JPH0730776Y2 - 土木・建設機械用油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 土木・建設機械用油圧回路に係るもので、特に油圧ショ
ベルのブーム、アームによる水平ならし作業の容易化に
関するものである。

［従来技術］ 油圧ショベルによる水平ならし作業は主としてブームと
アームとの相互操作により行なわれ、また、主にアーム
スピードを２速に制御する合流用の切換弁は、ブーム用
切換弁に対しタンデム回路で油圧回路が構成されてい
る。さらに、近年の作業はスピードを要求され、ブーム
とアームとを同時にストロークエンドまで操作し、アー
ムが手前に近ずくにつれてブームスピードを落して、ア
ームによる円弧の軌跡を修正しつつ水平にバケット先端
を持ってくる作業を行なっている。

［考案が解決しようとする課題］ 水平ならし作業は、ほぼ最大リーチの状態からブームを
持ち上げながらアームを抱え込んでくる作業であって、
アームスピードをほぼ一定のスピードに保つとすると、
最大リーチの位置ではブームを早く持ち上げ、アームが
手前に近ずくにつれてブームスピードを徐々に下げて、
バケット先端が水平に近づくようにしてアームが下死点
位置ではブームスピードを０にするように操作する。こ
の場合、ブームスピードを下げるには、ポンプから吐出
される流量をどこかに逃がす必要がある。通常、ブーム
用切換弁を中立方向に戻して、センタバイパス部よりア
ーム側へブリードさせるのであるが、第２図の特性線図
に実線で示したように、ブリードするブーム用切換弁の
センタバイパス開口面積は、Mst（メイン切換弁ストロ
ーク）−Am（メイン切換弁センタバイパス開口面積）線
図のようにストロークエンド手前で閉となり、ストロー
クエンドまでにいくらかのラップ代を設けて、完全に締
め切るように設計されている。一方、パイロットバルブ
の最大出力は、メイン切換弁を完全に最大ストロークま
で移動させる必要があるために、メイン切換弁の最大操
作パイロット圧力よりやや高めにセットされており、パ
イロットバルブストローク（Pist）に対するメイン切換
弁のセンタバイパス開口面積は、Pist-Am線図に示す実
線のようになり、パイロットバルブストロークの2/3程
度までレバーを戻さないとバイパスされない。このこと
はオペレータにとってかなり感覚が狂うことになり、水
平ならし作業がうまく出来ないという問題があった。

さらに、別の従来技術として、補助切換弁を使用してい
る油圧回路が提案されているが、この場合には、補助切
換弁を中立時に開としているために、ブームとアームと
の水平ならし作業以外のバケットを操作した場合にも補
助切換弁を切り換える必要があった。

そこで、本考案は、補助切換弁を設けることによってオ
ペレータ感覚に合せてブームスピードを制御でき、か
つ、最小限の操作信号（パイロットバルブからの圧力）
により補助切換弁を制御することを可能とした土木・建
設機械用油圧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］ 上記の目的を達成するための本考案は、第１の油圧ポン
プ（15）からパイロット操作される第１の切換弁（16）
を介して圧油の方向および流量を制御して第１のアクチ
ュエータ（14）を駆動する回路と、第２の油圧ポンプ
（18）からパイロット操作される第２の切換弁（19）を
介して圧油の方向および流量を制御して第２のアクチュ
エータ（12）を駆動する回路と、前記第２の切換弁（1
9）と連動して第１の油圧ポンプ（15）からの圧油を第
２のアクチュエータ（12）へ供給する合流用の切換弁
（17）を前記第１の切換弁（16）の下流側に配設してタ
ンデムに構成される回路と、から成る土木・建設機械用
油圧回路において、前記タンデム回路に構成された上流
側の第１の切換弁（16）の供給通路と下流側の合流用の
切換弁（17）の供給通路との間に、上流側の第１の切換
弁（16）と連動してパイロット操作される補助切換弁
（23）を介して油通路を配設したことを特徴とする土木
・建設機械用油圧回路とする。

この場合に、補助切換弁を、中立時に閉、ストローク途
中は開、ストロークエンドで閉となるように、または、
中立時に絞り、ストローク途中は開、ストロークエンド
で絞りとなるようにすれば好適である。

