JPS62170621A - アクチユエ−タ相対速度の可変装置 - 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 この発明は油圧ショベルのブーム−上昇、旋回などのア
クチュエータを同時に作動せしめたときに、両者の関係
速度を良好に選択、調整する装置に関する。

従来の技術 従来から、油圧ショベルの同−油圧切換弁群内の油圧切
換弁は、並列回路構成となっており、この切換弁により
それぞれのアクチュエータへ、所望の量の圧油を分配す
るには油圧切換弁のスプール移動量を人為的に加減しな
がら運転していた。

以下、従来の実施例を第７図に示す油圧ショベルの油圧
回路図により、ブーム上昇第２速（実施例において詳述
する）と旋回とを同時に作動せしめた場合について説明
する。

第７図のブーム操作レバ３８を探作して、パイロットバ
ルブ１５を最大に傾倒させると、パイロット圧油は、パ
イロット油路３０．３１を経て油圧切換弁９のパイロッ
ト油室に達し、該油圧切換弁９のスプールをＤ位置に移
動させると同時に、パイロット油路３０の延長油路は油
圧切換弁６のパイロット油室にも通じているので、該油
圧切換弁６のスプールをもＤ位置に移動さゼる。

この結果、第２油圧ポンプ３の吐出油は油路２４、油圧
切換弁９のＤ位置通路、油路３９．４０を通り、ブーム
シリンダ１３の伸長側油室へ、また第１油圧ポンプ２の
吐出油は油路２３、油圧切換弁６のＤ位置通路、油路４
１を通り上述の油路４０で合流してブームシリンダ１３
へと流入する。

この状態で、油圧切換弁６と同一油圧切換弁群Ａに属す
る油圧切換弁１４を切換え、そのスプール位置がＤまた
はＥに移動すると、油路２３の圧油は油路３４に分流し
、油圧切換弁１４のＤまたはＥ位置通路を通って旋回モ
ータ１２に流入する。

このとき、油圧切換弁６．１４は共に油路２３に並列的
に配置されているので、第１油圧ポンプ２の圧油は、ブ
ームシリンダ１３、旋回モータ１２の何れか負荷圧力の
低い方へ大量に流入し、そのアクチュエータを主として
作動させる。従って、ブーム上昇速度と旋回速度との関
連性を好ましい状態にするには、回路設計時点において
ブームシリンダ１３の負荷圧力と旋回モータ１２の負荷
圧力特性を予め工γ出し、成一定の作業Ｑ荷と作業条件
とを勘案して油圧回路を構成するが、このことは、あく
までも標準アクソチメントでもって標準的な作業を標準
作業条件の下において稼動せしめる場合にのみ有効とな
るだけであり、しかも一般的には回路効率の低下を来た
すものである。

例えば、標準バックホウアタッチメントを装備した標準
機のフロントアタッチメントを取かえて第５図に示すよ
うに自重の大なる特殊クラムシェルを１７’　ｌ、たと
きには、当然フ゛−ムシリンダ１３に加わる定常的な負
荷圧力は増大し、上述のブーム上ガ、旋回の同時操作を
すると、第１油圧ポンプ２の圧油の殆んどは旋回モーフ
１２にのみ流入する。

また、第６図はブーム上昇、旋回の同時操作によりバケ
ット４９に満載した作業対象物を、運搬車ＴｘまたはＴ
ｙまで移動させるときのブーム上昇高さ１１と旋回の展
開角度θの関係を示す図であり、Ｉ屈削終了点０を原点
として、作業対象物を運搬車ＴｘまたはＴｙまで１多動
させる最り豆距ス１１は、フ゛−ムを上界させながら旋
回をし、バケット４９の移動軌跡が直線Ｘまたはｙとな
る必要があり、最終的にはブーム上Ｒ６高さ）１×のと
き旋回角度はθＸ、或いはそれぞれ１１ｙ、θｙとなら
なければ作業能率の向上とはならないが、図において明
らかなように、バケット４９の移動軌跡が直線ｘ、　　
ｙとなるためには、同し旋回角度θＸに対してブーム上
昇高さは、直線Ｘ上ではｌｌｘ、直線ｙ上では１１゛ｙ
となり、また同しブーム上界高さｎｙに対して旋回の所
要角度は、直線ｙ上ではθｙとなるが直線Ｘ上ではθ°
Ｘでよいこととなる。

