JPS5833647A - 油圧シヨベルの油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、４１１圧シヨベルの旋回を優先した油圧回路
に関する。

従来、油圧ショベルの油圧回路は、一般に２個の油圧ポ
ンプの吐出Ｍｌ＋を２個のメインコントロールバルブで
制御するダブルポンプ回路となっており、一方の油圧ポ
ンプの吐出油を左走行用、ブーム１速川、パケット用、
アーム２速用とし、他方のＭＩ＋圧ポンプの吐出油を右
走行用、旋回用、アーム１速川、ブー１．２連用として
用いるようになっている。

−に記従来の油圧回路によれば、旋回加速時に、カ１（
回回路の圧力が油圧ポンプに接続されたメインリリーフ
弁によって決められ、該リリーフ弁が一定高圧力に設定
されているため、旋回加速時に急激に圧力にＩｎ’　シ
、ｋ同体にショックが発生するおそれがあった。

また、旋回とアーｌ、引き（アームシリンダは伸長）、
ｆ＋ｉｔｉ回とシーム１−げ等の同時作業時には、油圧
ポンプからの吐出油を旋回回路に供給しながら、その余
剰油を下流のアーム回路またはブーム回路に供給するが
、この従来回路では、旋回回路とアーム回路およびブー
ム回路を単にパラレルに接続したにすぎないため、上記
同時作業時には、旋回回路の圧力が下流のアーム回路ま
たはブーム回路の影響を受け、アーム回路またはブーム
回路が低圧のときは旋回も低圧となり、そのため作業内
容によっては旋回がスムーズに行なわれない場合があっ
た。このような欠点を補うために、従来では、操縦者が
各回路への供給油量を各方向制御弁の開度を制御するこ
とによって制御し、両方の動きを適合させるように操作
しているが、この操作は非常に難かしく、操縦者の期待
通りに機械を渾転することは至難のわざである。

本発明は、上記の点に鑑み、旋回加速時および減速時の
ショックを緩和し、スムーズに旋回加速および減速でき
るようにすると共に、旋回とアーム引きあるいはブーム
上げ等の同時作業時に、旋回が下流の回路圧力の影響を
受けずに、旋回優先で適正に作業できるようにし、さら
に走行時の偏向を防止できるようにしたものである。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図において、油圧ポンプＰｌには、前記従来回路と
同様に、メインリリーフ弁１０と、左走行用、ブーム１
速川、バケット用、アーム２速用の各方向制御弁１１，
１２．１ろ、１４を備えたコントロールバルブ■ｌを介
して左走行用モータＭ１、ブームシリンダＣＩ、パケッ
トシリンダＣ３、アームシリンダＣ２を接続している。

一方、油圧ポンプｌ）２には、従来のコントロールバル
ブとは異なったコントロールバルブＶ２を介して旋回モ
ータＭ３、右走行モータＭ２、アームシリンダＣ２、ブ
ームシリンダＣ１を接続している。すなわち、コントロ
ールバルブ■２は、メインリリーフ弁２０と、旋回用、
右走行用、アーム１速用、ブーム２速川の各方向制御弁
２１，２２，２乙、２４と、可変シーケンス弁４０とを
具備している。

旋回用方向制御弁２１は、旋回用リモコン弁５０によっ
て切換えられるもので、該リモコン弁５０は、レバー５
１の矢印Ａまたは】３方向への操作角８′応じ７・油圧
源５２から貴人した一次（１１１１の圧力に対して二次
側管路５ろ、５７Ｉに導出する二次圧力が制御される一
対の可変減圧弁（図示省略）を有し、該管路５ろ、５４
に導出した二次圧力を旋回用方向制御弁２１の両側パイ
ロット室に導いて該弁２１を切換えるようにしている。

なお、走行以外の他の各方向制御弁１２，１５゜１４．
２ろ、２４も旋回用方向制御弁２２と同様に、それぞれ
のリモコン弁（図示省略）からの二次圧力によって切換
えられるようになっている。

