JP2005344818A

JP2005344818A - 建設機械の油圧装置

Info

Publication number: JP2005344818A
Application number: JP2004164738A
Authority: JP
Inventors: Masaki Egashira; 雅樹江頭
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】２つの油圧ポンプでそれぞれに対応する走行用油圧モータを駆動するようにした油圧装置において、走行系に関連する油圧系統に異常が発生した場合に、走行系に関連する油圧系統のどの箇所に故障が発生したか、建設現場においても、迅速かつ容易に、特定できるようにすること。
【解決手段】第１の油圧ポンプから走行右用の方向切換弁の上流側に至る管路と、第２の油圧ポンプから走行左用の方向切換弁の上流側に至る管路とを、交差するように入れ替え可能な検査用管路切換手段、あるいは、走行右用の方向切換弁から走行右用の油圧モータに至る管路と、走行左用の方向切換弁から走行左用の油圧モータに至る管路とを、交差するように入れ替え可能な検査用管路切換手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの油圧ポンプをもち、２つの油圧ポンプでそれぞれに対応する走行用油圧モータを駆動するようにした、油圧ショベルなどの建設機械における油圧装置に係り、特に、２つの走行系に関連する油圧回路に異常が発生した場合に、故障個所を特定できるようにした技術に関するものである。

油圧ショベルなどの建設機械には、方向切換弁を介して機械の各部の油圧アクチュエータに圧油を送り込むための油圧ポンプを、２台備えたタイプの機種がある。

上記のように、２つの油圧ポンプをもつ油圧ショベルなどにおいては、第１の油圧ポンプの吐出ポートと複数の方向切換弁で構成される第１の方向切換弁群の流入ポートとを接続し、第２の油圧ポンプの吐出ポートと複数の方向切換弁で構成される第２の方向切換弁群の流入ポートとを接続して、第１の方向切換弁群中の走行右用の方向切換弁を介して走行右用の油圧モータを駆動し、第２の方向切換弁群中の走行左用の方向切換弁を介して走行左用の油圧モータを駆動して、２つの走行機構（２つのクローラ機構）を駆動制御するようにしている。

このような、２つの油圧ポンプをもつ油圧ショベルの油圧装置（油圧回路）は、よく知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２２９４４２号公報

油圧ショベルなどの建設機械では、走行用油圧モータは、下部走行体に搭載されていて、物がぶつかることなどで物理的に損傷を受けることがままあること、あるいは、圧油を吐出する油圧ポンプは、負荷が大きく変化することなどから故障を生じることがままあることなどから、走行系に関連する油圧系統に異常（不具合）が発生することがままあった。このように、走行系に関連する油圧系統に異常が発生した場合には、走行系に関連する油圧系統のどの箇所に故障が発生したかを、つまり、油圧ポンプまたは走行用方向切換弁または走行用油圧モータのいずれに故障が発生したかを特定して、特定した箇所の部品の交換あるいは補修を行う必要がある。

ところで、２つの油圧ポンプをもつ油圧装置では、２つの走行系に関連する油圧回路の異常は、２つの走行系の油圧回路において同時に発生することはまずなく、左右の走行系のいずれか一方の油圧回路であるのが通常である。このような場合において、走行系に関連する油圧回路のどの箇所に故障が発生したかを特定する従来の手法は、左右の走行系の油圧回路の油圧配管（ホース）を、元の状態から左右の油圧系統で交差した状態となるように、ホース端部の接続をオペレータが差し替えることで、行われていた。つまり、２つの油圧ポンプの出口でホースを差し替えた場合において、故障（不具合）現象が左右で逆転すれば、故障は油圧ポンプにあると考えられ、また、故障現象が左右で逆転しなければ、故障個所は油圧ポンプよりも下流側にあると考えられるから、さらに、下流に向かって同様の確認作業を行っていけば、故障個所を特定できるというものである。

しかしながら、上記したように、油圧配管（ホース）を差し替えるには、多大の時間と手間を要する上、油漏れによる汚損が生じるという問題があり、また、それ相応の設備が必要となるので、建設現場において故障個所の特定を行うことは非常に困難であった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、２つの油圧ポンプでそれぞれに対応する走行用油圧モータを駆動するようにした油圧装置において、走行系に関連する油圧系統に異常が発生した場合に、走行系に関連する油圧系統のどの箇所に故障が発生したか、建設現場においても、迅速かつ容易に、特定できるようにすることにある。

