JP2000055005A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の油圧ポンプからの圧油を複数のコントロ
ールバルブを介し複数の油圧アクチュエータへ導く油圧
駆動装置において、大幅なコスト高を招くことなく、良
好な応答性を確保する。 【解決手段】油圧ポンプ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂからの
圧油で駆動される油圧アクチュエータ４，５，６，１０
と、その圧油給排を制御するコントロールバルブ１１ａ
〜ｃ，１２ａ〜ｃ，１３ａ〜ｃ，１４ａ〜ｃと、操作レ
バー装置１５とを有する油圧駆動装置において、パイロ
ットライン１７から分岐したパイロットライン１７ａ，
１７ｂの途中に圧力御御弁２０ａ，２０ｂを設け、パイ
ロットポンプ１６とパイロット操作部２０ａＡ，２０ｂ
Ａとをパイロットライン２１，２１ａ，２１ｂで接続
し、さらにパイロット配管２１ａ，２１ｂの途中に電磁
比例弁２２ａ，２２ｂを設けて操作レバー装置１５の電
気制御信号で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建設機械に
好適な油圧駆動装置に係わり、特に、電気レバー方式の
操作レバー装置を備えた油圧駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の一例として、従来の油圧ショ
ベルの一例を図２に示す。図２において、この油圧ショ
ベルは、いわゆるローダタイプのものであり、多関節型
のフロント装置１を構成する上下方向に回動可能なブー
ム１ａ、アーム１ｂ、及びバケット１ｃと、下部走行体
２及び上部旋回体３とを有している。ブーム１ａ、アー
ム１ｂ、及びバケット１ｃは垂直方向にそれぞれ回動可
能であり、またブーム１ａの基端は、上部旋回体３の前
部に支持されている。下部走行体２は、履帯２Ａを左・
右に備えており、上部旋回体３は、オペレータが搭乗す
る運転室３Ａと、この運転室３Ａの後方に位置し原動機
（図示せず、後述の図３参照）、油圧ポンプ（同）、コ
ントロールバルブグループ（同）等の各種の機器を内蔵
した機械室３Ｂとを備え、下部走行体２の上部に旋回可
能に搭載されている。ブーム１ａ、アーム１ｂ、及びバ
ケット１ｃは、それぞれブーム用の油圧シリンダ４、ア
ーム用の油圧シリンダ５、及びバケット用の油圧シリン
ダ６により駆動される。またバケット１ｃは、開閉シリ
ンダ（図示せず）によって駆動され、開閉動作する。ま
た、下部走行体２は、左・右走行用油圧モータ（図示せ
ず）により駆動されて走行し、上部旋回体３は旋回用油
圧モータ（図示せず、後述の図３参照）により駆動され
て下部走行体２に対し旋回するようになっている。運転
室３Ａ内には操作レバー装置（図示せず、後述の図３参
照）や操作ペダル（図示せず）等の操作手段が設けられ
ており、この運転室３Ａに搭乗したオペレータは、これ
ら各操作手段を適宜操作することにより、前述した油圧
モータ及び油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを駆動
し、油圧ショベルを走行させたり、所要の作業を行った
りすることができるようになっている。

【０００３】ここで、フロント装置１の先端には、バケ
ット１ｃ以外のアタッチメントを設けることもできる
が、上記のようにバケット１ｃを用いる場合には、土砂
の掘削等の作業を行うことができる。ここで、鉱山にお
ける露天掘り等の大規模掘削作業を行う場合において
は、作業の効率化を図る等のために、バケット１ｃとし
て例えば積載容量が７０トン〜３００トンを超えるよう
な大型バケットを備えたいわゆる超大型油圧ショベルが
用いられる。このような油圧ショベルでは、バケット１
ｃを駆動するバケット用の油圧シリンダ６やブーム１ａ
を駆動するブーム用の油圧シリンダ４は極めて大きな駆
動力が必要となり、それらには大流量の圧油を供給しな
ければならない。そのため、それらのシリンダ径を大き
くしたり、あるいはそれぞれを複数本の油圧シリンダで
構成したりすることが多い。このような超大型油圧ショ
