JPH09165794A - 作業機械の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アーム・ブーム複合微操作に際し、アームシ
リンダ、ブームシリンダそれぞれの駆動の独立性を確保
することができる作業機械の油圧回路の提供。 【解決手段】 第１，第２の油圧ポンプ２，３と、アー
ムシリンダ７及びブームシリンダ１１と、第１の油圧ポ
ンプ２に連なるセンタバイパスライン上に配置され、ア
ームシリンダ７を制御するアーム用方向切換弁７ａと、
第２の油圧ポンプ３に連なるセンタバイパスライン上に
配置され、ブームシリンダ１１を制御するブーム用方向
切換弁１１ａと、第２の油圧ポンプ３に連なるセンタバ
イパスラインのブーム用方向切換弁１１ａの下流に接続
され、第２の油圧ポンプ３の圧油を第１の油圧ポンプ２
の圧油に合流してアーム用方向切換弁７ａに供給可能な
合流管路２１を備えた作業機械の油圧回路において、合
流管路２１に、当該合流管路２１を連通状態、遮断状態
のいずれかに切り換える切換弁２０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブームシリンダ、
アームシリンダを有し、掘削作業，水平均し作業が可能
なミニショベルなどの作業機械の油圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、この種の従来の作業機械の油圧
回路の一例を示す回路図、図３は図２に示す油圧回路が
備えられる作業機械すなわちミニショベルを示す側面図
である。図２に示す従来の油圧回路は、エンジン１と、
このエンジン１によって駆動する第１の油圧ポンプ２、
及び第２の油圧ポンプ３と、これらの油圧ポンプ２，３
から吐出される圧油により駆動する複数のアクチュエー
タ、例えば排土板用シリンダ４、旋回モータ５、左走行
モータ６、アームシリンダ７、バケットシリンダ９、ス
イングシリンダ１０、ブームシリンダ１１、右走行モー
タ１２とを備えている。

【０００３】上述した排土板用シリンダ４は図３に示す
排土板３２の昇降動作を制御し、左走行モータ６及び右
走行モータ１２は一対の履帯すなわち走行体３０の走行
を制御し、旋回モータ５は走行体３０上に配置される運
転席を有する本体、すなわち旋回体３１の旋回を制御
し、ブームシリンダ１１はブーム３３の上下方向の回動
動作を制御し、アームシリンダ７はアーム３４の上下方
向の回動動作を制御し、バケットシリンダ９はバケット
３５の上下方向の回動動作を制御する。また、上述した
ブームシリンダ１１、アームシリンダ７、及びバケット
シリンダ９は、フロントアクチュエータを構成し、ま
た、スイングシリンダ１０は、ブーム３３、アーム３
４、バケット３５から成るフロントの水平方向の揺動動
作を制御する。

【０００４】また、図２に示すように、第１の油圧ポン
プ２に連通するバイパスライン上には、上述した排土板
用シリンダ４の駆動を制御する排土板用方向切換弁４
ａ、旋回モータ５の駆動を制御する旋回用方向切換弁５
ａ、左走行モータ６の駆動を制御する左走行用方向切換
弁６ａ、アームシリンダ７の駆動を制御するアーム用方
向切換弁７ａ、及び必要時にのみ取付けられる特殊アク
チュエータを駆動する予備用アクチュエータを制御する
予備用方向切換弁８ａが接続されている。これらの方向
切換弁のうちの排土板用方向切換弁４ａ、旋回用方向切
換弁５ａ、左走行用方向切換弁６ａ、及びアーム用方向
切換弁７ａは、管路２２を介して第１の油圧ポンプ２に
対してパラレルに接続してある。

【０００５】第２の油圧ポンプ３のセンタバイパスライ
ンには、右走行モータ１２の駆動を制御する右走行用方
向切換弁１２ａ、ブームシリンダ１１の駆動を制御する
ブーム用方向切換弁１１ａ、スイングシリンダ１０の駆
動を制御するスイング用方向切換弁１０ａ、バケットシ
リンダ９の駆動を制御するバケット用方向切換弁９ａが
接続されるとともに、合流管路２１を介して上述したア
ーム用方向切換弁７ａ、予備用方向切換弁８ａが接続さ
れている。すなわち、アーム用方向切換弁７ａには、合
流管路２１を介して第１の油圧ポンプ２の圧油と、第２
の油圧ポンプ３の圧油が合流して供給可能になってい
る。

