JPH01169024A - ショベルローダのブーム昇降制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ショベルローダのブーム昇降ｆｂ制御装置に
係り、詳しくはブームの上昇作動時にバケットを自動的
に水平姿勢に保持するためのセルフレベリングバルブを
備えた制御装置に関する。

（従来の技術） 従来のショベルローダにおいて、ブームの屏時時にバケ
ットの水平位置を保つように同バケットを自動的に傾斜
させる最も一般的な自動水平調整装置としては、平行リ
ンク機構を利用した機械式のリンケージ装置が知られて
いる。このリンケージ装置は、昇降機構部分が大型化あ
るいは増量化。

するという問題を含むことから、同問題の解決策として
油圧式の自動水平調整装置、具体的にはセルフレベリン
グバルブによる調整装置が提案されており、その方式は
、たとえば米国特許筒４．５６１．３４２＠明ＩＩＩ及
び図面に開示されている。第６図はこの米国特許明細書
に開示された油圧式の自動水平調整装置を回路図化した
ものである。

これは、リフトシリンダ用方向切換弁５１とダンプシリ
ンダ用方向切換弁５２と他のアタッチメント用方向切換
弁５３との３つの方向切換弁を直列回路の形で含むコン
トロールバルブ５４の下流に、サーボ付き分流弁５５を
含むセルフレベリングバルブ５６を設置したものであっ
て、このサーボ付き分流弁５５は、リフトシリンダ５７
の上昇時にロッド側油室からの排出油を分流すべく機能
する第１の位１７ａと、下降時にリフトシリンダ用方向
切換弁５２からの作動油の全量をリフトシリンダ５７の
ロッド側油室にバイパスすべく機能する第２の位＠ｂと
にサーボ手段により切換えられるようになっている。

すなわち、リフトシリンダ用切換弁５２を上昇側に切換
えたときは、リフトシリンダ５７のロッド側油室から排
出される油の一部を分流弁５５の第１の位置ａを経てバ
ケットシリンダ５８のボトム側油室に送る一方、残りの
油をリフトシリンダ用方向切換弁５２を経てタンク５９
に戻すことによって、バケットをリフト發に対応して前
傾方向に傾動させて同バケットを水平状態に保持するも
のであり、また、リフトシリンダ用方向切換弁５２を下
降側に切換えたときは、分流弁５５の第２の位置すを経
てリフトシリンダ５７のロッド側油室に供給するもので
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したサーボ付き分流弁５５による方式のものは、第
１の位ｉｌａと第２の位２ｉｂとに切換えることによっ
て同分流弁５５に分流機能とバイパス機能との２つの機
能を持たせたものであることから、バケット下降時の下
降速度が遅くなるという点に問題がある。すなわち、バ
ケット下降時において、リフトシリンダ用方向切換弁５
２から送られた作動油は、分流弁５５の゛絞り”作用を
受【プてその流壜を制限されるため、リフトシリンダ５
７の作動速度が低下し、作業能率が悪化することになる
。

そこで本発明は、以上の問題に鑑み、ブームの下降速度
を速くすることを、その目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するための本発明は、リフトシリンダ用
方向切換弁及びダンプシリンダ用方向切換弁を直列回路
の形で含むコントロールバルブの下流側にセルフレベリ
ングバルブを備え、このセルフレベリングバルブの分流
弁によりリフトシリンダのロッド側油室からの排出油を
所定の比率で調整流部と余剰流量とに分流し、調整分流
油をダンプシリンダのボトム側に送ることによりバケッ
トの自動水平調整を可能としたブーム昇椿制御装２にお
いて、前記分流弁の流入口側と調整流出口側とをバイパ
ス管路により連絡するとともに、このバイパス管路には
開開用の切換弁を設け、同切換弁を、リフトシリンダの
下降作動時には開放位置に保持し、上昇作動時には閉止
位置に切換える構成としたことを要旨とする。

