JPH06173904A - 旋回用油圧回路 - Google Patents
旋回用油圧回路Info
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- JPH06173904A JPH06173904A JP32783192A JP32783192A JPH06173904A JP H06173904 A JPH06173904 A JP H06173904A JP 32783192 A JP32783192 A JP 32783192A JP 32783192 A JP32783192 A JP 32783192A JP H06173904 A JPH06173904 A JP H06173904A
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- spool
- meter
- valve
- pilot
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
- E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
- E02F9/12—Slewing or traversing gears
- E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
- E02F9/128—Braking systems
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
- E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
- E02F9/12—Slewing or traversing gears
- E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
- E02F9/123—Drives or control devices specially adapted therefor
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86574—Supply and exhaust
- Y10T137/8667—Reciprocating valve
- Y10T137/86694—Piston valve
- Y10T137/8671—With annular passage [e.g., spool]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/87169—Supply and exhaust
- Y10T137/87177—With bypass
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポンプ吐出量、負荷大小に関係なく加速・減
速できるようにする。 【構成】 油圧ポンプ２０の吐出圧油を旋回用油圧モー
タ２７に供給する方向切換弁２２と、この方向切換弁２
２のスプール３０を切換作動するパイロットバルブ３３
と、前記油圧ポンプ２０の吐出圧油の圧力をパイロット
バルブ３３のパイロット圧で制御するリリーフ弁２１を
備え、前記方向切換弁２２のメータイン側にはフローフ
オースが発生せずにメータアウト側にフローフオースが
発生するようにしてメータアウト側に圧力補償式流量制
御機能を持たせる。
速できるようにする。 【構成】 油圧ポンプ２０の吐出圧油を旋回用油圧モー
タ２７に供給する方向切換弁２２と、この方向切換弁２
２のスプール３０を切換作動するパイロットバルブ３３
と、前記油圧ポンプ２０の吐出圧油の圧力をパイロット
バルブ３３のパイロット圧で制御するリリーフ弁２１を
備え、前記方向切換弁２２のメータイン側にはフローフ
オースが発生せずにメータアウト側にフローフオースが
発生するようにしてメータアウト側に圧力補償式流量制
御機能を持たせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パワーショベルの上部
車体やクレーンの上部旋回体を旋回する旋回用油圧モー
タに油圧ポンプの吐出圧油を供給する旋回用油圧回路に
関する。
車体やクレーンの上部旋回体を旋回する旋回用油圧モー
タに油圧ポンプの吐出圧油を供給する旋回用油圧回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来クレーン旋回用油圧回路として図１
に示すように、油圧ポンプ１の吐出圧油を方向切換弁２
で旋回用油圧モータ３に供給するものが知られ、その方
向切換弁２は図２に示すように弁本体４のスプール孔５
にスプール６を嵌挿したセンタバイパス型の方向切換弁
となっている。
に示すように、油圧ポンプ１の吐出圧油を方向切換弁２
で旋回用油圧モータ３に供給するものが知られ、その方
向切換弁２は図２に示すように弁本体４のスプール孔５
にスプール６を嵌挿したセンタバイパス型の方向切換弁
となっている。
【０００３】これはスプール６が図２に示す中立時にポ
ンプからの流量をセンタバイパス通路７を通ってタンク
８にアンドロードさせ、旋回用油圧モータ３に接続され
ている第１・第２アクチュエータポート９，１０とタン
クポート１１への通路は閉じられていて、旋回体の旋回
を停止させている。オペレータが方向切換弁２のスプー
ル６を切換えると、センタバイパス通路７を絞り込み、
ポンプ圧を高め、旋回ポンプポート１２と第１又は第２
アクチュエータポート９，１０を開け、旋回駆動圧より
ポンプ圧が上がれば、チェック弁（逆流防止弁）を押し
開いてポンプ圧が流れ、旋回用油圧モータ３からの戻り
油は、同時に開口している第２又は第１アクチュエータ
１０，９とタンクポート１１通ってタンク８に流れるの
で、旋回用油圧モータ３はポンプ吐出量からセンターバ
イパス通路７からタンク８にブリードオフした流量を差
し引いた流量で回転することになる。
