JPH0932043A - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の走行直進弁を有効利用して、作業機に
使用される複数の油圧ポンプが特定のものに片寄ること
を防ぐことによりポンプ負荷を分散させる。 【解決手段】 パイロットポンプ３の吐出油路25a から
分岐されたパイロット油路27の先端に切換弁28を設け
る。切換弁28は、アタッチメント24の操作信号により切
換わる電磁弁であり、パイロット油路27に供給されたポ
ンプ切換用パイロット圧油を油路29に出力する。油路29
の先端部にシャトル弁31の一方の入口を接続する。シャ
トル弁31の他方の入口には、作業機系と走行系の同時操
作時に発生する走行直進用パイロット圧油を走行直進弁
９に導くための油路25f を接続する。シャトル弁31の出
口は、油路32を経て走行直進弁９のパイロット圧油作用
部に連通する。切換弁28を経た油路29のポンプ切換用パ
イロット圧油か、油路25f に発生する走行直進用パイロ
ット圧油の一方により走行直進弁９を切換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の建設機械の油圧回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２および図３に従来の油圧ショベルの
油圧回路を示す。

【０００３】図２に示されるように、原動機１の駆動軸
に二つの可変容量形油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプ
という）2a，2bおよびパイロットポンプ３の各ポンプ軸
を接続する。

【０００４】原動機１により駆動された油圧ポンプ2aお
よび油圧ポンプ2bより吐出された作動圧油は、コントロ
ール弁４に供給される。パイロットポンプ３より発生し
たパイロット圧油は、制御弁などを操作する操作パイロ
ット圧、信号圧としてコントロール弁４に供給される。

【０００５】油圧ポンプ2bの作動圧油は、コントロール
弁４を操作しない時には、油路5a，5b，７を経てタンク
19に至り、油路5aの作動圧油は途中で分岐し、油路5cに
至り、さらに、左側履帯を駆動する左走行モータ制御用
の制御弁10より後に位置するフロント作業機系（旋回も
含む）の制御弁13，14，15に供給される。

【０００６】油圧ポンプ2aの作動圧油は、コントロール
弁４を操作しない時には、油路6a，6b，８を経てタンク
19に至り、油路6aの作動圧油は途中で分岐され、弁９を
経て油路6cに至り、右側履帯を駆動する右走行モータ制
御用の制御弁11より後に位置するフロント作業機系の制
御弁12，16，17，18に供給される。

【０００７】この図２において、制御弁12はアタッチメ
ント制御用の油圧パイロット操作形コントロールバルブ
であり、例えばパイロット油路26から入力された操作パ
イロット圧によりこの制御弁12が切換わると、油路6cに
供給された作動圧油が油路21，22を経てアタッチメント
24に供給され、戻り油は油路23、制御弁12、油路８を経
てタンク19に排油される。

【０００８】さらに、制御弁13は旋回モータ制御用、制
御弁14は一側スティックシリンダ制御用、制御弁15は一
側ブームシリンダ制御用、制御弁16はバケットシリンダ
制御用、制御弁17は他側ブームシリンダ制御用、制御弁
18は他側スティックシリンダ制御用の油圧パイロット操
作形コントロールバルブである。制御対象の各種油圧ア
クチュエータ（油圧モータおよび油圧シリンダ）は図示
しない。

【０００９】前記弁９は走行直進弁であり、走行モータ
制御用の制御弁10，11のみが操作された場合、すなわち
走行中に走行系以外のフロント作業機系（旋回も含む）
の回路を制御する制御弁12〜18の全てが中立の場合は、
走行直進弁９はリターンスプリングによって、図２に示
される戻し位置にある。

【００１０】すなわち、図３に示されるように、パイロ
ットポンプ３の吐出油路25a と絞りを介し連通する油路
25b は、制御弁13，14，12，16，17の中立状態で連通す
る内部通路25c およびドレーンライン25d を経て図示さ
れないタンクに連通しているため、この油路25b のパイ
ロット圧油は低圧であるとともに、走行中は非中立状態
（連通状態）となる制御弁10，11の内部通路により油路
25b と油路25e ，25fとが連通し、油路25f のパイロッ
ト圧油も低圧であることから、走行直進弁９は図２の戻
し位置にある。

【００１１】このため、走行中のみの場合は、油圧ポン
プ2bの作動圧油が、油路5a、走行直進弁９および左走行
モータ制御用の制御弁10を経て、図示されない左走行モ
ータに供給され、また、油圧ポンプ2aの作動圧油が、油
路6aおよび右走行モータ制御用の制御弁11を経て、図示
されない右走行モータに供給され、左右の走行抵抗に差
が生じない限り、左右の走行モータに等しく供給される
作動圧油により機械は直進し続ける。

