JP2003184810A

JP2003184810A - 作業機械における油圧回路

Info

Publication number: JP2003184810A
Application number: JP2001386205A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iwasaki; 仁岩崎
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】圧油供給源から制御バルブに至る油圧回路
に、該回路を設定圧に保持するためのリリーフ機能と、
ロック用操作具の操作に基づいて制御バルブへの圧油供
給を停止するための油圧ロック機能とを備えるにあた
り、部品点数の削減および省スペース化を計る。【解決手段】パイロットポンプ１１からパイロットバ
ルブ９に至るパイロット供給回路Ａに、油圧ロックレバ
ー１３がロック側に操作されているときにはパイロット
ポンプ１１の圧油をアンロード状態で油タンク７に流す
一方、油圧ロックレバー１３がロック解除側に操作され
ているときにはパイロット供給回路Ａを設定圧に保持す
るリリーフ機能を備えた電磁リリーフ弁１２を配設し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
油圧アクチュエータを備えた作業機械における油圧回路
の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業機械に
は、油圧シリンダや油圧モータ等の各種油圧アクチュエ
ータが備えられているが、該油圧アクチュエータへの圧
油供給排出制御を行うコントロールバルブとして、パイ
ロットバルブから出力されるパイロット圧で作動するパ
イロット作動式のコントロールバルブを用いることがあ
る。このようなものでは、作業機械の油圧回路に、パイ
ロット圧供給源（パイロットポンプ）からパイロットバ
ルブに圧油を供給するためのパイロット供給回路が設け
られるが、該パイロット供給回路が設けられた油圧回路
として、従来、図７に示すようなものが知られている。
つまり、前記図７に示す油圧回路図において、５は油圧
アクチュエータ、６はメインポンプ、７は油タンク、８
はコントロールバルブ、９はパイロットバルブ、１０は
油圧アクチュエータ用操作具、１１はパイロットポンプ
であって、上記パイロットバルブ９は、油圧アクチュエ
ータ用操作具１０の操作に基づいてコントロールバルブ
８にパイロット圧を出力する。そして、該パイロット圧
によりコントロールバルブ８の切換え作動が行われ、こ
れによりメインポンプ６からの圧油が油圧アクチュエー
タ５に供給されて、油圧アクチュエータ５が作動するよ
うに構成されている。さらに、前記パイロットポンプ１
１からパイロットバルブ９に至るパイロット供給回路Ａ
には、該パイロット供給回路Ａを設定圧に保持するため
のリリーフ弁２１、およびパイロットバルブ９へのパイ
ロット圧供給を遮断するための油圧ロック用マニホ−ル
ド２２が配設されているが、この油圧ロック用マニホ−
ルド２２には、切換弁２３と電磁弁２４とが組み込まれ
ている。そして、電磁弁２４のソレノイド２４ａが「Ｏ
ＦＦ」のときには、切換弁２３のパイロットポート２３
ａにパイロット圧が供給されず、切換弁２３はパイロッ
トバルブ９への圧油供給を遮断する閉位置Ｘに位置して
いるが、電磁弁２４のソレノイド２４ａが「ＯＮ」にな
ると、切換弁２３のパイロットポート２３ａにパイロッ
ト圧が供給され、これにより切換弁２３は、パイロット
ポンプ１１の圧油をパイロットバルブ９に供給する開位
置Ｙに切換わるように構成されている。ここで、前記電
磁弁２４のソレノイド２４ａの「ＯＮ」−「ＯＦＦ」の
切換えは、運転席部に配される油圧ロックレバーの操作
に基づいてなされる。この油圧ロックレバーは、非常時
の停止や、誤って油圧アクチュエータが作動してしまう
ことを防止するための操作レバーであって、該油圧ロッ
クレバーがロック側に操作されているときには、電磁弁
２４のソレノイド２４ａが「ＯＦＦ」になるように、つ
まり切換弁２３が閉位置Ｘに位置してパイロットポンプ
１１からパイロットバルブ９への圧油供給が遮断される
ように設定されている。これにより、油圧ロックレバー
がロック側に操作されているときには、油圧アクチュエ
ータ用操作具１０を操作してもパイロットバルブ９から
