JPS58176328A - 油圧シヨベルの油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧シーペルの旋回を優先させ、かつ、旋回
のトルクコントロールを可能にした油圧回路に関する。

従来、油圧シラペルの油圧回路は、一般に、２個の油圧
ポンプの吐出油′ｔ−２個のメインコントロールバルブ
で制御するダブルポンプ回路となっており、一方の油圧
ポンプの吐出油を左走行用、プーム１連用、パケット用
とし、他方の油圧ポンプの吐出油を右走行用、旋回用、
アーム１速用、プーム２速用として用いるようになって
いる。

上記従来の油圧回路によれば、旋回加速時に、旋回回路
の圧力が油圧ポンプに接続されたメインリリーフ弁によ
って決められ、該リリーフ弁が一定高圧力に設定されて
いるため、旋回加速時に急激に圧力上昇し、旋回体にシ
ョックが発生するおそれがあった。

また、旋回とアーム引き（アームシリンダは伸長）、旋
回とブーム上げ等の同時作業時には、油圧ポンプからの
吐出油を旋回回路に供給しな力；ら、その余剰油を下流
のアーム回路またはブーム回路ζ−１ に供給するが、この従来回路では、旋回回路とアーム回
路およびブーム回路を単にノくラレルに接続しだにすぎ
ないため、上記同時作業時には、旋回回路の圧力が下流
のアーム回路またはフ゛−ム回路の影響を受け、アーム
回路またはフ゛−ム回路力玉低圧のときは旋回も低圧と
なり、そのため作業内容によっては旋回がスムーズに行
われない場合力；あった。たとえば、掘削後、旋回とブ
ーム上げの同時作業により土砂をダンプカーに積込む場
合、積込み高さつまりブーム上げ角度は一定である力；
、ダンプカーの位置によって旋回角度が異なり、ある時
間内で動く旋回角度とブーム角度の関係力；変す、作業
がアンバランスになる。なお、必要な高さまでパケット
を上昇させた後にブーム上げ動作を止めて旋回だけ行う
方法もあるが、作業能率が悪い。このような欠点を補う
ために、従来では、操縦者が各方向制御弁のスプール開
度を制御することによって各回路への供給油量を制御し
、両方の動きを適合させるように操作しているが、この
操作は非常に難かしく、操縦者の期待通りに機械を運転
することは至難のわざである。

本発明は、上記の点に鑑み、旋回加速時に、レバー操作
によるトルクコントロールを可能にし、シａｙりを緩和
してスムーズに旋回加速できるようにすると共に、旋回
とアームあるいは旋回とフ゛−ム等の同時作業時に、旋
回がアームあるいはブーム等の回路圧力に影響を受けず
に、旋回優先で適正に作業できるようにし、かつ、作業
内容に応じて旋回加速の優先度（旋回圧力の最大値）を
任意に調節できるようにし、上記同時作業をバランスよ
く行わせて作業能率を向上できる油圧ショベルの油圧回
路を提供するものである。

本発明の特徴とするところは、油圧ショベルの適正に行
えるようにすると共に、該圧力補償付流量制御弁により
ブリードオンした余剰油をアーへブーム等のアクチュエ
ータに導いて有効に利用できるようにし、かつ、圧力補
償付流量制御弁の設定圧力を旋回用リモコン弁の二次圧
力によって制御することによシ、旋回加速時に自由にト
ルクコントロールできるようにし、さらに、該リモコン
弁から圧力補償付流量制御弁の圧力設定用可変リリーフ
弁に導く二次圧力の最大値を可変減圧弁により自由に調
節できるようにし、以って、旋回と他のアクチュエータ
との同時作業時に、作業内容に応じて旋回圧力の最高値
を自由に調節し他の作業とのマツチングをよくシ、作業
能率を向上できるようにした点にある。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

まず、第１図において、油圧ポンプＰ１の吐出回路１０
には、従来回路と同様に、メインリリーフ弁１１と、左
走行用、ブーム１速用、パケット用、アーム２速用の各
方向制御弁１２．１３，１４゜１５を備えたメインコン
トロールパルプｖ１を介シて左走行モータＭ１．ブーム
シリンダＣ１，パケットシリンダＣ己、アームシリンダ
Ｃ２を接続している。

他方の油圧ポンプＰ２の吐出回路２Ｄには、従来と異っ
たメインコントロールパルプ■２を介して右走行モータ
Ｍ２．旋回モータＭ３．アームシリンター０２゜ブーム
シリンダＣ１を接続している。すなわち、メインコント
ロールパルプｖ２には、入口側にメインＩＪ　ＩＪ−フ
弁２１および圧力補償付流量制御弁６０を配置し、その
下流側に旋回用、右走行用、アーム１速用、ブーム２速
用の各方向制御弁２２，２３゜２４．２５を順次配置し
ている。

