JPS62200005A - アクチユエ−タ相対速度の可変装置 - 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】 この発明は、例えば油圧シテベルのブーム上昇と旋回の
アクチュエータの如く、同一切換弁群に属し、作動時負
荷圧力の異なるアクチュエータを同時に作動せしめると
きに、両者の関係速度を良好に、選択、調整する装置に
関するものである。

従来の技術 従来の一般的な油圧回路として、油圧ショベルの場合を
例にとり説明すると、同一油圧切換弁群内の油圧切換弁
は、並列回路構成となっており、この切換弁によりそれ
ぞれのアクチュエータへ、所望の量の圧油を分配するに
は油圧切換弁のスプール移動量を人為的に加減しながら
運転していた。

以下、従来の実施例を第５図に示す油圧ショベルの油圧
回路図により、ブーム上昇第２速（実施例において詳述
する）と旋回とを同時に作動甘しめた場合について説明
する。

第５図のブーム操作レバ３８を操作して、パイロットバ
ルブ１５を最大に作動させると、パイロット圧油は、パ
イロット油路３０，３１を経て油圧切換弁９のパイロ−
／　）油室に達し、該油圧切換弁９のスプールをＤ位置
に移動させると同時に、パイロット油路３０の延長油路
は油圧切換弁６のパイロット油室にも通じているので、
該油圧切換弁６のスプールをもＤ位置に移動させる。

この結果、第２油圧ポンプ３の吐出油は油路２４、油圧
切換弁９のＤ位置通路、油路３９．４０を通り、ブーム
シリンダ１３の伸長側油室へ、また第１油圧ポンプ２の
吐出油は油路２３、油圧切換弁６のＤ位置通路、油路４
１を通り上述の油路４０で合流してブームシリンダ１３
へと流入する。

この状態で、操作レバ３８°を操作してパイロット弁１
６または１６°の作用により油圧切換弁６と同一油圧切
換弁群Ａに属する油圧切換弁１４を切換え、そのスプー
ル位置がＤまたはＥに移動すると、油路２３の圧油は油
路３４に分流し、油圧切換弁１４のＤまたはＥ位置通路
を通って旋回モータ１２に流入する。このとき、油圧切
換弁６．１４は共に油路２３に並列的に配置されている
ので、第１油圧ポンプ２の圧油は、ブームシリンダ１３
、旋回モータ１２の何れか負荷圧力の低い方へ大量に流
入し、そのアクチュエータを主として作動させる。従っ
て、ブーム上昇速度と旋回速度との関連性を好ましい状
態にするには、回路設計時点においてブームシリンダ１
３の負荷圧力と旋回モータ１２の負荷圧力特性を予め算
出し、成る一定の作業負荷と作業条件とを勘案して油圧
回路を構成するが、このことは、あくまでも標準作業条
件の下において稼動せしめる場合にのみを効となるだけ
であり、しかも一般的には回路効率の低下をきたすもの
である。

例えば、標準バックホウアタッチメントを装備した標準
機のフロントアタッチメントを取かえて第６図に示すよ
うに自重の大なる特殊クラムシェルを装備したときには
、当然ブームシリンダ１３に加わる定常的な負荷圧力は
増大し、上述のブーム上昇、旋回の同時操作をすると、
第１油圧ポンプ２の圧油の殆んどは旋回モータ１２にの
み流入する。

また、第７図はブーム上昇、旋回の同時操作によりパケ
ット４９に満載した作業対象物を、運搬車Ｔ８またはＴ
、まで移動させるときのブーム上昇高さＨと旋回の展開
角度θの関係を示す図であり、掘削終了点０を原点とす
ると、作業対象物を運搬車Ｔ、またはＴ、まで移動させ
る最短距離は、ブームを上昇させながら旋回をし、パケ
ット４９の移動軌跡が直ｖＡｘまたはｙとなる必要があ
り、最終的にはブーム上昇高さＨ８のとき旋回角度はθ
８．或いはそれぞれＨｙ、θ、とならなければ作業能率
の向上とはならないが、図において明らかなように、パ
ケット４９の移動軌跡が直線Ｘ。

