JPH058323Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、油圧シヨベルにおいて、アームの作
動速度を制御するための制御回路に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、油圧シリンダの制御回路として、油圧シ
リンダのロツド側とヘツド側の各油室に接続され
た二つの管路のうち、負荷を下げるときに油圧シ
リンダからタンクへの排出側となる管路たとえば
ロツド側油室に接続した管路に、油圧シリンダ側
への油の流入（順流）のみを許容しその逆流を阻
止するチエツク弁と、絞りとをパラレルに接続し
た所謂スローリターンチエツク弁を設けたものが
知られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来の回路によれば、方向制御弁を切換
え、油圧ポンプの吐出油を油圧シリンダのヘツド
側油室に供給して負荷を下げるときに、油圧シリ
ンダのロツド側油室から排出される作動油の排出
流量を前記絞りによつて制限し、負荷の自重によ
る影響を少なくして負荷を下げる方向の作動速度
を安定させることができる。しかし、ロツド側油
室から流出する作動油が常に絞りによつて絞られ
るため、負荷を下げる方向の作動速度がほぼ一定
であり、たとえ方向制御弁のスプール開度を調節
したとしてもその作動速度を大幅に変更すること
は困難である。

ところで、油圧シヨベルでは、整地作業時にア
ーム用油圧シリンダの作動速度とくにアーム引き
の作動速度を遅くした低速域で作業し、その低速
域で微妙な速度制御ができるようにすることが要
求され、河川等の掘削ではアーム用油圧シリンダ
の作動速度を速くした高速域で作業し、アームの
作動サイクルタイムをできるだけ短縮することが
要求される。しかし、上記従来のスローリターン
チエツク弁を用いたものでは、アーム引きの作動
速度が一定で、アーム引きの作動速度を任意にか
つ大幅に変更することは困難であるため、上記の
ような整地作業と河川での掘削作業その他の各作
業をいずれも満足させるということは困難であつ
た。

なお、上記絞りを可変絞りとし、その絞り開度
を調節できるようにしたものが公知である。しか
し、可変絞りによる調節だけでは、上記作動速度
を高速域と低速域のように大幅に変更することは
困難である。

本考案は、このような点に鑑み、簡単な回路構
成で、アーム用油圧シリンダの作動速度を大幅に
変更でき、油圧シヨベルによる作業時に、低速域
での微妙な速度制御が要求される整地作業と、高
速域での速度制御が要求される河川での掘削作業
その他の各種作業を、その作業内容に応じた最適
な状態でいずれも効率よく遂行できる油圧シヨベ
ルにおけるアームの作動速度制御回路を提供する
ものである。

〔課題解決のための手段〕

本考案は、車体の前部にブーム、アーム、バケ
ツトの作業装置をそれぞれ油圧シリンダにより回
動自在に設けた油圧シヨベルにおいて、油圧ポン
プとアーム用油圧シリンダとの間に、油圧ポンプ
からアーム用油圧シリンダへの圧油の流れの方向
および流量を制御してアームの回動を制御する中
立ブロツク式の三位置切換弁からなるアーム用方
向制御弁を設け、このアーム用方向制御弁とアー
ム用油圧シリンダとを接続する２本の圧油給排管
路のうち、アームを引き方向に回動させるときに
アーム用油圧シリンダからの油の排出側となる管
路の中間に、ロジツク弁を接続してなるもので、
そのロジツク弁は、第１通路と第２通路を備えた
弁本体と、弁本体内で第１通路と第２通路の交差
部に摺動自在に挿入されたポペツトと、ポペツト
先端を第１通路側に設けた弁シートに圧接する閉
弁方向に付勢するばねとを備え、上記ロジツク弁
の第１通路を上記アーム用方向制御弁側の管路
に、第２通路をアーム用油圧シリンダ側の管路に
それぞれ接続し、かつ、ロジツク弁の第２通路か
ら取り出したパイロツト通路とポペツト背面のば
ね室から取り出したパイロツト通路との間に電磁
切換弁を設け、この電磁切換弁は、第２通路の圧
力を上記ばね室に導いて上記ポペツトを閉弁方向
に付勢することによつて第１通路から第２通路へ
の油の順流を許容しその逆流を阻止する第１制御
位置と、上記ばね室をタンクに連通させて上記順
流と逆流のいずれをも許容する第２制御位置とに
切換自在に構成し、さらに、上記ロジツク弁の弁
本体に、第１通路と第２通路とを常時連通させる
バイパス通路を設け、このバイパス通路に絞りを
設けてなることを特徴とするものである。