（作用） リフトシリンダ用方向切換弁を上昇位置へ操作したとき
は、油圧ポンプからの作動油がリフトシリンダのボトム
側油室に送られ、それに対応してバイパス管路の切換弁
が閉止位置に切換え作動される。従って、ロッド側油室
からの排出油は、分流弁によって予め設定された調整流
部がダンプシリンダのボトム側油室に送られ、余剰油が
タンクに戻される。このことによりバケットはその上昇
ｆ’ｄに対応した分だけ前傾方向に傾動され、水平位置
に保持される。

一方、リフトシリンダ用方向切換弁を下降側に操作した
ときは、バイパス管路の切換弁は開放位置に保持され、
油圧ポンプからの作動油はこのバイパス管路を通ってリ
フトシリンダのロッド側油室に供給される。従って、こ
の場合のリフトシリンダの下降速度は、セルフレベリン
グバルブの分流弁の“絞り”の影響を全く受けないため
、従来に比較して速くなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。第２図はショベルローダの概略を示し、車両本体１
のピラー２に基端部を上下回動可能に支持されたブーム
３はリフトシリンダ４により昇降作動されるようになっ
ており、また、ブーム３の先端に取付けられたバケット
５はダンブシリンダ６により前後方向に傾動されるよう
になっている。

第１図は本発明の制御装置の第１の実施例を示している
。油圧ポンプ７によりタンク８から汲み上げられて吐出
された作動油は、リフトシリンダ用方向切換弁９、ダン
プシリンダ用方向切換弁１０、たとえば孔掘り作業に使
用されるアースオーガのようなアタッチメント用方向切
換弁１１を直列回路として含むコントロールバルブ１２
により流れ方向を制御される。このコントロールバルブ
１２と、その下流側アクチュエータである、前記リフト
シリンダ４及びダンプシリンダ６とを接続する回路には
セルフレベリングバルブ１３が組込まれている。具体的
にはリフトシリンダ用方向切換弁９はオーブンセンタタ
イプの４位置形であり、上昇位１ｃ、中立位置ｂ、下降
位置ａ、フロート位置ｄとを有し、管路１４．１５によ
りリフトシリンダ４と接続される。また、ダンプシリン
ダ用方向切換弁１０はオーブンセンタタイプの３位置形
であり、前傾位置ａ、中立位置ｂ、後傾位置Ｃとを有し
、管路１６，１７によりダンプシリンダ６と接続されて
いる。

しかして、バケット５の自動水平調整用のセルフレベリ
ングバルブ１３は、この実施例にあっては分流弁１８と
、２つの切換弁１９．２０と、リリーフ弁２１と、チエ
ツク弁２２とを含んで構成される。分流弁１８は、その
流入口がリフトシリンダ４のロッド側油室と接続され、
調整流出口が管路２３を介してダンプシリンダ６のボト
ム側油室に通じる管路１６に接続され、また、余剰流出
口がリフトシリンダ用方向切換弁９を介してタンク８に
連通するよう組込まれる。なお、管路２３には前記チエ
ツク弁２２が挿入されるとともに、リリーフ弁２１によ
り設定圧に保持される。また、分流弁１８はパイロット
ライン２４を経て作用する余剰流出口側の圧力により調
整流出口側の管路２３を閉じる位置に切換可能な構造を
有する。

そして、分流弁１８の流入口側と余剰流出口側とはバイ
パス管路２５によって連絡され、このバイパス管路２５
に前記１つの切換弁１９が挿入されている。この切換弁
１９は常にはスプリングによりＤｉｌ放位置に保持され
るとともにパイロットライン２６を経て開放側に管路１
５の圧力が作用するようになっており、そしてパイロッ
トライン２７を経て作用するリフトシリンダ４のボトム
側油室の圧力によって閉止位置に切換えられるようにな
っている。また、他の１つの切換弁２０は、ダンプシリ
ンダ６０ロツド側油室とリフトシリンダ用方向切換弁９
とをつないでいる管路１７と、前記分流弁１８の余剰流
出口側とを接続する管路２８に組込まれてＪ３す、常に
は閉止位置に保持さ机、パイロットライン２つを経て作
用する分流弁１８の調整流出口側の圧力により開九文位
置に切換えられるようになっている。

