JPH06221303A - 建機の油圧回路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ブームや旋回等のアクチュエータの要求流量
に応じてポンプ吐出流量を調節設定する経済的なロード
センシングを行うようにしたバックホウにおいて、各制
御弁Ｅ内に装備された絞り弁とブームシリンダ等のアク
チュエータ間に圧力補償弁を配備し、そのバネ側油室と
アクチュエータの圧油供給下手側とを連通する油路、及
び反バネ側油室と、圧力補償弁の圧油供給上手側かつ絞
り弁の圧油供給下手側の部分とを連通する油路を夫々設
けてアフターオリフィス構造を採り、かつ、パイロット
弁Ｉの単位操作量に対する制御弁Ｅの切換シリンダＨの
ストローク量の割合を変更設定可能な調節手段Ｃを設け
る。 【効果】 同時操作時に要求流量がポンプ流量を越えて
もバランス良く駆動できる負荷制御が行え、軽快に操作
できる油圧パイロット構造を採用し、その作業状況に応
じた操縦特性が得られる操作性に優れた油圧回路構造を
提供できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックホウ等の建機の
油圧回路構造に係り、詳しくは、作業負荷に応じてポン
プ出力を増減させる負荷制御（ロードセンシング）を行
うようにした油圧回路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の油圧回路としては、特開平２−
１４４４１９号公報で示されたバックホウのものが知ら
れている。この技術では、アクチュエータ通過後におけ
る制御弁に対する圧油供給経路下手側部分どうしを連通
する油路と、各制御弁に対する圧油供給経路下手側にお
ける油圧ポンプの吐出側油路とを流量制御弁の各油室に
接続させることによって、該流量制御弁の切換作動を司
る状態に構成してあり、作業装置のいずれのアクチュエ
ータを駆動する場合であっても良好な負荷制御が行える
ようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、例えばブームシリンダと旋回モータとを同
時操作したときの合計要求流量が油圧ポンプの最大吐出
流量を上回った場合には、負荷の軽い方に圧油が流れる
傾向にあり、実際には負荷の重い側のアクチュエータ
（ブームシリンダ等）が実質的に作動しなくなるおそれ
がある。又、制御弁を機械的な連係機構によって人為操
作する構造上、操作力が重く疲れ易い傾向があるため、
油圧パイロット操作によって軽快に制御弁を操作するこ
とも計画されている。本発明の目的は、負荷制御される
油圧回路装置を油圧パイロット操作する構造を採るに当
たり、アクチュエータの同時操作時の上記不都合おそれ
を解消しながら、かつ、操作性にすぐれた合理的な状態
として実現させる点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、 油圧駆動型のアクチュエータと、これに圧油を供給
する可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出
される圧油の供給方向を制御してアクチュエータに供給
する制御弁と、この制御弁に内装されてアクチュエータ
への圧油供給経路に対して絞り作用する絞り弁と、油圧
ポンプの単位時間当たりの吐出油量を可変設定する調節
アクチュエータと、この調節アクチュエータに対する圧
力補償型の調節弁とを備え、調節弁のバネ側油室と絞り
弁に対する圧油供給下手側部分とを連通する油路、及
び、制御弁の圧油供給ポート又は該ポートに連通する油
路と、調節弁のバネ側油室に対向する反バネ側油室とを
連通する油路を備えた点と、 調節弁のバネ側油室と絞り弁に対する圧油供給下手
側部分とを連通する油路を備え、絞り弁に対する圧油供
給下手側であり、かつ、アクチュエータに対する圧油供
給上手側に圧力補償弁を配備し、これのバネ側油室とア
クチュエータに対する圧油供給下手側部分とを連通する
油路、及び圧力補償弁のバネ側油室に対向する反バネ側
油室と、該圧力補償弁に対する圧油供給上手側であり、
かつ、絞り弁に対する圧油供給下手側とを連通する油路
を夫々設けた点と、 制御弁をパイロット圧で操作するべく、制御弁を切
換移動する操作アクチュエータと、この操作アクチュエ
ータを制御するパイロット弁とを設け、かつ、このパイ
ロット弁の単位操作量に対する制御弁の作動ストローク
量の割合を変更設定可能な調節手段を設けてある点と、
を備えてあることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】つまり、特徴構成により、アクチュエータの
要求流量に応じて油圧ポンプの吐出流量が自動調節され
る負荷制御が行えるのであるが、例えば、バックホウに
おけるブームと旋回との同時操作時の要求流量がポンプ
最大吐出流量を越える場合があるとブームシリンダと旋
回モータへの分流比が維持できず、前述したように負荷
の軽い方に流れる不都合がある。しかしながら、制御弁
内の絞り弁通過後に圧力補償弁を配備させる、所謂アフ
ターオリフィス構造の特徴構成により、吐出量調節を
司る圧力調節弁は、ポンプ吐出側とアクチュエータに対
する戻り側との差圧で切換作動され、各制御弁には油圧
ポンプの圧油が並列的に供給されての分流機能（アンチ
サチュレーション機能）が生じるようになり、同時操作
時ではブーム用制御弁内の絞り弁と旋回用制御弁内の絞
り弁との開度に比例して圧油が流れるようになって、特
別な補正回路無しに前述の不都合を回避することができ
る。そして、特徴構成の採用によってパイロット弁の
単位操作量に対する制御弁の作動ストローク量の割合を
変更設定可能であるから、例えば、バックホウによる狭
い場所での旋回では、レバーを最大操作したときの最高
旋回速度を落とすとか、レバー操作に対する旋回速度比
を鈍くして微速操作可能にするといった具合に、作業状
況に応じた適切な操作性を得ることが可能である。

