JPH07248004A - 作業機用油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微操作モードにおける作業機の下げ作動時
に、操作レバーの操作量に応じた作業機の下げ速度が容
易に得られるようにすること。 【構成】 第１のパイロット油路にはモード切換弁が配
置されている。第１のパイロット油路におけるモード切
換弁の下流側には減圧弁を経由する微操作パイロット油
路が並列に設けられている。モード切換弁は、パイロッ
トポンプの吐出圧油が微操作パイロット油路を通らない
で供給される通常操作モード位置と、パイロットポンプ
の吐出圧油が微操作パイロット油路を通して供給される
微操作モード位置とに切り換えられるよう構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル、移動式
クレーン等の建設機械に適用される作業機用油圧回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械においては、ブーム、アームあ
るいはクレーン等の作業機が、旋回する車両本体に設け
られている。これらの作業機を上下動させるために、油
圧シリンダ（アクチュエータ）を含む作業機用油圧回路
が備えられている。なおここでは従来の技術として油圧
ショベルのブーム用油圧回路を例に挙げ、説明すること
とする。図２は図示しない油圧ショベルに適用された従
来の作業機用油圧回路の要部を示すもので、油圧ポンプ
２と作業機である図示しないブームを上下動させる油圧
シリンダ４とは方向制御弁６を介して吐出油路８により
接続されている。油圧ポンプ２は油圧ショベルに搭載さ
れた図示しないエンジンによって駆動される可変容量ポ
ンプから構成されている。アクチュエータである油圧シ
リンダ４は車両本体側に装着され、ピストンロッド１０
の一端部はブーム側に装着されている。油圧シリンダ４
内は、ピストンロッド１０の他端部に設けられたピスト
ン１２によって２分されている。油圧シリンダ４内のピ
ストンロッド１０側の室１４はブーム下げ室（作業機下
げ室）を形成し、シリンダヘッド側の室１６はブーム上
げ室（作業機上げ室）を形成している。エンジンによっ
て駆動されるパイロットポンプ１８と方向制御弁６の一
端側（図２の上端側）とは第１のリモコン弁２０を介し
て第１のパイロット油路２２により接続されている。パ
イロットポンプ１８と方向制御弁６の他端側（図２の下
端側）とは第２のリモコン弁２４を介して第２のパイロ
ット油路２６により接続されている。

【０００３】第１のパイロット油路２２は、第１のリモ
コン弁２０の上流側において、メインパイロット油路２
３を含んでいる。第２のパイロット油路２６は、第２の
リモコン弁２４の上流側において、メインパイロット油
路２３を含んでいる。第１のリモコン弁２０及び第２の
リモコン弁２４は、図示しない周知の操作レバーにより
開閉制御される。方向制御弁６は４ポート３位置切換弁
からなり、通常はその両端に配置されたばねにより図示
の中立位置に位置付けられている。操作レバーにより
第１のリモコン弁２０が開かれると、パイロットポンプ
１８の吐出圧油は、第１のリモコン弁２０を介して第１
のパイロット油路２２により方向制御弁６の一端側に供
給される。これにより方向制御弁６は第１の切換位置
に切り換えられる。その結果、油圧ポンプ２の吐出圧油
は吐出油路８により油圧シリンダ０００ーム下げ室１４
に供給され、ブーム下げ作動が行なわれる。なおブーム
上げ室１６は方向制御弁６を介して油タンクＴに連通さ
れる。一方操作レバーにより第２のリモコン弁２４が開
かれると、パイロットポンプ１８の吐出圧油は、第２の
リモコン弁２４を介して第２のパイロット油路２６によ
り方向制御弁６の他端側に供給される。これにより方向
制御弁６は第３の切換位置に切り換えられる。その結
果、油圧ポンプ２の吐出圧油は吐出油路８により油圧シ
リンダ４のブーム上げ室１６に供給され、ブーム上げ作
動が行なわれる。なおブーム下げ室１４は方向制御弁６
を介して油タンクＴに連通される。

