JP2647771B2 - バックホウの油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブーム用油圧シリンダ、
アーム用油圧シリンダ、バケット用油圧シリンダ、旋回
用油圧シリンダの各々に、作動油を給排操作するパイロ
ット操作式の制御弁群と、作動させるべき前記油圧アク
チュエータを選択する操作レバーと、操作レバーへの操
作によって選択された結果をパイロット圧として出力す
るパイロット弁と、前記パイロット弁からのパイロット
圧を何れかの前記制御弁に伝達するとともに、伝達対象
制御弁を変更することのできるスプール式切換ユニット
を設けてあるバックホウの油圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のバックホウの油圧回路として、
パイロット操作式の制御弁群とスプール式切換ユニット
とを別置きして、制御弁群夫々の入力ポートとスプール
式切換ユニットの出力ポートとを油圧ホース等の管路で
連結するとともに、スプール式切換ユニットに対して別
置きされたパイロット弁の出力ポートとスプール式切換
ユニットの入力ポートとを同じく油圧ホース等の管路で
連結していた（例えば、実開昭５９−１６３６６６号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように一般的に
は、各油圧機器を油圧ホース等で連結するのであるが、
油圧ホース等を配置する為のスペースを確保しなければ
ならない点と、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シ
リンダ、バケット用油圧シリンダ、旋回用油圧モータの
各々に対する制御弁群にパイロット圧を供給する必要の
あるところから必要ホースが多数になり（実際には、パ
イロット弁とスプール式切換ユニットを連結するホース
数は８本である）、その設置スペースも大きなものにな
っていた。

【０００４】また、スプール式切換ユニットとして、特
公平１−６０７０２号公報に示すように、単一のロータ
リスプールを使用するものがあった。しかし、この場合
には８つの入力ポートと８つの出力ポートとを連結する
管路をロータリスプールの肉厚内に形成しなければなら
ず、この８つの管路が干渉しないようにかつスプール自
体の強度低下を招来しないように、管路の間隔を十分に
とった配置構成に心掛ける必要があるところから、必然
的にロータリスプールの径が大径化することになり、ス
プール式切換ユニットのコンパクト化は実質的には難し
いものであった。

【０００５】本発明の目的はパイロット弁とスプール式
切換ユニットを連結する部位にたいして、有効な機構を
採用することによって、スペースを効率良く利用でき、
かつ、スプール式切換ユニットを合理的に構成すること
によって、各油圧機器を纏まった配置構成を採ることの
できるものを提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による特徴構成は
前記パイロット弁によるパイロット圧を前記スプール式
切換ユニットに伝達する複数の油路及び入出力ポートを
形成した油路ブロックを設けるとともに、前記油路ブロ
ックに前記パイロット弁と前記スプール式切換ユニット
とを直接取り付け、前記スプール式切換ユニットを構成
するに、複数本の同一仕様のスライドスプールを平行で
横並び状態にして、断面が横長で偏平なブロック本体に
装入するとともに、前記ブロック本体の上下面一方に入
力ポート他方に出力ポートを夫々形成し、前記入力ポー
トを形成した面を前記スプール式切換ユニットに直接取
り付けてある点にあり、その作用効果は次の通りであ
る。

【０００７】

【作用】 複数の油路を縦横に這わすことのできる油
路ブロックを採用することによって、パイロット弁から
のパイロット圧を制御弁群に伝達する本来の機能を維持
しながら、油圧ホース等のスペースを必要とする連結手
段を採用する必要がない。 更に、スプール式切換ユニットとして、スライド式
スプールを複数本採用することによって、各スプールの
切換位置を組合わせることによって、複数切換パターン
の切換えを行うことができる。従って、各スプールの切
換位置は少なくてよく、それだけ、スプール長を短くで
きるとともに、スプールに形成する管路も切換位置の夫
々に対応して全入力ポートの一部と全出力ポートの一部
とを直接連結するだけのものでよく、一つのスプールに
対して全入力ポートと全出力ポートとを連結する管路を
必要とし、しかも、複数パターンの分だけ倍数した数に
近い管路を形成しなけばならないロータリスプールの場
合に比べてスプール径を小さくできる。複数本の同一仕
様のスプールを平行で横並び状態に配置してあるので、
スプールを収納するブロック本体として偏平なものにで
きる。