ベルの場合には、各油圧アクチュエータを備えた油圧駆
動装置としては、従来の考え方に基づけば、例えば図３
に示したような構成とすることが考えられる。なお、図
３では、図示の煩雑防止と説明の便宜のために、一部の
油圧アクチュエータ、例えば左・右走行用油圧モータ等
に関する回路構成部分は省略している。

【０００４】図３において、原動機（例えばエンジン、
あるいは電動モータでもよい）７ａによって駆動される
第１油圧ポンプ８ａ及び第２油圧ポンプ８ｂと、原動機
７ｂによって駆動される第３油圧ポンプ９ａ及び第４油
圧ポンプ９ｂと、第１〜第４油圧ポンプ８ａ，８ｂ，９
ａ，９ｂからの吐出油により駆動される上記ブーム用の
油圧シリンダ４及び上記バケット用の油圧シリンダ６
と、第１及び第３油圧ポンプ８ａ，９ａからの吐出油に
より駆動される上記アーム用の油圧シリンダ５と、第２
及び第４油圧ポンプ８ｂ，９ｂからの吐出油により駆動
される旋回用の油圧モータ１０とを備えている。なお上
述したように、大流量圧油を供給可能とするために、ブ
ーム用油圧シリンダ４は、２つの油圧シリンダ４ａ，４
ｂから構成されている。

【０００５】第１油圧ポンプ８ａは、第１ブーム用コン
トロールバルブ１１ａ、第１アーム用コントロールバル
ブ１１ｂ、及び第１バケット用コントロールバルブ１１
ｃを介してそれぞれブーム用油圧シリンダ４ａ，４ｂ、
アーム用油圧シリンダ５、及びバケット用油圧シリンダ
６に接続されている。これらコントロールバルブ１１ａ
〜１１ｃは、第１コントロールバルブグループ１１を構
成している。第２油圧ポンプ８ｂは、第２ブーム用コン
トロールバルブ１２ａ、第２バケット用コントロールバ
ルブ１２ｂ、及び第１旋回用コントロールバルブ１２ｃ
を介してそれぞれブーム用油圧シリンダ４ａ，４ｂ、バ
ケット用油圧シリンダ６、及び旋回用油圧モータ１０に
接続されている。これらコントロールバルブ１２ａ〜１
２ｃは、第２コントロールバルブグループ１２を構成し
ている。第３油圧ポンプ９ａは、第３ブーム用コントロ
ールバルブ１３ａ、第２アーム用コントロールバルブ１
３ｂ、及び第３バケット用コントロールバルブ１３ｃを
介してそれぞれブーム用油圧シリンダ４ａ，４ｂ、アー
ム用油圧シリンダ５、及びバケット用油圧シリンダ６に
接続されている。これらコントロールバルブ１３ａ〜１
３ｃは、第３コントロールバルブグループ１３を構成し
ている。第４油圧ポンプ９ｂは、第４ブーム用コントロ
ールバルブ１４ａ、第４バケット用コントロールバルブ
１４ｂ、及び第２旋回用コントロールバルブ１４ｃを介
してそれぞれブーム用油圧シリンダ４ａ，４ｂ、バケッ
ト用油圧シリンダ６、及び旋回用油圧モータ１０に接続
されている。これらコントロールバルブ１４ａ〜１４ｃ
は、第４コントロールバルブグループ１４を構成してい
る。なお、上記コントロールバルブグループ１１，１
２，１３，１４は、対応する油圧アクチュエータの数や
種類、また作用する荷重等に応じて、必要な数のコント
ロールバルブをユニット化したものである。但し、上記
図３に示した油圧回路では、駆動される油圧アクチュエ
ータとして、ブーム１ａを駆動するブーム用の油圧シリ
ンダ４ａ，４ｂと、アーム１ｂを駆動するアーム用の油
圧シリンダ５と、バケット１ｃを駆動するバケット用の
油圧シリンダ６と、上部旋回体３を駆動する旋回モータ
１０とを例にとって説明したため、各コントロールバル
ブグループ１１〜１４は、それぞれ３個のコントロール
バルブで１つのユニットを構成している。しかし、実際
上は、それらのほかにも左・右走行用油圧モータ等が設
けられる関係から、各コントロールバルブグループを構
成する方向切換弁の数はさらに多くなる（後述の図４、
図５参照）。

【０００６】上記のような接続構造により、アーム用の
油圧シリンダ５には、第１コントロールバルブグループ
１１の第１アーム用コントロールバルブ１１ｂを介した
第１油圧ポンプ８ａからの圧油と、第３コントロールバ
ルブグループ１３の第２アーム用コントロールバルブ１
３ｂを介した第３油圧ポンプ９ａからの圧油とが合流さ
れて供給されるようになっている。また、旋回モータ１
０には、第２コントロールバルブグループ１２の第１旋
回用コントロールバルブ１２ｃを介した第２油圧ポンプ
