JPH09279637A - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧ショベルにて床掘り作業を行う場合に、
ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適なアーム閉
じ速度が得られるようにする。 【解決手段】 第１の油圧モータ１のパラレル油路５の
下流であって、旋回モータ用の方向制御弁９の下流且つ
アームシリンダ用の方向制御弁１１の上流位置にパイロ
ット圧用制御弁２２を介装する。このパイロット圧用制
御弁２２は通常時は絞り位置（ヘ）にあり、ブーム上げ
パイロット信号受圧部２３にパイロット圧が作用したと
きに開放位置（ホ）に切り替わる。また、パイロット油
路２４に絞り２５を設ける。ブーム上げ操作によりパイ
ロット油路２４にブーム上げパイロット信号圧Ｐ₁ が導
出されたとき、絞り２５によってパイロット圧用制御弁
２２の切り替わりが遅れ、パイロット圧用制御弁２２が
一定時間は絞り位置（ヘ）にあるので、床掘り作業の初
期段階ではアーム閉じ速度が低下する。そして、パイロ
ット圧用制御弁２２が開放位置（ホ）に切り替わると、
アームシリンダ用の方向制御弁１１の流量が増加してア
ーム閉じ速度が徐々に上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建設機械の油圧回路
に関するものであり、特に、複数の油圧ポンプに夫々セ
ンタバイパス油路とパラレル油路を設けて各方向制御弁
を適宜配設した建設機械の油圧回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の建設機械の油圧回路の一例を図４
に示す。同図は油圧ショベルの掘削及び旋回系の油圧回
路であり、第１及び第２の油圧ポンプ１，２に夫々セン
タバイパス油路３，４とパラレル油路５，６とを平行に
設け、第１の油圧ポンプ１側のセンタバイパス油路３に
ブーム速度切替弁７と旋回モータ８用の方向制御弁９並
びにアームシリンダ１０用の方向制御弁１１をポンプ下
流に向けてタンデム接続するとともに、パラレル油路５
を介して前記ブーム速度切替弁７と旋回モータ用の方向
制御弁９及びアームシリンダ用の方向制御弁１１をパラ
レル接続する。一方、第２の油圧ポンプ２側のセンタバ
イパス油路４にブームシリンダ１２用の方向制御弁１３
とアーム速度切替弁１４をポンプ下流に向けて適宜配設
する。

【０００３】一方、押し付け掘削時に旋回モータ８の押
し付け力を確保するため、第１の油圧ポンプ１側のパラ
レル油路５には、旋回モータ用の方向制御弁９の下流且
つアームシリンダ用の方向制御弁１１の上流位置に絞り
１５を設けてある。また、直線掘削時にブームシリンダ
１２の駆動圧を確保するために、第２の油圧ポンプ２側
のパラレル油路６に絞り１６を設ける。

【０００４】ここで、油圧ショベルにて床掘り作業をす
る場合、図５に示すように、アーム１７の閉じ操作とブ
ーム１８の上げ操作とを同時に行ってバケット１９を矢
印方向へ水平引きする。このとき、アーム１７は自重で
落下する方向へ付勢されるのでアーム閉じ速度が速くな
るとともに、ブーム１８は持ち上げられるためブーム上
げ速度が遅くなる傾向がある。

【０００５】図４に示した従来の油圧回路では、床掘り
作業に於いてブーム上げ操作を行うと、ブーム上げパイ
ロット信号圧Ｐ₁ によりブームシリンダ用の方向制御弁
１３がブーム上げ位置（イ）に切り替わり、第２の油圧
ポンプ２の圧力油がブームシリンダ１２のボトム側へ供
給されてブームシリンダ１２が伸長する。また、ブーム
速度切替弁７が（ロ）の位置に切り替わり、第１の油圧
ポンプ１の圧力油が油路２０に分岐されてブームシリン
ダ用の方向制御弁１３へ合流し、ブームシリンダ１２へ
供給される圧力油の流量が増加する。このため、ブーム
上げ速度が上昇するように制御される。

【０００６】一方、ブーム上げ操作と同時にアーム閉じ
操作を行うと、アーム閉じパイロット信号圧Ｐ₂ により
アームシリンダ用の方向制御弁１１がアーム閉じ位置
（ハ）に切り替わり、第１の油圧ポンプ１の圧力油がパ
ラレル油路５からアームシリンダ１０のボトム側へ供給
されてアームシリンダ１０が伸長する。また、アーム速
度切替弁１４が（ニ）の位置に切り替わり、第２の油圧
ポンプ２の圧力油がパラレル油路６から油路２１を経て
アームシリンダ用の方向制御弁１１へ合流する。

