(57)【要約】【課題】  ブーム用に対し、アーム用の切換弁に優先的に、第３ポンプの吐出油を合流させることができるとともに、煩雑なスプリングの選定を不要にする。【解決手段】  第１、第２、第３ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、第１ポンプＰ１と第１シリンダとを連通又は遮断する第１切換弁１と、第２ポンプＰ２と第２シリンダとを連通又は遮断する第２切換弁２と、第３ポンプＰ３と上記第１又は第２シリンダとを連通又は遮断する第１合流制御弁１７と、第１切換弁１によって第１ポンプＰ１と上記第１シリンダとが連通されるか否かにかかわらず、第２切換弁２によって上記第２ポンプＰ２と上記第２シリンダとが連通された場合に、第１合流制御弁１７を制御して第３ポンプＰ３と上記第１シリンダとを遮断して、第３ポンプＰ３から吐出する作動流体を上記第２シリンダに導く連通制御弁１８とを備える。【選択図】  図１
2014095398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シリンダに作動流体を導く第１ポンプと、
第２シリンダに作動流体を導く第２ポンプと、
上記第１ポンプと上記第１シリンダとを連通又は遮断する第１切換弁と、
上記第２ポンプと上記第２シリンダとを連通又は遮断する第２切換弁と、
上記第１及び第２シリンダに作動流体を導く第３ポンプと、
上記第３ポンプと上記第１又は第２シリンダとを連通又は遮断する第１合流制御弁と、
上記第１切換弁によって上記第１ポンプと上記第１シリンダとが連通されるか否かにかかわらず、上記第２切換弁によって上記第２ポンプと上記第２シリンダとが連通された場合に、上記第１合流制御弁を制御して上記第３ポンプと上記第１シリンダとを遮断して、上記第３ポンプから吐出する作動流体を上記第２シリンダに導く連通制御弁とを備える
ことを特徴とするパワーショベルの流体圧制御装置。
【請求項２】
上記第１合流制御弁は、
スプリングの付勢力により上記第３ポンプと上記第１シリンダとを遮断する位置に切り換えられる遮断位置と、パイロット室を有して上記パイロット室に上記第１切換弁のパイロット圧を導くことにより上記第３ポンプと上記第１シリンダとを連通する位置に切り換えられる連通位置とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーショベルの流体圧制御装置。
【請求項３】
上記連通制御弁は、
上記第１切換弁によって上記第１ポンプと上記第１シリンダとが連通され、かつ上記第２切換弁によって上記第２ポンプと上記第２シリンダとが遮断された場合に、上記第１切換弁のパイロット圧を上記第１合流制御弁のパイロット室に導き、上記第１合流制御弁を上記連通位置に切り換える
ことを特徴とする請求項２に記載のパワーショベルの流体圧制御装置。
【請求項４】
上記連通制御弁は、
上記第２切換弁によって上記第２ポンプと上記第２シリンダとが連通された場合に、上記第１合流制御弁のパイロット室とタンクとを連通させる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のパワーショベルの流体圧制御装置。
【請求項５】
上記第３ポンプと上記タンクとを連通又は遮断する第２合流制御弁を更に備え、
上記第２合流制御弁は、
スプリングの付勢力により上記第３ポンプと上記タンクとを連通する位置に切り換えられる連通位置と、パイロット室を有して上記パイロット室に上記第２切換弁のパイロット圧を導くことにより上記第３ポンプと上記タンクとを遮断する位置に切り換えられる遮断位置とを有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパワーショベルの流体圧制御装置。
【請求項６】
上記第１切換弁は、上記第１ポンプと上記第１シリンダとの間に設けられ、
上記第２切換弁は、上記第２ポンプと上記第２シリンダとの間に設けられ、
上記第１合流制御弁は、上記第３ポンプの下流に設けられ、
上記第２合流制御弁は、上記第１合流制御弁と上記第２切換弁との間に設けられる
ことを特徴とする請求項５に記載のパワーショベルの流体圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワーショベルの流体圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、第１〜第３ポンプそれぞれに第１〜第３回路系統を接続するとともに、必要に応じて第３ポンプの吐出油を第１、第２回路系統に合流させるパワーショベル油圧制御回路が知られている。