ｙとなるためには、同じ旋回角度θ８に対してブーム上
昇高さは、直線Ｘ上ではＨ，、直線ｙ上ではＨ′、とな
り、また同じブーム上昇高さＨ７に対して旋回の所要角
度は、直線ｙ上ではθ、となるが直線Ｘ上ではθ′１で
よいこととなる。

発明が解決しようとする問題点 実作業をするにあたり、パケット４９に加わる作業対象
物の重量は一定作業の反復であり、大きい変化はないが
、作業条件、作業機の立地条件、運搬車Ｔ−、Ｔｙの配
置条件は多様であり、従来機では、運転者がこれに対応
するためには、長期間の熟練と感によりブーム上昇用操
作レバ、旋回操作レバを交互に、微妙に調整し、能率を
向上させることに気をとられて作業上も危険であった。

また、前記のブーム上昇、旋回の関係速度を改善する目
的で第５図の油路３４または４１を固定的な絞り油路と
することを従来機で実施したものであるが、前述の如く
単独作動時の回路効率の低下をもたらす原因となってい
た。

本発明では、上記ブーム上昇、旋回の如き同時操作時に
おいても、作業条件に最も適した両者の関係速度を、不
馴れな運転者にも容易に得られるようにし、能率のよい
作業を実現し、しかも単独作動時の効率低下のない油圧
回路を実現するものである。

問題点を解決するための手段 同一油圧切換弁群内の複数の油圧切換弁により同時に作
動させるアクチュエータのうち、負荷圧力の低いアクチ
ュエータ用油圧切換弁に作用する操作用バイロフト弁の
油圧源側回路または該パイロット弁のパイロット油路の
途中に、調整可能の可変電流スイッチと負荷圧力の高い
アクチュエータ用油圧切換弁を作動させるパイロット圧
で閉路されるスイッチを介して励磁される電磁比例減圧
弁を設ける。

作用 運転に際して、可変電流スイッチを所望の位置に設定し
、負荷圧力の高いアクチュエータ用と低いアクチュエー
タ用の操作レバを操作すると、負荷圧力の低いアクチュ
エータ用油圧切換弁のパイロット油室には減圧されたバ
イロフト圧が作用するので、油圧切換弁は中間開度とな
り、両方のアクチュエータにそれぞれ適量の圧油が供給
される。

また、アクチュエータの相対速度を変更するとき、また
は負荷変動のあるときは、上記可変電流スイッチを調整
して電磁比例減圧弁の流出圧力を変更する。

実施例 この発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

第１図は、この発明を油圧リモートコントロール方式の
油圧ショベルに通用したときの電気・油圧回路図を一部
省略して示す、１は第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ
３、バイロフトポンプ４を駆動するエンジンで、第１油
圧ポンプ２はタンク２１からサクシランストレーナ１９
を経て油を吸入し、吐出油はリリーフ弁１８で調圧され
油路２３を通って左走行用の油圧切換弁７、ブーム上昇
第２連用の油圧切換弁６、アーム第１連用の油圧切換弁
５、旋回モータ１２用の油圧切換弁１４などから構成さ
れる第１油圧切換弁群Ａに流入してゆき、第２油圧ポン
プ３の吐出油はリリーフ弁２０で調圧され油路２４を通
り右走行用の油圧切換弁８、ブーム上昇、下降第１連用
の油圧切換弁９、パケット用の油圧切換弁ｌＯ、アーム
第２連用の油圧切換弁１１から構成される第２油圧切換
弁群Ｂへと流入する。

第１、第２油圧切換弁群Ａ、Ｂに属する各油圧切換弁は
、各群毎に並列油圧回路となっており、それぞれの油圧
切換弁が中立位置、すなわち、操作されないときには、
各アクチュエータへの油路は閉止されるが、油路２３ま
たは２４を通って送油される圧油は、内部の中立時バイ
パス油路を通って、それぞれ油路３５．３６に入り、合
流油路２５となり、オイルクーラ２６、リターンフィル
タ２７を経てタンク２１に戻る。

