JPS6388303A - 油圧回路 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられる油圧
回路に係り、特にセンタバイパス型の複数の方向切換弁
を有し、これらの方向切換弁が全て中立状態にあるとき
に可変容量油圧ポンプの吐出量が滅少するようにレギュ
レータを作動させる低圧発生手段を有する油圧回路に関
する。

〈従来技術〉 第４図はこの種の従来の油圧回路を示す回路図で、これ
は、特公昭４７−３９２７号公報に開示されたものであ
る。

この従来の油圧回路は、可変容量油圧ポンプ１と、この
可変容量油圧ポンプ１の吐出量を規定するメインリリー
フ弁Ｒ，Ｖと、可変容量油圧ポンプ１から吐出される圧
油によって駆動するアク千′ユエータ、すなわち作動装
置１２ａ、１２ｂと、可変容量油圧ポンプ１と作動装置
１２ａ、１２ｂとの間に配置され、作動装置１２ａ、１
２ｂの駆動を制御する複数のセンタバイパス型の方向切
換弁１１ａ、ｌｌｂからなる複合切換弁１１と、可変容
量油圧ポンプ１の吐出量を制御するレギュレータ、すな
わち制御シリンダ１８と、この制御シリンダ１８に連絡
可能なパイロットポンプ、すなわち制御用ポンプ１６と
、方向切換弁１１ａ、１１ｂの下流に設けられ、これら
の方向切換弁１１ａ、ｌｌｂが全て中立状態にあるとき
に、可変容量油圧ポンプ１の吐出量が滅少するように制
御シリンダ１８を作動させる低圧を発生させる低圧発生
手段、すなわちオリフィス１３と、このオリフィス１３
の上流に連通ずる管路４０と制御シリンダ１８との間に
設けられ、シリンダ３つ、パワーピストン３８、スプー
ル２６、このスプール２６を付勢するスプリング３４等
を有する入力制限制御弁１７、および可変容量油圧ポン
プ１および制御用ポンプ１６を駆動する原動機７を備え
ている。

そして、同第４図に示す状態は複合切換弁１１の切換弁
１１ａおよびｌｌｂを共に中立位置にしたアイドリング
状態を示すもので、このときポンプ１から吐出された圧
油は複合切換弁１１のセンタバイパスを通り、タンク１
０に排出されている。

そこでこの圧油はオリフィス１３によって圧力降下され
、この圧力降下によりオリフィス１３の上流側のセンタ
バイパスに圧力が生じ、この圧力が管路４０を介してシ
リンダ３９に導かれ、シリンダ３つ内の圧力が上昇して
おり、パワーピストン３８はスプリング３４の反発力に
抗してスプール２６を右行させており、制御用ボン１１
６からの流入ボート２３を第２の流出ポート２５に接続
させ、制御シリンダ１８のロッドエンド側に圧油を供給
しており、制御シリンダ１８のピストン１９は左行限近
くに押しやられ、カム板５をほぼ中立位置に位置させて
ポンプ１の吐出量を減じ、吐出圧力を低下させている。

また、例えば作動装置１２ａを作動させるため切換弁１
１ａを中立位置から切換えると複合切換弁１１のセンタ
バイパスはしゃ断され、オリフィス１３に対する圧油の
供給は絶たれる。このためオリフィス１３の上流側の圧
力は低下する。そこでシリンダ３つ内の圧力が低下し、
パワーピストン３８の右方への力はなくなり、スプリン
グ３４の反発力によりスプール２６は左行し入力制限制
御弁１７の流入ポート２３を第１の流出ポート２４に接
続する。そして、制御用ポンプ１６の圧油は制御シリン
ダ１８のヘッドエンド側に送られ、スプリング２１の反
発力に抗して、ピストン１９を右行させ、連結杆２０等
を介してカム板５の傾斜角度を増大させ、他方制御シリ
ンダ１８のロッドエンド側の油は第２の流出ポート２５
から点線で示される管路を経てタンク１０に排出される
。

