JP2583833B2

JP2583833B2 - エンジン制御用油圧回路

Info

Publication number: JP2583833B2
Application number: JP62037157A
Authority: JP
Inventors: 亘久保本
Original assignee: Yutani Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPS63203903A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、油圧ショベルのエンジン制御用油圧回路
に関する。

従来の技術油圧ショベルは、エンジンを高速回転させた状態で掘
削・積込等の作業を行っているが、これらの作業の間に
は、ダンプ待ち等の作業休止時間がある。この休止時間
中においては、騒音の発生を防ぎ、かつ、燃費を向上さ
せるために、エンジンをアイドル回転に減速させる対策
が講じられている。

第３図は、エンジン自動減速装置の従来技術第１実施
例（特開昭60−206944による）を示すシステム構成図で
ある。次に、従来技術第１実施例の作動機能を第３図に
ついて述べる。燃料コントロールレバ１の回動部にはポ
テンショメータ２が取付けられており、上記レバ１の位
置に対応する信号がコントローラ３に加えられている。
また、コントローラ３には、自動減速解除用スイッチ4,
走行用リミットスイッチ5,6および圧力スイッチ７が、
直列に接続された電気回路が設けられている。それで、
各種油圧アクチュエータを制御する操作レバ8,9,10,11
の操作により、PPC弁12,13は、その操作量に対応した圧
油をシャトル弁14に出力する。そうすると、その圧油に
よって、シャトル弁14はオフとなる。なお、電磁弁15お
よびPPC弁12,13には、エンジン16によって駆動されるパ
イロットポンプ17から圧油が供給されるようになってい
る。さて通常、エンジン16は、最大能力を発揮する高速
回転で運転される。すなわち、燃料コントロールレバ１
は、高速回転位置（イ）に設定される。ここで、例えば
ダンプ待ちのために、操作レバがある一定時間操作され
ないと、コントローラ３はこれを判断して電磁弁15をオ
ンにし、電磁弁15を介してデセルシリンダ18に圧油を供
給する。これにより、デセルシリンダ18はピストンロッ
ド19を伸長移動させ、ロッド20を矢印Ｃ方向に押し戻
す。したがって、ガバナ21はエンジン減速位置に回動さ
せられ、エンジン16の回転は、高速回転より低速回転に
自動的に落される。

第４図は、エンジン自動減速装置の従来技術第２実施
例（特開昭61−6029による）を示す油圧回路図である。
次に、従来技術第２実施例の作動機能を第４図について
述べる。切換弁22を中立位置からロ位置に切換える。そ
うすると、油圧ポンプ23からの吐出圧油は、油路24、切
換弁22のロ位置を経て、シリンダ25を作動させる。それ
で、油路24内の油圧が高圧になるので、パイロット弁26
はハ位置となる。そこで、パイロットポンプ17からの吐
出圧油は、パイロット弁26のハ位置を経て、減速シリン
ダ27を伸長作動させる。したがって、ロッド28を介して
ガバナ21は、高速回転位置となる。ところが、切換弁22
を中立位置に戻すと、シリンダ25は作動を停止するとと
もに、油路24内の油圧は低下する。そうすると、パイロ
ット弁26は、そのばね29のばね力により、ニ位置に切換
わる。そのために、パイロットポンプ17の吐出側油路30
は遮断されるので、減速シリンダ27はそのスプリング31
のばね力により、縮小作動する。したがって、ガバナ21
はエンジン減速位置に回動させられ、エンジン16の回転
は、高速回転より低速回転に自動的に落される。

発明の解決すべき問題点上記従来技術第１実施例では、操作レバにPPC弁また
はリミットスイッチを設け、一方、燃料コントロールレ
バの回動部にポテンショメータを取付けている。そし
て、その燃料コントロールレバの位置に対応する信号が
コントローラに加えられ、かつ、圧力スイッチ，シャト
ル弁，電磁弁等を介してデセルシリンダを作動させるよ
うにしている。そのために、従来技術第１実施例装置を
構成する電気機器は、高価であった。

また、従来技術第２実施例は、特殊建設機械または産
業機械用の油圧回路で、その回路内に設けてある切換弁
および制御用油圧機器の構成は、油圧ショベルの油圧回
路と全く異なったものである。

