JPH0452329A

JPH0452329A - 油圧式掘削機の油圧制御回路

Info

Publication number: JPH0452329A
Application number: JP16055090A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Imai; 寛今井
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JP2583148B2

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、油圧式掘削機のロードセンシング油圧ｗ４ｒ
Ｂ回路における複数油圧アクチュエータの同時操作時の
ｉｊ！Ｅ！配分に係り、詳しくは持上旋回による掘削土
砂のダンプカーへの積込み作業の如きブームと旋回の同
時１桑作時に、制御パターンを変えながらそれぞれ他の
負荷圧力の影響を受けることなく各油圧アクチュエータ
に供給される流量の圧力補償を行って正確、かつ、容易
なａｍを可能にして作業性の向上と、省エネを図った油
圧式掘削機の油圧＄制御回路に関する。

〔従来の技術〕

土砂の掘削、積込みを行う油圧式掘削機は第２図に示す
ように、下部走行体ａの走行用油圧モータ１．上部旋回
体すの旋回用油圧モータ２、そして該上部旋回体す前部
に装着された作業機Ｃとしてのブーム３．アーム４．パ
ケット５、そして、これら作業機Ｃを作動する各油圧シ
リンダ６．７．８を備えている。そして、油圧式掘削機
は掘削作業として、掘削、持上旋回、排土、持上旋回等
の一連の連続動作を行うが、特に持上旋回は、同図（Ａ
）に示すように、ワーム３上げ、アーム４ダンプ状態で
掘削位置から同図（Ｂ）に示すように、４５°、９０°
或いは１８０°近辺位置に停止しているダンプ力ｄの荷
台上へ旋回動作であるが、このような旋回とブーム、旋
回とアーム等の同時操作時には旋回回路の圧力がアーム
回路、ブーム回路の影響を受け、ブーム、アーム回路の
低圧の時は旋回も低圧となって旋回がスムーズに行われ
ない場合があり、ダンプカーｄの停止位置によって旋回
角度が異なることから、旋回角度とブーム角度の関係が
変わるために従来、オペレータが、その都度これら油圧
アクチュエータの流量制御弁のスプール開度をａｍする
ことによって各回路への供給流量を制御して、両方の動
きを適合させるように操作しているが、こき操作は非常
に難かしく疲労を伴うものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記の点に鑑み、旋回とブーム、アーム等の同
時操作時に、これら各油圧アクチエエータの回路圧力が
相互に影響を受けずに必要流量を確保するために、作業
内容に応じた優先モードを予め設定して流量配分を変え
、かつロードセンシング圧力１１御によって圧力補償ａ
ｍを確実にすることにより同時操作の適合を行うように
して作業効率を向上するようにした油圧式掘削機の油圧
制御回路を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、２基の可変容量型
油圧ポンプと、これら油圧ポンプからの吐出圧油によっ
て駆動される複数の油圧アクチエエータと、該各油圧ア
クチエエータを制御する圧力補償付流量制御弁と、ポン
プ吐出圧力と複数の油圧アクチエエータの最大負荷圧力
の差圧を一定にするようにポンプ吐出流量を制御するロ
ードセンシングシステムを備えた油圧１１ｒＢ回路にお
いて、前記２基の油圧ポンプ回路に、該両ポンプの吐出
圧油の合流９分流切換弁と旋回ロードセンシング圧を入
切する切換弁を設けると共に、ブーム１アーム及び旋回
の同時操作時における作業内容に応じて標準モード旋回
優先モード、及びブーム優先の３モードを予め設定した
うえ、これら各モードに応じて、前記合流９分流切換弁
及び旋回ロードセンシング圧切換弁を切換え制御するよ
うにした制御油圧回路を設けることにより既述の目的を
達成する。

