JPS5932755Y2 - 閉回路油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この発明は油圧ショベルの旋回動作等のために用いられ
る閉回路油圧回路、就中、トルクコントロール装置によ
って旋回等の中立減速操作時の減速性能及び坂道保持性
能等を向上させるための閉回路油圧回路に関するもので
ある。

従来の油圧ショベル等に用いられるトルクコントロール
装置付閉回路油圧回路は開回路油圧回路に比較し、旋回
等の中立減速性が悪い。

このため運転者が逆レバー操作して減速性を向上させて
いるのが実状である。

ところが、この従来方法では運転者は常に操作レバーを
操作しておかねばならず疲労が高すると共に、坂道等に
おいては旋回体等が自然に傾斜方向に移動しこの力が閉
回路内のポンプに作用して保持性能が悪くなる等の不具
合を免れなかった。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、閉回路油
圧回路の油圧ポンプ２ａを制御するコントロール装置の
ピストン３Ａに対向する室Ａ、Ｂをパイロットバルブ６
を介してパイロット油圧源に連結し、かつピストン３Ｂ
、３Ｃを挾んで対向する室Ｃ，Ｄを油圧ポンプ２ａの両
側管路及び切換弁８を介して切換弁１０のパイロットポ
ートにそれぞれ連通し、前記パイロットパルプ６とコン
トロール装置の室Ａ、Ｂとを連結する管路を互にシャツ
トルパルプ５を介して連通し、該シャツトルパルプと前
記切換弁８のパイロットポートとを連通ずると共に、前
記室Ｃ，Ｄの反ピストン３Ａ側にピストン室Ｅ、Ｆをそ
れぞれ設け、該ピストン室Ｅ、Ｆ内にバネ４Ｓ、４Ｓ’
により常時は前記ピノトン３Ｂｔ３Ｃ側に押圧されたピ
ストン４ａ、４ｂを嵌入し、かつピストン室Ｅ、Ｆの反
バネ４Ｓ、４Ｓ’側に切換弁１０を介してパイロット油
圧源を連結したことにより、油圧ポンプ操作パイロット
圧を常時検出してこの操作パイロット圧により減速回路
を作動させるか否かを判別するようにしたものである。

以下図面に示した油圧ショベルの旋回動作の実施例に沿
い説明する。

第１図において、１は旋回モータ、２は閉回路ポンプで
容量可変の可逆油圧ポンプ２ａ、パイロット操作用油圧
発生源たる油圧ポンプ２ｂ、閉回路内油補給用油圧ポン
プ２ｃ、閉囲路内補給用チェックバルブ２ａ 、２ａ’
、閉回路内累常圧力規制用クロスオーバリリーフバル
ブ２ｅ、２ｅ’、閉開路内補給圧力規制用リリーフバル
ブ２ｆ等により構成されている。

３はトルクコントロール装置、４ａ、４ｂはピストン、
５はシャツトルバルブ、６は旋回操作用パイロットバル
ブ、７はリリーフバルブ、８，９゜１０は切換弁である
。

前記旋回モータトは閉回路ポンプ２と配管ａ。

ｂを介して接続されている。

容量可変の可逆ポンプ２ａはトルクコントロール装置３
は直接又は図示しないサーボモータを介して連結されて
いる。

このトルクコントロール装置３は内部にピストン３Ａ、
３Ｂ、３Ｃを有するプランジャーが挿入されており、こ
のピストンは通常バネＳ１ ｔ Ｓ２により中立位置に
保持されている。

従って、この時容量可変の可逆油圧ポンプ２ａも中立位
置にあり、圧油はいずれの方向にも吐出されない。

前記コントロール装置３はＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの４室を有し
ており、Ｃ室及びＤ室は配管ｄ、ｃを介して各々油圧ポ
ンプ２ａに連通されている。

又、Ａ室及びＢ室は配管に、１を介して各々旋回操作用
パイロットバルブ６に接続されている。

なお、Ｃ室及びＤ室は配管ｅｌｆを介して切換弁８にも
接続され、この切換弁８から更に配管ｇ、ｈを介して切
換弁１０のパイロットポートに接続されている。

又、トルクコントロール装置３の両端にはピストン室Ｅ
、Ｆが設けられており、これらのピストン室Ｅ、Ｆ内に
は、トルクコントロール装置３側に常時はバネ４Ｓ 、
４Ｓ’により押圧されているピストン４ａ 、４ｂが収
納され、かつ該Ｂ室及びＦ室の反バネ４Ｓ、４Ｓ’側に
は配管ｉ、ｊを介して前記切換弁１０に接続されている
。

