JPH02204532A - 油圧ショベルの油圧回路 - 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 この発明は、油圧ショベルにおける油圧回路に関するも
のである。

従来の技術 パラレル回路を構成する多連の油圧切換弁からなる２つ
の油圧切換弁群に、それぞれ専用の油圧ポンプの吐出圧
油を供給し、第１のアクチュエータを低速で作動させる
ときには一方の油圧切換弁群に属する油圧切換弁からの
圧油な、高速で作動させるときには、他方の油圧切換弁
群に属する油圧切換弁からの圧油な、その上に合流して
、該アクチュエータに供給する方式の油圧回路が採用さ
れているが、油圧ショベルの稼動条件は複雑を極め、第
１のアクチュエータを高速で作動中において、前記他方
の油圧切換弁群に属する油圧切換弁に連なる第２のアク
チュエータを同時に作動させ、しかも、そのときどきに
於ける稼動条件に応じて、第１および第２のアクチュエ
ータの関係作動速度を所定の割合に保持したい場合が往
々にしであるが、これらのアクチュエータに要求される
負荷圧力はまちまちてあり、何れか低負荷圧力側のアク
チュエータの作動圧力に制約され、そのアクチュエータ
のみが先行作動し、他方のアクチュエータに必要な起動
性が得られないので、円滑な複合操作性か得られない。

以上のような、同時に油圧切換弁の操作レバを操作する
複合操作をするとき、従来は、第１のアクチュエータを
高速で作動させるときの前記油圧切換弁群に属する油圧
切換弁の切換時通路の開度を、一定に、Ｍ１限したり、
操作レバの操作量を微妙に加減したりして対応じてきた
。

このことを第４図、第５図の一般的な油圧ショベルＣの
油圧回路である第３図について、その１例を以下に示す
、なお、前記の第１のアクチュエータは作業装置昇降用
の油圧シリンダ１３、第２のアクチュエータは、上部旋
回体りの旋回用油圧ユニット１４として説明する。

これらの図において、Ａは油圧切換弁５，６゜７および
カット弁１１などからなる一方の油圧切換弁群て、一方
のメインポンプ（図示省略）から管路１８を経て圧油か
供給され、最上流側にある油圧切換弁５は走行用アクチ
ュエータ専用のもので、圧油か優先して供給されるか、
油圧切換弁６．７はその下流側にあってパラレル回路で
接続しである。また、Ｂは上記と同様、油圧切換弁８．
９．２０および力・ント弁１２などからなる他方の油圧
切換弁群で、管路１９を経て他方のメインポンプ（図示
省略）からの圧油か供給される。

この回路において１作業装置昇降用の通称、ブームシリ
ンダである油圧シリンダ１３を伸長させるべく、油圧切
換弁６のパイロット油室６αにＰ、なるパイロット圧を
作用させ、同時に、上部旋回体りを、右または左に旋回
させる複合操作のため、旋回用の油圧ユニット１４のパ
イロット油室１４αまたは１４４にパイロット圧を作用
させるのであるが、パイロット圧ＰＲ１の圧力か比較的
低いとき、すなわち１作業装置をゆっくりト昇させると
きは、油圧切換弁２０は図示のＧ位置を保持したまま作
動せず、油圧切換弁６および旋回用の油圧ユニット１４
のみが作動し、それぞれ別個の油圧源からの圧油か油圧
シリンダ１３、油圧ユニット１４へ、単独に供給される
ので、それぞれ、独立した作動をするが、油圧シリンダ
１３を高速で伸長させるべく、Ｐ□の圧力を増大させる
と、それに伴い、油圧切換弁２０も同時に、Ｇ位置から
Ｈ位置に切換わり、管路１９の圧油は旋回用の油圧ユニ
ット１４のみならず、油圧切換弁２０のＨ位置通路を通
り油圧シリンダ１３へも分流して行くこととなる。

