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技術 建設機械の油圧回路

出願人 住重建機クレーン株式会社
発明者 佐古幸男
出願日 1996年4月16日 (24年8ヶ月経過) 出願番号 1996-093876
公開日 1997年10月28日 (23年2ヶ月経過) 公開番号 1997-279637
状態 特許登録済
技術分野 掘削機械の作業制御 流体圧回路(1)
主要キーワード 中期段階 床掘り ポンプ下流 掘削操作 速度切替 直線掘削 タンデム接続 圧力油
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年10月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

油圧ショベルにて床掘り作業を行う場合に、ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適なアーム閉じ速度が得られるようにする。

解決手段

第1の油圧モータ1のパラレル油路5の下流であって、旋回モータ用方向制御弁9の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁11の上流位置にパイロット圧用制御弁22を介装する。このパイロット圧用制御弁22は通常時は絞り位置(ヘ)にあり、ブーム上げパイロット信号受圧部23にパイロット圧が作用したときに開放位置(ホ)に切り替わる。また、パイロット油路24に絞り25を設ける。ブーム上げ操作によりパイロット油路24にブーム上げパイロット信号圧P1 が導出されたとき、絞り25によってパイロット圧用制御弁22の切り替わり遅れ、パイロット圧用制御弁22が一定時間は絞り位置(ヘ)にあるので、床掘り作業の初期段階ではアーム閉じ速度が低下する。そして、パイロット圧用制御弁22が開放位置(ホ)に切り替わると、アームシリンダ用の方向制御弁11の流量が増加してアーム閉じ速度が徐々に上昇する。

概要

背景

従来の建設機械油圧回路の一例を図4に示す。同図は油圧ショベル掘削及び旋回系の油圧回路であり、第1及び第2の油圧ポンプ1,2に夫々センタバイパス油路3,4とパラレル油路5,6とを平行に設け、第1の油圧ポンプ1側のセンタバイパス油路3にブーム速度切替弁7と旋回モータ8用の方向制御弁9並びにアームシリンダ10用の方向制御弁11をポンプ下流に向けてタンデム接続するとともに、パラレル油路5を介して前記ブーム速度切替弁7と旋回モータ用の方向制御弁9及びアームシリンダ用の方向制御弁11をパラレル接続する。一方、第2の油圧ポンプ2側のセンタバイパス油路4にブームシリンダ12用の方向制御弁13とアーム速度切替弁14をポンプ下流に向けて適宜配設する。

一方、押し付け掘削時に旋回モータ8の押し付け力を確保するため、第1の油圧ポンプ1側のパラレル油路5には、旋回モータ用の方向制御弁9の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁11の上流位置に絞り15を設けてある。また、直線掘削時にブームシリンダ12の駆動圧を確保するために、第2の油圧ポンプ2側のパラレル油路6に絞り16を設ける。

ここで、油圧ショベルにて床掘り作業をする場合、図5に示すように、アーム17の閉じ操作とブーム18の上げ操作とを同時に行ってバケット19を矢印方向へ水平引きする。このとき、アーム17は自重で落下する方向へ付勢されるのでアーム閉じ速度が速くなるとともに、ブーム18は持ち上げられるためブーム上げ速度が遅くなる傾向がある。

図4に示した従来の油圧回路では、床掘り作業に於いてブーム上げ操作を行うと、ブーム上げパイロット信号圧P1 によりブームシリンダ用の方向制御弁13がブーム上げ位置(イ)に切り替わり、第2の油圧ポンプ2の圧力油がブームシリンダ12のボトム側へ供給されてブームシリンダ12が伸長する。また、ブーム速度切替弁7が(ロ)の位置に切り替わり、第1の油圧ポンプ1の圧力油が油路20に分岐されてブームシリンダ用の方向制御弁13へ合流し、ブームシリンダ12へ供給される圧力油の流量が増加する。このため、ブーム上げ速度が上昇するように制御される。

