JP3606177B2 - 油圧ショベルの制御回路 - Google Patents
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Description
【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 (2)
- 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。
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