従って、管路１９の作動圧力は、油圧シリンダ１３また
は油圧ユニット１４の何れか負荷圧力の低い側の圧力に
等しくなる。

一般的に、油圧ショベルにおける上記複合操作時には、
油圧シリシタ１３伸長時の圧力か、旋回起動時の油圧ユ
ニット１４に必要なそれよりも低いので、その圧力て制
限され、旋回体りの加速性、すなわち、立上り性能が悪
くなるので、図に例示する如く、油圧切換弁２０のＨ位
置通路の開口面積を制限して絞り効果を与え、旋回用の
油圧ユニット１４への作動圧力か余り低くならないよう
にしている。

なお、カット弁１１．１２は、各種油圧回路によっては
、必要な場合、不必要な場合、様々であるが、本例にお
い°〔は、走行時、作業装置操作時、旋回操作時などで
の単独操作、複合操作における走行の直進性、各作動の
迅速性、確実性を実現する目的て、２つのメインポンプ
からの圧油を合流または分流などして最も合理的に利用
するとき、無駄に圧油かタンク２１に流出することを防
止する役目を損するものであるが、それらのパイロット
油室への信号圧の作用系統の図示は省略しである。

発明か解決しようとする課題 上述の油圧ショベルＣにより掘削、植込作業をするとき
を例にとると、掘削動作を完了すると。

作業装置上昇のため油圧シリンダ１３を伸長させながら
、同時に、上部旋回体りを旋回させ、ダンプトラックＥ
−Ｌの適当な高さて掘削土砂を放出するといった作業か
繰返され、主として、油圧シリンダ１３の伸長、油圧ユ
ニット１４の作動とか同時になされ、しかも２作業装置
の上昇高さと所望の旋回角度とか一致するように、管路
１９の圧油が配分されるように、油圧切換弁２０のＨ位
置通路の開度が決められているものである。

例えば、＄４図に示すような油圧ショベルＣとダンプト
ラックＥとの配置で、上部旋回体りを約９０度旋回させ
て積込むとき、掘削完了後、作業装置のＥ昇と上部旋回
体りの旋回を同時に作動開始すると、作業装置の高さと
植込位置とか、ダンプトラックＥに対して最良の位置と
なる様、Ｈ位置通路の開度を固定していたとすると、第
５図に示す如き、約１８０度旋回での植込作業では１作
業装置の上昇量に対して旋回角度が不十分てあり、また
、逆に、第５図に示す作業配置のときに最適なＨ位置開
度を付学しておくと、これを第４図に示す作業配置のと
き不工合を生ずることとなるので、その都度、操作レバ
な微妙に調整しなければならないので、迅速かつ円滑な
掘削植込作業には、全稈の技量が必要である。この発明
は、上記に例示したような各種作業条件に応じて２作業
装置の上昇、旋回作動の操作レバを同時に操作する複合
動作において、予め、運転室に設けたコントローラを、
作業条件に応じた位置に調整しておくことにより、容易
に、所望の関係速度か得られ、不慣れな運転者にも正確
、迅速な運転操作が可使となるような油圧回路を提供す
ることを課題とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記課題を解決するため１次のような構成
とした。すなわち、 イ、）一方の油圧切換弁群に属する油圧切換弁と、他方
の油圧切換弁群に属する油圧切換弁とからの圧油を合流
させて、低速および高速の作動をさせる第１のアクチュ
エータと、他方の油圧切換弁群に属する油圧切換弁から
の圧油のみにより作動する第２のアクチュエータを有す
る油圧回路におい′Ｃ１ 口、）ＷＳｌのアクチュエータを高速で作動させる油圧
切換弁の代りに、受信部に作用する信号の大小に応じて
、最大メータイン開口値を増減する比例切換手段と、 ハ、）運転席近くにあって、発生させる信号の大小を任
意に調整することのできるコントローラとを具備せしめ
、 二、）　コントローラからの信号を直接、または、該信
号を他の形式の信号に変換することのできる比例信号変
換装置を介して、前記比例切換手段の受信部に供給する
。