この発明は、可変２ポンプ方式で、かつ、ポンプ制御
にネガチブコントロール方式（以下ネガコン方式とい
う）を採用している油圧ショベルのエンジン制御用油圧
回路を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段イ．本発明では、油圧ショベルに装備した各種油圧アク
チュエータ用切換弁を２個のグループA,Bに分け、かつ
そのグループA,B内のそれぞれ切換弁を並列に配置し、
またグループA,Bのそれぞれ圧油供給源として第1,第２
ポンプを配置し、またグループA,B内をそれぞれ貫通す
るセンタバイパス油路出口側に各々フートリリーフ弁と
絞り部とを並列に接続し、すべての上記切換弁の中立位
置状態時に上記フートリリーフ弁と絞り部の上流側に発
生するネガコン圧が第1,第２ポンプのそれぞれレギュレ
ータに通じ通じるようにし、かつ上記フートリリーフ弁
及び絞り部の下流側を油タンクに連通せしめたネガチブ
コントロール方式油圧回路において、ロ．第1,第２ポンプのそれぞれレギュレータ間を結ぶ油
路にネガコン圧検出用の高圧選択シャトル弁と、発生し
ないネガコン圧の圧力０（ゼロ）を選択する低圧選択と
を並列に連結し、ハ．一方、エンジンのガバナ調整用ロッドと減速シリン
ダ用ピストンロッドを連結し、ニ．また旋回モータのブレーキ作用を行うブレーキ回路
が上記ネガコン圧より低圧の背圧である低圧ブースト圧
を保持して油タンクに通じる油路と、上記高圧選択シャ
トル弁とを、圧力選択用の別のシャトル弁を介して連通
し、ホ．上記別のシャトル弁によって選択された高圧によっ
てタンク連通油路位置に切換作動し、上記低圧選択弁か
らの圧力によって開通油路位置を保持する減速用パイロ
ット弁を、パイロット油圧源であるパイロットポンプの
吐出側に連結し、ヘ．かつ上記減速用パイロット弁の開通油路位置と、上
記減速シリンダとを、チェック弁と絞り部を並列に連結
して減速シリンダからの戻り油を制限するスローリター
ン弁を介し連通せしめた。

作用イ．グループA,Bのいずれか一方、例えばグループＡ内
の操作レバを操作すると、そのグループＡのセンタバイ
パス油路出口側の油圧は、低下してP₀（P₀は圧力がほと
んどないと考えてよい）となる。しかし、グループＢの
センタバイパス油路出口側の油圧は、ネガコン圧P_nであ
る。そこで、グループＢのセンタバイパス油路出口側か
ら導出されるネガコン圧P_n（高圧信号）は、減速用パイ
ロット弁の高圧パイロット圧受圧部へ作用し、一方、グ
ループＡ側の低圧P₀（低圧信号）は、上記パイロット弁
の低圧パイロット圧受圧部に作用する。そのために、パ
イロット弁は、タンク連通油路位置に切換わり、パイロ
ットポンプからの吐出圧油は、減速シリンダに送油され
ない。したがって、減速シリンダは縮小作動し、エンジ
ンは高速回転をする。

ロ．グループA,B内のいずれか操作レバをともに操作す
ると、グループA,Bのセンタバイパス油路出口側の油圧
は低下して、ともにP₀となる。

しかし、旋回モータ用ブレーキ回路には、常時低圧ブ
ースト圧P_Bが存在する。この低圧ブースト圧P_Bは、パイ
ロット弁用ばねのばね力P_Sおよびネガコン圧P_nに比べる
と、P_S＜P_B＜P_nである。そこで、ブースト圧P_B（高圧信
号）は、パイロット弁の高圧パイロット圧受圧部へ作用
し、一方、グループA,Bのセンタバイパス油路出口側の
油圧P_O（低圧信号）は、パイロット弁の低圧パイロット
圧受圧部に作用する。そのために、上記イ項と同様に、
減速シリンダは縮小作動し、エンジンは高速回転をす
る。

ハ．グループA,B内の操作レバをすべて中立位置に戻す
と、グループA,Bのセンタバイパス油路出口側の油圧
は、ともにネガコン圧P_nとなる。それで、パイロット弁
の高圧および低圧パイロット圧受圧部には、同時にそれ
ぞれネガコン圧P_nが作用する。そこで、パイロット弁
は、そのばねのばね力P_Sにより、パイロットポンプ吐出
側油路開通位置に切換わる。そのために、パイロットポ
ンプからの吐出圧油は、スローリターン弁を経て減速シ
リンダに送油される。したがって、エンジンの回転は、
高速回転より徐々に低速回転に、自動的に落される。

