JPH0454083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建設機械の作業機シリンダにポンプ
吐出圧油を供給する圧油供給制御方法に関する。

〔従来の技術〕

建設機械のブレードシリンダ、リツパシリン
ダ、アームシリンダ、ブームシリンダ等の作業機
を上下方向に移動する作業機シリンダにポンプの
吐出圧油を供給する方法としては、例えばポンプ
の吐出圧油をパイロツト操作形式のバルブによつ
て作業機シリンダの上げ室、下げ室に供給制御す
る方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる圧油供給制御であれば、バルブの操作力
を軽減したり、リモートコントロールしたりでき
るが、バルブをパイロツト圧で切換えているため
に、パイロツト圧を発生するポンプが故障した
り、そのポンプを駆動するエンジンが停止したり
してパイロツト圧が発生しない場合にはバルブか
切換操操作不能となり、作業機シリンダを伸縮で
きないから作業機が任意位置で停止してしまう。

このように、作業機を任意位置、例えば上方位
置で停止させたままの状態とすると何らかの事由
で作業機が降下することがあり非常に危険であ
る。

そこで、本発明は前述の課題を解喧決できるよ
うにした作業機シリンダの圧油供給制御方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

ポンプの吐出圧油を、パイロツト圧で切換操作
されるパイロツト操作形式のメインバルブで作業
機シリンダの上げ室に供給制御し、そのパイロツ
ト圧が発生しない時には作業機シリンダの上げ室
内の圧油をタンク側に流通させて圧力差を発静生
させ、その圧力差を利用してメインバルブを切換
操作するようにした圧油供給制御方法であり、こ
れによつてパイロツト圧が発生しない場合でもメ
インバルブを切換えて作業機シリンダの上げ室内
の圧油をメインバルブを通してタンク側に排出で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図〜第３図を参照して説明
する。

第１図中１，２は第１、第２ポンプであり、３
はブレード用の第１コントロールバルブ、４はチ
ルト用の第２コントロールバルブ、５は第３コン
ロールバルブ、６はアンロードバルブ、１７はメ
インバルブ、５５はシヤトル弁である。そして、
第１コントロールバルブ３とアンロードバルブ６
とで圧力補償付比例制御弁Ａを構成している。

前記第３コントロールバルブ５は弁本体９１を
備えており、この弁本体９１にはスプール孔９２
が設けてあり、また弁本体９１にはスプール孔９
２に通じる室２３，３０，７５，７７，５３，２
２，２４，２８が設けてある。スプール孔９２に
はスプール１９が嵌挿してあり、スプール１９の
端部にはばね座９４，９５がそれぞれに肩部に接
して設けてあり、両ばね座９４，９５間にばね９
６が設けてある。前記室２２，２４は通路９７を
介して室２８に通じており、通路９７にチエツク
弁２７が設けてある。

そして通路９７，チエツク弁２７，室７７、室
３０で作動圧回路部Ｅを形成し、通路９７，室２
３及び通路９７，室２４，室５３でパイロツト圧
回路部Ｆを形成している。

前記メインバルブ１７は弁本体９８を備えてお
り、この弁本体９８にはスプール孔９９，１０
０，１０１が設けてある。

弁本体９８にはスプール孔９９に通じる室４
９，５１が設けてあり、また弁本体９８にはスプ
ール孔１００に通じる室３２，３５が設けてあ
り、弁本体９８にはスプール孔１０１に通じる室
５０，７３が設けてある。

前記スプール孔９９内にはスプール１８が嵌挿
してあり、このスプール１８は両端部においてば
ね４８，４８′により付勢されて中立に保持され
ており、スプール孔９９の両端部は油室４１，４
７になされており、これらで第１バルブ部１を形
成している。

前記スプール孔１００内にはスプール３３が嵌
挿してあり、このスプール３３はばね３８により
中立に保持されている。スプール３３にはキリ穴
３７，４２が形成してあり、これらで第１バルブ
部Ｇを形成している。

前記スプール孔１０１内にはスプール７１が嵌
挿してあり、このスプール７１はばね３８′によ
り中立に保持されており、またスプール７１には
キリ穴７９，９１が形成してあり、これらで第２
バルブ部Ｈを形成している。

前記弁本体９８にはシヤトル弁４０，４５が設
けてある。

シヤトル弁４０のポート４０ａは室１０２に通
路３９を介して通じており、シヤトル弁４０のポ
ート４０ｂは通路９０を介して室８０に通じてお
り、またポート４０ｃは通路９０′を介して室４
１に通じている。

シヤトル弁４５のポート４５ａは通路９２を介
して室１０３に通じており、他のポート４５ｂは
通路４４を介して室４３に通じており、更に他の
ポート４５ｃは通路４６を介して室４７に通じて
いる。室６５から室４９にかけての通路１０４に
チエツク弁６６が設けてある。

