JPS5844128A - 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１、油圧ショベルの旋回を優先させ、かつ、旋
回のトルクコントロールを可能に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１２個
の油圧ポンプの吐出油を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速用、パケット
用とし、他方の油圧ポンプの吐出油を右走行用、旋回用
、アーム１速用、ブーム２速用として用いるようになっ
ている。

上記従来の油圧回路によれば、旋回加速時に、旋回回路
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上昇し、旋回体にシ
ョックが発生するおそれがあった０ また、旋回とアーム引き（アームシリンダは伸長）、旋
回とブーム上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
７１°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、操縦者が各方向制
御弁のスプール開度を制御することによって各回路への
供給油量を制御し、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
通りに機械を運転することは至難のわざである０ 本発明は、上記の点に鑑み、旋回加速時に、レバー操作
によるトルクコントロールを可能にし、ショックを緩和
してスムーズに旋回加速できるようにすると共に、旋回
とアームあるいは旋回とブーム等の同時作業時に、旋回
が下流の回路圧力に影響を受けずに、旋回優先で適正に
作業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。

まず、第１図において、油圧ポンプＰ１の吐出回路１０
には、従来回路と同様に、メインリリーフ弁１１と、左
走行用、ブーム１速用、パケット用、アーム２速用の各
方向制御弁１２，１３，１４゜１５を備えたメインコン
トロールバルブＶ１を介して左走行モータＭ１．ブーム
シリンダＣ１，パケットシリンダＣ３１，アームシリン
ダＣ２を接続している。

他方の油圧ポンプＰ２の吐出回路２０には、従来と異っ
たメインコントロールバルブｖ２を介して右走行モータ
Ｍ２．旋回モータＭ３ニア−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、メインコントロ
ールバルブｖ２には、入口側にメインリリーフ弁２１お
よび圧力補償付流量制御弁３０を配置し、その下流側に
旋回用、右走行用、アーム１速用、ブーム２速用の各方
向制御弁２２，２３゜２４．２５を順次配置している。

圧力補償付流量制御弁３０は、旋回優先型で、その入口
側回路６１を前記油圧ポンプＰ２の吐出回路２０に接続
し、出口側には優先回路ろ２とブリードオフ回路３ろを
有し、該優先回路ろ２に旋回用方向制御弁２２の入力側
ポートを接続し、ブリードオフ回路ろ６に下流の各方向
制御弁２ろ。

２４．２５に対するアンロード回路２６およびｉＲラレ
ル回路２７を接続しており、優先回路６２からパイロッ
ト回路６４により導いた一次圧力と、旋回用方向制御弁
２２からパイロット回路ろ５および絞り弁３６により導
いた旋回回路の二次圧力とによって、入口側回路３１か
ら導入した油圧ポンプＰの吐出油を優先回路ろ２を経て
旋回用方向制御弁２２に優先的に流入させ、その余剰油
をブリードオフ回路６６を経て下流の方向制御弁２６゜
２４．２５に導くようにしている。また、前記二次圧力
のパイロット回路６５に設けた絞り弁６６の後に可変リ
リーフ弁６７を接続することによりて、当該流量制御弁
３０が圧力制御弁としての機能を発揮するようにし、か
つ、この可変リリーフ弁６７の設定圧力を旋回用リモコ
ン弁４０の二次圧力によって制御できるようにし、この
設定圧力によって旋回圧力を制御できるようにしている
０旋回用リモコン弁４０は、レバー４１の矢印イまたは
イ′方向の操作角に応じて油圧源（図示省略）から導入
した一次圧力に対して二次側回路４２゜４ろに導出する
二次圧力を制御するもので、該回路４２，４ろに導出し
た二次圧力を前記旋回用方向制御弁２２の両側パイロッ
トポートに導いて量弁２２を切換え、旋回モータＭ３へ
の油の流入を制御するようになし、かつ、該二次圧力の
高圧側の圧力をシャトル弁４４およびパイロット回路４
５を介して前記圧力補償付流量制御弁ろ０に対する可変
ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力制御用パイロットポー
ト６８に導くことにより、該可変リリーフ弁６７の設定
圧力を制御できるようにしている。