８ｂからの圧油と、第４コントロールバルブグループ１
４の第２旋回用コントロールバルブ１４ｃを介した第４
油圧ポンプ９ｂからの圧油とが合流されて供給されるよ
うになっている。また、ブーム用の油圧シリンダ４ａ，
４ｂと、バケット用の油圧シリンダ６には、４つの油圧
ポンプ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂからの圧油が合流されて
供給されるようになっている。すなわち、ブーム用の油
圧シリンダ４ａ，４ｂについては、第１コントロールバ
ルブグループ１１の第１ブーム用コントロールバルブ１
１ａと第２コントロールバルブグループ１２の第２ブー
ム用コントロールバルブ１２ａを介した圧油を合流させ
ると共に、第３コントロールバルブグループ１３の第３
ブーム用コントロールバルブ１３ａと第４コントロール
バルブグループ１４の第４ブーム用コントロールバルブ
１４ａを介した圧油を合流させ、さらにこれら２つを合
流させて、ブーム用の油圧シリンダ４ａ，４ｂに供給す
る。また、バケット用の油圧シリンダ６についても、第
１コントロールバルブグループ１１の第１バケット用コ
ントロールバルブ１１ｃと第２コントロールバルブグル
ープ１２の第２バケット用コントロールバルブ１２ｂを
介した圧油を合流させると共に、第３コントロールバル
ブグループ１３の第３バケット用コントロールバルブ１
３ｃと第４コントロールバルブグループ１４の第４バケ
ット用コントロールバルブ１４ｂを介した圧油を合流さ
せ、さらにこれら２つを合流させて、バケット用の油圧
シリンダ６に供給するようになっている。

【０００７】上記のようにブーム用の油圧シリンダ４
ａ，４ｂ及びバケットシリンダ６を駆動するために４個
の油圧ポンプ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂからの圧油を合流
させているのは、ブーム１ａ及びバケット１ｃには大き
な負荷が作用するためこれらを駆動する油圧アクチュエ
ータは大流量の圧油を必要とするからである。但し、以
上の油圧アクチュエータとコントロールバルブとの接続
関係は、一例を示したものであり、既に説明したよう
に、前述以外の油圧アクチュエータが接続されることも
ある。また例えばバケット１ｃの容量の大きさによって
は、バケット用の油圧シリンダ６に圧油の合流を行わな
い場合もある等、油圧ショベルの寸法、仕様等に応じ
て、適宜の回路構成が採用される。さらに、上記のよう
に２つの原動機７ａ，７ｂで駆動される４個の油圧ポン
プ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂを用いるのではなく、単一の
駆動源で駆動される３個の油圧ポンプを用いた油圧駆動
装置を備えた油圧ショベルもあり、この場合には、ブー
ム用の油圧シリンダ、バケット用の油圧シリンダを含め
た各油圧アクチュエータは、１つの油圧ポンプからの圧
油が供給されるか、または２個や３個の油圧ポンプから
の圧油を合流させて供給するように構成される。

【０００８】ところで、図３に示した４個の油圧ポンプ
８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂからの圧油を合流させて油圧ア
クチュエータに供給する場合に、この油圧アクチュエー
タに対する圧油の給排御御を行うために、４つのコント
ロールバルブグループ１１，１２，１３，１４からそれ
ぞれ１個のコントロールバルブが選択されることにな
る。従って、１つの油圧アクチュエータを駆動するの
に、４個のコントロールバルブの切り換え操作が必要と
なる。そこで、４個の油圧ポンプからの圧油を合流させ
て油圧アクチュエータに供給するものとして、例えばバ
ケット用の油圧シリンダ６の駆動用の油圧回路の構成の
一例を図４に示す。なお、図４の油圧回路図において
は、各コントロールバルブグループ１１，１２，１３，
１４がそれぞれ４個のコントロールバルブ１１ａ〜ｄ，
１２ａ〜ｄ，１３ａ〜ｄ，１４ａ〜ｄで構成される場合
を例にとって説明している。図４において、バケットシ
リンダ６に圧油を供給するために選択されるコントロー