【０００６】

【発明の効果】従って、同時操作時に要求流量がポンプ
流量を越えてもバランス良く駆動できる負荷制御が行え
るとともに、軽快な操作性が得られる油圧パイロット操
作構造を採用し、かつ、作業状況に応じた操縦特性が得
られる操作性に優れた油圧回路構造を提供し得た。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、建機の一例であ
るバックホウの場合について図面に基づいて説明する。
図７にバックホウの側面図が、かつ、図１〜図３には油
圧駆動ユニットＡと弁ブロックＢと複数の油圧アクチュ
エータとで構成された負荷制御用の油圧回路が示されて
いる。油圧駆動ユニットＡは、エンジンＥｎ駆動される
２連の可変容量型油圧ポンプ１、油圧ポンプ１の斜板の
角度を変更して単位時間当たりの吐出量を調節する調節
シリンダ２、調節シリンダ２に対する圧力補償型の圧力
調節弁（パイロット減圧弁）３等から構成されている。
弁ブロックＢは、ブレード用制御弁４、バケット用制御
弁５、左走行用制御弁６、ブーム用制御弁７、アーム用
制御弁８、右走行用制御弁９、旋回用制御弁１０、スウ
ィング用制御弁１１、サービスポート用制御弁１２の各
制御弁と、これら各制御弁毎に装備されるコンペンセー
タ（圧力補償弁）４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ，９
ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａとを備えて構成されてお
り、ブレード昇降用シリンダ４ｃ、バケットシリンダ５
ｃ、左右の走行用油圧モータ６ｃ，９ｃ、ブームシリン
ダ７ｃ、アームシリンダ８ｃ、旋回用油圧モータ１０
ｃ、スウィングシリンダ１１ｃ，サービス用アクチュエ
ータ（例えば、油圧ハンマー）１２ｃの各アクチュエー
タに夫々接続されている。そして、各制御弁には夫々絞
り弁４ｓ，５ｓ，６ｓ，７ｓ，８ｓ，９ｓ，１０ｓ，１
１ｓ，１２ｓが装備されている。尚、各制御弁には、こ
れらのスプールを切換操作するために、後述するパイロ
ット圧で作動する一対の切換シリンダ５ｂ，７ｂ，８
ｂ，１０ｂ，１１ｂが装備されている。

