JPH0721653Y2 - 掘削機に於ける吊り下げ作業の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、油圧ショベル等の掘
削機に於いて吊り下げ作業を行うとき、アタッチメント
作動力及び作動速度を吊り下げ作業に適するように切り
替える制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来の油圧ショベルの一般的な油
圧回路を示す。可変容量形の油圧ポンプ１，２はエンジ
ン３により駆動され、夫々の油圧ポンプ１，２から吐出
された作動油は、コントロールバルブ４乃至１１によっ
て方向と流量を制御され、各アクチュエータ（図示せ
ず）へ送られて油圧ショベルのブーム、バケット等の各
アタッチメントを作動させる。

【０００３】又、前記コントロールバルブ４乃至１１に
供給される作動油は、リリーフバルブ１２，１３により
予め設定した圧力以下に制御される。そして、オペレー
タがコントロールバルブ４乃至１１の切り替え量を調整
するか、或いはスロットルレバー１４の操作量を加減し
てエンジン３の回転数を調整することにより、各アタッ
チメントの作動速度を制御している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来の油圧ショベル等
の掘削機では、リリーフバルブ１２，１３の設定値によ
って決められた一定の圧力までしかアクチュエータを作
動させることができず、吊り下げ作業を行う場合には作
動力が不足することがある。又、アタッチメントをゆっ
くり下降させるために作動速度を遅くする必要がある
が、エンジン３の回転数を極端に低下するとエンストす
る虞があって危険である。一方、コントロールバルブ４
乃至１１の切り替え量の調整は微妙な操作が要求され、
特に吊り下げの負荷を保持しながらの調整作業は極めて
困難である。

【０００５】そこで、吊り下げ作業のときにはアタッチ
メントの作動力を大きくすると共に作動速度を遅くし、
円滑に吊り下げ作業を行えるようにするために解決すべ
き技術的課題が生じてくるのであり、本考案はこの課題
を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案は上記目的を解
決するために提案されたものであり、エンジンにより駆
動される可変容量形の油圧ポンプを備え、該油圧ポンプ
から吐出される作動油を制御するコントロールバルブ
と、このコントロールバルブに供給される作動油の最大
圧力を制御するリリーフバルブを設けた掘削機に於い
て、エンジンの回転数を減少させる手段と、各機器のパ
イロットポートへパイロット圧を導出する電磁弁とを設
け、エンジンの回転数を低速にすると共に油圧ポンプの
設定馬力を低下させ、電磁弁により油圧ポンプのレギュ
レータにパイロット圧を与えて最大吐出量を減少し、且
つ、ブーム用のコントロールバルブにパイロット圧を与
えてブーム下げ側の通路の開口面積を絞ると共に、リリ
ーフバルブにパイロット圧を与えて作動油の圧力を設定
値以上に上昇させるような制御手段を設けたことを特徴
とする掘削機に於ける吊り下げ作業の制御装置を提供す
るものである。

【０００７】

【作用】掘削機で吊り下げ作業を行う場合は、エンジン
の回転数を減少させる手段が作動して、油圧ポンプの吐
出量が減少する。これと同時に、油圧ポンプのレギュレ
ータへ電気信号を送って油圧ポンプの設定馬力を低下さ
せ、電磁弁を作動して各機器のパイロットポートへパイ
ロット圧を導出する。

【０００８】油圧ポンプのレギュレータにパイロット圧
を与えることによって油圧ポンプの最大吐出量が減少
し、リリーフバルブにパイロット圧を与えることによっ
て、コントロールバルブに供給される作動油の最大圧力
が当初の設定値より上昇する。更に、ブーム用のコント
ロールバルブにパイロット圧を与えることによって、ブ
ーム下げ時にスプールが全ストローク分移動せず、ブー
ム下げ側の通路の開口面積が絞られて流量が減少し、ブ
ームの下げ速度が遅くなる。

【０００９】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図面に従って詳
述する。尚、説明の都合上、従来技術で説明した構成と
同一構成部分も同時に説明する。図１及び図２は掘削機
の一例として油圧ショベルの油圧回路を示しており、可
変容量形の油圧ポンプ２１及び２２はエンジン２３によ
り駆動され、夫々の油圧ポンプ２１，２２の吐出口はコ
ントロールバルブ２４乃至２７及び２８乃至３１に夫々
接続してある。

【００１０】ブーム用のアクチュエータ３２以外のアク
チュエータは図示を省略してあるが、走行用のアクチュ
エータはコントロールバルブ２４及び２８に接続され、
該ブーム用のアクチュエータ３２はコントロールバルブ
２５及び２９へ接続してある。又、バケット用のアクチ
ュエータはコントロールバルブ２６に接続し、旋回用の
アクチュエータはコントロールバルブ３０へ接続する。
更に、アーム用のアクチュエータをコントロールバルブ
２７及び３１へ接続する。

