JP2766365B2 - 油圧ショベルの油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧ショベルの油圧回路に関するものであ
る。

（従来技術） 一般に油圧ショベルは旋回体及び走行体の外に、ブー
ム、アーム及びバケットなどから成るアタッチメントを
備えており、これらはそれぞれ旋回モータ、左右走行モ
ータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリ
ンダなどの油圧アクチュエータによって駆動される。そ
してこれらの油圧アクチュエータは方向切換弁によりそ
れぞれ単独にあるいは複合して制御される。

従来最も一般的な油圧駆動方式はこれらの方向切換弁
を２つのグループに分け、各グループを別個の油圧ポン
プに接続すると共に、各グループ内では方向切換弁を油
圧ポンプに対して並列に接続していた。この従来型の油
圧回路の一例を第２図に示す。

第２図において1,2は油圧ポンプである。油圧ポンプ
１に対して左走行モータ３、旋回モータ５、アームシリ
ンダ６が第１のグループを形成している。又油圧ポンプ
２に対して右走行モータ４、ブームシリンダ７、バケッ
トシリンダ８が第２のグループを形成している。各アク
チュエータの作動を制御する方向制御弁として、ポンプ
１に対して左走行切換弁11、ブーム２速切換弁13、旋回
切換弁14、アーム切換弁15がそれぞれ並列に接続され、
又ポンプ２に対して右走行切換弁12、ブーム切換弁18、
バケット切換弁17、予備切換弁16がそれぞれ並列に接続
されている。

19は前記切換弁11の上流に設置した走行直進弁であ
り、ポンプ１の吐出油ラインの中立流路34上及びポンプ
２の吐出油ラインの並列流路37上最上流に設けている。
方向切換弁11乃至18はそれぞれ主切換弁の切換に連動し
て信号用油圧ラインを遮断する補助切換弁21乃至28を有
している。

次にパイロットポンプ31により発生したパイロット圧
油はオペレータのレバー操作により操作用パイロットバ
ルブ29,30等（図では走行のみを示す）を介して適宜前
記方向切換弁11乃至18の両端に導かれ、方向切換弁を切
換え、各アクチュエータを作動させる。

さらにこのパイロット圧油は信号用として用いられ
る。すなわち信号用油圧ライン32aは補助切換弁21を、
信号用油圧ライン32bは補助切換弁22を、信号用油圧ラ
イン32cは補助切換弁23,24,25,26,27及び28をこの順に
介してタンクへ連通している。信号用油圧ライン32dは
油圧ライン32cから分岐して前述走行直進弁のポートへ
導かれる。尚ここでパイロットポンプ31で発生する圧油
は、信号用油圧ライン32a,32b,32cがタンクへ連通して
いるにもかかわらず、絞り33により確保され前述パイロ
ットバルブ29,30等へ導かれ、操作を可能としている。

左走行切換弁11の入口ポートは、入口ポート38側への
み圧油を供給する逆止弁付絞り弁39を介して油圧ポンプ
１の並列流路35に接続されている。ブーム２速切換弁13
とブーム切換弁18の入口ポートは管路40で接続され、ブ
ーム上げ操作時の２ポンプ合流を可能にしている。

更に本回路はアーム切換弁15と旋回切換弁14を同時に
操作した場合の旋回加速力低下を防止する為の絞り41を
有している。油圧ポンプ１及び２はその中立流路34及び
36の最下流にポンプコントロール弁42及び43を介してタ
ンク44に連通し、また上流の各方向切換弁が中立状態す
なわち何も仕事をしていない時にはポンプ1,2の吐出量
を最少の位置に保持するレギュレータ45,46を有してい
る。ポンプ1,2,3はそれぞれその吐出圧力を設定するリ
リーフ弁47,48,49を回路中に有している。

