JPH04131505A - 油圧アクチュエータの制御回路 - 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 この発明は、主として油圧シロベルなど建設機械に装備
した油圧アクチュエータ用制御回路に関する。

従来の技術 第７図は、従来技術の制御回路１をそなえた油圧ショベ
ルの要部回路図である。図において、２は油圧ショベル
の作業アタッチメント、３は作業アタッチメント２内の
アーム、４はアームシリンダ、４ａはアームシリンダ４
のボトム側油室、４ｂはロッド側油室、５はリモコン弁
、６はリモコン弁５の操作レバー　７ａ及び７ｂはリモ
コン弁５のそれぞれパイロット弁、８はアームシリンダ
４制御用のパイロット切換弁、９Ｌ及び９Ｒはパイロッ
ト切換弁８のそれぞれパイロット圧受圧部１０はメイン
ポンプ、１１はパイロットポンプ、１２は背圧チエツク
弁、１５は油タンクである。

次に、従来技術の制御回路１の構成を第７図について述
べる。リモコン弁５の操作量に応じてパイロット弁７ａ
又は７ｂよりパイロット二次圧力を導出せしめ、そのパ
イロット二次圧力をアームシリンダ４制御用パイロツト
切換弁８のパイロット圧受圧部９Ｌ又は９Ｒに作用させ
るようにしている。

ここでリモコン弁５の操作レバー６を中立位置よりイ位
置方向又は口位置方向に操作すると、パイロットポンプ
１１からのパイロット−次圧力は、管路１６を通り、パ
イロット弁７ａ又は７ｂに作用する。そこでパイロット
弁７ａ又は７ｂから導出されるパイロット二次圧力は、
管路１７又は１８を経て、パイロット圧受圧部９Ｌ又は
９□に作用する。パイロット切換弁８は中立位置よりハ
位置方向又は二位置方向に切換作動するので、アームシ
リンダ４は伸長作動又は縮小作動を行う。すなわちアー
ム３はアーム下げ（アーム引きと同じ）又はアーム上げ
（アーム押し六同じ）の動きを行う。

発明が解決しようとする課題 油圧ショベルが掘削作業を行っているとき、メインポン
プを駆動しているエンジンを高速回転させていると、メ
イン吐出圧油流量が大であるので、アームシリンダを例
にとると、アーム引き操作時にアームシリンダのボトム
側油室にキャビテーションが発生することはない。

しかし油圧ショベルが比較的操作精度を要する掘削作業
を行うときには、エンジン回転を低速に落とし、作業ア
タッチメントの作動速度を遅くして行う。この場合には
メイン吐出圧油流量が低減しているので、アーム引きの
操作の方法によっては作業アタッチメントの自重による
シリンダ移動ストロークがポンプ供給油量より大きくな
ることがある。ポンプ供給油量がアームシリンダの上記
伸長作動に追従できないので、アームシリンダがキャビ
テーションをおこし、途中で停止することがあった。そ
して時間の経過によってキャビテーションに対する作動
油の充填が行われ、再びアームシリンダが動き出し危険
であり、また作業を行いにくい面があった。

この発明は上記の課題を解決し、油圧シロベルに装備し
た油圧アクチュエータ（たとえばアームシリンダなど）
のキャビテーションを防止できる制御回路を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために講じたこの発明の手段は、 （１）イ、リモコン弁のパイロット弁と、パイロット切
換弁のパイロット圧受圧部とを連通する管路に減圧弁を
介設し、 口、上記減圧弁に対し油圧アクチュエータの負荷圧力を
作用せしめることにより減圧弁の二次圧力を調圧するよ
うにした。

（２）イ、特許請求の範囲第１項記載の油圧アクチュエ
ータの制御回路において、 口、減圧弁をパイロット切換弁のパイロット圧受圧部を
形成するキャップ部に組込んで構成した。

作　　　　　　用 （１）イ、減圧弁は、リモコン弁内のアーム下げ操作用
パイロット弁と、パイロット切換弁のアーム下げ位置側
パイロット圧受圧部とを連通ずる管路に介設されるとと
もに、その減圧弁のパイロットポートにはアームシリン
ダのボトム側油室内圧力が作用する。

口、アームシリンダのボトム側油室内圧力が所定の低圧
より高いときには、キャビテーションは発生しない。こ
の場合には減圧弁のパイロットポートに高圧の上記ボト
ム側油室内圧力が作用しているので、アーム下げ操作用
パイロット弁と、パイロット切換弁のアーム下げ位置側
パイロット圧受圧部とは減圧弁を介して連通している。

ハ、アームシリンダのボトム側油室内圧力が所定の低圧
よりさらに低圧になるときには、キャビチーシーンが発
生しそうになる。この場合には上記低圧を減圧弁が感知
して、減圧弁内のピストン及びスプールは移動する。そ
れにより減圧弁のアウトレットポートより導出される二
次圧力は、リモコン弁のパイロット弁より導出されるパ
イロット圧に関係なく、調圧される。パイロフト切換弁
は中立位置方向に移動するので、アームシリンダのボト
ム側油室及びロッド側油室では作動油の給排移動が低下
し、作動油は封入されている状態に近づく。それにより
アームシリンダのキャビテーションは防止される。

