JPS5985044A - パワ−シヨベル等の建設機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーショベル等の建設機械に関し、詳しくは
、旋回体とブームとの連動性を改良するようにした油圧
回路構造に関するものである。

一般に、この種建設機械においては旋回体と他の運動体
（例えばブームやアーム）との同時動作時、旋回体の旋
回は他の運動体の動作に干渉されず独立して行われるこ
とが要求される。このため、本出願人は先に特願昭５５
−１５１２４２号で、吐出量制御される１台の油圧ポン
プからの圧油を優先して旋回モータに供給し、余剰油を
他の運動体に供給するようにして、旋回体専用のポンプ
を要することなく小型でかつ回路構成簡単にその要求を
満足するようにしたものを提案している。

ところで、建設機械の主要作業の１つに掘削作業がある
が、この作業のうち掘削土の放出動作は旋回体とブーム
とを同時動作させてパケットを持上げながら旋回して近
くに停車したダンプカーの荷台上に掘削土を放出する動
作で行われる。しかるに、前記提案のものでは、圧油は
優先して旋回モータに供給され、ブームには余剰油しか
供給されないため、ブームの上昇速度は遅く、所定位置
まで旋回したときにはパケットの高さ位置は未だ低く、
旋回体とブームの連動性が悪いという憾みがある。

そこで、本出願の第１の発明では、斯かる点に鑑み圧油
を優先して旋回体とブームとに並列的に供給し、余剰油
を他の運動体（例えばアームやパケット）に供給するよ
うにすることにより、ブームの上昇速度を速くして、旋
回体とブームとの連動性を向上させることを目的とする
ものである。

その目的を達成するため、第］、の発明では、旋回体、
ブームおよび他の運動体を備えたパワーショベル等の建
設機械であって、ロードセンシング弁により負荷圧に応
じて吐出量制御される油圧ポンプと、旋回モータと、ブ
ームシリンダと、他の運動体駆動用アクチュエータと、
前記油圧ポンプの圧油を優先して旋回モータおよびブー
ムシリンダに並列的に供給し、余剰油を他の運動体駆動
用アクチュエータに供給する優先形圧力補償弁とを備え
、旋回体とブームとの同時動作時、旋回モータおよびブ
ームシリンダへの圧油供給を並列的に行うようにしたも
のである。

その際、前記余剰油が供給される他の運動体がアームに
限定される場合には、ブームとアームとの同時操作時、
ブームへの圧油の優先供給によりアームへの圧油供給量
が少なくなるため、その連動性が悪くなるという欠点が
生じる。

そこで、本出願の第２の発明は、ブームの最大設定流量
を油圧ポンプの最大流量以下に制限するようにすること
により、ブームとアームとの同時操作時におけるアーム
への圧油量を可及的に多くして、その連動性を向上させ
ることを目的とするものである。

その目的を達成するため、第２の発明では、旋回体、ブ
ームおよびアームを備えたパワーショベル等の建設機械
であって、ロードセンシング弁により負荷圧に応じて吐
出量制御される油圧ポンプと、旋回モータと、ブームシ
リンダと、アームシリンダと、前記油圧ポンプの圧油を
優先して旋回モータおよびブームシリンダに並列的に供
給し、余剰油をアームシリンダに供給する優先形圧力補
償弁とを備え、旋回体とブームとの同時動作時、旋回モ
ータとブームシリンダへの圧油供給を並列的に行うとと
もに、ブーム用切換弁の最大絞り開度を、最大設定流量
が前記油圧ポンプの最大吐出−５− 量以下になるように形成し、ブームとアームとの同時動
作時、アームシリンダへの流量を可及的に多く発生させ
るようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

図面は種々の建設機械のうちパワーショベルの油圧回路
を示す。本油圧回路はパワーショベル（Ａ）に備える旋
回体（１）、ブーム（２）、アーム（３）、パケット（
４）および下部走行体（図示せず）の各駆動用アクチュ
エータ、すなわち旋回モータ（５）、ブームシリンダ（
６）、アームシリンダ（７）、パケットシリンダ（８）
および左右の走行モータｔ９］、　＋ｔｏ）を駆動制御
するもので、その構成は大別して、各アクチュエータ（
５）〜（ｌＯ）への圧油供給を行う２台の可変容量形油
圧ポンプ（＋＋）、　（ｎ）’を備えるポンプユニツ）
（＋２）と、各アクチュエータ（５）〜（１０）への送
油方向を切換える切換弁（１３）〜（２０）を有する第
１および第２の切換弁ブロック（イ）、（ロ）とから成
る。