本発明は上記した目的を達成するため、第１の油圧ポンプと、該第１の油圧ポンプの下流側に接続された第１の方向切換弁群と、該第１の方向切換弁群の走行右用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行右用の油圧モータと、第２の油圧ポンプと、該第２の油圧ポンプの下流側に接続された第２の方向切換弁群と、該第２の向切換弁群の走行左用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行左用の油圧モータとを、有する建設機械の油圧装置において、
前記第１の油圧ポンプから前記走行右用の方向切換弁の上流側に至る管路を、前記第１の油圧ポンプから前記走行左用の方向切換弁の上流側に至るように切り換え、また、前記第２の油圧ポンプから前記走行左用の方向切換弁の上流側に至る管路を、前記第２の油圧ポンプから前記走行右用の方向切換弁の上流側に至るように切り換える、検査用管路切換手段、
あるいは、
前記走行右用の方向切換弁から前記走行右用の油圧モータに至る管路を、前記走行右用の方向切換弁から前記走行左用の油圧モータに至るように切り換え、また、前記走行左用の方向切換弁から前記走行左用の油圧モータに至る管路を、前記走行左用の方向切換弁から前記走行右用の油圧モータに至るように切り換える、検査用管路切換手段を、
設けた構成をとる。

本発明によれば、第１の油圧ポンプから走行右用の方向切換弁の上流側に至る管路と、第２の油圧ポンプから走行左用の方向切換弁の上流側に至る管路とを、交差するように入れ替え可能な、例えばマニュアルで操作可能な切換弁からなる検査用管路切換手段を設けているので、２つの走行系に関連する油圧回路のいずれか一方に異常（不具合）が生じた場合には、検査用管路切換手段（検査用切換弁）を切り換え操作することで、故障（不具合）現象が左右で逆転すれば、故障は油圧ポンプにあると特定することができ、また、故障現象が左右で逆転しなければ、故障個所は油圧ポンプよりも下流側にあると特定することができる。そして、このような特定箇所の特定のための油圧管路の入れ替えを、迅速かつ容易に、油汚れの虞なく行える上、建設現場においても故障個所を容易に特定できるので、建設現場での故障対応が可能となる。
また、走行右用の方向切換弁から走行右用の油圧モータに至る管路と、走行左用の方向切換弁から走行左用の油圧モータに至る管路とを、交差するように入れ替え可能な、例えばマニュアルで操作可能な切換弁からなる検査用管路切換手段を設けているので、２つの走行系に関連する油圧回路のいずれか一方に異常（不具合）が生じた場合には、検査用管路切換手段（検査用切換弁）を切り換え操作することで、故障（不具合）現象が左右で逆転すれば、故障は油圧ポンプまたは方向切換弁にあると特定することができ、故障が左右で逆転しなければ、故障は方向切換弁よりも下流の走行用油圧モータにあると特定することができる。そして、このような特定箇所の特定のための油圧管路の入れ替えを、迅速かつ容易に、油汚れの虞なく行える上、建設現場においても故障個所を容易に特定できるので、建設現場での故障対応が可能となる。
さらに、上記した２つの検査用管路切換手段（検査用切換弁）を共に備えることで、故障が、油圧ポンプまたは走行用方向切換弁または走行用油圧モータのいずれで発生したかを、特定することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの油圧装置の構成を簡略化して示す油圧回路図である。

図１において、１は図示せぬエンジンで駆動される第１の油圧ポンプ、２は同じく図示せぬエンジンで駆動される第２の油圧ポンプ、３は複数の方向切換弁が一体化された方向切換弁群ブロック、４は、複数の方向切換弁で構成され、通常運転時には第１の油圧ポンプ１の下流側に接続されている第１の方向切換弁群、５は、複数の方向切換弁で構成され、通常運転時には第２の油圧ポンプ２の下流側に接続されている第２の方向切換弁群、６は第１の方向切換弁群４に含まれる走行右用の方向切換弁、７は第２の方向切換弁群５に含まれる走行左用の方向切換弁、８は、通常運転時には走行右用の方向切換弁６の下流側に、スイベルジョイント（旋回継手）１０を介して接続されている走行右用の油圧モータ、９は、通常運転時には走行左用の方向切換弁７の下流側に、スイベルジョイント１０を介して接続されている走行右用の油圧モータである。なお、第１の方向切換弁群４と第２の方向切換弁群５とが一体化された方向切換弁群ブロック３中の、走行右用の方向切換弁６と走行左用の方向切換弁７以外の各方向切換弁にも、図示していないが対応する各油圧アクチュエータが接続されており、各方向切換弁の切り換え操作に応じて、各油圧アクチュエータが駆動されるようになっている。

