JPS60250132A - 建設車両の油圧制御回路 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、作業機系と走行系とを有する建設車両の油
圧制御回路に関する。

（従来の制御回路） 第３図はパワーショベルについての従来の制御回路で、
ポンプＰ１に接続した一方の回路系統には、走行モータ
に接続した切換弁１、ブームシリンダ２に接続した切換
弁２、パケットシリンダに接続、した切換弁３及びアー
ム合流用の切換弁４を、センタバイパス通路５を介して
接続するとともに、」二記切換弁１〜３はパラレル通路
６を介しても連通させている。

また、ポンプＰ２に接続した他方の回路系統には、走行
モータに接続した切換弁７．ブーム合流用の切換弁８、
旋回モータに接続した切換弁９及びアームシリンダに接
続した切換弁１０を、センタ／ヘイパス通路１１及びパ
ラレル通路１２を介して接続している。

そして、上記各アクチェータの最高圧を、リリーフ弁１
３．１４で一律に制御するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の制御回路では、上記両ポンプＰ
、、Ｐ２の容積効率が相違したり、あるいは走行モータ
以外のアクチェータの負荷が相違したりすると、それぞ
れの走行モータの速度が一定にならず、そのために当該
車両の直進性が損なわれる欠点があった。

また、この制御回路の各アクチェータの最高圧は、上記
リリーフ弁１３．１４の設定圧で一律に制御される。し
たがって、当該車両の走行駆動力をアンプさせようとす
れば、それに対応して、他のアクチェータも高圧仕様に
しなけ、ればならない。

つまり、実際には、それほど高圧で使用しないアクチェ
ータまで、高圧設定にしなければならない問題があった
。

そこで、この発明は、当該車両の直進性を保証するとと
もに、作業機系のアクチェータを作動しているときは、
当該回路圧を走行時よりも低圧に設定し、作業機系のア
クチェータを作動させずに走行しているときは、回路圧
を高圧に設定して走行駆動力をアンプさせるようにした
ものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明では、一対の回
路系統のそれぞれに、可変容量ポンプと、走行モータと
その他の作業機系のアクチェータとを接続するとともに
、少なくとも一方の回路系統の走行モータを制御する切
換弁を、他の切換弁に対して最上流に位置させ、かつ少
なくとも他の切換弁の１つとパラレル通路を介して接続
してなる建設車両の油圧制御回路において、前記他方の
回路系統の走行モータを制御する切換弁の供給通路にチ
ェック弁を設け、前記一方の回路系統のパラレル通路に
は、通常、このパラレル通路の連通状態を維持し、いず
れか一方の走行モータの駆動信号で切換わって、パラレ
ル通路を遮断するとともに、前記一方の回路系統のポン
プ通路を、前記チェック弁の下流側に連通させる制御弁
を設け、さらに両回路系統のそれぞれには、前記可変容
量ポンプの吐出量を制御する制御機構を設けるとともに
、いずれか一方の回路系統に接続した制御機構には、当
該可変容量ポンプの吐出圧が設定圧以上になったとき、
カットオフ制御機能を発揮し、しかも走行モータの駆動
信号によって、カットオフ制御機能を停止するカントオ
フ弁を接続し、かつ、この一方の回路系統には、カット
オフ弁の設定圧よりもやや高めにした設定圧を保持する
リリーフ弁を設け、他方の回路系統には上記カットオフ
弁とほぼ同様の相対的に低い圧力に設定したリリーフ弁
を接続する構成を採用している。

（本発明の実施例） 第１図に示した第１実施例は、可変容量ポンプＰ、を接
続した一方の回路系統に、走行モータ１５、パケットシ
リング１６及びプームシリンダ１７を接続している控く
、これら各アクチェータに切換弁１８〜２０を接続して
いる。また、可変容量ポンプＰ２を接続した他方の回路
系統には、走行モータ２１、旋回モータ２２及びアーム
シリンダ２３を接続するとともに、これら各アクチェー
タに切換弁２４〜２６を接続している。

