JPH0612013B2 - 油圧シヨベルの油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、油圧ショベルの旋回・アーム同時操作用油圧
回路に関するものである。

従来の技術 従来技術の油圧回路は第４図に示す如きものであるが、
２連の可変容量ポンプを搭載した２ポンプ方式油圧ショ
ベルの油圧回路である。それで油圧ショベルに装備され
た各種油圧アクチュエータを並列に配置して２個のグル
ープＡ，Ｂに分け、そのグループＡ，Ｂにはそれぞれ第
１ポンプ１１，第２ポンプ１２から吐出圧油が供給され
るようにしてある。第４図内には各種油圧アクチュエー
タのうち、グループＡに旋回モータ１，アームシリンダ
３，左走行モータ２_Ｌ，グループＢに右走行モータ
２_Ｒ，ブームシリンダ４，バケットシリンダ５が並列に
それぞれ配置されている。その操作方式は、左右走行モ
ータ２_Ｌ，２_Ｒが左右走行弁７_Ｌ，７_Ｒによる直接操作
切換式、それ以外のアクチュエータ用切換弁はリモコン
操作切換式である。それでたとえば旋回モータ１とアー
ムシリンダ３とを同時作動させる場合には、旋回用リモ
コン弁１４の操作レバ２４をイ位置またはロ位置へ、ア
ーム用リモコン弁１５の操作レバ２５をハ位置またはニ
位置へ切換える。そうするとパイロットポンプ１３から
のパイロット圧油は、油路２６，２７、パイロット弁２
８または２９、パイロット油路３０または３１を経て旋
回弁６のパイロット圧受圧部３２または３３へ作用し、
一方パイロットポンプ１３からのパイロット圧油は油路
２６にて分岐して、油路３４、パイロット弁３５または
３６、パイロット油路３７または３８を経てアーム弁８
のパイロット圧受圧部３９または４０へ作用する。そこ
で、旋回弁６およびアーム弁８は切換作動し、旋回モー
タ１を正転または逆転させるとともに、アームシリンダ
３を伸長または縮小作動させる。

次に第５図は従来技術の他の実施例であるが、グループ
Ａ内の旋回モータ１およびアームシリンダ３に関する旋
回優先システム油圧回路の一部である。本油圧回路の旋
回・アーム同時操作時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１４をロ位置へ、またア
ーム用リモコン弁１５をニ位置へ同時操作する。そうす
ると旋回用リモコン弁１４のパイロット弁２９よりのパ
イロット圧は、パイロット油路３１を経て旋回弁６のパ
イロット圧受圧部３３へ作用し、旋回弁６をホ位置に切
換える。またアーム用リモコン弁１５のパイロット弁３
６よりのパイロット圧は、パイロット油路３８を経てア
ーム弁８′のパイロット圧受圧部４０へ作用し、アーム
弁８′をヘ位置に切換える。それと同時に、第１ポンプ
１１からの吐出圧油は油路４１、チェック弁４２、油路
４３，４４、チェック弁４５、旋回弁６のホ位置を経て
旋回モータ１へ送油され、該旋回モータ１を回転作動さ
せる。一方、アームシリンダ３は旋回モータ１と回路が
並列に設けられているので、第１ポンプ１１からの吐出
圧油は油路４１、チェック弁４２、油路４３、４６、ア
ーム弁８′のヘ位置、油路４７を経てアームシリンダ３
の伸長作動を行なわしめる。また、旋回弁６のパイロッ
ト圧受圧部３３に作用したパイロット圧油の一部は、シ
ャトル弁４８、油路４９を経てアーム弁８′のヘ位置セ
クション内の可変リストリクタ５０に作用する。そこで
アームシリンダ３ピストンロッド側よりの戻り油は、ア
ーム弁８′のヘ位置セクション内可変絞り部５１にて油
路が絞られる。そのために、アームシリンダ３のヘッド
側圧力は昇圧するが送油量は減少するので、第１ポンプ
１１からの吐出圧油は旋回弁６を経て旋回モータ１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 油圧ショベルの上部旋回体フロント部には、ブーム，ア
ーム，バケットなど作業アタッチメント（図示なし）を
装着して種々の掘削作業を行なっている。そのうち、バ
ケッ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。前述
従来技術の油圧ショベルの油圧回路においては、グルー
プＡ内に旋回モータとアームシリンダが、第１ポンプ吐
出側回路上に並列に接続されている。それで第４図の場
合に旋回・アームを同時操作して、たとえば旋回押付掘
削作業などを行なうと、第１ポンプからの吐出圧油は負
荷の小さい低圧の方へ流れる。そのために旋回力は弱く
なり、アーム先端に取付けたバケットが側方へ逃げて旋
回押付掘削作業が困難になる。