〔作　用〕

従って、持上旋回によるダンプカーへの土砂の積込みの
如くブーム上げ、アームダンプによる１８０°旋回にお
いては旋回優先モードに切換えをすることにより２基の
油圧ポンプ回路は合流１分流切換弁が「切」になって相
互に独立回路になって一方の油圧ポンプはブーム専用と
なり、ロードセンシングと圧力補償付流量１１ｍ弁によ
りブームの必要な吐出流量が旋回回路の回路圧の影響を
受けず確保されると共に、旋回に必要な大流量は他方の
油圧ポンプ回路の旋回ロードセンシングと圧力補償付流
量制御弁により吐出ｌｌＬ量を増して確保される。

また、上記持上旋回において僅かな４５°旋回において
はブーム優先モードにスイッチ切換えをすることによっ
てブーム供給流量が優先され、２基の油圧ポンプ回路は
同じく分流に切換えられそれぞれ独立回路となると共に
、旋回ロードセンシングも「切」になってブーム一方の
油圧ポンプ回路のロードセンシング及び圧力補償付流量
制御弁によって必要吐出ｉ量が確保されると共に、旋回
及びアームは他方の油圧ポンプ回路により圧力補償によ
る必要流量が確保される。

そして、９０°旋回９通常の掘削１Ｍ込み作業において
は標準モードにスイッチ切換えにより合流回路にすると
共に、作業内容に応じてブーム優先モードに切換えるこ
とによって、同時操作時のブームの動きを、その都度適
合操作しなくても適合して同時操作が円滑となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を添付図面により説明する。

第１図は油圧式掘削機の油圧ｖ４御回路のうち、特に本
発明に係るブーム作動用油圧シリンダ６（以下単にブー
ムシリンダと略称する）、アーム作動用油圧シリンダ７
（以下単にアームシリンダと略称する）及び旋回駆動用
油圧モータ１（以下単に旋回モータと略称する）の３つ
の油圧アクチュエータの油圧制御回路の好適な実施例を
示したもので、本回路は２ポンプ方式からなり、一方の
可変容量型油圧ポンプｌＯの吐出回路１１にはブームシ
リンダ６が接続され、この吐出回路１１にはブームシリ
ンダ６が接続され、この吐出回路１１間には流量及び流
れ方向を１１ｍする圧力補償付流量制御弁１２が介装さ
れており、他方の可変容量型油圧ポンプ１３の吐出回路
１４には分岐回路１４ａを介してアームシリンダ７が接
続され、他方の分岐回路１４ｂには旋回モータ１が接続
され、そして、これら分岐回路１４ａ、１４ｂはそれぞ
れ圧力補償付流量ｖｉｉｒｍ弁１５．１６が介装されて
いる。このようにブームシリンダ６、アームシリンダ７
及び旋回モータ１は２基の油圧ポンプｌ０１１３にパラ
レルに接続されたうえ、戻り回路１７を介してタンク１
８に接続されている。上記各流Ｉｌ制御弁１２，１５．
１６はパイロット操作方式からなり、パイロットポンプ
■９の主管路２０からそれぞれパイロット管路２１ａ〜
２１ｒを介して答弁の両端に接続されている。そして、
ブーム、アーム及び旋回の各操作レバー２２ａ、２２ｂ
、２２ｃからの操作をコントローラ２３からの信号管路
２４ａ〜２４ｆによって開閉する電磁比例＠御弁からな
るパイロット弁２５ａ〜２５ｆによってｌｌ制御される
ようになっている。なお２６はパイロット油圧の戻り管
路である。