圧力補償付流量制御弁３０は、旋回優先型で、その入口
側回路５１を前記油圧ポンプＰ２の吐出回路２０に接続
し、出口側には優先回路６２とブリードオフ回路３５を
有し、該優先回路６２に旋回用方向制御弁２２の入力側
ポートを接続し、ブリードオフ回路５５に下流の各方向
制御弁２６゜２４．２５に対するアンロード回路２６お
よびパラレル回路２７を接続しており、優先回路５２か
らパイロット回路６４により導いた一次ポカと、旋回用
方向制御弁２２からパイロット回路６５および絞り弁５
６により導いた旋回回路の二次圧力とによって、入口側
回路５１から導入した油圧ポンプＰ２の吐出油を優先回
路６２を経て旋回用方向制御弁２２に優先的に流入させ
、その余剰油をブリードオフ回路６６を経て下流の各方
向制御弁２５９　２４．２５に導くようにしている。ま
た、前記パイロット回路６５に設けた絞り弁６６の後に
可変リリーフ弁６７を接続することによって、当該流量
制御弁５０が圧力制御弁としての機能を発揮するように
し、かつ、この可変リリーフ弁５７の設定圧力を旋回用
リモコン弁４０の二次圧力によって制御できるようにし
、この設定圧力によって旋回圧力を制御できるようにし
ている。

旋回用リモコン弁４０は、レバー４１の矢印イまたはイ
′方向の操作角に応じて油圧源（図示省略）から導入し
た一次圧力に対して二次側回路４２゜４５に導出する二
次圧力を制御するもので、該回路４２．４５に導出した
二次圧力を前記旋回用方向制御弁２２の両側パイロット
ポートに導いて向弁２２を切換え、旋回モータＭ３への
油の流入を制御するようになし、かつ、該二次圧力の高
圧側の圧力を７ヤトル弁４４およびパイロット回路４５
を介して前記圧力補償付流量制御弁６０に対する可変Ｉ
Ｊ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力制御用パイロットポート
６８に導くことにより、該可変リリーフ弁５７の設定圧
力を制御できるようにし、さらに、該パイロット回路４
５の途中に設定圧力調節自在の可変減圧弁４，６を設け
、この可変減圧弁４６の設定圧力を、操縦者が作業内容
に応じて調節することによって、前記リモコン弁４０か
ら可変リリーフ弁６７に導く二次圧力の最大値を調節し
、可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁３７の設定圧力の・最大値を調
節できるようにしている。

なお、走行以外の他の各方向制御弁１３，１４゜ｉ５ｙ
　　２４，２５も旋回用方向制御弁２２と同様に、それ
ぞれのリモコン弁（図示省略）からの二次圧力によって
切換えられるようになっている。

また、旋回回路に吟、力、ウンタバランス弁５１および
オーバーロードリリーフ弁５２．５３を設けである。

上記油圧回路において、リモコン弁４ｏの二次圧力はレ
バー４１のイまたはイ′方向の操作角度に応じて制御さ
れ、圧力補償付流量制御弁５ｏに付設した可変ＩＪ　リ
ーフ弁３７の設定圧力は該リモコン弁４０の二次圧力に
よって制御されるもので、該可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁３７
の可変減圧弁４６によって決められる最高設定圧力はオ
ーバーロードＩＪ　リーフ弁５２，５．３の設定圧力よ
りも小さく、かつ、メインリリーフ弁２１の設定圧力よ
りも小さくなるように設定する。さらに具体的には、た
とえばメインリリーフ弁２１の設定圧力を２５０　Ｋｇ
／ｉとし、オーバーロードリリーフ弁５２．５５の設定
圧力を２２０　Ｋｇ／ｆｆｌとし、リモコン弁４０の二
次圧力をレバー４１のイまたはイ′方向の操作角度に応
じてＯ〜３０　Ｋｇ／ｍの範囲で制御し、このリモコン
弁４０の二次圧力に応じて可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の
設定圧力を０〜２１０Ｋｇ／ｃｌＩ！の範囲で制御する
。