また従来技術第５図の旋回優先システム油圧回路におい
ては、旋回モータ１用リリーフ弁５２のリリーフ設定圧
をアーム弁８′側のリリーフ弁５３より低圧に設定して
いる。そのために旋回モータ１用リリーフ弁５２がリリ
ーフするとアームシリンダ３側油路もリリーフ弁５２設
定圧より油圧が上がらず、アーム掘削力は低下して掘削
作業性が悪かった。そこで本発明は上記の問題を改善
し、旋回力およびアーム掘削力増加機能をともにそなえ
た油圧回路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この発明の手段は、 イ．油圧ショベルに装着された各種油圧アクチュエータ
を旋回モータとアームシリンダを含むグループＡと他の
アクチュエータを含むグループＢとに分け、そのグルー
プＡ，Ｂにそれぞれ第１，第２ポンプからの吐出圧油を
供給せしめる如くした油圧回路において、 ロ．第１ポンプ吐出側油路から旋回弁に通じるパラレル
油路中間に油路変換用セレクタバルブを、またアーム弁
に通じるパラレル油路中間に絞り部位置付セレクタバル
ブを設け、 ハ．上記油路変換用セレクタバルブおよびそのパイロッ
ト圧受圧部とグループＢ内最下流側切換弁のセンタバイ
パス油路出口側とを接続し、そのセンタバイパス油路出
口側に通じるタンク連通路中間に開閉弁を設け、 ニ．一方、Ｂグループ内各切換弁にそれぞれサブバルブ
を配置して、そのサブバルブが各切換弁とそれぞれ連動
して油路閉鎖を行なう如くし、 ホ．旋回モータとアームシリンダの同時操作時には、ア
ーム用リモコン弁からのパイロット圧により上記ハ項の
開閉弁を油路閉鎖位置に、また上記油路変更用セレクタ
バルブを切換可能とするとともに、 ヘ．グループＢ内切換弁いずれかの切換作動時には、パ
イロットポンプからのパイロット圧により上記ハ項の開
閉弁を油路開通位置に、また絞り部位置付セレクタバル
ブを絞り部付油路位置へ切換可能に構成した。

作用 イ．旋回用リモコン弁およびアーム用リモコン弁を同時
操作したときには、アーム用リモコン弁からのパイロッ
ト圧は開閉弁に作用して、グループＢ内最下流側切換弁
のセンタバイパス油路より油タンクに通じるタンク連通
路を閉鎖する。そうすると、第２ポンプからの吐出圧油
はグループＢ内切換弁のセンタバイパス油路を通り、油
路変換用セレクタバルブを切換える。そのために旋回モ
ータは、第２ポンプからの吐出圧油により回転作動させ
られる。

ロ．上記の如く旋回用リモコン弁およびアーム用リモコ
ン弁を同時操作したときには、旋回モータは第２ポンプ
から、またアームシリンダは第１ポンプから吐出圧油を
供給される。しかしこの場合にグループＢ内切換弁のい
ずれかを切換作動させると、その切換弁に連動するサブ
バルブはパイロット油路閉鎖位置に切換わる。そうする
とグループＢ内切換弁のセンタバイパス最下流出口側に
接続された開閉弁はタンク連通油路位置へ戻る。それと
同時にその油路内の油圧は、旋回弁入口側のセレクタバ
ルブに作用しなくなるので、そのセレクタバルブは元の
油路位置に戻る。一方、アーム弁の入口側パラレル油路
中間に設けられたセレクタバルブは、上記油路内の油圧
により絞り部付位置に切換わる。そのためにグループＢ
内切換弁を作動した場合には、旋回モータおよびアーム
シリンダは、第１ポンプからの吐出圧油により作動され
るが、アームシリンダに送油される油量がセレクタバル
ブ内絞り部にて絞られているので、旋回モータへ多分の
油量が送油され旋回力は増大する。

