JP3142764B2 - 油圧ショベルの油圧回路 - Google Patents
油圧ショベルの油圧回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の油圧源を有
し、アクチュエーター駆動系回路がタンデム回路で構成
された油圧ショベルの油圧回路の技術分野に属する。
し、アクチュエーター駆動系回路がタンデム回路で構成
された油圧ショベルの油圧回路の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な建設機械である油圧ショベルの
一つの標準的な作業として水平均し作業がある。この水
平均し作業というのはアームをほぼ最大到達位置まで延
ばした後、若干ブームを持ち上げながらアームを引き込
むことにより、バケット先端または底面を水平面に沿っ
て引き寄せて、地面を水平に均す作業を言う。アームが
手前に引き寄せられるに連れてブームの上昇速度を低下
させ、アームの引き寄せ動作による円弧軌道を修正して
水平軌道となるようにし、アームが下死点に到達した時
にはブームの上昇速度を０にする。このようなアームと
ブームの同時操作による水平均し作業を速やか且つ効率
よく行えるようにするために、ブーム用切替弁およびア
ーム用切替弁を含むアクチュエーター駆動系の油圧回路
は複数の油圧源を有するタンデム回路で構成されること
が多い。
一つの標準的な作業として水平均し作業がある。この水
平均し作業というのはアームをほぼ最大到達位置まで延
ばした後、若干ブームを持ち上げながらアームを引き込
むことにより、バケット先端または底面を水平面に沿っ
て引き寄せて、地面を水平に均す作業を言う。アームが
手前に引き寄せられるに連れてブームの上昇速度を低下
させ、アームの引き寄せ動作による円弧軌道を修正して
水平軌道となるようにし、アームが下死点に到達した時
にはブームの上昇速度を０にする。このようなアームと
ブームの同時操作による水平均し作業を速やか且つ効率
よく行えるようにするために、ブーム用切替弁およびア
ーム用切替弁を含むアクチュエーター駆動系の油圧回路
は複数の油圧源を有するタンデム回路で構成されること
が多い。
【０００３】かかる先行技術の一例としては実公平７−
３０７７６号公報に記載された考案がある。この考案は
水平均し作業における運転者の操作違和感を緩和するた
めに、上流側に接続されたブーム用切替弁の供給油路か
ら、タンデム接続されたアームシリンダーへの合流用切
替弁の供給油路に到る迂回バイパス油路の間に補助切替
弁を配し、この補助切替弁をブーム用切替弁の切替え動
作と連動させ、スプールの移動に連れて閉、開、閉の順
で動作させることによりアームシリンダーへの圧油の合
流流量を補い、ブーム用切替弁の切替え動作の早い時点
で中央バイパス油路への流出口が閉じられてしまうこと
による操作上の違和感を緩和するようにしたものであ
る。
３０７７６号公報に記載された考案がある。この考案は
水平均し作業における運転者の操作違和感を緩和するた
めに、上流側に接続されたブーム用切替弁の供給油路か
ら、タンデム接続されたアームシリンダーへの合流用切
替弁の供給油路に到る迂回バイパス油路の間に補助切替
弁を配し、この補助切替弁をブーム用切替弁の切替え動
作と連動させ、スプールの移動に連れて閉、開、閉の順
で動作させることによりアームシリンダーへの圧油の合
流流量を補い、ブーム用切替弁の切替え動作の早い時点
で中央バイパス油路への流出口が閉じられてしまうこと
による操作上の違和感を緩和するようにしたものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術は前述
のように、水平均し作業における運転者の操作違和感を
緩和することを目的として、ブーム用切替弁の切替え動
作によってブーム用切替弁から中央バイパス油路側に流
出する圧油の流量が急激に絞られるのを補助切替弁の切
替え動作によって迂回バイパス油路を介して多少補うよ
うにしたものであるため、例えば、水平均し作業開始時
にアームの負荷が軽い場合にはブーム上げ動作を行うの
に充分な駆動圧を得ることができないという不具合が生
じる虞があるので、アームレバーを操作した時の補助切
替弁の開口量をあまり大きくすることができない。従っ
て、水平均し作業時のアームシリンダーに要求される多
量の圧油の供給には不十分であり、しかも、ブーム用切
替弁の上流側の供給油路に供給された吐出油は図示しな
い絞り弁を介して油タンクに排出されてしまうので、原
動機の動作効率が悪いという問題点があった。本発明は
従来技術におけるかかる問題点を解消すべく為されたも
のであり、アームとブームの同時操作による水平均し作
業を行う際に、ブームの上げ動作に必要な油圧を保持し
得ると共に原動機の動作効率の低下を招かない油圧ショ
ベルの油圧回路を提供することを目的とする。
のように、水平均し作業における運転者の操作違和感を
緩和することを目的として、ブーム用切替弁の切替え動
作によってブーム用切替弁から中央バイパス油路側に流
出する圧油の流量が急激に絞られるのを補助切替弁の切
替え動作によって迂回バイパス油路を介して多少補うよ
うにしたものであるため、例えば、水平均し作業開始時
にアームの負荷が軽い場合にはブーム上げ動作を行うの
に充分な駆動圧を得ることができないという不具合が生
じる虞があるので、アームレバーを操作した時の補助切
替弁の開口量をあまり大きくすることができない。従っ
て、水平均し作業時のアームシリンダーに要求される多
量の圧油の供給には不十分であり、しかも、ブーム用切
替弁の上流側の供給油路に供給された吐出油は図示しな
い絞り弁を介して油タンクに排出されてしまうので、原
動機の動作効率が悪いという問題点があった。本発明は
従来技術におけるかかる問題点を解消すべく為されたも
のであり、アームとブームの同時操作による水平均し作
業を行う際に、ブームの上げ動作に必要な油圧を保持し
得ると共に原動機の動作効率の低下を招かない油圧ショ
ベルの油圧回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ブーム用切替弁の油供給側と合流用切替弁
