(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を吐出するポンプと、
作動油により作動する複数の油圧アクチュエータと、
ポンプから複数の油圧アクチュエータに供給される作動油をそれぞれ制御する複数の絞り切換弁と、
ポンプから吐出された作動油を複数の絞り切換弁に順次供給するセンタバイパスラインと、
ポンプから吐出された作動油を複数の絞り切換弁に独立供給するパラレルラインと、
一の絞り切換弁とその下流側に位置する他の絞り切換弁との間でセンタバイパスラインから分岐されて他の絞り切換弁のサプライポートに接続された一方のサプライラインと、
パラレルラインから分岐されて他の絞り切換弁のサプライポートに接続された他方のサプライラインと、
この他方のサプライライン中に介在され開度を可変調整して他の絞り切換弁に供給される油量より一の絞り切換弁に供給される油量を優先させる優先弁と、
この優先弁を一の絞り切換弁の操作量に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする作動油の供給制御装置。
【請求項２】
一の絞り切換弁は、油圧ショベルにおける旋回動作を制御する旋回用絞り切換弁であり、
他の絞り切換弁は、油圧ショベルにおけるアーム動作を制御するアーム用絞り切換弁であり、
優先弁は、旋回動作をアーム動作に優先させる旋回優先弁である
ことを特徴とする請求項１記載の作動油の供給制御装置。
【請求項３】
優先弁は、スプリングリターン状態の全閉位置から外部パイロット信号圧の上昇に応じて弁開度を漸次開くパイロット作動式絞り弁であり、
制御手段は、一の絞り切換弁をパイロット操作するリモコン圧の増加に応じて優先弁に作用する外部パイロット信号圧としての出口圧を減圧制御するパイロット作動式減圧弁である
ことを特徴とする請求項１または２記載の作動油の供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般機械または建設機械における作動油の供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、建設機械としての油圧ショベルの一例を示し、下部走行体１に旋回軸受部２を介して上部旋回体３が旋回可能に設けられ、この上部旋回体３にフロント作業機４が装着されている。このフロント作業機４は、上部旋回体３にブーム５の基端部が回動自在に枢着され、このブーム５の先端部にアーム６の基端部が回動自在に連結され、このアーム６の先端部にバケット７が回動自在に連結されている。ブーム５はブームシリンダ5cにより、アーム６はアームシリンダ6cにより、バケット７はバケットシリンダ7cにより、それぞれ回動される。
【０００３】
図４に従来の旋回優先回路の一例を示す。この図４において、油圧ポンプ10から吐出されリリーフ弁11により設定圧に制御された作動油は、コントロール弁12内のセンタバイパスライン13とパラレルライン14とに分岐して供給される。
【０００４】
コントロール弁12内には、上部旋回体３を右旋回または左旋回させる旋回モータ3mを制御するための旋回用絞り切換弁（以下、旋回用切換弁という）15、アームシリンダ6cを制御するためのアーム用絞り切換弁（以下、アーム用切換弁という）16、フロント作業機４の他のシリンダや下部走行体１の走行モータをそれぞれ制御するための別の絞り切換弁28，29が設けられている。
【０００５】
旋回用切換弁15は、旋回操作レバーで手動操作される旋回用油圧リモコン弁によりパイロット操作され、またアーム用切換弁16は、他の操作レバーで手動操作されるアーム用油圧リモコン弁によりパイロット操作される。
【０００６】
旋回用切換弁15は、アーム用切換弁16の上流側に設置されており、旋回用切換弁15へのサプライライン17は、パラレルライン14に接続された、いわゆる「パラレル回路」となっている。
【０００７】
また、アーム用切換弁16へのサプライライン18は、センタバイパスライン13に接続された、いわゆる「タンデム回路」となっている。
【０００８】
さらに、パラレルライン14とサプライライン18との間にあるサプライライン19中に、オン／オフ切換作動型の電磁弁20から供給される外部パイロット信号圧により切換わる旋回優先弁21が介在され、電磁弁20がオフの場合は、パイロットポンプ22より電磁弁20を経た外部パイロット信号圧がパイロットライン23を介して旋回優先弁21に負荷されてこの旋回優先弁21が切換わり、パラレルライン14とサプライライン18とが導通し、一方、電磁弁20がオンの場合はパイロットライン23がドレンライン24に導通するため、旋回優先弁21は図示された中立位置となるので、パラレルライン14とサプライライン18とが遮断される。
