JPH06221305A - 建機の油圧回路構造 - Google Patents

建機の油圧回路構造

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JPH06221305A
JPH06221305A JP967693A JP967693A JPH06221305A JP H06221305 A JPH06221305 A JP H06221305A JP 967693 A JP967693 A JP 967693A JP 967693 A JP967693 A JP 967693A JP H06221305 A JPH06221305 A JP H06221305A
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JP
Japan
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pressure
valve
oil
actuator
control valve
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JP967693A
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Kazuyoshi Arii
一善 有井
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷制御で、複数のアクチュエータを同時操
作したときに負荷の軽い方に圧油が流れ、重負荷のアク
チュエータが作動しなくなるおそれ、及びエンジン回転
を下げての遅速作業でも良好に負荷制御できるようにす
る。 【構成】 ブームや旋回等のアクチュエータ要求流量に
応じてポンプ吐出流量を調節設定する差圧感知型の負荷
制御を行うバックホウにおいて、各制御弁内の絞り弁の
通過直後に圧力補償弁Gを配備してアフターオリフィス
構造を採り、かつ、圧力補償弁Gの付勢バネJの固定側
位置を変えるシリンダ26、電磁弁27、制御装置2
9、及び調節スイッチ28から付勢バネJの付勢力を変
更設定可能な可変手段Kを設ける。

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調節弁の各油室に
接続させることによって、該流量調節弁の切換作動を司
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に負荷制御が行われ
るようにされている。
【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、例えばバックホウにおいてブームシリンダと
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、壁際等での掘削作業では、
ゆっくりと旋回する等エンジン回転数を落として作業装
置の駆動速度を遅めることがあるが、そうするとポンプ
出力もダウンするので、上記従来技術では負荷が大きく
なると差圧を維持することができず、負荷制御が機能し
得なくなることが考えられる。本発明の目的は、負荷制
御を行うに当たり、複数のアクチュエータを同時駆動す
るときの上述した不都合を解消させるとともに、エンジ
ン回転を落としての遅速作業時でも負荷制御状態が維持
できるようにして、操作性を向上させる点にある。
【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
力補償型の圧力調節弁とを備え、圧力調節弁のバネ側油
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、圧力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る点と、 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る点と、 圧力補償弁のバネ側油室に、該圧力補償弁を一方の
切換位置に付勢するための付勢機構を配備し、かつ、こ
の付勢機構の付勢力を変更設定可能な可変手段を設ける
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、前述のように負荷の
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、特別な補正回路無し
に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、前述の不都合を回避することができ
る。
【0006】ところで、上記アフターオリフィス構造で
は、負荷制御に必要な差圧の大部分を、 (1) 絞り弁での圧損 (2) 圧力補償弁での圧損 との合計で現出させている(実際には、差圧経路での管
路抵抗による圧損も含まれる)が、これはポンプが正常
に機能する場合、即ちエンジンを所定回転数で駆動する
ときを基準としているので、エンジン回転数が下がった
場合には、それによるポンプ出力ダウンに合わせて制御
基準である差圧値自体も小さくすれば負荷制御状態を維
持可能である。しかして、上記特徴構成によれば、圧
力補償弁での所定補償圧を現出させるための付勢機構の
付勢力を可変手段によって変更設定可能であるから、前
記(2)の圧損値を、即ち全体の差圧値を可変設定するこ
とにより、エンジン回転数の変動に合わせて差圧値を調
節設定することが可能となる。従って、バックホウによ
る壁際での作業では差圧を少なめに設定することによ
り、その低出力状態においても良好に負荷制御を行うこ
とができるようになる。又、ポンプ出力に余裕がある場
合では、差圧値を大きくして大出力アクチュエータを用
いた負荷制御を行うことが可能である。
【0007】
【発明の効果】その結果、同時操作時に要求流量がポン
プ流量を越えても、アフターオリフィス構造によってバ
ランス良く駆動できる負荷制御が行えるとともに、その
制御基準である差圧値の変更可能構造により、エンジン
出力の増減に応じて良好に負荷制御を行えるようにな
り、より操作性及び使い勝手の向上した負荷制御用の油
圧回路構造を提供できた。
【0008】
【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6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。
【0009】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。
【0010】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。
【0011】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。
【0012】図1〜図3、及び図5に示すように、各コ
ンペンセータ4a〜12aには、これらを油路断絶側の
切換位置に付勢する付勢機構Jを配備してあるととも
に、それら付勢機構Jの付勢力を変更設定可能な可変手
段Kを備えてある。すなわち、付勢機構Jは各バネ4d
〜12dで構成されるとともに、これらバネ4d〜12
dの固定側位置に設けられた位置シリンダ26、及びこ
れらに対する電磁圧力制御弁27等から可変手段Kを構
成してある。各電磁圧力制御弁27を、調節スイッチ2
8と制御装置29で一斉に可変調節するように回路構成
すれば好都合である。
【0013】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と夫々表現するものである。
【0014】〔別実施例〕調節スイッチ28を各付勢機
構J毎に装備して、各制御弁毎に差圧の調節が行えるよ
うにする構造でも良い。又、付勢機構Jを油圧で構成す
るとか、機械的や電動シリンダ等の電気的にバネバネ4
d〜12dの固定側位置を調節する構造でも良い。さら
に、絞り弁Fを可変式にする構造を採って差圧値を変更
できる構成としても良い。
【0015】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】差圧の調節構造を示す系統図
【図6】バックホウの側面図
【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 圧力調節弁 3x バネ側油室 3y 反バネ側油室 3t 油路 14 油路 15 圧油供給ポート 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 J 付勢機構 K 可変手段

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
    の圧力調節弁(3)とを備え、 前記圧力調節弁(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
    (15)又は該ポート(15)に連通する油路と、前記
    圧力調節弁(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、 前記バネ側油室(Gx)に、前記圧力補償弁(G)を一
    方の切換位置に付勢するための付勢機構(J)を配備
    し、かつ、この付勢機構(J)の付勢力を変更設定可能
    な可変手段(K)を備えてある建機の油圧回路構造。
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Cited By (4)

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