例えば特許文献１に記載された制御回路は第１回路系統に設けられたブーム用の切換弁のみを切り換えたときには、第３ポンプの吐出油がブームシリンダに供給され、アーム用の切換弁のみを切り換えたときには、第３ポンプの吐出油がアームシリンダに供給されるようにしているが、ブーム用切換弁とアーム用切換弁とを同時に切り換える、アームとブームとの同時操作時には、アームを優先させるように構成している。
【０００３】
具体的には、アームシリンダに優先的に第３ポンプの吐出油を供給するための増速用油圧バルブを設け、この増速用の油圧バルブの両パイロット室には、それぞれブーム用の切換弁のパイロット圧と、アーム用の切換弁のパイロット圧とが導かれるようにするとともに、アーム用のパイロット圧の方向にスプリングの弾性力を作用させている。
【０００４】
そして、ブーム用のパイロット圧のみが作用したときには、このブーム用のパイロット圧が上記スプリングの弾性力に打ち勝って上記増速用油圧バルブが切り換わり、ブームシリンダに第３ポンプの吐出油を供給し、アーム用のパイロット圧のみが作用したときには、このアーム用のパイロット圧と上記スプリングの弾性力とによって上記増速用油圧バルブが、第３ポンプの吐出油をアームシリンダに供給する位置に切り換わる。また、ブーム用とアーム用の両パイロット圧が作用したときには、アーム用のパイロット圧と上記弾性力との合力が上記ブーム用のパイロット圧に打ち勝って、第３ポンプの吐出油をアームシリンダに供給する位置に切り換わるように構成している。
【０００５】
すなわち、スプリングの弾性力を、ブーム用のパイロット圧よりも小さく、しかも、上記両パイロット圧の差圧に打ち勝つ大きさに設定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０８８６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように構成した油圧制御回路においては、上記した条件を満足するスプリングを選定しなければならず、スプリング選定が難しいという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、アーム用の切換弁が切り換えられたときには、ブーム用の切換弁へ第３ポンプの吐出油が供給されないようにして、アーム用の切換弁に第３ポンプの吐出油が優先的に合流するパワーショベルの流体圧制御装置を、煩雑なスプリングの選定を不要にして実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のパワーショベルの流体圧制御回路は、第１シリンダに作動流体を導く第１ポンプと、第２シリンダに作動流体を導く第２ポンプと、上記第１ポンプと上記第１シリンダとを連通又は遮断する第１切換弁と、上記第２ポンプと上記第２シリンダとを連通又は遮断する第２切換弁と、上記第１及び第２シリンダに作動流体を導く第３ポンプと、上記第３ポンプと上記第１又は第２シリンダとを連通又は遮断する第１合流制御弁と、上記第１切換弁によって上記第１ポンプと上記第１シリンダとが連通されるか否かにかかわらず、上記第２切換弁によって上記第２ポンプと上記第２シリンダとが連通された場合に、上記第１合流制御弁を制御して上記第３ポンプと上記第１シリンダとを遮断して、上記第３ポンプから吐出する作動流体を上記第２シリンダに導く連通制御弁とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、第２切換弁が切り換えられたときには、第１切換弁が切り換えられたか否かにかかわりなく、第１切換弁と第３ポンプとの連通が遮断される。そのため、第３ポンプから吐出される作動流体を、第２切換弁を介して第２シリンダへ優先的に供給することができる。
また、第１切換弁が切り換えられたか否かにかかわらず、第２切換弁の切り換えのみで、第１シリンダへの第３ポンプからの作動流体の供給を優先させることができる。
【００１１】