可変シーケンス弁４０に６應、たとえば第２図に示すよ
うな外部パイロット式のバランスピストン型リリーフ弁
構造のものを用いる。すなわち、第２図において、４１
は弁本体、・４２はバランスピストン、４２ａは同ピス
トン背面のパイロット室、４６はばね、４４はパイロッ
ト弁シート、４５はパイロット弁、４５ａはその背面の
パイロット室、４６はパイロット調整ばね、４７はプツ
シ；Ｌロツ　５− ド、４７ａはその背面のパイロット室を示し、また、４
０ａは入口ポート、４０ｂは出口ポート、４、　Ｏｃは
設定圧力制御用パイロットポー１−１４０ｃ＋は外部パ
イロットポーｈ、４０ｅはドレーン通路を示す。

この可変シーケンス弁４０の入口ポート４０ａには前記
旋回用方向制御弁２１の入口側通路ろ１から分岐させた
パラレル通路６２を接続し、出口ポート４０．１）には
通路乙６を介して旋回より下流側の各方向制御弁２２，
２ろ、２４のアンロード通路６５およびパラレル通路６
４．ろ６，６７を接続し、該可変シーケンス弁４０にて
ブリードオフしたハ１１を下流の各方向制御弁２２，２
ろ、２４に流入できるようにし、かつ、前記旋回用リモ
コン弁５０の二次側管路５３．５４に導出された二次圧
力のうち高圧側の圧力をシャトル弁５５および管路５６
を介して設定圧力制御用パイロットポート４０Ｃに導入
することにより、該可変シーケンス弁４０の設定圧力を
制御できるようにし、さらに、ＩＢＮ回回路の両側管路
６．．１　、６２のうち高圧−一　〇　− 側の圧力をシャトル弁６ろおよＱｚ通路６４を介して外
部パイロットボー１−４．０　（＋に導入することによ
り、該可変シーケンス弁４０の外部ドレーンによる走行
偏向を防止できるようにしている。

旋回モータＭ３の両側管路と前記管路６１　、６２の間
には、カウンタバランス弁６５と、オーバーロードリリ
ーフ弁６６．６７とを具備したブレーキ弁を設けている
。

上記回路において、リモコン弁５０の二次圧力はレバー
５１のＡまたはＢ方向・＼の操作角度θに応じて制御さ
れ、可変シーケンス弁４０の設定圧力は該リモコン弁５
０の二次圧力によって制御されるもので、該可変シーケ
ンス弁４０の設定圧力は常にオーバーロードリリーフ弁
６６．６７の設定圧力よりも小さく、かつ、該可変シー
ケンス弁４０の最高設定圧力はメインリリーフ弁２０の
設定圧力よりも小さくなるように制御される。

さらに具体的には、メインリリーフ弁２０の設定圧力を
２５０　Ｋｇ／ｉ　Ｌし、オーバーロートリＩＪ−）弁
６６．６７の設定圧力を２２０　ＫＪｃノｄとし、リモ
コン弁５０の二次圧力をレバー５１のＡまたはＢ方向の
操作角度に応じて第ろ図に示すように４〜６ＤＫに／ｃ
ｒｌの範囲で制御し、このリモコン弁５０の二次圧力に
応じて可変シーケンス弁４０の設定圧力を第４図に示す
ようにＯ〜２１０　ＫＪｃｒｉの範囲で制御する。

次に−に記回路の作動について説明する。

まず、旋回用リモコン弁５０のレバー５１を矢印入方向
に倒すと、リモコン弁５０の二次側管路５ろに圧力が発
生し、この二次圧力が矢印入方向に導かれ、旋回用方向
制御弁２１が上位置に切換えられ、油圧ポンプＰ２の吐
出油が矢印Ａ２方向に導かれ、カウンタバランス弁６５
を経て旋回モータＭ、、に流入する通路が構成されると
同時に、リモコン弁５０の二次圧力はシャトル弁５５を
経て矢印Ａ３方向にも導かれ、可変シーケンス弁４０の
設定圧力が上’ｊｌ　Ｌ　、これに伴って油圧ポンプＰ
２の吐出圧力が上７１シ、この圧力で旋回が加速される
。

この場合、レバー５１の矢印入方向への操作角度に応じ
てリモコン弁５０の二次圧力が制御され、またこの二次
圧力によって可変シーケンス弁４０の設定圧力が制御さ
れ、さらにこの設定圧力によって油圧ポンプＰ２の吐出
圧力が制御される。従って、レバー５１の矢印入方向へ
の操作角度が小さいときは、油圧ポンプＰ２の吐出圧力
が低圧となり、低圧で旋回を加速し、該操作角度を大き
くすれば油圧ポンプＰ２の吐出圧力が高圧となり、高圧
で旋回を加速でき、さらに、該操作角度を中立から次第
に大きくすることによって、旋回を徐々に加速し、ショ
ックが少なくスムーズに加速でき、かつ、該レバー５１
の操作によって旋回加速時のトルクコントロールを行な
うことができる。

