JP2003004005A - 建設機械の油圧制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続作業の中でオーバーヒートの発生を抑え
て、機械のダメージとユーザの信頼失墜のおそれをなく
すこと。 【解決手段】 本油圧制御回路は、エンジン１の水温を
検出する水温センサ１ｃと、この検出値の大きさが所定
値に達したときに、コントローラ２４からの指令信号に
より第一油圧ポンプ２からの吐出油をオイルクーラ１９
付きリターンラインＬ１０にアンロードするアンロード
弁３１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベルなどの
建設機械に備えられる油圧制御回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば油圧ショベルの油圧制御回路にお
いては、一般に、複数のアクチュエータ群と、エンジン
で駆動される油圧源としての複数の油圧ポンプとの間
に、複数の制御弁を設け、この制御弁の操作によりアク
チュエータ群に対する圧油の給排を制御して、各アクチ
ュエータの動作を行わせる構成がとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
騒音対策とヒートバランス（オーバーヒート）とは、い
わば背中合わせの関係にある。したがって、今日のよう
に、環境問題が問われるようになれば、たとえば騒音対
策を行うために、エンジンを搭載している機械室の隙間
を詰めたり、そのエンジンの回転数を低減したりするこ
とが多い。

【０００４】しかしながら、機械室の隙間を詰めたり、
単純にエンジンの回転数を低減しただけでは、連続作業
の中でエンジンのオーバーヒートが発生しやすくなり、
長時間にわたる作業が困難となる。そして、かかる状況
下で作業を続けると、機械へダメージを与えて故障が発
生しやすくなって、ユーザへの信頼失墜にもつながる。

【０００５】本発明は以上のような従来の建設機械の油
圧制御回路における課題を考慮してなされたものであ
り、連続作業の中でオーバーヒートの発生を抑えて、機
械のダメージとユーザの信頼失墜のおそれをなくすこと
ができる建設機械の油圧制御回路を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、複数の油圧アクチュエータの油圧源としての複数の
油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するエンジンと、
このエンジンのオーバーヒート状況を検出する検出手段
と、アンロード手段とを備え、このアンロード手段は、
上記検出手段がオーバーヒート状況を検出したときに、
上記複数のポンプのうちからオーバーヒート対策のため
の調整用油圧ポンプとして予め選択された油圧ポンプの
吐出油をオイルクーラ付きのリターンラインにアンロー
ドするように構成されたことを特徴とするものである。

【０００７】上記構成によれば、騒音対策等のためにエ
ンジンのオーバーヒートが発生しやすい条件が整う設計
をせざるを得ない中で、オーバーヒートの危険性が近づ
いてきたことが検出されると、調整用油圧ポンプの吐出
油がオイルクーラ付きのリターンラインにアンロードさ
れる。そして、このアンロードされる吐出油の分だけオ
イルクーラによる冷却作用が増大され、その冷却油が再
循環されることにより、回路内の油温が徐々に降下され
るので、エンジンのオーバーヒート状態が確実に回避さ
れるようになる。

【０００８】請求項２記載の発明のように、アクチュエ
ータ群が、調整用油圧ポンプを油圧源とする第一グルー
プと、他のポンプを油圧源とする第二グループとに分け
られたこととすれば、第二グループのアクチュエータ群
については、調整用油圧ポンプの吐出油がアンロードさ
れても、その影響を受けることがない。したがって、こ
の第二グループのアクチュエータ群として、建設機械の
必要最低限の作業（例えば、油圧ショベルでは旋回やア
ーム作業を含む。）を行うものを選択しておくことで、
この必要最低限の作業を続行しながら、オーバーヒート
対策がなされるようになる。

【０００９】請求項３記載の発明のように、調整用油圧
ポンプと第一アクチュエータ群との間で油の給排を制御
する第一グループの制御弁群と、他のポンプと第二アク
チュエータ群との間で油の給排を制御する第二グループ
の制御弁群とを備え、アンロード手段は、第一グループ
の制御弁群よりも上流側に配置されたアンロード弁を有
することとすれば、いずれかの制御弁の作業スプールか
らのブリードオフに遮られてアンロードされる油の冷却
作用が妨害されるおそれがなくなる。

【００１０】請求項４記載の発明のように、アクチュエ
ータとして左右の走行用油圧モータが設けられるととも
に、この両走行用油圧モータと他のアクチュエータの複
合操作時に１つの油圧ポンプの吐出油を両走行用油圧モ
ータに振り分ける走行直進弁が両グループの制御弁群の
最上流に設けられ、この走行直進弁にアンロード弁を組
み込んだこととすれば、回路構成が簡単化される。

【００１１】請求項５記載の発明のように、アンロード
手段は、検出手段による検出値の大きさに応じてアンロ
ード弁の開度調整を行うこととすれば、検出値の大きさ
がオーバーヒートの危険性のある警戒条件に達した途端
にアンロード作用が開始されて、アクチュエータ動作が
急激に減速される事態が生じなくなる。