実施例以下、この発明にかかるエンジン制御用油圧回路を図
面に基づいて詳細に説明する。第１図は、この発明にか
かる油圧回路図であるが、まず、その構成について述べ
る。本発明では、油圧ショベルに装備した各種油圧アク
チュエータ用切換弁を２個のグループA,Bに分け、かつ
そのグループA,B内のぞれぞれ切換弁を並列に配置し、
またグループA,B内をそれぞれ貫通するセンタバイパス
油路34_L,34_R出口側に各々フートリリーフ弁35_Lと絞り部
36_L、およびフートリリーフ弁35_Rと絞り部36_Rとをそれ
ぞれ並列に接続し、すべての上記切換弁の中立位置状態
時に上記フートリリーフ弁（35_L,35_R）と絞り部（36_L,3
6_R）の上流側に発生するネガコン圧が第１ポンプ32_L,第
２ポンプ32_Rのそれぞれレギュレータ33_L,33_Rに通じるよ
うにし、かつ上記フートリリーフ弁（35_L,35_R）及び絞
り部（36_L,36_R）の下流側を油タンク51に連通せしめた
ネガチブコントロール方式油圧回路において、第１ポン
プ32_L,第２ポンプ32_Rのそれぞれレギュレータ33_L−33_R
間を結ぶ油路にネガコン圧検出用の高圧選択シャトル弁
40と、発生しないネガコン圧の圧力０（ゼロ）を選択す
る低圧選択弁41とを並列に連結し、一方、エンジン16の
ガバナ21調整用ロッド42と減速シリンダ43用ピストンロ
ッド44を連結し、また旋回モータ38のブレーキ作用を行
うブレーキ回路39が上記ネガコン圧より低圧の背圧であ
る低圧ブースト圧を保持して油タンク51に通じる油路52
と、上記高圧選択シャトル弁40とを、圧力選択用の別の
シャトル弁50を介して連通し、その別のシャトル弁50に
よって選択された高圧によってタンク連通油路位置ホに
切換作動し、上記低圧選択弁41からの圧力によって開通
油路位置トを保持する減速用パイロット弁46を、パイロ
ット油圧源であるパイロットポンプ45の吐出側に連結
し、上記減速用パイロット弁46の開通油路位置トと、上
記減速シリンダ43とを、チェック弁（符号を付していな
い）と絞り部（符号を付していない）を並列に連結して
減速シリンダ43からの戻り油を制限するスローリターン
弁49を介し連通せしめた。