ルバルブは、第１〜第４コントロールバルブグループ１
１，１２，１３，１４のコントロールバルブ１１ａ，１
２ｂ，１３ｃ，１４ｄである。そして、これらコントロ
ールバルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄを含みコン
トロールバルブグループ１１〜１４を構成する全てのコ
ントロールバルブは、それぞれ、操作レバー装置１５か
らの駆動信号とパイロットポンプ１６からパイロットラ
イン１７ａ，１７ｂを介した１次パイロット圧とが入力
され前記駆動信号に応じた２次パイロット圧を出力する
電気油圧変換手段例えば電磁比例弁Ｓ1,Ｓ2と、これら
電磁比例弁Ｓ1，Ｓ2からの２次パイロット圧が与えられ
るパイロット操作部Ｐ1，Ｐ2とを両端に備えており、こ
のパイロット操作部Ｐ1，Ｐ2に与えられる２次パイロッ
ト圧により駆動されるようになっている。すなわち、パ
イロットポンプ１６からのパイロットライン１７は途中
で分岐して２本のパイロットライン１７ａ，１７ｂとな
り、各パイロットライン１７ａ及び１７ｂはさらに４本
のパイロットライン１７ａ1，１７ａ2，１７ａ3，１７
ａ4及び１７ｂ1，１７ｂ2，１７ｂ3，１７ｂ4に分岐し
て４つのコントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，
１４ｄのパイロット操作部Ｐ1又はＰ2にそれぞれ接続さ
れている。

【０００９】コントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１３
ｃ，１４ｄの切り換え制御は、上記操作レバー装置１５
によって行われる。操作レバー装置１５は、いわゆる電
気レバー方式であり、中立位置を挾んだ図４中Ａ方向及
びＢ方向のいずれにも操作可能な操作レバー１５Ａと、
この操作レバー１５Ａの操作量に応じた電気信号を発生
する出力手段、例えばポテンショメータ１５Ｂとを備え
ている。通常は、操作レバー装置１５の操作レバー１５
ａは図４に示すような中立位置にあり各コントロールバ
ルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄは中立位置に保持
されているが、この状態から操作レバー１５Ａを図４中
Ａ方向（又はＢ方向、以下、かっこ内が対応する）に操
作すると、ポテンショメータ１５Ｂからその操作量に応
じた電気信号が出力され、各コントロールバルブ１１
ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄの電磁比例弁Ｓ1（又はＳ
2）に入力される。電磁比例弁Ｓ1（又はＳ2）はこの電
気信号に応じた開度でパイロットライン１７ａ1〜ａ4
（又は１７ｂ1〜ｂ4）とパイロット操作部Ｐ1（又はＰ
2）とを連通させる。このとき、パイロットライン１７
ａ１〜ａ４，１７ｂ1〜ｂ4には、リリーフ弁１８で最高
圧が規定されたパイロットポンプ１６からの１次パイロ
ット圧がパイロットライン１７及び１７ａ，１７ｂを介
し供給されているので、電気信号に応じた２次パイロッ
ト圧が電磁比例弁Ｓ1（又はＳ2）からパイロット操作部
Ｐ1（又はＰ2）に与えられることとなる。一方このと
き、反対側の電磁切換弁Ｓ2（又はＳ1）には電気信号が
入力されず閉じ状態に維持され、パイロットライン１７
ｂ1〜ｂ4（又は１７ａ1〜ａ4）とパイロット操作部Ｐ2
（又はＰ1）とを遮断する。そのため、パイロット操作
部Ｐ2（又はＰ1）には２次パイロット圧は供給されな
い。この結果、各コントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，
１３ｃ，１４ｄは図４中左側位置（又は右側位置）に一
斉に切り換えられ、バケット用油圧シリンダ６のボトム
側６Ａ（又はロッド側６Ｂ）に第１〜第４油圧ポンプ８
ａ，８ｂ，９ａ，９ｂから吐出される圧油が供給され、
バケット用油圧シリンダ６は操作レバー１５ＡのＡ方向
（又はＢ方向）への操作量に相応した速度で伸び動作
（又は縮み動作）する。すなわち、操作レバー１５Ａを
最大の角度傾けると、大きな流量が油圧シリンダ６に供
給され、油圧シリンダ６は高速で変位する。これに対し
