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技術 油圧作業機の油圧回路装置

出願人 日立建機株式会社
発明者 中村剛志豊岡司石川広二西村正雄
出願日 2001年11月5日 (19年1ヶ月経過) 出願番号 2001-339621
公開日 2003年5月14日 (17年7ヶ月経過) 公開番号 2003-139102
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 信号管路 ポンプ制御信号 油圧回路装置 制御信号圧力 弁グループ 作業精度 作業フロント 単独操作
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたい操作の双方を円滑に実施させることができる油圧作業機油圧回路装置の提供。

解決手段

パイロット操作装置35〜37と、流量制御弁5〜15、ポンプレギュレータ28a,28bとの間に配置されるシャトルブロック50が、パイロット操作装置35〜37により生成された操作信号圧力群のそれぞれの最高圧力を選択するシャトル弁61〜63,65〜75と、複数の操作信号圧力群の少なくとも1つに関して設けられ、その最高圧力を元に作動してパイロットポンプ2の圧力から対応する制御信号圧力を生成する油圧切換弁81,82を含むとともに、パイロット操作装置35〜37により作成された操作信号圧力のうちのブーム下げ単独操作に係る操作信号圧力Ddを基に作動し、パイロットポンプ2の圧力からブーム下げ用制御信号圧力を生成するブーム下げ用油圧切換弁83を含む。

概要

背景

この種の従来技術として、特開平11−82416号公報に示されるものがある。

この従来技術は、例えば油圧ショベルに備えられる油圧回路装置で、少なくとも1つの油圧ポンプ、例えば2つの油圧ポンプと、これらの油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する複数のアクチュエータ、例えば右走行モータ左走行モータ旋回モータブームシリンダアームシリンダバケットシリンダと、油圧ポンプのそれぞれから吐出された圧油を前述の複数のアクチュエータに給排する複数の流量制御弁と、パイロット油圧源と、このパイロット油圧源から操作信号圧力を生成し対応する流量制御弁を切換え操作する複数のパイロット操作装置とを備えている。

また、上述の複数のパイロット操作装置により生成された操作信号圧力のうちの複数の操作信号圧力群のそれぞれの最高圧力を選択するシャトル弁と、複数の操作信号圧力群に関して設けられ、その最高圧力を基に作動して前記パイロット油圧源の圧力から対応する制御信号圧力を生成し、ポンプ制御信号等として出力する油圧切換弁と、前述のシャトル弁と前述の油圧切換弁の全てを内蔵したシャトルブロックとを有している。

この油圧回路装置は、シャトルブロック内で上述の制御信号圧力を生成し、この制御信号圧力により油圧ポンプ、アクチュエータ、及び流量制御弁のいずれかに関連して設けられた少なくとも1つの操作器、例えば油圧ポンプのレギュレータを作動させるようになっている。

このように構成される従来技術は、複数のシャトル弁をシャトルブロック内に備え、このシャトルブロック内で操作器を作動させる制御信号圧力を生成し出力するので、シャトル弁間の配管が不要となり、回路構成が簡素化できる。このため油圧回路装置の組立作業性が良くなるとともに、信号圧力伝達時の圧損を最小にすることができ、レギュレータ等の操作器を応答良く作動させることができる。

概要

高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたい操作の双方を円滑に実施させることができる油圧作業機の油圧回路装置の提供。

パイロット操作装置35〜37と、流量制御弁5〜15、ポンプレギュレータ28a,28bとの間に配置されるシャトルブロック50が、パイロット操作装置35〜37により生成された操作信号圧力群のそれぞれの最高圧力を選択するシャトル弁61〜63,65〜75と、複数の操作信号圧力群の少なくとも1つに関して設けられ、その最高圧力を元に作動してパイロットポンプ2の圧力から対応する制御信号圧力を生成する油圧切換弁81,82を含むとともに、パイロット操作装置35〜37により作成された操作信号圧力のうちのブーム下げ単独操作に係る操作信号圧力Ddを基に作動し、パイロットポンプ2の圧力からブーム下げ用制御信号圧力を生成するブーム下げ用油圧切換弁83を含む。

目的

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたい操作の双方を円滑に実施させることができる油圧作業機の油圧回路装置を提供することにある。

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

少なくとも1つの油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記複数のアクチュエータにそれぞれ給排する複数の流量制御弁と、パイロット油圧源と、このパイロット油圧源から操作信号圧力を生成し対応する前記流量制御弁を切換え操作する複数のパイロット操作装置と、これらの複数のパイロット操作装置により生成された操作信号圧力のうちの複数の操作信号圧力群のそれぞれの最高圧力を選択するシャトル弁と、前記複数の操作信号圧力群の少なくとも1つに関して設けられ、その最高圧力を基に作動して前記パイロット油圧源の圧力から対応する制御信号圧力を生成する油圧切換弁と、前記シャトル弁と前記油圧切換弁の全てを内蔵したシャトルブロックとを有し、このシャトルブロック内で前記制御信号圧力を生成し、この制御信号圧力により前記油圧ポンプ、前記アクチュエータ、及び前記流量制御弁のいずれかに関連して設けられた少なくとも1つの操作器を作動させる油圧作業機油圧回路装置において、前記パイロット操作装置により生成された操作信号圧力のうちのブーム下げ単独操作に係る操作信号圧力を基に作動し、前記パイロット油圧源の圧力からブーム下げ用制御信号圧力を生成するブーム下げ用油圧切換弁、及び旋回単独操作に係る操作信号圧力を基に作動し、前記パイロット油圧源の圧力から旋回用制御信号圧力を生成する旋回用油圧切換弁の少なくとも一方を、前記最高圧力を基に作動する油圧切換弁とは別に、前記シャトルブロックに内蔵させたことを特徴とする油圧作業機の油圧回路装置。

請求項2

前記ブーム下げ用油圧切換弁、及び前記旋回用油圧切換弁から生成される制御信号圧力が、前記油圧ポンプに関連して設けられた操作器を作動させる圧力信号から成ることを特徴とする請求項1に記載の油圧作業機の油圧回路装置。

