JP2018123631A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業系および走行系のアクチュエータの意図しない動作を抑制することができる建設機械を提供する。
【解決手段】パイロット吐出管路２３には、パイロットポンプ１６から順に設けられた絞り３２、ゲートロック弁２７、およびチェック弁３３を迂回するように、一端側がパイロットポンプ１６と絞り３２との間でパイロット吐出管路２３に接続され、他端側がチェック弁３３と減圧弁型パイロット弁２５との間でパイロット吐出管路２３に接続されたバイパス管路３５が設けられている。バイパス管路３５には、常時はパイロットポンプ１６からのパイロット圧油がバイパス管路３５内に流通するのを遮断し、ゲートロック弁２７とチェック弁３３との間でパイロット吐出管路２３に発生する圧力が所定の圧力を越えたときに、バイパス管路３５にパイロット圧油が流通するのを許容するロック切換弁３６が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の操作上の安全性を確保するためのゲートロックレバーを備えた建設機械に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械には、運転席の近傍に作業系および走行系の操作レバー装置が設けられている。また、運転席の乗降口側には、エンジン始動時やオペレータが運転席に乗降するときに手動で傾転操作されるゲートロックレバーが設けられている。このゲートロックレバーは、作業装置および走行装置のアクチュエータが意図せずに作動するのを防ぐ安全装置である。この場合、ゲートロックレバーの傾転操作によりゲートロックスイッチが開，閉成するように切換えられ、ゲートロックスイッチによって油圧回路全体の作動、停止を制御する構成としている（例えば、特許文献１参照）。また、ゲートロックレバーに加えて、別の解除スイッチを設けることで、さらなる安全性を向上したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−１０４８３６号公報 特開２０１３−３６２７０号公報

ところで、特許文献１の従来技術では、操作レバー装置が操作位置にある状態でゲートロックレバーが解除されると、作業系および走行系のアクチュエータが意図せずに作動するという問題がある。一方、特許文献２の従来技術においても、操作レバー装置が操作位置にある状態でゲートロックレバーと解除スイッチとが解除されると、アクチュエータが意図せずに作動するという問題がある。また、ゲートロックレバーと解除スイッチとを設けた安全システムの構成を、電気部品やコントローラを用いて行っている。これにより、信頼性を担保するために多大な工数が必要となったり、高価な部品が必要となったりするので、コストが増加する虞がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、作業系および走行系のアクチュエータの意図しない動作を抑制することができる建設機械を提供する。

上述した課題を解決するため本発明の建設機械は、タンクと共にパイロット油圧源を構成するパイロットポンプと、該パイロットポンプのパイロット吐出管路に接続され、該パイロット吐出管路から供給されるパイロット圧油を減圧して主管路側の方向制御弁にパイロット圧を出力する減圧弁型パイロット弁と、前記パイロットポンプと前記減圧弁型パイロット弁との間に設けられ、前記パイロット吐出管路内の圧力をゲートロックレバーの操作に従って、前記パイロットポンプの吐出圧による高圧状態と前記タンクに接続される低圧状態とのいずれかに切換えるゲートロック弁と、が備えられている。

そして、本発明の特徴は、前記パイロット吐出管路には、前記パイロットポンプと前記ゲートロック弁との間に配置され、前記パイロットポンプから吐出される前記パイロット圧油の流量を制限する絞りと、前記ゲートロック弁と前記減圧弁型パイロット弁との間に配置され、前記パイロットポンプから前記減圧弁型パイロット弁に向けて前記パイロット圧油が流通するのを許容し、逆向きの流れを遮断するチェック弁と、前記絞り、前記ゲートロック弁、および前記チェック弁を迂回するように、一端側が前記パイロットポンプと前記絞りとの間で前記パイロット吐出管路に接続され、他端側が前記チェック弁と前記減圧弁型パイロット弁との間で前記パイロット吐出管路に接続されたバイパス管路と、該バイパス管路に設けられ、常時は前記パイロットポンプからの前記パイロット圧油が該バイパス管路内に流通するのを遮断し、前記ゲートロック弁と前記チェック弁との間で前記パイロット吐出管路に発生する圧力が所定の圧力を越えたときに、前記バイパス管路に前記パイロット圧油が流通するのを許容するロック切換弁と、が設けられている。

本発明によれば、作業系および走行系のアクチュエータの意図しない動作を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。 キャブの内部を示す一部破断の外観斜視図である。 ゲートロックレバーがロック位置にあるときのシステム構成図である。 ゲートロックレバーがロック解除位置、操作レバーが操作位置にあるときのシステム構成図である。 本発明の第２の実施の形態によるゲートロックレバーがロック位置にあるときのシステム構成図である。 ゲートロックレバーがロック解除位置、操作レバーが操作位置にあるときのシステム構成図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を、建設機械の代表例である油圧ショベルを例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図４は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に設けられた旋回輪３と、旋回輪３を介して下部走行体２上に旋回可能に搭載され下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に俯仰動可能に取付けられ土砂の掘削作業等を行う作業装置５とを含んで構成されている。