一方、ブーム上げ操作と同時にアーム閉じ操作を行うと、アーム閉じパイロット信号圧P2 によりアームシリンダ用の方向制御弁11がアーム閉じ位置(ハ)に切り替わり、第1の油圧ポンプ1の圧力油がパラレル油路5からアームシリンダ10のボトム側へ供給されてアームシリンダ10が伸長する。また、アーム速度切替弁14が(ニ)の位置に切り替わり、第2の油圧ポンプ2の圧力油がパラレル油路6から油路21を経てアームシリンダ用の方向制御弁11へ合流する。

このとき、前記パラレル油路5,6には夫々絞り15,16が設けられており、アームシリンダ10へ供給される圧力油の流量が制限される。このため、アーム閉じ速度が減少するように制御される。

概要

油圧ショベルにて床掘り作業を行う場合に、ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適なアーム閉じ速度が得られるようにする。

第1の油圧モータ1のパラレル油路5の下流であって、旋回モータ用の方向制御弁9の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁11の上流位置にパイロット圧用制御弁22を介装する。このパイロット圧用制御弁22は通常時は絞り位置(ヘ)にあり、ブーム上げパイロット信号受圧部23にパイロット圧が作用したときに開放位置(ホ)に切り替わる。また、パイロット油路24に絞り25を設ける。ブーム上げ操作によりパイロット油路24にブーム上げパイロット信号圧P1 が導出されたとき、絞り25によってパイロット圧用制御弁22の切り替わりが遅れ、パイロット圧用制御弁22が一定時間は絞り位置(ヘ)にあるので、床掘り作業の初期段階ではアーム閉じ速度が低下する。そして、パイロット圧用制御弁22が開放位置(ホ)に切り替わると、アームシリンダ用の方向制御弁11の流量が増加してアーム閉じ速度が徐々に上昇する。

目的

そこで、油圧ショベルにて床掘り作業を行う場合に、ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適なアーム閉じ速度が得られるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

第1の油圧ポンプ側のセンタバイパス油路ブーム速度切替弁と旋回モータ用方向制御弁並びにアームシリンダ用の方向制御弁をポンプ下流に向けてタンデム接続するとともに、該センタバイパス油路から平行に分岐されたパラレル油路を介して前記ブーム速度切替弁と旋回モータ用の方向制御弁並びにアームシリンダ用の方向制御弁をパラレル接続し、更に、第2の油圧ポンプ側にブームシリンダ用の方向制御弁をはじめとする他の制御弁を適宜配設し、ブーム上げパイロット信号圧に応じて前記ブーム速度切替弁から第1の油圧ポンプの圧力油を分岐してブームシリンダ用の方向制御弁へ合流させる油路を設けた油圧ショベル制御回路に於いて、前記第1の油圧ポンプのパラレル油路の下流であって、旋回モータ用の方向制御弁の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁の上流位置に、通常時は絞り位置にありブーム上げパイロット信号圧により開放位置に切り替わるパイロット圧用制御弁介装し、更に、該パイロット圧用制御弁のブーム上げパイロット信号受圧部に至るパイロット油路に絞りを設けたことを特徴とする建設機械油圧回路

請求項2

前記パイロット圧用制御弁のブーム上げパイロット信号受圧部に対向する側に旋回パイロット信号受圧部を設け、該旋回パイロット信号受圧部の受圧面積をブーム上げパイロット信号受圧部の受圧面積より大に形成し、前記パイロット圧用制御弁の対向する受圧部に夫々ブーム上げパイロット信号圧と旋回パイロット信号圧が作用したときは、前記パイロット圧用制御弁が絞り位置になるようにした請求項1記載の建設機械の油圧回路。

技術分野

0001

本発明は建設機械油圧回路に関するものであり、特に、複数の油圧ポンプに夫々センタバイパス油路パラレル油路を設けて各方向制御弁を適宜配設した建設機械の油圧回路に関するものである。

