JPH11325002A - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータの自動的に昇圧可能で、か
つ、走行時には昇圧を制限する昇圧回路を提供すること
を課題としている。 【解決手段】 走行モータの作動を検出する手段と、他
のアクチュエータの作動を検出する検出手段と、吊りモ
ード選択スイッチと、レギュレータを制御する電磁弁
と、リリーフ弁のリリーフ圧を制御する電磁弁と、電磁
弁を制御するコントローラを具備し、該コントローラは
吊りモードが選択されたときは最大吐出量を減少させる
ように制御し、アクチュエータを作動したときは昇圧
し、走行モータが作動したときは昇圧を回避するように
該リリーフ弁制御することを特徴としている。

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、建設機械の作動
油昇圧回路、特に吊りモードを選択したときの作動油を
昇圧させる油圧回路の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来から可変容量形油圧ポンプからの圧
油を油圧切換弁により切り換えて油圧シリンダ、油圧モ
ータなどのアクチュエータを作動させる建設機械の油圧
回路システムにおいては、油圧ポンプを駆動する原動機
の負荷を、アクチュエータに加わる負荷の如何に拘わら
ず、ほぼ一定に保って原動機の出力を効率よく利用する
システムが採用されている。即ち、これらのシステムに
おいては油圧ポンプの吐出量Ｑと吐出圧Ｐの積（Ｐ・
Ｑ）が略一定となるように制御されている。

【０００３】一方、油圧ポンプの容量の制約から無限に
大きな吐出量Ｑは許されず、最大吐出量Ｑｍが定められ
ている。また、使用する油圧機器及び配管等の制約から
吐出圧にも最大吐出圧Ｐｍが定められている。油圧ポン
プはこれらの定格の範囲内で制御されている。しかし、
油圧ショベル機等においては、例えば吊り作業時には動
作速度は小さくてもよいが、一時的に大きな力を必要と
する場合がある。即ち、油圧ポンプの最大吐出量Ｑｍ’
は最大定格吐出量Ｑｍよりも小さくてもよいが、最大吐
出圧Ｐｍ’を最大定格吐出圧Ｐｍよりも大きくしたい場
合がある。

【０００４】この様な要請を満たすために油圧機器等を
高耐圧のものにするとコスト高となるため、従来から短
時間だけ作動油圧を昇圧させる目的で油圧昇圧回路が使
用されている。図４は従来から使用されている昇圧回路
の１例を示すものである。以下、この昇圧回路について
説明する。図４において、油圧ポンプ１のメイン油路２
に油圧シリンダ、油圧モータ等のアクチュエータを制御
する油圧切換弁３〜６が接続され、最下流端は油圧タン
クＴに接続されている。なお、油圧切換弁６は図示され
ていない走行モータを制御するための油圧切換弁であ
る。

【０００５】同様に、油圧ポンプ７のメイン油路８に油
圧シリンダ、油圧モータ等のアクチュエータを制御する
油圧切換弁９〜１２が接続され、最下流端は油圧タンク
Ｔに接続されている。なお、油圧切換弁１２は図示され
ていない走行モータを制御するための油圧切換弁であ
る。油圧ポンプ１、７はレギュレータ１３によって吐出
量Ｑが制御されている。レギュレータ１３の油室１３ａ
に圧油が作用すると吐出量Ｑが減少するように接続され
ている。

【０００６】油圧ポンプ１、７の吐出圧Ｐはメイン油路
２、８に接続されたシャトル弁１４を介して接続された
リリーフ弁１６によってリリーフ圧Ｐｍ以下に制限され
ている。リリーフ弁１６のリリーフ圧Ｐｍは、その下側
に設けられたパイロットポート１６ａに作用する油圧に
よって制御されている。パイロットポート１６ａ及び油
室１３ａは油路１７により電磁弁１８の出力ポートに接
続され、電磁弁１８の入力ポートはパイロットポンプ１
９及び油タンクＴに接続されている。

【０００７】また、前記したパイロットポンプ１９は油
路２０により油圧切換弁３〜５及び９〜１１の中立油路
を通って油タンクＴに接続されている。電磁弁１８のソ
レノイドは吊りモード選択スイッチ２１を介してバッテ
リ２２に接続されている。

【０００８】上記従来装置は上記の構成により以下のよ
うに機能する。即ち、選択スイッチ２１がオフの場合は
従来の油圧回路と同様に作動し、昇圧は行われない。そ
の場合の油圧ポンプの特性曲線は図５の実線２３で示す
ようになる。選択スイッチ２１をオンにすると電磁弁１
８は状態ａからｂに切り替わる。これによって、油圧ポ
ンプ１、７の最大吐出量はＱｍ’に減少し、リリーフ弁
のリリーフ圧はＰｍ’に増加し、特性曲線は図５の点線
２４のようになる。

