JPH06294403A - 建機の油圧回路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 差圧によりアクチュエータの要求圧に応じて
ポンプ吐出圧を調節する省エネなバックホウのロードセ
ンシングにおいて、左右の走行用制御弁６，９を切換移
動するパイロットシリンダ６ｂ，９ｂと、パイロット弁
２４，２６とを設け、パイロット弁２４，２６の単位操
作量に対する走行用制御弁６，９の作動ストローク量の
割合を変更設定可能な調節手段Ｃを設ける。調節手段Ｃ
を、走行用制御弁が所定以上の開き量になるとこれら弁
６，９への供給圧を絞り２７に通し、所定未満の開き量
では排路を断つ開閉弁２９で構成し、該開閉弁２９を、
各パイロット圧供給油路６ｊ，９ｊに逆止弁３０を介し
て接続する。 【効果】 エンジン減速に伴う旋回外側クローラが速く
なる現象がなく、寧ろ若干遅くなって直進から旋回へ円
滑に移行できる油圧回路が得られた。又、そのための開
閉弁が１個で済む経済性に優れた利点もある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックホウ等の建機に
おける負荷制御型の油圧回路構造に係り、詳しくは、直
進走行から旋回走行への移行挙動を円滑化させる技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の油圧回路としては、特開平２−
１４４４１９号公報で示されたバックホウ用のロードセ
ンシング回路が知られている。この技術では、アクチュ
エータ通過後における制御弁に対する圧油供給経路下手
側部分どうしを連通する油路と、各制御弁に対する圧油
供給経路下手側における油圧ポンプの吐出側油路とを流
量制御弁の各油室に接続させることによって、該流量制
御弁の切換作動を司る状態に構成してあり、作業装置の
いずれのアクチュエータを駆動する場合であっても良好
な負荷制御が行えるようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では以下に示すような不都合の生じることがあ
る。すなわち、ロードセンシングでは各アクチュエータ
への最大供給油量を、制御基準である差圧（制御弁通過
前と通過後の回路圧の差）の設定によって予め設定され
るので、例えば、左右の走行用油圧モータへの単位時間
当たりの最大供給油量が６０Ｌに設定され、かつ、単位
時間当たりのポンプの最大吐出量が１２０Ｌであると、
走行レバーを最大操作すれば各油圧モータに６０Ｌずつ
流れるのであるが、エンジン回転数が低められてポンプ
の最大吐出量が６０Ｌになると、走行レバーを最大操作
しても各油圧モータへは３０Ｌずつしか流れず速度が半
減するようになる。ところが、この状態で旋回するべく
片側の油圧モータへの圧油供給を断つと、６０Ｌの圧油
は全て片側の油圧モータに流れることになって旋回外側
の走行装置が直進時に比べて増速駆動されてしまい、本
来、走行速度が直進時より遅くなるのが感覚的に望まし
いのに反して、旋回速度が速過ぎるものとなって操縦し
難い、といったことが起き得るのである。又、制御弁を
機械的な連係機構によって人為操作する構造上、操作力
が重く疲れ易い傾向があるため、油圧パイロット操作に
よって軽快に制御弁を操作することも計画されている。
本発明の目的は、パイロット圧で軽快に操作できるよう
にしながら、負荷制御型の油圧回路で生じる上記不都合
を、パイロット圧を利用した状態で改善できる操作性に
優れた合理的なものとして実現させる点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、複数の油圧駆動型のアクチュエータと、これ
らに圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプと、油圧ポ
ンプから吐出される圧油の供給方向を制御してアクチュ
エータに供給する制御弁と、油圧ポンプの単位時間当た
りの吐出油量を可変設定する調節アクチュエータと、油
圧ポンプの圧油供給下手側であり、かつ、アクチュエー
タの圧油供給上手側に位置する油路の回路圧を検出する
圧検出手段とを備え、圧検出手段による検出圧が高くな
ると油圧ポンプの吐出圧を増加させるとともに、検出圧
が低くなると油圧ポンプの吐出圧を減少させる負荷制御
状態に、圧検出手段と調節アクチュエータとを連係して
ある建機の油圧回路構造において、 制御弁のうちの左右の走行用制御弁をパイロット圧
で操作するべく、これら走行用制御弁を切換移動する操
作アクチュエータと、これら操作アクチュエータを制御
するパイロット弁とを設け、パイロット弁の単位操作量
に対する走行用制御弁の作動ストローク量の割合を変更
設定可能な調節手段を設け、 調節手段を、走行用制御弁が所定の開き量以上にな
ると走行用制御弁への供給パイロット圧を絞り油路を介
してドレン路に接続する連通状態と、走行用制御弁が所
定の開き量未満になるとドレン路への接続を断つ閉塞状
態とを現出する開閉弁で構成するとともに、この開閉弁
を、両制御弁に対する各パイロット圧供給油路夫々に、
これらパイロット圧供給油路から開閉弁に向かう方向へ
の流れは許容し、かつ、各パイロット圧供給油路どうし
は非連通状態とする逆止回路を介して接続してあること
を特徴とするものである。

