JP2622445B2 - 土木・建設機械の油圧回路 - Google Patents

土木・建設機械の油圧回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の土木
・建設機械に備えられ、負荷圧の異なる複数のアクチュ
エータを同時に駆動することができる土木・建設機械の
油圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、この種の従来の土木・建設機械
の油圧回路、例えば油圧ショベルの油圧回路の一例を示
す回路図である。
【0003】この図3に示す油圧回路は、油圧ショベル
の油圧回路の要部の構成を示しており、油圧ポンプ1
と、この油圧ポンプ1から吐出される圧油によって駆動
する複数のアクチュエータ例えばブームシリンダ2、左
走行モータ3、右走行モータ4、及び図示省略したアー
ムシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ等のアクチ
ュエータと、油圧ポンプ1に連絡されるポンプ回路5
と、油圧ポンプ1と上述のアクチュエータのそれぞれの
間に配置され、ポンプ回路5に接続される流量制御弁
6、7、8、及び図示しない流量制御弁、これらの流量
制御弁6、7、8等の下流に設けられる圧力制御弁9、
10、11、及び図示しない圧力制御弁、並びにこれら
の圧力制御弁9、10、11等の下流に設けられ該当す
るブームシリンダ2、左走行モータ3、右走行モータ4
等のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する
方向制御弁12、13、14、及び図示しない方向制御
弁とを備えている。なお、15、16、17は、それぞ
れ対応する圧力制御弁9、10、11の下流側と方向制
御弁12、13、14とをそれぞれ連絡する回路であ
る。また、15A、16A、17Aは、圧力制御弁9、
10、11の上流側と流量制御弁6、7、8とをそれぞ
れ連絡する回路である。図示しない圧力制御弁と方向制
御弁も、また図示しない圧力制御弁と流量制御弁も同様
な回路で連絡されている。
【0004】このように構成される油圧回路では、例え
ば、圧力制御弁9、10、11のそれぞれの一方の側に
は対応する流量制御弁6、7、8の出口圧が作用し、他
方の側には負荷圧検出回路18を介して上記したアクチ
ュエータの負荷圧信号、すなわち各アクチュエータの負
荷圧のうちの最大負荷圧が作用する。これにより、全て
の流量制御弁6、7、8の出口圧が等しく制御される。
また、ポンプ回路5の圧力は全ての流量制御弁6、7、
8に対して等しく与えられることから、流量制御弁6、
7、8の入力側の圧力と出力側の圧力との差である前後
差圧は、全ての流量制御弁6、7、8で等しく保たれ
る。このことから、ブームシリンダ2、左走行モータ
3、右走行モータ4のそれぞれに供給される流量は、各
流量制御弁6、7、8の開口面積に比例し、したがっ
て、各流量制御弁6、7、8を制御することによりブー
ムシリンダ2、左走行モータ3、右走行モータ4を同時
に、しかも互いに他のアクチュエータの負荷圧の変動に
影響されることなく、独立に駆動させることができ、所
望の複合駆動を実現できる。なお、図示しない他のアク
チュエータについても上記と同様の動作がおこなわれ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の油圧回路にあっては、走行中にフロントを構成する
ブームを合わせて駆動しようとする場合、走行負荷圧よ
りも大きいブーム負荷圧が負荷圧検出回路18に伝わ
り、これに伴って走行モータ3、4に係る圧力制御弁1
0、11が閉じる方向に作動する。これにより、各走行
モータ3、4に供給される流量が急激に減少し、走行速
度が急変し、ショックを生じる。特に、走行回路の場
合、上記では図示省略したがカウンタバランスバルブが
設けられることが多く、流量が減少した瞬間に走行モー
タ3、4の貫性により入口圧力が低下し、急激にカウン
タバランスバルブが閉じるので、ショックはより大きな
ものになる。 上記では走行とブームの複合駆動時を例
に挙げて説明したが、他のアクチュエータの組合せでも
同様なことが言える。例えば、アームとブームの複合駆
動時にあっても、低圧側を形成するアーム側の流量変化
によりショツクを生じる。
【0006】すなわち、高圧のアクチュエータと低圧の
アクチュエータとを同時に作動させたとき、高圧側の負
荷圧が低圧側の圧力制御弁に作用し、これに伴って低圧
側の圧力制御弁が閉じる方向に作動し、これに伴って低
圧側の流量が急激に減少し、ショックが発生する。
【0007】本発明は、上記した従来技術における実情
に鑑みてなされたもので、その目的は、高圧のアクチュ
エータと低圧のアクチュエータとを同時に作動させたと
きに生じる低圧のアクチュエータに対する流量の急激な
減少を防止することができる土木・建設機械の油圧回路
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出
される圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、
上記油圧ポンプに連絡されるポンプ回路と、上記油圧ポ