下部走行体２は、トラックフレーム２Ａと、トラックフレーム２Ａの左，右両側に設けられた駆動輪２Ｂと、トラックフレーム２Ａの左，右両側で駆動輪２Ｂと前，後方向の反対側に設けられた遊動輪２Ｃと、駆動輪２Ｂと遊動輪２Ｃに巻回された履帯２Ｄ（いずれも左側のみ図示）とにより構成されている。この左，右の駆動輪２Ｂは、油圧アクチュエータとしての左，右の走行油圧モータ２Ｅ（左側のみ図示）によって回転駆動される。

旋回輪３は、下部走行体２上に設けられ、減速機（図示せず）を備えた油圧アクチュエータとしての旋回油圧モータ３Ａが噛合している。この旋回油圧モータ３Ａは、上部旋回体４を下部走行体２に対して旋回させるものである。

作業装置５は、上部旋回体４の旋回フレーム６の前側に俯仰動可能に取付けられたブーム５Ａと、該ブーム５Ａの先端部に俯仰動可能に取付けられたアーム５Ｂと、アーム５Ｂの先端部に回動可能に取付けられたバケット５Ｃと、これらを駆動する油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）からなるブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆとにより構成されている。

旋回フレーム６は、上部旋回体４のベースとなるもので、強固な支持構造体を構成している。この旋回フレーム６は、旋回輪３を介して下部走行体２上に旋回可能に搭載されている。また、旋回フレーム６の後端部には、作業装置５との重量バランスをとるカウンタウエイト７が設けられている。

キャブ８は、旋回フレーム６の左前側に設けられている。キャブ８内には、オペレータ（操作者）が着座する運転席９が設けられている。キャブ８は、運転席９の周囲を取囲むボックス状に形成されている。キャブ８の左側面には、開閉可能なドア８Ａが設けられ、オペレータは、ドア８Ａを開いてキャブ８に乗降する構成となっている。運転席９の周囲には、後述の操作レバー装置１３、ゲートロックレバー１４、入力装置１５等が配設されている。

エンジン１０は、カウンタウエイト７よりも前側に位置して旋回フレーム６の後側に設けられている。エンジン１０は、クランク軸（図示せず）が左，右方向に延びる横置き状態となって旋回フレーム６上に搭載されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジン（内燃機関）を用いて構成され、油圧ポンプ１１を回転駆動する駆動源を構成している。エンジン１０の出力側には、油圧ポンプ１１とパイロットポンプ１６とが機械的に接続されている。

油圧ポンプ１１は、エンジン１０により回転駆動される。この油圧ポンプ１１は、作動油タンク１２とともに油圧源を構成するものである。作動油タンク１２は、本発明のタンクを構成している。油圧ポンプ１１は、例えば可変容量型の斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式油圧ポンプ等によって構成され、吐出側には後述の吐出管路１８が接続されている。これにより、油圧ポンプ１１は、作動油タンク１２から作動油を吸込みつつ、この作動油を高圧な圧油として吐出管路１８に吐出する。油圧ポンプ１１から吐出された圧油は、後述の方向制御弁２０を介して油圧アクチュエータ１７に供給される。

次に、キャブ８内に設けられた操作レバー装置１３、ゲートロックレバー１４について説明する。

図２に示すように、操作レバー装置１３は、運転席９の前側に配置された走行用操作レバー・ペダル１３Ａと、運転席９の左，右両側に配置された左，右の作業用操作レバー１３Ｂとを含んで構成されている。走行用操作レバー・ペダル１３Ａは、走行油圧モータ２Ｅの動作を制御するときに操作される。作業用操作レバー１３Ｂは、旋回油圧モータ３Ａおよび作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆの動作を制御するときに操作される。そして、走行用操作レバー・ペダル１３Ａと左，右の作業用操作レバー１３Ｂとは、それぞれの方向制御弁２０にパイロット圧油を供給する後述の減圧弁型パイロット弁２５をそれぞれ含んで構成されている。

ゲートロックレバー１４は、運転席９の左側で、キャブ８のドア８Ａ側に設けられている。ゲートロックレバー１４は、オペレータの傾転操作により、ロック位置（上げ位置）とロック解除位置（下げ位置）とに切換えられる。ゲートロックレバー１４は、ゲートロックレバー１４の傾転操作によって機械的に開，閉成される後述のロックスイッチ３０を含んで構成されている。これにより、ゲートロックレバー１４をロック位置としたときには、方向制御弁２０へのパイロット圧の供給が禁止され、ゲートロックレバー１４をロック解除位置としたときには、方向制御弁２０へのパイロット圧の供給が許可される。

