JP2002061607A - 作業用機械の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作具操作量に対応するパイロット圧を出力
するパイロットバルブと、アクチュエータの圧油供給制
御を行うパイロット作動式の制御バルブとを備えた作業
用機械において、パイロットバルブが小型であっても、
大型の制御バルブや複数の制御バルブを精度良く作動さ
せることができるようにする。 【解決手段】 ブーム用第一、第二制御バルブ６、７に
パイロット圧油を供給するパイロット油路に、ブーム用
パイロットバルブ１９から出力されるパイロット圧によ
り作動して、ブーム用パイロットバルブ１９からの出力
圧と同等の圧力で且つ大流量のパイロット圧油をブーム
用第一、第二制御バルブ６、７に出力する圧力制御弁２
１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
作業用機械の油圧回路の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業用機械に
は、油圧シリンダや油圧モータ等の各種油圧アクチュエ
ータが設けられるが、これら油圧アクチュエータへの圧
油供給制御をパイロット作動式の制御バルブで行うと共
に、該制御バルブへのパイロット圧油の供給は、操作具
操作に基づいてパイロット圧を出力するパイロットバル
ブで行うように構成したものがある。ところで、大型の
作業機械では、搭載される油圧アクチュエータも大型の
ものになるが、この様な大型の油圧アクチュエータを作
動させるためには制御バルブから大流量の圧油供給がな
される必要があり、このため、制御バルブもスプール径
の大きな大型のものが用いられる。さらに、該大型の制
御バルブにパイロット圧油を供給するパイロットバルブ
も大型のものが必要となる。また、一つのパイロットバ
ルブから出力されるパイロット圧油で複数の制御バルブ
を作動させるような場合、該複数の制御バルブを精度良
く作動させるためには、一つのパイロットバルブから出
力されるパイロット圧油で一つの制御バルブを作動させ
る場合と比して、大流量のパイロット圧油を供給できる
大型のパイロットバルブが必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記パイロ
ットバルブは、操作具操作に基づいて作動するものであ
って、例えば油圧ショベルでは、オペレータが搭乗する
キャブ内に、操作レバーと一体となった状態で組み込ま
れる。このため、大型のパイロットバルブは、搭載性に
劣るという問題がある。また、例えば油圧ショベルの油
圧回路に、一つのパイロットバルブから出力されるパイ
ロット圧油で一つの制御バルブを作動させるものと、一
つのパイロットバルブから出力されるパイロット圧油で
複数の制御バルブを作動させるものとが組み込まれてい
る場合、後者のパイロットバルブは前者のパイロットバ
ルブよりも大型にすることが好ましいが、そうすると、
大きさの異なる二種類のパイロットバルブが必要になっ
て、パイロットバルブの共通化が計れないという問題が
ある。そこで、両者共に大型のパイロットバルブを採用
すると、前述したように搭載性に劣る許りか、コスト的
に不利になる。一方、両者共に小型のパイロットバルブ
を採用すると、後者のパイロットバルブから出力される
パイロット圧油が流量不足になって、図５に示す如く、
レバーストローク（操作具操作量）に対応する設定圧力
が得られず、操作性に劣るという問題があり、これらに
本発明が解決しようとする課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、操作具操作量に対応するパイロ
ット圧を出力するパイロットバルブと、アクチュエータ
に対する圧油供給制御を行うパイロット作動式の制御バ
ルブとを備えた作業用機械の油圧回路において、該制御
バルブにパイロット圧油を供給するパイロット油路に、
前記パイロットバルブから出力されるパイロット圧によ
り作動して、パイロットバルブからの出力圧と同等の圧
力で且つパイロットバルブよりも大流量のパイロット圧
油を制御バルブに出力する圧力制御弁を設けたものであ
る。そして、この様にすることにより、パイロットバル
ブを搭載性、コスト的に有利な小型なものにしても、制
御バルブには圧力制御弁から充分な流量のパイロット圧
油が供給されることになって、制御バルブが大型の場合
や、一つのパイロットバルブで複数の制御バルブを作動
せしめる場合であっても、操作具操作量に対応して制御
バルブを精度良く作動せしめることができ、操作性、作
業性に優れる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に、油圧ショベルの油圧回路
の一例を示すが、図１において、１、２は第一、第二メ
インポンプ、３はパイロットポンプ、４は油タンク、５
はブームシリンダ、６、７はブームシリンダ５に対する
圧油供給排出制御を行うブーム用第一、第二制御バル
ブ、８〜１２は油圧ショベル１に搭載されるブームシリ
ンダ以外の他の油圧アクチュエータ、１３〜１８は上記
他の油圧アクチュエータ８〜１２に対する圧油供給排出
制御をそれぞれ行う制御バルブである。

