JPH11108002A - 作業機の負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの低速回転時に油圧ポンプで発生す
る圧油を負荷制御機構を介して還流させることにより、
軽負荷でアイドリングを行なわせることができる作業機
の負荷制御装置を提供する。 【解決手段】 油圧ポンプ５Ｐをエンジン５Ｅで駆動さ
せて圧油発生させ、該圧油を油タンク９Ｔに通ずるリリ
ーフ弁９０及びコントロールバルブ９Ｃを介して油圧ア
クチェータ９Ａを作動させる油圧回路９を備えた作業機
の、前記油圧回路９にリリーフ弁９０と並列に該リリー
フ弁９０よりも低い設定圧の補助リリーフ弁１１を有す
る制御弁１３を設けるとともに、該制御弁１３をエンジ
ン５Ｅのアイドリング低速回転時において切換えて圧油
を補助リリーフ弁１１から油タンク９Ｔに還流させてエ
ンジンの負荷を低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーショベル等
の作業機におけるエンジンの負荷制御装置、特にエンジ
ンのアイドル回転における負荷を制御する装置を提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンに直結した油圧ポンプで
圧油を発生させてバケット作業部等の油圧アクチェータ
をコントロールバルブを操作して掘削作業等を行なわせ
るパワーショベルは、油圧ポンプとコントロールバルブ
を連通する高圧回路に、所定の高いリリーフ圧に設定さ
れた油タンクに通ずるリリーフ弁をコントロールバルブ
と並列に設けて、設定圧以上の圧油を油タンクに還流さ
せるように油圧回路で構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来の構成の油圧回路を備えたパワーショベルは、エン
ジンをフルスロットル状態で高速回転をさせて行なう掘
削作業等では支障なく行なうことができるものである
が、エンジンを非作業時等においてアイドリングさせる
と、エンジンは低速回転になって、油圧ポンプから送ら
れる圧油はもっぱら前記高圧のリリーフ弁を通って油タ
ンクに還流されることになる。その際の圧油はリリーフ
弁を通過する際に抵抗を受けることになり、エンジンは
低速回転時において大きな負荷を受けることになる。

【０００４】このためエンジン回転が大きく低下する
が、これに伴なって共振が激しくなったり、エンスト等
を生ずる等の問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の作業機の負荷制御装置は、油圧ポンプをエ
ンジンで駆動させて圧油を発生させ、該圧油を油タンク
に通ずるリリーフ弁及びコントロールバルブを介して油
圧アクチェータを作動させる油圧回路を備えた作業機に
おいて、前記油圧回路にリリーフ弁と並列に該リリーフ
弁よりも低い設定圧の補助リリーフ弁を有する制御弁を
設けるとともに、該制御弁をエンジンのアイドリング低
速回転時において切換えて圧油を補助リリーフ弁から油
タンクに還流させるように構成している。

【０００６】また、前記制御弁の切換えを、エンジンの
スロットルレバーのローアイドル位置において行なう
か、エンジンに設けた回転検出センサによって行なう
か、更にエンジンに設けたオイルプレッシャースイッチ
によって行なうようにすることもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１に示す１は作業機の一例として示す
パワーショベルであり、クローラ２を有する走行装置２
ａ上に機台３を旋回可能に支持し、この機台３の前方に
取付ブラケットを介してバケット等の作業部４を設け、
後方にはエンジン部５を、中間部には運転席６をそれぞ
れ設けている。そしてこの運転席６は機台３の中程にシ
ート６ａを設け、これの両側に設けた作業レバー７Ｌ，
７Ｒによって作業部４を操作するとともに、この近傍に
設けた後述するスロットルレバー７によってエンジン５
Ｅの回転調節を行なうようにしている。

【０００８】また、作業部４の下方側で前部に走行装置
２ａの機枠側から設けた支持アーム８０及び油圧シリン
ダ８１等によって昇降可能に支持されている土砂等の運
搬用の容器８が設けてある。そしてこのパワーショベル
１は、図２に示すようにエンジン５Ｅに直結した油圧ポ
ンプ５Ｐから発生した油圧を従来の装置と同様な構成の
油圧回路の高圧油路９Ｋから前記作業レバー７Ｌ，７Ｒ
等によって操作されるコントロールバルブ９Ｃを介して
作業部４のブームシリンダ、アームシリンダ、バケット
シリンダ並びに前記油圧シリンダ８１等の各種の油圧ア
クチェータ９Ａを作動させて、バケット４Ｂによる掘削
作業や前記容器８による運搬作業等を自由に行なう油圧
回路９を設けている。