そして、上記ポンプＰ１のポンプ通路２７にはパラレル
通路２８を接続するとともに、このパラレル通路２日に
上記各切換弁１８〜２０をパラレルに接続している。さ
らに、この実施例では、パラレル通路２８であって、上
記各切換弁１８〜２０の最下流に、アーム合流用の切換
弁２８を接続している。

また、上記ポンプＰ２のポンプ通路３０にもパラレル通
路３１を接続するとともに、このパラレル通路３１に上
記各切換弁２４〜２６をパラレルに接続しているが、こ
のパラレル通路３１にブーム合流用の切換弁３２を接続
している。

上記のようにした各切換弁は、それぞれの回路系統に設
けたパイロ・ント操作機構３３〜３５．３６〜３８の操
作量に比例して切換わるが、これらパイロット操作機構
を操作して発生したパイロット圧は、シャトル弁３８〜
４３及び７０．４４〜４日及び７１によって最高圧が選
択され、その最高圧がポンプＰ１、Ｐ２の制御機構Ｃ１
及びＣ２に供給される。また、一方の回路系統において
は、上記シャトル弁３９を制御機構Ｃ，に直接接続して
いるので、走行モータ１５を駆動させると、そのときの
パイロット圧が必ずこの制御機構０１に導かれるように
している。

そして、上記一方の制御機構Ｃ１の具体的な構成は、第
２図に示すとおりである。

すなわち、一方の回路系統のポンプ通路２７には分岐通
路４９を接続するとともに、可変容量ポンプＰ、の傾転
角を制御する制御シリンダ５０のロッド側室５０ａを、
上記ポンプ通路２７（分岐通路４９であってもよい）に
連通させている。

まト、上記分岐通路４８の上流側から馬力制御弁５１、
制御弁５２及びカットオフ弁５３を設けている。

上記馬力制御弁５１は、スプール部分５１ａの一端にス
プリング５４を作用させるとともに、このスプリング５
４とは反対側のパイロット室５１ｂを分岐通路４９に接
続している。そして、この制御弁５１の第１ボー）５１
ｃを分岐通路４９に接続し、第２ボート５１ｄを制御弁
５２の第１ボー）５２ａに接続するとともに、第３ボー
ト５１ｅは、バイパス通路５５を介して、カットオフ弁
５３の第１ポー）５３ａに接続し、さらに、第４ボー）
５１ｆはタンクＴに接続している。

このようにした制御弁５１は、可変容量ポンプＰ１の吐
出圧がスプリング５４のばね力に打ち勝つまでは、当該
スプリング５４の作用で、図面右側位置を保持する。こ
の左側位置においては、第１．２ボート５１ｃ、５１ｄ
が連通し、分岐通路４８がらのＪＴミ油を制御弁５２の
第１ポート５２ａに供給する。また、この馬力制御弁５
１が中間位置を保持しているときは、第１〜４ポート５
１Ｃ〜５１ｆのすべての連通を遮断し、右側位置を保持
しているときは、第３ボート５１ｅと第４ポート５１ｆ
とを連通させ、バ、イパス通路５５をタンクＴに連通さ
せる。

このようにした馬力制御弁５１のスリーブ部分５’１ｇ
は、連動機構６０を介して、制御シリンダ５０ノピスト
ンロンド５０ｃに連結している。

上記制御弁５２は、その第１ボー）５２ａを上記制御弁
５１の第２ポー）５１ｄに接続すること上記の通りであ
るが、その第２ボート５２ｂをカットオフ弁５３の第１
ポー）５３ａに接続している。また、この制御弁５２の
第３ボート５２ｃは、タンクＴに連通させている。

さ、らに、この制御弁５２のスプール部分５２ｄの一端
には、スプリング５６を作用させるとともに、このスプ
リング５６とは反対側に設けたパイロット室５２ｅを、
前記シャトル弁７０に接続している。また、この制御弁
５２においても、そのスリーブ部分５２ｆを上記連動機
構６０に連結している。

そして、この制御弁５２は、そのパイロット室５２ｅに
パイロット圧が作用しないとき、換言すれば、いずれの
パイロ・ント操作機構も操作していないとき、スプリン
グ５６の作用で、図面右側位置を保持し、第１．２ポー
ト５２ａ、５２ｂを連通させる。そして、スプール部分
５２ｄが、スプリング５Ｂに抗して移動し、図示の中間
位置を保持すると、第１〜３ポート５２ａ〜５２ｃの連
通を遮断するとともに、図面右側位置を保持したときは
、第２，３ポー）５２ｂ、５２ｃを連通させ、カットオ
フ弁５３の第１ポー）５３ａをタンクＴに連通させる。