作　　　ｍ 第１のアクチュエータを高速で、同時に、第２のアクチ
ュエータを複合して作動させると第２のアクチュエータ
に必要な圧力が不足するときは。

運転席近くのコントローラを操作して信号を比例切換−
１段の受信部に供給し、該比例切換手段の最大メータイ
ン開口値を減することにより、第２のアクチュエータへ
供給されるべき圧油か、第１のアクチュエータへと、低
圧て流出することを制限する。従□って、上記の如き複
合操作時において。

コントローラな適宜加減することにより、第１のアクチ
ュエータと、第２のアクチュエータとを、各種作業条件
に応じて、適切な流入油量と油圧力の下で作動させるこ
とが任意にできる。

実　　　施　　　例 この発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は、油圧切換弁群Ａ用の油圧源としてのメインポ
ンプ２．Ｂ用の油圧源としてのメインポンプ３、信号そ
の他の操作系用の油圧源としてのパイロットポンプ４を
、エンジンｌで駆動する油圧ショベルの要部油圧系統図
であるが、第１図において、第３図と同一部分には同一
符号を付して示しであるので、それらの構成部分につい
ての説明は省略する。

ｌＯはカット弁１２が閉路されたとき、走行用の油圧切
換弁８の下流側から油圧シリンダ１３の伸長側油室へと
、メインポンプ３の吐出圧油を管路１９、チエツク弁を
経て合流させる管路２２゜２６の中間に設けた比例切換
弁で、該弁を互いに逆方向に作動させるパイロット油室
ｌＯα、１０イを有し、通常は、ばねの付勢力で管路２
２，２６を遮断する１位置を保持しているか１作業装置
を昇降させる油圧シリンダ１３（ブームシリンダと称さ
れる）を高速て伸長させるような高い信号圧力Ｐ０１か
パイロット油室１０（に作用すると。

ばねの付勢力に抗して、該弁は１位置からに位置に切換
わり、管路２２，２６は完全に連通ずる。

この状態の丁において、パイロット油室ｌＯαにパイロ
ット管路２３の信号圧力Ｐ。が作用すると、その作用力
は、パイロウド油室ｌＯイに作用するＰＢ、の作用力に
抗して、Ｐｏの大きさに比例して、比例切換弁ｌＯはに
位置からＪ、Ｉ位置へと切換わるか如く、管路２２，２
６が連通ずるメータイン開口値の最大を制限していくよ
うになっている。第２図により、この比例切換弁ｌＯの
特性を説明する０図の横軸はパイロット管路２３の信号
圧力Ｐ。を、縦軸は該弁のメータイン開口値Ｆを示すも
のとすると、パイロット油室ｌＯイにＰＱＩなる高い信
号圧力が作用した状態の下で、信号圧力Ｐ。か０のとき
は、メータイン開口ｍ　ＦはＦ□８、すなわち、第１図
の比例切換弁ＩＯかに位置と同様となるか、信号圧力Ｐ
。かＰ。Ｉ＋Ｐｌ＋２更にはＰ。ｌ＋ｌＡＸとなると、
メータイン開口値ＦはＦ＋　、Ｆ２更には０となる特性
を有している。

１５は比例信号変換装置てあり、上記比例切換弁ｌＯを
作動させる信号媒体が、信号圧力による構成となってい
るのて、その信号圧力を、運転者か着座したまま、容易
、かつ、任意に調整できるように、運転室１６内に設け
たコントローラ１７の電気信号を加減して、その変信部
へ供給することにより、パイロットポンプ４から送られ
る規定の圧力の圧油を、必要な信号圧力ｏ、ｐ。、。

Ｐ　ｎｚ＋　Ｐ　ＱＭＡＸなどに変換してパイロット管
路２３へと送達する。

なお、２５は、従来のクローラ式油圧ショベルの油圧回
路に見られる走行直進弁であり、カット弁１１．１２な
どの作用と相まって、走行の直進作用その他の役目を果
すものであるが、詳細は省略する。