ンプからの流量をセンタバイパス通路７を通ってタンク
８にアンドロードさせ、旋回用油圧モータ３に接続され
ている第１・第２アクチュエータポート９，１０とタン
クポート１１への通路は閉じられていて、旋回体の旋回
を停止させている。オペレータが方向切換弁２のスプー
ル６を切換えると、センタバイパス通路７を絞り込み、
ポンプ圧を高め、旋回ポンプポート１２と第１又は第２
アクチュエータポート９，１０を開け、旋回駆動圧より
ポンプ圧が上がれば、チェック弁（逆流防止弁）を押し
開いてポンプ圧が流れ、旋回用油圧モータ３からの戻り
油は、同時に開口している第２又は第１アクチュエータ
１０，９とタンクポート１１通ってタンク８に流れるの
で、旋回用油圧モータ３はポンプ吐出量からセンターバ
イパス通路７からタンク８にブリードオフした流量を差
し引いた流量で回転することになる。
【０００４】当然スプール６をさらにストロークさせセ
ンタバイパス通路７を完全に閉じれば旋回用油圧モータ
３はポンプ吐出量全量を使って回転する。
ンタバイパス通路７を完全に閉じれば旋回用油圧モータ
３はポンプ吐出量全量を使って回転する。
【０００５】また停止させる時には前記第２又は第１ア
クチュエータポート１０，９とタンクポート１１の開度
を絞ることにより旋回用油圧モータ３にブレーキをか
け、油圧ポンプ１からの圧油供給をセンタバイパス通路
７へ逃しつつ旋回用油圧モータ３を減速させ、最後に第
２又は第１アクチュエータポート１０，９とタンクポー
ト１１を閉じることにより旋回用油圧モータ３を停止さ
せる。
クチュエータポート１０，９とタンクポート１１の開度
を絞ることにより旋回用油圧モータ３にブレーキをか
け、油圧ポンプ１からの圧油供給をセンタバイパス通路
７へ逃しつつ旋回用油圧モータ３を減速させ、最後に第
２又は第１アクチュエータポート１０，９とタンクポー
ト１１を閉じることにより旋回用油圧モータ３を停止さ
せる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、旋回用
油圧モータ３を加速する時の流量制御はセンタバイパス
通路７から流量をどれだけタンク８に逃すかによって決
まる。つまりセンタバイパス通路７の開度が大きい時は
旋回用油圧モータ３への流量が少なく、センタバイパス
通路７の開度が小さい場合は旋回用油圧モータへの流量
は多くなるが、ポンプ吐出量が小さい場合、センタバイ
パス通路７から逃げる量がポンプ吐出量が大きい時と同
じため、旋回用油圧モータを同一回転数までまわすため
にはセンタバイパス通路７の開度をさらに絞り込む（小
さくする）必要がある。従ってスプールストロークと旋
回速度の関係は図３のようになり、流れ始め（動き始
め）時のスプールストロークはポンプ吐出量により変動
することになる。
油圧モータ３を加速する時の流量制御はセンタバイパス
通路７から流量をどれだけタンク８に逃すかによって決
まる。つまりセンタバイパス通路７の開度が大きい時は
旋回用油圧モータ３への流量が少なく、センタバイパス
通路７の開度が小さい場合は旋回用油圧モータへの流量
は多くなるが、ポンプ吐出量が小さい場合、センタバイ
パス通路７から逃げる量がポンプ吐出量が大きい時と同
じため、旋回用油圧モータを同一回転数までまわすため
にはセンタバイパス通路７の開度をさらに絞り込む（小
さくする）必要がある。従ってスプールストロークと旋
回速度の関係は図３のようになり、流れ始め（動き始
め）時のスプールストロークはポンプ吐出量により変動
することになる。
【０００７】この事はオペレータが吊荷を旋回させる
時、油圧ポンプ１に接続されているエンジンの回転数に
よって動き始め点が一定ではなく、スプールを制御する
レバーを操作することによって動き始め点をさがしなが
ら、動き始め点を見付け、徐々に加速していかなければ
ならない。
時、油圧ポンプ１に接続されているエンジンの回転数に
よって動き始め点が一定ではなく、スプールを制御する
レバーを操作することによって動き始め点をさがしなが
ら、動き始め点を見付け、徐々に加速していかなければ
ならない。
【０００８】また旋回体にブレーキをかける時にも、吊
荷も含めた旋回体の慣性体によって旋回用油圧モータが
まわされ、その戻り流量を第２又はアクチュエータポー
ト１０，９とタンクポート１１の開度によって絞りブレ
ーキ圧を高め減速することになるが、慣性の大きさによ
ってブレーキ圧を調整するため、オペレータの経験によ
り、前記第２又はアクチュエータポート１０，９とタン
クポート１１の開度を調整しなければならない。従って
旋回体にブレーキをかける場合にもオペレータが吊荷の
重さ、旋回半径の大きさにあわせてレバーストロークを
調整して旋回スピードを制御しなければならない。この
時のスプールストロークと旋回スピードの関係は図４の
ようになる。
荷も含めた旋回体の慣性体によって旋回用油圧モータが
まわされ、その戻り流量を第２又はアクチュエータポー
ト１０，９とタンクポート１１の開度によって絞りブレ
ーキ圧を高め減速することになるが、慣性の大きさによ
ってブレーキ圧を調整するため、オペレータの経験によ
り、前記第２又はアクチュエータポート１０，９とタン
クポート１１の開度を調整しなければならない。従って
旋回体にブレーキをかける場合にもオペレータが吊荷の
重さ、旋回半径の大きさにあわせてレバーストロークを
調整して旋回スピードを制御しなければならない。この
時のスプールストロークと旋回スピードの関係は図４の
ようになる。
【０００９】以上の様に従来の加速時の特性と減速時の
特性は図３、図４の特性のために、オペレータが吊荷を
少し旋回させ止めようとした時、センターバイパス通路
７の開度でわずかに動かし、戻りの開度でブレーキをか
けなければならない。その結果エンジン回転がスローで
ポンプ吐出量が小さい時を図５に示すが加速時の特性と
減速時の特性のストローク差が大きく少し動かしてすぐ
止めようとレバーを中立側にオペレータが戻しても止ま
るのが遅くなり、動きすぎることになり、オペレータの
