JPS5948882B2 - 建設車両の制御弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧駆動による建設車両の制御弁装置に係り
、特に２つのポンプにてそれぞれ駆動される複数のモー
タ中の１ないし２以上を前記２つのポンプにて同時に駆
動するための制御弁装置に関する。

従来、この種の装置としては、２つのポンプにそれぞれ
連結した多連制御弁中の対をなす単位弁を機械的に連結
して１つのハンドルで操作し、２つのポンプの吐出量を
同時に１つの作業用モータに供給するようにしたものや
、前記２つの単位弁を共通のパイロット圧力によって操
作するようにしたものがある。

しかしながら、前者は１つのハンドルで２つの弁を操作
するため、大きな操作力を要し、操作性に劣る欠点があ
り、後者は切換え時に流体圧力による自励振動を起す危
険があり、これを防止するためには高度の技術を要する
欠点がある。

さらに、一側の多連制御弁のセンターバイパス出口に設
けられ通常はタンクへ開口するアンローダ弁を他側多連
制御弁の単位弁に連動するパイロット切換の操作により
閉じ前記センターバイパスを通過した作動油を他側多連
制御弁のポンプ接続口に供給する方法もあるが、他側多
連制御弁のセンターバイパスに２つのポンプの吐出量を
同時に通過させ、かつ、１つの単位弁で制御するため操
作力が大きく弁体も大型化しそのために逆に合流しない
１つのポンプ吐出量を制御する場合良好なメータリング
特性を得難いなどの欠点があった。

本発明は、前述したような欠点を解決し、１つの単位弁
の操作力とほぼ等しい操作力にて２つの単位弁を操作し
得ると共に、切換え時の自励振動をもほとんど問題とな
らないようにし、２つ、ポンプの吐出量を円滑かつ効果
的に利用し得るようにした建設車両の制御弁装置を提供
するにある。

以下本発明をパワーショベルに適用した一実施例を示す
第１図ないし第５図について説明する。

第１図においてＰｌ、Ｐ２は第１、第２のポンプ、４．
５は前記ポンプＰ１、Ｐ２にそれぞれ連結された多連制
御弁である。

多連制御弁４には、右走行用モータＭＲを制御するため
の単位弁１１．旋回用モータＭ５の単位弁１２、掘削作
業用モータであるブームシリンダ１の単位弁１３がパラ
レルに接続され、最下流側に同じく掘削作業用モータで
あるアームシリンダ２への合流単位弁１４がタンデムに
接続されている。

他方の多連制御弁５には、左走行用モータＭＬの単位弁
２１．前記アームシリンダ２の単位弁２２、前記ブーム
シリンダ１の上昇用の合流用単位弁２３がパラレルに接
続され、最下流側に同じく掘削作業用モータであるパケ
ットシリンダ３の単位弁２４がタンデムに接続されてい
る。

１５は前記パケットシリンダ３の掘削用（図において上
昇用）の合流用単位弁で、前記多連制御弁４のセンター
バイパス回路４ａの下流と、第１のポンプＰ１に通ずる
回路６とにそれぞれ接続され、非作動時には前記センタ
ーバイパス回路４ａをタンク７へ連通させて回路６をし
ゃ断し、作動時には回路６を連通させて前記ポンプＰ１
を前記単位弁２４の供給側に接続してセンターバイパス
回路４ａをしゃ断するようになっている。

前記単位弁のうち１１，１２．２１は手動操作による一
般的な単位弁であるが、単位弁１３．２２．２４は手動
操作に連動して操作されるパイロット切換弁１３１，２
２１．２４１がそれぞれ設けられている。

また前記合流用単位弁１４．１５．２３は、手動によら
ず油圧モータ１４１，１４２．１５１．２３１にて操作
されるようになっている。

これらの各油圧モータ１４１，１４２．１５１．２３１
は、パイロット回路３１，３２．３３．３４にてそれぞ
れ対応する単位弁２２．２４．１３の前記パイロット切
換弁２３１，２４１．１３１に接続され、該パイロット
切換弁の操作によりタンク７と制御ポンプＰ３へ選択的
に接続されるようになっている。