次に、作用について説明する。

まず、旋回用リモコン弁４０のレバー４１を矢印イ方向
に操作すると、その二次側回路４２に二次圧力が導出さ
れ、その二次圧力が矢印口方向に導かれ、旋回用方向制
御弁２２が図面上位置に切換えられる。なお、圧力補償
付流量制御弁６０は、当初、ばね３０′により図示の上
位置に保持されている。そのため、油圧ポンプＰ６の吐
出油は、前記方向制御弁２２の切換えによってハ、二、
ホ方向に導かれ、該流量制御弁６０の優先回路６２、前
記方向制御弁２２、カウンタバランス弁５１を経て旋回
モータＭ３に流入し、該モータＭ３の吸込側の圧力が次
第に上昇して旋回が加速される。

このとき、前記リモコン弁４０の二次圧力は回路４２か
らシャトル弁４４、回路４５および可変減圧弁４６を経
て矢印へ方向に導かれ、可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設
定圧力制御用パイロットポート３８に導かれて該可変リ
リーフ弁６７の設定圧力が制御され、かつ、前記旋回モ
ータＭ３の吸込側の圧力が矢印ト方向に導かれて可変Ｉ
Ｊ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力に対応する圧力まで上昇
し、以下、この可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力に
対応する圧力で旋回が加速される。

この旋回加速時において、前記レバー４１の操作角によ
ってリモコン弁４ｏの二次側回路４２に導出される二次
圧力が制御され、この二次圧力によって旋回用方向制御
弁２２のスプール開口面積が制御され、旋回モータＭ６
に流入する流量が制御され、かつ、該二次圧力によって
可変リリーフ弁３７の設定圧力が制御され、この設定圧
力によって前記旋回モータＭ６の吸込側の圧力が制御さ
れも従って、レバー４１を矢印イ方向に徐々に倒すこと
により、旋回用方向制御弁２２のスプール開口面積を徐
々に大きくして旋回モータＭ６に流入する流量を徐々に
増大でき、かつ、可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力
を徐々に大きくして旋回モータＭ６の吸込側の圧力を徐
々に大きくでき、ショックが小さくスムーズに旋回加速
でき、レバー操作によって旋回加速時のトルクコントロ
ールと最大スピードのコントロールを行うととができる
。さらにこの場合、作業内容に応じて操縦者が可変減圧
弁４６の子弁のプッンユロノド等を調節して開弁４６の
設定圧力の最高値を調節することにょシ、前記リモコン
弁４０から可変リリーフ弁６７に導かれる二次圧力の最
大値を調節し、可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力の
最大値を調節し、以って、旋回モータＭ６に供給される
圧力（旋回圧力）の最大値を任意に設定することができ
る。

一方、上記旋回加速時には、圧力補償付流量制御弁６０
に対し、優先回路６２に導かれる油圧ポンプＰ２の吐出
圧力が一次圧力として回路６４により矢印チ方向に導か
れると共に、前記可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７によって制
御される旋回モータＭ６の吸込側の圧力が二次圧力とし
て回路６５および絞り弁６６を経て矢印り方向に導かれ
、双方の圧力バランスによって該流量制御弁６０が制御
され、油圧ポンプＰ２の吐出油が該流量制御弁６０の優
先回路に優先的に流入し、かつ、前記レバー操作によっ
て制御される方向制御弁２２のスプール開口面積に対応
した流量の油が旋回モータＭ３に常に優先的に流入する
。そして、その余剰油は該流量制御弁６０によってブリ
ードオフされ、回路６６を経て矢印西方向に導かれる。

このとき、下流の各方向制御弁２５，２４．２５が中立
位置、すなわち旋回加速のみの場合は前記余剰油はアン
ロード通路３２を経て油タンクＴに還流される。

次に、上記旋回と同時にアーム作業を行う場合、アーム
１速用方向制御弁４４を図面上または下位置に切換える
ことにより、前記流量制御弁３０にてブリードオフした
余剰油を通路６３から矢印ヌ。

西方向および矢印ヲまたはワ方向に導き、アームシリン
ダＣ２に流入させることができ、前記油圧ポンプＰ２の
吐出油を有効に利用してエネルギーロスをなくすことが
できる。なお、旋回とアーム引きの同時作業時には、ア
ーム２速用方向制御弁１５を図面下位置に切換えること
によって油圧ポンプＰ１の吐出油を前記油圧ポンプＰ２
の余剰油と合流させてアームシリンダＣ２の押側油室に
流入させることができる。

