JP2613459B2 - 建設機械の作業機用リリーフ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、建設機械の作業アタッチメント先端部の
作業工具と取付け替えをして装着した作業機のリリーフ
回路に関する。

従来の技術 第３図は、建設機械のうち油圧ショベルの側面図であ
る。図において、１は下部走行体、２は上部旋回体、３
は上部旋回体２のフロント部に装備された作業アタッチ
メント、４は作業アタッチメント３内のブーム、５はア
ーム、６はバケット、7,8,9は各種油圧アクチュエータ
のうちのブームシリンダ，アームシリンダ，バケットシ
リンダである。第４図は、油圧ショベルの作業工具であ
るバケット６に取替えて、作業機である破砕機10を装着
したときの側面図である。図において、11は破砕機10の
油圧アクチュエータである。第５図は、破砕機10を装着
したときの従来技術油圧回路図である。図において、1
2,13はそれぞれ可変ポンプ、14はパイロットポンプ、15
は各種油圧アクチュエータ（破砕機10の油圧アクチュエ
ータ11を除く）制御用切換弁群、16,17はそれぞれ止め
弁、18は油圧アクチュエータ11制御用パイロット切換
弁、19,20はそれぞれリリーフ弁、21はリリーフ弁、22
はリモコン弁21の操作レバーＬを単独操作したときだけ
切換弁群15のセンタバイパス油路リターン側を遮断せし
めるようにしたパイロット開閉弁、64はリモコン弁21を
操作したとき油圧アクチュエータ11に供給する圧油を取
出すためのメイン圧取出しバルブである。ここで、リモ
コン弁21の操作レバーＬを左右いずれかの方向に操作す
ると、パイロット弁23または24は切換作動する。パイロ
ットポンプ14からの圧油は、油路25、パイロット弁23ま
たは24、油路26または27を経て、パイロット切換弁18の
パイロット圧受圧部28または29に作用する。パイロット
切換弁18はイ位置またはロ位置に切換わるので、可変ポ
ンプ13からのメイン圧油は、油路30、65、チェック弁6
6、油路67、68、69、70、メイン圧取出しバルブ64、油
路31、チェック弁32、パイロット切換弁18のイ位置また
はロ位置を経て、油圧アクチュエータ11に供給される。
それにより油圧アクチュエータ11は作動するので、破砕
機10を使用することができる。なお破砕機10の使用中
に、油圧アクチュエータ11に過負荷が作用したときに
は、その高圧圧油がリリーフ弁19または20より油タンク
33にリリーフされる。

第６図は、各種油圧アクチュエータ（破砕機10の油圧
アクチュエータ11を除く）制御用切換弁群15に関するリ
リーフ回路図である。図において、34は可変ポンプ13の
レギュレータ、35は油圧アクチュエータ、36は油圧アク
チュエータ35制御用切換弁、37は絞り部、38はリリーフ
弁である。

次に、第６図における油圧アクチュエータ35用リリー
フ回路の構成について述べる。可変ポンプ13の吐出圧力
を規制するリリーフ弁38の２次側ポートハを絞り弁37を
介して油タンク33に連通するとともに、絞り弁37上流側
の圧力をポンプ流量制御のためのパイロット圧として、
可変ポンプ13のレギュレータ34に導くようにしている。
次に、第６図におけるリリーフ回路の作業機能について
述べる。油圧アクチュエータ35の作動中に、その油圧ア
クチュエータ35に過負荷が作用すると、吐出側油路39内
油圧が上昇するので、リリーフ弁38はリリーフを行う。
しかし、上記リリーフ弁38の２次側ポートハと油タンク
33とを連通する油路に絞り弁37が介設されているので、
絞り弁37の上流側に若干の低圧を発生する。そこで、そ
の絞り弁37上流側の油圧は、パイロット圧としてパイロ
ット油路40を通じてレギュレータ34に作用する。それに
より可変ポンプ13の斜板傾転角は調整され、ポンプ流量
は減少する。上記の作用機能はいわゆるリリーフカット
オフ機能とよばれ、リリーフ時にポンプ吐出量を減少さ
せるシステムである。たとえば第３図における油圧ショ
ベルの掘削中に、作業工具であるバケット６に岩石など
が当たって過負荷が作用したときに、リリーフによる作
動油のエネルギーロスが防げ、リリーフ騒音が低減す
る。またリリーフ時のショックもないので、スムーズな
運転が可能となる。

