JPH07180190A - 背圧保償油圧回路 - Google Patents

背圧保償油圧回路

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JPH07180190A
JPH07180190A JP34748393A JP34748393A JPH07180190A JP H07180190 A JPH07180190 A JP H07180190A JP 34748393 A JP34748393 A JP 34748393A JP 34748393 A JP34748393 A JP 34748393A JP H07180190 A JPH07180190 A JP H07180190A
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pilot
valve
traveling
back pressure
hydraulic
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JP34748393A
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Kenzo Kimoto
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Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイロット油圧操作式油圧パワーショベル
の、油圧モータキャビテーション防止用背圧保償弁の消
費動力を低減し、省エネルギを図る。 【構成】 走行用パイロットバルブと旋回用パイロット
バルブのパイロット回路に、シャトル弁からなるパイロ
ット油圧検出装置を介装し、背圧保償弁のCポートに接
続する。走行用油圧モータ旋回用油圧モータは、それぞ
れのスプールバルブの中立状態で背圧保償弁のAポート
に接続する。走行、旋回操作時にはパイロット油圧はパ
イロット油圧検出装置を介して背圧保償弁に加わり、高
い背圧を発生して油圧モータのキャビテーションを防止
し、作業機操作時には低い背圧を発生して消費動力を低
減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パイロット油圧操作式
の油圧回路を備えた油圧ショベルの、油圧モータのキャ
ビテーション防止用の背圧保償弁を有する背圧保償油圧
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベルのオープンセンタタイプの
油圧回路においては、通常、走行用モータおよび旋回用
モータのブレーキ時のキャビテーションを防止するため
にメインバルブのタンクポート回路に背圧を発生させる
背圧保償弁が設けられている。図5は従来の油圧ショベ
ルの油圧回路図であり、1、2はエンジン3により駆動
される可変容量型油圧ポンプである。4はメインバルブ
(1)で、4aは右走行用スプールバルブ、4bは作業
機用スプールバルブ(1)であり、5はメインバルブ
(2)で、5aは旋回用スプールバルブ、5bは作業機
用スプールバルブ(2)、5cは左走行用スプールバル
ブである。油圧ポンプ1の吐出回路6はメインバルブ
(1)4を通り、背圧保償弁50aのポートA、ポート
Bを経てオイルタンク8に至り、油圧ポンプ2の吐出回
路7はメインバルブ(2)5を通り、背圧保償弁50b
のポートA、ポートBを経てオイルタンク8に至る。
【0003】右走行用パイロットバルブ20は右走行用
スプールバルブ4aに接続しており、左走行用パイロッ
トバルブ21は左走行用スプールバルブ5cに接続して
おり、旋回用パイロットバルブ22は旋回用スプールバ
ルブ5aに接続している。油圧ポンプ1と右走行用モー
タ23とは右走行用スプールバルブ4aを介して接続し
ており、図示しない作業機用アクチュエータとは作業機
用スプールバルブ(1)4bを介して接続している。油
圧ポンプ2と左走行用モータ24とは左走行用スプール
バルブ5cを介して接続しており、図示しない作業機用
アクチュエータとは作業機用スプールバルブ(2)5b
を介して接続している。右走行用モータ23は中立位置
における右走行用スプールバルブ4aを介して回路28
により背圧保償弁50aのAポートに接続しており、左
走行用モータ24は中立位置における左走行用スプール
バルブ5cを介して回路29により背圧保償弁50aの
Aポートに接続している。油圧ポンプ2と旋回用モータ
アッセンブリ25とは旋回用スプールバルブ5aを介し
て接続しており、旋回用モータアッセンブリ25の安全
弁26のドレン回路27は背圧保償弁50bのポートA
に接続している。
【0004】図6は背圧保償弁50a、bの断面図であ
り、ボデイ51にはポンプポートであるAポートとタン
クポートであるBポートとが設けられている。ボデイ5
