WO1990007031A1 - Service valve circuit in a hydraulic excavator - Google Patents

Description

明 細 害 油圧掘削機 のサ ー ビ ス弁回路

技 術 分 野

本発明 は油圧掘削機の サ ー ビ ス 弁回路に 関 し、 詳 し く は所定 の ァ ク チ ユ エ ー タ 操作弁の ほかに、 予 め特殊ァ タ ツ チ メ ン ト 操作用 と し て接続 さ れて い る油圧掘削機の サ 一ビ ス 弁の 面路 に関す る 。 背 景 技

一般に油圧掘削機は第 3 図に示す よ う に 、 ェ ン ジ ン に よ り 駆動 さ れる 1 基以上 の可変容量型油圧 ポ ン ブ (以下 可変ポ ン ブ と い う ） に よ つ て作動す る上部車体の旋面 モ ー タ a 、 作業機操作 と し て の ブー ム シ リ ン ダ b と ア ー ム シ リ ン ダ c と パケ ッ ト シ リ ン ダ d 、 こ の バ ケ ッ ト に代え て特殊ア タ ッ チ メ ン ト と して の油圧ブ レ ー 力 e 、 そ し て 下部走行体に は走行モ ー タ f が装着 さ れて い る 。 こ の よ う な油圧掘削機 の基本面路は、 多 く は第 4 図に示すよ う な も の と な っ て お り 、 ェ ン ジ ン 1 に よ り 駆動 さ れ る 2 ¾ の 可変 ポ ン プ 2 F、 2 R に はパ ヮ —配分か ら そ れぞれ次 の機器が接続さ れて い る 。 即 ち、 一方の可変ボ ン プ 2 F の流入面路 3 F に は左走行操作弁 4 、 ブ ー ム操作弁 5 、 ノ、'ケ ッ ト 操作弁 6 、 及び特殊ァ タ ツ チ メ ン ト と して の油 圧ブ レ ー カ e 操作用 のサ ー ビ ス弁 8 F が接続さ れ、 他方 の可変ポ ン プ 2 R の流入面路 3 R に は右走行操作弁 9 、 ア ー ム操作弁 1 0 、 旋面操作弁 1 1 及び特殊ア タ ッ チ メ ン ト 操作用 のサー ビ ス弁 8 Rが接続さ れて い る。

そ し て 、 可変ポ ン プ 2 F の流入面路 3 F に接続さ れて い る ァ ク チ ユ エ 一 タ 、 例え ばブー ム シ リ ン ダ b におい て 必要流量を他方の可変ポ ン ブ 2 R か ら応援 し な ければな ら ない こ とが し ば し ばあ る。 かか る場合の 合流面路 と し て は合流用 の操作弁を必要と し、 こ の操作弁 はブー ム シ リ ンダ b に限 ら ず、 それぞれの ァ ク チ ユ エ ー タ に必要で あ る。 特に、 サ 一 ビ ス弁 8 F、 8 R の場合 は装着さ れて い る特殊ァ タ ツ チ メ ン ト が種々 雑多 の た め 、 そ の必要流 量 も そ れぞれ異な っ てお り 、 予め 小流量の も のか ら大流 量の も の ま で対応 し う る よ う に し て おかね ばな ら な い。 そ の た め雨可変ポ ン プ 2 F、 2 R の流入面路 3 F、 3 R にサー ビ ス弁 8 F、 8 R を接続 し て お き 、 例えば流入面 路 3 F のサ ー ビ ス弁 8 F に油圧ブ レ ー カ e を装着す る 場 合、 し か も必要流量を他方の可変ポ ンプ 2 R か ら応援す る必要の あ る場合は、 そ の合流面路と して予め合流用 の 操作弁 1 2 を設けてお く 必要があ る。

