JPH05332320A

JPH05332320A - 油圧作業機の油圧回路および弁構造

Info

Publication number: JPH05332320A
Application number: JP14162392A
Authority: JP
Inventors: Genroku Sugiyama; 玄六杉山; Toichi Hirata; 東一平田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】複合動作時、アクチュエータに加わる負荷の
状況が変わっても、所定の駆動力を与えることができる
油圧作業機の油圧回路の提供。【構成】油圧源２と、圧油を旋回モータ５０へと導く
ための方向切換弁２１と、アームシリンダ４０へと導く
方向切換弁２３と、センタバイパス管路ｂおよびｒから
分岐した管路上に設けた逆止弁１１１、１２３、Ｆと、
方向切換弁２３の第１の入力ポート５１ｂに接続される
管路１２１と第２の入力ポート５２ｂに接続される分岐
管路１２２とを結ぶ管路１５１上に設けた可変絞りＧ１
とを備え、可変絞りＧ１の開口面積を調整することによ
りアームシリンダ４０に加わる負荷圧が変わっても、旋
回モータ５０に対し所定流量の圧油を供給することがで
きる。【効果】操作者の意図した通りのアクチュエ−タの動
作を実現でき、さらに、従来技術に比べ、作業効率を向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の油圧
作業機の油圧回路および弁構造に係り、特に、油圧作業
機に備えられる複数のアクチュエータを同時に操作する
際、各アクチュエータの負荷の大小によらず確実に複合
動作可能な油圧作業機の油圧回路および弁構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の油圧作業機の複合動作に関する
油圧回路の従来技術は、特公昭６２−２５８２７号公報
にみられる。この公知例とほぼ同等の従来技術について
図１３、図１４を用い説明する。

【０００３】図１３は、油圧ショベルのフロント部材を
形成するアームを駆動するアームシリンダ４０と、旋回
体を回転させる旋回モータ５０とを駆動するための油圧
回路を抜粋したものである。同図１３に示すように、こ
の従来技術による油圧回路は、油圧源２から供給される
圧油を旋回モータ５０へと導くための方向切換弁２１
と、アームシリンダ４０へと導く方向切換弁２３とを備
えている。方向切換弁２１、２３は、中立時センタバイ
パス管路ｂ、ｒとタンク１００とを連通するセンタバイ
パス通路１１０、１２０と、センタバイパス管路ｂおよ
びｒから分岐した管路上に設けた逆止弁１１１、１２
３、Ｆを介し圧油を取り込む第１の入力ポート５１ａ、
５１ｂ、第２の入力ポート５２ａ、５２ｂと、タンク１
００へ導くタンクポート５４ａ、５４ｂと、旋回モータ
５０およびアームシリンダ４０へと導く出力ポート５５
ａ、５５ｂ、５７ａ、５７ｂとを備えている。一方、油
圧源２に対し下流側に設置した方向切換弁２３の第１の
入力ポート５１ｂに接続される管路１２１と第２の入力
ポート５２ｂに接続される分岐管路１２２とを結ぶ管路
１５１上に固定絞りＧ０を設けている。

【０００４】また、図１４は上述した方向切換弁２３、
逆止弁１２３、Ｆ、および、固定絞りＧ０を一体化した
弁体の構造を示す。この弁体は、上述したセンタバイパ
ス管路ｒにつながるセンタバイパス通路１２０と、セン
タバイパス管路ｒから分岐し、一体化した逆止弁Ｆを介
し第２の入力ポートへとつながる分岐管路１２２と、セ
ンタバイパス管路ｂから分岐した管路ｚが接続され、一
体化した逆止弁１２３を介し、第１の入力ポートへと導
く管路１２１を設けている。さらに、逆止弁Ｆとプレー
ト部材１５０により一体化した固定絞りＧ０とをむすぶ
とともに、逆止弁１２３と第２の入力ポートとをむすぶ
油道１５１を設けている。なお、逆止弁１２３、Ｆには
それぞれチェック通路１５２、１５３が備えられてい
る。

【０００５】このように構成した従来技術による油圧回
路では、旋回モータ５０に圧油を供給するために方向切
換弁２１を操作すると、方向切換弁２１のセンタバイパ
ス入力ポート５３ａがブロックされるため、圧油は、逆
止弁１１１を介し第１の入力ポート５１ａ、または、第
２の入力ポート５２ａより出力ポート５５ａ、または、
５７ａに導かれ、管路ｍ、または、ｎによって旋回モー
タ５０へと供給される。また、旋回モータ５０から排出
される作動油は、タンクポート５４ａを介しタンク１０
０に戻される。

【０００６】この状態で、方向切換弁２３を２３ａ側に
操作すると、分岐管路ｚに流出した圧油が逆止弁１２
３、固定絞りＧ０を介し第２の入力ポート５２ｂに至
り、通路１２４ａおよび出力ポート５７ｂによって管路
ｆに導かれ、アームシリンダ４０のボトム側の油室に供
給される。また、アームシリンダ４０のロッド側の油室
から排出される作動油は、管路ｓを介し方向切換弁２３
のタンクポート５４ｂによってタンク１００に戻され
る。