請求項3

前記パイロット操作装置からの同等の操作信号圧力に対し、前記ブーム下げ用切換弁、及び前記旋回用油圧切換弁から生成される制御信号圧力に基づく前記油圧ポンプからの吐出流量が、前記ポンプに関連して設けられた操作器を作動させる他の油圧切換弁から生成される制御信号圧力に基づく前記油圧ポンプからの吐出流量よりも少ないことを特徴とする請求項2に記載の油圧作業機の油圧回路装置。

技術分野

0001

本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機油圧回路装置係り、特に、複数のパイロット操作装置により生成された複数の操作信号のうちの最高圧力シャトル弁で検出し、この最高圧力を制御信号圧力として油圧ポンプレギュレータ等の操作器を作動させる油圧作業機の油圧回路装置に関する。

背景技術

0002

この種の従来技術として、特開平11−82416号公報に示されるものがある。

0003

この従来技術は、例えば油圧ショベルに備えられる油圧回路装置で、少なくとも1つの油圧ポンプ、例えば2つの油圧ポンプと、これらの油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する複数のアクチュエータ、例えば右走行モータ左走行モータ旋回モータブームシリンダアームシリンダバケットシリンダと、油圧ポンプのそれぞれから吐出された圧油を前述の複数のアクチュエータに給排する複数の流量制御弁と、パイロット油圧源と、このパイロット油圧源から操作信号圧力を生成し対応する流量制御弁を切換え操作する複数のパイロット操作装置とを備えている。

0004

また、上述の複数のパイロット操作装置により生成された操作信号圧力のうちの複数の操作信号圧力群のそれぞれの最高圧力を選択するシャトル弁と、複数の操作信号圧力群に関して設けられ、その最高圧力を基に作動して前記パイロット油圧源の圧力から対応する制御信号圧力を生成し、ポンプ制御信号等として出力する油圧切換弁と、前述のシャトル弁と前述の油圧切換弁の全てを内蔵したシャトルブロックとを有している。

0005

この油圧回路装置は、シャトルブロック内で上述の制御信号圧力を生成し、この制御信号圧力により油圧ポンプ、アクチュエータ、及び流量制御弁のいずれかに関連して設けられた少なくとも1つの操作器、例えば油圧ポンプのレギュレータを作動させるようになっている。

0006

このように構成される従来技術は、複数のシャトル弁をシャトルブロック内に備え、このシャトルブロック内で操作器を作動させる制御信号圧力を生成し出力するので、シャトル弁間の配管が不要となり、回路構成が簡素化できる。このため油圧回路装置の組立作業性が良くなるとともに、信号圧力伝達時の圧損を最小にすることができ、レギュレータ等の操作器を応答良く作動させることができる。

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、上述した従来技術では、微操作時にも高圧力を必要とするブーム上げ操作走行操作等に合わせて、油圧ポンプのレギュレータ流量制御特性を決定した場合には、あまり圧力を発生させたくないブーム下げ操作、旋回操作のときもポンプ吐出流量が増加し、これに伴って圧力が高くなり、ブーム下げ操作、旋回操作の操作性が悪くなり、当該油圧作業機で実施される作業精度の低下を生じてしまう。逆に、ブーム下げ操作、旋回操作の操作性の向上を考慮して圧力の発生が抑え気味となるように油圧ポンプのレギュレータ流量制御特性を決定した場合には、ブーム上げ操作、走行操作等の高圧力を必要とする各種操作の操作性が悪くなり、当該油圧作業機で実施される各種作業の作業精度が低下する問題がある。

0008

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたい操作の双方を円滑に実施させることができる油圧作業機の油圧回路装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも1つの油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記複数のアクチュエータにそれぞれ給排する複数の流量制御弁と、パイロット油圧源と、このパイロット油圧源から操作信号圧力を生成し対応する前記流量制御弁を切換え操作する複数のパイロット操作装置と、これらの複数のパイロット操作装置により生成された操作信号圧力のうちの複数の操作信号圧力群のそれぞれの最高圧力を選択するシャトル弁と、前記複数の操作信号圧力群の少なくとも1つに関して設けられ、その最高圧力を基に作動して前記パイロット油圧源の圧力から対応する制御信号圧力を生成する油圧切換弁と、前記シャトル弁と前記油圧切換弁の全てを内蔵したシャトルブロックとを有し、このシャトルブロック内で前記制御信号圧力を生成し、この制御信号圧力により前記油圧ポンプ、前記アクチュエータ、及び前記流量制御弁のいずれかに関連して設けられた少なくとも1つの操作器を作動させる油圧作業機の油圧回路装置において、前記パイロット操作装置により生成された操作信号圧力のうちのブーム下げ単独操作に係る操作信号圧力を基に作動し、前記パイロット油圧源の圧力からブーム下げ用制御信号圧力を生成するブーム下げ用油圧切換弁、及び旋回単独操作に係る操作信号圧力を基に作動し、前記パイロット油圧源の圧力から旋回用制御信号圧力を生成する旋回用油圧切換弁の少なくとも一方を、前記最高圧力を基に作動する油圧切換弁とは別に、前記シャトルブロックに内蔵させた構成にしてある。

0010

このように構成した本発明では、例えばブーム下げ用油圧切換弁を備えた場合には、ブーム下げ単独操作が実施されるに際し、ブーム下げ操作に係る操作信号圧力に応じてブーム下げ用油圧切換弁が切換えられ、ブーム下げ用制御信号圧力がシャトルブロック内で生成されて、操作器例えば油圧ポンプのレギュレータに出力される。したがって、レギュレータはブーム下げ用制御信号圧力に応じた流量を油圧ポンプから吐出させるように作動する。

0011

また例えば旋回用油圧切換弁を備えた場合には、旋回単独操作が実施されるに際し、旋回操作に係る操作信号圧力に応じて旋回用油圧切換弁が切換えられ、旋回用制御信号圧力がシャトルブロック内で生成されて、操作器例えば油圧ポンプのレギュレータに出力される。したがって、レギュレータは旋回用制御信号圧力に応じた流量を油圧ポンプから吐出させるように作動する。