そのため、上記第１切換弁をブーム用の切換弁とし、第２切換弁をアーム用の切換弁とすれば、従来のような煩雑なスプリングの選定を不要にしながら、アームシリンダとブームシリンダの同時操作時に、第３ポンプから吐出される作動流体をアームシリンダへ優先的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はこの発明の実施形態の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示す、この実施形態のパワーショベルの流体圧制御装置は、作動流体として圧油を利用する装置であって、第１ポンプＰ１に接続されるとともに、この第１ポンプＰ１と図示しないブームシリンダとの間に設けられ、上記ブームシリンダと上記第１ポンプＰ１とを連通したり遮断したりするブーム用の切換弁１が設けられた第１回路系統Ｉと、第２ポンプＰ２に接続されるとともに、この第２ポンプＰ２と図示しないアームシリンダとの間に設けられ、上記アームシリンダと上記第２ポンプＰ２とを連通したり遮断したりするアーム用の切換弁２が設けられた第２回路系統IIと、第３ポンプＰ３に接続されるとともに、図示しない旋回用モータと上記第３ポンプＰ３とを連通したり遮断したりする旋回用の切換弁３が設けられた第３回路系統IIIとが備えられている。
【００１４】
上記第１回路系統Ｉには、ブーム用の切換弁１のほかに、第１ポンプＰ１の吐出油が供給される左側の走行用の切換弁４及びバケット用の切換弁５も接続されている。そして、上記切換弁１，５には、上記走行用の切換弁４が図示のノーマル位置にあるときのみ第１ポンプＰ１から吐出油が供給される構成にしており、吐出油が上記走行用の切換弁４に優先的に供給されるようにしている。
【００１５】
また、第２回路系統IIには、上記アーム用の切換弁２のほかに、上記第２ポンプＰ２からの吐出油が供給される右側の走行用の切換弁６、ブームスイング用の切換弁７及び予備のアクチュエータ用の切換弁８が接続されている。この第２回路系統IIにおいても、第２ポンプＰ２からの吐出油は上記走行用の切換弁６に優先的に供給されるようにしている。
なお、この実施形態においては、図示しないブームシリンダがこの発明の第１シリンダであり、上記ブーム用の切換弁１がこの発明の第１切換弁である。また、図示しないアームシリンダがこの発明の第２シリンダであり、上記アーム用の切換弁２がこの発明の第２切換弁である。
【００１６】
さらに、第３回路系統IIIには、上記旋回用の切換弁３のほかに、ドーザ用の切換弁９、この発明の第１合流制御弁であるブーム合流制御弁１７、第２合流制御弁であるアーム合流制御弁１１が接続されている。
そして、上記第３ポンプＰ３には、第３回路系統IIIに接続されたすべての切換弁がノーマル位置にあるとき上記第３ポンプＰ３の吐出油をタンクＴに接続したタンク通路２０へ導くセンターバイパス通路１２が接続されている。
また、上記第３ポンプＰ３の下流であって第３回路系統IIIにおけるセンターバイパス通路１２の最上流に上記ブーム合流制御弁１７が接続されている。
さらに、上記センターバイパス通路１２の最下流であって、上記ブーム合流制御弁１７とアーム用の切換弁２との間に上記アーム合流制御弁１１が接続されている。
【００１７】
上記アーム合流制御弁１１は、第３回路系統IIIに接続された他の切換弁３、９及びブーム合流制御弁１７がノーマル位置にあるとき、第３ポンプＰ３からセンターバイパス通路１２に供給される吐出油をアーム用の切換弁２へ導くための弁で、パイロット室１１ａに、アーム用の切換弁２を切り換えるためのパイロット圧を導入するアーム系パイロット圧導入路ｐａを接続するとともに、このパイロット室１１ａにパイロット圧が導かれていないときには、スプリング１１ｂの弾性力によって図示のノーマル位置を保つように構成されている。
【００１８】
また、このアーム合流制御弁１１は、上流側から分岐して上記第３ポンプに対して上記センターバイパス通路１２と並列にするとともに、その下流側において上記アーム用の切換弁２に接続されるアーム合流通路１３に接続されている。
そして、このアーム合流制御弁１１が図示のノーマル位置ではセンターバイパス通路１２に供給された吐出油はタンク通路２０へ導かれるので、第３ポンプＰ３の吐出油はアーム用の切換弁２に接続したアームシリンダには供給されない。
一方、上記アーム合流制御弁１１のパイロット室１１ａにパイロット圧が導かれた切換位置では、センターバイパス通路１２とタンク通路２０の連通を遮断するので上記第３ポンプＰ３の吐出油がアーム合流通路１３に導かれる。
なお、上記アーム合流通路１３は、アーム合流制御弁１１を介して上記第３ポンプＰ３と常時連通しているが、上記アーム合流弁１１を介さずに第３ポンプＰ３と接続するようにしてもよい。
【００１９】
従って、アーム用の切換弁２を切り換えると、上記アーム合流制御弁１１が切り換わる。このとき、第３回路系統IIIの他の切換弁３，９及びブーム合流制御弁１７が切り換えられていなければ、第３ポンプＰ３の吐出油を、上記センターバイパス通路１２及びアーム合流通路１３を介して、第２ポンプＰ２からの吐出油に合流させてアーム用の切換弁２に供給することができる。