【０００９】
ここで、電磁弁20をオンに操作した場合を考えると、サプライライン19は中立位置の旋回優先弁21により遮断されているため、アームシリンダ6cへの供給油はセンタバイパスライン13からのみとなる。
【００１０】
したがって、旋回モータ3mとアームシリンダ6cとの連動操作時は、アームシリンダ6cへの供給油は旋回用切換弁15のバイパスノッチ25によって制限され、上部旋回体３を旋回駆動する旋回モータ3mへの作動油はパラレルライン14よりサプライライン17およびサプライノッチ27を経て供給される。
【００１１】
つまり、旋回系への油が、優先的に供給されることになる。これが、いわゆる「旋回優先回路」であり、溝掘削時に旋回を加えてバケットを溝側壁に押付けながら、アーム・イン操作をして掘削を行うときなどに有効である。
【００１２】
なお、電磁弁20がオフの場合は、パイロットポンプ22からパイロットライン23に供給された外部パイロット信号圧により旋回優先弁21が切換わり、パラレルライン14とサプライライン18とが導通するため、旋回モータ3mとアームシリンダ6cとの連動操作時、パラレルライン14よりアームシリンダ6cに作動油が供給されるため、旋回優先にはならない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術においては、旋回優先弁21は電磁弁20によるオン／オフ切換制御であるため、旋回優先弁21がブロック状態の旋回優先回路では、旋回モータ3mとアームシリンダ6cとの連動操作時に、アームシリンダ6cへの供給油は、先に述べた通り、旋回用切換弁15のバイパスノッチ25により制限されるが、通常、このバイパスノッチ25の開口面積は、図５に示されるように、旋回操作時に旋回モータ3mへの十分な供給油を確保するために、旋回用切換弁15の大部分のストロークにてサプライノッチ27の開口面積に比べ十分に小さくなっている。
【００１４】
このため、旋回操作レバーの操作量すなわち旋回用切換弁15のシフト量が変化する場合、サプライライン18を経てアーム用切換弁16へ供給される作動油は、旋回操作レバーの操作量にあまり関係なくバイパスノッチ25で相当量絞られて、アームシリンダ6cへの供給油が極端に少なくなる。
【００１５】
つまり、本来は、旋回操作レバーの操作量が小から大へと変化する場合、それに応じてアームシリンダ6cへの供給油量が大から小へと変化して、また旋回操作レバーの操作量が大から小へと変化する場合、それに応じてアームシリンダ6cへの供給油量が小から大へと変化して、油圧ポンプ10からの供給油が有効に利用されるべきであるのに、従来技術では、これが困難となっており、また、旋回微操作でもバイパスノッチ25での強い絞り作用が働いてアームシリンダ6cを速く動かすことができない問題が生じている。
【００１６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ポンプから複数の絞り切換弁に供給された作動油の有効利用を図るとともに、複数の油圧アクチュエータ間の円滑な相互作動を確保して操作性の向上を図ることを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、作動油を吐出するポンプと、作動油により作動する複数の油圧アクチュエータと、ポンプから複数の油圧アクチュエータに供給される作動油をそれぞれ制御する複数の絞り切換弁と、ポンプから吐出された作動油を複数の絞り切換弁に順次供給するセンタバイパスラインと、ポンプから吐出された作動油を複数の絞り切換弁に独立供給するパラレルラインと、一の絞り切換弁とその下流側に位置する他の絞り切換弁との間でセンタバイパスラインから分岐されて他の絞り切換弁のサプライポートに接続された一方のサプライラインと、パラレルラインから分岐されて他の絞り切換弁のサプライポートに接続された他方のサプライラインと、この他方のサプライライン中に介在され開度を可変調整して他の絞り切換弁に供給される油量より一の絞り切換弁に供給される油量を優先させる優先弁と、この優先弁を一の絞り切換弁の操作量に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御する制御手段とを具備した作動油の供給制御装置である。
【００１８】
そして、一の絞り切換弁の操作によりセンタバイパスラインが絞られて、センタバイパスラインから一方のサプライラインを経て他の絞り切換弁のサプライポートに供給される油量が絞られても、パラレルラインから他方のサプライラインを経て他の絞り切換弁のサプライポートに供給される油量を、一の絞り切換弁の操作量に応じて制御手段により開状態から閉状態へ連続的に制御される優先弁で自動調整するので、ポンプから供給された作動油は、一の絞り切換弁により制御される油圧アクチュエータと、他の絞り切換弁により制御される油圧アクチュエータとに無駄なく分配され、有効に利用されるとともに、一の絞り切換弁が作動したとき他の絞り切換弁への供給油量が極端に変化するおそれが防止されるので、複数の油圧アクチュエータ間で円滑な相互作動がなされる。