そこでポンプ１は吐出量を増大し、この圧油は切換弁１
１ａを介して作動装置１２ａの右室に送られ、ピストン
を左行させる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のように構成される従来の油圧回路にあっては、作
動装置１２ａ、１２ｂの駆動圧力すなわち可変容量油圧
ポンプ１から吐出される圧油の圧力はメインリリーフ弁
Ｒ，Ｖの設定値によって一義的に制限され、また可変容
量油圧ポンプ１の吐出量も切換弁１１ａ、ｌｌｂの切換
え動作に伴うカム板５の傾斜によって一義的に決められ
るようになっている。

ところで、このような油圧回路が備えられる建設機械例
えば油圧ショベルにあっては、通常おこなわれる作業で
ある掘削作業の池に、ブーム、アームを昇降させて荷の
吊り上げ下げ、つまりクレーン作業をおこなう場合があ
るが、このクレーン作業には一般に大きな吊り上げ力を
得るための高いポンプ吐出圧力と、安全性を考慮したゆ
るやかな作業速度を与える比較的少ないポンプ吐出量と
が要求される。

しかしながら、上記した従来の油圧回路にあっては常に
一定の吐出圧力と吐出流量が作動装置１２ａ、１２ｂに
供給されることから、このようなりレーン作業には対応
し難く、すなわちポンプ吐出圧力の不足に伴う荷の吊り
上げ力不足や、多量′のポンプ吐出流量に伴う早いアー
ム等の昇降による作業の安全性の低下を生じる懸念があ
る。

本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、ポンプ吐出量およびポンプ吐
出圧を必要に応じて変えることのできる油圧回路を提供
することにある。

く問題点を解決するための手段〉 この目的を達成するために本発明は、可変容量油圧ポン
プと、この可変容量油圧ポンプの吐出油の圧力を規定す
るメインリリーフ弁と、可変容量油圧ポンプの吐出油に
よって駆動するアクチュエータと、該可変容量油圧ポン
プとアクチュエータとの間に配置され、該アクチュエー
タの駆動を制御する複数のセンタバイパス型の方向切換
弁と、可変容量油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレ
ータと、このレギュレータに連絡可能なパイロットポン
プと、方向切換弁の下流に設けられ、これらの方向切換
弁が全て中立状態にあるときに、可変容量油圧ポンプの
吐出量が滅少するようにレギュレータを作動させる低圧
を発生させる低圧発生手段とを備えたものにおいて、パ
イロットポンプを介して供給される圧を、可変容量油圧
ポンプの吐出量が通常供給される最大流量に比べて所定
量少なくなるようにレギュレータを制御可能な圧に設定
するとともに、低圧発生手段で発生する低圧を含む当該
低圧発生手段の上流の圧力、およびパイロットポンプを
介して供給される圧のいずれかを選択的にレギュレータ
に供給可能な例えばシャトル弁を含む圧力供給手段と、
この圧力供給手段とパイロットポンプとの間に設けられ
、該パイロットポンプを介して供給される圧を該圧力供
給手段に導くか否か切換える例えば切換弁等を含む切換
手段と、圧力供給手段の切換動作に連動して可変容量油
圧ポンプの吐出圧が高くなるように変更する例えば複数
のメインリリーフ弁や減圧弁等からなる圧力変更手段と
を備えた構成にしである。

く作用〉 本発明は、上記のように構成しであることから、方向切
換弁が全て中立状態にあるときは、低圧発生手段で発生
した低圧を圧力供給手段を介してレギュレータに供給し
、これによって可変容量油圧ポンプの吐出量を滅少させ
、また、方向切換弁が切換えられた通常の作業時にあっ
ては圧力変更手段を介して通常のメインリリーフ弁の設
定圧力によって制限されているポンプ吐出圧をアクチュ
エータに供給して当該通常作業を実施させ、また、油圧
ショベルにおけるクレーン作業などのときは、切換手段
を介してパイロットポンプに係る圧を圧力供給手段を経
てレギュレータに供給し、このレギュレータをポンプの
最大流量が滅少するように作動させるとともに、切換手
段の切換動作に連動して可変容量油圧ポンプの吐出圧を
高くして、これらの高いポンプ吐出圧と比較的少ないポ
ンプ吐出量とを供給できる。