さらに、上記旋回とアームの同時作業時において、アー
ム回路圧力が旋回圧力よりも低く、たとえば５０　Ｋｇ
／ｆｆｌとすると、前記余剰油は５０■／ｃＩｊでアー
ムシリンダＣ２に流入し、また、アーム回路圧力が旋回
圧力よりも高く、たとえば２３０Ｋｇ／ｃｄとすると、
前記油圧ポンプＰ２の吐出圧力が２３０Ｋｇ／ｄに前記
流量制御弁３０の圧力損失分だけ加算した圧力まで上昇
し、前記余゛剰油が２３０１Ｆｇ／ｃＴ！でアームシリ
ンダＣ２に流入する。しかし、旋回モータＭ３に流入す
る油は、前記の如く旋回優先型の圧力補償付流量制御弁
６０の存在によって、アーム回路圧力に全く影響される
ことなく、該弁６゜に付設した可変リリーフ弁５７の設
定圧力に対応する圧力となって旋回モータＭ６に優先的
に流入し、かつ、その最高圧力は、操縦者によって任意
に調節される可変減圧弁４６の設定圧力の最大値によっ
て決定され、最高２１ＤＫｇ／ｃｒ７ｆとなり、最大流
量は前記方向制御弁２２のスプール開口面積により決定
される。

また、旋回加速とブーム上げの同時作業時に、ブーム２
速用方向制御弁２５を操作しても、上記旋回加速とアー
ムの同時作業時と同様に、前記流量制御弁５０により油
圧ポンプＰ２の吐出油が旋回回路に優先的に流入し、か
つ、該流量制御弁６゜にてブリードオフした余剰油がブ
ーム回路に流入し、該ポンプＰ２の吐出油を有効に利用
でき、しかも、ブーム回路圧力に影響されることなく、
旋回回路を独立させて前記リモコン弁４０の二次圧力に
よって制御される可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力
に対応する圧力および方向制御弁５１のスプール開口面
積に応じた流量で旋回を加速できる。

とくに、掘削後、旋回とブームの同時作業によって土砂
をダンプカーに積込む場合において、ダンプカーの位置
が異なり旋回角度が異なる場合、この発明の油圧回路で
は、基本的には旋回優先型となっているため、旋回用リ
モコン弁４０のレバー４１の操作角度を制御して旋回加
速特性を制御することにより、旋回加速をプーム上げと
マツチングさせることは理論的には可能であるが、実際
上、レバー４１の位置をストローク途中で止めてリモコ
ン弁４０の二次圧力、可変リリーフ弁６７の設定圧力、
旋回圧力を所望の値に保持することは、そのレバー４１
の中間位置での拘束手段がなくその位置の再現性がない
ために難かしぐ一安定して一定の旋回作業を反復、継続
することは困難である。従って、このような場合には、
旋回角度の大小等の作業内容に応じて、゛予め可変減圧
弁４６の設定圧力を調節して可変リリーフ弁６７の設定
圧力の制御範囲の最大値を制限する如く設定しておくこ
とにより、旋回圧力の最大値を容易に選定でき、旋回加
速特性をブーム上げに対して常にマツチングさせること
ができ、作業性、制御性を向上できる。

次に、上記旋回を停止するときは、レバー４１を中立位
置に戻すことにより、リモコン弁４０の二次圧力が０と
なり、可変ＩＪ　リーフ弁６７の設定圧力がＯとなって
旋回モータＭ３の吸込側の圧力がＯとなると共に、旋回
用方向制御弁２２が中立位置に戻されて旋回モータＭ口
への圧油の供給が停止され、かつ、カウンタバランス弁
が中立位置に戻って戻り側の通路がブロックされ、旋回
モータＭ３はオーバーロードリリーフ弁５６によりブレ
ーキがかけられる。

ところで、上記実施例では、右走行用方向制御弁２３を
旋回用方向制御弁２２の下流側に配置したが、第２図に
示すように、走行用方向制御弁２５を下流側に対してタ
ンデム回路として圧力補償付流量制御弁６０の上流側に
配置してもよい。

この場合にはもう一方のメインコントロールパルプも同
様に走行が下流側に対してタンデム回路で最上流に配置
した方がよい。

また、第５図に示すように、旋回用方向制御弁をコント
ロールパルプから取出して旋回モータＪに直結してもよ
い。この場合、旋回回路において、カウンタバランス弁
を省き、旋回用方向制御弁２２′は中立プ０ツク型とし
、この弁２２′と、ロードチェック弁５６ａと、アンチ
キャビテーションチェック弁５６１１）＋５６０と、オ
ーバーロードリリーフ弁５２，５３とを一体的に組合わ
せて旋回制御弁ｖ６を構成し、この旋回制御弁ｖ５を旋
回モータＭ３に直結し、コントロールパルプＶ２に組込
んだ圧力補償付流量制御弁６０の優先回路５２を該パル
プｖ２から取出して配管によシ前記旋回用方向制御弁２
２′の入力ポートに接続し、以下、各弁を第１図の場合
と同様に接続する。

