JP2546485Y2 - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、油圧ショベル等の建設
機械の油圧回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】（Ａ）従来の建設機械用油圧回路を図３
に示す。

【０００３】この従来回路では、油圧ショベルの走行
系、フロントリンケージ系および旋回系の全てのアクチ
ュエータを２個の主ポンプ11a ，11b により駆動するよ
うにしている。すなわち、２個の主ポンプ11a ，11b よ
り、一対の走行用操作弁12L ，12R およびカウンタバラ
ンス弁13L ，13R を経て左右の走行モータ14L ，14R へ
各々圧油を供給するとともに、前記主ポンプ11a ，11b
より、ブーム用操作弁15a ，15b 、スティック用操作弁
16a ，16b 、バケット用操作弁17およびアタッチメント
用操作弁18を経てフロントリンケージ系アクチュエータ
（油圧シリンダ）へ、またスイング用操作弁19を経て旋
回アクチュエータ（油圧モータ）へ各々圧油を供給して
いる。

【０００４】この回路にて高速走行で徐々に停止しよう
とすると、前記カウンタバランス弁13L ，13R がオペレ
ータの意図に反して急に閉止し、所謂ガクガク振動が走
行時に発生し制御性が悪い。このため、十分な走行高速
化を達成できない。

【０００５】また、ゆっくり右または左へステアリング
を行おうとしても、コーナリングの内側にある走行モー
タ14L または14R と対応するカウンタバランス弁13L ま
たは13R が急閉および絞り機能を発生し、その時当該モ
ータの慣性エネルギが熱エネルギとして消費されて有効
活用されず、ステアリングスピードが急に減速してオペ
レータの疲労が増大する。

【０００６】（Ｂ）また、従来の建設機械用油圧回路の
亜流として図２に示されるようなものがある。この回路
は２個の主ポンプ11a ，11b からブーム用操作弁15a ，
15b、スティック用操作弁16a ，16b 、バケット用操作
弁17およびアタッチメント用操作弁18を経てフロントリ
ンケージ系アクチュエータ（油圧シリンダ）へ、またス
イング用操作弁19を経て旋回アクチュエータ（油圧モー
タ）へ各々圧油を供給するようにし、さらに、このフロ
ント・旋回系の２個の主ポンプ11a ，11b に、２組の走
行閉回路用油圧伝動装置（ハイドロスタティックトラン
スミッション、以下ＨＳＴという）の各ポンプ11L ，11
R を追設し、この２組の走行閉回路用ＨＳＴのモータを
走行モータ14L ，14R としたものである。

【０００７】この走行閉回路用ＨＳＴは図３に示された
前記カウンタバランス弁13L ，13Rを設ける必要がない
ので制御性が良いとともに、ステアリング時にコーナリ
ングの内側モータ14L または14R は走行抵抗を発生させ
る為にポンピング作用を行い、対応する片側の走行ＨＳ
Ｔポンプ11L または11R はモータ作用を行うので、エン
ジンＥには当該ＨＳＴポンプ11L または11R のモータ作
用による動力が回生され、他方の走行ＨＳＴポンプ11R
または11L へその分を吸収させてやるようにポンプ馬力
を増大させることができ、このため、前記のようなヒー
トロスが発生せず、ステアリングスピードの急減も少な
く良好である。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】このように、図３に示
される油圧回路は走行性能およびステアリング性能の点
で問題があり、また図２に示される油圧回路はそれらの
性能面では優れているものの、フロント・旋回系の２個
の主ポンプ11a ，11b 以外にも走行専用の２個のＨＳＴ
ポンプ11L ，11R を必要とし、全体的にコスト高となる
大きな欠点をもっている。

【０００９】本考案は、このような点に鑑みなされたも
ので、走行高速化を達成できるとともに良好なステアリ
ング性能を確保でき、かつ安価に構成できる建設機械の
油圧回路を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の考案
は、片傾転タイプの可変容量形ポンプと走行モータとに
より形成された２組の油圧伝動装置からなる一対の走行
閉回路と、前記各走行閉回路から切換弁を介して引出さ
れフロント作業系および旋回系アクチュエータの各操作
弁へ圧油を供給するフロント・旋回系開回路と、前記各
走行閉回路と前記各フロント・旋回系開回路とを選択す
るために各走行閉回路に設けられた４ポート切換弁およ
び各フロント・旋回系開回路の上流側に設けられた２ポ
ート切換弁と、前記各走行閉回路の通常低圧側にサクシ
ョンメークアップチェック弁を介して作動油を補給する
補油ポンプとにより構成された建設機械の油圧回路であ
る。