【０００８】各コンペンセータ４ａ〜１２ａは、各絞り
弁４ｓ〜１２ｓに対する圧油供給下手側であり、かつ、
各アクチュエータ４ｃ〜１２ｃに対する圧油供給上手側
に配備されている。そして、各コンペンセータ４ａ〜１
２ａのバネ側油室４ｘ〜１２ｘと各アクチュエータ４ｃ
〜１２ｃに対する圧油供給下手側部分とを連通する低圧
側油路４ｔ〜１２ｔ、及び各コンペンセータ４ａ〜１２
ａのバネ側油室４ｘ〜１２ｘに対向する反バネ側油室４
ｙ〜１２ｙと、各コンペンセータ４ａ〜１２ａに対する
圧油供給上手側であり、かつ、各絞り弁４ｓ〜１２ｓに
対する圧油供給下手側とを連通する高圧側油路４ｋ〜１
２ｋを夫々設けてある。これにより、アフターオリフィ
ス型のロードセンシング回路を構成してある。

【０００９】圧力調節弁３のバネ側油室３ｘと各絞り弁
４ｓ〜１２ｓに対する圧油供給下手側部分とを連通する
低圧側油路３ｔを設け、かつ、各制御弁４〜１２の圧油
供給ポート４ｐ〜１２ｐに連絡される弁ブロックＢと油
圧駆動ユニットＡとの連通油路１３における弁ブロック
Ｂへの入力ポート１５と、圧力調節弁３のバネ側油室３
ｘに対向する反バネ側油室３ｙとを専用の接続油路１４
で連通してある。この接続油路１４により、機種毎に油
圧駆動ユニットＡと弁ブロックＢとの配管長さが異なっ
てもその外部配管での圧損値を一定のものにでき、機種
毎に圧力調節弁３のバネ力を微調整する必要がなく好都
合である。

【００１０】図４に示すように、バケット用制御弁５、
ブーム用制御弁７、アーム用制御弁８、旋回用制御弁１
０、及びスウィング用制御弁１１については補助ポンプ
１６のパイロット圧で操作される油圧パイロット操作構
造を採り、バケット・ブーム用の十字操作自在な第１レ
バー１７とそれらのパイロット弁１８、アーム・旋回用
の十字操作自在な第２レバー１９とそれらのパイロット
弁２０、及びスウィング用の第３レバー２１とそのパイ
ロット弁２２が装備されている。パイロット弁と制御弁
とを連絡する各油路毎に、パイロット弁の単位操作量に
対する制御弁の作動ストローク量の割合を変更設定可能
な調節手段Ｃを設けてある。すなわち、図５に示すよう
に調節手段Ｃは、甲可変絞り弁２３と、これの圧油流量
下手側の油路に接続された乙可変絞り弁２４と定比減圧
弁２５とで構成され、定比減圧弁２５通過後の圧油はド
レンされるようにしてある。つまり、甲乙の両可変絞り
弁２３，２４の調節により、図６のグラフに示すよう
に、レバー傾倒量、すなわちパイロット弁からのパイロ
ット圧Ｐｐに対する制御弁スプールのストローク量Ｓｓ
の割合（図６に示す傾斜の角度）、及びレバー最大傾倒
時のスプールストローク量（図６に示す水平な直線部
分）を変更設定できるのである。

【００１１】尚、特許請求の範囲の項においては、ブー
ムシリンダ７ｃや旋回モータ１０ｃ等を総称して油圧駆
動型のアクチュエータＤ、バケット用制御弁５やアーム
用制御弁８等を総称して制御弁Ｅ、各制御弁内の絞り弁
６ｓ等を総称して絞り弁Ｆ、各圧力補償弁８ａ等を総称
して圧力補償弁Ｇとバネ側及び反バネ側油室Ｇｘ，Ｇｔ
と油路Ｇｔ，Ｇｋ、制御弁Ｅをパイロット圧で切換移動
させる切換シリンダ５ｂ，８ｂ等を総称して操作アクチ
ュエータＨ、及び各パイロット弁１８等を総称してパイ
ロット弁Ｉと夫々表現するものである。