【０００７】ところで、通常、油圧ショベルではアーム
の自重がロッドを押し出す方向に作用するため、圧油を
アームシリンダ４０のボトム側へ供給する操作（以下ア
ームクラウドと記す）を行う場合には、アームシリンダ
４０のボトム圧が低くなる。これに対し、旋回モータ５
０の起動時の圧力は高圧となるため、方向切換弁２１と
方向切換弁２３とを単純に直列に接続した場合には、負
荷の軽いアームシリンダ４０側にほとんどの圧油が流れ
てしまう。これに対し上記のように固定絞りＧ０を備え
ることにより、アームの負荷が小さくても、分岐管路ｚ
内の圧力は旋回モータ５０が回転するために必要な圧力
に保持される。

【０００８】逆に、方向切換弁２３を２３ｂ側に操作す
ると、センタバイパス入力ポート５３ｂ、および、第２
の入力ポート５２ｂがブロックされるため、分岐管路ｚ
に流出した圧油は、逆止弁１２３を介し第１の入力ポー
ト５１ｂに導かれ、通路１２４ｂ、出力ポート５５ｂ、
管路ｓを経てアームシリンダ４０のロッド側の油室に供
給される。一方、アームシリンダ４０のボトム側の油室
から排出された作動油は、管路ｆ、出力ポート５７ｂ、
タンクポート５４ｂを介し、タンク１００へと戻され
る。このように、アームシリンダ４０のロッド側の油室
に圧油を供給する場合には、固定絞りＧ０を通らないの
で回路の圧損が少ない。

【０００９】また、アーム単独操作の場合には、方向切
換弁２３を２３ａ、２３ｂのどちらに操作しても、管路
ｒ、および、分岐管路ｚからの圧油が、逆止弁１２３、
Ｆ、および、固定絞りＧ０を介して、第１の入力ポート
５１ｂ、または、第２の入力ポート５２ｂに供給され
る。その際、分岐管路ｚ内の圧力と、センタバイパス管
路ｒ内の圧力とはほぼ等しいため固定絞りＧ０を通過す
る流量は少なく、この固定絞りＧ０での圧損は少ない。

【００１０】したがって、上述した従来技術による油圧
回路では、旋回体とアームとを複合操作する際、アーム
クラウドの場合には、固定絞りＧ０により分岐管路ｚ内
の圧力は高圧に保持されるため、旋回モータ５０に圧油
を供給することができる。また、それ以外の場合には、
固定絞りＧ０を流れる作動油量が少ないため、この固定
絞りＧ０による圧損を少なくすることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術による油圧回路では、固定絞りＧ０の流量特性が固
定されているため、下記する不具合点があった。すなわ
ち、例えば、油圧ショベルの作業範囲を拡大するため
に、この油圧ショベルに標準的に備えられるアームに換
え、長さの長いアームに交換した場合、アームシリンダ
４０に加わる負荷が増大し、アームクラウド動作時の管
路ｆの供給圧が減少する。このため、標準的に備えられ
るアームに合わせ設定された固定絞りＧ０の流量特性で
は、旋回モータ５０とアームシリンダ４０との複合動作
において、アームクラウド操作を行った場合には、ほと
んどの圧油がアームシリンダ４０側へ流れ、旋回体の所
定の旋回力が得られなくなる。

【００１２】また、旋回力を向上させるために、上記固
定絞りＧ０の開口面積の小さなものを用いた場合には、
複合動作時のアーム速度が低下し、作業効率が悪化す
る。

【００１３】これらのことから、上述した従来技術のよ
うな固定絞りＧ０では、旋回、アームの複合動作時に、
各々の方向切換弁の操作量に応じた最適な流量特性を設
定することができなかった。

【００１４】本発明は上記従来技術の問題点に鑑がみて
なされたもので、その目的は、アクチュエータに加わる
負荷の状況が変わっても、アクチュエータに対し所定の
駆動力を与えることができる油圧作業機の油圧回路およ
び弁構造を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、油圧源と、この油圧源から供給される圧
油によって駆動する複数のアクチュエータと、これらの
アクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切
換弁とを有し、前記複数の方向切換弁のうち互いの位置
関係が前記油圧源に対し上流側となる第１の方向切換弁
と下流側となる第２の方向切換弁の少なくとも２つの方
向切換弁が、中立位置のとき前記油圧源に接続されるセ
ンタバイパス管路とタンクとを連通するセンタバイパス
通路と、前記センタバイパス管路の前記油圧源近傍から
分岐した第１の分岐管路に接続される第１の入力ポート
と、前記センタバイパス管路から分岐した第２の分岐管
路に接続される第２の入力ポートと、タンクに接続され
るタンクポートと、前記アクチュエータに接続される出
力ポートとを備え、前記第２の方向切換弁の前記第２
の分岐管路上に、前記センタバイパス管路からの流入だ
けを許容するように設けた逆止弁と、この逆止弁と前記
第２の入力ポートとの間から分岐され、前記第１の分岐
管路と前記第２の分岐管とを接続する管路上に設けた流
量制御手段とを備えた油圧作業機の油圧回路において、
前記流量制御手段は、流量特性を調整する調整手段を備
えたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明による油圧作業機の油圧回路は上記のよ
うに構成しているので、油圧源に対し上流側および下流
側に設けた第１、第２の方向切換弁が共に中立位置の場
合には、油圧源から供給される圧油は方向切換弁のセン
タバイパス通路を介し、タンクへと導かれる。