操作が非常にやりにくくなる。
特性は図３、図４の特性のために、オペレータが吊荷を
少し旋回させ止めようとした時、センターバイパス通路
７の開度でわずかに動かし、戻りの開度でブレーキをか
けなければならない。その結果エンジン回転がスローで
ポンプ吐出量が小さい時を図５に示すが加速時の特性と
減速時の特性のストローク差が大きく少し動かしてすぐ
止めようとレバーを中立側にオペレータが戻しても止ま
るのが遅くなり、動きすぎることになり、オペレータの
操作が非常にやりにくくなる。
【００１０】また旋回体がわずかに傾斜していたり、ブ
ームの長さが長い場合風の影響を受けやすいので、オペ
レータがゆっくり旋回させようとしても、下り傾斜にそ
って加速したり、風にふかれて、オペレータの意志に反
して旋回速度が速くなったりしていた。
ームの長さが長い場合風の影響を受けやすいので、オペ
レータがゆっくり旋回させようとしても、下り傾斜にそ
って加速したり、風にふかれて、オペレータの意志に反
して旋回速度が速くなったりしていた。
【００１１】なお、特開昭５３−２１３７９号公報に示
すように、油圧モータに圧油を供給する方向制御弁をパ
イロット弁からのパイロット圧によって第１圧油供給位
置と中立位置と第２圧油供給位置に切換えると共に、そ
のパイロット圧でリリーフ弁のセットを可変として、パ
イロット弁の操作ストロークによって加速時のトルク制
御と速度制御ができるようにしたものが知られている。
すように、油圧モータに圧油を供給する方向制御弁をパ
イロット弁からのパイロット圧によって第１圧油供給位
置と中立位置と第２圧油供給位置に切換えると共に、そ
のパイロット圧でリリーフ弁のセットを可変として、パ
イロット弁の操作ストロークによって加速時のトルク制
御と速度制御ができるようにしたものが知られている。
【００１２】しかしながら、このものは方向制御弁が中
立位置時にポンプ吐出路とアクチュエータ回路をタンク
に連通する型式のために、方向制御弁を第１圧油供給位
置として油圧モータを駆動している状態から停止する場
合に方向制御弁を中立位置を越えて第２圧油供給位置と
して油圧モータを強制的に停止する必要があり、油圧モ
ータをクレーン旋回用とした場合にそのクレーンを精度
良く位置決めして停止できない。
立位置時にポンプ吐出路とアクチュエータ回路をタンク
に連通する型式のために、方向制御弁を第１圧油供給位
置として油圧モータを駆動している状態から停止する場
合に方向制御弁を中立位置を越えて第２圧油供給位置と
して油圧モータを強制的に停止する必要があり、油圧モ
ータをクレーン旋回用とした場合にそのクレーンを精度
良く位置決めして停止できない。
【００１３】また、特開昭５６−８０５０７号公報に示
すように、油圧モータに油圧ポンプの吐出圧油を供給す
る方向制御弁をパイロット弁からのパイロット圧で中立
位置、第１・第２圧油供給位置に切換えるものとし、そ
の油圧ポンプの吐出路にパイロット圧によってセット圧
可変のリリーフ弁を設けたものが知られている。
すように、油圧モータに油圧ポンプの吐出圧油を供給す
る方向制御弁をパイロット弁からのパイロット圧で中立
位置、第１・第２圧油供給位置に切換えるものとし、そ
の油圧ポンプの吐出路にパイロット圧によってセット圧
可変のリリーフ弁を設けたものが知られている。
【００１４】このものにおいては方向制御弁が中立位置
の時にアクチュエータポートとタンクポートを遮断する
ので、方向制御弁の中立位置に向けての操作ストローク
を異ならせることでアクチュエータポートとタンクポー
トの開口面積を変更すれば油圧モータからの戻り油の流
れを制限して油圧モータの停止速度をコントロールでき
るが、この油圧モータをクレーン旋回用とした場合には
吊荷の重さ等によって負荷や慣性が異なると前記開口面
積が一定でも通過流量が変動して停止速度が不揃いとな
って目標停止位置の手前で停止したり、行きすぎて停止
する。本発明は前述の課題を解決できるようにした旋回
用油圧回路を提供することを目的とする。
の時にアクチュエータポートとタンクポートを遮断する
ので、方向制御弁の中立位置に向けての操作ストローク
を異ならせることでアクチュエータポートとタンクポー
トの開口面積を変更すれば油圧モータからの戻り油の流
れを制限して油圧モータの停止速度をコントロールでき
るが、この油圧モータをクレーン旋回用とした場合には
吊荷の重さ等によって負荷や慣性が異なると前記開口面
積が一定でも通過流量が変動して停止速度が不揃いとな
って目標停止位置の手前で停止したり、行きすぎて停止
する。本発明は前述の課題を解決できるようにした旋回
用油圧回路を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者はクレーン旋回
作業について種々に検討した結果次のようなことを見出
した。すなわち、クレーンの旋回作業のように、油圧モ
ータに対する負荷が小さく加速圧力が小さい場合、なめ
らかに加速していかなければならず、加速時には油圧モ
ータの流量制御による速度制御より、圧力制御によるト
ルク制御の方が合理的で、起動時には起動トルクが多く
必要とするため、圧力を高め、動き始めたら徐々に圧力
を下げながら加速して行き、定常速度になったら、それ
を持続するに必要な圧力をかけながら流量制御し、停止
時には目標のところまでに止めなければならず、オペレ
ータは残りの距離と現在の速度を見ながら、徐々に速度
を落として、停止させるが、初心者は旋回の慣性が大き
い時に、思った以上に減速せず、停止目標手前になって
急減速し、吊荷を大きくゆらす結果となる。
作業について種々に検討した結果次のようなことを見出
した。すなわち、クレーンの旋回作業のように、油圧モ
ータに対する負荷が小さく加速圧力が小さい場合、なめ
らかに加速していかなければならず、加速時には油圧モ
ータの流量制御による速度制御より、圧力制御によるト
ルク制御の方が合理的で、起動時には起動トルクが多く
必要とするため、圧力を高め、動き始めたら徐々に圧力