〈実施例〉 以下、本発明の油圧回路を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図である。こ
の図において、５１は可変容量油圧ポンプ、５２．５３
は可変容量油圧ポンプ５１から吐出される圧油の圧力を
規定するメインリリーフ弁で、このうちメインリリーフ
弁５２の設定圧はメインリリーフ弁５３の設定圧よりも
大きく設定しである。５４．５５は図示しないアクチュ
エータの駆動を制御するセンタバイパス型の方向切換弁
、５６は可変容量油圧ポンプ５１の吐出量を制御するレ
ギュレータである。５７は方向切換弁５５の下流に配置
され、方向切換弁５４．５５が全て中立状態にあるとき
に、可変容量油圧ポンプ５１の吐出量が滅少するように
レギュレータ５６を作動させる低圧を発生させる低圧発
生手段、例えば低圧リリーフ弁、５８はタンクである。

また、５９はパイロットポンプ、６０はこのパイロット
ポンプ５つのパイロット圧を規定するリリーフ弁で、こ
のリリーフ弁６０によってパイロットポンプ５９のパイ
ロット圧が、可変容量油圧ポンプ５１の吐出量が通常供
給される最大流量に比べて所定量少なくなるようにレギ
ュレータ５６を制御可能な圧に設定されている。また６
１は低圧リリーフ弁５７で発生した低圧を含む当該低圧
リリーフ弁５７の上流の圧力、およびパイロットポンプ
５９のパイロット圧のいずれかを選択的にレギュレータ
５６に供給可能な圧力供給手段、例えばシャトル弁で、
管路６２を介して低圧リリーフ弁５７の上流に連絡され
、管路６３を介してレギュレータ５６に連絡され、また
パイロットポンプ５９のパイロット圧が供給可能な管路
６４に連絡されており、管路６２．６４のいずれかの圧
力を管路６３を介してレギュレータ５６に供給する。

６５は管路６４をパイロットポンプ５９に連絡するか、
あるいはタンク５８に連絡するか切換える電磁切換弁で
、スイッチ６６の信号の入力によりばねに抗して図示右
位置すなわち管路６４に連通ずる位置に切換えられるよ
うになっている。これらのスイッチ６６、電磁切換弁６
５、および上述した管路６４は、パイロットポンプ５９
のパイロット圧をシャトル弁６１に導くか否か切換える
切換手段を構成している。また６７は管路６４の圧力に
応じて閉止位置に切換えられる開閉弁で、管路６８を介
してメインリリーフ弁５３の駆動部に連絡されている。

これらの開閉弁６７とメインリリーフ弁５３、および前
述したメインリリーフ弁５２は、パイロットポンプ５９
と管路６４とを連絡する電磁切換弁６５の切換動作に連
動して可変容量油圧ポンプの吐出圧が高くなるように変
更する圧力変更手段を構成している。

このように構成しである油圧回路にあつ、では、同第１
図に示すように、スイッチ６６がＯＦＦで電磁切換弁６
５が左位置に切換えられているときは、管路６４が電磁
切換弁６５を介してタンク５８に連絡され、パイロット
ポンプ５９のパイロット圧がシャトル弁６１に導かれな
いようになっており、また管路６４内がタンク圧である
ことから開閉弁６７は同第１図に示すように連通位置に
あり、したがってメインリリーフ弁５３の駆動部は管路
６８、開閉弁６７を介してタンク５８に連通している。

