JPH01280131A - 油圧ショベルの油圧回路とその操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に油圧ショベルの油圧回路を移動式クレー
ン構造規格を満たす油圧回路にすると共に、支障なく掘
削作業を行えるようにした油圧ショベルの油圧回路とそ
の操作方法に関する。

（従来の技術） 近年、例外規定を適用して油圧ショベルによりクレーン
作業を行う例が多々あり、工事費の低減に寄与している
ことは周知のとおりである。

油圧ショベルとはいえクレーン作業時の安全上、その油
圧シタベルの油圧回路が安全弁等に関する「移動式クレ
ーン構造規格」の第２８条の規定を満足していることが
必要不可決であるが、この構造規格を満足していない油
圧回路を備えた油圧シラベルによりクレーン作業が実施
されているのが現状である。

移動式クレーンのブーム俯仰シリンダの油圧回路には通
常カウンターバランス弁Ｃ以下、カンバラ弁と略称する
）が介装されている。つまり、カンバラ弁が油圧回路に
介装されていれば、当該シリンダへの圧油供給が停止し
たり、また何らかの原因で圧油供給側のホースが破裂し
ても、あるいは油圧が異常低下しても、逆止弁の機能に
より吊荷等の２．激な降下を防止することができ、上記
した構造規格を満足するからである。

このようなカンバラ弁が介装されてなる主要部を示す油
圧回路の一例を、その油圧回路図の第３図を参照しなが
ら以下に紹介する。

即ち、図において示す符号（５１）はブームの俯仰シリ
ンダであり、この俯仰シリンダ（５１）のボトム側ボー
トと切換弁（５２）の一方の出口側ボートとの間にはボ
トム管路（５３）が連通し、またこのシリンダ（５１）
のロッド側ポートとこの切換弁（５２）の他方の出口側
ボートとの間にはロッド管路（５４）が連通している。

そして、前記ボトム管路（５３）には俯仰シリンダ（５
１）のボトム側への圧油をとおす向きの逆止弁（５５）
と、かつこの俯仰シリンダ（５１）のロッド側の圧油で
パイロット制御されることにより、ロッド側の圧油の圧
力の高低に応じてその開度が変化して、その開度に応じ
た量の圧油をボトム側から切換弁（５２）側に戻す一方
向弁（５６）とが内設されてなるカンバラ弁（５７）が
介装された構成になっている。

このような構成になる油圧回路の作用！！様を以下に説
明する。

即ち、油圧ポンプ（図示省略）から圧送される圧油が切
換弁（５２）により俯仰シリンダ（５１）のロッド伸長
側に切換えられると、ボトム管路（５３）側に圧油が供
給される０次いで、圧油は逆止弁（５５）をとおって俯
仰シリンダ（５１）のボトム側に供給されると共に、こ
の俯仰シリンダ（５１）のロッド側の圧油はロッド管路
（５４）をとおり、切換弁（５２）を介してタンクに戻
るので俯仰シリンダ（５１）のロッドは伸長する。一方
、切換弁（５２）がロッド縮小側に切換えられると、圧
油はロッド管路（５４）をとおってこのシリンダ（５１
）のロッド側に供給され、ボトム側の圧油はロッド管路
（５４）内の圧油の圧力によりその開度が調整された一
方向弁（５６）内の通路をとおって切換弁（５２）を介
してタンクに戻るので、この俯仰シリンダ（５１）のロ
ッドが縮小する。

切換弁（５２）のこのような切損え操作により俯仰シリ
ンダ（５１）のロッドが伸縮作動されるが、作動中にお
いて何らかの原因で圧力の異常低下が発生したときは、
逆止弁（５５）が作動してシリンダ（５１）のロッドの
縮小作動が自動的に停止される。

吊荷状態において特に問題になるのは、俯仰シリンダ（
５１）のボトム側に圧油を供給するロッド管路（５３）
のカンバラ弁（５７）よりも切換弁（５２）　ｍが異常
低圧になったときであるから、この場合を例として俯仰
シリンダ（５１）のロッドの縮小作動が停止するに至る
までの経過を説明する。

即ち、ロッド側の圧油は逆止弁（５５）をとおることが
できないので、このロッド側の圧油は一方向弁（５６）
をとおってタンクに戻るので俯仰シリンダ（５１）のロ
ッドは縮小するが、切換弁（５２）側が異常低圧になる
とロッド管路（５４）の圧油の圧力も低下することにな
る。

