JP3606177B2

JP3606177B2 - 油圧ショベルの制御回路

Info

Publication number: JP3606177B2
Application number: JP2000223688A
Authority: JP
Inventors: 浩之塚本
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP2002038535A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロングアタッチメントと標準アタッチメントを交換して装着可能な油圧ショベルの油圧回路の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から油圧ショベルにロングアタッチメント（又は超ロングアタッチメント）を装着して高所作業を可能にしたものがある。ロングアタッチメントの使用時に標準仕様（通常仕様）のアタッチメントと同様な角速度でブームやアーム等を移動させると先端の速度が著しく大きくなり、作業が著しく困難になる場合がある。従って、ロングアタッチメント装着時はアームシリンダやブームシリンダの移動速度を小さくして作業を容易にする必要がある。一方、ロングアタッチメントを標準仕様のアタッチメントに取り換えて装着したときは、ロングアタッチメントの場合と同じ速度で操作すると、操作速度が緩慢になりすぎて作業がやりにくい。そこで、従来からアクチュエータの速度を切り換えて両方のアタッチメントに適した動作速度に制御する油圧回路が使用されている。
【０００３】
例えば、公開特許公報第平７−３１０３３７号に開示されている油圧回路は超ロングアタッチメント（又はロングアタッチメント）と通常使用のアッタチメントを切り換えて使用可能にしている。図４は超ロングアタッチメントの側面図を示し、図５は掘削用のバケットを有する通常使用のアタッチメントを示す。図６は油圧回路図を示す。図４に示すように、作業機械８は下部走行体９の上に上部旋回体１０が旋回自在に設けられ、アタッチメント１１が上部旋回体１０に装着されている。アタッチメント１１は超ロングアタッチメントで、第１ブーム１２，第２ブーム１８，第３ブーム１９、アーム２０，破砕機（作業工具装置）２１及びこれらを駆動制御するブームシリンダ２２〜２４、アームシリンダ２５から構成されている。通常使用のアタッチメント２８は、図５に示すように、ブーム１３，アーム３１，バケット３２及びこれらを駆動制御する油圧シリンダ２２，２５、２６から構成されている。
【０００４】
超ロングアタッチメント１１を装着した場合は、油圧シリンダ２２〜２５により、前後方向にゆっくり低速で屈折回動できるように油圧回路が構成されている。一方、アタッチメント２８を装着したときは通常の高速で屈折回動できるように、油圧回路を切り換える必要がある。図６に示す油圧回路では、アクチュエータを制御する切換弁を２つのグループＡ、Ｂに分け、各グループに第１ポンプ４２、第２ポンプ４３からの圧油を供給するようにし、また走行モータ用切換弁３３Ｌ、３３Ｒを各グループの最前列に設け、これと他アクチュエータ用切換弁を縦列に連結し、他アクチュエータ用切換弁はそれぞれ並列に連結している。また、上記グループ以外の他アクチュエータ用切換弁に対して２つのグループＡ、Ｂのいずれかの側から圧油をそれぞれ供給するように連結している。
【０００５】
超ロングアタッチメント１１から通常アタッチメント２８を装着する場合は、複数のブームシリンダ２２〜２４のうち、ブームシリンダ２３，２４を取外す。この場合、図６に示すように、一方のグループＡ内のアームシリンダ２５と他方のグループＢ内の第１ブームシリンダ２２に対し、合流を行わせる。このために、グループＡにおけるアームシリンダ２５の合流側油室であるロッド側油室６８とグループＢの圧油供給回路６９とをアーム合流用パイロット開閉弁４７を介して連通すると共に、アーム合流用パイロット開閉弁４７のパイロットポート７０とアーム用パイロット切換弁３５の合流作動側パイロットポート７１とをパイロット管路にて連通している。
