JP2005331007A

JP2005331007A - 油圧ショベルの油圧回路

Info

Publication number: JP2005331007A
Application number: JP2004148617A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsukamoto; 浩之塚本
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】複合操作している場合でも円滑に方向転換が可能となる油圧回路を提供することを課題とする。
【構成】走行単独操作時には左右の走行モータを２つの油圧ポンプで各々を駆動させ、旋回操作、アーム操作、ブーム操作等の操作と両走行操作を同時に行う複合操作時には上物のアクチュエータを一の油圧ポンプで駆動し、左右の走行モータを他の油圧ポンプで駆動するように、走行直進弁を設けて切換え可能にした油圧回路において、複合操作時に前記他の油圧ポンプの吐出ラインと前記走行直進弁の下流側に配置された走行用制御弁の圧油供給ラインとをチェック弁を介して連通させると共に、該連通ラインを前記一の油圧ポンプのセンタラインと分離したことを特徴とする。
【選択図】
図１

Description

この発明は、油圧ショベル等の建設機械において、走行直進弁を設けた油圧回路の技術に関するものである。

従来から油圧ショベル等の建設機械においては、走行用油圧モータに必要な圧油供給を確保するだけでなく、双方の油圧モータに等圧の圧油を供給して直進走行を容易にする工夫が行われていた。また、一方で油圧ポンプのエネルギーの有効利用を図るためにも工夫がなされてきた。例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている油圧ショベルでは走行直進弁（切換弁）を設けて直進走行性とエネルギーの有効利用を図っている。
公開特許公報、第平３−２４４７２１号（油圧ショベルの油圧回路）公開特許公報、第平３−２４４７２１号（油圧ショベルの油圧回路）

図３は、上記文献に記載されている従来回路を示す。以下に、図３の回路について簡単に説明をする。図３において、油圧ポンプ３１のセンタ油路３２には走行用油圧モータ３３ｂを制御する走行用制御弁３３、旋回モータ３４ｂを制御する旋回用制御弁３４、他のアクチュエータ（油圧シリンダ等）を制御する制御弁３５がタンデム接続され、センタ油路３２は絞り３６を経て油タンクに接続されている。一方、油圧ポンプ３７のセンタ油路３８には走行直進弁３９、走行用油圧ポンプ４０ｂを制御する走行用制御弁４０、他のアクチュエータ（油圧シリンダ等）を制御する制御弁４１、４２がタンデム接続され、センタ油路３８は絞り３９を経て油タンクに接続されている。

また、パイロット油圧ポンプ４３の出力油路は絞り４３ｄを介して分岐油路４３ａ、４３ｂ、４３ｃに分岐されている。分岐油路４３ａは走行用制御弁３３のスプールに設けられた位置検出部３３ａを経由して油タンクに接続されている。同様に分岐油路４３ｂは走行用制御弁４０のスプールに設けられた位置検出部４０ａを経由して油タンクに接続されている。また、分岐油路４３ｃは旋回用制御弁３４、及びその他のアクチュエータ用制御弁３５、４２、４１（以下、これらを上物用制御弁という）のスプールに設けられた位置検出部３４ａ、３５ａ、４２ａ、４１ａを直列に経由して油タンクに接続されている。更に、走行直進弁３９の制御ポート３９ａはパイロット油圧ポンプ４３の分岐油路４３ａ〜４３ｃに直接接続され、分岐油路４３ａ〜４３ｃの何れもが油タンクに接続されない場合にのみ制御ポート３９ａにパイロット油圧が作用して走行直進弁３９が切換えられる。即ち、複合操作（両走行用制御弁３３，３４と上物用制御弁の何れかを同時操作）している場合にのみ走行直進弁３９が切換わる。

走行直進弁３９が切換わらない状態（図のイの場合）では、油圧ポンプ３１のセンタ油路３２から分岐した分岐油路４５が走行直進弁３９を介して他の制御弁３４、３５に並列接続され、油圧ポンプ３７のセンタ油路３８は走行直進弁３９を介して走行用制御弁４０の入力ポートに連通される。又、走行直進弁３９は切換わった状態（図のロの場合）では、図４に示すように、分岐油路４５が走行直進弁３９を介して走行用制御弁４０の入力ポートに連通され、油圧ポンプ３７のセンタ油路３８は走行直進弁３９を介して制御弁３４、３５に並列接続される。更に、油圧ポンプ３７のセンタ油路３８から分岐した分岐油路４６は直接に制御弁４１、４２に並列接続されている。