こ の よ う なサ ー ビ ス弁面路で は 、 使用頻度と し て比較 的少な いサ ー ビ ス弁 （ 8 F , 8 R ) で あ っ て も雨可変ポ ン プ の流入面路 （ 3 F , 3 R ) に それぞれ接続す る必要 があ り 、 しか も 必要流量 に よ り 予 め合流用 の操作弁 （ 1 2 ) を設 けて お かな ければな ら な い と い う 不経済で複雑 な面路 に な っ て い た。 ま た、 合流用 の操作弁 （ 1 2 ) は 単に開閉弁に よ り 0 N , 0 F F 制御す る だ けで あ っ て 合 流す る 流量の制御はで き な い た め 、 ェ ン ジ ン 面転数で 流 量調整す る と い う こ と が行われて い た。 こ の よ う な調整 の仕方で は、 特殊ァ タ ツ チ メ ン ト 操作か ら 旋回や走行操 作に切 り 換え た 場合そ の 動作が遅れ る と い う 不具合が あ つ た。

本発明 は上述 し た事情 に鑑み、 予 め特殊 ア タ ッ チ メ ン ト の必要流量に 対す る 合流の要否や合流量を設定 して 余 分な合流量を不要 と す る も の で 、 エ ン ジ ン 面転数で流量 調整す る こ と も な く 、 特殊ア タ ッ チ メ ン ト 操作か ら旋面 や走行操作に切 り 換えて も そ の動作遅れの ない油圧掘削 機の サ ー ビ ス 弁回路を提供す る こ と を目的 と し て い る 。 発 明 の 開 示

本発明 に係る 油圧掘削機のサ ー ビ ス弁面路は、 2 基 の 可変ポ ン ブ の流入回路間 に連通す る 合流面路に電磁比例 式流量制御を行 う 合流弁を設 け る 共に、 必要流量に よ つ て 合流弁を O N , O F F に切 り 換え る 電気式ス ィ ッ チ と 必要流量に よ っ て合流弁を通過 し た後の流量を最大 1 〜 2 ポ ン ブ流量の範囲に予 め調整す る ボ リ ゥ ム を設 けた も の で あ る。 装着 さ れる特殊ァ タ ツ チ メ ン ト の必要流量か ら合流が必要 と 判断さ れた場合は、 電気式ス ィ ツ チを " O N " に し、 かつ合流弁を通過 し た後の最大流量をボ リ ゥ ム で セ ッ ト した う え、 サ ー ビ ス 弁操作 レ ノ、 '一をノ ル マ ル状態 " N ° か ら作動状態に勤か して い く 。 サ ー ビ ス 弁接続拠の可変ポ ン プの吐出流量がフ ルに な る ま で合流 弁 は開かないが、 更に操作 レ バー を動か し て こ の吐出流 量がフ ルに な る と、 合流側の プ リ 一 ドオ フ弁が閉 じ合流 弁が開いて必要流量が合流す る よ う に構成 した も の で あ る。

上記構成に よ れば、 種々 の特殊ア タ ッ チ メ ン ト の最大 流量が異な っ て も余分な合流をさ せ る こ と がない。 従 つ て、 エ ン ジ ン面転数で流量調整す る必要はな く 、 特殊ァ タ ツ チ メ ン ト 操作か ら旋面ゃ走行操作に切 り 換えて も そ の動作遅れは生 じない。 図面の簡単な説明