ところで、上記旋回加速時において、レバー５１をその
操作角度θの最大値θｒｎａｘの少し手前からリモコン
弁５０の二次圧力が制御範囲を外れて一次圧力Ｐと同じ
になる。これはリモコン弁５０のレバーストロークエン
ドでのドレーン量ヲなくすためである。しかし、このと
きの二次圧力つまり一次圧力Ｐはエンジン回転数に影響
され変動する。

　９− 従って、金偏りに直動型のシーケンス弁を用いてその設
定圧力を前記リモコン弁５０の二次圧力で制御した場合
、第６図に示すような制御特性を示し、レバー操作角度
の最大値近くで導出されるリモコン弁の不安定な二次圧
力によってこのシーケンス弁の設定圧力の最大値も不安
定となり、旋回加速時の最大圧力も不安定となって正確
な制御ができなくなる。

然るに、本発明では、可変シーケンス４０にバランスピ
ストン型リリーフ弁構造のものを用い、第４図に示すよ
うに、リモコン弁５０の二次圧力が３Ｑ　Ｋｇ１０７以
」二となった場合には可変シーケンス弁４０の設定圧力
が該二次圧力に影響されず、その設定圧力の最大値を２
１０　Ｋｇ／ｄに特定しであるので、該可変シーケンス
弁４０の設定圧力の制御すなわち旋回加速時の圧力の制
御を正確に行うことができる。なお、この場合の可変シ
ーケンス弁４０の設定圧力の最大値は、第２図に示すよ
うにパイロット調整ばね４６の最大ストロークｌを、プ
ッシュロ情ド４７のストッパによって規制されｌＯ− るストロークを調節することによって容易に決定できる
。

次に、上記旋回加速時において、前記油圧ポンプＰ２の
吐出油のうち旋回モータＭ１．の回転数にすｉＬ合った
流量の吐出油が該旋回モータＭ：、に優先的に流入し、
その余剰油が可変シーケンス弁４０により前記設定圧力
でブリードオフされ、通路ろろを経てパラレル通路６４
．ろ６，６７およびアンロード通路５５に流入する。

このとき、下流のたとえばアーム１速川方向制御弁２６
を上位置に切換えれば、前記弁４０にてブリードオフさ
れた余剰油が矢印Ａ４方向に導かれ、アームシリンダＣ
２に流入し、アーム押し川として利用でき、前記油圧ポ
ンプＰ２の吐出Ｍｌ＋を有効に利用でき、エネルギーロ
スをなくすことができる。

さらにこの場合、可変シーケンス弁４０の存在により、
油圧ポンプＰ２の吐出油は下流のアーム回路の圧力の影
響を受けずに、可変シーケンス弁４０の設定圧力に対応
する圧力で旋回回路に優先的に流入し、適正に旋回加速
でき　ｍＩｊ回加速とアーム引きの同時作業を効率よく
行なわせることができる。

また、旋回加速とブーム」二げの同時作業時に、ブーム
２速川方向制御弁２４を操作しても、上記＆回加速とア
ーム引きの同時作業時と同様に、前記可変シーケンス弁
４０により油圧ポンプＰ２の吐出油が旋回回路に優先的
に流入し、かつ、該弁４０にてブリードオフされた余剰
油がブーム回路に流入し、該ポンプＰ２の吐出油を有効
に利用でき、しかも、ブーム回路圧力に影響されること
なく、旋回回路を独へｆさせて、前記弁４０の設定圧力
に対応する圧力で旋回を加速できる。

なお、−に記旋回加速時において、下流の右走行、アー
ム１連およびブーム２速を使わない場合は、前記可変シ
ーケンス弁４０でブリードオフされた余剰油は通路ろろ
からアンロード通路ろ５を経てタンク′Ｆに環流される
。

次に、−に記ｈＪｌｉ回を停止にする時は、レバー５１
を中立位同番こ戻すことにより、前記二次圧力がＯとな
り、旋回用方向制御弁２１が中立位置に戻され、油圧ポ
ンプＰ２から旋回モータＭ　、への圧ハ１１の供給は停
止され、旋回モータＭ：（はカウンタバランス弁６５と
オーバーロードリリーフ弁６６に３にってブレーキがか
けられる。