また、図１において、１１は、第１、第２の油圧ポンプ１、２と、第１、第２の方向切換弁４、５（方向切換弁群ブロック３）との間の管路上に配置された第１の検査用切換弁で、この第１の検査用切換弁１１は、通常運転時には、第１の油圧ポンプ１の吐出ポート１ａを第１の方向切換弁群４の流入ポート４ａに接続すると共に、第２の油圧ポンプ２の吐出ポート２ａを第２方向切換弁群５の流入ポート５ａに接続し、後述する検査運転時には、第１の油圧ポンプ１の吐出ポート１ａを第２方向切換弁群５の流入ポート５ａに接続すると共に、第２の油圧ポンプ２の吐出ポート２ａを第１の方向切換弁群４の流入ポート４ａに接続するようになっている。つまり、後述する検査運転時には、第１の検査用切換弁１１は、第１の油圧ポンプ１から第１の方向切換弁群４の流入ポートに至る管路を、第１の油圧ポンプ１から第２の方向切換弁群５の流入ポートに至るように切り換え、また、第２の油圧ポンプ２から第２の方向切換弁群５の流入ポートに至る管路を、第２の油圧ポンプ２から第１の方向切換弁群４の流入ポートに至るように切り換える機能、すなわち、第１の油圧ポンプ１から第１の方向切換弁群４に至る管路と、第２の油圧ポンプ２から第２の方向切換弁群４に至る管路とを、交差するように入れ替える機能をもつものとなっている。

上記の第１の検査用切換弁１１は、ここでは、オペレータによるバルブへの直接のマニュアル操作によって切り換え可能なバルブとして構成されているが、パイロット圧で切り換え可能なバルブや電磁バルブとして、運転室などにおけるレバーやボタン操作によって切り換え可能なバルブとしても差し支えない。また、第１の検査用切換弁１１の機能は、２つの切換バルブによって実現するように構成することも可能である。なお、本第１実施形態では、第１の検査用切換弁１１は、第１、第２の油圧ポンプ１、２から第１、第２の方向切換弁群４の流入ポートに至る管路を、交差するように入れ替えるようになっているが、この第１の検査用切換弁１１は、第１の油圧ポンプ１から走行右用の方向切換弁６の上流側に至る管路と、第２の油圧ポンプ２から走行左用の方向切換弁７の上流側に至る管路とを、交差するように入れ替え可能な位置に、配置したものであればよい。

また、図１において、１２は、走行右用の方向切換弁６および走行左用の方向切換弁７の下流側と、走行右用の油圧モータ８および走行左用の油圧モータ９との間の管路上（走行右用の方向切換弁６および走行左用の方向切換弁７の下流側と、スイベルジョイント１０との間の管路上）に配置された第２の検査用切換弁で、この第２の検査用切換弁１２は、通常運転時には、走行右用の方向切換弁６と走行右用の油圧モータ８とを接続すると共に、走行左用の方向切換弁７と走行左用の油圧モータ９とを接続し、後述する検査運転時には、走行右用の方向切換弁６と走行左用の油圧モータ９とを接続すると共に、走行左用の方向切換弁７と走行右用の油圧モータ８とを接続するようになっている。つまり、後述する検査運転時には、第２の検査用切換弁１２は、走行右用の方向切換弁６から走行右用の油圧モータ８に至る管路を、走行右用の方向切換弁６から走行左用の油圧モータ９に至るように切り換え、また、走行左用の方向切換弁７から走行左用の油圧モータ９に至る管路を、走行左用の方向切換弁７から走行右用の油圧モータ８に至るように切り換える機能、すなわち、走行右用の方向切換弁６から走行右用の油圧モータ８に至る管路と、走行左用の方向切換弁７から走行左用の油圧モータ９に至る管路とを、交差するように入れ替える機能をもつものとなっている。

上記の第２の検査用切換弁１２も、ここでは、オペレータによるバルブへの直接のマニュアル操作によって切り換え可能なバルブとして構成されているが、パイロット圧で切り換え可能なバルブや電磁バルブとして、運転室などにおけるレバーやボタン操作によって切り換え可能なバルブとしても差し支えない。また、第２の検査用切換弁１２の機能も、２つの切換バルブによって実現するように構成することも可能である。

次に、本第１実施形態において、２つの走行系に関連する油圧回路のうちのいずれか一方に異常（不具合）が発生したときに、走行系に関連する油圧回路のどの箇所に故障が発生したかを特定するための、検査手法について説明する。なお、ここでは、左右の走行系油圧回路のうち、走行右系が異常で、走行左系が正常である場合を、例にとって説明する。