【００１７】また、油圧源に対し、上流側に設けた第１
の方向切換弁が中立位置であって、下流側に設けた第２
の方向切換弁が操作された場合、第２の方向切換弁に
は、油圧源近傍から分岐した第１の分岐管路により第１
の入力ポートに圧油が導かれるとともに、センタバイパ
ス管路から分岐した第２の分岐管路により逆止弁を介し
第２の入力ポートへと圧油が導かれる。その際、第１の
分岐管路と第２の分岐管路とをむすぶ管路上には流量制
御手段が設けられており、第１の入力ポート、および、
第２の入力ポートと出力ポートとの接続状態に応じてい
ずれか一方の入力ポートにほとんどの圧油が供給され
る。

【００１８】また、第１の方向切換弁、および、第２の
方向切換弁とが共に操作される状態にある場合、第１の
方向切換弁のセンタバイパス通路が遮断されるため、第
２の方向切換弁には第１の分岐管路からの圧油が第１の
入力ポート、および、第２の入力ポートに供給される。
その際、第１の入力ポートと出力ポートとが連通状態の
ときには、アクチュエータに加わる負荷の状態に応じた
流量が供給される。

【００１９】逆に、第２の入力ポートに供給される圧油
は流量制御手段を介し供給されており、第２の入力ポー
トと出力ポートとが連通状態であれば、この第２の方向
切換弁に接続されるアクチュエータの負荷の状態、およ
び、流量制御手段に備えた調整手段によって調整された
設定内容に応じて制御された流量がアクチュエータへと
供給される。

【００２０】したがって、本発明の油圧回路によれば、
流量制御手段に備えた調整手段によって複合動作時のア
クチュエ−タへの圧油の流れを調整することができるた
め、アクチュエータに加わる負荷の状況が変わっても、
各アクチュエータに対し所定の駆動力を与えることがで
きる。

【００２１】

【実施例】以下、図を用い本発明による実施例を説明す
る。

【００２２】図１、２は本発明の請求項１、８、１１に
係る第１の実施例の説明図で、図１はこの第１の実施例
による油圧回路図、図２は第１の実施例による油圧回路
の一部を１個の弁体に組み込んだ弁構造を示す図であ
る。なお、図１３、１４に示した従来技術による油圧回
路および弁構造と共通する部分については共通の符号を
付している。

【００２３】図１に示すように、この第１の実施例によ
る油圧回路は、油圧源２から供給される圧油を旋回モー
タ５０へと導くための第１の方向切換弁すなわち方向切
換弁２１と、アームシリンダ４０へと導く第２の方向切
換弁すなわち方向切換弁２３とを備えている。なお、油
圧源２に対し方向切換弁２１が上流側に、方向切換弁２
３が下流側となるように設置している。方向切換弁２
１、２３は、中立時センタバイパス管路ｂ、ｒとタンク
１００とを連通するセンタバイパス通路１１０、１２０
と、センタバイパス管路ｂ、ｒから分岐した管路上に設
けた逆止弁１１１、１２３、Ｆを介し圧油を取り込む第
１の入力ポート５１ａ、５１ｂ、第２の入力ポート５２
ａ、５２ｂと、タンク１００へ導くタンクポート５４
ａ、５４ｂと、旋回モータ５０およびアームシリンダ４
０へと導く出力ポート５５ａ、５５ｂ、５７ａ、５７ｂ
とを備えている。一方、方向切換弁２３の第１の入力ポ
ート５１ｂに接続される管路１２１と第２の入力ポート
５２ｂに接続される分岐管路１２２とを結ぶ管路１５１
上には、流量制御手段、例えば、可変絞りＧ１を設けて
いる。なお、センタバイパス管路ｂから分岐した管路ｚ
は第１の分岐管路を形成し、センタバイパス管路ｒから
分岐した管路１２２は第２の分岐管路を形成する。

【００２４】また、図２は上述した方向切換弁２３、逆
止弁１２３、Ｆ、および、可変絞りＧ１を一体化した弁
体の構造を示す。この弁体は、上述したセンタバイパス
管路ｒにつながるセンタバイパス通路１２０と、センタ
バイパス管路ｒから分岐し、一体化した第２の逆止弁で
ある逆止弁Ｆを介し第２の入力ポートへとつながる分岐
管路１２２と、分岐管路ｚからの圧油を一体化した第１
の逆止弁である逆止弁１２３を介し、第１の入力ポート
へと導く管路１２１とを設けている。さらに、逆止弁Ｆ
とプレート部材１５０により一体化した可変絞りＧ１と
をむすぶとともに、逆止弁１２３と第２の入力ポートと
をむすぶ油道１５１を設けている。また、可変絞りＧ１
は外部より開口面積を調整するためのニードル１６０、
および、調整後にニ−ドル１６０を固定するためのロッ
クナット１６１を備えている。なお、逆止弁１２３、Ｆ
にはそれぞれチェック通路１５２、１５３が備えられて
いる。

【００２５】このように構成した第１の実施例による油
圧回路および弁構造では、最初に、図示しないアーム、
および、このアームの掘削土量によるアームシリンダ４
０の負荷圧に応じて、ニードル１６０を操作し可変絞り
Ｇ１の開口面積を調整する。例えば、標準的なアームよ
り重いアームに交換した場合には、アームクラウド動作
を行うと管路ｆ内の圧力が、標準的なアームの場合に比
べさらに低下するため、ニードル１６０を下方へ移動さ
せ、可変絞りＧ１の開口面積を小さくするように調整す
る。これにより、分岐管路ｚ内の圧力は高圧に保たれ
る。