さすれば、この油圧によってその開度が制御される一方
向弁（５６）の圧油の通路が狭まるので、俯仰シリンダ
（５１）のボトム側から切換弁（５２）側に戻る圧油の
量が減少し、吊荷の降下速度が次第に遅くなりついには
停止するに至る。

（発明が解決しようとする課題） 上記したような油圧回路を備えた油圧ショベルによりク
レーン作業をする場合には、その油圧回路が移動式クレ
ーン構造規格を満足しているので問題はないが、所謂掘
削作業を行う場合には以下に説明するような問題点が生
じる。

即ち、クレーン作業における各シリンダは吊荷が振れた
りすると、所定位Ｉに吊荷を下ろすことが難しく、また
危険なこともあって緩やかに操作され、各シリンダを素
早（伸縮させる必要は殆どないのに対して、掘削作業で
は各シリンダの伸縮作動を素早く行う必要があり、供給
、戻りの圧油の流速は早く、油圧回路の抵抗が少ない方
が望ましいという作業上の相違に基づいて生じる問題で
あって、カンバラ弁に内設されている一方向弁はその開
度が油圧により調整され、しかも油圧の圧力が所定の圧
力になって初めて圧油が流通可能になるから、操作遅れ
が生じるばかりでなく、々力損失が大きくなるという問
題点が生じる。

また、一方向弁は上記したように、その開度が油圧によ
り調整される為、低圧でその開度が不十分なときにはシ
リンダのロッドがスムーズに作動せず吊荷振れ等の操作
上の問題が生じる。

従って、本発明は上記したような問題点を解決し、移動
式クレーン構造規格を満足し得ると共に、掘削作業にお
いても操作遅れが少なく、かつ動力損失を抑えることが
できると共に、操作が容易な油圧ショベルの油圧回路と
その操作方法の（１供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 第一発明に係る油圧ショベルの油圧回路の構成は、主パ
イロット操作切換弁を制御する遠隔制御弁が介装されて
なるパイロット操作回路と、該主パイロット操作切（＾
弁からブーム、アーム、バケット作動用シリンダに連通
ずる操作回路とを備えた油圧ショベルの油圧回路におい
て、前記操作回路のブームシリンダのボトム側とアーム
シリンダのロッド側の各々に介装されるパイロット操作
逆止弁と、ブームシリンダのボトム側、アームシリンダ
のロッド側から該逆止弁の各々にパイロット油圧操作に
より連通ずるパイロット操作切換弁が介装されてなる逆
止弁制御回路と、前記遠隔制御弁の入口側が前記パイロ
ット操作切換弁の制御部に連通し、かつ切換えにより該
制御弁の出口側が前記制御部に連通ずる切換弁が介装さ
れてなるパイロット操作切換弁制御回路とを備えてなる
ことを特徴とする。

また、第二発明に係る油圧ショベルの操作方法の要旨は
、ブーム、アーム、バケット明答シリンダを遠隔制御弁
で制御される主パイロット操作切換弁により伸縮作動自
在に操作する油圧ショベルの操作方法において、前記主
パイロット操作切換弁から各々のシリンダに連通ずる管
路のうち、ブームシリンダのボトム側とアームシリンダ
のロッド側に介装したパイロット操作逆止弁各々を、掘
削作業を行うときには前記遠隔制御弁をとおる前のパイ
ロット油圧で、またクレーン作業を行うときには遠隔制
御弁で制御されたパイロット油圧で操作しながらブーム
、アーム各シリンダを伸縮作動自在に操作することを特
徴とする。

（作用） 本発明では、油圧ショベルの油圧回路とその操作方法を
以上の如くにしたので、切換弁が切換えられていないと
きには、遠隔制御弁に入る前のパイロット油圧がこの切
換弁をとおってパイロット操作切換弁を制御するので、
ブームシリンダのボトム側の油圧はパイロット操作切換
弁をとおってパイロット操作逆止弁を開放し、またアー
ムシリンダのロッド側の油圧はパイロット操作切換弁を
とおってパイロット操作逆止弁を開放するので、遠隔制
御ｎ弁により主パイロット操作切換弁を制御すれば各シ
リンダは油圧ショベル専用の油圧回路と同等の油圧回路
で伸縮作動制御される。