まず、図１の状態から、第１の検査用切換弁１１をマニュアル操作で切り換え、第１の油圧ポンプ１の吐出ポート１ａを第２の方向切換弁群５の流入ポート５ａに接続すると共に、第２の油圧ポンプ２の吐出ポート２ａを第１の方向切換弁群４の流入ポート４ａに接続する。続いて、この状態で走行の試験運転を行って、左右の走行系油圧回路の異常発生を調べる。そして、この試験運転で、故障（不具合）現象が左右で逆転すれば、故障箇所は、走行右系の油圧回路の第１の油圧ポンプ１であると特定し、また、故障現象が左右で逆転しなければ、故障個所は、走行右系の油圧回路の第１の油圧ポンプ１よりも下流側（走行右用の方向切換弁６または走行右系の油圧モータ８）にあると判定する。

故障個所が、走行右系の油圧回路の第１の油圧ポンプ１よりも下流側にあると判定された場合には、次に、第１の検査用切換弁１１をマニュアル操作で図１の状態に戻すと共に、図１の状態から、第２の検査用切換弁１２をマニュアル操作で切り換え、走行右用の方向切換弁６と走行左用の油圧モータ９とを接続すると共に、走行左用の方向切換弁７と走行右用の油圧モータ８とを接続する。続いて、この状態で走行の試験運転を行って、左右の走行系油圧回路の異常発生を調べる。そして、この試験運転で、故障（不具合）現象が左右で逆転すれば、故障箇所は、走行右系の油圧回路の走行右用の方向切換弁６であると特定し、また、故障現象が左右で逆転しなければ、故障個所は、走行右系の油圧回路の油圧モータ８であると特定する。

左右の走行系回路のうち、走行右系が正常で、走行左系が異常である場合にも、同様の手法で、走行左系に関連する油圧回路のどの箇所に故障が発生したかを特定する。

上記したような検査手法によって、故障が、油圧ポンプまたは走行用方向切換弁または走行用油圧モータのいずれで発生したかを、確実に特定することが可能となる。また、特定箇所の特定のための油圧管路の入れ替えを、２つの検査用切換弁を切り換えすることによって、迅速かつ容易に、油汚れの虞なく行えるので、建設現場においても故障個所の特定を容易に行え、したがって、建設現場での故障対応も可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの油圧装置の構成を簡略化して示す油圧回路図である。なお、図２において、図１に示した第１実施形態と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は重複を避けるため割愛する。

図２において、３Ａは、第１の方向切換弁群４と第２の方向切換弁群５と第１の検査用切換弁１１Ａとが一体化された方向切換弁群ブロックで、本第２実施形態では、第１の検査用切換弁１１Ａが方向切換弁群ブロック３Ａ中に組み込まれた構成となっていて、第１の検査用切換弁１１Ａの配置と組立を効率のよいものにしている。

第１の検査用切換弁１１Ａは、通常運転時には、第１の油圧ポンプ１からの圧油が走行右用の方向切換弁６の上流側に至るように接続すると共に、第２の油圧ポンプ２からの圧油が走行左用の方向切換弁７の上流側に至るように接続し、検査運転時には、第１の油圧ポンプ１からの圧油が走行左用の方向切換弁７の上流側に至るように接続すると共に、第２の油圧ポンプ２からの圧油が走行右用の方向切換弁６の上流側に至るように接続するようになっている。つまり、検査運転時には、第１の検査用切換弁１１Ａは、第１の油圧ポンプ１から走行右用の方向切換弁６の上流側に至る管路を、第１の油圧ポンプ１から走行左用の方向切換弁７の上流側に至るように切り換え、また、第２の油圧ポンプ２から走行左用の方向切換弁７の上流側に至る管路を、第２の油圧ポンプ２から走行右用の方向切換弁６の上流側に至るように切り換える機能、すなわち、第１の検査用切換弁１１Ａは、方向切換弁群ブロック３Ａ中において、走行右用の方向切換弁６の直前上流の管路と走行左用の方向切換弁７の直前上流の管路とを、交差するように切り換える機能をもつものとなっている。

本第２実施形態の第１の検査用切換弁１１Ａの機能は、前記第１実施形態の第１の検査用切換弁１１の機能と略同様である。したがって、本第２実施形態においても、２つの走行系に関連する油圧回路のうちのいずれか一方に異常（不具合）が発生したときに、走行系に関連する油圧回路のどの箇所に故障が発生したかを特定するための検査手法は、前記第１実施形態と同様である。