【００１２】請求項６記載の発明のように、アンロード
手段は、調整用油圧ポンプの吐出油量を増大させたま
ま、第一又は第二グループのアクチュエータ群の操作に
関わらず、該吐出油量を一定に保持するものであること
とすれば、アンロードされる油量が、アクチュエータ群
の操作により減少することがなくなり、オーバーヒート
対策が優先されるようになる。

【００１３】請求項７記載の発明のように、アンロード
手段は、調整用油圧ポンプの吐出油をアンロードすると
きに、他のポンプによる両グループのアクチュエータ群
への圧油供給が可能なように、回路を切り換えることと
すれば、オーバーヒート対策を行いながら、任意の作業
を行うことができるようになる。

【００１４】請求項８記載の発明のように、調整用油圧
ポンプを可変容量形とし、かつ、アンロード手段は、調
整用油圧ポンプの吐出油をアンロードするときに、この
調整用油圧ポンプの吐出油量をエンジンロードが維持さ
れる範囲で増大させることとすれば、エンジンの発熱量
を抑えたまま、アンロードされる油量が増大されるの
で、その分だけオイルクーラによる冷却作用が増大され
る。

【００１５】請求項９記載の発明のように、調整用油圧
ポンプを可変容量形とし、かつ、アンロード手段は、こ
の調整用油圧ポンプの吐出油量を検出手段による検出値
の大きさに応じて変化させることとすれば、検出値の大
きさがオーバーヒートの危険性のある警戒条件に達した
途端にアンロード作用が開始されて、アクチュエータが
急激に減速される事態が生じなくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明の実
施形態１に係る油圧制御回路図を示したものであるが、
ここでは本回路を建設機械としての油圧ショベルに適用
している。

【００１７】図１において、エンジン１の駆動により第
一油圧ポンプ（調整用油圧ポンプ）２、第二油圧ポンプ
（他のポンプ）３及び操作用の油圧Ｐａを発生させるパ
イロットポンプ４がそれぞれ作動する。第一及び第二油
圧ポンプ２，３は可変容量形油圧ポンプであり、斜板の
傾斜角変位に基づいて吐出流量が変化する斜板式アキシ
ャルピストンポンプで構成されている。なお、図１中、
１ａはエンジン１により回転駆動される冷却ファン、１
ｂはエンジン１の循環水を冷却ファン１ａで強制冷却す
るラジエータ、１ｃはエンジン１のオーバーヒート状況
を示すラジエータ１ｂの水温を検出する検出手段として
の水温センサ（例えばサーミスタ）である。

【００１８】第一及び第二油圧ポンプ２，３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ＬＣＢ
に配列された第一の制御弁群としての複数の方向制御
弁、具体的には、右走行モータ５ａを走行動作させるた
めの右走行モータ用制御弁５、バケットシリンダ６ａを
伸縮動作させるためのバケットシリンダ用制御弁６、ブ
ームシリンダ７ａを伸縮動作させるためのブームシリン
ダ用制御弁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ＲＣＢ上に配設された第二の制御弁群
としての複数の方向制御弁、具体的には左走行モータ８
ａを走行動作させるための左走行モータ用制御弁８、旋
回モータ９ａを旋回動作させるための旋回モータ用制御
弁９、オプションシリンダ１０ａを伸縮動作させるため
のオプションシリンダ用制御弁１０、アームシリンダ１
１ａを伸縮動作させるためのアームシリンダ用制御弁１
１に供給される。

【００１９】ここでは、右走行モータ５ａ、バケットシ
リンダ６ａ及びブームシリンダ７ａが第一グループのア
クチュエータ群に相当し、左走行モータ８ａ、旋回モー
タ９ａ、オプションシリンダ１０ａ及びアームシリンダ
１１ａが第二グループのアクチュエータ群に相当する。
ただし、左右走行モータ８ａ，５ａは通常時には第一，
第二油圧ポンプ２，３でそれぞれ駆動するために上記の
ように第一及び第二グループのアクチュエータ群に振り
分けて配置し、また油圧ショベルでの必要最小限の作業
を行うために例えば旋回モータ９ａ及びアームシリンダ
１１ａを第二グループのアクチュエータ群に含めること
が好ましいが、その他のアクチュエータについては、い
ずれのアクチュエータ群に含めてよい。

【００２０】右走行モータ用制御弁５の上流側油路Ｌ１
には、走行直進弁１２が介設されている。この走行直進
弁１２は、第一位置であるア位置と第二位置であるイ位
置とを有し、通常はア位置に保持されている。