て、操作レバー１５Ａの操作角度を小さくすると、その
分だけ油圧シリンダ６に供給される流量が少なくなり、
油圧シリンダ６の動きの速度も遅くなる。なお、上記リ
リーフ弁１８に加えて、油圧パイロット信号の最高圧を
規定する低圧リリーフ弁を回路に設けることも可能であ
る。

【００１０】一方、バケット用の油圧シリンダ６の駆動
用の油圧回路の構成のもう１つの例を図５に示す。図４
と共通の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略す
る。図５では、コントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１
３ｃ，１４ｄを含みコントロールバルブグループ１１〜
１４を構成する全てのコントロールバルブは油圧パイロ
ット方式のバルブであり、パイロットポンプ１６からパ
イロットライン１７，１７ａ及び１７ｂ，１７ａ1〜ａ4
及び１７ｂ1〜ｂ4を介し導かれたパイロット圧が入力さ
れるパイロット操作部Ｐ1，Ｐ2のみを両端に備えてお
り、このパイロット操作部Ｐ1，Ｐ2に与えられるパイロ
ット圧により駆動されるようになっている。そして、パ
イロットライン１７ａ，１７ｂには、操作レバー装置１
５からの電気信号に応じた開度でパイロットライン１７
ａ，１７ｂを連通させる電磁比例弁Ｓ1′，Ｓ2′が設け
られている。通常は、操作レバー１５Ａは図５に示す中
立位置にあり各コントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１
３ｃ，１４ｄは中立位置に保持されているが、この状態
から操作レバー１５Ａを図５中Ａ方向（又はＢ方向、以
下、かっこ内が対応する）に操作すると、ポテンショメ
ータ１５Ｂからその操作量に応じた電気信号が出力さ
れ、電磁比例弁Ｓ1′（又はＳ2′）に入力される。電磁
比例弁Ｓ1′（又はＳ2′）はこの電気信号に応じた開度
でパイロットライン１７ａ（又は１７ｂ）を連通させ
る。パイロットライン１７ａ（又は１７ｂ）の電磁比例
弁Ｓ1′，Ｓ2′上流側には１次パイロット圧が供給され
ているので、電気信号に応じた２次パイロット圧が電磁
比例弁Ｓ1′（又はＳ2′）からパイロットライン１７ａ
1〜ａ4（又は１７ｂ1〜ｂ4）を介し各コントロールバル
ブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄのパイロット操作部
Ｐ1（又はＰ2）に与えられる。またこのとき、もう一方
の電磁切換弁Ｓ2′（又はＳ1′）には電気信号が入力さ
れずばねの付勢力で閉じ状態に維持され、パイロットラ
イン１７ｂ（又は１７ａ）を遮断しタンク１９に連通さ
せる。これにより、パイロット操作部Ｐ2（又はＰ1）の
圧力はタンク圧となる。この結果、各コントロールバル
ブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄは図５中左側位置
（又は右側位置）に一斉に切り換えられ、バケット用油
圧シリンダ６のボトム側６Ａ（又はロッド側６Ｂ）に第
１〜第４油圧ポンプ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂから吐出さ
れる圧油が供給され、バケット用油圧シリンダ６は操作
レバー１５ＡのＡ方向（又はＢ方向）への操作量に相応
した速度で伸び動作（又は縮み動作）する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、それぞれ以下の課題が存在する。図４の従
来技術では、各コントロールバルブグループ１１，１
２，１３，１４に４つずつ合計１６個のコントロールバ
ルブのそれぞれに２つの電磁比例弁Ｓ1，Ｓ2が設けられ
るため、総数で３２個の電磁比例弁が必要となる。電磁
比例弁は非常に高価なものであるため、このような多数
の電磁比例弁を用いるとその分だけコストが大幅に上昇
するという問題がある。

【００１２】一方、図５の従来技術では、１つの油圧ア
クチュエータあたり２つの電磁比例弁Ｓ1′，Ｓ2′のみ
で足りるため、上記のような大幅なコスト高を招くこと
はない。しかしながら、一般に、電磁比例弁は、その構
