JP3820334B2 - Hydraulic circuit for construction vehicles and valve structure used therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設車両において、例えばショベルを上下させながら走行する際に、車両の直進走行を保証する建設車両用回路とその回路に用いるバルブ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の回路として、図5に示すものが従来から知られている。この従来の回路は、第1〜3ポンプP1〜P3を備えるとともに、これら第1〜3ポンプP1〜P3のそれぞれには、第1〜3回路系統を接続している。
第1ポンプP1に接続した第1回路系統には、左走行用モータを制御する走行用切換弁1,ブームシリンダを制御するブーム用切換弁2およびバケットシリンダを制御するバケット用切換弁3を接続している。
また、第2ポンプP2に接続した第2回路系統には、右走行用モータを制御する走行用切換弁4、アームシリンダを制御するアーム用切換弁5、スイングシリンダを制御するスイング用切換弁6およびサービス用のアクチュエータを制御するサービス用切換弁7を接続している。
なお、サービス用のアクチュエータとは、必要に応じて建設車両に取り付けるためのアクチュエータのことである。
【0003】
さらに、第3ポンプP3に接続した第3回路系統には、その上流側から連通弁V、ブレードシリンダを制御するブレード用切換弁8、旋回モータを制御する旋回用切換弁9を接続している。
上記連通弁Vは、第3ポンプP3に連通させたポンプポート10を形成するとともに、このポンプポート10に連通したり、その連通を遮断したりする中立ポート11、パラレルポート12、第1合流ポート13および第2合流ポート14を形成している。
【0004】
そして、連通弁Vが図示のノーマル位置にあるとき、ポンプポート10と中立ポート11およびパラレルポート12とが連通する。また、この連通弁Vのパイロット室15にパイロット圧が作用して、それが切り換わると、ポンプポート10と中立ポート11との連通が遮断される一方、ポンプポート10と、パラレルポート12、第1合流ポート13および第2合流ポート14とが連通する。
【0005】
上記のようにした中立ポート11は、中立流路16に連通している。この中立流路16は、切換弁8,9が図示の中立位置にあるとき、第3合流通路17を介して、第2回路系統の切換弁7に連通する。そして、この切換弁7が図示の中立位置にあると、第3合流通路17は、この切換弁7を介してタンク流路18に連通する。したがって、切換弁8,9および切換弁7が図示の中立位置にあれば、第3ポンプP3の吐出油は、上記各切換弁、中立流路16およびタンク流路18を経由してブリードオフされることになる。
【0006】
また、第3回路系統の各切換弁8,9を中立位置に保って、第2回路系統のサービス用切換弁7を切り換えると、第3ポンプP3の吐出油が、第2ポンプP2の吐出油と合流してサービス用アクチュエータに供給される。
【0007】
上記連通弁Vに設けたパイロット室15には、外部の圧力源からパイロット圧を導くようにしている。そして、このパイロット室15に導かれた圧油は、パイロットライン19を経由して第1回路系統における各切換弁1〜3のパイロットポート20〜22および第2回路系統における切換弁4〜6のパイロットポート23〜25にも導かれる。これらパイロットポート20〜25は、切換弁1〜6が中立位置にあるときタンク流路18に連通するようにしている。
【0008】
なお、走行用切換弁1と4のパイロットポート20と23とは、パラレルに接続されている。したがって、両走行用切換弁1、4を同時に切り換え、かつ、他の切換弁のいずれか1つの切換弁を切り換えない限り、パイロットライン19はタンク流路18に連通することになる。パイロットライン19がタンク流路18に連通していれば、パイロット室15にパイロット圧が立たない。パイロット室15にパイロット圧が立たないので、この場合には、連通弁Vが図示のノーマル位置を保つ。
【0009】
上記の状態から、両走行用切換弁1、4と、第1回路系統および第2回路系統の切換弁2,3,5,6のいずれか一つの切換弁を切り換えることによって、パイロットライン19とタンク流路18との連通が遮断される。そのために、連通弁Vのパイロット室15にパイロット圧が作用し、連通弁Vが切換位置に切り換わる。
連通弁Vが切換位置に切り換われば、そのポンプポート10と中立ポート11との連通が遮断される一方、ポンプポート10と、パラレルポート12、第1合流ポート13および第2合流ポート14とが連通する。
【0010】
ポンプポート10とパラレルポート12とが連通すれば、第3ポンプP3からの圧油が、パラレル通路26を介して、ブレード用切換弁8および旋回用切換弁9に供給される。
ポンプポート10と第1合流ポート13とが連通すれば、第3ポンプP3からの圧油が、第1合流通路27を介して、第1回路系統のブーム用切換弁2およびバケット用切換弁3に供給される。
ポンプポート10と第2合流ポート14とが連通すれば、第3ポンプP3からの圧油が、第2合流通路28を介して、第2回路系統のアーム用切換弁5およびスイング用切換弁6に供給される。
【0011】
つまり、走行用切換弁1,4を同時に切り換えながら、第1,2回路系統のアクチュエータを同時操作するとき、第1,2ポンプP1,P2は走行用切換弁1,4だけに圧油を供給するようにし、他のアクチュエータには、第3ポンプP3の圧油を供給するようにして、車両の直進走行を補償するようにしたものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにした従来の油圧回路では、第3回路系統の切換弁8,9を中立位置にして、第3ポンプP3の吐出油をタンク流路18に戻す場合に、その圧油は切換弁8,9を通らなければならいので、どうしても圧力損失が大きくなるという問題があった。