【００２１】ア位置では、第一油圧ポンプ２から吐出さ
れる圧油は油路Ｌ１を通じて左センターバイパスライン
ＬＣＢ側に供給され、一方、第二油圧ポンプ３から吐出
される圧油は油路Ｌ２を通じて右センターバイパスライ
ンＲＣＢ側に供給される。従って、右走行モータ用制御
弁５及び左走行モータ用制御弁８には、それぞれ第一油
圧ポンプ２及び第二油圧ポンプ３から独立して圧油が供
給される。

【００２２】また、図示しない左右の走行レバーを同一
位置に操作した状態で、例えばブームやアームを操作す
ると、その操作信号がコントローラ２４に入るようにな
っているので、コントローラ２４はその操作信号の有無
より、操作中か否かを判断することができる。そして、
コントローラ２４は、この判断に基づいて電磁比例弁２
２に指令信号を与え、電磁比例弁２２の動作により、走
行直進弁１２はア位置からイ位置に切り換わる。この走
行直進弁１２の切り換えにより、第一油圧ポンプ２から
吐出される圧油は、油路Ｌ３を通じて旋回モータ用制御
弁９、オプションシリンダ用制御弁１０、アームシリン
ダ用制御弁１１に分配供給されるようになる。

【００２３】このとき、第二油圧ポンプ３から吐出され
る圧油は、油路Ｌ１とＬ２とにパラレルに流れ、左右の
走行モータ用制御弁８，５に供給される。それにより、
例えば走行モータ８ａ，５ａを駆動しつつブームを起伏
させるような複合操作を行う場合であっても、第二油圧
ポンプ３から吐出される圧油が左右の走行モータ８ａ，
５ａに等しく供給され、走行直進性を保つことができる
ようになっている。

【００２４】また、左センターバイパスラインＬＣＢに
おけるブームシリンダ用制御弁７の下流側には左カット
弁１３が設けられ、一方、右センターバイパスラインＲ
ＣＢ上におけるアームシリンダ用制御弁１１の下流側に
は右カット弁１４が設けられている。

【００２５】上記左カット弁１３は右センターバイパス
ラインＲＣＢ側の制御弁が操作されるときに閉じ、一
方、右カット弁１４は左センターバイパスラインＬＣＢ
側の制御弁が操作されるときに閉じるように動作する。
すなわち、走行直進弁１２がイ位置に切り換えられたと
きには、第二油圧ポンプ３から吐出される圧油は、油路
Ｌ１及びＬ２に分流されるため、右センターバイパスラ
インＲＣＢ側のいずれかの制御弁を操作するときは、左
センターバイパスラインＬＣＢ側の左カット弁１３を閉
じておかないとポンプ圧が立たないからであり、一方、
左センターバイパスラインＬＣＢ側のいずれかの制御弁
を操作するときは右センターバイパスラインＬＣＢ側の
右カット弁１４を閉じておかないとポンプ圧が立たない
からである。

【００２６】また、油路Ｌ３は右センターバイパスライ
ンＲＣＢにおける左走行モータ用制御弁８の下流側から
分岐される合流油路Ｌ４と合流点Ｐで接続されており、
この合流点Ｐから延設される油路Ｌ５を通じてオプショ
ンシリンダ用制御弁１０に圧油が供給され、また、合流
点Ｐから延設される油路Ｌ６及びＬ７を通じてアームシ
リンダ用制御弁１１に圧油が供給される。なお、油路Ｌ
３及びＬ４における１５及び１６は逆止弁である。図１
中、１７はアーム押しを増速するためのアーム押し合流
弁であり、同じく１８は、ブーム上げを増速するための
ブーム上げ合流弁である。

【００２７】上記左右カット弁１３，１４の出口ライン
Ｌ８，Ｌ９は、それぞれリターンラインＬ１０，Ｌ１１
と合流し、オイルクーラ１９を介してタンク２０に接続
されている。図１中、２１は本回路の最大油圧に応じて
開放圧力が設定されたバネ付きチェック弁である。同じ
く２３，２５は上記コントローラ２４からの指令信号に
よって制御される電磁比例弁である。

【００２８】本実施形態１では、さらに、水温センサ１
ｃが所定値（例えば９０℃）を超える水温を検出したと
きに、第一油圧ポンプ２からの吐出油を、オイルクーラ
１９付きのリターンラインＬ１０にアンロードするアン
ロード手段を設けている。

【００２９】このアンロード手段は、コントローラ２４
と、各制御弁５〜１１の上流側に接続されたアンロード
弁３１と、上記コントローラ２４からの指令信号によっ
て動作する電磁比例弁３２とから構成されている。ここ
で、アンロード弁３１を各制御弁５〜１１の上流側に接
続したのは、各制御弁５〜１１のいずれかの作業スプー
ルからのブリードオフに遮られてアンロードされる油の
冷却作用が妨害されるおそれをなくすためである。