前記第１の切換弁ブロック（イ）には、右走行用切換弁
（１３）と旋回用切換弁（１４）が、また第２の切換弁
ブー　　　６　　　− ロック（ロ）には左走行用切換弁（１７）とパケット用
切換弁（１８）がそれぞれ設けられている。また、ブー
ムシリンダ（６）およびアームシリンダ（７）に対して
は前記２台の油圧ポンプ（ＩＩ）＋　（ｏ）’の動力有
効利用を図るために主および補助の２個の切換弁が設け
られ、第１の切換弁ブロック（イ）には補助ブーム用切
換弁（１５）と主アーム用切換弁（１Ｇ）が、また第２
の切換弁ブロック（ロ）には主ブーム用切換弁（＋９）
と補助アーム用切換弁（２０）がそれぞれ設けられてい
る。前記８個の切換弁（１３）〜（２０）は中立位置か
ら図中上下の各制御位置に切換わる際に、それに応じた
開度の絞り（１３ａ）〜（２０ａ）が形成される流量方
向切換弁で構成されているとともに、該各切換弁（１３
）〜（２０）には各制御位置時において負荷圧を検出す
る負荷圧検出ポート（１３１））。

０３Ｃ）〜（２０ｂ）、　（２０りが形成され、該負荷
圧検出ポート（１３ｂ）、　（１３ｃ）〜（２０ｂ）、
　（２０ｃ）は中立位置時には互いに連通し、同一切換
弁ブロック内の各切換弁が何れも中立位置にあるときに
はそれぞれ各切換弁ブロック（イ）、（ロ）内に設けた
パイロット通路（２１＋、　（２２＋を介してタンク（
２３）に開放されるようになされている。

一方、前記ポンブユニツ）（＋２）の２個の油圧ポンプ
（ｕ）、　（＋＋）’はそれぞれ、通常は最大傾斜位置
にある斜板（ｌｌａ）、　（ｌｌａ）’と、該斜板（ｌ
ｌａ）、　（ｌｌａγを入力される油圧に応じて傾角制
御する吐出量制御部（１１１））。

（１１１）γを有している。

１だ、該ポンプユニット（＋２）には各油圧ポンプ（１
１）。

（Ｉ　１）’を負荷に応じて吐出量制御するロードセン
シング弁（２４１，（２４＋’が設けられている。該各
ロードセンシング弁（２４１，Ｈ’Ｕ互いに同一構造で
あるので、以下、一方のロードセンシング弁（２４）に
ついてのみ説明し、他方については同一部分に同一の符
号に「′」を付してその説明を省略する。すなわち、ロ
ードセンシング弁（２４）は後述する定馬力制御弁（３
１）の非制御位置■ｌａ）時に油圧ポンプ（１１）の吐
出量制御部（１ｌｂ）をタンク（２０に開放する開放位
置（２４ａ）と、油圧ポンプ（１１）の吐出圧を前記吐
出量制御部（ｌｌｂ）にフィードバックする制御位置（
２４ｂ）との２位置を有するとともに、一端のバネ室（
２４ｃ）には所定バネ圧（ｐｍ）　（例えば６〜）のバ
ネ（２４ｄ）が配設され、また該バネ室（２４Ｃ）の側
壁には第１の切換弁ブロック（イ）の何れかの切換弁の
切換えによシ発生した負荷圧のうち最高圧のものが選択
されて導入されるパイロット通路（２６）の一端が開口
している。一方、バネ室（２４ｃ）に対抗するパイロッ
ト室（２４ｅ）には油圧ポンプ帆）の吐出圧が作用して
いる。よって、第１の切換弁ブロック（イ）の各切換弁
（＋３）〜（１６）が何れも中立位置にあるときには、
各負荷圧検出ポート（１，３ａ）、　（１３ｂ）〜（１
−６ａ）。