ンプと上記アクチュエータのそれぞれの間に配置され、
上記ポンプ回路に接続される流量制御弁、この流量制御
弁の下流に設けられる圧力制御弁、及びこの圧力制御弁
の下流に設けられ該当するアクチュエータに供給される
圧油の流れを制御する方向制御弁とを備え、上記圧力制
御弁に負荷圧信号が与えられることにより上記流量制御
弁の出口圧が該負荷圧信号にほぼ等しく制御される土木
・建設機械の油圧回路において、上記複数のアクチュエ
ータのいずれかのアクチュエータに係る圧力制御弁の下
流側と方向制御弁とを連絡する回路と、上記いずれかの
アクチュエータに係る圧力制御弁の上流側と上記油圧ポ
ンプとを連絡するバイパス回路を設けるとともに、この
バイパス回路に抵抗要素を設けた構成にしてある。
【0009】
【作用】本発明は、上記の構成にしてあることから、高
圧のアクチュエータと低圧のアクチュエータとを同時に
作動させた場合、低圧のアクチュエータに係る圧力制御
弁が強制的に閉じる方向に作動させられ、これに伴って
当該圧力制御弁から低圧のアクチュエータに供給される
圧油の流量は減少するものの、バイパス回路及び抵抗要
素を介して油圧ポンプと圧力制御弁の上流側とを結ぶ
を流れる圧油の一部が、低圧のクアチュエータに係る
圧力制御弁と方向制御弁とを連絡する回路に供給され、
これにより、この低圧のアクチュエータに、圧力制御弁
を介して与えられる流量と、バイパス回路及び抵抗要素
を介して与えられる流量とが合流して供給され、したが
って低圧のアクチュエータに供給される流量の急激な減
少を防止し、この低圧のアクチュエータの急激な速度変
化を抑制することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の土木・建設機械の油圧回路の
実施例を図に基づいて説明する。図1は本発明の第1の
実施例の構成を示す回路図、図2は本発明の第2の実施
例の構成を示す回路図である。
【0011】図1は前述した図3に対応させて描いたも
ので、土木・建設機械の油圧回路として油圧ショベルの
油圧回路を挙げてある。この図1に示す回路にあって
も、図3に示す回路と同等の油圧ポンプ1と、この油圧
ポンプ1から吐出される圧油によって駆動するブームシ
リンダ2、左走行モータ3、右走行モータ4等の複数の
アクチュエータと、油圧ポンプ1に連絡されるポンプ回
路5と、油圧ポンプ1と上述のアクチュエータのそれぞ
れの間に配置され、ポンプ回路5に接続される流量制御
弁6、7、8等、これらの流量制御弁6、7、8等の下
流に設けられる圧力制御弁9、10、11等、並びにこ
れらの圧力制御弁9、10、11等の下流に設けられ該
当するブームシリンダ2、左走行モータ3、右走行モー
タ4等のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御
する方向制御弁12、13、14等とを備えている。1
5、16、17は、それぞれ対応する圧力制御弁9、1
0、11の下流側と方向制御弁12、13、14とを連
絡する回路、15A、16A、17Aは、圧力制御弁
9、10、11の上流側と流量制御弁6、7、8とをそ
れぞれ連絡する回路で、これも前述した図3に示すもの
と同等である。
【0012】そして、この図1に示す第1の実施例で
は、ブームに比べて低圧側を形成する走行に係る回路
に、バイパス回路を設けるとともに、このバイパス回路
に抵抗要素を設けてある。すなわち、左走行モータ3に
係る圧力制御弁10の下流側と方向制御弁13とを連絡
する回路16と、油圧ポンプ1と圧力制御弁10の上流
側、例えばポンプ回路5とを連絡するバイパス回路19
を設けるとともに、このバイパス回路19に抵抗要素、
例えば絞り20を設けてあり、同様に、右走行モータ4
に係る圧力制御弁11の下流側と方向制御弁14とを連
絡する回路17と、油圧ポンプ1と圧力制御弁11の上
流側、例えばポンプ回路5とを連絡するバイパス回路2
1を設けるとともに、このバイパス回路21に抵抗要
素、例えば絞り22を設けてある。
【0013】このように構成してある第1の実施例にあ
っては、前述した図3に示す従来技術と同様に、ブーム
と走行の複合駆動に際し、負荷圧検出回路18を介して
最大負荷圧が各圧力制御弁9、10、11に導かれ、こ
れにより各流量制御弁6、7、8の出口圧は等しくな
り、一方、各流量制御弁6、7、8の入口圧はポンプ圧
で等しく、結局、各流量制御弁6、7、8の前後差圧は
全て等しくなり、互いに他のアクチュエータの負荷変動
の影響を受けることなく、それぞれの流量制御弁6、
7、8の開口面積に応じてブームシリンダ2、左走行モ
ータ3、右走行モータ4を独立に制御でき、所望の複合
駆動を実現できる。
【0014】また、例えば走行中に負荷圧の大きいブー
ムの駆動が意図されて、方向制御弁12が操作された場
合には、走行に係る圧力制御弁10、11が負荷圧検出
回路18を介して与えられる大きな負荷圧に応じて閉じ
られる側に駆動し、このため各走行モータ3、4に連絡
される回路16、17に供給される流量は、それまでに
比べて少なくなるものの、ポンプ回路5を流れる流量の
一部がパイロット回路19、絞り20、方向制御弁13
を介して、またパイロット回路21、絞り22、方向制
御弁14を介して、各走行モータ3、4に供給される。
すなわちこのとき、各走行モータ3、4に供給される流