【０００６】また、１９はブーム用パイロットバルブで
あって、該ブーム用パイロットバルブ１９は、図３に示
す如く、伸長側スプール１９ａと縮小側スプール１９ｂ
とを用いて構成されている。そしてこのものは、ブーム
用操作レバー２０をブーム上昇側に操作した場合、伸長
側スプール１９ａが変位してレバーストローク（操作具
操作量）に対応するパイロット圧を伸長側出力ポート１
９ｃから出力する一方、ブーム下降側に操作した場合に
は、縮小側スプール１９ｂが変位してレバーストローク
に対応するパイロット圧を縮小側出力ポート１９ｄから
出力するように構成されている。尚、図１において、他
の油圧アクチュエータ用制御バルブ１３〜１８にパイロ
ット圧を出力するパイロットバルブについては、省略し
てある。

【０００７】そして、前記伸長側出力ポート１９ｃから
出力されたパイロット圧は、後述するように圧力制御弁
２１のパイロットポート２１ａに供給され、また、縮小
側出力ポート１９ｄから出力されたパイロット圧は、ブ
ーム用第一制御バルブ６の縮小側パイロットポート６ｂ
に供給されるようになっている。

【０００８】前記ブーム用第一制御バルブ６は、パイロ
ット作動式のスプール弁であって、このものは、伸長
側、縮小側の両パイロットポート６ａ、６ｂにパイロッ
ト圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ５に
圧油を供給しない中立位置Ｎに位置しているが、伸長側
または縮小側パイロットポート６ａまたは６ｂにパイロ
ット圧が入力されることにより、第一メインポンプ１か
らの圧油をブームシリンダ５の伸長側または縮小側油室
５ａまたは５ｂに供給する圧油供給位置ＸまたはＹに切
換るように構成されている。そして、該圧油供給位置Ｘ
またはＹにおけるブームシリンダ５への圧油供給量は、
パイロットポート６ａまたは６ｂに供給されるパイロッ
ト圧に対応して変位するスプールの移動ストロークによ
り増減するように設定されている。

【０００９】また、前記ブーム用第二制御バルブ７は、
パイロット作動式のスプール弁であって、このものは、
パイロットポート７ａにパイロット圧が入力されていな
い状態では、ブームシリンダ５に圧油を供給しない中立
位置Ｎに位置しているが、パイロットポート７ａにパイ
ロット圧が入力されることにより、第二メインポンプ２
からの圧油をブームシリンダ５の伸長側油室５ａに供給
する圧油供給位置Ｘに切換るように構成されている。そ
して、該圧油供給位置Ｘにおけるブームシリンダ５への
圧油供給量は、パイロットポート７ａに供給されるパイ
ロット圧に対応して変位するスプールの移動ストローク
により増減するように設定されている。

【００１０】さらに、前記圧力制御弁２１は、パイロッ
ト作動式のスプール弁であって、このものは、パイロッ
トポート２１ａにパイロット圧が入力されていない状態
では、出力ポート２１ｂが油タンク４に連通する中立位
置Ｎに位置しているが、パイロットポート２１ａにパイ
ロット圧が供給されることにより、パイロットポンプ３
の圧油を出力ポート２１ｂから前記ブーム用第一制御バ
ルブ６の伸長側パイロットポート６ａおよびブーム用第
二制御バルブ７のパイロットポート７ａに出力する作動
位置Ｘに切換るように構成されている。そして、該作動
位置Ｘにおいて圧力制御弁出力ポート２１ｂから出力さ
れるパイロット圧は、圧力制御弁パイロットポート２１
ａに入力されるパイロット圧、つまり前記ブーム用パイ
ロット１９の伸長側出力ポート１９ｃから出力されるパ
イロット圧の圧力と等しくなるように設定されている。
さらに、この圧力制御弁２１のスプール２１ｃは、ブー
ム用パイロットバルブ１９のスプール１９ａ、１９ｂよ
りも大径のものが用いられていて、圧力制御弁２０から
出力されるパイロット圧油の流量は、ブーム用パイロッ
トバルブ１９から出力されるパイロット圧油よりも大流
量となるように設定されている。