【０００８】

【発明の効果】複数の油路を小さな径で縦横に這わすこ
とができて小さな体積で済むブロックを採用するだけの
簡単な改造によって、設置スペースを少なくでき、か
つ、ブロックであるからパイロット弁と切換ユニットと
を直結できて更に小スペース化に寄与できる。しかも、
径としては小径化の可能なスライド式スプールを採用
し、そのスライド式故に単一スプールであれば複数切換
パターンを形成するに軸芯長が長くなる点を複数本スプ
ールを配することによってその軸芯長をおさえ、かつ、
切換ユニットを偏平にでき、全体として切換ユニットの
コンパクト化を達成できる。従って、切換ユニットを油
路ブロックに直接取り付ける際に切換ユニットが偏平で
あるから、パイロット弁、油路ブロック、切換ユニット
を一体的に取り付けても全体としてコンパクトなものに
できる。複数本スプールを採用する必要がある為に部品
点数の増加を招くものであるが、同一仕様のものに形成
することによって、製作負担を少なくでき、コスト面で
有利である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１２に示すように、クローラ走行装置１の上部
に旋回台２が支持され、旋回台２の前部にバックホウ装
置３及びドーザ２０が備えられている。このバックホウ
装置３は、ブーム用油圧シリンダ１１により上下に揺動
駆動されるブーム４、オフセット用油圧シリンダ７によ
り横折れ自在な四連リンク式中間部材６４、アーム用油
圧シリンダ１２により前後の揺動駆動されるアーム５及
びバケット用油圧シリンダ１３により掻き込み揺動駆動
されるバケット６等で構成されている。又、旋回台２の
旋回駆動用として旋回用油圧モータ１４が、及び、ドー
ザ２０駆動用としてドーザ用昇降シリンダ３０が備えら
れている。

【００１０】次に、ブーム用，アーム用，バケット用の
３油圧シリンダ１１，１２，１３、旋回用油圧モータ１
４、オフセットシリンダ７及びドーザ用昇降シリンダ３
０に対する油圧回路について説明する。図２に示すよう
に、エンジン８により駆動される可変容量型の第１ポン
プ９からの作動油が、左側のクローラ走行装置１に対す
る左走行用油圧モータ１０に対する左走行用制御弁２
６、アーム用油圧シリンダ１２に対するアーム用制御弁
２２、サービスポート１６用の制御弁２７、及び、ブー
ム４に対する合流用制御弁１５に供給されている。

【００１１】図２に示すように、エンジン８により駆動
される可変容量型の第２ポンプ１７からの作動油が、右
側のクローラ走行装置に対する右走行用油圧モータ１８
に対する右走行用制御弁２８、ブーム用油圧シリンダ１
１に対するブーム用制御弁２１、バケット用油圧シリン
ダ１３に対するバケット用制御弁２３に供給されてい
る。エンジン８により駆動される第３ポンプ１９からの
作動油が、旋回用油圧モータ１４に対する旋回用制御弁
２４、オフセットシリンダ７に対するオフセット用制御
弁２５、ドーザ２０用の昇降シリンダ３０に対するドー
ザ用制御弁２９に供給されている。各制御弁１５，２
１, ２２, ２３,２４は中立復帰型でパイロット操作式
であり、次に、この制御弁１５，２１, ２２, ２３, ２
４の操作構造について説明する。

【００１２】図１及び図４に示すように、旋回台２の操
縦部４６の前側に、作動させるべき油圧アクチュエータ
を選択する左右一対の右作業操作レバーＲＬ及び左作業
操作レバーＬＬを備えている。この右及び左作業操作レ
バーＲＬ, ＬＬは前後左右に操作自在であり、図３に示
すように、各操作に基づき切換操作されてパイロット圧
を発生させる第１〜４パイロット弁３１, ３２, ３３,
３４を右弁ユニット５１に一体的に組み込みその右弁ユ
ニット５１に右作業操作レバーＲＬを取り付け、第５〜
８パイロット弁３５，３６，３７，３８を左弁ユニット
５０に一体的に組み込みその左弁ユニット５０に左作業
操作レバーＬＬを取り付けている。又、エンジン８によ
り駆動される第４ポンプ４７からの作動油が、第１〜８
パイロット弁３１〜３８に供給されている。第１〜８パ
イロット弁３１〜３８からのパイロット圧は、スプール
式切換ユニット３９を介して制御弁１５，２１〜２４に
供給されており、スプール式切換ユニット３９内におい
て変更制御されて制御弁１５，２１〜２４の中の伝達対
象制御弁に作用する。