背景技術

0002

従来の建設機械の油圧回路の一例を図4に示す。同図は油圧ショベル掘削及び旋回系の油圧回路であり、第1及び第2の油圧ポンプ1,2に夫々センタバイパス油路3,4とパラレル油路5,6とを平行に設け、第1の油圧ポンプ1側のセンタバイパス油路3にブーム速度切替弁7と旋回モータ8用の方向制御弁9並びにアームシリンダ10用の方向制御弁11をポンプ下流に向けてタンデム接続するとともに、パラレル油路5を介して前記ブーム速度切替弁7と旋回モータ用の方向制御弁9及びアームシリンダ用の方向制御弁11をパラレル接続する。一方、第2の油圧ポンプ2側のセンタバイパス油路4にブームシリンダ12用の方向制御弁13とアーム速度切替弁14をポンプ下流に向けて適宜配設する。

0003

一方、押し付け掘削時に旋回モータ8の押し付け力を確保するため、第1の油圧ポンプ1側のパラレル油路5には、旋回モータ用の方向制御弁9の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁11の上流位置に絞り15を設けてある。また、直線掘削時にブームシリンダ12の駆動圧を確保するために、第2の油圧ポンプ2側のパラレル油路6に絞り16を設ける。

0004

ここで、油圧ショベルにて床掘り作業をする場合、図5に示すように、アーム17の閉じ操作とブーム18の上げ操作とを同時に行ってバケット19を矢印方向へ水平引きする。このとき、アーム17は自重で落下する方向へ付勢されるのでアーム閉じ速度が速くなるとともに、ブーム18は持ち上げられるためブーム上げ速度が遅くなる傾向がある。

0005

図4に示した従来の油圧回路では、床掘り作業に於いてブーム上げ操作を行うと、ブーム上げパイロット信号圧P1 によりブームシリンダ用の方向制御弁13がブーム上げ位置(イ)に切り替わり、第2の油圧ポンプ2の圧力油がブームシリンダ12のボトム側へ供給されてブームシリンダ12が伸長する。また、ブーム速度切替弁7が(ロ)の位置に切り替わり、第1の油圧ポンプ1の圧力油が油路20に分岐されてブームシリンダ用の方向制御弁13へ合流し、ブームシリンダ12へ供給される圧力油の流量が増加する。このため、ブーム上げ速度が上昇するように制御される。

0006

一方、ブーム上げ操作と同時にアーム閉じ操作を行うと、アーム閉じパイロット信号圧P2 によりアームシリンダ用の方向制御弁11がアーム閉じ位置(ハ)に切り替わり、第1の油圧ポンプ1の圧力油がパラレル油路5からアームシリンダ10のボトム側へ供給されてアームシリンダ10が伸長する。また、アーム速度切替弁14が(ニ)の位置に切り替わり、第2の油圧ポンプ2の圧力油がパラレル油路6から油路21を経てアームシリンダ用の方向制御弁11へ合流する。

0007

このとき、前記パラレル油路5,6には夫々絞り15,16が設けられており、アームシリンダ10へ供給される圧力油の流量が制限される。このため、アーム閉じ速度が減少するように制御される。

発明が解決しようとする課題

0008

従来、床掘り作業をする場合にブーム上げ操作の初期段階では、ブーム上げ速度を上昇させるとともにアーム閉じ速度を低下させるように制御し、アーム17の落ち込みによるバケット19の食い込みを防止している。そして、ブーム上げ操作の中期段階以降は、アームの閉じ速度を速くして掘削効率を高める必要があるが、前述したようにブーム上げ操作中は、アームシリンダ10へ供給される圧力油が絞り15,16を通過するので、アームの閉じ速度を速くすることが困難である。

0009

また、バケット19が機体に近づくに従ってブーム上げ速度を遅くし、バケット19がブーム18の頂点の下を通過した後にはブーム下げ操作を行う。ブーム18を上げ操作から下げ操作切り替えたときは、図4に示す前記ブーム速度切替弁7が(ロ)の位置から図示した元の位置に復帰し、センタバイパス油路3が開放されるため、アームシリンダ10へ供給される圧力油の流量が急増する。従って、アーム閉じ速度が急激に上昇することになり、それに対応してブーム下げ操作を調整しなければならず、オペーレータには高度の技術と労力が必要とされていた。