【００１１】叙述の如く構成されたものにおいて、ブー
ム用操作レバー２０を上昇側に操作すると、該操作量に
対応するパイロット圧がブーム用パイロットバルブ１９
の伸長側出力ポート１９ｃから出力されるが、該パイロ
ット圧は、圧力制御弁２１のパイロットポート２１ａに
入力されて、圧力制御弁２１を作動位置Ｘに切換える。
そして、該作動位置Ｘの圧力制御弁２１は、前記ブーム
用パイロットバルブ１９から出力されたパイロット圧と
同等の圧力で、且つブーム用パイロットバルブ１９より
も大流量のパイロット圧油を、ブーム用第一制御バルブ
６の伸長側パイロットポート６ａおよびブーム用第二制
御バルブ７のパイロットポート７ａに出力する。これに
より、ブーム用第一制御バルブ６およびブーム用第二制
御バルブ７が共に圧油供給位置Ｘに切換って、ブームシ
リンダ５の伸長側油室５ａには、ブーム用第一制御バル
ブ６を経由して第一メインポンプ１の圧油が供給される
と共に、ブーム用第二制御バルブ７を経由して第二メイ
ンポンプ２の圧油が供給されることになる（図２参
照）。

【００１２】つまり、ブーム用操作レバー２０の上昇側
操作に伴いブーム用パイロットバルブ１９からパイロッ
ト圧が出力されることに基づいて、ブーム用第一制御バ
ルブ６およびブーム用第二制御バルブ７が圧油供給位置
Ｘに切換ってブームシリンダ５の伸長側油室５ａに圧油
供給がなされるが、この場合、ブーム用第一制御バルブ
６およびブーム用第二制御バルブ７を圧油供給位置Ｘに
切換えるパイロット圧油は、ブーム用パイロットバルブ
１９から出力されたものではなく、圧力制御弁２１から
出力されたパイロット圧油であり、そして該圧力制御弁
２１は、ブーム用パイロットバルブ１９からのパイロッ
ト圧により作動して、ブーム用パイロットバルブ１９か
らのパイロット圧と同等の圧力で、且つブーム用パイロ
ットバルブ１９よりも大流量のパイロット圧油を出力す
ることになる。

【００１３】この結果、ブーム用パイロットバルブ１９
が小型のものであって、該ブーム用パイロットバルブ１
９から出力されるパイロット圧油の流量が少なくても、
ブーム用第一、第二の両制御バルブ６、７を切換えるの
に充分な流量のパイロット圧油が圧力制御弁２１から供
給されることになる。而して、搭載性、コスト的に有利
な小型のブーム用パイロットバルブ１９を用いても、ブ
ーム用操作レバー２０のレバーストロークに対応した精
度の高い制御バルブ６、７の切換え作動がなされること
になって、操作性、作業性の向上に寄与できる。

【００１４】尚、本発明は上記実施の形態に限定されな
いことは勿論であって、本発明の圧力制御弁は、ブーム
用のパイロット油路だけでなく、作業用機械に設けられ
る各種油圧アクチュエータ用の制御バルブのパイロット
油路に適宜設けることができるが、例えば上記実施の形
態に示した油圧ショベルのブームシリンダ、あるいはア
ームシリンダへの圧油供給回路のように、一つのパイロ
ットバルブで複数の制御バルブの切換え作動を行うよう
な場合や、大型の作業用機械に装備される大型油圧アク
チュエータ用の制御バルブの切換え作動を行う場合等に
有用である。そして、この圧力制御弁は、作業用機械に
設けられる各種油圧アクチュエータ用の制御バルブのう
ち、大流量のパイロット圧油が必要な制御バルブのパイ
ロット油路だけに設ければ良く、しかも操作具と一体と
なった状態で組込まれるパイロットバルブのように運転
席部に設置する必要がないから、適宜スペースを利用し
て配設すれば良いことになって、スペース、コスト的に
有利である。また、既存の油圧回路に、後付け的に組込
むことも容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの油圧回路図である。

【図２】ブーム上昇側に操作したときの油圧回路図であ
る。

【図３】ブーム用パイロットバルブの断面図である。

【図４】（Ｘ）は中立位置、（Ｙ）は作動位置の圧力制
御弁を示す概略断面図である。

【図５】（Ｘ）、（Ｙ）はレバーストロークとパイロッ
ト圧との関係を示す図である。

【符号の説明】

５ ブームシリンダ ６ ブーム用第一制御バルブ ７ ブーム用第二制御バルブ １９ ブーム用パイロットバルブ ２０ ブーム用操作レバー ２１ 圧力制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作具操作量に対応するパイロット圧を
   出力するパイロットバルブと、アクチュエータに対する
   圧油供給制御を行うパイロット作動式の制御バルブとを
   備えた作業用機械の油圧回路において、該制御バルブに
   パイロット圧油を供給するパイロット油路に、前記パイ
   ロットバルブから出力されるパイロット圧により作動し
   て、パイロットバルブからの出力圧と同等の圧力で且つ
   パイロットバルブよりも大流量のパイロット圧油を制御
   バルブに出力する圧力制御弁を設けたことを特徴とする
   作業用機械の油圧回路。