量は圧力制御弁10、11を介して供給される流量と、
パイロット回路19、21を介して供給される流量の合
流された流量であり、急激な流量の減少を生じることが
なく、走行モータ3、4の急激な速度変化を防止するこ
とができ、ショックの発生を防止することができる。
【0015】図2に示す第2の実施例も油圧ショベルの
油圧回路を示している。この第2の実施例は、アクチュ
エータとしてフロント機構を形成するブーム、アームを
駆動するブームシリンダ2、アームシリンダ23、旋回
体を駆動する旋回モータ25を設けてある。また、アー
ムシリンダ23側にも、ブームシリンダ2側におけるの
と同様に、ポンプ回路5に連絡される流量制御弁26、
圧力制御弁27、アームシリンダ23の駆動を制御する
方向制御弁28を設けてある。そして、このアームシリ
ンダ23に係る圧力制御弁27と方向制御弁28とを連
絡する回路24と、ポンプ回路5とを連絡するバイパス
回路29を設けるとともに、このバイパス回路29に抵
抗要素、例えば絞り30を設けてあり、さらにバイパス
回路29に、圧力制御弁27の下流側の回路24から
流側のポンプ回路5への圧油の逆流を防止する逆止弁3
1を設けてある。
【0016】このように構成した第2の実施例にあって
は、アームを単独に駆動している状態からブームも駆動
して複合駆動をおこなわせようとする際、アーム側に比
べて負荷圧の大きいブーム側の負荷圧が負荷圧検出回路
18を介して圧力制御弁27に導かれ、この圧力制御弁
27が閉じられる方向に駆動し、圧力制御弁27を介し
て回路24に供給される流量が減少するものの、ポンプ
回路5の圧油の一部がバイパス回路29、逆止弁31、
絞り30を介して回路24に供給され、これによりアー
ム単独駆動からアーム、ブーム複合駆動への移行時のア
ームシリンダ23に供給される流量の急激の減少による
ショックの発生を防止できる。また、アームの自重によ
って発生する圧力のポンプ回路5側への伝達を逆止弁3
1で阻止するようにしてあるので、フロントの上昇動作
に際しアームが自重により落下を生じることなく、良好
な上昇動作をおこなわせることができる。
【0017】
【発明の効果】本発明は以上のように構成してあること
から、高圧のアクチュエータと低圧のアクチュエータと
を同時に作動させたときに生じる低圧のアクチュエータ
に対する流量の急激な減少を防止することができ、この
急激な流量の減少に伴うショックを防止でき、従来に比
べて操作性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の土木・建設機械の油圧回路の第1の実
施例の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の土木・建設機械の油圧回路の第2の実
施例の構成を示す回路図である。
【図3】従来の土木・建設機械の油圧回路の一例を示す
回路図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ 2 ブームシリンダ 3 左走行モータ 4 右走行モータ 5 ポンプ回路 6 流量制御弁 7 流量制御弁 8 流量制御弁 9 圧力制御弁 10 圧力制御弁 11 圧力制御弁 12 方向制御弁 13 方向制御弁 14 方向制御弁 15 回路 16 回路 17 回路 18 負荷圧検出回路 19 バイパス回路 20 絞り(抵抗要素) 21 バイパス回路 22 絞り(抵抗要素) 23 アームシリンダ 24 回路 25 旋回モータ 26 流量制御弁 27 圧力制御弁 28 方向制御弁 29 バイパス回路 30 絞り(抵抗要素) 31 逆止弁

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出
    される圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、
    上記油圧ポンプに連絡されるポンプ回路と、上記油圧ポ
    ンプと上記アクチュエータのそれぞれの間に配置され、
    上記ポンプ回路に接続される流量制御弁、この流量制御
    弁の下流に設けられる圧力制御弁、及びこの圧力制御弁
    の下流に設けられ該当するアクチュエータに供給される
    圧油の流れを制御する方向制御弁とを備え、上記圧力制
    御弁に負荷圧信号が与えられることにより上記流量制御
    弁の出口圧が該負荷圧信号にほぼ等しく制御される土木
    ・建設機械の油圧回路において、上記複数のアクチュエ
    ータのいずれかのアクチュエータに係る圧力制御弁の下
    流側と方向制御弁とを連絡する回路と、上記いずれかの
    アクチュエータに係る圧力制御弁の上流側と上記油圧ポ
    ンプとを連絡するバイパス回路を設けるとともに、この
    バイパス回路に抵抗要素を設けたことを特徴とする土木
    ・建設機械の油圧回路。
  2. 【請求項2】 上記バイパス回路に、上記いずれかのア
    クチュエータに係る圧力制御弁の下流側から上流側への
    圧油の逆流を防止する逆止弁を設けたことを特徴とする
    請求項1記載の土木・建設機械の油圧回路。
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