上記の従来回路は以下のように作用する。即ち、両走行用油圧モータ３３ｂ、４０ｂの制御弁３３及び４０が走行操作され、かつ、他のアクチュエータの制御弁３４、３５、４１、４２の中の少なくとも１つの制御弁が同時に操作される場合（複合操作の場合）はパイロット油圧ポンプ４３の分岐油路４３ａ〜４３ｃが全て油タンクから遮断されるために、走行直進弁３９の制御ポートにはパイロット油圧が作用し、走行直進弁３９は状態（ロ）に切換わる。従って、この場合は、油圧ポンプ３１の出力油路が走行用制御弁３３、４０の入力ポートに並列に接続され、同時に油圧ポンプ３７のセンタ油路が制御弁３４、３５、４１、４２の入力ポートに並列に接続される。

又、複合操作以外の操作の場合（例えば両走行制御弁３３、４０のみの操作の場合）は、走行直進弁３９の制御ポートには油タンク圧が作用し、走行直進弁３９は状態（イ）になる。従って、油圧ポンプ３１の出力油路が両走行制御弁３３及び他の制御弁３４、３５の入力ポートに並列に接続され、同時に油圧ポンプ３７の出力油路が走行制御弁４０及び制御弁４１、４２の入力ポートに並列に接続される。なお、チェック弁４９は油圧ポンプ３７からの圧油が余った場合に走行回路（走行弁４０）に合流させるためである。

図４は複合操作の場合を示す例で、例えば、両走行用制御弁３３及び４０を操作して直進走行をしながら旋回制御弁３４を同時操作する場合を示す。図４の回路で、進行方向を変えるために片方の走行制御弁を戻し始めた場合について検討する。例えば、走行用制御弁４０を戻し始めた場合（図の右折方向に転回する場合）について考える。この場合、走行用制御弁４０は開き始める（中立状態に移動し始める）が、直進走行弁３９は未だ切換わった状態（ロの状態）を続ける。従って、この場合には、油圧ポンプ３１の圧油の一部が下流の油タンクに流れてしまうために、油圧ポンプ３１の油圧が低下し、走行制御弁３３に十分な圧油を供給できなくなる。その結果、進行方向を変えるに必要な油圧が発生せず、進行方向を変えることが難しいという課題があった。なお、制御弁４１を操作している複合操作の場合に左折する場合（走行用制御弁３３を戻し始める場合）についても同様な課題が生じる。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、複合操作している場合でも円滑に方向転換が可能となる油圧回路を提供することを課題とする。

本発明は上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に記載の発明は、走行単独操作時には左右の走行モータを２つの油圧ポンプで各々を駆動させ、旋回操作、アーム操作、ブーム操作等の上物操作と両走行操作を同時に行う複合操作時には上物のアクチュエータを一の油圧ポンプで駆動し、左右の走行モータを他の油圧ポンプで駆動するように、走行直進弁を設けて切換え可能にした油圧回路において、複合操作時に前記他の油圧ポンプの吐出ラインと前記走行直進弁の下流側に配置された走行用制御弁の圧油供給ラインとを連通させると共に、該連通ラインを前記一の油圧ポンプのセンタラインと分離したことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記一の油圧ポンプのセンタラインは、複合操作時において、前記他の油圧ポンプのセンタラインに接続されている上物アクチュエータの制御弁の入力側と並列接続すると共に、非複合操作時において、前記走行直進弁の下流側に配置された走行用制御弁の圧油供給ラインと連通するようにバイパスを設けたことを特徴としている。

複合操作時に方向転換が円滑できるという効果が生じ、その結果、作業操作が円滑になるという効果が得られる。

図１は本願発明の最良と思われる実施形態の油圧回路図を示す。図２は複合操作の場合の例を示す。以下本発明の実施形態を図１、図２に基づいて説明する。これらの図において従来装置（図３）と同じ構成要素については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