【００１３】次に、このスプール式切換ユニット３９に
ついて説明する。図６〜図１０に示すように、スプール
式切換ユニット３９は偏平なブロック体４０に、スライ
ド操作式で同一仕様に形成された第１〜３スプール４
１，４２，４３を平行で、かつ、同一平面上に位置する
ように並列保持している。スプール４１，４２，４３の
一端に大径摘み部４５を形成し、その大径摘み部４５を
もって押し込み、その押し込み位置を保持するスプリン
グボール式固定機構５２を備え、その偏平な上面に８つ
の第１〜第８入力ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，
Ｈを形成するとともに、底面に第１〜第８出力ポート
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈを形成し、上面に後記
する油路ブロック４４を直接取り付けるとともに、底面
の出力ポートａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈに夫々配
管ホース５３を取り付けてある。

【００１４】次に、スプール式切換ユニット３９のパイ
ロット弁と制御弁とに対する接続を説明する。図３に示
すように、左操作レバーＬＬを、左，右，前，後に夫々
揺動操作すると、第５，第６，第７，第８パイロット弁
３５〜３８が作動し、夫々、第７入力ポートＧ、第８入
力ポートＨ、第５入力ポートＥ、第６入力ポートＦにパ
イロット圧を送り込む。右操作レバーＲＬを、左，右，
前，後に夫々揺動操作すると、第１，第２，第３，第４
パイロット弁３１〜３４が作動し、夫々、第３入力ポー
トＣ、第４入力ポートＤ、第１入力ポートＡ、第２入力
ポートＢにパイロット圧を送り込む。一方、各出力ポー
トは次のように合流用制御弁１５、ブーム用制御弁２
１、アーム用制御弁２２、バケット用制御弁２３、旋回
用制御弁２４につながる。第１出力ポートａはブーム用
制御弁２１のブーム下ポジションに繋がり、第２出力ポ
ートｂは合流用制御弁１５とブーム用制御弁２１のブー
ム上ポジションに繋がり、第３出力ポートｃはバケット
用制御弁２３のバケット掻き込みポジションに繋がり、
第４出力ポートｄはバケット用制御弁２３のバケット排
土ポジションに繋がる。第５出力ポートｅはアーム用制
御弁２２のアーム上ポジションに繋がり、第６出力ポー
トｆはアーム用制御弁２２のアーム掻き込みポジション
に繋がり、第７出力ポートｇは旋回用制御弁２４の旋回
左ポジションに繋がり、第８出力ポートｈは旋回用制御
弁２４の旋回右ポジションに繋がる。

【００１５】スプール式切換ユニット３９での変更状態
を説明する。図３及び図６に示すように、三つのスプー
ル４１，４２，４３を夫々押し込み操作しない第１状態
に設定すると、入出力ポートが次のように繋がる。つま
り、第１入力ポートＡは第１出力ポートａに繋がり、第
２入力ポートＢは第２出力ポートｂに繋がり、第３入力
ポートＣは第３出力ポートｃに繋がり、第４入力ポート
Ｄは第４出力ポートｄに繋がり、第５入力ポートＥは第
５出力ポートｅに繋がり、第６入力ポートＦは第６出力
ポートｆに繋がり、第７入力ポートＧは第７出力ポート
ｇに繋がり、第８入力ポートＨは第８出力ポートｈに繋
がる。従って、図１１のＩに示すように、操作レバーＲ
Ｌ，ＬＬの操作方向と作業内容が対応する。

【００１６】この状態より、図７に示すように、三つの
スプール４１，４２，４３の内の真ん中の第２スプール
４２を押し込み操作して第２状態に設定すると、入出力
ポートは次のように繋がる。第１〜第４入力ポートＡ〜
Ｄまでの出力ポートに対する接続は第１状態と同様であ
るが、第５入力ポートＥは第８出力ポートｈに繋がり、
第６入力ポートＦは第７出力ポートｇに繋がり、第７入
力ポートＧは第５出力ポートｅに繋がり、第８入力ポー
トＨは第６出力ポートｆに繋がる。従って、図１１のII
に示すように、操作レバーＲＬ，ＬＬの操作方向と作業
内容が対応する。