また、操作レバ３８により作動するパイロット弁１５の
パイロット圧出口ボートに連接したパイロット油路３０
およびその分岐パイロット油路３１は油圧切換弁６．９
のスプールを、ブームシリンダ１３が伸長する側に移動
させるパイロ７）油室に通じ、パイロット弁１５゛のパ
イロット圧出口ボートに連接したパイロット油路３３は
油圧切換弁９のスプールを、ブームシリンダ１３が縮小
する側に移動させるパイロット油室に通じ、操作レバ３
８゛により作動するパイロット弁１６．１６’のパイロ
ット圧出口ボートに連接したパイロット油路４６．４７
は旋回用油圧切換弁１４のパイロット油室に通じている
。その他の油圧切換弁、すなわち、第１油圧切換弁群Ａ
に属する油圧切換弁５．７および第２油圧切換弁群Ｂに
属する油圧切換弁８．１０．１１などは従来の油圧シラ
ペルにおける切換弁と同様、それぞれ専用のパイロット
弁（図示せず）からの油圧信号により、第１油圧ポンプ
２、第２油圧ポンプ３の圧油を切換えて、各アクチュエ
ータに供給し、作動させる。また、バイロフトポンプ４
の吐出油は、油圧切換弁５．６．７．８．９．１０．１
１．１４など操作系の油圧源となるものであり、ライン
フィルタ２８を通り、リリーフ弁２２により調圧され、
油路２９を通ってパイロット弁１５．１５”、１６．１
６”およびその他の油圧切換弁用パイロット弁などに供
給されるが、同一切換弁群Ａに属し、同時に操作される
機会が多く、また負荷圧力の低い方のアクチュエータ用
の油圧切換弁を操作するパイロット弁１６、１６゛へ圧
油を供給する油路３４の途中に電磁比例減圧弁３２を設
け、該電磁比例減圧弁３２は可変［流スイッチ４４、ス
イッチ４５を介して、電源４日により励磁されるように
配線しである。

また、上記スイッチ４５にはパイロット弁１５、すなわ
ち、負荷圧力の高いアクチュエータ用油圧切換弁の切換
操作をするパイロット弁のパイロットが上昇すると閉路
して電源４８が可変電流スイッチ４４に通ずる。

次に、以上の電気・油圧回路における作動について説明
する。

最初に、ブームシリンダ１３の伸縮動作のみの単独操作
をしたときを説明する。一般に油圧シロベルのブームに
は大きい負荷が加わり、強大な力が要求されると共に、
上昇時の作動速度も要求されるので、上昇時には２個の
油圧ポンプの吐出油を同時にブームシリンダの伸長側油
室に供給し、下降時には縮小側油室に１個の油圧ポンプ
の吐出油を導く方式がとられている。第１図における操
作レバ３８をブーム上昇側に操作すると、パイロット弁
１５のパイロット圧油は、パイロット油路３０．３１を
通り、油圧切換弁９のパイロット油室に作用し、スプー
ル位置をＣ位置からＤ位置に移動させるので油路２４の
圧油は、該油圧切換弁９のＤ位置通路、油路３９．４０
を通ってブームシリンダ１３の伸長側油室に流入し、ブ
ームを上昇せしめると同時に、パイロット油路３０は油
圧切換弁６のパイロット油室にも通じているので、該切
換弁６のスプールをＣ位置からＤ位置に切換えようとす
るが、一般的には、ブームシリンダ１３の伸長速度を第
１速と第２速と使い分けする目的でパイロット圧が比較
的低圧のとき、油圧切換弁９側のスプールが先行移動し
、更にパイロット圧が上昇すると油圧切換弁９のスプー
ル位置はＤに移動したまま、油圧切換弁６のスプールが
Ｄ位置に移動するようにしであるので、操作レバ３８を
全操作してパイロット弁１５からより高圧のパイロット
圧信号が油路３０に送り込まれなければ油圧切換弁６は
作動しない、高圧のパイロット圧信号により、やがて、
切換弁６のスプールがＤ位置に移動すると、油路２３か
らの圧油は該切換弁６のＤ位置通路、油路４１を通り、
油路３９からの圧油逆流防止用のチェック弁１７を押開
き、油路３９と合流し、油路４０を通９てブームシリン
ダ１３の伸長側油室に流入する。従って、ブームシリン
ダ１３の伸長側油室へは、操作レバ３８の操作初期では
第２油圧ポンプ３からの圧油のみが、また操作後期では
第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３との圧油が合流し
て流入する。