コントロールバルブ８へのパイロット圧の出力はなく、
油圧アクチュエータ５の作動がロック（作動禁止）され
るように構成されている。一方、油圧ロックレバーがロ
ック解除位置に位置しているときには、電磁弁２４のソ
レノイド２４ａが「ＯＮ」になるように、つまり切換弁
２３が開位置Ｙに位置してパイロットポンプ１１からの
吐出圧油がパイロットバルブ９に供給されるように設定
されている。これにより、油圧ロックレバーがロック解
除側に操作されているときには、油圧アクチュエータ用
操作具１０を操作するとパイロットバルブ９からコント
ロールバルブ８にパイロット圧が出力されることになっ
て、油圧アクチュエータ用操作具１０の操作に基づいた
油圧アクチュエータ５の作動が行われるように構成され
ている。尚、図７において、１８はアキュムレータ、１
９はチェック弁、２０はパイロットフィルタである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来のパ
イロット供給回路では、パイロットバルブへの圧油供給
を遮断するための油圧ロック用の弁として、電磁弁と切
換弁とを用いている。この場合、電磁弁だけでパイロッ
ト供給回路の切換えを行おうとすると極めて強力な電磁
弁が必要になり、そこで、電磁弁によって切換弁を切換
える構成になっているが、この様に二つの弁を用いる
と、部品点数が増加してコストダウンの妨げになる許り
か、切換弁はサイズも大きいことから省スペース化のう
えでも不利になるという問題がある。また、エンジンを
かけたままの状態で油圧ロックレバーがロック側に操作
されている待機状態のときも、前記パイロット供給回路
はリリーフ弁によって設定圧に保持されているため、常
時エネルギーロスを生じているという問題もあり、ここ
に本発明が解決しようとする課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、油圧アクチュエータと、該油圧
アクチュエータに対する圧油供給排出制御を行うための
制御バルブと、該制御バルブに圧油を供給する油圧供給
源と、油圧アクチュエータの作動をロックするためのロ
ック用操作具とを備えた作業機械において、前記油圧供
給源から制御バルブに至る油圧回路に、ロック用操作具
がロック側に操作されているときに油圧供給源からの圧
油をアンロード状態で油タンクに流す機能と、ロック用
操作具がロック解除側に操作されているときに制御バル
ブの一次側圧力を設定圧に保持するリリーフ機能とを備
えた電気リリーフ弁を配設したものである。そして、こ
の様にすることにより、一つの電気リリーフ弁で、ロッ
ク操作時における制御バルブへの圧油供給停止と、ロッ
ク解除操作時における制御バルブの一次側圧力の設定圧
保持とを行えることになって、部品点数を削減でき、コ
ストダウン、省スペース化に貢献できる。さらに、ロッ
ク操作時には油圧供給源からの圧油をアンロード状態で
油タンクに流すことになるため、省エネルギーにも貢献
できる。このものにおいて、油圧供給源から制御バルブ
に至る油圧回路に、さらに、油圧供給源からの圧油を畜
圧して制御バルブに供給することができるアキュムレー
タを配設することにより、油圧供給源から制御バルブへ
の圧油供給が停止した状態でも、ロック用操作具がロッ
ク解除側に操作されている状態であれば、必要に応じて
アキュムレータの畜圧を制御バルブに供給することがで
きる。また、前記制御バルブが、油圧アクチュエータの
圧油供給排出制御を行うコントロールバルブ作動用のパ
イロット圧を出力するためのパイロットバルブである場
合、電気リリーフ弁は、パイロット圧供給源から前記パ
イロットバルブに至るパイロット回路に配設することが
できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベル
であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行
体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回
体３、該上部旋回体３に装着されるフロントアタッチメ
ント４等の各部からなり、さらに、下部走行体２を走行
せしめるための走行モータ、上部旋回体３を旋回せしめ
るための旋回モータ、フロントアタッチメント４を作動
せしめるための複数の油圧シリンダ等の各種油圧アクチ
ュエータ５を備えて構成されている。