この発明の解決すべき課題 油圧ショベルでは、各種油圧アクチュエータに対して
第６図のように、リリーフカットオフ機能をもたせるよ
うに装備されている。しかし作業工具であるバケットを
取外して、別の油圧アクチュエータを有する特殊の作業
機を取付替えした場合には、その作業機に必要なリリー
フ弁も別途に取付けられている。それで上記の場合に
は、作業機用リリーフ回路に対してリリーフカットオフ
機能をもたせることができなかった。そのために破砕機
などの作業機を装着して作業を行うとき、過負荷時の高
圧油リリーフ損失は熱エネルギーとなり油温を上昇させ
るとともに、油圧機器，回路などに悪影響を及ぼしてい
た。またリリーフ時のリリーフ騒音は、運転者に対して
不快感を与えるだけでなく、騒音公害の原因にもなって
いた。

この発明は上記の課題を解決し、リリーフカットオフ
機能をもたせた作業機用リリーフ回路を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 （１） イ． 作業機の油圧アクチュエータ用切換弁と
メイン圧取出しバルブとを連通する圧油供給油路に対し
てメイン圧用圧力スイッチを設け、その圧力スイッチの
双方向接点のうち一方接点側の圧力導入部を上記圧油供
給油路に連結し、また他方接点を接地せしめ、 ロ．上記圧力スイッチの基接点と、可変ポンプ用レギュ
レータの電磁比例弁とをコントローラを介して接続し、 ハ．上記作業機用油圧アクチュエータの作動中にその油
圧アクチュエータ用リリーフ弁がリリーフする時点付近
の圧油供給油路内油圧により圧力スイッチを切換作動、
かつその信号をコントローラに入力可能とするととも
に、そのコントローラからの出力電流をレギュレータの
電磁比例弁に通電可能に構成した。

（２） イ．前記メイン圧用圧力スイッチとコントロー
ラとを連通する電路にパイロット圧用圧力スイッチを介
設し、 ロ．上記パイロット圧用圧力スイッチとメイン圧用圧力
スイッチのそれぞれ基接点を相互に接続し、 ハ．また、上記パイロット圧用圧力スイッチの双方向接
点のうち一方接点側の圧力導入部を、上記油圧アクチュ
エータ用パイロット切換弁のパイロット圧作用回路に接
続し、かつ他方接点とコントローラとを接続して構成し
た。

作用 （１） イ．作業機用油圧アクチュエータを作動させて
いるときその油圧アクチュエータに過負荷が作用する
と、圧油供給側油路内油圧が上昇すると同時にリリーフ
弁はリリーフする時点に達する。

ロ．上記イ項によりメイン圧用圧力スイッチは切換作動
し、その圧力スイッチよりコントローラに通じる電路
を、上記圧力スイッチを介して接地せしめる。

ハ．上記ロ項における電路接地の信号は、コントローラ
に入力される。その電路接地信号にもとづいて、コント
ローラからの出力電流はレギュレータの電磁比例弁を通
電させる。それにより可変ポンプの斜板傾転角は調整さ
れ、ポンプ流量は減少する。

（２） イ．メイン圧用圧力スイッチとコントローラと
を連通する電路に介設した圧力スイッチは、リモコン弁
を操作していないときすなわちリモコン弁からパイロッ
ト圧が導出されていないときには、メイン圧用圧力スイ
ッチとコントローラとを連通する電路を開いている。そ
の場合には、いずれの信号もコントローラには入力され
ない。

ロ．リモコン弁を操作すると、そのリモコン弁から導出
されるパイロット圧により、パイロット圧用圧力スイッ
チは切換作動する。

ハ．上記ロ項の状態において作業機用油圧アクチュエー
タに過負荷が作用すると、前記請求項第１項と同様の作
動により可変ポンプの斜板傾転角は調整され、ポンプ流
量は減少する。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

