JP3441995B2 - 建設機械のバルブ配置構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の建設機械に備えられ、複数のシャトルバルブを内蔵す
るシャトルブロックと、複数の方向制御弁を内蔵するコ
ントロールバルブとを所定の配管を介して接続するよう
に配置する建設機械のバルブ配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械、例えば油圧ショベルでは一般
に、可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出量を
制御するレギュレータと、油圧ポンプから吐出される圧
油によって駆動する複数の油圧アクチュエータ、例えば
走行体を駆動する左・右走行モータ、旋回体を駆動する
旋回モータ、ブームを駆動するブームシリンダ、アーム
を駆動するアームシリンダ、バケットを駆動するバケッ
トシリンダ等と、油圧ポンプから上述の油圧アクチュエ
ータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する走行
右用方向制御弁、走行左用方向制御弁、旋回用方向制御
弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、バケッ
ト用方向制御弁等の方向制御弁を備えている。

【０００３】また、上述の可変容量油圧ポンプと同期し
て駆動するパイロットポンプと、このパイロットポンプ
に接続され、上述のそれぞれを切り換え操作する制御用
パイロット圧を発生させる走行用操作装置、ブーム・バ
ケット用操作装置、旋回・アーム用操作装置等の操作装
置と、これらの操作装置の操作によって発生した制御用
パイロット圧を、レギュレータを駆動させるポンプ制御
信号等の制御用圧力信号として別に取り出す複数のシャ
トルバルブとを備えている。

【０００４】上述した方向制御弁の全てが、あるいは一
部のものが、１つの構造体を形成するコントロールバル
ブ内に収納されている。そして昨今、上述した複数のシ
ャトルバルブを収納する１つの構造体であるシャトルブ
ロックを設けることが提案されている。

【０００５】このようなシャトルブロック、コントロー
ルバルブを当該油圧ショベルに配置するに際し、従来で
は、コントロールバルブを例えば旋回体の旋回中心付近
に配置し、このコントロールバルブから離れた別の部位
にシャトルブロックを配置し、これらのコントロールバ
ルブとシャトルバルブとを可撓性を有するホースで接続
するようにしていた。

【０００６】このように接続することにより、操作装置
で発生させた制御用パイロット圧が、シャトルブロック
内の通路、ホースを介してコントロールバルブ内に導か
れ、該当する方向制御弁が切り換え操作される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、コントロールバルブとシャトルブロックとをそれぞ
れ離れた別の部位に配置することから、これらのコント
ロールバルブとシャトルブロック相互間の配置寸法の誤
差、すなわち相互間の組み付け誤差が大きくなりやす
く、したがって、その組み付け誤差を吸収するために上
述のように可撓性を有するホースを使わざるを得なかっ
た。

【０００８】しかし、ホースが可撓性を有することか
ら、このホースを例えばシャトルブロック側の接続ポー
トに正しく接続してあっても、コントロールバルブ側の
本来接続すべきでない別の接続ポートに接続してしまう
とか、あるいは逆にコントロールバルブ側の接続ポート
に正しくホースを接続してあっても、シャトルバルブ側
の本来接続すべきでない別の接続ポートに接続してしま
うなどのホースの接続ミスを生じる懸念があった。この
ようなホースの接続ミスを生じると、当該建設機械を駆
動した後、再度ホースを接続し直さなければならない。

【０００９】また、上述した従来技術では、コントロー
ルバルブの取り付け場所と、シャトルブロックの取り付
け場所とが離れており、それぞれの場所で取り付け作業
を実施しなければならないことから、バルブ取り付け作
業全体の作業時間が長くなりやすく、また、コントロー
ルバルブ、シャトルバルブを交換する場合のバルブ交換
作業全体の作業時間が長くなりやすく、これらのバルブ
取り付け作業、バルブ交換作業の作業能率の向上を見込
めない。

【００１０】本発明は上記した従来技術における実状に
鑑みてなされたもので、その目的は、コントロールバル
ブとシャトルブロック相互間の組み付け誤差を少なくす
ることができるとともに、これらのコントロールバルブ
とシャトルブロックとを集約的に配置することができる
建設機械のバルブ配置構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本願の請求項１に係る発明は、油圧ポンプと、この油
圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する複数の油
圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記油圧アク
チュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御す
る方向制御弁と、パイロットポンプと、このパイロット
ポンプに接続され、上記方向制御弁のそれぞれを切り換
え操作する制御用パイロット圧を発生させる操作装置
と、この操作装置の操作によって発生した制御用パイロ
ット圧を、所定の制御用圧力信号として別に取り出す複
数のシャトルバルブとを有し、上記方向制御弁のうちの
複数を一体的に収納したコントロールバルブと、上記シ
ャトルバルブのうちの複数を一体的に収納したシャトル
ブロックとを有する建設機械に備えられ、上記シャトル
ブロックと上記コントロールバルブとを所定の配管を介
して接続するように配置する建設機械のバルブ配置構造
において、上記コントロールバルブに一体的にブラケッ
トを設け、このブラケットに上記シャトルブロックを取
り付ける構成にしてある。