0012

また例えば、上述したようなブーム下げ単独操作、あるいは旋回単独操作以外の操作の実施に際し、該当する諸操作に係る操作信号圧力群の最高圧力が複数のシャトル弁を介して選択され、この最高圧力に応じて上述したブーム下げ用油圧切換弁、あるいは旋回用油圧切換弁とは異なる油圧切換弁が切換えられ、該当する制御信号圧力がシャトルブロック内で生成されて、操作器例えば油圧ポンプのレギュレータに出力される。したがって、レギュレータは上述した最高圧力に基づいて出力される制御信号圧力に応じた流量を油圧ポンプから吐出させるように作動する。

0013

ここで例えばレギュレータが、与えられる制御信号圧力が大きくなるにつれて大きな流量を油圧ポンプから吐出させるように作動するものである場合には、予めブーム下げ用油圧切換弁の切換え操作に伴って出力されるブーム下げ用制御信号圧力の値、あるいは旋回用油圧切換弁の切換え操作に伴って出力される旋回用制御信号圧力の値が、上述した最高圧力に基づいて作動する油圧切換弁の切換え操作に伴って出力される制御信号圧力の値よりも低い値となるように設定することがおこなわれる。

0014

これにより、高圧力を要する操作に際しては、該当する諸操作に係る操作信号圧力群の最高圧力に基づいて作動する油圧切換弁の切換え操作に伴って出力される制御信号圧力が、レギュレータに与えられ、レギュレータが油圧ポンプの流量を大きくさせるように作動し、これに伴って高圧力の操作を実施できる。また、ブーム下げ単独操作、あるいは旋回単独操作、すなわち圧力を抑え気味に発生させたい操作に際しては、ブーム下げ用油圧切換弁、あるいは旋回用油圧切換弁の切換え操作に伴って出力されるブーム下げ用制御信号圧力、あるいは旋回用制御信号圧力がレギュレータに与えられ、レギュレータが油圧ポンプの流量を抑え気味にするように作動し、これに伴って圧力を抑え気味に発生させたいブーム下げ単独操作、あるいは旋回単独操作を実施できる。すなわち、本発明によれば高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたいブーム下げ単独操作、あるいは旋回単独操作との双方を円滑に実施させることができ、良好な操作性を確保することができる。

0015

上述のように構成した場合、前記ブーム下げ用油圧切換弁、及び前記旋回用油圧切換弁から生成される制御信号圧力が、前記油圧ポンプに関連して設けられた操作器を作動させる圧力信号から成る構成であってもよい。

0016

さらに、この場合、前記パイロット操作装置からの同等の操作信号圧力に対し、前記ブーム下げ用切換弁、及び前記旋回用油圧切換弁から生成される制御信号圧力に基づく前記油圧ポンプからの吐出流量が、前記ポンプに関連して設けられた操作器を作動させる他の油圧切換弁から生成される制御信号圧力に基づく前記油圧ポンプからの吐出流量よりも少なくなる構成にしてもよい。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下,本発明の油圧作業機の油圧回路装置の実施形態を図に基づいて説明する。

0018

図1は本発明の油圧回路装置の実施形態が備えられる油圧作業機の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。

0019

この油圧ショベルは、下部走行体100と、上部旋回体101と、作業フロント102とを有している。下部走行体100には右走行モータ16、左走行モータ21が配置され、これらの走行モータ16,21によりクローラ100aが回転駆動され、前方または後方走行する。上部旋回体101には後述の旋回モータ18が搭載され、この旋回モータ18により上部旋回体101が下部走行体100に対して右方向または左方向に旋回される。作業フロント102はブーム103、アーム104、バケット105から成り、ブーム103はブームシリンダ20により上下動され、アーム104はアームシリンダ19によりダンプ側(開く側)またはクラウド側(掻き込む側)に操作され、バケット105はバケットシリンダ17によりダンプ側(開く側)またはクラウド側(掻き込む側)に操作される。

0020

図2〜5は本発明の第1実施形態の説明図で、図2図1に示す油圧ショベルに備えられる本発明の第1実施形態の全体構成を示す油圧回路図、図3図2に示す第1実施形態に備えられる流量制御弁とアクチュエータを示す油圧回路図、図4図3に示す流量制御弁を切換え操作するパイロット操作装置を示す油圧回路図、図5図2に示す第1実施形態に備えられるシャトルブロックを示す油圧回路である。

0021

この第1実施形態は、図2に示すように、主油圧ポンプ1a,1bと、パイロットポンプ2と、これらのポンプ1a,1b,2を回転駆動するエンジン3と、主油圧ポンプ1a,1bに接続された弁装置4とを備えている。弁装置4は流量制御弁5〜8と流量制御弁9〜13の2つの弁グループを有し、流量制御弁5〜8は主油圧ポンプ1aの吐出路14aにつながるセンタバイパスライン15a上に位置し、流量制御弁9〜13は主油圧ポンプ1bの吐出路14bにつながるセンタバイパスライン15b上に位置している。

0022

主油圧ポンプ1a,1bは斜板式の可変容量ポンプであり、これらの油圧ポンプ1a,1bには斜板の傾転、すなわち押しのけ容積を制御するレギュレータ28a,28bが設けられている。

0023

パイロットポンプ2の吐出路30にはパイロットポンプ2の吐出圧力を一定圧に保持するパイロットリリーフ弁31が接続され、パイロットポンプ2とパイロットリリーフ弁31でパイロット油圧源を構成している。

0024

弁装置4の流量制御弁5〜8及び9〜13はパイロット操作装置35,36,37からの操作信号圧力により切換え操作される。パイロット操作装置35,36,37はパイロットポンプ2の吐出圧力(一定圧)を元圧にしてそれぞれの操作信号圧力を生成する。