（１１３ｂ）のタンク（２３）への開放に伴いパイロッ
ト室（２４ｅ）をタンク＋２３）に開放し、この状態で
油圧ポンプ（！ｌ）の吐出圧がバネ圧（Ｐｓ　）より高
くなると、その吐出圧によ多制御位置（２４１））に位
置付けて、吐出圧を油圧ポンプ（１１）の吐出量制御部
（１，１ｂ）にフィードバックし、斜板０１ａ）を直立
方向に傾角制御することによシ、吐出量を略零に制御す
る一方、何れかの切換弁が制御位置に切換えられたとき
には、負荷圧検出ポートにより検出した負荷圧をパイロ
ット通路（２６）を介してパイロット室（２４ｅ）に作
用せしめ、この状態で、吐出圧がパイロット室（２４ｅ
）に作用する全圧力Ｐ（負荷圧＋バネ圧（Ｐｓ））以下
のときには、その全圧力Ｐによシ開放位置（２４ａ）に
位置付けて油圧ポー　　　９　　　＝ ンプ（１１）の吐出量制御部（ｌｌｂ）をタンク（２５
）に開放することにより、斜板０１ａ）を最大傾斜角位
置に位置付けて吐出量を最大とし、一方、吐出圧が全圧
力Ｐ、より高いときには、吐出圧により制御位置（２４
’ｂ）に位置付けて斜板（ｌｌａ）を直立方向に傾角制
御することによシ吐出量を減少させることを繰返して、
前記切換えられた切換弁の絞り前後の圧力差をバネ圧（
Ｐｓ）に保持して、吐出量を切換弁の絞り開度に応じた
流量に制御するように構成されている。

一方、前記第１の切換弁ブロック（ｒ）の上流側には優
先形圧力補償弁６１！ηが設けられている。該優先形圧
力補償弁（２７）は油圧ポンプ（１１）からの圧油が供
給されるポンプボート（２′Ｉａ）と、優先ボート（２
ツｂ）と、非優先ボー）　（２’／ｃ）とを有し、該優
先ポート（２７１））の下流側に接続される切換弁の絞
り開度に応じた設定流量を該優先ポート（２ツｂ）から
下流に優先的に配流し、余剰油を非優先ポート（２７ｃ
）から下流に配流するように構成されたものである。そ
して、該優先形圧力補償弁（２カの優先ボート（２７ｂ
）下流側には右走行用切換弁（１３）と旋回用切換弁（
１４）と補助ブーム用−１０− 切換弁（１５）とが並列に接続され、また非優先ポート
（２’７ｃ）下流側には後述する減圧弁（２９）を介し
て主アーム用切換弁（１Ｇ）が接続されている。

また、前記第１の切換弁ブロック（イ）の補助ブーム用
切換弁（１５）は、絞り０５ａ）の最大開度に応じた最
大設定流量が油圧ポンプ（１１）の最大吐出量以下とな
るように、その絞り０５ａ）の最大開度が小さく形成さ
れている。

尚、第２の切換弁ブロック（ロ）にも優先膨圧力補償弁
（２８）が設けられておシ、油圧ポンプ（ｌｌ）′から
の圧油を優先して左走行用切換弁（１７）、パケット用
切換弁（１８）および主ブーム用切換弁（＋９）Ｋ供給
し、余剰油を補助アーム用切換弁（２０）に供給するよ
うになされている。また、第１の切換弁ブロック（イ）
の主アーム用切換弁（１６）直上流には減圧弁（２９）
が設けられている。該減圧弁（２９）は、アーム用切換
弁（１６）と優先膨圧力補償弁（２７）の優先側に接続
された何れかの切換弁（１ｇ）、　（＋４）又は（１５
）との同時操作時にアーム（３）の負荷圧の方が低い場
合には優先膨圧力補償弁（２７）からの圧油をアーム（
３）の負荷圧に応じた圧力に減圧するものである。同様
に、第２の切換弁ブロック（ロ）の補助アーム用切換弁
（２０）上流側にも減圧弁（３０）が設けられている。