実施例 以下、この発明の実施例を第１図に基づいて詳細に説明
する。図において、１は旋回モータ、２_Ｌ，２_Ｒはそれ
ぞれ左右走行モータ、３はアームシリンダ、４はブーム
シリンダ、５はバケットシリンダ、６は旋回弁、７_Ｌ，
７_Ｒはそれぞれ左右走行弁、８はアーム弁、９はブーム
弁、１０はバケット弁、１１は第１ポンプ、１２は第２
ポンプ、１３はパイロットポンプ、１４は旋回用リモコ
ン弁、１５はアーム用リモコン弁、１６は油路変換用セ
レクタバルブ、１７は絞り部位置付セレクタバルブ、１
８は開閉弁、１９はロジッック弁、２０，２１，２２は
それぞれシャトル弁、２３は油タンク、６３，６４，６
５はそれぞれリリーフ弁、６６はポンプ駆動用原動機で
ある。本油圧回路は、旋回モータ１とアームシリンダ３
を含むグループＡと他のアクチュエータを含むグループ
Ｂとに分け、そのグループＡ，Ｂにそれぞれ第１，第２
ポンプ１１，１２からの吐出圧油を供給せしめるように
している。そして第１ポンプ１１吐出側油路５４から旋
回弁６に通じるパラレル油路５５中間にセレクタバルブ
１６を設け、該セレクタバルブ１６およびそのパイロッ
ト圧受圧部５７とグループＢ内最下流側バケット弁１０
のセンタバイパス油路出口側５８とを油路６７にて接続
した。また第１ポンプ１１吐出側油路５４からアーム弁
８に通じるパラレル油路５６中間にセレクタバルブ１７
を設け、該セレクタバルブ１７のパイロット圧受圧部６
８とパイロット回路内のロジック弁１９入口側６９とを
油路７０にて接続した。一方、グループＢ内最下流側バ
ケット弁１０のセンタバイパス油路出口側５８からのタ
ンク連通油路５９中間に開閉弁１８を設け、該開閉弁１
８のパイロット圧受圧部７１とパイロット回路７４およ
びアーム用パイロット回路７６内シャトル弁２２とをパ
イロット油路７２にて接続した。またグループＢ内各切
換弁７_Ｒ，９，１０にそれぞれサブバルブ６０，６１，
６２を配置して、そのサブバルブが各切換弁とそれぞれ
連通して油路閉鎖を行なうようにした。それで各切換弁
７_Ｒ，９，１０が中立位置にあるときにはサブバルブ６
０，６１，６２もすべて中立開通位置であり、中立貫通
油路７３は、ロジック弁１９入口側６９、油路７４，７
３の油を合流して油タンク２３へ流入する如く設けられ
ている。また、旋回用リモコン弁１４のパイロット弁２
８，２９と旋回弁６のパイロット圧受圧部３２，３３と
はそれぞれパイロット油路３０および３１により接続さ
れている。そしてパイロット油路３０と３１とを連通す
る油路中間に設けられたシャトル弁２０とロジック弁１
９とはパイロット油路７５にて接続されている。上記と
同様に、アーム用リモコン弁１５とアーム弁８とはそれ
ぞれパイロット油路３７および３８により接続されてい
るが、そのパイロット油路３７と３８とを連通する油路
中間に設けられたシャトル弁２１は、パイロット油路７
６を通じてシャトル弁２２に接続されている。

本発明の油圧回路は上記の如く構成されているが、次に
その作動機能について述べる。

まず第１に、旋回用リモコン弁１４およびアーム用リモ
コン弁１５のみを同時操作した場合について述べる。グ
ループＢ内各切換弁７_Ｒ，９，１０はすべて中立位置で
あるので、サブバルブ６０，６１，６２もすべて中立位
置である。そのために、中立貫通油路７３は油タンク２
３に連通していて、ロジック弁１９の入口側６９にパイ
ロット圧は発生しない。それでアーム用リモコン弁１５
からのパイロット圧は、シャトル弁２１、パイロット油
路７６、シャトル弁２２、パイロット油路７２を経て開
閉弁１８のパイロット圧受圧部７１へ作用する。そこで
開閉弁１８はト位置よりチ位置に切換わり、タンク連通
路５９を閉鎖する。そうすると、第２ポンプ１２からの
吐出圧油は切換弁７_Ｒ，９，１０のセンタバイパス油路
を通り、油路６７を経てセレクタバルブ１６のパイロッ
ト圧受圧部５７へ作用する。そこでセレクタバルブ１６
はリ位置よりヌ位置に切換わる。そのために第２ポンプ
１２からの吐出圧油は、油路６７よりセレクタバルブ１
６のヌ位置、チェックバルブ４５′または４５、旋回弁
６を経て旋回モータ１を回転作動させる。