0025

パイロット操作装置35,36,37により生成された操作信号圧力はシャトルブロック50に一旦導入され、このシャトルブロック50を介して同図2に示すように流量制御弁5〜8及び9〜13に与えられる。また、シャトルブロック50では後述するように、パイロット操作装置35,36,37からの操作信号圧力に基づいて、フロント操作信号Xf、走行操作信号Xt、ポンプ制御信号XP1,XP2が生成される。例えばポンプ制御信号XP1,XP2は制御信号圧力として、それぞれ信号管路52,53を介してポンプレギュレータ28a,28bに出力される。

0026

図3に示すように、弁装置4に含まれる流量制御弁5〜8及び9〜13は、センタバイパスタイプであり、主油圧ポンプ1a,1bから吐出された圧油はこれらの流量制御弁5〜13によりアクチュエータの対応するものに供給される。アクチュエータは前述のとおり、右走行モータ16、バケットシリンダ17、旋回モータ18、アームシリンダ19、ブームシリンダ20、左走行モータ21である。

0027

流量制御弁5は走行右用、流量制御弁6はバケット用、流量制御弁7は第1ブーム用、流量制御弁8は第2アーム用、流量制御弁9は旋回用、流量制御弁10は第1アーム用、流量制御弁11は第2ブーム用、流量制御弁12は予備用、流量制御弁13は走行左用である。すなわち、ブームシリンダ20に対して2つの流量制御弁7,11が設けられるとともに、アームシリンダ19に対して2つの流量制御弁8,10が設けられ、ブームシリンダ20とアームシリンダ19には、それぞれ、2つの油圧ポンプ1a,1bからの圧油が合流して供給されるようになっている。

0028

図4に示すように、パイロット操作装置35は、走行右用のパイロット操作装置38及び走行左用のパイロット操作装置39から成り、それぞれ、1対のパイロット弁減圧弁)38a,38b及び39a,39bと操作ペダル38c,39cとを有し、操作ペダル38cを前後方向に操作するとその操作方向に応じてパイロット弁38a,38bのいずれか一方が作動し、操作量に応じた操作信号圧力AfまたはArが生成され、操作ペダル39cを前後方向に操作するとその操作方向に応じてパイロット弁39a,39bのいずれか一方が作動し、操作量に応じた操作信号圧力BfまたはBrが生成される。操作信号圧力Afは走行右前進用であり、操作信号圧力Arは走行右後進用であり、操作信号圧力Bfは走行左前進用であり、操作信号圧力Brは走行左後進用である。

0029

パイロット操作装置36は、バケット用のパイロット操作装置40及びブーム用のパイロット操作装置41から成り、それぞれ、1対のパイロット弁(減圧弁)40a,40b及び41a,41bと共通の操作レバー40cとを有し、操作レバー40cを左右方向に操作するとその操作方向に応じてパイロット弁40a,40bのいずれか一方が作動し、操作量に応じた操作信号圧力CcまたはCdが生成され、操作レバー40cを前後方向に操作するとその操作方向に応じてパイロット弁41a,41bのいずれか一方が作動し、操作量に応じた操作信号圧力DuまたはDdが生成される。操作信号圧力Ccはバケットクラウド用であり、操作信号圧力Cdはバケットダンプ用であり、操作信号圧力Duはブーム上げ用であり、操作信号圧力Ddはブーム下げ用である。

0030

パイロット操作装置37は、アーム用のパイロット操作装置42及び旋回用のパイロット操作装置43から成り、それぞれ、1対のパイロット弁(減圧弁)42a,42b及び43a,43bと共通の操作レバー42cとを有し、操作レバー42cを左右方向に操作するとその操作方向に応じてパイロット弁42a,42bのいずれか一方が作動し、操作量に応じた操作信号圧力EcまたはEdが生成され、操作レバー42cを前後方向に操作するとその操作方向に応じてパイロット弁43a,43bのいずれか一方が作動し、操作量に応じた操作信号圧力Fr,F1が生成される。操作信号圧力Ecはアームクラウド用であり、操作信号圧力Edはアームダンプ用であり、操作信号圧力Frは旋回右用であり、操作信号圧力F1は旋回左用である。

0031

図5に示すシャトルブロック50は、本体60と、この本体60内に設けられるシャトル弁61〜63,65〜75,90,91と、諸操作に係る操作信号圧力群の最高圧力に応じて作動する油圧切換弁81,82と、ブーム下げ操作に係る操作信号圧力Ddに応じて作動するブーム下げ用油圧切換弁83とを備えている。

0032

シャトル弁61〜63,65〜67は、シャトル弁群の最上段に配置され、シャトル弁61は走行右前進の操作信号圧力Afと走行右後進の操作信号圧力Arの高圧側を選択し、シャトル弁62は走行左前進の操作信号圧力Bfと走行左後進の操作信号圧力Brの高圧側を選択し、シャトル弁63はバケットクラウドの操作信号圧力Ccとバケットダンプの操作信号圧力Cdの高圧側を選択し、シャトル弁65はアームクラウドの操作信号圧力Ecとアームダンプの操作信号圧力Edの高圧側を選択し、シャトル弁66は旋回右の操作信号圧力Frと旋回左の操作信号圧力F1の高圧側を選択し、シャトル弁67は予備のアクチュエータが予備の流量制御弁12に接続された場合に設けられる予備のパイロット操作装置の1対のパイロット弁からの操作信号圧力の高圧側を選択する。

0033

シャトル弁68〜70は、シャトル弁群の2段目に配置され、シャトル弁68は最上段のシャトル弁61とシャトル弁62のそれぞれで選択した操作信号圧力の高圧側を選択し、シャトル弁69はブーム上げの操作信号圧力Duと最上段のシャトル弁65で選択した操作信号圧力の高圧側を選択し、シャトル弁70は最上段のシャトル弁66とシャトル弁67の高圧側を選択する。