また、上記各圧力補償制御弁１２．１５．１６にはそれ
ぞれの油圧アクチエエータ６．７．１の必要流量に対す
る油圧ポンプ１０．１３の吐出圧を検知し、補償する圧
力補償弁２７ａ、２７ｂ、２７ｃが設けられ各油圧ポン
プ１０１３のロードセンシンレギエレータ２８ａ　　２
８ｂとパイロ７）管路２７ａ、２７ｂを介して接続され
ている０次にロードセンシング回路として、旋回用流を
制御弁１６の出口ボート３０から旋回モータ１の最大負
荷圧力を検出するパイロット管１１１！＋３１とアーム
川流１ｔｔ４御弁１５の出口ボート３２からアームシリ
ンダ７の最大負荷圧力を検出するバイロフト管路３３と
の最大負荷圧力側の圧力をシャトル弁３４で検出したバ
イロフト管路３５とブーム用流量ｌ１１ｍ弁１２の出口
ポート３６からブームシリンダ６の最大負荷圧力を検出
するバイロフト管路３７との最大負荷圧力側の圧力をシ
ャトル弁３８で検出したうえ、パイロット管路３９を介
して、一方はパイロット管路２９ａにより油圧ポンプｌ
Ｏのロードセンシングレギュレータ２８ａに、また他方
、パイロット管路２９ｂにより他方の油圧ポンプ１３の
ロードセンシングレギュレータ２８ｂに接続されている
。

そして上記ロードセンシング回路には、旋回ロードセン
シング圧大切用の切換弁４０が介設されている。そして
、この切換弁４０は、パイロフト管路４１を介してコン
トローラ２３の信号回路５１によって制御される電磁式
パイロ。

ト弁５２によって切換えａｍされるようになっている。

ロードセンシンダレギュレータ２８ａ、２８ｂはそれぞ
れポンプ吐出管路１１．１４と、油圧ポンプ１０．１３
の斜板傾転量を制御する油圧シリンダ４２ａ、４２ｂと
の間にパイロット管ｇｌＩ２９ａ、２９ｂにより接続さ
れたパイロットｔ！６方式のロードセンシング弁４４ａ
、４４ｂヲ有し、一方のロードセンシング弁４４ａの両
端には前記パイロット管路２９ａ、４３ａが、他方のロ
ードセンシング弁４４ｂの両端には、前記バイロフト管
路２９ｂ、４３ｂがそれぞれ接続されている。

そして、前記パイロット管路２９ａ、２９ｂにより導か
れる最大負荷圧力がパイロット管路４３ａ、４３ｂで導
かれる油圧ポンプ１０．１３の吐出圧力とばね４５との
和より大きくなると、前記ロードセンシング弁４４ａ、
４４ｂが（Ａ）位置から（Ｂ）位置に切換ると、パイロ
。

ト管４３ａ、４３ｂから圧油が油圧ンリンダ４２ａ、４
２ｂに入って、油圧ポンプ１０．１３の傾転量を太き（
して吐出流量を増大し、また、逆に最大負荷圧力がポン
プの吐出圧力より小さ（なると、ロードセンソング弁４
４ａ　　４４ｂが（Ｂ）位置から（Ａ）位置に切換り、
油圧ノリンダ４２ａ、４２ｂの圧油をタンク１８に戻し
、油圧ポンプ１０．１３２ｍ転量を小さくして吐出ｆＬ
ｉ１を減少するようになる。このように、油圧ポンプ１
０．１３の吐出圧力と油圧アクチュエータ６．７．１の
最大負荷圧力との差圧は、ばね４５により設定される一
定値に維持される。

上記からなるロードセンシングシステムと共ニ圧力補償
付流ｉａｍ弁１２，１５．１６を使用することによって
、油圧ポンプ１０．１３の吐出圧油を必要流量に抑えて
省エネを図りながら、圧力補償制御に必要な最小差圧を
確保して油圧アクチュエータ６．７．１に供給して＄１
０１するようにしている。かかる２基の可変容量型油圧
ポンプ１０．１３のそれぞれの吐出管路１１．１４には
連通管１１３４６によって接続されており、該連管路４
６には両油圧ポンプ１０，１３の吐出圧油の合流１分流
切換便４７が設けられている。そして、この切換弁４７
は、コントローラ２３から信号回路４９を介して指令さ
れる電磁式パイロット弁５０の作動により、パイロ７）
ＩＦ！２１４８のパイロット油圧によって切換え制御さ
れるようになっている。なお、該合流。