〔作用〕

上記の構成によれば、電磁切換弁を第１制御位
置に保持すれば、アーム用油圧シリンダからの排
出油がロジツク弁を逆流することなく、バイパス
通路の絞りを経てアーム用方向制御弁側に流出す
ることになり、上記排出流量が絞りにより絞ら
れ、低速域でのアーム作業が精度よく行われる。
また、電磁切換弁を第２制御位置に切換えると、
アーム用油圧シリンダからの排出油がロジツク弁
をスムーズに逆流し、バイパス通路の絞り作用を
受けずにアーム用方向制御弁側に流出することに
なり、高速域での作業が効率よく行われる。すな
わち切換弁の切換えにより低速域での作業と高速
域での作業のように作業速度を大幅に変更でき、
低速域での微妙な速度制御が要求される整地作業
と、高速域での速度制御が要求される河川での掘
削作業その他の各種作業を、その作業内容に応じ
た最適な状態でいずれも効率よく遂行できる。

〔実施例〕

第１図は本考案の制御回路に用いられるロジツ
ク弁の実施例を示すもので、図において、１はロ
ジツク弁で、その弁本体２の入口側に設けた第１
通路３と出口側に設けた第２通路４との交差部
に、スリーブ５を介してポペツト６を摺動自在に
配置するとともに、ポペツト６の先端を第１通路
３側に設けた弁シート７に対して圧接するように
ばね８によつて付勢している。

上記ロジツク弁１において、この実施例では、
とくに第１通路３と第２通路４との間に両通路を
常時連通させるバイパス通路９を設け、このバイ
パス通路９に絞り穴１０を有する弁体１１を取替
自在に装着し、かつ、前記ポペツト６の背面のば
ね室に連通させたパイロツトポート１２と、第２
通路４に連通させたパイロツトポート１３との間
に、パイロツト管路１４，１５を介して電磁切換
弁１６を接続している。

電磁切換弁１６は、運転室等に設けたスイツチ
操作によつて、第２通路４の圧力をポペツト６の
背面に導く第１制御位置１６ａと、ポペツト６の
背面をタンク１７に連通させる第２制御位置１６
ｂとに切換自在に設けている。１８はプラグであ
る。なお、この電磁切換弁１６は、運転室等に設
けたスイツチ操作によつて切換えられるものであ
り、また、上記パイロツト管路１４，１５間に設
けられるものであるので、小型、小容量のものを
使用できる。

上記の構成によれば、電磁切換弁１６の切換え
により次のような制御を行うことができる。

Ａ 電磁切換弁１６が第１制御位置１６ａにある
ときは、 第１通路３から第２通路４への流れ（順
流）は自由に許容するが、 第２通路４から第１通路３への流れ（逆
流）に対しては、第２通路４からのパイロツ
ト圧によつてポペツト６を閉鎖した状態で、
絞り穴１０のみを通過して、その逆流の流量
を絞る。

Ｂ 電磁切換弁１６を第２制御位置１６ｂに切換
えると、 第１通路３から第２通路４への流れ（順
流）を自由に許容するとともに、 ポペツト６の背面をタンク１７に連通さ
せ、第２通路４から第１通路３への流れ（逆
流）をも自由に許容する。

すなわち、順流に対しては、電磁切換弁１６が
いずれの位置にあつても、自由に許容するが、逆
流に対しては、切換弁１６が第１制御位置１６ａ
のときに絞り穴１０によつてその通過流量を絞る
ように制御し、第２制御位置１６ｂのときに逆流
を自由に許容することになる。すなわち逆流に対
して２通りの制御が可能となる。この場合、弁体
１１を取換えて絞り穴１０の開口面積を変更する
ことにより逆流時の絞り量を任意に設定できる。

また、第２図のようにバイパス通路９に、軸方
向に対して傾斜した傾斜面からなる可変絞り部１
０′を備えた弁体１１′を軸方向に位置調節自在に
取付け、可変絞り部１０′の開口面積を外部から
調節できるようにすれば、前記切換弁１６が第１
制御位置１６ａのときの逆流に対する絞り量を容
易にかつ任意に変更でき、その制御範囲を拡大し
て利用価値を一層高めることができる。なお、可
変絞り部１０′の形状は傾斜面に限らず、傾斜溝
でもよく、また、弁体１１′の軸方向の位置調節
あるいは回動によつて絞り効果を調節できるよう
にしてもよい。