1にはポペット52が摺動可能に嵌入され、ばね53に
よりボデイ51のAポート側に設けられたシート54に
当接してA−B回路を閉じている。Aポートに加わる油
圧が所定の値L1(例えば4〜6Kg/cm2 )に達す
るとポペット52はばね53の力に抗して左に移動し、
シート54から離脱してA−B回路を開くようになって
いる。
【0005】上記構成においてオペレータは左右走行用
パイロットバルブ20、21、旋回用パイロットバルブ
22および図示しない作業機用パイロットバルブを操作
して各スプールバルブを作動させ、走行、旋回および作
業機用の各アクチュエータを制御する。いま、右走行用
パイロットバルブ20を操作して右走行用スプールバル
ブ4aを走行位置から図5に示す中立位置に切り換え、
車両を停止させようとすると右走行用モータ23は慣性
によって回されキャビテーションを発生しょうとする
が、モータ回路には回路28を介し、背圧保償弁50a
によって所定の圧力の背圧L1が発生しているため、キ
ャビテーションの発生は防止される。これは、左走行用
モータ24、旋回用モータアッセンブリ25についても
同様である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように旋回およ
び走行用の油圧モータを作動させる回路においてはキャ
ビテーションを防止するために回路に背圧を発生させる
必要があるが、作業機操作のように油圧シリンダを作動
させる場合にはその必要はない。しかしながら、上記構
成によれば、油圧ポンプ1、2の吐出回路6、7には背
圧保償弁50a、50bにより、機械が稼働している間
はそのアクチュエータの如何にかかわらず、常に背圧L
1が発生している。この圧力は機械として仕事をするも
のではなく、単に熱損失としてポンプの仕事(エンジン
の動力)を消費するものであり、燃料消費を悪くし、非
省エネルギ的であるとともに、大容量のオイルクーラを
必要とし、コストも高くなる。
【0007】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、必要な場合にのみ背圧を発生させる省エネルギ
的で、経済的な背圧保償油圧回路を提供することを目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため本
発明に係る背圧保償油圧回路の第1の発明においては、
旋回、走行および作業機用パイロットバルブによりメイ
ンバルブを操作し、旋回、走行および作業機用のアクチ
ュエータの操作を行う油圧ショベルの油圧回路におい
て、旋回および走行用油圧モータのキャビテーション防
止用の背圧保償弁と、旋回および走行操作時にパイロッ
ト油圧を検出し、前記背圧保償弁に圧力油を供給するパ
イロット油圧検出装置とを具備したことを特徴としてお
り、第2の発明においては、前記パイロット油圧検出装
置を、旋回および左右走行用パイロットバルブのパイロ
ット回路上に介装した複数個のシャトル弁により構成
し、前記パイロット油圧検出装置を介して前記旋回およ
び左右走行用パイロットバルブと前記背圧保償弁とを接
続したことを特徴としており、第3の発明においては、
前記背圧保償弁が、ポペットと、前記ポペットを付勢す
るばねと、前記パイロット油圧検出装置よりの圧力油を
受けて作動し、前記ばねを所定の荷重まで圧縮するピス
トンとを具備したことを特徴としている。
【0009】
【作用】上記構成によれば、パイロット油圧操作式油圧
ショベルの油圧回路に、旋回、走行用油圧モータのキャ
ビテーション防止用の背圧保償弁と、旋回、走行操作時
にパイロット油圧を検出し、背圧保償弁に圧力油を供給
するパイロット油圧検出装置とを備えた。そして、パイ
ロット油圧検出装置を旋回、走行用パイロットバルブの
パイロット回路上に介装した複数個のシャトル弁により
構成し、パイロットバルブと背圧保償弁とをパイロット
油圧検出装置を介して接続した。また、背圧保償弁にポ
ペットと、ポペットを付勢するばねと、圧力油を受けて
ばねを所定の荷重まで圧縮するピストンとを備えた。そ
のため、旋回、走行用パイロットバルブを操作したとき
のみパイロット油圧検出装置はパイロット油圧を検出し
て圧力油を背圧保償弁に供給し、ばねを圧縮して所定の
背圧を発生し、作業機用パイロットバルブを操作したと
きには圧力油は背圧保償弁に作用しないため、背圧は所
定の圧力よりも低くなる。
【0010】
【実施例】以下に本発明に係る背圧保償油圧回路の実施
例について、図面を参照して詳述する。図1は油圧回路
図であり、1、2は油圧ポンプ、3はエンジン、4はメ
インバルブ(1)、4aは右走行用スプールバルブ、4
bは作業機用スプールバルブ(1)、5はメインバルブ
(2)、5aは旋回用スプールバルブ、5bは作業機用
スプールバルブ(2)、5cは左走行用スプールバルブ
である。油圧ポンプ1の吐出回路6はメインバルブ
(1)を通り、背圧保償弁10aのA−Bポートを経て