【００１２】このように構成した請求項１に係る発明で
は、ブラケットを介してコントロールバルブとシャトル
ブロックが一体構造物を形成するので、コントロールバ
ルブとシャトルブロック相互間の配置寸法を高精度に設
定することができ、これらの相互間の組み付け誤差を少
なくすることができる。また、ブラケットを介してコン
トロールバルブとシャトルブロックとを互いに近接させ
た位置に集約的に配置することができる。

【００１３】また、本願の請求項２に係る発明は、請求
項１に係る発明において、上記シャトルブロックが、シ
ョックレスバルブを含む構成にしてある。

【００１４】また、本願の請求項３に係る発明は、請求
項１または２に係る発明において、当該建設機械が油圧
ショベルから成る構成にしてある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の建設機械のバルブ
配置構造の実施形態を図に基づいて説明する。図１は本
発明のバルブ配置構造の一実施形態が備えられる建設機
械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２
は図１に示す油圧ショベルの要部平面図、図３は図１に
示す油圧ショベルに備えられる油圧回路を示す回路図、
図４は図３に示す油圧回路に備えられるシャトルブロッ
クの構成を示す図、図５は図３に示す油圧回路に備えら
れる操作装置の構成を示す図、図６は本発明のバルブ配
置構造の一実施形態を示す斜視図である。

【００１６】はじめに、図１，２により、本実施形態の
バルブ配置構造が設けられる建設機械の一例として挙げ
た油圧ショベルについて説明し、次に、図３，４，５に
より、本願実施形態を形成するコントロールバルブ、シ
ャトルバルブを含む油圧回路について説明し、その後に
本実施形態のバルブ配置構造について説明する。

【００１７】図１，２に示すように、本実施形態のバル
ブ配置構造が設けられる油圧ショベルは、走行体１と、
この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２
に上下方向の回動可能に連結されるブーム３と、このブ
ーム３の先端に上下方向の回動可能に連結されるアーム
４と、このアーム４の先端に上下方向の回動可能に連結
されるバケット５とを備えている。

【００１８】また、各種の油圧アクチュエータ、すなわ
ち走行体１を走行させる右走行モータ６及び図示しない
左走行モータと、旋回体２を旋回させる旋回モータと、
ブーム３を駆動するブームシリンダ７と、アーム４を駆
動するアームシリンダ８と、バケット５を駆動するバケ
ットシリンダ９とを備えている。

【００１９】なお、４１はコントロールバルブ、４７は
シャトルブロック、７０はブラケットで、これらによっ
て後述する本実施形態のバルブ配置構造が形成される。
また、図２に示す２０はエンジンである。

【００２０】この油圧ショベルには、図３，４，５に示
す油圧回路が備えられる。すなわち図３に示すように、
前述したエンジン２０によって駆動する第１可変容量油
圧ポンプ２１、第２可変容量油圧ポンプ２２、パイロッ
トポンプ２３と、第１可変容量油圧ポンプ２１の吐出量
を制御する第１レギュレータ２４、第２可変容量油圧ポ
ンプ２２の吐出量を制御する第２レギュレータ２５とを
有する。

【００２１】また、第１可変容量油圧ポンプ２１の圧油
を導く第１主管路２６に連通する第１センタバイパス通
路２７上に設けられ、前述した右走行モータ６の駆動を
制御する走行右用方向制御弁２８と、前述したバケット
シリンダ９の駆動を制御するバケット用方向制御弁２９
と、前述したブームシリンダ７の駆動を制御するブーム
用第１方向制御弁３０と、前述したアームシリンダ８の
駆動を制御するアーム用第２方向制御弁３１とを備えて
いる。

【００２２】同様に、第２可変容量油圧ポンプ２２の圧
油を導く第２主管路３２に連通する第２センタバイパス
通路３３上に設けられ、旋回モータ１０の駆動を制御す
る旋回用方向制御弁３４と、上述したアームシリンダ８
の駆動を制御するアーム用第１方向制御弁３５と、前述
したブームシリンダ７の駆動を制御するブーム用第２方
向制御弁３６と、予備用方向制御弁３７と、図示しない
左走行モータの駆動を制御する走行左用方向制御弁３８
とを備えている。

