JP2000319941A - パワーショベルの油圧制御装置 - Google Patents
パワーショベルの油圧制御装置Info
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Abstract
いて、旋回モータとブームシリンダとを同時に起動させ
たとき、旋回モータの負荷によって可変吐出量ポンプの
吐出量が少なくなっても、それら旋回モータとブームシ
リンダとを同時に駆動させられるようにする。 【解決手段】 旋回モータ制御用のパイロット切換弁1
に、その切り換えストロークを制御する一対のストッパ
ー4,5を設ける。また、このストッパーに当たってパ
イロット切換弁1の切り換え量を規制する制御シリンダ
6,7を設ける。一方、制御シリンダに圧力流体を供給
したり、その供給を阻止したりするタイマーバルブ9を
備える。さらに、このタイマーバルブは、その両側にパ
イロット室9b,9cを設け、この両側のパイロット室
には共通のパイロット圧を導く構成にし、一方のパイロ
ット室にはそのパイロット圧を直接導き、他方のパイロ
ット室にはスプリング12を設けるとともに、タイミン
グ制御用絞り10を介してパイロット圧を導き、しか
も、この他方のパイロット室は圧力保持用絞り11を介
してタンクTに連通させてなる。
Description
の負荷圧を検出して馬力一定制御をする可変吐出量ポン
プでアクチュエータを動作させるパワーショベルの油圧
制御装置に関する。
各アクチュエータ、例えば旋回モータ、アームシリンダ
およびブームシリンダなどを同時に動作させたときに
は、それらアクチュエータのうちの最大負荷圧を検出
し、その最大負荷圧を基準に可変吐出量ポンプの馬力が
一定になるように制御している。ここでいう馬力一定制
御とは、「圧力×流量」の値を一定値以下に保つことで
ある。つまり、最大負荷圧が大きくなれば、ポンプ吐出
量を減らし、最大負荷圧が小さくなれば、ポンプ吐出量
を増やして、ポンプの出力馬力を一定値以下に保つよう
にしている。
とブームシリンダとを同時に起動させたとき、あるいは
ブームシリンダを起動させた直後に旋回モータを起動さ
せようとしたとき、慣性体である旋回モータの起動時の
負荷圧が、ブームシリンダの負荷圧よりも大きくなるの
が通常なので、最大負荷圧は旋回モータの負荷圧で決ま
ってしまうことになる。
旋回モータとブームシリンダとを同時に起動させたと
き、あるいはブームシリンダを起動させた直後に旋回モ
ータを起動させようとしたとき、その起動時には、旋回
モータの負荷圧で可変吐出量ポンプの馬力が制御される
ので、ポンプの吐出量が非常に少ないものになる。可変
吐出量ポンプの吐出量が少なくなれば、ブームシリンダ
の作動速度が極端に落ちてしまう。そのために、例え
ば、土砂をバケットですくいながら、それをダンプカー
に積み込むときなどに、バケットが十分に持ち上げられ
ない。バケットが持ち上げられないまま、旋回モータだ
けが作動してしまうと、バケットがダンプカーに衝突し
たりする問題があった。この発明の目的は、旋回モータ
とブームシリンダとを同時に、あるいはブームシリンダ
を起動させた直後に旋回モータを起動したとしても、ブ
ームシリンダをある程度のスピードで動作させられる装
置を提供することである。
御をする可変吐出量ポンプに、旋回モータ制御用のパイ
ロット切換弁と、アームシリンダ制御用のパイロット切
換弁と、ブームシリンダ制御用のパイロット切換弁とを
接続してなるパワーショベルの油圧制御装置を前提にす
る。
は、旋回モータ制御用のパイロット切換弁にストッパー
を設けるとともに、このストッパーを当接させてパイロ
ット切換弁の切り換え位置を規制制御する制御シリンダ
を設ける一方、制御シリンダに圧力流体を供給したり、
その供給を阻止したりするタイマーバルブを備え、この
タイマーバルブは、その両側にパイロット室を設け、こ
の両側のパイロット室には上記各切換弁を切り換えるた
めのパイロット圧を導く構成にし、一方のパイロット室
にはそのパイロット圧を直接導き、他方のパイロット室
にはスプリングを設けるとともに、タイミング制御用絞
りを介してパイロット圧を導き、しかも、この他方のパ
イロット室は圧力保持用絞りを介してタンクに連通させ
た点に特徴を有する。
イロット切換弁のパイロットラインを、タイマーバルブ
を介して制御シリンダに接続した点に特徴を有する。第
3の発明は、旋回モータ制御用のパイロット切換弁のパ
イロットラインを、タイマーバルブを介して制御シリン
ダに接続した点に特徴を有する。
吐出量ポンプPに、旋回モータ制御用のパイロット切換
弁1、アームシリンダ制御用のパイロット切換弁2およ
びブームシリンダ制御用のパイロット切換弁3を接続し
ている。そして、可変吐出量ポンプPは、図示していな
い馬力一定制御機構によって、その出力馬力が一定に制
御される。つまり、各アクチュエータの最高負荷圧を検
出し、その負荷圧に応じて可変吐出量ポンプPの吐出量
が制御される。
ロット切換弁1の両側には、一対のストッパー4,5を
設けている。このストッパー4,5は、パイロット切換
弁1の切り換え動作にともなって移動する。そして、こ