オイルパン8に至り、油圧ポンプ2の吐出回路7はメイ
ンバルブ(2)を通り、背圧保償弁10bのA−Bポー
トを経てオイルタンク8に至る。右走行用パイロットバ
ルブ20のパイロット回路30、31と、右走行用スプ
ールバルブ4aとは接続しており、左走行用パイロット
バルブ21のパイロット回路32、33と、左走行用ス
プールバルブ5cとは接続しており、旋回用パイロット
バルブ22のパイロット回路34、35と旋回用スプー
ルバルブ5aとは接続している。
【0011】右走行用パイロットバルブ20のパイロッ
ト回路30と31との間にはシャトル弁42が介装さ
れ、左走行用パイロットバルブのパイロット回路32と
33との間にはシャトル弁43が介装され、シャトル弁
42と43との間にはシャトル弁44が介装されてシャ
トル装置41を構成している。また、旋回用パイロット
バルブ22のパイロット回路34と35との間にはシャ
トル弁45が介装され、シャトル装置41とシャトル弁
45との間にはシャトル弁46が介装されてパイロット
油圧検出装置40を構成している。パイロット油圧検出
装置40のシャトル弁46と背圧保償弁10aおよび1
0bのCポートとはパイロット回路47により接続して
いる。
【0012】油圧ポンプ1と右走行用モータ23とは右
走行用スプールバルブ4aを介して接続しており、油圧
ポンプ2と左走行用モータ24とは左走行用スプールバ
ルブ5cを介して接続している。右走行用モータ23と
背圧保償弁10aのAポートとは中立位置における右走
行用スプールバルブ4aを介し、回路28により接続し
ており、左走行用モータ24と背圧保償弁10bとは中
立位置における左走行用スプールバルブ5cを介し、回
路29により接続している。油圧ポンプ2と旋回用モー
タアッセンブリ25とは旋回用スプールバルブ5aを介
して接続しており、旋回用モータアッセンブリ25の安
全弁26のドレーン回路27は背圧保償弁10bのAポ
ートと接続している。
【0013】図2は背圧保償弁10a、bの断面図であ
り、ボデイ11にはポンプポートであるAポート、タン
クポートであるBポートおよびパイロットポートである
Cポートが設けられている。ボデイ11にはポペット1
2が摺動自在に嵌入されており、ばね13により付勢さ
れてボデイ11のAポート側に設けられたシート14に
当接しA−Bポートを閉じている。ボデイ11のCポー
ト側にはピストン15が摺動自在に嵌入されており、C
ポートからパイロット圧が加わった場合にはパイロット
室16に圧油が流入し、ピストン15を右に移動してば
ね13を圧縮するようになっている。Aポートに加わる
油圧が所定の値に達するとポペット12は開口し、A−
Bポートは開く。
【0014】図2はCポートからパイロット圧がパイロ
ット室16に加わった場合を示しており、ピストン15
はストロークS2だけ右に移動してばね13を圧縮して
いる。この場合ばね13のセット荷重は大きくなり、ポ
ペット12の開口圧力(ポペット作動圧力)は高くな
る。このときのピストン15の最大ストロークはS1で
ある。Cポートにパイロット圧が加わらない場合には図
3に示すようにピストン15はストロークS2だけ左に
移動し、ばね13の取付長さはS2だけ長くなり、セッ
ト荷重は小さくなってポペット12の開口圧力は低くな
る。このときピストン15の最大ストロークはS1+S
2となる。ポペット作動圧力とポペットストロークとの
関係をグラフで表すと図4のようになる。縦軸はポペッ
ト作動圧力、横軸はポペットストロークであり、パイロ
ット室16にパイロット圧が加わるとポペット12の作
動開始圧力はL1(例えば4〜6Kg/cm2 )とな
り、Aポートには流量に見合った背圧L1+αが発生す
ることとなる。パイロット室16にパイロット圧が加わ
らない場合にはポペット12の作動開始圧力はL3(例
えばL1の1/4程度)となり、Aポートには流量に見
合った背圧L3+αが発生する。
【0015】つぎに作用について説明する。オペレータ
は走行用パイロットバルブ20、21、旋回用パイロッ
トバルブ22および図示しない作業機用パイロットバル
ブを操作して走行、旋回および作業機の各アクチュエー
タの作動を制御する。いま、走行用パイロットバルブ2
0または21、あるいは旋回用パイロットバルブ22を
操作すると、それぞれのパイロット回路30、31、3
2、33、34、および35のいずれかに発生したパイ
ロット圧は、シャトル弁42、43、44、45および
46により構成されたパイロット油圧検出装置40によ
り検出され、背圧保償弁10aおよび10bのCポート
に加えられる。したがってポペット12の作動開始圧力
はL1となる。そのため、右走行操作用スプールバルブ
4aを操作して右走行用モータ23を作動させ、右走行
用スプールバルブ4aを中立位置にした場合、右走行モ
ータの油圧回路には背圧L1+αが加わった状態とな