次に、この発明にかかる油圧回路の作動機能について
述べる。まず、グループA,Bのいずれか一方、例えばグ
ループＡ内の操作レバを操作すると、そのグループＡの
センタバイパス出口側油路37Lの油圧は、低下してP_O（P
_Oは圧力がほとんどないと考えてよい）となる。しか
し、グループＢのセンタバイパス出口側油路37Rの油圧
は、ネガコン圧P_nである。そこで、グループＢのセンタ
バイパス油路出口側から導出されるネガコン圧P_n（高圧
信号）は、油路37R、53R、54R、55R、高圧選択シャトル
弁40、油路56、シャフト弁50、油路57を経て、パイロッ
ト弁46の高圧パイロット圧受圧部47に作用すると同時
に、油路54Rより油路58R、59Rを経て、低圧選択弁41の
パイロット圧受圧部60Rに作用する。そこで、低圧選択
弁41は、中立位置よりへ位置に切換わる。そのために、
グループＡのセンタバイパス出口側の油圧P_O（低圧信
号）は油路37L、53L、54L、58L、61L、低圧選択弁41の
へ位置、油路62を経て、パイロット弁46の低圧パイロッ
ト圧受圧部48に作用する。そうすると、パイロット弁46
は、タンク連通油路位置ホ位置に切換わるので、パイロ
ットポンプ45からの吐出側油路は、パイロット弁46のホ
位置で遮断される。したがって、減速シリンダ43は、そ
のスプリング63のばね力により縮小作動する。これによ
り、ガバナ21は、エンジン高速回転位置に回動される。
また、グループA,B内のいずれか操作レバをともに操作
すると、グループA,Bのセンタバイパス出口側油路37L,3
7Rの油圧は低下して、ともにP_Oとなる。しかし、旋回モ
ータ38用ブレーキ回路39の油路52には、ブースト圧P_Bが
存在する。このブースト圧P_Bは、パイロット弁46用ばね
64のばね力P_Sおよびネガコン圧に比べると、P_S＜P_B＜P_n
である。そこで、油路52のブースト圧P_Bは、油路65、シ
ャトル弁50、油路57を経て、パイロット弁46の高圧パイ
ロット圧受圧部47に作用する。一方、センタバイパス出
口側油路37L,37Rの油圧は、ともにP_Oに低下している
が、その油圧は、ともに、低圧選択弁41の中立位置、油
路62を経て、パイロット弁46の低圧パイロット圧受圧部
48に作用する。そこで、パイロット弁46は、ホ位置に切
換わるので、減速シリンダ43は縮小作動する。したがっ
て、前記グループA,Bのいずれか一方の操作レバを操作
した場合と同様に、ガバナ21は、エンジン高速回転位置
に回動される。ところが、グループA,B内の操作レバを
すべて中立位置に戻すと、センタバイパス出口側油路37
L,37Rの油圧は、ともにネガコン圧P_nとなる。それで、
高圧選択シャトル弁40と低圧選択弁41は、油路37Lと37R
との中間に、並列に接続されているので、上記ネガコン
圧P_nは、一方は高圧選択シャトル弁40、油路56、シャト
ル弁50、油路57を経て、パイロット弁46の高圧パイロッ
ト圧受圧部47に作用する。それと同時に、上記ネガコン
圧P_nは、もう一方として、低圧選択弁41の中立位置、油
路62を経て、パイロット弁46の低圧パイロット圧受圧部
48に作用する。そこで、パイロット弁46は、そのばね64
のばね力P_Sにより、ト位置に切換わる。そのために、パ
イロットポンプ45からの吐出圧油は、パイロット弁46の
ト位置、スローリターン弁49を経て、減速シリンダ43に
送油される。したがって、減速シリンダ43は、スプリン
グ63のばね力に抗して伸長作動し、ピストンロッド44を
移動させる。そして、ロッド42を介して、ガバナ21は回
動されるので、エンジン16の回転は、高速回転より徐々
に低速回転に、自動的に落される。

第２図は、この発明にかかるエンジン制御用油圧回路
の変形例である。前記第１図実施例におけるパイロット
ポンプ45吐出側に配置されているパイロット弁46の下流
側に、圧力スイッチ66を設け、一方、パイロットポンプ
45吐出側に、パイロット弁46と並列に電磁弁67を設け
た。そして、その電磁弁67の励磁コイル68と圧力スイッ
チ66と電源69を直列に接続した。それで、グループA,B
内の操作レバをすべて中立位置に戻すと、第１図実施例
と同様に、センタバイパス出口側油路37L,37Rのネガコ
ン圧P_nは、同時に、パイロット弁46の高圧パイロット圧
受圧部47および低圧パイロット圧受圧部48に作用する。
そこで、パイロット弁46は、そのばね64のばね力P_Sによ
り、ト位置に切換わる。そうすると、パイロットポンプ
45からの吐出圧は、パイロット弁46のト位置を経て、圧
力スイッチ66をオン作動させる。そのために、励磁コイ
ル68は通電し、電磁弁67をチ位置とする。したがって、
パイロットポンプ45からの吐出圧油は、油路70、電磁弁
67のチ位置、スローリターン弁49を経て、減速シリンダ
43に送油される。減速シリンダ43は、伸長作動し、ピス
トンロッド44およびロッド42を介して、ガバナ21を回動
させる。これにより、エンジン16の回転は、高速回転よ
り徐々に低速回転に、自動的に落される。

発明の効果前述のように、この発明にかかるエンジン制御用油圧
回路は、油圧ショベルに装備した各種油圧アクチュエー
タ用切換弁を２個のグループA,Bに分け、その油圧源は
可変２ポンプ方式とし、かつ、ポンプ制御にネガコン方
式を採用している油圧回路において、グループA,Bのそ
れぞれセンタバイパス油路出口側を連通する油路中間
に、高圧選択シャトル弁と低圧選択弁とを並列に連結
し、一方、エンジンのガバナ調整用ロッドと減速シリン
ダ用ピストンロッドを連結し、また、パイロットポンプ
吐出側にタンク連通油路位置を有する減速用パイロット
弁を設け、そのパイロット弁と上記減速シリンダとをス
ローリターン弁を介して連結し、また、上記高圧選択シ
ャトル弁と、低圧ブースト圧を保持している油路とを別
のシャトル弁を介して接続し、そのシャトル弁と上記減
速用パイロット弁の高圧パイロット圧受圧部とを連結す
るとともに、上記減速用パイロット弁の低圧パイロット
圧受圧部と低圧選択弁とを連結して構成した。