前記シヤトル弁５５は弁本体７を備えており、
弁本体７にはスプール孔１１０が設けてあり、ス
プール孔１１０の端部にはプラグ５７が嵌着して
ある。スプール孔１１０にはスプール１２が設け
てあり、また、スプール１２の端部にはピストン
５６が嵌挿してある。スプール１２はばね５８に
よりプラグ５７側に付勢されている。弁本体７に
はスプール孔１２に通じる室９，５９，６０が設
けてある。

第１ポンプ１の吐出側は配管６４を介してメイ
ンバルブ１７の室６５に接続してあり、また第１
ポンプの吐出側は分岐点６３を介してアンロード
バルブ６のポート６ａに接続してある。メインバ
ルブ１７の室５１は配管７０を介してタンク１１
１に通じている。メインバルブ１７の室３５，５
０は配管３６，６８を介して作業機アクチユエー
タＢであるリツパーシリンダ１６に接続してあ
る。また、メインバルブ１７の室３２，７３は配
管３１，７４を介して第３コントロールバルブ５
の室３０，７５に接続してある。

第２ポンプ２の吐出側は配管２０を介して第３
コントロールバルブ５の通路９７に接続してあ
り、この配管２０に他の作業機アクチユエータＣ
であるチルトシリンダ１１２の第２コントロール
バルブ４が設けてある。第３コントロールバルブ
５の室２３は配管２１を介してアンロードバルブ
６のポート６ｂに接続してあり、また前記室２３
は配管１５を介して第１コントロールバルブ３の
ポート３ａに接続してある。

第１コントロールバルブ３は他の作業機アクチ
ユエータＤであるブレードシリンダ１１３を操作
するものである。第３コントロールバルブ５の室
７７は配管７８を介してタンク１１１に接続して
ある。

第３コントロールバルブ５の室５３はパイロツ
ト管路５４を介してシヤトル弁５５の室５９に接
続してあり、シヤトル弁５５の室６０はパイロツ
ト管路６２を介してアンロードバルブ６のパイロ
ツトポート６ｄに接続してある。

このパイロツト管路６２に絞り１１が設けてあ
る。前記配管１５からパイロツト管路１１５が分
岐していて、このパイロツト管路１１５はアンロ
ードバルブ６のパイロツトポート６ｅに接続して
ある。

シヤトル弁５５の室９はパイロツト管路１３を
介してシヤトル弁１０に接続してある。

実施例の装置の作動 エンジン回転中において、第１、第２、第３コ
ントロールバルブ３，４，５が第１図の通り中立
状態にあるとき第１ポンプ１の流量は第１コント
ロールバルブ３が閉状態にあるので、アンロード
バルブ６の左端のパイロツト圧が上がり、またア
ンロードバルブ６の右端のバネ側圧力は絞り１
１、シヤトル弁５５のスプール１２に切欠かれた
溝８を通じて室９につながり、パイロツト管路１
３を通じてシヤトル弁１０から第１コントロール
バルブ３よりドレン通路１４を通じてンク１１１
と接続されているためアンロードバルブ６は第２
図の状態になつており、第１ポンプ１は低圧でア
ンロード状態になつている。一方第２ポンプ２の
吐出側は第２、第３コントロールバルブ４，５を
通じて配管１５によつてアンロードバルブ６に接
続されているが、アンロードバルブ６が第２図の
ようにポート側に連通ポジシヨンが位置した状態
にあり、第２ポンプ２も低圧でアンロード状態に
ある。

なお、第１コントロールバルブ３と第３コント
ロールバルブ５の同時操作時、第１コントロール
バルブ３を優先させている。したがつて、シヤト
ル弁５５のスプール１２はプラグ５７に押しつけ
られた状態となり、アンロードバルブ６は第１コ
ントロールバルブ３へ第１、第２ポンプ１，２の
油を供給できる位置をとる。しかし、この場合、
第１コントロールバルブ３とメインバルブ１７と
の関係はパラレル回路となるため、負荷の軽い方
へポンプ油は流れる。第１図に示す回路において
は第１、第３コントロールバルブ３，５を同時操
作することは実用上希であり、その場合の流量配
分は特に考慮されていない。