本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの油圧装置の構成を簡略化して示す油圧回路図である。本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの油圧装置の構成を簡略化して示す油圧回路図である。

符号の説明

１第１の油圧ポンプ
２第２の油圧ポンプ
３、３Ａ方向切換弁群ブロック
４第１の方向切換弁群
５第２の方向切換弁群
６走行右用の方向切換弁
７走行左用の方向切換弁
８走行右用の油圧モータ
９走行右用の油圧モータ
１０スイベルジョイント
１１、１１Ａ第１の検査用切換弁
１２第２の検査用切換弁

Claims

第１の油圧ポンプと、該第１の油圧ポンプの下流側に接続された第１の方向切換弁群と、該第１の方向切換弁群の走行右用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行右用の油圧モータと、第２の油圧ポンプと、該第２の油圧ポンプの下流側に接続された第２の方向切換弁群と、該第２の向切換弁群の走行左用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行左用の油圧モータとを、有する建設機械の油圧装置において、
前記第１の油圧ポンプから前記走行右用の方向切換弁の上流側に至る管路を、前記第１の油圧ポンプから前記走行左用の方向切換弁の上流側に至るように切り換え、また、前記第２の油圧ポンプから前記走行左用の方向切換弁の上流側に至る管路を、前記第２の油圧ポンプから前記走行右用の方向切換弁の上流側に至るように切り換える、検査用管路切換手段を設けたことを特徴とする建設機械の油圧装置。
請求項１に記載の建設機械の油圧装置において、
前記検査用管路切換手段は、前記第１の油圧ポンプから前記第１の方向切換弁群の流入ポートに至る管路を、前記第１の油圧ポンプから前記第２の方向切換弁群の流入ポートに至るように切り換え、また、前記第２の油圧ポンプから前記第２の方向切換弁群の流入ポートに至る管路を、前記第２の油圧ポンプから前記第１の方向切換弁群の流入ポートに至るように切り換えることを特徴とする建設機械の油圧装置。
請求項１に記載の建設機械の油圧装置において、
前記検査用管路切換手段は、前記第１の方向切換弁群と前記第２の方向切換弁群とを一体化した方向切換弁群ブロック内に設けられ、該方向切換弁群ブロック内において、前記検査用管路切換手段は、前記走行右用の方向切換弁の直前上流の管路と前記走行左用の方向切換弁の直前上流の管路とを切り換えることを特徴とする建設機械の油圧装置。
第１の油圧ポンプと、該第１の油圧ポンプの下流側に接続された第１の方向切換弁群と、該第１の方向切換弁群の走行右用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行右用の油圧モータと、第２の油圧ポンプと、該第２の油圧ポンプの下流側に接続された第２の方向切換弁群と、該第２の向切換弁群の走行左用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行左用の油圧モータとを、有する建設機械の油圧装置において、
前記走行右用の方向切換弁から前記走行右用の油圧モータに至る管路を、前記走行右用の方向切換弁から前記走行左用の油圧モータに至るように切り換え、また、前記走行左用の方向切換弁から前記走行左用の油圧モータに至る管路を、前記走行左用の方向切換弁から前記走行右用の油圧モータに至るように切り換える、検査用管路切換手段を設けたことを特徴とする建設機械の油圧装置。
第１の油圧ポンプと、該第１の油圧ポンプの下流側に接続された第１の方向切換弁群と、該第１の方向切換弁群の走行右用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行右用の油圧モータと、第２の油圧ポンプと、該第２の油圧ポンプの下流側に接続された第２の方向切換弁群と、該第２の向切換弁群の走行左用の方向切換弁を介して圧油が供給される走行左用の油圧モータとを、有する建設機械の油圧装置において、
前記第１の油圧ポンプから前記走行右用の方向切換弁の上流側に至る管路を、前記第１の油圧ポンプから前記走行左用の方向切換弁の上流側に至るように切り換え、また、前記第２の油圧ポンプから前記走行左用の方向切換弁の上流側に至る管路を、前記第２の油圧ポンプから前記走行右用の方向切換弁の上流側に至るように切り換える、第１の検査用管路切換手段と、
前記走行右用の方向切換弁から前記走行右用の油圧モータに至る管路を、前記走行右用の方向切換弁から前記走行左用の油圧モータに至るように切り換え、また、前記走行左用の方向切換弁から前記走行左用の油圧モータに至る管路を、前記走行左用の方向切換弁から前記走行右用の油圧モータに至るように切り換える、第２の検査用管路切換手段とを、設けたことを特徴とする建設機械の油圧装置。