（１） 第１図は、この発明にかかる請求項第１項の作
業機用リリーフ回路図である。図において、従来技術と
同一構成要素を使用するものに対しては同符号を付す。
34,34′は可変ポンプ13,12のそれぞれレギュレータ、4
1,41′はそれぞれ第１入力弁、42,42′はそれぞれ第２
入力弁、43,43′はそれぞれ制御弁、44,44′はそれぞれ
サーボピストン弁、45は減馬力用電磁比例弁である。な
お、第１入力弁41,41′におけるそれぞれポート部Pz,P
z′に対しては可変ポンプ13,12からのそれぞれ自己圧を
作用させることができる。また、第２入力弁42,42′の
ポート部P_i,P_m,P_i′,P_m′にはたとえばネガコン圧など
パイロット圧を作用させることにより、可変ポンプ13,1
2の吐出流量制限などを行うことができる。46はメイン
圧用圧力スイッチ、47はコントローラである。

次に、この発明にかかる請求項第１項のリリーフ回路
の構成を第１図について述べる。作業機（10）の油圧ア
クチュエータ11用パイロット切換弁18とメイン圧取出し
バルブ64とを連通する圧油供給油路に対してメイン圧用
圧力スイッチ46を設け、その圧力スイッチ46の双方向接
点のうち一方接点48側の圧力導入部ニを上記圧油供給油
路（31）に連結し、また他方接点49を接地せしめた。ま
た上記圧力スイッチ46の基接点50と、レギュレータ34,3
4′の電磁比例弁45とをコントローラ47を介して接続し
た。そして、上記作業機（10）用油圧アクチュエータ11
の作動中にその油圧アクチュエータ11用リリーフ弁19ま
たは20がリリーフする時点付近の圧油供給油路（31）内
油圧により圧力スイッチ46を切換作動、かつその信号を
コントローラ47に入力可能とするとともに、そのコント
ローラ47からの出力電流をレギュレータ34,34′の電磁
比例弁45に通電可能に構成した。

次に、この発明にかかる請求項第１項のリリーフ回路
の作用機能について述べる。作業機（10）用油圧アクチ
ュエータ11を作動させているときその油圧アクチュエー
タ11に過負荷が作用すると、圧油供給側油路31内油圧が
上昇すると同時に、リリーフ弁19または20はリリーフす
る時点に達する。そこで可変ポンプ13吐出側油路31内油
圧は、油路51を通じて圧力スイッチ46の圧力導入部ニに
作用する。圧力スイッチ46は切換作動し、圧力スイッチ
46よりコントローラ47に通じる電路63を、圧力スイッチ
46を介して接地せしめる。そこで上記における電路接地
の信号は、コントローラ47に入力される。その電路接地
信号にもとづいて、コントローラ47からの出力電流は、
電路52を経て、レギュレータ34,34′の電磁比例弁45用
ソレノイド53を通電させる。電磁比例弁45は切換作動す
るので、パイロットポンプ14からのパイロット圧は、油
路25、54、電磁比例弁45を経て、第１入力弁41,41′の
それぞれポート部P_f,P_f′に作用する。それにより可変
ポンプ13の斜板傾転角は調整され、ポンプ流量は減少す
る。したがって、作業機（10）用油圧アクチュエータ11
のリリーフ弁19または20がリリーフするときのリリーフ
油量も減少する。すなわちリリーフによる作動油のエネ
ルギーロスおよびリリーフ騒音が低減するので、省エネ
効果をもたらすとともに、騒音公害防止に役立つ。

（２） 第２図は、この発明にかかる請求項第２項の作
業機用リリーフ回路図である。図において、55はパイロ
ット圧取出し用シャトル弁、56はパイロット圧用圧力ス
イッチである。

この請求項第２項のリリーフ回路の構成が前記請求項
第１項と異なる点は、メイン圧用圧力スイッチ46とコン
トローラ47とを連通する電路にパイロット圧用圧力スイ
ッチ56を介設し、そのパイロット圧用圧力スイッチ56と
メイン圧用圧力スイッチ46のそれぞれ基接点57,50を相
互に接続し、また、上記パイロット圧用圧力スイッチ56
の双方向接点のうち一方接点58側の圧力導入部ホをパイ
ロット圧取出し用シャトル弁55と接続し、かつ他方接点
59とコントローラ47とを接続して構成した。

