JP2011127676A

JP2011127676A - 建設機械の油圧回路

Info

Publication number: JP2011127676A
Application number: JP2009285960A
Authority: JP
Inventors: Toru Nishimatsu; 徹西松; Norifumi Shiragami; 則文白神
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-06-30

Abstract

【課題】回路状態を切換えるための切換弁を利用した安価な構成によって給排管路の残圧を簡単、安全に抜くことができるようにする。
【解決手段】油圧ポンプ１及びタンクＴと、圧砕装置を作動させる圧砕シリンダ２との間に、圧砕シリンダ２の作動を制御するコントロールバルブ４を設け、このコントロールバルブ４と圧砕シリンダ２とを結ぶ第１及び第２両給排管路５，６を圧砕シリンダ２に対して密閉式のカプラ１２，１３によって着脱可能に接続する。これを前提として、圧砕シリンダ２をブレーカシリンダに交換したときに回路状態を切換えるための手動操作される切換弁１４を利用して、作業装置交換時に、両給排管路５，６を直接タンクＴに接続して管路５，６の圧抜きを行うように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は作業アタッチメントに複数種類の作業装置(開閉式の圧砕装置、ブレーカ、フォーク等)が選択的に取付けられる建設機械の油圧回路に関するものである。

建築物等を破砕、解体するための破砕機(解体機)を例にとって説明する。

この解体機においては、用途に応じて作業装置を圧砕装置とブレーカのうちから選択してフロントアタッチメントの先端に装着する。

この場合、油圧アクチュエータは圧砕装置とブレーカとで異なり、両アクチュエータに対する油の給排パターンを異ならせる必要があるため、取付けられる作業装置に応じて回路状態を切換える必要がある。

図５，６はこの回路の切換えを手動で行う場合の構成を示し、図５は圧砕作業時の回路状態、図６はブレーカ作業時の回路状態をそれぞれ示す。

両図に示すように油圧ポンプ１及びタンクＴと、油圧アクチュエータ(圧砕シリンダ２またはブレーカシリンダ３)との間に、図示しないリモコン弁により切換操作される油圧パイロット切換式のコントロールバルブ４が設けられ、このコントロールバルブ４の操作時に、油圧ポンプ１からの油が圧砕シリンダ２またはブレーカシリンダ３に送られてこれらが作動する。

コントロールバルブ４は、中立時に、圧砕装置を掴み姿勢に保持する等、油圧アクチュエータを作動状態に保持するために油の給排双方をブロックする中立ブロックとされている。

また、コントロールバルブ４と油圧アクチュエータ２，３とを結ぶ第１、第２両給排管路５，６のうち第２給排管路６に、手動操作される切換弁(三方ロータリー弁)７が設けられている。

この切換弁７は、第１〜第３の三つのポート８，９，１０と、Ｔ字形の流路１１とを有し、第１ポート８が第２給排管路６の下流側(油圧アクチュエータ側)部分６ａに、第２ポート９がタンクＴに、第３ポート１０が第２給排管路６の上流側(コントロールバルブ側)部分６ｂにそれぞれ接続されている。

切換弁７は、図示しないレバーの操作により、圧砕装置による圧砕作業時には図５に示す圧砕作業位置に、ブレーカによるブレーカ作業時には図６に示すブレーカ作業位置にそれぞれセットされる。

圧砕作業位置では、第１、第３両ポート８，１０が流路１１を介して連通し、第２給排管路６の下流側部分６ａと上流側部分６ｂが接続されて同管路６が開通する。

これにより、一般的な複動シリンダ回路と同様に、圧砕シリンダ２の入口側及び出口側がいずれもコントロールバルブ４を介して油圧ポンプ１及びタンクＴに接続され、圧砕シリンダ２から出た油がコントロールバルブ４経由でタンクＴに戻される。

これに対し、ブレーカによるブレーカ作業時には、コントロールバルブ４の絞り作用によってブレーカシリンダ３のリターンラインに背圧が立つと、ブレーカの力が弱くなり、最悪、作動しなくなる。また、図示しないオイルクーラーに脈動を与えるため、オイルクーラーが破損するおそれがある。

そこで、ブレーカ作業時には、図６に示すように切換弁７がブレーカ作業位置に切換えられる。

このブレーカ作業位置では、第１ポート８と第２ポート９が流路１１を介して連通し、第２給排管路下流側部分６ａがタンクＴに接続される。

これにより、ブレーカシリンダ３から出た油がコントロールバルブ４を経由しないで直接タンクＴに戻される。

こうして、切換弁７により、図５に示す圧砕作業時用の第１の回路状態と、図６に示すブレーカ作業時用の第２の回路状態とに切換えられる。

このような油圧回路において、作業装置の交換を容易にするために、通常、両給排管路５，６は油圧アクチュエータ２，３に対して、ワンタッチで着脱可能な密閉式のカプラ(クイックカプラやセルフシールカップリング等と呼ばれる)１２，１３によって接続される。