【００３０】水温センサ１ｃは、エンジン１の稼働中は
その水温を連続して検出し、電磁比例弁３２は、この検
出値の大きさに応じて、アンロード弁３１の開閉動作を
行うようになっている。すなわち、アンロード弁３１
は、第一位置であるカ位置と第二位置であるキ位置とを
有し、通常はカ位置に保持されている。

【００３１】そして、コントローラ２４からの指令信号
により電磁比例弁３２が動作することにより、アンロー
ド弁３１がカ位置からキ位置に切り換えられ、第一油圧
ポンプ２がアンロードされる。また、アンロード弁３１
は、後述するように、開度調整され、これによって、ア
ンロードする油量が調節される。

【００３２】このアンロードと同時に、コントローラ２
４からの指令信号により電磁比例弁２２が動作して、走
行直進弁１２がア位置からイ位置に切り換えられ、第二
油圧ポンプ３は、両グループのアクチュエータ群５ａ〜
１１ａへの圧油供給が可能なように、回路が切り換えら
れるようになっている。

【００３３】具体的には、コントローラ２４は、各制御
弁５〜１１の最上流に配設した走行直進弁１２と、片操
作時の圧抜け防止用の左右カット弁１３，１４を切り換
えて、第二グループのアクチュエータ群８ａ〜１１ａへ
の圧油供給を維持しながら、第一グループのアクチュエ
ータ群５ａ〜７ａへの圧油供給をも可能としている。こ
のときには、左右カット弁１３，１４はともに開状態と
なり、アンロード弁３１が完全に開いていない場合は、
第二油圧ポンプ３からの吐出油は油路Ｌ３等を経由して
各制御弁５〜１１に供給されるようになる。これによ
り、油圧ショベルとして最低限度必要な作業が継続して
行われるとともに、その他の作業も行われるようにな
る。

【００３４】ところで、エンジン１は、若干余裕をもっ
て設計されており、その定格出力付近では、エンジンロ
ードを増加させずにポンプ吐出油量のみを増加させるこ
とができる。すなわち、上記コントローラ２４からの指
令信号によって、第一油圧ポンプ２のアンロードと同時
に、この第一油圧ポンプ２の吐出油量をエンジンロード
が維持される範囲、つまりエンジンロードが増加しない
程度に増大させることができる。

【００３５】また、第一油圧ポンプ２は、本来、図示し
ない操作弁のレバー操作からの操作信号を受けてコント
ローラ２４からの指令信号が発せられ、この指令信号に
より吐出油量が増減されるようになっているのである
が、ここでは、上記アンロード中はコントローラ２４か
らの指令信号が発せられず、オーバーヒート対策を優先
させるようにしている。これにより、第一油圧ポンプ２
の吐出油量を増大させたまま、上記操作弁によるレバー
操作に関わらず一定に保持できる。

【００３６】また、水温センサ３１による検出値（水
温）が所定値を超えると、上記コントローラ２４からの
指令信号によって、第一油圧ポンプ２の吐出油量は、水
温センサ１ｂの検出値の大きさに応じて、増大させられ
るようにもなっている。さらに、この指令信号によっ
て、エンジンロードを低下させるとともに、エンジン１
がオーバーヒートとなっていることを図示しないモニタ
やアラーム等でオペレータに通報するようにもなってい
る。

【００３７】上記アンロード弁３１の切り換え動作、第
一油圧ポンプ２の供給油量変化、エンジン１の回転数変
化には、それぞれヒステリシスを持たせており、図２〜
図４にその例を示している。右カット弁１４の切り換え
動作は図５に示す通りである。

【００３８】図６は本実施形態１の動作を示すフローチ
ャートであり、その動作を図１〜図５を参照して以下説
明する。

【００３９】まず、水温センサ１ｃにより、ラジエータ
１ｂの水温が例えば９０℃以上であると検出されたとす
る（ステップＳ１）。すると、コントローラ２４からの
指令信号により電磁比例弁２２が動作し、この動作によ
って走行直進弁１２は図１中のア位置からイ位置に切り
換わる（ステップＳ２）。

【００４０】ついで、コントローラ２４からの指令信号
により電磁比例弁３２が動作し、この動作によってアン
ロード弁３１はカ位置からキ位置に切り換えられ、その
開度調整が行われるが、このときの特性は図２に示す通
り、水温の検出値の大きさに応じて徐々に切り換わる
（ステップＳ３）。このアンロード弁３１の開度調整に
より、水温センサ１ｃの検出値がオーバーヒートの危険
性のある警戒条件に達した途端にアンロード作用が開始
されて、アクチュエータ動作が急激に減速される事態が
生じるおそれがなくなり、オペレータに違和感を持たせ
たり、ショックが生じたりすることを防止できる。

