JPS6238497B2

JPS6238497B2 -

Info

Publication number: JPS6238497B2
Application number: JP8510681A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshimatsu
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1987-08-18
Also published as: JPS57201434A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、旋回制御性の秀れた油圧シヨベルの
油圧回路に関する。

従来、油圧シヨベルの油圧回路は、一般に第１
図に示すように、油圧ポンプP₁，P₂に、主リリー
フ弁１１および左走行用、ブーム１速用、バケツ
ト用、アーム２速用の各方向制御弁１２，１３，
１４，１５を備えた主制御弁１と、主リリーフ弁
２および右走行用、旋回用、アーム１速用、ブー
ム２速用の各方向制御弁２２，２３，２４，２５
を備えた主制御弁２とを介して左走行モータ
M₁、ブームシリンダC₁、バケツトシリンダC₂お
よび右走行モータM₂、旋回モータM₃、アームシ
リンダC₃を接続して構成されている。３はブレ
ーキ弁で、カウンタバランス弁３１と、オーバー
ロードリリーフ弁３２，３３を有する。Ｔは油タ
ンクである。

上記従来回路による旋回では、主制御弁２中の
旋回用方向制御弁２３のON―OFF的な切換えに
よつて、該方向制御弁２３とカウンタバランス弁
３１とによる方向制御と、メインリリーフ弁２１
とオーバーロードリリーフ弁３２，３３による圧
力制御で旋回体の加速および減速を制御してい
る。この場合、前記各リリーフ弁２１，３２，３
３が一定高圧力に設定されているため、旋回加速
および減速時に急激に圧力上昇し、旋回体にシヨ
ツクが発生するおそれがあつた。とくに、旋回の
減速、停止時には、旋回減速をゆつくり行わせる
ために、前記方向制御弁２３のスプールをゆつく
り戻しても、カウンタバランス弁３１のスプール
は急激に応答して旋回モータM₃の戻り側が必要
以上に圧力上昇し、そのため、旋回体に急激な大
きなブレーキ力が作用し、大きなシヨツクが発生
する。また、旋回停止の瞬間に、アタツチメント
や作動油に蓄えられた弾性エネルギーにより旋回
体が反対側に揺れ戻り、さらに交互に数度揺れ動
くことになり、スムーズな停止が困難である。つ
まり、従来のように、カウンタバランス弁を使用
したのでは、減速、停止の制御性が悪い。また、
カウンタバランス弁３１のパイロツト圧力は通常
５〜10Kg／cm²であるため、その作動の安全性を考
慮して弁本体とスプールのクリアランスを大きく
とつてある。このため、リーク量が大きくなり、
傾斜地での旋回の保持性能が悪いという問題もあ
つた。

なお、従来回路において、上記従来の欠点を解
消するために、カウンタバランス弁３１を省略
し、旋回用方向制御弁２３をABブロツクとした
ものがあるが、このような回路では、旋回加速も
しくは停止時の急激な圧力上昇およびシヨツク等
によつて旋回モータM₃と旋回用方向制御弁２３
との間のホース３４，３５が破裂したり、継手部
が外れたりする場合があり、このような場合、旋
回が停止できなくなり、非常に危険である。

また、旋回とアーム下げ（アームシリンダC₂
は伸長）、旋回とブーム上げ等の同時作業時に、
油圧ポンプP₂からの吐出油を旋回回路に供給しな
がら、その余剰油を下流のアーム回路またはブー
ム回路に供給する際、上記従来回路では、旋回回
路とアーム回路およびブーム回路を単にパラレル
に接続したにすぎないため、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ブ
ーム回路の影響を受け、下流が低圧のときは旋回
も低圧となり、そのため作業内容によつては旋回
がスムーズに行われない場合があつた。

本発明は、上記の点に鑑み、旋回加速時および
減速時の制御性能を向上させ、シヨツクを緩和し
てスムーズに旋回加速および減速できるようする
と共に、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、かつ、傾斜地等での旋回体の保
持性能を向上させて安全性を高め、さらに、旋回
とアーム引きあるいはブーム上げ等の同時作業時
に、旋回が下流の回路圧力の影響を受けずに旋回
優先で適正に作業できるようにしたものである。