発明が解決しようとする問題点 実作業をするにあたり、バケット４９に加わる作業対象
物の重量は一定作業の反復であり、大きい変化はないが
、作業条件、作業機の立地条件、運搬１１１ＥＴｘ、　
Ｔｙの配置条件は多様であり、従来機では、運転者がこ
れに対応するためには、長期間の熟練と感によりブーム
上昇用藻作レバ、旋回成性レバを互いに微妙にＩＫＩ　
整して能率の向上に気をとられ、作業上も危険であった
。また、前記ブーム上昇、旋回の関係速度を改善する目
的で、第７図の油路３４または４１を固定的な絞り油路
にすることも従来機で実施されているが、前述の如く単
独作動時の回路効率の低下となる。

本発明では、上記の如き、ブーム上ｙ９、旋回の同時標
作時においても、作業条件に最も適した両者の関係速度
を、不馴れな運転者にも容易に得られるようにし、しか
も、ｊｉ′Ｌ独作動時の効３率定価のない油圧回路を実
現しようとするものである。

問題点を解決するための手段 同一油圧切換弁群内の２個の油圧切換弁により同時に作
動させるアクチュエータのうち、負荷圧力の低いアクチ
ュエータ用油圧切換弁への圧油流人油路または該油圧切
換弁から、そのアクチェエータに送油する油路に、負荷
圧力の高いアクチュエータ用油圧切換弁のパイロット油
室に油圧信号が作用したとき、該油圧信号により絞り通
路を形成し、油圧信号が消滅すると開放通路を形成する
パイロット圧作動の絞り弁を設ける。

作用 負荷圧力の商い例のアクチュエータ用油圧切１桑弁を作
動させると、負荷圧力の低い側のアクチュエータ用油圧
切換弁に）１を大または流出する圧油が絞られ、−友釣
に負荷圧力の低いアクチェエータに圧油が流入するのを
防止する。

また、負荷圧力の高い側のアクチュエータ用油圧切換弁
を作動させないときは、負荷圧力の低い側のアクチュエ
ータ用の回路は通常の開放回路となるので、特別の回路
抵抗は受けない。

実施例 この発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

第１図は、この発明を油圧リモートコントロール方式の
油圧ショベルに適用したときの油圧回路図を一部省略し
て示す。１は第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、パ
イロットポンプ４を駆動するエンジンで、第１油圧ポン
プ２はタンク２１からサクションストレーナ１９を経て
油を吸入し、吐出油はリリーフ弁１８で調圧され油路２
３を通って、左走行用の油圧切換弁７、ブーム上界第２
連用の油圧切換弁６、アーム第１連用の油圧切換弁５、
旋回モーフ１２用の油圧切換弁１４などから構成される
第１切換弁群Ａとなり、第２油圧ポンプ３の吐出油はリ
リーフ弁２０で調圧され油路２４を通り右走行用の油圧
切換弁８、ブーム上昇、下降第１連用の油圧切換弁９、
パケット用の油圧切換弁１０、アーム第２連用の油圧切
換弁１１から構成される第２切換弁群Ｂを形成している
。

第１、第２切換弁群八、Ｂに属する各油圧切換弁は、各
群毎に並列油圧回路となっており、それぞれの油圧切換
弁が中立位置、すなわち、毘作されないときには、各ア
クチュエータへの油路は閉止されるが、油路２３または
２４を通って送油される圧油は、内部の中立時バイパス
油路を通って、それぞれ油路３５．３６に入り、合流油
路２５となり、オイルクーラ２６、リタンフィルタ２７
を経てタンク２１に戻る。

また、陛作レバ３８により作動するパイロット弁１５の
パイ【Ｉノド圧出ロボートに連接したパイロ１ノド油路
３０およびその分岐パイロット油路３１は油圧切換弁６
．９のスプールを、ブームシリンダ１３が伸長する側に
移動させるパイロット油室に通じ、パイロット弁１５°
のパイロット圧出口ポートに連接したパイロット油路３
３は油圧切換弁りのスプールを、ブーｌ、シリンダ１３
が縮小する側に移動させるパイロット油室に通し、更に
、パイロット油路３０は分岐して、パイロット油路３２
となり、油路２３から旋回モータ１２に圧油を供給する
油圧切換弁１４への油路３４を、通常の状態では内部通
路が全開し、油圧信号が作用すると内部通路を絞り通路
に切換える絞り弁１６のパイロット油室に通じている。

