JPH0663265B2 - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、建設機械の作業機用アクチエータを駆動する
ための油圧回路で、特にポペツト弁形の流量圧力制御弁
を用いた建設機械の油圧回路に関するものである。

従来の技術 旋回モータ等の作業機用アクチエータを有する通常の建
設機械、例えば油圧式エキスカベータに旋回制御用の油
圧回路は操作レバーの中立時に旋回体がロツクされ、外
力による回転が不能になるようにした「中立時ロツク」
の油圧回路が採用されている。この油圧回路は通常第４
図に示すようになつていて、旋回モータａと油圧源ｂと
の間に介装した操作弁ｃの中立位置ｄは油圧モータａの
往復回路が互いに遮断される構成となつている。

一方クレーン等の吊り荷作業を目的とした建設機械の旋
回用油圧回路は操作レバーの中立時には旋回体が外力に
よつて自由に回転し得るような「中立時フリースイン
グ」の油圧回路が採用されている。この油圧回路では、
上記「中立時ロツク」の油圧回路とは異なり、その油圧
回路は第５図に示すようになつていて、操作弁ｃ′の中
立位置ｄ′は油圧モータａの往復回路が互いに連通され
る構成となつており、旋回体をいつたん加速した後に操
作レバーを中立に戻しても旋回体は慣性で旋回を続け、
この旋回体に制動をかけるには操作レバーを逆側に操作
して、旋回体に逆回転トルクを与えることが必要であ
る。この油圧回路をクレーンに採用することにより、荷
の吊り上げ開始時に中立状態にしておくことにより、旋
回体が吊り荷の真上に自動的に移動した後荷を吊り上げ
るため、吊り荷の揺れを防止できる。

油圧式エキスカベータにおいても上記「中立時フリース
イング」の油圧回路を採用すれば、今日しばしば行なわ
れている油圧式エキスカベータを用いての吊り荷作業を
実施する場合に有用のほか、旋回とブーム持上げ等の同
時操作の場合に、旋回体を慣性で回転させておいて、ポ
ンプ流量を全量ブーム持上げにまわすことができ、この
結果ブーム持上げ速度が速くなるという利点もある。

上記のようなことから、油圧式エキスカベータの旋回用
油圧回路では作業条件に応じて「中立時ロツク」と「中
立時フリースイング」とを同一機種であるにもかかわら
ず２種類用意しておく必要がある。

従来は上記需要に対処するため、「中立時ロツク」と
「中立時フリースイング」との両者の構造の異なる操作
弁を用意しておき、作業条件、ユーザの要望に応じて操
作弁を交換するか、あるいは、作業条件の異なる現場で
用いられることを予測して、第６図に示すように、「中
立時ロツク」形の操作弁ｃ′のほかに中立位置で連通す
る中立連通形のフリースイング弁ｅとこれの回路を断続
する切換ｆとを別に搭載しておき、それを作動させるこ
とによつて操作レバ中立時にのみ油圧モータの往復路を
連通させるようにし、「中立時ロツク」の回路が必要な
場合はこの中立連通形のフリースイング弁ｅの回路を切
換弁ｆにて遮断するようにしていた。

発明が解決しようとする問題点 上記従来例における前者では、操作弁の交換という手間
を要し、また２つの異なる操作弁を用意せねばならず、
後者にあつては中立連通形のフリースイング弁ｅと切換
弁ｆを予め別置しておかなければならず、かつ、「中立
時ロツク」の回路を用いるような作業条件の際にはこの
２者の操作弁は全く無駄なものとなつてしまうという問
題があつた。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は上記のことにかんがみなされたもので、操作弁
を交換することなく、また不要となる可能性のある操作
弁を予め別置することなく「中立時ロツク」と「中立時
フリースイング」の回路切換を行なうことができるよう
にした建設機械の旋回用油圧回路を提供しようとするも
ので、その構成は、油圧モータ等の作業機用アクチエー
タの往復回路である第１、第２回路のそれぞれを流入回
路とドレン回路に分岐し、それぞれの流入回路、及びド
レン回路に、閉用パイロツトポートを低圧にすることに
より開動作するようにしたポペツト弁形のメータイン
弁、及びメータアウト弁を介装し、各メータイン弁及び
メータアウト弁の閉用パイロツトスポートと低圧側回路
の間にこの回路を断続するパイロツトスプールを介装
し、また上記各メータアウト弁の閉用パイロツトポート
を、設定圧を切換自在にした比例圧力制御弁等のリリー
フ弁を介してドレン回路に接続した構成となつており、
パイロツトスプールを操作して作業機用アクチエータの
入口側のメータイン弁と出口側のメータアウト弁を開と
することにより作業機用アクチエータが駆動され、また
上記パイロツトスプールを中立にしたときのリリーフ弁
の設定圧を切換えることにより、作業機用アクチエータ
の停止時における「中立時ロツク」と「中立時フリース
イング」が切換えられる。