【０００６】また、左走行用方向切換弁６ａの入力ポー
トと右走行用方向切換弁１２ａの入力ポートとを連絡す
る連絡管路１６を備え、この連絡管路１６の途中には、
当該連絡管路１６を連通状態及び遮断状態のいずれかに
保持する連通・遮断切換弁１７を備えている。連通・遮
断切換弁１７の駆動部には、走行用方向切換弁６ａ，１
２ａを除く各方向切換弁の中立位置からの切換え操作を
検出し、連絡管路１６を連通させる状態に連通・遮断切
換弁１７を切換える信号圧を導く信号管路１９が接続さ
れている。この信号管路１９の信号圧は、パイロット油
圧源１８によって与えられる。

【０００７】この従来の油圧回路でおこなわれる各動作
のうち、例えば、アーム・ブーム複合操作による掘削作
業等の場合には、該当するアーム用方向切換弁７ａ、ブ
ーム用方向切換弁１１ａを切換えることにより、第２の
油圧ポンプ３の圧油がブーム用方向切換弁１１ａを介し
てブームシリンダ１１に供給され、第１の油圧ポンプ２
の圧油がアーム用方向切換弁７ａを介してアームシリン
ダ７に供給され、図３に示すブーム３３及びアーム３４
が回動して所望のアーム・ブーム複合操作をおこなわ
せ、土砂の掘削作業等をおこなうことができる。

【０００８】また、アーム単独操作時には、アーム用方
向切換弁７ａを切換えることにより、第１の油圧ポンプ
２の圧油がアーム用方向切換弁７ａに供給され、また、
第２の油圧ポンプ３の圧油が合流管路２１を介してアー
ム用方向切換弁７ａに供給される。すなわち、第１，第
２の油圧ポンプ２，３の合流された圧油が、アーム用方
向切換弁７ａを介してアームシリンダ７に供給され、こ
のアームシリンダ７の作動速度を速くして、アーム３４
の作業速度を増速させることができる。

【０００９】また、同図３に示すようなミニショベルに
あっては、上述した通常の掘削作業の他にバケット３５
の刃先で地面を平らに均す水平均し作業が実施されるこ
とがある。この水平均し作業に際してもアーム・ブーム
の複合操作がおこなわれるが、このときは、アーム３４
の引き込み速度に対してブーム３３の上げ速度が遅く、
そのためブーム用方向切換弁１１ａを切換えるブーム用
レバーをハーフレバー（フル操作量よりも少ない操作
量）に保ち、ブームシリンダ１１に供給する流量を上述
した通常の掘削時よりも少なくし、これによってアーム
３４とブーム３３をマッチングさせて動かす微操作が実
施される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した図２に示す従
来技術では、通常の掘削時のようにアーム用レバー、ブ
ーム用レバーのそれぞれをフルレバーに保つときは、ブ
ーム用方向切換弁１１ａによって第２の油圧ポンプ３側
のセンタバイパスラインが完全に閉じられるので、合流
管路２１に第２の油圧ポンプ３の圧油が導かれない。し
たがって上述したように、第１の油圧ポンプ２の圧油で
アームシリンダ７を駆動し、第２の油圧ポンプ３の圧油
でブームシリンダ１１を駆動し、互いに独立に駆動する
ことができる。 しかし、上述した水平均し作業では、
微操作をおこなわせるために、ブーム用レバーをハーフ
レバーに保つことから、ブーム用方向切換弁１１ａは完
全には閉じられない。したがって、第２の油圧ポンプ３
に連なるセンタバイパスライン、合流管路２１を介し
て、第２の油圧ポンプ３の圧油の一部が第１の油圧ポン
プ２の圧油に合流してアーム用方向切換弁７ａに供給さ
れる。すなわち、アームシリンダ７は第１，第２の油圧
ポンプ２，３の合流された圧油で駆動する。このため、
アームシリンダ７の負荷圧が変動すると、ブーム用方向
切換弁１１ａを介してブームシリンダ１１に供給される
流量が変化し、ブームシリンダ１１の作動速度、すなわ
ちブーム３３の作業速度が、前述したブーム用レバーの
操作量に合致しなくなり、同じ操作量であってもブーム
３３の作業速度が速くなったり、遅くなったりする事態
を生じ、このアーム・ブーム複合微操作の操作性が悪く
なり、水平均し作業の作業能率、及び作業精度が劣化す
る問題があった。

