JPH0464376B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、油圧シヨベルのアーム切換弁および
旋回切換弁に関するものである。

従来の技術 油圧シヨベルの上部旋回体フロント部には、ブ
ーム、アーム、バケツトなど作業アタツチメント
（図示なし）を装着して種々の掘削作業を行なつ
ている。そのうち、バケツト側面を傾斜壁面に押
付けて壁面を垂直に掘削する旋回押付掘削やアー
ム斜め引き整地などがあるが、いずれも旋回とア
ームの同時操作を行なうものである。それで旋回
押付掘削においては、旋回力が小さいとバケツト
が側方へ逃げて傾斜壁面を垂直に掘削することが
できない。そのために、油圧シヨベルにて旋回と
アームを同時操作する場合には旋回優先システム
が採用されている。第７図は従来技術の旋回優先
システムの油圧回路図である。図において、１は
旋回操作用リモートコントロール弁（以下リモコ
ン弁という）、２はアーム操作用リモコン弁、３
は旋回モータ、４はアームシリンダ、５′は旋回
切換弁、６′はアーム切換弁、７は油圧ポンプ、
８は旋回切換弁５′左右のパイロツト圧受圧部を
連通する油路中間部に設けたシヤトル弁、９はパ
イロツトポンプである。

第７図油圧回路において、旋回・アームの同時
操作における作動機能について述べる。たとえば
旋回用リモコン弁１をイ位置へ、またアーム用リ
モコン弁２をロ位置へ同時に操作する。そうする
と旋回用リモコン弁１よりのパイロツト圧はパイ
ロツト油路１０を経て旋回切換弁５′の右側パイ
ロツト圧受圧部へ作用し旋回切換弁５′をハ位置
に切換えるとともに、アーム用リモコン弁２より
のパイロツト圧はパイロツト油路１１を経てアー
ム切換弁６′の右側パイロツト圧受圧部へ作用し
アーム切換弁６′をニ位置に切換える。それと同
時に、油圧ポンプよりの吐出圧油は油路１２、チ
エツク弁１３、油路１４，１５、チエツク弁１
６、旋回切換弁５′のハ位置を経て旋回モータ３
へ送油され、該旋回モータ３を回転作動させる。
一方、アームシリンダ４は旋回モータ３と回路が
パラレルに設けられているので、油圧ポンプ７よ
りの吐出圧油はチエツク弁１３、油路１７、アー
ム切換弁６′のニ位置、油路１８を経てアームシ
リンダ４のヘツド側に送油され、該アームシリン
ダ４の伸張作動を行なわしめる。そしてまた、旋
回切換弁５′の右側パイロツト圧受圧部に作用し
たパイロツト圧油の一部は、シヤトル弁８、油路
１９を経てアーム切換弁６′のニ位置セクシヨン
内の可変リストリクタ２０にも作用する。そこで
アームシリンダ４ピストンロツド側よりの戻り油
回路は、アーム切換弁６′のニ位置セクシヨン内
可変絞り部２１にて油路が絞られる。そのため
に、アームシリンダ４のヘツド側圧力は昇圧する
が送油量は減少するので、油圧ポンプ７よりの吐
出圧油はチエツク弁１３、油路１４，１５、チエ
ツク弁１６、旋回切換弁５′のハ位置を経て旋回
モータ３へ多分に供給され、旋回力は増大する。

この発明の解決すべき問題点 油圧シヨベルが旋回・アーム同時操作する場合
に、従来技術では前述の如き旋回優先システムを
採用して旋回力の増大をはかつている。それで第
７図において、アーム切換弁６′のニ位置セクシ
ヨン内可変リストリクタ２０に作用するパイロツ
ト圧信号には、旋回用リモコン弁１のパイロツト
２次圧を使用している。

しかし油圧シヨベルの機種によつてたとえば小
型油圧シヨベルにおいては、リモコン弁操作式を
採用せずに、直接レバおよびリンクなどによるい
わゆる直引き操作式切換弁を装備しているものが
ある。そのために第７図従来技術における如きリ
モコン弁よりのパイロツト２次圧を使用できな
い。それで本発明は上記の点を改善し、直引き操
作式およびリモコン弁操作式に採用可能なアーム
および旋回切換弁を提供することを目的とするも
のである。