本実施例は上述のように構成したものであり、以下その
作用を説明する。

（ブーム上品時） リフトシリンダ用方向切換弁９を上昇位置Ｃに切換える
と、油圧ポンプ７から吐出された作８浦は管路１４を経
てリフトシリンダ４のボトム側部、￥に送られ、ブーム
３が上背される。このとき、ボトム側油室の圧力がパイ
ロットライン２７を経てバイパス管路２５の切換弁１９
に作用して同切換弁１９を閉止位置に切換えるため、リ
フトシリンダ４のロッド側油室からの排出油はセルフレ
ベリングバルブ１３における分流弁１８に入り、バケッ
ト５の角度を一定に保持すべく予め設定された比率で分
流される。

そして、調整流出口側の分流部は管路２３から管路１６
に至るが、このとぎ管路１６の一端はダンプシリンダ用
方向切換弁１０が中立位置にあって塞がれているため、
ダンプシリンダ６のボトム側油室に送られ、バケット６
が前傾方向に傾０１される。つまり、バケット５はブー
ム３の上背に対応して水平姿勢を保持するように自動調
整される。

なお、このとき調整流出口側の分流部が通る管路２３内
の圧力がパイロットライン２９を経て切換弁２０に作用
するため、同切換弁２０は開放位置に切換えられる。一
方、余剰流出口からの分流部は管路１５を通り、リフト
シリンダ用方向切換弁９を経てタンク８に戻る。また、
ダンプシリンダ６のロッド側油室の油は管路１７を通っ
て排出されるが、同管路１７の一端はダンプシリンダ用
方向切換弁１０が中立位Ｈｂにあって塞がれていること
から、管路２８から眞記の如く開放位置に切換えられた
切換弁２０を経由して管路１５に至り、これよりリフト
シリンダ用方向切換弁９を経てタンク８に戻る。

なお、ブーム５の上昇中において、ダンプシリンダ６が
バケット５内Ｅｆｉ　ｆｆｌのためにオーバースピード
になった場合には、同ダンプシリンダ６のボトム側部苗
が負圧状態を起こしそうになると、リフトシリンダ４の
ロッド側油室の圧力が０に降下し、その圧力降下により
パイロットライン２９の圧力が無くなり切換弁２０はス
プリングにより閉止位置に切換えられて管路２８の流れ
を遮断するため、リフトシリンダ４のロッド側油室から
の油の排出が阻止される。そのため、ダンプシリンダ６
のボトム側油室の圧力が十分に上がるまで同ダンプシリ
ンダ６の作動は一時停止し、圧力が上昇した時点で再び
元の動作に戻る。

また、ダンプシリンダ６がリフトシリンダ４の上昇途中
でストロークエンドに達したような場合には、分流弁１
８の調整流出口側からの分流油は管路２３．１６の油流
れが阻止されることに伴い、リリーフ弁２１を経てタン
ク８に戻る。

（ブーム下降時） リフトシリンダ用方向切換弁９を下降位置ａに切換える
と、油圧ポンプ７から吐出された作動油は管路１５を経
てセルフレベリングバルブ１３の切換弁１９に至る。こ
のとき、パイロットライン２７の圧力はＯであるため、
同切換弁１９はスプリング及びパイロットライン２６を
経て管路１５内圧力を受け、開放位置に保持されるため
、作動油はバイパス管路２５を通ってリフトシリンダ４
のロッド側油室に送られ、ブーム３が下降する。

