JPS5923100Y2 - 油圧ショベルの油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は油圧ショベルの油圧回路に関するものである
。

第１図は油圧ショベルを示す概略図である。

図において１１．１２は下部走行体の履帯、１０は下部
走行体に旋回可能に支持された上部旋回体、７はブーム
、８はアーム、９はパケット、１はブームシリンダ、２
はアームシリンダ、３はパケットシリンダ、４は旋回モ
ータ、５，６は左右走行モータ、１３．１４はポンプ、
１５．１６は切換弁グループで、ポンプ１３．１４の圧
油を切換弁グループ１５．１６内の切換弁を介してブー
ムシリンダ１等の各アクチュエータに供給し、ブーム７
等を作動する。

第２図は従来の油圧ショベルの油圧回路を示す図である
。

図において１７は右走行モータ６に接続された右走行切
換弁、１８はブームシリンダ１に接続されたブーム切換
弁、１９はパケットシリンダ３に接続されたパケット切
換弁で、切換弁１７〜１９は切換弁グループ１５内にお
いて並列に接続されている。

２０は左走行モータ５に接続された左走行切換弁、２１
はブームシリンダ１に接続されたブーム切換弁、２２は
アームシリンダ２に接続されたアーム切換弁、２３は旋
回モータ４に接続された旋回切換弁で゛、切換弁２０〜
２３は切換弁グループ１６内において並列に接続されて
いる。

そして、切換弁１８と切換弁２１とは同方向に連動して
切換わり、また切換弁１７〜２３の切換方法は手動式、
油圧パイロット式などいずれでもよい。

２６．２７はポンプ１４．１３の圧油供給回路に接続さ
れたリリーフ弁である。

この油圧回路においては、各切換弁１７〜２３を切換え
ることにより、ポンプ１３．１４の圧油をブームシリン
ダ１等のアクチュエータに供給して、各アクチュエータ
を作動することができる。

しかし、この油圧回路においては次のような問題点があ
る。

■ 旋回モータ４を作動してパケット９を溝の壁に押付
けながら、アームシリンダ２、パケットシリンダ３を作
動して、溝掘り掘削をする場合、アームシリンダ２の作
動圧が低いと、切換弁２２と切換弁２３とが並列に接続
されているため、ポンプ１４の吐出圧力がアームシリン
ダ２の作動圧と等しくなって、旋回モータ４の押付は力
が不足する。

■ アームシリンダ２を作動する場合に、ポンプ１４の
吐出量だけではアームシリンダ２の速度が小さすぎる。

■ 湿地から脱出する場合に、左右走行モータ５゜６の
作動だけでは、履帯１１，１２が土砂の上を滑るため、
アームシリンダ２をも作動してパケット９を地面に引掛
けながら脱出することがある。

この場合、走行モータ５の作動圧が低いから、アームシ
リンダ２の圧力が高くならず、アームシリンダ２で油圧
ショベル本体を引張ることができない。

■ 坂道を登る場合、アームシリンダ２で油圧ショベル
本体を引張りながら、走行モータ５，６を作動するとき
がある。

この場合、ポンプ１３．１４の吐出量が同一でも、ポン
プ１４の圧油がアームシリンダ２と走行モータ５とに流
入するから、走行モータ６に流入する油量より走行モー
タ５に流入する油量の方が少ないため、走行が蛇行する
。

■ パケット９でヒユーム管などを吊って走行する場合
、走行しながら旋回することがある。

この場合、走行中に旋回を始めると、■と同様の理由に
よって走行が蛇行する。

第３図は第２図の油圧回路における■、■、■の問題点
を解決した油圧ショベルの油圧回路を示す図である。

この油圧回路においてはポンプ３０を追加して設け、か
つポンプ３０に旋回切換弁２３とアーム切換弁２４とを
タンデムに接続した切換弁グループ４０を接続している
。

また、ポンプ３０の圧油供給回路にはリリーフ弁２８が
接続されている。

さらに、切換弁２２と切換弁２４とは同方向に連動して
切換わる。

この油圧回路においては、切換弁２３を単独操作すると
、旋回モータ４はポンプ３０の圧油の流量に比例した速
度で作動する。

また、切換弁２２．２４を連動操作すると、アームシリ
ンダ２はポンプ１４．３０の圧油の流量の合計に比例し
た速度で作動され、アームシリンダ２の速度を大きくす
ることができる。