次に第２として、旋回モータ１とアームシリンダ３の同
時操作時に、グループＢ内アクチュエータ２_Ｒ，４，５
のいずれかを作動させた場合について述べる。第１の場
合に説明したように、旋回用リモコン弁１４およびアー
ム用リモコン弁１５を同時操作したときには、旋回モー
タ１は第２ポンプ１２から、またアームシリンダ３は第
１ポンプ１１から吐出圧油を供給されている。しかしこ
の場合にグループＢ内切換弁７_Ｒ，９，１０のいずれか
を切換作動させると、その切換弁に連動するサブバルブ
はパイロット油路閉鎖位置に切換わる。そうするとパイ
ロットポンプ１３よりのパイロット圧は、パイロット油
路７４を経てシャトル弁２２に作用する。ところがシャ
トル弁２２には、アーム用リモコン弁１５からのパイロ
ット圧が、シャトル弁２１、パイロット油路７６を経て
作用しているので、シャトル弁２２は中立バランス状態
となる。それで開閉弁１８はチ位置よりト位置へ戻り、
開通油路をタンク連通路５９へ通じさせる。そのために
セレクタバルブ１６にパイロット圧が作用しなくなり、
セレクタバルブ１６はヌ位置よりリ位置へ戻ってしま
う。そこで第１ポンプ１１からの吐出圧油は、油路５
４，５５、セレクタバルブ１６のリ位置を経て旋回モー
タ１へ供給される。それと同時に、ロジック弁１９入口
側６９におけるパイロット圧は、油路７０を経てセレク
タバルブ１７のパイロット圧受圧部６８へ作用する。そ
こでセレクタバルブ１７はル位置よりオ位置に切換わ
り、絞り部付油路位置となる。そのために、第１ポンプ
１１からの吐出圧油は、油路５４、パラレル油路５６、
セレクタバルブ１７のオ位置、アーム弁８を経てアーム
シリンダ２へ供給される。したがって旋回モータ１およ
びアームシリンダ３の同時操作時に、グループＢ内いず
れかのアクチュエータを操作作動させると、セレクタバ
ルブ１６，１７、開閉弁１８などの作動により、旋回モ
ータ１およびアームシリンダ３は第１ポンプから、また
グループＢ内いずれかのアクチュエータは第２ポンプか
らの吐出圧油を供給される。上記において、アームシリ
ンダ３に送油される油量はセレクタバルブ１７内絞り部
にて絞られるのでその流量は減少するが、旋回モータ１
へは多分の油量が送油されると同時に圧力が増加され旋
回力が補償される。

第２図および第３図は本発明の他の実施例であるが、第
１図内Ｃ部の変形例である。それで第２図および第３図
内構成機器の作動機能は、第１図内Ｃ部と同様である。

第２図は、第１図Ｃ部内シャトル弁２２の代りにセレク
タバルブ７７を設けたものである。図において開閉弁１
８のパイロット圧受圧部７１には、アーム用リモコン弁
１５からのパイロット圧がパイロット油路７６、セレク
タバルブ７７のワ位置、パイロット油路７２を経て作用
する。しかしグループＢ内アクチュエータ２_Ｒ，４，５
のいずれかを作動させるとパイロットポンプ１３からの
パイロット圧が、パイロット油路７４を経てセレクタバ
ルブ７７のパイロット圧受圧部７８に作用し、セレクタ
バルブ７７はワ位置よりカ位置に切換わり、開閉弁１８
のパイロット圧受圧部７１を油タンク２３へ連通させて
しまう。上記機能は、第１図Ｃ部内シャトル弁２２を中
立バランス状態にして開閉弁１８のパイロット圧受圧部
７１へパイロット圧を作用させないようにし、開閉弁１
８を油路開通ト位置に戻す機能と同様である。

また第３図は、第１図Ｃ部内の片袖形開閉弁１８および
シャトル弁２２の代りに両袖形開閉弁７９を配置したも
のである。それでアーム用リモコン弁１５からのパイロ
ット圧は、パイロット油路７６を経てパイロット圧受圧
部８０へ作用し、開閉弁７９を油路閉鎖タ位置へ切換え
る。しかしグループＢ内アクチュエータ２_Ｒ，４，５の
いずれかを作動させるとパイロットポンプ１３からのパ
イロット圧が、パイロット油路７４を経てパイロット圧
受圧部８１へ作用すると、開閉弁７９は油路開通ヨ位置
へ切換わり、油路５８および６７はタンク連通油路５９
へ連通する。したがって、第３図における作動機能も第
１図内Ｃ部と同様になる。

