７０
が導入ポート側の油室６４ａ側へ戻され、排出ポート側
の連通孔７４の排出ポート６８に開口する面積が拡大す
るため、排出される油の流量は略一定に保たれる。この
ようにブーム用流量制御弁３６によれば、コントロール
バルブ１６側に供給されていた油を、流量が略一定でゆ
っくりと最終的にタンク２０へ流すことができる。

【００２７】このように流量が制御されることで、第２
切換弁３２によって、パイロットバルブ１２からコント
ロールバルブ１６への圧油の供給が急激に遮断された際
にも、ブームはゆっくりと作動して停止できる。すなわ
ち、その停止のショックを緩和できる。この効果は、ア
ームの動作についてアーム用流量制御弁３８によって同
様に得られる。従って、作動装置が停止する際の予期し
ない衝撃的な振動を回避でき、安全性を向上できるので
ある。

【００２８】なお、大型のパワーショベルの場合、コン
トロールバルブ１６を作動させる油量が増大するため、
所定の速度の制御を行うには流量制御弁３６、３８で油
を逃がす量も増大させることを要する。このように機械
の大小によるコントロールバルブ１６側から流量制御弁
３６、３８を通過してタンク２０へ流れる油量の大小に
対応するには、固定絞り７２のオリフィスの径を変えれ
ばよい。すなわち、大型のパワーショベルの場合は、固
定絞り７２のオリフィスの径を大きくすればよい。従っ
て、他の部品は共用化が可能であり、製造コストを低減
できる。

【００２９】次に、図５に基づいて、第１〜３切換弁３
０、３２、３４、ブーム用流量制御弁３６およびアーム
用流量制御弁３８を一体的に組み込んでバルブユニット
１０を形成した実施例について説明する。図５の実施例
では、第１切換弁３０を有する第１ブロック８１、第２
切換弁３２およびブーム用流量制御弁３６を有する第２
ブロック８２、第３切換弁３４およびアーム用流量制御
弁３８を有する第３ブロック８３を併設して一体化して
ある。

【００３０】また、バイパス開閉弁４５が、各ブロック
８１、８２、８３を貫くように形成された挿通孔８４
と、その挿通孔８４に挿通され、回動することによって
第１〜３バイパス通路４１、４２、４３を開閉する冗長
スプール８６によって構成されている。冗長スプール８
６は、第１〜３バイパス通路４１、４２、４３に対応し
て、通路の両端の開口が９０°位置に設けられた連通孔
８８ａ、８８ｂ、８８ｃを備えている。従って、このバ
イパス開閉弁４５は、弁体８６を手動（レバー４６、図
１参照）或いはソレノイド等の動力によって回動するこ
とで開閉する回動式の開閉弁になっている。なお、この
バイパス開閉弁４５は、３つの外周溝部を備えれば、弁
体を手動或いはソレノイド等の動力によって往復動する
ことで開閉するスプール式の開閉弁とすることも可能で
ある。さらに、以上の二つの開閉機構を備えることで、
例えば、一方を動力によって作動させ、他方を手動で作
動させるように設けて信頼性の向上を図ることもでき
る。なお、図５にはバイパス開閉弁４５が閉じた状態を
示してある。

【００３１】次に、バイパス開閉弁４５の作用につい
て、以上の説明と同様に第２切換弁３２について説明す
る。冗長スプール８６のレバー４６を操作して図３のよ
うにセットした場合、第２ソレノイド３３がＯＮの状態
では、図３に明かにパイロットバルブ１２の圧油は、連
通路Ａ２、入力ポート５０、第２切換弁３２内（挿通孔
５８内）、出力ポート５２、および連通路Ｂ２を通過し
てコントロールバルブ１６に供給される。この状態を、
Ｘ連通状態ということにする。冗長スプール８６は上記
のままでブームセンサ２６が作動した場合、すなわち、
第２ソレノイド３３がＯＦＦの状態では、図４のよう
に、コントロールバルブ１６に供給されていた圧油が、
連通路Ｂ２、出力ポート５２、第２切換弁３２内（挿通
孔５８内）、タンクポート５４、連通孔８８ｂ、流路７
８、ブーム用流量制御弁３６、ドレインライン１９を通
過してタンク２０に供給される。この状態を、Ｙ連通状
態ということにする。Ｙ連通状態になることで、回動し
ていたブームはゆっくりと停止できる。