【００１１】エンジン２３のスロットルレバー３３はロ
ッド又はケーブル等の連結具３４によってスロットルモ
ータ３５へ連結され、コントローラ３６とスロットルモ
ータ３５とを信号路３７で接続する。エンジン２３の回
転数は設定用ボリューム３８で指示し、この指示信号は
信号路３９を通ってコントローラ３６へ入力される。そ
して、コントローラ３６内の制御手段によってスロット
ルモータ３５を駆動し、スロットルレバー３３を前後何
れかへ回動してエンジン２３の回転を上昇又は下降させ
る。このときのエンジン２３の回転数は回転センサ４０
で読み取り、信号路４１を通じてコントローラ３６へ入
力される。４２は吊り下げ作業モードの切り替えスイッ
チであり、信号路４３でコントローラ３６へ接続してあ
る。

【００１２】ここで、４４は各機器のパイロットポート
へパイロット圧を導出する電磁弁の一つであり、信号路
４５により前記コントローラ３６に接続され、コントロ
ーラ３６内の制御手段によってスプールが４４ａ，４４
ｂの位置に切り替えられる。スプールを４４ａの位置に
切り替えたときは、圧力源４６とパイロット管路４７が
接続されてパイロット圧が発生する。パイロット管路４
７は途中でパイロット管路４８とパイロット管路４９と
に分岐し、一方のパイロット管路４８はブーム用のコン
トロールバルブ２５のブーム上げ側のパイロットポート
５０へ接続され、他方のパイロット管路４９は油圧ポン
プ２１及び２２の夫々のレギュレータ５１，５１に接続
してある。このレギュレータ５１，５１は信号路５２に
よりコントローラ３６にも接続されており、コントロー
ラ３６からの電気信号によって油圧ポンプ２１及び２２
の設定馬力を低下させると共に、前記パイロット管路４
９を通してパイロット圧が与えられたときは油圧ポンプ
２１及び２２の最大吐出量を減少させるように作用す
る。

【００１３】パイロット管路４８から分岐したパイロッ
ト管路５３はリリーフバルブ５４，５４のパイロットポ
ート５５，５５へ接続され、このパイロットポート５５
へパイロット圧を与えるとリリーフバルブ５４の作動限
界が高くなり、各コントロールバルブ２４乃至３１に供
給される作動油の圧力が当初の設定値以上に上昇する。

【００１４】而して、吊り下げ作業を行う場合に、オペ
レータが切り替えスイッチ４２を吊り下げ作業モード側
へ切り替えると、コントローラ３６の指示によりエンジ
ン２３の回転数を減少させる手段としてスロットルモー
タ３５が駆動され、スロットルレバー３３を低速側へ回
動して、設定用ボリューム３８で指示した回転数よりあ
る一定回転数だけ低下させる。これと同時に、コントロ
ーラ３６から電磁弁４４並びに油圧ポンプ２１，２２の
レギュレータ５１，５１へ電気信号が送られる。前記エ
ンジン２３の回転数が低速になると、エンジン２３によ
って駆動される油圧ポンプ２１及び２２の回転が低下
し、油圧ポンプ２１，２２のレギュレータ５１，５１に
電気信号を出力することにより油圧ポンプ２１，２２の
設定馬力が低下して、双方の作用によって油圧ポンプ２
１，２２の吐出量が減少する。

【００１５】又、電磁弁４４のスプールが移動して４４
ａの位置に切り替わり、ブーム用のコントロールバルブ
２５のブーム上げ側のパイロットポート５０、リリーフ
バルブ５４，５４のパイロットポート５５，５５、油圧
ポンプ２１，２２のレギュレータ５１，５１へ夫々パイ
ロット圧が導出される。前述したように、レギュレータ
５１，５１にパイロット圧が作用すれば油圧ポンプ２
１，２２の最大吐出量が減少し、リリーフバルブ５４の
パイロットポート５５にパイロット圧が作用すれば各コ
ントロールバルブ２４乃至３１に供給される作動油の最
大圧力が上昇する。

【００１６】図３は油圧ポンプの吐出量と吐出圧の関係
を示しており、Ｒ₁ は通常の状態の性能線であり、Ｒ₂
は吊り下げ作業モードへ切り替えた状態の性能線であ
る。このグラフでわかるように、吊り下げ作業モードに
したときは、例えば吐出圧をＰ₂ とした場合、吐出量は
Ｑ₃ からＱ₄ へ減少する。最大吐出量は通常Ｑ₀ である
が、エンジン回転数の低下及び油圧ポンプ設定馬力の低
下に伴って減少した吐出量Ｑ₂ より更にＱ₁ へ減少す
る。従って、各アクチュエータの作動速度が遅くなり、
アタッチメントの操作がし易くなる。又、リリーフバル
ブの設定値がＰ₀ からＰ₁ に上昇し、最大圧力が大きく
なってアクチュエータの作動能力が向上する。