その他の油圧切換弁、すなわち、第１ＦＪＪ換弁群Ａに
属する油圧切換弁５．７および第２切換弁群Ｂに属する
油圧切換弁８．１Ｏ１１１などは従来の油圧ショベルに
おける切換弁と同様、それぞれ専用のパイロ７）弁（図
示せず）からの油圧信号により、第１油圧ポンプ２、第
２油圧ポンプ３の圧油を切換えて、各アクチェエータに
供給し、作動せしむる。

なお、パイロットポンプ４の吐出油は、油圧切換弁５．
６．７．８．９、ｌ０１１１．１４、校り弁１６のパイ
ロット油圧源となるものであり、吐出油はラインフィル
タ２８を通り、リリーフ弁２２により調圧され、油路２
９を通ってパイロット弁１５．１５°などにそれぞれ（
Ｊｊ給される。また３７は旋回モータ１２の起動、停止
時のモータ回路保護のためのブレーキバルブである。

次に、以上の油圧回路における作動について説明する。

最初に、ブームシリンダ１３の伸縮動作のみの単独＋＝
作をしたときを説明する。一般に油圧ショベルのブーム
には大きい負荷が加わり、強大な力が要求されると共に
、上昇時の作動速度も要求されるので、上７１時には２
個の油圧ポンプの吐出油を同時にブームシリンダ１３の
伸長側油室に供給し、下降時には縮小側油室に１個の油
圧ポンプの吐出油を導く方式がとられている。第１図に
おける操作レバ３８をブーム上昇側に操作すると、パイ
ロット弁１５のパイロラミー圧油は、パイロット油路３
０．３１を通り、油圧切換弁９のパイロット油室に作用
し、スプール位置をＣ位置からＤ位置に移動させるので
油路２４の圧油は、該油圧切換弁９のＤ位置通路、油路
３９．４０を通ってブームシリンダ１３の伸長側油室に
流入し、ブームを上昇せしめると同時に、パイロット油
路３０は油圧切換弁６のパイロット油室にも通じている
ので、該切換弁６のスプールをＣ位置からＤ位置に切換
えようとするが、一般的には、ブームシリンダ１３の伸
長速度を第１速と第２速と使い分けする目的でパイロッ
ト圧が比較的低圧のとき、油圧切換弁９例のスプールが
先行移動し、更にパイロット圧が上昇すると油圧切換弁
９のスプール位置はＤに移動したまま、油圧切換弁６の
スプールがＤ位置に移動するようにしであるので、操作
レバ３８を全操作してパイロット弁工５からより高圧の
パイロット圧信号が油路３０に送り込まれなければ油圧
切換弁６は作動しない。高圧のパイロット圧信号により
、やがて、切換弁６のスプールがＤ位置に移動すると、
油路２３からの圧油は該切換弁６のＤ位置通路、油路４
１を通り、油路３９からの圧油逆流防止用のチェック弁
１７を押開き、油路３９と合流し、油路４０を通ってブ
ームシリンダ１３の伸長側油室に流入する。従って、ブ
ームシリンダ１３の伸長側油室へは、操作レバ３８の操
作初期では第２油圧ポンプ３からの圧油のみが、またｌ
桑作後！ＵＩでは第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３
との圧油が合流して流入する。

次いで１桑作レバ３８を逆方向に操作し、パイロットパ
ルプ１５°のパイロット圧出ロポートに接続されたパイ
ロット油路３３の圧力が上界し、油圧切換弁９のブーム
シリング１３縮小側のパイロット油室に流入すると、該
油圧切換弁９のスプールはＥ位置に移動し、油路２４の
圧油は該油圧切換弁９のＣ位置通路、油路４２．４３を
通り、ブームシリンダ１３の縮小側油室へ流入しブーム
を下降せしめる。