【００３２】また、電気回路のトラブルで、コントロー
ルバルブ１６の両側に対応して設けられた一対のバルブ
ユニット１０、１０の両側の第２ソレノイド３３への通
電が切れて第２ソレノイド３３がＯＦＦ状態になった場
合、両者のスプール５６が移動してＹ連通状態になるた
め、パイロットバルブ１２からコントロールバルブ１６
の両側へ圧油を供給しない状態となる。従って、この状
態では作動装置（ここではブーム）が作動できない。こ
の際に、バイパス開閉弁４５の冗長スプール８６を、レ
バー４６を操作して図７に示したように回動すること
で、図７に明かにパイロットバルブ１２の圧油を、連通
路Ａ２、第２バイパス通路４２、連通路８８ｂ、タンク
ポート５４、第２切換弁３２内（挿通孔５８内）、出力
ポート５２、および連通路Ｂ２を通過してコントロール
バルブ１６に供給する状態（この状態を、Ｚ連通状態と
いうことにする）にできる。なお、このとき、タンクポ
ート５４からブーム用流量制御弁３６への連通は遮断さ
れる。これにより、作動装置（ここではブーム）を作動
させることが可能になる。さらに、第２切換弁３２のス
プール５６が、過渡状態にあって何等かの状態でステッ
クを起こして止まった場合についても、上記と同様に冗
長スプール８６を操作することで、作動装置（ここでは
ブーム）を作動させることが可能になる。但し、以上の
ような状態になるためには、スプール５６がどの位置で
止まっても、前記Ｘ連通状態または前記Ｚ連通状態とな
るように、第２切換弁３２を所定の構造に設けてあるこ
とを要するのは勿論である。

【００３３】次に、図１、３、４、６、７に示すように
ドレインライン１９の直下に設けられたタンクポートラ
イン８０について説明する。前述したようにブーム用流
量制御弁３６およびアーム用流量制御弁３８は、ドレイ
ンライン１９に連通しており、そのドレインライン１９
を通って排出油がタンク２０へ戻されるように構成され
ている。これに対して、タンクポートライン８０は、ド
レインライン１９に近接して配されており、油圧ポンプ
から吐出されリリーフバルブ等を通過してタンク２０へ
排出される排出油の通路として設けられている。このよ
うにタンクポートライン８０を配することで、タンクポ
ートライン８０中の排出油の熱を、ドレインライン１９
中の排出油へ伝達できる。排出油は油圧ポンプから吐出
されたものであり、加熱されている。従って、低油温時
においてドレインライン１９内の排出油の温度上昇を早
め、ブーム用流量制御弁３６およびアーム用流量制御弁
３８の性能を向上させることができる。なお、リリーフ
バルブ９２（図２参照）は、例えば、油圧ポンプ１８と
パイロットバルブ１２との間に、パイロットバルブ１２
へ供給する圧油の圧力を略一定に保つために配設される
ものがある。

【００３４】以上に説明したように本発明によれば、コ
ンピュータ（精密電子部品）を要しないため、故障しに
くく、扱い易い。また、コンピュータを搭載する場合に
比べ簡単な搭載構造でよいため製造コストを低減でき
る。以上の実施例では、ブームのオフセットは低速度で
行うことを前提に、第１切換弁３０には、ショックレス
バルブを設けなかったが、ショックを緩和できる効果を
必要とする使用条件の場合には、第２切換弁および第３
切換弁と同様にショックレスバルブを設けてもよいのは
勿論である。また、以上の実施例では、絞り手段として
ブーム用流量制御弁３６およびアーム用流量制御弁３８
のように低温時にも作動可能な温度保証型のショックレ
スバルブを用いたが、本発明はこれに限らず、例えば、
図７に示すような単なる絞り９０によっても、温度保証
はできないが同等の効果を得ることができる。以上、本
発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の
精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿
論のことである。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、切換弁（ＯＮ・ＯＦＦ
弁）と、絞り手段（流量制御弁等）を組み合わせて用い
ることで、コンピュータと比例電磁弁を用いることな
く、作業装置がパワーショベル本体に干渉することを防
止できると共に、ブームおよびアームを含む作業装置の
停止の際の衝撃を緩和できるパワーショベルの操作系バ
ルブシステムを設けることができる。従って、好適な干
渉防止機能と、好適な停止の際の衝撃緩和機能を備える
パワーショベルの製造コストを大幅に低減できるという
著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるパワーショベルの操作系バルブ
システムの一実施例を示す回路図である。