【００１９】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作動油の供給制御装置における一の絞り切換弁は、油圧ショベルにおける旋回動作を制御する旋回用絞り切換弁であり、他の絞り切換弁は、油圧ショベルにおけるアーム動作を制御するアーム用絞り切換弁であり、優先弁は、旋回動作をアーム動作に優先させる旋回優先弁である、としたものである。
【００２０】
そして、油圧ショベルの旋回用絞り切換弁が微操作されるときは、旋回優先弁を経た十分な作動油がアーム用絞り切換弁に供給されるから、旋回微操作でもアーム用の油圧アクチュエータを速く動かすことが可能となり、操作性が向上する。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の作動油の供給制御装置における優先弁が、スプリングリターン状態の全閉位置から外部パイロット信号圧の上昇に応じて弁開度を漸次開くパイロット作動式絞り弁であり、制御手段は、一の絞り切換弁をパイロット操作するリモコン圧の増加に応じて優先弁に作用する外部パイロット信号圧としての出口圧を減圧制御するパイロット作動式減圧弁である、としたものである。
【００２２】
そして、制御手段としてのパイロット作動式減圧弁により、一の絞り切換弁をパイロット操作するリモコン圧の増加に応じて出口圧を減圧制御し、この出口圧が外部パイロット信号圧として、優先弁としてのパイロット作動式絞り弁に作用し、この優先弁は全開位置からスプリングリターン状態の全閉位置へと外部パイロット信号圧の減圧下降に応じて弁開度を漸次閉じるから、安価なパイロット圧回路のみを用いて、一の絞り切換弁の操作量に応じて優先弁から他の絞り切換弁に対し適切な油量を分配制御できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１乃至図３に示された実施の一形態を参照しながら説明する。なお、図１中で、図４に示された従来のものと同様の部材には、同一の符号（11〜29）を付して、その説明を省略する場合もある。
【００２４】
図１は、旋回優先回路の一例を示し、建設機械としての油圧ショベルに搭載されたポンプとしての油圧ポンプ10にコントロール弁12が接続されている。このコントロール弁12の内部には、油圧ポンプ10から油圧ショベルの下部走行体１、上部旋回体３、ブーム５、アーム６およびバケット７などの可動部を作動する複数の油圧アクチュエータに供給される作動油をそれぞれ制御する複数の絞り切換弁が内蔵されている。
【００２５】
複数の油圧アクチュエータは、走行モータ（図示せず）、旋回モータ3m、ブームシリンダ5c、アームシリンダ6c、バケットシリンダ7cなどであり、複数の絞り切換弁は、これらの油圧アクチュエータに供給される作動油をそれぞれ方向制御および流量制御するスプール弁である。
【００２６】
ここでは、旋回モータ3mに供給される作動油を制御して油圧ショベルにおける旋回動作を制御する一の絞り切換弁としての旋回用絞り切換弁（以下、旋回用切換弁という）15の下流側に、アームシリンダ6cに供給される作動油を制御して油圧ショベルにおけるアーム動作を制御する他の絞り切換弁としてのアーム用絞り切換弁（以下、アーム用切換弁という）16が配設されている。さらに、旋回用切換弁15の上流側と、アーム用切換弁16の下流側とに、共通の油圧ポンプ10から作動油の供給を受ける別の絞り切換弁28，29がそれぞれ設けられている。
【００２７】
また、コントロール弁12の内部には、油圧ポンプ10から吐出された作動油を各切換弁28，15，16，29に順次供給するセンタバイパスライン13と、このセンタバイパスライン13から分岐され油圧ポンプ10から吐出された作動油を各切換弁28，15，16，29に独立供給するパラレルライン14と、油タンクに連通されたタンクライン30とが設けられている。
【００２８】
旋回用切換弁15とアーム用切換弁16との間でセンタバイパスライン13から分岐された一方のサプライライン18がアーム用切換弁16のサプライポートに接続されているとともに、パラレルライン14から分岐された他方のサプライライン19がアーム用切換弁16のサプライポートに接続されている。
【００２９】