【００４１】上記図２では、水温が９０℃に達すると、
アンロード弁３１の開度が徐々に開いていき、水温が９
５℃となったときに全開となる。その後、水温が９２℃
まで下がると、アンロード弁３１の開度が徐々に閉じて
いき、水温が８７℃となったときに全閉となる。このヒ
ステリシス特性により、水温の微小変動によるアンロー
ド弁３１のハンチングを防止できる。

【００４２】上記アンロードと同時に、第一油圧ポンプ
２の吐出油量はエンジンロードが維持される範囲、つま
りエンジンロードが増加しない程度に増大させられる。
これにより、エンジン１の発熱量を抑えたまま、アンロ
ードされる油量が増大されるので、その分だけオイルク
ーラ１９による冷却作用を増大させることができる。

【００４３】このとき、図示しない操作弁のレバー操作
からの操作信号を受けていても、コントローラ２４は指
令信号を発することがない。すなわち、ここではオーバ
ーヒート対策が優先され、第一油圧ポンプ２の吐出油量
を増大させたまま、上記操作弁によるレバー操作に関わ
らず一定に保持される。これにより、オーバーヒート対
策中には、アンロードされる油量を常に確保して、その
冷却作用が減少するおそれをなくすことができる。

【００４４】そして、コントローラ２４からの指令信号
により第一油圧ポンプ２の吐出流量の調整が行われる
が、この流量特性は図３に示す通り、水温の検出値の大
きさに応じて徐々に切り換わる（ステップＳ４）。この
第一油圧ポンプ２の流量調整によっても、水温センサ１
ｃの検出値がオーバーヒートの危険性のある警戒条件に
達した途端にアンロード作用が開始されて、アクチュエ
ータ動作が急激に減速される事態が生じるおそれがなく
なり、オペレータに違和感を持たせたり、ショックが生
じたりすることを防止できる。

【００４５】上記図３では、水温が９０℃に達すると、
第一油圧ポンプ２の吐出流量が徐々に増加していき、水
温が９５℃となったときに全量流量となる。その後、水
温が９２℃まで下がると、第一油圧ポンプ２の吐出流量
が徐々に減少していき、水温が８７℃となったときにゼ
ロ流量となる。このヒステリシス特性により、水温の微
小変動による第一油圧ポンプ２のハンチングを防止でき
る。

【００４６】ここで、第一油圧ポンプ２の吐出流量を増
加させるタイミングは、上記アンロード弁３１の開度増
加のタイミングから若干ずらせておくのが好ましい。す
なわち、両者のタイミングいかんによっては、第一油圧
ポンプ２の吐出油量の変動により、アンロード弁３１の
抵抗が過大となって、オイルクーラ１９へ戻す油量が却
って減少してしまうといった、いわゆるチョーク現象が
発生するおそれがあるからである。

【００４７】ついで、コントローラ２４からの指令信号
によりエンジン１の回転数調整が行われるが、このとき
の特性は図４に示す通り、水温の検出値の大きさに応じ
て徐々に切り換わる（ステップＳ５）。同図では、水温
が９０℃に達すると、エンジン回転数が定格値（例えば
2000rpm）から徐々に低下していき、水温が９５℃とな
ったときに下限値（例えば1500rpm）となる。その後、
水温が９２℃まで下がると、エンジン回転数が徐々に上
昇していき、水温が８７℃となったときにもとの定格値
となる。このヒステリシス特性により、水温の微小変動
によるエンジン回転数のハンチング防止を図ることがで
きる。

【００４８】ところで、上述したように、コントローラ
２４には全ての操作レバーの操作信号が入っているの
で、その操作信号の有無により旋回モータ９ａ、アーム
シリンダ１１ａ、オプションシリンダ１０ａといった第
一アクチュエータ群の操作が有るが否かが判断される
（ステップＳ６）。この第一アクチュエータ群の操作が
ないと判断されたときは、パイロット油圧の高位選択値
Ｐｉが第一所定値（例えば５MPa）となり、右カット弁
１４は開状態、つまりスタンバイのままとされるが（ス
テップＳ７）、操作があると判断されたときは、パイロ
ット油圧の高位選択値Ｐｉが第二所定値（例えば２０MP
a）となり、右カット弁１４は閉状態に切り換えられる
（ステップＳ８）。

【００４９】ついで、上記操作信号の有無により、ブー
ムシリンダ７ａ、バケットシリンダ６ａといった第一グ
ループのアクチュエータ群の操作が有るか否かが判断さ
れる（ステップＳ９）。このアクチュエータ群の操作が
ないと判断されたときは、パイロット油圧の高位選択値
Ｐｉが第一所定値（例えば５MPa）となり、左カット弁
１３は開状態、つまりスタンバイのままとされるが（ス
テップＳ１０）、操作があると判断されたときは、パイ
ロット油圧の高位選択値Ｐｉが第二所定値（例えば２０
MPa）となり、左カット弁１３は閉状態に切り換えられ
る（ステップＳ１１）。そして、水温センサ１ｃによる
検出水温が８７℃以下となるまで、上記ステップＳ２〜
Ｓ１１を繰り返す（ステップＳ１２）。