そして、同第１図に示すように、方向切換弁５４．５５
の双方が中立状態にある時は、可変容量油圧ポンプ５１
から吐出される圧油が方向切換弁５４．５５、低圧リリ
ーフ弁５７を介してタンク５８に戻されるが、低圧リリ
ーフ弁５７の上流で発生した低圧が管路６２を介してシ
ャトル弁６１に導かれ、さらに管路６３を介してレギュ
レータ５６に導かれ、これによってレギュレータ５６が
可変容量油圧ポンプ５１の傾転角を小さくするように制
御され、当該可変容量油圧ポンプ５１の吐出量がほとん
ど０に近くなるように制御される。このとき、メインリ
リーフ弁５２の設定圧力に比べて設定圧力が小さいメイ
ンリリーフ弁５３の駆動部が、管路６８、開閉弁６７を
介してタンク５８に連通しているので、可変容量油圧ポ
ンプ５１の吐出圧はメインリリーフ弁５３の設定圧力に
制限される。

そして上記のようにスイッチ６６がＯＦＦの状態にあっ
て、方向切換弁５４．５５を適宜、中立位置から切換え
ると、低圧リリーフ弁５７の上流には可変容量油圧ポン
プ５１の圧油が流れなくなり、したがって、この低圧リ
リーフ弁５７の上流の圧が下がって、例えばタンク圧と
なり、このタンク圧が管路６２、シャトル弁６１、管路
６３を介してレギュレータ５６に供給され、これによっ
てレギュレータ５６が可変容量油圧ポンプ５１の傾転角
を大きくするように制御され、当該可変容量油圧ポンプ
５１から最大流量が吐出され、メインリリーフ弁５３に
よって制限された吐出圧および上記の吐出量が該当する
方向切換弁５４．５５を介して図示しないアクチュエー
タに供給され、これにより当該アクチュエータによる通
常作業、例えば油圧ショベルにおける掘削作業等をおこ
なうことができる。

また、このような状態からスイッチ６６をＯＮにすると
、電磁切換弁６５が第１図の右位置に切換えられ、これ
によってパイロットポンプ５９からリリーフ弁６０で規
定されたパイロット圧が当該電磁切換弁６５、管路６４
を介してシャトル弁６１に送られる。この場合、方向切
換弁５４．５５が中立状態にあるときは、上述のように
低圧リリーフ弁５７の上流に発生した低圧が管路６２を
介してシャトル弁６１に導かれており、したがってこの
低圧の方が上記のパイロット圧よりも大き′く、当該低
圧がレギュレータ５６に供給されて、可変容量油圧ポン
プ５１の傾転角は吐出量がほぼ０近くになるように制御
される。そして、このような状態にあって、方向切換弁
５４．５５がその中立位置から切換えられると、低圧リ
リーフ弁５７の上流の圧力が低下していくが、今度は上
述のパイロット圧がシャトル弁６１、管路６３を介して
レギュレータ５６に供給され、これによって可変容量油
圧ポンプ５１は最大流量に比べて若干カットされた比較
的少ない流量を吐出するようになる。

また、上述のように管路６４にパイロット圧が導かれる
と同第１図に示す開閉弁６７が右位置に切換えられ、こ
れによってメインリリーフ弁５３の駆動部に連絡される
管路６８がブロックされる。

したがって、可変容量油圧ポンプ５１から吐出される圧
油の圧力がメインリリーフ弁５３の設定圧力よりも高く
なったとき、今度は当該圧力はメインリリーフ弁５２で
規定される高い圧力で制限される。すなわち、上述のよ
うにスイッチ６６をＯＮにし、方向切換弁５４．５５を
中立位置から切換えると、通常作業時に比べて吐出量が
比較的少なく、吐出圧が高い圧油が当該方向切換弁５４
．５５を介して該当するアクチュエータに供給され、こ
れによって当該アクチュエータによる特別な作業、例え
ば油圧ショベルにおける掘削作業等をおこなうことがで
きる。

このように構成した第１の実施例にあっては、ポンプ吐
出量およびポンプ吐出圧を必要に応じて換えることがで
き、したがって作業の種類に対応した最適なアクチュエ
ータの動作を実現させることができる。

例えば油圧ショベルにあっては、通常はアーム等を比較
的早く動作させる掘削作業等を実施でき、またクレーン
作業時には大きな吊り上げ力が得られて、しかもアーム
等を比較的ゆるやかに動作させ１作業の安全を図ること
ができる。