0034

シャトル弁71,72はシャトル弁群の3段目に配置され、シャトル弁71は最上段のシャトル弁63と2段目のシャトル弁69のそれぞれで選択した操作信号圧力の高圧側を選択し、シャトル弁72は2段目のシャトル弁69とシャトル弁70のそれぞれで選択した高圧側を選択する。

0035

シャトル弁73,74はシャトル弁群の4段目に配置され、シャトル弁73は最上段のシャトル弁61と3段目のシャトル弁71のそれぞれで選択した操作信号圧力の高圧側を選択し、シャトル弁74は3段目のシャトル弁71とシャトル弁72のそれぞれで選択した操作信号圧力の高圧側を選択する。

0036

シャトル弁75はシャトル弁群の5段目に配置され、最上段のシャトル弁62と3段目のシャトル弁72のそれぞれで選択した操作信号圧力の高圧側を選択する。

0037

4段目のシャトル弁73の後段に配置される油圧切換弁81は、シャトル弁73で選択された操作信号圧力が受圧部81aに与えられることにより切換えられ、パイロットポンプ2の圧力から対応する制御信号圧力を生成する。

0038

また、シャトル弁75の後段に配置される油圧切換弁82は、シャトル弁75で選択された操作信号圧力が受圧部82aに与えられることにより切換えられ、パイロットポンプ2の圧力から対応する制御信号圧力を生成する。

0039

これらの油圧切換弁81,82とは別に設けたブーム下げ用油圧切換弁83は、ブーム下げ操作に係る操作信号圧力Ddが受圧部83aに与えられることにより切換えられ、パイロットポンプ2の圧力から対応するブーム下げ用制御信号圧力を生成する。

0040

上述した油圧切換弁81,82と、ブーム下げ用油圧切換弁83のばねを含む外形の寸法は、例えば同等に設定してあるが、パイロットポンプ2に連なる流路85と、シャトル弁90,91間の流路86に連なる流路87とを連通させるブーム下げ用油圧切換弁83内の流路83bの断面積を、油圧切換弁81,82内の流路81b,82bの断面積に比べて予め小さく設定してある。これにより、図6に示すように、油圧切換弁81,82の受圧部81a,82bに与えられる操作信号圧力Piに応じて出力される制御信号圧力、すなわちポンプ制御信号XP1(XP2)の特性S1に対し、ブーム下げ用油圧切換弁83の特性は下方に平行移動した特性S2となる。つまり、操作信号圧力Piの大きさが等しい場合、ブーム下げ用油圧切換弁83から出力される制御信号圧力(ポンプ制御信号XP1,XP2)の値は、油圧切換弁81,82から出力される制御信号圧力(ポンプ制御信号XP1,XP2)の値に比べて低くなる。

0041

再び図5に戻って説明をおこなうが、最下段には、シャトル弁90,91が配置され、このうちのシャトル弁90は、油圧切換弁81で生成された制御信号圧力とブーム下げ用油圧切換弁83で生成されたブーム下げ用制御信号圧力の高圧側を選択し、ポンプ制御信号XP1として出力する。

0042

シャトル弁91は、油圧切換弁82で生成された制御信号圧力とブーム下げ用油圧切換弁83で生成された制御信号圧力の高圧側を選択し、ポンプ制御信号XP2として出力する。

0043

なお、シャトル弁68で選択された操作信号圧力は走行操作信号Xtとして出力され、走行系の制御に活用される。また、シャトル弁74で選択された操作信号圧力はフロント操作信号Xfとして出力され、作業フロント102の駆動制御に活用される。

0044

シャトル弁90,91のそれぞれから出力されるポンプ制御信号XP1,XP2は、図2に示す信号管路52,53のそれぞれを介して、ポンプレギュレータ28a,28bに与えられる。すなわち、ポンプレギュレータ28a,28bはポンプ制御信号XP1,XP2の値に応じて油圧ポンプ1a,1bの吐出流量を制御する。

0045

このように構成した第1実施形態における動作を以下に説明する。

0046

[ブーム下げ単独操作を除く各操作について]走行右用のパイロット操作装置38、バケット用のパイロット操作装置40、例えばブーム上げ操作に使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42の少なくとも1つが操作されると、対応する操作信号圧力が流量制御弁5〜8の対応するものに与えられるとともに、操作信号圧力が1つの場合はその操作信号圧力が、操作信号圧力が複数ある場合にはその操作信号圧力のうちの最高圧力がシャトル弁61,63,65,69,71,73により選択され、油圧切換弁81の受圧部81aに与えられる。これにより油圧切換弁81が切換えられ、この油圧切換弁81から制御信号圧力が出力され、シャトル弁90を介してポンプ制御信号XP1として主油圧ポンプ1aのレギュレータ28aに出力される。レギュレータ28aは、例えばポンプ制御信号XP1の圧力が上昇するにしたがって主油圧ポンプ1aの傾転を増大させる特性を有しており、ポンプ制御信号XP1が与えられるとそれに応じて主油圧ポンプ1aの吐出流量を増大させる。これにより操作信号圧力に対応する流量制御弁が切換えられるとともに、主油圧ポンプ1aからは操作信号圧力に応じた流量の圧油が吐出され、右走行モータ16、バケットシリンダ17、アームシリンダ19、ブームシリンダ20の対応するものに供給され、これらのアクチュエータが駆動される。

0047

走行左用のパイロット操作装置39、例えばブーム上げ操作に使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42、旋回用のパイロット操作装置43の少なくとも1つが操作されると、対応する操作信号圧力が流量制御弁9,10,11の対応するものに与えられるとともに、操作信号圧力が1つの場合にはその操作信号圧力が、操作信号圧力が複数ある場合にはその操作信号圧力のうちの最高圧力がシャトル弁62,65,66,69,70,72,75により選択され、油圧切換弁82の受圧部82aに与えられる。これにより油圧切換弁82が切換えられ、この油圧切換弁82から制御信号圧力が出力され、シャトル弁91を介してポンプ制御信号XP2としてポンプレギュレータ28bに出力される。ポンプレギュレータ28bもレギュレータ28aと同様に、例えばポンプ制御信号XP2の圧力が上昇するにしたがって主油圧ポンプ1bの傾転を増大させる特性を有しており、ポンプ制御信号XP2が与えられるとそれに応じて主油圧ポンプ1bの吐出流量を増大させる。これにより操作信号圧力に対応する流量制御弁が切換えられるとともに、主油圧ポンプ1bからは操作信号圧力に応じた流量の圧油が吐出され、旋回モータ18、アームシリンダ19、ブームシリンダ20、左走行モータ21の対応するものに供給され、これらのアクチュエータが駆動される。