これらのピストン４ａ ｔ ４ｂは中立方向よりオーバ
ーしてコントロール装置３内に動かないように段付型と
してストロークを規制している。

又、前記シャツトルパルプ５は両端を配管に、ｌに各各
接続し、配管に、ｌのいずれかに圧油がかかると、該圧
油を配管ｍを介して切換弁８の一方のパイロットポート
に導く。

リリーフバルブ７は油圧ポンプ２ｂからの閉回路ポンプ
２のパイロット操作用圧油のパイロット圧を規制する。

切換弁９は従来の特性（減速性）を維持する時に必要な
もので、該弁の操作によってパイロット圧を配管ｎを介
して切換弁８の他方のパイロットポートに導く。

この切換弁９は本実施例ではデテント機構付としている
が、この機構に限定されるものではなく、電磁弁等に置
換しても良いことはいう１でもない。

なお、この実施例で述べた閉回路ポンプ２は可変容量可
逆油圧ポンプ２ａ、パイロット操作用油圧供給源たる油
圧ポンプ２ｂ、閉回路内油補給用油圧ポンプ２ｃ、閉囲
路内補給用チェックパルプ２ｄ、２ｄ′、閉回路内異常
圧力規制用クロスオーバリリーフバルブ２ ｅ 、 ２
ｅ’ 、閉回路内補給圧力規制用リリーフパルプ２ｆ等
を一体化したものに限定されるものではなく、各々分離
してもよい。

又、トルクコントロール装置３は閉回路ポンプ２と一体
化してもよく、構造も本実施例の様にピストン３Ａ、３
Ｂ、３Ｃ、ピストン４ ａ ｔ ４ ｂを直列的に配列
したものに限定されるものではなく、例えば第２図に示
す如く可変容量可逆油圧ポンプ２ａに連設されるピンを
挾んで、ピストン３Ａ。

３Ｂ、３Ｃ及び４Ａ、４Ｂを並列に配列し、それぞれに
ピストン室Ａ〜Ｆを設け、これらの室を第１図に示す実
施例と同様な油圧回路で連結しても良いことはいう１で
もない。

次にその作用を説明する。

（１）通常の加速操作ついて 旋回操作用パイロットバルブ６を実線方向（右）に倒す
と、６ｂ側に可変わり、パイロット操作圧力が配管に側
に発生し、トルクコントロール装置３のＢ室に作用する
。

従って、Ｂ室に作用した圧油はピストン３Ａに作用し、
ピストンＡをバネＳ１とつり合う位置まで実線方（左）
に移動させる。

これに追従して閉回路ポンプ２ａを所定角度傾転させ、
配管す側に所定の油量を吐出しようとするが、旋回体（
被動体）の慣性力が大きく、該旋回体の起動には高い起
動力を必要とするため、配管す側は高圧となり、該配管
すに連通した配管ｄにも同圧力が発生し、トルクコント
ロール装置３のＣ室に導ひかれ、この圧力がピストン３
Ｂに作用し、閉回路ポンプ２ａの傾転角度を中立方向に
押し戻し、リリーフすることなく起動する。

起動時の高い起動力をうけて旋回体が回転し始めると配
管す側の圧力は低下し、閉回路ポンプ２ａの傾転角度が
増加し、閉回路ポンプ２ａの吐出流量が増加して旋回速
度が速くなる。

なお、この時配管に側のパイロット操作圧力はシャツト
ルパルプ５を介して切換弁８のパイロットポートに導ひ
かれ、切換弁８はＢ位置よりＡ位置に切変わるため配管
ｄ、ｆ、ｈ及び配管Ｃ，ｅ。

ｇは、それぞれトルクコントロール装置３及び切換弁８
を介して互に連通されるので高圧側の配管ｄにある圧力
は配管ｆを介して切換弁８から配管りを経て切換弁１０
の一方のパイロットポートに作用し切換弁１０はＢ位置
よりＣ位置に切変わる。

従って、切換弁１０がＣ位置になるとリリーフパルプ７
により規制された圧油が配管ｊを介して前記ピストン室
Ｅに導かれ、ピストン４ａはバネ４Ｓを圧して図示左方
に移動させるので、従来のトルクコントロール装置付閉
回路と同じである。