【００５０】本実施形態１によれば、騒音対策等のため
にエンジン１のオーバーヒートが発生しやすい条件が整
う設計をせざるを得ない中で、オーバーヒートの危険性
が近づいてきたことが検出されると、第一油圧ポンプ２
の吐出油がオイルクーラ１９付きのリターンラインＬ１
０にアンロードされるので、このアンロードされる吐出
油の分だけオイルクーラ１９による冷却作用が増大さ
れ、その冷却油が再循環されることにより、回路内の油
温が徐々に降下される結果、エンジン１のオーバーヒー
ト状態が確実に回避されるようになる。

【００５１】また、アクチュエータ群が、第一油圧ポン
プ２を油圧源とする第一グループと、第二油圧ポンプ３
を油圧源とする第二グループとに分けられているので、
第二グループのアクチュエータ群については、第一油圧
ポンプ２の吐出油がアンロードされても、その影響を受
けることがない。したがって、この第二グループのアク
チュエータ群として、例えば、油圧ショベルの必要最低
限の作業（例えば、旋回やアーム作業を含む。）を行う
ものを選択しておくことで、この必要最低限の作業を続
行しながら、より効果的なオーバーヒート対策を行うこ
とができる。

【００５２】なお、走行直進弁１２と水温センサ１ｃと
は、油圧ショベルには標準装備されており、本実施形態
１では、これらを使用しているので、余分なコストアッ
プなしに上記構成を実現できる。しかも、エンジン回転
数も同時に制御するようにしているので、エンジン１の
発熱自体も抑えられるし、オペレータに異常を察知させ
ることもできる。さらに、オーバーヒート防止のための
制御が働いていることを警告して、オペレータに異常を
察知させると同時に、機械の動きが遅くなったり、エン
ジン回転数が変化した理由を察知させるようにして、機
械の故障を防止することもできる。

【００５３】（実施形態２）図７は、本発明の実施形態
２に係る建設機械の油圧制御回路を示したものである
が、ここでも本回路を建設機械としての油圧ショベルに
適用している。

【００５４】上記実施形態１では、アンロード弁３１
を、単体で設けているが、これを各制御弁５〜１１の最
上流に配設した走行直進弁１２に組み込むことができ
る。本実施形態２は、かかる点に着目してなされたもの
であり、ここでは、上記実施形態１におけるアンロード
弁３１の代わりに、アンロード弁の機能を備えた走行直
進弁４０を設けている。すなわち、この走行直進弁４０
は、コントローラ２４からの指令信号により電磁比例弁
４１が動作することで、第一位置であるア位置、第二位
置である位置イ、第三位置であるウ位置のいずれかに切
り換えられるようになっており、ウ位置でリターンライ
ンＬ１０への接続がとられるが、通常はア位置にある。
その他の構成は上記実施形態１と同様であるので、その
重複説明は省略する。上記走行直進弁４０の切り換え動
作にも、ヒステリシスを持たせており、図８にその例を
示している。

【００５５】図９は本実施形態２の動作を示すフローチ
ャートであり、その動作を図７，図８を参照して以下説
明する。

【００５６】まず、水温センサ１ｃにより、ラジエータ
１ｂの水温が例えば９０℃以上であると検出されたとす
る（ステップＳ１）。すると、コントローラ２４からの
指令信号により電磁比例弁４１が動作し、この動作によ
って走行直進弁４０は図７中のア位置からイ位置に切り
換わる（ステップＳ２）。

【００５７】ついで、走行直進弁４０はさらにウ位置に
切り換わり、ここで開度調整が行われるが、このときの
特性は図８に示す通り、水温の検出値の大きさに応じて
徐々に切り換わる（ステップＳ３ａ）。この走行直進弁
４０の開度調整により、水温センサ１ｃの検出値がオー
バーヒートの危険性のある警戒条件に達した途端にアン
ロード作用が開始されて、アクチュエータ動作が急激に
減速される事態が生じるおそれをなくすことができる。

【００５８】上記図８では、水温が９０℃に達すると、
走行直進弁４０の開度が徐々に開いていき、水温が９５
℃となったときに全開となる。その後、水温が９２℃ま
で下がると、走行直進弁４０の開度が徐々に閉じてい
き、水温が８７℃となったときに全閉となる。このヒス
テリシス特性により、水温の微小変動によるハンチング
防止を図ることができる。その後の動作は、上記実施形
態１のステップＳ４〜Ｓ１２と同様である。

【００５９】本実施形態２によれば、上記実施形態１の
作用効果に加え、単体のアンロード弁３１を必要としな
いので、その回路構成が簡単化される。したがって、特
に小型の建設機械における回路構成が容易となる。