さらに、切換弁２３と切換弁２２．２４とを同時に操作
したときには、ポンプ１４の圧油はアームシリンダ２に
供給され、ポンプ３０の圧油は、切換弁２３と切換弁２
４とがタンデムに接続されているので、切換弁２３を介
して旋回モータ４に供給される。

したがって、アームシリンダ２と旋回モータ４とはそれ
ぞれ別のポンプ１４．３０によって駆動されるから、旋
回モータ４の圧力を、アームシリンダ２の負荷の大きさ
に関係なく旋回モータ４の負荷に応した圧力まで上昇さ
せることができるので、旋回モータ４による壁面への押
付力を出すことが可能となり、パケット９を溝の壁に押
付けながら、アームシリンダ２、パケットシリンダ３（
これにはポンプ１３の圧油が供給される）を作動して掘
削することができる。

また、旋回モータ４の切換弁２３と左右走行モータ５，
６の切換弁２０．１７を同時に操作したときにも、旋回
モータ４と左右走行モータ５，６とは、ポンプ３０，１
４．１３によってそれぞれ独立して駆動されるので蛇行
することはない。

しかしながら、第３図の油圧回路では、次のような問題
点がある。

■ 旋回モータ４をポンプ３０で駆動するとき、旋回モ
ータ４の起動時には起動のための抵抗がかかつて高圧力
が立ち、また旋回モータ４の回転数が小さいので、ポン
プ３０の吐出量の大部分がリリーフ弁２８を通ってタン
クに戻り、ポンプ３０の大部分のエネルギーが熱損失と
なる。

とくに、ブームシノンダ１との同時操作時には、この損
失エネルギーをなるべく少なくすることが要求される。

■ 走行モータ５，６とアームシリンダ２とを同時に作
動したときには、走行モータ５，６の負荷が軽い場合、
たとえば湿地脱出時に履帯１１，１２がすべって走行モ
ータ５，６の駆動圧力が小さい場合には、ポンプ１４の
圧油が走行モータ５に流入し、またポンプ３０の圧油に
よってアームシリンダ２か′作動して、アームシリンダ
２に力を出すことかで゛きる。

しかし、逆にアームシリンダ２の負荷が軽くなった場合
、たとえば湿地脱出時に履帯１１，１２がすべらずに走
行モータ５，６の負荷が大きくなった場合や、坂道を登
るときにアームシリンダ２で引張りなから履帯１１，１
２を駆動する場合には、ポンプ１４の流量の一部がアー
ムシリンダ２に流れる分だけ走行モータ５の流量が少な
くなり、左右走行モータ５，６の流量が違って来るので
、蛇行する。

この考案の目的は第２図、第３図に示した油圧回路の問
題点を解決した油圧ショベルの油圧回路を提供すること
を目的とする。

この目的を達成するため、この考案においては３つのポ
ンプそれぞれに切換弁グループを接続し、油圧ショベル
の各アクチェータを上記各切換弁グループ内の各切換弁
を介して上記ポンプの圧油により駆動する油圧ショベル
の油圧回路において、第１、第２切換弁グループ内のそ
れぞれにアーム切換弁および旋回切換弁を設け、上記第
１切換弁グループ内において圧油供給回路の上流側に第
１旋回切換弁を設け、その下流に第１アーム切換弁を設
け、上記第１旋回切換弁に接続された旋回モータが優先
して圧油の供給を受けるように上記第１旋回切換弁と上
記第１アーム切換弁とをタンテ゛ムに接続し、上記第２
切換弁グループ内において圧油供給回路の上流側に第２
アーム切換弁を設け、その下流に第２旋回切換弁を設け
、上記第２アーム切換弁に接続されたアームシリンダが
優先して圧油の供給を受けるように上記第２アーム切換
弁と上記第２旋回切換弁とをタンデムに接続する。