（第３図及び第４図の実績の様に推移する）（２）ある
旋回速度から中立減速操作について前記１の操作で旋回
体がある速度になった時、旋回操作用パイロットバルブ
６を６ｂ位置から中立位置に戻すと、配管ｋ 、ｌは共
にタンクに連通され、いずれの配管にもパイロット操作
圧力は働かなくなり、トルクコントロール装置３のピス
トン３ＡはバネＳ１により中立位置に戻され、油圧ポン
プ２ａの傾転角度が小さくなる方向に移動し、配管す側
の吐出量を減らそうと作用するが、旋回体は大きな慣性
力を有しているため旋回モータ１がポンプ作用をするこ
ととなり、配管ａ側には引続き高圧が発生する。

この高圧は配管Ｃを介してトルクコントロール装置３の
Ｄ室に導びかれ、ピストン３Ｃに作用してピストン３Ａ
をバネＳ１とつり合う位置に押しとどめる様に作用し、
減速性は第３図破線の如く推移しようとする。

しかし、前述した通り配管に、ｌにはパイロット操作圧
力が働かない為、シャツトルバルブ５から配管ｍを介し
て切換弁８のパイロットポートに連通ずる回路には、パ
イロット操作圧力が働らかないので、切換弁８はＢ位置
に切変わる。

（戻される） 従って、配管ｅｔｇ及び配管ｆ、ｈは切換弁８により連
通を遮断されるので、トルクコントロール装置３のＤ室
に導ひかれた高圧は切換弁８で遮断されるため切換弁１
０のパイロットポートにはパイロット圧は働かず切換弁
１０はＢ位置に切替えられる。

切換弁１０がＢ位置になると、Ｅ室及びＦ室は切換弁１
０を介してタンクに連通されるため、ピストン４ａ ｔ
４ｂはバネ４Ｓ、４Ｓ’の作用により、ピストン３Ａ
側に押される。

このため、ピストン４ａはバネＳ１の力に付加されトル
クコントロール装置３のピストン３Ａをより強制的に中
立方向に戻すように作用し、油圧ポンプ２ａの傾転角度
も小さくするように働き、配管ａ側は更に高圧となり減
速性が向上する。

（第４図の破線に示す如く推移する。

）ただし、この操作時、切換弁９は常にＢ位置に保持さ
れている。

この減速性能はピストン４ａに作用するバネ４Ｓのバネ
力により決定され、これらのバネ力を変化させることに
より所望の減速性能が得られる。

な釦、中立ブレーキ操作時に切換弁９をＡ位置に保持し
ておけば、リリーフバルブ１に規制された圧油が配管ｎ
を介して切換弁８のパイロットポートに作用し、切換弁
８はＣ位置に保持されるので従来と同様の減速性を得る
ことが可能となり、作業状態に合せて切換弁９を切替え
ることにより、従来の減速性と本願の減速性を選択する
ことが可能である。

（３）ある旋回速度から逆ノツチ減速操作について前記
１の操作により旋回体がある速度になった時、旋回操作
パイロットパルプ６を６ｂより６ａに切替えると、配管
に側のパイロット操作圧力はなくなり、変わって配管１
側にパイロット操作圧力が発生する。

この圧油はトルクコントロール装置３のＡ室に導びかれ
ピストン３Ａを右方（破線矢印方向）に押すように作用
する。

従って、バネＳ０に付加してピストン３Ａを中立方向に
強制的に戻し、油圧ポンプ２ａの傾転角度を小さくさせ
るように作用する。

なお、この時旋回体は大きな慣性力を有しているため、
旋回モータ１がポンプ作用し、配管ａ側に高圧が発生す
るので、この圧油が配管Ｃを介してトルクコントロール
装置３のＤ室に導びかれ、ピストン３Ｃを左方（実線矢
印方向）に押すように作用する。

このため上記Ａ室に導ひかれたパイロット操作圧力が（
ピストン３Ａに作用する力＋バネ８１力）とＤ室に導び
かれた圧力によるピストン３Ｃに作用する力のつり合う
位置にピストン３Ａは保持され、油圧ポンプ２ａの傾転
角度が制御される。