入力装置１５は、キャブ８内に位置して、運転席９の右側に設けられている。この入力装置１５には、エンジン１０を始動するためのキースイッチ１５Ａや種々の操作スイッチが設けられている。

次に、油圧アクチュエータの動作を制御する油圧システムのシステム構成について説明する。

油圧ポンプ１１は、作動油タンク１２と共に油圧源を構成し、吐出側が吐出管路１８に接続されている。一方、パイロットポンプ１６は、作動油タンク１２と共にパイロット油圧源を構成し、吐出側にはパイロット吐出管路２３が接続されている。油圧ポンプ１１とパイロットポンプ１６とは、エンジン１０によって駆動される。

油圧アクチュエータ１７は、油圧ポンプ１１および作動油タンク１２からなる油圧源に、吐出管路１８、方向制御弁２０、および主管路１９Ａ，１９Ｂを介して接続されている。この場合、油圧アクチュエータ１７は、走行油圧モータ２Ｅ、旋回油圧モータ３Ａ、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆを含んで構成されている。吐出管路１８と主管路１９Ａ，１９Ｂとの間には、例えば４ポート３位置の油圧パイロット式の方向制御弁２０が設けられている。この場合、方向制御弁２０は、油圧アクチュエータ１７を構成する走行油圧モータ２Ｅ、旋回油圧モータ３Ａ、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆに対し、それぞれ個別に設けられるものである。

ここで、方向制御弁２０は、油圧パイロット部２０Ａ，２０Ｂを有し、これら油圧パイロット部２０Ａ，２０Ｂと後述の減圧弁型パイロット弁２５との間はそれぞれパイロット管路２１Ａ，２１Ｂにより接続されている。各油圧パイロット部２０Ａ，２０Ｂにパイロット圧が供給されないときには、方向制御弁２０は中立位置（ａ）を保持する。一方、パイロット管路２１Ａを介して油圧パイロット部２０Ａにパイロット圧が供給されたときには、方向制御弁２０が切換位置（ｂ）に切換えられる。また、パイロット管路２１Ｂを介して油圧パイロット部２０Ｂにパイロット圧が供給されたときには、方向制御弁２０が切換位置（ｃ）に切換えられる。

これにより、油圧ポンプ１１からの圧油が主管路１９Ａ，１９Ｂを介して油圧アクチュエータ１７に供給され、油圧アクチュエータ１７が作動する。また、油圧アクチュエータ１７から方向制御弁２０に戻された圧油は、方向制御弁２０と作動油タンク１２との間を接続する戻し管路２２を介して作動油タンク１２に戻される。

パイロット吐出管路２３は、作動油タンク１２と後述の減圧弁型パイロット弁２５との間を接続している。具体的には、パイロット吐出管路２３は、パイロット圧油の流れ方向の上流側（一側）が作動油タンク１２またはパイロットポンプ１６に接続され、下流側（他側）が減圧弁型パイロット弁２５に接続されている。パイロット吐出管路２３は、作動油タンク１２内の作動油をパイロットポンプ１６から吐出されたパイロット圧油として減圧弁型パイロット弁２５に導くものである。そして、パイロット吐出管路２３は、作動油タンク１２またはパイロットポンプ１６と後述のゲートロック弁２７との間を接続する上流側管路２３Ａと、ゲートロック弁２７と減圧弁型パイロット弁２５との間を接続する下流側管路２３Ｂとにより構成されている。

上流側管路２３Ａは、作動油タンク１２内の作動油を吸上げるパイロットポンプ１６の吐出側に接続されている。また、上流側管路２３Ａには、パイロットポンプ１６の吐出側にフィルタ２４が設けられている。このフィルタ２４は、パイロットポンプ１６から吐出されたパイロット圧油（作動油）に含まれるごみ等の種々の異物（コンタミ）を捕集して、減圧弁型パイロット弁２５および方向制御弁２０に異物が入り込むのを低減するものである。

減圧弁型パイロット弁２５は、その高圧側が下流側管路２３Ｂに接続され、低圧側が戻し管路２６に接続されている。この減圧弁型パイロット弁２５は、操作レバー装置１３の一部を構成し、操作レバー装置１３（走行用操作レバー・ペダル１３Ａおよび作業用操作レバー１３Ｂ）の傾転操作によって、パイロット吐出管路２３とパイロット管路２１Ａ，２１Ｂとの間を開，閉（連通または遮断）するものである。