0010

そこで、油圧ショベルにて床掘り作業を行う場合に、ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適なアーム閉じ速度が得られるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、第1の油圧ポンプ側のセンタバイパス油路にブーム速度切替弁と旋回モータ用の方向制御弁並びにアームシリンダ用の方向制御弁をポンプ下流に向けてタンデム接続するとともに、該センタバイパス油路から平行に分岐されたパラレル油路を介して前記ブーム速度切替弁と旋回モータ用の方向制御弁並びにアームシリンダ用の方向制御弁をパラレル接続し、更に、第2の油圧ポンプ側にブームシリンダ用の方向制御弁をはじめとする他の制御弁を適宜配設し、ブーム上げパイロット信号圧に応じて前記ブーム速度切替弁から第1の油圧ポンプの圧力油を分岐してブームシリンダ用の方向制御弁へ合流させる油路を設けた油圧ショベルの制御回路に於いて、前記第1の油圧ポンプのパラレル油路の下流であって、旋回モータ用の方向制御弁の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁の上流位置に、通常時は絞り位置にありブーム上げパイロット信号圧により開放位置に切り替わるパイロット圧用制御弁介装し、更に、該パイロット圧用制御弁のブーム上げパイロット信号受圧部に至るパイロット油路に絞りを設けた建設機械の油圧回路、及び、前記パイロット圧用制御弁のブーム上げパイロット信号受圧部に対向する側に旋回パイロット信号受圧部を設け、該旋回パイロット信号受圧部の受圧面積をブーム上げパイロット信号受圧部の受圧面積より大に形成し、前記パイロット圧用制御弁の対向する受圧部に夫々ブーム上げパイロット信号圧と旋回パイロット信号圧が作用したときは、前記パイロット圧用制御弁が絞り位置になるようにした建設機械の油圧回路を提供するものである。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

0013

図1は建設機械の油圧回路の一例として油圧ショベルの掘削及び旋回系の油圧回路を示し、第1の油圧ポンプ1のパラレル油路5には、旋回モータ用の方向制御弁9の下流且つアームシリンダ用の方向制御弁11の上流位置にパイロット圧用制御弁22を介装する。

0014

このパイロット圧用制御弁22は開放位置(ホ)と絞り位置(ヘ)を有しており、通常時は絞り位置(ヘ)がノーマル位置となっている。そして、開放位置(ホ)側にブーム上げパイロット信号受圧部23を設け、パイロット油路24にブーム上げパイロット信号圧P1 が導出されたときに、開放位置(ホ)に切り替わるように形成されている。また、該パイロット油路24に絞り25を設ける。

0015

更に、パイロット圧用制御弁22のブーム上げパイロット信号受圧部23に対向する側に旋回パイロット信号受圧部26を設け、この旋回パイロット信号受圧部26の受圧面積をブーム上げパイロット信号受圧部23より大に形成する。そして、旋回モータ用の方向制御弁9に左右何れかの旋回パイロット信号圧が作用したときに、左右の旋回パイロット信号圧をシャトル弁27で高圧選択して前記パイロット圧用制御弁22の旋回パイロット信号受圧部26へ作用させる。

0016

而して、当該油圧ショベルにて床掘り作業をする場合、図5に示したように、アーム17の閉じ操作とブーム18の上げ操作とを同時に行ってバケット19を矢印方向へ水平引きする。このとき、図2に示すように、ブーム上げパイロット信号圧P1 によりブームシリンダ用の方向制御弁13が(イ)の位置に切り替わり、第2の油圧ポンプ2の圧力油がブームシリンダ12のボトム側へ供給される。これと同時に、ブーム速度切替弁7が(ロ)の位置に切り替わり、第1の油圧ポンプ1の圧力油が油路20からブームシリンダ用の方向制御弁13へ合流するため、ブームシリンダ12への流量が増加してブーム上げ速度が上昇する。

0017

また、パイロット油路24にブーム上げパイロット信号圧P1 が導出され、前記パイロット圧用制御弁22が開放位置(ホ)に切り替わろうとするが、絞り25によりブーム上げパイロット信号受圧部23に作用するパイロット圧の上昇が遅れて、前記パイロット圧用制御弁22が一定時間は絞り位置(ヘ)にある。このため、第1の油圧ポンプ1からパラレル油路5へ導出された圧力油は、該パイロット圧用制御弁22により流量が制限され、アームシリンダ10へ供給される圧力油が減少する。従って、床掘り作業の初期段階では、従来と同様にブーム上げ速度が上昇するとともにアーム閉じ速度が低下する。