以下、本発明を第２図以降に示す実施例に基づ
いて説明する。

第２図において、油圧ポンプP₁には従来の主制
御弁１と同様の主制御弁１を介して左走行用モー
タM₁、ブームシリンダC₁、バケツトシリンダ
C₃、アームシリンダC₂を接続する。ただし、第
２図では該主制御弁１および各アクチユエータ
M₁，C₁，C₃，C₂は図示省略している。

一方、油圧ポンプP₂には、管路４０，５０を介
して従来の主制御弁２とは異なる主制御弁４と、
旋回制御弁５とをパラレルに接続している。該主
制御弁４は、主リリーフ弁４１と、可変シーケン
ス弁４２と、右走行用方向制御弁４３と、アーム
１速用方向制御弁４４と、ブーム２速用方向制御
弁４５とを有し、可変シーケンス弁４２を上流に
配置し、同弁４２にてブリードオフした油を下流
の方向制御弁４３，４４，４５のアンロード通路
４６とパラレル通路４７，４８に導くようにして
いる。

旋回制御弁５は、弁ブロツクに旋回用方向制御
弁５１と、オーバーロードリリーフ弁５２，５３
と、ロードチエツク弁５４と、アンチキヤビテー
シヨンチエツク弁５５，５６とを組込んでなるも
ので、アンロード通路はなく、旋回モータM₃に
直結している。

リモコン弁６は、レバー６１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
ら導入した一次側圧力に対して二次側管路６２，
６３に導出する圧力を制御し、該管路６２，６３
に導出した二次側圧力を前記旋回制御弁５中の方
向制御弁５１の両側パイロツトポートに導いて同
弁５１を中立ａ位置からｂまたはｃ位置に切換え
ると共に、該管路６２，６３の高圧側の圧力をシ
ヤトル弁６４および管路６５により前記可変シー
ケンス弁４２に導いて同弁４２の設定圧力を制御
できるようにしている。

この場合、可変シーケンス弁４２の設定圧力は
前記リモコン弁６の二次側管路６２，６３に導か
れる二次側圧力のうち高圧側の圧力によつて制御
されるが、その設定圧力は常にメインリリーフ弁
４１の設定圧力未満で、かつ、オーバーロードリ
リーフ弁５２，５３の設定圧力未満とする。たと
えば、メインリリーフ弁４１の設定圧力を250
Kg／cm²とし、オーバーロードリリーフ弁５２，５
３の設定圧力を220Kg／cm²とすると、リモコン弁
６０の二次側圧力を０〜30Kg／cm²の範囲で制御す
ることによつて、可変シーケンス弁６の設定圧力
を第３図に示すように0.3〜210Kg／cm²の範囲で制
御できるようにする。

また、旋回方向制御弁５にはパイロツト型スプ
ール弁を用い、そのパイロツトポートに導かれる
リモコン弁６の二次側圧力に応じてスプールのス
トロークが制御され、かつ、該スプールのストロ
ークに応じてスプールの開口面積が第４図，第５
図に示すように制御され、同弁５の各ポートへの
流れの方向、圧力、流量をそれぞれメータアウト
制御し得るものを用いる。なお第５図において、
線はポンプ側管路５０からモータ側通路５７、
線はモータ側通路５８からタンク側通路５９、
線はポンポ側管路５０からモータ側通路５８、
線はモータ側通路５７からタンク側通路５９へ
の各流れに対するスプールストロークとスプール
開口面積との関係を示す。

次に、作用について説明する。

まず、レバー６１を矢印イ方向に操作すると、
レバー操作角に応じてリモコン弁６の二次側管路
６２に二次側圧力が導出され、その二次側圧力が
矢印ロ方向に導かれ、旋回制御弁５中の方向制御
弁５１が中立ａ位置からｂ位置に切換えられ、油
圧ポンプP₂の吐出油が矢印ハ方向に導かれて旋回
モータM₃に流入する。このとき、油圧ポンプP₂
の吐出油は主制御弁４にも流入するが、前記リモ
コン弁６の二次側圧力が管路６２からシヤトル弁
６３を経て矢印ニ方向にも導かれ、可変シーケン
ス弁４２の設定圧力が高くなるように制御されて
いるので、該主制御弁４に流入した前記油圧ポン
プP₂の吐出油はこの主制御弁４の入口で可変シー
ケンス弁４２によりブロツクされると共に、該油
圧ポンプP₂の吐出油が該可変シーケンス弁４２の
設定圧力に対応する圧力まで上昇し、この圧力で
旋回を加速することになる。