【００１７】次に、図８に示すように、三つのスプール
４１，４２，４３の内の外側の第１スプール４１及び第
３スプール４３を押し込み操作して第３状態に設定する
と、入出力ポートは次のように繋がる。第１入力ポート
Ａは第６出力ポートｆに繋がり、第２入力ポートＢは第
５出力ポートｅに繋がり、第３入力ポートＣは第７出力
ポートｇに繋がり、第４入力ポートＤは第８出力ポート
ｈに繋がり、第５入力ポートＥは第１出力ポートａに繋
がり、第６入力ポートＦは第２出力ポートｂに繋がり、
第７入力ポートＧは第４出力ポートｄに繋がり、第８入
力ポートＨは第３出力ポートｃに繋がる。従って、図１
１のIII に示すように、操作レバーＲＬ，ＬＬの操作方
向と作業内容が対応する。

【００１８】パイロット弁３１〜３８とスプール式切換
ユニット３９とを連結する油路ブロック４８について説
明する。矩体状ブロック本体４９の上面に、二つの取り
付け座４９Ａ，４９Ａを形成するとともに、パイロット
弁３１〜３４までの弁を収納した右弁ユニット５１と、
パイロット弁３５〜３８までの弁を収納した左弁ユニッ
ト５０とを、夫々、取り付け座４９Ａ，４９Ａに直接取
り付ける。そして、ブロック本体４９の取り付け座４９
Ａ，４９Ａ面に、各パイロット弁３１〜３８からのパイ
ロット圧を受ける入力ポート４９Ｂ，４９Ｂを形成して
あり、左右弁ユニット５０，５１とに一体的に取り付け
られた左右の操作レバーＲＬ，ＬＬを操作することによ
って、作業状態の切換が可能になる。前記ブロック本体
４９の底面に出力ポート（図示せず）を形成し、ブロッ
ク本体４９の内部に形成した油路４９Ｃを介して入力ポ
ート４９Ｂと出力ポートを連結し、ブロック本体４９の
底面にスプール式切換ユニット３９を直接取り付けてい
る。

【００１９】走行操作構造について説明する。図４に示
すように、左右走行用制御弁２６，２８に対して夫々走
行操作レバー５４，５５を設け、その走行操作レバー５
４，５５を、油路ブロック４８の上面にブラケットを介
して取り付けてある。この走行操作レバー５４，５５と
左右走行用制御弁２６，２８のスプールとをリンク連係
機構５６を介して連係してある。

【００２０】第４ポンプ４７から各パイロット弁３１〜
３８への給油経路に介装されるアンロード弁５７とリリ
ーフ弁５８とについて説明する。このアンロード弁５７
とリリーフ弁５８とは一体形成されて、次のような構成
を採る。図５（イ），（ロ）に示すように、弁本体５９
にスライド移動自在にスプール６０を挿入するととも
に、スプール６０の一端をリンク連係機構を介して操作
レバー６６に連係し、他端にネジ式蓋体６１を装着して
ある。弁本体５９のスプール挿通孔における内周面に、
タンクポートｋ、ポンプポートｌ、パイロット弁３１〜
３８への出力ポートｍを形成してある。一方、スプール
６０に内部油路６０Ａを形成し、その内部油路６０Ａの
中間部にリリーフ弁５８の弁体５８Ａを内装している。
また、スプールの周面に補助路６０Ｂを形成し、弁体５
８Ａへの背面に通じる構成を採っている。弁体５８Ａの
外方側にネジ込み式調節具６２をスプール６０の他端に
ねじ込み装着するとともに、弁体５８Ａとねじ込み式調
節具６２との間に付勢バネ６３を介在させて、リリーフ
圧を調節可能なリリーフ弁５８を構成する。

【００２１】以上のような構成より、図５（ロ）に示す
ように、スプール６０を前記一端側に引き出すとポンプ
ポートｌと出力ポートｍとが連通状態になり、その状態
よりスプール６０を押し込むと、図５（イ）に示すよう
に、タンクポートｋとポンプポートｌとが連通状態にな
り、アンロード作用を行う。このように、パイロット圧
をアンロードすることによって、バックホウ装置３が不
測に作動することがない。弁体５８Ａの背面とタンクポ
ートｋに繋がる補助路６０Ｂとの間にオリフィス６７を
形成し、リリーフ作動時の弁体５８Ａのチャタリング現
象を回避する構成としている。このような構成になる弁
本体５９を図４に示すように、油路ブロック４８の下面
にスプール式切換ユニット３９と並設する状態で取り付
ける。これによって、油路ブロック４８に対してスプー
ル式切換ユニット３９、左右弁ユニット５０，５１及び
弁本体５９、走行操作レバー５４，５５を一体で仮組み
できるので、製作時の作業性が良好である。 〔別実施例〕 パイロット弁３１等に対する操作レバーＬＬ，ＲＬ
としては何れか一方でよい。 油路ブロック４８としては、一方の操作レバーに対
応した４つのパイロット弁にだけ使用されるものであっ
てもよい。 複数本のスプール６０の横並び状態は必ずしも同一
平面上にスプール軸芯が位置する必要はなく、ブロック
体の偏平度を維持できる状態であればよい。