の油供給側との間を迂回接続する迂回バイパス油路中に
補助切替弁を設け、該補助切替弁を第１の油供給源の吐
出圧に応じて流量制御することにより、第１の油供給源
の吐出油の無駄なエネルギー損失を抑制したものであ
り、好ましくは、第１の油供給源の吐出圧を検出する吐
出圧センサーと、第１の油供給源の吐出圧に対応する補
助切替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量の関係を規定
する変換関数に基づいて吐出圧センサーが検出した第１
の油供給源の吐出圧に対応する分岐流量を求め、該分岐
流量に従って補助切替弁の開口面積を制御する制御手段
を有したものである。
するために、ブーム用切替弁の油供給側と合流用切替弁
の油供給側との間を迂回接続する迂回バイパス油路中に
補助切替弁を設け、該補助切替弁を第１の油供給源の吐
出圧に応じて流量制御することにより、第１の油供給源
の吐出油の無駄なエネルギー損失を抑制したものであ
り、好ましくは、第１の油供給源の吐出圧を検出する吐
出圧センサーと、第１の油供給源の吐出圧に対応する補
助切替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量の関係を規定
する変換関数に基づいて吐出圧センサーが検出した第１
の油供給源の吐出圧に対応する分岐流量を求め、該分岐
流量に従って補助切替弁の開口面積を制御する制御手段
を有したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は少なくとも２つの油供給
源を具え、その中の１つの油供給源にはブーム用切替弁
とアームシリンダーへの合流用切替弁が上流側からこの
順でタンデム接続され、アーム用切替弁から流出した圧
油と合流用切替弁から流出した圧油あるいは合流用切替
弁で流出を阻止された圧油が合流してアームシリンダー
へ流入するように構成された油圧回路を搭載した油圧シ
ョベルに適用され、水平均し作業時の効率的な圧油の配
分を実現することにより、ブームの上げ動作に必要な駆
動油圧を保持しながら、エネルギー損失、即ち、無駄な
燃料の浪費を抑止したものである。以下、図面を参照し
て本発明を具体化した実施例により詳細に説明する。
源を具え、その中の１つの油供給源にはブーム用切替弁
とアームシリンダーへの合流用切替弁が上流側からこの
順でタンデム接続され、アーム用切替弁から流出した圧
油と合流用切替弁から流出した圧油あるいは合流用切替
弁で流出を阻止された圧油が合流してアームシリンダー
へ流入するように構成された油圧回路を搭載した油圧シ
ョベルに適用され、水平均し作業時の効率的な圧油の配
分を実現することにより、ブームの上げ動作に必要な駆
動油圧を保持しながら、エネルギー損失、即ち、無駄な
燃料の浪費を抑止したものである。以下、図面を参照し
て本発明を具体化した実施例により詳細に説明する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る油圧回路
図である。同図において、１１はアーム、１２はアーム
シリンダー、１３はブーム、１４はブームシリンダー、
１５は第１油圧ポンプ、１６は第１油圧ポンプ１５の吐
出油が供給されるブーム用切替弁、１７はブーム用切替
弁１６にタンデム接続された合流用切替弁、１８は第２
油圧ポンプ、１９は第２油圧ポンプ１８の吐出油が供給
されるアーム用切替弁、２０はバケット、２１はブーム
用切替弁１６を切替え操作するためのブーム切替パイロ
ット弁、２２はアーム用切替弁１９を切替え操作するた
めのアーム切替パイロット弁、２３は第１油圧ポンプ１
５の吐出油が合流用切替弁１７側にバイパスされる管路
途中に設けられ、通過する圧油の流出を阻止あるいは流
量を制御する補助切替弁、３１はパイロット油圧ポン
プ、３２は補助切替弁２３のパイロット室に導かれるパ
イロット油の流量を分岐流量制御信号に比例して制御す
る比例電磁弁、３３は第１油圧ポンプ１５の吐出圧に基
づいて第１油圧ポンプ１５の吐出油の合流用切替弁１７
側への分岐流量を規定する分岐流量制御信号を比例電磁
弁３２に出力するコントローラー、３４は第１油圧ポン
プ１５の吐出圧を検出する吐出圧センサーである。
図である。同図において、１１はアーム、１２はアーム
シリンダー、１３はブーム、１４はブームシリンダー、
１５は第１油圧ポンプ、１６は第１油圧ポンプ１５の吐
出油が供給されるブーム用切替弁、１７はブーム用切替
弁１６にタンデム接続された合流用切替弁、１８は第２
油圧ポンプ、１９は第２油圧ポンプ１８の吐出油が供給
されるアーム用切替弁、２０はバケット、２１はブーム
用切替弁１６を切替え操作するためのブーム切替パイロ
ット弁、２２はアーム用切替弁１９を切替え操作するた
めのアーム切替パイロット弁、２３は第１油圧ポンプ１
５の吐出油が合流用切替弁１７側にバイパスされる管路
途中に設けられ、通過する圧油の流出を阻止あるいは流
量を制御する補助切替弁、３１はパイロット油圧ポン
プ、３２は補助切替弁２３のパイロット室に導かれるパ
イロット油の流量を分岐流量制御信号に比例して制御す
る比例電磁弁、３３は第１油圧ポンプ１５の吐出圧に基
づいて第１油圧ポンプ１５の吐出油の合流用切替弁１７
側への分岐流量を規定する分岐流量制御信号を比例電磁
弁３２に出力するコントローラー、３４は第１油圧ポン
プ１５の吐出圧を検出する吐出圧センサーである。
【０００８】図２は比例電磁弁３２からのパイロット圧
Ｐe に対する補助切替弁２３の開口面積ＳS の開口特性
図である。同図に示すように、補助切替弁２３の開口面
積ＳS は比例電磁弁３２からのパイロット圧Ｐe が増大
するに連れて所定の不感帯を経て直線的に最大開口面積
に到るまで増大する開口特性となっている。図３はコン
トローラーの内部構成を示すブロック図である。同図に
おいて、２５は吐出圧センサー３４からの吐出圧信号等
の各種信号を受信する入力部、２６は例えば、入力部２
５に入力した吐出圧信号と後述する記憶部に記憶されて
