JPH10310365A - クレーン兼用油圧ショベルの油圧制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立作業が簡単で特性も悪化しないクレーン
兼用油圧ショベルを提供することを課題としている。 【解決手段】ブームリモコン弁の下げ側出力ポートを第
１クッション弁を介してブーム急降下防止弁のパイロッ
トポートに接続し、アームリモコン弁の閉じ側出力ポー
トを第２クッション弁を介してアーム急降下防止弁のパ
イロットポートに接続したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クレーン機能を
兼ね備えた油圧ショベルの油圧制御回路の技術分野に属
する。

【０００２】

【従来の技術】クレーン機能を兼ね備えた油圧ショベル
は従来より研究、開発されている。しかし、クレーン兼
用油圧ショベルは最初からその目的に従って設計、製作
される場合よりも油圧ショベルとして設計され、組立完
成後にクレーン機能を持たせるために必要な装置を取り
付ける場合が一般的である。これは油圧ショベル専用機
に比べてクレーン兼用油圧ショベルが普及していないか
らである。上記で必要な装置とは、吊り装置、急落下防
止弁及びクレーン機能を果たすために必要なセンサ等で
ある。このような従来のクレーン兼用油圧ショベルの例
を図２に示す。

【０００３】図２は従来装置の中で本願発明の説明に必
要なブームシリンダ及びアームシリンダについてのみ図
示している。図２において、油圧ポンプ２ａ、２ｂ及び
パイロット油圧ポンプ３はエンジン１によって駆動され
ている。油圧ポンプ２ａから供給される圧油はアームシ
リンダ方向切換弁４の入力ポートに接続されると共にア
ーム閉じ側出力ポート４ａ（アームシリンダ伸長側出力
ポートをいう。以下同じ）は油路５ａによりアームシリ
ンダ６のボトム側ポートに接続され、アーム開き側出力
ポート４ｂ（アームシリンダ縮小側出力ポートをいう。
以下同じ）は油路５ｂによりアーム急降下防止弁７を介
してアームシリンダ６のロッド側ポートに接続されてい
る。

【０００４】同様に、油圧ポンプ２ｂから供給される圧
油はブームシリンダ方向切換弁９の入力ポートに接続さ
れると共にブーム上げ側出力ポート９ａ（ブームシリン
ダ伸長側出力ポートをいう。以下同じ）は油路１０ａに
よりブーム急降下防止弁１２を介してブームシリンダ１
１のボトム側ポートに接続され、ブーム下げ側出力ポー
ト９ｂ（ブームシリンダ縮小側出力ポートをいう。以下
同じ）は油路１０ｂによりブームシリンダ１１のロッド
側ポートに接続されている。

【０００５】また、油圧ポンプ３からの圧油はブームリ
モコン弁１４、アームリモコン弁１５に供給されてい
る。ブームリモコン弁１４の上げ側ポート１４ａはブー
ムシリンダ方向切換弁９のパイロットポートに接続さ
れ、下げ側ポート１４ｂはブームクッション弁１６の入
力ポートに接続されている。ブームクッション弁１６の
出力ポートは油路１７によりブームシリンダ方向切換弁
９のパイロットポートに、及び油路１８によりブーム急
降下防止弁１２のパイロットポートに接続されている。

【０００６】同様に、アームリモコン弁１５の開き側出
力ポート１５ｂはアームシリンダ方向切換弁４のパイロ
ットポートに接続されている。閉じ側出力ポート１５ａ
はアームクッション弁２０の入力ポートに接続されてい
る。アームクッション弁２０の出力ポートは油路２１に
よりアームシリンダ方向切換弁４のパイロットポート
と、及び油路２２によりアーム急降下防止弁７のパイロ
ットポートに接続されている。