次に、前記レバー５１を中立位置に保持しておけば、リ
モコン弁５０の二次圧力が０で、Ｍ′回用方向制御弁２
１が中立位置にあり、ｎｆ変シーケンス弁４０の設定圧
力は０である。従って、油圧ポンプＰ２の吐出油は旋回
回路には流れず、可変シーケンス弁４０に流入し、その
金石［がブリードオフされて通路ろろまたは６５に流入
し、右走行、アーム１速、ブーム２速を従来回路と同様
に使用できる。しかもこの場合、可変シーケンス弁ＡＯ
に外部パイロット式のバランスピストン（りのものを用
いているので、走行偏向を生じるおそれがない。

すなわち、可変シーケンス弁４０のパイロットポート４
０ｄに対し、その人１］側つまりポンプ側の通路６２か
らパイロット圧を導く内部パイロット式とした場合、ポ
ンプ圧力が、１−界すると常に外部ドレーンが発生する
。とくに走行時には、たとＩ３−一 えば回路流伊が’＋　００　ｔニア＝ｎ、外部ドレーン
が１１βｎたとすると、シーケンス弁のある側の走行流
ｆｆｌ；　ハ９９１！、Ａ”　、　他ｔ７）側の走行流
量は１００１！Ａ−となり、走行（ｊｌｉｌ向が１％だ
け余分に発生し、直進性が悪くなる。

然るに、本発明では、前記可変シーケンス弁４０のパイ
ロットボー１−４０　ｄに対し、旋回回路の両側管路６
１．６２の高圧側の圧力をシャトル弁６６により選択し
て導入する外部パイロット式としであるので、旋回を使
用していないときの外部ドレーンは１・η少であり、か
つ、ポンプ圧力に影響を受けることなく、従って、走行
偏向を防止できる。

第５図は、本発明の別の実施例を示すもので、設定圧力
可変のオーバーロードリリーフ弁６６゜６７′を用い、
この弁６６’　、　６７’の設定圧力制御用パイロット
ボート６６ａ、６７’ａに、前記旋回用リモコン弁５０
の二次圧力を管路５３．５４から管路５７，５８を経て
導入し、リモコン弁５０の二次圧力に応じて前記ｒｉＪ
変シーケンス弁４０の設１４− 定圧力を制御すると同時に、当該オーバーロードリリー
フ弁６６’　、　６７’の設定圧力をも制御するように
なっている。ただしこの場合、リモコン弁５０の二次圧
力がＯ−ろ［ｌＫ＋：／ｒ１７で制御される（こ伴って
、可変シーケンス弁４０の設定圧力が０〜２１　Ｑ　Ｋ
ｒ、／ｄの範囲で正比例式に制御されるのに対し、オー
バーロートリリーフ弁６６’、６７’の設定圧力は２２
０〜ろＱ　ＫＪｃＪの範囲で反比例式に制御される。

この実施例によれば、ｌｌｊ回加速時にはオーバーロー
ドＩＪ　ＩＪ−〕弁６６’　、　６７’（７）設定圧力
が低圧（最低でろＱ　ＩＩＪｃＪ　）となるように制御
され　Ｄ；ｅ回減速時には該弁６６’、　６７’の設定
圧力が高圧となるように制御され、この圧力でた１３回
モータＭ：ｌにブレーキをかけることになる。また、該
弁６６′、　６７’の設定圧力←すなわちブレーキ圧力
は、１）ｆｆ記二次圧力←によって制御されるので、レ
バー５１を徐々に中立位置に戻して前記二次化力→を徐
々に小さくすることにより、旋回を徐々に減速でき、シ
ョックが少なくスムーズに減速でき、かつ、１５− 該レバー５１の操作によって旋回減速時のトルクコント
ロールを行なうこともできる。

−に記実施例では、メインコントロールバルブｖ２にお
りる各方向制御弁２１，２２，２ろがパラレル回路で、
カ１１回を最上流にしたが、走行を最上流としてタンテ
ム回路とし、他をパラレル回路としても同様に実施でき
るものである。