次に、上記の回路を油圧シヨベルのアーム回路
に用いた場合の具体例について説明する。

第４図は油圧シヨベルの一例を示すものであ
り、この油圧シヨベルは、走行体２０と、旋回体
２１と、ブーム用油圧シリンダ２２によつて俯仰
されるブーム２３と、アーム用油圧シリンダ２４
によつて回動されるアーム２５と、バケツト用油
圧シリンダ２６によつて回動されるバケツト２７
とを具備している。

第３図は第４図に示す油圧シヨベルのアーム用
油圧シリンダ２４の制御回路に第１図に示した制
御回路を組み込んだものである。すなわち、この
制御回路は、油圧ポンプ２８の吐出油をアーム用
方向制御弁２９の切換えによつてアーム用油圧シ
リンダ２４のロツド側油室２４ａとヘツド側油室
２４ｂに切換自在に供給できるようにし、かつ、
前記各油室２４ａ，２４ｂに接続された管路３
０，３１のうち、アーム引き作動時にシリンダか
らの排出側となる管路３０に、第１図に示す制御
回路を設けている。この場合、ロジツク弁１の第
１通路３を方向制御弁２９側に接続し、第２通路
４を油圧シリンダ２４側に接続する。

上記の制御回路によれば、たとえば整地作業の
ように低速域でアーム引き作業を行いたいとき
は、電磁切換弁１６を図示の第１制御位置１６ａ
に保持しておく。

この状態で、アーム用方向制御弁２９を図面下
位置に切換えると、油圧ポンプ２８の吐出油が油
圧シリンダ２４のヘツド側油室２４ｂに導かれ、
油圧シリンダ２４が伸ばされて第４図に示すアー
ム２５が時計方向に回動され、アーム引き作業が
行われる。このとき、油圧シリンダ２４のロツド
側油室２４ａから排出される油の圧力によつてロ
ジツク弁１のポペツト６が閉鎖され、該ロツド側
油室２４ａから排出される油がバイパス通路９の
絞り穴１０のみを通過するだけとなり、その排出
流量が絞られる。このため、前記油圧シリンダ２
４の伸長速度の最高速度が遅くなるように制御さ
れ、整地作業に適した低速域でのアーム引き作業
が円滑に行われる。

次に、河川での掘削作業のように高速域でアー
ム引き作業を行いたいときは、前記切換弁１６を
第２制御位置１６ｂに切換える。

この状態で、アーム用方向制御弁２９を図面下
位置に切換えると、前記と同様に油圧ポンプ２８
の吐出油が前記油圧シリンダ２４のヘツド側油室
２４ｂに導かれ、油圧シリンダ２４が伸ばされて
アーム引き作業が行われるが、このとき、前記ポ
ペツト６の背面のばね室がタンク１７に連通され
ているので、前記油圧シリンダ２４のロツド側油
室２４ａから排出される油は、バイパス通路９の
絞り穴１０のほか、ロジツク弁１の第２通路４か
らポペツト６を開きながら第１通路３に流出す
る。従つて、前記整地作業の場合に比べてロツド
側油室２４ａからの排出油に対する絞り効果は小
さく、排出流量は多くなり、油圧シリンダ２４の
伸長速度すなわちアーム引きの作動速度の上限値
が高くなる。そして、高速域での作業が可能とな
り、作業のサイクルタイムを速くできる。

なお、上記各作業において、アーム用方向制御
弁２９のレバー操作によりスプール開度を調節
し、アーム用油圧シリンダ２４のヘツド側油室２
４ｂに供給する油量およびロツド側油室２４ａか
らタンクへの排出流量を調節することにより、ア
ーム用油圧シリンダ２４の伸長速度すなわちアー
ム引きの作動速度を、前記絞り穴１０またはポペ
ツト６の開口面積によつて決められた上限値以内
で任意に制御できる。とくに、整地作業のように
低速域での作業時にはアーム用方向制御弁２９の
レバー操作による細かい制御が可能となる。

このように電磁切換弁１６を切換えるだけで、
整地作業のように微妙な制御が要求される低速域
での作業と、河川での掘削作業のようにサイクル
タイムを速くすることが要求される高速域での作
業、その他各種の作業をその作業内容に応じた速
度で、それぞれ効率よく行うことができる。