【０００６】前記油圧ショベル１における油圧回路の概
略図を図２に示すと、該図２において、５は油圧アクチ
ュエータ、６はメインポンプ、７は油タンク、８は各油
圧アクチュエータ５の圧油供給排出制御をそれぞれ行う
コントロールバルブであって、該コントロールバルブ８
はパイロット作動式のものが用いられており、パイロッ
ト圧が供給されていない状態では中立位置Ｎに位置して
いて油圧アクチュエータ５に対する圧油供給を行わない
が、パイロット圧が供給されることで作動位置Ｘまたは
Ｙに切換って、油圧アクチュエータ５に対する圧油供給
排出制御を行うように構成されている。

【０００７】さらに、前記図２において、９はパイロッ
トバルブであって、該パイロットバルブ９は、油圧アク
チュエータ用操作具１０の操作に基づき、該操作量に対
応するパイロット圧を前記コントロールバルブ８に出力
する。また、１１はパイロット圧供給源となるパイロッ
トポンプであって、該パイロットポンプ１１からパイロ
ットバルブ９に至るパイロット供給回路Ａには、後述す
る電磁リリーフ弁１２が配設されている。尚、図２で
は、一組の油圧アクチュエータ５、コントロールバルブ
８、パイロットバルブ９だけを示したが、油圧ショベル
１に設けられる各種の油圧アクチュエータ５に対応して
複数設けられていることは勿論であり、そして前記パイ
ロット供給回路Ａは、これら複数のパイロットバルブ９
にパイロット圧を供給するための油路である。

【０００８】前記電気リリーフ弁１２は、図３に示す如
く、バルブボディ１２ａ、後述する油圧ロックレバー１
３の操作に基づいて「ＯＮ」−「ＯＦＦ」するソレノイ
ド１２ｂ、該ソレノイド１２ｂのプランジャーに連結さ
れるポペット弁１２ｃ、該ポペット弁１２ｃを移動自在
にガイドするアダプタ１２ｄ、ポペットシート１２ｅ、
バルブボディ１２ａに移動自在にガイドされるピストン
１２ｆ、ピストンシート１２ｇ、ピストン１２ｆをピス
トンシート１２ｇ側に押圧するスプリング１２ｈ、ピス
トン１２ｆに形成される細孔１２ｉ、パイロット供給回
路Ａに接続される入口側ポート１２ｊ、油タンク７に接
続される出口側ポート１２ｋ、ポペット弁１２ｃの弁路
１２ｍから出口側ポート１２ｋに通じる排出路１２ｎ等
を備えて構成されている。

【０００９】そして、前記電気リリーフ弁１２のソレノ
イド１２ｂが「ＯＦＦ」のときには、ポペット弁１２ｃ
は弁路１２ｍを開く開放位置に位置している。これによ
り、入口側ポート１２ｊから流入するパイロット供給回
路Ａの圧油は、細孔１２ｉを通ってポペット弁１２ｃの
弁路１２ｍから排出路１２ｎに至り、該排出路１２ｎを
通って出口側ポート１２ｋから油タンク７に流れるよう
になっている。さらに、入口側ポート１２ｊから流入す
るパイロット供給回路Ａの圧力が上昇すると、該圧力に
よりピストン１２ｆがスプリング１２ｈに抗してピスト
ンシート１２ｇから離間する方向に移動し、これにより
入口側ポート１２ｊから出口側ポート１２ｋに通じる弁
路が開いて、パイロット供給回路Ａの圧油が油タンク７
に流れるようになっている。この場合、スプリング１２
ｈの押圧力は小さく設定されていて、パイロット供給回
路Ａの少しの圧力上昇でピストン１２ｆが移動するよう
になっている。而してソレノイド１２ｂが「ＯＦＦ」の
ときには、電磁リリーフ弁１２は、パイロット供給回路
Ａの圧油をアンロード状態で油タンク７に流すように構
成されている。

【００１０】一方、前記ソレノイド１２ｂが「ＯＮ」の
ときには、ポペット弁１２ｃは弁路１２ｍを閉じる閉鎖
位置に位置している。この状態では、入口側ポート１２
ｊから流入するパイロット供給回路Ａの圧油の一部は、
細孔１２ｉを経由してバルブボディ１２ａの内部側に導
入されて、ピストン１２ｆをピストンシート１２ｇ側に
押圧する力として作用する。つまりピストン１２ｆに
は、入口側ポート１２ｊから流入するパイロット供給回
路Ａの圧力がピストン１２ｆをピストンシート１２ｇか
ら離間させる力として作用する一方、前記バルブボディ
１２ａの内部側に導入された圧力とスプリング１２ｈの
押圧力とがピストン１２ｆをピストンシート１２ｇ側に
押圧する力として作用することになるが、パイロット供
給回路Ａの圧力が予め設定される設定圧力以上になった
ときに、前記ピストンシート１２ｇから離間させる力の
ほうがピストンシート１２ｇ側に押圧する力よりも大き
くなってピストン１２ｆが移動し、これにより入口側ポ
ート１２ｊから出口側ポート１２ｋに通じる弁路が開く
ように構成されている。而してソレノイド１２ｂが「Ｏ
Ｎ」のときには、電磁リリーフ弁１２は、パイロット供
給回路Ａの圧力が設定圧以上となったときに該パイロッ
ト供給回路Ａの圧油を油タンク７に流し、これによりパ
イロット供給回路Ａの圧力を設定圧に保持するように構
成されている。