第５図の油圧回路によれば、第１図に示した実施例の場
合と同様に、旋回優先・で、旋回のトルクコントロール
が可能で、旋回圧力の最大値を任意に選定できる等の作
用効果に加えて、旋回停止時の制御性を向上できる。す
なわち、旋回を停止させる場合、オン、オフ的に作動す
るカウンタバランス弁で制御するのではなく、任意の位
置制御のできるコントロールパルプを使用するので、減
光停止の制御が容易となる。

また、本発明は６ポンプ方式の油圧回路にも適用できる
ものである。

以上説明したように、本発明によれば、レバー操作によ
りリモコン弁の二次圧力を制御して、旋回用方向制御弁
のスプール開口面積を制御すると共に、可変リリーフ弁
の設定圧力を制御することによって、旋回加速をスムー
ズに行わせることができ、かり、」旋回加速時に自由に
トルクコントロールでき、旋回制御性能を向上できる。

しかも、旋回加速時に圧力補償付流量制御弁にょシプリ
−ドオフした余剰油を下流のアーム、ブーム等のアクチ
ュエータに流入させて利用できるので、エネルギーロス
をなくシ、効率よく使用でき、かつ、旋回と他のアーム
またはブームの同時作業時に、油圧ポンプの吐出油を常
に旋回回路に優先的に流入させて、旋回回路を独立させ
ることができるの′で、旋回圧力がアーム圧力あるいは
ブーム圧力に影響されることなく、前記レバー操作によ
り制御させる可変リリーフ弁の設定圧力に対応した圧力
で旋回加速を常に確実にかつ効率よく行うことができる
。さらに、可変減圧弁により可変リリーフ弁の設定圧力
の最大値すなわち旋回圧力の最大値を任意に選定できる
ので、旋回とブーム等の同時作業時に旋回角度の相違等
の作業内容に応じて操縦者が前記旋回圧力の最大値を選
定し、旋回をブーム等と容易にマツチングさせることが
でき、作業能率を大巾に向上できるのである。

【図面の簡単な説明】

る。 ＰしＰ２・・・油圧ポンプ、■］、ｖ２・・・メインコ
ントロールパルプ、Ｍｌ・・・左走行モータ、Ｍ２右走
行モータ、Ｍ６・・旋回モータ、Ｃ］・・ブームシリン
ダ、Ｃ２・・アームシリンダ、Ｃ５・・・バケットシリ
ンダ、１１・・・メインリリーフ弁、１２・・左走行モ
ータ用方向制御弁、１５・・ブーム１速用方向制御弁、
１４・バケット用方向制御弁、１５・・アーム２速用方
向制御弁、２１　・メインリリーフ弁、２２　旋回用方
向制御弁、２６・・右走行用方向制御弁、２４　アーム
１速用方向制御弁、２５・ブーム２速用方向制御弁、２
６・・アンロード回路、２７　・パラレル回路、６０・
・旋回優先型の圧力補償付流量制御弁、６１・・入口側
回路、６２・・優先回路、３３・・ブリードオフ回路、
３４，３５・パイロット回路、５６・・・絞り弁、５７
−・・可変リリーフ弁、３８　・設定圧力制御用パイロ
ットボート、４０　・旋回用リモコン弁、４１・・・レ
バー、４２．４３−二次側回路、４４・・シャトル弁、
４５・・・パイロット回路、４６・・・可変ＩＪ　ＩＪ
−フ弁５７の設定圧力の最大値制御用可変減圧弁、５１
・・・カウンタバランス弁、５２．５３・・・オーバー
ロードリリーフ弁。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　油圧シロベルの油圧回路において、油圧ポンプの
   吐出回路に、出口側に優先回路とブリードオフ回路を備
   えた圧力補償付流量制御弁の入口側回路を接続し、該優
   先回路に旋回用方向制御弁を介して旋回回路を接続し、
   ブリードオフ回路に旋回以外のアクチュエータ用方向制
   御弁を介して旋回以外のアクチュエータ回路を接続し、
   前記圧力補償付流量制御弁の圧力設定用リリーフ弁に可
   変リリーフ弁を用い、一方、レバー操作によって両側の
   二次側回路に導出する二次圧力が制御される旋回用リモ
   ゛コン弁を設け、該リモコン弁の二次圧力によシ旋回用
   方向制御弁を切換えるように構成すると共に、前記可変
   リリーフ弁の設定圧力を制御するように構成し、かつ、
   リモコン弁から可変ＩＪ　１７−フ弁に導かれる二次圧
   力の最大値を可変減圧弁により調節可能に構成したこと
   を特徴とする油圧シラペルの油圧回路。