【０００４】このようなブーム上げ及びブーム下げ作動
をスムーズに行うため、前記油圧回路にはメイクアップ
機能付きオーバーロードリリーフ弁３０が設けられてい
る。すなわち、方向制御弁６と油圧シリンダ４のブーム
下げ室１４とを接続する吐出油路８と油タンクＴとは、
オーバーロードリリーフ弁３２を介して油路３４により
接続されている。また前記吐出油路８と油タンクＴと
は、リリーフ弁３２と並列に配置されたチェック弁３６
を介して油路３８により接続されている。メイクアップ
機能付きオーバーロードリリーフ弁３０は、これらリリ
ーフ弁３２及びチェック弁３６から構成されている。な
おブーム上げ室１６への吐出油路８ａにも他のオーバー
ロードリリーフ弁が設けられているが図では省略する。
前記の通り、ブーム下げ作動時には、油圧ポンプ２の吐
出圧油が吐出油路８により油圧シリンダ４のブーム下げ
室１４に供給される。このブーム下げ作動において、何
らかの理由でブーム下げ室１４側の油圧が所定値を越え
た場合には、リリーフ弁３２が開き、ブーム下げ室１４
と油タンクＴとがリリーフ弁３２を介して接続される。
これにより異常な圧力上昇が防止され、各部の損傷が防
止される。一方このブーム下げ作動において、ピストン
１２の下がりに対し圧油の供給が足りない場合には、チ
ェック弁３６が開き、油タンクＴから油が補給される。
これによりブーム下げ室１４内でのバキュウムの発生が
防止される。チェック弁３６のこのような作用がブーム
下げ作動におけるメイクアップ機能を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ブームを微速で上下動
させる場合には微操作モードが選定される。微操作モー
ドは、エンジンの回転数の低減あるいは油圧ポンプ２へ
の流量制御信号による吐出油量の低減等を行なうことに
より、ブームの上下動の速度を抑えるものである。この
うちブーム下げ作動において微操作モードが選定された
場合、前記操作レバーを操作することにより第１のリモ
コン弁２０を制御してブーム下げ作動を行なう。しかし
ながら前記したメイクアップ機能付きオーバーロードリ
リーフ弁３０におけるチェック弁３６が開き、油タンク
Ｔから油が油圧シリンダ４のブーム下げ室１４に補給さ
れる。このため操作レバーの操作量以上にブームの下げ
速度が増す傾向にある。したがってオペレータは、常に
このような傾向に注意しながら操作を行なう必要があっ
た。その結果、オペレータは、微操作モードにおけるブ
ームの下げ操作に必要以上の神経を使い、正確な微操作
を行なうには熟練を要するので作業が困難であり、その
作業負担は相当大きなものであった。

【０００６】本発明は以上の事実に基づいてなされたも
ので、その目的は、微操作モードにおける作業機の下げ
作動時に、操作レバーの操作量に応じた作業機の下げ速
度が容易に得られる、改良された作業機用油圧回路を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、油圧ポンプと作業機の油圧シリン
ダとは方向制御弁を介して該油圧ポンプの吐出油路によ
り接続され、パイロットポンプと該方向制御弁の一端側
とは第１のリモコン弁を介して第１のパイロット油路に
より接続され、該パイロットポンプと該方向制御弁の他
端側とは第２のリモコン弁を介して第２のパイロット油
路により接続され、該第１のリモコン弁の開弁時には該
方向制御弁が第１の切換位置に切り換えられて該油圧ポ
ンプの吐出圧油が該油圧シリンダの作業機下げ室に供給
されるよう構成された作業機用油圧回路において、該第
１のパイロット油路にはモード切換弁が配置され、該第
１のパイロット油路における該モード切換弁の下流側に
は減圧弁を経由する微操作パイロット油路が並列に設け
られ、該モード切換弁は、該パイロットポンプの吐出圧
油が該微操作パイロット油路を通らないで供給される通
常操作モード位置と、該パイロットポンプの吐出圧油が
該微操作パイロット油路を通して供給される微操作モー
ド位置とに切り換えられるよう構成されたことを特徴と
する作業機用油圧回路、が提供される。