0048

バケット用のパイロット操作装置40、ブーム上げ操作として使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42、旋回用のパイロット操作装置43の少なくとも1つが操作されると、対応する操作信号圧力が流量制御弁6,7,8及び9,10,11の対応するものに与えられるとともに、操作信号圧力が1つの場合はその操作信号圧力が、操作信号圧力が複数ある場合にはその操作信号圧力のうちの最高圧力がシャトル弁63,65,66,69,70,71,72,74により選択され、フロント操作信号Xfとして出力される。

0049

また、走行右用のパイロット操作装置38、走行左用のパイロット操作装置39を操作したときに、走行・フロント複合操作を意図して、さらにバケット用のパイロット操作装置40、ブーム上げ操作として使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42、旋回用のパイロット操作装置43の少なくとも1つを操作したときは、それぞれの操作信号圧力が流量制御弁5,13及び流量制御弁6,7,8及び9,10,11の対応するものに与えられるとともに、バケット用のパイロット操作装置40、ブーム上げとして使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42、旋回用のパイロット操作装置43からの操作信号圧力のうちの最高圧力がシャトル弁63,65,66,69,70,71,72,74により選択され、フロント操作信号Xfとして出力される。

0050

さらに、ブーム下げ操作として使用されるときのパイロット操作装置41の操作を除く各操作(走行右用のパイロット操作装置38、走行左用のパイロット操作装置39、バケット用のパイロット操作装置40、ブーム上げ操作として使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42、旋回用のパイロット操作装置43の各操作)のうちの少なくとも1つが実施されると、対応する操作信号圧力が流量制御弁5〜11,13の対応するものに与えられるとともに、走行右用のパイロット操作装置38、走行左用のパイロット操作装置39の少なくとも1つが操作された場合には、それらの操作信号圧力のうちの最高圧力がシャトル弁61,62,68により選択され、走行操作信号Xtとして出力され、バケット用のパイロット操作装置40、ブーム上げ操作として使用されるときのパイロット操作装置41、アーム用のパイロット操作装置42、旋回用のパイロット操作装置43の少なくとも1つが操作された場合は、上述のようにそれらの操作信号圧力のうちの最高圧力がフロント操作信号Xfとして出力される。

0051

[ブーム下げ単独操作について]そして特に、ブーム下げ単独操作に際してパイロット操作装置41が操作されると、対応する操作信号圧力Ddが流量制御弁7,11に与えられるとともに、その操作信号圧力Ddが図5に示すシャトルバルブ50に内蔵されるブーム下げ用油圧切換弁83の受圧部83aに与えられる。これによりブーム下げ用油圧切換弁83が切換えられ、このブーム下げ用油圧切換弁83からブーム下げ用制御信号圧力が出力されシャトル弁90,91のそれぞれを介してポンプ制御信号XP1,XP2が信号管路52,53を介してポンプレギュレータ28a,28bに出力される。

0052

このときのポンプ制御信号XP1,XP2の値は、図6に示すように、ブーム下げ単独操作を除く他の各操作と同等の操作量の場合に、他の各操作に伴って油圧切換弁81,82を介して出力されるポンプ制御信号XP1,XP2の値に比べて低い値となる。してがって、ポンプレギュレータ28a,28bによって制御される主油圧ポンプ1a,1bから吐出される流量は、図7の特性K2で示すように、油圧切換弁81,82を介して出力されるポンプ制御信号XP1,XP2によってポンプレギュレータ28a,28bが制御される場合の特性K1に比べて抑え気味となり、これに伴ってブームシリンダ20で発生する圧力も抑え気味の低い圧力とすることができる。このように第1実施形態では、圧力を抑え気味にして実施させたいブーム下げ単独操作を良好におこなわせることができる。

0053

以上述べたように、この第1実施形態によれば、ブーム下げ単独操作を除く高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたいブーム下げ単独操作との双方を円滑に実施させることができ、良好な操作性を確保でき、この油圧ショベルで実施される各種作業の作業精度を向上させることができる。

0054

図8は本発明の第2実施形態の要部を構成するシャトルブロックを示す油圧回路図である。

0055

この第2実施形態では、シャトルブロック50内の最上段にブーム上げの操作信号圧力Duとブーム下げの操作信号圧力Ddの高圧側を選択するシャトル弁64を設けてある。このシャトル弁64で選択された圧力は第1実施形態においても備えられていたシャトル弁69に与えられる。

0056

特に、この第2実施形態は、シャトル弁73,75で選択された高圧力に応じて切換えられる油圧切換弁81,82とは別に、旋回用油圧切換弁84を設けてある。この旋回用油圧切換弁84は、シャトル弁60で選択された旋回に係る操作信号圧力が受圧部84aに与えられることにより切換えられ、パイロットポンプ2の圧力から対応する旋回用制御信号圧力を生成する。

0057

さらに、油圧切換弁82、旋回用油圧切換弁84の後段に、油圧切換弁82で生成された制御信号圧力と、旋回用油圧切換弁84で生成された旋回用制御信号圧力のうちの高圧側を選択してポンプ制御信号XP2を出力するシャトル弁92を設けてある。

0058

上述した油圧切換弁81,82と、旋回用油圧切換弁84のばねを含む外形寸法は、例えば同等に設定してあるが、パイロットポンプ2に連なる流路85と、シャトル弁92に連なる流路88とを連通させる旋回用油圧切換弁84内の流路84bの断面積を、油圧切換弁81,82内の流路81b,82bの断面積に比べて予め小さく設定してある。これにより、図6に示すように、油圧切換弁81,82から出力されるポンプ制御信号XP1,XP2の特性S1に対し、旋回用油圧切換弁84の特性は下方に平行移動した特性S2となる。