【０００７】このとき、前記パラレル油路５，６には夫
々絞り１５，１６が設けられており、アームシリンダ１
０へ供給される圧力油の流量が制限される。このため、
アーム閉じ速度が減少するように制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、床掘り作業をす
る場合にブーム上げ操作の初期段階では、ブーム上げ速
度を上昇させるとともにアーム閉じ速度を低下させるよ
うに制御し、アーム１７の落ち込みによるバケット１９
の食い込みを防止している。そして、ブーム上げ操作の
中期段階以降は、アームの閉じ速度を速くして掘削効率
を高める必要があるが、前述したようにブーム上げ操作
中は、アームシリンダ１０へ供給される圧力油が絞り１
５，１６を通過するので、アームの閉じ速度を速くする
ことが困難である。

【０００９】また、バケット１９が機体に近づくに従っ
てブーム上げ速度を遅くし、バケット１９がブーム１８
の頂点の下を通過した後にはブーム下げ操作を行う。ブ
ーム１８を上げ操作から下げ操作へ切り替えたときは、
図４に示す前記ブーム速度切替弁７が（ロ）の位置から
図示した元の位置に復帰し、センタバイパス油路３が開
放されるため、アームシリンダ１０へ供給される圧力油
の流量が急増する。従って、アーム閉じ速度が急激に上
昇することになり、それに対応してブーム下げ操作を調
整しなければならず、オペーレータには高度の技術と労
力が必要とされていた。

【００１０】そこで、油圧ショベルにて床掘り作業を行
う場合に、ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適
なアーム閉じ速度が得られ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、本発明はこの課題
を解決することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、第１の油圧ポンプ側
のセンタバイパス油路にブーム速度切替弁と旋回モータ
用の方向制御弁並びにアームシリンダ用の方向制御弁を
ポンプ下流に向けてタンデム接続するとともに、該セン
タバイパス油路から平行に分岐されたパラレル油路を介
して前記ブーム速度切替弁と旋回モータ用の方向制御弁
並びにアームシリンダ用の方向制御弁をパラレル接続
し、更に、第２の油圧ポンプ側にブームシリンダ用の方
向制御弁をはじめとする他の制御弁を適宜配設し、ブー
ム上げパイロット信号圧に応じて前記ブーム速度切替弁
から第１の油圧ポンプの圧力油を分岐してブームシリン
ダ用の方向制御弁へ合流させる油路を設けた油圧ショベ
ルの制御回路に於いて、前記第１の油圧ポンプのパラレ
ル油路の下流であって、旋回モータ用の方向制御弁の下
流且つアームシリンダ用の方向制御弁の上流位置に、通
常時は絞り位置にありブーム上げパイロット信号圧によ
り開放位置に切り替わるパイロット圧用制御弁を介装
し、更に、該パイロット圧用制御弁のブーム上げパイロ
ット信号受圧部に至るパイロット油路に絞りを設けた建
設機械の油圧回路、及び、前記パイロット圧用制御弁の
ブーム上げパイロット信号受圧部に対向する側に旋回パ
イロット信号受圧部を設け、該旋回パイロット信号受圧
部の受圧面積をブーム上げパイロット信号受圧部の受圧
面積より大に形成し、前記パイロット圧用制御弁の対向
する受圧部に夫々ブーム上げパイロット信号圧と旋回パ
イロット信号圧が作用したときは、前記パイロット圧用
制御弁が絞り位置になるようにした建設機械の油圧回路
を提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来と同一構成
部分には同一符号を付してその説明を省略する。

【００１３】図１は建設機械の油圧回路の一例として油
圧ショベルの掘削及び旋回系の油圧回路を示し、第１の
油圧ポンプ１のパラレル油路５には、旋回モータ用の方
向制御弁９の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁１
１の上流位置にパイロット圧用制御弁２２を介装する。