また、第3回路系統の切換弁8,9を中立位置に保っているとき、それを誤って切り換えてしまうと、ブレードシリンダや旋回モータなどが不用意に作動してしまうという問題もあった。
この発明の目的は、第3ポンプの吐出油をブリードオフするときの圧力損失を最小限に抑えるとともに、第3回路系統の切換弁を不用意に切り換えたとしても、アクチュエータが作動しないようにした建設車両用油圧回路とそれに用いるバルブ構造を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、第1ポンプ〜第3ポンプとを備え、第1ポンプに接続した第1回路系統には、左右いずれか一方の走行モータを制御する走行用切換弁と、この走行モータ以外のアクチュエータを制御するための1または複数の切換弁とを設けている。また、第2ポンプに接続した第2回路系統には、左右いずれか他方の走行モータを制御する走行用切換弁と、この走行モータ以外のアクチュエータを制御するための1または複数の切換弁とを設けている。さらに、第3ポンプに接続した第3回路系統には、走行モータ以外のアクチュエータを制御するための1または複数の切換弁を設ける一方、上記第3回路系統の最上流に連通弁を接続している。
【0014】
そして、この連通弁を切り換えるためのパイロット圧を導くパイロットラインを、中立位置にある走行用切換弁を介してタンクに連通させる一方、この走行用切換弁を切り換えたとき、パイロットラインとタンクとの連通を遮断して、パイロット圧を発生させるようにしている。しかも、上記連通弁は、そのノーマル位置において、第3ポンプをタンクに連通させ、その第1切換位置において、第3ポンプと所定の切換弁をタンデムに接続する中立流路に連通させるとともに、所定の切換弁をパラレルに接続するパラレル通路とに連通させ、第2切換位置において、第3ポンプを、上記パラレル通路に接続するとともに、第3ポンプを第1回路系統あるいは第2回路系統に接続する合流通路にも連通させるようにしている。
【0015】
第2の発明は、第1ポンプと第2ポンプとで走行モータを駆動するとともに、第3ポンプで走行時の他のアクチュエータを動作させる構成にした建設車両用油圧回路であって、上記第3ポンプに接続した回路系統の最上流に連通弁を設ける。そして、この連通弁のバルブ本体には、第3ポンプに接続したポンプポートと、タンクに接続したタンクポートと、上記ポンプポートをパラレル通路に導くパラレルポートと、第3ポンプに接続した切換弁の中立流路に接続した中立ポートと、同じく第3ポンプに接続した切換弁をパラレルに接続するためのパラレルポートと、第3ポンプ以外のポンプに接続した切換弁に連通する第1および第2合流通路に接続した第1合流ポートおよび第2合流ポートとを形成する。
【0016】
一方、上記連通弁のバルブ本体に、ノーマル位置以外に第1切換位置と第2切換位置を保つ構成にしたスプールを摺動自在に組み込んでいる。そして、上記ポンプポートとパラレルポートとを、スプールの移動位置にかかわりなく常時連通させる一方、スプールがノーマル位置にあるとき、ポンプポートとタンクポート、ポンプポートと中立ポートとを連通させ、タンクポートと第1合流通路との連通を遮断し、スプールを第1切換位置に切り換えたとき、ポンプポートとタンクポートとの連通を遮断する一方、ポンプポートと中立ポートの連通を保持し、第2切換位置に切り換えたとき、ポンプポートとタンクポートとの連通を遮断するとともに、ポンプポートと中立ポートとの連通を遮断する一方、ポンプポートと第1,2合流ポートとを連通させるようにしている。
【0017】
【発明の実施の態様】
図1は、この発明の実施態様である油圧回路を示すもので、この制御回路の最大の特徴は、連通弁Vにタンクポート29を設け、連通弁Vが図示のノーマル位置にあるとき、ポンプポート10を上記タンクポート29に連通させるようにした点である。その他は、図5に示した従来の回路と全く同様である。したがって、従来と共通の構成要素については、その詳細な説明を省略するとともに、同一の構成要素に関しては、同一符号を用いる。
【0018】
上記のように連通弁Vは、それをノーマル位置に保っているときに、ポンプポート10を、この連通弁Vのタンクポート29を介してタンク流路18に直接連通させるようにしたので、第3ポンプP3の吐出油をタンクに戻すときの圧力損失を最小限に抑えることができる。
【0019】
ちなみに、従来の場合には、第3ポンプP3 の吐出油をタンク流路18に戻す場合には、切換弁8、9、7の中立ポートを経由させなければならないので、その圧力損失が大きくならざるをえない。
しかし、この実施例によれば、第3ポンプP3の吐出油を、上記したように連通弁Vのタンクポート29を介して直接タンク流路18に戻すので、その圧力損失はほとんどない。
【0020】
上記油圧回路に用いるバルブ構造は、図2〜図4に示すとおりである。
図示の連通弁Vは、そのバルブ本体30に、スプール31を摺動自在に組み込むとともに、このスプール31の一端をパイロット室15に臨ませ、他端をスプリング室32に臨ませている。
【0021】
したがって、パイロット室15にパイロット圧が作用していなければ、スプール31が図2に示すノーマル位置を保つ。このノーマル位置において、ポンプポート10と中立ポート11とが、スプール31に形成の第1環状溝33を介して連通する。また、このときには、ポンプポート10がバルブ本体30に形成した第1流路34を介してパラレルポート12に連通している。ただし、これらポンプポート10とパラレルポート12とは、スプール31の切り換え位置にかかわりなく常時連通している。