分流切換弁４７と連動してａｍされるロードセンシング
圧入切用切換弁５３がロードセンシング圧入切用切換弁
５３がロードセンシング回路に介装されている。

このように構成されたロードセンシングシステムからな
る油圧式掘削機の油圧ａｍには持上旋回における土砂の
掘削、ダンプカーへの積込みの如きブーム、アームと旋
回の同時操作での流量配分による作業のマツチングが変
えられるように下表の優先モードが予め設定されており
、これらモード選定は、前記合流９分流切換弁４７及び
旋回ロードセンシング圧切換弁４０をモード切換弁４７
及び旋回ロードセンシング圧切換弁４０をモード切換ス
イッチ５４のＯＮ　　ＯＦＦ操作によって行われる。

（１）標準モード本モードは略９０°旋回でブーム上げ操作の如き、作業
機と旋回が一方を優先にするほどでない略同程度の必要
流量を確保する場合にモード切換スイッチ５４を標準モ
ードに切換えると、コントローラからの指令によりバイ
ロフト弁５０を介して合流１分流切換弁４７がＯＮ作動
して両油圧ポンプ１０．１３の吐出圧油は合流されると
共に、旋回ロードセンシング切換弁４０は同じくパイロ
ット弁５２を介してＯＦＦ作動して「切」状態となる。

これにより、ブームアーム及び旋回の各アクチエエータ
６．７．１はそれぞれの圧力補償弁１２．１５．１６の
働きにより一方を優先することなくそれぞれの必要Ｉｊ
！量が確保されるようになっている。

（ｎ）旋回優先モード本モードは１８０°旋回の如き旋回モータ１の最大負荷
圧力が大きく、しかも大量の必要流量の場合には旋回優
先モードにも切換えると、バイロフト弁５０を介して合
流１分流切換弁４７がＯＦＦ作動して分流回路となり、
両袖圧ポンプ１０．１３は独立回路となると共に、該切
換弁４７に同時作動するロードセンシング回路も両ポン
プ１０．１３において独立したものとなる。

これによって両ポンプｔｏ、１３回路の分流により独立
回路となった状態でブームシリンダ６の持上げ必要流量
を圧力補償しながら一方の油圧ポンプｌＯで確保すると
共に、他方の油圧ポンプ１３で旋回に必要な大重量を確
保するために旋回ロードセンシング弁４０をバイロフト
弁５２を介してＯＮ作動して旋回モータ１、及びアーム
シリンダ６の最大負荷圧力を油圧ポンプ１３のロードセ
ンシンダレギュレータ２８ｂにフィードバックしてこの
最大負荷圧力に見合うように吐出流量が増大するように
なる。

（Ｉ［ｌ）ブーム優先モード本モードは略４５°旋回の如き旋回角度が比較的小さく
、しかもブーム上げ、アームダンプに多量の流量を必要
とする場合においてはブーム優先として作業機側に流量
を優先的に配分するようにしたもので、モード切換スイ
ッチ５４をブーム優先モードに切換えると、合流９分流
切換弁４７がＯＦＦ作動して「切」となり分流回路とな
って、両ポンプ１０．１３は独立回路となり、一方の油
圧ポンプ１０の圧油はブームシリンダ６専用となって供
給され、他方のポンプ１３の圧油は旋回モータ１　アー
ムシリンダ７に供給されると共に、旋回ロードセンソン
グ切換弁４０もＯＦＦ作動してロードセンシング回路は
「切」状態となり、旋回、アームの必要流量を確保しな
がらブーム側に流量が優先供給が補償されるようになっ
ている。このように作業内容に応じて優先モードを選定
切換えたうえ、それぞれ電気レバーからなるブームレバ
ー２２ａｌ了−ムレバー２Ｚｂ、そして旋回レバー２２
ａを操作することにより、コントローラ２３から各パイ
ロット弁２５ａ〜２５ｆを介して各圧力補償付流量！４
御弁１２，１５．１６を作動させて、ブーム、アーム、
そして旋回の各油圧アクチュエータ６７．ｌを操作する
ことになる。なお５５はモニタであって、各優先モード
設定を、該モニタ５５によって表示するようにしである
。