いる特性曲線の関数に基づいて上述の分岐流量制御信号
を演算する演算部、２７は第１油圧ポンプ１５の吐出圧
ＰP と補助切替弁２３の目標開口面積ＳT との関係を規
定する特性曲線の変換関数と複数の変換関数を予め記憶
する記憶部、２８は演算部２６が演算した分岐流量制御
信号を出力する出力部である。
Ｐe に対する補助切替弁２３の開口面積ＳS の開口特性
図である。同図に示すように、補助切替弁２３の開口面
積ＳS は比例電磁弁３２からのパイロット圧Ｐe が増大
するに連れて所定の不感帯を経て直線的に最大開口面積
に到るまで増大する開口特性となっている。図３はコン
トローラーの内部構成を示すブロック図である。同図に
おいて、２５は吐出圧センサー３４からの吐出圧信号等
の各種信号を受信する入力部、２６は例えば、入力部２
５に入力した吐出圧信号と後述する記憶部に記憶されて
いる特性曲線の関数に基づいて上述の分岐流量制御信号
を演算する演算部、２７は第１油圧ポンプ１５の吐出圧
ＰP と補助切替弁２３の目標開口面積ＳT との関係を規
定する特性曲線の変換関数と複数の変換関数を予め記憶
する記憶部、２８は演算部２６が演算した分岐流量制御
信号を出力する出力部である。
【０００９】図４は記憶部２７から読み出した第１油圧
ポンプ１５の吐出圧ＰP と補助切替弁２３の目標開口面
積ＳT との関係を規定する変換関数の特性曲線と、複数
の変換関数に従って分岐流量制御信号を演算する過程に
おける複数の変換関数の特性曲線を表示したグラフであ
って、（ａ）は第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP と補助
切替弁２３の目標開口面積ＳT との関係を規定する特性
曲線、（ｂ）は目標開口面積ＳT と比例電磁弁３２から
の目標パイロット圧Ｐe との関係を表す特性曲線、
（ｃ）は目標パイロット圧Ｐe と分岐流量制御信号の電
流値ＩC との関係を表す特性曲線を示している。
ポンプ１５の吐出圧ＰP と補助切替弁２３の目標開口面
積ＳT との関係を規定する変換関数の特性曲線と、複数
の変換関数に従って分岐流量制御信号を演算する過程に
おける複数の変換関数の特性曲線を表示したグラフであ
って、（ａ）は第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP と補助
切替弁２３の目標開口面積ＳT との関係を規定する特性
曲線、（ｂ）は目標開口面積ＳT と比例電磁弁３２から
の目標パイロット圧Ｐe との関係を表す特性曲線、
（ｃ）は目標パイロット圧Ｐe と分岐流量制御信号の電
流値ＩC との関係を表す特性曲線を示している。
【００１０】図１および図４を参照して本実施例の動作
を説明する。本発明は油圧ショベルの水平均し作業に注
目して為されたものであり、該作業において特徴的な動
作をするので、ここではアーム１１とブーム１３が同時
操作される水平均し作業時の動作について説明する。ま
ず、コントローラー３３の演算処理について説明する。
始めに、記憶部２７から図４（ａ）に示す第１油圧ポン
プ１５の吐出圧ＰP と補助切替弁２３の目標開口面積Ｓ
T との関係を規定する特性曲線の変換関数を読み出す。
この特性曲線の変換関数は当該油圧ショベルの動作特性
等に基づいて決定され、予め記憶部２７に格納されてい
る。同図に示すように、本実施例では目標開口面積ＳT
は第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP が下限吐出圧Ｐ0 に
達するまでは０、即ち、補助切替弁２３が閉じており、
吐出圧ＰP が下限吐出圧Ｐ0 を越えると、目標開口面積
ＳT は徐々に増大して最大開口面積ＳM となるように設
定されている。
を説明する。本発明は油圧ショベルの水平均し作業に注
目して為されたものであり、該作業において特徴的な動
作をするので、ここではアーム１１とブーム１３が同時
操作される水平均し作業時の動作について説明する。ま
ず、コントローラー３３の演算処理について説明する。
始めに、記憶部２７から図４（ａ）に示す第１油圧ポン
プ１５の吐出圧ＰP と補助切替弁２３の目標開口面積Ｓ
T との関係を規定する特性曲線の変換関数を読み出す。
この特性曲線の変換関数は当該油圧ショベルの動作特性
等に基づいて決定され、予め記憶部２７に格納されてい
る。同図に示すように、本実施例では目標開口面積ＳT
は第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP が下限吐出圧Ｐ0 に
達するまでは０、即ち、補助切替弁２３が閉じており、
吐出圧ＰP が下限吐出圧Ｐ0 を越えると、目標開口面積
ＳT は徐々に増大して最大開口面積ＳM となるように設
定されている。
【００１１】演算部２６はこの吐出圧ＰP と目標開口面
積ＳT との間の変換関数を、吐出圧ＰP と比例電磁弁３
２からの目標パイロット圧Ｐe との間の変換関数を用い
て、目標開口面積ＳT とパイロット圧Ｐe との間の変換
関数（図４（ｂ））に変換し、さらに、目標開口面積Ｓ
T を与えるパイロット圧Ｐe と分岐流量制御信号の電流
値ＩC との間の変換関数（図４（ｃ））に変換する。こ
うして得られた３種類の変換関数を用いて、入力部２５
に入力した吐出圧ＰP 信号から電流値ＩC の分岐流量制
御信号を演算して出力部２８より比例電磁弁３２に出力
する。
積ＳT との間の変換関数を、吐出圧ＰP と比例電磁弁３
２からの目標パイロット圧Ｐe との間の変換関数を用い
て、目標開口面積ＳT とパイロット圧Ｐe との間の変換
関数（図４（ｂ））に変換し、さらに、目標開口面積Ｓ
T を与えるパイロット圧Ｐe と分岐流量制御信号の電流
値ＩC との間の変換関数（図４（ｃ））に変換する。こ
うして得られた３種類の変換関数を用いて、入力部２５
に入力した吐出圧ＰP 信号から電流値ＩC の分岐流量制
御信号を演算して出力部２８より比例電磁弁３２に出力
する。
【００１２】前述のように、水平均し作業はアームシリ
ンダー１２とブームシリンダー１４を縮小させてバケッ
ト２０をほぼ最大到達位置まで到達させた後、アームシ