実施例 本発明の実施例を第１図から第３図に基づいて説明す
る。

図中１は旋回用アクチエータである油圧モータ、2,3は
この油圧モータ１の各出入口に接続した往復回路である
第１、第２回路、４は油圧ポンプ、５はタンクである。
上記第１、第２回路2,3のそれぞれは流入回路2a,3aとド
レン回路2b,3bとに分岐していて、それぞれの流入回路2
a,3aは油圧モータ１方向への流れを許す逆止弁６と第
１、第２のメータイン弁7a,7bを介して油圧ポンプ４に
接続されており、またそれぞれのドレン回路2b,3bはメ
ータアウト弁8a,8bを介してタンク５に接続されてい
る。

上記メータイン弁7a,7b及びメータアウト弁8a,8bは同一
構成であり、かつポペツト弁形の２方向弁構造となつて
いて、閉じ方向に付勢するばね９と、閉じ方向に作用
し、かつ可変絞り弁10を介して上流側回路に接続した閉
用パイロツトポート11と、開方向に作用し、かつ上流側
回路に接続した上流側の開用パイロツトポート12と、開
方向に作用し、かつ下流側回路に接続した下流側開用パ
イロツトポート13とを有している。

14a,14bは第１、第２のパイロツトスプールであり、こ
の各パイロツトスプール14a,14bは連通位置15と中立位
置16とを有しており、ソレノイド17に通電することによ
り連通位置15に切換るようになつている。そしてこの両
パイロツトスプール14a,14bのうち、第１のパイロツト
スプール14aは第１のメータイン弁7aの閉用パイロツト
ポート11と第１のメータイン弁7aの下流側回路との間
と、第２のメータアウト弁8bの閉用パイロツトポート11
とドレン回路との間に介装されている。また第２のパイ
ロツトスプール14bは第２のメータイン弁7bの閉用パイ
ロツトポート11と第２のメータイン弁7bの下流側回路と
の間と、第１のメータアウト弁8aの閉用パイロツトポー
ト11とドレン回路との間に介装されている。各パイロッ
トスプール14a,14bとメータアウト弁8a,8bの閉用パイロ
ツトポート11とを接続するパイロツト回路内にドレン方
向へ流れを許す逆止弁18,18が介装してある。

19a,19bは第１、第２の比例圧力制御弁であり、この両
比例圧力制御弁19a,19bはばね20にて閉となり、ソレノ
イド21に通電することにより開となるようになつてお
り、かつその開度はソレノイド21への通電値により変化
されるようになつている。またこの比例圧力制御弁19a,
19bには開方向に作用する開用パイロツトポート22を有
している。

そしてこの第１、第２の比例圧力制御弁19a,19bはパイ
ロツトスプール14a,14bと並列に、各メータアウト弁8a,
8bの閉用パイロツトポート11とドレン回路との間に介装
されており、またこの各比例圧力制御弁19a,19bの開用
パイロツトポート22は各逆止弁18,18の下流側の流入回
路2a,3aに接続されている。

上記両パイロツトスプール14a,14b及び両比例圧力制御
弁19a,19bの各ソレノイド17,21は第２図に示すようにコ
ントローラ23を介して操作レバー24に接続されていて、
操作レバー24の作動角によつてその電流値が変化される
ようになつている。

すなわち、両パイロツトスプール14a,14bのソレノイド1
7は操作レバー24が中立のときには両パイロツトスプー
ル14a,14bを中立位置16に位置するように作動し、操作
レバー24を左旋回側に作動したときには、例えば第１の
パイロツトスプール14aが連通位置15に切換り、また右
旋回側に作動したときに第２のパイロツトスプール14b
が連通位置にそれぞれ切換るように作動し、かつそれぞ
れの作動は操作レバー24のレバーストロークに比例して
変化するようになつている。そしてこのパイロツトスプ
ール14a,14bの操作によるレバーストロークにより各メ
ータイン弁7a,7b及びメータアウト弁8a,8bの設定圧力は
第３図に示すように変化される。

また比例圧力制御弁19a,19bの両ソレノイド21は操作レ
バー24が中立のときにはばね20の付勢力に対向する方向
に最大の推力が出て比例圧力制御弁19a,19bのリリーフ
圧力がゼロになり、この状態から、操作レバー24を左旋
回あるいは右旋回方向に操作するに従つて上記推力が徐
々に減少し、最大のレバーストロークで推力がゼロにな
るようになつている。

また上記各ソレノイド17,21に接続した制御装置25内に
比例圧力制御弁19a,19bのソレノイド21への通電を断続
するスイツチ26が設けてあり、このスイツチ26を切換ス
イツチ27にて切換えられるようになつていて、スイツチ
26を切ることにより、ソレノイド21への通電が切れて比
例圧力制御弁19a,19bはばね20による最大設定圧とな
る。

上記構成において、操作レバー24を例えば左旋回方向に
操作すると、第１のパイロツトスプール14aのソレノイ
ド17に通電され、これが連通位置15に切換えられ、第１
のメータイン弁7aの閉用パイロツトポート11が下流側回
路に接続され、また第２のメータアウト弁8bの閉用パイ
ロツトポート11がドレンされる。これにより、油圧ポン
プ４からの圧油により第１のメータイン弁7aが押し開か
れてこれが連通状態となり、油圧ポンプ４からの圧油が
油圧モータ１に供給される。そしてこの油圧モータ１か
らの戻り油により第２のメータアウト弁8bが開となり、
上記油圧モータ１からの戻り油は第２のメータアウト弁
8bを通つてドレン回路よりドレンされ、油圧モータ１が
駆動されて左回転される。

