JPH0893000A - 油圧パイロット操作回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧ショベルの走行とアーム複合操作時の登
坂車速の低下や走行停止の防止、ブーム用とアーム複合
操作時のブーム用の過上昇の防止を図るもの。 【構成】 油圧ポンプ１と第１アクチュエータ３および
第２アクチュエータ６との間の回路に吐出油の供給を制
御する第１制御弁２および第２制御弁５をそれぞれ設
け、第１制御弁２と第２制御弁５とをパイロット弁１９
ａ，１９ｂからのパイロット圧により切換えるようにし
た油圧パイロット操作回路であって、第１制御弁２を切
換えるパイロット管路１１，１２のパイロット圧により
第２制御弁の一方の作動ストロークを制限する制御部材
を第２制御弁５の操作部５ｂに介在させた構成としたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧ショベルの油圧パイ
ロット操作回路に係り、特に複合操作時のアクチュエー
タ速度に適した作業が行えるようにした油圧パイロット
操作回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧パイロット操作回路の先行技
術として、例えば、特開平１−２５０５３１号公報にお
いては、図３に示すように、パイロット弁５０をアーム
用アクチュエータ５５が縮むＵ方向に操作すると、パイ
ロット管路５０Ａにパイロット圧が立つ。この時、パイ
ロット弁５１がブーム用シリンダ５６が縮むＵ方向に操
作されていると、パイロット管路５１Ａから切換弁５２
のパイロットポート５２Ａにパイロット圧が作用し、切
換弁５２はａからｂに位置している。このため、切換弁
５２と減圧弁５３とによりパイロット回路が形成され、
パイロット管路５０Ａに立ったパイロット圧は減圧弁５
３で所定の圧力に減圧されてから制御弁５７を操作する
ことになり、パイロット弁５０、パイロット弁５１の操
作量が等しい場合、パイロット管路５０Ａの減圧弁５３
の下流のパイロット圧はパイロット管路５１Ａのパイロ
ット圧力より低くなるから、制御弁５７のスプール開口
面積が制御弁５８のスプール開口面積よりも小さくな
る。この結果、管路５４を通って制御弁５８に流れる油
の量が増加しアーム用アクチュエータ５５とブーム用ア
クチュエータ５６の作動油流量の差が少なくなる。従っ
て、アクチュエータ収縮速度が同程度にバランスするの
で、この２つのアクチュエータ５５，５６は同時に同程
度の速度で作動する技術が記載されている。

【０００３】ここで、従来の制御弁の構造について、図
４にて説明する。弁体６１に摺動可能に設けられたスプ
ール６２があり、このスプール６２の両端には中立時に
スプール６２を定位置に保つために、同じ力でバランス
するバネ６３，６３が設けられている。また、加圧ポー
ト６４，６４の一方にパイロット圧がかかると、そのパ
イロット圧によりスプール６２は他方のバネ６３に抗し
て移動して所定位置に切換えられる。この切換えにより
図示しないポンプからの圧油は油圧アクチュエータへ供
給するようになっている。制御弁の操作部はバネ６３，
パイロット圧の加圧ポート６４，バネケース６５，ガイ
ド６６からなっている。

【０００４】次に、油圧ショベルの構造を図５にて説明
する。油圧ショベル３１の下部走行体３２は図示しない
走行モータの駆動により走行自在となっている。この下
部走行体３２の上に図示しない旋回モータの駆動により
旋回可能な上部旋回体３３が設けられており、上部旋回
体３３には作業機やキャブ３４およびエンジンムーム３
５等が設置されている。そして作業機はブーム３６，ア
ーム３８，バケット４０，各油圧アクチュエータ３７，
３９，４１からなっている。このブーム３６は上部旋回
体３３に固着された図示しないブラケットに取着されて
おり、ブーム用アクチュエータ３７の駆動により上下揺
動自在となっている。ブーム３６の先端にはアーム３８
が取着されており、このアーム３８はアーム用アクチュ
エータ３９の駆動により上下揺動自在となっている。ま
た、このアーム３６の先端にはバケット４０が取着され
ており、バケット用アクチュエータ４１の駆動により回
動自在となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、油圧ショベ
ルの各種作業を行う時に２つのアクチュエータを複合操
作すると負荷圧の低い方のアクチュエータへ油圧ポンプ
からの吐出油が多く流れるため２つのアクチュエータ速
度のマッチングが悪くなるとの問題がある。例えば、油
圧ショベルが登坂中にアームを駆動させた場合は走行モ
ータの負荷圧に対してアーム用アクチュエータの負荷圧
が低いので油圧ポンプからの吐出油はアーム用アクチュ
エータに多く流れて、走行モータには少なく流れるので
油圧ショベルが走行を停止するとの問題がある。これは
ブームとアームを複合操作する場合も同様であり、アー
ムを掘削動作しながらブームを上げ操作した場合はアー
ム用アクチュエータの負荷圧に対してブーム用アクチュ
エータの負荷圧が低いので、これらの２つのアクチュエ
ータの速度のマッチングが悪くなるとの問題がある。こ
れは２つのアクチュエータがパラレル回路となっている
ためである。