【００１１】本発明は、上記した従来技術における実情
に鑑みてなされたもので、その目的は、アーム・ブーム
複合微操作に際し、アームシリンダ、ブームシリンダそ
れぞれの駆動の独立性を確保することができる作業機械
の油圧回路を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１，第２の油圧ポンプと、アームシリ
ンダ及びブームシリンダと、上記第１の油圧ポンプに連
なるセンタバイパスライン上に配置され、上記アームシ
リンダに供給される圧油の流れを制御するアーム用方向
切換弁と、上記第２の油圧ポンプに連なるセンタバイパ
スライン上に配置され、上記ブームシリンダに供給され
る圧油の流れを制御するブーム用方向切換弁と、上記第
２の油圧ポンプに連なるセンタバイパスラインの上記ブ
ーム用方向切換弁の下流に接続され、上記第２の油圧ポ
ンプの圧油を上記第１の油圧ポンプの圧油に合流して上
記アーム用方向切換弁に供給可能な合流管路を備えた作
業機械の油圧回路において、上記合流管路に、当該合流
管路を連通状態、遮断状態のいずれかに切換える切換弁
を備えた構成にしてある。

【００１３】本発明にあっては、例えば速い作業速度が
求められるアームの単独操作時には、合流管路を連通さ
せるように切換弁を切換え操作すればよい。これによ
り、アーム用方向切換弁には、第１の油圧ポンプの圧油
とともに、合流管路を介して第２の油圧ポンプの圧油が
供給され、アームシリンダは、これらの第１、第２の油
圧ポンプの合流流量により駆動し、速い作動速度を確保
することができる。

【００１４】また、アーム・ブーム複合微操作時には、
合流管路を遮断するように切換弁を切換え操作すればよ
い。これによりアームシリンダを駆動する回路と、ブー
ムシリンダを駆動する回路とが独立して形成される。す
なわち、第１の油圧ポンプの圧油がアーム用方向切換弁
を介してアームシリンダに供給され、第２の油圧ポンプ
の圧油がハーフ操作されるブーム用方向切換弁を介して
ブームシリンダに比較的少ない流量供給され、特に、ブ
ームシリンダの作動速度が遅くなり、所望のアーム・ブ
ーム複合微操作を実現できる。この複合微操作に際し、
上述のようにアームシリンダ、ブームシリンダを互いに
独立に制御できることから、ブームシリンダはアームシ
リンダの負荷圧の変動の影響を受けず、アーム用方向切
換弁、ブーム用方向切換弁それぞれの操作量に応じた個
別の速度制御を実現することができ、所望の水平均し作
業をおこなわせることができる。

【００１５】なお、通常の掘削時などにあっても、アー
ム・ブーム複合操作が実施されるが、この場合に、合流
管路を遮断させるように切換弁を切換え操作してもよ
い。これにより前述したように、アームシリンダ、ブー
ムシリンダを互いに独立に制御できる。また、アーム用
方向切換弁、ブーム用方向切換弁がフル操作されるとい
う観点からすれば、合流管路を連通させるように切換弁
を切換え操作してもよい。このように、合流管路が連通
していても、ブーム用方向切換弁がフル操作されると、
第２の油圧ポンプの圧油が合流管路に供給されなくな
り、結局、合流管路を遮断させるように切換弁を切換え
操作したのと同じような状態となり、アームシリンダ、
ブームシリンダを互いに独立に制御でき、所望の掘削作
業等を実施することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の作業機械の油圧回
路の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明
の作業機械の油圧回路の一実施形態を示す回路図であ
る。

【００１７】この図１は前述した図２に示す油圧回路に
対応させて描いてある。すなわち、この図１に示す実施
形態も、例えばミニショベルに備えられるものであり、
エンジン１と、このエンジン１によって駆動する油圧ポ
ンプ、例えば第１の油圧ポンプ２、及び第２の油圧ポン
プ３と、これらの油圧ポンプ２，３から吐出される圧油
により駆動する複数のアクチュエータ、例えば排土板用
シリンダ４、旋回モータ５、左走行モータ６、アームシ
リンダ７、バケットシリンダ９、スイングシリンダ１
０、ブームシリンダ１１、右走行モータ１２とを備えて
いる。