【０００５】

【作用】つまり、前提構成により、アクチュエータに作
用する負荷に応じて油圧ポンプの吐出圧が調節される負
荷制御が行えるのであるが、特徴構成によれば、パイ
ロット弁の単位操作量に対する制御弁の作動ストローク
量の割合を変更設定可能である。例えば、図６に示すよ
うに、走行用制御弁６とパイロット弁２４との一対のパ
イロット油路６ｊ，６ｊに、２個の逆止弁３０とパイロ
ット式の開閉弁２９とで構成される調節手段Ｃを介して
ドレン路２８に接続して旋回用回路を構成する。この旋
回用回路によると、パイロット弁２４の操作量に対する
制御弁６の移動量は、図７に示すグラフのように、調節
手段Ｃを接続しない場合での所定圧以上ではラインａ
（仮想線）であるに対し、調節手段Ｃを接続した場合に
はラインｂ（実線）に変化し、所定値以上のパイロット
圧での制御弁の最大開度を狭く規制できる。つまり、調
節手段の機能によって制御弁の最大開度を絞ることがで
きるから、前述したようにエンジン回転数を遅くしてポ
ンプ出力が低下したときには、走行用制御弁６の開度を
絞ることで最大走行速度を低くすることができる。これ
により、直進走行状態から旋回走行状態に移行しても旋
回外側の走行装置の駆動速度が変わらない、或いは少し
速くなる程度といった具合に、従来に比べて油圧モータ
への供給油量の増加率を抑制できるようになる。

【０００６】そして、特徴構成が加わると、上記作用
がさらに促進されるようになる。例えば、図４に示すよ
うに、左右の走行用制御弁６，９の一対のパイロット油
路６ｊ，６ｊ，９ｊ，９ｊ夫々に介装される計４個の逆
止弁３０と、これら逆止弁３０と開閉弁２９とを連通す
る枝状油路３１とで逆止回路Ｆを構成する。先ず、両パ
イロット弁２４，２６が共に最大操作されると開閉弁２
９が開き、各走行用制御弁６，９にＮkg/cm 、逆止回路
Ｆには絞り２７による分圧Ｍkg/cmのパイロット圧が夫
々作用する。次に、旋回走行によって右側の走行用制御
弁９を中立操作すると、左走行用制御弁６にＮ−αkg/c
m 、逆止回路Ｆには分圧Ｍ＋αkg/cm のパイロット圧が
夫々作用し、左走行用制御弁６のスプール移動量が直進
時よりも少なくなる。何故なら、開閉弁２９での分圧Ｍ
kg/cm は双方のパイロット弁２４，２６のパイロット圧
油の和の流量が通過したときの絞り作用による値である
から、片側のパイロット圧油の通過時では相対的に絞り
作用が緩くなることになり、αkg/cm だけ分圧が上昇す
るからである。つまり、旋回時での旋回外側の走行装置
の駆動速度は直進時よりも少し遅くなることになり、旋
回時では走行速度が直進時より遅くなるのが感覚的に望
ましいことにより合致するようになる。