［作用］ このように、タンデム回路に構成された上流側の第１の
切換弁（16）の供給通路と下流側の合流用の切換弁（1
7）の供給通路との間に、補助切換弁（23）を介して油
通路を設けた土木・建設機械用油圧回路が構成され、補
助切換弁（23）は上流側の第１の切換弁（16）と連動し
てパイロット操作され、その開口面積を中立時に閉、ス
トローク途中は開、ストロークエンドで閉となり、また
は、中立時に絞り、ストローク途中は開、ストロークエ
ンドで絞り、となっているので、上流側切換弁を中立方
向に戻す際に、下流側切換弁へブリード流量は、パイロ
ット操作のストロークに対して、上流側切換弁のセンタ
バイパス開口面積に補助切換弁の開口面積を付加した開
口面積に相当する流量となり、例えば、上流側切換弁が
ブーム用切換弁、下流側切換弁がアーム合流用切換弁と
する油圧ショベル用油圧回路の水平ならし作業における
ブーム持上げ操作の場合に、オペレータ感覚にマッチし
たブームスピードとなって制御される。

［実施例］ 以下、本考案の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。第１図は油圧ショベルの水平ならし作業の
模型図と各アクチュエータを制御する油圧回路図を示し
ている。図において、11はアーム、12はアームを動作さ
せるアーム用油圧シリンダ、13はブーム、14はブームを
動作させるブーム用油圧シリンダであり、一側には油圧
ポンプ15からブーム用油圧シリンダ14へ圧油の方向およ
び流量を制御するブーム用切換弁16が接続され、他側に
は油圧ポンプ18からアーム用油圧シリンダ12へ圧油の方
向および流量を制御するアーム用切換弁19が接続され、
さらに一側には、アーム合流用切換弁17がブーム用切換
弁16に対して下流側にタンデムに接続されている。ま
た、ブーム用切換弁16はパイロットバルブ21により、ア
ーム用切換弁19とアーム合流用切換弁17はパイロットバ
ルブ22により、それぞれパイロット操作される。

そこで本考案では、タンデム回路に構成された上流側の
ブーム用切換弁16の供給通路と下流側のアーム合流用切
換弁17の供給通路との間に、パイロットバルブ21を介し
て上流側のブーム用切換弁16と連動してパイロット操作
される補助切換弁23を配設した油通路を接続し、この補
助切換弁23を中立時に閉、ストローク途中は開、ストロ
ークエンドで閉となるようにしていることが特徴であ
る。

このように構成された油圧ショベル用油圧回路におい
て、バケット20の歯先を水平に手前に動作させる操作に
ついて説明する。この水平ならし作業は前述の通り、ア
ーム11を抱え込みながらブームを持上げるようにブーム
用切換弁16およびアーム合流用切換弁17をパイロットバ
ルブ21,22により操作して、アームスピードをほぼ一定
のスピードとすると、最大リーチの位置ではブーム持上
げスピードを速くし、手前に近づくにつれてブームスピ
ードを徐々に下げて、アームが下死点時にはブームスピ
ードを０にするように操作すればよい。ブームスピード
を下げるにはブーム用切換弁16を中立方向に戻して、油
圧ポンプ15の吐出流量をブリードすれば良い。そこで、
タンデム回路に構成された上流側のブーム用切換弁16の
供給通路と下流側のアーム合流用切換弁17の供給通路と
の間に補助切換弁23を介して油通路を配設して接続さ
れ、この補助切換弁23の開口面積が中立時に閉、ストロ
ーク途中は開、ストロークエンドで閉となっていること
により、補助切換弁23の特性線図Sst（補助切換弁スト
ローク）−As（補助切換弁開口面積）は第２図左側の線
図の一点鎖線のように設定されていることになり、補助
切換弁23の切換えストロークはパイロットバルブ21でブ
ーム用切換弁16に連動してパイロット操作され、このパ
イロットバルブ21のストロークPistに対するアーム合流
用切換弁17へブリードする開口面積は、第２図右側のPi
st-Am線図に一点鎖線で付加したようになり、上流側ブ
ーム用切換弁16のセンタバイパス開口面積に補助切換弁
23の開口面積を付加した開口面積に相当するブリード流
量となって、オペレータ感覚にマッチしたブームスピー
ドとなって制御される。

