JPS6255337A - 油圧シヨベルの油圧装置 - Google Patents

油圧シヨベルの油圧装置

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JPS6255337A
JPS6255337A JP60189891A JP18989185A JPS6255337A JP S6255337 A JPS6255337 A JP S6255337A JP 60189891 A JP60189891 A JP 60189891A JP 18989185 A JP18989185 A JP 18989185A JP S6255337 A JPS6255337 A JP S6255337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boom
pressure
motor
oil
slewing
Prior art date
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Pending
Application number
JP60189891A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Fujikawa
藤川 浩昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP60189891A priority Critical patent/JPS6255337A/ja
Publication of JPS6255337A publication Critical patent/JPS6255337A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12Slewing or traversing gears
    • E02F9/121Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/123Drives or control devices specially adapted therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は油圧ショベルにおける油圧装置の改良に関する
ものである。
油圧ショベルの性能向上の内容として、作業量アップ、
省エネルギー、操作性アップが主な要求項目である。
本発明はこれらの項目を満足させること、特に旋回操作
とブーム上げ操作との同時操作時にこれら項目を満足さ
せることのできる油圧装置に関するものである。
(従来技術) 従来油圧ショベルの旋回系の油圧回路としては、旋回用
固定容量型油圧モータを旋回専用ポンプで駆動するよう
にした3ポンプ方式(第6図)或は旋回、アーム、ブー
ム2速、片側走行を一つのポンプで駆動するようにした
2ポンプ方式(第7図)がある。
(発明が解決しようとする問題点) ところが第6図に示す旋回モータ専用のポンプを設けた
3ポンプ方式はコスト高とエネルギーロスが大(起動時
にリリーフする)であり、かっこの3ポンプ方式の旋回
モータ用回路を閉回路とした場合更にコスト面で不利で
ある。
また、第7図に示す2ポンプ方式では旋回操作とブーム
2速上げの同時操作時(持上げ旋回)はブームの持ち上
げ圧力で旋回のトルクが決められてしまうため、適切に
設計しても、必要とする旋回角度、ブーム・アームの相
対位置、負荷の状態によりフル1ツバ−操作では思った
通りの位置に制御出来ない。
従って実際の作業では共にフルレバー操作後、最終段階
で旋回とブームの個別調整をしてダンプする位置に持っ
ていかざるを得ない。言い替えれば狙った位置にレバー
調整なしには所定のダンプ位置に持って行けないため、
サイクルタイムダウン及びエネルギーロスはさけられな
い。
(問題点の解決手段) 本発明は、従来技術の問題点を解決するため、同一の油
圧ポンプにより駆動される可変容量型旋回モータと他の
アクチェータとをパラレル回路によって接続すると共に
、旋回モータの容量を旋回モータと他のアクチェータと
を同時作動させた場合にのみ制御弁により制御すると共
に、制御弁をブーム用油圧シリンダの必要ストローク、
旋回モータの旋回角度、ブーム用油圧シリンダの駆動圧
及び旋回モータによって駆動される旋回体の慣性モーメ
ントから演算して得られる調整器からの出力信号により
制御するようにした。
即ち、予め与えられた条件、即ち旋回角度、アーム・ブ
ームの相対位置及び負荷によって決まるブーt1持上圧
力、及び持上げ高さ等を考慮して旋回モータの容量を決
定すると共に、この旋回モータは可変容量型で、外部か
ら容量調整を可能とし。
旋回モータの制御を旋回角度、ブームの持上げ高さ、圧
力計で検出したブーム用油圧シリンダの駆動圧及び旋回
モータによって駆動する旋回体の慣性モーメントから演
算して得られる調整器からの出力信号によって最適値に
制御することができるようにしたものである。
(実施例) 第3図は本発明に係る油圧ショベルの側面図で。
1は旋回モータでこれによってショベル本体3は旋回さ