第２図および第３図はそれぞれ本発明の第２、第３の実
施例を示すＤ路図である。

第２図に示す第２の実施例にあっては低圧発生手段とし
て第１図に示すような低圧リリーフ弁の代りに絞り６９
を設けである。その他の構成は第１図に示す第１の実施
例と同等である。このように絞り６つを設けた場合も、
方向切換弁５４．５５が中立状態にあるときには、絞り
６９の上流に低圧が発生し、この低圧が管路６２、シャ
トル弁６１、管路６３を介してレギュレータ５６に導か
れ、可変容量油圧ポンプ５１の吐出量が０近くに滅少す
る。そして、第１の実施例と同様に、スイッチ６６のＯ
Ｎと方向切換弁５４．５５の切換動作により、図示しな
いアクチュエータに通常よりも吐出量の少ない、吐出圧
の高い圧油を供給でき、第１の実施例と同様の作用効果
を奏する。

第３図に示す本発明の第３の実施例にあっては、それぞ
れセンタバイパス型の複数の方向切換弁を含む２系統の
油圧回路に対応して２つの可変容量油圧ポンプ５１ａ、
５１ｂを設けてあり、それぞれの自己ポンプの吐出圧が
相手ポンプのレギュレータ５６ｂ、５６ａに与えられ、
全馬力制御が可能になっている。また、同一系統の全て
の方向切換弁の中立時に低圧リリーフ弁５７ａ、５７ｂ
の上流で発生した低圧が管路６２ａ、６２ｂを介してシ
ャトル弁６１ａ、６１ｂに供給され、スイッチ６６をＯ
Ｎにすると、パイロットポンプ５つのパイロット圧を減
圧弁７０で減圧して電磁切換弁６５を介してシャトル弁
６１ａ、６１ｂに供給可能になっており、このシャトル
弁６１ａ、６１ｂで選択された圧力がレギュレータ５６
ａ、５６ｂに供給されるようになっている。

このように構成した第３の実施例にあっても、油圧ポン
プ５１ａ、あるいは油圧ポンプ５１ｂに対応するそれぞ
れの系統に含まれる全ての方向切換弁が中立状態にある
ときには、低圧リリーフ弁５７ａ、あるいは低圧リリー
フ弁５７ｂの上流で低圧が発生し、これらの低圧がシャ
トル弁６１ａ、６１ｂを介してレギュレータ５６ａ、あ
るいはレギュレータ５６ｂに供給され、可変容量油圧ポ
ンプ５１ａ、５１ｂの吐出量をほぼ０近くにすることが
できる。また、スイッチ６６を○Ｎにした状態で方向切
換弁を中立位置から切換えると、パイロットポンプ５９
のパイロット圧を減圧弁７０で減圧した圧力が電磁切換
弁６５を介してシャトル弁６１ａ、あるいはシャトル弁
６１ｂに供給され、当該圧力がレギュレータ５６ａ、５
６ｂに供給されて可変容量油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの
吐出量が通常作業時の最大流量に比べて若干少なくなる
ように制限されるとともに、電磁切換弁６５の切換えに
伴う開閉弁６７の切換えによってメインリリーフ圧がメ
インリリーフ弁５３の設定圧力からメインリリーフ弁５
２の設定圧力に変更され、したがって、可変容量油圧ポ
ンプ５１ａ、５１ｂの吐出圧が高くなり油圧ショベルに
おけるクレーン作業等のように、吐出量はそれほど必要
としないが、大きな吐出圧を要する作業を実施すること
ができる。

なお、上記実施例にあっては、スイッチ６６と電磁切換
弁６５と開閉弁６７とを別体に設け、電気系統を構成し
であるが、本発明はこれに限られず、電磁切換弁６５と
開閉弁６７の機能を１つの゛切換弁ブロックに組込み、
スイッチ６６の代わりに手動操作式のレバーを設け、こ
のレバーによって当該切換弁ブロックを切換える構成と
することもできる。