以、ヒの！＃成からなるこの発明の作動について説明す
る。

第４図に示すような油圧ショベルＣによるハックホウ作
業において、掘削後、上部旋回体りを９０度旋回させて
タンプトラックＥに土砂を積込むとき、運転室１６内の
コントローラ１７を調整しておいて、油圧シリンダ１３
を伸長させる操作の信号ＰＢｌは最大、すなわち、作業
装置が高速でＬ昇する様な操作レバ位とにするとともに
、旋回油圧ユニウド１４を作動させる操作レバ位置にす
る、いわゆる複合動作をさせようとすると、パイロット
管路２３内の信号圧力Ｐ。は、比例信号変換装置１５の
作用により、第２図に示す中間圧力１例えば、Ｐｏ、と
なっているので、そのときの比例切換弁１０のメータイ
ン開口値はＦ、に制限され、ＦＭＡＸのときよりも、管
路２２から管路２６に通じる通路に絞り効果を付与する
ものて、管路１９からの圧油の一部は絞られたうえ管路
２６を通り、管路１８からの圧油と同圧のもとで合流し
、圧油シリンダ１３に流入する。そうして、管路１９の
残りの圧油は、管路２６内の圧力よりも高い圧力となっ
ており、そのまま、管路２７を通って旋回油圧ユニット
１４を作動させる。従って、−膜内には１作業装置昇降
用のアクチュエータである油圧シリンダ１３の負荷圧力
は低く、上部旋回体り作動用アクチュエータである旋回
油圧ユニットの起動待負荷圧力は高いのであるが、管路
１９，２２の圧油か、一方的に管路２６の方へのみ流入
することはなく、旋回油圧ユニット１４に適当な起動力
を与える圧力でもって流入するので、コントローラ１７
の調整さえ適当にすれば。

上部旋回体りか約９０旋回回したとき、作業装置はダン
プトラックＥ−ヒの植込に適した所望の高さまてＬ昇し
ている。

次いて、作業条件によっては、第５図の如く、油圧ショ
ベルＣの後方にダンプトラックＥを配置し、上部旋回体
りを１８０度旋旋回せて土砂を積込まざるを得ないとき
がある。このようなときも、第４図と回し性能のまま、
掘削終了後、作業装置上昇、旋回の複合動作をすると、
旋回角度か約１８０度で２倍となり、作業装置の上昇高
さも２倍となり、旋回後、作業装置を適宜下降させるか
、旋回中に作業装置用操作レバの操作を加減しながら運
転しなければならない。従って、この場合の円滑、迅速
な作業をしようとすると相当の熟練を要することは云う
までもない。

上記に対応するため、この発明の油圧回路においては、
コントローラ１７を調整して、比例信号変換装置１５で
得られる信号圧力Ｐ。を、例えば第２図のＰ。、からＰ
Ｏ２へとより高圧にすることにより、比例切換弁１ｏの
メータイン開ロイメはＦｌからＦ２へと制限され、管路
２２から管路２６への流入通路の絞り効果は増大して、
前述の場合に比し、Ｖ路２２から管路２６への流入油量
は減少傾向となるのみならず、それら管路内の圧力差も
増大し得る状態となるので、旋回油圧ユニウド１４の起
動性は向上し、流入する油量も多くなって、上部旋回体
の旋回か、より先行して、約１８０旋層回したとき、作
業装置はダンプトラックＤへの土砂の積込みに適した高
さとなる。

また、コントローラ１７の調整位置の如何にかかわらず
、油圧シリンダ１３を高速で伸長させる操作の信号Ｐ８
１及び旋回油圧ユニット１４を作動させる信号の両者が
同時に発生して始めて信号圧力Ｐ。か比例切換弁ｌｏの
メータイン開口値を制限する作用を開始するようなシー
ケンス回路を、コントローラ１７と比例信号変換装ｇｆ
ｆｉ１５との間、または比例信号変換装置１５と比例切
換弁ｌＯの受信部との間にＪ９けておくと１通常の単独
作動時には、管路２２から管ｊ！ｇ２６への接続通路に
絞り効果は発生することもなく、油圧シリンダ１３を、
高速で作動させることができる。