のストッパー4,5の移動軌跡内に、一対の制御シリン
ダ6,7を設けている。上記制御シリンダ6,7は、そ
のピストンロッド6a,7aを切換弁1の切り換え方向
と平行に保っている。言い換えると、ピストンロッド6
a,7aをストッパー4,5に対して直交するようにし
ている。なお、制御シリンダ6,7の受圧径は、パイロ
ット切換弁1のスプール受圧径より大きくしている。し
たがって、パイロット切換弁を切り換えるパイロット圧
をこの制御シリンダ6,7に導くことによって、制御シ
リンダの推力をパイロット切換弁のスプールの推力より
も大きく保てる。
縮位置にあるとき、パイロット切換弁1がフルストロー
ク可能になる。また、制御シリンダ6,7が伸張する
と、その伸張位置にあるピストンロッド6a,7aとス
トッパー4,5とが当たってパイロット切換弁1の切り
換え量が規制される。この切り換え量が規制されたパイ
ロット切換弁1は、その開度も全開状態よりも小さな開
度に保てる。ただし、その開度は、旋回モータやブーム
シリンダの容量などの諸条件に応じて異なるが、だいた
い全開状態よりも70%〜80%程度に保つのが通常で
ある。
インのうち、上記ブームシリンダを上げるときにパイロ
ット圧を導くパイロットライン8に、タイマーバルブ9
を接続し、このタイマーバルブ9を介して、パイロット
ライン8と制御シリンダ6,7とを連通させるようにし
ている。ただし、タイマーバルブ9がノーマル位置であ
る図面右側位置にあるときには、パイロットライン8と
制御シリンダ6,7との連通が遮断される。そして、タ
イマーバルブ9が図面左側位置に切り換わると、パイロ
ットライン8が制御シリンダ6,7に連通する。
的な構成は、次のとおりである。タイマーバルブ9の流
入ポート9aを、上記パイロットライン8に連通してい
る。また、この流入ポート9aの上流側の圧力を、タイ
マーバルブ9の両側のパイロット室9b,9cにパイロ
ット圧として導くようにしている。ただし、一方のパイ
ロット室9bには、上記パイロット圧を直接導いている
が、他方のパイロット室9cには、タイミング制御用絞
り10を経由してパイロット圧を導くようにしている。
力保持用絞り11を介してタンクTにも連通している。
ただ、この圧力保持用絞り11の開口径は、タイミング
制御用絞り10の開口径よりも十分に小さくしている。
このようにした他方のパイロット室9cには、スプリン
グ12を設けている。したがって、両パイロット室9
b、9cにパイロット圧が作用していないときには、こ
のスプリング12の作用で、タイマーバルブ9が図示の
ノーマル位置である右側位置を保つ。さらに、流出ポー
ト9dは、両制御シリンダ6,7に対してパラレルに接
続され、タンクポート9eはタンクTに接続されてい
る。
位置にあるとき、流入ポート9aと流出ポート9dとの
連通が遮断され、流出ポート9dがタンクポート9eに
連通する。また、タイマーバルブ9が図面左側位置に切
り換わると、流出ポート9dとタンクポート9eとの連
通が遮断されるとともに、流入ポート9aと流出ポート
9eとが連通する。
すれば、パイロットライン8側の圧力流体が、制御シリ
ンダ6,7に供給される。圧力流体が供給された制御シ
リンダ6,7は伸張するとともに、その最伸張位置で、
旋回モータ制御用のパイロット切換弁1に設けたストッ
パー4または5に当たる。このストッパーと4または5
と、制御シリンダ6または7とが当たった位置では、前
記したようにパイロット切換弁1の開度が、全開状態の
60%〜80%程度に保たれるようにしている。
9dに対して並列に接続しているので、同時に同一方向
に伸張する。ただし、パイロット切換弁1は、常に左右
いずれか一方にしか切り換わらないので、その切り換え
方向に位置するストッパーだけが、制御シリンダのロッ
ド6aまたは7aに当たることになる。
換わるタイミングは、次のとおりである。まず、パイロ
ットライン8にパイロット圧が発生すると、その圧力が
両パイロット室9bおよび9cに導かれる。ただし、一
方のパイロット室9bには、パイロットライン8の圧力
がダイレクトに導かれるが、他方のパイロット室9bに
は、タイミング制御用絞り10を経由して導かれる。し
かも、他方のパイロット室9bは圧力保持用絞り11を
介してタンクTにも通じているので、その昇圧までに多
少の時間を必要とする。
は、パイロットライン8の圧力まで即座に上昇するが、
他方のパイロット室9c側は、タイミング制御用絞り1
0の圧力降下分だけ昇圧のタイミングが遅れる。上記の
ように他方のパイロット室9c側における圧力上昇のタ
イミングが遅れるので、そのタイミング遅れの時間帯で
両パイロット室9b、9cの圧力に差が生じる。この圧
力差によって、タイマーバルブ9はスプリング12のバ
ネ力に抗して移動し、図面左側位置に切り換わる。
圧力流体を制御シリンダ6,7に供給するので、制御シ
リンダ6,7がその圧力流体の作用で伸張位置を保つ。
そして、他方のパイロット室9cの圧力が徐々に上昇し
て、その圧力の作用力とスプリング12のバネ力とを合
計した力が、一方のパイロット室9b側の作用力に打ち
勝ったとき、タイマーバルブ9が図面右側位置に復帰す
る。タイマーバルブ9が図面右側位置に復帰すれば、制