【0022】
また、スプール31が上記のノーマル位置にあるとき、図2に示すように、ポンプポート10は、第1流路34→バルブ本体に形成した第2流路35→スプールに形成した第2環状溝36を経由してタンクポート29に連通している。
したがって、スプール31をノーマル位置に保っているときには、第3ポンプP3 の吐出油が、上記タンクポート29からタンク流路18に戻されることになる。
【0023】
上記の状態からスプール31をスプリング室32内のスプリングに抗して図面左方向に移動して、図3に示した第1切換位置に切り換えると、第2環状溝36と第2流路35とが、アンダーラップの状態になるので、第2流路35とタンクポート29との連通が遮断される。言い換えると、ポンプポート10とタンクポート29との連通が遮断されることになる。
また、この第1切換位置において、ポンプポート10と中立ポート11とは、連通したままの状態にある。したがって、第1切換位置では、ポンプポート10が、パラレルポート12と中立ポート11との両方に連通した状態を保つ。
ただし、ポンプポート10と第1、2合流ポート13、14との連通は、遮断されたままである。
【0024】
上記第1切換位置から、スプール31をさらに図面左方向に移動させると、連通弁Vは、図4に示す第2切換位置に切り換わる。この第2切換位置では、スプールに形成した第3環状溝37を介して、第2流路35と、第1合流ポート13に連通する第3流路38とが連通する。それと同時に、ポンプポート10は、スプールに形成した第4環状溝39を介して、第2合流ポート14に連通する第4流路40と連通する。
しかも、この第2切換位置では、ポンプポート10と中立ポート11との連通が遮断される。
したがって、この第2切換位置においては、ポンプポート10が、パラレルポート12、第1合流ポート13および第2合流ポート14に連通することになる。
【0025】
なお、スプール31を上記のようにノーマル位置から第2切換位置までの3位置に切り換えるのは、次の構成によるものである。
すなわち、スプール31の一端を臨ませたパイロット室15には、パイロットピストン41を組み込んでいる。このパイロットピストン41とスプール31の一端との間には、カラー42を介在させている。そして、このカラー42は、段部43の範囲でストロークできるようにしている。
【0026】
上記のようにしたパイロットピストン41にはオリフィス44を形成するとともに、このオリフィス44を、パイロットピストンに形成した通油孔45およびカラーに形成した通油孔46を介して、スプールに形成したパイロット通路47に連通させている。
上記パイロット通路47は、バルブ本体30側に形成した環状凹部48と常時連通しているが、この環状凹部48は、前記したパイロットライン19に連通している。
【0027】
したがって、今、図2のノーマル状態で、パイロット室15にパイロット圧が作用すると、パイロットピストン41は、カラー42が段部43につき当たるまで移動する。この状態が第1切換位置となる。
この第1の切換位置において、パイロットライン19が開いたままなら、オリフィス44に流れが発生するので、その下流側の圧力が、圧力損失分だけ低くなる。このオリフィス44の下流側の圧力は、スプール31の一端、すなわちカラー42との接触面に作用する。しかし、この低いパイロット圧では、スプール31が移動せず、第1切換位置を保つ。
【0028】
上記の状態から、直進走行のために、両走行用切換弁1および4を切り換えるとともに、切換弁2、3、5、6のいずれかを切り換えると、パイロットライン19が閉じられる。パイロットライン19が閉じられるので、オリフィス前後の流れもなくなる。そのために、このオリフィスの下流側のパイロット圧も上昇する。この上昇したパイロット圧の作用で、スプール31が再び移動して、第2切換位置に切り換えられる。
【0029】
【発明の効果】
第1および第2の発明によれば、連通弁のノーマル位置において、第3ポンプの吐出油が、この連通弁を介して直接タンクに戻されるので、その圧力損失を最小限に抑えられる。圧力損失を最小限に抑えられるので、エネルギーロスも少なくなる。
また、連通弁をノーマル位置の保っている限り、第3ポンプに連通した切換弁を不用意に操作しても、その切換弁に接続したアクチュエータが作動してしまうような危険も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路図である。
【図2】連通弁をノーマル位置に保った状態の断面図である。
【図3】連通弁を第1切換位置に保った状態の断面図である。
【図4】連通弁を第2切換位置に保った状態の断面図である。
【図5】従来回路図である。
【符号の説明】
P1 〜P3 第1〜3ポンプ
1、4 走行用切換弁
5〜9 切換弁
V 連通弁
10 ポンプポート
11 中立ポート
12 パラレルポート
13 第1合流ポート
14 第2合流ポート
16 中立流路
17 第3合流通路
26 パラレル通路
27 第1合流通路
28 第2合流通路
29 タンクポート
30 バルブ本体
31 スプール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a construction vehicle circuit that guarantees straight traveling of a vehicle when the construction vehicle travels while raising and lowering an excavator, for example, and a valve structure used for the circuit.