以上の作動例は、ハックホウアタッチメントにより、９
０度および１８０度旋旋回ｔ！込みをする油圧ショベル
の場合についてであるが、元来、油圧ショベルの作業は
、単に、土砂の掘削の植込のみならず、各種アタッチメ
ントを装着して作業装置の丘下運動、旋回による作業対
象物の移動など、多種類の作業に反復従事することか多
いので、それらの所要作動量、関係所要速度に応じて、
コントローラ１７を無段階に調整して、パイロウド管路
２３の信号圧力Ｐ。を０からＰ。□８まで調整すること
により、その目的を達成することができる。

なお、この実施例においては、運転室１６内に設けたコ
ントローラ１７と、比例信号変換装置１５との間の信号
媒体は電気を、比例切換弁１０のパイロット油室１０α
への信号媒体としては油圧を使用し、コントローラ１７
からの指令信号を比例信号変換装置１５によって変換し
、比例切換弁ＩＯのメータイン開口の最大値を加減する
ようにしているか、必ずしも、この実施例に限定するも
のではなく、信号媒体として、前記の電気、油圧の他、
空圧または機械リンクであったり、それらの紹合わせ、
あるいは、単独であってもよく、また、上記比例切換弁
１０の如く、外部からの信号の大小により、メータイン
開口の最大値を加減する機能を有する比例切換手段の受
信部へ、任意に調整可能の信号を発するコントローラの
出力を直接供給するようにしてもよい。

発明の効果 この発明の油圧回路を備えた油圧ショベルにおいては１
例えは、作業装置の昇降をさせる油圧シリンダの如きア
クチュエータを高速作動をさせる操作中においても、そ
の作動負荷圧力よりも高圧の作動圧））を必要とするア
クチュエータ、例えば旋回油圧ユニ・ソトの複合操作を
すると、あうかしめ、運転室内のコントローラを加減し
ておくことにより、油圧源からの圧油か低い作動負荷圧
力の側へ土として流入しようとすることを制限するので
、Ｆ４者の関係速度を、その作業条件に適合させること
かてきる。従って、多岐にわたる作業条件における複合
操作時にも、コントローラをｉにＪ整するのみで、特別
に微妙なレバ操作を要することなく１円滑、かつ、迅速
なる運転ができ、不慣れな運転者にとっても安全で能率
的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の油圧回路を備えた油圧ショベルの要
部油圧系統図、第２図は［６１列切換弁の特性を示す線
図、第３図は従来の油圧ショベルにおける要部油圧系統
図、第４図および第５１３は油圧シ」・・、ルをハック
ホウとして使用し、ｌ−、部旋回体を、それぞれ、９０
度および１８０度旋旋回せてダンプトラックに積込むと
きの状況を示す平面図である。 ５．６，７，８．９ １０　・・・・・・・・・・・・ １１．１２　　・・・・・・ １３　・・・・・・・・・・・・ １４　・・・・・・・・・・・・ １５　・・・・・・・・・・・・ １７　・・・・・・・・・・・・ ２０　・・・・・・・・・・・・ ・・・・　油圧切換弁 比例切換弁 カット弁 油圧シリンダ 旋回油圧ユニット 比例信号変換装設 コントローラ 油圧切換弁 第２ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれのメインポンプから圧油の供給を受ける２つの
   油圧切換弁群を備えた油圧ショベルの、一方の油圧切換
   弁群に属する油圧切換弁と他方の油圧切換弁群に属する
   油圧切換弁とからの圧油を単独に、または、合流させて
   低速および高速の作動をさせる第１のアクチュエータと
   、他方の油圧切換弁群に属する油圧切換弁からの圧油の
   みにより作動する第２のアクチュエータを有する油圧シ
   ョベルの油圧回路において、第１のアクチュエータに通
   じる上記他方の油圧切換弁群から合流する管路の途中に
   、受信部に作用する信号の大小に応じて上記第１のアク
   チュエータへの最大メータイン開口値を増減する比例切
   換手段と、該比例切換手段の受信部に供給する信号を任
   意に調整することのできるコントローラとを具備してな
   る油圧ショベルの油圧回路。