を下げながら加速して行き、定常速度になったら、それ
を持続するに必要な圧力をかけながら流量制御し、停止
時には目標のところまでに止めなければならず、オペレ
ータは残りの距離と現在の速度を見ながら、徐々に速度
を落として、停止させるが、初心者は旋回の慣性が大き
い時に、思った以上に減速せず、停止目標手前になって
急減速し、吊荷を大きくゆらす結果となる。
【００１６】従ってオペレータにとって減速時は圧力補
償付の流量制御が合理的であり、そのようにすることで
慣性体の大きさに左右されない旋回体の操作が可能とな
る。
償付の流量制御が合理的であり、そのようにすることで
慣性体の大きさに左右されない旋回体の操作が可能とな
る。
【００１７】本発明の旋回用油圧回路は前述の点に着目
してなされたものであって、油圧ポンプ２０の吐出路２
０ａを可変リリーフ弁２１と方向切換弁２２のポンプポ
ート２３に接続し、この方向切換弁２２の第１・第２ア
クチュエータポート２５，２６を旋回用油圧モータ２７
に接続し、パイロットバルブ３３のパイロット圧によっ
て方向切換弁２２のスプール３０をスプリングに抗して
中立位置から切換え作動し、かつそのパイロット圧によ
って前記可変リリーフ弁２１のセット圧を上昇させるよ
うにし、前記ポンプポート２３から第１・第２アクチュ
エータポート２５，２６へ圧油を流すメータイン側では
スプール３０にフローフオースが発生しないようにし、
第１・第２アクチュエータポート２５，２６からタンク
ポート２９へ圧油を流すメータアウト側ではスプール３
０にフローフオースが発生するようにすることでメータ
アウト側に圧力補償付流量制御機能を持たせた旋回用油
圧回路である。
してなされたものであって、油圧ポンプ２０の吐出路２
０ａを可変リリーフ弁２１と方向切換弁２２のポンプポ
ート２３に接続し、この方向切換弁２２の第１・第２ア
クチュエータポート２５，２６を旋回用油圧モータ２７
に接続し、パイロットバルブ３３のパイロット圧によっ
て方向切換弁２２のスプール３０をスプリングに抗して
中立位置から切換え作動し、かつそのパイロット圧によ
って前記可変リリーフ弁２１のセット圧を上昇させるよ
うにし、前記ポンプポート２３から第１・第２アクチュ
エータポート２５，２６へ圧油を流すメータイン側では
スプール３０にフローフオースが発生しないようにし、
第１・第２アクチュエータポート２５，２６からタンク
ポート２９へ圧油を流すメータアウト側ではスプール３
０にフローフオースが発生するようにすることでメータ
アウト側に圧力補償付流量制御機能を持たせた旋回用油
圧回路である。
【００１８】
【作 用】かかる旋回用油圧回路であれば、圧力補償付
の流量制御をメータアウト側で行なうようにしたので、
旋回の動き始め停止も同一レバーストロークであり、ス
トローク流量の特性も加速時、減速時が同一であり、吊
荷の大きさ、旋回半径の大きさに関係なく加速減速が同
一パターンで行なえることができて、旋回体の傾斜が風
の影響で速度が変動しようとしてもスプール３０自身が
自動調整して流量を制御するのでオペレータが調整する
必要もなく、初心者も慣性体の大きさに左右されず、オ
ペレータが停止までの残りの距離と現在の速度を見なが
ら、徐々に速度を落として、目標のところで、吊荷をゆ
らすことなく停止させることができる。
の流量制御をメータアウト側で行なうようにしたので、
旋回の動き始め停止も同一レバーストロークであり、ス
トローク流量の特性も加速時、減速時が同一であり、吊
荷の大きさ、旋回半径の大きさに関係なく加速減速が同
一パターンで行なえることができて、旋回体の傾斜が風
の影響で速度が変動しようとしてもスプール３０自身が
自動調整して流量を制御するのでオペレータが調整する
必要もなく、初心者も慣性体の大きさに左右されず、オ
ペレータが停止までの残りの距離と現在の速度を見なが
ら、徐々に速度を落として、目標のところで、吊荷をゆ
らすことなく停止させることができる。
【００１９】
【実 施 例】図６はレバー中立時の構造図を示し、エ
ンジンＭで駆動される油圧ポンプ２０の吐出路２０ａは
可変リリーフ弁２１と方向切換弁２２のポンプポート２
３に逆流防止弁のチェク弁２４を経由して接続されてい
る。方向切換弁２２は４ポート、３位置の方向制御弁で
あり、第１アクチュエータポート２５、第２アクチュエ
ータポート２６は旋回用油圧モータ２７と接続され、中
立時にはポンプポート２３と第１・第２アクチュエータ
２５，２６およびタンク２８への戻りポートであるタン
クポート２９と第１・第２アクチュエータポート２５，
２６も閉の状態になっている。
ンジンＭで駆動される油圧ポンプ２０の吐出路２０ａは
可変リリーフ弁２１と方向切換弁２２のポンプポート２
３に逆流防止弁のチェク弁２４を経由して接続されてい
る。方向切換弁２２は４ポート、３位置の方向制御弁で
あり、第１アクチュエータポート２５、第２アクチュエ
ータポート２６は旋回用油圧モータ２７と接続され、中
立時にはポンプポート２３と第１・第２アクチュエータ
２５，２６およびタンク２８への戻りポートであるタン
クポート２９と第１・第２アクチュエータポート２５，
２６も閉の状態になっている。
【００２０】方向切換弁２２のスプール３０は両端の圧
力室３１，３２にパイロット弁３３からのパイロット圧
を供給することで制御される。前記圧力室３１，３２内
には各々スプリング３４，３５を設けてスプール３０を
中立位置に保持させている。前記可変リリーフ弁２１は
パイロット式リリーフ弁で、パイロット部のポペット３
６はスプリング３７でシート３８に押しつけられている
が、そのスプリング３７のポペット３６と反対側にスト
ローク可能に設けたピストン３９でスプリング３７の取
付荷重を変えられるようになっており、ピストン３９の
一端には圧力室４０があり、この圧力室４０は前記パイ
ロットバルブ３３の２つの出力圧の中で高い方を選択す
るシャトル弁４１に接続して、可変リリーフ弁２１の圧
力室４０にはパイロットバルブ３３の出力圧が供給され
る。
