JPS6311493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧シヨベルの旋回を優先させ、か
つ、旋回のトルクコントロールを可能にした油圧
回路に関する。

従来、油圧シヨベルの油圧回路は、一般に、２
個の油圧ポンプの吐出油を２個のメインコントロ
ールバルブで制御するダブルポンプ回路となつて
おり、一方の油圧ポンプの吐出油を左走行用、ブ
ーム１速用、バケツト用とし、他方の油圧ポンプ
の吐出油を右走行用、旋回用、アーム１速用、ブ
ーム２速用として用いるようになつている。

上記従来の油圧回路によれば、旋回加速時に、
旋回回路の圧力が油圧ポンプに接続されたメイン
リリーフ弁によつて決められ、該リリーフ弁が一
定高圧力に設定されているため、旋回加速時に急
激に圧力上昇し、旋回体にシヨツクを発生するお
それがあつた。

また、旋回とアーム引き（アームシリンダは伸
長）、旋回とブーム上げ等の同時作業時には、油
圧ポンプ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
回路に供給するが、この従来回路では、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、アーム回路またはブーム回路
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なわれない場
合があつた。このような欠点を補うために、従来
では、操縦者が各方向制御弁のスプール開度を制
御することによつて各回路への供給油量を制御
し、両方の動きを適合させるように操作している
が、この操作は非常に難かしく、操縦者の期待通
りに機械を運転することは至難のわざである。

本発明は、上記の点に鑑み、旋回加速時に、レ
バー操作によるトルクコントロールを可能にし、
シヨツクを緩和してスムーズに旋回加速できるよ
うにすると共に、旋回とアームあるいは旋回とブ
ーム等の同時作業時に、旋回が下流の回路圧力に
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、本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。

まず、第１図において、油圧ポンプP₁の吐出
回路１０には、従来回路と同様に、メインリリー
フ弁１１と、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１２，１３，１
４，１５を備えたメインコントロールバルブV₁
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C₃、アームシリンダC₂を接続
している。

他方の油圧ポンプP₂の吐出回路２０には、従
来と異つたメインコントロールバルブV₂を介し
て右走行モータM₂、旋回モータM₃、アームシリ
ンダC₂、ブームシリンダC₁を接続している。す
なわち、メインコントロールバルブV₂には、入
口側にメインリリーフ弁２１および圧力補償付流
量制御弁３０を配置し、その下流側には旋回用、
右走行用、アーム１速用、ブーム２速用の各方向
制御弁２２，２３，２４，２５を順次配置してい
る。

圧力補償付流量制御弁３０は、旋回優先型で、
その入口側回路３１を前記油圧ポンプP₂の吐出
回路２０に接続し、出口側には優先回路３２とブ
リードオフ回路３３を有し、該優先回路３２に旋
回用方向制御弁２２の入力側ポートを接続し、ブ
リードオフ回路３３に下流の各方向制御弁２３，
２４，２５に対するアンロード回路２６およびパ
ラレル回路２７を接続しており、優先回路３２か
らパイロツト回路３４により導いた一次圧力と、
旋回用方向制御弁２２からパイロツト回路３５お
よび絞り弁３６により導いた旋回回路の二次圧力
とによつて、入口側回路３１から導入した油圧ポ
ンプP₂の吐出油を優先回路３２を経て旋回用方
向制御弁２２に優先的に流入させ、その余剰油を
ブリードオフ回路３３を経て下流の方向制御弁２
３，２４，２５に導くようにしている。また、前
記二次圧力のパイロツト回路３５に設けた絞り弁
３６の後に可変リリーフ弁３７を接続することに
よつて、当該流量制御弁３０が圧力制御弁として
の機能を発揮するようにし、かつ、この可変リリ
ーフ弁３７の設定圧力を旋回用リモコン弁４０の
二次圧力によつて制御できるようにし、この設定
圧力によつて旋回圧力を制御できるようにしてい
る。

