JPS5831484B2 - 油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、慣性体を駆動する油圧モータをそなえた油
圧回路に関するものである。

まず、上記の油圧回路をそなえた機械の一例として第１
図に示す油圧ショベルについて述べる。

下部走行体１には上部旋回体２が旋回自在に装架されて
おり、上部旋回体２の前部にはブーム３が俯仰できるよ
うに支持されている。

ブーム３の先端部にはアーム４が、アーム４の先端部に
はパケット５がそれぞれ揺動できるように取付けられて
いる。

上部旋回体２には一般にエンジンで、駆動される油圧ポ
ンプ６、上部旋回体２を旋回させる旋回油圧モータ８が
設置されており、下部走行体１には走行油圧モータγが
設置されている。

ブーム３の俯仰を行うブームシリンダ９は上部旋回体２
の前部に、アーム４を揺動させるアームシリンダ１０は
ブーム３の中間上部に、パケット５を揺動させるパケッ
トシリンダ１１はアーム４の上部に取付けられている。

前記の各油圧アクチュエータは油圧ポンプ６から吐出さ
れる圧油により、駆動する。

通常、旋回油圧モータ８の駆動力は旋回慣性力にくらべ
て小さいので、急旋回起動および停止時には１駆動回路
は必ず最高圧力に達する。

この最高圧力は安全弁で維持するゆえ、高圧油をリリー
フし、エネルギの損失を生じる。

一方、通常の積込み作業時には、ブームシリンダ９の伸
長によるブーム３の上げ動作に上部旋回体２の旋回動作
とを組合せて行い、土砂のはいったパケットをダンプカ
ーなどの放荷位置まで移動させる。

この複合動作時には、操作レバーを全行程操作（オン・
オフ操作）することが多い。

この場合、さきに述べた問題点を、旋回起動時に限り除
くようにした油圧回路が採用されている。

つぎに、この油圧回路を第２図により説明する。

油圧ポンプ６の吸込側は油タンク１２ａに導入されてお
り、油圧ポンプ６の吐出側には、方向切換弁１３ｂ、逆
止弁付方向切換弁１３ｃ、リリーフ弁１３ａ 、 １３
ｄ 、 １３ｅからなる多連方向切換弁１３と、カウン
タバランス弁１４ｃ、リリーフ弁１４ａ、１４ｂからな
るブレーキ弁１４が設置されている。

多連方向切換弁１３はブームシリンダ９につらねられ、
ブレーキ弁１４は旋回油圧モータ８につらねられている
。

多連方向切換弁１３の戻り配管は油タンク１２ｂに導入
されている。

方向切換弁１３ｂ、１３ｃの切換え手段には手動、油圧
パイロット、空気圧パイロット、電磁などいろいろある
が、特に関係がないのでここでは省略する。

ブームシリンダ９のヘッド室に圧油が供給されればブー
ムが上がり、ロッド室に供給されればブームが下がり、
油圧モータ８に供給されれば上部旋回体が旋回する。

通常、ブームを上げる時のブームシリンダ９のヘッド側
の圧力Ｐ。

と、各ＩＪ ＩＪ−フ弁１３ａ。１３ｄ、１３ｅ、１４
ａ、１４）＋の設定圧力Ｐ１３ａ、Ｐ１３ｄ、Ｐ１３ｏ
、Ｐ１４ａ、Ｐ１４ｂ との間にはつぎの大小関係があ
る。

Ｐ ｏ ＜ Ｐ １４ ａ＝ Ｐ １４ ｂ＜ Ｐ １
３ ａ＜ Ｐ １３ ｄ ＝ Ｐ ］ ３６今、方向切
換弁１３ｂと１３Ｃとをそれぞれ右側位置に切換え、俯
仰レバーと旋回レバーとによりブームの上げと上部旋回
体の旋回との同時操作をすると、ブームシリンダ９、旋
回油圧モータ８の両者の圧力は低い方のＰ。

になり（配管等の圧力損失を無視する）、旋回油圧モー
タ８の圧力はＰｔ＋ｌ）の圧力に達せず、リリーフしな
い。

この場合でも、停止時（旋回ブレーキ時）にはカウンタ
バランス弁１４Ｃが中立位置になるので、リリーフ弁１
４ａがリリーフする。

また、上記の複合操作時に旋回角度が小さいと、時間の
不足によりブームの上昇量が不足し、パケットが所定の
高さまで上昇しないことが起る。

この際には、旋回レバーを適当に加減しながら操作する
（たとえば緩かに操作する）必要があり、いちじるしく
操作性が阻害される。

この発明は、油圧ショベル、クレーンなどにおける旋回
体のような慣性体を駆動する油圧モータの起動、制動時
のリリーフによるエネルギを、同時に作動される他のア
クチュエータの移動量を増すエネルギとして用い、エネ
ルギの損失を少なくすると共に、前記油圧モータと他の
アクチュエータとの同時作動時の作動効率を良くできる
油圧回路を提供することを目的とするものである。