リンダー１２を伸長させてアーム１１を運転席側に引き
込むと共にブームシリンダー１４を伸長させてブーム１
３を始めは中程度で、その後、徐々に減速させながら持
ち上げる操作により実行される。この操作を図１に即し
て説明すると、水平均し作業開始時には、ブーム切替パ
イロット弁２１は中操作量程度で、アーム切替パイロッ
ト弁２２はほぼ最大操作量で同時に操作される。このよ
うな運転者のレバー操作により、ブーム切替パイロット
弁２１およびアーム切替パイロット弁２２から流出した
パイロット油はそれぞれブーム用切替弁１６の右パイロ
ット室および合流用切替弁１７とアーム用切替弁１９の
左パイロット室に流入し、ブーム用切替弁１６および合
流用切替弁１７とアーム用切替弁１９をそれぞれ右切替
位置および左切替位置に切り替えさせる。これにより、
ブーム用切替弁１６の中央バイパス油路への圧油の供給
は絞られるから、第１油圧ポンプ１５の吐出油はブーム
用切替弁１６を経てブームシリンダー１４のボトム側
に、第２油圧ポンプ１８の吐出油はアーム用切替弁１９
を経てアームシリンダー１２のボトム側に流入する。
ンダー１２とブームシリンダー１４を縮小させてバケッ
ト２０をほぼ最大到達位置まで到達させた後、アームシ
リンダー１２を伸長させてアーム１１を運転席側に引き
込むと共にブームシリンダー１４を伸長させてブーム１
３を始めは中程度で、その後、徐々に減速させながら持
ち上げる操作により実行される。この操作を図１に即し
て説明すると、水平均し作業開始時には、ブーム切替パ
イロット弁２１は中操作量程度で、アーム切替パイロッ
ト弁２２はほぼ最大操作量で同時に操作される。このよ
うな運転者のレバー操作により、ブーム切替パイロット
弁２１およびアーム切替パイロット弁２２から流出した
パイロット油はそれぞれブーム用切替弁１６の右パイロ
ット室および合流用切替弁１７とアーム用切替弁１９の
左パイロット室に流入し、ブーム用切替弁１６および合
流用切替弁１７とアーム用切替弁１９をそれぞれ右切替
位置および左切替位置に切り替えさせる。これにより、
ブーム用切替弁１６の中央バイパス油路への圧油の供給
は絞られるから、第１油圧ポンプ１５の吐出油はブーム
用切替弁１６を経てブームシリンダー１４のボトム側
に、第２油圧ポンプ１８の吐出油はアーム用切替弁１９
を経てアームシリンダー１２のボトム側に流入する。
【００１３】この時のブーム用切替弁１６のスプール開
口はかなり開いているので、第１油圧ポンプ１５の吐出
油はブーム用切替弁１６により殆ど絞り抵抗を受けずに
ブームシリンダー１４に流入する。従って、第１油圧ポ
ンプ１５の吐出圧ＰP は下限吐出圧Ｐ0 に達していない
から、目標開口面積ＳT ＝０、比例電磁弁３２の目標パ
イロット圧Ｐe は初期吐出圧Ｐe0、分岐流量制御信号の
電流値ＩC は初期値ＩC0となり、補助切替弁２３は閉じ
ており、第１油圧ポンプ１５の吐出油は迂回バイパス油
路を通って合流用切替弁１７の油供給側には流入しな
い。その後、ブーム１３の上昇速度を低下させるため
に、ブーム切替パイロット弁２１が戻し操作される。こ
れにより、ブーム用切替弁１６のスプール位置は少し右
側に戻され、スプール開口が徐々に絞られる。
口はかなり開いているので、第１油圧ポンプ１５の吐出
油はブーム用切替弁１６により殆ど絞り抵抗を受けずに
ブームシリンダー１４に流入する。従って、第１油圧ポ
ンプ１５の吐出圧ＰP は下限吐出圧Ｐ0 に達していない
から、目標開口面積ＳT ＝０、比例電磁弁３２の目標パ
イロット圧Ｐe は初期吐出圧Ｐe0、分岐流量制御信号の
電流値ＩC は初期値ＩC0となり、補助切替弁２３は閉じ
ており、第１油圧ポンプ１５の吐出油は迂回バイパス油
路を通って合流用切替弁１７の油供給側には流入しな
い。その後、ブーム１３の上昇速度を低下させるため
に、ブーム切替パイロット弁２１が戻し操作される。こ
れにより、ブーム用切替弁１６のスプール位置は少し右
側に戻され、スプール開口が徐々に絞られる。
【００１４】この時、ブーム用切替弁１６の中央バイパ
ス油路へのスプール開口は未だ閉じた状態にあるので、
第１油圧ポンプ１５の吐出油はブーム用切替弁１６を経
てアクチュエーターへ充分な流量で流出できないことか
ら、吐出圧センサー３４で検出される第１油圧ポンプ１
５の吐出圧ＰP は次第に上昇し、やがて下限吐出圧Ｐ0
を越える。従って、目標開口面積ＳT ＞０、比例電磁弁
３２の目標パイロット圧Ｐe ＞Ｐe0、分岐流量制御信号
の電流値ＩC ＞ＩC0となり、補助切替弁２３は次第に開
かれ、第１油圧ポンプ１５の吐出油は一部が迂回バイパ
ス油路を通って合流用切替弁１７の油供給側に流出す
る。そして、ブーム切替パイロット弁２１が戻し操作さ
れるに従って、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP が上昇
すると、目標開口面積ＳT 、比例電磁弁３２の目標パイ
ロット圧Ｐe 、分岐流量制御信号の電流値ＩC が増加
し、補助切替弁２３および迂回バイパス油路を通って合
流用切替弁１７の油供給側に流出する第１油圧ポンプ１
５の吐出油の流量が増大して、第１油圧ポンプ１５の吐
出圧ＰP の上昇を抑制するように働く。
ス油路へのスプール開口は未だ閉じた状態にあるので、
第１油圧ポンプ１５の吐出油はブーム用切替弁１６を経
てアクチュエーターへ充分な流量で流出できないことか
ら、吐出圧センサー３４で検出される第１油圧ポンプ１
５の吐出圧ＰP は次第に上昇し、やがて下限吐出圧Ｐ0
を越える。従って、目標開口面積ＳT ＞０、比例電磁弁
３２の目標パイロット圧Ｐe ＞Ｐe0、分岐流量制御信号
の電流値ＩC ＞ＩC0となり、補助切替弁２３は次第に開
かれ、第１油圧ポンプ１５の吐出油は一部が迂回バイパ
ス油路を通って合流用切替弁１７の油供給側に流出す
る。そして、ブーム切替パイロット弁２１が戻し操作さ
れるに従って、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP が上昇
すると、目標開口面積ＳT 、比例電磁弁３２の目標パイ