【０００８】

【作用】本発明においては、第１のパイロット油路には
モード切換弁が配置されている。第１のパイロット油路
におけるモード切換弁の下流側には減圧弁を経由する微
操作パイロット油路が並列に設けられている。モード切
換弁は、パイロットポンプの吐出圧油が微操作パイロッ
ト油路を通らないで供給される通常操作モード位置と、
パイロットポンプの吐出圧油が微操作パイロット油路を
通して供給される微操作モード位置とに切り換えられる
よう構成されている。微操作モードが設定されると、モ
ード切換弁は微操作モード位置に切り換えられる。パイ
ロットポンプの吐出圧油は、微操作パイロット油路を通
して、すなわちモード切換弁及び減圧弁を通り第１のリ
モコン弁及び第２のリモコン弁の上流側に供給される。
操作レバーを操作して第１のリモコン弁を開くと、前記
吐出圧油は方向制御弁の一端側に供給されるので、方向
制御弁は中立位置から第１の切換位置に切り換えられ
る。油圧ポンプの吐出圧油は油圧シリンダの作業機下げ
室に供給され、作業機の下げ作動が行なわれる。なお、
作業機上げ室は方向制御弁を介して油タンクに連通され
る。パイロットポンプによる吐出圧油は、減圧弁により
減圧されて第１のリモコン弁に供給される。これにより
第１のリモコン弁を介して方向制御弁に供給されるパイ
ロット二次圧も、減圧弁により減圧された圧力が上限値
となる。この上限圧は、方向制御弁を中立位置にセンタ
リングするばねの力を考慮して、方向制御弁の開口面積
を全開しない程度（例えば２／３回程度あるいは半開程
度）にあらかじめ規定される。これにより、方向制御弁
に含まれるスプールのストロークが制限され、バルブ開
口面積が絞られる。このバルブ開口面積は、方向制御弁
における油圧ポンプと油圧シリンダの作業機下げ室とを
連通する吐出油路及び方向制御弁における油圧シリンダ
の作業機上げ室と油タンクへの油路の両方において絞ら
れる。その結果、油圧シリンダの作業機下げ室に連通す
る吐出油路にメイクアップ機能付きオーバーロードリリ
ーフ弁が設けられていても、操作レバーの操作量以上に
作業機の下げ速度が増加する傾向がなくなるので、油圧
シリンダの作業機下げ室内にバキュウムが発生せず、操
作レバーの操作量に応じた作業機の下げ速度（微速）が
得られる。オペレータは、微操作モードにおける作業機
の下げ操作に必要以上の神経を使うことなく、容易かつ
正確な操作を行なうことができるので、その作業負担が
著しく軽減される。更に操作レバーの操作量にマッチし
た作業機の下げ速度が得られることにより、安全性も一
層向上する（例えばクレーンによる吊り作業等）。

【０００９】前記した微操作モード設定時において、操
作レバーを操作して第２のリモコン弁を開くと、前記吐
出圧油は方向制御弁の他端側に供給されるので、方向制
御弁は中立位置から第２の切換位置に切り換えられる。
油圧ポンプの吐出圧油は油圧シリンダの作業機上げ室に
供給され、作業機の上げ作動が行なわれる。油圧シリン
ダの作業機下げ室は方向制御弁を介して油タンクに連通
される。パイロットポンプによる吐出圧油は、減圧弁に
より減圧されて第２のリモコン弁に供給される。これに
より第２のリモコン弁を介して方向制御弁に供給される
パイロット二次圧も、減圧弁により減圧された圧力が上
限値となる。その結果、前記と同様な作用により、操作
レバーの操作量に応じた作業機の上げ速度（微速）が得
られる。