【００２６】以下にこの油圧回路による動作について説
明する。方向切換弁２１、および、方向切換弁２３を共
に中立位置とした場合には、センタバイパス管路ｂがセ
ンタバイパス通路１１０、１２０によってタンク１００
と連通するため、油圧源２から吐出される圧油はタンク
１００に戻される。

【００２７】また、旋回モータ５０に圧油を供給するた
めに方向切換弁２１を操作すると、方向切換弁２１のセ
ンタバイパス入力ポート５３ａがブロックされるため、
圧油は、逆止弁１１１を介し第１の入力ポート５１ａ、
または、第２の入力ポート５２ａより出力ポート５５
ａ、または、５７ａに導かれ、管路ｍ、または、ｎによ
って旋回モータ５０へと供給される。また、旋回モータ
５０から排出される作動油は、タンクポート５４ａを介
しタンク１００に戻される。

【００２８】この状態で、方向切換弁２３を２３ａ側に
操作すると、すなわち、アームクラウド動作を行うと、
第１の入力ポート５１ｂがブロックされるため、分岐管
路ｚに流出した圧油が逆止弁１２３、可変絞りＧ１を介
し第２の入力ポート５２ｂに至り、通路１２４ａおよび
出力ポート５７ｂによって管路ｆに導かれ、アームシリ
ンダ４０のボトム側の油室に供給される。また、アーム
シリンダ４０のロッド側の油室から排出される作動油
は、管路ｓを介し方向切換弁２３のタンクポート５４ｂ
によってタンク１００に戻される。その際、上述したよ
うに可変絞りＧ１の開口面積を調整しているため、旋回
モータ５０側へも所定量の圧油が供給され、所定の速度
で旋回する。

【００２９】一方、方向切換弁２３を２３ｂ側に操作す
ると、第２の入力ポート５２ｂがブロックされ、管路１
２１と管路ｓとが通路１２４ｂによって連通するため、
分岐管路ｚからの圧油は第１の入力ポート５１ｂを介
し、アームシリンダ４０のロッド側の油室に導かれる。
その際、アームシリンダ４０のロッド側の圧力は高圧と
なるため、流量制御を行わずとも、旋回モータ５０側に
も圧油が供給される。

【００３０】また、アーム単独操作の場合には、方向切
換弁２３を２３ａ、２３ｂのどちらに操作しても、管路
ｒ、および、分岐管路ｚからの圧油が、逆止弁１２３、
Ｆ、および、可変絞りＧ１を介して、第１の入力ポート
５１ｂ、または、第２の入力ポート５２ｂに供給され
る。その際、分岐管路ｚ内の圧力と、センタバイパス管
路ｒ内の圧力とはほぼ等しいため可変絞りＧ１を通過す
る流量は少なく、この可変絞りＧ１での圧損は少ない。

【００３１】したがって、この第１の実施例による油圧
回路および弁構造では、可変絞りＧ１の開口面積を、こ
の可変絞りＧ１に備えられるニードル１６０によって、
使用するアームに応じ調整することができるため、アー
ムシリンダ４０に加わる負荷の状況が変わっても、旋回
モータ５０に対し所定流量の圧油を供給することがで
き、これにより所定の旋回力を与えることができる。

【００３２】図３、４は本発明の請求項１、１０、１１
に係る第２の実施例の説明図で、図３はこの第２の実施
例の油圧回路図、図４は第２の実施例による油圧回路の
一部を１個の弁体に組み込んだ弁構造を示す図である。
なお、図１、２に示した第１の実施例による油圧回路お
よび弁構造と共通する部分については共通の符号を付し
ており、その説明は省略する。

【００３３】この第２の実施例は、上述した第１の実施
例において分岐管路ｚと分岐管路１２２とをむすぶ管路
１５１上に設けた可変絞りに換え、図３に示すように流
量制御手段として可変リリーフ弁Ｇ２を設けたものであ
る。これに伴い、リリーフ設定圧力を調整するために、
図４に示すようにばね１６４を備えたセットスクリュー
ニードル１６２を設けている。なお、図４において可変
リリーフ弁Ｇ２のリリーフ設定圧力の調整が終了した
後、ロックナット１６３によりセットスクリューニード
ル１６２の位値を固定するようにしている。

【００３４】このように構成した第２の実施例では、第
１の実施例同様に最初に、セットスクリューニードル１
６２を操作し可変リリーフ弁Ｇ２の設定圧を調整する。
例えば、セットスクリューニードル１６２を下方へ移動
させると、ばね１６４のばね力が大きくなり、可変リリ
ーフ弁Ｇ２の設定圧が高くなる。逆に、セットスクリュ
ーニードル１６２を上方に移動させると、ばね１６４の
ばね力が小さくなり、可変リリーフ弁Ｇ２の設定圧が低
くなる。

【００３５】図３に示すように、可変リリーフ弁Ｇ２
は、分岐管路ｚ内の圧力に応じて動作するため、例えば
可変リリーフ弁Ｇ２の設定圧を低くしておくと、管路１
２１と分岐管路１２２とは連通し易い状態となる。これ
により、旋回およびアームクラウドの複合動作時には、
アームシリンダ４０のボトム側の油室に圧油が供給され
易い状態となり、アームの動作速度が向上する。