また、上記実施例にあっては、圧力変更手段を構成する
ものとして設定圧力の異なる２つのメインリリーフ弁５
２．５３を設けであるが、本発明はこれに限られず、こ
れらのメインリリーフ弁５２．５３に代えて１つのメイ
ンリリーフ弁を設け、その設定圧力を決めるばねのばね
力を可変にする手段を設けた構成にしてもよい。

また、上記第３の実施例にあっては減圧弁７０によって
パイロットポンプ５９からシャトル弁６１ａ、６１ｂに
供給される圧力を一義的に決めているが、本発明はこれ
に限られず、減圧弁７０の二次圧を決めるばねのばね力
を可変にする手段を設けた構成にしてもよい。

〈発明の効果〉 本発明の油圧回路は以上のように構成しであることから
、ポンプ吐出量およびポンプ吐出圧を必要に応じて変え
ることができ、当該油圧回路が備えられる建設機械にお
いておこなわれる作業の種類に対応した最適なアクチュ
エータの動作を実現させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧回路の第１の実施例を示す回路図
、第２図は本発明の第２の実施例を示す回路図、第３図
は本発明の第３の実施例を示す回路図、第４図は従来の
油圧回路を示す回路図である。 ５１・・・・・・可変容量油圧ポンプ、５１ａ・・・・
・・第１の可変容量油圧ポンプ、５１ｂ・・・・・・第
２の可変容量油圧ポンプ、５２．５３・・・・・・メイ
ンリリーフ弁、５４．５５・・・・・・方向切換弁、５
６．５６ａ、５６ｂ・・・・・・レギュレータ、５７．
５７ａ、５７ｂ・・・・・・低圧リリーフ弁く低圧発生
手段）、５８・・・・・・タンク、５９・・・・・・パ
イロットポンプ、６０・・・・・・リリーフ弁、６１．
６１ａ、６１ｂ・・・・・・シャトル弁（圧力供給手段
）、６２．６２ａ、６２ｂ、６３．６３ａ、６３ｂ、６
４．６８・・・・・・管路、６５・・・・・・電磁切換
弁、６６・・・・・・スイッチ、６７・・・・・・開閉
弁、６９・・・・・・絞り（低圧発生手段）、７０・・
・・・・減圧弁。 第１図 ５１：　ミタミ：宅４＞υ圧じ抹０ンフ０　　６０；　
リリーフ先５６：　ンぞｚＬ−７６５：責ジ寮虫切迩沖
什５９：　バスロ、７トｆ′、。ンフ・ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポン
   プの吐出油の圧力を規定するメインリリーフ弁と、可変
   容量油圧ポンプの吐出油によつて駆動するアクチユエー
   タと、該可変容量油圧ポンプとアクチユエータとの間に
   配置され、該アクチユエータの駆動を制御する複数のセ
   ンタバイパス型の方向切換弁と、上記可変容量油圧ポン
   プの吐出量を制御するレギユレータと、このレギユレー
   タに連絡可能なパイロツトポンプと、上記方向切換弁の
   下流に設けられ、これらの方向切換弁が全て中立状態に
   あるときに、該可変容量油圧ポンプの吐出量が滅少する
   ように上記レギユレータを作動させる低圧を発生させる
   低圧発生手段とを備えた油圧回路において、上記パイロ
   ットポンプを介して供給される圧を、上記可変容量油圧
   ポンプの吐出量が通常供給される最大流量に比べて所定
   量少なくなるように上記レギユレータを制御可能な圧に
   設定するとともに、上記低圧発生手段で発生する低圧を
   含む当該低圧発生手段の上流の圧力、および上記パイロ
   ツトポンプを介して供給される圧のいずれかを選択的に
   レギユレータに供給可能な圧力供給手段と、この圧力供
   給手段と上記パイロツトポンプとの間に設けられ、該パ
   イロツトポンプを介して供給される圧を該圧力供給手段
   に導くか否か切換える切換手段と、上記圧力供給手段に
   上記パイロツトポンプを介して供給される圧を導く上記
   切換手段の切換動作に連動して、上記可変容量油圧ポン
   プの吐出圧が高くなるように変更する圧力変更手段とを
   備えたことを特徴とする油圧回路