ロット圧Ｐe 、分岐流量制御信号の電流値ＩC が増加
し、補助切替弁２３および迂回バイパス油路を通って合
流用切替弁１７の油供給側に流出する第１油圧ポンプ１
５の吐出油の流量が増大して、第１油圧ポンプ１５の吐
出圧ＰP の上昇を抑制するように働く。
【００１５】従って、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP
が上昇して図示しない放圧弁を介して第１油圧ポンプ１
５の吐出油が無駄に放圧されて油タンクに排出されるの
を防止できる。やがて、バケット２０が最大到達位置の
ほぼ半ばの距離まで引き戻し操作されると、ブーム切替
パイロット弁２１が中立位置まで戻され、ブーム用切替
弁１６の右パイロット室に供給されたパイロット油の流
量が０になるので、ブーム用切替弁１６のスプール位置
は中立位置に戻る。この時には既にブーム用切替弁１６
の中央バイパス油路へのスプール開口は大きく開いてい
るので、第１油圧ポンプ１５の吐出油がブーム用切替弁
１６の中央バイパス油路を通って合流用切替弁１７の油
供給側に流出するから、迂回バイパス油路を通って合流
用切替弁１７の油供給側に合流する圧油と共に多量の圧
油が合流用切替弁１７の油供給側に供給されることにな
り、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP は低下する。
が上昇して図示しない放圧弁を介して第１油圧ポンプ１
５の吐出油が無駄に放圧されて油タンクに排出されるの
を防止できる。やがて、バケット２０が最大到達位置の
ほぼ半ばの距離まで引き戻し操作されると、ブーム切替
パイロット弁２１が中立位置まで戻され、ブーム用切替
弁１６の右パイロット室に供給されたパイロット油の流
量が０になるので、ブーム用切替弁１６のスプール位置
は中立位置に戻る。この時には既にブーム用切替弁１６
の中央バイパス油路へのスプール開口は大きく開いてい
るので、第１油圧ポンプ１５の吐出油がブーム用切替弁
１６の中央バイパス油路を通って合流用切替弁１７の油
供給側に流出するから、迂回バイパス油路を通って合流
用切替弁１７の油供給側に合流する圧油と共に多量の圧
油が合流用切替弁１７の油供給側に供給されることにな
り、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP は低下する。
【００１６】そして、バケット２０が最大到達位置のほ
ぼ半ばの距離を通過すると、ブーム切替パイロット弁２
１はブーム１３を下げる方向に操作され、ブーム用切替
弁１６の中央バイパス油路へのスプール開口は閉じられ
ると共に、スプール位置が絞りを伴いながら左切替位置
に切り替えられる。これにより、第１油圧ポンプ１５の
吐出圧ＰP が上昇するから、コントローラー３３は比例
電磁弁３２に吐出圧ＰP に見合った電流値ＩC の分岐流
量制御信号を出力し、補助切替弁２３の開口面積ＳS を
吐出圧ＰP に見合った開口面積となるように開かせる。
こうして、バケット２０が最大接近位置に到達するま
で、アーム１１の引込み操作とブーム１３の下げ操作が
行われる。
ぼ半ばの距離を通過すると、ブーム切替パイロット弁２
１はブーム１３を下げる方向に操作され、ブーム用切替
弁１６の中央バイパス油路へのスプール開口は閉じられ
ると共に、スプール位置が絞りを伴いながら左切替位置
に切り替えられる。これにより、第１油圧ポンプ１５の
吐出圧ＰP が上昇するから、コントローラー３３は比例
電磁弁３２に吐出圧ＰP に見合った電流値ＩC の分岐流
量制御信号を出力し、補助切替弁２３の開口面積ＳS を
吐出圧ＰP に見合った開口面積となるように開かせる。
こうして、バケット２０が最大接近位置に到達するま
で、アーム１１の引込み操作とブーム１３の下げ操作が
行われる。
【００１７】このように、本実施例では水平均し作業が
行われる場合に、ブーム切替レバーが中立位置近傍で操
作される時に、ブーム用切替弁１６の中央バイパス油路
へのスプール開口が閉じられた状態でスプール位置が絞
りを伴いながら左右の切替位置に切り替えられることに
よる第１油圧ポンプ１５の吐出油の滞留油を、補助切替
弁２３を第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP に見合った開
口面積となるように開かせることにより、迂回バイパス
油路を介して合流用切替弁１７の油供給側に合流させ
て、アーム１１の引込み操作に有効に活用するようにし
たので、第１油圧ポンプ１５の吐出油の油タンクへの無
駄な放圧排出を防止できる。また、第１油圧ポンプ１５
の吐出圧ＰP と補助切替弁２３の目標開口面積ＳT との
関係を規定する特性曲線の関数に基づいて第１油圧ポン
プ１５の吐出圧ＰP に見合った開口面積ＳS となるよう
に補助切替弁２３を開閉制御したので、迂回バイパス油
路を介して合流用切替弁１７の油供給側に合流させる第
１油圧ポンプ１５の吐出油の流量を所望の特性に応じた
値とすることができる。
行われる場合に、ブーム切替レバーが中立位置近傍で操
作される時に、ブーム用切替弁１６の中央バイパス油路
へのスプール開口が閉じられた状態でスプール位置が絞
りを伴いながら左右の切替位置に切り替えられることに
よる第１油圧ポンプ１５の吐出油の滞留油を、補助切替
弁２３を第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP に見合った開
口面積となるように開かせることにより、迂回バイパス
油路を介して合流用切替弁１７の油供給側に合流させ
て、アーム１１の引込み操作に有効に活用するようにし
たので、第１油圧ポンプ１５の吐出油の油タンクへの無
駄な放圧排出を防止できる。また、第１油圧ポンプ１５
の吐出圧ＰP と補助切替弁２３の目標開口面積ＳT との
関係を規定する特性曲線の関数に基づいて第１油圧ポン
プ１５の吐出圧ＰP に見合った開口面積ＳS となるよう
に補助切替弁２３を開閉制御したので、迂回バイパス油
路を介して合流用切替弁１７の油供給側に合流させる第
１油圧ポンプ１５の吐出油の流量を所望の特性に応じた