【０００６】
また、グループＢ内における第１ブームシリンダ２２の合流室側であるボトム側油室７２とグループＡの圧油供給回路７３とをブーム合流用パイロット開閉弁４６を介して連通すると共に、そのブーム合流用パイロット開閉弁４６のパイロットポート７４と第１ブーム用パイロット切換弁３６の合流作動側パイロットポートとをパイロット管路にて連通し、上記両パイロット管路にそれぞれセレクタバルブ５１，５２を介設した構成にしている。
【０００７】
上記した油圧回路においては、パイロット管路の接続が複雑になるだけでなく、セレクタバルブを設けているので、アタッチメントを切り換える毎にセレクタバルブを切り換える必要があり、切換作業が複雑であるという課題があった。さらに、セレクタバルブが２個もあり、一方の切換を忘れるという可能性もあり、この場合には事故が起こりかねないという課題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述のような背景の下になされたもので、回路の接続も容易で、切換作業が簡単な操作で行える油圧ショベルの油圧回路を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を採用している。即ち、
請求項１記載の発明は、ロングアタッチメントと標準アタッチメントを交換して装着可能な油圧ショベルにおいて、ブームリモコン弁のブーム下げ側出力ポートとブーム用切換弁のパイロットポートとの接続油路、アームリモコン弁のアーム閉じ側出力ポートとアーム用切換弁のパイロットポートとの接続油路、並びにバケットリモコン弁のバケット閉じ側出力ポートとバケット用切換弁のパイロットポートとの接続油路にそれぞれ減圧弁又は切換弁を設けて、前記減圧弁又は切換弁を１つの信号又は１回の操作によりアタッチメント切換時の動作速度の切換を可能にしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記減圧弁又は切換弁を並列に接続して減圧弁ユニットを構成し、該ユニットの制御ポートにパイロット圧を作用させたときは減圧機能が生じないで、該制御ポートを油タンク圧にしたときに減圧機能が生じるように接続したことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施形態】
図１は実施形態の油圧回路の主要部構成を示す。
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。図１において、各アクチュエータの切換弁を２つのグループＡ，Ｂに分類し、油圧ポンプ１４，１５の出力側センタ油路に接続する。各アクチュエータを制御する切換弁の接続は従来技術と同様に接続してもよい。即ち、走行モータ用切換弁（図示省略）を各グループの最前列に設け、これと他アクチュエータ用切換弁をタンデムに連結し、他アクチュエータ用切換弁はそれぞれ並列に連結している。
【００１４】
図１では、第２ブーム用切換弁４４，旋回モータ用切換弁４５，第１アーム用切換弁４６をグループＡに分類し、油圧ポンプ１４に接続し、第１ブーム用切換弁４７，バケット用切換弁４８，第２アーム用切換弁４９をグループＢに分類し、油圧ポンプ１５に接続している。第１ブーム用切換弁４７の出力ポートはブームシリンダ５３のボトム側ポート５３ａ及びロッド側ポート５３ｂに各々接続され、第２ブーム用切換弁４４の出力ポートはブームシリンダ５３のボトム側ポート５３ａに合流するように接続し、ブームの上げ動作を補強している。第１アーム用切換弁４６及び第２アーム用切換弁４９の出力ポートは合流して、アーム用シリンダ５５のボトム側ポート５５ａ及びロッド側ポート５５ｂに接続されている。また、バケット用切換弁４８の出力ポートはバケットシリンダ５６のボトム側ポート５６ａ及びロッド側ポート５６ｂに接続されている。
【００１５】