【００１４】このパイロット圧用制御弁２２は開放位置
（ホ）と絞り位置（ヘ）を有しており、通常時は絞り位
置（ヘ）がノーマル位置となっている。そして、開放位
置（ホ）側にブーム上げパイロット信号受圧部２３を設
け、パイロット油路２４にブーム上げパイロット信号圧
Ｐ₁ が導出されたときに、開放位置（ホ）に切り替わる
ように形成されている。また、該パイロット油路２４に
絞り２５を設ける。

【００１５】更に、パイロット圧用制御弁２２のブーム
上げパイロット信号受圧部２３に対向する側に旋回パイ
ロット信号受圧部２６を設け、この旋回パイロット信号
受圧部２６の受圧面積をブーム上げパイロット信号受圧
部２３より大に形成する。そして、旋回モータ用の方向
制御弁９に左右何れかの旋回パイロット信号圧が作用し
たときに、左右の旋回パイロット信号圧をシャトル弁２
７で高圧選択して前記パイロット圧用制御弁２２の旋回
パイロット信号受圧部２６へ作用させる。

【００１６】而して、当該油圧ショベルにて床掘り作業
をする場合、図５に示したように、アーム１７の閉じ操
作とブーム１８の上げ操作とを同時に行ってバケット１
９を矢印方向へ水平引きする。このとき、図２に示すよ
うに、ブーム上げパイロット信号圧Ｐ₁ によりブームシ
リンダ用の方向制御弁１３が（イ）の位置に切り替わ
り、第２の油圧ポンプ２の圧力油がブームシリンダ１２
のボトム側へ供給される。これと同時に、ブーム速度切
替弁７が（ロ）の位置に切り替わり、第１の油圧ポンプ
１の圧力油が油路２０からブームシリンダ用の方向制御
弁１３へ合流するため、ブームシリンダ１２への流量が
増加してブーム上げ速度が上昇する。

【００１７】また、パイロット油路２４にブーム上げパ
イロット信号圧Ｐ₁ が導出され、前記パイロット圧用制
御弁２２が開放位置（ホ）に切り替わろうとするが、絞
り２５によりブーム上げパイロット信号受圧部２３に作
用するパイロット圧の上昇が遅れて、前記パイロット圧
用制御弁２２が一定時間は絞り位置（ヘ）にある。この
ため、第１の油圧ポンプ１からパラレル油路５へ導出さ
れた圧力油は、該パイロット圧用制御弁２２により流量
が制限され、アームシリンダ１０へ供給される圧力油が
減少する。従って、床掘り作業の初期段階では、従来と
同様にブーム上げ速度が上昇するとともにアーム閉じ速
度が低下する。

【００１８】そして、前記パイロット圧用制御弁２２が
開放位置（ホ）に切り替わるのに伴って、アームシリン
ダ１０へ供給される圧力油が徐々に増加し、パイロット
圧用制御弁２２が全開状態になった後にはアームシリン
ダ１０へ供給される圧力油が最大流量となる。従って、
床掘り作業の中期段階以降では、アーム閉じ速度を速く
して掘削効率を向上させるように制御する。しかし、従
来のように、アームシリンダ１０へ供給される圧力油の
流量が急増せず、アーム１７の閉じ速度が徐々に上昇し
ていくので、ブーム上げ操作の調整が容易となってオペ
レータの負担を軽減できる。

【００１９】一方、押し付け掘削作業をする場合は、バ
ケット１９による掘削操作と同時に旋回モータ８を駆動
して機体を旋回操作する。図３に示すように、ブーム上
げ操作とアーム閉じ操作を行いつつ旋回操作を開始すれ
ば、旋回モータ用の方向制御弁９に作用する左右の旋回
パイロット信号圧がシャトル弁２７で高圧選択され、こ
の高圧選択された旋回パイロット信号圧Ｐ₃ がパイロッ
ト圧用制御弁２２の旋回パイロット信号受圧部２６へ作
用する。

【００２０】前述したように、ブーム上げ操作を行うと
ブーム上げパイロット信号圧Ｐ₁ がブーム上げパイロッ
ト信号受圧部２３に作用して、パイロット圧用制御弁２
２は開放位置（ホ）に切り替わる。しかし、旋回パイロ
ット信号受圧部２６の受圧面積をブーム上げパイロット
信号受圧部２３より大に形成してあるので、ブーム上げ
パイロット信号圧Ｐ₁ がブーム上げパイロット信号受圧
部２３に作用しているときに、旋回パイロット信号圧Ｐ
₃ が旋回パイロット信号受圧部２６へ作用した場合は、
パイロット圧用制御弁２２は絞り位置（ヘ）に切り替わ
る。