次いで操作レバ３８を逆方向に操作し、パイロット弁１
５“のパイロット圧出口ポートに接読されたパイロット
油路３３の圧力が上昇し、油圧切換弁９のブームシリン
ダ１３縮小側のパイロット油室に流入すると、該油圧切
換弁９のスプールはＥ位置に移動し、油路２４の圧油は
該油圧切換弁９のＥ位置通路、油路４２．４３を通り、
ブームシリンダ１３の縮小側油室へ流入しブームを下降
せしめる。

次に、旋回モータ１２を単独に作動させる場合について
述べる。

旋回用操作レバ３８゛を操作すると、これに連動するパ
イロット弁１６または１６”の圧力信号がパイロット油
路４６または４７を通って油圧切換弁１４のパイロット
油室に作用し、スプールをＤまたはＥ位置に切換えるの
で、油路２３の分岐油路からの圧油は、該油圧切換弁１
４のＤまたはＥ位置通路を経て、ブレーキバルブ３７の
保護の下に、油圧モータ１２を正転または逆転させる。

従って旋回モータ１２を単独で作動せしめるときは、第
１油圧ポンプ２の吐出油が全量油圧モータ１２に流入す
ることとなる。

次に、第１図の油圧回路の油圧シロベルにおいて、第６
図の如くブームシリンダ１３に大きな負荷が常時加わっ
ているときや、第７図の如く旋回作動角度が僅かの間に
ブーム上昇作動を大きく得る必要があるとき、しかも旋
回動作、ブーム上昇動作を同時に行う場合について説明
する。

ブームを上昇せしめるため、操作レバ３８を全量し、パ
イロット弁１５からの高いパイロット圧油がパイロット
油路３０に流入すると、上述の如く、油圧切換弁９．６
のスプールは共にＤ位置に移動し、第１ポンプ２、第２
ポンプ３の圧油は共にブームシリンダ１３に流入しよう
とするが、同時に、旋回モータ作動用操作レバ３８°を
操作していると、油圧切換弁１４のスプールもＤまたは
８位１に移動しているので、第１ポンプ２の圧油は油圧
切換弁６．１４に、それぞれに係るアクチュエータの負
荷圧力に逆比例して分散、流入する筈であるが、本発明
では、回路図に示す如く、パイロット油路３０に信号圧
が加わると、スイッチ４５の回路は閉じ、電源４８から
可変電流スイッチ４４に通電される。従って、予め該可
変電流スイッチ４４を！ＩＩ！しておくことにより、そ
の設定値に応じて出口ボートから油路３４に送出する圧
力が決定される電磁比例減圧弁がパイロット弁１６．１
６″の圧油流人ボートとの間に設けであるので、該パイ
ロット弁１６．１６゛からの最高パイロット圧は他のバ
イロフト弁からの圧力よりも減圧され、パイロット油路
４６．４７を通って油圧切換弁１４のパイロット油室へ
と導かれる。

その結果、ブーム用油圧切換弁９．６が完全にＤ位置に
切換ねったときも、旋回用油圧切換弁１４はＣ位置から
ＤまたはＥ位置への切換わり中間位置となり、絞り通路
を経由して旋回モータ１２を作動させることとなる。パ
イロット圧と油圧切換弁１４のスプール移動ストローク
との関係を図によって詳記する。第３．４図とも、横軸
には油圧切換弁のスプールが中立のときを原点としてス
トロークＳをとり、パイロット油室に作用するバイロフ
ト圧を縦軸にとった図であるが、第３図は、バイロフト
弁に供給される油圧源を減圧しないときの関係示す図で
あり、バイロフト圧Ｐがｏ　−ｐ。

のときはスプールは移動しないか、または開口しない、
いわゆる不感帯であり、Ｐ、からＰ、に昇圧するにした
がい、ストロークＳはＳｌから最大ストロークＳＳとな
り、内部通路の開度は最大となる。更にパイロット圧が
Ｐ４まで昇圧してもストロークＳコを保持し続ける。一
方策４図はパイロット弁に供給する油圧源を減圧弁によ
りＰｌとＰ、の中間圧力Ｐ。