[0002]
[Prior art]
As this type of circuit, one shown in FIG. 5 has been conventionally known. This conventional circuit includes first to third pumps P1 to P3, and a first to third circuit system is connected to each of the first to third pumps P1 to P3.
Connected to the first circuit system connected to the first pump P1 are a traveling
The second circuit system connected to the second pump P2 includes a
The service actuator is an actuator that is attached to a construction vehicle as necessary.
[0003]
Further, a communication valve V, a
The communication valve V forms a
[0004]
When the communication valve V is in the illustrated normal position, the
[0005]
The
[0006]
When the
[0007]
A pilot pressure is guided from an external pressure source to the
[0008]
The
[0009]
From the above state, the pilot line 19 is switched by switching both the
When the communication valve V is switched to the switching position, the communication between the
[0010]
When the
When the
If the
[0011]
That is, when simultaneously operating the actuators of the first and second circuit systems while simultaneously switching the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional hydraulic circuit as described above, when the
In addition, when the
The object of the present invention is to minimize the pressure loss when bleed-off the discharge oil of the third pump and prevent the actuator from operating even if the switching valve of the third circuit system is inadvertently switched. To provide a hydraulic circuit for construction vehicles and a valve structure used therefor.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
1st invention is provided with the 1st pump-the 3rd pump, and the 1st circuit system connected to the 1st pump has the change-over valve for driving which controls either the right or left traveling motor, and other than this traveling motor And one or more switching valves for controlling the actuator. In addition, the second circuit system connected to the second pump includes a travel switching valve for controlling either the left or right travel motor, and one or a plurality of switch valves for controlling actuators other than the travel motor. Provided. Further, the third circuit system connected to the third pump is provided with one or a plurality of switching valves for controlling actuators other than the traveling motor, while a communication valve is connected to the most upstream of the third circuit system. Yes.