前記シヤトル弁５５においては、上記したよう
に第１のコントロールバルブ３の回路を優先させ
るため、スプール１２とピストン５６とに面積差
をつけている。

第３コントロールバルブ５のスプール１９を引
の状態に操作すると配管２０から第３コントロー
ルバルブ５の室２２，２４からスプール１９のく
びれ部２５，２６を通つて流れていた第２ポンプ
２の流れは閉状態になり、それと同時に流れはチ
エツク弁２７をおし開き、室２８からスプール１
９のくびれ部２９のまわりを通つて室３０に通じ
る。室３０より管路３を通じメインコントロール
バルブ１７の室３２よりスプール３３の切欠部３
４を通つて室３５に流れ管路３６によつてリツパ
ーシリンダ１６の下げ室に流れ込むと同時にスプ
ール３３の切欠３４を通る前の高圧側の圧力はス
プール３３の中にあけたキリ穴３７よりスプール
３３の室１０２を通じ通路３９、シヤトル弁４０
を通じてメインバルブ１７のスプール１８の一端
の圧力室である室４１に導かれる。一方スプール
３３の切欠３４を通つた後の低圧側の圧力はスプ
ール３３の中にあけたキリ穴４２よりスプール３
３の一端の室４３を通じてスプール１８の他端の
圧力室である室４７に導かれる。この結果スプー
ル１８は圧力室である室４１と４７の差圧と室４
７内のばね４８とバランスするまで移動し、メイ
ンバルブ１７の室４９と室３５との連通を閉から
開の状態にする。またリツパーシリンダ１６の上
げ室と接続されている室５０もメインバルブ１７
のタンクポートである室５１との関係を閉の状態
から開の状態にする。

また一方第３コントロールバルブ５の引の信号
でスプール１９に切欠いた切欠溝５２によつて室
２４と室５３の間を閉から開の状態にし、ポンプ
圧はパイロツト管路５４によつてシヤトル弁５５
のスプール１２の中に設けたピストン５６に作用
し、これはプラグ５７でおさえられているため、
スプール１２はばね５８に坑して左方に移動し、
室６０と室９を開けていた切欠８は閉となり、室
５９と室６０がスプール１２のくびれ部６１を経
て開となり、パイロツト管路６２、絞り１１を通
じてアンロードバルブ６のばね室側に導かれる。
この結果第２ポンプ２の圧力によつて第２図のア
ンロード状態にあつたアンロードバルブ６は強制
的にオンロード状態第３図のようになり、第１ポ
ンプも高圧となり分岐点６３より配管６４を通じ
てメインバルブ１７のポンプポートである室６５
からチエツク弁６６を押し開け室４９、開状態の
スプール１８のくびれ部６７を通つて室３５で第
２ポンプ２の流量と合流し、シリンダボトム側に
流れリツパーシリンダ１６を伸ばしシリンダロツ
ド側からの戻り流量は配管６８から室５０、開状
態にあるスプール１８のくびれ部６９を通つてタ
ンクポートである室５１から配管７０を通つてタ
ンク１１１へ戻つている。

同様に第３コントロールバルブ５のスプール１
９を押位置にした場合もリツパーシリンダ１６を
縮み側に駆動させることができる。

なお、前記メインバルブ１７において、前記室
３５は、第１ポンプ１の流量が第２ポンプ２の流
量と合流しても前記リツパーシリンダ１６が伸び
ている場合、室３２に対して下流側になつてい
る。よつて第１ポンプ１の流量が室３５で第２ポ
ンプ２の流量に合流して室３５の圧が上昇した分
室３２の圧を上昇する。このために圧力差は保た
れる。

また、油の流れによる差圧を利用しているため
リツパーシリンダ１５の負荷圧、負荷の方向に影
響されない。

すなわち、第１図でリツパーシリンダ１６の伸
び側が自然落下側とすると、前述のように第３コ
ントロールバルブ５のスプール１９を引位置とし
てリツパーシリンダ１６を伸び側に作動する際
に、リツパーシリンダ１６がリツパーの自重によ
つて伸び側に作動してボトム側の容積の増加が供
給流量以上速くなつてボトム側への供給流量が不
足して真空が発生しながらリツパーシリンダ１６
が伸び側に作動するので、 リツパーシリンダ１６のロツド側から室５０へ
の流量＞室３５からリツパーシリンダ１６のボト
ム側への流量 に成り得る。

この場合の差圧はスプール７１の切欠７２前後
の圧力、つまり室５０（上流側）と室７３（下流
側）の圧で決定され、室５０の高圧の油はキリ穴
７９、室８０、通路９０を経由しシヤトル弁４０
のポート４ｃから室４１に導びかれ、スプール１
８を第３図において下方向に動かす、したがつ
て、第１ポンプ１の油は室３５に流れ、リツパー
シリンダ１６のボトム側に入る。