に減圧したときの状況を示し、ストロークＳの最大値は
ＳＬとＳ、の中間値Ｓ２となり、油圧切換弁の内部通路
の開度は半開となるので絞り通路を形成し通過抵抗が付
加される。

従って、前記油圧切換弁１４のＤまたはＥ位置通路に絞
り抵抗を与えるべく、可変電流スイッチ４４の設定値を
、ブームシリンダＩ３に加わる負荷圧力や作業条件に適
した旋回角度になるように調整しておくことにより、ブ
ーム上昇、旋回時において操作レバを微調整することな
く計画的な関係速度にすることができる。

なお、ブーム上昇操作以外の操作のときは、スイッチ４
５が作動せず、電磁比例減圧弁３２には通電されないの
で、パイロット弁１６．１６°の油圧源圧力は減圧され
ず、通常の油圧ショベルの運転操作と何隻変化はない。

第２図は本発明の第２実施例を示す油圧・電気回路図で
あり、第１実施例では電磁比例減圧弁３２により減圧し
た油圧源を、パイロット弁１６．１６゛に供給したが、
第２実施例では油圧源は他のパイロット弁と同一であり
、パイロット弁１６．１６’と油圧切換弁１４のパイロ
ット油室とを連通ずるパイロット油路４６．４７の中間
に比例電磁減圧弁３２．３２°を配置したものであるが
、その作用効果は第１実施例と全く同様である。

発明の効果 本発明にかかる油圧ならびに電気回路を有する油圧作動
装置では、油圧ショベルにおけるブーム上昇、旋回の如
（、同一の油圧切換弁群内の油圧切換弁を同時に操作を
し所定の複合運転をする場合、作業対象物やアクチュエ
ータのＭ［による負荷圧力の変化、作業条件の変化によ
る作動経路の要求の異なるようなときにおいても、予め
、可変電流スイッチを調整したうえで運転をすれば、従
来の如く操作レバを微妙に操作する必要もなく所定の運
動が得られるので作業能率が上り、また初心者にも安全
な複合運転操作ができる。

【図面の簡単な説明】

第１ｒｉ！Ｊ、第２図は、それぞれ本発明の第１実施例
、第２実施例を示す油圧・電気回路図、第３．４図は油
圧切換弁のパイロット油室に作用するパイロフト圧とス
プールの移動ストロークの関係を示す線図、第５図は従
来の実施例を示す油圧回路図、第６図は油圧シタベルの
フロントアタッチメントとして特殊タラムシエルを装備
した側面図、第７図は油圧ショベルのブーム上昇高さと
旋回角度の関係を示す図である。 Ａ・・・・・・・・・・第１油圧切換弁群Ｂ・・・・・
・・・・・第２油圧切換弁群１２・・・・・・・・・旋
回モータ １３・・・・・・・・・ブームシリンダ１５．１５°・
・・・パイロット弁 １６．１６°・・・・バイロフト弁 ３２・・・・・・・・・電磁比例減圧弁４４・・・・・
・・・・可変電流スイッチ４５・・・・・・・・・スイ
ッチ 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイロット油圧信号により並列構成の油圧切換弁
   群の油圧切換弁を切換えて圧油を、それぞれのアクチュ
   エータに供給する油圧回路において、同一油圧切換弁群
   内の負荷圧力の低いアクチュエータ用油圧切換弁のパイ
   ロット油室に信号圧を送るパイロット弁の油圧源回路の
   途中に電磁比例減圧弁を設け、該電磁比例減圧弁の励磁
   部に可変電流スイッチおよび負荷圧力の高いアクチュエ
   ータ用油圧切換弁のパイロット弁の圧力信号で閉路する
   スイッチとを介して電源を導通せしめたことを特長とす
   るアクチュエータ相対速度の可変装置。
2. （２）負荷圧力の低いアクチュエータ用油圧切換弁のパ
   イロット油室に通ずる、おのおののパイロット油路の途
   中に、電磁比例減圧弁を設け、該電磁比例減圧弁の励磁
   部に、同時に、可変電流スイッチおよび負荷圧力の高い
   アクチュエータ用油圧切換弁のパイロット弁の圧力信号
   で閉路するスイッチを介して電源を導通した上記特許請
   求範囲第１項記載のアクチュエータ相対速度可変装置。