【００６０】なお、上記実施形態１では、アンロード弁
３１の開度調整と、第一油圧ポンプ２の吐出油量調整
と、エンジン１の回転数調整とを同時に行うが、必ずし
もこれらを同時に行う必要はなく、上述したように、各
動作間で多少のタイムラグを設けることもある。また、
例えばアンロード弁３１の開度調整のみ、第一油圧ポン
プ２の吐出油量調整のみ、或いは、その他の任意の組み
合わせを選択して行うこととしてもよい。ただし、エン
ジン１の回転数調整のみでは、従来例で説明したよう
に、オーバーヒートを確実に回避することが困難であ
る。

【００６１】また、上記実施形態１，２では、水温をオ
ーバーヒート状況を検出するためのパラメータとしてい
るが、この水温の代わりに油温を用いることとしてもよ
い。つまり、油温も水温も数値差はあるものの、油温が
高い時は水温も高いし、油温が低い時は水温も低いとい
った、同様の検出結果を示す。

【００６２】このことは、エンジンロードによって油
温、水温共に上昇するし、冷却装置であるラジエータ１
ｂ、オイルクーラ１９は一体に構成されたり、或いは、
前後に貼り合わせたりして、同じファン１ａで冷却する
ために、双方の温度条件の差異が小さくなるからであ
る。したがって、水温だけを検出しても、油温を推定で
きるし、油温を下げる対策を講じれば、水温も下がると
いうことであって、どちらかの温度を検出していればよ
いことを意味する。

【００６３】また、本発明の油圧制御回路は、上記実施
形態１，２では油圧ショベルを例に取り説明したが、こ
れに限らず、任意の建設機械に適用することができる。
その場合、最低限必要とされる作業はその機械により異
なるので、その機械に応じてアクチュエータ群や制御弁
群のグループ分けを行うことが好ましい。

【００６４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、アンロー
ドされる油量だけオイルクーラによる冷却作用を増大さ
せ、その冷却油を再循環させることにより、回路内の油
温を徐々に降下させていき、その結果、エンジンのオー
バーヒート状態を確実に回避することができる。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、第二グルー
プのアクチュエータ群については、調整用油圧ポンプの
吐出油をアンロードしても、その影響を受けることがな
いようにすることができる。したがって、この第二グル
ープのアクチュエータ群として、建設機械の必要最低限
の作業を行うものを選択しておくことで、この必要最低
限の作業を続行しながら、オーバーヒート対策を行うこ
とができる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、いずれかの
制御弁の作業スプールからのブリードオフに遮られてア
ンロードされる油の冷却作用が妨害されるおそれをなく
すことができるので、エンジンのオーバーヒートを効果
的に防止することができる。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、回路構成を
簡単化することができるので、特に小型の建設機械にお
ける回路構成が容易となる。

【００６８】請求項５記載の発明によれば、検出値の大
きさがオーバーヒートの危険性のある警戒条件に達した
途端にアンロード作用が開始されて、アクチュエータ動
作が急激に減速される事態が生じなくなるので、オペレ
ータに違和感を持たせたり、ショックが生じたりするこ
とを防止できる。

【００６９】請求項６記載の発明によれば、アンロード
される油量を常に確保して、オーバーヒート対策を優先
的に行うことができる。

【００７０】請求項７記載の発明によれば、オーバーヒ
ート対策を行いながら、任意の作業を行うことができる
ようになるので、便宜である。

【００７１】請求項８記載の発明によれば、エンジンの
発熱量を抑えたまま、アンロードされる油量を増大させ
て、その分だけオイルクーラによる冷却作用を増大させ
ることができ、より効果的なオーバーヒート対策を行う
ことができる。

【００７２】請求項９記載の発明によれば、検出値の大
きさがオーバーヒートの危険性のある警戒条件に達した
途端にアンロード作用が開始されて、アクチュエータが
急激に減速される事態が生じなくなるので、オペレータ
に違和感を持たせたり、ショックが生じたりすることを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る建設機械の油圧回路
図である。

【図２】図１に示すアンロード弁の作動を示す特性図で
ある。

【図３】図１に示す第一油圧ポンプの吐出油量の変化を
示す特性図である。

【図４】図１に示すエンジンの回転数の変化を示す特性
図である。

【図５】図１に示すカット弁の作動を示す特性図であ
る。

【図６】実施形態１の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】本発明の実施形態２に係る建設機械の油圧回路
図である。