御シリンダ6,7が流出ポート9dおよびタンクポート
9eを経由してタンクTに連通する。
時に起動して、例えば、土砂をバケットですくいなが
ら、それをダンプカーに積み込む場合について説明す
る。なお、ブームシリンダを起動させた直後に旋回モー
タを起動させる場合については、旋回モータとブームシ
リンダとの同時起動とほとんど同じなので、説明を省略
する。旋回モータとブームシリンダとを同時に起動させ
るためには、旋回モータを制御するパイロット切換弁1
のパイロットラインと、パイロット切換弁3のうち、ブ
ームシリンダの上げを制御するパイロットラインとに同
時にパイロット圧を導く。
弁3にパイロット圧を導けば、タイマーバルブ9の両パ
イロット室9b,9cにも圧力が導かれる。しかし、他
方のパイロット室9c側では、その圧力上昇のタイミン
グが遅れるので、タイマーバルブ9は、パイロット室9
bの圧力作用で、図面左側位置に切り換わる。タイマー
バルブ9が左側位置に切り換われば、ブームシリンダを
上げ制御するためにパイロットライン8に導かれたパイ
ロット圧が、制御シリンダ6,7にも導かれるので、こ
の制御シリンダ6,7が伸張する。
モータを制御するパイロット切換弁1の切り換え量が規
制され、その開度が全開状態の60%〜80%に保たれ
る。つまり、可変吐出量ポンプPは、旋回モータの起動
時の負荷圧で馬力一定制御され、その吐出量が減少させ
られる。しかし、吐出量が減少した中で、旋回モータ側
に供給される流量を絞ることによって、ブームシリンダ
の動作を確保するようにしている。
の切り換え初期には、速度が遅いながらも旋回モータお
よびブームシリンダの両方を、同時に起動させることが
できる。このように旋回モータもブームシリンダも動か
せるので、バケットで土砂などをすくってそれを持ち上
げながら旋回することができる。また、旋回モータがい
ったん起動してしまえば、起動時の抵抗が除かれるの
で、旋回モータにはそれほど大きな負荷が作用しない。
そのために起動後は、ブームシリンダの負荷圧に応じて
馬力が一定に制御されることになる。
は、タイマーバルブ9のパイロット室9c側の圧力も上
昇して、それを再び図面右側位置に切り換える。タイマ
ーバルブ9が右側位置に切り換われば、制御シリンダ
6,7がタンクTに連通するので、パイロット切換弁1
のストッパー4または5を規制する力がなくなる。
6,7の規制力がなくなれば、パイロット切換弁1は、
そのパイロット圧の作用力で全開位置までフルストロー
クする。したがって、以後は、通常の制御状態になる。
なお、タイマーバルブ9は、旋回モータがし、発生圧力
が高い間、制御シリンダ6,7を伸張状態に保つととも
に、圧力低下した後に右側位置に復帰するように、タイ
ミング制御用絞り10と圧力保持用絞り11の開度およ
びスプリング12のバネ力を調整する。
ブ9の他方のパイロット室9cを、旋回モータを制御す
るパイロット切換弁1のパイロットライン13、14
に、タイミング制御用絞り15およびシャトル弁16を
介して連通させたものである。ただし、この他方のパイ
ロット室9cを、圧力保持用絞り11を介してタンクT
に連通している点は、第1実施例と同様である。また、
タイマーバルブ9の一方のパイロット室9bは、第1実
施例と同様にパイロットライン8に直接連通させてい
る。
ン8,13,14のそれぞれに導かれるパイロット圧が
等しいことを前提にしている。このように各パイロット
圧が等しければ、一方のパイロット室9bをパイロット
ライン8に連通させ、他方のパイロット室9cをパイロ
ットライン13aあるいは14に連通させても、原理的
には第1実施例と同じになる。
ブ9の両パイロット室9b,9cを、旋回モータを制御
するパイロット切換弁1のパイロットライン13,14
に連通させたものである。そして、この第3実施例で
も、旋回モータが慣性力を発生するまでの間、パイロッ
ト切換弁のストロークを規制する原理は、第1,2実施
例と同じである。なお、上記各実施例は、1ポンプで制
御するロードセンシング制御にも適用できるものであ
る。
れば、旋回モータが定常圧になるまでの間、旋回モータ
を制御するパイロット切換弁の開度を小さく保てるの
で、旋回モータの負荷が大きくて可変吐出量ポンプの吐
出量が少なくなっても、旋回モータとともにブームシリ
ンダを起動させられる。このように旋回モータとブーム
シリンダとを同時に起動させられるので、例えば、土砂
をバケットですくいながら、それを旋回してダンプカー
に積み込むときにも、バケットを持ち上げながら旋回さ
せることができる。したがって、バケットが持ち上げら
れないまま、旋回モータだけが作動してしまうという問
題も発生しない。
Claims (4)
- 【請求項1】 馬力一定制御をする可変吐出量ポンプ
に、旋回モータ制御用のパイロット切換弁と、アームシ
リンダ制御用のパイロット切換弁と、ブームシリンダ制
御用のパイロット切換弁とを接続してなるパワーショベ
ルの油圧制御装置において、旋回モータ制御用のパイロ
ット切換弁にストッパーを設けるとともに、このストッ
パーに当接させてパイロット切換弁の切り換え位置を規
制制御する制御シリンダを設ける一方、制御シリンダに