第 1 図 は本発明 の第 1 実施 Mを示すサー ビ ス弁面路図 、 第 2 図 は第 2 実施例を示すサ ー ビ ス弁面路図、 第 3 図 は油圧掘削機の バケ ツ ト に代えて油圧ブ レ ー カ を装着 し た概略側面図、 第 4 図 は従来のサ ー ビ ス弁面路図の一例 で あ る 。 発明を実施す る た め の最良の形態 第 1 図は本発明の第 1 実施例を示すサー ビ ス弁面路図 で あ っ て、 2 基の 可変ポ ン プ 2 F , 2 R は共通の ェ ン ジ ン 1 に よ り 駆動 さ れ、 こ れ ら ポ ン プ の吐出制御 は そ れぞ れ レギ ユ レ ー タ 7 F , 7 R に よ り 行われて い る 。 ま た 、 一方の 可変ボ ン ブ 2 F の流入回路 3 F に は左走行操作弁 4 , ブ ー ム 操作弁 5 及びバケ ツ ト 操作弁 6 か ら な る 操作 弁グ ルー プ 1 3 が接続さ れ、 他方 の 可変ポ ン プ 2 R の 流 入面路 3 R に は右走行操作弁 9 , ア ー ム 操作弁 1 0 及び 旋回操作弁 1 1 か ら な る 操作弁グ ルー プ 1 4 が接続さ れ て い る 。 そ し て 、 一方 の 可変ポ ン プ 2 F の 流入回路 3 F に は特殊ア タ ッ チ メ ン ト を操作す る サ ー ビ ス弁 1 5 が接 続 さ れて い る。 こ の特殊ア タ ッ チ メ ン ト と し て本実施例 で は、 岩石破砕作業機 と し て の油圧ブ レ ー カ e が装着 さ れい る 。 そ し て 油圧ブ レ ー カ e の必要流量を確保す る た め に、 予 め他方 の 可変ポ ン プ 2 R か ら の吐出流量を応援 さ せ る 合流面路 1 6 が両可変ポ ン プ の流入面路 3 F 、 3 R 間に 設け ら れ う え、 こ の合流面路 1 6 に は ポ ぺ ッ ト 弁 1 8 と こ の ポ ペ ッ ト 弁 1 8 の上流、 下流間 に連通す る パ イ ロ ッ ト 弁 1 9 か ら な る 合流弁 1 7 が介装 さ れて い る 。 こ の合流弁 1 7 は、 後述す る コ ン ト ロ ー ラ 2 4 か ら の電 気信号 に よ る パ イ ロ ッ ト 弁 1 9 の作動に応 じ た開度で ポ ぺ ッ ト 弁 1 8 が開 く よ う に な つ て い る 。 ま た、 合流弁 1 7 と両操作弁グ ルー プ 1 3 , 1 4 の間に は作動速度を調 整す る ブ リ ー ド オ フ 弁 2 O F , 2 O R が設 けて あ る 。

次に こ の よ う に構成 さ れた面路に お け る サ ー ビ ス弁 1 5 の制御につい て説明す る。 制御 は全て電子制御に な つ てお り 、 先ず前記油圧ブ レー カ e の必要流量か ら合流を すべ き か否かを検討 した う え、 サ ー ビ ス弁 1 5 接続側の 可変ポ ン プ 2 F の流量の みで充足可能の場合、 即 ち合流 不要の場合に は合流切換電気式ス ィ ツ チ 2 1 を ¹¹ O F F " 状態の ま ま と す る。 こ れに対 し合流要の場合に は合流 切換電気式ス ィ ッ チ 2 1 を " O N " に切 り 換え る と共 に 、 合流流量を調整す る ボ リ ゥ ム 2 2 で合流流量を セ ッ ト す る。 次いでサ ー ビ ス弁操作 レ バ ー 2 3 を.ノ ルマ ル状態 " " か ら所要方向 に動かす とサ ー ビ ス弁 1 5 の ポ ー ト が切 り 換わ り 、 圧油は油圧ブ レ ー カ e に供給 さ れ こ れを 作動さ せる。 こ の圧油は先ずサ ー ビ ス弁側可変ポ ン プ 2 F か ら 供給 さ れ、 その吐出流量が フ ル状態にな る ま で合 流弁 1 7 は閉止 した ま ま で あ る。 更に操作 レ バー 2 3 を 動か し て そ の吐出流量が フ ル状態に な る と 、 合流弁 1 7 は徐々 に開 く 。 そ して、 合流側の可変ポ ン プ 2 Rか ら の 吐 Φ流量が増加する に従っ てプ リ 一 ドオ フ 弁 2 0 R は閉 止さ れ、 そ の吐出流量は合流面路 1 6 を径由 してサ一 ビ ス弁側流入面路 3 F に合流す る よ う に な る 。 こ の よ う に 、 合流弁 1 7 の開度はサ ー ビ ス弁操作 レバ ー 2 3 の操作 量に比例す る の で、 合流流量を 自 由に制御する こ と がで き る。 従 っ て、 油圧ブ レーカ e の打撃力を硬岩、 軟岩に よ っ て強弱使い分け る こ とがで き る。 ま た、 サ ー ビ ス 弁 1 5 に対 し第 2 のサー ビ ス弁を接続 して別 の特殊ァ タ ッ チ メ ン ト を併用 す る こ と も で き る 。 そ の場合第 2 の サ 一 ビ ス 弁操作 レバーを増設す る こ と は容易で あ る。