【００１２】一方、走行中に、走行系以外のフロント作
業機系の回路、例えばアタッチメント用の制御弁12など
を同時に操作すると、その制御弁12などの作動に伴っ
て、図３に示された内部通路25c が閉じられるから、パ
イロット油路25b の油圧が上昇し、このときに発生する
パイロット信号圧は走行モータ制御用の制御弁10，11の
内部通路を経てパイロット油路25f に作用し、走行直進
弁９が図３に示された状態に切換わる。

【００１３】この走行直進弁９の切換作動により、油圧
ポンプ2aから吐出された作動圧油は、右走行用の制御弁
11に直接供給されるとともに、走行直進弁９および油路
5bを通して左走行用の制御弁10に供給される。すなわ
ち、左右の走行モータには油圧ポンプ2aの作動圧油が均
等に供給される。

【００１４】同時に、油圧ポンプ2bの作動圧油は、油路
5a，5cを経て制御弁13，14，15に供給されるとともに、
油路5a、走行直進弁９および油路6cを経て制御弁12，1
6，17，18に供給され、さらに、これらの制御弁より対
応するフロント作業機系のアクチュエータ（図示せず）
に供給される。

【００１５】このとき、油圧ポンプ2bから通路5aに吐出
された作動圧油の一部は、走行直進弁９のスプール内チ
ェックバルブおよびオリフィスを経て通路5bにも流れ、
この通路5b内で油圧ポンプ2aから吐出された走行系への
作動油と合流し、走行モータの速度を上昇させる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように、走行中に
フロント作業機系（旋回も含む）が同時操作されると、
走行直進弁９のパイロット油路25f に信号圧が自動的に
入力されて走行直進弁９が切換わるため、一方の油圧ポ
ンプ2aから左右両方の走行モータ制御用の制御弁10，11
に等しく作動圧油が供給され、他方の油圧ポンプ2bから
フロント作業機系の制御弁12〜18に作動圧油が供給さ
れ、走行の直進性と、フロント作業機操作の独立性が確
保される。

【００１７】一方、この従来回路において、走行停止状
態でフロント作業機系のみを操作すると、走行直進弁９
は図２に示された状態にあるため、一方の油圧ポンプ2a
からアタッチメント制御用の制御弁12および同グループ
の制御弁16〜18に作動圧油が供給される。言い換える
と、アタッチメント24を操作する時に使用される作動圧
油は、走行直進弁９が作動されない限り油圧ポンプ2aか
らしか供給されない。

【００１８】しかし、アタッチメント系は、ブレーカ
（コンクリート破砕機）に代表されるように長時間連続
して操作されることが多い。そのため、アタッチメント
24に使用される油圧ポンプが片側の油圧ポンプ2aに片寄
ることは、一方のポンプ負荷が増大することによりポン
プ寿命の低下を招き、ひいては機械の信頼性を損うおそ
れがある。

【００１９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、既存の走行直進弁を有効利用して、作業機系に使
用される油圧ポンプが特定のものに片寄ることを防止す
ることにより、ポンプ寿命および信頼性の向上を図るこ
とを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、作業機系および走行系に作動圧油を供給する複数
の油圧ポンプおよびパイロット圧油を供給するパイロッ
トポンプと、前記作動圧油を制御する制御弁とを有する
建設機械の油圧回路において、作業機系と走行系との同
時操作時に発生する走行直進用パイロット圧油により切
換作動して作業機系および走行系の各々に別々の油圧ポ
ンプから作動圧油を供給するように油路を切換える走行
直進弁と、前記同時操作時に発生する走行直進用パイロ
ット圧油と作業機系のみを操作した時に発生するポンプ
切換用パイロット圧油とを選択して、一方のパイロット
圧油により走行直進弁を切換える選択手段とを具備した
構成の建設機械の油圧回路である。

【００２１】そして、走行直進用パイロット圧油と、ポ
ンプ切換用パイロット圧油とを選択手段により選択し
て、一方のパイロット圧油により走行直進弁を切換える
ことにより、本来は走行直進のために使用される走行直
進弁を、その必要のないときも有効に利用して、使用頻
度の高い作業機に油を供給する油圧ポンプを複数のポン
プ間で交互に切換える。

【００２２】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の建設機械の油圧回路における選択手段として、パイ
ロットポンプから供給されたポンプ切換用パイロット圧
油をオン・オフ制御する切換弁と、この切換弁を経たポ
ンプ切換用パイロット圧油と走行直進用パイロット圧油
との一方を選択して走行直進弁を切換えるシャトル弁と
を備えた構成である。