力室３１，３２にパイロット弁３３からのパイロット圧
を供給することで制御される。前記圧力室３１，３２内
には各々スプリング３４，３５を設けてスプール３０を
中立位置に保持させている。前記可変リリーフ弁２１は
パイロット式リリーフ弁で、パイロット部のポペット３
６はスプリング３７でシート３８に押しつけられている
が、そのスプリング３７のポペット３６と反対側にスト
ローク可能に設けたピストン３９でスプリング３７の取
付荷重を変えられるようになっており、ピストン３９の
一端には圧力室４０があり、この圧力室４０は前記パイ
ロットバルブ３３の２つの出力圧の中で高い方を選択す
るシャトル弁４１に接続して、可変リリーフ弁２１の圧
力室４０にはパイロットバルブ３３の出力圧が供給され
る。
【００２１】前記方向切換弁２２のスプール３０のポン
プポート２３と第１・第２アクチュエータポート２５，
２６を連通・遮断する部分４２の形状は図７に示すよう
に、小径部４３と切欠４４により軸力補償対策を織込み
流入する流量でフローフオースの発生が少ないような形
状になっている。第１・第２アクチュエータポート２
５，２６とタンクポート２９を連通・遮断する部分４５
は図８に示すように軸力補償対策は織込まず、開度と共
にフローフオースが増大するように設けられている。
プポート２３と第１・第２アクチュエータポート２５，
２６を連通・遮断する部分４２の形状は図７に示すよう
に、小径部４３と切欠４４により軸力補償対策を織込み
流入する流量でフローフオースの発生が少ないような形
状になっている。第１・第２アクチュエータポート２
５，２６とタンクポート２９を連通・遮断する部分４５
は図８に示すように軸力補償対策は織込まず、開度と共
にフローフオースが増大するように設けられている。
【００２２】一般にこのような切欠で発生するフローフ
オースＦは切欠が閉じる方向に発生し、Ｆ＝ρＱＶｃｏ
ｓθで表される。但しρは流体の密度、Ｑは流量、Ｖは
切欠を流出する流速、θは流出する噴出角である。従っ
て、流量を増やせば、フローフオースは増大し、切欠を
閉じる方向に動き、また第１・第２アクチュエータポー
ト２５の圧力を増やせばそこを通る流速も増し、フロー
フオースが閉じる方向に動き、流量を減ずる側へスプー
ルが動く。
オースＦは切欠が閉じる方向に発生し、Ｆ＝ρＱＶｃｏ
ｓθで表される。但しρは流体の密度、Ｑは流量、Ｖは
切欠を流出する流速、θは流出する噴出角である。従っ
て、流量を増やせば、フローフオースは増大し、切欠を
閉じる方向に動き、また第１・第２アクチュエータポー
ト２５の圧力を増やせばそこを通る流速も増し、フロー
フオースが閉じる方向に動き、流量を減ずる側へスプー
ルが動く。
【００２３】すなわち、ポンプポート２３から第１・第
２アクチュエータポート２５，２６に流れる部分４２
（メータイン側）の小径部４３の形状と切欠４４の形状
は図７に示すように、流入角θ1 、噴出角θ2 、流入速
度Ｖ1 、流出速度Ｖ2 が Ｆ＝ρＱ（Ｖ1 ｃｏｓθ1 −Ｖ2 ｃｏｓθ2 ）≠０ となるようにしてあり、第１・第２アクチュエータポー
ト２５，２６からタンクポート２９に流れる部分４５
（メータアウト側）の切欠４６は図８に示すようになっ
て Ｆ＝ρＱＶｃｏｓθ となるようにしてある。
２アクチュエータポート２５，２６に流れる部分４２
（メータイン側）の小径部４３の形状と切欠４４の形状
は図７に示すように、流入角θ1 、噴出角θ2 、流入速
度Ｖ1 、流出速度Ｖ2 が Ｆ＝ρＱ（Ｖ1 ｃｏｓθ1 −Ｖ2 ｃｏｓθ2 ）≠０ となるようにしてあり、第１・第２アクチュエータポー
ト２５，２６からタンクポート２９に流れる部分４５
（メータアウト側）の切欠４６は図８に示すようになっ
て Ｆ＝ρＱＶｃｏｓθ となるようにしてある。
【００２４】このように切欠自身が流量を制御する特性
があるので、スプール３０の一端に作用するパイロット
圧と他端のスプリングと上記フローフオースの関係を、
スプール端受圧面積×パイロット圧＝フローフオース
（メータイン側、メータアウト側）＋スプール戻しスプ
リングのバネ荷重＋バネ定数ｋ×スプールメータアウト
側開度となるように、バネ定数ｋを選定してある。
があるので、スプール３０の一端に作用するパイロット
圧と他端のスプリングと上記フローフオースの関係を、
スプール端受圧面積×パイロット圧＝フローフオース
（メータイン側、メータアウト側）＋スプール戻しスプ
リングのバネ荷重＋バネ定数ｋ×スプールメータアウト
側開度となるように、バネ定数ｋを選定してある。
【００２５】このようであるから、メータイン側の流量
とメータアウト側の流量は図９に示すように受圧室３
１，３２に供給されるパイロット圧Ｐ1 によって同一に
制御される。
とメータアウト側の流量は図９に示すように受圧室３
１，３２に供給されるパイロット圧Ｐ1 によって同一に
制御される。
【００２６】次に作動を説明する。パイロットバルブ３
３が中立の時は可変リリーフ弁２１の圧力室４０は低圧
でピストン３９はスプリング３７でストッパ４７までス
トロークし、スプリング３７の荷重も小さいので、ポペ
ット３６も低い圧力でリフトし、パイロット式リリーフ
弁のメインバルブ４８も低圧でリフトし、油圧ポンプ２
０の流量もメインバルブ４８からタンク２８へアンロー
ドしている。
３が中立の時は可変リリーフ弁２１の圧力室４０は低圧
でピストン３９はスプリング３７でストッパ４７までス
トロークし、スプリング３７の荷重も小さいので、ポペ
ット３６も低い圧力でリフトし、パイロット式リリーフ
弁のメインバルブ４８も低圧でリフトし、油圧ポンプ２
０の流量もメインバルブ４８からタンク２８へアンロー
ドしている。
【００２７】パイロットバルブ３３のレバー３３ａを中
立から図１０に示すように操作状態にすると、パイロッ
ト圧Ｐ1 が方向制御弁２２の圧力室３１に導かれ、スプ
ール３０を右へストロークさせるので、油圧ポンプ２０
からの流量はチェックバルブ２４を押し開き、ポンプポ
ート２３からメータイン側の切欠４４を通り第１アクチ