【０００７】クッション弁１６はブーム方向切換弁９の
ストロークエンドにおける衝撃を緩和するものであり、
クッション弁２０はアーム方向切換弁４のストロークエ
ンドにおける衝撃を緩和するものである。ブームクッシ
ョン弁１６はブーム方向切換弁９に要請される特性を考
慮して特性の設定が行われており、また、アームクッシ
ョン弁２０はアーム方向切換弁４に要請される特性を考
慮して特性の設定が行われている。クッション弁１６、
２０は２連のクッション弁２３で構成されるが、個々の
機能は独立している。また、特性の選択、設定等も別々
に可能である。

【０００８】クッション弁１６（２０）は以下のように
機能する。即ち、クッション弁１６（２０）に油路２５
からパイロット圧油が供給されたときはチェック弁１６
ａ、油路１７を介して方向切換弁９のパイロットポート
９ｃに流れる。逆に、油路１７にパイロットポート９ｃ
からの戻り油圧が作用すると油路１６ｂの油圧が高くな
り、切換弁１６ｃのスプールは右へ移動し、切換弁１６
ｃの内部油路は遮断される。しかし、ある時間経過する
と絞り１６ｄを介して反対側パイロットポートに供給さ
れる油圧が上昇するため、スプールは左側に移動し、油
路１７の戻り圧油は絞り１６ｄ、切換弁１６ｃを介して
リモコン弁１４に戻される。この際絞り１６ｄによって
クッション背圧が生じ、クッション作用が行われる。

【０００９】次に、アーム急降下防止弁７について図３
を参照して説明する。図３は説明のための拡大図であ
る。図３に示すように、急降下防止弁７はアームシリン
ダのロッド側のホースが破損したとき、急激な閉じ動作
を防止するためのもので、アームシリンダ６のロッド側
ポートとアームシリンダ方向切換弁４のアーム閉じ側出
力ポート４ｂを連結する油路５ｂ上にチェック弁７１と
切換弁７２を直列に挿入し、チェック弁７１、切換弁７
２と並列にチェック弁７３を接続している。なお、切換
弁７２の入力ポートの１つは油タンクＴに接続されてい
る。ブーム急降下防止弁１２の機能はアーム急降下防止
弁７と同じであり、説明を省略する。

【００１０】さらに、チェック弁７１の下流側分岐点７
４にリリーフ弁７５を接続し、リリーフ弁７５に並列に
チェック弁７６を接続している。切換弁７２のパイロッ
トポートは油路２２により、アームクッション弁２０を
介してアームリモコン弁１５の閉じ側パイロットポート
１５ａに接続されている。チェック弁７１は逆止め機能
をパイロット圧により解除するパイロット操作チェック
弁であり、油路７７の油圧が油路７８のパイロット圧よ
り高いときは下流側分岐点７４から油路７７に圧油が流
れる。

【００１１】アーム急降下防止弁７は以下のように機能
する。アームの開操作（アームシリンダの縮小操作）の
ときは、油路２２にパイロット油圧は作用していないの
で方向切換弁４の出力ポート４ｂからの圧油は油路５
ｂ、チェック弁７３、分岐点７４を通ってアームシリン
ダ６のロッド側ポートに流入し、アームシリンダ６のボ
トム側ポートからの戻り油は油路５ａ、アーム方向切換
弁４を通って油タンク（図示省略）に戻される。

【００１２】アームの閉じ操作（アームシリンダの伸長
操作）のときは、油路２２にパイロット油圧が作用し、
切換弁７２は連通状態に切り換わる。油路５ａの圧油は
アームシリンダ６のボトム側ポートに流入し、ロッド側
ポートからの戻り油は分岐点７４を通ってチェック弁７
１に流れる。油路７７の圧油は切換弁７２の絞りを介し
て方向切換弁４を通って油タンク（図示省略）に流れ、
油路７８の圧油は油タンクＴに直接流れるため、油路７
８の圧力が油路７７の圧力より小さくなり一定流量だけ
チェック弁７７が開く。従って、分岐点７４を流れた戻
り油はチェック弁７１を通過し、一定の流量のみが切換
弁７２を通って流出する。このためアームシリンダのピ
ストンの移動速度が制限され、急落下が防止される。

