JP2002195206A - 作業機械における旋回系油圧回路 - Google Patents

作業機械における旋回系油圧回路

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JP2002195206A JP2000401976A JP2000401976A JP2002195206A JP 2002195206 A JP2002195206 A JP 2002195206A JP 2000401976 A JP2000401976 A JP 2000401976A JP 2000401976 A JP2000401976 A JP 2000401976A JP 2002195206 A JP2002195206 A JP 2002195206A
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Hitoshi Iwasaki
仁 岩崎
Atsushi Wada
篤志 和田
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回作動の単独時、他の油圧アクチュエータ
との連動時の何れにおいても、好適な旋回スピードが得
られるようにする。 【解決手段】 旋回用モータ１７および他の油圧アクチ
ュエータの共通の油圧供給源となる大容量のメインポン
プ１０と、旋回作動時に旋回用モータ専用の圧油供給源
となる小容量の専用ポンプ１２とを設け、旋回作動時に
はこれら両ポンプからの圧油が旋回用モータに供給され
るように構成した。

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
旋回体を備えた作業機械における旋回系油圧回路の技術
分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の旋回体を備え
た作業機械には、旋回体を旋回せしめるための旋回用モ
ータに加えて、走行用モータ、作業アタッチメント用油
圧アクチュエータ等の複数の油圧アクチュエータが設け
られていると共に、これら複数の油圧アクチュエータの
油圧供給源となる油圧ポンプが搭載されている。この場
合、一つまたは複数のメインポンプを設け、該メインポ
ンプからの供給圧油を旋回用モータおよび他の複数の油
圧アクチュエータに配分するように構成したもの、ある
いは他の複数の油圧アクチュエータに圧油を供給するメ
インポンプとは別に、旋回モータ用に専用のポンプを設
けたもの等が、従来知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
ものにおいて、メインポンプからの供給圧油を旋回用モ
ータおよび他の複数の油圧アクチュエータに配分するよ
うに構成したものは、旋回用モータと他の油圧アクチュ
エータとを同時に作動させる場合、他の油圧アクチュエ
ータの負荷が軽いと該他の油圧アクチュエータ側にメイ
ンポンプからの供給圧油が優先的に流れて旋回用モータ
への圧油供給量が不足し、この結果、旋回と他の作動と
の連動時に旋回スピードが低下して作業性に劣るという
問題がある。これに対し、旋回用モータ用に専用のポン
プを設けたものは、旋回用モータと他の油圧アクチュエ
ータとを同時に作動させる場合でも旋回用モータには専
用モータからの圧油が供給されるため、連動時における
旋回スピードの低下という問題はないが、上記専用ポン
プはエンジン馬力をメインポンプと分配することになる
ため、他の複数の油圧アクチュエータの作業性を考慮す
ると専用ポンプを小容量のものにせざるを得ず、この結
果、前記メインポンプからの圧油を旋回用モータに供給
するように構成したものに比べて、旋回作動を単独で行
う場合の旋回スピードが遅くなって作業性に劣るという
問題があり、ここ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、旋回体を旋回せしめるための旋
回用モータと、該旋回用モータ以外の他の油圧アクチュ
エータを備えてなる作業機械において、上記旋回用モー
タおよび他の油圧アクチュエータの共通の油圧供給源と
なる大容量のメインポンプと、旋回作動時に旋回用モー
タ専用の圧油供給源となる小容量の専用ポンプとを設
け、旋回作動時にはこれら両ポンプからの圧油が旋回用
モータに供給される構成にしたものである。そして、こ
の様にすることにより、旋回作動の単独時、他の油圧ア
クチュエータとの連動時の何れにおいても好適な旋回ス
ピードが得られることになって、作業性が向上する。こ
のものにおいて、旋回用モータの圧油供給排出制御を行
う制御バルブに、旋回作動時にメインポンプから供給さ
れる圧油の一部を油タンクに流すための油路を形成する