【００２３】また、走行右用方向制御弁２８の入力ポー
トと、走行左用方向制御弁３８の入力ポートとを接続す
る連絡管路３９と、この連絡管路３９を連通、遮断する
連通弁４０とを備えている。

【００２４】上述した各方向制御弁２８〜３１、３４〜
３８、センタバイパス通路２７，３３、連絡通路３９、
及び連通弁４０は、１つの構造体を構成するコントロー
ルバルブ４１内に収納されている。

【００２５】また、この油圧回路は、パイロットポンプ
２３から吐出されるパイロット一次圧の大きさを規定す
るパイロットリリーフ弁４３と、パイロットポンプ２３
の吐出管路４２に接続され、前述した方向制御弁２８〜
３１、３４〜３８のうちの対応するものを切り換え操作
する制御用パイロット圧を発生させる操作装置、例えば
図５にも示すように、前述した走行右用方向制御弁２
８、走行左用方向制御弁３８を切り換え操作する走行用
操作装置４４と、前述したブーム用第１方向制御弁３
０、ブーム用第２方向制御弁３６、バケット用方向制御
弁２９を切り換え操作するブーム・バケット用操作装置
４５と、前述した旋回用方向制御弁３４、アーム用第２
方向制御弁３１、アーム用第１方向制御弁３５を切り換
え操作する旋回・アーム用操作装置４６とを備えてい
る。

【００２６】さらに、これらの操作装置４４〜４６と、
コントロールバルブ２６との間の流路には、図３に示す
ようにシャトルブロック４７を配置してある。このシャ
トルブロック４７内には、例えば上流側にショックレス
バルブ群４８を収納させてあり、下流側にシャトルバル
ブ群４９を収納させてある。

【００２７】上述したショックレスバルブ群４８に含ま
れるショックレスバルブのそれぞれは、操作装置４４〜
４６が急操作されたときでも、制御用パイロット圧の流
れを適宜制御して、方向制御弁２８〜３１、３４〜３８
の急激な切り換え動作を規制し、これによって該当する
油圧アクチュエータに生じる衝撃、及びその油圧アクチ
ュエータによって駆動される旋回体２、ブーム３等の駆
動体に生じる衝撃を緩和するものである。このようなシ
ョックレスバルブ自体は従来から良く知られている。

【００２８】また、上述したシャトルバルブ群４９は、
図４に示すように、操作装置４４〜４６の操作に伴って
発生する制御用パイロット圧を、所定の制御用圧力信号
として取り出すシャトルバルブ５０〜６４を含んでい
る。これらのシャトルバルブ５０〜６４のうち、シャト
ルバルブ６２は、前述した図３に示す第１レギュレータ
２４の駆動を制御するポンプ制御信号を制御用圧力信号
として取り出し、シャトルバルブ６４は、前述した第２
レギュレータ２５の駆動を制御するポンプ制御信号を制
御用圧力信号として取り出し、シャトルバルブ５２は、
旋回ブレーキ弁１１を制動解除状態に保つとともに、連
通弁４０を切り換え操作する走行操作信号を制御用圧力
信号として取り出し、シャトルバルブ６３は、ブーム・
アーム・バケットから成るフロントの駆動制御に活用さ
れるフロント操作信号を制御用圧力信号として取り出
す。

【００２９】なお、例えば上述した走行操作信号、及び
フロント操作信号は、所定の演算等の実施のために図３
に示すコントローラ６８に入力される。

【００３０】図３に示す６５ａ，６５ｂは、それぞれシ
ャトルブロック４７から出力された上述のポンプ制御信
号をレギュレータ２４，２５に導く信号ライン、６６は
走行操作信号を導く信号ライン、６７はフロント操作信
号を導く信号ラインである。また、１１は旋回モータ１
０を制動する旋回ブレーキ弁である。

【００３１】なお、図４に示す８０〜８３は、シャトル
ブロック４７を貫通するように形成され、走行操作装置
４４と、走行右用方向制御弁２８、走行左用方向制御弁
３８の制御室とをそれぞれ連絡させるための通路、８４
〜８７は、同様にシャトルブロック４７を貫通するよう
に形成され、ブーム・バケット用操作装置４５と、バケ
ット用方向制御弁２９、ブーム用第１方向制御弁３０、
ブーム用第２方向制御弁３６の制御室とをそれぞれ連絡
させるための通路、８８〜９１は、同様にシャトルブロ
ック４７を貫通するように形成され、旋回・アーム用操
作装置４６と、旋回用方向制御弁３４、アーム用第２方
向制御弁３１、アーム用第１方向制御弁３５の制御室と
をそれぞれ連絡させるための通路である。これらの通路
８０〜９１上に前述したショックレスバルブを適宜配置
してある。