なお、走行以外の他の各方向制御弁１ろ、１４゜１５．
２４，２５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）からのニ沈圧力によって切換
えられるようになっている。

また、旋回回路には、カウンタバランス弁５１およびオ
ーバーロードリリーフ弁５２，５３を設けである。

上記油圧回路において、リモコン弁４０の二次圧力はレ
バー４１のイまたはイ′方向の操作角度に応じて制御さ
れ、圧力補償付流量制御弁６ｏに付設した可変ＩＪ　Ｉ
Ｊ−フ弁６７の設定圧力は該リモコン弁４０の二次圧力
によって制御されるもので、該可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６
７の最高設定圧力はオーバーロー：゛リリーフ弁５２．
５３の設定圧力よりも小さく、かつ、メインＩＪ　ＩＪ
−フ弁２１の設定圧力よりも小さくなるように制御する
。さらに具体的には、たとえばメインリリーフ弁２１の
設定圧力を２５０　Ｋｇ　／　ｃｒｌとし、オーバーロ
ードリリーフ弁５２．５３の設定圧力を２２ＣＪＫｇ／
ｄとし、リモコン弁４０の二次圧力をレバー４１のイま
たはイ方向の操作角度に応じて０〜Ａ　ＯＫｇ　／　ｃ
ｒｌの範囲で制御し、このリモコン弁４０の二次圧力に
応じて可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力を０〜２１
０　Ｋｇ／ｃｒｉの範囲で制御する。

次に、作用について説明する。

まず、旋回用リモコン弁４０のレバー４１を矢印イ方向
に操作すると、その二次側回路４２に二次圧力が導出さ
れ、その二次圧力が矢印口方向に導かれ、旋回用方向制
御弁２２が図面上位置に切換えられる。なお、圧力補償
付流量制御弁ろ０は、当初、ばねろ０により図示の上位
置に保持されている。そのため、油圧ポンプＰ３の吐出
油は、前記方向制御弁２２の切換えによってハ、二、ホ
方向に導かれ、該流量制御弁６０の優先回路６２、前記
方向制御弁２２、カウンタバランス弁５１を経て旋回モ
ータＭ３に流入し、該モータＮの吸込側の圧力が次第に
上昇して旋回が加速される。

このとき、前記リモコン弁４０の二次圧力は回路４２か
らシャトル弁４４および回路４５を経て矢印へ方向に導
かれ、可変リリーフ弁６７の設定圧力制御用パイロット
ポート３８に導かれて該可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁３７の設
定圧力が制御され、かつ、前記旋回モータＭ３の吸込側
の圧力が矢印ト方向に導かれて可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁ろ
７の設定圧力に対応する圧力まで上昇し、以下、この可
変ＩＪ　リーフ弁６７の設定圧力に対応する圧力で旋回
が加速される０ さらにこの旋回加速時において、前記レバー４１の操作
角によってリモコン弁４０の二次側回路４２に導出され
る二次圧力が制御され、この二次圧力によって旋回用方
向制御弁２２のスプール開口面積が制御され、旋回モー
タＭＪに流入する流量が制御され、かつ、該二次圧力に
よって可変リリーフ弁５７の設定圧力が制御され、この
設定圧力によって前記１旋回モータ町の吸込側の圧力が
制御される。従って、レバー４１を矢印イ方向に徐々に
倒すことにより、旋回用方向制御弁２２のスプール開口
面積を徐々に大きくして旋回モータＭ３に流入する流量
を徐々に増大でき、かつ、可変リリーフ弁３７の設定圧
力を徐々に大きくして旋回モータＭＪの吸込側の圧力を
徐々に大きくでき、ショッグが小さくスムーズに旋回加
速でき、レバー゛　　操作によって旋回加速時のトルク
コントロールと最高スピードのコントロールを行うこと
ができる。