【０００９】即ち、この場合に作業機を操作するため油
圧切換弁３〜５、９〜１１の何れかを切り換えるとパイ
ロット油圧回路２０が同時に遮られ、油路１７のパイロ
ット圧も上昇する。これにより、最大吐出量ＱｍはＱ
ｍ’になるまで減少し、最大吐出圧ＰｍはＰｍ’になる
まで増大する。

【００１０】なお、公開特許公報第昭６２ー２２４７０
２号に上記従来装置と類似の昇圧回路が開示されてい
る。この従来装置は上記従来装置と以下の点で異なる。
２個の油圧ポンプには各々レギュレータが設けられてお
り、また、リリーフ弁も各油圧ポンプのメイン油路に設
けられている。しかし、昇圧方法は上記従来装置と同様
であり、同じように機能する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したよう
に、上記従来装置では吊りモードを選択した場合は、走
行操作をしたときも作動油の油圧はＰｍ’まで上昇す
る。しかし、走行モータは、一般に昇圧しなくても十分
に機能し、耐圧も定格圧力に設定されており、短時間で
も昇圧すると故障の原因となり易い。また、走行モータ
の耐圧を高くすれば不要のコスト高となり、課題があっ
た。この発明は、上述のような背景の下になされたもの
で、走行時には作動油の昇圧を制限する昇圧回路を提供
することを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、可変容量形油圧ポンプの吐出量を制御す
るレギュレータと、該油圧ポンプの油路に接続されたリ
リーフ圧を調整可能なリリーフ弁とを設け、作動油圧を
昇圧可能にした建設機械の油圧回路においてアクチュエ
ータ用油圧切換弁の作動を検出する検出手段と、吊りモ
ード選択スイッチと、前記レギュレータを制御する第１
電磁弁と、前記リリーフ弁のリリーフ圧を制御する第２
電磁弁と、該検出手段及び選択スイッチの結果に基づい
て第１電磁弁及び第２電磁弁を制御するコントローラを
具備し、該コントローラは吊りモードが選択されたとき
は最大吐出量を減少させるように該第１制御弁を制御
し、吊りモードが選択され、かつ、該検出手段がオンの
ときに該リリーフ弁のリリーフ圧を昇圧するように該第
２電磁弁を制御することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施形態】図１は本発明の実施形態の回路図を
示す。図２は本実施形態のコントローラの入出力関係を
示す。図３は吊りモード選択スイッチをオンさせたとき
の油圧ポンプの特性を示す。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、従来技術で説
明したものと同一の構成要素については同一の番号を付
して詳細な説明は省略し、異なる部分について詳細な説
明をする。

【００１４】図１において、走行操作を検出するために
パイロットポンプ１９からパイロット油路３０が走行用
油圧切換弁６、１２の中立路を連通するように設けられ
ており、その下流に油タンクＴが接続されている。ま
た、パイロット油路３０には油圧検出スイッチ３１が接
続され、油圧検出スイッチ３１の出力側はコントローラ
３３に接続されている。同様に、パイロット油路２０に
も油圧検出スイッチ３２が接続され、油圧検出スイッチ
３２の出力側はコントローラ３３に接続されている。な
お、パイロット油路２０とパイロット油路３０との干渉
を防止するために各パイロット油路の上流に図示省略の
絞りが設けられている。

【００１５】油圧ポンプ１、７の吐出量はレギュレータ
１３によって制御されていると共に最大吐出量は油室１
３ａに作用するパイロット油圧によって制限されてい
る。油室１３ａは油路３４により第１電磁弁３５の出力
ポートに接続されている。また、油路２、８の最大油圧
はリリーフ弁１６のリリーフ圧によって制限され、リリ
ーフ圧を増減させるパイロット油圧のパイロットポート
１６ａは油路３６により第２電磁弁３７の出力ポートに
接続されている。

【００１６】第１電磁弁３５、第２電磁弁３７の入力ポ
ートはパイロットポンプ１９及び油タンクＴに接続され
ている。また、第１電磁弁３５、第２電磁弁３７のソレ
ノイド３５ｃ、３７ｃはコントローラ３３の出力端に接
続されている。コントローラ３３は吊りモード検出スイ
ッチ２１からの信号Ｘ３、油圧検出スイッチ３１からの
信号Ｘ１及び油圧検出スイッチ３２からの信号Ｘ２に基
づいて図２に示す出力Ｙ１及びＹ２を出力する。即ち、
出力Ｙ１は信号Ｘ３と同じであり、出力Ｙ２は信号Ｘ３
と信号Ｘ２と信号Ｘ１の否定の論理積になっており、信
号Ｘ２、Ｘ３がオンで信号Ｘ１がオフのときのみＹ２は
オンになる。