れる。2はブーム用油圧シリンダで本体3とブーム4間
に取付けられている。5はアーム、6はパケットで、そ
れぞれアーム用油圧シリンダ7及びパケット用油圧シリ
ンダ8によって操作される。
第1図は本発明の油圧ショベルの油圧回路の一例を示す
もので、1は可変容量型旋回モータであり、これは第3
図に符号1で示したものと同じである。9はパイロット
ポンプで、後述する調整器10からの指令信号によって
作動する電磁比例減圧弁11を介して前記旋回モータ1
の制御アクチェータ12にパイロット圧を供給して旋回
モータ1の吐出流量を制御する。
第2図は第1図のA矢視部の調整器10の部分の詳細を
示すもので、持上高さH及び旋回角度θによるi ()
l)、1(O)を調整器10に入力し、かつ持上圧力P
を圧力計24で検出し、それを電気信号i (P)に変
換する。一方ブーム4、アーム5、パケット6等のアタ
ッチメントの状態を検出し、アタッチメントの重量、シ
ョベル本体3の重量・重心を考慮して慣性モーメントT
を演算し、この慣性モーメントエの電気信号i (I)
を調整器10に入力する。以上のH2O,I、Pより旋
回モータ1の容量が最適になる様調整器10で後述する
式(7)で演算し、その出力信号を制御弁11に与え、
パイロットポンプ9からのパイロット圧を制御して旋回
モータ1の吐出流量を制御するようになっている。
この調整器10と制御弁11とを結ぶ回路には後述する
リミットスイッチa及びbにより作動する接点a′及び
b′が直列に配置されている。
13は旋回用方向切換弁で、前記旋回モータ1に供給す
る圧油の方向を制御するもので、該切換弁13には切換
位置で作動するリミットスイッチaが設けられており、
該スイッチaは作動時に前記接点a′を閉じるようにな
っている。
14はブーム2速用切換弁で、ブーム用油圧シリンダ2
の上げ操作時にのみブーム用方向切換弁15に連動して
切換わるようになっており、かつ該切換弁14には切換
位置で作動するリミットスイッチbが設けられていて、
該スイッチbの作動時に前記接点b′を閉じるようにな
っている。16゜17はエンジン18により駆動される
主ポンプ、19゜20.21.22.23はアーム用油
圧シリンダ、パケット用油圧シリンダ或は走行用モータ
等の他のアクチェータを制御するための方向切換弁であ
る。そして、前記旋回用方向切換弁13、ブーム2速用
切換弁14及び他のアクチェータ用方向切換弁19゜2
0は主ポンプ16にパラレル回路によって接続されてい
る。また、ブーム用方向切換弁15及び他のアクチェー
タ用方向切換弁21,22.23は、主ポンプ17にパ
ラレル回路によって接続されている。
24は圧力計で前記ブーム2速切換弁14とブーム用油
圧シリンダ2とを接続する管路Cに設けられており、か
つこの圧力計24の検出値は電気量として前記調整器1
0に入力する。
(実施例の作用) こ\でまず旋回・ブーム上げ操作等における旋回モータ
とブーム用油圧シリンダ間の関係について解析する。
T :旋回トルク(kg−cm) q :旋回モータへの油流入量(ad/5ee)■ =
本体の慣性モーメント(kg−an゛sec2)QM:
旋回モータの油吸収量(al/rev)0 :旋回角度
(Rad)  t :時間(see)Qρ:ポンプ吐出
量(L31/5ee)P ;持上げ圧力(kg/cJ)
  とすると、一方旋回モータへの油流入量から旋回ス
ピードは、00式より 又圧力・吸収量からの旋回トルクは。
T = PQM/ 2π ・・・■ ■を■に代入してqを求めると、 但しq≦Qp 旋回・ブーム持上げ時の油圧回路を簡単に書くと第4図
の如くなり、ブーム用油圧シリンダ2の流入量を求める
と、 ■式を積分して これを■式に代入して、θとHの関係を求めると、= 
K、−gir刀刃−に2QM・θ・・・■となる。
但しK 1= 40p mΣ下、 K2=1/2πとする。
従って、ブーム上昇に伴なう本体慣性モーメントI及び
持上げ圧力Pの変化はないと考えるとに、IK2は定数
となり、H・θの関係をグラフに画くと第5図の如くな
る。
こ賢で旋回モータ1の油吸収量QMを変化させると、ト
が小さい程、θの増加分に対しHの増加する割合が増え
ることが判る。言いかえれば旋回角度Oが小さくて多く
 (高く)持上げたい場合はトを小さくし、逆に旋回角
度が大きくて持上げ量(高さ)が少い場合には舶を大き
くすれば、旋回及びブーム上げのフルレバー操作で所定
の持上位置にレバー調整なしに到達出来ることになる。
但し鮪の設定に於ては到達すべき旋回角度θとブームの
持上高さくブームシリンダへの流入量)H及び慣性体の
慣性モーメントエを入力し油圧シリンダの駆動圧(持上
圧力)Pを検出し、かつこれらを入力信号として調整器
に入力して演算した結果でQMを制御する。
次に具体的な作動を第1図の実施例について説明する。
主ポンプ16より吐出される圧油は、旋回用方向切換弁
13及びブーム2速用切換弁14にパラレルに供給され
る。
このブーム2速用切換弁14はブーム用方向切換弁15
と連動して作動するようになっており、ブーム用方向切
換弁15をブーム用油圧シリンダ2の上げ側に操作した
時にのみ連動して作動する。
従って、旋回用方向切換弁13とブーム用切換弁14.