【図８】図７に示す走行直進弁の作動を示す特性図であ
る。

【図９】実施形態２の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ エンジン １ｃ 水温センサ（検出手段） ２ 第一油圧ポンプ（調整用油圧ポンプ） ３ 第二油圧ポンプ（他のポンプ） ５ 右走行モータ用制御弁 ５ａ 右走行モータ（第一グループのアクチュエータ
群） ６ バケットシリンダ用制御弁（第一グループの制御弁
群） ６ａ バケットシリンダ（第一グループのアクチュエー
タ群） ７ ブームシリンダ用制御弁（第一グループの制御弁
群） ７ａ ブームシリンダ（第一グループのアクチュエータ
群） ８ 左走行モータ用制御弁（第一グループの制御弁群） ８ａ 左走行モータ（第二グループのアクチュエータ
群） ９ 旋回モータ用制御弁（第二グループの制御弁群） ９ａ旋回モータ（第二グループのアクチュエータ群） １０ オプションシリンダ用制御弁（第二グループの制
御弁群） １０ａ オプションシリンダ（第二グループのアクチュ
エータ群） １１ アームシリンダ用制御弁（第二グループの制御弁
群） １１ａ アームシリンダ（第二グループのアクチュエー
タ群） １２ 走行直進弁 １３ 右カット弁 １４ 左カット弁 １９ オイルクーラ ２２，２３，２５ 電磁比例弁 ２４ コントローラ（アンロード手段） ３１ アンロード弁（アンロード手段） ３２ 電磁比例弁（アンロード手段） ４０ 走行直進弁（アンロード手段） ４１ 電磁比例弁（アンロード手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB01 AB05 AB07 BA07 BB02 CA05 CA08 CA09 DA03 DA04 DB03 DB06 2D015 CA02 3G093 AA10 BA04 CA07 DA05 EA03 EB06 EC01 FA11 FB06 3H089 AA21 AA71 BB21 CC01 CC08 DA03 DA06 DB01 DB07 DC04 FF01 GG02 JJ01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の油圧アクチュエータの油圧源とし
   ての複数の油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するエ
   ンジンと、このエンジンのオーバーヒート状況を検出す
   る検出手段と、アンロード手段とを備え、このアンロー
   ド手段は、上記検出手段がオーバーヒート状況を検出し
   たときに、上記複数のポンプのうちからオーバーヒート
   対策のための調整用油圧ポンプとして予め選択された油
   圧ポンプの吐出油をオイルクーラ付きのリターンライン
   にアンロードするように構成されたことを特徴とする建
   設機械の油圧制御回路。
2. 【請求項２】 アクチュエータ群が、調整用油圧ポンプ
   を油圧源とする第一グループと、他のポンプを油圧源と
   する第二グループとに分けられたことを特徴とする請求
   項１記載の建設機械の油圧制御回路。
3. 【請求項３】 調整用油圧ポンプと第一アクチュエータ
   群との間で油の給排を制御する第一グループの制御弁群
   と、他のポンプと第二アクチュエータ群との間で油の給
   排を制御する第二グループの制御弁群とを備え、アンロ
   ード手段は、第一グループの制御弁群よりも上流側に配
   置されたアンロード弁を有することを特徴とする請求項
   ２記載の建設機械の油圧制御回路。
4. 【請求項４】 アクチュエータとして左右の走行用油圧
   モータが設けられるとともに、この両走行用油圧モータ
   と他のアクチュエータの複合操作時に１つの油圧ポンプ
   の吐出油を両走行用油圧モータに振り分ける走行直進弁
   が両グループの制御弁群の最上流に設けられ、この走行
   直進弁にアンロード弁を組み込んだことを特徴とする請
   求項３記載の建設機械の油圧制御回路。
5. 【請求項５】 アンロード手段は、検出手段による検出
   値の大きさに応じてアンロード弁の開度調整を行うこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の建設機械
   の油圧制御回路。
6. 【請求項６】 アンロード手段は、調整用油圧ポンプの
   吐出油量を増大させたまま、第一又は第二グループのア
   クチュエータ群の操作に関わらず、該吐出油量を一定に
   保持するものであることを特徴とする請求項２〜５のい
   ずれかに記載の建設機械の油圧制御回路。
7. 【請求項７】 アンロード手段は、調整用油圧ポンプの
   吐出油をアンロードするときに、他のポンプによる両グ
   ループのアクチュエータ群への圧油供給が可能なよう
   に、回路を切り換えることを特徴とする請求項２〜６の
   いずれかに記載の建設機械の油圧制御回路。
8. 【請求項８】 調整用油圧ポンプを可変容量形とし、か
   つ、アンロード手段は、調整用油圧ポンプの吐出油をア
   ンロードするときに、この調整用油圧ポンプの吐出油量
   をエンジンロードが維持される範囲で増大させることを
   特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の建設機械の
   油圧制御回路。
9. 【請求項９】 調整用油圧ポンプを可変容量形とし、か
   つ、アンロード手段は、この調整用油圧ポンプの吐出油
   量を検出手段による検出値の大きさに応じて変化させる
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の建設
   機械の油圧制御回路。