圧力流体を供給したり、その供給を阻止したりするタイ
マーバルブを備え、このタイマーバルブは、その両側に
パイロット室を設け、この両側のパイロット室には上記
各切換弁を切り換えるためのパイロット圧を導く構成に
し、一方のパイロット室にはそのパイロット圧を直接導
き、他方のパイロット室にはスプリングを設けるととも
に、タイミング制御用絞りを介してパイロット圧を導
き、しかも、この他方のパイロット室は圧力保持用絞り
を介してタンクに連通させてなるパワーショベルの油圧
制御装置。 - 【請求項2】 ブームシリンダ制御用のパイロット切換
弁の上げ制御側のパイロットラインを、タイマーバルブ
を介して制御シリンダに接続した請求項1記載のパワー
ショベルの油圧制御装置。 - 【請求項3】 旋回モータ制御用のパイロット切換弁の
パイロットラインを、タイマーバルブを介して制御シリ
ンダに接続した請求項1記載のパワーショベルの油圧制
御装置。 - 【請求項4】 ブーム制御用のパイロット切換弁の上げ
制御側のパイロットラインを、タイマーバルブを介して
制御シリンダに接続するとともに、このパイロットライ
ンからの圧力をタイマーバルブの一方のパイロット室に
導き、スプリングを設けた他方のパイロット室には、旋
回モータ制御用のパイロット切換弁のパイロットライン
側のパイロット圧を導いてなる請求項1記載のパワーシ
ョベルの油圧制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12586799A JP3738152B2 (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | パワーショベルの油圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12586799A JP3738152B2 (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | パワーショベルの油圧制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000319941A true JP2000319941A (ja) | 2000-11-21 |
JP3738152B2 JP3738152B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=14920907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12586799A Expired - Fee Related JP3738152B2 (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | パワーショベルの油圧制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3738152B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011041410A2 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Purdue Research Foundation | Regenerative hydraulic systems and methods of use |
JP2015169250A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 川崎重工業株式会社 | 建設機械の油圧駆動システム |
-
1999
- 1999-05-06 JP JP12586799A patent/JP3738152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011041410A2 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Purdue Research Foundation | Regenerative hydraulic systems and methods of use |
WO2011041410A3 (en) * | 2009-09-29 | 2011-07-21 | Purdue Research Foundation | Regenerative hydraulic systems and methods of use |
US9194107B2 (en) | 2009-09-29 | 2015-11-24 | Purdue Research Foundation | Regenerative hydraulic systems and methods of use |
JP2015169250A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 川崎重工業株式会社 | 建設機械の油圧駆動システム |
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