上記の如き構成である油圧回路の特徴は走行と他のア
クチュエータを同時操作した場合の走行の直進性を確保
するものであり、その作動を説明すると次の通りであ
る。

（１）走行のみを操作した場合； 左走行切換弁11のみ、または右走行切換弁12のみ、あ
るいは左右切換弁を同時に操作した場合、信号用油圧ラ
イン32a及び32bは補助切換弁21及び22が断位置となるた
め遮断されるが、他のアクチュエータを操作していない
ため信号用油圧ライン32cはタンクに連通したままであ
る。従って信号用油圧ライン32dに圧油は発生せず走行
直進弁19は切換らない。これにより左走行モータ３はポ
ンプ１の流量を、右走行モータ４はポンプ２の流量をそ
れぞれ吸収し、独立に駆動される。

（２）走行以外のアクチュエータのみを操作した場合； 走行以外の切換弁13乃至18のいずれか１個以上の切換
弁を操作した場合、上記と同様に信号用油圧ライン32c
はいずれかの補助切換弁により遮断されるが、信用用油
圧ライン32a及び32bがタンクに連通しており、信号用油
圧ライン32dに圧油が発生せず、走行直進弁19は切換ら
ない。これにより走行以外のアクチュエータもポンプ１
及び２の流量をそのまま吸収する。

（３）走行を左右同時に操作中に他のアクチュエータを
操作した場合； 信号用油圧ライン32a,32bがそれぞれ左右走行切換弁1
1,12に連動した補助切換弁21,22により遮断され、かつ
信号用油圧ライン32cが他のアクチュエータの切換弁に
連動した補助切換弁により遮断されるので、信号用油圧
ライン32dに圧油が発生し走行直進弁19が位置19bに切換
る。これによりポンプ２の圧油が走行切換弁11,12を介
して左右の走行モータ3,4を並列に駆動し、ポンプ１が
他のアクチュエータを並列に駆動する。このことはすな
わち左右走行による直進中にブーム上げ、旋回などの他
の作動を行なっても、ポンプ１の圧油が左右走行モータ
に優先的に供給され、且つ並列供給による走行の直進性
を保証するものである。尚この場合ポンプ２にて２個の
モータを同時に駆動する為、走行のみを操作した場合の
走行速度の半分すなわち0.5速となる。

次に逆止弁付絞り弁39について説明すると、走行直進
中にひんぱんに他のアクチュエータをON−OFF的に操作
した場合、走行直進弁19の断続的切換えに伴って走行速
度が１速−0.5速とひんぱんに切換り本体動作にショッ
クを伴うこととなる。そこでこのチェック弁付絞り弁39
の開度を適当に設定することにより、例えばブーム上
げ、アーム上げなどの走行回路より駆動圧力が高い部分
を一部走行回路へ供給して走行速度の急変を防止し、ま
た走行中に旋回操作をした場合は、一般に旋回起動圧は
回転のリリーフ圧力まで上昇し、旋回加速中はそのほと
んどがリリーフ弁よりタンクへ捨てられることになる
が、この絞り弁39により一部を走行回路へ供給できるの
で走行速度の向上を図ることができる。

尚第１図では逆止弁付絞り弁39から左走行切換弁11に
のみ余剰油を供給しているが、ポンプ２が並列に走行モ
ータ3,4を駆動しているので、走行モータの同期性から
直進性は保たれる。

以上の様に第２図に示した従来回路は走行直進中に他
のアクチュエータを操作してもポンプ２からの圧油を優
先的に吸収するので走行直進性は保たれ、更に他のアク
チュエータを同時作動してもその余剰油の一部を走行回
路へ供給し、速度アップを向上させる効率的な油圧回路
を提供しているが、次の様な欠点を有している。

即ち、１）直進走行中にブーム下げ、アーム下げなど
の負荷の小さい操作を同時に行なった場合、走行直進弁
が切換り、ポンプ１はブーム下げ、アーム下げなどを駆
動するが、走行回路より低圧のため、絞り弁39より走行
側へ圧油を供給できない。この結果それまでポンプ1,2
と２個のポンプで走行していた本体が急にポンプ２のみ
で走行することになり急減速を起こしてしまう。これを
ひんぱんにくり返す作業では荷揺れ荷こぼれを起こし非
常に操縦しにくいものとなる。

２）また本回路では走行のみを操作した場合はいわゆる
１速となり、精密な作業を行なう為の微速走行を実現す
るには、別に設けたスロットルレバーによりエンジン回
転数を下げる必要があり操作が面倒である。