【００１７】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、吊りモードスイッチ２１がオフ
（開）の状態にあるときは従来回路と同様に作動油の昇
圧は行われない。吊りモードスイッチ２１をオン（閉）
にするとコントローラ３３は信号Ｘ３のオンを検出し、
出力Ｙ１をオンにする。これによって電磁弁３５にソレ
ノイド電流が流れ、電磁弁３５は状態ａからｂに切り替
わり、パイロットポンプ１９から電磁弁３５を通ってレ
ギュレータ１３の油室１３ａに圧油が供給され、油圧ポ
ンプ１、７の最大吐出量Ｑｍは、図３（Ａ）の点線で示
すように、Ｑｍ’に低下する。

【００１８】上記の状態で走行モータ以外のアクチュエ
ータを作動させると油圧切換弁４〜６又は９〜１１が切
り換わり、パイロット油路２０の圧力が上昇し、油圧検
出スイッチ３２がオン信号を出力する。コントローラ３
３は信号Ｘ２のオンと信号Ｘ１のオフを検出し、出力Ｙ
２をオンにする。これによって電磁弁３７のソレノイド
３７ｃにソレノイド電流が流れ、状態ａからｂに切り換
わり、パイロットポンプ１９から圧油が電磁弁３７を通
ってリリーフ弁１６のパイロットポート１６ａに流れ、
リリーフ圧がＰｍ’に変化する。従って、油圧ポンプの
特性曲線は図３（Ｂ）の実線に示すように変化する。

【００１９】さらに、上記の状態で走行モータを作動さ
せると、油路３０のパイロット圧が上昇し、油圧検出ス
イッチ３１がオンとなる。コントローラ３３はＸ１のオ
ン信号を検出すると出力Ｙ２をオフにする。これによ
り、電磁弁３７は状態ａに切り換わり、リリーフ圧はＰ
ｍに低下する。この場合の油圧ポンプの特性は図３
（Ｂ）の点線で示す特性になる。

【００２０】以上説明したように、本実施形態の構成に
よれば、吊り作業等の一時的に高圧を必要とする場合は
選択モードスイッチ２１をオンにすれば、アクチュエー
タを作動させると自動的に昇圧された高圧の作動油が利
用可能となり、また、走行モータを操作したときは昇圧
機能は自動的に回避されるので走行モータは保護される
という効果が得られる。

【００２１】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、レギュレータは個々の油圧ポンプに設け、リリーフ
弁も個々に設けて同様な制御を行った場合も本発明の範
囲に含まれる。

【００２２】

【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、吊り作業等の一時的に高圧を必要とする場合は
アクチュエータを作動させると自動的に昇圧された作動
油が利用可能となり、また、走行モータを操作したとき
は昇圧機能は自動的に回避されるので走行モータは保護
されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の回路構成を示す。

【図２】 本実施形態のコントローラの入出力関係を示
す。

【図３】 油圧ポンプの特性を示す。（Ａ）は吐出量が
増加した場合、（Ｂ）は、さらに、吐出圧を上昇させた
場合である。

【図４】 従来装置の回路構成を示す。

【図５】 従来回路の油圧ポンプの特性を示す。

【符号の説明】

１、７ 油圧ポンプ ３〜６、９〜１２ アクチュエータ用油圧切換弁 ６、１２ 走行用油圧切換弁 １３ レギュレータ １６ リリーフ弁 ３１ 油圧検出スイッチ ３２ 油圧検出スイッチ（検出手段） ３３ コントローラ ３５ 電磁弁（第１電磁弁） ３７ 電磁弁（第２電磁弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量形油圧ポンプの吐出量を制御す
   るレギュレータと、該油圧ポンプの油路に接続されたリ
   リーフ圧を調整可能なリリーフ弁とを設け、作動油圧を
   昇圧可能にした建設機械の油圧回路において、アクチュ
   エータ用油圧切換弁の作動を検出する検出手段と、吊り
   モード選択スイッチと、前記レギュレータを制御する第
   １電磁弁と、前記リリーフ弁のリリーフ圧を制御する第
   ２電磁弁と、該検出手段及び選択スイッチの結果に基づ
   いて第１電磁弁及び第２電磁弁を制御するコントローラ
   を具備し、該コントローラは吊りモードが選択されたと
   きは最大吐出量を減少させるように該第１制御弁を制御
   し、吊りモードが選択されかつ該検出手段がオンのとき
   に該リリーフ弁のリリーフ圧を昇圧するように該第２電
   磁弁を制御することを特徴とする建設機械の油圧回路。