【００１３】上記した従来装置は以上のような構成であ
り、上記した所定の機能が要求されている。設計段階か
ら所定の機能が発揮できるように設計され、製作組立が
行われていれば問題は生じない。しかし、従来のクレー
ン兼用油圧ショベルは、油圧ショベルとして設計され、
製作組立が行われ、組立完成後に吊り装置が取り付けら
れ、急落下防止弁７、１２を油圧回路に付加し、それを
作動させるパイロット圧油はクッション回路２３の出力
から分岐され、供給されのが一般的である。従って、ク
ッション回路２３の出力圧油は方向切換弁４、９と急降
下防止弁７、１２の両方に供給され、両者の機能を同時
に果たすことが要求されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、クッション
弁１６、２０の内部スプールの特性が急落下防止弁のこ
とまで考慮して設定されていないので、急落下防止弁
７、１２の回路にまでクッション弁１６、２０のパイロ
ット出力圧を供給すると方向切換弁４、９のパイロット
ポートへのパイロット圧油の供給量が減少し、ブーム及
びアームの操作特性、特に即応性が悪くなるという課題
があった。

【００１５】この課題を解決するために、クッション弁
１６、２０を急落下防止弁へのパイロット圧油の供給ま
で考慮したクッション弁に取り替えることは、作業が複
雑になり多大な作業時間を必要とし、コストが高価にな
るという別の課題が生じる。

【００１６】本発明は、上述のような背景の下になされ
たもので、複雑な追加組立作業を必要とせず、かつ特性
も悪化しないクレーン兼用油圧ショベルの油圧回路を提
供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載のクレーン兼用油圧ショベルは、ブー
ムシリンダとブーム方向切換弁とを接続した油路のうち
ボトム側油路にブーム急降下防止弁を挿入し、該ブーム
方向切換弁のパイロットポートとブームリモコン弁とを
接続した油路のうちブーム下げ側油路にクッション弁を
挿入したブーム制御油圧回路と、及び／又は、アームシ
リンダとアーム方向切換弁とを接続した油路のうちロッ
ド側油路にアーム急降下防止弁を挿入し、該アーム方向
切換弁のパイロットポートとアームリモコン弁とを接続
した油路のうちアーム閉じ側油路にクッション弁を挿入
したアーム制御油圧回路とを具備したクレーン兼用油圧
ショベルの制御回路において、前記ブームリモコン弁の
下げ側出力ポートを第１クッション弁を介して前記ブー
ム急降下防止弁のパイロットポートに接続し、及び／又
は、前記アームリモコン弁の閉じ側出力ポートを第２ク
ッション弁を介して前記アーム急降下防止弁のパイロッ
トポートに接続したことを特徴としている。

【００１８】ここで、最初の「及び／又は」はアームシ
リンダ、ブームシリンダの両方に急落下防止弁が設けら
れている場合と何れか一方のみに設けられている両者を
含む意味である。後の「及び／又は」は急落下防止弁が
両方に設けられている場合はクッション弁を両方に設け
てもよいし、片方のみに設けてもよいことを意味し、急
落下防止弁が片方にのみ設けられている場合はその片方
にクッション弁を設けることを意味する。

【００１９】

【発明の実施形態】図１は本発明の実施形態の回路構成
を示す。以下、図面を参照してこの発明の実施形態につ
いて説明する。なお、前記した従来装置と同じ構成要
素、構成部分については同じ参照番号を付して詳細な説
明を省略する。

【００２０】図１において、アーム急落下防止弁７の切
換弁７２のパイロットポートへのパイロット圧油の供給
はアームリモコン弁１５の閉じ側ポート１５ａの下流の
分岐点３１から油路３２によりクッション弁３３を介し
て行われる。従って、アーム方向切換弁の閉じ側パイロ
ットポート４ｃへはクッション弁３４を介して行われ、
クッション弁３４の下流側油路２１には分岐点がなく他
にパイロット圧油を供給しない。