【０００６】上記の先行技術である特開平１−２５０５
３１号公報に記載されているパイロット操作回路では、
切換弁５２，減圧弁５３をパイロット管路に設ける必要
があり複雑な回路となるとの問題がある。

【０００７】本発明は上記従来技術の問題点に着目し、
油圧ショベルにおける複合操作性の向上、詳しくは走行
とアーム複合操作時の登坂車速の低下や走行停止の防
止、ブームとアーム複合操作時の速度のマッチングを大
幅に改善すると共に、油圧パイロット操作回路を簡素化
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る油圧パイロット操作回路は、油圧ポンプか
ら第１アクチュエータへ圧油の供給を制御する第１制御
弁と、この油圧ポンプから第２アクチュエータへ圧油の
供給を制御する第２制御弁とを設け、この第１制御弁は
第１パイロット弁又は、第２制御弁は第２パイロット弁
からのパイロット圧を両端に設けた操作部に受けて切換
わるようにした各制御弁に有する油圧パイロット操作回
路であって、この第１制御弁を両方向に切換えるパイロ
ット管路からシャトル弁を介して分岐するパイロット管
路を第２制御弁の一方の操作部と接続し、このシャトル
弁を介したパイロット圧により第２制御弁の一方の作動
ストロークを制限する制御部材を第２制御弁の操作部に
介在させた構成としたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、油圧ショベルの各種作業の
中で例えば、走行モータとアーム用アクチュエータの複
合操作時は、走行モータの方が負荷圧が高いのでアーム
用アクチュエータへの圧油を供給する制御弁のスプール
の作動ストロークを制限する制御部材を制御弁の操作部
に介在させたので、走行とアーム複合操作時はアーム用
の制御弁の開口面積を小さくしてアーム用アクチュエー
タへの吐出油の流量を絞ることにより、走行モータの駆
動速度とアーム用アクチュエータ駆動速度をマッチング
させることが可能となった。

【００１０】このように油圧ショベルの各種作業の中
で、２つのアクチュエータを複合操作する作業の組合わ
せにおいて、上記以外のブーム用アクチュエータとアー
ム用アクチュエータの複合操作においても負荷圧の低い
方の制御弁のスプールの作動ストロークを制限するよう
にすれば良い。

【００１１】また、各制御弁の操作部を共通とすること
によりスプールの作動ストロークを制限する制御部材を
各制御弁の操作部に取着することが可能である。また、
脱着も容易であり、油圧パイロット操作回路が簡素化さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る油圧パイロット操作回路
の一実施例を図１，図２を参照して説明する。

【００１３】図１は、油圧ショベルの各アクチュエータ
を駆動するパラレル回路を示す。油圧ポンプ１から第１
アクチュエータ（以下走行モータと言う）３へ圧油の供
給を制御する第１制御弁（以下走行用制御弁と言う）２
と、この油圧ポンプ１から第２アクチュエータ（以下ア
ーム用アクチュエータと言う）６へ圧油の供給を制御す
る第２制御弁（以下アーム用制御弁と言う）５とを設
け、この走行用制御弁２は第１パイロット弁１９ａによ
り、また、アーム用制御弁５は第２パイロット弁１９ｂ
からのパイロット圧を受けて切換わるようになってい
る。この油圧ポンプ１からの吐出油を、走行用制御弁２
を介して走行モータ３に供給するように連結された管路
４Ａ，４Ｂと、アーム用制御弁５を介してアーム用アク
チュエータ６に供給するように連結された管路７Ａ，７
Ｂとがある。

【００１４】次に、図１に示す油圧パイロット操作回路
について説明する。走行用操縦レバー８，アーム用操縦
レバー９の操作によりパイロットポンプ１０からのパイ
ロット圧を、各油圧パイロット管路１１，１２，１３，
１４を介して走行用制御弁２の操作部２ａまたは２ｂ
と、アーム用制御弁５の操作部５ａまたは５ｂに作用さ
せて走行用制御弁２およびアーム用制御弁５を切換える
ようになっている。