即ち、減圧弁型パイロット弁２５は、パイロット吐出管路２３から供給されるパイロット圧油を減圧して、主管路１９Ａ，１９Ｂ側に設けられた方向制御弁２０の油圧パイロット部２０Ａ，２０Ｂにパイロット圧を出力するものである。また、油圧パイロット部２０Ａ，２０Ｂから減圧弁型パイロット弁２５に戻されたパイロット圧油は、減圧弁型パイロット弁２５の低圧側と作動油タンク１２との間を接続する戻し管路２６を介して作動油タンク１２に戻される。

ゲートロック弁２７は、パイロットポンプ１６と減圧弁型パイロット弁２５との間に位置してパイロット吐出管路２３に設けられている。このゲートロック弁２７は、例えば３ポート２位置の電磁式方向制御弁により構成され、パイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとの間に設けられている。そして、ゲートロック弁２７は、ゲートロックレバー１４の傾転操作によって、消磁位置（ｄ）と励磁位置（ｅ）とに切換えられる。

具体的には、ゲートロック弁２７は、リード線２８を介してバッテリ２９に接続され、リード線２８に設けられたロックスイッチ３０の開，閉成により、消磁位置（ｄ）と励磁位置（ｅ）とに切換えられる。この場合、ロックスイッチ３０は、ゲートロックレバー１４に設けられている。ロックスイッチ３０は、例えばゲートロックレバー１４の操作に連動する機械的なスイッチにより構成され、ゲートロックレバー１４の傾転操作によって開，閉成される。

即ち、図３に示すように、ロックスイッチ３０は、ゲートロックレバー１４が上方に持上げられたロック位置となったときに開成されて非通電状態となり、ゲートロック弁２７を消磁位置（ｄ）にする。一方、図４に示すように、ロックスイッチ３０は、ゲートロックレバー１４がロック位置から下方に下げられたロック解除位置となったときに閉成されて通電状態となり、ゲートロック弁２７を励磁位置（ｅ）に切換える。

ゲートロック弁２７が消磁位置（ｄ）にあるときには、パイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂと、ゲートロック弁２７と作動油タンク１２との間を接続するパイロット戻り管路３１とを接続して下流側管路２３Ｂを低圧状態に切換える。一方、ゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）にあるときには、パイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとを接続して下流側管路２３Ｂを高圧状態に切換える。

即ち、ゲートロック弁２７は、パイロット吐出管路２３内の圧力をゲートロックレバー１４の操作に従って、パイロットポンプ１６の吐出圧による高圧状態と作動油タンク１２に接続される低圧状態とのいずれかに切換えるものである。この場合、低圧状態とは、方向制御弁２０を中立位置（ａ）から切換位置（ｂ）または切換位置（ｃ）のいずれにも切換え不能な圧力状態であり、高圧状態とは、方向制御弁２０を中立位置（ａ）から切換位置（ｂ）または切換位置（ｃ）のいずれかに切換え可能な圧力状態である。

絞り３２は、パイロットポンプ１６とゲートロック弁２７との間に位置して、パイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａに設けられている。この絞り３２は、パイロットポンプ１６から吐出されるパイロット圧油の流量を制限するものである。即ち、絞り３２は、ゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）に切換えられたときに、下流側管路２３Ｂに流通するパイロット圧油の流量を制限するものである。これにより、ゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）に切換えられたときには、下流側管路２３Ｂに発生する圧力が徐々に増加する構成となっている。

絞り３２は、ゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）に切換えられてから下流側管路２３Ｂに発生する圧力が所定の圧力に達するまでの遅延時間を与えることができるように設けられたものである。この場合、遅延時間は、運転席９に着座したオペレータがゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に下げてから操作レバー装置１３（走行用操作レバー・ペダル１３Ａまたは作業用操作レバー１３Ｂ）を操作するまでの時間に設定されている。即ち、遅延時間は、絞り３２の孔径およびパイロット吐出管路２３の長さを考慮して例えば０．５〜３．０秒の範囲で設定されている。

そして、下流側管路２３Ｂに発生する圧力が所定の圧力を越えたときには、後述のロック切換弁３６が切換わり、下流側管路２３Ｂを高圧状態に保つことができる。これにより、オペレータが油圧ショベル１を作動させようとするときには、パイロット吐出管路２３を高圧状態にすることができるので、オペレータは違和感を感じることなく油圧ショベル１の操作を行うことができる。

また、絞り３２は、キャブ８内の運転席９の近傍に設けられている。ここで、前記遅延時間では、上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとの間に圧力差があるので、パイロットポンプ１６から吐出されるパイロット圧油が絞り３２を流通するときに笛吹音（流通音）が発生する。この笛吹音によりオペレータは、ゲートロックレバー１４がロック解除位置にあることを認識することができる。また、笛吹音が発生している間は、下流側管路２３Ｂが高圧状態となっていないので、オペレータは操作レバー装置１３が操作不能状態であることを認識することができる。

