JPH086354B2 - 油圧式掘削機の油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数、特に２ポンプ方式からなる吐出油圧
管路に配設されたアクチェータをパイロット式方向切換
弁により制御する油圧式掘削機の油圧回路に関する。

（従来の技術） 油圧式掘削機は第２図に示すように、左右の走行用油
圧モータ1a,1bで駆動される下部走行体６、油圧モータ
２で旋回される上部旋回体７と、該上部旋回体７の前部
に装着され作業機８、該作業機８は、ブームシリンダ３
で揺動されるブーム９と、該ブーム９に関節連結されて
アームシリンダ４で揺動されるアーム10と、該アーム10
に連結されてバケットシリンダ５で揺動されるバケット
11からなり、これら各油圧アクチェータ１〜５は油圧ポ
ンプの吐出管路に設けられたそれぞれの方向切換弁によ
り切換制御されるようになっている。

第3A図は従来の油圧掘削機の油圧回路の一例を示した
もので、図において、12〜17は第２図で既述した各油圧
アクチェータ１〜５のそれぞれのパイロット式方向切換
弁（以下単に切換弁と略称する）であって、12はブーム
切換弁,13はアーム利換弁,14はバケット切換弁,15は右
走行切換弁,16は左走行切換弁、そして17は旋回切換弁
である。18a,18bは油圧ポンプであって、該ポンプ18a,1
8bの吐出圧油は管路19により合流のうえ上記各切換弁12
〜17に供給されるようになっている。そして、これら切
換弁は各作業機レバー20a〜20fに設けられたパイロット
弁21a〜21cの操作量に応じて発生したパイロット圧を管
路22a〜22lを介してそれぞれ切換えられ、油圧アクチェ
ータ１〜５を作動するようになっている。なお、23はパ
イロットポンプ，は該パイロット油圧ポンプ23のパイロ
ット圧管路、そして25はドレン管路である。

また、上記ポンプ合流回路の従来例に対して、第3B図
に示す従来例は、右走行切換弁15,ブーム切換弁12、及
びバケット切換弁14を第１切換弁グループ26aとして一
方の油圧ポンプ18aの吐出管路27aに配設され、左走行切
換弁16,アーム切換弁13及び旋回切換弁17を第２切換弁
グループ26bとして他方の油圧ポンプ18bの吐出管路27b
に配設された完全な２ポンプが独立した分流回路であ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前者の２ポンプ合流回路方式（第3A図）にお
いては、必要流量を１基のポンプ流量を２基のポンプで
充足したのと同じであり、また、この合流回路において
は単独操作時は問題は生じないが、例えばブーム下げと
アーム掘削の複合操作時においては、アームの自重がア
ームシリンダのロッドを押出す側に作用するのでボトム
側の圧力が低くなり、一方ブーム下げ操作は反対にボト
ム側の圧力が高くなって、圧油がアーム側に流れアーム
掘削操作とブーム下げ操作の同時操作性が悪くなるとい
う問題が生じる。これを改善するためにアーム側の管路
に絞りを介装することによって解消しようとするが、し
かし、それによってアーム単独操作時に、この絞りが作
用して回路の圧力が高くなり回路の圧損が大きくなり、
また燃料消費率も悪くなるという問題が生じる。

このように２ポンプ合流による切換弁への供給は２ポ
ンプ方式本来の特長が発揮されないという欠点がある。
また、後者の２ポンプ分流回路方式（第3B図）において
は、前者の２ポンプ合流回路にみられる複合操作の場合
の不具合は、その複合操作の切換弁12〜17が別個の切換
弁グループ26a,26b間にまたがる場合は解消されるが、
一方の切換弁グループ26aまたは26bの場合の切換弁の複
合操作の場合、流量が足りず所要速度が得られなかった
り、或いは他方の切換弁グループ26a、または26bの油圧
ポンプ18aまたは18bの吐出圧油を仮に絞ったとしてもド
レンされるだけで燃料を消費し不経済である。

勿論、上記した完全な２ポンプ合流回路方式、及び分
流回路方式、においても、実際上種々の絞り弁、或いは
合流弁等を介設させてそれぞれの不具合を最小限に止め
るようにしてはいるが、基本的な不具合を完全に解消す
ることは困難である。