〔発明の効果〕

本発明は上記の如く、ブーム、アーム、そして旋回の各
油圧アクチュエータを接続した２基の油圧ポンプの各吐
出回路において、これら各油圧ポンプ回路に合流１分流
切換弁及び旋回ロードセンシング圧力の大切の切換弁を
設けて、これら各油圧アクチエエータの必要流量を作業
内容に応じて予め設定したブーム優先、旋回優先、そし
て標準からなる優先モードの選定によって確保するよう
にしたから、持上旋回の如きブーム、アーム旋回の同時
操作時の適合が円滑に行うことができるので、オペレー
タは、持上旋回の都度、流量ｌ１ｙｌ弁のスプール開度
を１ｉｌ１１１して各回路への供給流量を制御するとい
う煩雑で疲労の伴う操作も不要となり作業性が一段と向
上する。しかもロードセンシング圧の作業内容に応じて
制御するようにしたので、省エネ効果も一段と向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す油圧＄１１１１回路図
。第２図（Ａ）は油圧式掘削機のブーム上げアームダンプ
状態を示す説明図、同図（Ｂ）は掘削土砂をダンプカー
停止位置への積込み旋回状態を示す説明図である。１・・・・・・・・・旋回モータ６・・・・・・・・・ブームシリンダ７・・・・・・・・・アームシリンダ１０．１３・・・・・可変容量型油圧ポンプ１２，１５
．１６−−圧力補償付流量ａｍ弁１９・　・・・・　・
・　・パイロットポンプ２２ａ、ｂ、ｃ・・・操作レバ
ー２３・・・・・・・・コントローラ２５ａ〜ｆ・・・・・パイロット弁２７　ａ　＋　ｂ　＋　　ｃ・・・圧力補償弁２８ａ、
ｂ・・・・・ロードセンシンダレギュレータ４０・・・・・・・・旋回ロードセンシング圧切換弁４４ａ、ｂ・・・・・ロードセンシング弁４７・・・・
・・・・合流１分流切換弁５０．５２・・・・・パイロ
ット弁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２基の可変容量型油圧ポンプと、これら各油圧ポ
ンプからの吐出圧油によって駆動される複数の油圧アク
チュエータと、該各油圧アクチュエータを制御する圧力
補償付流量制御弁と、ポンプ吐出圧力と複数の油圧アク
チュエータの最大負荷圧力の差圧を一定にするようにポ
ンプ吐出流量を制御するロードセンシングシステムを備
えた油圧制御回路において、前記２基の油圧ポンプ回路
に、該ポンプの吐出圧油の合流、分流切換弁と旋回のロ
ードセンシング圧を入切する切換弁を設けると共に、ブ
ーム、アーム及び旋回の同時操作時における作業内容に
応じて標準モード、旋回優先モード、及びブーム優先モ
ードを予め設定したうえ、作業内容に応じ、これら各モ
ードを選定したうえ、前記合流、分流切換弁及び旋回ロ
ードセンシング圧切換弁を切換え制御するようにしたこ
とを特徴とする油圧式掘削機の油圧制御回路。
（２）上記設定モードにおいて、作業機のブーム上げ、
アームダンプ状態での持上旋回での旋回角度略１８０゜
において旋回優先モードとして合流、分流切換弁をＯＦ
Ｆにして分流回路とし、また旋回ロードセンシング切換
弁をＯＮにして該ロードセンシング圧を入力し、旋回角
度が略４５゜においてブーム優先モードとして合流、分
流切換弁をＯＦＦして分流回路とし、ロードセンシング
切換弁もＯＦＦにして、ロードセンシング圧を切にし、
更に旋回角度が略９０゜において標準モードとして、合
流、分流切換弁をＯＮにして分流回路とし、旋回ロード
センシング切換弁をＯＦＦにして、該ロードセンシング
圧を切にしたことを特徴とする請求項（１）記載の油圧
式掘削機の油圧制御回路。