【図２】本発明にかかるバルブユニットの装着部位を説
明する回路図である。

【図３】本発明にかかるバルブユニットの一実施例を示
す断面図である。

【図４】図３の実施例の作動状態を示す断面図である。

【図５】本発明にかかるバイパス開閉弁を説明する説明
図である。

【図６】図３の実施例の使用状態を示す断面図である。

【図７】本発明にかかる流量制御弁の他の実施例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０ バルブユニット ２４ オフセットセンサ ２６ ブーム位置センサ ２８ アーム位置センサ ３０ 第１切換弁 ３２ 第２切換弁 ３４ 第３切換弁 ３６ ブーム用流量制御弁 ３８ アーム用流量制御弁 ４１ 第１バイパス通路 ４２ 第２バイパス通路 ４３ 第３バイパス通路 ４５ バイパス開閉弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーショベルのブームおよびアームの
   動作を制御するために、ブームのオフセット用の第１コ
   ントロールバルブおよび第１パイロットバルブと、ブー
   ムの回動用の第２コントロールバルブおよび第２パイロ
   ットバルブと、アームの回動用の第３コントロールバル
   ブおよび第３パイロットバルブとが備えられたパワーシ
   ョベルの操作系バルブシステムにおいて、 ブームがパワーショベルの基体に対して所定の範囲外に
   オフセットされた際に信号を発生するオフセットセンサ
   と、 ブームが上下方向に回動して所定の範囲外に位置した際
   に信号を発生するブーム位置センサと、 アームが上下方向に回動して所定の範囲外に位置した際
   に信号を発生するアーム位置センサと、 前記第１コントロールバルブと前記第１パイロットバル
   ブの間に設けられ、ブームをオフセットさせる際には前
   記両者を連通し、前記オフセットセンサからの信号を受
   けた際には、第１パイロットバルブから第１コントロー
   ルバルブへの圧油の供給を遮断すると共に、第１コント
   ロールバルブへ供給されていた圧油をタンクへ逃がす第
   １切換弁と、 前記第２コントロールバルブと前記第２パイロットバル
   ブの間に設けられ、ブームを回動させる際には前記両者
   を連通し、前記ブームセンサからの信号を受けた際に
   は、第２パイロットバルブから第２コントロールバルブ
   への圧油の供給を遮断すると共に、第２コントロールバ
   ルブへ供給されていた圧油をタンクへ逃がす第２切換弁
   と、 前記第３コントロールバルブと前記第３パイロットバル
   ブの間に設けられ、アームを回動させる際には前記両者
   を連通し、前記アームセンサからの信号を受けた際に
   は、第３パイロットバルブから第３コントロールバルブ
   への圧油の供給を遮断すると共に、第３コントロールバ
   ルブへ供給されていた圧油をタンクへ逃がす第３切換弁
   と、 前記第２切換弁とタンクの間に設けられ、タンクへ逃が
   す圧油の流れを規制するブーム用絞り手段と、 前記第３切換弁とタンクの間に設けられ、タンクへ逃が
   す圧油の流れを規制するアーム用絞り手段とを具備する
   ことを特徴とするパワーショベルの操作系バルブシステ
   ム。
2. 【請求項２】 前記ブーム用絞り手段がタンクへ逃がす
   圧油の流量を制御するブーム用流量制御弁であり、前記
   アーム用絞り手段がタンクへ逃がす圧油の流量を制御す
   るアーム用流量制御弁であることを特徴とする請求項１
   記載のパワーショベルの操作系バルブシステム。
3. 【請求項３】 前記第１パイロットバルブと前記第１コ
   ントロールバルブとを連通可能に設けられた第１パイパ
   ス通路と、 前記第２パイロットバルブと前記第２コントロールバル
   ブとを連通可能に設けられた第２パイパス通路と、 前記第３パイロットバルブと前記第３コントロールバル
   ブとを連通可能に設けられた第３パイパス通路と、 前記第１バイパス通路、前記第２バイパス通路および前
   記第３バイパス通路を開閉するバイパス開閉弁とを備え
   ることを特徴とする請求項１または２記載のパワーショ
   ベルの操作系バルブシステム。
4. 【請求項４】 前記第１切換弁を有する第１ブロック、
   前記２切換弁および前記ブーム用絞り手段を有する第２
   ブロック、前記切換弁および前記アーム用絞り手段を有
   する第３ブロックが併設され、前記バイパス開閉弁が、
   各前記ブロックに内蔵された前記第１バイパス通路、前
   記第２バイパス通路および前記第３バイパス通路を貫く
   ように形成された挿通孔と、該挿通孔に挿通され、移動
   動作によって第１バイパス通路、第２バイパス通路およ
   び第３バイパス通路を同時に開閉する弁体を備えること
   を特徴とする請求項３記載のパワーショベルの操作系バ
   ルブシステム。
5. 【請求項５】 前記ブーム用絞り手段および前記アーム
   用絞り手段からタンクへ排出される排出油の通路として
   設けられたドレインラインと、 該ドレインラインに近接して配され、油圧ポンプから吐
   出されリリーフバルブ等を通過してタンクへ排出される
   排出油の通路として設けられたタンクポートラインとを
   具備することを特徴とする請求項１、２、３または４記
   載のパワーショベルの操作系バルブシステム。