【００１２】〔別実施例〕図８に示すように、甲及び乙
可変絞り弁２３，２４で調節手段Ｃを構成し、図９に示
すグラフのように、制御弁の作動開始時（図６における
ａ点）でのパイロット圧を変更設定できるようにしたも
のでも良く、又、この実施例や前述した本実施例におい
て可変絞り弁を絞り値固定の絞り弁に構成しても良い。
そして、本発明をホイールローダや作業装置付き運搬車
等の他の建機に適用しても良い。

【００１３】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】油圧回路を示す系統図その１

【図２】油圧回路を示す系統図その２

【図３】油圧回路を示す系統図その３

【図４】パイロット回路を示す系統図

【図５】調節手段の構造を示すパイロット回路の部分図

【図６】調節手段によるパイロット操作特性グラフを示
す図

【図７】バックホウの側面図

【図８】調節手段の別構造を示すパイロット回路の部分
図

【図９】別調節手段によるパイロット操作特性グラフを
示す図

【符号の説明】

１ 可変容量型油圧ポンプ ２ 調節アクチュエータ ３ 調節弁 ３ｘ バネ側油室 ３ｙ 反バネ側油室 ３ｔ 油路 １４ 油路 Ｄ アクチュエータ Ｅ 制御弁 Ｆ 絞り弁 Ｇ 圧力補償弁 Ｇｘ バネ側油室 Ｇｙ 反バネ側油室 Ｇｔ 油路 Ｇｋ 油路 Ｈ 操作アクチュエータ Ｉ パイロット弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧駆動型のアクチュエータ（Ｄ）と、
   これに圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプ（１）
   と、該油圧ポンプ（１）から吐出される圧油の供給方向
   を制御して前記アクチュエータ（Ｄ）に供給する制御弁
   （Ｅ）と、この制御弁（Ｅ）に内装されて前記アクチュ
   エータ（Ｄ）への圧油供給経路に対して絞り作用する絞
   り弁（Ｆ）と、前記油圧ポンプ（１）の単位時間当たり
   の吐出油量を可変設定する調節アクチュエータ（２）
   と、この調節アクチュエータ（２）に対する圧力補償型
   の調節弁（３）とを備え、 前記調節弁（３）のバネ側油室（３ｘ）と前記絞り弁
   （Ｆ）に対する圧油供給下手側部分とを連通する油路
   （３ｔ）、及び、前記制御弁（Ｅ）の圧油供給ポート又
   は該ポートに連通する油路と、前記調節弁（３）のバネ
   側油室（３ｘ）に対向する反バネ側油室（３ｙ）とを連
   通する油路（１４）を備え、 前記絞り弁（Ｆ）に対する圧油供給下手側であり、か
   つ、前記アクチュエータ（Ｄ）に対する圧油供給上手側
   に圧力補償弁（Ｇ）を配備し、これのバネ側油室（Ｇ
   ｘ）と前記アクチュエータ（Ｄ）に対する圧油供給下手
   側部分とを連通する油路（Ｇｔ）、及び前記圧力補償弁
   （Ｇ）の前記バネ側油室（Ｇｘ）に対向する反バネ側油
   室（Ｇｙ）と、該圧力補償弁（Ｇ）に対する圧油供給上
   手側であり、かつ、前記絞り弁（Ｆ）に対する圧油供給
   下手側とを連通する油路（Ｇｋ）を夫々設けるととも
   に、 前記制御弁（Ｅ）をパイロット圧で操作するべく、該制
   御弁（Ｅ）を切換移動する操作アクチュエータ（Ｈ）
   と、この操作アクチュエータ（Ｈ）を制御するパイロッ
   ト弁（Ｉ）とを設け、かつ、このパイロット弁（Ｉ）の
   単位操作量に対する前記制御弁（Ｅ）の作動ストローク
   量の割合を変更設定可能な調節手段（Ｃ）を設けてある
   建機の油圧回路構造。