ところが、コントロールバルブ４が中立ブロックとなるように構成されているため、中立状態で給排管路(圧砕作業後では両給排管路５，６、ブレーカ作業後では第１給排管路５)に残圧が閉じ込められる。

このため、作業装置を交換する(新しい作業装置を取付ける)際に、残圧によってカプラ１２，１３の接続が困難となる。

仮にカプラ１２，１３の接続ができたとしても、接続時に残圧によって管路内の油が流出し、周囲を汚染してしまう。

従って、作業装置の交換を簡単かつ油が流出しないように安全に行うためには残圧を抜く必要がある。

従来、カプラ１２，１３を用いた油圧回路においてこの圧抜き行う技術として、特許文献１に示されたものが公知である。

この公知技術では、給排管路から圧抜き管路を分岐させるとともに、この圧抜き管路にエンジンのオイルプレッシャスイッチに連動して作動する電磁弁を設け、エンジン停止時に管路内の残圧を自動的に抜く構成がとられている。

実開平１−６０００２号公報

しかし、この公知技術によると、電磁弁とその配線等の電装設備が必要となるため、部品点数が多くなるとともに回路構成が複雑化し、設備コスト、組立コストが高くなる。

そこで本発明は、回路状態を切換えるための切換弁を利用した安価な構成によって給排管路の残圧を簡単かつ安全に抜くことができる建設機械の油圧回路を提供するものである。

請求項１の発明は、油圧ポンプ及びタンクと、作業装置を作動させる油圧アクチュエータとの間に、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブが設けられ、このコントロールバルブと上記油圧アクチュエータとを結ぶ第１及び第２両給排管路が油圧アクチュエータに対して密閉式のカプラによって着脱可能に接続された建設機械の油圧回路において、手動操作される切換弁を備え、この切換弁により、
(Ａ) 上記油圧アクチュエータから出た油を上記コントロールバルブ経由でタンクに戻す第１の回路状態、
(Ｂ) 油圧アクチュエータから出た油をコントロールバルブを経由しないで直接タンクに戻す第２の回路状態、
(Ｃ) 上記両給排管路を直接タンクに接続して管路の圧抜きを行う第３の回路状態
の三つの回路状態に切換えるように構成されたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記切換弁は第１〜第３の三つのポートを備え、第１のポートが上記第１給排管路に、第２のポートが第２給排管路に、第３のポートがタンクにそれぞれ接続され、上記第１〜第３の全ポートを非連通として上記第１の回路状態とする第１の作業位置と、第２及び第３両ポートを連通させて上記第２の回路状態とする第２の作業位置と、第１〜第３の全ポートを連通させて上記第３の回路状態とする圧抜き位置との間で切換わるように構成されたものである。

請求項３の発明は、請求項１の構成において、上記切換弁は第１〜第４の四つのポートを備え、第１のポートが第１給排管路に、第２のポートが第２給排管路における下流側部分に、第３のポートが第２給排管路における上流側部分に、第４のポートがタンクにそれぞれ接続され、上記第２及び第３両ポートを連通させて上記第１の回路状態とする第１の作業位置と、第２及び第４両ポートを連通させて上記第２の回路状態とする第２の作業位置と、上記第１、第２、第４の各ポートを連通させて上記第３の回路状態とする圧抜き位置との間で切換わるように構成されたものである。

本発明によると、作業装置に応じて回路状態を切換えるための手動操作式の切換弁を圧抜きに利用し、この切換弁で回路を第３の回路状態に切換えることにより、給排管路をタンクに連通させて同管路の圧抜きを行うことができる。

すなわち、電磁弁等の電装設備を付加することなく安価に、かつ、簡単、安全に圧抜きを行うことができる。

この場合、請求項２の発明のように切換弁に三つのポートを設けて、第１のポートを第１給排管路に、第２のポートを第２給排管路に、第３のポートをタンクにそれぞれ接続する構成、すなわち、切換弁を両給排管路から独立して設ける構成をとってもよいし、請求項３の発明のように切換弁に四つのポートを設けて、第１のポートを第１給排管路に、第２のポートを第２給排管路の下流側部分に、第３.のポートを第２給排管路の上流側部分に、第４のポートをタンクにそれぞれ接続する構成、すなわち、第１及び第２両回路状態で切換弁を第２給排管路の一部として利用する構成をとってもよい。