値とすることができる。
【００１８】図５は本発明の第２の実施例に係る油圧回
路図である。同図において、１７ａはアーム合流用切替
弁、２４は高圧選択弁であり、第１の実施例と同一また
は同一と見做せる箇所には同一の符号を付し、その重複
する説明を省略する。なお、以下の説明においても同様
とする。本実施例では第１の実施例における合流用切替
弁１７がアーム合流用切替弁１７ａに置き換えられ、そ
のパイロット室には高圧選択弁２４で選択され、アーム
切替パイロット弁２２の一方の切替弁から流出したパイ
ロット油が流入するようになっており、さらに、補助切
替弁２３から流出した第１油圧ポンプ１５の吐出油が迂
回バイパス油路を介してアーム合流用切替弁１７ａの油
供給側に流入すると共にアーム用切替弁１９の油供給側
にも流入するようになっている。
路図である。同図において、１７ａはアーム合流用切替
弁、２４は高圧選択弁であり、第１の実施例と同一また
は同一と見做せる箇所には同一の符号を付し、その重複
する説明を省略する。なお、以下の説明においても同様
とする。本実施例では第１の実施例における合流用切替
弁１７がアーム合流用切替弁１７ａに置き換えられ、そ
のパイロット室には高圧選択弁２４で選択され、アーム
切替パイロット弁２２の一方の切替弁から流出したパイ
ロット油が流入するようになっており、さらに、補助切
替弁２３から流出した第１油圧ポンプ１５の吐出油が迂
回バイパス油路を介してアーム合流用切替弁１７ａの油
供給側に流入すると共にアーム用切替弁１９の油供給側
にも流入するようになっている。
【００１９】従って、アーム切替パイロット弁２２が中
立位置にある時はアーム合流用切替弁１７ａの油供給側
は油タンクに連絡され、アーム切替パイロット弁２２が
何れかの方向に操作された時は閉じられる。水平均し作
業が行われる場合には、ブーム切替パイロット弁２１お
よびアーム切替パイロット弁２２は同時に操作されるか
ら、アーム合流用切替弁１７ａは閉じられ、補助切替弁
２３から流出した圧油はアーム用切替弁１９の油供給側
にのみ流入して、第２油圧ポンプ１８の吐出油と合流す
る。このように構成された本実施例の動作は水平均し作
業において補助切替弁２３から流出した圧油の流路が異
なるが、結局、アームシリンダー１２に流入する圧油に
合流する点で第１の実施例のものと基本的に変わらな
い。
立位置にある時はアーム合流用切替弁１７ａの油供給側
は油タンクに連絡され、アーム切替パイロット弁２２が
何れかの方向に操作された時は閉じられる。水平均し作
業が行われる場合には、ブーム切替パイロット弁２１お
よびアーム切替パイロット弁２２は同時に操作されるか
ら、アーム合流用切替弁１７ａは閉じられ、補助切替弁
２３から流出した圧油はアーム用切替弁１９の油供給側
にのみ流入して、第２油圧ポンプ１８の吐出油と合流す
る。このように構成された本実施例の動作は水平均し作
業において補助切替弁２３から流出した圧油の流路が異
なるが、結局、アームシリンダー１２に流入する圧油に
合流する点で第１の実施例のものと基本的に変わらな
い。
【００２０】図６は本発明の第３の実施例に係る油圧回
路図である。同図において、３５はモード切替スイッチ
である。本実施例では一端が接地電位に接続されたモー
ド切替スイッチ３５の他端がコントローラー３３に接続
されている点で第１の実施例のものと異なっており、モ
ード切替スイッチ３５の切替えにより、第１油圧ポンプ
１５の吐出圧ＰP に対する補助切替弁２３の目標開口面
積ＳT の関係を規定する特性曲線の変換関数が変わるよ
うになっている。
路図である。同図において、３５はモード切替スイッチ
である。本実施例では一端が接地電位に接続されたモー
ド切替スイッチ３５の他端がコントローラー３３に接続
されている点で第１の実施例のものと異なっており、モ
ード切替スイッチ３５の切替えにより、第１油圧ポンプ
１５の吐出圧ＰP に対する補助切替弁２３の目標開口面
積ＳT の関係を規定する特性曲線の変換関数が変わるよ
うになっている。
【００２１】図７はモード切替スイッチ３５の切替えに
より選択される２つのモード１およびモード２の特性曲
線を示すグラフである。モード１のグラフは第１の実施
例のものと同一であり、モード２のグラフはモード１の
特性曲線と形状は同一であるが、下限吐出圧がモード１
の下限吐出圧Ｐ01よりやや大きな下限吐出圧Ｐ02となっ
ている。
より選択される２つのモード１およびモード２の特性曲
線を示すグラフである。モード１のグラフは第１の実施
例のものと同一であり、モード２のグラフはモード１の
特性曲線と形状は同一であるが、下限吐出圧がモード１
の下限吐出圧Ｐ01よりやや大きな下限吐出圧Ｐ02となっ
ている。
【００２２】このように、２つのモードを切り替えられ
るようにすることにより、バケット２０の重量に応じて
２つのモードを切り替えて、重いバケット２０を装着す
る時はモード２を選択すればブーム１３の上げ動作時に
必要とされるブームシリンダー１４に対する充分な駆動
圧を確保できる。なお、本実施例では第１油圧ポンプ１
５の吐出圧ＰP に対する補助切替弁２３の目標開口面積
ＳT の特性を変えるモードは２段に選択できるようにし
たが、勿論、多段に切り替えられるようにしても良い
し、特性曲線は任意の曲線で構成することができる。
るようにすることにより、バケット２０の重量に応じて
２つのモードを切り替えて、重いバケット２０を装着す
る時はモード２を選択すればブーム１３の上げ動作時に
必要とされるブームシリンダー１４に対する充分な駆動
圧を確保できる。なお、本実施例では第１油圧ポンプ１
５の吐出圧ＰP に対する補助切替弁２３の目標開口面積
ＳT の特性を変えるモードは２段に選択できるようにし
たが、勿論、多段に切り替えられるようにしても良い
し、特性曲線は任意の曲線で構成することができる。
【００２３】また、上述の実施例では補助切替弁２３の
目標開口面積ＳT は第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP を