【０００７】

【発明の効果】従って、エンジン回転数ダウンに伴って
旋回外側走行装置の駆動速度が速くなる不都合が解消さ
れるとともに、寧ろ若干駆動速度が低下し、直進走行か
ら旋回走行へ円滑に移行できるようになる油圧回路が得
られた。又、そのための開閉弁が少数個で済む経済性に
優れた利点もある。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、建機の一例であ
るバックホウの場合について図面に基づいて説明する。
図１１にバックホウの側面図が、かつ、図１〜図３には
油圧駆動ユニットＡと弁ブロックＢと複数の油圧アクチ
ュエータとで構成された負荷制御用の油圧回路が示され
ている。油圧駆動ユニットＡは、エンジンＥｎ駆動され
る２連の可変容量型油圧ポンプ１、油圧ポンプ１の斜板
の角度を変更して単位時間当たりの吐出量を調節する調
節シリンダ２、調節シリンダ２に対する圧力補償型の圧
力調節弁（パイロット減圧弁）３等から構成されてい
る。弁ブロックＢは、ブレード用制御弁４、バケット用
制御弁５、左走行用制御弁６、ブーム用制御弁７、アー
ム用制御弁８、右走行用制御弁９、旋回用制御弁１０、
スウィング用制御弁１１、サービスポート用制御弁１２
の各制御弁と、これら各制御弁毎に装備されるコンペン
セータ（圧力補償弁）４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ，
９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａとを備えて構成されてお
り、ブレード昇降用シリンダ４ｃ、バケットシリンダ５
ｃ、左右の走行用油圧モータ６ｃ，９ｃ、ブームシリン
ダ７ｃ、アームシリンダ８ｃ、旋回用油圧モータ１０
ｃ、スウィングシリンダ１１ｃ，サービス用アクチュエ
ータ（例えば、油圧ハンマー）１２ｃの各アクチュエー
タに夫々接続されている。そして、各制御弁には夫々絞
り弁４ｓ，５ｓ，６ｓ，７ｓ，８ｓ，９ｓ，１０ｓ，１
１ｓ，１２ｓが装備されている。尚、各制御弁には、こ
れらのスプールを切換操作するために、後述するパイロ
ット圧で作動する一対の切換シリンダ５ｂ，６ｂ，７
ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂが装備されている。

【０００９】各コンペンセータ４ａ〜１２ａは、各絞り
弁４ｓ〜１２ｓに対する圧油供給下手側であり、かつ、
各アクチュエータ４ｃ〜１２ｃに対する圧油供給上手側
に配備されている。そして、各コンペンセータ４ａ〜１
２ａのバネ側油室４ｘ〜１２ｘと各アクチュエータ４ｃ
〜１２ｃに対する圧油供給下手側部分とを連通する低圧
側油路４ｔ〜１２ｔ、及び各コンペンセータ４ａ〜１２
ａのバネ側油室４ｘ〜１２ｘに対向する反バネ側油室４
ｙ〜１２ｙと、各コンペンセータ４ａ〜１２ａに対する
圧油供給上手側であり、かつ、各絞り弁４ｓ〜１２ｓに
対する圧油供給下手側とを連通する高圧側油路４ｋ〜１
２ｋを夫々設けてある。これにより、アフターオリフィ
ス型のロードセンシング回路を構成してある。

【００１０】圧力調節弁３のバネ側油室３ｘと各絞り弁
４ｓ〜１２ｓに対する圧油供給下手側部分とを連通する
低圧側油路３ｔを設け、かつ、各制御弁４〜１２の圧油
供給ポート４ｐ〜１２ｐに連絡される弁ブロックＢと油
圧駆動ユニットＡとの連通油路１３における弁ブロック
Ｂへの入力ポート１５と、圧力調節弁３のバネ側油室３
ｘに対向する反バネ側油室３ｙとを専用の接続油路１４
で連通してある。この接続油路１４により、機種毎に油
圧駆動ユニットＡと弁ブロックＢとの配管長さが異なっ
てもその外部配管での圧損値を一定のものにでき、機種
毎に圧力調節弁３のバネ力を微調整する必要がなく好都
合である。