上記カットオフ弁５３は、その第２ボート５３ｂを制御
シリンダ５０のボトム側室５０．ｂに連通ずるとともに
、当該カットオフ弁５３の一端にスプリング５７を作用
させている。そして、このスプリング５７とは反対側に
パイロット室５３ｄを設けるとともに、このパイロット
室５３ｄを、カットオフ機能を解除するための解除弁５
８に接続している。

この解除弁５８は、その一端に設けたパイロット室５８
へを前記シャトル弁３９に接続し、このパイロット室５
８ａにパイロット圧が作用していないとき、スプリング
５８の作用で、図示の下側位置を保持し、上記カットオ
フ弁５３のパイロット室５３ｄを分岐通路４８に連通さ
せる。

したがって、この状態では、分岐通路４９の圧力、つま
り可変容量ポンプＰ１の吐出圧が、スプリング５７で定
めた設定圧以上になると、当該カットオフ弁５３が図面
右側位置に切換わる。この右側位置においては、第２ポ
ート５３ｂが第３ポート５３ｃと連通するので、制御シ
リンダ５０のボトム側室５０ｂをタンクＴに連通させる
。また、解除弁５８のパイロット室５８ａに走行信号で
あるパイロット圧が作用すると、解除弁５８が図面上側
位置に切換わり、カットオフ弁５３のパイロット室５３
ｄをタンクＴに開放する。このようにパイロット室５３
ｄがタンクＴに開放されれば、カットオフ弁５３は、可
変容量ポンプＰ１の吐出圧に関係なく、スプリング５７
の作用で、゛図示の左側位置を保持し続け、そのカット
オフ制御機能を停止する。

いま、いずれのパイロット操作機構も操作していないと
きは、制御弁５２がスプリング５６の作用で、左方向に
押されて図面右側位置を保持するので、制御シリンダ５
０のボトム側室５０ｂがタンクＴに開放される。そのた
めに制御シリンダ５０は、ロッド側室５０ａ内の圧力作
用で、ピストンロッド５０ｃを図面右方向に移動させ、
当該可変容量ポンプＰ１の吐出量を減少させて、その吐
出量を最少にする。このように可変容量ポンプＰ１が最
少吐出量を維持しているときには、前記馬力制御弁５１
が、スプリング５４の作用で、図面左側位置を保持する
。

そして、上記の状態から、いずれかのパイロット操作機
構を操作したとすると、そのときのパイロット圧が、制
御弁５２のパイロット室５２ｅに作用し、スプール部分
５２ｄを図面左側位置に切換える。

したがって、可変容量ポンプＰ１の吐出圧は、馬力制御
弁５１の第１．２ボート５１ｃ、５１ｄ、制御弁５２ノ
第１．２ボート５２ａ、５２ｂ及びカットオフ弁５３の
第１．２ボート５３ａ、５３ｂを経由して、制御シリン
ダ５０のボトム側室５０ｂに流入する。

上記のようにボトム側室５０ｂに可変容量ポンプＰ、の
吐出油が流入すると、制御シリンダ５０の両室５０ａ、
５０ｂの受圧面積差によって、ピストンロッド５０ｃが
図面左方向に移動し、当該可変容量ポンプＰ１の吐出量
を増大させる。

このようにピストンロッド５０ｃが図面左方向に移動す
ると、それに連結した連動機構６０が支点６１を中心に
して図面時計方向に回動するので、この連動機構８０に
連結した制御弁５−２のスリーブ部分５２ｆが移動し、
パイロット室５２ｅの上記パイロット圧による右向力と
、スプリング５６による左向力とが釣合ったところでス
リーブ部分５２ｆがスプール部分５２ｄに追い付いて停
止し、図示の中間位置を保持する。つまり、可変容量ポ
ンプＰ１の吐出量は、そのときのパイロット圧に応じて
制御される。