発明の効果 上記のように本発明の旋回優先機能を有する油圧回路で
は、旋回モータとアームシリンダを含むグループＡと他
のアクチュエータを含むグループＢとに分け、その２ポ
ンプ方式回路内にセレクタバルブ，開閉弁，シャトル
弁，ロジック弁などを配置した。それで、旋回モータと
アームシリンダを同時操作してＢグループ内アクチュエ
ータを操作しない場合には、第１，第２ポンプからそれ
ぞれ単独にアームシリンダ，旋回モータへ吐出圧油を供
給する如く構成した。また、旋回モータとアームシリン
ダを同時操作し、かつＢグループ内アクチュエータのい
ずれかを操作する場合には、旋回モータおよびアームシ
リンダは第１ポンプから、またグループＢ内いずれかの
アクチュエータは第２ポンプからの吐出圧油を供給され
るように構成している。

従来技術では、グループＡ内の旋回モータおよびアーム
シリンダを第１ポンプ吐出側回路上に、単純並列に接続
している。そのために旋回・アームを同時操作して、た
とえば旋回押付掘削作業を行なうと、第１ポンプからの
吐出圧油は負荷の小さい低圧の方へ流れる。したがって
旋回力は弱くなり、アーム先端に取付けたバケットが側
方へ逃げて旋回押付掘削作業が困難になる。また他の従
来技術として旋回優先システム油圧回路があるが、旋回
・アームを同時操作するときにアーム弁内の可変絞り部
によりアームシリンダへの流量を減少させ、旋回モータ
へ多分の油量が供給されるようにしている。しかしこの
回路では旋回伝動機能の強度上、旋回モータ用リリーフ
弁のリリーフ設定圧をアーム弁側のリリーフ設定圧より
低圧に設定している。そのために旋回モータ用リリーフ
弁がリリーフするとアームシリンダ側油路も旋回リリー
フ圧よりも油圧が上がらず、アーム掘削力は低下して掘
削作業性が悪くしていた。

しかし本発明では旋回・アーム同時操作時に、アームシ
リンダは第１ポンプから、旋回モータは第２ポンプから
それぞれ充分な流量と圧力を有する吐出圧油を供給され
るので、旋回力およびアーム掘削力を低下させることな
く、掘削作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧回路図、第２図および打３図は本
発明の他の実施例部分の油圧回路図、第４図および第５
図は従来技術の油圧回路図である。 １……旋回モータ ３……アームシリンダ ６……旋回弁 8,8′……アーム弁 11……第１ポンプ 12……第２ポンプ 14,15……リモコン弁 16,17,77……セレクタバルブ 18,79……開閉弁 19……ロジック弁 20,21,22……シャトル弁 60,61,62……サブバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ショベルの複数の油圧アクチュエータ
   作動用切換弁のうち旋回モータおよびアームシリンダ用
   切換弁を含むグループＡと他のアクチュエータ用切換弁
   を含むグループＢに分け、それぞれのグループに第１，
   第２ポンプの吐出圧油を供給する油圧回路において、第
   １ポンプ（１１）の吐出油路（５４）から旋回弁（６）
   に通じる油路変換用パラレル油路（５５）の中間に油路
   変換用セレクタバルブ（１６）を、またアーム弁（８）
   に通じるパラレル油路（５６）の中間に絞り部位置付セ
   レクタバルブ（１７）を設け、上記セレクタバルブ（１
   ６）およびそのパイロット圧受圧部（５７）を、グルー
   プＢの最下流側切換弁（１０）のセンタバイパス油路出
   口側（５８）からタンクに通じるタンク連通油路（５
   ９）に設けた開閉弁（１８）の上流側に接続し、一方、
   グループＢの各切換弁（７_Ｒ），（９），（１０）の切
   換操作に連動し、中立時には内部油路を開路しているが
   切換わると閉路する機能のサブバルブ（６０），（６
   １），（（６２）を、絞り通路を介して取出したパイロ
   ットポンプ（１３）からのパイロット圧油が旋回操作時
   のみ保持される手段を有し、その端末部はタンクに通じ
   ている中立貫通油路（７３）の途中に直列に配置し、ア
   ームシリンダ（３）用の切換弁操作時にはアーム用リモ
   コン弁（１５）からのパイロット圧が受信部に作用して
   開閉弁（１８）を油路閉鎖位置に切換える手段と旋回、
   アームおよびグループＢの切換弁のうちの１または複数
   の同時操作時にはパイロットポンプ（１３）からのパイ
   ロット圧が受信部に作用して開閉弁（１８）を油路開通
   位置に、また絞り部位置付セレクタバルブ（１７）を絞
   り部付油路位置へ切換える手段を設けたことを特徴とす
   る油圧ショベルの油圧回路。