【００１１】図５に示すように、バケット用制御弁５、
ブーム用制御弁７、アーム用制御弁８、旋回用制御弁１
０、スウィング用制御弁１１、及び左右の走行用制御弁
６，９については補助ポンプ１６のパイロット圧で操作
される油圧パイロット操作構造を採り、バケット・ブー
ム用の十字操作自在な第１レバー１７とそれらのパイロ
ット弁１８、アーム・旋回用の十字操作自在な第２レバ
ー１９とそれらのパイロット弁２０、スウィング用の第
３レバー２１とそのパイロット弁２２、及び左右走行用
の第４，第５レバー２３，２５とそれらのパイロット弁
２４，２６が装備されている。

【００１２】図４に示すように、走行用パイロット弁２
４，２６の単位操作量に対する走行用制御弁６，９の作
動ストローク量の割合を変更設定可能な調節手段Ｃを設
けてある。調節手段Ｃは、走行用制御弁６，９が所定の
開き量以上になるとこれらのパイロットシリンダ（操作
アクチュエータに相当）６ｂ，９ｂへの供給パイロット
圧を絞り油路２７を介してドレン路２８に接続する連通
状態と、走行用制御弁６，９が所定の開き量未満になる
とドレン路２８への接続を断つ閉塞状態とを現出する開
閉弁２９から構成してある。そして、開閉弁２９を、両
制御弁６，９に対する各パイロット圧供給油路６ｊ，６
ｊ，９ｊ，９ｊ夫々に、これらパイロット圧供給油路６
ｊ，６ｊ，９ｊ，９ｊから開閉弁２９に向かう方向への
流れは許容し、かつ、各パイロット圧供給油路６ｊ，６
ｊ，９ｊ，９ｊどうしは非連通状態とする逆止回路Ｆを
介して接続してある。逆止回路Ｆは、４個のチェック弁
３０と各チェック弁３０と開閉弁とを連通させる枝状油
路３１とで構成されている。

【００１３】つまり、図７に示すグラフように、絞り油
路２７の絞り調節によってレバー傾倒量、すなわちパイ
ロット弁からのパイロット圧Ｐｐに対する制御弁スプー
ルのストローク量Ｓｓの割合を所定パイロット圧を境に
変化させることができる。又、図４、図６において、各
パイロット圧供給油路６ｊ，６ｊ，９ｊ，９ｊにおける
逆止回路Ｆへの油路引出し箇所の圧油供給上手側に備え
られた絞り３２も調節手段Ｃに相当し、これによるとパ
イロット圧Ｐｐに対する制御弁スプールのストローク量
Ｓｓの割合を全体的に変えたり、或いは、レバー最大傾
倒時のスプールストローク量を変更設定したりができ
る。

【００１４】尚、特許請求の範囲の項においては、ブー
ムシリンダ７ｃや旋回モータ１０ｃ等を総称して油圧駆
動型のアクチュエータＤ、バケット用制御弁５やアーム
用制御弁８等を総称して制御弁Ｅと夫々表現するもので
ある。

【００１５】〔別実施例〕開閉弁２９における戻しバネ
２９ａの付勢力を可変できるようにして、図７に示す変
化点Ｑの位置をずらせるようにすると好都合である。そ
して、戻しバネ２９ａの付勢力を調節する手段と、エン
ジン回転数を検出する手段と、これら調節手段と検出手
段とを連係制御する制御装置とを設け、エンジン回転数
が高いと前記変化点Ｑが高い値の方へ設定され、回転数
が低いと変化点Ｑが低い値の方へ設定されるように自動
的に調節する制御回路を構成すれば、尚好都合である。
又、図１０に示すように、開閉弁２９を絞り２７を備え
た圧力制御弁として構成しても良い。又、本発明を作業
装置付き運搬車、ドーザ作業車等の他のクローラ型又は
多輪型の走行装置を備えた建機に適用しても良い。