問題を解決するための手段 前記問題を解決するために講じた本発明の手段
は、 イ アーム切換弁のスプール内にピストンを挿入
したピストン摺動室を設け、 ロ アームシリンダ伸張作動切換時には、ピスト
ン摺動室前部側およびそのノツチ穴を介してア
ームシリンダのピストンロツド側とリターン油
路とを連通せしめるとともに、 ハ 旋回スプールの切換作動により旋回切換弁内
の旋回作動圧を導出して、アーム切換弁のアー
ムスプール内ピストン後側油室に作用せしめ、 ニ 上記アームスプール内のピストンがピストン
摺動室前部側のノツチ穴開口面積を絞り込み可
能に構成した。

作 用 イ アーム切換弁が中立位置にあるときにはピス
トン摺動室に作動油が流れないので、旋回切換
作動させてもアームスプール内ピストン後側油
室に旋回作動パイロツト圧が作用するだけで旋
回作動には関係がない。

ロ アーム切換弁を切換作動していても旋回切換
弁が中立位置にあれば、アームスプール内ピス
トンに旋回作動パイロツト圧が作用しないの
で、アームスプール内ピストンは絞り機能を作
動しない。そのためにアームシリンダのピスト
ンロツド側からの戻り油量が絞られて減少する
ことはない。

ハ 旋回モータ回転とアームシリンダ伸張作動と
を同時操作すると、旋回作動パイロツト圧がア
ームスプール内ピストン後側室へ作用するの
で、ピストン摺動室内ピストンは前方へ移動し
アームスプールのノツチ穴開口面積を絞り込
む。

ニ 一方、アームシリンダからの戻り油はその絞
り込まれたノツチ穴を通過するので、アームシ
リンダへの流量は減少する。それで油圧ポンプ
からの吐出圧油は旋回切換弁を経て旋回モータ
へ多分に供給され、旋回モータの旋回力は増大
する。

実施例 以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の旋回およびアーム切換弁を有
する油圧回路図であるが、３は旋回モータ、４は
アームシリンダ、５は直引き操作式旋回切換弁、
６は直引き操作式アーム切換弁、７は油圧ポン
プ、２２は旋回切換弁５用チエツク弁、２３はア
ーム切換弁６用チエツク弁、２４はアーム切換弁
６のヘ位置セクシヨン内ピストン絞り部、２５は
旋回切換弁５のセンタバイパス油路、２６は旋回
パイロツト圧油路、２７は旋回切換弁５とアーム
切換弁６とを連通するパイロツト油路、２８は旋
回モータ３用リリーフ弁、２９は旋回モータ３用
チエツク弁、３０はブーストチエツク弁、３１は
チエツク弁、３２は油圧ポンプ７駆動用原動機、
３３はメイン油路用リリーフ弁、３４は油タンク
である。

第２図は、旋回切換弁５が中立位置にあり、か
つアーム切換弁６をアームシリンダ伸張作動に切
換えたときの断面詳細図である。図において、３
５は旋回切換弁５内の旋回スプール、３６はアー
ム切換弁６内のアームスプール、３７は旋回切換
弁５の旋回パイロツト圧導出ポート、３８はアー
ム切換弁６の旋回パイロツト圧導入ポート、３９
はアーム切換弁６内のブリツジ油路、４０はアー
ムスプール３６内に設けたピストン摺動室、４１
はピストン摺動室４０内に摺動可能に挿入したピ
ストン、４２，４３はアームスプール３６の外周
部よりピストン摺動室４０前部側に通じるノツチ
穴、４４はピストン後側油室、４５はアームスプ
ール３６の外周部よりピストン後側油室４４に通
じるノツチ穴、４６はアーム切換弁６のリターン
ポート、Ａ，Ｂは旋回切換弁５より旋回モータ３
への油路接続用ポート、Ｃ，Ｄはアーム切換弁６
よりアームシリンダ４のヘツド側、ピストンロツ
ド側へのそれぞれ油路接続用ポートである。