次に、この発明にかかる請求項第２項のリリーフ回路
の作用機能について述べる。リモコン弁21の操作レバー
Ｌを左右いずれかの方向に操作すると、パイロットポン
プ14からのパイロット圧は、パイロット弁23または24、
油路26または27を経て、パイロット切換弁18のパイロッ
ト圧受圧部28または29に作用する。パイロット切換弁18
は、イ位置またはロ位置に切換作動する。それと同時に
上記パイロット圧は、油路60または61、シャトル弁55、
油路62、71を経て、パイロット圧用圧力スイッチ56の圧
力導入部ホに作用する。パイロット圧用圧力スイッチ56
は切換作動してメイン圧用圧力スイッチ46とコントロー
ラ47とを結ぶ電路を閉じるので、請求項第１項のリリー
フ回路と同じ状態となる。逆にリモコン弁21を操作して
いないときすなわちリモコン弁21からパイロット圧が導
出されていないときには、パイロット圧用圧力スイッチ
56はメイン圧用圧力スイッチ46とコントローラ47とを連
通する電路を開いているので、いずれの信号もコントロ
ーラ47には入力されない。

したがって請求項第２項のリリーフ回路では、リモコ
ン弁21を操作して作業機用油圧アクチュエータ11を作動
させているときに請求項第１項のリリーフ回路の機能が
発揮される。

発明の効果 この発明にかかるリリーフ回路では、作業時に作業機
用油圧アクチュエータに過負荷が作用すると、圧力スイ
ッチは切換作動し、その圧力スイッチよりコントローラ
に通じる電路を接地せしめる。その電路接地信号はコン
トローラに入力され、コントローラからの出力電流はレ
ギュレータの電磁比例弁を通電させる。そこで可変ポン
プの斜板傾転角は調整され、ポンプ流量は減少する。

したがって、この発明にかかる作業機用リリーフ回路
をそなえた建設機械では、特殊の作業機を装着して作業
を行うときリリーフによる作動油のエネルギーロスを防
ぎかつリリーフ騒音を低減するので、省エネ効果を発揮
し、かつ騒音公害防止に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる請求項第１項の作業機用リリ
ーフ回路図、第２図はこの発明にかかる請求項第２項の
作業機用リリーフ回路図、第３図は油圧ショベルの側面
図、第４図は作業機を装着した油圧ショベルの側面図、
第５図は作業機装着時の従来技術油圧回路図、第６図は
油圧ショベルの各種油圧アクチュエータ制御用切換弁群
に関するリリーフ回路図である。 10……破砕機（作業機） 11,35……油圧アクチュエータ 12,13……可変ポンプ 14……パイロットポンプ 18……パイロット切換弁 19,20,38……リリーフ弁 21……リモコン弁 34,34′……レギュレータ 45……電磁比例弁 46……メイン圧用圧力スイッチ 47……コントローラ 56……パイロット圧用圧力スイッチ 64……メイン圧取出しバルブ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部旋回体のフロント部に作業アタッチメ
   ントを装備し、その作業アタッチメント先端部に取付け
   た作業工具に取替えて、油圧アクチュエータを有する作
   業機を装着した建設機械において、上記作業機の油圧ア
   クチュエータ用切換弁とメイン圧取出しバルブとを連通
   する圧油供給油路に対してメイン圧用圧力スイッチを設
   け、その圧力スイッチの双方向接点のうち一方接点側の
   圧力導入部を上記圧油供給油路に連結し、また他方接点
   を接地せしめ、上記圧力スイッチの基接点と、可変ポン
   プ用レギュレータの電磁比例弁とをコントローラを介し
   て接続し、上記作業機用油圧アクチュエータの作動中に
   その油圧アクチュエータ用リリーフ弁がリリーフする時
   点付近の圧油供給油路内油圧により圧力スイッチを切換
   作動、かつその信号をコントローラに入力可能とすると
   ともに、そのコントローラからの出力電流をレギュレー
   タの電磁比例弁に通電可能に構成したことを特徴とする
   建設機械の作業機用リリーフ回路。
2. 【請求項２】前記メイン圧用圧力スイッチとコントロー
   ラとを連通する電路にパイロット圧用圧力スイッチを介
   設し、そのパイロット圧用圧力スイッチとメイン圧用圧
   力スイッチのそれぞれ基接点を相互に接続し、また上記
   パイロット圧用圧力スイッチの双方向接点のうち一方接
   点側の圧力導入部を、上記油圧アクチュエータ用パイロ
   ット切換弁のパイロット圧作用回路に接続し、かつ他方
   接点とコントローラとを接続したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の建設機械の作業機用リリーフ回
   路。