そして、この可変容量ポンプＰ１の吐出圧は、馬力制御
弁５１のパイロット室５１ｂに作用するが、このパイロ
ット室５１ｂの作用力がスプリング５４のばね力に打ち
勝つと、スプール部分５１ａが左方向に移動し、当該馬
力制御弁５１が図面右側位置に切換わ゛す、バイパス通
路５５をタンクＴに連通させる。

したがって、制御シリンダ５０のボトム側室５０ｂがタ
ンクＴに開放されるので、ロッド側室５０ａの圧力作用
で、ピストンロッド５０ｃが右方向に移動し、可変容量
ポンプＰ、の吐出量を減少させる。

そして、上記のように制御シリンダ５０が移動すると、
連動機構８０を介して前記スリーブ部分５１ｇが移動す
るとともに、パイロット室５１ｅの圧力（可変容量ポン
プ２里の吐出圧）に゛よる左向力と、スプリング５４に
よる右向力とが釣合ったところで、スリーブ部分５１ｇ
がスプール部分５１ａに追い付いて停止するので、可変
容量ポンプＰ１の吐出量はそのときの吐出圧に応じて制
御される。つまり、吐出量と吐出圧との積が常に一定に
なるように制御される。

さらに、上記の状態において、走行モータ１５を駆動さ
せずに当該車両を停止しているとき、換言すれば、解除
弁５８のパイロット室５８ａにパイロット圧が作用して
いないときには、可変容量ポンプＰ１の吐出圧がカット
オフ弁５３のパイロット室５３ｄに作用する。そして、
この吐出圧がカットオフ弁５３のスプリング５７で定め
た設定圧を超えると、カットオフ弁５３が図面右側位置
に切換わり、制御シリンダ５０のボトム側室５０ｂをタ
ンクＴに開放し、当該制御シリンダ５０のピストンロッ
ド５０ｃを図面右方向に移動し、可変容量ポンプＰ、の
吐出量を最少にす仝。すなわち、ポンプ吐出圧が上記の
設定圧以上になると、カットオフ弁５３がカットオフ制
御機能を発揮する。

また、走行モータ！５を駆動して当該車両の走行中には
、その走行用のパイロット圧が解除弁５８のパイロット
室５８ａに作用するので、カットオフ弁５３のパイロッ
ト室５３ｄがタンクＴに開放される。

したがって、力・ントオフ弁５３は、分岐通路４８内の
圧力（可変容量ポンプＰ１の吐出圧）に関係なく、スプ
リング５７の作用で図面左側位置を保持し続け、カット
オフ制御機能を・停止する。

なお、カットオフ弁５３の制御機能を停止する手段とし
ては、上記した構成に限らず、例えば、カットオフ弁５
３のスプリング５７側に走行用のパイロット圧を導いて
もよい。ただし、パイロット操作機構からのパイロット
圧は、さほど高くないのが通常なので、この場合には、
上記スプリング５７例の受圧面積を十分に大きくする必
要がある。

また、他方の回路系統の制御機構０２は、上記一方の回
路系統の制御機構Ｃ１におけるカットオフ弁５３及び解
除弁５８を省略した構成にしたもので、その他の構成は
一方の制御機構Ｃ１と同様である。

さらに、上記制御機構ｃ、、Ｃ２は位置フィードバック
方式を採用しているが、圧力フィードバック方式を採用
してもよいこと当然である。

上記のようにした一方の回路系統のポンプ通路２７には
、リリーフ弁６１を接続しているが１．このリクーブ弁
８１の設定圧は、上記カットオフ弁５３のｉμ定圧より
も高くしている。つまり　上記カットオフ弁５３の設定
圧は、相対的に低圧設定にしたパケットシリンダ１６や
ブームシリンダ１７等の作業機用のアクチェータを基準
にその設定圧を定め、す・リーフ弁６１は、高圧設定に
した走行モータ１５を基準にしてその設定圧を定めてい
る。

したがって、走行モータ１５を駆動すると、そのときの
パイロット圧が上記解除弁５Ｂに作用し、カットオフ弁
５３の制御機能を停止するので、このときは、高圧設定
のリリーフ弁８１によって当該回路圧が制御される。走
行モータ１５を駆動させていないときは、解除弁５８が
図示の位置を保持し、カドオフ弁５３が機能するので、
当該回路圧が、カットオフ弁５３によって、相対的に低
い圧力に制御される。