【００１８】上述した各アクチュエータのうちの排土板
用シリンダ４、旋回モータ５、左走行モータ６、アーム
シリンダ７、バケットシリンダ９、スイングシリンダ１
０、ブームシリンダ１１、及び右走行モータ１２は、前
述したとおり常設のアクチュエータである。

【００１９】また、第１の油圧ポンプ２のセンタバイパ
スラインには、上述した排土板用シリンダ４の駆動を制
御する排土板用方向切換弁４ａ、旋回モータ５の駆動を
制御する旋回用方向切換弁５ａ、左走行モータ６の駆動
を制御する左走行用方向切換弁６ａ、アームシリンダ７
の駆動を制御するアーム用方向切換弁７ａ、及び予備用
方向切換弁８ａが接続されている。

【００２０】第２の油圧ポンプ３のセンタバイパスライ
ンには、右走行モータ１２の駆動を制御する右走行用方
向切換弁１２ａ、ブームシリンダ１１の駆動を制御する
ブーム用方向切換弁１１ａ、スイングシリンダ１０の駆
動を制御するスイング用方向切換弁１０ａ、バケットシ
リンダ９の駆動を制御するバケット用方向切換弁９ａが
接続されるとともに、合流管路２１を介して上述したア
ーム用方向切換弁７ａ、予備用方向切換弁８ａが接続さ
れている。すなわち、アームシリンダ７には、合流管路
２１を介して第１の油圧ポンプ２の圧油と、第２の油圧
ポンプ３の圧油が合流して供給可能になっている。

【００２１】また、左走行用方向切換弁６ａの入力ポー
トと右走行用方向切換弁１２ａの入力ポートとを連絡す
る連絡管路１６を備え、この連絡管路１６の途中には、
当該連絡管路１６を連通状態及び遮断状態のいずれかに
保持する連通・遮断切換弁１７を備えている。連通・遮
断切換弁１７の駆動部には、ブーム用方向切換弁１１
ａ、アーム用方向切換弁７ａ等の中立位置からの切換え
操作を検出し、連絡管路１６を連通させる状態に連通・
遮断切換弁１７を切換える信号圧を、当該連通・遮断切
換弁１７に導く信号管路１９が接続されている。この信
号管路１９の信号圧は、パイロット油圧源１８によって
与えられる。以上の構成については、前述した図２に示
すものと同等である。

【００２２】本実施形態にあっては特に、第２の油圧ポ
ンプ３の圧油を第１の油圧ポンプ２の圧油に合流してア
ーム用方向切換弁７ａに供給可能な合流管路２１に、当
該合流管路２１を連通状態、遮断状態のいずれかに切り
換える切換弁２０を備えている。

【００２３】このように構成した本実施形態にあって
は、例えば速い作業速度が求められるアーム３４の単独
操作時には、図１に示すように合流管路２１を連通させ
るように切換弁２０を上段位置に切換え操作すればよ
い。これにより、アーム用方向切換弁７ａには、第１の
油圧ポンプ２の圧油とともに、合流管路２１を介して第
２の油圧ポンプ３の圧油が供給され、アームシリンダ７
は、これらの第１、第２の油圧ポンプ２，３の合流流量
により駆動し、速い作動速度を確保することができ、ア
ーム３４を所望の速い作業速度で駆動させることができ
る。

【００２４】また、水平均し作業に際してのアーム・ブ
ーム複合微操作時には、合流管路２１を遮断するように
切換弁２０を同図１の下段位置に切換え操作すればよ
い。これにより合流管路２１が遮断されるとともに、第
２の油圧ポンプ３に連なるセンタバイパスラインがタン
クに連通し、アームシリンダ７を駆動する第１の油圧ポ
ンプ２側の回路と、ブームシリンダ１１を駆動する第２
の油圧ポンプ３側の回路とが独立して形成される。すな
わち、第１の油圧ポンプ２の圧油がアーム用方向切換弁
７ａを介してアームシリンダ７に供給され、第２の油圧
ポンプ３の圧油がハーフ操作されるブーム用方向切換弁
１１ａを介してブームシリンダ１１に比較的少ない流量
供給され、特に、ブームシリンダ１１の作動速度が遅く
なり、所望のアーム・ブーム複合微操作を実現できる。