一方操作レバー24が右旋回方向に操作すると、第２のパ
イロツトスプール14bのソレノイド17に通電され、これ
が連通位置15に切換えられ、第２のメータイン弁7bと第
１のメータアウト弁8aが押し開かれて、油圧モータ１は
上記第１のパイロツトスプール14aを連通位置15にした
ときとは逆方向の右回転される。

このとき、油圧モータ１の回転は操作レバー24の操作量
によつて制御される。

すなわち、操作レバー24の操作量が増加するに従つてパ
イロツトスプール14a,14bの開度が徐々に大きくなつて
メータイン弁7a,7bを通る油量が多くなり、またこのと
き比例圧力制御19a,19bの設定圧は徐々に大きくなり、
油圧モータ１は徐々に加速される。

上記回転を制動して停止する場合には、切換スイツチ27
にてスイツチ26をOFFにして比例圧力制御弁19a,19bの設
定圧力を最大にしてから回転方向側、例えば第１のパイ
ロツトスプール弁14aを中立位置16に戻して第１のメー
タイン弁7aと第２のメータアウト弁8bを共に閉状態にす
る。油圧モータ１の出口側はこのため高圧となるが、こ
のときの圧力により、第２の比例圧力制御弁19bが押し
開かれるから、第２のメータアウト弁8bが再び開状態と
なり、上記油圧モータ１からの戻り油はこの第２のメー
タアウト弁8bを通つてドレンされる。一方このときの油
圧モータ１の入口側へは第１のメータアウト弁8aから吸
入される。

この状態で油圧モータ１が停止すると、この油圧モータ
１は比例圧力制御弁19a,19bのばね９による設定圧によ
りロツクされ、「中立時ロツク」状態が保たれる。

次に上記制動時に切換スイツチ27にて制御装置25のスイ
ツチ26をONにすると、操作レバー24が中立になつたとき
に比例圧力制御弁19a,19bの設定圧がゼロになり、従つ
てメータアウト弁8a,8bは開状態となり、油圧モータ１
はフリー状態となつて「中立時フリースイング」状態と
なる。

さらに油圧モータ１を急停止したい場合には、操作レバ
ー24を逆回転の位置に入れる。この操作レバーの操作に
より逆回転側のパイロツトスプールが駆動され、出口側
のメータイン弁が開き、油圧ポンプ４からの圧油が出口
側に流入する。このとき、出口側の比例圧力制御弁の設
定圧は上昇しているので、油圧モータ１からの戻り油と
油圧ポンプ４から流入した油は共に出口側のメータアウ
ト弁からレバーストロークに応じた圧力でドレン回路へ
ドレンされ、油圧モータ１に制動が作用する。このと
き、油圧モータ１の入口側のメータアウト弁は、パイロ
ツトスプールによつてメータアウト弁の閉用パイロツト
スポート11がドレン回路に連通する状態になるが、この
回路内に逆止弁が介装してあるので、閉用パイロツトポ
ート11側へはドレン回路側の圧力が作用しないから、こ
のパイロツトスプールが作動した状態でも入口側のメー
タアウト弁は吸込弁として機能し、油圧モータ１の入口
側へ油を供給する。

発明の効果 本発明によれば、操作弁を交換することなく、また不要
となる可能性のある操作弁を予め別置することなく、
「中立時ロツク」と「中立時フリースイング」の回路切
換を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第２図は制
御回路図、第３図は操作レバーのストロークに対するパ
イロツトスプールの設定圧力の関係を示す線図、第４図
から第６図は従来例を示す回路図である。 １は油圧モータ、2,3は回路、2a,3aは流入回路、2b,3b
はドレン回路、7a,7bはメータイン弁、8a,8bはメータア
ウト弁、11は閉用パイロツトポート、14a,14bはパイロ
ツトスプール、19a,19bは比例圧力制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧モータ１等の作業機用アクチエータの
   往復回路である第１、第２回路2,3のそれぞれを流入回
   路2a,3aとドレン回路2b,3bに分岐し、それぞれの流入回
   路2a,3a、及びドレン回路2b,3bに、閉用パイロツトポー
   ト11を低圧にすることにより開動作するようにしたポペ
   ツト弁形のメータイン弁7a,7b及びメータアウト弁8a,8b
   を介装し、各メータイン弁7a,7b及びメータアウト弁8a,
   8bの閉用パイロツトポート11と低圧側回路の間にこの回
   路を断続するパイロツトスプール14a,14bを介装し、ま
   た上記各メータアウト弁8a,8bの閉用パイロツトポート1
   1を、設定圧を切換自在にした比例圧力制御弁19a,19b等
   のリリーフ弁を介してドレン回路に接続したことを特徴
   とする建設機械の油圧回路。