次に、旋回モータ１２を単独に作動させる場合について
述べる。

旋回用操作レバを操作し、これに連動するパイロットパ
ルプ（共に図示省略）からの圧力信号により、油圧切換
弁１４のスプールがＤまたはＥ位置に切（桑ねると、油
路２３の分岐油路がらの圧油は紋り弁１６の全開通路Ｆ
を抵抗を受けることなく通り、油路３４を経て油圧切換
弁１４のＤまたはＣ位置通路を通って、プレー−１′パ
ルプ３７の保護の下に、油圧モータ１２を正転または逆
転させる。従って、旋回モータ１２を単独で作動せしめ
るときは、第１油圧ポンプ２の吐出油が全量旋回モータ
１２に流入することとなる。

次に、第１図の油圧回路の油圧ショベルにおいて、第５
図の如くブームシリンダ１３に大きな負荷が常時加わっ
ているときや、第６図の如く旋回作動角度が僅かの間に
ブーム上昇作動を大きく得る必要があるとき、しかも旋
回動作、ブーム上Ｕ。

動作を同時に行う場合について説明する。

ブームを上昇せしめるため、操作レバ３８を全ｆｌｌＬ
、パイロット弁１５からの高いパイロット圧油がパイロ
ット油路３０に流入すると、上述の如く、油圧切換弁９
．６のスプールは共にＤ位置に移動し、第１ポンプ２、
第２ポンプ３の圧油は共にブームシリンダ１３に流入し
ようとするが、同時に旋回モータ作動用操作レバを同時
に操作していると、油圧切換弁１４のスプールもＤまた
はＥ位置に移動しているので、第１ポンプ２の圧油は油
圧切換弁６．１４に、それぞれに係るアクチュエータの
負荷圧力に逆比例して分＋ｌ！ｔ　＋　？Ｊｔ人する筈
であるが、本発明では、回路図に示す如く、パイロット
油路３０は、絞り弁１６のパイロ、ト油室へ、パイロッ
ト油路３２により通じているので、ブーム作動ｍのパイ
ロット圧上昇に伴い、該絞り弁１６は、Ｆ位置から、絞
り通路のあるＧ位置に切換ねっており、油路２３の分岐
油路から油路３４を通り油圧切換弁１４に到るまでの圧
油は、絞り弁１６のＧ（１７，置通路で絞られ、通過抵
抗を付加されるので、第１油圧ポンプ２の圧油は、ブー
ムシリンダ１３に高負荷が加わっていても油圧切換弁６
に適当■の圧油が分配される。このようにして、上記絞
り弁１６のＧ位置通路の絞り抵抗を、ブームシリンダ１
３に加わる負荷圧力や作業条件に適した旋回所要角度に
応じて決定しておくと、同時操作時においてもは作レバ
を微調整することなく、計画的な関係速度が得られる。

第２図は本発明の第２実施例を示す油圧回路図であり、
第１実施例ではブームシリンダ１３の負（前圧力が旋回
モータ１２のそれよりも窩く初動時においても、なお旋
回角度に比しブーム上昇度不足となり勝ちのときに、旋
回用油圧切換弁１４に流入する圧油の量を絞り弁１６に
より制限したものであるのに対して、第２実施例では、
旋回の初動徴抗が大きく、ブームの上１速度に対して旋
回。

速度に不足をきたすような作業条件の場合に適用するた
め、絞り弁１６の位置を変更したものである。すなわち
、絞り弁１６のパイロット油室と、シャトル弁５０の出
口ボートとを、パイロット油路３２により連通し、ブー
ムシリンダ１３の伸長側油室に通ずる油路４１の途中へ
、絞り弁ｌＧを配置したものである。

第３図、第４図は本発明の第３．４実施例を示す油圧、
電気回路図であるが、本実施例では、第１．２実施例に
おける絞り弁１６の絞り通路が固定絞りであるのに対し
て、外部の調節装置により絞り効果を変更設定のできる
可変絞り弁１６°を使用している。すなわち、第３実施
例は第１実施例の、第４実施例は第２実施例の、それぞ
れの絞り弁１６を可変絞り弁１６°にかえ、同時に該可
変絞り弁の調節装置を設けた。この調節装置の具体例を
第３実施例について説明すると、可変電液スイッチ４６
の電気信号の大小に比例してパイロットポンプ４から油
路２９を通って到達する圧油の圧力を調圧する電磁比例
減圧弁４５を設け、該電磁比例減圧弁４５の出口ボート
に連なるパイロット油路４８と、絞り通路の開度をパイ
ロット圧に比例して調節する可変絞り弁１６°のパイロ
ット油室に通ずるパイロット油路３２”とを、油圧１３
号が加わると上記パイロット油路４８．３２゛を連通せ
しめ、油圧（８号が消滅するとパイロット油路３２”を
タンク２１に４（切換弁４４を設け、該切換弁４４のパ
イロット油室とパイロット油路３０の間をパイロット油
路４７により連通させる。