また、切換弁が切換えられているときには、遠隔制御弁
をとおったパイロット油圧、つまり主パイロット操作切
換弁を制御するパイロット油圧がこの切換弁をとおって
パイロット操作切換弁を制御ｌシ、パイロット油圧が所
定の圧力以上になるとブームシリンダのボトム側の油圧
はパイロット操作切換弁をとおってパイロット操作逆止
弁を開放するので、シリンダのロッドはスムーズに伸縮
作動する。そして、所定の圧力以下になるとボトム側の
油圧が遮断され、パイロット操作逆止弁は逆止弁として
の逆止機能を回復する。

（実施例） 本発明の実施例を、上記し油圧回路を備えたショベルの
全体側面図の第１図と、その油圧回路の第２図とに基づ
いて以下に説明する。

即ち、第１図において示すように、油圧ショベルの本体
（１）にはブーム（２）が揺動自在に支持されており、
このブーム（２）の先端にはアーム（３）が揺動自在に
支持されると共に、このアーム（３）先端には、揺動自
在に支持されるバケット（４）と、その先端にフックが
垂設されてなるクレーン装置（５）が支持されている。

そして、ブームシリンダ（６）はそのボトム側が本体（
１）に、そのロッド先端がブーム（２）の下面側に枢着
されており、またアームシリンダ（７）はそのボトム側
がブーム（２）の上面に、そのロッド先端がアーム（３
）の一端側に枢着され、さらにバケットシリンダ（８）
はそのボトム側がアーム（３）の上面に、そのロッド先
端がバケット（４）のブラケットに枢着されている。

次に、このような構成になるクレーン装置（５）付の油
圧ショベルのブームシリンダ（６）とアームシリンダ（
７）との油圧操作回路の構成を第２図に基づいて以下に
説明する。

即ち、第２図において示す符号（１１）は主パイロ・ノ
ド切換弁であり、この主パイロット切換弁（１０の一つ
の出口側ボートからブームシリンダ（６）のボトム側の
ボートにはパイロット操作逆止弁ＱＯが介装されてなる
ボトム管路０２）が連通し、また他方の出口側ボートか
らブームシリンダ（６）のロッド側にはロッド管路面が
連通してなる操作回路０４）が配設されている。そして
、前記ブームシリンダ（６）のボトム側からバイロフト
操作逆止弁ＱＩの制御部に逆止弁制御回路０９を連通さ
せると共に、この制御回路θつに二つ宛の出入リポート
のうち一つ宛のボートに管路が接続される４ポ一ト２位
置のパイロット操作切換弁０ωを介装した。また、前記
主パイロット切換弁０１）を作動制御する遠隔制御弁θ
′７）の入口側からそのポンプボート（Ｐ）に、また出
口側から戻りボーｌ）に連通し、かつその一つの出口側
のボート（ａｌが前記パイロット操作切換弁０６）の制
御部に連通する電磁切換弁Ｏ０が介装されてなるパイロ
ット操作切換弁制御回路０９を配設してなる構成とした
。

そして、アームシリンダ（７）を作動制御する油圧回路
では、このシリンダ（７）のロッドｉ路（１３ａ）　ニ
前記パイロット操作逆止弁ＱＯと同構成のパイロット操
作逆止弁（２０ａ）を介装する他は、ブームシリンダ（
６）を作動制御Ｂする油圧回路と同構成としたもので、
換言すれば油圧回路の構成上の相違は、パイロット操作
逆止弁の介装位置がブームシリンダ（６）のボトム側か
、アームシリンダ（７）のロッド側かというだけの相違
に過ぎない。

また、本図においてはその図示省略しているが、上記し
たバケットシリンダ（８）の油圧制御Ｂ回路は何れの管
路にもバイロフト操作逆止弁が介装されていない回路と
しである。

なお、本図に示す符号（３０）は遠隔制御弁ｃ′Ｉ）と
電磁切換弁０■とにパイロット油圧を供給する油圧ポン
プであり、また各シリンダ（６）、（７）、（８）に主
パイロット掻作切換弁（１１）を介して圧油を供給する
油圧ポンプが介装されているのは勿論である。

次に、以上の構成になる油圧回路の作動Ｂ様を以下に説
明する。

即ち、電磁切換弁０８）が励磁されていないときには、
遠隔制御弁面に入る前のパイロット油圧がこの電磁切換
弁側をとおってパイロット操作切換弁００の制御部に供
給されこの操作切換弁０６）を制御するので、ブームシ
リンダ（６）のボトム側の油圧はこの操作切換弁０６）
をとおってパイロット操作逆止弁ＱＯを開放し、またア
ームシリンダ（６）のロッド側の圧油はパイロット操作
切換弁（１６ａ）をとおってバイロフト操作逆止弁（２
０ａ）を開放するので、遠隔制御弁面、（１７ａ）によ
り主パイロ・ノド操作切換弁０１）、（ｌｌａ）を各々
制御すれば各シリンダ（６）、（７）は油圧ショベル専
用の油圧回路と同等の油圧回路で伸縮作動制御される。