【００１１】請求項２に記載の考案は、請求項１の切換
弁が全開、流量調整および全閉の各切換位置を有する油
圧回路である。

【００１２】請求項３に記載の考案は、請求項１または
２の油圧回路において一対の走行閉回路の対応箇所が走
行直進弁を経て連通可能に設けられたものである。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の考案は、走行系を単独作動す
るときは、４ポート切換弁により走行閉回路を開通状態
とするとともに走行モータの前後進方向の切換をこの４
ポート切換弁により決定し、２ポート切換弁によりフロ
ント・旋回系開回路を閉止状態とすることで、通常の走
行閉回路を形成する。また、フロント・旋回系のみを作
動するときは、４ポート切換弁により走行閉回路を閉止
状態とするとともに２ポート切換弁によりフロント・旋
回系開回路を開通状態とすることで、走行閉回路の片傾
転ポンプからフロント・旋回系の各操作弁へ圧油を供給
する。この時に生ずる片傾転ポンプの通常低圧側での油
不足は、補油ポンプによりサクションメークアップチェ
ック弁を経て油を補給することで解消する。

【００１４】請求項２に記載の考案は、走行系とフロン
ト・旋回系とを連動する場合、切換弁を流量調整位置に
切換えて、各アクチュエータの負荷圧に見合った適当な
絞り開度とすることにより、走行系およびフロント・旋
回系の両方へ圧油を供給する。

【００１５】請求項３に記載の考案は、走行系とフロン
ト・旋回系との連動中に走行直進弁を全開とすることに
より、左右一対の走行モータへの圧油供給量のアンバラ
ンスが解消されて、前記連動中であっても走行直進性が
保たれる。

【００１６】

【実施例】以下、本考案を図１に示される一実施例を参
照して詳細に説明する。

【００１７】油圧ショベルの走行系油圧回路として、２
組の油圧伝動装置（ハイドロスタティックトランスミッ
ション、以下ＨＳＴという）により車両左右部の走行系
を駆動するための一対の走行閉回路21L ，21R を構成す
る。

【００１８】この各走行閉回路用ＨＳＴの可変容量形ポ
ンプ10L ，10R は、走行系だけでなくフロント・旋回系
のポンプとしても兼用する。但し、このＨＳＴポンプ10
L ，10R は、常時高圧Ｈ側ポートと、通常は低圧である
が走行ブレーキ時のみ高圧となる疑似高圧Ｌ側ポートを
持つ、中立より片傾転タイプとする。

【００１９】この２組の走行閉回路用ＨＳＴの可変容量
形モータを左走行モータ14L および右走行モータ14R と
する。この各走行モータ14L ，14R にはクロスラインリ
リーフバルブ22L ，22R が並列に設けられている。

【００２０】前記各走行閉回路21L ，21R の各ラインか
らフロント・旋回用ロードホールドチェック弁24L およ
び24R を介してフロント・旋回系開回路26L ，26R を引
出す。このフロント・旋回系開回路26L ，26R は、フロ
ント作業系アクチュエータ（油圧シリンダ）および旋回
系アクチュエータ（油圧モータ）の各操作弁群Ａ，Ｂへ
圧油を供給するオープン回路（タンクへの開放型）であ
る。

【００２１】また、前記各ＨＳＴポンプ10L ，10R のＨ
側吐出ラインにはそれぞれ走行用ロードホールドチェッ
ク弁27L ，27R が設置されている。

【００２２】前記走行閉回路21L ，21R のフロント・旋
回系回路引出部上およびフロント・旋回系開回路26L ，
26R の上流側には、走行閉回路21L ，21R とフロント・
旋回系開回路26L ，26R とを選択する４ポート切換弁30
L ，30R および２ポート切換弁33L ，33R がそれぞれ設
けられている。走行閉回路21L ，21R に設けられた４ポ
ート切換弁30L ，30R は、単なる絞り弁でなく走行モー
タ14L ，14R の前後進をも切換える４ウェイ方向切換弁
である。

【００２３】切換弁30L ，30R および切換弁33L ，33R
は、全開位置および全閉位置だけでなく走行系およびフ
ロント・旋回系の連動時には流量調整位置にて適度な絞
り開度の流量調整機能を有する。

【００２４】すなわち、前記切換弁30L ，30R は絞り付
き通路で表わされる流量調整位置に切換わった状態では
各ＨＳＴポンプ10L ，10R から対応する走行モータ14L
，14R への吐出ライン上にあって走行モータ14L ，14R
への供給油量およびモータ14L ，14R よりのリターン
油量を絞り制御する流量調整弁でもあり、また、前記切
換弁33L ，33R は絞り付き通路で表わされる流量調整位
置に切換わった状態ではフロント・旋回系操作弁群Ａ，
Ｂへの供給油量を調整する流量調整弁でもある。