チェック弁３３は、ゲートロック弁２７と減圧弁型パイロット弁２５との間に位置してパイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂに設けられている。このチェック弁３３は、パイロットポンプ１６から減圧弁型パイロット弁２５に向けてパイロット圧油が流通するのを許容し、逆向きの流れを遮断するものである。

チェック弁３３の前，後（上流側と下流側）には、チェック弁３３と並列に他の絞り３４が設けられている。この他の絞り３４は、チェック弁３３と共にスローリターン弁を構成するもので、ゲートロック弁２７を消磁位置（ｄ）に切換えたときに、チェック弁３３よりも下流側のパイロット圧油をゲートロック弁２７に向けて流通させるものである。これにより、ゲートロック弁２７を励磁位置（ｅ）から消磁位置（ｄ）に切換えたときには、チェック弁３３と減圧弁型パイロット弁２５との間のパイロット圧を低圧状態に戻すことができる。

バイパス管路３５は、一端側（上流側）がパイロットポンプ１６と絞り３２との間でパイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａに接続され、他端側（下流側）がチェック弁３３と減圧弁型パイロット弁２５との間でパイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂに接続されている。即ち、バイパス管路３５は、絞り３２、ゲートロック弁２７、チェック弁３３を迂回するように上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとの間を接続している。

ロック切換弁３６は、バイパス管路３５に設けられている。このロック切換弁３６は、例えば圧力制御弁からなり、受圧部３６Ａがパイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂの圧力を検知する。ロック切換弁３６は、常時は閉弁してパイロットポンプ１６からのパイロット圧油がバイパス管路３５内に流通するのを遮断し、ゲートロック弁２７とチェック弁３３との間でパイロット吐出管路２３（下流側管路２３Ｂ）に発生する圧力が所定の圧力（圧力閾値）を越えたときに、開弁してバイパス管路３５をパイロット圧油が流通するのを許容するものである。

即ち、ロック切換弁３６は、ゲートロックレバー１４がロック位置にあるときおよびゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に下げられてから下流側管路２３Ｂの圧力が所定の圧力を越えるまでは閉弁してバイパス管路３５を遮断する。そして、ロック切換弁３６は、下流側管路２３Ｂの圧力が所定の圧力を越えると開弁してバイパス管路３５を流通状態に切換える。

下流側管路２３Ｂの圧力は、上流側管路２３Ａに設けられた絞り３２により、ゲートロック弁２７が消磁位置（ｄ）から励磁位置（ｅ）に切換えられてから所定時間（遅延時間）が経過したときに所定の圧力に達する。そして、ロック切換弁３６は、受圧部３６Ａが前記所定の圧力を検知するとバイパス管路３５をパイロット圧油が流通するのを許容する位置に切換えられる。

これにより、ゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に傾転操作されてから所定の時間が経過した後には、パイロットポンプ１６からのパイロット圧油をバイパス管路３５を介して下流側管路２３Ｂに導くことができ、その後は継続して下流側管路２３Ｂを高圧状態に保持させることができる構成となっている。

本実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

まず、オペレータは、キャブ８に搭乗して運転席９に着座し、キースイッチ１５Ａを操作してエンジン１０を始動する。そして、オペレータは、ゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に切り換え、ロックスイッチ３０を閉成させる。これにより、ゲートロック弁２７は、リード線２８を介してバッテリ２９に通電状態となり、消磁位置（ｄ）から励磁位置（ｅ）に切換えられる。

この結果、パイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとが連通状態となり、下流側管路２３Ｂにはパイロットポンプ１６からパイロット圧油が供給される。そして、操作レバー装置１３の傾転操作によって減圧弁型パイロット弁２５を切換え操作することにより、パイロット管路２１Ａ，２１Ｂを介して方向制御弁２０の油圧パイロット部２０Ａ，２０Ｂにパイロット圧油を供給する。これにより、方向制御弁２０が中立位置（ａ）から切換位置（ｂ）または切換位置（ｃ）のいずれかに切換えられる。この結果、油圧ショベル１は、操作レバー装置１３に対する傾転操作に応じて、油圧ポンプ１１からの圧油が方向制御弁２０を介して油圧アクチュエータ１７に供給され、下部走行体２による走行動作、上部旋回体４による旋回動作、作業装置５による掘削動作等を行う。

ところで、上述した特許文献１による従来技術では、操作レバー装置が操作位置にある状態でゲートロックレバーが解除されると、作業系および走行系のアクチュエータが意図せずに作動するという問題がある。一方、特許文献２の従来技術においても、操作レバー装置が操作位置にある状態でゲートロックレバーと解除スイッチとが解除されると、アクチュエータが意図せずに作動する場合があるという問題がある。また、ゲートロックレバーと解除スイッチとを設けた安全システムの構成を、電気部品やコントローラを用いて行っている。これにより、信頼性を担保するために多大な工数が必要となったり、高価な部品が必要となったりするので、コストが増加する虞がある。