一方、リフトシリンダ４のボトム側油室の排出油は管路
１４＠通り、リフトシリンダ用方向切換弁９を経てタン
ク８に戻る。づなわち、バケット５の下降時には、油圧
ポンプ７からの作動油をバイパス管路２５を経由してリ
フトシリンダ４の０ツド側油室に送ることから、セルフ
レベリングバルブ１３が無い場合と同等の速い下降速度
を得ることができる。

要するに、この実施例によれば、ブーム上ｎ時にはセル
フレベリングバルブ１３によってバケット５の自動水平
調整を行なうことができ、またブーム上ｎ時及び下降時
には分流弁１８を通ることなく、バイパス管路２５を通
ってリフトシリンダ４に送られることから、セルフレベ
リングバルブ１３が無い場合と同等の速い速度で上昇及
び下降することが可能となる。

つぎに、本発明の他の実施例を第３図に基づいて説明す
る。前述の実施例はブーム上背時に限り自動水平調整を
行なう例であるが、この第３図に示した実施例はブーム
上昇時のみならずブーム下降時にも自動水平調整が行な
われるようにしたものである。すなわら、セルフレベリ
ングバルブ１３は、前述の実施例に示す構成に加え、リ
フトシリンダ４のボトム側油室に、分流弁３０と、２つ
の切換弁３１．３２と、リリーフ弁３３と、チエツク弁
３４とを含む構成となっている。しかして、分流弁３０
はその流入口がリフトシリンダ４のボトム側油室と管路
３５により接続され、調整流出口がチエツク弁３４を挿
入した管路３６を介して管路２８に接続され、また、余
剰流出口がリフトシリンダ用方向切換弁９側の管路１４
に通じている。なお、管路３６内の圧力を設定圧に保持
するためのリリーフ弁３３は、同管路３６と油圧ポンプ
７の吸込み管路７ａとを接続した管路４３に設けられて
いる。また、分流弁３０はパイロットライン３７を経て
作用する余剰流出口側の圧力により調整流出口側の管路
３６を閉じる位置に切換可能な構造を有する。

そして、分流弁３０の流入口側と余剰流出口側とはバイ
パス管路３８によって連絡され、このバイパス管路３８
に前記１つの切換弁３１が挿入されている。この切換弁
３１は常にはスプリングにより開放位置に保持されると
ともにパイロン１〜ライン３９を経て開放側に管路１４
の圧力が作用するようになっており、そしてパイロット
ライン４０を経て作用するリフトシリンダ４のロッド側
油室の圧力によって閉止位置に切換えられるようになっ
ている。また、他の１つの切換弁３２は、リフトシリン
ダ４のロッド側回路における分流弁１８の調整流出口側
の管路２３と、ボトム側回路における分流弁３０の調整
流出口側の管路１４とを接続する管路４１に設けられ、
常には閉止位置に保持され、パイロットライン４２を経
て作用する分流弁３０の調整流出口側の圧力により開放
位置に切換えられるようになっている。

この実施例は上述のように構成したものであり、従って
、ブーム３を上昇すべくリフトシリンダ用方向切換弁９
を上胃位ｊＪｃに切換えると、油圧ポンプ７から吐出さ
れた作動油は管路１４を経てセルフレベリングバルブ１
３におけるボトム側回路の切換弁３１に至る。このとき
、パイロワ１−ライン４０の圧力は０であるため、同切
換弁３０はスプリング及びパイロットライン３９を経て
管路１４内圧力を受け、開放位置に保持されるため、作
動油はバイパス管路３８から管路３５を通ってリフトシ
リンダ４のボトム側回路に送られ、ブーム３が上シフす
る。