この発明は、油圧モータと第１の方向切換弁とを結ぶ回
路に第２の方向切換弁を介在させ、第２の方向切換弁に
片ロツドシ１）ンダのロッド側室を連通させ、片ロツド
シリンダのヘッド側室を前記アクチュエータに連通させ
、前記第２の方向切換弁は、第１の方向切換弁と油圧モ
ータの連絡及びロッドシリンダのロッド側室とタンクの
連絡を行う中立位置と、油圧モータと第１の方向切換弁
とを結ぶ回路と片ロッドシリンダのロッド側室の連絡を
行う切換位置とを備え、前記油圧モータと前記アクチュ
エータの駆動時に第２の方向切換弁を切換えられるよう
に構成したことを特徴とする。

第３図はこの発明による油圧回路の一実施態様を示し、
同図中第１図と同じものは同じ符号をつげて表しである
。

旋回油圧モータ８の油圧回路８Ａ、８Ｂにはそれぞれ電
磁方向切換弁１５゜１６が挿入されており、両方向切換
弁１５，１６の励磁部は電源２３、スイッチ２２、圧力
スイッチ２１をそなえた電気回路（破線で表しである）
に接続されており、圧力スイッチ２１の受圧部はブーム
シリンダ９のヘッド室につらなる油圧回路９Ａに連結さ
れている。

方向切換弁１５，１６の切換口はシャトル弁２０を介し
て片ロンド式の油圧シリンダ１７のロッド室につらねら
れており、戻り油路は油タンク１２ｃに導入されている
。

油圧シリンダ１７のヘッド室にはピストンを押すばね１
７ａがおさめられており、そのヘッド室は逆止弁１９を
介してブームシリンダ９のヘッド室につらねられている
とともに、逆止弁１８を介して油タンク１２０につらね
られている。

圧力スイッチ２１はブームシリンダ９のヘッド側圧力が
所定値に達すると閉路する。

その他は第２図と同じである。

スイッチ２２、圧力スイッチ２１のいずれかが開路して
いる場合、あるいは両スイッチ２２゜２１とも開路して
いる場合には、第２図の油圧回路と同じ作動をする。

スイッチ２２を閉路した状態で、ブームシリンダ９のヘ
ッド側圧力が所定値に達して圧力スイッチ２１が閉路す
ると、方向切換弁１５，１６がともに左側位置に切換え
られる。

このとき、ブームの上げと上部旋回体の旋回との複合作
動をしく旋回油圧モータ８には方向切換弁１５、または
１６を通して圧油が供給される）、方向切換弁１３ｂを
中立位置にもどして上部旋回体にブレーキをかけると、
カウンタバランス弁１４ｃが中立状態になり、旋回油圧
モータ８から吐出された圧油が遮断され、圧力が上昇す
る。

方向切換弁１５、または１６を出た圧油はシャトル弁２
０を経て油圧シリンダ１７のロッド側室に流入する。

ここで、油圧シリンダの面積比とばね１７ａの力に相当
する分だけ減圧された圧力がブームの上げ圧力Ｐ。

より大きくなると、油圧シリンダ１７のロッドはばね１
７ａを圧縮する方向に移動し、その分だけ逆止弁１９を
通して圧油がブームシリンダ９のヘッド室に作用し、ブ
ームシリンダ９のピストンを押し上げる。

したがって、油圧回路８Ａ、または８Ｂからリリーフす
るエネルギ損失もなく、ブームの上昇量は増大する。

ゆえに、旋回油圧モータ８を小旋回させ、かつ、油圧シ
リンダ９を作動させる時にも、油圧シリンダ９を適宜の
位置まで作動させることができる十分な圧油を得ること
ができる。

油圧シリンダ１７の圧縮エネルギが、旋回ブレーキエネ
ルギより小さい場合には、油圧シリンダ１７は最縮小状
態になり、旋回ブレーキ圧力はさらに上昇し、リリーフ
弁１４ａ１またはリリーフ弁１４ｂの設定圧力に達する
と通常のようにそこでリリーフする。

ブームの上げと、上部旋回体の旋回との複合動作が終了
すれば必ず他の作業をする。

この時、スイッチ２２を開路すると、方向切換弁１５，
１６が図示の右位置に戻り、油圧シリンダ１７のロッド
側室は油タンク１２ｃに通じ、ばね１７ａの力によりピ
ストンは元の位置に復帰する。

ブームを一定の高さまで上げていて、パケットを空中で
静止した状態（ブームシリンダ９０回路は遮断され、圧
力スイッチ２１はブームシリンダ９の保持圧によって閉
路される）で、誤ってスイッチ２２を閉路して旋回油圧
モータ８を作動させた場合でも、ブームシリンダ９のヘ
ッド側に圧力が発生するだけであり、ブームシリンダ９
の面積比を考慮したうえで、リリーフ弁１３ｅ、１３ｄ
の設定圧力を決めておけば、ブームシリンダ９は作動せ
ず、誤動作を防止できる。