このうち、請求項３の発明によると、第２給排管路と第２のポートとをつなぐ接続管路が不要となるため、管路構成を簡略化することができる。

本発明の第１実施形態を示す第１の回路状態の油圧回路図である。 (ａ)は同第２の回路状態、(ｂ)は同第３の回路状態の各一部回路図である。本発明の第２実施形態を示す第１の回路状態の油圧回路図である。 (ａ)は同第２の回路状態、(ｂ)は同第３の回路状態の各一部回路図である。従来の第１の回路状態の油圧回路図である。同第２の回路状態の油圧回路図である。

本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。

以下の実施形態では、背景技術の説明に合わせて、作業装置を圧砕装置とブレーカのうちから選択する破砕気(解体機)を適用対象としている。

また、以下の実施形態において、
(ｉ) 油圧ポンプ１及びタンクＴと、油圧アクチュエータ(圧砕シリンダ２またはブレーカシリンダ３)との間に、図示しないリモコン弁により切換操作される油圧パイロット切換式のコントロールバルブ４が設けられ、このコントロールバルブ４の操作時に、油圧ポンプ１からの油が圧砕シリンダ２またはブレーカシリンダ３に送られてこれらが作動する点、
(ｉｉ) コントロールバルブ４は、中立時に、圧砕装置を掴み姿勢に保持する等、油圧アクチュエータを作動状態に保持するために油の給排双方をブロックする中立ブロックとされている点、
(ｉｉｉ) コントロールバルブ４と油圧アクチュエータ２，３とを結ぶ第１及び第２両給排管路５，６が、油圧アクチュエータ２，３に対して、ワンタッチで着脱可能な密閉式のカプラ１２，１３によって接続される点
は、図５，６に示す従来技術と同じである。

第１実施形態(図１，２参照)
手動操作される切換弁１４は、第１〜第３の三つのポート１５，１６，１７とＴ字形の流路１８を備え、第１のポート１５が第１給排管路５に、第２のポート１６が第２給排管路６にそれぞれ接続管路１９，２０を介して接続されるとともに、第３のポート１７がタンクＴに接続されている。

この切換弁１４は、図１に示す第１の作業位置としての圧砕作業位置と、図２(ａ)に示す第２の作業位置としてのブレーカ作業位置と、図２(ｂ)に示す第３の作業位置としての圧抜き位置との間で切換えられる。

切換弁１４は、圧砕装置による圧砕作業時には図１の圧砕作業位置にセットされる。

この切換弁位置では、流路１８が全ポート１５〜１７から外れるため、圧砕シリンダ２から出た油が第２給排管路６を通り、コントロールバルブ４経由でタンクＴに戻る。すなわち、第１の回路状態となる。

一方、ブレーカによるブレーカ作業時には、切換弁１４が図２(ａ)のブレーカ作業位置に切換えられる。

このブレーカ作業位置では、第２、第３両ポート１６，１７が流路１８によって連通するため、第２給排管路６がタンクＴに接続される。

これにより、ブレーカシリンダ３から出た油がコントロールバルブ４を経由しないで直接タンクＴに戻る。すなわち、第２の回路状態となる。

そして、上記第１の回路状態から第２の回路状態、またはその逆に切換えるに際して給排管路５，６の残圧を抜くときは、切換弁１４が図２(ｂ)の圧抜き位置に切換えられる。

図２(ｂ)は、圧砕作業後に両給排管路５，６の残圧を抜く場合を例示している。

この圧抜き位置では、第１〜第３の全ポート１５〜１７が流路１８によって連通するため、第１及び第２両給排管路５，６がともにタンクＴに接続される。

これにより、両給排管路５，６の残圧が切換弁１４を通ってタンクＴに抜ける。すなわち、第３の回路状態となる。

従って、この圧抜き後、両カプラ１２，１３を圧砕シリンダ２に対して残圧の影響なしに簡単かつ安全に接続することができる。

なお、図２(ａ)のブレーカ作業後は、第１給排管路５のみに圧力が残るため、図２(ｂ)の第３の回路状態とすることによって同管路５の残圧がタンクＴに抜ける。

このように、作業装置に応じて回路状態を切換えるための手動操作式の切換弁１４を圧抜きに利用するため、特許文献１に記載された公知技術と異なり、電磁弁等の電装設備を付加する必要がなくなる。