（２）イ、減圧弁をパイロット切換弁のパイロット圧受
圧部を形成するばねキャップ部に組込んだので、減圧弁
を配設するスペースや配管などを最小限にし、コンパク
トに構成することができる。

実　　　　施　　　　例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。第１図は、この発明にかかる制御回路１９をそなえ
た油圧ショベルの要部回路図である。図において、従来
技術と同一構成要素を使用するものに対しては同符号を
付す。２０は減圧弁２１は減圧弁２０のパイロットポー
トである。第２図は、パイロット切換弁８の組立構成を
示す要部断面図である。図において、２２はパイロット
切換弁８の弁本体、２８はばねキャップ部、２４はスプ
ール、２５はばね、２６Ｌ及び２６Ｒはそれぞれ弁本体
２２のシリンダポート、２７はタンクポート、２８はシ
リンダポート２６Ｒ側の回路と減圧弁８のパイロットポ
ート２１とを連通する油路、２９はドレン油路、９Ｉ？
はばね室に形成されているパイロット圧受圧部、３０は
ポートリリーフ弁である。第３図は、第２図のＡ部詳細
図である。図において、３１は減圧弁２０のピストン室
、３２はピストン、３３はピストン３２用の段付ストッ
パ部、３４は減圧弁内スプール、３５はばね、３６はリ
モコン弁５内パイロツト弁７ｂがらのパイロット圧を導
入するインレットポート、３７はアウトレットポート、
３８はアウトレットポート３７とパイロット切換弁８の
パイロット圧受圧部９Ｒとを連通ずる油路、３９はイン
レットボート３６か、ら減圧弁内スプール８４に通じる
油路である。第４図は、アームシリンダ４のキャビテー
ション発生を防止する状態の減圧弁２ｏを示す断面図で
ある。図において、Ｍはピストン３２の上面側の受圧面
積、Ｎは減圧弁内スプール３４の下面側の受圧面積であ
る。

次に、この発明にかかる制御回路１９の構成を第１図〜
第４図について述べる。リモコン弁５のパイロット弁７
．と、パイロット切換弁８のパイロット圧受圧部９Ｒと
を連通ずる管路に減圧弁２０を介設し、その減圧弁２０
のパイロットポート２１に対しアームシリンダ４のボト
ム側の圧力を作用せしめることにより、減圧弁２０のア
ウトレットポート３７より導出される二次圧力を調圧す
るようにした。また、上記減圧弁２０をパイロット切換
弁８のパイロット圧受圧部９Ｒを形成するばねキャップ
部２３に組込んで構成した。

次に、この発明にかかる制御回路１９の作用機能につい
て述べる。アームシリンダ４のボトム側圧力がキャビテ
ーシヨンを発生しそうになる所定の低圧（この低圧は圧
力がＯでなく、圧力Ｏより高い低圧である）より高いと
きには、キャビチーシロンは発生しない。この場合には
上記ボトム側圧力が、油路２８、減圧弁２０のパイロッ
トポート２１、ピストン室３１に作用するので、ピスト
ン３２の下端側は段付ストッパ部３３に当接している。

したがってパイロット弁７ｂからのパイロット圧を、減
圧弁２０のインレットボート３６、油路３９、第３図に
おける矢印ホのように減圧弁内スプール３４の内部油路
を通り、アウトレットポート３７、油路３８を経て、パ
イロット切換弁８のパイロット圧受圧部９□に作用させ
ることができる。しかしアームシリンダ４のボトム側圧
力が所定の低圧よりさらに低圧になるときには、キャビ
テーションが発生しそうになる。この場合に減圧弁２０
のピストン室３１には上記低圧が作用するので、第４図
のようにピストン３２及び減圧弁内スプール３４は移動
する。それにより減圧弁２ｏのアウトレットポート３７
より導出される二次圧力は、リモコン弁５のパイロット
弁７ｂより導出される。パイロット圧に関係なく、調圧
される。ここでアームシリンダ４のボトム側圧力をＰＣ
ＹＬ　Ｎ減圧弁２０の二次圧力をＰｒとすれば、ＰＲ＝
ＰＣＹＬＸ□ に設定される。この二次圧力Ｐｒが低減するとパイロッ
ト切換弁８のスプール（２４）は中立位置方向に移動す
るので、アームシリンダ４のボトム側油室４ａ及びロッ
ド側油室４ｂでは作動油の給排移動が低下し、作動油は
封入されている状態に近づく。それにより、アームシリ
ンダ４のキャビテーションは防止される。また減圧弁２
０をパイロット切換弁８のパイロット圧受圧部９６を形
成するばねキャップ部２３に組込んだので、減圧弁２０
を配置するスペースや配管などを最小限にし、コンパク
トに構成することができる。