この時の圧力−流量特性は第３図及び第４図の２点鎖線
に示すように推移し、大きな減速性が得られる。

なお、この時切換弁８には配管１側のパイロット操作圧
力がシャツトルパルプ５、配管ｍを介して切換弁８のパ
イロットポートに導ひかれているため、Ａ位置となり、
配管Ｃ内の一圧力は配管ｅ及び配管ｇを介して切換弁１
０のパイロットポートに導びかれ切換弁１０はＡ位置に
切換られ、リリーフパルプ７により規制されたパイロッ
ト圧が切換弁１０及び配管ｉを介してピストン室Ｆに導
びかれバネ４Ｓ’ を押圧してピストン４ｂを図示右方
に移動するので、従来のトルクコントロール装置付閉油
圧回路と同じ作用をする。

なお、前記ｌ乃至３で説明したのは片側の操作について
であるが、これと反対側の操作は各切換弁の切換え方向
が逆になる場合もあるが基本的には同じ作用である。

（４）坂道保持について 旋回体を坂道に置いた場合、旋回体を坂道（傾斜）方向
に転がそうとする外力が作用する。

このため従来のトルクコントロール装置では、旋回モー
タ１が実線方向（右）に回転しようとすると、配管ａ側
に圧力が発生する。

この圧力は配管Ｃを介してトルクコントロール装置３の
Ｄ室に導ひかれピストン３Ｃを左方向に押圧する力が作
用し、バネＳ１とつり合う昔でピストン３Ａは破線矢印
方向（左）に移動され、油圧ポンプ２ａも配管す側に吐
出する方向に傾転され、旋回体を現状に保持することは
できない。

しかし、本発明では旋回操作パイロットパルプ３が中立
位置にある時、切換弁８は゛°Ｂ″位置にあり、前記り
室に導びかれた圧油は配管ｅを介して切換弁８１では導
ひかれるが、ここで遮断され配管ｇには圧油は働かず切
換弁１０のパイロットポートにもパイロット圧は働かな
いので切換弁１０は゛Ｂ″位置に保持される。

従って、トルクコントロール装置３の端部に連設された
Ｅ室にも圧油は働かずピストン４ａはバネ４Ｓによりピ
ストン３Ａ側に押圧され、バネ８１力に付加してピスト
ン３Ａを中立位置に維持する。

このためピストン３Ａによって操作される油圧ポンプ２
ａは傾転せず、旋回体を現状に維持する。

以上述べた通り本考案によれば、加速操作は従来のトル
クコントロール装置付閉油圧回路と同様に滑らかな起動
及び加速性能が得られると共に、ある速度からの中立減
速操作には高い減速性能が得られ、かつ切換弁９の選択
によって作業状態に合せた２種類の減速性能の選択も可
能である。

また、ある速度からの逆ノツチブレーキ操作は従来のト
ルクコントロール装置付閉油圧回路と同様であるが、坂
道特性は格段に向上する等、従来装置に比較し格別の作
用・効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一例を示す閉油圧回路、第２図はトル
クコントロール装置の別の実施例を示す正断面図、第３
図及び第４図は圧力−流量特性線図である。 ２ａ・・・油圧ポンプ、３・・・トルクコントロール装
置、４ａ、４ｂ・・・ピストン、５・・・シャツトルパ
ルプ、６・・・パイロットパルプ、８，１０・・・切換
弁、Ａ−Ｆ・・・ピストン室、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・
ピストン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 閉回路油圧回路の油圧ポンプ２ａを制御するトルクコン
   トロール装置３のピストン３Ａに対向する室Ａ、Ｂをパ
   イロットパルプ６を介してパイロット油圧源に連結し、
   かつピストン３Ｂ 、３Ｃを挾んで対向する室Ｃ，Ｄを
   油圧ポンプ２ａの両側管路及び切換弁８を介して切換弁
   １０のパイロットポートにそれぞれ連通し、前記パイロ
   ットバルブ６とコントロール装置３の室Ａ、Ｂとを連結
   する管路を互にシャツトルパルプ５を介しテ連通シ該シ
   ャツトルバルブと前記切換弁８のパイロットポートとを
   連通ずると共に、常時はピストン３Ｂ３Ｃ側に押圧され
   たピストン４ａ 、４ｂを嵌入したピストン室Ｅ、Ｆの
   ピストン３Ｂ ｔ ３Ｃ側室をそれぞれ切換弁１０を介
   してパイロット油圧源に連結したことを特徴とする閉回
   路油圧回路。