【００３６】逆に、可変リリーフ弁Ｇ２の設定圧を高く
しておくと、管路１２１と分岐管路１２２とが連通しに
くい状態となるため、旋回モータ５０側の方に圧油が供
給され易く、旋回速度が向上する。

【００３７】したがって、この第２の実施例によれば、
可変リリーフ弁Ｇ２の設定圧を調整することにより、旋
回動作を優先させたり、あるいは、アームによる掘削作
業を優先させたりすることができる。すなわち、作業内
容に応じて複合動作時の各アクチュエータの駆動力を可
変に設定することができる。

【００３８】図５は、本発明の請求項１および９に係る
第３の実施例による油圧回路を示す図である。なお、図
１に示した第１の実施例による油圧回路と共通する部分
については共通の符号を付しており、その説明は省略す
る。

【００３９】この第３の実施例は、上述した第１の実施
例において分岐管路ｚと分岐管路１２２とをむすぶ管路
上に設けた可変絞りに代え、圧力補償機能を有する流量
制御弁Ｇ３、および、固定絞り１４１を設けたものであ
る。この流量制御弁Ｇ３は、固定絞り１４１の前後の圧
力差によって位置が切換わる。また、この流量制御弁Ｇ
３の流量特性は、ばね１４０のばね力を調節することに
より可変に設定することができる。

【００４０】このように構成した第３の実施例では、最
初に、流量制御弁Ｇ３のばね１４０のばね力を調整す
る。例えば、ばね１４０のばね力を強くすると、管路１
２１と分岐管路１２２とが連通し易い状態となり、逆に
弱く設定すると遮断され易い状態となる。

【００４１】このため、流量制御弁Ｇ３のばね１４０の
ばね力を強めに設定すると、旋回およびアームクラウド
の複合動作時には、アームシリンダ４０のボトム側の油
室に圧油が供給され易い状態となり、アームの動作速度
が向上する。

【００４２】逆に、ばね１４０のばね力を小さ目に設定
すると、管路１２１と分岐管路１２２とが遮断され易い
状態となるため、旋回モータ５０側の方に圧油が供給さ
れ易く、旋回速度が向上する。

【００４３】したがって、この第３の実施例によれば、
前述した第２の実施例同様、流量制御弁Ｇ３のばね１４
０のばね力を調整することにより、旋回動作を優先させ
たり、あるいは、アームによる掘削作業を優先させたり
することができる。すなわち、作業内容に応じて複合動
作時の各アクチュエータの駆動力を可変に設定すること
ができる。

【００４４】図６〜図８は、本発明の請求項１、２、
７、１１に係る第４の実施例の説明図で、図６はこの第
４の実施例による油圧回路図、図７は第４の実施例によ
る油圧回路の一部を１個の弁体に組み込んだ弁構造を示
す図、図８はこの第４の実施例に用いられる方向切換弁
のパイロット操作量と、可変絞りの開口面積との関係を
示す図である。なお、図１、２に示した第１の実施例に
よる油圧回路図および弁構造と共通する部分については
共通の符号を付しており、その説明は省略する。この第
４の実施例における方向切換弁２１は、パイロットバル
ブ３０３の操作に応じ、パイロットポンプ３０１、リリ
ーフ弁３０２で設定されるパイロット圧により位置が切
換わる。なお、パイロットバルブ３０３は、操作レバー
の操作量に応じてパイロット圧を調整する減圧弁３０３
Ａ、３０３Ｂを備えている。また、管路１２１と分岐管
路１２２とをむすぶ管路１５１上には、流量制御手段と
して可変絞り３００を設けている。この可変絞り３００
には、シャトル弁３０４、および、管路３０５を介し、
方向切換弁２１に供給されるパイロット圧が導かれ、こ
のパイロット圧に応じて開口面積が変化する。

【００４５】また、図７に示すように、プレート部材１
５０には、管路３０５につながるポートを設けると共
に、一端がばね３０７によって支持され、管路３０５に
よって導かれたパイロット圧に応じ動作するスプール３
０６を設置している。このスプール３０６の動作によ
り、管路１２１と分岐管路１２２とをむすぶ管路１５１
の開口面積が変化し、可変絞り３００が形成される。

【００４６】このように構成した第４の実施例では、旋
回モータ５０に供給される圧油の供給圧力が方向切換弁
２１の操作量に応じて上昇する。これに伴い、方向切換
弁２１に供給されるパイロット圧が高圧化するため、可
変絞り３００は図６に対し右方向に移動し、開口面積が
減ずる。この方向切換弁２１の操作量と可変絞り３００
の開口面積との関係は、図８に示すように右下がりの比
例関係となる。すなわち、旋回レバーの操作量（パイロ
ット操作量）を大きくすると可変絞り３００の開口面積
は小さくなる。このため、旋回動作時にアームクラウド
動作を行った場合にアームシリンダ４０に供給される圧
油の量は、旋回レバーの操作量に応じたものとなる。

【００４７】したがって、この第４の実施例によれば、
旋回レバーの操作量を大きくすると旋回モータ５０側に
圧油の供給が優先的に行われ、旋回体の加速性が良好と
なる。また、逆に、操作量を小さくするとアームシリン
ダ４０側に優先的に圧油の供給が行われ、アームの動作
速度が速くなる。すなわち、第２、第３の実施例同様
に、作業内容に応じて複合動作時の各アクチュエータの
駆動力を可変にすることができる。