第１ブーム用切換弁４７の下げ側パイロットポート４７ｂ、即ち、ロッド側ポート５３ｂに油圧ポンプ１５から圧油を供給、制御するパイロットポート４７ｂは減圧弁ユニット４の減圧弁４ｃ、油路３を介してブーム用リモコン弁５７の出力ポートに接続されている。なお、第１ブーム用切換弁４７の反対側パイロットポート及び第２ブーム用切換弁４４のパイロットポート（図示省略）はブーム用リモコン弁５７の出力ポートに図示省略の油路により直接（減圧弁ユニットを介さずに）接続されている。
【００１６】
同様に、第１アーム用切換弁４６の閉じ側パイロットポート、即ちパイロット圧を作用させたときにロッド側ポート５５ｂに油圧ポンプ１４から圧油を供給、制御するパイロットポート４６ｂは減圧弁ユニット４の減圧弁４ａ、油路１を介してアーム用リモコン弁５９の出力ポートに接続されている。なお、第１ブーム用切換弁の反対側パイロットポート及び第２ブーム用切換弁のパイロットポート（図示省略）はブーム用リモコン弁５９の出力ポートに図示省略の油路により直接接続されている。
【００１７】
また、バケット用切換弁４８の閉じ側パイロットポート４８ａ、即ちパイロット圧を作用させたときにボトム側ポート５６ａに油圧ポンプ１５から圧油を供給、制御するパイロットポート４８ａは減圧弁ユニット４の減圧弁４ｂ、油路２を介してバケット用リモコン弁５８の出力ポートに接続されている。リモコン弁１〜３の入力側ポートはパイロット油圧ポンプ６０及び油タンク（図示省略）に接続されている。
【００１８】
図２に減圧弁ユニット４を方向切換弁で構成した例を示す。図２において、３個の切換弁４ａ〜４ｃの入力側第１ポート（左側ポート）を減圧弁ユニット４の高圧側ポート６１ａ〜６３ａに接続し、入力側第２ポート（右側ポート）は油路６５により制御ポート６４に接続し、切換弁４ａ〜４ｃの右側パイロットポートをそれぞれ制御ポート６４に接続する。３個の切換弁４ａ〜４ｃの出力側ポートを減圧弁ユニット４の低圧側ポート６１ｂ〜６３ｂに接続し、同時に３個の切換弁４ａ〜４ｃの出力側ポートを各々の反対側（左側）パイロットポートに接続してフィードバックする。なお、切換弁４ａ〜４ｃの右側パイロットポートには調節可能なスプリング力が同時に印加されている。なお、制御ポート６４には減圧弁ユニット４の入力ポート６１ａ〜６３ａに作用するパイロット油圧と同じか又はより高いパイロット油圧を作用させる。
【００１９】
切換弁４ａ〜４ｃは同一の機能で動作するので、切換弁４ａについてのみ機能を説明する。減圧弁ユニット４の制御ポート６４にパイロット油圧を作用させると、入力ポート６１ａに作用する圧力に関わらず、スプリング力により切換弁４ａは常に状態ロを維持する。制御ポート６４を油タンク圧にすると入力ポート６１ａに作用する油圧が低いときはスプリング力により状態ロであるが、作用油圧が高くなるにつれて出力ポート６１ｂの油圧が左側パイロットポートに作用し、出力圧が減圧される。なお、本実施形態では減圧ユニットの入力ポート６１ａ〜６３ａと制御ポート６４は同じ油圧のパイロット圧油を作用させている。
【００２０】
図３は、減圧弁を用いて減圧ユニットを構成する例について説明する。減圧ユニットは、図３に示す減圧弁の３個を利用して構成される。図において、高圧側ポート６６は入力側ポート、例えばポート６１ａに接続され、低圧側ポート６７は出力側ポート、例えばポート６１ｂに接続される。また、ドレインポート７４は制御ポート６４に対して並列に接続される。以上のように接続すれば、上記した減圧ユニット４と同様な機能を有する減圧ユニットが得られる。
【００２１】
図３において、制御ポート６４に所定の値以上のパイロット圧Ｐ１を作用させると、制御ポート６４の油圧によりバネ力に抗してポペット弁が開き、Ｆ室にパイロット圧Ｐ１が作用し、スプールＳは常に下面に密着した状態となる。この状態では入力側ポート６１ａに作用したパイロット圧Ｐはそのまま出力側ポート６１ｂに現れる。これに反して、制御ポート６４に油タンク圧を作用させると、入力側ポート６１ａに作用したパイロット圧Ｐは、油路Ｅにより一部が負帰還されるために減圧されて出力側ポート６１ｂに現れる。従って、図２の減圧ユニットと同様に機能する。
【００２２】