旋回用リモコン弁４０は、レバー４１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）から導入した一次圧力に対して二次側回路４
２，４３に導出する二次圧力を制御するもので、
該回路４２，４３に導出した二次圧力を前記旋回
用方向制御弁２２の両側パイロツトポートに導い
て同弁２２を切換え、旋回モータM₃への油の流
入を制御するようになし、かつ、該二次圧力の高
圧側の圧力をシヤトル弁４４およびパイロツト回
路４５を介して前記圧力補償付流量制御弁３０に
対する可変リリーフ弁３７の設定圧力制御用パイ
ロツトポート３８に導くことにより、該可変リリ
ーフ弁３７の設定圧力を制御できるようにしてい
る。

なお、走行以外の他の各方向制御弁１３，１
４，１５，２４，２５も旋回用方向制御弁２２と
同様に、それぞれのリモコン弁（図示省略）から
の二次圧力によつて切換えられるようになつてい
る。

また、旋回回路には、カウンタバランス弁５１
およびオーバーロードリリーフ弁５２，５３を設
けてある。

上記油圧回路において、リモコン弁４０の二次
圧力はレバー４１のイまたはイ′方向の操作角度
に応じて制御され、圧力補償付流量制御弁３０に
付設した可変リリーフ弁３７の設定圧力は該リモ
コン弁４０の二次圧力によつて制御されるもの
で、該可変リリーフ弁３７の最高設定圧力はオー
バーロードリリーフ弁５２，５３の設定圧力より
も小さく、かつ、メインリリーフ弁２１の設定圧
力よりも小さくなるように制御する。さらに具体
的には、たとえばメインリリーフ弁２１の設定圧
力を250Kg／cm²とし、オーバーロードリリーフ弁
５２，５３の設定圧力を220Kg／cm²とし、リモコ
ン弁４０の二次圧力をレバー４１のイまたはイ′
方向の操作角度に応じて０〜30Kg／cm²の範囲で制
御し、このリモコン弁４０の二次圧力に応じて可
変リリーフ弁３７の設定圧力を０〜210Kg／cm²の
範囲で制御する。

次に、作用について説明する。

まず、旋回用リモコン弁４０のレバー４１を矢
印イ方向に操作すると、この二次側回路４２に二
次圧力が導出され、その二次圧力が矢印ロ方向に
導かれ、旋回用方向制御弁２２が図面上位置に切
換えられる。なお、圧力補償付流量制御弁３０
は、当初、ばね３０′により図示の上位置に保持
されている。そのため、油圧ポンプP₃の吐出油
は、前記方向制御弁２２の切換えによつてハ，
ニ，ホ方向に導かれ、該流量制御弁３０の優先回
路３２、前記方向制御弁２２、カウンタバランス
弁５１を経て旋回モータM₃に流入し、該モータ
M₃の吸込側の圧力が次第に上昇して旋回が加速
される。

このとき、前記リモコン弁４０の二次圧力は回
路４２からシヤトル弁４４および回路４５を経て
矢印ヘ方向に導かれ、可変リリーフ弁３７の設定
圧力制御用パイロツトポート３８に導かれて該可
変リリーフ弁３７の設定圧力が制御され、かつ、
前記旋回モータM₃の吸込側の圧力が矢印ト方向
に導かれて可変リリーフ弁３７の設定圧力に対応
する圧力まで上昇し、以下、この可変リリーフ弁
３７の設定圧力に対応する圧力で旋回が加速され
る。

さらにこの旋回加速時において、前記レバー４
１の操作角によつてリモコン弁４０の二次側回路
４２に導出される二次圧力が制御され、この二次
圧力によつて旋回用方向制御弁２２のスプール開
口面積が制御され、旋回モータM₃に流入する流
量が制御され、かつ、該二次圧力によつて可変リ
リーフ弁３７の設定圧力が制御され、この設定圧
力によつて前記旋回モータM₃の吸込側の圧力が
制御される。従つて、レバー４１を矢印イ方向に
徐々に倒すことにより、旋回用方向制御弁２２の
スプール開口面積を徐々に大きくして旋回モータ
M₃に流入する流量を徐々に増大でき、かつ、可
変リリーフ弁３７の設定圧力を徐々に大きくして
旋回モータM₃の吸込側の圧力を徐々に大きくで
き、シヨツクが小さくスムーズに旋回加速でき、
レバー操作によつて旋回加速時のトルクコントロ
ールと最高スピードのコントロールを行うことが
できる。