ことにより、メインポンプからの圧油供給量が過剰にな
らないようにコントロールできる。また、作業機械はブ
レードを備えたショベル系建設機械であって、専用ポン
プは、ブレード作業時にはブレード用油圧アクチュエー
タ専用の圧油供給源となり、旋回作動時には旋回用モー
タ専用の圧油供給源となるように設定することにより、
一つの専用ポンプを有効利用して、ブレード作業と旋回
作動との両方の作業性の向上を計ることができる。
【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において、１は油圧ショベル
であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行
体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回
体３、該上部旋回体３に装着される作業部４等の各部を
備えており、さらに該作業部４は、上部旋回体３に上下
揺動自在に支持されるロアブーム５、該ロアブーム５に
左右揺動自在に支持されるアッパーブーム６、該アッパ
ーブーム６に前後揺動自在に支持されるアーム７、該ア
ーム７の先端部に取付けられるバケット８等の部材装置
から構成され、また、前記下部走行体２のフレームに
は、ブレード９が上下揺動自在に支持されている等の基
本的構成は、従来通りである。
【０００６】扨、前記油圧ショベル１の油圧回路の概略
を図２に示すが、図２において、１０、１１は第一、第
二メインポンプ、１２は専用ポンプ、１３はパイロット
ポンプ、１４は油タンク、１５、１６は左右の走行モー
タ、１７は旋回用モータ、１８はブーム用シリンダ、１
９はオフセット用シリンダ、２０はアーム用シリンダ、
２１はバケット用シリンダ、２２はブレード用シリンダ
である。また、２３〜３３は上記モータ、シリンダ１５
〜２２に対する圧油供給制御を行う制御バルブであっ
て、これら制御バルブ２３〜３３のうち、左右の走行用
制御バルブ２３、２４、旋回用第一制御バルブ２５、ブ
ーム用第一制御バルブ２７、ブーム用第二制御バルブ２
８、オフセット用制御バルブ２９、アーム用第一制御バ
ルブ３０、アーム用第二制御バルブ３１、バケット用制
御バルブ３２は、コアバルブグループとして第一バルブ
ユニット３８内に組み込まれており、また、旋回用第二
制御バルブ２６およびブレード用制御バルブ３３は、第
二バルブユニット３４内に組み込まれている。尚、前記
制御バルブ２３〜３３のうち、旋回用第一、第二制御バ
ルブ２５、２６以外の制御バルブについては簡略化して
図示すると共に、その詳細な説明は省略する。
【０００７】前記第一、第二メインポンプ１０、１１
は、可変容量型のピストン式ポンプであって、前記第一
バルブユニット３８の制御バルブ２３〜２５、２７〜３
２を介して左右の走行左右の走行モータ１５、１６、旋
回用モータ１７、ブーム用シリンダ１８、オフセット用
シリンダ１９、アーム用シリンダ２０、バケット用シリ
ンダ２１に圧油を供給するように構成されているが、こ
れら第一、第二メインポンプ１０、１１の容量は、上記
複数の油圧アクチュエータ１５〜２１の要求流量に対応
するべく大容量に設定されている。
【０００８】また、専用ポンプ１２はギヤ式ポンプであ
って、第二バルブユニット３４の制御バルブ２６、３３
を介して旋回用モータ１７、ブレード用シリンダ２２に
圧油を供給するように構成されているが、該専用ポンプ
１２は、ブレード用シリンダ１７の要求流量には対応で
きるが、旋回用モータ１７の最大要求流量に対しては少
なめの容量に設定されている。尚、専用ポンプ１２から
旋回用モータ１７への圧油供給については後述する。
【０００９】ここで、前記第一バルブユニット３８に形
成される油路について簡単に説明すると、Ａは、第一メ
インポンプ１０の圧油を、制御バルブ２３、２５、３
０、２８を経由して油タンク１４に流すための第一セン
タバイパス油路であり、Ｂは、第二メインポンプ１１の
圧油を、制御バルブ２４、２９、２７、３２、３１を経
由して油タンク１４に流すための第二センタバイパス油
路である。またＣは、第一メインポンプ１０の圧油を、
制御バルブ２５、３０、２８に供給するためのパラレル
油路であり、Ｄは、第二メインポンプ１１の圧油を、制
御バルブ２９、２７、３２、３１に供給するためのパラ
レル油路である。さらにＥは、制御バルブ２３、２５、
３０、２４、２９、２７、３２からの排出油を油タンク
１４に流すためのタンク油路である。また同様に、第二
バルブユニット３４においても、専用ポンプ１２の圧油
を制御バルブ３３、２６を経由して油タンク１４に流す
第三センタバイパス油路Ｆ、専用ポンプ１２の圧油を制
御バルブ２６に供給する第三パラレル油路Ｇ、および制
御バルブ３３からの排出油を油タンク１４に流すタンク