従って、バケット（４）による土砂等の掘削作業におい
て、通常の油圧ショベルと同等の掘削作業性能を発揮さ
せることができる。

また、電磁切換弁側が励磁されているときには、遠隔制
御弁０りをとおったパイロット油圧、つまり主パイロッ
ト操作切換弁（１１）を制御するパイロット油圧がこれ
らの電磁切換弁０８１をとおってこれらのパイロット操
作切換弁００を制御Ｉするので、パイロット油圧が所定
の圧力以上になるとブームシリンダ（６）のボトム側の
油圧はパイロット操作切換弁０ωをとおってパイロット
操作逆止弁ＱＩを開放し、またアームシリンダ（７）側
の油圧回路にあっても、上記したブームシリンダ（６）
側の油圧回路と同様で、ロッド管路に介装されているパ
イロット操作逆止弁（２０ａ）がパイロット油圧により
開放されるので、クレーン装置（５）により何の支障も
なく吊荷作業を実施することができる。

そして、遠隔制御弁０７）、（１７ａ）が中立にされる
ことによりパイロット油圧が所定の圧力以下になると、
ブームシリンダ（６）のボトム側と、アームシリンダ（
７）のロッド側の油圧は遮断され、パイロット操作逆止
弁Ｉ２Ｉ、（２０ａ）は逆上弁としての逆上機能を回復
し、ブームシリンダ（６）とアームシリンダ（７）の動
きは停止する。

また、これらパイロット操作逆止弁Ｑｌ、（２０ａ）よ
りも主パイロット操作切換弁０１）、（Ｉｌａ）側の油
圧が何らかの原因で低下したとしても、遠隔制（′ＩＯ
弁面、（１７ａ）を中立にすることにより、パイロシト
操作逆止弁Ｑｌ、（２０ａ）が作動して逆止弁として機
能するので、ブームシリンダ（６）が２、激に縮小する
と共に、アームシリンダ（７）が急激に伸長したりする
ことなく吊荷が停止する。

次に、ボトム管路Ｑ７Ｊの圧力が何らかの原因で異常低
下したときの作動を以下に説明する。

即ち、パイロット油圧が電磁切換弁をとおってパイロッ
ト操作切換弁の制御部に供給されており、吊荷の重量に
よりブームシリンダ（６）は押圧されているのでボトム
側の油圧は高い。

故に、パイロット操作逆止弁が開放され、ブームシリン
ダ（６）のボトム側の油圧はパイロシト操作逆止弁をと
おして流れその圧力が低下する。

このようにして、パイロット操作逆止弁がその逆止機能
を回復するといった作動を繰り返すので、吊荷は降下、
停止を繰り返しながら次第に降下することになる。

なお、本実施例では４ボ一ト２位置の電磁切換弁を用い
たが、マニュアル操作による４ポ一ト２位置の切換弁に
置換することができる。

また、パイロット操作逆止弁を制御するのにシリンダ操
作用の油圧を活用するようにした。

この理由は、シリンダ操作用の油圧の圧力としては一般
的に３５０　ｋｇ／ｃｉａであるのに対して、パイロッ
ト油圧は４０〜５０ｋｇ／ｃｄであるから、パイロット
油圧によるパイロット操作逆止弁の制御では開放が不十
分になる恐れがあった為である。

従って、パイロット油圧を高圧にすればパイロット操作
逆止弁を介装するまでもなく、ｉｏａ切換弁により直接
パイロット操作逆止弁を制御することが可能であるが、
各機器、高圧ホース等を全て高圧用にしなければならな
いのに加えて、遠隔制御弁の操作力が重くなる等の問題
点も生じるので必ずしも得策とはいえない。

また、本実施例にあってはブームシリンダが一つの油圧
ショベルを例として説明したが、ブームシリンダが二つ
のものであってもこの制御回路を並列にすればよく、従
って本発明の技術思想を何ら逸脱するものではない。

（発明の効果） 本発明では、ブームシリンダのボトム側と、アームシリ
ンダのロッド側とにパイロット操作逆止弁を介装し、こ
のパイロット操作逆止弁を切換えていないときには遠隔
制御弁をとおる前のパイロット油圧で、また切換えたと
きには前記遠隔制御弁をとおったパイロット油圧で操作
しながら両シリンダを伸縮作動操作するようにした。