（発明が解決しようとする課題） 油圧ショベルはその汎用性によりあらゆる建設現場で
使用されているが、とりわけ走行については近年高速走
行による機動性改善が進み、現場移動、資材運搬等に威
力を発揮している。ところが資材運搬や生コン打ちなど
の走行しながらの作業には時として微速走行が要求さ
れ、また走行を含む複合操作時において他のアクチュエ
ータの作動の開始や停止時に走行スピードが変化するこ
とは荷揺れ、荷こぼれを誘発し、精密作業をする場合に
好ましくない。

本発明は油圧ショベルの走行作業において、通常速度
より低い微速走行を実現し、更に微速走行時に他のアク
チュエータを作動しても走行スピードが変化しない走行
独立の油圧回路を提供することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 第１のポンプに対して一方の走行切換弁及び走行以外
のアクチュエータを並列に接続し、又第２のポンプに対
して他方の走行切換弁及び走行以外のアクチュエータを
並列に接続し、前記一方の走行切換弁の直前の中立流路
上に、通常時は第１ポンプの中立流路と第２ポンプの並
列流路を構成する第１の位置と、切換時は第１のポンプ
の圧油を第２ポンプの走行以外のアクチュエータ切換弁
に並列に供給し、第２ポンプの圧油を一方の走行切換弁
に供給する流路を構成する第２の位置を有する走行直進
弁を配置した油圧回路において、前記第１ポンプの並列
流路と一方の走行方向切換弁の入口ポート間を通常時は
逆止弁付絞り弁で連通し、切換時には通路を閉塞する位
置を有する切換弁を設置し、また前記第１ポンプの並列
流路と中立流路の最下流部とを通常時は閉塞し、切換時
には連通する位置を有する切換弁を設置し、かつ左右の
走行を同時操作した場合に、前記２つの切換弁が同時に
切換わる様な信号用油圧ラインを構成した。

（実施例） 第１図に基いて説明する。ただし従来技術と同一構成
要素については第２図の公知回路と同一符号を付してそ
の説明は省く。

左走行切換弁11の入口ポート38とポンプ１の並列流路
35を、通常時は逆止弁付絞り弁50aで連通し、信号圧力
を受けた時は閉塞する位置50bを有する２位置切換弁50
を介して接続する。

ポンプ１の並列流路35の最下流と中立流路34の最下流
を通常時は閉塞し、信号圧力を受けた時は連通する２位
置切換弁51を介して接続する。

パイロット信号用油圧ライン32c中、ブーム２速補助
切換弁23の直前に電磁切換弁52を設置する。

切換弁50,51,52の各ポートを52cと51cを信号用油圧ラ
イン53で、52dと51dを信号用油圧ライン54で、更に52d
と50cを信号用油圧ライン55でそれぞれ連通する。

（作用） 第１図において電磁切換弁52が通常位置52aにあると
きは、パイロットポンプ31の吐出油は信号用油圧ライン
32cから32e、補助切換弁23乃至28を経てタンク44へ連通
しているため、信号用油圧ライン53,54,55に圧油は発生
せず、従って切換弁50,51は切換らず、従来回路と何ら
機能的に変らない。

次に電磁切換弁52を52b位置に切換えると、信号用油
圧ライン54,55はパイロットポンプに連通し、また信号
用油圧ライン32e,53は電磁切換弁52b内の絞り56を介し
てパイロットポンプに連通する。一方信号用油圧ライン
32a,32bは従来通り補助切換弁21,22を経てタンクへ通じ
ている。

さて電磁切換弁52を52bに切換えた状態で、オペレー
タが左右の走行切換弁11及び12を同時に切換えると、連
動した補助切換弁21,22が信号用油圧ライン32a及び32b
を閉塞し、電磁切換弁52b中の絞り56により信号用油圧
ライン32dに圧力が発生する。同時に走行直進弁19は19b
に切換り、更に電磁切換弁52bを介して信号通路54,55に
同じ圧力が発生し、切換弁50,51をそれぞれ50b,51bに切
換える。