【００１０】一方通常操作モードが設定されると、モー
ド切換弁は通常操作モード位置に切り換えられる。パイ
ロットポンプの吐出圧油は微操作パイロット油路を通ら
ないで供給されるので、パイロットポンプの吐出圧油
は、減圧弁を通ることなくモード切換弁から直接第１の
リモコン弁及び第２のリモコン弁の上流側に供給され
る。したがって操作レバーを操作することにより従来と
同様に作業機の上下作動が通常の速度で行なわれる。

【００１１】モード切換弁及び減圧弁を含む微操作パイ
ロット油路が第１のパイロット油路における第１のリモ
コン弁の上流側に設けられた場合には、その下流側に設
けられた複数の作業機用油圧シリンダの全ての作動すな
わち複数の作業機の全ての作動について、微操作モード
としての操作性が同時に改善される。また、モード切換
弁及び減圧弁を含む微操作パイロット油路が第１のパイ
ロット油路における、第１のリモコン弁の下流側に設け
られた場合には、設定された作業機だけを微操作モード
とすることが可能となり、作業機に応じた独自の微操作
モードを形成することができる。

【００１２】

【実施例】図１を参照して、本発明に従って構成された
作業機用油圧回路の一実施例を説明する。なお図１にお
いて図２と同一部分は同一符号で示し、説明は省略す
る。第１のパイロット油路２２の一部を構成するメイン
パイロット油路２３にはモード切換弁４０が配置されて
いる。メインパイロット油路２３におけるモード切換弁
４０の下流側には、減圧弁４２を経由する微操作パイロ
ット油路４４が並列に設けられている。モード切換弁４
０は、パイロットポンプ１８の吐出圧油が微操作パイロ
ット油路４４を通らないで供給される図示の通常操作モ
ード位置と、パイロットポンプ１８の吐出圧油が微操
作パイロット油路４４を通して供給される微操作モード
位置とに切り換えられるよう構成されている。モード
切換弁４０はこの実施例においては３ポート２位置切換
式の電磁操作切換弁からなり、通常は、その一端側に設
けられたばねにより図１に示す通常操作モード位置１に
位置付けられている。モード切換弁４０の他端にはソレ
ノイドが設けられている。このソレノイドは、電源Ｂ、
モード切換スイッチ４６、リレーＲ等を含む電気回路中
に含まれるよう構成されている。電源Ｂと、モード切換
スイッチ４６と、リレーＲのリレーコイル部分とが直列
接続され、一方、電源Ｂ、リレーＲのリレースイッチ部
分及びモード切換弁４０のソレノイドとが直列接続され
ている。この電気回路はモード切換手段を構成する。モ
ード切換スイッチ４６がＯＦＦの状態にあるときには、
リレーＲのリレーコイル部分には通電されないので、そ
のリレースイッチ部分はＯＦＦの状態にあり、モード切
換弁４０のソレノイドには通電されない。したがって、
図示のように、モード切換弁４０は通常操作モード位置
に位置付けられている。モード切換スイッチ４６がＯ
Ｎされると、リレーＲのリレーコイル部分に通電される
ので、そのリレースイッチ部分がＯＮとなり、モード切
換弁４０のソレノイドに通電される。したがって、モー
ド切換弁４０は通常操作モード位置から微操作モード
位置に切り換えられる。なお、モード切換弁４０及び
減圧弁４２を含む微操作パイロット油路４４を第１のパ
イロット油路２２における、第１のリモコン弁２０の下
流側に設ける実施例も考えられる。