さらに、ポンプユニット（１２）には油圧ポンプ（川、
　（＋＋）’を定馬力制御する定馬力制御弁（３１＋、
　（３］）’が設けられている。該各室馬力制御弁（３
１）、（３１）’はそれぞれ油圧ポンプ（ｎ）、　（ｎ
）’の吐出量制御部（１１１））、　（１１ｂ）／をタ
ンク（２５）、　（２５）’に開放する非制御位置（Ｆ
’　ｌａ）＋（ｐｌａｙと、吐出圧を前記吐出量制御部
（ｌｌｂ）、　（ｌｌｂ）′に作用せしめる制御位置■
１１））、■ｌｂ）’と、吐出圧に対抗し油圧ポンプ（
１１）、（川′の斜板（１１ａ）、　（１１ａ）’が直
立方向に傾角制御されるのに応じてバネ圧が高圧に設定
される設定圧可変バネ■ｌｃ）、　（３１ｃγとを備え
ている。加えて、國は最大負荷圧が設定圧より高くなる
と開作動して油圧ポンプ（＋＋）、　（１＋）’の圧油
をリリーフする負荷圧感応形リリーフ弁、（３３）は油
圧ポンプ（Ｉｔ）、　（＋＋）’を駆動する原動機であ
る。

次に、前記実施例の作動について説明するに、旋回体（
１）とブーム（２）との同時動作時、旋回用モータ（５
）は旋回用切換弁（１４）の制御位置への切換えにより
油圧ポンプ（１１）からの圧油を受けて作動するととも
に、ブームシリンダ（６）は主ブーム用および補助ブー
ム用の両切換弁（＋９）、　（１５）の制御位置への切
換えにより２台の油圧ポンプ（１１）、　（１１）’７
５＞らの圧油を受けて作動している。

その際、両者の負荷圧は、旋回用切換弁（１４）と補助
ブーム用切換弁（１５）とが並列に接続されているため
に等しく、旋回体（１）に比べて軽量なブーム（２）の
負荷圧となっている。このため、油圧ポンプ（１１）の
吐出圧はロードセンシング弁（２４）により〔ブーム（
２）の負荷圧＋バネ圧（Ｐａ））に制御され、吐出量は
その吐出圧に応じた流量となる。そして、との圧油はそ
の全量が優先膨圧力補償弁（２７）に供給されたのち、
優先ポート（２’７ｂ）から旋回モータ（５）とブーム
シリンダ（６）とに並列的に供給され、その流量配分は
軽量なブーム（２）に多く、重重量の旋回体＋１＋には
少ない。その結果、ブーム（２）の作動速度は速く１．
また旋回体（１）の作動速度は遅くなり、よって、例え
ばパケット（４）内の掘削土を近くに停車したダンプカ
ーの荷台に放出する場合には、パケット（４）を上昇速
度の速いブーム（２）により素早く上昇させて所定位置
まで旋回した時にはすでに所定高さ位置にまで位置付け
ておくことができ、旋回体＋１＋とブーム（２）の連動
性を向上させることができる。

また、ブーム（２）とアーム（３）との同時動作時、ブ
ームシリンダ（６）には主ブームおよび補助ブーム用の
両切換弁（＋９）、　（＋５）の制御位置への切換えに
より双方の油圧ポンプ（１１）、（１１）′からの圧油
が優先膨圧力補償弁（２η、　（２８）により優先して
供給され、アームシリンダ（７）には主アーム用および
補助アーム用の両切換弁（＋６）、　（２０）の制御位
置への切換えにより双方の油圧ポンプ（１１，（ｕ）’
からの余剰油が供給されている。

この時、各油圧ポンプ（ＩＩＬ　（１１）’の吐出圧は
ロードセンシング弁（２４）、　（２４１’により両負
荷圧のうち高圧のもの、例えばブーム（２）の負荷圧に
応じた圧力〔ブーム（２）の負荷圧＋バネ圧（Ｐａ））
となっている。

その際、切換弁ブロック（イ）内では、補助ブーム用切
換弁（１５）の最大設定流量が最大絞り開度の縮少形成
により油圧ポンプ（１１）の最大吐出量以下に制限され
ているので、ブーム（２）への優先送油量は制限され、
このことにより、優先膨圧力補償弁＋２７）の非優先ポ
ート（２’７Ｃ）から余剰流が可及的に発生して減圧弁
（２９）によりアーム（３）の負荷圧に応じた圧力に減
圧されたのち、アーム（３）に供給されることになる。

その結果、圧油の優先供給によるブーム（２）の作動速
度の上昇と共に、アーム（３）の作動速度は前記余剰油
の可及的発生により速くなり、よってブーム（２）とア
ーム（３）との連動性を向上させることができる。