これによりポンプ１は切換弁50が閉塞され切換弁51が
開くので、走行切換弁11への応援を断たれ、並列流路の
最下流からタンクへ戻ることとなり、ポンプ２で左右走
行切換弁11,12を並列に駆動するため、通常走行速度の
半分つまり0.5速走行を実現できる。

次に走行0.5速で直進中に走行以外のアクチュエータ
を操作した場合は、補助切換弁23乃至28の少なくとも１
個以上が信号用油圧ライン32eを遮断するため、信号用
油圧ライン53にも圧力が発生し、これは切換弁51の他方
のポート51cに作用する。切換弁51は両端ポートに同じ
圧力を受けるためつりあうが、バネ力により中立流路を
閉塞する位置51aに保持される。

つまり走行0.5速直進中に走行以外のアクチュエータ
を同時操作した場合、ポンプ２の圧油は左右走行モータ
3,4に並列に供給され、微速走行を実現すると共に、ポ
ンプ１の圧油は切換弁50,51がいずれも閉位置50b,51aに
保持されることにより、操作された走行以外のアクチュ
エータにのみ供給される。これにより走行と他のアクチ
ュエータの独立性が保証される。

（効果） 本発明の回路によれば、あらかじめ別途設けたスイッ
チ等により電磁切換弁52を52b位置に切換えることによ
り、左右走行のみを同時操作した場合に、ポンプ２の圧
油を走行モータ3,4で等分する為、従来回路の半分の走
行速度（0.5速）を実現できる。また該微速走行中に他
のアクチュエータを操作してもポンプ１は走行回路へ圧
油を供給し得ないので走行の独立性が保証される。

すなわち油圧ショベルで走行しながらアタッチメント
を操作して、例えばバケット内土砂の排土や生コン打ち
などを行なう時も走行速度に変化なく、なめらかな精密
作業が可能となる。もちろん電磁切換弁52を通常位置52
aに戻すと従来通り走行速度アップが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧回路。 第２図は公知油圧回路を示す。 図において； 1,2……油圧ポンプ、３……左走行モータ ４……右走行モータ、５……旋回モータ ６……アームシリンダ、７……ブームシリンダ ８……バケットシリンダ、11……左走行切換弁 12……右走行切換弁、13……ブーム２速切換弁 14……旋回切換弁、15……アーム切換弁 16……予備切換弁、17……バケット切換弁 18……ブーム切換弁、19……走行直進弁 21,22,23,24,25,26,27,28……補助切換弁 29,30……パイロットバルブ 31……パイロットポンプ 32a,32b,32c,32d,32e……信号用油圧ライン 33……絞り、34……中立流路 35……並列流路、36……中立流路 37……並列流路、38……入口ポート 39……絞り弁、40……管路 41……絞り 42,43……ポンプコントロール弁 44……タンク、45,46……レギュレータ 47,48,49……リリーフ弁、50……２位置切換弁 50a……絞り弁、50b……（閉塞する）位置 51……２位置切換弁、52……電磁切換弁 53,54,55……信号用油圧ライン 56……絞り

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のポンプに対して一方の走行切換弁及
   び走行以外のアクチュエータを並列に接続し、又第２の
   ポンプに対して他方の走行切換弁及び走行以外のアクチ
   ュエータを並列に接続し、前記一方の走行切換弁の直前
   の中立流路上に、通常時は第１ポンプの中立流路と第２
   ポンプの並列流路を構成する第１の位置と、切換時には
   第１のポンプの圧油を第２ポンプの走行以外のアクチュ
   エータ切換弁に並列に供給し、第２ポンプの圧油を一方
   の走行切換弁に供給する流路を構成する第２の位置を有
   する走行直進弁を配置した油圧回路において、前記第１
   ポンプの並列流路と一方の走行方向切換弁の入口ポート
   間を通常時は逆止弁付絞り弁で連通し、切換時には通路
   を閉塞する位置を有する切換弁を設置し、また前記第１
   ポンプの並列流路と中立流路の最下流部とを通常時は閉
   塞し、切換時には連通する位置を有する切換弁を設置
   し、かつ左右の走行を同時操作した場合に、前記２つの
   切換弁が同時に切換わる様な信号用油圧ラインを構成し
   たことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。