また、上記旋回加速時には、圧力補償付流量制
御弁３０に対し、優先回路３２に導かれる旋回モ
ータM₃の吐出圧力が一次圧力として回路３４に
より矢印チ方向に導かれると共に、前記可変リリ
ーフ弁３７によつて制御される旋回モータM₃の
吸込側の圧力が二次圧力として回路３５および絞
り弁３６を経て矢印リ方向に導かれ、双方の圧力
バランスによつて該流量制御弁３０が制御され、
油圧ポンプP₂の吐出油が該流量制御弁３０の優
先回路に優先的に流入し、かつ、前記レバー操作
によつて制御される方向制御弁２２のスプール開
口面積に対応した流量の油が旋回モータM₃に常
に優先的に流入する。そして、その余剰油は該流
量制御弁３０によつてブリードオフされ、回路３
３を経て矢印ル方向に導かれる。このとき、下流
の各方向制御弁２３，２４，２５が中立位置、す
なわち旋回加速のみの場合は前記余剰油はアンロ
ード通路３２を経て油タンクＴに還流される。

次に、上記旋回と同時にアーム作業を行う場
合、アーム１速用方向制御弁４４を図面上または
下位置に切換えることにより、前記流量制御弁３
０にてブリードオフした余剰油を通路３３から矢
印ヌ，ル方向および矢印ヲまたはワ方向に導き、
アームシリンダC₂に流入させることができ、前
記油圧ポンプP₂の吐出油を有効に利用してエネ
ルギーロスをなくすことができる。なお、旋回と
アーム引きの同時作業時には、アーム２速用方向
制御弁１５を図面下位置に切換えることによつて
油圧ポンプP₁の吐出油を前記油圧ポンプP₂の余
剰油と合流させてアームシリンダC₂の押側油圧
に流入させることができる。

さらに、上記旋回とアームの同時作業時におい
て、アーム回路圧力が旋回圧力よりも低く、たと
えば50Kg／cm²とすると、前記余剰油は50Kg／cm²で
アームシリンダC₂に流入し、また、アーム回路
圧力が旋回圧力よりも高く、たとえば230Kg／cm²
とすると、前記油圧ポンプP₂の吐出圧力が230
Kg／cm²に前記流量制御弁３０の圧力損失分だけ加
算した圧力まで上昇し、前記余剰油が230Kg／cm²
でアームシリンダC₂に流入する。しかし、旋回
モータM₃に流入する油は、前記の如く旋回優先
型の圧力補償付流量制御弁３０の存在によつて、
アーム回路圧力に全く影響されることなく、該弁
３０に付設した可変リリーフ弁３７の設定圧力に
対応する圧力となつて旋回モータM₃に優先的に
流入し、かつ、その最高圧力は前記リモコン弁４
０の二次圧力によつて制御される可変リリーフ弁
３７の設定圧力の制御最高値すなわち最高210
Kg／cm²で決定され、最大流量は前記方向制御弁２
２のスプール開口面積により決定される。

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２５を操作しても、上記
旋回加速とアームの同時作業時と同様に、前記流
量制御弁３０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、該流量制御弁３
０にてブリードオフし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、
旋回回路を独立させて前記リモコン弁４０の二次
圧力によつて制御される可変リリーフ弁３７の設
定圧力に対応する圧力および方向制御弁５１のス
プール開口面積に応じた流量で旋回を加速でき
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４０の
二次圧力が０となり、可変リリーフ弁３７の設定
圧力が０となつて旋回モータM₃の吸込側の圧力
が０となると共に、旋回用方向制御弁２２が中立
位置に戻されて旋回モータM₃への圧油の供給が
停止され、かつ、カウンタバランス弁が中立位置
に戻つて戻り側の通路がブロツクされ、旋回モー
タM₃はオーバーロードリリーフ弁５３によりブ
レーキがかけられる。