尚、旋回体（１）とアーム（３）との同時動作時、特に
旋回し寿からアーム（３）の引動作を行った場合には、
アーム（３）の負荷圧はアーム（３）の自重による降下
により略零となるが、旋回モータ（５）には圧油が優先
形圧力補償弁（２ηにより優先して供給されるので、旋
回体［１１の負荷圧は十分に高く、旋回体（１）の所定
旋回速度は良好に確保される。

また、前記実施例では、パワーショベルに適用した場合
について説明したが、本第１および第２の発明は、その
他、クレーン等の種々の建設機械に対しても同様に適用
することができるのは勿論である。

以」二説明したように、第１の発明によれば、１台の油
圧ポンプからの圧油を優先的に旋回モータとブームシリ
ンダｌに並列的に供給するように構成したので、旋回体
とブームとの連動性を向上させることができ、パワーシ
ョベルの運転性能の向上化を図ることができるものであ
る。

また、第２の発明によれば、前記第１の発明の構成に加
えて、ブーム用切換弁の最大設定流量を油圧ポンプの最
大吐出量以下に制限して、アームシリンダへの余剰流を
可及的に発生させるようにしたので、前記第１の発明の
効果に加え、ブームとアームとの連動性を向上させるこ
とができ、パワーショベルの運転性能のより一層の向上
化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明をパワーショベルに適用した場合の実施例
を示す油圧回路図である。 （１）・・旋回体、（２）・・ブーム、（３）・・アー
ム、（５）・・旋回モータ、（６）・・ブームシリンダ
、（７）・・アームシリンダ、（１１）・・可変容量形
油圧ポンプ、（Ｉ５）・・補助ブーム用切換弁、（１５
ａ）・・絞り、（２４）・・ロードセンシング弁、（２
４ａ）・・開放位置、（２４ｂ）、、、制御位置、（２
４ｃ）　−ハネ室、（２４−ｄ）・・バネ、（２４ｅ）
・・パイロット室、（２′７）・・優先形圧力補償弁、
（２’７ａ）・・ポンプポート、（２’２ｂ）・・優先
ポート、（２’７ｃ）・・非優先ポート。 特許出願人　　　ダイキン工業株式会社代　　理　　人
　　　前　　１）　　　　弘−１’７　　−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）旋回体（１）、ブーム（２）および他の運動体を
   備えたパワーショベル等の建設機械であって、ロードセ
   ンシング弁（２４）により負荷圧に応じて吐出量制御さ
   れる油圧ポンプ（１１）と、ブームシリンダ（６）と、
   他の運動体駆動用アクチュエータと、前記油圧ポンプ（
   １１）の圧油を優先して旋回モータ（５）およびブーム
   シリンダ（６）に並列的に供給し、余剰油を他の運動体
   駆動用アクチュエータに供給する優先形圧力補償弁罰と
   を備え、旋回体［１＋とブーム（２）との同時動作時、
   旋回モータ（５）およびブームシリンダ（６）への圧油
   供給を並列的に行うようにしたことを特徴とするパワー
   ショベル等の建設機械。
2. （２）旋回体（１）、ブーム（２）およびアーム（３）
   を備えたパワーショベル等の建設機械であって、ロード
   センシング弁（２４）により負荷圧に応じて吐出量制御
   される油圧ポンプ（ＩＩ）と、旋回モータ（５）と、ブ
   ームシリンダ（６）と、アームシリンダ（７）と、前記
   油圧ポンプ（１１）の圧油を優先して旋回モータ（５）
   およびブームシリンダ（６）に並列的に供給し、余剰油
   をアームシリンダ（７）に供給する優先膨圧力補償弁（
   ２７）とを備え、旋回体（１）とブーム（２）との同時
   動作時、旋回モータ（５）とブームシリンダ（６）への
   圧油供給を並列的に行うとともに、ブーム用切換弁（１
   ５）の最大絞り開度を、最大設定流量が前記油圧ポンプ
   （１１）の最大吐出量以下になるように形成し、ブーム
   （２）とアーム（３）との同時動作時、アームシリンダ
   （７）への流量を可及的に多く発生させるようにしたこ
   とを特徴とするパワーショベル等の建設機械。