【００２１】同様に、ブーム急落下防止弁１２の切換弁
１２２のパイロットポートへの パイロット圧油の供給
はブームリモコン弁１４の下げ側ポートの下流の分岐点
３５から油路３６によりクッション弁３７を介して行わ
れる。また、ブーム方向切換弁９の閉じ側パイロットポ
ート９ｃへはクッション弁３８を介して行われ、クッシ
ョン弁３８の下流側油路１７は他にパイロット圧油を供
給しない。

【００２２】クッション弁３４、３８は２連のクッショ
ン弁３９であるが、個々の機能は独立している。クッシ
ョン弁３３、３７は同じ構成であり、以下のように機能
する。即ち、クッション弁３３（３７）に油路３２から
パイロット圧油が供給されたときはチェック弁３３ａ、
油路４０を介して切換弁７２のパイロットポート７２ｃ
に流れる。逆に、油路４０にパイロットポート７２ｃか
らの戻り油圧が作用すると油路３３ｂの油圧が高くな
り、切換弁３３ｃのスプールは左へ移動し、切換弁３３
ｃの内部油路は遮断される。

【００２３】しかし、ある時間経過すると絞り３３を介
して反対側パイロットポートに供給される油圧が上昇す
るため、スプールは右側に移動し、油路４０の戻り圧油
は絞り３３ｄ、切換弁３３ｃ、油路３２を介してリモコ
ン弁１５に戻される。この際絞り３３ｄによってクッシ
ョン背圧が生じ、クッション作用が行われる。なお、ク
ッション弁３３、３７のスプール特性はクッション弁３
４、３８とは独立に急落下防止弁７、１２の要請される
特性を考慮して設定される。

【００２４】本実施形態は上記した構成であり、以下の
ように機能する。即ち、操作レバー（図示省略）をブー
ム下に操作するとパイロット油圧ポンプ３から吐出され
た圧油はブームリモコン弁１４のブーム下げ側ポート１
４ｂから分岐点３５にパイロット圧油が供給される。分
岐点３５に供給された圧油は一方はクッション弁３８、
油路１７を通って、ブーム方向切換弁９のパイロットポ
ートに流入する。他方は油路３６、クッション弁３７を
通ってブーム急降下防止弁１２のパイロットポートに流
れ、切換弁１２２を連通側に切り換える。

【００２５】油圧ポンプ２ｂから吐出された圧油はブー
ム方向切換弁９を介して、ブームシリンダ１１のロッド
側に流入し、ピストンを押し下げる。ボトム側からの戻
り油は急落下防止弁１２に流れる。急落下防止弁１２の
切換弁１２２は連通側に切り換えられており、戻り油は
連通路を通って油タンクに戻る。これによってブームシ
リンダ１１は縮小し、ブームが下げられる。この際、ク
ッション弁３７が急落下防止弁１２（切換弁１２２）が
急に閉じたり開いたりするのを緩和する機能をしている
のでスムースのブーム下げ動作となる。

【００２６】次に、操作レバーをアーム閉じ側に操作す
るとパイロット油圧ポンプ３から吐出された圧油はアー
ムリモコン弁１５の閉じ側ポート１５ａから分岐点３１
にパイロット圧油が供給される。分岐点３１に供給され
た圧油は一方はクッション弁３４、油路２１を通って、
アーム方向切換弁４のパイロットポートに流入する。他
方は油路３２、クッション弁３３を通ってアーム急降下
防止弁７に流れ、切換弁７２を連通側に切り換える。