【００２５】なお、通常の掘削時などにあっても、アー
ム・ブーム複合操作が実施されるが、この場合に、合流
管路２１を遮断させるように切換弁２０を切換え操作し
てもよい。これにより前述したように、アームシリンダ
７、ブームシリンダ１１を互いに独立に制御できる。ま
た、アーム用方向切換弁７ａ、ブーム用方向切換弁１１
ａがフル操作されるという観点からすれば、合流管路２
１を連通させるように切換弁２０を切換え操作してもよ
い。このように、合流管路２１が連通していても、ブー
ム用方向切換弁１１ａがフル操作されると、第２の油圧
ポンプ３の圧油が合流管路２１に供給されなくなり、結
局、合流管路２１を遮断させるように切換弁２０を切換
え操作したのと同じような状態となり、アームシリンダ
７、ブームシリンダ１１を互いに独立に制御でき、所望
の掘削作業等を実施することができる。

【００２６】このように構成した実施形態によれば、２
つの油圧ポンプ２，３の合流によるアームシリンダ７の
増速、及び通常の掘削時等のアーム・ブーム複合操作に
おけるアームシリンダ７の駆動、ブームシリンダ１１の
駆動のそれぞれの独立を実現できるとともに、アーム・
ブーム複合微操作におけるアームシリンダ７の駆動、ブ
ームシリンダ１１の駆動のそれぞれの独立も実現させる
ことができ、ブームシリンダ１１はアームシリンダ７の
負荷圧の変動の影響を受けず、アーム用方向切換弁７
ａ、ブーム用方向切換弁１１ａそれぞれの操作量に応じ
た個別の速度制御を実現することができ、アーム３４と
ブーム３３とをマッチングさせながら、特にブーム３３
をゆっくり動かしながら、所望の水平均し作業をおこな
わせることができる。

【００２７】したがって、このアーム・ブーム複合微操
作に際して、アーム用方向切換弁７ａを操作するアーム
用レバーの操作量とアーム３４の作業速度、及びブーム
用方向切換弁１１ａを操作するブーム用レバーの操作量
とブーム３３の作業速度をそれぞれ一致させることがで
き、このアーム・ブーム複合微操作の良好な操作性を確
保することができ、水平引き作業の作業能率、及び作業
精度を向上させることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、アーム・ブーム複合微
操作に際し、アームシリンダ、ブームシリンダそれぞれ
の駆動の独立性を確保することができ、ブームシリンダ
は、アームシリンダの負荷圧の変動の影響を受けること
がなく、アーム用方向切換弁、ブーム用方向切換弁それ
ぞれの操作量に一致した個別のアームシリンダ、ブーム
シリンダそれぞれの速度制御を実現させることができ、
これにより、このアーム・ブーム複合微操作の良好な操
作性を確保することができ、従来に比べて水平均し作業
の作業能率、及び作業精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業機械の油圧回路の一実施形態を示
す回路図である。

【図２】この種の従来の作業機械の油圧回路の一例を示
す回路図である。

【図３】図２に示す油圧回路が備えられる作業機械すな
わちミニショベルを示す側面図である。

【符号の説明】

２ 第１の油圧ポンプ ３ 第２の油圧ポンプ ７ アームシリンダ ７ａ アーム用方向切換弁 １１ ブームシリンダ １１ａ ブーム用方向切換弁 ２０ 切換弁 ２１ 合流管路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１，第２の油圧ポンプと、アームシリ
   ンダ及びブームシリンダと、 上記第１の油圧ポンプに連なるセンタバイパスライン上
   に配置され、上記アームシリンダに供給される圧油の流
   れを制御するアーム用方向切換弁と、 上記第２の油圧ポンプに連なるセンタバイパスライン上
   に配置され、上記ブームシリンダに供給される圧油の流
   れを制御するブーム用方向切換弁と、 上記第２の油圧ポンプに連なるセンタバイパスラインの
   上記ブーム用方向切換弁の下流に接続され、上記第２の
   油圧ポンプの圧油を上記第１の油圧ポンプの圧油に合流
   して上記アーム用方向切換弁に供給可能な合流管路を備
   えた作業機械の油圧回路において、 上記合流管路に、当該合流管路を連通状態、遮断状態の
   いずれかに切換える切換弁を備えたことを特徴とする作
   業機械の油圧回路。