本実施例のサ ー ビ ス弁合流流量制御 は図示の よ う に 電 子制御 に よ り 行われて い る。 合流切換電気式ス ィ ッ チ 2 1 、 サ ー ビ ス弁操作 レ バ ー 2 3 及びボ リ ゥ ム 2 2 の入力 信号が、 コ ン ト ロ ー ラ 2 4 内 の入カ イ ン タ ー フ ヱ 一 ス 2 5 に入力 さ れる と、 そ の信号に基づい て所要の演算、 制 御を実行す る制御面路 2 6 及び処理手照や定数等を記憶 す る記憶面路 2 7 を介 し て前記演算、 制御 の結果得 ら れ た値を 出力す る 出カ イ ン タ ー フ ェ ー ス 2 8 を経由 して 、 そ の 出 力信号 は合流弁 1 7 、 サ ー ビ ス弁 1 5 、 両可変 ポ ン ブ の レ ギ ユ レ ー タ 7 F , 7 R及び各ブ リ ー ド オ フ 弁 2 0 F、 2 O R に そ れぞれ出力 さ れ る よ う に電気信号面路 が形成 さ れて い る 。

第 2 図 は本発明 の第 2 実施例を示すサ ー ビ ス弁回路図 で あ っ て、 第 1 図 と同 じ構成 は同 じ符号を付 し て説明 は 省略す る 。 第 2 実施例は合流弁 2 1 7 と し て メ ー タ ィ ン 弁、 メ ー タ ア ウ ト 弁を、 ま たサ ー ビ ス弁 2 1 5 と して も メ ー タ ィ ン弁、 メ ー タ ァ ゥ ト 弁を用 いて電磁比例式流量 制御を行 う も の で あ る 。 先ず合流弁 2 1 7 に つ い て述べ る と、 雨可変ポ ン プ の流入面路 3 F、 3 R 間に連通 さ れ た合流面路 1 6 に メ ー タ ィ ン弁 2 9 及び メ ー タ ァ ゥ ト 弁 3 0 が設けて あ っ て、 こ れ ら両弁 は コ ン ト ロ ー ラ 2 4 か ら の出力信号に よ り 電子制御 さ れ る と共に 、 こ の信号 は 同時に合流側 ド レ ン面路 3 1 に設 け ら れた ブ リ ー ドオ フ 弁 2 2 0 に 出力 さ れる よ う に、 電気信号回路が形成さ れ て い る 。 ま た、 サ ー ビ ス 弁 2 1 5 と してサ ー ビ ス弁側可 変ポ ン プ の流入面路 3 F に メ 一 タ イ ン弁 3 2 , 3 3 及び メ ータ ァ ゥ ト 弁 3 4 , 3 5 がそれぞれ設け ら れてお り 、 こ れ ら 各弁 も同様に コ ン ト ロ ー ラ 2 4 か ら の出力信号に よ り 電子制御さ れる よ う に、 電気信号面路が形成 さ れて い る。