それで第２図の如く、旋回切換弁５を切換作動
をさせずにアーム切換弁６内アームスプール３６
を矢印の方向に移動させると、油圧ポンプ７から
の吐出圧油はブリツジ油路３９、ポートＣを経て
アームシリンダ４のヘツド側油室へ送油される。
一方、アームシリンダ４のピストンロツド側から
の戻り油は、アーム切換弁６のポートＤ、アーム
スプール３６のノツチ穴４２、ピストン摺動室４
０前部側、ノツチ穴４３、リターンポート４６を
経て油タンク３４へ戻る。なお、アームスプール
３６内ピストン後側油室４４に旋回作動圧は作用
しないので、アームシリンダ４からの戻り油がピ
ストン４１により絞り作用を受けることはない。

次に第１図および第３図に基づき、旋回・アー
ム同時操作における本発明切換弁の作動機能につ
いて述べる。旋回モータ３回転とアームシリンダ
４伸張作動とを同時操作すると、油圧ポンプ７か
らの吐出圧油は旋回切換弁５内チエツク弁２２を
開口し、ブリツジ油路４７、ポートＢを経て旋回
モータ３を回転作動させる。それと同時に旋回モ
ータ３作動圧油の一部は、旋回パイロツト圧油路
２６、旋回パイロツト圧導出ポート３７、パイロ
ツト油路２７、アーム切換弁６の旋回パイロツト
圧導入ポート３８、アームスプール３６のノツチ
穴４５、ピストン後側油室４４を経てピストン４
２に作用する。そうするとピストン４１は前側へ
移動し、ピストン摺動室４０前部側のノツチ穴４
３の開口面積を絞り込む。そのために、アームシ
リンダ４の流量が減少するので、油圧ポンプ７か
らの吐出圧油は旋回切換弁５を経て旋回モータ３
へ多分に供給され、旋回モータ３の旋回力は増大
する。

次に第４図は本発明の他の実施例であるが、旋
回モータ３およびアームシリンダ４操作用にそれ
ぞれリモコン弁１および２を配置したものであ
る。そのために図において、旋回切換弁４８およ
びアーム切換弁４９は左右にパイロツト圧受圧部
を有し、リモコン弁１および２からのパイロツト
圧によりそれぞれ切換作動させられる。それで旋
回切換弁４８およびアーム切換弁４９の作動機能
は、前述第１図における旋回切換弁５およびアー
ム切換弁６と同様である。

また第５図も本発明の他の実施例であるが、ア
ーム切換弁のアームスプール内にスプリングを挿
入した形式のものである。第５図において、５０
はアーム切換弁、５１はアームスプール、５２は
アームスプール５１内に摺動可能に挿入したピス
トン、５３はアームスプール５１内の戻り油通過
油室、５４，５５はアームスプール５１の外周部
より戻り油通過油室５３に通じるノツチ穴、５６
はピストン前側ばね室、５７はピストン前側ばね
室５６より外部油タンクに通じるドレン油路、５
８はピストン前側ばね室５６内に組込まれたスプ
リング、５９はピストン後側油室、６０はアーム
スプール５１の外周部よりピストン後側油室５９
に通じるノツチ穴である。なお３４は油タンク、
３８は旋回パイロツト圧導入ポート、３９はアー
ム切換弁内のブリツジ油路、４６はアームシリン
ダ４からの戻り油用リターン油路である。