【００２３】そして、オン状態に制御された切換弁より
出力したポンプ切換用パイロット圧油を、シャトル弁を
経て走行直進弁に作動信号圧として入力する。該信号圧
により走行直進弁が切換わると、油圧ポンプ2a，2bの出
力油路が切換わり、作業機の特定アクチュエータに作動
圧油を供給する油圧ポンプが別の油圧ポンプに切換わ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１を参照しながら説明する。なお、他の油圧回路の構成
は、図２および図３に示された従来例と同一であるか
ら、図１中に同一符号を付してその説明を省略する。

【００２５】複数の油圧ポンプ2a，2bおよびパイロット
ポンプ３から作動圧油およびパイロット圧油の供給を受
けるコントロール弁４は、油圧ショベルの走行系に供給
される作動圧油を制御する制御弁10，11、フロント作業
機系（旋回も含む）に供給される作動圧油を制御する制
御弁12〜18および走行直進弁９などを含む。

【００２６】前記走行直進弁９は、既に説明したよう
に、作業機系と走行系の同時操作時に油路25f に発生す
る走行直進用パイロット圧油により切換作動して、作業
機系および走行系の各々に別々の油圧ポンプ2a，2bから
作動圧油を供給するように油路を切換えるための切換弁
である。

【００２７】パイロットポンプ３の吐出油路25a から分
岐されたパイロット油路27の先端に、パイロットポンプ
３からパイロット油路27に信号圧として出力されたポン
プ切換用パイロット圧油をオン・オフ制御するための切
換弁28を設ける。

【００２８】この切換弁28は、作業機系のうちの例えば
アタッチメント24の操作信号（図では電気信号）により
切換わる電磁弁であり、パイロット油路27に供給された
ポンプ切換用パイロット圧油を信号圧として油路29に出
力する。

【００２９】前記油路29の先端部にシャトル弁31の一方
の入口を接続する。このシャトル弁31の他方の入口に
は、作業機系と走行系の同時操作時に発生する走行直進
用パイロット圧油を信号圧として走行直進弁９に導くた
めの油路25f を接続する。このシャトル弁31は、油路29
および油路25f のうちの高圧側を選択して出口油路32に
連通するものである。

【００３０】このシャトル弁31の出口油路32は、走行直
進弁９のパイロット圧作用部に連通し、切換弁28を経た
油路29のポンプ切換用パイロット圧油と、前記同時操作
時に油路25f に発生する本来の走行直進用パイロット圧
油との一方を、走行直進弁９の切換信号圧油として出力
する。

【００３１】アタッチメント24の操作信号が切換弁28の
ソレノイドに入力されない場合は、油路29の油は切換弁
28を介してタンクへの油路30に流れ、低圧となるから、
走行直進弁９は従来どおり油路25f の信号圧により操作
される。

【００３２】次に、図１に示された実施形態の作用を説
明する。

【００３３】（１）アタッチメント24を操作する信号に
より切換弁28が切換わり、この切換弁28よりポンプ切換
用パイロット圧油を信号圧として出力する。

【００３４】すなわち、アタッチメント24を制御する制
御弁12のパイロット油路26に操作圧があると、その操作
圧に連動して出力される電気信号により切換弁28が連通
状態に切換わり、油路27のポンプ切換用パイロット圧油
を油路29に信号圧油として出力する。

【００３５】（２）シャトル弁31は、油路29のポンプ切
換用パイロット圧油と、油路25f から走行直進弁９に供
給される本来の走行直進用パイロット圧油とを選択する
が、走行系の制御弁10，11が中立状態のままアタッチメ
ント24を操作した時は、切換弁28からのポンプ切換用パ
イロット圧油を入力信号として受け入れる。

【００３６】すなわち、シャトル弁31は油路29と油路25
f とから高圧側のパイロット圧油を選択するが、走行停
止状態でアタッチメント24を操作した場合は、従来例で
説明した通り油路25f は低圧であるから、切換弁28から
油路29を経たポンプ切換用パイロット圧油がシャトル弁
31に入力され、このシャトル弁31より油路32に出力され
た信号圧により走行直進弁９が切換わる。

【００３７】（３）該ポンプ切換用パイロット圧油によ
り走行直進弁９が切換わると、油圧ポンプ2a，2bの吐出
油回路（出力油路）を切換えることができ、制御弁12を
介してアタッチメント24に作動圧油を供給する油圧ポン
プは、油圧ポンプ2aから油圧ポンプ2bへと切換わる。

【００３８】以上の、切換弁28を通じてポンプ切換用パ
イロット圧油を供給する機能は、常時使用するのではな
く、アタッチメントや機械の使用条件、使用時間を見
て、適宜判断して使用することが望ましい。

【００３９】そのためには、オペレータが手動で切換弁
28をオン・オフ制御しても良いが、アワーメータや、よ
り上位の制御装置により本機能のオン・オフ動作を自動
的に管理する方が望ましい。