第４図はこの考案に係る油圧ショベルの油圧回路を示す
図である。

この油圧回路においては、ポンプ１４の切換弁グループ
１６内に旋回切換弁２５′が設けられ、切換弁２５とア
ームシリンダ２の切換弁２２とは、切換弁２２を上流に
配置して、アームシリンダ２に優先してポンプ１４の圧
油を送るようにタンテ゛ムに接続されている。

また、走行モータ５の切換弁２０は最も上流に配置され
、切換弁２２．２５に対して走行モータ５に優先してポ
ンプ１４の圧油が送られるようにタンテ゛ムに接続され
ている。

さらに、ブーム切換弁２１は最下流に位置し、切換弁２
０と並列に接続されている。

ポンプ３ｏの切換弁グループ４０内に旋回モータ４の切
換弁２３とアームシリンダ２の切換弁２４が設けられ、
切換弁２３と切換弁２４とは切換弁２３を上流に配置し
て、旋回モータ４に優先してポンプ３ｏの圧油を送るよ
うにタンデム接続されている。

また、ポンプ１３には、第２図、第３図に示した油圧回
路と同様の切換弁１７〜１つを配置した切換弁グループ
１５が接続されている。

なお、切換弁２２．２４は連動操作されるようになって
おり、切換弁２３．２５も同様である。

つぎに、この油圧回路の利点を第２図、第３図に示した
油圧回路の問題点と対応して説明する。

■ 旋回モータ４を作動してパケット９を溝の壁に押付
けながら、アームシリンダ２、パケットシリンダ３を作
動して、溝掘り掘削をする場合には、切換弁１９、切換
弁２２．２４および切換弁２３．２５を切換ノえる。

この場合、切換弁１９によって操作されるパケットシリ
ンダ３は、ポンプ１３によって駆動されるため、独自の
圧力、流量の圧油がパケットシリンダ３に供給され、問
題はない。

つぎに、切換弁２２゜２５が同時に切換えられていると
きには、切換弁ｉ２２，２５がタンデムに接続されてい
るため、ポンプ１４の圧油は切換弁２２を介して全量が
アームシリンダ２に流れる。

一方、切換弁２３ 、２４が同時に切換えられていると
きには、切換弁２３ 、２４がタンテ゛ムに接続されて
いるがら、ポンプ３０の圧油は切換弁２３を介して全量
が旋回モータ４に流れる。

このように、ポンプ１３，１４．３０の圧油はそれぞれ
パケットシリンダ３、アームシリンダ２、旋回モータ４
に供給され、それぞれ必要な圧力を維持しながら作動す
るから、パケット９を溝の壁に押付けながら、溝掘り掘
削をすることができる。

■ アームシリンダ２を単独で駆動する場合には、切換
弁２２と切換弁２４とが切換わるため、アームシリンダ
２はポンプ１４．３０の圧油の流量の合計に比例した速
度で作動され、アームシリンダ２の速度をポンプ３０が
らの流量分だけ大きくすることができる。

■ アームシリンダ２を作動してパケット９を地面に引
掛けながら湿地がら脱出する場合には、切換弁１７、切
換弁２０および切換弁２２．２４を切換える。

この場合、切換弁１７によって操作される走行モータ６
は、ポンプ１３によって駆動されるため、独自の圧力、
流量の圧油が走行モータ６に供給される。

また、切換弁２０．２２が同時に切換えられているとき
には、切換弁２０．２２がタンデムに接続されているた
め、ポンプ１４の圧油は切換弁２ｏを介して全量が走行
モータ５に流れる。