この場合、レバー６１の矢印イ方向への操作角
によつてリモコン弁６の二次側圧力が制御され、
この二次側圧力によつて可変シーケンス弁４２の
設定圧力が制御され、さらにこの設定圧力によつ
て油圧ポンプP₂の吐出圧力が制御される。従つ
て、レバー６１の矢印イ方向への操作角が小さい
ときは油圧ポンプP₂の吐出圧力が低圧となり、低
圧で旋回を加速し、該操作角を大きくすれば、油
圧ポンプP₂の吐出圧力が高圧となり、高圧で旋回
を加速でき、さらに、該操作角を中立から次第に
大きくすることによつて旋回を徐々に加速し、シ
ヨツクが少なく、スムーズに加速でき、レバー６
１の操作によつて旋回加速時のトルクコントロー
ルを行うことができる。

上記旋回加速時において、旋回制御弁５中の方
向制御弁５１のスプール開口面積は、前記リモコ
ン弁６の二次側圧力によつて制御され、油圧ポン
プP₂の吐出油のうち該弁５１のスプール開口面積
と可変シーケンス弁４２の設定圧力に見合つた流
量および圧力の吐出油が前記旋回モータM₃に優
先的に流入し、その余剰油が矢印ホ方向に導か
れ、可変シーケンス弁４２により同弁の設定圧力
でブリードオフされ、通路４２ｂを経てアンロー
ド通路４６およびパラレル通路４７，４８に流入
する。このとき、下流の各方向制御弁４３，４
４，４５が中立位置にあれば、該余剰油はアンロ
ード通路４９ａ，４９ｂを経て油タンクＴに還流
される。

次に、上記旋回加速と同時に、アーム１速用方
向制御弁４４を上位置に切換えると、前記可変シ
ーケンス弁４２にてブリードオフされた余剰油が
矢印トに導かれてアームシリンダに流入し、以つ
て、油圧ポンプP₂の吐出油を旋回加速とアーム押
し（シリンダ縮み）の双方に有効に利用でき、エ
ネルギーロスをなくすことができる。さらにこの
場合、アーム回路圧力が低くても、主制御弁４の
入口側に可変シーケンス弁４２を設けてあるの
で、油圧ポンプP₂の吐出油の下流のアーム回路の
圧力の影響を受けずに、可変シーケンス弁４２の
設定圧力に対応する圧力で旋回回路に優先的に流
入し、適正に旋回加速でき、旋回加速とアーム引
きの同時作業を効率よく行わせることができる。
なお、アーム回路の圧力が高い場合には、前記可
変シーケンス弁４２はその機能を失い、前記ポン
プP₂の吐出圧力は下流のアーム回路圧力に対応し
て上昇するが、このときの旋回圧力の最大値は旋
回ブレーキ弁５中のオーバーロードリリーフ弁５
３の設定値で決まる最高圧力によつて保証され
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４５を操作しても、上記
旋回加速とアーム引きの同時作業時と同様に、前
記可変シーケンス弁４２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、該弁４
２にてブリードオフされ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、
旋回回路を優先させて、前記弁４２の設定圧力に
対応する圧力で旋回を加速できる。

次に、上記旋回を停止するときは、レバー６１
を中立位置に戻すことにより、リモコン弁６の二
次側圧が０となり、旋回用方向制御弁５１が中立
ａ位置に戻され、油圧ポンプP₂から旋回モータ
M₃への圧油の供給が停止されると共に、戻り側
の通路５８がブロツクされ、旋回モータM₃はオ
ーバーロードリリーフ弁５２によりブレーキがか
けられやがて停止する。これと同時に可変シーケ
ンス弁４２の圧力は最低値になり、油圧ポンプP₂
はアンロードする。