また、−に記実施例では、２ポンプ方式の油圧回路につ
いて１悦明したが、本発明は、６ポンプ方式の油圧回路
にも適用できることはいうまでもない。

以−１−説明したように、本発明によれば、旋回とアー
ノ、およびブームの同時作業時に、旋回回路をアーム回
路おｊ；びブーム回路に対して優先させて、ｋ回を常に
適正に行なわせることができ、」１記同時作業を効率よ
く行なうことができる。また、旋回加速時に自１１１に
トルクコントロールでき、ショックを緩和してスムーズ
に旋回加速できる。とくに、外部パイ四ツ１一式のバラ
ンスピストン型の可変シーケンス弁を用いているので、
この可変シーケンス弁の設定圧力の最高値すなわち旋回
圧力の１６− 最高値を容易に安定させることができ、」１記旋回の制
御を常に適正に行なうことができる。さらに、走行偏向
を防止でき、直進性を１１″旧１〕させることもできる
。

【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図は外
部パイロット式のバランスピストン型＋ｉＪ変シーケン
ス弁の一例を示す断面図、第６図は旋回用リモコン弁の
制御９．１゛性図、第４図は前記可変シーケンス弁の制
御１．１−性図、第５図は本発明の別の実施例を示す要
部の油圧回路図、第６図は直動型の可変シーケンス弁を
用いた場合の制御１．１性図である。 Ｐｌ、Ｐ２・・・油圧ポンプ、Ｍ１９Ｍ２・・・走行モ
ータ、Ｍ３・・・旋回モータ、Ｃ１・・・ブートシリン
ダ、Ｃ２・・・アームシリンタ、Ｃ３・・・パケットシ
リンタ、１゛・・・／Ｉｌｌ　タンク、１０・・・メイ
ンリリーフ弁、１１・・・左走行用方向制御弁、１２・
・・ブーム１速用方向制御弁、１６・・・パケット用方
向制御弁、１４・・・アーム２速用方向制御弁、２０・
・・メインリリーフ弁、２１・・・旋回−一１７−−− 用方向制御弁、２２・・・右走行用方向制御弁、２ろ・
・・アーム１速用方向制御弁、２４・・・ブーム２速用
方向制ｊｉｌｌｌ弁、ろ１・・・入力側通路、３２　、
３４　。 ろ６．ろ７・・・パラレル通路、５ろ・・・ブリードオ
フ通路、６５・・・アンロード通路、４０・・・外部パ
イ四ツ１一式のバランスピストン型可変シーケンス弁、
４０Ｆビ・・人口側ポート、４０１）・・・出口側ポー
ト、４０Ｃ〕・・・設定圧力制御用パイロットポート、
／Ｉ−０（１・・・外部ハイロッ！・ボー１−１４２・
・・バランスピストン、Ａ５・・・パイロッ１４．４７
・・・ブツシュロッド、５０・・・旋回用リモコン弁、
５１・・・レバー、５２・・・油圧源、５ろ、５４・・
・二次側管路、５５・・・シャトル弁、５６・・・管路
、６１．６２・・・旋回回路の両側管路、６６・・・シ
ャトル弁、６５・・・カウンタバランス弁、６６．６７
．６６．６７・・・オーバーロー１−’リリーフ弁。 易　許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁ｆｌ、ｔｊ士　　小　谷　悦　　司＝１８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、油圧ショベルの油圧回路において、油圧ポンプに接
   続した旋回用方向制御弁の入力側通路から分岐させたパ
   ラレル通路に外部パイロット式のバランスピストン型リ
   リーフ弁からなる可変シーケンス弁を接続し、該可変シ
   ーケンス弁によりブリードオフした油を旋回の下流に設
   けたブームシリンダ、アームシリンダ等のアクチュエー
   タ川方向制御弁に導くように構成し、一方、旋回用方向
   制御弁を切換える旋回用リモコン弁の二次圧力のうち高
   圧側の圧力をシャトル弁を介して１）■（記可変シーケ
   ンス弁のブツシュロッド背面のパイロットボートに導い
   て該可変シーケンス弁の設定圧力を制御するように構成
   し、かつ、旋回回路の両側管路のうち高圧側の圧力をシ
   ャトル弁を介して前記可変シーケンス弁のバランスピス
   トン背面の外部パイロットポートに導くように構成゛し
   たことを４．１゛ｒ改とする泪１圧ショベルの泪ｌ圧回
   路。