このとぎ、ボトム側油室の圧力がパイロットライン２７
を通してロッド側回路におけるバイパス管路２５の切換
弁１９に作用して同切換弁１９を閉止位置に切換えるた
め、リフトシリンダ４のロッド側油室からの排出油はセ
ルフレベリングバルブ１３における分流弁１８に入り、
所定の比率で分流され、その後は前述の実施例と同様に
ｎｍしてバケット５の自動水平調整が行なわれる１、な
お、このときリフトシリンダ４のロッド側油室の油はバ
ケットシリンダ６を作動させるために中圧となっており
、これがパイロットライン４０を通して前記切換弁３１
を閉止する向きに作用することになるが、同切換弁３１
は開放方向にスプリング力のばかリフトシリンダ４のボ
トム側の高圧をパイ０ツトライン３９を通して受けてい
るため、開放位置に保持される。

一方、ブーム３を下降すべくリフ１〜シリンダ用方向切
換弁９を下降位！？ａに切換えた場合には、油圧ポンプ
７から吐出された作動油は前述の実施例と同様の経路を
通ってリフトシリンダ４のロッド側油室に送られ、ブー
ム３が下降することになるが、リフトシリンダ４のボト
ム側油室の排出油は管路３５を通り、ボトム側回路の分
流弁３０に入り、上層時と同様に所定の比率で分流され
、調整流出口側の分流油は管路３６からチエツク弁３４
、管路１７を経てダンプシリンダ６のロッド側油室に送
られ、バケット５が後方に傾動される。

すなわち、バケット５は下降しながら自動水平調整され
ることになる。なお、余剰流出口側の分流油は管路１４
を通り、リフトシリンダ用方向切換弁９を経てタンク８
に戻る。また、このとき、切換弁３０にはリフトシリン
ダ４のボトム側の圧力がパイロットライン２７を通して
ｍ正方向に作用するが、そのとぎ開放方向にはそれＪ：
りも高圧のロッド側油室圧力がパイロットライン４０を
通して作用しているので、切換弁３ｏは開放位置に保持
される。

以上の如く、第３図に示した実施例によれば、ブーム３
の上層時と下降時との両方に関して自動水平調整を行な
うことが可能であり、そしてそのときのブーム３の胃降
は、油圧ポンプ７からリフトシリンダ４に送られる作動
油がバイパス管路３８あるいは２５を通ることから、セ
ルフレベリングバルブ１３が無い場合と同等の速い速度
で行なうことができる。

つぎに、本発明のさらに他の実施例を第４図に基づいて
説明する。

この実施例は、前述の第３図に示した実施例におけるセ
ルフレベリングバルブ１３の内部回路の一部に変更を加
えたものである。図示のように、ダンプシリンダ６０ロ
ツド側油室に通じる管路１７に接続された切換弁２０用
の管路２８の一端を、リフトシリンダ４におけるボトム
側回路のリリーフ弁３３の出口側に接続し、また、ダン
プシリンダ６のボトム側油゛全に通じる管路１６に接続
された切換弁３２用の管路４１の一端を、リフトシリン
ダ４におけるロッド側回路のリリーフ弁２１の出口側に
接続したものであり、その他の構成については第３図に
示した実施例と全く同一となっている。

従って、第４図に示す実施例によれば、ブーム３の昇降
とバケット５の前後傾とを同時に操作する場合において
、“上昇・後傾”と、“下降・前傾″の同時操作時のみ
ならず、“上昇・前傾″と、“下降・Ｉ傾゛′との同［
１５操作時にも自動水平調整をキャンセルすることがで
きる。

すなわち、“上昇・前傾”の同時操作時、つまりリフト
シリンダ用方向切換弁９を上昇位１ｃに、またダンプシ
リンダ用方向切換弁１０を前傾位置ａに操作した場合に
は、リフトシリンダ４のロッド側油室からの排出油は分
流弁１８によって所定の比率で分流されるが、一方の調
整流出口側の分流部は、管路２３を経て管路１６に至り
、また、他方の余剰流出口側の分流部は管路１５からリ
フトシリンダ用方向切換弁９を経てダンプシリンダ用方
向切換弁１０に送られ、これより管路１６に至り、結果
として両分流部は管路１６において合流してダンプシリ
ンダ６のボトム側油室に送られる。つまり、リフトシリ
ンダ４のロッド側油室からの排出油は、その全量がダン
プシリンダ６のボトム側油室に送られるため、ダンプシ
リンダ６は自動水平調整時よりも大きいストロークで作
動し、バケット５を前傾することができる。