0059

その他の構成については、前述した第1実施形態と同等である。

0060

このように構成した第2実施形態では、例えばポンプレギュレータ28a,28bの操作に関して言えば、旋回単独操作を除く各操作においては、油圧切換弁81で生成された制御信号圧力であるポンプ制御信号XP1が信号管路52を介してポンプレギュレータ28aに与えられる。また、シャトル弁92で選択された圧力、すなわち油圧切換弁82で生成された制御信号圧力、旋回用油圧切換弁84で生成された旋回用制御信号圧力のうちの高圧側の圧力であるポンプ制御信号XP2が信号管路53を介してポンプレギュレータ28bに与えられる。これによりポンプレギュレータ28a,28bが主油圧ポンプ1a,1bから吐出される流量を制御する。このときのポンプ制御信号XP1,XP2の値は前述したように、図6の特性S1上のものである。また、ポンプレギュレータ28a,28bで制御される主油圧ポンプ1a,1bの流量Qの値は、図7の特性K1上のものとなる。

0061

旋回単独操作においては、旋回用油圧切換弁84で生成された旋回用制御信号圧力がシャトル弁92を介してポンプ制御信号XP2として出力され、ポンプレギュレータ28bに与えられる。これによりポンプレギュレータ28bが主油圧ポンプ1bから吐出される流量を制御する。このときのポンプ制御信号XP2の値は前述したように、図6の特性S2上のものである。すなわち、旋回単独操作を除く他の操作時のポンプ制御信号XP2の値に比べて低い値となる。

0062

したがって、ポンプレギュレータ28bで制御される主油圧ポンプ1bの流量Qの値は、図7の特性K2上のものとなり、油圧切換弁82を介して出力されるポンプ制御信号XP2によってレギュレータ28bが制御される場合の特性K1に比べて抑え気味となり、これに伴って旋回モータ18で発生する圧力も抑え気味の低い圧力とすることができる。このように第2実施形態では、圧力を抑え気味にして実施させたい旋回単独操作を良好におこなわせることができる。

0063

以上のように、この第2実施形態によれば、旋回単独操作を除く高圧を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたい旋回単独操作との双方を円滑に実施させることができ、良好な操作性を確保でき、この油圧ショベルで実施される各種作業の作業精度を向上させることができる。

0064

図9は本発明の第3実施形態の要部を構成するシャトルブロックを示す油圧回路図である。

0065

この第3実施形態は、前述した第1実施形態と第2実施形態を組み合わせたものである。

0066

すなわち、シャトルブロック50内に、シャトル弁73で選択された高圧側の圧力により切換えられる油圧切換弁81と、シャトル弁75で選択された高圧側の圧力により切換えられる油圧切換弁82との他に、ブーム下げの操作信号圧力Ddにより切換えられるブーム下げ用油圧切換弁83と、シャトル弁66で選択された旋回に係る操作信号圧力FrあるいはF1により切換えられる旋回用油圧切換弁84とを設けてある。また、シャトル弁91の後段には、シャトル弁91で選択された圧力と、旋回用油圧切換弁84で生成された旋回用制御信号圧力のうちの高圧側を選択し、ポンプ制御信号XP2として出力するシャトル弁93を設けてある。

0067

上述した油圧切換弁81,82と、ブーム下げ用油圧切換弁83、旋回用油圧切換弁84のばねを含む外形寸法は、例えば同等に設定してあるが、パイロットポンプ2に連なる流路85と、シャトル弁90,91間の流路86に連なる流路87とを連通させるブーム下げ用油圧切換弁83内の流路83bの断面積を、油圧切換弁81,82内の流路81b,82bの断面積に比べて予め小さく設定してあり、また、パイロットポンプ2に連なる流路85と、シャトル弁93に連なる流路89とを連通させる旋回用油圧切換弁84内の流路84bの断面積を、油圧切換弁81,82内の流路81b,82bの断面積に比べて予め小さく設定してある。

0068

これにより、図6に示すように、油圧切換弁81,82から出力されるポンプ制御信号XP1,XP2の特性S1に対し、ブーム下げ用油圧切換弁83の特性、及び旋回用油圧切換弁84の特性は下方に平行移動した特性S2となる。

0069

その他の構成については、前述した第1実施形態と同等である。

0070

このように構成した第3実施形態では、例えばポンプレギュレータ28a,28bの操作に関して言えば、ブーム下げ単独操作、及び旋回単独操作を除く各操作においては、前述した第1実施形態におけるのと同様に、油圧切換弁81で生成された制御信号圧力がシャトル弁90を介してポンプ制御信号圧力XP1として信号管路52に出力され、ポンプレュギレータ28aに与えられる。また、油圧切換弁82で生成された制御信号圧力がシャトル弁91を介してポンプ制御信号圧力XP2として信号管路53に出力され、ポンプレギュレータ28bに与えられる。これにより、ポンプレギュレータ28a,28bが主油圧ポンプ1a,1bから吐出される流量を制御する。このときのポンプ制御信号XP1,XP2の値は前述したように、図6の特性S1上のものである。また、ポンプレギュレータ28a,28bで制御される主油圧ポンプ1a,1bの流量Qの値は特性K1上のものとなる。

0071

ブーム下げ単独操作においては、ブーム下げ用油圧切換弁83で生成されたブーム下げ用制御信号圧力がシャトル弁90,91,93を介してポンプ制御信号XP1,XP2として出力され、ポンプレギュレータ28a,28bのそれぞれに与えられる。これによりレギュレータ28a,28bが主油圧ポンプ1a,1bから吐出される流量を制御する。このときのポンプ制御信号XP1,XP2の値は、図6の特性S2上のものである。すなわち、ブーム下げ単独操作、及び後述の旋回単独操作を除く各操作時のポンプ制御信号XP1,XP2の値に比べて低い値となる。したがって、レギュレータ28a,28bで制御される主油圧ポンプ1a,1bの流量Qの値は、図7の特性K2上のものとなり、油圧切換弁81,82を介して出力されるポンプ制御信号XP1,XP2によってレギュレータ28a,28bが制御される場合の特性K1に比べて抑え気味となり、これに伴ってブームシリンダ20で発生する圧力も抑え気味の低い圧力とすることができる。