本発明は、上記従来の不具合を改善する目的でなされ
たもので、２ポンプ方式の特長を生かしながら、特に複
合操作時の操作性を向上し、併せて燃費の節減を可能に
した油圧式掘削機の油圧回路を提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は上記目的を達成するために、油圧源となる２
つの可変容量型油圧ポンプ18a,18bと、この２つの可変
容量型油圧ポンプ18a,18bを２系統のアクチュエータ用
操作弁26a,26bへ合流又は分流して供給する分・合流弁2
8と、各アクチュエータ用操作弁26a,26bに切換え用のパ
イロット圧を送る、ブーム用操作手段29eと、ブーム以
外の旋回および作業機用操作手段20c,20d,20fと、およ
び、走行用操作手段20a,20bとを備えた油圧式掘削機の
油圧回路であって、 ブーム用操作手段20e以外の走行、旋回および作業機
用操作手段20a,20b,20c,20d,20fのうちの二つを複合操
作したときのパイロット圧はパイロット切換弁31a,31b
で遮断して分・合流弁28を作動せず合流位置（イ）に切
換え、 ブーム用操作手段20eの下げ操作と、ブーム以外の旋
回および合業機用操作手段20c,20d,20fのうちの少なく
とも一つと複合操作するとパイロット圧はパイロット切
換弁31bから分・合流弁28に入力し分流位置（ロ）に切
換える構成としたものである。

上記構成により本願発明は、軽負荷時の例えば、ブー
ム下げ操作と、ブーム以外の旋回又は作業機（アーム、
バケット）を操作すると２つの油圧ポンプを分流して用
いるので、２つのアクチュエータへ必要流量供給し複合
操作性が向上する。

（実施例） 本発明の一実施例を添付図面により詳述する。なお既
述した従来回路と同一部材は同一符号を付して説明を省
略する。

第１図は本発明に係る油圧式掘削機の油圧回路を示す
図であって、図において、18a,18bは油圧ポンプであっ
て、これら２基の油圧ポンプ18a,18bの吐出管路27a,27b
にはそれぞれ切換弁が設けられており、一方の切換弁グ
ループ26aには、右走行モータ1aを回転制御する右走行
切換弁15,ブームシリンダ３を制御するブーム切換弁12
及びバケットシリンダ５を制御するバケット切換弁14が
それぞれ備えられ、また他方の切換弁グループ26bには
左走行モータ1bを回転制御する左走行切換弁16,アーム
シリンダ４を制御するアーム切換弁13及び旋回モータ２
を回転制御する旋回切換弁17がそれぞれ備えられてい
る。そして、これら両切換弁グループ26a,26bの各切換
弁12〜17は各操作レバー20a〜20fに設けられたパイロッ
ト弁21a〜21cとパイロット管路22a〜22lを介して接続さ
れている。即ち左走行レバー20a、及び右走行レバー20b
のシフトは、パイロット弁21a,パイロット管路22a〜22d
を介して左右走行切換弁15,16に、旋回レバー20c及びア
ームレバー20dのシフトはパイロット弁21b,パイロット
管路22e〜22hを介して旋回切換弁17及びアーム切換弁13
に、そしてブームレバー20e及びバケットレバー20fのシ
フトはパイロット弁21c,パイロット管路22i〜22lを介し
てブーム切換弁12、及びバケット切換弁14にそれぞれ接
続されている。

上記油圧回路において、２基の油圧ポンプ18a,18bの
それぞれの吐出管路27a,27b間に、該管路の合流回路と
分流回路の切換えを行うパイロット式切換弁28が介装さ
れ、合流回路のポート（イ）に切換えられた場合は２ポ
ンプが１ポンプの如く両ポンプ18a,18bの吐出圧油が合
流したうえ、両切換弁グループ26a,26bに供給され、ま
た分流回路のポート（ロ）に切換えられた場合はそれぞ
れの油圧ポンプ18a,18bが別個独立した状態で各切換弁
グループ26a,26bに分流して供給されるようになる。

そして、上記合流，分流回路切換弁28は各操作レバー
20a〜20fに設けられたパイロット弁21a〜21cのパイロッ
ト管路22a〜22l間に設けられた高圧選択弁29（シャ弁3
3,34,37,39,40,41,42,43,46からなる。以下シャトル弁
ブロック29と言う。）による分流パイロット管路30a〜3
0d,パイロット切換弁ブロック31、そしてパイロット回
路32を介して接続されたパイロット圧により切換えられ
るようになっていると共に、該切換弁28はパイロット信
号OFF時は合流回路になるようにしてある。

次に上記合流，分流回路の切換え時の作用について説
明する。なお実施例において合流，分流回路は次の如く
設定した。

（Ｉ）分流回路 （１）走行単独操作時 （２）ブーム下げ単独操作時 （３）旋回とブーム下げの複合操作時 （４）アームとブーム下げの複合操作時 （５）アームと旋回とブーム下げの複合操作時 （II）合流回路 上記分流回路以外の単独，複合操作時。以下各分流回
路について詳述する。

（１）走行単独操作時 左右走行レバー20a,20bを前進、或いは後進にシフト
すると、そのシフト量に応じてパイロット弁21aが作用
して、そのパイロット圧は管路22a〜22d,シャトル弁ブ
ロット29に設けたそれぞれのシャトル弁33,34,分流パイ
ロット管路35,36のシャトル弁37,パイロット管路30c,パ
イロット切換弁ブロック31,パイロット切換弁31a,シャ
トル弁38、そしてパイロット管路32を経て合流，分流回
路切換弁28を分流回路ポート（ロ）に切換えられ左右走
行切換弁15,16にはそれぞれの油圧ポンプ18a,18bから個
別独立して吐出された圧油が分流して供給される。勿
論、独立した左右走行管路間に直進弁を設けて直進性を
向上するのも可能である。