図１において、油圧ポンプのセンタ油路３８と走行用制御弁４０の入力油路１１の接続を分離している。接続を分離した代わりに、走行直進弁１０を５ポート切換弁とし、非複合操作の時（状態イの場合）は走行直進弁１０の内部で分岐油路を設けてセンタ油路３８と走行制御弁４０の入力ライン１１と連通させ、複合操作（状態ロに切換わったとき）は油圧ポンプ３１の分岐油路４５と入力油路１１とを連通させた。さらに、この連通ライン４５にはチェック弁１２を設けている。上記従来回路と異なる主な点は以上の通りである。なお、チェック弁１２は走行直進弁１０の内部油路に設けてもよい。

図２は両走行制御弁３３と４０及び旋回制御弁３４を同時操作する複合操作の場合について示した回路図である。図２の場合を直進走行とし、進行方向を変える場合について説明する。進行方向を変える場合は何れか一方の制御弁を少し戻して行え、一気に中立状態にしない。先ず、最初に走行用制御弁４０を少し戻した場合（右折する場合等）について説明する。この場合センタ油路３８は走行用制御弁４０内部において連通状態に変化し始め、センタ油路３８と油タンクとの間の抵抗が減少する。また、パイロット油路４３ｃは油タンクと連通しないので、走行直進弁１０は状態「ロ」を維持し、切換わるまでには至らない。

従って、油圧ポンプ３７の分岐油路４６の油圧は少し低下するが、センタ油路３８と走行用制御弁４０の入力油路１１とは分離されているために、油圧ポンプ３１の分岐油路４５の油圧は低下せず、逆に油圧ポンプ３１のセンタライン３２の油圧が上昇し、走行モータ３３ｂに多く流入する。その結果、進行方向を円滑に変えることができる。

次に、走行用制御弁３３を切換える場合（左折する場合等）は、走行用制御弁３３内部において、センタ油路３２は油タンクと少し連通状態になり始める。しかし、この場合もパイロット油路４３ａは油タンクと連通しないので、走行直進弁１０は状態「ロ」を維持し、切換わるまでには至らない。また、センタ油路３２は旋回制御弁３４で閉鎖又は絞られているために、センタ油路３２の油圧は大きく低下しない。なお、センタ油路３２の油圧が低下する場合（例えば、制御弁４１が複合操作されている場合）であっても、油圧ポンプ３７からの余剰圧油がチェック弁４９を介して走行用制御弁４０の入力ラインに合流しており、合流した圧油はチェック弁１２により走行直進弁１０方向への流れは阻止されているので、走行用制御弁４０には十分な圧油が供給され、進行方向を円滑に変えることができる。

以上に説明したように、本実施形態によれば複合操作時においても進行方向を円滑に変えることができるという効果が得られる。
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、例えば、チェック弁１２の代わりに切換え弁を利用して同じ機能を発揮させるように構成した場合でも本発明の技術的範囲に属する。

本願発明の最良と思われる実施形態の油圧回路図を示す。走行用制御弁を同時操作する複合操作の場合の例を示す。文献に記載されている従来回路を示す。従来回路における複合操作の場合の例を示す。

符号の説明

１０、３９走行直進弁
１１走行制御弁４０への圧油供給ライン
１２チェック弁
３１油圧ポンプ（他の油圧ポンプ）
３７油圧ポンプ（一の油圧ポンプ）
３３、４０走行制御弁
３３ｂ、４０ｂ走行モータ
３４旋回制御弁

Claims

走行単独操作時には左右の走行モータを２つの油圧ポンプで各々を駆動させ、旋回操作、アーム操作、ブーム操作等の上物操作と両走行操作を同時に行う複合操作時には上物のアクチュエータを一の油圧ポンプで駆動し、左右の走行モータを他の油圧ポンプで駆動するように、走行直進弁を設けて切換え可能にした油圧回路において、複合操作時に前記他の油圧ポンプの吐出ラインと前記走行直進弁の下流側に配置された走行用制御弁の圧油供給ラインとをチェック弁を介して連通させると共に、該連通ラインを前記一の油圧ポンプのセンタラインと分離したことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。
前記一の油圧ポンプのセンタラインは、複合操作時において、前記他の油圧ポンプのセンタラインに接続されている上物アクチュエータの制御弁の入力側と並列接続すると共に、非複合操作時において、前記走行直進弁の下流側に配置された走行用制御弁の圧油供給ラインと連通するようにバイパスを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１に記載の油圧ショベルの油圧回路。