[0014]
The pilot line for guiding the pilot pressure for switching the communication valve is communicated with the tank via the traveling switching valve in the neutral position, and when the traveling switching valve is switched, the pilot line and the tank are connected. The communication is cut off and the pilot pressure is generated. In addition, the communication valve communicates the third pump with the tank at the normal position, and communicates with the neutral flow path connecting the third pump and the predetermined switching valve to the tandem at the first switching position. The switching valve is communicated with a parallel passage connected in parallel, and at the second switching position, the third pump is connected to the parallel passage and the third pump is connected to the first circuit system or the second circuit system. It is made to communicate also with a confluence passage.
[0015]
A second invention is a hydraulic circuit for a construction vehicle in which a traveling motor is driven by a first pump and a second pump, and another actuator during traveling is operated by a third pump. A communication valve is provided in the uppermost stream of the circuit system connected to the pump. The valve body of the communication valve includes a pump port connected to the third pump, a tank port connected to the tank, a parallel port leading the pump port to the parallel passage, and a switching valve connected to the third pump. A neutral port connected to the neutral flow path, a parallel port for connecting in parallel a switching valve connected to the third pump, and a first and second merge communicating with a switching valve connected to a pump other than the third pump A first merge port and a second merge port connected to the passage are formed.
[0016]
On the other hand, a spool configured to maintain the first switching position and the second switching position in addition to the normal position is slidably incorporated in the valve body of the communication valve. The pump port and the parallel port are always communicated regardless of the movement position of the spool, and when the spool is in the normal position, the pump port and the tank port, and the pump port and the neutral port are communicated with each other. When the communication with the first merging passage is blocked and the spool is switched to the first switching position, the communication between the pump port and the tank port is blocked, while the communication between the pump port and the neutral port is maintained, and the second switching position. When switching to, the communication between the pump port and the tank port is blocked, the communication between the pump port and the neutral port is blocked, and the pump port and the first and second merging ports are communicated.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a hydraulic circuit according to an embodiment of the present invention. The greatest feature of this control circuit is that a
[0018]
As described above, the communication valve V allows the
[0019]
Incidentally, in the conventional case, when the discharge oil of the third pump P3 is returned to the tank passage 18, it must be routed through the neutral ports of the switching
However, according to this embodiment, the discharge oil of the third pump P3 is directly returned to the tank flow path 18 via the
[0020]
The valve structure used in the hydraulic circuit is as shown in FIGS.
In the illustrated communication valve V, a
[0021]
Therefore, if no pilot pressure is applied to the
[0022]
When the
Therefore, when the
[0023]
When the
Further, at the first switching position, the
However, the communication between the
[0024]
When the
In addition, in the second switching position, communication between the
Therefore, in this second switching position, the
[0025]
The
That is, a
[0026]
In the
The
[0027]
Therefore, now, when the pilot pressure is applied to the
At this first switching position, if the pilot line 19 remains open, a flow is generated in the
[0028]
From the above state, when the both
[0029]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the invention, the oil discharged from the third pump is directly returned to the tank through the communication valve at the normal position of the communication valve, so that the pressure loss can be minimized. Energy loss is reduced because pressure loss can be minimized.
Further, as long as the communication valve is kept at the normal position, even if the switching valve communicated with the third pump is inadvertently operated, the danger that the actuator connected to the switching valve will be activated can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a state in which a communication valve is maintained at a normal position.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which the communication valve is maintained at a first switching position.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a state in which the communication valve is maintained at a second switching position.
FIG. 5 is a conventional circuit diagram.
[Explanation of symbols]
P1 to P3 1st to
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