さらに、切換弁グループ４０においては切換弁２４シが
切換えられていないから、ポンプ３０の圧油の全量がア
ームシリンダ２に流入する。

このように、ポンプ１３，１４．３０の圧油はそれぞれ
走行モータ６、走行モータ５、アームシリンダ２に供給
され、それぞれ必要な圧力を維持しながら作動するから
、アームシリンダ２の強い力で油圧ショベル本体を引張
ることができ、かつ蛇行することがない。

■ アームシリンダ２で引張りながら登板する場合、■
と同様に走行モータ６．５、アームシリンダ２はそれぞ
れポンプ１３，１４．３０によって独立に駆動されるか
ら、アームシリンダ２の力で油圧ショベル本体を引張る
ことができ、かつ蛇行することがない。

■ 走行中に旋回する場合には、ポンプ１４の圧油が切
換弁２０を介して全量定走行モータ５に流入し、ポンプ
１３の圧油が切換弁１７を介して全量右走行モータ６に
流入している状態で、切換弁２３゜２５を切換えるわけ
である。

そして、切換弁２０と切換弁２５とはタンテ゛ムに接続
されているので、切換弁２０が切換わているときに、切
換弁２５を切換えても、切換弁２０を介して左走行モー
タ５に圧油が優先して供給されるので、走行モータ５の
回転数が低下することはない。

一方、ポンプ３０の圧油は切換弁２３を介して旋回モー
タ４を駆動する。

したがって、走行速度を変えることなしに、旋回の起動
、停止ができる。

■ この考案に係る油圧回路においては、旋回モータ４
はポンプ１４の吐出量とポンプ３０の吐出量の合計で駆
動される。

したがって、ポンプ１４とポンプ３０の吐出量が等しい
ときには、第３図に示した油圧回路の旋回モータ４の１
回転当りの吐出量すなわち容量をＲｃｃ／ｒｅｖとする
と、この考案に係る油圧回路（第４図に示す油圧回路）
の旋回モータ４の容量を２ＲＣＣ／ｒｅ■にすることが
できる。

そして、第３図の旋回モータ４の旋回回路の最大圧すな
わちリリーフ設定圧をＰｌとすると、旋回モータ４のト
ルクＴ１はＴ、＝Ｐ、Ｑとなる。

（Ｑはポンプ１４．３０の吐出量）また、第４図の旋回
モータ４のリリーフ設定圧をＰ２とすると、旋回モータ
４のトルクＴ２はＴ２−Ｐ２・２Ｑとなる。

ここで、Ｔ１−Ｔ２とすると、Ｐ２＝±Ｐ１となる。

すなわち、旋回モータ４を駆動するに要するトルクを等
しいとすると、この考案の場合のリリーフ設定圧を第３
図の場合のノリーフ設定圧の士にすることができる。

そして、切換弁２３．２５と切換弁１８．２１とを同時
に操作して、旋回動作とブーム上げ動作とを同時に行な
う場合、はじめは旋回モータ４の作動圧がブームシリン
ダ１の作動圧より高いので、ポンプ３０の圧油のみが旋
回モータ４に供給されるが、旋回抵抗があるために旋回
モータ４の回転数は大きくならず、旋回モータ４の回路
に設けたクロスオーバリリーフ弁（図示せず）を介して
、ポンプ３０の圧油がタンクに排出される。

このときの損失エネルギーは、クロスオーバリリーフ弁
の設定圧を÷Ｐ１としておけば、＋Ｐ１Ｑとなる。

すなわち、第３図の場合には、旋回モータ４の起動時の
損失エネルギーはＰ、Ｑであるから、この考案では第３
図の場合と比較して損失エネルギーを士にすることが可
能である。