この他方のサプライライン19中に、旋回動作をアーム動作に優先させる優先弁としての旋回優先弁21が介在されている。この旋回優先弁21は、開度を可変調整してアーム用切換弁16に供給される油量より旋回用切換弁15に供給される油量を優先させるパイロット作動式絞り弁であり、スプリングリターン状態の全閉位置から外部パイロット信号圧の上昇に応じて弁開度を漸次開く。
【００３０】
さらに、図４に示された従来の電磁弁20の代わりに、旋回優先弁21とこれにパイロット圧を供給するパイロットポンプ22との間のパイロットライン23中に、旋回優先弁21を旋回用切換弁15の操作量に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御する制御手段としてのパイロット作動式減圧弁（以下、単に減圧弁という）31が設けられている。
【００３１】
この減圧弁31は、油圧ショベルのオペレータによりレバー操作される旋回用操作弁すなわち旋回用油圧リモコン弁（図示せず）から旋回用切換弁15のパイロットライン32，33に出力される旋回用リモコン圧により制御されるもので、この減圧弁31のパイロット室には、旋回用切換弁15をパイロット制御する旋回用油圧リモコン弁からのパイロットライン32，33よりそれぞれ分岐したパイロットライン34，35が、シャトル弁36およびパイロットライン37を経て連通されている。シャトル弁36により、パイロットライン34，35のいずれに発生したリモコン圧もパイロットライン37を経て減圧弁31に作用される。
【００３２】
図２に示されるように、この減圧弁31は、旋回用切換弁15のパイロット操作量すなわち旋回用切換弁15をパイロット操作する旋回用リモコン圧の増加に応じて、旋回優先弁21に作用する外部パイロット信号圧としての出口圧Ｐ1 を減圧制御するもので、パイロットポンプ22からの入口圧Ｐo が旋回用リモコン圧に反比例して減圧された出口圧Ｐ1 を出力する特性を持っているから、この徐々に減圧されていく出口圧Ｐ1 により旋回優先弁21を全開状態から全閉状態へ連続的に自動調整する。
【００３３】
すなわち、この減圧弁31は、旋回用切換弁15の旋回用リモコン圧が小から大へと変化するときは、それに応じて減圧弁31からの出口圧Ｐ1 が徐々に下降するから、この出口圧Ｐ1 が外部パイロット信号圧として作用する旋回優先弁21は、全開状態から出口圧Ｐ1 の下降に応じて弁開度を漸次閉じ、この旋回優先弁21を経てアーム用切換弁16に供給される作動油は漸次絞られる。
【００３４】
このため、旋回用切換弁15が作動開始したとき、旋回用切換弁15のバイパスノッチ25によりセンタバイパスライン13が強く絞られて、一方のサプライライン18からアーム用切換弁16のサプライポートに供給される油量が極端に絞られても、パラレルライン14から旋回優先弁21およびサプライライン19を経てアーム用切換弁16のサプライポートに供給される十分な油量を確保でき、旋回微操作時のアーム用切換弁16への供給油量の極端な減少が防止される。
【００３５】
よって、油圧ポンプ10から供給された作動油は、旋回用切換弁15により制御される旋回モータ3mと、アーム用切換弁16により制御されるアームシリンダ6cとに常に無駄なく分配供給され、有効に利用されるとともに、旋回用切換弁15の操作量に応じて旋回優先弁21からアーム用切換弁16に分配される油量を最大流量から漸次減少させることができるから、複数の油圧アクチュエータ間で円滑な相互作動がなされ、操作性が向上する。
【００３６】
具体的には、油圧ショベルの旋回用切換弁15が微操作されるとき、旋回優先弁21を経た十分な作動油がアーム用切換弁16に供給されるから、旋回微操作とともにアーム６を速く動かすことが可能となり、フロント作業機４による溝掘削などでの操作性が向上する。
【００３７】
次に、この図１および図２に示された実施形態の作用を説明する。
【００３８】
図１において、左右旋回操作時、旋回用切換弁15のリモコン圧がパイロットライン32またはパイロットライン33に負荷されると、そのいずれかのリモコン圧がパイロットライン34またはパイロットライン35と、シャトル弁36およびパイロットライン37を通って減圧弁31に負荷され、旋回用切換弁15のリモコン圧に応じて、旋回優先弁21への外部パイロット信号圧が図２に示される特性のように減圧される。
【００３９】
例えば、旋回用切換弁15のリモコン圧が小から大へと変化すると、旋回優先弁21への外部パイロット信号圧は大から小へと変化する。したがって、旋回操作レバーを徐々に入れて行くと、旋回優先弁21への切換圧が徐々に下がっていくため、旋回優先弁21は全開状態から徐々に閉じて行き、旋回操作レバーを最大操作位置に入れたときは、旋回優先弁21が全閉状態となる。すなわち、旋回操作レバーの操作量の大小に応じてパラレルライン14からアームシリンダ6cのサプライライン19への供給油量が旋回優先弁21により自在に制御される。