り、右走行用モータ23がキャビテーションを発生する
ことはないが、背圧に見合った油圧ポンプ1および2の
消費動力が必要になる。以上の作用は左走行操作および
旋回操作を行った場合にも同様である。
【0016】オペレータが図示しない作業機用パイロッ
トバルブのみを操作した場合にはパイロット油圧検出装
置はパイロット油圧を検出しないため、背圧保償弁10
aおよび10bにはパイロット圧が加わらない。そのた
め、油圧モータ回路の背圧はL3+αとなり、油圧ポン
プ1および2の消費動力は旋回、走行操作時よりも小さ
く(1/4程度)なる。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明は油圧パワ
ーショベルのパイロット油圧操作式油圧回路において、
旋回および走行用油圧モータのキャビテーション防止用
の背圧保償弁と、旋回および走行操作時にパイロット油
圧を検出し、背圧保償弁に圧力油を供給するパイロット
油圧検出装置とを具備した。そして、パイロット油圧検
出装置は、旋回および走行用パイロットバルブと背圧保
償弁とを接続する回路上に介装した複数個のシャトル弁
により構成した。また、背圧保償弁にポペットと、ポペ
ットを付勢するばねと、パイロット油圧検出装置からの
圧力油を受けてばねを所定の荷重まで圧縮するピストン
とを備えた。そのため、旋回、走行操作時にはパイロッ
ト油圧検出装置はパイロット油圧を検出して背圧保償弁
に圧力油を供給し、油圧モータ回路に所定の圧力の背圧
を発生させて旋回、走行用油圧モータのキャビテーショ
ンを防止する。作業機操作時には背圧保償弁に圧力油は
供給されず、したがって、背圧は低くなり燃料消費が少
なく省エネルギ的であり、オイルクーラ装置も小型でコ
ストの安い背圧保償油圧回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の油圧パワーショベルの油圧回路図であ
る。
【図2】本発明の背圧保償弁のパイロット圧が作用した
場合の断面図である。
【図3】本発明の背圧保償弁のパイロット圧が作用しな
い場合の断面図である。
【図4】本発明の背圧保償弁のポペットの作動圧とスト
ロークとの関係を示すグラフである。
【図5】従来の油圧パワーショベルの油圧回路図であ
る。
【図6】従来の背圧保償弁の断面図である。
【符号の説明】
1,2…油圧ポンプ、4…メインバルブ(1)、4a…
右走行スプールバルブ、4b…作業機スプールバルブ
(1)、5…メインバルブ(2)、5a…旋回スプール
バルブ、5b…作業機スプールバルブ(2)、5c…左
走行スプールバルブ、10a,10b…背圧保償弁、1
1…ボデイ、12…ポペット、13…ばね、14…シー
ト、15…ピストン、16…パイロット室、20…右走
行用パイロットバルブ、21…左走行用パイロットバル
ブ、22…旋回用パイロットバルブ、23…右走行油圧
モータ、24…左走行油圧モータ、25…旋回油圧モー
タアッセンブリ、26…安全弁、27…ドレン回路、3
0,31,32,33,34,35,47…パイロット
回路、40…パイロット油圧検出装置、41…シャトル
装置、42,43,44,45,46…シャトル弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16K 17/30 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 旋回、走行および作業機用パイロットバ
    ルブによりメインバルブを操作し、旋回、走行および作
    業機用のアクチュエータの操作を行う油圧ショベルの油
    圧回路において、旋回および走行用油圧モータのキャビ
    テーション防止用の背圧保償弁と、旋回および走行操作
    時にパイロット油圧を検出し、前記背圧保償弁に圧力油
    を供給するパイロット油圧検出装置とを具備したことを
    特徴とする背圧保償油圧回路。
  2. 【請求項2】 前記パイロット油圧検出装置を、旋回お
    よび左右走行用パイロットバルブのパイロット回路上に
    介装した複数個のシャトル弁により構成し、前記パイロ
    ット油圧検出装置を介して前記旋回および左右走行用パ
    イロットバルブと前記背圧保償弁とを接続したことを特
    徴とする請求項1の背圧保償油圧回路。
  3. 【請求項3】 前記背圧保償弁が、ポペットと、前記ポ
    ペットを付勢するばねと、前記パイロット油圧検出装置
    よりの圧力油を受けて作動し、前記ばねを所定の荷重ま
    で圧縮するピストンとを具備したことを特徴とする請求
    項1の背圧保償油圧回路。
JP34748393A 1993-12-22 1993-12-22 背圧保償油圧回路 Pending JPH07180190A (ja)

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