【００２２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイロット弁ブロック、油路ブロック、スプー
ル式切換ユニットの組付け構造を示す分解斜視図

【図２】バックホウ装置の油圧回路図

【図３】パイロット弁とスプール式切換ユニットとの油
圧回路図

【図４】油路ブロックに走行操作レバーを取り付けた状
態を示す斜視図

【図５】（イ） アンロード状態を示すアンロード弁の
横断平面図 （ロ） リリーフ弁作動状態を示すアンロード弁の横断
平面図

【図６】スプール式切換ユニットを示す横断平面図

【図７】一つのスプールを押し込んだ状態を示すスプー
ル式切換ユニットの横断平面図

【図８】二つのスプールを押し込んだ状態を示すスプー
ル式切換ユニットの横断平面図

【図９】入出力ポートを示すスプール式切換ユニットの
横断平面図

【図１０】スプール式切換ユニットを示す縦断側面図

【図１１】左右操作レバーとバックホウ装置の動作状態
を示す図表

【図１２】バックホウの側面図

【符号の説明】

１１ ブーム用シリンダ １２ アーム用シリンダ １３ バケット用シリンダ １４ 旋回用モータ ２１ ブーム用制御弁 ２２ アーム用制御弁 ２３ バケット用制御弁 ２４ 旋回用制御弁 ３１〜３８ パイロット弁 ３９ スプール式切換ユニット ４０ ブロック体 ４１〜４３ スプール ４８ 油路ブロック ４９ ブロック本体 ４９Ｂ 入力ポート ４９Ｃ 油路 Ａ〜Ｈ 入力ポート ａ〜ｈ 出力ポート ＲＬ，ＬＬ 操作レバー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブーム用油圧シリンダ（１１）、アーム
   用油圧シリンダ（１２）、バケット用油圧シリンダ（１
   ３）、旋回用油圧モータ（１４）の各々に、作動油を給
   排操作するパイロット操作式の制御弁（２１），（２
   ２），（２３），（２４）群と、 作動させるべき前記油圧アクチュエータを選択する操作
   レバー（ＲＬ），（ＬＬ）と、操作レバー（ＲＬ），
   （ＬＬ）への操作によって選択された結果をパイロット
   圧として出力するパイロット弁（３１），（３２），
   （３３），（３４），（３５），（３６），（３７），
   （３８）と、 前記パイロット弁（３１），（３２），（３３），（３
   ４），（３５），（３６），（３７），（３８）からの
   パイロット圧を何れかの前記制御弁に伝達するととも
   に、伝達対象制御弁を変更することのできるスプール式
   切換ユニット（３９）を設けてあるバックホウの油圧回
   路であって、 前記パイロット弁（３１），（３２），（３３），（３
   ４），（３５），（３６），（３７），（３８）による
   パイロット圧を前記スプール式切換ユニット（３９）に
   伝達する複数の油路（４９Ｃ）及び入出力ポート（４９
   Ｂ）を形成した油路ブロック（４８）を設けるととも
   に、前記油路ブロック（４８）に前記パイロット弁（３
   １），（３２），（３３），（３４），（３５），（３
   ６），（３７），（３８）と前記スプール式切換ユニッ
   ト（３９）とを直接取り付け、 前記スプール式切換ユニット（３９）を構成するに、複
   数本の同一仕様のスライドスプール（４１），（４
   ２），（４３）を平行で横並び状態にして、断面が横長
   で偏平なブロック本体（４０）に装入するとともに、前
   記ブロック本体（４０）の上下面一方に入力ポート
   （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ），
   （Ｇ），（Ｈ）他方に出力ポート（ａ），（ｂ），
   （ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）を夫
   々形成し、前記入力ポート（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
   （Ｄ），（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ），（Ｈ）を形成した面
   を前記スプール式切換ユニット（３９）に直接取り付け
   てあるバックホウの油圧回路。