油路Ｈが形成されている。さらに、前記第一バルブユニ
ット３８と第二バルブユニット３４とのあいだには、旋
回用第二制御バルブ２６から旋回用第一制御バルブ２３
に至る合流油路Ｉが形成されている。
【００１０】一方、前記旋回用第一制御バルブ２５は、
前述したように第一バルブユニット３８に組み込まれて
いるが、このものは、左旋回用、右旋回用のパイロット
ポート２５ａ、２５ｂを備えた三位置切換弁であって、
両パイロットポート２５ａ、２５ｂにパイロット圧が入
力されていない状態では、第一センタバスパス油路Ａの
油を下流側に流すためのセンタバイパス用弁路ＰＴを開
き、且つ、第二パラレル油路Ｃおよび前記合流油路Ｉの
圧油を旋回用モータ１７に供給するための供給用弁路Ｐ
Ｍと、旋回用モータ１７からの排出油をタンク油路Ｅに
流すための排出用油路ＭＴとを閉じる中立位置Ｎに位置
しているが、左旋回用パイロットポート２５ａまたは右
旋回用パイロットポート２５ｂにパイロット圧が入力さ
れることにより、上記センタバイパス用弁路ＰＴを絞る
と共に、供給用弁路ＰＭと排出用弁路ＭＴとを開く圧油
供給位置ＸまたはＹに切換るように構成されている。こ
こで、前記旋回用第一制御バルブ２５のスプールの移動
ストロークと、センタバイパス用弁路ＰＴの開口面積と
の関係を図３に示すが、該図３に示されるように、セン
タバイパス用弁路ＰＴは、スプールの移動ストロークが
大きくなるにつれて絞られていくが、スプールがフルス
トロークまで移動しても閉鎖することなく、第一センタ
バイパス油路Ａの圧油の一部を下流側に流すように構成
されている。つまり、旋回用第一制御バルブ２５は、圧
油供給位置ＸまたはＹに位置していても、第一メインポ
ンプ１０からの供給圧油の一部をセンタバイパス用弁路
ＰＴを介して油タンク１４に流すようになっており、こ
れにより第一メインポンプ１０からの圧油供給量が過剰
にならないようにコントロールされている。
【００１１】また、前記旋回用第二制御バルブ２６は、
パイロットポート２６ａを備えた二位置切換弁であっ
て、このものは、パイロットポート２６ａにパイロット
圧が入力されていない状態では、第三センタバスパス油
路Ｆの油を下流側に流すためのセンタバイパス用弁路Ｐ
Ｔを開き、且つ、第三パラレル油路Ｇの圧油を合流油路
Ｉに供給するための合流用弁路ＰＪを閉じる中立位置Ｎ
に位置しているが、パイロットポート２６ａにパイロッ
ト圧が入力されることにより、上記センタバイパス用弁
路ＰＴを閉じると共に、合流用弁路ＰＪを開く合流位置
Ｘに切換るように構成されている。
【００１２】さらに、前記図２の油圧回路において、３
５は旋回用のパイロットバルブであって、該パイロット
バルブ３５は、旋回用レバー３６を左旋回側または右旋
回側に操作することに基づき、前記旋回用第一制御バル
ブ２５の左旋回側パイロットポート２５ａまたは右旋回
側パイロットポート２５ｂにパイロット圧を出力する。
さらに、旋回用レバー３６を左旋回側、右旋回側の何れ
に操作した場合でも、前記パイロットバルブ３５から出
力されたパイロット圧は、シャトル弁３７を介して旋回
用第二制御バルブ２６のパイロットポート２６ａに入力
される。
【００１３】つまり、旋回用操作レバー３６の操作に基
づいてパイロットバルブ３５からパイロット圧が出力さ
れると、該パイロット圧により、旋回用第一制御バルブ
２５が圧油供給位置ＸまたはＹに切換ると共に、旋回用
第二制御バルブ２６が合流位置Ｘに切換る。これによ
り、旋回用モータ１７には、第一パラレル油路Ｃを経由
して供給される第一メインポンプ１０の圧油と、第三パ
ラレル油路Ｇ、旋回用第二制御バルブ２６の合流用弁路
ＰＪ、合流油路Ｉを経由して供給される専用ポンプ１２
の圧油とが合流したものが、旋回用第一制御バルブ２５
の供給用弁路ＰＭを経由して供給されるようになってい
る。ここで、前記旋回用モータ１７に対する圧油供給流
量と、旋回用操作レバー３６のレバーストロークとの関
係の概略図を図４（Ａ）に示すが、該図４（Ａ）に示さ
れるように、専用ポンプ１２からの圧油供給量だけでは
不足する分を、第一メインポンプ１０からの圧油供給で
補うようになっている。この場合、圧油供給流量とレバ
ーストロークとの関係は、例えば図４（Ｂ）に示すよう
な関係に設定することもできる。尚、専用ポンプ１２
は、旋回用モータ１７の他にブレード用シリンダ２２の
圧油供給源となっているが、旋回作動とブレード操作と
を同時に行うことは通常ないため、専用ポンプ１２の圧
油は、旋回操作時には専ら旋回用モータ１７に供給さ
れ、またブレード操作時には専らブレード用シリンダ２
２に供給されるようになっている。
【００１４】叙述の如く構成されたものにおいて、旋回
用モータ１７には、旋回作動時には専ら旋回用モータ１