第３実施例、第４実施例の如く、可変絞り弁１６゛を使
用すると、１台の油圧ショベルにおいて作業内容が変化
し、ブーム上昇などのようなアクチュエータに加わる負
荷変動が多いとき、作業条件により旋回速度とブーム上
昇速度との関連が異なって要求されるときでも、可変？
ｊｊ流スイッチ４６を調整し容易に対応が可能である。

なお、本実施例において、可変絞り弁１６゛調節のため
、可変電流スイッチ４Ｇ、電磁比例減圧弁４５を使用し
たが、これに代えて手動式比例残圧弁などの手段により
、絞り弁の開度調節をしても本発明の目的は達せられる
ものである。

発明の効果 本発明にかかる油圧ならびに電気回路を存する油圧ショ
ベルでは、ブームおよび旋回の如く、同一の油圧切換弁
群にある油圧切換弁を同時に操作をし、所定の複合運転
をする場合、作業対象物やフロントアタッチメントによ
る負荷の変化、作業条件の変動による複合運転の経路変
更が要求されるようなときにも、予め絞り弁１６或いは
可変絞り弁１６°を、その時のｆｒ荷、作業条件に適合
するように設定しておくことにより、従来の如く碌作レ
バを微妙に１叉作する必要もなく所定の運動が得られる
ので作業能率が上り、また初心者にも複合運転探作が容
易である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は、それぞれこの発明
の第１実施例、第２実施例、第３実施例、第４実施例を
示す油圧回路図および一部電気回路図、第５図は油圧シ
ョベルのフロントアタソチメントとして特殊クラムシェ
ルを装ｆｉｉｆｆ　シた側面図、第６図は油圧ンヨヘル
のブーム上昇高さと旋回角度の関連を示す図、第７図は
従来の油圧ショベルにおける油圧回路の実施例図である
。 １２・・・・・・・旋回モーフ １３・・・・・・・ブームシリンダ １５・・・・・・・パイロット弁 １６・・・・・・・絞り弁 １６“・・・・・・・可変絞り弁 ４４・・・・・・・切換弁 ４５・・・・・・・電Ｅｉｌ比例減圧弁４６・・・・・
・・可変電流スイッチ ５０・・・・・・・　ツヤトル弁 Ａ・・・・・・・・第１油圧切換弁群 Ｂ・・・・・・・・第２油圧切換弁Ｊ：Ｙ以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイロット油圧信号により、並列回路構成の油圧
   切換弁群の油圧切換弁を切換えて圧油をフロントアタッ
   チメント用各種アクチュエータに分配する方式の油圧回
   路において、同一切換弁群内の負荷圧力の低いアクチュ
   エータまたは、油圧切換弁への圧油供給油路に、常時は
   開放通路を形成し、負荷圧力の高いアクチュエータ用油
   圧切換弁のパイロット油室に連通したパイロット油室を
   有し、該パイロット油室のパイロット信号圧が上昇する
   と絞りを有する通路に切換る絞り弁を設けたことを特長
   とする油圧ショベルのアクチュエータ相対速度の可変装
   置。
2. （２）負荷圧力の低いアクチュエータ用油圧切換弁への
   圧油供給油路に、信号油圧に比例して開度が変化する可
   変絞り弁を、パイロット油圧源油路の分岐油路には電気
   信号または手動により調整可能の減圧弁を設け、負荷圧
   力の高いアクチュエータ用油圧切換弁のパイロット油室
   に連通したパイロット油室を有し、該パイロット油室の
   パイロット信号圧が上昇した時にのみ減圧弁の出口ポー
   トを前記可変絞り弁のパイロット油室に連通せしめる如
   くした特許請求の範囲第１項記載の油圧ショベルのアク
   チュエータ相対速度の可変装置。