それで、上記の如き構造を有するアーム切換弁
５０と旋回切換弁５を配置した油圧回路図が第６
図に示すものである。そこで第５図および第６図
に基づいて、アーム切換弁５０の作動機能につい
て述べる。旋回切換弁５をホ位置へ、アーム切換
弁５０をト位置へ切換えて同時操作すると、油圧
ポンプ７からの吐出圧油はチエツク弁２２、旋回
切換弁５のホ位置を経て旋回モータ３を回転作動
させるとともに、一方チエツク弁２３、アーム切
換弁５０のト位置を経てアームシリンダ４を伸張
作動せしめる。それと同時に旋回モータ３作動圧
油の一部は、旋回切換弁５ホ位置セクシヨンの旋
回パイロツト圧導出ポート３７、パイロツト油路
２７、アーム切換弁５０ト位置セクシヨンの旋回
パイロツト圧導入ポート３８、アームスプール５
１のノツチ穴６０を経てピストン後側油室５９へ
作用し、ピストン５２を前側へ移動させる。その
ときピストン前側ばね室５６内のスプリング５８
は圧縮され、またそのばね室５６内の油の一部は
ドレン油路５７を経て、外部の油タンク３４へ送
油される。それでピストン５２の前側移動によ
り、ピストン５２の肩部が戻り油通過油室５３の
ノツチ穴５５の開口面積を絞り込むので、アーム
シリンダ４の流量が減少し、旋回モータ３への流
量が増加して、旋回モータ３の旋回力は増大す
る。なお、旋回切換弁５を中立位置に戻すと、ア
ームスプール５１内ピストン５２に旋回パイロツ
ト圧は作用しないので、ピストン５２はスプリン
グ５８のばね力により後側に移動し、ノツチ穴５
５は全開口しアームシリンダ４の戻り油は絞り作
用を受けなくなる。

発明の効果 前述のように本発明の油圧シヨベル用切換弁で
は、アーム切換弁のアームスプール内にピストン
を挿入したピストン摺動室を設け、アームシリン
ダを伸張作動させたときにピストンロツド側から
の戻り油が、アームスプール内の上記ピストン摺
動室前側油室およびそのノツチ穴を通過してリタ
ーン油路へ戻るようにした。一方、旋回切換弁を
切換操作すると、その旋回作動パイロツト圧がア
ームスプール内とピストン後側油室へ作用するよ
うに構成した。そのために旋回およびアームシリ
ンダ伸張作動を同時操作すれば、アームスプール
内ピストンはアームシリンダからの戻り油路を絞
り込んで流量を減少せしめ、旋回モータへの流量
を増加させるので、油圧シヨベルの旋回力を増大
させる。従来技術ではアームシリンダからの戻り
油路を絞り込むために、リモコン弁よりの２次圧
を使用していたので、油圧シヨベルによつてリモ
コン操作方式を用いていないものには従来技術切
換弁による旋回優先システムを採用することがで
きなかつた。しかし本発明では、旋回切換弁を切
換操作すると旋回モータ作動用の旋回パイロツト
圧がアームスプール内ピストンを移動して、アー
ムシリンダからの戻り油路を絞り込むようにし
た。したがつて本発明の切換弁は、油圧シヨベル
が直引き操作式、リモコン弁操作式いずれの場合
でも旋回・アーム同時操作時の旋回優先システム
が可能となり、油圧シヨベルの多機種にわたつて
旋回優先システムの機能を拡大することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切換弁を有する油圧回路図、
第２図および第３図は旋回およびアーム切換弁の
断面詳細図、第４図は本発明の他の実施例油圧回
路図、第５図は本発明の他の実施例アーム切換弁
断面詳細図、第６図は本発明の他の実施例油圧回
路図、第７図は従来技術の切換弁を有する油圧回
路図である。 ３……旋回モータ、４……アームシリンダ、
５，５′，４８……旋回切換弁、６，６′……アー
ム切換弁、４９，５０……アーム切換弁、３６，
５１……アームスプール、３８……旋回パイロツ
ト圧導入ポート、４１，５２……ピストン、４
２，４３……ノツチ穴、４５，５４……ノツチ
穴、５５，６０……ノツチ穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧ポンプよりの吐出圧油を切換えて各種油
   圧アクチユエータを作動制御せしめる油圧シヨベ
   ルの油圧回路内切換弁において、アーム切換弁の
   アームスプール内にピストンを挿入したピストン
   摺動室を設け、アームシリンダ伸張作動切換時に
   はピストン摺動室前部側およびそのノツチ穴を介
   してアームシリンダのピストンロツド側とリター
   ン油路とを連通せしめるとともに、旋回スプール
   の切換作動により旋回切換弁内の旋回作動圧を導
   出してアーム切換弁のアームスプール内ピストン
   後側油室に作用せしめ、上記アームスプール内の
   ピストンがピストン摺動室前部側のノツチ穴開口
   面積を絞り込み可能に構成していることを特徴と
   する油圧シヨベル用切換弁。