【００１１】また、記油圧ロックレバー１３は、図４、
図５に示すごとく、運転席１４の側方に配されていて、
運転席１４への乗降通路を開放するロック位置と、乗降
通路を遮断するロック解除位置とに揺動自在に構成され
ている。さらに、１５は上記油圧ロックレバー１３と一
体的に揺動するよう油圧ロックレバー１３の基端部側に
連結される揺動プレートであって、該揺動プレート１５
に形成されるスイッチ作動部１５ａは、検知スイッチ１
６のアクチュエータ１６ａに対向している。そして、こ
の検知スイッチ１６のスイッチ接点１６ｂは、図６のシ
ーケンス図に示す如く、前述した電磁リリーフ弁１２の
ソレノイド１２ｂに、リレー１７を介して電気的に接続
されている。

【００１２】つまり、前記油圧ロックレバー１３がロッ
ク位置に位置しているときには、揺動プレート１５のス
イッチ作動部１５ａは検知スイッチ１６のアクチュエー
タ１６ａから離間していて、検知スイッチ１６は「ＯＦ
Ｆ」になっている。この状態ではリレー１７に通電され
ないため、リレー接点（ａ接点）１７ａは「ＯＦＦ」と
なっていて電磁リリーフ弁１２のソレノイド１２ｂに通
電されないようになっている。即ち、油圧ロックレバー
１３がロック位置に位置しているときには、電磁リリー
フ弁１２のソレノイド１２ｂは「ＯＦＦ」の状態になっ
ており、而して電磁リリーフ弁１２は、前述したように
パイロット供給回路Ａの圧油をアンロード状態で油タン
ク７に流すようになっている。そしてこの状態では、パ
イロットポンプ１１からの吐出圧油がアンロード状態で
油タンク７に流れてしまうため、パイロットバルブ９の
一次側に必要な圧力が発生せず、もって油圧アクチュエ
ータ用操作具１０が操作されてもパイロットバルブ９か
らコントロールバルブ８にパイロット圧が出力されない
ことになって、油圧アクチュエータ５の作動がロック
（作動禁止）されるように構成されている。

【００１３】一方、油圧ロックレバー１３がロック解除
位置に位置しているときには、揺動プレート１５のスイ
ッチ作動部１５ａが検知スイッチ１６のアクチュエータ
１６ａに当接して、検知スイッチ１６を「ＯＮ」にす
る。これにより、リレー１７に通電されて、リレー接点
（ａ接点）１７ａが「ＯＮ」して電磁リリーフ弁１２の
ソレノイド１２ｂに通電される。即ち、油圧ロックレバ
ー１３がロック解除位置に位置しているときには、電磁
リリーフ弁１２のソレノイド１２ｂは「ＯＮ」の状態に
なっており、而して電磁リリーフ弁１２は、前述したよ
うにパイロット供給回路Ａの圧力を設定圧に保持するリ
リーフ弁として機能するようになっている。そしてこの
状態では、パイロットバルブ９の一次側に上記設定圧の
圧油が供給されることになり、而して油圧アクチュエー
タ用操作具１０を操作するとパイロットバルブ９からコ
ントロールバルブ８にパイロット圧が出力されて、油圧
アクチュエータ用操作具１０の操作に基づいた油圧アク
チュエータ５の作動を行うことができるように構成され
ている。

【００１４】さらに、前記パイロット供給回路Ａには、
電気リリーフ弁１２の上流側に、パイロット供給回路Ａ
の圧力を畜圧するアキュムレータ１８、および該アキュ
ムレータ１８からパイロットポンプ１１側への油の流れ
を阻止することができるチェック弁１９が配されてい
る。そして、前記油圧ロックレバー１３をロック解除位
置に位置せしめたままの状態でエンジンを停止させたと
き、パイロットポンプ１１が駆動停止してパイロット供
給回路Ａへの圧力供給がなくなっても、前記アキュムレ
ータ１８の畜圧がパイロットバルブ９に供給されるた
め、油圧アクチュエータ用操作具１０の操作に基づいて
パイロットバルブ９からパイロット圧を出力させること
ができ、而してエンジン停止状態でもフロントアタッチ
メント４を降下させることができるようになっている。
このとき、前記電気リリーフ弁１２は、リリーフ弁とし
て機能しているためアキュムレータ１８の畜圧を油タン
ク７側に逃がすことなく、また前記チェック弁１９によ
ってパイロットポンプ１１側への逆流が阻止されるた
め、アキュムレータ１８からの放出圧力を確実にパイロ
ットバルブ９に供給できるようになっている。尚、図２
において、２０はパイロット供給回路Ａに配されるフィ
ルタである。