さらに、上記パラレル通路２８には、切換弁６２を接続
しているが、この切換弁８２のパイロット室θ２ａをシ
ャトル弁３８に接続している。

したがって、走行モータ１５を駆動させていないとき、
当該切換弁６２が図示のノーマル位置Ｘを保持するが、
この走行モータ１５を駆動させると、そのときのパイロ
ット圧で、切換弁８２が切換位ＮＹに切換わる。

切換弁８２が上記切換位置Ｙに切換わると、パラレル゛
通路２８が閉じるので、ポンプ通路２７と、切換弁１８
を除いた他の切換弁！９．２０．２９との連通が遮断さ
れる一方、当該ポンプ通路２７が、他方の回路系統の供
給通路８３に設けたチェック弁θ４の下流側に連通する
。この供給通路８３は、優先弁８５を介して他方の可変
容量ポンプＰ２の上記ポンプ通路３０に連通している。

上記優先弁６５は、シャトル弁４７とブーム合流用の切
換弁３２のパイロットライン６Ｂとに接続したシャトル
弁θ７に接続しているので、切換弁２５．２６．３２の
いずれかを操作したときに、当該優先弁８５がノーマル
位置Ｆから切換位置Ｇに切換わる。

なお、図中符号θ８．６８はアンロード弁で、通常は、
図示のアンロード位置を保持しているが、シャトル弁７
０．７１から制御機構ｃ、、Ｃ２に導かれるパイロット
圧の作用を受４すて閉位置に切換わるようにしている。

また、符号７２は他方の回路系統の回路圧を制御するリ
リーフ弁で、上記ポンプ通路２８に接続するとともに、
前記カットオフ弁５３と同様に、リリーフ弁６１よりも
低圧に維持している。

しかして、走行モータ１５を駆動すると、前記したよう
にカットオフ弁５３のカットオフ制御機能が停止し、当
該回路圧が高圧にセットされたリリーフ弁６１で制御さ
れるとともに、切換弁６２が切換位置Ｙに切換わる。

このように切換弁６２が切換われば、可変容量ポンプＰ
１が、走行モータ１５に連通するとともに、切換弁６２
を経由して、供給通路８３のチェック弁６４の下流側に
も連通ずる。

このとき他方の走行モータ２１を駆動させるために、パ
イロット操作機構３６を同時に操作すると、他方のポン
プＰ２も、上記パイロット操作機構３６の操作量に応じ
た流量を吐出する。

このように両ポンプを同時に駆動して直進走行する場合
に、それら両ポンプの吐出油が、供給通路６３で合流す
るので、結局、再走行モータ１５．２１に供給される流
量が等しくなり、当該車両の直進性が保証される。

そして、当該車両の平常走行時には、さほどの走行駆動
力を必要としないが、坂道走行や、障害物を乗越えると
きなどに、その走行駆動力をアップさせなければならな
い。

このようなとき、例えば、走行モータ１５．２１の負荷
圧が、リリーフ弁７２の設定圧以上になると、この負荷
圧がチェック弁６４に背圧として作用する。この状態で
、他方の可変容量ポンプＰ２の最高圧はリリーフ弁７２
で制御され、一方の可変容量ポンプＰ１の最高圧が高圧
設定のリリーフ弁６１で制御されるので、一方のポンプ
Ｐ１側の圧力によって、チェック弁６４が閉じる゛。

チェック弁６４が上記のように閉じると、供給通路６３
とポンプＰ２との連通が遮断されるので、走行モータ１
５．２１とポンプＰ１とを連通ずる回路が独立する。こ
の独立回路は、通常の設定圧よりも高めの設定圧を維持
するリリーフ弁θｌによって制御されるので、当該車両
の走行駆動力をアップさせることができる。