15を同時操作時、即ち持上げ乍ら旋回する時はブーム
シリンダ2へはポンプ16及び17より圧油が供給され
ると共に可変容量型の旋回モータ1へはポンプ16から
圧油が供給される。このときの状態は第4図の如きであ
り、旋回モータ1とブーム用油圧シリンダ2の動きは、
前述の式■の通りとなる。但し旋回用方向切換弁13.
ブーム用方向切換弁15及びブーム2速用切換弁14の
同時操作時のみ、旋回モータ1の容量を変化させ、その
他の動作時は容量を固定するため、リミットスイッチa
、bが共に作動したときのみ接点、a′、b′を介して
電磁比例減圧弁11が作動してパイロットポンプ9より
の圧油が制御弁11で比例減圧され、旋回モータ制御用
アクチェータ12に供給することにより、旋回モータ1
の容量変化をさせるようになっている。
なお実機においては持上げ旋回時の持上げ圧力P及びシ
ョベル本体の慣性モーメント■の変動は比較的小さいの
で成敗段階に切換えるか、場合によっては一定値として
も本機能を充分満足することができる。
(効果) 外部より容量変更を可能とした可変容量型旋回モータと
ブーム用油圧シリンダとをパラレル回路によって接続し
、上記旋回モータの容量は旋回モータとブーム用油圧シ
リンダを同時に作動させた場合のみ変更可能とし、かつ
ブーム用油圧シリンダの必要ストローク(持上げ高さ)
、旋回モータの旋回角度、ブーム用油圧シリンダの駆動
圧及び旋回モータによって駆動される旋回体の慣性モー
メントに基づき、旋回モータの容量を最適に制御するよ
うにしたので油圧ショベルの性能向上特に旋回とブーム
持上げの同時操作時に最適条件を付与し作業性能を向上
させる上で顕著な効果を発揮しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例回路。 第2図は本発明の調整器部の詳細図。 第3図は油圧ショベルの本発明に係る構成機器の配置を
示す。 第4図は持上旋回時に於ける旋回モータとブーム用油圧
シリンダへの圧油の供給状態を示す。 第5図は旋回角度θとブームシリンダへの流入量Hとの
関係グラフ。 第6図は固定容量型旋回モータを使用した旋回独立、3
ポンプ方式の回路例である。 第7図は従来の固定容量型旋回モータを使用した2ポン
プ回路例。 図において; 1 旋回モータ 2 ブーム用油圧シリンダ 3 ショベル本体  4 ブーム 5 アーム     6 パケット 7 アーム用油圧シリンダ 8 パケット用油圧シリンダ 9 パイロットポンプ10  調整器 11  電磁比例減圧制御弁 12  旋回モータ制御用アクチェータ13  旋回用
方向切換弁 14  ブーム2速用切換弁 15  ブーム用方向切換弁 16、17  主ポンプ   18  エンジン19.
20,21,22,23  方向切換弁24  圧力計 a 旋回用リミットスイッチ b ブーム用リミットスイッチ a’  (aに連動する)接点 b’  (bに連動する)接点 C油路 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同一の油圧ポンプにより駆動される可変容量型旋回モー
    タと他のアクチエータとをパラレル回路によって接続す
    ると共に、旋回モータの容量を旋回モータと他のアクチ
    エータとを同時作動させた場合にのみ制御弁により制御
    すると共に、制御弁をブーム用油圧シリンダの必要スト
    ローク、旋回モータの旋回角度、ブーム用油圧シリンダ
    の駆動圧及び旋回モータによって駆動される旋回体の慣
    性モーメントから演算して得られる調整器からの出力信
    号により制御するようにしたことを特徴とする油圧ショ
    ベルの油圧装置。
JP60189891A 1985-08-30 1985-08-30 油圧シヨベルの油圧装置 Pending JPS6255337A (ja)

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