0072

旋回単独操作においては、旋回用油圧切換弁84で生成された旋回用制御信号圧力がシャトル弁93を介してポンプ制御信号XP2として出力され、ポンプレギュレータ18bに与えられる。これによりポンプレギュレータ28bが主油圧ポンプ1bから吐出される流量を制御する。このときのポンプ制御信号XP2の値は、図6の特性S2上のものである。すなわち、前述のブーム下げ単独操作、及び旋回単独操作を除く各操作時のポンプ制御信号XP2の値に比べて低い値となる。したがって、ポンプレギュレータ28bで制御される主油圧ポンプ1bの流量Qの値は、図7の特性K2上のものとなり、油圧切換弁81,82を介して出力されるポンプ制御信号圧力XP2によってレギュレータ28bが制御される場合の特性K1に比べて抑え気味となり、これに伴って旋回モータ18で発生する圧力も抑え気味の低い圧力とすることができる。

0073

以上のように、この第3実施形態によれば、ブーム下げ単独操作、及び旋回単独操作を除く高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたいブーム下げ単独操作、あるいは旋回単独操作との双方を円滑に実施させることができ、良好な操作性を確保でき、この油圧ショベルで実施される各種作業の作業精度を向上させることができる。

0074

なお、上記各実施形態では、油圧切換弁81,82内に形成される油路81b.82bの断面積に比べて、ブーム下げ用油圧切換弁83内に形成される油路83bの断面積、あるいは旋回用油圧切換弁84内に形成される油路84bの断面積を予め小さく設定してあるが、本発明は、このように構成することには限られない。

0075

例えば油路81b,82b,83b,84bを含めて、油圧切換弁81,82の外形寸法と、ブーム下げ用油圧切換弁83の外形寸法、旋回用油圧切換弁84の外形寸法とを同等に設定し、油圧切換弁81,82のスプール付勢するばねの力に比べて強いばね力を有するばねをブーム下げ用油圧切換弁83、あるいは旋回用油圧切換弁84に設ける構成にしてもよい。

0076

このように構成した場合のブーム下げ単独操作時、あるいは旋回単独操作時のポンプ制御信号XP1,XP2の特性は、図6の特性S3で示すものとなる。すなわち、油圧切換弁81,82で生成された制御信号圧力に応じたポンプ制御信号XP1,XP2の特性S1に比べてその特性線の傾斜が緩やかになり、主油圧ポンプ1a,1bの流量Qの値は、図7の特性K3で示すように、油圧切換弁81,82で生成された制御信号圧力に応じたポンプ制御信号XP1,XP2によってレギュレータ28a,28bが制御される場合の特性K1に比べて抑え気味となり、これに伴って、ブームシリンダ20あるいは旋回モータ18で発生する圧力も抑え気味の低い圧力とすることができる。

0077

このように、ブーム下げ用油圧切換弁83、旋回用油圧切換弁84のスプールを付勢するばねの力を考慮した構成も、上述した各実施形態におけるのと同様に、ブーム下げ単独操作、旋回単独操作を除く高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたいブーム下げ単独操作、あるいは旋回単独操作との双方を円滑に実施させることができ、良好な操作性を確保でき、この油圧ショベルで実施される各種作業の作業精度を向上させることができる。

発明の効果

0078

本発明によれば、高圧力を要する操作と、圧力を抑え気味に発生させたい操作の双方を円滑に実施させることができ、この油圧回路装置が備えられる油圧作業機で実施される各種作業の作業精度を従来に比べて向上させることができる。

図面の簡単な説明

0079

図1本発明の油圧回路装置の実施形態が備えられる油圧作業機の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
図2図1に示す油圧ショベルに備えられる本発明の油圧回路装置の第1実施形態の全体構成を示す油圧回路図である。
図3図2に示す本発明の第1実施形態に備えられる流量制御弁とアクチュエータを示す油圧回路図である。
図4図3に示す流量制御弁を切換え操作するパイロット操作装置を示す油圧回路図である。
図5図2に示す本発明の第1実施形態に備えられるシャトルブロックを示す油圧回路図である。
図6本発明の第1実施形態で得られるパイロット圧力(操作信号圧力)・ポンプ制御信号特性を示す特性図である。
図7本発明の第1実施形態で得られるパイロット圧力(操作信号圧力)・ポンプ流量特性を示す特性図である。
図8本発明の第2実施形態の要部を構成するシャトルブロックを示す油圧回路図である。
図9本発明の第3実施形態の要部を構成するシャトルブロックを示す油圧回路図である。

--

0080

1a主油圧ポンプ
1b 主油圧ポンプ
2パイロットポンプ
4弁装置
5〜13流量制御弁
18旋回モータ(アクチュエータ)
20ブームシリンダ(アクチュエータ)
28a,28bポンプレギュレータ(操作器)
35〜43パイロット操作装置
50シャトルブロック
52,53信号管路
81,82油圧切換弁
81a,82a,83a,84a 受圧部
81b,82b,83b,84b流路
83ブーム下げ用油圧切換弁
84旋回用油圧切換弁
85〜89 流路
101上部旋回体
103ブーム
Dd ブーム下げ操作信号圧力
Fr旋回右操作信号圧力
F1 旋回左操作信号圧力
XP1ポンプ制御信号
XP2 ポンプ制御信号
S1 油圧切換弁81,82の特性
S2 油圧切換弁83,84の特性
S3 特性
K1 油圧切換弁81,82の特性
K2 油圧切換弁83,84の特性
K3 特性

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