ュエータポート２５から旋回用油圧モータ２７へ流体を
供給し、旋回用油圧モータ２７からの戻り油は第２アク
チュエータポート２６からメータアウト側の切欠４６を
通ってタンクポート２９よりタンク２８へ戻るので、旋
回用油圧モータ２７は慣性体５０を回転させる通路がで
きるが、このままでは圧力が低く旋回できない。また同
時にパイロットバルブ３３のパイロット圧Ｐ1 はシャト
ル弁４１を通って可変リリーフ弁２１の圧力室４０に導
かれピストン３９を押してスプリング３７の取付荷重を
大きくするので、ポペット３６のセット圧も上昇し、慣
性体５０を回転するに必要なトルクまでポンプ圧力が上
昇すれば旋回用油圧モータ２７は回転をはじめる。
立から図１０に示すように操作状態にすると、パイロッ
ト圧Ｐ1 が方向制御弁２２の圧力室３１に導かれ、スプ
ール３０を右へストロークさせるので、油圧ポンプ２０
からの流量はチェックバルブ２４を押し開き、ポンプポ
ート２３からメータイン側の切欠４４を通り第１アクチ
ュエータポート２５から旋回用油圧モータ２７へ流体を
供給し、旋回用油圧モータ２７からの戻り油は第２アク
チュエータポート２６からメータアウト側の切欠４６を
通ってタンクポート２９よりタンク２８へ戻るので、旋
回用油圧モータ２７は慣性体５０を回転させる通路がで
きるが、このままでは圧力が低く旋回できない。また同
時にパイロットバルブ３３のパイロット圧Ｐ1 はシャト
ル弁４１を通って可変リリーフ弁２１の圧力室４０に導
かれピストン３９を押してスプリング３７の取付荷重を
大きくするので、ポペット３６のセット圧も上昇し、慣
性体５０を回転するに必要なトルクまでポンプ圧力が上
昇すれば旋回用油圧モータ２７は回転をはじめる。
【００２８】さらにメータアウト側の切欠４５の開度を
調整することにより、旋回用油圧モータ２７の回転速度
を制御するが、同一開度でも第２アクチュエータポート
２６内の圧力が高ければそこを通る流量は増大するが、
この切欠４６はフローフオースが発生しやすい形状にな
っているので、流量が増大すればフローフオースＦが左
向きに発生し、パイロット圧Ｐ1 によってスプール３０
の左端に発生して右向きの推力に抗して押し戻しメータ
アウト側の切欠４６の開度を絞り、スプール開度ｘが減
り、バネ荷重もバネ定数ｋ×ｘ分減少し、フロフオース
増大分とキャンセルし、流量を減じさせるので、圧力補
償付流量制御が可能となり、旋回する慣性体５０の大き
さいかんにかかわらずオペレータかレバーで指示する旋
回速度で制御することができる。ここで、第２アクチュ
エータポート２６にかかる圧力と流量の関係をパイロッ
ト圧Ｐ1 をパラメータにした測定結果を図１１に示す。
なお、パイロットバルブ３３のレバー３３を図１０と反
対側に操作して方向切換弁２２の圧力室３２にパイロッ
ト圧Ｐ1 を供給した場合も前述と同様に作動する。
調整することにより、旋回用油圧モータ２７の回転速度
を制御するが、同一開度でも第２アクチュエータポート
２６内の圧力が高ければそこを通る流量は増大するが、
この切欠４６はフローフオースが発生しやすい形状にな
っているので、流量が増大すればフローフオースＦが左
向きに発生し、パイロット圧Ｐ1 によってスプール３０
の左端に発生して右向きの推力に抗して押し戻しメータ
アウト側の切欠４６の開度を絞り、スプール開度ｘが減
り、バネ荷重もバネ定数ｋ×ｘ分減少し、フロフオース
増大分とキャンセルし、流量を減じさせるので、圧力補
償付流量制御が可能となり、旋回する慣性体５０の大き
さいかんにかかわらずオペレータかレバーで指示する旋
回速度で制御することができる。ここで、第２アクチュ
エータポート２６にかかる圧力と流量の関係をパイロッ
ト圧Ｐ1 をパラメータにした測定結果を図１１に示す。
なお、パイロットバルブ３３のレバー３３を図１０と反
対側に操作して方向切換弁２２の圧力室３２にパイロッ
ト圧Ｐ1 を供給した場合も前述と同様に作動する。
【００２９】以上のようにオペレータが指示するレバー
ストロークに対し、パイロットバルブ３３のパイロット
圧Ｐ1 が変化し、そのパイロット圧Ｐ1 に対し、図１１
に示すように切欠を通る流量がポンプ吐出量、負荷の大
きさに関係なく決定されるし、旋回体５０の動き始め点
も切欠４４の開き始め点と一致し、開き始めではフロー
フオースの発生もないので、旋回の動き始め点はパイロ
ット圧Ｐ1 とスプリングのバネ力で決めるため一定とな
る。
ストロークに対し、パイロットバルブ３３のパイロット
圧Ｐ1 が変化し、そのパイロット圧Ｐ1 に対し、図１１
に示すように切欠を通る流量がポンプ吐出量、負荷の大
きさに関係なく決定されるし、旋回体５０の動き始め点
も切欠４４の開き始め点と一致し、開き始めではフロー
フオースの発生もないので、旋回の動き始め点はパイロ
ット圧Ｐ1 とスプリングのバネ力で決めるため一定とな
る。
【００３０】
【発明の効果】圧力補償付の流量制御をメータアウト側
で行なうようにしたので、旋回の動き始め停止も同一レ
バーストロークであり、ストローク流量の特性も加速
時、減速時が同一であり、吊荷の大きさ、旋回半径の大
きさに関係なく、加速減速が同一パターンで行なえるこ
とができて、旋回体の傾斜や風の影響で速度が変動しよ
うとしても、スプール３０自身が自動調整して流量を制
御するのでオペレータが調整する必要もなく、初心者も
自由にコントロールできる。
で行なうようにしたので、旋回の動き始め停止も同一レ
バーストロークであり、ストローク流量の特性も加速
時、減速時が同一であり、吊荷の大きさ、旋回半径の大
きさに関係なく、加速減速が同一パターンで行なえるこ
とができて、旋回体の傾斜や風の影響で速度が変動しよ
うとしても、スプール３０自身が自動調整して流量を制
御するのでオペレータが調整する必要もなく、初心者も
自由にコントロールできる。
【図１】従来のクレーン旋回用油圧回路図である。
【図２】従来の方向切換弁の断面図である。
【図３】スプールストロークと旋回速度の関係を示す図
表である。
表である。