また、“下降・後傾”同時操作時、つまりリフトシリン
ダ用方向切換弁９を下降位置ａに、またダンプシリンダ
用方向切換弁１０を後傾位置Ｃに操作した場合には、油
の流れ方向が上述と全く逆になるだけであって、作動自
体は“上昇・前傾時と同様となる。すなわち、リフトシ
リンダ４のボトム側油室からの排出油は、その全量がダ
ンプシリンダ６のロッド側油室に送られるため、ダンプ
シリンダ６は自動水平調整時よりも大きいストロークで
作動し、バケット５を後傾することができる。

そして、上述の作動時におけるブーム３の昇降速度は、
油圧ポンプ７からの作動油がバイパス管路３８あるいは
２５を通してリフトシリンダ４に送られることから、セ
ルフレベリングバルブ１３の影響を受けない速い速度と
なり、また、通常のリフトシリンダ用方向切換弁９を甲
独で操作する昇降操作時におけるバケット５の自動水平
調整作用ならびにブーム３の昇降速度については前述の
実施例と同様である。

なお、第１図、第３図及び第４図に示した各実施例では
、リリーフ弁２１．３３を経由した油を油圧ポンプの吸
込み側又はタンク８への戻り側に送る回路に構成したが
、これを第５図に示すように、コントロールバルブ１２
における３１目のアタッチメント用方向切換弁１１のポ
ンプボートに送る油圧回路に変更しても良い。そして、
このような油圧回路としたときは、同時操作時において
、アタッチメントのアクチュエータ、たとえばアースオ
ーガ回転駆動用の油圧モータを作動させることが可能と
なる。

（発明の効果） 以上１達したように、本発明によれば、ショベルローダ
のブーム昇降制御装置において、ブームの上昇作業のみ
ならず、下降作業をセルフレベリングバルブが無い場合
と同等の速い速度で行ない得るので、作業能率を向上す
る上で大きく役立つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブーム昇降制御装置の実施例を示す油
圧回路図、第２図はショベルローダの概略側面図、第３
図は本発明の伯の実施例を示す油圧回路図、第４図は本
発明のさらに伯の実施例を示す油圧回路図、第５図はリ
リーフ弁を経由する油の戻り回路に関する変更例を示す
油圧回路図、第６図は従来例を示す油圧回路図である。 ３・・・ブーム　　　　　４・・・リフ１〜シリンダ５
・・・バケット　　　　６・・・ダンプシリンダ７・・
・油圧ポンプ ９・・・リフトシリンダ用方向切換弁 １０・・・ダンプシリンダ用方向切換弁１２・・・コン
トロールバルブ １３・・・セルフレベリングバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リフトシリンダ用方向切換弁及びダンプシリンダ用方向
   切換弁を直列回路の形で含むコントロールバルブの下流
   側にセルフレベリングバルブを備え、このセルフレベリ
   ングバルブの分流弁によりリフトシリンダのロッド側油
   室からの排出油を所定の比率で調整流量と余剰流量とに
   分流し、調整分流油をダンプシリンダのボトム側に送る
   ことによりバケットの自動水平調整を可能としたブーム
   昇降制御装置において、前記分流弁の流入口側と調整流
   出口側とをバイパス管路により連絡するとともに、この
   バイパス管路には開閉用の切換弁を設け、同切換弁を、
   リフトシリンダの下降作動時には開放位置に保持し、上
   昇作動時には閉止位置に切換える構成としたショベルロ
   ーダのブーム昇降制御装置。