【０００９】そしてこの油圧回路９には本発明に係る負
荷制御機構１０を併設している。この負荷制御機構１０
は、エンジン５Ｅの低速回転（ローアイドル）時に油圧
負荷を小さくしてエンジン５Ｅ負荷を軽くすることがで
きるものである。即ち、図２に示す本発明の第１実施形
態において、油圧回路９は高圧油路９Ｋとコントロール
バルブ９Ｃから油タンク９Ｔに通ずる戻り路９Ｒに、高
リリーフ圧（高設定圧）に設定したリリーフ弁９０を並
列に設けてメイン回路を構成している。更にこのメイン
回路にリリーフ弁９０よりも低いリリーフ圧（低設定
圧）に設定した補助補助リリーフ弁１１及び２位置切換
ポートの電磁切換弁１２等からなる圧油逃し用の制御弁
１３を備えた低圧油路１４を、サブ回路として並列に接
続し、前記電磁切換弁１２はリリーフ弁９０の上手側で
高圧油路９Ｋとポートを接続させている。

【００１０】そして制御弁１３は図２（Ｂ）に示すよう
に、電磁切換弁１２のＯＮ，ＯＦＦの作動を行う作動部
としてのリミットスイッチ１５をスロットルレバー７に
設け、このスロットルレバー７がローアイドル位置Ｌに
操作された時にリミットスイッチ１５がＯＮになり、電
磁切換弁１２を切換えて高圧油路９Ｋと補助リリーフ弁
１１とを連通させるようにして負荷制御機構１０を構成
している。

【００１１】以上のように構成した油圧回路９を備えた
パワーショベル１は、掘削作業等を行なう作業時におい
てはスロットルレバー７が高速回転位置Ｈに操作されて
エンジン５Ｅが高速回転して油圧ポンプ５Ｐで高圧油を
発生させ、油圧回路９のメイン回路を経て複数の油圧ア
クチェータ９Ａを作動させて行なうことができる。そし
てこの場合、負荷制御機構１０はリミットスイッチ１５
がＯＦＦ状態にあるので制御弁１３がＯＦＦになってい
て、リリーフ油はリリーフ弁９０を介して油タンク９Ｔ
に還流しで作業を円滑に行うことができるものである。

【００１２】そして作業待機状態等においてエンジン５
Ｅを低速回転でアイドリングする時は、スロットルレバ
ー７が低速回転位置Ｌに操作されてリミットスイッチ１
５がＯＮし、次いで電磁切換弁１２をＯＮして制御弁１
３を高圧油路９Ｋと連通状態に自動的に切換えることが
できる。このような構成により、油圧ポンプ５Ｐで生ず
る圧油は設定圧の低い補助リリーフ弁１１から低圧油路
１４を介して油タンク９Ｔに還流させることができるの
で、圧油は設定抵抗の高いリリーフ弁９０を通過して抵
抗を受けながら還流されることのない分だけ、エンジン
５Ｅがローアイドル操作時に受ける負荷を低減して軽く
することができる。更にエンジン５Ｅが低速回転域のト
ルク不足でエンストを生じたり、大巾な回転ダウンによ
る低速回転時の特有な共振等を防止することができる。

【００１３】また、前記構成によりエンジン５Ｅのロー
アイドル操作時の回転域の設定調節を、従来の圧油回路
のように油圧ポンプ５Ｐの性能特性に大きく左右される
ことがないので、従来の圧油回路に比して極めて簡単、
且つ速やかに行なうことができる等の利点もある。な
お、この実施形態において負荷制御機構１０の切換作動
は図２（Ｂ）に示すようにスロットルレバー７に設けた
リミットスイッチ１５によって行なうようにしたが、そ
の作動部の方式はこれに限ることなく図３、図４に示す
ように構成することもできる。

【００１４】即ち、図３はエンジン５Ｅに、このエンジ
ン５Ｅの低速時の回転を検出するピックアップセンサ
（回転検出センサ）１６と、この信号によって作動され
るスイッチ１７を作動部として負荷制御機構１０を第１
実施形態のものと同様にし作動させる手段を示してい
る。この装置によればエンジン５Ｅの低速回転を電気的
に正確に検出して圧油を負荷制御機構１０を介して流下
させることができる等の利点がある。

【００１５】また図４は、前記作動部をエンジン５Ｅに
設けた低圧のオイルプレッシャースイッチ１８で構成し
た例を示し、このオイルプレッシャースイッチ１８はエ
ンジン５Ｅの内部を潤滑する油路内のオイルの圧力が、
エンジン５Ｅがアイドリング時に低速回転することに伴
って低圧になることを検出することによって、第１実施
形態のものと同様に負荷制御機構１０を圧力検出信号に
よってＯＮ作動させるようにしている。

【００１６】一方、上記のエンジン５Ｅはラジエータ２
０による冷却系中に水温センサ２１を設けるとともに、
この水温センサ２１はエンジン５Ｅが作業に伴って設定
以上の異常水温に上昇するとこれを検出し、エンジン５
Ｅの回転を自動的にアイドリングの低速回転域まで低下
させるように構成することによって異常水温上昇に伴う
トラブルを防止し、エンジン５Ｅの急回転停止を防止す
るようにしている。