そこで、本実施の形態では、ゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に下げられてからパイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂが高圧状態になるまでに所定の経過時間を有する構成としている。これにより、操作レバー装置１３が操作位置にある状態でゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に下げられたとしても、作業系および走行系の油圧アクチュエータ１７が意図せずに作動するのを遅らせることができる。

次に、本実施の形態によるシステム構成を図３、図４を参照して説明する。

まず、図３に示すように、ゲートロックレバー１４がロック位置にあるときには、ロックスイッチ３０が開成され、ゲートロック弁２７は消磁位置（ｄ）となっている。この場合、パイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂは、パイロット戻り管路３１に連通され、下流側管路２３Ｂ内のパイロット圧油は作動油タンク１２へと戻される。従って、下流側管路２３Ｂは、所定の圧力よりも小さくなるのでロック切換弁３６はバイパス管路３５を遮断する。

これにより、下流側管路２３Ｂは、低圧状態が保持されるので、操作レバー装置１３が傾転操作されても方向制御弁２０は中立位置（ａ）を保持する。その結果、油圧ポンプ１１からの圧油が方向制御弁２０を介して油圧アクチュエータ１７に供給されることはなく、油圧アクチュエータ１７が作動することはない。

次に、図４に示すようにゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に下げられたときには、ロックスイッチ３０が閉成してバッテリ２９からゲートロック弁２７に給電される。これにより、ゲートロック弁２７は、消磁位置（ｄ）から励磁位置（ｅ）に切換えられ、パイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとが連通状態となる。

ここで、上流側管路２３Ａには、パイロットポンプ１６から吐出されるパイロット圧油の流量を制限する絞り３２が設けられている。この絞り３２は、ゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）に切換えられたときに、下流側管路２３Ｂの圧力が徐々に上昇するために設けられている。また、上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとの間には、絞り３２、ゲートロック弁２７、およびチェック弁３３を迂回するようにバイパス管路３５が接続されている。そして、バイパス管路３５のロック切換弁３６は、下流側管路２３Ｂ内の圧力が所定の圧力（圧力閾値）を越えると、遮断状態から連通状態に切換えられる。

これにより、パイロットポンプ１６から吐出されたパイロット圧油は、上流側管路２３Ａからバイパス管路３５を介して下流側管路２３Ｂに流通させることができ、下流側管路２３Ｂを高圧状態にすることができる。そして、操作レバー装置１３を操作することにより、油圧アクチュエータ１７を作動させることができる。

このように、ゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に傾転操作されたときには、絞り３２により下流側管路２３Ｂ内の圧力が一気に高圧状態になるのを抑制している。この場合、絞り３２は、下流側管路２３Ｂ内の圧力が所定の圧力となるまでの時間（経過時間）を例えば０．５秒〜３．０秒の範囲、具体的には、０．５秒、１．０秒、１．５秒、２．０秒、２．５秒、および３．０秒のいずれか（好ましくは、２．０秒）に設定している。これにより、運転席９に着座したオペレータがゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に下げてから操作レバー装置１３を操作する操作姿勢に移ったときには、下流側管路２３Ｂ内を高圧状態に保持しているので、オペレータの操作を妨げることなく油圧ショベル１を作動させることができる。

また、絞り３２は、運転席９の近傍に配置され、下流側管路２３Ｂ内の圧力が所定の圧力となるまでの間には、笛吹音が鳴る構成となっている。これにより、オペレータは、ゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に傾転操作されていることおよび油圧ショベル１が作動準備状態であることを笛吹音により認識することができる。

次に、オペレータの意思なく操作レバー装置１３が操作位置に傾転操作された状態で、ゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に下げた場合について説明する。

ゲートロック弁２７が消磁位置（ｄ）から励磁位置（ｅ）に切換えられた後には、パイロットポンプ１６からパイロット圧油が下流側管路２３Ｂに向けて流通するが、絞り３２により例えば２．０秒経過しないと、下流側管路２３Ｂ内が高圧状態とはならない。従って、オペレータの意図しない油圧アクチュエータ１７の作動を抑制することができる。また、この間にオペレータは、操作レバー装置１３の操作姿勢に移っているので、操作レバー装置１３が意図しない操作位置となっていることに気付くことができる。これにより、オペレータの意図しない油圧ショベル１の動作を抑制することができるので、安全性を向上することができる。

そして、作業終了後にゲートロックレバー１４をロック解除位置からロック位置に上げたときには、ロックスイッチ３０が開成されてゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）から消磁位置（ｄ）に戻る。これにより、下流側管路２３Ｂは、パイロット戻り管路３１と連通するので、下流側管路２３Ｂ内のパイロット圧油は作動油タンク１２に戻される。その結果、下流側管路２３Ｂ内の圧力は所定の圧力よりも小さくなり、ロック切換弁３６がバイパス管路３５を遮断状態に切換える。