なお第５図は、パイロット弁７ｂから導出されるパイロ
ット二次圧力Ｐ、に対するパイロット切換弁８内スプー
ル２４のストロークＳを示す図表である。また第６図は
、アームシリンダ４内ボトム側圧力Ｐ。ＹＬに対する減
圧弁２０の二次圧力Ｐｒを示す図表である。第５図及び
第６図の図表において、たとえばパイロット二次圧力Ｐ
＋がＰｅａで、スプール２４がストロークＳ、までスト
ロークさせているとき、シリンダ圧力Ｐ　Ｃ！ＹＬが低
くたとえばＰ。ＹＬ”ＰＡになったとする。減圧弁２０
の二次圧力Ｐ、は　ｐ、＝ｐ、Ａに低下する。このＰ、
Ａに相当するパイロット二次圧力Ｐ、がＰＩＡとなるの
で、スプール２４のストロークはストロークＳ、よりＳ
Ａまで中立位置方向に戻される。それによりアームの下
げ速度が抑えられ、キャビテーションの発生は防止され
る。また第１図における背圧チエツク弁１２を設けるこ
とにより、キャビテーションが発生しそうになる所定の
低圧を第６図のように、Ｐ　ＣＹＬ　＝　Ｐ　ｇｅｔと
してより高い所定の圧力に設定できるので、キャビテー
シ日ン防止機能を早目にはたらかせることができる。

発明の効果 従来技術の制御回路では、油圧ショベルが比較的操作精
度を要する掘削作業を行うとき、作業アタッチメントの
作動速度を遅くするためにエンジン回転を低速に落とす
と、メインと比圧油流量が低減するので、アーム引きの
操作の方法によっては作業アタッチメントの自重による
シリンダ移動ストロークがポンプ供給油量より大きくな
ることがある。ポンプ供給油量がアームシリンダの上記
伸長作動に追従できないので、アームシリンダがキャビ
テーションをおこし、途中で停止することがあった。そ
して時間の経過によってはキャビテーションに対する作
動油の充填が行われ、再びアームシリンダが動き出し危
険であり、また作業を行いにに（い面があった。

しかしこの発明にかかる制御回路では、リモコン弁のパ
イロット弁と、パイロット切換弁のパイロット圧受圧部
とを連通ずる管路に減圧弁を介設し、その減圧弁に対し
油圧シリンダの負荷圧力を作用せしめることにより減圧
弁の二次圧力を調圧するようにした。また、減圧弁をパ
イロット切換弁のパイロット圧受圧部を形成するキャッ
プ部に組込んで構成した。そこでアームシリンダのボト
ム側圧力が所定の低圧になると、その低圧を減圧弁が感
知して、減圧弁内のピストン及びスプールは移動する。

それにより減圧弁のアウトレットポートより導出される
二次圧力を、リモコン弁のパイロット弁より導出される
パイロット圧に関係なく調圧することができる。

したがってこの発明にかかる制御回路をそなえた建設機
械では、油圧アクチュエータのキャビテーション発生を
防止するとともに、制御回路に必要な減圧弁をパイロッ
ト切換弁に対してコンパクトに組込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる制御回路をそなえた油圧ショ
ベルの要部回路図、第２図はこの発明のパイロット切換
弁の組立構成を示す要部断面図、第３図は第２図のＡ部
詳細図、第４図はアームシリンダのキャビテーション発
生を防止する状態の減圧弁を示す断面図、第５図はパイ
ロット二次圧力Ｐ１とパイロット切換弁内スプールのス
トロークＳとの関係を示す図表、第６図はシリンダ圧力
Ｐ　ＣＹＬと減圧弁の二次圧力Ｐ、との関係を示す図表
、第７図は従来技術の制御回路をそなえた油圧ショベル
の要部回路図である。 １．１９　　　　制御回路 ２−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−一作業アタッチメント４−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−アームシリンダ４
　、　　　　−−−−−−−−−−−−ボトム側油室５
−−−−　　　　−−−−−−−−リモコン弁７−．７
　ｂ−−−−−−−−−−−−パイロット弁８−−−−
　　　　−−−−−−−−パイロット切換弁９Ｌ、９Ｒ
パイロット圧受圧部 ２０　　　−−−−−−−−−−−一減圧弁２１　　　
　　−−−−−−−−パイロットボート２３　　　　　
　キャップ部 以　　　　　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リモコン弁の操作量に応じてパイロット弁よりパ
   イロット二次圧力を導出せしめ、そのパイロット二次圧
   力を油圧アクチュエータ制御用パイロット切換弁のパイ
   ロット圧受圧部に作用させるようにした建設機械用油圧
   アクチュエータの制御回路において、リモコン弁のパイ
   ロット弁と、パイロット切換弁のパイロット圧受圧部と
   を連通する管路に減圧弁を介設し、その減圧弁に対し油
   圧アクチュエータの負荷圧力を作用せしめることにより
   減圧弁の二次圧力を調圧するようにしたことを特徴とす
   る油圧アクチュエータの制御回路。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の油圧アクチュエータ
   の制御回路において、減圧弁をパイロット切換弁のパイ
   ロット圧受圧部を形成するキャップ部に組込んだことを
   特徴とする油圧アクチュエータの制御回路。