上述したように、減圧ユニット４は制御ポート６４を作用圧を切り換えることにより、減圧動作と非減圧動作を切り換えることができる。この切換は図１に示すように電磁切換弁６５を使用してスイッチＳＷによって切り換えることも可能である。なお、電磁切換弁６５の２個の入力ポートにはパイロット油圧ポンプと油タンクが接続され、出力側ポートの１個は制御ポート６４に接続され、他の一方の出力ポートは閉鎖されている。なお、電磁切換弁の代わりに手動式の切換弁でもよいし、他の同様な手段を利用してもよい。
【００２３】
以上に説明した構成により、本実施形態は以下のように機能する。即ち、電磁切換弁等の切換手段を切り換えて制御ポートにパイロット圧を作用させておくことによって、減圧ユニットの入力圧はそのまま出力圧として現れるので、油圧ショベルを使用する場合の通常の油圧回路として作動する。また、制御ポートを油圧タンクの圧力にすると、減圧ユニットの入力圧は減圧された出力圧を出力する。従って、減圧ユニットを介在している切換弁のパイロット油路は通常の場合に比べて減圧されているので、アクチュエータはより緩い速度で作動する。このために、ロングアタッチメント使用時における先端の速度が遅くなり、細かい操作も容易になる。
【００２４】
なお、ロングアタッチメント使用時はアクチュエータを制御する方向切換弁の所定のパイロットポートに作用するパイロット圧が減圧されているため、当該切換弁のスプールがフルストローク移動せず、通常アタッチメント装着時の操作力に比べて小さくなる。ロングアタッチメント使用時に構造物の強度を考慮してオーバロードレリーフ弁のレリーフ圧を減圧しておくことが通常行われている。しかし、減圧ユニットの減圧比、即ち、スプールに作用しているバネ力を調節しておくことにより、オーバロードレリーフ弁のレリーフ圧を調整しなくても済み、ロングアタッチメント使用時にオーバロードレリーフ弁のレリーフ圧を減圧するという必要が無くなる。
【００２５】
以上、この発明の実施形態、実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、簡単な回路構成でロングアタッチメントと通常使用のアタッチメントとを交換可能にした油圧回路を構成でき、しかも交換時の切換作業が簡単になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における油圧回路の構成を示す。
【図２】減圧弁ユニットの構成例を示す。
【図３】減圧弁ユニットの他の構成例を示す。
【図４】従来装置のロングアタッチメントを示す。
【図５】従来装置の標準仕様のアタッチメントを示す。
【図６】従来装置の油圧回路を示す。
【符号の説明】
４減圧弁ユニット
４ａ、４ｂ、４ｃ切換弁
４４第２ブーム切換弁
４６第１アーム切換弁
４７第１ブーム切換弁
４８バケット切換弁
４９第２アーム切換弁
５３ブームシリンダ
５５アームシリンダ
５６バケットシリンダ
６１ａ、６２ａ、６３ａ高圧側ポート
６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ低圧側ポート
６４制御ポート

Claims

ロングアタッチメントと標準アタッチメントを交換して装着可能な油圧ショベルにおいて、ブームリモコン弁のブーム下げ側出力ポートとブーム用切換弁のパイロットポートとの接続油路、アームリモコン弁のアーム閉じ側出力ポートとアーム用切換弁のパイロットポートとの接続油路、並びにバケットリモコン弁のバケット閉じ側出力ポートとバケット用切換弁のパイロットポートとの接続油路にそれぞれ減圧弁又は切換弁を設けて、前記減圧弁又は切換弁を１つの信号又は１回の操作によりアタッチメント切換時の動作速度の切換を可能にしたことを特徴とする油圧ショベルの制御回路。
前記減圧弁又は切換弁を並列に接続して減圧弁ユニットを構成し、該ユニットの制御ポートにパイロット圧を作用させたときは減圧機能が生じないで、該制御ポートを油タンク圧にしたときに減圧機能が生じるように接続したことを特徴とする請求項１に記載の油圧ショベルの制御回路。