ただし　この回路圧の上Ａは、上記独立の回路だけであ
り、特に、ポンプＰ２に接続した他方の回路系統の他の
アクチェータは、リリーフ弁７２によって制御されるの
で、その回路圧は、通常の設定圧に維持される。つまり
、上記他のアクチェータには、通常の設定圧以上の高圧
が作用しないので、この他のアクチェータ及びそれに接
続した回路系統の耐圧強度を高めなくても、十分に耐え
ることかでき、それだけ耐久性が向上する。

また、この実施例では、走行モータを駆動している状態
で、切換弁２５．２６．３２のいずれかあるいはそれら
を同時に切換えたときは、そのときの最高パイロット圧
が優先弁６５に作用し、当該優先弁６５をノーマル位置
Ｆから切換位置Ｇに切換え、ポンプ通路２７と供給通路
６３との連通を遮断する。

したがって、例えば、走行モータの負荷が、その他のア
クチェータの負荷よりも低い場合でも、切換弁２５．２
６あるいは３２に接続したアクチェータに」−分な流量
を供給し、その作動速度を遅くするようなことがなくな
る。

なお、前記切換弁６２のパイロット室８２ａは、シャト
ル弁３８に接続し、一方の回路系統の走行モー゛りＩ５
を駆動したときに切換わるようにしたが、上記パイロッ
ト室６２ａを、シャトル弁４４側に接続してもよい。つ
まり、他方の走行モータ２１を駆動したとき、この切換
弁６２が切換ゎるようにしてもよい。

ただし、上記の場合には、チェック弁６４とは別のチェ
ック弁を、一方の回路系統のポンプ通路２７等に設け、
一方のポンプＰ、の吐出量がゼロのとき、他方のポンプ
Ｐ２の吐出油がアンロード弁６８からアンロードされる
ことを防止しなければならない。

（本発明の効果） この発明は、上記のように構成したので、車両・の走行
中は、その直進性が保証されるとともに、その走行駆動
力をアップさせることができる。

また、車両の停止中には、当該回路の最高圧を低めに設
定し、作業機系のアクチェータの耐圧強度に合った使用
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は回路図、第２図（ま−ブ１の回路系統の制
御機構の部分回路図、第３図ｔ±従来の回路図である。 Ｐ、、Ｐ２・・・可変容量ポンプ、１５．２１・・・走
イ１モータ、１８〜２０．２４〜２６．２９．３２・・
・切換弁、２７．３０・・・ポンプ通路、２８．３１・
・・）くラレＪし通路、Ｃ１、Ｃ２・・・制御機構、５
３・・・力・ントオフ弁、６１．７２・・・１ノリーフ
弁、６２・・・切換弁、６４・・・チェ・ンク弁。 代理人弁理±　１１！Ｉｌ　宣之

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の回路系統のそれぞれに、可変容量ポンプと、走行
   モータとその他の作業機系のアクチェータとを接続する
   とともに、少な〜くとも一方の回路系統の走行モータを
   制御する切換弁を、他の切換弁に対して最上流に位置さ
   せ、かつ少なくとも他の切換弁の１つとパラレル通路を
   介して接続してなる建設車両の油圧制御回路において、
   前記他方の回路系統の走行モータを制御する切換弁の供
   給通路にチェック弁を設け、前記一方の回路系統のパラ
   レル通路には１通常、このパラレル通路の連通状態を維
   持し、いずれか一方の走行モータの駆動信号で切換わっ
   で、パラレル通路を遮断するとともに、前記一方の回路
   系統のポンプ通路を、前記チェック弁の下流側に連通さ
   せる制御弁を設け、さ”らに両回路系統のそれぞれには
   、前記可変容量ポンプの吐出量を制御する制御機構を設
   けるとともに、いずれか一方の回路系統に接続した制御
   機構には、当該可変容量ポンプの吐出圧が設定圧以上に
   なったとき、カットオフ制御機能を発揮し、′しかも走
   行モータの駆動信号によって、カットオフ制御機能を停
   止するカントオフ弁を接続し、かつ、この一方の回路系
   統には、カットオフ弁の設定圧よりもやや高めにした設
   定圧を保持するリリーフ弁を設け、他方の回路系統には
   上記カットオフ弁の設定圧とほぼ同様の相対的に低い圧
   力に設定したリリーフ弁を接続してなる建設車両の油圧
   制御回路。