【００１６】本発明を、図８に示すクローズドセンター
システム（要部を示す）による負荷制御回路や、図９に
示すネガティヴコントロールシステム（要部を示す）に
よる負荷制御回路に適用しても良く、図９においては、
制御弁４通過後に配置されるネガコン絞り３ａと、これ
の圧油供給上手側部分と調節シリンダ２のピストン室と
を連通する検出油路３ｂとで圧検出手段３が構成されて
いる。

【００１７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧回路を示す系統図その１

【図２】油圧回路を示す系統図その２

【図３】油圧回路を示す系統図その３

【図４】走行用のパイロット回路を示す系統図

【図５】走行用以外のパイロット回路を示す系統図

【図６】旋回用回路の原理図

【図７】旋回用回路によるパイロット操作特性グラフを
示す図

【図８】クローズドセンターシステムの要部回路図

【図９】ネガティヴコントロールシステムの要部回路図

【図１０】調節手段の別構造を示す図

【図１１】バックホウの側面図

【符号の説明】

１ 可変容量型油圧ポンプ ２ 調節アクチュエータ ３ 調節弁 ６，９ 走行用制御弁 ６ｂ，９ｂ 操作アクチュエータ ６ｊ，９ｊ パイロット圧供給油路 ２４，２６ パイロット弁 ２７ 絞り油路 ２８ ドレン路 ２９ 開閉弁 Ｃ 調節手段 Ｄ アクチュエータ Ｅ 制御弁 Ｆ 逆止回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の油圧駆動型のアクチュエータ
   （Ｄ）と、これらに圧油を供給する可変容量型の油圧ポ
   ンプ（１）と、該油圧ポンプ（１）から吐出される圧油
   の供給方向を制御して前記アクチュエータ（Ｄ）に供給
   する制御弁（Ｅ）と、前記油圧ポンプ（１）の単位時間
   当たりの吐出油量を可変設定する調節アクチュエータ
   （２）と、前記油圧ポンプ（１）の圧油供給下手側であ
   り、かつ、前記アクチュエータ（Ｄ）の圧油供給上手側
   に位置する油路の回路圧を検出する圧検出手段（３）と
   を備え、前記圧検出手段（３）による検出圧が高くなる
   と前記油圧ポンプ（１）の吐出圧を増加させるととも
   に、検出圧が低くなると前記油圧ポンプ（１）の吐出圧
   を減少させる負荷制御状態に、前記圧検出手段（３）と
   前記調節アクチュエータ（２）とを連係してある建機の
   油圧回路構造であって、 前記制御弁（Ｅ）のうちの左右の走行用制御弁（６），
   （９）をパイロット圧で操作するべく、これら走行用制
   御弁（６），（９）を切換移動する操作アクチュエータ
   （６ｂ），（９ｂ）と、これら操作アクチュエータ（６
   ｂ），（９ｂ）を制御するパイロット弁（２４），（２
   ６）とを設け、該パイロット弁（２４），（２６）の単
   位操作量に対する前記走行用制御弁（６），（９）の作
   動ストローク量の割合を変更設定可能な調節手段（Ｃ）
   を設けるに、 該調節手段（Ｃ）を、前記走行用制御弁（６），（９）
   が所定の開き量以上になると該走行用制御弁（６），
   （９）への供給パイロット圧を絞り油路（２７）を介し
   てドレン路（２８）に接続する連通状態と、前記走行用
   制御弁（６），（９）が所定の開き量未満になると前記
   ドレン路（２８）への接続を断つ閉塞状態とを現出する
   開閉弁（２９）から構成するとともに、この開閉弁（２
   ９）を、前記両制御弁（６），（９）に対する各パイロ
   ット圧供給油路（６ｊ），（９ｊ）夫々に、これらパイ
   ロット圧供給油路（６ｊ），（９ｊ）から前記開閉弁
   （２９）に向かう方向への流れは許容し、かつ、各パイ
   ロット圧供給油路（６ｊ），（９ｊ）どうしは非連通状
   態とする逆止回路（Ｆ）を介して接続してある建機の油
   圧回路構造。