【００２５】また、２個のＨＳＴポンプ10L ，10R をフ
ロント・旋回系へ使用する時は、同回路26L ，26R がオ
ープン型（戻り油がタンク29へ戻る開回路）のため、Ｈ
ＳＴポンプ10L ，10R のサクション油が不足しがちであ
る。これを防止するため、同ポンプ10L ，10R の通常低
圧Ｌ側にはサクションメークアップチェック弁34L ，34
R を介して補油ポンプとしての遠心ポンプ36が接続さ
れ、この遠心ポンプ36によりサクション油（タンク29よ
りの吸引油）が増圧された後、サクションメークアップ
チェック弁34L ，34R を経由して走行閉回路21L ，21R
にポンプサクション油として補給される。

【００２６】また、一対の走行閉回路21L ，21R の対応
箇所が走行直進弁37を経て連通可能に設けられている。
この走行直進弁37は、全開、流量調整および全閉の各切
換位置を有する４ポート３位置切換弁である。

【００２７】なお、一方のＨＳＴポンプ10L ，10R には
チャージ＆パイロットポンプ38が付設され、このポンプ
38より弁39を経て必要箇所にパイロット圧が供給され
る。

【００２８】次に、この図１に示された実施例の作用を
説明する。

【００２９】走行系を単独作動するときは、切換弁30
L ，30R を何れかのフルシフト全開位置に切換えて走行
閉回路21L ，21R を開通状態とするとともに、切換弁33
L ，33R を全閉位置に切換えてフロント・旋回系開回路
26L ，26R を閉止状態とすることで、通常の走行閉回路
用ＨＳＴシステムを形成する。したがって、前記［従来
の技術］の欄中の（Ｂ）で説明したメリットが生ずる。
但し、各ＨＳＴポンプ10L ，10R は中立より片傾転タイ
プのため走行の前後進切換は切換弁30L ，30Rの方向切
換機能による。

【００３０】また、フロント・旋回系のみを作動する
ときは、切換弁30L ，30R を中立の全閉位置に切換えて
走行閉回路21L ，21R を閉止状態とするとともに、切換
弁33L ，33R を全開位置に切換えてフロント・旋回系開
回路26L ，26R を開通状態とすることで、各ＨＳＴポン
プ10L ，10R がＨ側ポートに圧油供給する間、そのポン
プ吐出油をフロント・旋回用ロードホールドチェック弁
24L および24R より切換弁33L ，33R へ供給し、さらに
その圧油をフロント・旋回系の各操作弁群Ａ，Ｂへ供給
できる。

【００３１】この時に生ずる走行閉回路21L ，21R のサ
クションライン（Ｌ側）での油不足は、作動油タンク29
の油を遠心ポンプ36によりサクションメークアップチェ
ック弁34L ，34R を経てＨＳＴポンプ10L ，10R の通常
低圧Ｌ側へ強制的に送込むことにより解消する。

【００３２】走行系とフロント・旋回系とを連動する
場合は、切換弁30L ，33L および切換弁30R ，33R を流
量調整位置に切換えて、各アクチュエータの負荷圧に見
合った適当な絞り開度とすることにより、走行系および
フロント・旋回系の両方へ圧油を供給する。

【００３３】この走行系とフロント・旋回系との連動中
に走行直進弁37を全開とすることにより、左右の走行モ
ータ14L ，14R はパラレルに接続されることとなり、左
右走行モータの駆動する両クローラの自己修正機能（つ
まり、片側が走行抵抗大となると他方がこれをひきずっ
て遅くなり、結果として左右共均等なスピードとなる機
能）により、両走行モータ14L ，14R への圧油供給量の
アンバランスが解消されて、前記連動中であっても走行
直進性が保たれる。

【００３４】また、前記走行用ロードホールドチェック
弁27L ，27R が各ＨＳＴポンプ10L，10R のＨ側吐出ラ
インと切換弁30L ，30R との間に設置されているので、
突然の急坂登坂等で走行負荷圧が急上昇し、フロント・
旋回系の負荷が相対的に低くなった時でも、坂道をずり
落ちるような走行上の不具合は生じない。

【００３５】次に、図４は図１に示される本考案の油圧
回路と機能的に等価であるが次の点で構造の異なる油圧
回路を示す。前記走行閉回路21L ，21R のポンプ・モー
タ間には、各ラインにそれぞれ２ポート切換弁31L ，32
L および31R ，32R が設けられている。さらに、この油
圧回路のＨＳＴポンプ11L ，11R は両方向傾転タイプで
あり、サクション側が決まっていないので、いずれの傾
転方向においても遠心ポンプ36から走行閉回路21L ，21
R に油を補給し得るように、閉回路21L ，21Rの各ライ
ンに対しそれぞれサクションメークアップチェック弁34
L ，35L ，34R，35R が設けられている。なお、この図
４に示されるように前記フロント・旋回系開回路26L ，
26R は、ブーム用操作弁15a ，15b 、スティック用操作
弁16a ，16b 、バケット用操作弁17およびアタッチメン
ト用操作弁18を経てフロントリンケージ系の対応するア
クチュエータ（油圧シリンダ）へ、またスイング用操作
弁19を経て旋回アクチュエータ（油圧モータ）へ各々圧
油を供給する。