一方、このときのブームシリンダ１の作動圧が＋Ｐ１よ
りも低ければ（一般にこのように設定できる）、ポンプ
１４の圧油は切換弁２１を介してブームシリンダ１に供
給され、ブームシリンダ１はポンプ１４とポンプ１３の
合計吐出量に比例した速度で作動する。

そして、旋回モータ４に加速がついて旋回モータ４の回
転数が大きくなると、旋回抵抗が小さくなり、旋回モー
タ４の作動圧がブームシリンダ１の作動圧よりも小さく
なる。

この場合には、旋回モータ４はポンプ１３とポンプ１４
の合計の吐出量で作動される。

なお、この考案の油圧回路の旋回モータ４の容量を第３
図の場合と等しくすれば、損失エネルギーは等しくなる
が、旋回モータ４の速度を２倍にすることができる。

したがって、損失エネルギーの減少と旋回速度の増加と
を適宜考慮して、旋回モータ４の容量を定めることがで
きる。

■ 走行モータ５，６とアームシリンダ２とを同時に作
動した場合、左走行切換弁２０とアーム切換弁２２とは
タンテ゛ムに接続されているので、ポンプ１４の圧油は
すべて走行モータ５に供給される。

また、ポンプ３０の圧油はすべてアームシリンダ２に供
給され、ポンプ１３の圧油はすべて走行モータ６に供給
される。

したがって、ポンプ１３．１４の吐出量を等しくしてお
けば、走行モータ５，６は等しい流量で動かされ蛇行す
ることがなく、またアームシリンダ２はリリーフ設定圧
までの圧力で力を出すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルを示す概略図、第２図、第３図は
それぞれ従来の油圧ショベルの油圧回路を示す図、第４
図はこの考案に係る油圧ショベルの油圧回路を示す図で
ある。 １３．１４・・・・・・ポンプ、１５．１６・・・・・
・切換弁グループ、１７・・・・・・右走行切換弁、１
８・・・・・・ブーム切換弁、１９・・・・・・パケッ
ト切換弁、２０・・・・・・左走行切換弁、２１・・・
・・・ブーム切換弁、２２・・・・・・アーム切換弁、
２３・・開旋回切換弁、２４・・・・・・アーム切換弁
、２５・・・・・・旋回切換弁、３０・・・・・・ポン
プ、４０・・・・・・切換弁グループ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）３つのポンプそれぞれに切換弁グループを接続し
   、油圧ショベルの各アクチュエータを上記切換弁グルー
   プ内の各切換弁を介して上記ポンプの圧油により駆動す
   る油圧ショベルの油圧回路において、第１、第２切換弁
   グループ内のそれぞれにアーム切換弁および旋回切換弁
   を設け、上記第１切換弁グループ内において圧油供給回
   路の上流側に第１旋回切換弁を設け、その下流に第１ア
   ーム切換弁を設け、上記第１旋回切換弁に接続された旋
   回モータが優先して圧油の供給を受けるように上記第１
   旋回切換弁と上記第１アーム切換弁とをタンテ゛ムに接
   続し、上記第２切換弁グループ内において圧油供給回路
   の上流側に第２アーム切換弁を設け、その下流に第２旋
   回切換弁を設け、上記第２アーム切換弁に接続されたア
   ームシリンダが優先して圧油の供給を受けるように上記
   第２アーム切換弁と上記第２旋回切換弁とをタンテ゛ム
   に接続したことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。
2. （２）上記第２切換弁グループ内において圧油供給回路
   の最上流に走行切換弁を配置し、その下流に上記第２ア
   ーム切換弁を配置し、走行切換弁に接続する走行モータ
   が優先して圧油の供給を受けるノ ように走行切換弁とアーム切換弁とをタンデム接続にし
   たことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の油圧ショベルの油圧回路。
3. （３）上記第２切換弁グループ内において圧油供給回路
   の最下流にブーム切換弁を配置し、上記走行切換弁と上
   記ブーム切換弁とを並列に接続したことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第２項記載の油圧ショベルの油圧
   回路。