第３図に示した油圧回路図は別の実施例であり、補助切
換弁23aの開口面積が、ストローク中立時に絞り、スト
ローク途中は開、ストロークエンドで絞りとしており、
アームスピードに対してブーム最大スピードが速すぎる
場合に、よりベストな作業スピードが得られるものであ
る。なお、第３図に示した別の実施例の油圧回路では、
上流側のブーム用切換弁16とタンデム回路に構成された
下流側のアーム合流用切換弁17aが、第１図の実施例の
アーム合流切換弁17と異なり、ブーム用切換弁16の供給
通路とアーム合流用切換弁17の供給通路との間に補助切
換弁23aを介した油通路から分岐してアーム用切換弁19
の供給通路に接続して合流されるものであるが、基本的
な作用については変わるところはないので、この点に関
する説明を省略する。

さらに、補助切換弁23、または、補助切換弁23aは第１
図の実施例および第３図の別の実施例のどちらにも適用
することができることは明らかである。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案の土木・建設機械用油圧回路に
よれば、タンデム回路に構成された上流側の切換弁の供
給通路と下流側の合流用切換弁の供給通路との間に、上
流側切換弁と連動してパイロット操作される補助切換弁
を介して油通路を設け、補助切換弁の開口面積を中立時
に閉、ストローク途中は開、ストロークエンドで閉とな
り、または、中立時に絞り、ストローク途中は開、スト
ロークエンドで絞り、とすることによって、上流側切換
弁を中立方向に戻す際に、下流側切換弁へブリード流量
は、パイロット操作のストロークに対して、上流側切換
弁のセンタバイパス開口面積に補助切換弁の開口面積を
付加した開口面積に相当する流量となる。従って、例え
ば、上流側切換弁がブーム用切換弁、下流側切換弁がア
ーム合流用切換弁とする油圧ショベル用油圧回路の水平
ならし作業における持上げ操作の場合に、パイロットバ
ルブの操作ストロークにマッチしたブームスピードに制
御され、オペレータ感覚に合った水平ならし作業ができ
る。さらに、前記油通路に補助切換弁を設けたことによ
って、最小限のパイロット操作信号により補助切換弁が
制御され、他のアクチュエータを操作する場合や補助切
換弁のリークおよび単独操作などへの悪影響がないとい
う効果も併せて有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルの水平ならし作業の模型図とブー
ム，アームなど各アクチュエータを制御する本考案の一
実施例を示す油圧回路図、第２図はブーム制御の従来の
特性線図に本考案の特性線図を付加して表わした特性線
図、第３図は本考案の別の実施例を示す油圧ショベルの
水平ならし作業の模型図とブーム，アームなど各アクチ
ュエータを制御する油圧回路図である。 11……アーム、12……アーム用油圧シリンダ、13……ブ
ーム、14……ブーム用油圧シリンダ、15,18……油圧ポ
ンプ、16……ブーム用切換弁、17,17a……アーム合流用
切換弁、19……アーム用切換弁、20……バケット、21,2
2……パイロットバルブ、23,23a……補助切換弁。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の油圧ポンプ（15）からパイロット操
   作される第１の切換弁（16）を介して圧油の方向および
   流量を制御して第１のアクチュエータ（14）を駆動する
   回路と、第２の油圧ポンプ（18）からパイロット操作さ
   れる第２の切換弁（19）を介して圧油の方向および流量
   を制御して第２のアクチュエータ（12）を駆動する回路
   と、前記第２の切換弁（19）と連動して第１の油圧ポン
   プ（15）からの圧油を第２のアクチュエータ（12）へ供
   給する合流用の切換弁（17）を前記第１の切換弁（16）
   の下流側に配設してタンデムに構成される回路と、から
   成る土木・建設機械用油圧回路において、前記タンデム
   回路に構成された上流側の第１の切換弁（16）の供給通
   路と下流側の合流用の切換弁（17）の供給通路との間
   に、上流側の第１の切換弁（16）と連動してパイロット
   操作される補助切換弁（23）を介して油通路を配設した
   ことを特徴とする土木・建設機械用油圧回路。
2. 【請求項２】前記補助切換弁を中立時に閉、ストローク
   途中は開、ストロークエンドで閉となるようにしたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の土木
   ・建設機械用油圧回路。
3. 【請求項３】前記補助切換弁を中立時に絞り、ストロー
   ク途中は開、ストロークエンドで絞りとなるようにした
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   土木・建設機械用油圧回路。