従って、部品点数が少なくなるとともに回路構成を簡略化でき、設備コスト、組立コストを安くすることができる。

第２実施形態(図３，４参照)
第２実施形態は、切換弁２１の構成と管路構成が第１実施形態と異なる。相違点のみを説明する。

切換弁２１は、第１〜第４の各ポート２２，２３，２４，２５とＹ字形の流路２６とを備え、第１のポート２２が接続管路１９を介して第１給排管路５に、第２のポート２３が直接第２給排管路６における下流側部分６ａに、第３のポート２４が同上流側部分６ｂに、第４のポート２５がタンクＴにそれぞれ接続されている。

この切換弁２１が図３の圧砕作業位置にセットされると、第２、第３両ポート２３，２４が流路２６によって連通するため、第２給排管路６の下流側及び上流側両部分６ａ，６ｂが開通する第１の回路状態となり、圧砕シリンダ２から出た油が第２給排管路６を通り、コントロールバルブ４経由でタンクＴに戻る。

一方、ブレーカ作業時に切換弁２１が図４(ａ)のブレーカ作業位置に切換えられると、第２、第４両ポート２３，２５が流路２６によって連通する第２の回路状態となり、ブレーカシリンダ３から出た油がコントロールバルブ４を経由しないで直接タンクＴに戻る。

そして、圧砕作業からブレーカ作業、またはその逆の転換に際して切換弁２１が図４(ｂ)の圧抜き位置に切換えられると、第１、第２、第４の各ポート２２，２３，２５が流路２６によって連通する第３の回路状態となり、第１給排管路５、及び第２給排管路６の下流側部分６ａの残圧が切換弁２１を通ってタンクＴに抜ける。

この第２実施形態によると、第１実施形態と同じ基本的効果が得られるのに加えて、第１及び第２両回路状態で切換弁２１を第２給排管路６の一部として利用する構成であるため、第１実施形態における第２給排管路６と第２のポート１６とをつなぐ接続管路２０が不要となる。このため、管路構成を簡略化することができる。

ところで、上記実施形態では、切換弁の流路としてＴ字形、Ｙ字形を例示したが、これに限定されるものではない。

また、実施形態では、圧砕装置とブレーカの二種類の作業装置を使い分ける場合を例示したが、本発明はこれらにフォーク等を加えた三種類以上の作業装置を使い分ける場合にも上記同様に適用することができる。

また、コントロールバルブ４として、リモコン弁で操作される油圧パイロット切換式のものに限らず、電磁切換式または手動切換式のものを用いることができる。

１油圧ポンプ
２圧砕シリンダ(油圧アクチュエータ)
３ブレーカシリンダ(油圧アクチュエータ)
４コントロールバルブ
５，６第１及び第２給排管路
７切換弁
１２，１３密閉式のカプラ
１４切換弁
１５〜１７切換弁のポート
１８同流路
１９，２０接続管路
２１切換弁
２２〜２５切換弁のポート
２６同流路
Ｔタンク

Claims

油圧ポンプ及びタンクと、作業装置を作動させる油圧アクチュエータとの間に、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブが設けられ、このコントロールバルブと上記油圧アクチュエータとを結ぶ第１及び第２両給排管路が油圧アクチュエータに対して密閉式のカプラによって着脱可能に接続された建設機械の油圧回路において、手動操作される切換弁を備え、この切換弁により、
(Ａ) 上記油圧アクチュエータから出た油を上記コントロールバルブ経由でタンクに戻す第１の回路状態、
(Ｂ) 油圧アクチュエータから出た油をコントロールバルブを経由しないで直接タンクに戻す第２の回路状態、
(Ｃ) 上記両給排管路を直接タンクに接続して管路の圧抜きを行う第３の回路状態
の三つの回路状態に切換えるように構成されたことを特徴とする建設機械の油圧回路。
上記切換弁は第１〜第３の三つのポートを備え、第１のポートが上記第１給排管路に、第２のポートが第２給排管路に、第３のポートがタンクにそれぞれ接続され、上記第１〜第３の全ポートを非連通として上記第１の回路状態とする第１の作業位置と、第２及び第３両ポートを連通させて上記第２の回路状態とする第２の作業位置と、第１〜第３の全ポートを連通させて上記第３の回路状態とする圧抜き位置との間で切換わるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
上記切換弁は第１〜第４の四つのポートを備え、第１のポートが第１給排管路に、第２のポートが第２給排管路における下流側部分に、第３のポートが第２給排管路における上流側部分に、第４のポートがタンクにそれぞれ接続され、上記第２及び第３両ポートを連通させて上記第１の回路状態とする第１の作業位置と、第２及び第４両ポートを連通させて上記第２の回路状態とする第２の作業位置と、上記第１、第２、第４の各ポートを連通させて上記第３の回路状態とする圧抜き位置との間で切換わるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。