【００４８】図９は、本発明の請求項１、２、３、４、
７、８に係る第５の実施例の説明図であり、この第５の
実施例の構成図を示す。なお、上述した第４の実施例と
共通する部分については同一符号を付しており、その説
明は省略する。

【００４９】この第５の実施例における油圧回路は、図
９に示すように、流量制御手段としての可変絞り３００
が、駆動手段としての電磁比例弁５２０により導かれる
圧油によって開口面積を変えるように構成されている。
それ以外は全て第４の実施例と同様の構成となってい
る。

【００５０】この第５の実施例は、分岐管路ｚにつなが
る管路１５１上に設けられた可変絞り３００と、複合動
作時アーム動作を優先するか、あるいは、旋回動作を優
先するかを指示する入力手段５００と、この入力手段５
００からの信号を入力し、この入力信号に基づき可変絞
り３００への供給圧力を演算し、この演算結果に応じた
駆動信号を出力する演算手段５１０と、この演算手段５
１０からの駆動信号に応じて動作する電磁比例弁５２０
とを備えている。

【００５１】演算手段５１０は、入力手段５００からの
信号を取り込む入力部５１０ａと、アーム動作と旋回動
作のいずれを優先するかによって可変絞り３００への供
給圧力を予め設定するデータ部５１０ｃと、入力部５１
０ａからの信号を入力し、さらに、データ部５１０ｃに
格納されているデータを読み込み電磁比例弁５２０への
出力信号を演算する演算部５１０ｂと、この演算部５１
０ｂからの信号を入力し電磁比例弁５２０への駆動信号
に変換、出力する出力部５１０ｄとからなる。前記した
第１〜第４の実施例で述べたように、旋回動作を優先す
る場合には、分岐管路ｚ内の圧力が高い値を保持するよ
うに可変絞り３００の開口面積を小さくすれば良く、逆
にアーム動作を優先する場合には、可変絞り３００の開
口面積を大きくなるようにすれば良い。このため、この
第５の実施例では、旋回動作を優先する場合に対応する
データとして、可変絞り３００の開口面積を小さくする
ために電磁比例弁５２０による供給圧力が高くなるよう
に、予めデータ部５１０ｃに高圧データが格納される。
逆に、アーム動作を優先する場合に対応するデータとし
て、可変絞り３００の開口面積を大きくするために電磁
比例弁５２０による供給圧力が低くなるように、予めデ
ータ５１０ｃに低圧データが格納される。演算部５１０
ｂでは、入力手段５００によって指示された信号に応じ
て、データ部５１０ｃに格納されている高圧データ、あ
るいは、低圧データの選択を行う。例えば、入力手段５
００によって、旋回動作優先が指示された場合には、デ
ータ部５１０ｃに格納される高圧データを選択、読み込
むようになっている。

【００５２】出力部５１０ｄでは、演算部５１０ｂから
の信号を入力すると、この入力信号に応じて電磁比例弁
５２０への駆動信号を演算出力する。例えば、演算部５
１０ｂより高圧データ（旋回動作優先）が出力されたと
き、可変絞り３００への供給圧力が高くなるように電磁
比例弁５２０の駆動コイルに対し高電流の駆動信号を出
力する。逆に、演算部５１０ｂより低圧データ（アーム
動作優先）が出力された場合には、低電流の駆動信号を
出力する。

【００５３】電磁比例弁５２０は、演算手段５１０から
の駆動信号を入力すると、この入力信号に応じて可変絞
り３００への圧油の供給、遮断を行い、可変絞り３００
の開口面積を制御する。

【００５４】したがって、この第５の実施例によれば、
入力手段５００によりアーム動作、または、旋回動作の
どちらを優先するかを指示すると、この指示に応じて分
岐管路ｚ内の圧力を高圧、あるいは、低圧に設定するこ
とができ、前述した第２〜第４の実施例同様、作業内容
に応じて複合動作時の各アクチュエータの駆動力を可変
にすることができる。

【００５５】図１０、図１１は、本発明の請求項１、
２、３、４、５、７、８に係る第６の実施例の説明図で
あり、図１０はこの第６の実施例の構成図、図１１はこ
の第６の実施例に備えられる旋回用の操作レバーの操作
量と可変絞り３００の開口面積との関係を示す図であ
る。なお、上述した第４、および第５の実施例と共通す
る部分については同一符号を付しており、その説明は省
略する。

【００５６】この第６の実施例では、図１０に示すよう
にシャトル弁３０４によって導かれる高圧側のパイロッ
ト圧を検出する圧力検出器６００が備えられる。また、
入力手段５００からの信号、および、圧力検出器６００
からの検出信号を入力し、この入力信号に基づき可変絞
り３００への供給圧力を演算し、この演算結果に応じた
駆動信号を電磁比例弁５２０へ出力する演算手段５１０
を備えている。

【００５７】演算手段５１０は、入力手段５００からの
信号、および、圧力検出器６００からの検出信号を取り
込む入力部５１０ａと、アーム動作優先時の旋回用操作
レバー操作量と可変絞り３００の開口面積との関係、お
よび、旋回動作優先時の旋回用操作レバー操作量と可変
絞り３００の開口面積との関係を予め設定するデータ部
５１０ｃと、入力部５１０ａからの信号を入力し、さら
に、データ部５１０ｃに格納されているデータを読み込
み電磁比例弁５２０への出力信号を演算する演算部５１
０ｂと、この演算部５１０ｂからの信号を入力し電磁比
例弁５２０への駆動信号に変換、出力する出力部５１０
ｄとからなる。