つまり、上記アーム合流制御弁１１において、上記ノーマル位置が第３ポンプＰ３とタンクとを連通させるこの発明の連通位置であり、上記切換位置が第３ポンプＰ３とタンクとを遮断するこの発明の遮断位置である。
【００２０】
一方、上記ブーム合流制御弁１７は、パイロット室１７ａに上記ブーム用の切換弁１を切り換えるためのパイロット圧を導入するブーム系パイロット圧導入路ｐｂを接続するとともに、このパイロット室１７ａにパイロット圧が導かれていないときには、スプリング１７ｂの弾性力によって図示のノーマル状態を保つように構成されている。
【００２１】
上記ブーム合流制御弁１７は、図示のノーマル位置では、第３ポンプＰ３をセンターバイパス通路１２に接続するが、第３ポンプＰ３とブームシリンダとの連通を遮断する。
一方、上記ブーム合流制御弁１７のパイロット室１７ａにパイロット圧が作用した切換位置では、上記第３ポンプＰ３を、上記ブーム合流通路１４及び並列通路１５に連通させる。そして、上記第３ポンプＰ３は、この切換位置においては、絞りを介してセンターバイパス通路１２にも連通するが、上記絞りは、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通をほぼ遮断するものである。
【００２２】
従って、ブーム用の切換弁１を切り換えたときには、上記ブーム合流制御弁１７も切り換わり、第３ポンプＰ３の吐出油をブーム用の切換弁１へ導くことができる。
つまり、上記ブーム合流制御弁１７の上記ノーマル位置が、第３ポンプＰ３とブーム合流通路１４との連通を遮断するこの発明の遮断位置であり、上記切換位置が上記第３ポンプＰ３とブームシリンダとが連通するこの発明の連通位置である。
【００２３】
なお、上記ブーム合流制御弁１７の代わりに、上記切換位置において第３ポンプとセンターバイパス通路１２との連通を完全に遮断する構成にしたブーム合流制御弁を用いるようにしてもよい。
【００２４】
そして、上記ブーム合流制御弁１７のパイロット室１７ａには、連通制御弁１８を接続している。
この連通制御弁１８は、パイロット室１８ａにアーム系パイロット圧導入路ｐａを接続し、上記パイロット室１８ａにパイロット圧が作用していないときに、スプリング１８ｂによって保たれる図示のノーマル位置と、上記パイロット室１８ａにアーム系パイロット圧導入路ｐａからパイロット圧が作用して切り換わる切換位置とを備えている。
そして、この連通制御弁１８は、図示のノーマル位置では上記ブーム合流制御弁１７のパイロット室１７ａにブーム系パイロット圧導入路ｐｂを連通させ、上記切換位置では上記ブーム系パイロット圧導入路ｐｂとパイロット室１７ａとの連通を遮断するとともに、上記パイロット室１７ａをドレン通路１９に接続する構成である。
【００２５】
なお、上記アーム系パイロット圧導入路ｐａは、アーム用の切換弁２を切り換えるパイロット圧を導入する通路であり、上記アーム用の切換弁２の両パイロット室に接続した通路と連通している。
また、上記ブーム系パイロット圧導入路ｐｂは、ブーム用の切換弁１を切り換えるパイロット圧を導入する通路であり、上記ブーム用の切換弁１の両パイロット室に接続した通路と連通している。
【００２６】
次に、第３ポンプＰ３の吐出油が、上記第２ポンプＰ２の吐出油と合流してアーム用の切換弁２に供給される場合について説明する。
第３回路系統IIIに接続された各切換弁３，９及びブーム合流制御弁１７が図示のノーマル位置にあるとき、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２とは連通している。この状態で、アーム合流制御弁１１が図示のノーマル位置であれば、上記センターバイパス通路１２がタンク通路２０に連通し、第３ポンプＰ３の吐出油はタンクＴへ戻される。
【００２７】
上記の状態から、アーム用の切換弁２を切り換え制御すると、アーム系パイロット圧導入路ｐａからのパイロット圧がパイロット室１１ａに作用して上記アーム合流制御弁１１が図中左側の切換位置に切り換わる。このアーム合流制御弁１１の切換位置では、上記センターバイパス通路１２とタンク通路２０との連通が遮断される。また、上記アーム合流通路１３はアーム用の切換弁２と常時連通している。
従って、上記切換位置において、上記第３ポンプＰ３の吐出油がアーム用の切換弁２を介してアームシリンダへ供給される。
【００２８】
一方、アーム用切換弁２が図示のノーマル位置を保っている状態、すなわちアームシリンダと第２ポンプＰ２との連通が遮断された状態では、上記連通制御弁１８のパイロット室１８ａにはパイロット圧が作用していないため、この連通制御弁１８は図示のノーマル位置を保っている。