上記面路にお ける サ ー ビ ス弁 2 1 5 は以下の'よ う に制 御 さ れ る 。 油圧ブ レ ー カ e の必要流量か ら 合流すべ き と 判断さ れる場合は、 合流切換電気式ス ィ ッ チ 2 1 を " O N " に切 り 換え る と共に、 ボ リ ゥ ム 2 2 で合流流量を セ ッ ト した う え、 サ ー ビ ス弁操作 レ バー 2 3 を ノ ルマ ル 状態 か ら所要方向に面動す る。 例え ば図示の よ う に、 圧油を油圧ブ レー カ e の油路 3 6 か ら供袷 して油 路 3 7 か ら ド レ ン す る場合、 こ の操作 レ バ ー 2 3 を図示 の F方向に面動す る と制御信号が コ ン ト ロ ー ラ 2 4 か ら 電気信号面路 3 8 を介 し て合流弁 2 1 7 の メ ー タ ィ ン 弁 2 9 、 メ ー タ ァ ゥ ト 弁 3 0 に送 ら れ、 雨弁は徐々 に開か れる。 同時に、 制御信号 は電気信号面路 3 1 を介 して ブ リ ー ドオ フ弁 2 2 0 に も 送 ら れ、 こ の弁は閉止さ れる 。 そ の結果、 サー ビ ス弁操作 レ バ ー 2 3 の操作量に比例 し た弁開度に よ り 定ま る流量が、 合流側可変ポ ン プの流入 面路 3 R か ら合流面路 1 6 を经由 してサー ビ ス弁側可変 ポ ン プ の流入回路 3 F に 合流す る よ う に な る 。

ま た サ ー ビ ス 弁操作 レ バ ー 2 3 の操作量に 応 じ た制御信 号が、 同時に コ ン ト ロ ー ラ 2 4 か ら サ ー ビ ス弁 2 1 5 の 各メ ー タ イ ン弁 3 2 、 3 3 及びメ ー タ ア ウ ト弁 3 4、 3 5 に も それぞれ電気信号面路 3 9 、 4 0 を介 して送信 さ れ各弁が開かれ る 。 そ の結果、 サ ー ビ ス 弁操作 レ バ ー 2 3 の操作量に比例 し た弁開度に よ り 定ま る 流量が、 油圧 ブ レ ー カ e の油路 3 6 か ら供給 さ れ油路 3 7 か ら ド レ ン さ れる 。 こ の操作 レ バ ー を完全に 面動 し終え た時点で 、 所要の流量が合流 さ れる と共に、 油圧ブ レ ー カ e が必要 流量に よ り フ ル に作動す る よ う に な る。 産業上の利用 可能性

本発明 に係 る サ ー ビ ス 弁面路は、 所定の ァ ク チ ユ エ 一 タ 操作弁の ほかに、 予 め油圧ブ レ ー カ 等の 特殊ア タ ッ チ メ ン ト 操作用 と して接続 さ れて い る油圧掘削機の サ ー ビ ス弁面路 と し て用 い る の に適 して い る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . エ ン ジ ン で駆動 さ れ る 2 基の 可変容量型油圧ポ ン プ (以下可変ポ ン ブと い う ） を設け、 雨可変ポ ン プ の流入 回路に複数の操作弁を有す る操作弁グ ルー プをそれぞれ 接続 し、 こ れ ら各操作弁を各ァ ク チ ユ エ 一 タ に接続 し た 油圧掘削機の油圧面路において、 一方の可変ポ ン プ の流 入面路に接続 し た特殊ァ タ ツ チ メ ン ト 操作用 のサ ー ビ ス 弁 と、 両可変ポ ン プ の流入面路間を連通す る合流面路に は電磁比例式流量制御を行う 合流弁を具備 し た こ と を特 徴とす る油圧掘削機のサ ー ビ ス弁面路。

2 . 前記合流弁によ る合流、 非合流の切換えを行 う 電気 式ス ィ ッ チを具備 し、 こ の合流弁と電気式ス ィ ッ チ間を 電気信号面路で接続 してな る請求項 1 記載の油圧掘削機 の サ ー ビ ス弁面路。

3 . 前記合流弁に よ る合流後の流量を最大 1 〜 2 ポ ン プ 流量の範囲で調整す る ポ リ ゥ ム を具備 し、 こ の合流弁 と ボ リ ゥ ム藺を電気信号面路で接続 してな る請求項 1 記載 の油圧掘削機の サ ー ビ ス 弁面路。

4 . 前記合流弁 はポ ぺ ッ ト 弁 と ポ ぺ ッ ト 弁をパ イ 口 ツ ト 制御す る電磁比例式パ イ ロ ッ ト 弁か ら な る 請求項 1 記載 の油圧掘削機の サ ー ビ ス弁面路。

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