【００１７】ここで、ブーム用のコントロールバルブ２
５のスプールを移動して２５ａの位置へ切り替え、ブー
ムを下降するようにアクチュエータ３２を作動させると
き、前述したようにブーム上げ側のパイロットポート５
０にパイロット圧が掛っているため、スプールが全スト
ローク分移動せずブーム下げ側の通路の開口面積が絞ら
れる。従って、タンク５６への流量が減少し、ブームの
下げ速度は遅くなる。

【００１８】図４はブーム用のコントロールバルブ２５
をブーム下げ位置２５ａに切り替えたときの各通路の開
口面積の変化を示しており、図１及び図２に示したアク
チュエータ３２の管路５７からタンク５６への通路の開
口面積の変化を線図Ｃ→Ｔで表し、油圧ポンプ２１の吐
出口に接続してある管路５８からアクチュエータ３２へ
の通路の開口面積の変化を線図Ｐ→Ｃで表す。又、線図
Ｐ→Ｔは油圧ポンプ側からタンク側へ各コントロールバ
ルブを流れる通路の開口面積を示す。ブームの下げ速度
は、ブームのアクチュエータ３２の管路５７からタンク
５６への通路の開口面積の変化、即ち、線図Ｃ→Ｔに示
した通路の流量によって決定する。この流量は次式で表
される。

【００１９】

【数１】

【００２０】この（１式）からわかるように、ブーム下
げ動作のように負荷を保持しながら作動し、且つその圧
力Ｐが一定の場合は、Ｃ→Ｔの開口面積Ａが変化しない
とブーム下げ速度は変化しない。依って、エンジンの回
転数を低速にして油圧ポンプの吐出量を減少させても操
作性は向上しないが、吊り下げ作業モードに切り替えた
場合には、前記ブーム用のコントロールバルブ２５のス
プールは全ストローク量Ｓ₀ からＳ₁ にストロークが減
少し、Ｃ→Ｔの開口面積はＡ₀ からＡ₁ に減少する。
（１式）で明らかなように、Ｃ→Ｔの開口面積が減少す
れば、圧力Ｐが一定の場合流量Ｑが減少する。即ち、ア
クチュエータ３２の管路５７からタンク５６への流量が
減少してブームの下げ速度が遅くなり、アタッチメント
の操作性が良好になる。

【００２１】尚、この考案は、この考案の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、この考
案が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２２】

【考案の効果】この考案は上記一実施例に詳述したよう
に、吊り下げ作業時には油圧ポンプの吐出量を減少する
と共に油圧回路の最大圧力を上昇させ、ブーム下げ側の
通路の開口面積が絞られる。従って、ブームの吊り下げ
時の作動力が大となると共に、ブームの下げ速度が遅く
なる。このため、作業性が著しく向上し、円滑な吊り下
げ作業を行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の油圧回路図その１。

【図２】本考案の油圧回路図その２。

【図３】ポンプの吐出量と吐出圧の関係を示したグラ
フ。

【図４】ブーム用のコントロールバルブを下げ位置にし
たときの各通路の開口面積の変化を示したグラフ。

【図５】従来型の油圧回路図。

【符号の説明】

２１，２２ 油圧ポンプ ２３ エンジン ２５ ブーム用のコントロールバルブ ３３ スロットルレバー ３５ スロットルモータ ３６ コントローラ ５０，５５ パイロットポート ５１ レギュレータ ５４ リリーフバルブ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される可変容量形の
   油圧ポンプを備え、該油圧ポンプから吐出される作動油
   を制御するコントロールバルブと、このコントロールバ
   ルブに供給される作動油の最大圧力を制御するリリーフ
   バルブを設けた掘削機に於いて、エンジンの回転数を減
   少させる手段と、各機器のパイロットポートへパイロッ
   ト圧を導出する電磁弁とを設け、エンジンの回転数を低
   速にすると共に油圧ポンプの設定馬力を低下させ、電磁
   弁により油圧ポンプのレギュレータにパイロット圧を与
   えて最大吐出量を減少し、且つ、ブーム用のコントロー
   ルバルブにパイロット圧を与えてブーム下げ側の通路の
   開口面積を絞ると共に、リリーフバルブにパイロット圧
   を与えて作動油の圧力を設定値以上に上昇させるような
   制御手段を設けたことを特徴とする掘削機に於ける吊り
   下げ作業の制御装置。