この状態で、ブーム用の切換弁１を切り換え、すなわちブームシリンダと第１ポンプＰ１とが連通すると、ブーム系パイロット圧導入路ｐｂのパイロット圧が上記連通制御弁１８を介してブーム合流制御弁１７のパイロット室１７ａに導かれ、このブーム合流制御弁１７が図中左側の切換位置、すなわち連通位置に切り換わる。
【００２９】
この切換位置では、第３ポンプＰ３とブーム合流通路１４及び並列通路１５とが連通し、第３ポンプＰ３の吐出油が上記ブーム合流通路１４を介してブーム用の切換弁１へ供給される。
なお、このとき、上記ブーム合流通路１４に対してブーム用の切換弁１と並列に接続されているバケット用の切換弁５にも上記第３ポンプＰ３が連通することになる。
また、第３ポンプＰ３は、上記ブーム合流制御弁１７を介して上記並列通路１５にも連通しているので、この並列通路１５を介して上記第３ポンプＰ３の吐出油が予備用の切換弁８やブームスイング用の切換弁７にも合流可能になっている。
【００３０】
上記したように、アームを操作していない状態で、ブームを操作すると、ブーム合流制御弁１７が切換位置となって、第３ポンプＰ３の吐出油がブーム用の切換弁１に供給されるが、この状態でアーム用の切換弁２を切り換えると、アーム系パイロット圧導入路ｐａのパイロット圧が、上記連通制御弁１８のパイロット室１８ａに作用して、上記連通制御弁１８は図示のノーマル位置から左側の切換位置に切り換わる。
【００３１】
この切換位置では、上記ブーム合流制御弁１７のパイロット室１７ａとブーム系パイロット圧導入路ｐｂとの連通が遮断されるとともに、パイロット室１７ａがドレン通路１９と連通する。そのため、パイロット室１７ａの圧力がタンク圧となり、スプリング１７ｂの作用で上記ブーム合流制御弁１７がノーマル位置に復帰する。
ブーム合流制御弁１７がノーマル位置になれば、上記した通り、第３ポンプＰ３とブーム合流通路１４との連通が遮断される。従って、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム用の切換弁１及びバケット用の切換弁５には供給されず、センターバイパス通路１２及びアーム合流通路１３を介してアーム用の切換弁２へ供給される。但し、上記アーム合流通路１３に第３ポンプ３からの吐出油が供給されるのは、第３回路系統IIIに接続された切換弁３，９がノーマル位置を保っていて、アーム合流制御弁１１が切り換わっている場合に限られる。
【００３２】
上記のように、この実施形態の油圧制御回路は、アームが動作しているとき、すなわち第２ポンプＰ２とアームシリンダとが連通しているときには、ブーム用の切換弁１の切り換え動作、すなわち第１ポンプＰ１とブームシリンダとが連通されるか否かにかかわりなく、上記ブーム合流通路１４と第３ポンプＰ３との連通を遮断するように構成されている。つまり、第３ポンプＰ３から吐出される合流用の吐出油は、ブームシリンダよりもアームシリンダを優先して供給される。そのため、アーム用の切り換え弁２に第３ポンプＰ３の吐出油が合流している際に、ブーム用の切換弁１が切り換わったとしても、その切り換えによってアームシリンダへ供給される流量が減少してしまうことはない。
しかも、上記連通制御弁１８はアーム系パイロット圧導入通路ｐａのパイロット圧のみで切り換わるため、従来の制御回路のようにパイロット圧と所定の関係を満足するスプリングを選定する必要もない。
なお、上記では作動流体として圧油を用いる例を説明したが、作動流体としては、油だけでなく、水など他の液体や、空気などの気体を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
例えば、水平引き作業など、アーム側の速度を速くしたい作業に適した制御が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｐ１    第１ポンプ
Ｐ２    第２ポンプ
Ｐ３    第３ポンプ
１      （第１切換弁である）ブーム用の切換弁
２      （第２切換弁である）アーム用の切換弁
３      旋回用の切換弁
１１    （第２合流制御弁である）アーム合流制御弁
１１ａ  パイロット室
１２    センターバイパス通路
１３    アーム合流通路
１４    ブーム合流通路
１７    （第１合流制御弁である）ブーム合流制御弁
１７ａ  パイロット室
１８    連通制御弁
１８ａ  パイロット室
１９    ドレン通路
２０    タンク通路
Ｔ      タンク
【図１】
2014095398.tif 000003