かくして、本実施の形態では、ゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に下げてから所定の時間経過後に油圧アクチュエータ１７の作動が可能な状態としている。これにより、操作レバー装置１３（走行用操作レバー・ペダル１３Ａおよび作業用操作レバー１３Ｂ）が操作位置になっていることに気付くことなく、ゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に下げたとしても、油圧ショベル１がすぐに作動するのを抑制することができるので、油圧ショベル１の作業の安全性を向上することができる。

また、ゲートロックレバー１４をロック位置からロック解除位置に下げてから油圧アクチュエータ１７の作動が可能な状態となるまでの経過時間は、オペレータがゲートロックレバー１４をロック解除位置に下げてから操作レバー装置１３を操作するための操作姿勢になるまでの間（例えば０．５秒〜３．０秒の範囲）に設定されている。これにより、オペレータは、ゲートロックレバー１４をロック解除位置に下げてから油圧ショベル１が作動する前に操作レバー装置１３が操作位置となっていることに気付くことができるので、油圧ショベル１の作業の安全性を向上することができる。

さらに、前記経過時間を０．５秒〜３．０秒に設定することにより、操作レバー装置１３が中立位置にある状態では、オペレータに待ち時間を与えることなく、油圧ショベル１の作業を開始することができる。これにより、油圧ショベル１の作業を円滑に開始することができるので、信頼性を向上することができる。

また、前記経過時間には、絞り３２をパイロット圧油が流通するときに笛吹音が発生する構成となっている。この笛吹音を聞くことで、オペレータは、ゲートロックレバー１４がロック解除位置にあることおよび油圧ショベル１の作動の準備中であることを認識することができる。

次に、図５、図６は、本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、ロック切換弁をバイパス管路とパイロット吐出管路とにわたって設けたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

ロック切換弁４１は、第１の実施の形態によるロック切換弁３６に代えて用いられるもので、バイパス管路３５とパイロット吐出管路２３とにわたって設けられている。このロック切換弁４１は、例えば４ポート２位置の圧力制御弁として構成され、パイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂの圧力を受圧する受圧部４１Ａが所定の圧力を検知したときに切り換わる構成となっている。

具体的には、ロック切換弁４１は、常時は初期位置（ｆ）で、パイロットポンプ１６からのパイロット圧油がパイロット吐出管路２３に流通するのを許容すると共に、パイロット圧油がバイパス管路３５内に流通するのを遮断する。一方、ゲートロック弁２７とチェック弁３３との間でパイロット吐出管路２３（下流側管路２３Ｂ）に発生する圧力が所定の圧力を越えたときに、ロック切換弁４１は、初期位置（ｆ）から切換位置（ｇ）に切換わり、パイロット圧油がパイロット吐出管路２３に流通するのを遮断すると共に、パイロット圧油がバイパス管路３５から減圧弁型パイロット弁２５に供給されるように構成されている。

即ち、図５に示すように、ゲートロックレバー１４がロック位置（上げ位置）にあるときには、バッテリ２９とゲートロック弁２７との間が非通電状態となり、ゲートロック弁２７が消磁位置（ｄ）となる。従って、パイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂは、パイロット戻り管路３１に連通し低圧状態となっている。これにより、ロック切換弁４１は、初期位置（ｆ）となって上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとを連通し、バイパス管路３５を遮断する。

そして、図６に示すように、ゲートロックレバー１４がロック解除位置（下げ位置）に下げられたときには、バッテリ２９とゲートロック弁２７との間が通電状態となり、ゲートロック弁２７が励磁位置（ｅ）となる。従って、パイロット吐出管路２３の下流側管路２３Ｂは、パイロット吐出管路２３の上流側管路２３Ａに連通する。

これにより、パイロットポンプ１６から吐出されたパイロット圧油が下流側管路２３Ｂ内に流出し、下流側管路２３Ｂ内の圧力が所定の圧力（圧力閾値）を越えると、ロック切換弁４１が切換位置（ｇ）に切換わる構成となっている。この場合、下流側管路２３Ｂ内の圧力は、上流側管路２３Ａに設けられた絞り３２により所定の圧力まで徐々に増加する。下流側管路２３Ｂ内の圧力が所定の圧力に達するまでの時間は、ゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に下げられてから所定時間が経過した後（例えば、０．５〜３．０秒の範囲の間）となっている。所定時間は、絞り３２の孔径およびパイロット吐出管路２３の長さを考慮して設定されている。