検出した吐出圧センサー３４からの吐出圧信号に基づい
てコントローラー３３が比例電磁弁３２に分岐流量制御
信号を出力し、補助切替弁２３の開口面積ＳS を吐出圧
ＰP に見合った開口面積となるように開かせるようにし
たが、補助切替弁２３を比例電磁弁で構成し、コントロ
ーラー３３が直接、補助切替弁２３を切り替えるように
しても良いし、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP に対す
る補助切替弁２３の目標開口面積ＳT の関係を規定する
特性曲線が直線で近似できる場合には第１油圧ポンプ１
５の吐出圧ＰP を直接、補助切替弁２３のパイロット室
に導くように構成しても良い。
目標開口面積ＳT は第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP を
検出した吐出圧センサー３４からの吐出圧信号に基づい
てコントローラー３３が比例電磁弁３２に分岐流量制御
信号を出力し、補助切替弁２３の開口面積ＳS を吐出圧
ＰP に見合った開口面積となるように開かせるようにし
たが、補助切替弁２３を比例電磁弁で構成し、コントロ
ーラー３３が直接、補助切替弁２３を切り替えるように
しても良いし、第１油圧ポンプ１５の吐出圧ＰP に対す
る補助切替弁２３の目標開口面積ＳT の関係を規定する
特性曲線が直線で近似できる場合には第１油圧ポンプ１
５の吐出圧ＰP を直接、補助切替弁２３のパイロット室
に導くように構成しても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、補助切替弁を第１の油供給源の吐出圧に応じ
て流量制御することにより、第１の油供給源の吐出油の
無駄なエネルギー損失を抑制したので、アームとブーム
の同時操作による水平均し作業を行う際に、ブームの上
げ動作に必要な油圧を保持し得ると共に、原動機の動作
効率の低下を抑制することができる。請求項２記載の発
明によれば、第１の油供給源の吐出圧に対応する補助切
替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量の関係を規定する
変換関数に基づいて第１の油供給源の吐出圧を検出する
吐出圧センサーが検出した第１の油供給源の吐出圧に対
応する分岐流量を求め、該分岐流量に従って補助切替弁
の開口面積を制御する制御手段を有したので、第１の油
供給源の吐出油の分岐流量を所望の特性に応じた値とす
ることができる。請求項３記載の発明によれば、モード
切替スイッチの切り替えにより第１の油供給源の吐出圧
に対応する補助切替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量
の関係を規定する変換関数を変えるようにしたので、所
望の変換関数を選択することにより、第１の油供給源の
吐出圧に対応する分岐流量を適宜調整でき、例えば、ブ
ームの上げ動作時にその重量に応じて必要とされるブー
ムシリンダーの駆動圧を確保することができる。
によれば、補助切替弁を第１の油供給源の吐出圧に応じ
て流量制御することにより、第１の油供給源の吐出油の
無駄なエネルギー損失を抑制したので、アームとブーム
の同時操作による水平均し作業を行う際に、ブームの上
げ動作に必要な油圧を保持し得ると共に、原動機の動作
効率の低下を抑制することができる。請求項２記載の発
明によれば、第１の油供給源の吐出圧に対応する補助切
替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量の関係を規定する
変換関数に基づいて第１の油供給源の吐出圧を検出する
吐出圧センサーが検出した第１の油供給源の吐出圧に対
応する分岐流量を求め、該分岐流量に従って補助切替弁
の開口面積を制御する制御手段を有したので、第１の油
供給源の吐出油の分岐流量を所望の特性に応じた値とす
ることができる。請求項３記載の発明によれば、モード
切替スイッチの切り替えにより第１の油供給源の吐出圧
に対応する補助切替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量
の関係を規定する変換関数を変えるようにしたので、所
望の変換関数を選択することにより、第１の油供給源の
吐出圧に対応する分岐流量を適宜調整でき、例えば、ブ
ームの上げ動作時にその重量に応じて必要とされるブー
ムシリンダーの駆動圧を確保することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る油圧回路図
【図２】比例電磁弁からのパイロット圧に対する補助切
替弁の開口面積の開口特性図
替弁の開口面積の開口特性図
【図３】コントローラーの内部構成を示すブロック図
【図４】第１油圧ポンプの吐出圧と補助切替弁の目標開
口面積との関係を規定する変換関数の特性曲線と、分岐
流量制御信号演算過程における複数の変換関数の特性曲
線を表示したグラフ
口面積との関係を規定する変換関数の特性曲線と、分岐
流量制御信号演算過程における複数の変換関数の特性曲
線を表示したグラフ
【図５】本発明の第２の実施例に係る油圧回路図
【図６】本発明の第３の実施例に係る油圧回路図
【図７】モード切替スイッチの切替えにより選択される
モードの特性曲線を示すグラフ
モードの特性曲線を示すグラフ