【００１３】次に上記作業機用油圧回路の作用を説明す
る。モード切換スイッチ４６をＯＮすると、モード切換
弁４０は通常操作モード位置から微操作モード位置
に切り換えられる。これにより微操作モードが設定され
る。パイロットポンプ１８の吐出圧油は、微操作パイロ
ット油路４４を通して、すなわちモード切換弁４０及び
減圧弁４２を通り第１のリモコン弁２０及び第２のリモ
コン弁２４の上流側に供給される。図示しない操作レバ
ーを操作して第１のリモコン弁２０を開くと、前記吐出
圧油は方向制御弁６の一端側に供給されるので、方向制
御弁６は図示の中立位置から第１の切換位置に切り
換えられる。油圧ポンプ２の吐出圧油は油圧シリンダ４
のブーム下げ室１４に供給され、ブームの下げ作動が行
なわれる。なお、ブーム上げ室１６は方向制御弁６を介
して油タンクＴに連通される。パイロットポンプ１８の
吐出圧油は、減圧弁４２により減圧されて第１のリモコ
ン弁２０に供給されるので、第１のリモコン弁２０を介
して方向制御弁６の一端に供給されるパイロット二次圧
も、減圧弁４２により減圧された圧力が上限値となる。
この上限圧は、方向制御弁６を中立位置にセンタリン
グするばねの力を考慮して、方向制御弁６の開口面積を
全開しない程度（例えば２／３回程度あるいは半開程
度）にあらかじめ規定される。これにより、方向制御弁
６に含まれるスプールのストロークが制限され、バルブ
開口面積が絞られる。このバルブ開口面積は、方向制御
弁６における油圧ポンプ２とブーム下げ室１４とを連通
する吐出油路８及び方向制御弁６におけるブーム上げ室
１６と油タンクＴへの油路８ａの両方において絞られ
る。

【００１４】その結果、ブーム下げ室１４に連通する吐
出油路８にメイクアップ機能付きオーバーロードリリー
フ弁３０が設けられていても、操作レバーの操作量以上
にブームの下げ速度が増加する傾向がなくなるので、ブ
ーム下げ室１４内にバキュウムが発生せず、操作レバー
の操作量に応じたブームの下げ速度（微速）が得られ
る。オペレータは、微操作モードにおけるブームの下げ
操作に必要以上の神経を使うことなく、容易かつ正確な
操作を行なうことができるので、その作業負担が著しく
軽減される。更に操作レバーの操作量にマッチしたブー
ムの下げ速度が得られることにより、安全性も一層向上
する（例えばクレーンによる吊り作業等）。

【００１５】前記した微操作モード設定時において、操
作レバーを操作して第２のリモコン弁２４を開くと、パ
イロットポンプ１８の吐出圧油は方向制御弁６の他端側
に供給されるので、方向制御弁６は中立位置から第２
の切換位置に切り換えられる。油圧ポンプ２の吐出圧
油はブーム上げ室１６に供給され、ブームの上げ作動が
行なわれる。なおブーム下げ室１４は方向制御弁６を介
して油タンクＴに連通される。パイロットポンプ１８の
吐出圧油は、減圧弁４２により減圧されて第２のリモコ
ン弁２４に供給されるので、第２のリモコン弁２４を介
して方向制御弁６の他端に供給されるパイロット二次圧
も、減圧弁４２により減圧された圧力が上限値となる。
その結果、前記と同様な作用により、操作レバーの操作
量に応じたブームの上げ速度（微速）が得られる。

【００１６】一方モード切換スイッチ４６をＯＦＦする
と、モード切換弁４０は微操作モード位置から通常操
作モード位置に切り換えられる。これにより通常操作
モードが設定される。パイロットポンプ１８の吐出圧油
は、微操作パイロット油路４４を通らないで供給される
ので、パイロットポンプ１８による吐出圧油は、減圧弁
４２を通ることなくモード切換弁４０から直接第１のリ
モコン弁２０及び第２のリモコン弁２４の上流側に供給
される。したがって操作レバーを操作することにより従
来と同様にブームの上下作動が通常の速度で行なわれ
る。

【００１７】図１の実施例においては、モード切換弁４
０及び減圧弁４２を含む微操作パイロット油路４４が第
１のパイロット油路２２における第１のリモコン弁２０
の上流側に設けられている。したがって、その下流側に
設けられた図示しない他のリモコン弁及び図示しない方
向制御弁により制御される図示しない他の作業機用油圧
シリンダの全ての作動すなわち複数の作業機の全ての作
動について、微操作モードとしての操作性が同時に改善
される。また、モード切換弁４０及び減圧弁４２を含む
微操作パイロット油路４４が第１のパイロット油路２２
における、第１のリモコン弁２０の下流側に設けられた
場合（図示せず）には、設定された作業機だけを微操作
モードとすることが可能となり、作業機に応じた独自の
微操作モードを形成することができる。この場合、更
に、モード切換弁４０及び減圧弁４２を含む微操作パイ
ロット油路４４を第２のパイロット油路２６における第
２のリモコン弁２４の下流側に設ける例も考えられる。
この場合には、設定された作業機だけを、その上下方向
の両作動において微操作モードとすることが可能とな
る。