また、上記旋回加速時には、圧力補償付流量制御弁ろ０
に対し、優先回路６２に導かれる旋回モータＭ３の吐出
圧力が一次圧力として回路ろ４により矢印チ方向に導か
れると共に、前記可変リリーフ弁６７によって制御され
る旋回モータＭ３の吸込側の圧力が二次圧力として回路
ろ５および絞り弁６６を経て矢印り方向に導かれ、双方
の圧力バランスによって該流量制御弁６０が制御され、
油圧ポンプＰ２の吐出油が該流量制御弁６０の優先回路
に優先的に流入し、かつ、前記レバー操作によって制御
される方向制御弁２２のスプール開口面積に対応した流
量の油が旋回モータＭ３に常に優先的に流入する。そし
て、その余剰油は該流量制御弁３０によってブリードオ
フされ、回路６ろを経て矢印小方向に導かれる。このと
き、下流の各方向制御弁２３．２４．２５が中立位置、
すなわち旋回加速のみの場合は前記余剰油はアンロード
通路６２を経て油タンクＴに還流される。

次に、上記旋回と同時にアーム作業を行う場合、アーム
１速用方向制御弁４４を図面上または下位置に切換える
ことにより、前記流量制御弁６０にてブリードオフした
余剰油を通路３６から矢印ヌ。

ル方向および矢印ヲまたはワ方向に導き、アームシリン
ダＣ２に流入させることができ、前記油圧ポンプＰ２の
吐出油を有効に利用してエネルギーロスをなくすことが
できる。なお、旋回とアーム引きの同時作業時には、ア
ーム２速用方向制御弁１５を図面下位置に切換えること
によって油圧ポンプＰ１の吐出油を前記油圧ポンプＰ２
の余剰油と合流させてアームシリンダＣ２の伸側油室に
流入させることができる。

さらに、上記旋回とアームの同時作業時において、アー
ム回路圧力が旋回圧力よりも低く、たとえば５０Ｋｇ／
ｍとすると、前記余剰油は５０にと、／ｃＪでアームシ
リンダＣ２に流入し、また、アーム回路圧力が旋回圧力
呈りも高く、たとえば２ろＱ　Ｋｆ、／　ｃｔ！とする
と、前記油圧ポンプＰ２の吐出圧力が２６０Ｋｇ／　ｃ
Ａに前記流量制御弁３０の圧力損失分だけ加算した圧力
まで上昇し、前記余剰油が２３０　ＫＪｄでアームシリ
ンダＣ２に流入する。しかし、旋回モータＭ３に流入す
る油は、前記の如く旋回優先型の圧力補償付流量制御弁
ろ０の存在によって、アーム回路圧力に全く影響される
ことなく、該弁６０に付設した可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６
７の設定圧力に対応する圧力となって旋回モータＭ３に
優先的に流入し、かつ、その最高圧力は前記リモコン弁
４０の二次圧力によって制御される可変リリーフ弁６７
の設定圧力の制御最高値すなわち最高２１０にｇ　／　
ｃｒｊで決定され、最大流量は前記方向制御弁２２のス
プール開口面積により決定される。

また、旋回加速とブーム上げの同時作業時に、ブーム２
速用方向制御弁２５を操作しても、上記旋回−加速とア
ームの同時作業時と同様に、前記流量制御弁６０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、該流量制御弁６０にてブリードオフした余剰油が
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
、旋回回路を独立させて前記リモコン弁４０の二次圧力
によって制御される可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧
力に対応する圧力および方向制御弁５１のスプール開口
面積に応じた流量で旋回を加速できる。

次に、上記旋回を停止するときは、レバー６１を中立位
置に戻すことにより、リモコン弁４０の二次圧力が０と
なり、可変ＩＪ　ＩＪ−フ弁６７の設定圧力が０となっ
て旋回モータＭ３の吸込側の圧力が０となると共に、旋
回用方向制御弁２２が中立位置に戻されて旋回モータＭ
３への圧油の供給が停止され、かつ、カウンタバランス
弁が中立位置に戻って戻り側の通路がブロックされ、旋
回モータＭＪはオーバーロードリリーフ弁５６によりブ
レーキ　・がかけられる。

ところで、上記実施例では、右走行用方向制御弁２６を
旋回用方向制御弁２２の下流側に配置したが、第２図に
示すよグに、走行用方向制御弁２ろを下流側に対してタ
ンデム回路として圧力補償付流量制御弁６０の上流側に
配置してもよい。