【００１５】この走行用操縦レバー８を前進位置に操作
すると、パイロットポンプ１０からのパイロット圧は管
路１８を介してパイロット弁１９ａの減圧弁２０ｂに導
かれ、この減圧弁２０ｂの入力ポートと出力ポート間を
常時遮断状態に付勢するバネ力に抗して、前記減圧弁２
０ｂのパイロット管路１１を介して前記走行用制御弁２
の前進側の操作部２ｂに作用し、制御弁２は中立位置ｎ
からｂ位置に切換わる。走行用操作レバー８を後進位置
に操作すると、パイロットポンプ１０からのパイロット
圧は管路１８を介してパイロット弁１９ａの減圧弁２０
ａに導かれ、この減圧弁２０ａの入力ポートと出力ポー
ト間を常時遮断状態に付勢するバネ力に抗して、この減
圧弁２０ａのパイロット管路１２を介して走行用制御弁
２の後進側の操作部２ａに作用し、制御弁２は中立位置
ｎからａ位置に切換わるようになっている。

【００１６】この走行用制御弁２は中立位置ｎ、前進位
置ｂ、後進位置ａを有する３位置制御弁であり、ｂ位置
に切換えると油圧ポンプ１の吐出油は走行用回路４Ｂを
通って走行モータ３に流入するので走行モータ３は回転
して前進走行が可能となる。走行用制御弁２をａ位置に
切換えると油圧ポンプ１の吐出油は走行用管路４Ａを通
って走行モータ３に流入するので走行モータ３は回転し
て後進走行が可能となっている。

【００１７】また、アーム用操縦レバー９の油圧パイロ
ット管路１３，１４も上記の走行用操縦レバー８の油圧
パイロット管路と同様になっており、パイロット弁１９
ｂの減圧弁２０ｄ，２０ｃからそれぞれのパイロット回
路１３，１４を介して前記アーム用制御弁５の操作部５
ａ，５ｂの何れかにパイロット圧が送られるようになっ
ている。

【００１８】次に、アーム用制御弁５も上記の走行用制
御弁２と同様の３位置制御弁であって、ａ位置に切換え
ると油圧ポンプ１の吐出油はアーム用制御管路７Ａを通
ってアーム用アクチュエータ６のボトム側に流入するの
で、アーム用アクチュエータ６は伸長して図５で説明し
たアーム３８は掘削動作となる。アーム用制御弁５をｂ
位置に切換えると油圧ポンプ１の吐出油はアーム用アク
チュエータ６の管路７Ｂを通ってアーム用アクチュエー
タ６のロッド側に流入するので、アーム用アクチュエー
タ６は短縮して図５に示すアーム３８はダンプ動作とな
る。

【００１９】また、走行モータ３とアーム用アクチュエ
ータ６を複合操作する時は、例えば走行用操縦レバー８
を前進位置にして走行用制御弁２をｂ位置に切換えるパ
イロット圧は管路１１から走行用制御弁２の操作部２ｂ
に作用すると共に、分岐パイロット管路１１ａからアー
ム用制御弁５の操作部５ｂのパイロット圧の導入通路２
７ａに作用して図２に示すピストン２８を矢印の方向へ
所定量Ｌだけ移動する。この時、アーム用操縦レバー９
を掘削位置にしてアーム用制御弁５をａ位置に切換える
ためにパイロット圧をパイロット管路１３からアーム用
制御弁５の操作部５ａに作用させてもピストン２８が矢
印の方向へ所定量Ｌ移動しているのでアーム用制御弁５
のスプール２６はピストン２８により全ストローク作動
しないように制限されるので、スプール２６の開口面積
が小さくなるようになっている。制御弁５の操作部５ｂ
はバネケース２７，パイロット圧の導入通路２７ａ，２
７ｂ，ピストン２８，バネ２９，ガイド３０からなって
いる。

【００２０】このようであるから、走行モータ３とアー
ム用アクチュエータ６を複合操作時にはアーム用アクチ
ュエータ６への圧油の供給量が減少させて、走行モータ
３の駆動速度とアーム用アクチュエータ６の駆動速度の
マッチングが良くなるようになっている。

【００２１】尚、アーム用アクチュエータ６の単独操作
時には前記ピストン２８は作動しないのでアーム用制御
弁５をｂ位置に切換えるためにパイロット圧をパイロッ
ト管路１４からアーム用制御弁５の操作部５ｂのパイロ
ット圧の導入通路２７ｂに作用させてスプール２６は全
ストローク作動し、スプール２６の開口面積が大きくな
るのでアーム用アクチュエータ６は所定の駆動速度で作
動することが可能となっている。図１に示す２１，２
２，２３，２４は戻り回路、２９はタンクである。