【００２７】油圧ポンプ２ａから吐出された圧油はアー
ム方向切換弁４を通って、アームシリンダ６のボトム側
に流入し、ピストンを押し上げる。ロッド側からの戻り
油は急落下防止弁７に流れる。急落下防止弁７の切換弁
７２は連通側に切り換えられており、戻り油は連通路を
通って油タンクに戻る。これによってアームシリンダ６
は伸長し、アームが閉じられる。この際、クッション弁
３３が急落下防止弁７の急に閉じたり開いたりする動作
を緩和する機能をしているのでスムースなアーム閉じ動
作となる。

【００２８】本実施形態は以上に述べたように、クッシ
ョン弁３３、３７をクッション弁３４、３８と別個に設
けたので、クッション弁３４、３８は方向切換弁４、９
を切換動作を好適な操作特性が得られるように設定され
ている条件を維持すると共に、クッション弁３３、３７
を独立に設けたのでクッション弁３４、３８の機能に左
右されることなく急落下防止弁に好適な操作特性が得ら
れるように選択及び設定（又は調整）ができるという効
果がある。また、クッション弁３３、３７を増設するた
めにクッション弁３４、３８を取り替える等の作業を必
要としないので油圧ショベル組立完了後にクレーン機能
を持たせることが容易かつ安価にできるという効果があ
る。

【００２９】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるがものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、アーム、ブームの何れか一方にクッション弁を設け
てもよい。また、クッション弁３３、３７、３４、３８
は上記したものに限られず、同様の機能を持つ他のクッ
ション弁に変更してもよい。同様に、急落下防止弁も上
記したものに限られない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、方向切換弁のクッション弁と急落下防止弁のク
ッション弁を別個、独立に設けたので、好適な操作特性
が得られるようにクッション弁を選択及び設定ができる
という効果がある。また、急落下防止弁のクッション弁
を増設するために既に組み込まれている方向切換弁のク
ッション弁を取り替える等の作業を必要としないので油
圧ショベル組立完了後にクレーン機能を持たせることが
容易かつ安価にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の油圧回路の構成を示す。

【図２】 従来のクレーン兼用油圧ショベルの油圧回路
例を示す。

【図３】 急落下防止弁の機能を説明する図である。

【符号の説明】

４ アーム方向切換弁 ６ アームシリンダ ７ アーム急落下防止弁 ９ ブーム方向切換弁 １１ ブームシリンダ １２ ブーム急落下防止弁 １４ アームリモコン弁 １５ ブームリモコン弁 ３３ クッション弁（第２クッション弁） ３７ クッション弁（第１クッション弁） ３４、３８ クッション弁 ５ａ アーム閉じ側油路（ボトム側油路） ５ｂ アーム開き側油路（ロッド側油路） １０ａ ブーム上げ側油路（ボトム側油路） １０ｂ ブーム下げ側油路（ロッド側油路） １４ａ ブーム上げ側出力ポート １４ｂ ブーム下げ側出力ポート １５ａ アーム閉じ側出力ポート １５ｂ アーム開き側出力ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブームシリンダとブーム方向切換弁とを
   接続した油路のうちボトム側油路にブーム急降下防止弁
   を挿入し、該ブーム方向切換弁のパイロットポートとブ
   ームリモコン弁とを接続した油路のうちブーム下げ側油
   路にクッション弁を挿入したブーム制御油圧回路と、及
   び／又は、アームシリンダとアーム方向切換弁とを接続
   した油路のうちロッド側油路にアーム急降下防止弁を挿
   入し、該アーム方向切換弁のパイロットポートとアーム
   リモコン弁とを接続した油路のうちアーム閉じ側油路に
   クッション弁を挿入したアーム制御油圧回路とを具備し
   たクレーン兼用油圧ショベルの制御回路において、前記
   ブームリモコン弁の下げ側出力ポートを第１クッション
   弁を介して前記ブーム急降下防止弁のパイロットポート
   に接続し、及び／又は、前記アームリモコン弁の閉じ側
   出力ポートを第２クッション弁を介して前記アーム急降
   下防止弁のパイロットポートに接続したことを特徴とす
   るクレーン兼用油圧ショベルの油圧制御回路。