【００１７】そして、この構成の装置によればエンジン
５Ｅは、アイドリングの低速回転される際に負荷制御機
構１０を併設していることにより、油圧ポンプ５Ｐの負
荷が軽減されているのでアイドリング運転を良好に継続
することができる等の利点がある。次に前記の容器８に
ついて図１を参照し説明する。

【００１８】この容器８は方形状の周壁８２の後方下部
に横支軸８３を設け、この支軸８３に底板８５を前方の
固定部８６を介して実線の閉姿勢から点線の開姿勢に回
動可能に設けて構成している。従ってこの構成による容
器８を備えたパワーショベル１はバケット４Ｂで掘削し
た土を容器８内に収容した状態で、簡単に適所まで自走
して搬送したのち、容器８の底板８５を下方に開いて排
出することができる利点がある。また、この容器８は前
記の方式に限ることなく、図５に示すように、周壁８２
のうちの後壁を支持アーム８０に既設のブレード板８７
に兼ねさせて構成してもよい。この場合にはブレード板
８７を取外すことなく、容器８を簡単且つ廉価に構成で
きる利点がある。

【００１９】また、このパワーショベル１のクローラ２
は、図６に示すように、クローラ周長を２等分割させた
ゴム製のクローラとし、互いの両端を走行装置２ａに巻
掛けた状態で連結できるように構成して装着使用するこ
とができるようにしている。従って、この構成によると
クローラ２を分割した平帯状の軽量で取扱い易い姿勢に
なるので、運搬や巻掛け作業を簡単且つ容易に行なうこ
とができるものである。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明した本発明の作業機の負荷制
御装置によれば、エンジンの低速回転時において制御弁
は低設定圧の補助リリーフ弁を介して圧油を流すので、
従来の装置のようにエンジンの回転を大きく下げること
なく、エンジンのアイドリングを良好に行なうことがで
きるとともに、エンジンの高速回転作業時は制御弁は高
設定圧のリリーフ弁を介して圧油を還流させるので油圧
アクチェータによる作業を確実に行なうことができる。

【００２１】また、制御弁の前記両態様への切換えを、
スロットルレバーの作動に連動させて行なうか、又はエ
ンジンの回転を検出する回転検出センサの回転検出信号
で行なわせたり、或いはエンジンに設けたオイルプレッ
シャースイッチの圧力検出信号で行なうようにすること
によって、制御弁を所定のエンジンの回転によって自動
的に所定の作動を行なわせることができ、作業時とアイ
ドル回転時とに油路を自動的に切換えることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワーショベルの斜視図である。

【図２】（Ａ）は負荷制御機構を有する油圧回路図、
（Ｂ）は負荷制御機構を操作するためのスロットルレバ
ーである。

【図３】別の実施形態の作動部を示す側面図である。

【図４】さらに、別の実施形態の作動部を示す側断面図
である。

【図５】容器の別実施形態を示す斜視図である。

【図６】クローラの構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１ パワーショベル（作業機） ５Ｅ エンジン ５Ｐ 油圧ポンプ ７ スロットル
レバー ９ 油圧回路 ９Ａ 油圧アクチェ
ータ ９Ｃ コントロールバルブ ９Ｋ 高圧油路 ９Ｔ 油タンク １０ 負荷制御機
構 １１ 補助リリーフ弁 １２ 電磁切換弁 １３ 制御弁 １５ リミットス
イッチ １６ ピックアップセンサ（回転検出センサ） １８ オイルプレッシャースイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプ５Ｐをエンジン５Ｅで駆動さ
   せて圧油を発生させ、該圧油を油タンク９Ｔに通ずるリ
   リーフ弁９０及びコントロールバルブ９Ｃを介して油圧
   アクチェータ９Ａを作動させる油圧回路９を備えた作業
   機において、 前記油圧回路９にリリーフ弁９０と並列に、該リリーフ
   弁９０よりも低い設定圧の補助リリーフ弁１１を有する
   制御弁１３を設けるとともに、該制御弁１３をエンジン
   ５Ｅのアイドリング低速回転時において切換えて圧油を
   補助リリーフ弁１１から油タンク９Ｔに還流させるよう
   に構成した作業機の負荷制御装置。
2. 【請求項２】 上記制御弁１３の切換えを、エンジン５
   Ｅのスロットルレバー７のローアイドル位置において行
   なうように構成した請求項１の作業機の負荷制御装置。
3. 【請求項３】 制御弁１３の切換えを、エンジン５Ｅに
   設けた回転検出センサ１６によって行なうように構成し
   た請求項１の作業機の負荷制御装置。
4. 【請求項４】 制御弁１３の切換えを、エンジン５Ｅに
   設けたオイルプレッシャースイッチ１８によって行なう
   ように構成した請求項１の作業機の負荷制御装置。