【００５８】前記した第４の実施例で述べたように、操
作レバーの操作量と方向切換弁に供給されるパイロット
圧とはほぼ比例関係となる。すなわち、圧力検出器６０
０によって検出されるパイロット圧は操作レバーの操作
量に対応するものとなる。このため、データ部５１０ｃ
には、図１１に示すようにアーム動作を優先する場合に
対応するデータとしては、旋回用操作レバーの操作量に
対し傾きが緩やかなデータが、旋回動作を優先する場合
に対応するデータとしては、旋回用操作レバーの操作量
に対し傾きが急峻なデータが設定される。

【００５９】この第６の実施例は上記のように構成され
るとともに、データ設定が行われるため、演算手段５１
０では、入力手段５００によってアーム動作優先、また
は、旋回動作優先のいずれかが指示されると、圧力検出
器６００からのパイロット圧を読み込とともに、データ
部５１０ｃに格納されているデータに応じ、可変絞り３
００への供給圧力を算出し、この算出結果に応じた駆動
信号を電磁比例弁５２０に対し出力する。

【００６０】電磁比例弁５２０は、演算手段５１０から
の駆動信号を入力すると、この入力信号に応じて可変絞
り３００への圧油の供給、遮断を行い、可変絞り３００
の開口面積を制御する。

【００６１】したがって、この第６の実施例によれば、
入力手段５００によりアーム動作、または、旋回動作の
どちらを優先するかを指示すると、分岐管路ｚ内の圧力
が、指示信号、および、旋回用操作レバーの操作量に応
じた圧力に設定されるため、前述した第２〜第５の実施
例同様、作業内容に応じて複合動作時の各アクチュエー
タの駆動力を可変にすることができる。

【００６２】上述した第１〜第６の実施例では、アーム
と旋回の複合動作についてのみ記したが、例えば旋回、
アームクラウドに加えブーム下げ動作の３動作を複合し
て行うと、やはり旋回モータへの圧油の供給が減少し、
旋回加速性が悪化する。このため、ブームの動作を検出
する、例えば、ブーム用方向切換弁のパイロット圧を検
出する圧力検出器を設け、図１２に示すように、旋回用
操作レバーの操作量に対する可変絞りの開口面積の関係
を、演算手段内のデータ部に記憶させ、圧力検出器およ
びデ−タ部に格納されるデ−タに基づき可変絞りへの供
給圧力を制御するようにしても良い。

【００６３】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、アクチ
ュエータに加わる負荷に応じて、各アクチュエータへの
圧油の供給量を容易に調整することができるため、アク
チュエータに加わる負荷の状況が変わっても、複合動作
時に各アクチュエータに対し所定の駆動力を与えること
ができ、操作者の意図した通りのアクチュエ−タの動作
を実現でき、さらに、従来に比べ作業効率を向上させる
ことができる。

【００６４】また、特に、請求項３〜１０にあっては、
複合動作における各アクチュエータの動作速度の優先順
を指示することができ、この指示に応じた速度で各アク
チュエータが動作するため、作業内容に応じて各アクチ
ュエータの駆動力を可変にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧作業機の油圧
回路図である。

【図２】本発明の第１の実施例による油圧作業機の弁構
造を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例による油圧作業機の油圧
回路図である。

【図４】本発明の第２の実施例による油圧作業機の弁構
造を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例による油圧作業機の油圧
回路図である。