故に、切換弁が切換えられていないときには遠隔側′４
１弁に入る前のパイロット油圧がこの切換弁をとおって
パイロット操作切換弁を制御するので、ブームシリンダ
のボトム側の油圧はパイロ・ント操作切換弁をとおって
パイロシト操作逆止弁を開放し、アームシリンダのロッ
ド例の油圧はバイロフト操作切換弁をとおってパイロ、
ト操作逆止弁を開放するから、両シリンダはショベル専
用の油圧回路と同等の油圧回路で伸縮作動制御され、何
の支障もなく掘削作業をすることができるようになった
。

また、切換弁が切換えられているときには、遠隔制御弁
をとおったパイロット油圧がこの切換弁をとおってパイ
ロット操作切換弁を制御するので、パイロット油圧が所
定の圧力以上になると、ブームシリンダのボトム側とア
ームシリンダのロッド側の油圧はパイロット操作切換弁
をとおってパイロット操作逆止弁を開放するので、特に
吊荷の降下時において吊荷が振れたりすることがなくス
ムーズにクレーン作業を行うことができた。

また、所定の圧力以下になるとブームシリンダのボトム
側とアームシリンダのロッド側の油圧が遮断されること
により、パイロット操作逆止弁は逆止弁としての逆止機
能が回復されるのでクレーン構造規格を満足させること
が可能になる。

従って、本発明によって移動式クレーン構造規格を満足
し得ると共に、掘削作業においても操作遅れが少なく、
かつ動力損失を抑えることのできる極めて優れ、かつ有
用な油圧ショベルの油圧回路とその操作方法を実現する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる油圧回路を備えた油圧ショベルの
全体側面図、第２図は本発明になる油圧回路図、第３図
は従来のカウンターバランス弁が介装されてなる油圧回
路図である。 （１）−油圧シラペル本体、（２）−ブーム、（３）−
アーム、（４）−バケット、（５）−クレーン装置、（
６）−ブームシリンダ、（７）−アームシリンダ、（８
）−バケットシリンダ、０ｌ）（ｌｌａ）−−一生パイ
ロット操作切換弁、０クボトム管路、Ｑ３）（１３ａ）
−−一ロッド管路、０４−　シリンダ操作回路、０５）
−パイロット操作逆止弁制御回路、０ω（１６ａ）−−
−パイロット操作切換弁、０７）（１７ａ）−−遠隔制
御弁、面（１８ａ）−−一電磁切換弁、Ｏｇ）−パイロ
ット操作切換弁制御１回路、１２１（２０ａ）−−−パ
イロット操作逆止弁、（３０）−油圧ポンプ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主パイロット操作切換弁を制御する遠隔制御弁が
   介装されてなるパイロット操作回路と、該主パイロット
   操作切換弁からブーム、アーム、バケット作動用シリン
   ダに連通する操作回路とを備えた油圧ショベルの油圧回
   路において、 前記操作回路のブームシリンダのボトム側とアームシリ
   ンダのロッド側の各々に介装されるパイロット操作逆止
   弁と、ブームシリンダのボトム側、アームシリンダのロ
   ッド側から該逆止弁の各々にパイロット油圧操作により
   連通するパイロット操作切換弁が介装されてなる逆止弁
   制御回路と、前記遠隔制御弁の入口側が前記パイロット
   操作切換弁の制御部に連通し、かつ切換えにより該制御
   弁の出口側が前記制御部に連通する切換弁が介装されて
   なるパイロット操作切換弁制御回路とを備えてなること
   を特徴とする油圧ショベルの油圧回路。
2. （２）ブーム、アーム、バケット用各シリンダを遠隔制
   御弁で制御される主パイロット操作切換弁により伸縮作
   動自在に操作する油圧ショベルの操作方法において、 前記主パイロット操作切換弁から各々のシリンダに連通
   する管路のうち、ブームシリンダのボトム側とアームシ
   リンダのロッド側に介装したパイロット操作逆止弁各々
   を、掘削作業を行うときには前記遠隔制御弁をとおる前
   のパイロット油圧で、またクレーン作業を行うときには
   遠隔制御弁で制御されたパイロット油圧で操作しながら
   ブーム、アーム各シリンダを伸縮作動自在に操作するこ
   とを特徴とする油圧ショベルの操作方法。