【００２２】上記の制御弁のスプール作動スクロークを
制限する制御部材をピストンにて説明したが、これを２
段バネに置き換えて複合操作時のみ２段バネが作用する
ようにしてスプールの一方の作動ストロークを制限する
ことも可能である。また、上記の第１アクチュエータを
走行モータで説明したが、これをブーム用または旋回用
アクチュエータに置き換えることは可能であり、例えば
ブーム上げ操作とアーム掘削操作の複合操作時に負荷圧
の低いブーム用制御弁スプールの作動ストロークを制限
し、スプールの開口面積を小さくすることによりブーム
用アクチュエータヘの流量を絞ってブームの上がり過ぎ
るのを防止することも可能である。また、旋回とアーム
の複合操作等にも同様に負荷圧の低い方の制御弁スプー
ルの作動ストロークを制限すれば上記と同様の効果を奏
するものである。このように２つのアクチュエータを複
合操作する時の駆動速度のマッチングを良くすることが
可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る油圧
パイロット操作回路によれば、油圧ショベルの各種作業
の中で例えば、走行モータとアーム用アクチュエータの
複合操作時は、走行モータの方が負荷圧が高いので、負
荷圧の低いアーム用アクチュエータへの圧油を供給する
制御弁のスプールの作動ストロークを制限する制御部材
を制御弁の操作部に介在させることにより、走行とアー
ム複合操作時はアーム用の制御弁の開口面積を小さくし
てアーム用アクチュエータへの吐出油の流量を絞ること
により、走行モータの駆動速度とアーム用アクチュエー
タ駆動速度をマッチングさせるようにしたので複合作業
性が向上する。また、アーム用アクチュエータの単独操
作時は、アーム用制御弁のスプールの作動ストロークを
制限する制御部材を作動させないようにしてあり、アー
ム用アクチュエータは所定の駆動速度が得られるように
なっている。

【００２４】このように２つのアクチュエータを複合操
作する作業の組合わせにおいて、上記以外のブーム用ア
クチュエータとアーム用アクチュエータの複合操作にお
いても負荷圧の低い方の制御弁のスプールの作動ストロ
ークを制限するようにすれば油圧ショベルの各種の複合
作業性が向上する。

【００２５】また、各制御弁の操作部を共通とすること
によりスプールの作動ストロークを制限する制御部材を
各制御弁の操作部に取着することが可能である。また、
脱着も容易であり、油圧パイロット操作回路が簡素化さ
れてコスト低減となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧パイロット回路図である。

【図２】本発明の要部を示す制御弁の操作部の構造を示
す断面図である。

【図３】従来技術の油圧パイロット操作回路図である。

【図４】従来技術の制御弁の操作部の構造を示す断面図
である。

【図５】油圧ショベルの側面図である。

【符号の説明】

１…油圧ポンプ、２…走行用制御弁、２ａ，２ｂ…操作
部、３…走行モータ、４Ａ，４Ｂ…管路、５…アーム用
制御弁、６…アーム用アクチュエータ、７Ａ，７Ｂ…管
路、８…走行用操縦レバー、９…アーム用操縦レバー、
１０…パイロットポンプ、１１〜１４…パイロット管
路、１１ａ…パイロット分岐管路、１９ａ，１９ｂ…パ
イロット弁、２５…弁体、２６…スプール、２７…バネ
ケース、２８…ピストン、２９…タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプ１から第１アクチュエータ３
   へ圧油の供給を制御する第１制御弁２と、この油圧ポン
   プ１から第２アクチュエータ６へ圧油の供給を制御する
   第２制御弁５とを設け、この第１制御弁２は第１パイロ
   ット弁１９ａ，又は、第２制御弁５は第２パイロット弁
   １９ｂ，からのパイロット圧を両端に設けた操作部に受
   けて切換わるようにした各制御弁に有する油圧パイロッ
   ト操作回路において、この第１制御弁２を両方向に切換
   えるパイロット管路１１，１２からシャトル弁１５を介
   して分岐するパイロット管路１１ａを第２制御弁５の一
   方の操作部５ｂと接続し、このシャトル弁１５を介した
   パイロット圧により第２制御弁５の一方の作動ストロー
   クを制限する制御部材２８を第２制御弁５の操作部５ｂ
   に介在させたことを特徴とする油圧パイロット操作回
   路。