【００３２】そして、本実施形態は、図６に示すよう
に、ボルト７１を介して前述のコントロールバルブ４１
に一体的にブラケット７０を設け、ボルト７２を介して
ブラケット７０に前述のシャトルブロック４７を取り付
けた構造にしてある。シャトルブロック４の接続ポート
のそれぞれと、コントロールバルブ４１の接続ポートの
それぞれとは、剛性を有するパイプ７３，７４で接続し
てある。また、シャトルブロック４７の別の接続ポート
にも、前述した制御用圧力信号を導く管路として剛性を
有するパイプ７５を接続してある。なお、同図６中、７
６は、走行速度を低速、高速のいずれかに切り換えるソ
レノイドバルブであり、このソレノイドバルブ７６もコ
ントロールバルブ４１に一体的に設けてある。

【００３３】上述したコントロールバルブ４１及びシャ
トルバルブ４７は、例えば図１，２に示すように、旋回
体２上の旋回中心の付近に配置してある。

【００３４】このように構成した本実施形態を含む油圧
ショベルでは、図２，３に示すエンジン２０を駆動さ
せ、油圧ポンプ２１，２２を駆動させている状態におい
て、例えばブーム上げを実施しようとしてブーム・バケ
ット用操作装置４５を操作すると、この操作装置４５で
発生した制御用パイロット圧がシャトルブロック４７の
通路８６、及びこの通路８６上の図示しないショックレ
スバルブを経て、例えば図６のパイプ７３に導かれ、さ
らに図３に示すコントロールバルブ４１のブーム用第１
方向制御弁３０、ブーム用第２方向制御弁３６のそれぞ
れの該当する制御室に導かれる。これによりブーム用第
１方向制御弁３０、ブーム用第２方向制御弁３６が切り
換えられ、油圧ポンプ２１の圧油が第１主管路２６、第
１センタバイパス通路２７、ブーム用第１方向制御弁３
０を経て、また油圧ポンプ２２の圧油が第２主管路３
２、第２センタバイパス通路３３、ブーム用第２方向制
御弁３６を経て、それぞれブームシリンダ７に供給され
る。これにより、ブームシリンダ７が伸長し、所望のブ
ーム上げ操作を実施できる。

【００３５】ブーム・バケット用操作装置４５を操作し
てブーム下げを実施する場合とか、バケット操作を実施
する場合も、上記とほぼ同様にしておこなわれる。ま
た、走行用操作装置４４、旋回・アーム用操作装置４６
を操作する場合も、同様にしておこなわれる。

【００３６】また例えば、上述のようなブーム上げが実
施された際には、図４に示すシャトルブロック４７のシ
ャトルバルブ６４からポンプ制御信号が取り出され、同
時にシャトルバルブ６３からフロント操作信号が取り出
され、図６に示すパイプ７５を介して、すなわち図３に
示す信号ライン６５ｂ，６７のそれぞれを介して、第２
レギュレータ２５、コントローラ６８にポンプ制御信
号、フロント操作信号が与えられる。これにより、第２
レギュレータ２５が駆動して油圧ポンプ２２の吐出量を
制御し、コントローラ６８はフロントの駆動制御に係る
所望の演算を実施する。

【００３７】以上のように構成した本実施形態にあって
は、ブラケット７０を介してコントロールバルブ４１と
シャトルブロック４７とが一体構造物を形成するので、
コントロールバルブ４１とシャトルブロック４７相互間
の配置寸法を高精度に設定できる。したがって、これら
のコントロールバルブ４１とシャトルブロック４７相互
間の組み付け誤差を少なくすることができ、図６に示す
ように剛性を有するパイプ７３，７４を設ける構成とす
ることができる。このパイプ７３，７４の全体形状は、
剛性を有することからパイプ接続作業の間一定な形状に
保持できる。したがって、例えばコントロールバルブ４
１とシャトルブロック４７とをブラケット７０を介して
一体化させた状態において、パイプ７３，７４のそれぞ
れの一方の端部をコントロールバルブ４１の接続ポート
に接続させた状態にすると、他方の端部をシャトルブロ
ック４７の接続ポートに対向するように配置できる。こ
れにより、パイプ７３，７４を作業者が誤って本来の接
続ポートとは異なるポートに接続してしまう接続ミスを
防止できる。なお、パイプ７３，７４の一方の端部をは
じめにシャトルブロック４７側に接続した場合でも同様
である。