そして、ロック切換弁４１は、下流側管路２３Ｂ内が所定の圧力を越えると、初期位置（ｆ）から切換位置（ｇ）に切換わって上流側管路２３Ａと下流側管路２３Ｂとの間を遮断し、バイパス管路３５を絞り３２を介することなくパイロットポンプ１６に連通させる。これにより、パイロットポンプ１６から吐出されたパイロット圧油は、絞り３２、ゲートロック弁２７、ロック切換弁４１、チェック弁３３を迂回したバイパス管路３５から上流側管路２３Ａに向けて流通する。その結果、下流側管路２３Ｂ内を高圧状態に保持させることができる構成となっている。

かくして、第２の実施の形態についても第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏することができる。特に第２の実施の形態では、パイロット圧油をバイパス管路３５のみを流通させて減圧弁型パイロット弁２５に供給している。これにより、ロック切換弁４１の受圧部４１Ａに操作レバー装置１３を傾転操作させたときの圧力変動が作用するのを低減させることができる。

なお、第１の実施の形態では、絞り３２を流通するパイロット圧油の笛吹音により、ゲートロックレバー１４がロック位置からロック解除位置に傾転操作されたことおよび油圧ショベル１が作動準備状態であることを報知した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば絞り３２の上流側と下流側との差圧を検出する圧力センサ（差圧センサ）を設け、この圧力センサが所定の圧力を検出しているときに、警報音を発生させたり、キャブ内の表示器に表示させたりして、オペレータに報知する構成としてもよい。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

また、本実施の形態では、建設機械として、自走可能なクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば自走可能なホイール式油圧ショベル、移動式クレーン等のゲートロックレバーを備えた各種の建設機械にも広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
１２ 作動油タンク（タンク）
１４ ゲートロックレバー
１６ パイロットポンプ
１９Ａ，１９Ｂ 主管路
２０ 方向制御弁
２３ パイロット吐出管路
２５ 減圧弁型パイロット弁
２７ ゲートロック弁
３２ 絞り
３３ チェック弁
３４ 他の絞り
３５ バイパス管路
３６，４１ ロック切換弁

Claims (4)

1. タンクと共にパイロット油圧源を構成するパイロットポンプと、
   該パイロットポンプのパイロット吐出管路に接続され、該パイロット吐出管路から供給されるパイロット圧油を減圧して主管路側の方向制御弁にパイロット圧を出力する減圧弁型パイロット弁と、
   前記パイロットポンプと前記減圧弁型パイロット弁との間に設けられ、前記パイロット吐出管路内の圧力をゲートロックレバーの操作に従って、前記パイロットポンプの吐出圧による高圧状態と前記タンクに接続される低圧状態とのいずれかに切換えるゲートロック弁と、
   が備えられた建設機械において、
   前記パイロット吐出管路には、
   前記パイロットポンプと前記ゲートロック弁との間に配置され、前記パイロットポンプから吐出される前記パイロット圧油の流量を制限する絞りと、
   前記ゲートロック弁と前記減圧弁型パイロット弁との間に配置され、前記パイロットポンプから前記減圧弁型パイロット弁に向けて前記パイロット圧油が流通するのを許容し、逆向きの流れを遮断するチェック弁と、
   前記絞り、前記ゲートロック弁、および前記チェック弁を迂回するように、一端側が前記パイロットポンプと前記絞りとの間で前記パイロット吐出管路に接続され、他端側が前記チェック弁と前記減圧弁型パイロット弁との間で前記パイロット吐出管路に接続されたバイパス管路と、
   該バイパス管路に設けられ、常時は前記パイロットポンプからの前記パイロット圧油が該バイパス管路内に流通するのを遮断し、前記ゲートロック弁と前記チェック弁との間で前記パイロット吐出管路に発生する圧力が所定の圧力を越えたときに、前記バイパス管路に前記パイロット圧油が流通するのを許容するロック切換弁と、
   が設けられていることを特徴とする建設機械。
2. 前記ロック切換弁は、前記バイパス管路と前記パイロット吐出管路とにわたって設けられ、常時は前記パイロットポンプからの前記パイロット圧油が前記パイロット吐出管路に流通するのを許容すると共に、前記パイロット圧油が前記バイパス管路内に流通するのを遮断し、前記ゲートロック弁と前記チェック弁との間で前記パイロット吐出管路に発生する圧力が所定の圧力を越えたときには、前記パイロット圧油が前記パイロット吐出管路に流通するのを遮断すると共に、前記パイロット圧油が前記バイパス管路から前記減圧弁型パイロット弁に供給される構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 前記絞りは、前記ゲートロック弁と前記チェック弁との間で前記パイロット吐出管路に発生する圧力が前記所定の圧力に達するまでの時間を、０．５〜３．０秒の範囲とするように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. 前記チェック弁の前，後には、該チェック弁と並列に他の絞りが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

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