【００３６】この図４に示された油圧回路と図１に示さ
れた本考案の油圧回路とを比較すると、図１回路のＨＳ
Ｔポンプ10L ，10R は片傾転タイプでＨ側吐出ラインが
決まっているので、図４回路の二つの２ポート切換弁31
L ，32L を図１回路では一つの４ポート切換弁30L に，
また図４回路の二つの２ポート切換弁31R ，32R を図１
回路では一つの４ポート切換弁30R に集約して、この４
ポート切換弁30L ，30R により走行モータ14L ，14R に
供給される油圧を方向制御する。また、図４回路の各二
つのロードホールドチェック弁23L ，24L および23R ，
24R を、図１回路ではそれぞれ24L ，24R のみに節約で
きる。またポンプ10L ，10R は片傾転式で、両傾転式の
ものよりポンプの容量コントロール部分がコンパクトと
なり、低コストとなる。同様に、図１回路のＨＳＴポン
プ10L ，10R は片傾転タイプでＬ側サクションラインが
決まっているので、図４回路の４個のサクションメーク
アップチェック弁34L ，35L ，34R ，35R を図１回路で
は２個のサクションメークアップチェック弁34L ，34R
へ削減できる。

【００３７】

【考案の効果】請求項１に記載の考案によれば、走行系
を単独作動するときは切換弁により形成される通常の走
行閉回路用ＨＳＴシステムによって、走行高速化を達成
できるとともに良好なステアリング性能を確保でき、か
つ、走行閉回路用ＨＳＴポンプをフロント・旋回系開回
路でも兼用できるので、走行系と別個のフロント・旋回
系主ポンプ２個を必要とせず、建設機械用油圧回路を安
価に構成できる。さらに、ＨＳＴポンプを片傾転タイプ
とすることにより、両方向傾転タイプのものよりポンプ
構造が簡素化され、また走行閉回路の切換弁数およびサ
クションメークアップチェック弁数が少なくて済み、必
要な構成油機の数量を削減することができる。

【００３８】請求項２に記載の考案によれば、切換弁が
流量調整用の切換位置も有するので、この流量調整位置
での切換弁により各アクチュエータの負荷圧に見合った
適当な絞り開度を設定することによって、走行系とフロ
ント・旋回系とを連動することができる。

【００３９】請求項３に記載の考案によれば、一対の走
行閉回路の対応箇所が走行直進弁を経て連通可能である
から、走行系とフロント・旋回系との連動中であっても
この走行直進弁を介して左右の走行モータへの圧油供給
量をバランスさせて、走行直進性を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の建設機械の油圧回路の一実施例を示す
回路図である。

【図２】従来の建設機械用油圧回路の一例を示す回路図
である。

【図３】従来の建設機械用油圧回路の他の例を示す回路
図である。

【図４】本考案の油圧回路と機能的に等価であるが構造
の異なる油圧回路である。

【符号の説明】

10L ，10R 可変容量形ポンプ 14L ，14R 走行モータ 21L ，21R 走行閉回路 26L ，26R フロント・旋回系開回路 30L ，33L ，30R ，33R 切換弁 34L ，34R サクションメークアップチェック弁 36 補油ポンプとしての遠心ポンプ 37 走行直進弁 Ａ，Ｂ 操作弁群

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 片傾転タイプの可変容量形ポンプと走行
   モータとにより形成された２組の油圧伝動装置からなる
   一対の走行閉回路と、 前記各走行閉回路から切換弁を介して引出されフロント
   作業系および旋回系アクチュエータの各操作弁へ圧油を
   供給するフロント・旋回系開回路と、 前記各走行閉回路と前記各フロント・旋回系開回路とを
   選択するために各走行閉回路に設けられた４ポート切換
   弁および各フロント・旋回系開回路の上流側に設けられ
   た２ポート切換弁と、 前記各走行閉回路の通常低圧側にサクションメークアッ
   プチェック弁を介して作動油を補給する補油ポンプとを
   具備したことを特徴とする建設機械の油圧回路。
2. 【請求項２】 切換弁は、全開、流量調整および全閉の
   各切換位置を有することを特徴とする請求項１に記載の
   建設機械の油圧回路。
3. 【請求項３】 一対の走行閉回路の対応箇所が走行直進
   弁を経て連通可能に設けられたことを特徴とする請求項
   １または２に記載の建設機械の油圧回路。