【００４０】
したがって、旋回モータ3mとアームシリンダ6cとの連動時に、旋回操作レバーの操作量が小から大へと徐々に変化する場合、他方のサプライライン19からアームシリンダ6cへの供給油は大から小へと徐々に変化し、常に油圧ポンプ10からの供給油が有効に利用されるため、従来技術のように「旋回微操作でアームを速く動かすことができない」というおそれは生じない。つまり、旋回操作レバーの操作量に応じて旋回優先量を適切にコントロールできる可変式の旋回優先回路を実現できる。
【００４１】
このように、油圧リモコン操作式油圧ショベルにおける旋回優先回路において、従来の電磁弁切換による旋回優先弁21のオン／オフ制御に代わり、旋回優先弁21のパイロットライン23に旋回用油圧リモコン弁からの左右旋回用リモコン圧により制御されるパイロット作動式減圧弁31を組込むことにより、旋回操作レバーの操作量に応じて旋回優先量を適切にコントロールして、操作性の向上を図った可変式の旋回優先回路を提供できる。
【００４２】
なお、前記旋回優先弁21は、一の絞り切換弁としての旋回用切換弁15を他の絞り切換弁としてのアーム用切換弁16に対し優先させる旋回優先回路に設けたが、旋回用切換弁15以外の一の絞り切換弁を、アーム用切換弁16以外の他の絞り切換弁に対し優先させる回路に設けても良い。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、一の絞り切換弁の操作によりセンタバイパスラインが絞られて、センタバイパスラインから一方のサプライラインを経て他の絞り切換弁のサプライポートに供給される油量が絞られても、パラレルラインから他方のサプライラインを経て他の絞り切換弁のサプライポートに供給される油量を、一の絞り切換弁の操作量に応じて制御手段により開状態から閉状態へ連続的に制御される優先弁で自動調整するので、ポンプから供給された作動油を、一の絞り切換弁により制御される油圧アクチュエータと、他の絞り切換弁により制御される油圧アクチュエータとに無駄なく分配供給でき、有効に利用できるとともに、一の絞り切換弁が作動したとき他の絞り切換弁への供給油量が極端に変化することを防止できるので、複数の油圧アクチュエータ間の円滑な相互作動を確保でき、操作性を向上できる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、油圧ショベルの旋回用絞り切換弁が微操作されるときは、旋回優先弁を経た十分な作動油をアーム用絞り切換弁に供給でき、旋回微操作でアーム用の油圧アクチュエータを速く動かすことができ、操作性を向上できる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、制御手段としてのパイロット作動式減圧弁により、一の絞り切換弁をパイロット操作するリモコン圧の増加に応じて出口圧を減圧制御し、この出口圧を外部パイロット信号圧として、優先弁としてのパイロット作動式絞り弁に作用させ、この優先弁は全開位置からスプリングリターン状態の全閉位置へと外部パイロット信号圧の減圧下降に応じて弁開度を漸次閉じるから、安価なパイロット圧回路のみを用いて、一の絞り切換弁の操作量に応じて優先弁から他の絞り切換弁に対し適切な油量を分配制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作動油の供給制御装置の実施の一形態を示す回路図である。
【図２】同上制御装置に用いられたパイロット作動式減圧弁の作動特性を示す特性図である。
【図３】建設機械としての油圧ショベルを示す側面図である。
【図４】従来の作動油の供給制御装置を示す油圧回路図である。
【図５】同上制御装置に用いられた旋回用切換弁の開度特性を示す特性図である。
【符号の説明】
3m    油圧アクチュエータとしての旋回モータ
6c    油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ
10    ポンプとしての油圧ポンプ
13    センタバイパスライン
14    パラレルライン
15    一の絞り切換弁としての旋回用切換弁
16    他の絞り切換弁としてのアーム用切換弁
18    一方のサプライライン
19    他方のサプライライン
21    優先弁としての旋回優先弁
31    制御手段としてのパイロット作動式減圧弁
【図１】
0003545626.tif 000002
【図２】
0003545626.tif 000003
【図３】
0003545626.tif 000004
【図４】
0003545626.tif 000005
【図５】
0003545626.tif 000006