【００４０】要するに、切換弁28のオン時間とオフ時間
との比率を制御することにより、総合的に見て二つの油
圧ポンプ2a，2bに作用する負荷が等しくなるように制御
するとよい。

【００４１】次に、図示された実施形態に例示されてい
ない種々の実施形態を説明する。

【００４２】図示された制御弁10〜18は、パイロット圧
油により操作するものであるが、電磁比例弁のように電
気信号により操作するものでも良い。また、図示された
切換弁28は、電磁弁であるが、パイロット圧により切換
わるパイロット操作形弁でも良い。

【００４３】さらに、図示された実施形態では、選択手
段を切換弁28とシャトル弁31とにより構成したが、請求
項１に記載された発明は、切換弁28とシャトル弁31とを
合体した形態の選択切換弁をも含むものである。

【００４４】すなわち、高圧側を自ら選択するシャトル
弁31に替えて、作業機系と走行系の同時操作時は油路25
f を油路32に連通させるとともに、作業機系のみを操作
した時は油路29を油路32に連通させるように、電磁力ま
たはパイロット信号圧により強制的に切換作動させる選
択切換弁を使用すれば、ポンプ切換用パイロット油路中
の切換弁28は不要となる。

【００４５】また、図示された実施形態では、アタッチ
メント24の制御回路について例示したが、他の特定の作
業機系アクチュエータ、例えば旋回用モータや、バケッ
ト用シリンダなどを重点的に偏重使用する場合も同様の
問題があり、その問題を解決するために本発明を適用す
ることもできる。

【００４６】最後に、図示された実施形態では、建設機
械として油圧ショベルの例を示したが、履帯を有するロ
ーダなどの他の建設機械においても、走行直進弁を備え
るものであれば、本発明を適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、作業機系
と走行系の同時操作時に発生する走行直進用パイロット
圧油と、作業機系のみを操作した時に発生するポンプ切
換用パイロット圧油とを選択手段により選択して、一方
のパイロット圧油により走行直進弁を切換えるようにし
たから、本来は走行直進のために使用される走行直進弁
を有効利用して、長時間連続運転される作業機に使用さ
れる油圧ポンプが特定のものに片寄ることを防止して、
使用頻度の高い作業機に油を供給する油圧ポンプを複数
のポンプ間で交互に切換えることができ、作業機使用時
の油圧ポンプの負荷を平均化することができる。これに
より、油圧ポンプの寿命ひいては機械の信頼性を高める
ことができる。

【００４８】請求項２記載の発明によれば、切換弁を経
たポンプ切換用パイロット圧油と、同時操作時に発生す
る走行直進用パイロット圧油とをシャトル弁により選択
して、一方のパイロット圧油により走行直進弁を切換え
るようにしたから、構造の簡単な切換弁およびシャトル
弁により、請求項１の選択手段を構成でき、請求項１の
油圧ポンプの寿命などに関する効果を安価に得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す油圧ショベルのアタ
ッチメント用油圧回路の回路図である。

【図２】従来のアタッチメント用油圧回路を示す回路図
である。

【図３】従来の油圧回路における走行直進弁の走行直進
用パイロット圧回路を示す回路図である。

【符号の説明】

2a，2b 油圧ポンプ ３ パイロットポンプ ９ 走行直進弁 10〜18 制御弁 24 作業機系のアタッチメント 28 切換弁 31 シャトル弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 晃 兵庫県神戸市兵庫区和田宮通七丁目１番14 号 西菱エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 林 正訓 兵庫県加古郡播磨町字新島13番地 株式会 社二川工業製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機系および走行系に作動圧油を供給
   する複数の油圧ポンプおよびパイロット圧油を供給する
   パイロットポンプと、前記作動圧油を制御する制御弁と
   を有する建設機械の油圧回路において、 作業機系と走行系との同時操作時に発生する走行直進用
   パイロット圧油により切換作動して作業機系および走行
   系の各々に別々の油圧ポンプから作動圧油を供給するよ
   うに油路を切換える走行直進弁と、 前記同時操作時に発生する走行直進用パイロット圧油と
   作業機系のみを操作した時に発生するポンプ切換用パイ
   ロット圧油とを選択して、一方のパイロット圧油により
   走行直進弁を切換える選択手段とを具備したことを特徴
   とする建設機械の油圧回路。
2. 【請求項２】 選択手段は、パイロットポンプから供給
   されたポンプ切換用パイロット圧油をオン・オフ制御す
   る切換弁と、この切換弁を経たポンプ切換用パイロット
   圧油と走行直進用パイロット圧油との一方を選択して走
   行直進弁を切換えるシャトル弁とを備えたことを特徴と
   する請求項１記載の建設機械の油圧回路。