この時、スプール１８のストロークによつて決
まる室５０から室５１への開口面積が大きくなる
とリツパーシリンダ１６からの戻り流量の大部分
が室５０からスプール１８のくびれ部６９を通つ
て室５１へ流れるため、室５０から切欠７２を通
つて室７３へ流れる流量が減り、切欠７２前後の
差圧が確保されなくなり、スプール１８がスプリ
ング４７により押し戻され、スプール１８のくび
れ部６９のその開口面積が減ることにより、それ
によつて室５０から切欠７２を通つて室７３への
流量が増し、切欠７２前後の差圧が大きくなつて
スプール１８が再び押され、この動作がくり返し
て行なわれてスプール１８が振動し、リツパーシ
リンダ１６がハンチングを起すことになる。しか
し、第２ポンプ２からの管路３１を通つて室３２
から室３５への装置で発生する差圧でスプール１
８の油室４１と油室４７の最低の差圧は確保され
ているため、前述のスプール１８の振動もなく、
リツパシリンダ１６がハンチングすることもな
い。このように、リツパシリンダ１６に接続した
室３５，５０に連通する絞りを各々設けることに
より、スプール１８の全ストロークにわたつて安
定した差圧が得られ、スムーズズにリツパーシリ
ンダの作動が可能となる。

またエンジンが停止し第１・第２ポンプ１，２
の流量がない時でも作業機を地上まで降す必要が
ある、例えば自重によつてリツパーシリンダ１６
が伸ばされる側に作用する場合を考えると、第３
コントロールバルブ５のスプール１９を引の位置
におくと、リツパーシリンダ１６のロツド側の戻
り流量は配管６８から室５０を通つてスプール７
１の切欠７２を通つて室７３から配管７４を通じ
て第３コントロールバルブ５の室７５に通じ、開
状態にあるスプール１９のくびれ部７６を通つて
タンクポートである室７７から配管７８を通じタ
ンク１１へ戻り、その流れにスプール７１の切欠
７２の前後に差圧が生じる。

前述のスプール１９の引の位置への操作ストロ
ークが小さく室７５と室７７の開口面積が小さい
場合には前述の切欠７２の前後の差圧が小さくス
プール１８は切換わらないので、リツパーシリン
ダ１６のロツド側の流量は前記スプール７１の切
欠７２のみを通つてタンク１１１に流れるから、
その流量が少なくリツパーシリンダ１６はゆつく
りと降下する。この時リツパーシリンダ１６のボ
トム側に真空が発生しながらリツパーシリンダ１
６は降下する。

そして、第３コントロールバルブ５のスプール
１９の引の位置への操作ストロークが大きい場合
には前述の流れによつてスプール７１の切欠７２
の前後に生じる差圧が大きくなつて高圧側のスプ
ール７１のキリ穴７９を通じ、室８０を経て通路
９０、シヤトル弁４０を通じてスプール１８の圧
力室４１に導かれ低圧側はスプール７１のキリ穴
９１から通路９２、シヤトル弁４５を経てスプー
ル１８の圧力室である室４７へ導かれている。こ
の結果スプール１８は下側に押し下げられ、室５
０と室５１の関係は閉から開の状態となりリツパ
ーシリンダ１６のロツド側からの戻り流量はスプ
ール１８のくびれ部６９を通つてタンク１１１へ
の配管７０を経てタンク１１１へ多量に戻り、リ
ツパシリンダ１６を急速に降下できる。この時リ
ツパーシリンダ１６のボトム側には真空が発生す
る。以上のようにエンジンが停止していても第３
コントロールバルブ５のスプール１９の操作する
ことによつてリツパーシリンダ１６をゆつくり降
下させたり、メインバルブ１７のスプール１８を
切換えてリツパーシリンダ１６を急速に際下で
き、建設機機に必要とされる作業機の急落下を行
ない作業機の自重で刃先を地面に喰い込ませる
（エンジン停止時の非常ブレーキ）などが可能で
ある。

〔発明の効果〕

作業機シリンダの上げ室内の圧油が自重によつ
て流れることで差圧を発生させ、その差圧を利用
してメインバルブ１７を切換えせて上げ室内の圧
油をメインバルブ１７を通してタンク側に排出す
るので、パイロツト圧を発生するポンプが故障し
たり、そのポンプを駆動するエンジンが停止した
場合などのようにパイロツト圧が発生しない場合
に、作業機シリンダを自重で降下させることがで
きるから安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する油圧装置の一
例を示す構成説明図、第２図、第３図はアンロー
ドバルブの動作説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプの吐出圧油を、パイロツト圧で切換操
   作されるパイロツト操作形式のメインバルブ１７
   で作業機シリンダの上げ室に供給制御し、そのパ
   イロツト圧が発生しない場合には作業機シリンダ
   の上げ室内の圧油を自重でタンク側に流通させて
   圧力差を発生させ、その圧力差を利用してメイン
   バルブを切換操作するようにした作業機シリンダ
   の圧油供給制御方法。