７に圧油を供給する専用ポンプ１２と、旋回用モータ１
７も含めて複数の油圧アクチュエータの圧油供給源であ
る第一メインポンプ１０との両方のポンプからの圧油が
供給されることになる。この結果、エンジン馬力の配分
の関係上、専用ポンプ１２の容量が旋回用モータ１７の
最大要求量に対して小さめのものであっても、旋回作動
を単独で行う場合には、専用ポンプ１２からの供給圧油
に加えて第一メインポンプ１０からの圧油も供給される
ことになって、旋回作動をスピーディに行うことができ
る。一方、旋回作動を、ブーム上昇やアームアウト等の
他の作動と連動で行う場合には、第一メインポンプ１０
からの供給圧油が他の油圧アクチュエータに優先的に流
れて旋回用モータ１７への供給量が不足しても、旋回用
モータ１７には専用ポンプ１２からの圧油が専ら供給さ
れるから、連動時に旋回用モータ１７のスピードが低下
してしまうことを回避できる。而して、単独時、連動時
の何れにおいても好適な旋回スピードが得られることに
なって、作業性が向上する。
【００１５】しかもこのものにおいて、旋回用第一制御
バルブ２５は、旋回用モータ１７に圧油を供給する圧油
供給位置ＸまたはＹに位置している状態であっても、第
一メインポンプ１０からの供給圧油の一部を、センタバ
イパス用弁路ＰＴを介して油タンク１４に流すように構
成されているから、第一メインポンプ１０から過剰の圧
油が供給されてしまうエネルギーロスを無くすことがで
きる。
【００１６】また、本実施の形態では、専用ポンプ１２
は、旋回用モータ１７の他にブレード用シリンダ２２の
圧油供給源となっていて、ブレード作動を、他の作動と
連動で行う場合であっても（前述したように、ブレード
作動と旋回作動とは連動で行うことは通常ない）速度変
化することなく行うことができるように構成されている
が、既存の油圧ショベルのなかにはブレード専用の油圧
ポンプが設けられたものがあり、このようなものにおい
ては、該ブレード専用の油圧ポンプをそのまま利用して
本発明の専用ポンプとして実施することができ、好都合
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】油圧ショベルの油圧回路図である。
【図３】旋回用第一制御バルブのスプール移動ストロー
クとセンタバイパス用弁路開口面積との関係を示す図で
ある。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は旋回用モータへの圧油供給流
量と旋回用レバーのレバーストロークとの関係を示す図
である。
【符号の説明】
３ 上部旋回体 １０ 第一メインポンプ １２ 専用ポンプ １７ 旋回用モータ ２２ ブレード ２５ 旋回用第一制御バルブ ２６ 旋回用第二制御バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB02 AB05 AC09 BA01 BA02 BA05 BB02 CA05 DA03 3H089 AA60 AA72 BB15 BB20 CC01 CC08 CC11 DA02 DA08 DB33 DB46 DB47 DB48 DB49 EE14 EE22 GG02 JJ02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 旋回体を旋回せしめるための旋回用モー
    タと、該旋回用モータ以外の他の油圧アクチュエータを
    備えてなる作業機械において、上記旋回用モータおよび
    他の油圧アクチュエータの共通の油圧供給源となる大容
    量のメインポンプと、旋回作動時に旋回用モータ専用の
    圧油供給源となる小容量の専用ポンプとを設け、旋回作
    動時にはこれら両ポンプからの圧油が旋回用モータに供
    給される構成にしたことを特徴とする作業機械における
    旋回系油圧回路。
  2. 【請求項２】 請求項１において、旋回用モータの圧油
    供給排出制御を行う制御バルブは、旋回作動時にメイン
    ポンプから供給される圧油の一部を油タンクに流すため
    の油路が形成されていることを特徴とする作業機械にお
    ける旋回系油圧回路。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、作業機械は
    ブレードを備えたショベル系建設機械であって、専用ポ
    ンプは、ブレード作業時にはブレード用油圧アクチュエ
    ータ専用の圧油供給源となり、旋回作動時には旋回用モ
    ータ専用の圧油供給源となるように設定されていること
    を特徴とする作業機械における旋回系油圧回路。
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