【００１８】以上、本発明を、実施例に基づいて詳細に
説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内において、さまざまな変形あるい
は修正ができるものである。なお上記実施例において
は、作業機としてブームを例に説明したが、本発明はそ
の他の作業機、例えばアームあるいはクレーン等につい
ても適用されることはいうまでもない。また上記実施例
においては、モード切換弁は電磁操作切換弁により構成
されているが、これを手動操作切換弁あるいはパイロッ
ト操作切換弁により構成してもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明に従って構成された作業機用油圧
回路によれば、微操作モードにおける作業機の下げ作動
時に、操作レバーの操作量に応じた作業機の下げ速度
（微速）が容易に得られる。オペレータは、微操作モー
ドにおける作業機の下げ操作に必要以上の神経を使うこ
となく、容易かつ正確な操作を行なうことができるの
で、その作業負担が著しく軽減される。更に操作レバー
の操作量にマッチした作業機の下げ速度が得られること
により、安全性も一層向上する（例えばクレーンによる
吊り作業等）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された作業機用油圧回路の
一実施例を示す要部概略図。

【図２】従来の作業機用油圧回路の要部を示す概略図。

【符号の説明】

２ 油圧ポンプ ４ 油圧シリンダ ６ 方向制御弁 ８ 吐出油路 １０ ピストンロッド １２ ピストン １４ ブーム下げ室 １６ ブーム上げ室 １８ パイロットポンプ ２０ 第１のリモコン弁 ２２ 第１のパイロット油路 ２３ メインパイロット油路 ２４ 第２のリモコン弁 ２６ 第２のパイロット油路 ３０ メイクアップ機能付きオーバーロードリリーフ弁 ３２ オーバーロードリリーフ弁 ３６ チェック弁 ４０ モード切換弁 ４２ 減圧弁 ４４ 微操作パイロット油路 ４６ モード切換スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプと作業機の油圧シリンダとは
   方向制御弁を介して該油圧ポンプの吐出油路により接続
   され、パイロットポンプと該方向制御弁の一端側とは第
   １のリモコン弁を介して第１のパイロット油路により接
   続され、該パイロットポンプと該方向制御弁の他端側と
   は第２のリモコン弁を介して第２のパイロット油路によ
   り接続され、該第１のリモコン弁の開弁時には該方向制
   御弁が第１の切換位置に切り換えられて該油圧ポンプの
   吐出圧油が該油圧シリンダの作業機下げ室に供給される
   よう構成された作業機用油圧回路において、 該第１のパイロット油路にはモード切換弁が配置され、
   該第１のパイロット油路における該モード切換弁の下流
   側には減圧弁を経由する微操作パイロット油路が並列に
   設けられ、該モード切換弁は、該パイロットポンプの吐
   出圧油が該微操作パイロット油路を通らないで供給され
   る通常操作モード位置と、該パイロットポンプの吐出圧
   油が該微操作パイロット油路を通して供給される微操作
   モード位置とに切り換えられるよう構成されたことを特
   徴とする作業機用油圧回路。
2. 【請求項２】 該モード切換弁及び該減圧弁を含む該微
   操作パイロット油路が該第１のパイロット油路における
   該第１のリモコン弁の上流側に設けられた、請求項１記
   載の作業機用油圧回路。
3. 【請求項３】 該モード切換弁及び該減圧弁を含む該微
   操作パイロット油路が該第１のパイロット油路におけ
   る、該第１のリモコン弁の下流側に設けられた、請求項
   １記載の作業機用油圧回路。