0018

そして、前記パイロット圧用制御弁22が開放位置(ホ)に切り替わるのに伴って、アームシリンダ10へ供給される圧力油が徐々に増加し、パイロット圧用制御弁22が全開状態になった後にはアームシリンダ10へ供給される圧力油が最大流量となる。従って、床掘り作業の中期段階以降では、アーム閉じ速度を速くして掘削効率を向上させるように制御する。しかし、従来のように、アームシリンダ10へ供給される圧力油の流量が急増せず、アーム17の閉じ速度が徐々に上昇していくので、ブーム上げ操作の調整が容易となってオペレータの負担を軽減できる。

0019

一方、押し付け掘削作業をする場合は、バケット19による掘削操作と同時に旋回モータ8を駆動して機体を旋回操作する。図3に示すように、ブーム上げ操作とアーム閉じ操作を行いつつ旋回操作を開始すれば、旋回モータ用の方向制御弁9に作用する左右の旋回パイロット信号圧がシャトル弁27で高圧選択され、この高圧選択された旋回パイロット信号圧P3 がパイロット圧用制御弁22の旋回パイロット信号受圧部26へ作用する。

0020

前述したように、ブーム上げ操作を行うとブーム上げパイロット信号圧P1 がブーム上げパイロット信号受圧部23に作用して、パイロット圧用制御弁22は開放位置(ホ)に切り替わる。しかし、旋回パイロット信号受圧部26の受圧面積をブーム上げパイロット信号受圧部23より大に形成してあるので、ブーム上げパイロット信号圧P1 がブーム上げパイロット信号受圧部23に作用しているときに、旋回パイロット信号圧P3 が旋回パイロット信号受圧部26へ作用した場合は、パイロット圧用制御弁22は絞り位置(ヘ)に切り替わる。

0021

従って、第1の油圧ポンプ1からパラレル油路5へ導出された圧力油は、旋回モータ用の方向制御弁9への流量が多くなり、旋回モータ8の押し付け力が確保されて、押し付け掘削作業を円滑に行うことができる。

0022

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

発明の効果

0023

以上説明したように、本発明ではパラレル油路のアームシリンダ用の方向制御弁の上流位置にパイロット圧用制御弁を設け、ブーム上げパイロット信号圧に応じて該パイロット圧用制御弁を切り替えて開口面積を調整するようにしたので、ブーム上げ操作及び下げ操作に対応して最適なアーム閉じ速度が得られる。依って、油圧ショベルでの床掘り作業の操作性が著しく向上し、オペレータの負担を軽減することが可能となる。

0024

また、パイロット圧用制御弁の一方のブーム上げパイロット信号受圧部に対して、他方の旋回パイロット信号受圧部の受圧面積を大にしたことにより、押し付け掘削作業時に於いては旋回パイロット信号圧によってパイロット圧用制御弁が絞り位置に切り替わり、旋回モータへの流量が多くなって旋回の押し付け力を確保でき、押し付け掘削作業を円滑に行うことができる。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明の実施の形態を示し、ブーム操作を行っていないときの油圧ショベルの油圧回路図。
図2床掘り作業でブーム上げ操作中の油圧ショベルの制御回路図。
図3押し付け掘削作業でブーム上げ操作中の油圧ショベルの制御回路図。
図4従来の油圧ショベルの油圧回路図。
図5床掘り作業中の油圧ショベルの側面図。

--

0026

1,2油圧ポンプ
3,4センタバイパス油路
5,6パラレル油路
7ブーム速度切替弁
8旋回モータ
9方向制御弁
10アームシリンダ
11 方向制御弁
12ブームシリンダ
13 方向制御弁
20油路
22パイロット圧用制御弁
23ブーム上げパイロット信号受圧部
24パイロット油路
25絞り
26旋回パイロット信号受圧部
P1 ブーム上げパイロット信号圧
P3 旋回パイロット信号圧

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