なお、上記アーム回路に対し、第２図に示すよ
うにロジツク弁１に可変絞り付バイパス通路９を
設けたものを組込めば、上記整地作業と、河川で
の掘削作業以外の作業において、可変絞り１０′
の絞り量を調節することにより、アーム引きの作
業速度の上限値を任意にかつ無段階に設定でき、
その作業に応じた最適な速度域で作業できる。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、電磁切換弁を
切換えるだけで、逆流方向の流量の最大値を、予
め任意に設定したバイパス通路の絞り効果を発揮
する状態と、発揮しない状態との２種類に任意に
選択でき、アーム用油圧シリンダによるアーム引
き方向の作動速度を低速域と高速域とに大幅に変
更することができる。

そして、油圧シヨベルにおける整地作業のよう
に低速域での作業時には上記絞り効果を発揮させ
て微妙な速度制御を行いながら円滑に作業でき、
また、河川での掘削作業のように高速域での作業
時には上記絞り効果を発揮させずにその作業速度
を速くして作業能率を大幅に向上できる。しか
も、上記各作業において、上記逆流方向の流量の
最大値の範囲内で、方向制御弁による流量制御に
よつてアーム用油圧シリンダからタンクへの排出
流量の調節も容易に行うことができ、低速域から
高速域までの各作業を、それぞれの作業内容に応
じた最適な状態で、いずれも効率よく行うことが
できる。

さらに、市販のロジツク弁に絞り付のバイパス
通路を設け、電磁切換弁を付加するだけの簡単な
回路で、上記の制御が可能であり、また、電磁切
換弁はメインの管路ではなく、パイロツト管路に
設けるので小型、小容量のものでよく、頗る簡単
にかつ安価に実施でき、制御性ならびに実用性に
秀れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すロジツク弁の断
面図と切換弁を組合せた要部の回路説明図、第２
図は別の実施例を示す第１図相当図、第３図は本
考案の実施例を示す油圧回路図、第４図は油圧シ
ヨベルの一例を示す側面図である。 １……ロジツク弁、２……弁本体、３……第１
通路、４……第２通路、６……ポペツト、８……
ばね、９……バイパス通路、１０……絞り穴、１
０′……可変絞り部、１１，１１′……弁体、１
２，１３……パイロツトポート、１６……切換
弁、１６ａ……第１制御位置、１６ｂ……第２制
御位置、１７……タンク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車体の前部にブーム、アーム、バケツトの作業
   装置をそれぞれ油圧シリンダにより回動自在に設
   けた油圧シヨベルにおいて、油圧ポンプとアーム
   用油圧シリンダとの間に、油圧ポンプからアーム
   用油圧シリンダへの圧油の流れの方向および流量
   を制御してアームの回動を制御する中立ブロツク
   式の三位置切換弁からなるアーム用方向制御弁を
   設け、このアーム用方向制御弁とアーム用油圧シ
   リンダとを接続する２本の圧油給排管路のうち、
   アームを引き方向に回動させるときにアーム用油
   圧シリンダからの油の排出側となる管路の中間
   に、ロジツク弁を接続してなるもので、そのロジ
   ツク弁は、第１通路と第２通路を備えた弁本体
   と、弁本体内で第１通路と第２通路の交差部に摺
   動自在に挿入されたポペツトと、ポペツト先端を
   第１通路側に設けた弁シートに圧接する閉弁方向
   に付勢するばねとを備え、上記ロジツク弁の第１
   通路を上記アーム用方向制御弁側の管路に、第２
   通路をアーム用油圧シリンダ側の管路にそれぞれ
   接続し、かつ、ロジツク弁の第２通路から取り出
   したパイロツト通路とポペツト背面のばね室から
   取り出したパイロツト通路との間に電磁切換弁を
   設け、この電磁切換弁は、第２通路の圧力を上記
   ばね室に導いて上記ポペツトを閉弁方向に付勢す
   ることによつて第１通路から第２通路への油の順
   流を許容しその逆流を阻止する第１制御位置と、
   上記ばね室をタンクに連通させて上記順流と逆流
   のいずれをも許容する第２制御位置とに切換自在
   に構成し、さらに、上記ロジツク弁の弁本体に
   は、第１通路と第２通路とを常時連通させるバイ
   パス通路を設け、このバイパス通路に絞りを設け
   てなることを特徴とする油圧シヨベルにおけるア
   ームの作動速度制御回路。