【００３８】また、ブラケット７０を介してコントロー
ルバルブ４１とシャトルブロック４７とを互いに近接さ
せた位置に集約的に配置させることができ、これによ
り、コントロールバルブ４１の取り付け作業を実施する
場所と、シャトルブロック４７の取り付け作業を実施す
る場所とを一致させることができ、これらのコントロー
ルバルブ４１、シャトルブロック４７を含むバルブ取り
付け作業、及び取り付けられたバルブを新たなものに交
換する作業を比較的短時間のうちに実施させることがで
き、これらのバルブ取り付け作業、バルブ交換作業の作
業能率を向上させることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明の各請求項に係る
発明によれば、コントロールバルブとシャトルブロック
相互間の配置寸法を高精度に設定でき、これらの相互間
の組み付け誤差を少なくすることができ、これによりコ
ントロールバルブとシャトルブロックの接続に剛性を有
するパイプを用いることが可能になり、バルブ取り付け
作業の間、このパイプの全体形状を一定な形状に保持で
きるので、従来可撓性を有するホースを設けることに伴
って生じていたような配管の接続ミスを防止することが
できる。

【００４０】また、コントロールバルブとシャトルブロ
ックとを互いに近接させた位置に集約的に配置させるこ
とができ、コントロールバルブの取り付け作業を実施す
る場所と、シャトルブロックの取り付け作業を実施する
場所とを一致させることができるので、バルブ取り付け
作業、及び取り付けられたバルブを交換させる作業を比
較的短時間のうちに実施させることができ、これらのバ
ルブ取り付け作業、バルブ交換作業の作業能率を従来に
比べて向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブ配置構造の一実施形態が備えら
れる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側
面図である。

【図２】図１に示す油圧ショベルの要部平面図である。

【図３】図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧回路
を示す回路図である。

【図４】図３に示す油圧回路に備えられるシャトルブロ
ックの構成を示す図である。

【図５】図３に示す油圧回路に備えられる操作装置の構
成を示す図である。

【図６】本発明のバルブ配置構造の一実施形態を示す斜
視図である。

【符号の説明】

２ 旋回体 ６ 右走行モータ（油圧アクチュエータ） ７ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ） ８ アームシリンダ（油圧アクチュエータ） ９ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ） １０ 旋回モータ（油圧アクチュエータ） ２１ 第１可変容量油圧ポンプ ２２ 第２可変容量油圧ポンプ ２３ パイロットポンプ ２８ 走行右用方向制御弁 ２９ バケット用方向制御弁 ３０ ブーム用第１方向制御弁 ３１ アーム用第２方向制御弁 ３４ 旋回用方向制御弁 ３５ アーム用第１方向制御弁 ３６ ブーム用第２方向制御弁 ３８ 走行左用方向制御弁 ４１ コントロールバルブ ４４ 走行用操作装置 ４５ ブーム・バケット用操作装置 ４６ 旋回・アーム用操作装置 ４７ シャトルブロック ４８ ショックレスバルブ群 ４９ シャトルバルブ群 ５０〜６４ シャトルバルブ ７０ ブラケット ７１ ボルト ７２ ボルト ７３〜７５ パイプ ８１〜９１ 通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 玄六 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平９−3977（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−177129（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−34960（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−124403（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出
   される圧油によって駆動する複数の油圧アクチュエータ
   と、上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータのそれ
   ぞれに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、 パイロットポンプと、このパイロットポンプに接続さ
   れ、上記方向制御弁のそれぞれを切り換え操作する制御
   用パイロット圧を発生させる操作装置と、この操作装置
   の操作によって発生した制御用パイロット圧を、所定の
   制御用圧力信号として別に取り出す複数のシャトルバル
   ブとを有し、 上記方向制御弁のうちの複数を一体的に収納したコント
   ロールバルブと、上記シャトルバルブのうちの複数を一
   体的に収納したシャトルブロックとを有する建設機械に
   備えられ、 上記シャトルブロックと上記コントロールバルブとを所
   定の配管を介して接続するように配置する建設機械のバ
   ルブ配置構造において、 上記コントロールバルブに一体的にブラケットを設け、
   このブラケットに上記シャトルブロックを取り付けるこ
   とを特徴とする建設機械のバルブ配置構造。
2. 【請求項２】 上記シャトルブロックが、ショックレス
   バルブを含むことを特徴とする請求項１記載の建設機械
   のバルブ配置構造。
3. 【請求項３】 当該建設機械が油圧ショベルであること
   を特徴とする請求項１または２に記載の建設機械のバル
   ブ配置構造。