第２図、第３図は、前記アームシリンダ２の単位弁２２
およびパイロット切換弁２２１の具体例を示すもので、
第２図は両弁２２．２２１を１つのハウジング２２ａと
スプール２２ｂ内に設け、隣接するタンクコア２２Ｃを
共通としたものであり （詳細は第４図参照）、第３図
は単位弁２２から独立してパイロット切換弁２２１を設
け、両弁のスプール２２ｂ、２２１ｂを一体的に接続し
たものである。

第５図は、前記合流単位弁１４の油圧モータ１４１．１
４２の一具体例を示すもので、弁構造自身は前述した単
位弁２２と同様であるから省略する。

これらの油圧モータ１４１、］４２は、スプール１４ｂ
の端部を覆うようにしたシリンダ１４３．１４４からな
り、これらに前記パイロット回路３１．３２が接続され
、油圧モータ１４１に信号圧力が作用した場合はバネ１
４Ｃに抗してスプール１４ｂを右行させ、油圧モータ１
４２に信号圧力が作用した場合には前記バネ１４Ｃに抗
してスプール１４ｂを左行させ、両モータ１４１．１４
２のいずれにも信号圧力が作用しない場合にはスプール
１４ｂを中立位置に保持するようになっている。

次いで本装置の作用について説明する。

単位弁１１．１２．２１は、他の単位弁とは何らの関係
をも有していないので、右および左走行用モータＭＲ，
Ｍｔ、と旋回用モータＭ５は、それぞれ対応している第
１、第２のポンプＰ□、Ｐ２のいずれかによって作動さ
れる。

これに対し、例えば単位弁２２を操作すると、該単位弁
２２により第２のポンプＰ２の吐出量がアームシリンダ
２へ供給されると共に、前記単位弁２２の操作に連動し
てパイロット切換弁２２１が作動し、合流用単位弁１４
の油圧モータ１４１または１４２に制御ポンプＰ３を接
続し、該制御ポンプＰ３によって与えられる信号圧力に
より前記合流単位弁１４を切換えて第１のポンプＰ□の
吐出量が多連制御弁５の外部で前記第２のポンプＰ２の
吐出量に合流して前記アームシリンダ２へ供給する。

そこで、アームシリンダ２は、第１、第２のポンプＰ１
．Ｐ２の吐出量によって高速で作動する。

このとき、アームシリンダ２の移動開始時の作動を円滑
にるため、前記単位弁２２による圧油の供給をまず最初
に行ない、これに若干遅くれて合流用単位弁１４を操作
することが好ましい。

しかして本装置によれば、前記両弁２２と２２１の位置
を適宜に設定するのみで、まず手動による単位弁２２に
よりアームシリンダ２を作動させ、ついで信号圧力によ
る合流用単位弁１４の操作によってアームシリンダ２を
増速するようにすることが容易にできる。

そこで、アームシリンダ２を非常に円滑に作動させ、か
つ合流用単位弁１４の作動に伴なう速度の変化率を小さ
く押えることができるため、信号圧力によって作動され
る弁において問題となる切換え時の自動振動を容易に抑
制することが可能となり、また一方の単位弁２２におい
ては自励振動の問題はないので、総じて円滑な作動と良
好なメータリングを得ることができるものである。

また単位弁２２の操作には、パイロット切換弁２２１を
連動させることが必要であるが、このパイロット切換弁
２２１の操作力は単位弁２２自身の操作力に比較すれば
非常にわずがであるから、一つの単位弁の操作力とほと
んど等しい力で合流作用を行わせることができる。

またパワーショベルにおけるブームシリンダ１は大きな
重量を支えるため一般にロッド径のシリンダ径に対する
比率が大きいことからシリンダの上室側の行程容積が下
室側に較べ小さいため合流の必要性はシリンダの上昇方
向のみである場合が多い。