【図４】スプールストロークと旋回速度の関係を示す図
表である。
表である。
【図５】加速・減速時の特性を示す図表である。
【図６】本発明の実施例を示す全体構成説明図である。
【図７】メータイン側の切欠の説明図である。
【図８】メータアウト側の切欠の説明図である。
【図９】パイロット圧と流量の関係を示す図表である。
【図１０】操作状態の説明図である。
【図１１】第１・第２アクチュエータポート圧力と流量
の関係を示す図表である。
の関係を示す図表である。
２０…油圧ポンプ、２１…リリーフ弁、２２…方向制御
弁、２３…ポンプポート、２５…第１アクチュエータポ
ート、２６…第２アクチュエータポート、２９…タンク
ポート、３０…スプール、３３…パイロットバルブ。
弁、２３…ポンプポート、２５…第１アクチュエータポ
ート、２６…第２アクチュエータポート、２９…タンク
ポート、３０…スプール、３３…パイロットバルブ。
Claims (2)
- 【請求項１】 油圧ポンプ２０の吐出路２０ａを可変リ
リーフ弁２１と方向切換弁２２のポンプポート２３に接
続し、この方向切換弁２２の第１・第２アクチュエータ
ポート２５，２６を旋回用油圧モータ２７に接続し、パ
イロットバルブ３３のパイロット圧によって方向切換弁
２２のスプール３０をスプリングに抗して中立位置から
切換え作動し、かつそのパイロット圧によって前記可変
リリーフ弁２１のセット圧を上昇させるようにし、 前記ポンプポート２３から第１・第２アクチュエータポ
ート２５，２６へ圧油を流すメータイン側ではスプール
３０にフローフオースが発生しないようにし、第１・第
２アクチュエータポート２５，２６からタンクポート２
９へ圧油を流すメータアウト側ではスプール３０にフロ
ーフオースが発生するようにすることでメータアウト側
に圧力補償付流量制御機能を持たせたことを特徴とする
旋回用油圧回路。 - 【請求項２】 前記スプール３０に作用する力の関係と
スプリングのバネ定数ｋを下記のようにしたことを特徴
とする請求項１記載の旋回用油圧回路。 パイロット圧×スプール受圧面積＝メータアウト側のフ
ローフオース＋スプール戻しスプリングのバネ荷重＋バ
ネ定数ｋ×スプールメータアウト側開度。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32783192A JPH06173904A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 旋回用油圧回路 |
| GB9510912A GB2288888B (en) | 1992-12-08 | 1993-12-08 | Hydraulic circuit for turning |
| DE19934396524 DE4396524T1 (de) | 1992-12-08 | 1993-12-08 | Hydraulikkreis zum Einsatz in Schwenkmechanismen |
| US08/436,373 US5606901A (en) | 1992-12-08 | 1993-12-08 | Hydraulic circuit for turning purposes |
| PCT/JP1993/001781 WO1994013960A1 (en) | 1992-12-08 | 1993-12-08 | Hydraulic circuit for turning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32783192A JPH06173904A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 旋回用油圧回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173904A true JPH06173904A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18203473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32783192A Pending JPH06173904A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 旋回用油圧回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5606901A (ja) |
| JP (1) | JPH06173904A (ja) |
| DE (1) | DE4396524T1 (ja) |
| GB (1) | GB2288888B (ja) |
| WO (1) | WO1994013960A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022208694A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009599A (ko) * | 1999-07-12 | 2001-02-05 | 양재신 | 로직밸브 |
| US6408882B1 (en) | 1999-11-08 | 2002-06-25 | Walter L. Smith, Jr. | Diverter valve |
| CN202690946U (zh) * | 2012-06-19 | 2013-01-23 | 卡特彼勒公司 | 静液压传动装置以及具有该装置的机器 |
| CN103216499B (zh) * | 2013-05-08 | 2016-04-13 | 昆山晋桦豹胶轮车制造有限公司 | 一种液压泵零负载启动装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| USRE26028E (en) * | 1963-05-16 | 1966-05-17 | Pilot operated control valve mechanism | |