【図６】本発明の第４の実施例による油圧作業機の油圧
回路図である。

【図７】本発明の第４の実施例による油圧作業機の弁構
造を示す図である。

【図８】本発明の第４の実施例におけるパイロット操作
量と可変絞りの開口面積との関係を示す図である。

【図９】本発明の第５の実施例の要部の構成を示す図で
ある。

【図１０】本発明の第６の実施例の要部の構成を示す図
である。

【図１１】本発明の第６の実施例における旋回用操作レ
バ−の操作量と可変絞りの開口面積との関係を示す図で
ある。

【図１２】本発明においてブームを操作した際の旋回用
操作レバーの操作量と可変絞りの開口面積との関係を示
す図である。

【図１３】従来技術による油圧作業機の油圧回路図であ
る。

【図１４】従来技術による油圧作業機の弁構造を示す図
である。

【符号の説明】２油圧源２１方向切換弁（第１の方向切換弁）２３方向切換弁（第２の方向切換弁）４０アームシリンダ（アクチュエータ）５０旋回モータ（アクチュエータ）５１ａ、５１ｂ第１の入力ポート５２ａ、５２ｂ第２の入力ポート５４ａ、５４ｂタンクポート５５ａ、５５ｂ、５７ａ、５７ｂ出力ポート１００タンク１１０、１２０センタバイパス通路１２２分岐管路（第２の分岐管路）１２３逆止弁（第１の逆止弁）１４０ばね（調整手段）１５１管路１６０ニードル（調整手段）１６２セットスクリューニードル（調整手段）１６４ばね（調整手段）３００可変絞り（流量制御手段）３０１パイロットポンプ３０３パイロットバルブ３０４シャトル弁３０５パイロット管路３０６スプール（調整手段）３０７ばね（調整手段）５００入力手段５１０演算手段５２０電磁比例弁（駆動手段）６００圧力検出器（検出手段）ｂ、ｒセンタバイパス管路Ｆ逆止弁（第２の逆止弁）Ｇ１可変絞り（流量制御手段）Ｇ２可変リリーフ弁Ｇ３流量制御弁（圧力補償機能を備えた流量制御弁）ｚ分岐管路（第１の分岐管路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧源と、この油圧源から供給される圧
油によって駆動する複数のアクチュエータと、これらの
アクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切
換弁とを有し、前記複数の方向切換弁のうち互いの位置関係が前記油圧
源に対し上流側となる第１の方向切換弁と下流側となる
第２の方向切換弁の少なくとも２つの方向切換弁が、中
立位置のとき前記油圧源に接続されるセンタバイパス管
路とタンクとを連通するセンタバイパス通路と、前記セ
ンタバイパス管路の前記油圧源近傍から分岐した第１の
分岐管路に接続される第１の入力ポートと、前記センタ
バイパス管路から分岐した第２の分岐管路に接続される
第２の入力ポートと、タンクに接続されるタンクポート
と、前記アクチュエータに接続される出力ポートとを備
え、前記第２の方向切換弁の前記第２の分岐管路上
に、前記センタバイパス管路からの流入だけを許容する
ように設けた逆止弁と、この逆止弁と前記第２の入力ポ
ートとの間から分岐され、前記第１の分岐管路と前記第
２の分岐管とを接続する管路上に設けた流量制御手段と
を備えた油圧作業機の油圧回路において、前記流量制御手段は、流量特性を調整する調整手段を備
えたことを特徴とする油圧作業機の油圧回路。
【請求項２】前記調整手段は、前記第１の方向切換弁
の動作に関連する状態量、および、前記第２の方向切換
弁の動作に関連する状態量の少なくともどちらか一方の
状態量により操作される手段であることを特徴とする請
求項１記載の油圧作業機の油圧回路。
【請求項３】前記流量制御手段の流量特性に基づき前
記調整手段を操作する操作力を算出し、この算出結果に
応じた信号を出力する演算手段と、この演算手段からの信号を入力し、この信号に応じた駆
動信号を前記調整手段へ出力する駆動手段とを備えたこ
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。
【請求項４】前記流量制御手段の流量特性を設定する
入力手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の油
圧作業機の油圧回路。
【請求項５】前記第１の方向切換弁の動作に関連する
状態量を検出する検出手段、および、前記第２の方向切
換弁の動作に関連する状態量を検出する検出手段の少な
くともどちらか一方の検出手段を備え、前記演算手段は、前記検出手段からの検出信号を入力
し、この検出信号と前記流量制御手段の流量特性に基づ
き前記調整手段を操作する操作力を算出し、この算出結
果に応じた信号を出力することを特徴とする請求項３ま
たは４に記載の油圧作業機の油圧回路。
【請求項６】前記複数のアクチュエータ、および、前
記複数の方向切換弁はそれぞれ３以上であって、前記第１の方向切換弁と前記第２の方向切換弁を除く、
他の方向切換弁の動作に関連する状態量を検出する検出
手段を備え、前記演算手段は、前記検出手段からの検出信号を入力
し、この検出信号と前記流量制御手段の流量特性に基づ
き前記調整手段を操作する操作力を算出し、この算出結
果に応じた信号を出力することを特徴とする請求項３ま
たは４に記載の油圧作業機の油圧回路。
【請求項７】前記状態量が方向切換弁を駆動するパイ
ロット圧であることを特徴とする請求項２、５、６のい
ずれかに記載の油圧作業機の油圧回路。
【請求項８】前記流量制御手段が可変絞りであること
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の油圧作業
機の油圧回路。
【請求項９】前記流量制御手段が圧力補償機能を備え
た流量制御弁であることを特徴とする請求項１〜７のい
ずれかに記載の油圧作業機の油圧回路。
【請求項１０】前記流量制御手段が可変リリーフ弁で
あることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の
油圧作業機の油圧回路。
【請求項１１】中立位置のとき油圧源に接続するセン
タバイパス管路とタンクとを連通するセンタバイパス入
力ポート、および、センタバイパス出力ポートと、前記
センタバイパス管路の前記油圧源近傍から分岐した第１
の分岐管路からの圧油が供給される供給口と、この供給
口を介し供給された圧油が導かれる第１の入力ポート
と、前記供給口と前記第１の入力ポートとを結ぶ油道上
に設けた第１の逆止弁と、前記油圧源より前記センタバ
イパス管路に圧油が供給されたとき前記センタバイパス
入力ポートを介し圧油が供給される第２の入力ポート
と、この第２の入力ポートと前記センタバイパス入力ポ
ートとを結ぶ油道上に設けた第２の逆止弁と、この第２
の逆止弁と前記第１の逆止弁とを結ぶ油道と、この油道
上に設けた流量制御手段と、前記各入力ポートに導かれ
た圧油をタンクへと導くタンクポートと、アクチュエー
タへと導く出力ポートと、前記各入力ポートと前記各出
力ポートとの接続関係を切り換えるスプールとを備えた
油圧作業機の弁構造において、前記流量制御手段の流量特性を調整することができる調
整手段を備えたことを特徴とする油圧作業機の弁構造。