第１図実施例において単位弁１３をブームシリンダ１が
上昇する側に作用させると第１のポンプＰ１の吐出量が
ブームシリンダ１の下室側へ供給され、更に単位弁１３
の操作量が増えるにつれて単位弁１３より遅れて切換る
パイロット切換弁１３１により油圧モータ２３１に制御
ポンプＰ３を接続し合流用単位弁２３を切換えて前記ブ
ームシリンダ１の下室側へ接続された管路を経て第２の
ポンプＰ２の吐出量が供給されブームシリンダは第１、
第２のポンプＰ□、Ｐ２の吐出量によって高速で上昇す
る。

このとき、ブームシリンダ１の上室側からの戻りは油は
単位弁１３のみを通過するが前記上室側と王室側の行程
容積の関係で合流した吐出量に較べて充分に少ないため
、単位弁１３のみで円滑な制御を行なうことができる。

単位弁１３を逆方向に操作すると第１のポンプＰ１の吐
出量がシリンダ１のロッドエンド側へ供給されヘッドエ
ンド側の排出油は単位弁１３を径てタンク７へ戻りパイ
ロット切換弁は中立時と同一機能を維持しており合流は
しない。

また単位弁２４をパケットシリンダ３が上昇する側に操
作すると、該単位弁２４によりこれに対応している第２
のポンプＰ２の吐出量がパケットシリンダ３へ供給され
ると共に、この単位弁２４の操作に連動してパイロット
切換弁２４１が作動し、合流用開閉弁１５の油圧モータ
１５１に制御ポンプＰ３を接続し、合流用開閉弁１５を
切換え、センターバイパス回路をしゃ断して分岐回路６
を連通させ第１のポンプＰ１の吐出量を前記単位弁２４
の供給側において合流させる。

そこで、パケットシリンダ３へは第１、第２のポンプＰ
１、Ｐ２の吐出量が共に供給される。

第１図の実施例のパケットシリンダはパケットシリンダ
が上昇する方向でのみ合流する構成としているが、パイ
ロットシリンダ切換弁２４１が出、入位置共にパイロッ
トポンプＰ３と油圧モータ１５１が連通するよ、うに構
成を変えるだけでパケットシリンダの上昇、下降時共に
合流させることができる。

以上述べたように本発明によれば合流した２つのポンプ
の吐出油をセンターバイパスへ流すことによる制御弁の
大型化の必要がなく合流しない場合の単位弁を操作する
のと殆んど同一の操作力で合流制御を行なうことが出来
ると共に切換時の自励振動も低減可能となり、極めて円
滑な作動と良好なメータリングを行い得る等の非常に優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は単位
弁とパイロット切換弁の一例を示す断面図、第３図は同
じく単位弁とパイロット切換弁の他の例を示す断面図、
第４図は第２図の７部の詳細図、第５図は合流用単位弁
の要部のみを断面して示す図である。 Ｐｌ、Ｐ２・・・・・・ポンプ、Ｐ３・・・・・・制御
ポンプ、ＭＲｌＭＬ・・・・・・走行用モータ、Ｍ５・
・・・・・旋回用モータ、１、 ２． ３・・・・・・
掘削作業用モータ、４，５・・・・・・多連制御弁、１
１〜１３． ２１． ２２． ２４・・・・・・単位弁
、１４． １５．、 ２３・・・・・・合流用単位弁、
１３１．２２１，２４１・・・・・・パイロット切換弁
、１４１．１４２，１５１，２３１・・・・・・油圧モ
ータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２つのポンプＰ１、Ｐ２にそれぞれ多連制御弁４．５
   を連結し、掘削作業モーグ１．２を前記多連制御弁内の
   単位弁１多、２２で制御するようにした建設車両におい
   て、前記単位弁１３．２２にパイロット切換弁１３１．
   ２２１を連動すべく組合せ、該パイロット切換弁１３１
   ，２２１の作動により制御ポンプＰ３からの信号圧力を
   前記の単位弁１３または２２が含まれない方の多連制御
   弁５または４中の合流用単位弁２３．１４を操作して前
   記合流単位弁２３．１４からの流量と単位弁１３．２２
   からの流量を多連制御弁４．５の外部で合流することに
   より前記２つのポンプＰ１．Ｐ２の吐出量を１つの掘削
   作業用モータ１または２に同時に供給可能にしたことを
   特徴とする建設車両の制御弁装置。