（２） ブーム下げ単独操作 ブームレバー20eを下げ側にシフトするとパイロット
弁21cからのパイロット圧はパイロット管路22i,シャト
ル弁ブロック29のシャトル弁39,46から分流パイロット
管路30a,パイロット切換弁ブロック31のパイロット切換
弁31b,シャトル弁38,パイロット管路32を経て合流，分
流回路切換弁28を分流回路ポート（ロ）に切換えてブー
ム切換弁12には一方の油圧ポンプ18aからの吐出圧油が
供給される。

（３）旋回とブーム下げの複合操作時 旋回レバー20c、及びブームレバー20eの下げ操作の複
合操作においては、旋回パイロット圧はパイロット管路
22e,22f,シャトル弁40〜42を経て分流パイロット管路30
dからパイロット切換弁ブロック31のシャトル弁44,45か
らパイロット切換弁31aを切換え、旋回パイロット圧はO
FFになるが、ブーム下げパイロット圧が前記（２）のブ
ーム下げ単独操作時と同様の回路で合流，分流回路切換
弁28を分流ポート（ロ）に切換えることから、この旋
回，ブーム下げの複合操作においても分流回路となる。

（４）アームとブーム下げの複合操作時 この複合操作も上記（３）の旋回とブーム下げとの複
合操作と同様にアームのパイロット圧はパイロット切換
弁31aがOFFになるがブーム下げパイロット圧により分流
回路となる。

（５）アームと旋回とブーム下げの複合操作時 この複合操作も上記と同様な回路によって分流回路と
なる。このようにブーム下げ旋回，アームとの複合操作
においてはブーム下げ操作が行われれば分流回路とな
る。一方バケットと旋回、或いはバケットとアーム等の
複合操作においては、そのパイロット圧によってパイロ
ット切換弁ブロック31の両切換弁31a,31bをOFFに切換え
合流，分流回路切換弁28へのパイロット圧は送られず合
流回路ポート（イ）の状態が保持されるようになってい
る。

勿論、合流，分流回路の切換えは以上の如くである
が、如何なる単独，複合操作時に切換えて合流回路にす
るか、分流回路にするかは、シャトル弁ブロック29、及
びパイロット切換ブロック31のシャトル弁回路をそれに
応じて設定することによって変更可能であって本実施例
に限定されるものでない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る油圧式掘削機の油
圧回路によれば、ブーム下げ操作と、ブーム以外の旋回
又は作業機とを複合操作するときは、２つの油圧ポンプ
を分流して用いるので、２つのアクチュエータへ必要流
量供給し複合操作性が向上する。しかもブーム下げ操作
時はブーム用アクチュエータへの供給流量を少なくする
ために可変容量型油圧ポンプの斜板角を減少させる制御
を行いエンジン馬力の消費を少なくし、燃費が低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧式掘削機の油圧回路，第２図
は油圧式掘削機の概略側面図、第3A図及び第3B図は油圧
式掘削機の従来例を示す概略油圧回路図である。 12……ブーム切換弁， 13……アーム切換弁， 14……バケット切換弁， 15……右走行切換弁， 16……左走行切換弁， 17……旋回切換弁， 18a,b……油圧ポンプ， 20a……左走行レバー， 20b……右走行レバー， 20c……旋回レバー， 20d……アームレバー， 20e……ブームレバー， 20f……バケットレバー， 26a,b……切換弁グループ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧源となる２つの可変容量型油圧ポンプ
   （18a,18b）と、この２つの可変容量型油圧ポンプ（18
   a,18b）を２系統のアクチュエータ用操作弁（26a,26b）
   へ合流又は分流して供給する分・合流弁（28）と、各ア
   クチュエータ用操作弁（26a,26b）に切換え用のパイロ
   ット圧を送る、ブーム用操作手段（20e）と、ブーム以
   外の旋回および作業機用操作手段（20c,20d,20f）と、
   および、走行用操作手段（20a,20b）とを備えた油圧式
   掘削機の油圧回路において、 ブーム用操作手段（20e）以外の走行、旋回および作業
   機用操作手段（20a,20b,20c,20d,20f）のうちの二つを
   複合操作したときのパイロット圧はパイロット切換弁
   （31a,31b）で遮断して分・合流弁（28）を作動せず合
   流位置（イ）に切換え、 ブーム用操作手段（20e）の下げ操作と、ブーム以外の
   旋回および作業機用操作手段（20c,20d,20f）のうちの
   少なくとも一つと複合操作するとパイロット圧はパイロ
   ット切換弁（31b）から分・合流弁（28）に入力し分流
   位置（ロ）に切換えることを特徴とする油圧式掘削機の
   油圧回路。