ところで、上記実施例では、右走行用方向制御
弁２３を旋回用方向制御弁２２の下流側に配置し
たが、第２図に示すように、走行用方向制御弁２
３を下流側に対してタンデム回路として圧力補償
付流量制御弁３０の上流側に配置してもよい。こ
の場合にはもう一方のメインコントロールバルブ
も同様に走行が下流側に対してタンデム回路で最
上流に配置した方がよい。また、本発明の油圧回
路は、３ポンプ方式の油圧回路にも適用できるも
のである。

以上説明したように、本発明によれば、レバー
操作によりリモコン弁の二次圧力を制御して、旋
回用方向制御弁のスプール開口面積を制御すると
共に、可変リリーフ弁の設定圧力を制御すること
によつて、旋回加速をスムーズに行わせることが
でき、かつ、旋回加速時の自由にトルクコントロ
ールでき、旋回制御性能を向上できる。しかも、
旋回加速時に圧力補償付流量制御弁によりブリー
ドオフした余剰油を下流のアーム、ブーム等のア
クチユエータに流入させて利用できるので、エネ
ルギーロスをなくし、効率よく使用でき、かつ、
旋回と他のアームまたはブームの同時作業時に、
油圧ポンプの吐出油を常に旋回回路に優先的に流
入させて、旋回回路を独立させることができるの
で、旋回圧力がアーム圧力あるいはブーム圧力に
影響されることなく、前記レバー操作により制御
される可変リリーフ弁の設定圧力に対応した圧力
で旋回加速を常に確実にかつ効率よく行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第
２図は別の実施例を示す要部の油圧回路図であ
る。 P₁，P₂……油圧ポンプ、V₁，V₂……メインコ
ントロールバルブ、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……アームシリンダ、C₃……
バケツトシリンダ、１１……メインリリーフ弁、
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、１４……バケツト用方向
制御弁、１５……アーム２速用方向制御弁、２１
……メインリリーフ弁、２２……旋回用方向制御
弁、２３……右走行用方向制御弁、２４……アー
ム１速用方向制御弁、２５……ブーム２速用方向
制御弁、２６……アンロード回路、２７……パラ
レル回路、３０……旋回優先型の圧力補償付流量
制御弁、３１……入口側回路、３２……優先回
路、３３……ブリードオフ回路、３４，３５……
パイロツト回路、３６……絞り弁、３７……可変
リリーフ弁、３８……設定圧力制御用パイロツト
ポート、４０……旋回用リモコン弁、４１……レ
バー、４２，４３……二次側回路、４４……シヤ
トル弁、４５……パイロツト回路、５１……カウ
ンタバランス弁、５２，５３……オーバーロード
リリーフ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧シヨベルの油圧回路において、優先回路
   とブリードオフ回路を備えた圧力補償付流量制御
   弁を設け、この弁の入口側回路に油圧ポンプの吐
   出油を導入するようになし、かつ、前記優先回路
   に旋回用方向制御弁を介して旋回モータを接続
   し、ブリードオフ回路に旋回以外の各アクチユエ
   ータ用方向制御弁に対するアンロード回路および
   パラレル回路を接続し、該圧力補償付流量制御弁
   の圧力設定用リリーフ弁に可変リリーフ弁を用
   い、一方、レバー操作によつて両側の二次側回路
   に導出する二次圧力が制御される旋回用リモコン
   弁を設け、該リモコン弁の二次圧力により旋回用
   方向制御弁を切換えて旋回モータへの油の流入を
   制御するようになし、かつ、該二次圧力の高圧側
   の圧力を前記可変リリーフ弁の設定圧力制御用パ
   イロツトポートに導いて該可変リリーフ弁の設定
   圧力を制御するように構成したことを特徴とする
   油圧シヨベルの油圧回路。