この場合にはもう一方のメインコントロールバルブも同
様に走行が下流側に対してタンデム回路で最上流に配置
した方がよい。また、本発明の油圧回路は、ろポンプ方
式の油圧回路にも適用できるものである。

以上説明したように、本発明によれば、レバー操作によ
りリモコン弁の二次圧力を制御して、旋回用方向制御弁
のスプール開口面積を制御すると共に、可変リリーフ弁
の設定圧力を制御することによって、旋回加速をスムー
ズに行わせることができ、かつ、旋回加速時に自由にト
ルクコントロールでき、旋回制御性能を向上できる。し
がも、旋回加速時に圧力補償付流量制御弁によりブリー
ドオフした余剰油を下流のアーム、ブーム等のアクチュ
エータに流入させて利用できるので、エネルギーロスを
なくシ、効率よく使用でき、がっ、旋回と他のアームま
たはブームの同時作業時に、油圧ポンプの吐出油を常に
旋回回路に優先的に流入させて、旋回回路を独立させる
ことができるので、旋回圧力がアーム圧力あるいはブー
ム圧力に影響されることなく、前記レバー操作により制
御される可変リリーフ弁の設定圧力に対応した圧力　　
゛で旋回加速を常に確実にかつ効率よく行うことができ
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図は別
の実施例を示す要部の油圧回路図である。 Ｐｌ、Ｐ２・・・油圧ポンプ、Ｖｌ、■２・・・メイン
コントロールバルブ、Ｍｌ・・・左走行モータ、Ｍ２・
・・右走行モータ、Ｍ３・・・旋回モータ、Ｃ１・・・
ブームシリンダ、Ｃ２・・・アームシリンダ、Ｃ３・・
・パケットシリンダ、１１・・・メインリリーフ弁、１
２・・・左走行モータ用方向制御弁、１６・・・ブーム
１速用方向制御弁、１４・・・パケット用方向制御弁、
１５・・・アーム２速用方向制御弁、２１・・・メイン
リリーフ弁、２２・・・旋回用方向制御弁、２６・・・
右走行用方向制御弁、２４・・・アーム１速用方向制御
弁、２５・・・ブーム２速用方向制御弁、２６・・・ア
ンロード回路、２７・・・パラレル回路、６０・・・旋
回優先型の圧力補償付流量制御弁、ろ１・・・入口側回
路、６２・・・優先回路、６５・・・ブリードオフ回路
１．３４．３５・・・パイロット回路、６６・・・絞り
弁、ろ７・・・可変リリーフ弁、３８・・・設定圧力制
御用パイロットポート、４０・・・旋回用リモコン弁、
４１・・・レバー、４２．４３・・・二次側回路、４４
・・・シャトル弁、４５・・・パイロット回路、５１・
・・カウンタバランス弁、５２．５３・・・オーバーロ
ードリリーフ弁。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　小　谷　悦　　司、、ｑ、、ｒ’　＋
。

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、優先回路とブ
   リードオフ回路を備えた圧力補償付流量制御弁を設け、
   この弁の入口側回路に油圧ポンプの吐出油を導入するよ
   うになし、かつ、前記優先回路に旋回用方向制御弁を介
   して旋回モータを接続し、ブリードオフ回路に旋回以外
   の各アクチュエータ用方向制御弁に対するアンロード回
   路およびパラレル回路を接続し、該圧力補償付流量制御
   弁の圧力設定用リリーフ弁に可変ＩＪ　ＩＪ・−フ弁を
   用い、一方、レバー操作によって両側の二次側回路に導
   出する二次圧力が制御される旋回用リモコン弁を設け、
   該リモコン弁の二次圧力により旋回用方向制御弁を切換
   えて旋回モータへの油の流入を制御するようになし、か
   つ、該二次圧力の高圧側の圧力を前記可変ＩＪ　ＩＪ−
   フ弁の設定圧力制御用パイロットポートに導いて該可変
   リリーフ弁の設定圧力を制御するように構成したことを
   特徴とする油圧ショベルの油圧回路。