【００１５】叙述の如く構成されたものにおいて、パイ
ロットポンプ１１からパイロットバルブ９に至るパイロ
ット供給回路Ａには電磁リリーフ弁１２が配されている
が、該電磁リリーフ弁１２は、油圧ロックレバー１３が
ロック側に操作されているときには、パイロットポンプ
１１からの圧油をアンロード状態で油タンク７に流す一
方、油圧ロックレバー１３がロック解除側に操作されて
いるときには、パイロットバルブ９の一次側圧力を設定
圧に保持するリリーフ弁として機能することになる。そ
して、前記電磁リリーフ弁１２を介してパイロットポン
プ１１からの圧油がアンロード状態で油タンク７に流れ
ている状態では、パイロットバルブ９の一次側に必要な
圧力が発生しないため、油圧アクチュエータ用操作具１
０の操作に拘わらず油圧アクチュエータ５の作動をロッ
ク（作動禁止）することができ、而して非常時の停止
や、運転席への昇降時等に誤って油圧アクチュエータ用
操作具１０を動かしてしまったときの油圧アクチュエー
タ５の誤作動の防止を行うことができる。また、電磁リ
リーフ弁１２によりパイロットバルブ９の一次側圧力が
設定圧に保持されている状態では、油圧アクチュエータ
用操作具１０が操作されるとパイロットバルブ９からコ
ントロールバルブ８にパイロット圧が出力されることに
なって、油圧アクチュエータ用操作具１０の操作に基づ
いた油圧アクチュエータ５の作動を行うことができる。

【００１６】この様に、本実施の形態では、一つの電磁
リリーフ弁１２で、ロック操作時におけるパイロットバ
ルブ９への圧油供給停止と、ロック解除操作時における
パイロット供給回路Ａの設定圧保持とを行えることにな
って、従来のように、設定圧保持用のリリーフ弁に加え
て油圧ロック用の電磁弁と切換弁とを必要とすることが
なく、部品点数を削減できてコストダウンに寄与できる
許りか、省スペース化にも貢献できる。しかもこのもの
では、油圧ロックレバー１３がロック側に操作されてい
る状態では、パイロットポンプ１１からの吐出圧はアン
ロード状態で油タンク７に流れるため、エンジン駆動中
であってもパイロット供給回路Ａに不要な圧力を発生さ
せることなく、省エネルギーのうえでも優れたものとす
ることができる。

【００１７】尚、本発明は上記実施の形態の限定されな
いことは勿論であって、油圧アクチュエータを備えた各
種作業機械の油圧回路に実施することができるが、特
に、油圧ロック機能を必要とするパイロット回路に用い
ると有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの側面図である。

【図２】油圧回路図である。

【図３】（Ａ）は電磁リリーフ弁の断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の一部拡大図である。

【図４】運転室内を示す斜視図である。

【図５】（Ａ）は油圧ロックレバーの側面図、（Ｂ）は
検知スイッチ配設部の図である。

【図６】検知スイッチと電磁リリーフ弁ソレノイドとの
関係を示すシーケンス図である。

【図７】従来例を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

５油圧アクチュエータ８コントロールバルブ９パイロットバルブ１１パイロットポンプ１２電磁リリーフ弁１３油圧ロックレバー１８アキュムレータＡパイロット供給回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧アクチュエータと、該油圧アクチュ
エータに対する圧油供給排出制御を行うための制御バル
ブと、該制御バルブに圧油を供給する油圧供給源と、油
圧アクチュエータの作動をロックするためのロック用操
作具とを備えた作業機械において、前記油圧供給源から
制御バルブに至る油圧回路に、ロック用操作具がロック
側に操作されているときに油圧供給源からの圧油をアン
ロード状態で油タンクに流す機能と、ロック用操作具が
ロック解除側に操作されているときに制御バルブの一次
側圧力を設定圧に保持するリリーフ機能とを備えた電気
リリーフ弁を配設したことを特徴とする作業機械におけ
る油圧回路。
【請求項２】請求項１において、油圧供給源から制御
バルブに至る油圧回路に、さらに、油圧供給源からの圧
油を畜圧して制御バルブに供給することができるアキュ
ムレータを配設したことを特徴とする作業機械における
油圧回路。
【請求項３】請求項１または２において、制御バルブ
は、油圧アクチュエータの圧油供給排出制御を行うコン
トロールバルブ作動用のパイロット圧を出力するための
パイロットバルブであり、電気リリーフ弁は、パイロッ
ト圧供給源から前記パイロットバルブに至るパイロット
回路に配設されていることを特徴とする作業機械におけ
る油圧回路。