| CA943040A (en) * | 1970-10-06 | 1974-03-05 | Ronald B. Walters | Hydraulic actuator controls |
| US3747350A (en) * | 1972-02-03 | 1973-07-24 | Sperry Rand Corp | Power transmission |
| JPS51115329A (en) * | 1975-04-03 | 1976-10-09 | Toshiba Machine Co Ltd | Plunger of compensating flow force |
| GB1510418A (en) * | 1976-03-08 | 1978-05-10 | Caterpillar Tractor Co | Fluid control valve |
| JPS5321379A (en) * | 1976-08-11 | 1978-02-27 | Nippon Sharyo Seizo Kk | Pressure controllable hydraulic circuit |
| US4109561A (en) * | 1976-11-26 | 1978-08-29 | Caterpillar Tractor Co. | Control valve arrangement with a preconditioned relief valve and a flow force compensated valve spool |
| JPS5680507A (en) * | 1979-12-05 | 1981-07-01 | Kobe Steel Ltd | Control circuit for actuator |
| JPS57107471A (en) * | 1980-12-25 | 1982-07-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Reduction of flow force of spool valve |
| DE3415621C3 (de) * | 1983-06-13 | 1997-07-17 | Husco Int Inc | Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil |
| US4667930A (en) * | 1986-06-09 | 1987-05-26 | Caterpillar Inc. | Metering slot configuration for a valve spool |
| JPH06101791B2 (ja) * | 1986-08-15 | 1994-12-12 | コニカ株式会社 | ノイズの影響を防止したシエ−デイング補正方法及びその装置 |
| JPH047412Y2 (ja) * | 1986-09-16 | 1992-02-27 | ||
| DE3728207A1 (de) * | 1987-08-24 | 1989-03-09 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Ventilanordnung fuer zwei von einem gemeinsamen antrieb angetriebene leistungsgeregelte pumpen |
| US4776416A (en) * | 1987-12-14 | 1988-10-11 | Morse John F | Control assembly for powered wheelchair |
| WO1991002903A1 (en) * | 1989-08-16 | 1991-03-07 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Hydraulic circuit device |
| DE4220656A1 (de) * | 1991-06-27 | 1993-01-07 | Barmag Barmer Maschf | Hydraulische schaltung |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP32783192A patent/JPH06173904A/ja active Pending
-
1993
- 1993-12-08 DE DE19934396524 patent/DE4396524T1/de not_active Withdrawn
- 1993-12-08 WO PCT/JP1993/001781 patent/WO1994013960A1/ja active Application Filing
- 1993-12-08 US US08/436,373 patent/US5606901A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-08 GB GB9510912A patent/GB2288888B/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022208694A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2288888A (en) | 1995-11-01 |
| GB9510912D0 (en) | 1995-08-02 |
| US5606901A (en) | 1997-03-04 |
| WO1994013960A1 (en) | 1994-06-23 |
| DE4396524T1 (de) | 1995-10-19 |
| GB2288888B (en) | 1996-08-07 |
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