従来技術第１実施例では、操作レバにPPC弁またはリ
ミットスイッチを設け、一方、燃料コントロールレバの
回転部にポテンショメータを取付けている。そして、こ
の燃料コントロールレバの位置に対応する信号がコント
ローラに加えられ、かつ、圧力スイッチ，シャトル弁，
電磁弁等を介してデセルシリンダを作動させるようにし
ている。そのために、従来技術第１実施例装置を構成す
る電気機器は、高価であった。また、従来技術第２実施
例は、特殊建設機械まはは産業機械用の油圧回路で、そ
の回路内に設けてある切換弁および制御用機器の構成
は、油圧ショベルの油圧回路と全く異なったものであっ
た。

しかし、この発明にかかる油圧回路は、可変２ポンプ
方式の油圧ショベルにおいて、そのネガコン圧を利用
し、高圧選択シャトル弁および低圧選択弁により、圧力
信号を減速用パイロット弁に作用するようにした。そし
て、作業中の油圧ショベルが操作レバをすべて中立位置
に戻したときに、そのネガコン圧指令信号により、エン
ジンの高速回転を、自動的かつ徐々に、低速回転に落す
ことができる。したがって、この発明にかかるエンジン
制御用油圧回路は、その構成がネガコン圧を利用した簡
単なもので、その製作コストが低廉であるとともに、油
圧ショベルの燃費と騒音を低減することができ、かつ、
運転者の労力を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるエンジン制御用油圧回路図、
第２図はこの発明にかかる油圧回路の変形例、第３図は
従来技術第１実施例を示すシステム構成図、第４図は従
来技術第２実施例を示す油圧回路図である。 16……エンジン 21……ガバナ 32L,32R……油圧ポンプ 40……高圧選択シャトル弁 41……低圧選択弁 43……減速シリンダ 45……パイロットポンプ 46……パイロット弁 49……スローリターン弁 50……シャトル弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ショベルに装備した各種油圧アクチュ
エータ用切換弁を２個のグループA,Bに分け、かつその
グループA,B内のそれぞれ切換弁を並列に配置し、また
グループA,Bのそれぞれ圧油供給源として第1,第２ポン
プを配置し、またグループA,B内をそれぞれ貫通するセ
ンタバイパス油路出口側に各々フートリリーフ弁と絞り
部とを並列に接続し、すべての上記切換弁の中立位置状
態時に上記フートリリーフ弁と絞り部の上流側に発生す
るネガコン圧が第1,第２ポンプのそれぞれレギュレータ
に通じるようにし、かつ上記フートリリーフ弁及び絞り
部の下流側を油タンクに連通せしめたネガチブコントロ
ール方式油圧回路において、第1,第２ポンプのそれぞれ
レギュレータ間を結ぶ油路にネガコン圧検出用の高圧選
択シャトル弁と、発生しないネガコン圧の圧力０（ゼ
ロ）を選択する低圧選択弁とを並列に連結し、一方、エ
ンジンのガバナ調整用ロッドと減速シリンダ用ピストン
ロッドを連結し、また旋回モータのブレーキ作用を行う
ブレーキ回路が上記ネガコン圧より低圧の背圧である低
圧ブースト圧を保持して油タンクに通じる油路と、上記
高圧選択シャトル弁とを、圧力選択用の別のシャトル弁
を介して連通し、その別のシャトル弁によって選択され
た高圧によってタンク連通油路位置に切換作動し、上記
低圧選択弁からの圧力によって開通油路位置を保持する
減速用パイロット弁を、パイロット油圧源であるパイロ
ットポンプの吐出側に連結し、上記減速用パイロット弁
の開通油路位置と、上記減速シリンダとを、チェック弁
と絞り部を並列に連結して減速シリンダからの戻り油を
制限するスローリターン弁を介して連通せしめたことを
特徴とするエンジン制御用油圧回路。