圧力スイッチ２１は、ブームの下げと上部旋回体の旋回
との複合作動時のように、ブームシリンダ９のヘッド室
側が油タンク１２ｂに通じている場合には開路状態にな
っているので、誤ってスイッチ２２を閉じても旋回油圧
モータ８に供給される圧油が方向切換弁１５．１６を経
て油圧シリンダ１７に流れ、旋回油圧モータ８の駆動圧
が下がって一時的に旋回しなくなったりすることはない
。

第４図は旋回油圧モータの油圧回路８Ａ、８Ｂにそれぞ
れ油圧パイロット形の方向切換弁１５１゜１６′を挿入
し、両方向切換弁１５’ 、 １６’と油圧パイロット
形の方向切換弁１３とをブーム用パイロット弁２４につ
らねたこの発明の他の実施態様を示す。

同図において、第３図と同じものは同じ符号をつけて表
しである。

ブーム用パイロット弁２４を作動させてパイロット圧油
を発生させると、方向切換弁１３ｃが右位置に切換えら
れるとともに方向切換弁１５′。

１６′がそれぞれ左位置に切換えられ、第３図の実施態
様と同じ作動が行われる。

以上説明したこの発明によれば、慣性体を駆動する油圧
モータと他のアクチュエータとの同時操作時において、
油圧モータを加速する時のリリーフエネルギ及び油圧モ
ータを減速する時のリリーフエネルギを他のアクチュエ
ータを駆動するエネルギに活用できるため、リリーフに
よるエネルギの損失を少なくできると共に、たとえば油
圧モータを小旋回させた時にも他のアクチュエータを適
宜の位置まで十分に作動させることができ、同時操作を
円滑に行うことができる。

このことは、油圧ショベルにおけるブーム上げと上部旋
回体の小旋回時に、旋回油圧モータの油圧回路において
リリーフしようとするエネルギをブームを上昇させるエ
ネルギに活用して、ブームの上昇量を増大させるもので
あり、従来のように旋回レバーを適宜に加減して旋回と
ブーム上げどのマツチングを行わなくても、十分に旋回
とブーム上げどの動作をマツチングさせることができる
。

なお、この発明の一実施態様として、上部旋回体を駆動
する油圧モータと他のアクチュエータをブームのシリン
ダとするものについて述べたが、他のアクチュエータを
比較的一定の負荷を受けるモータ（たとえばクレーン俯
仰用の巻き上げモータ）とするものであっても同様な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルを示す側面図、第２図は油圧ショ
ベルにおける従来の旋回油圧モータおよびブームシリン
ダの油圧回路を示す系統図、第３図、第４図はこの発明
による油圧回路の異なる実施態様を示す系統図である。 ８・・・・・・旋回油圧モータ、９・・・・・・ブーム
シリンダ、１３・・・・・・多連方向切換弁、１３ａ・
・・・・・ＩＪ リーフ弁、１３ｂ・・・・・・方向切
換弁、１３ｃ・・・・・・逆止弁付方向切換弁、１３ｄ
、１３ｅ・・・・・・ＩＪ ＩＪ−フ弁、１４・・・
・・・ブレーキ弁、１４ａ、１４ｂ・・・・・・リリー
フ弁、１４ｃ・・・・・・カウンタバランス弁、１５・
・・・・・電磁方向切換弁、１５’・・・・・・油圧パ
イロット形方向切換弁、１６・・・・・・電磁方向切換
弁、１６′・・・・・・油圧パイロット形方向切換弁、
１７・・・・・・油圧シリンダ、１８゜１９・・・・・
・逆止弁、２０・・・・・・シャトル弁、２１・・・・
・・圧力スイッチ、２２・・・・・・スイッチ、２３・
・・・・・電源、２４・・・・・・ブーム用パイロット
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 慣性体を駆動する油圧モータ、油圧モータと同時も
   しくは単独に駆動するアクチュエータ、油圧モータ及び
   アクチュエータと油圧源及びタンクとをそれぞれ連絡す
   る回路に設けた第１の方向切換弁を備えた油圧回路にお
   いて、油圧モータと第１の方向切換弁とを結ぶ回路に第
   ２の方向切換弁を介在させ、第２の方向切換弁に片ロッ
   ドシリンダのロッド側室を連通させ、片ロッドシリンダ
   のヘッド側室を前記アクチュエータに連通させ、前記第
   ２の方向切換弁は、第１の方向切換弁と油圧モータの連
   絡及び片ロッドシリンダのロッド側室とタンクの連絡を
   行う中立位置と、油圧モータと第１の方向切換弁とを結
   ぶ回路と片ロツドシ１ノンダのロッド側室の連絡を行う
   切換位置とを備え、前記油圧モータと前記アクチュエー
   タの駆動時に第２の方向切換弁を切換えられるように構
   成したことを特徴とする油圧回路。