１１ アーム １２ アームシリンダー １３ ブーム １４ ブームシリンダー １５ 第１油圧ポンプ １６ ブーム用切替弁 １７ 合流用切替弁 １７ａ アーム合流用切替弁 １８ 第２油圧ポンプ １９ アーム用切替弁 ２０ バケット ２１ ブーム切替パイロット弁 ２２ アーム切替パイロット弁 ２３ 補助切替弁 ２４ 高圧選択弁 ３１ パイロット油圧ポンプ ３２ 比例電磁弁 ３３ コントローラー ３４ 吐出圧センサー ３５ モード切替スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古渡 陽一 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 豊岡 司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 吉永 滋博 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平５−44234（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−29551（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−5447（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−206756（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E02F 9/22 E02F 3/43 F15B 11/17
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の駆動用圧油の油供給源と、該油供
給源の１つの第１の油供給源に上流から下流に向かって
タンデム接続され、ブームシリンダーへの駆動用圧油の
方向と流量を切り替えるためのブーム用切替弁およびア
ームシリンダーへの駆動用圧油を合流させるための合流
用切替弁と、前記油供給源の他の１つの第２の油供給源
に接続され、アームシリンダーへの駆動用圧油の方向と
流量を切り替えるためアーム用切替弁とを具えた油圧シ
ョベルの油圧回路において、前記ブーム用切替弁の油供
給側と前記合流用切替弁の油供給側との間を迂回接続す
る迂回バイパス油路中に補助切替弁を設け、該補助切替
弁を前記第１の油供給源の吐出圧に応じて流量制御する
ことにより、前記第１の油供給源の吐出油の無駄なエネ
ルギー損失を抑制したことを特徴とする油圧ショベルの
油圧回路。 - 【請求項２】 第１の油供給源の吐出圧を検出する吐出
圧センサーと、前記第１の油供給源の吐出圧に対応する
補助切替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量の関係を規
定する変換関数に基づいて前記吐出圧センサーが検出し
た前記第１の油供給源の吐出圧に対応する前記分岐流量
を求め、該分岐流量に従って前記補助切替弁の開口面積
を制御する制御手段を有したことを特徴とする請求項１
記載の油圧ショベルの油圧回路。 - 【請求項３】 モード切替スイッチを有し、該モード切
替スイッチの切り替えにより第１の油供給源の吐出圧に
対応する補助切替弁を通過する駆動用圧油の分岐流量の
関係を規定する変換関数を変えるようにしたことを特徴
とする請求項２記載の油圧ショベルの油圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07341473A JP3142764B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 油圧ショベルの油圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07341473A JP3142764B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 油圧ショベルの油圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09177138A JPH09177138A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3142764B2 true JP3142764B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18346343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07341473A Expired - Fee Related JP3142764B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 油圧ショベルの油圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142764B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229681A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | 建設機械の油圧回路 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104234115A (zh) * | 2013-06-13 | 2014-12-24 | 杨皓捷 | 储压式高效节能挖掘机 |
| CN105156380B (zh) * | 2015-08-18 | 2018-06-19 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 工程机械调平控制装置、系统、方法及工程机械 |
| CN114737634B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-03-14 | 燕山大学 | 解决正流量挖掘机复合动作协调性的方法 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP07341473A patent/JP3142764B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229681A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | 建設機械の油圧回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09177138A (ja) | 1997-07-08 |
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