このとき、レバー６１をゆつくり中立位置に戻
すと、リモコン弁６の二次側圧力が徐々に低下
し、旋回用方向制御弁５１が徐々に中立位置に戻
され、旋回モータM₃の吸込側への油の流れに対
するスプール開口面積および出口側から油タンク
Ｔへの油の流れに対するスプール開口面積が徐々
に小さくなり、旋回モータM₃に対して徐々にブ
レーキ力を働かせ、旋回モータM₃をスムーズに
停止させることができる。なお、上記レバー６１
を急速に中立位置に戻すと、旋回用方向制御弁５
１が急速に中立ａ位置に戻され、モータ出口側通
路５８内の圧力が急上昇するが、この通路５８は
旋回モータM₃に直結した旋回制御弁５の弁ブロ
ツク内に設けてあるので、前述した従来のホース
で接続した場合のようにホースが破裂する等のお
それがなく、旋回モータM₃を確実に停止させる
ことができる。さらにまた、上記旋回用方向制御
弁５１によれば、従来のカウンタバランス弁に比
べてパイロツト圧力を大きくすることができるた
めスプールクリアランスを小さくしてリーク量を
少なくでき、傾斜地等における旋回停止時の保持
性能を向上でき、安全性を向上できる。

以上説明したように、本発明によれば、旋回加
速ならびに減速をスムーズに行わせることがで
き、旋回制御性能を向上できる。しかも、旋回加
速時にはレバー操作によつて旋回を自由にトルク
コントロールでき、かつ、減速停止時に旋回モー
タの出口側の圧力が急上昇してもホースが破裂し
たり継手部が外れたりするおそれがなく、旋回を
確実に減速停止させることができると共に、傾斜
地等での旋回体の保持性能を向上でき、安全性を
大巾に向上できる。また、旋回とアームおよびブ
ームの同時作業時には、旋回回路をアーム回路お
よびブーム回路に対して優先させ、旋回を常に適
正に行わせることができ、上記同時作業を効率よ
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油圧シヨベルの油圧回路図、第
２図は本発明の実施例を示す主要部の油圧回路
図、第３図はリモコン弁の二次側圧力と可変シー
ケンス弁の設定圧力との関係の一例を示す制御特
性図、第４図は旋回用方向制御弁のスプールの一
例を示す模式図、第５図は旋回用方向制御弁のス
トロークとスプール開口面積との関係の一例を示
す制御特性図である。 P₁，P₂…油圧ポンプ、M₁…左走行モータ、M₂
…右走行モータ、M₃…旋回モータ、C₁…ブーム
シリンダ、C₂…バケツトシリンダ、C₃…アーム
シリンダ、１，４…主制御弁、１１…主リリーフ
弁、１２…左走行モータ用方向制御弁、１３…ブ
ーム１速用方向制御弁、１５…アーム２速用方向
制御弁、４１…主リリーフ弁、４２…可変シーケ
ンス弁、４３…右走行モータ用方向制御弁、４４
…アーム１速用方向制御弁、４５…ブーム２速用
方向制御弁、５…旋回制御弁、５１…旋回用方向
制御弁、５２，５３…オーバーロードリリーフ
弁、６…リモコン弁、６１…レバー。

Claims

【特許請求の範囲】

１油圧シヨベルの油圧回路において、油圧ポン
プに対し、旋回制御弁と主制御弁とをパラレルに
接続し、旋回制御弁はアンロード通路なしに構成
して旋回モータに直結し、主制御弁は最上流に可
変シーケンス弁を有し、その下流に旋回以外のア
クチユエータ用制御弁を具備して前記可変シーケ
ンス弁によりブリードオフした油を下流のアクチ
ユエータ用制御弁に導くように構成してなり、一
方、レバー操作によつて二次側圧力が制御される
リモコン弁の該二次側圧力により、前記旋回制御
弁を切換えて旋回モータへの油の流入を制御する
と共に、可変シーケンス弁の設定圧力を制御して
旋回圧力を制御しそのブリードオフ油を下流のア
クチユエータ用制御弁に流入するようにしたこと
を特徴とする油圧シヨベルの油圧回路。