【００２１】従って、第１の油圧ポンプ１からパラレル
油路５へ導出された圧力油は、旋回モータ用の方向制御
弁９への流量が多くなり、旋回モータ８の押し付け力が
確保されて、押し付け掘削作業を円滑に行うことができ
る。

【００２２】尚、本発明は、本発明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、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではパラレ
ル油路のアームシリンダ用の方向制御弁の上流位置にパ
イロット圧用制御弁を設け、ブーム上げパイロット信号
圧に応じて該パイロット圧用制御弁を切り替えて開口面
積を調整するようにしたので、ブーム上げ操作及び下げ
操作に対応して最適なアーム閉じ速度が得られる。依っ
て、油圧ショベルでの床掘り作業の操作性が著しく向上
し、オペレータの負担を軽減することが可能となる。

【００２４】また、パイロット圧用制御弁の一方のブー
ム上げパイロット信号受圧部に対して、他方の旋回パイ
ロット信号受圧部の受圧面積を大にしたことにより、押
し付け掘削作業時に於いては旋回パイロット信号圧によ
ってパイロット圧用制御弁が絞り位置に切り替わり、旋
回モータへの流量が多くなって旋回の押し付け力を確保
でき、押し付け掘削作業を円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示し、ブーム操作を行っ
ていないときの油圧ショベルの油圧回路図。

【図２】床掘り作業でブーム上げ操作中の油圧ショベル
の制御回路図。

【図３】押し付け掘削作業でブーム上げ操作中の油圧シ
ョベルの制御回路図。

【図４】従来の油圧ショベルの油圧回路図。

【図５】床掘り作業中の油圧ショベルの側面図。

【符号の説明】

１，２ 油圧ポンプ ３，４ センタバイパス油路 ５，６ パラレル油路 ７ ブーム速度切替弁 ８ 旋回モータ ９ 方向制御弁 １０ アームシリンダ １１ 方向制御弁 １２ ブームシリンダ １３ 方向制御弁 ２０ 油路 ２２ パイロット圧用制御弁 ２３ ブーム上げパイロット信号受圧部 ２４ パイロット油路 ２５ 絞り ２６ 旋回パイロット信号受圧部 Ｐ₁ ブーム上げパイロット信号圧 Ｐ₃ 旋回パイロット信号圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の油圧ポンプ側のセンタバイパス油
   路にブーム速度切替弁と旋回モータ用の方向制御弁並び
   にアームシリンダ用の方向制御弁をポンプ下流に向けて
   タンデム接続するとともに、該センタバイパス油路から
   平行に分岐されたパラレル油路を介して前記ブーム速度
   切替弁と旋回モータ用の方向制御弁並びにアームシリン
   ダ用の方向制御弁をパラレル接続し、更に、第２の油圧
   ポンプ側にブームシリンダ用の方向制御弁をはじめとす
   る他の制御弁を適宜配設し、ブーム上げパイロット信号
   圧に応じて前記ブーム速度切替弁から第１の油圧ポンプ
   の圧力油を分岐してブームシリンダ用の方向制御弁へ合
   流させる油路を設けた油圧ショベルの制御回路に於い
   て、前記第１の油圧ポンプのパラレル油路の下流であっ
   て、旋回モータ用の方向制御弁の下流且つアームシリン
   ダ用の方向制御弁の上流位置に、通常時は絞り位置にあ
   りブーム上げパイロット信号圧により開放位置に切り替
   わるパイロット圧用制御弁を介装し、更に、該パイロッ
   ト圧用制御弁のブーム上げパイロット信号受圧部に至る
   パイロット油路に絞りを設けたことを特徴とする建設機
   械の油圧回路。
2. 【請求項２】 前記パイロット圧用制御弁のブーム上げ
   パイロット信号受圧部に対向する側に旋回パイロット信
   号受圧部を設け、該旋回パイロット信号受圧部の受圧面
   積をブーム上げパイロット信号受圧部の受圧面積より大
   に形成し、前記パイロット圧用制御弁の対向する受圧部
   に夫々ブーム上げパイロット信号圧と旋回パイロット信
   号圧が作用したときは、前記パイロット圧用制御弁が絞
   り位置になるようにした請求項１記載の建設機械の油圧
   回路。