造上容量が比較的小さく、制御可能な圧油流量が小さ
い。図５の構造においては、各電磁比例弁Ｓ1′，Ｓ2′
の下流側でパイロットライン１７ａ，１７ｂがそれぞれ
４つに分岐しパイロットライン１７ａ1〜ａ4，１７ｂ1
〜ｂ4となってコントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１
３ｃ，１４ｄのパイロット操作部Ｐ1，Ｐ2に接続され
る。そのため、パイロット操作部Ｐ1，Ｐ2には、電磁比
例弁Ｓ1′，Ｓ2′からの小流量圧油がさらに１／４ずつ
になって導かれることとなるため、油圧パイロット信号
の伝達に時間がかかり、操作レバー１５Ａを操作してか
らコントロールバルブが切り換わるまでの応答性が悪く
なる。

【００１３】本発明は以上の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は、複数の油圧ポンプからの圧油を複数の
コントロールバルブを介し複数の油圧アクチュエータへ
導く油圧駆動装置において、大幅なコスト高を招くこと
なく、良好な応答性を確保できる構成を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、複数の主油圧ポンプと、これら複
数の主油圧ポンプから供給される圧油により駆動される
複数の油圧アクチュエータと、パイロット操作部を備え
前記複数の主油圧ポンプから前記複数の油圧アクチェエ
ータヘの圧油の給排を制御する油圧パイロット方式の複
数のコントロールバルブと、これら複数のコントロール
バルブを切り換えるための電気制御信号をそれぞれ出力
する電気レバー方式の複数の操作レバー装置と、油圧パ
イロット信号を生成するパイロット油圧ポンプとを有
し、このパイロットポンプで生成したパイロット圧を前
記操作レバー装置の操作量に応じて前記コントロールバ
ルブのパイロット操作部へ供給する油圧駆動装置におい
て、前記パイロット油圧ポンプと前記コントロールバル
ブのパイロット操作部との間を、このパイロット操作部
に前記油圧パイロット信号を導く第１パイロット配管で
接続し、この第１パイロット配管の途中に、パイロット
操作部を備えた油圧パイロット方式の圧力御御弁を設け
ると共に、前記パイロットポンプと前記圧力制御弁のパ
イロット操作部との間を、このパイロット操作部に前記
油圧パイロット信号を導く第２パイロット配管で接続
し、この第２パイロット配管の途中に電磁比例弁を設
け、前記操作レバー装置からの前記電気制御信号で前記
電磁比例弁を制御する。複数の主油圧ポンプからの圧油
を複数のコントロールバルブを介し複数の油圧アクチュ
エータへ導く場合、コントロールバルブは、各主油圧ポ
ンプに接続される複数のコントロールバルブごとにユニ
ット化されたコントロールバルブグループとして構成す
ることが多い。このような構成では、あるアクチュエー
タを駆動させるときには、すべてのコントロールバルブ
グループ（又はそのうちのいくつかのコントロールバル
ブグループ）からそれぞれ所望のコントローラバルブを
選択してそれらを一斉に切り換えて、それら複数のコン
トロールバルブを介して導かれた圧油を合流させた後、
対応する油圧アクチュエータに供給する。このような場
合に対応すべく、本発明においては、まず、電気レバー
方式の操作レバー装置から出力される電気制御信号で電
磁比例弁を制御することにより、電磁比例弁を開き状態
にし、パイロットポンプからの油圧パイロット信号を第
２パイロット配管を介し圧力制御弁のパイロット操作部
に導くことができる。これによって、油圧パイロット方
式の圧力制御弁を開き状態にして、パイロットポンプか
らの油圧パイロット信号を第１パイロット配管を介しコ
ントロールバルブのパイロット操作部に導き、コントロ
ールバルブを切り換えることができる。このような構成
とすることで、例えば各コントロールバルブの一方側と
他方側に設けられるパイロット操作部に対応して各コン
トロールバルブあたり２つずつの第１パイロット配管を
接続し、これらを一方側への第１パイロット配管と他方
側への第１パイロット配管との２つに集約し、集約した
位置にそれぞれの側の第１パイロット配管内の油圧パイ
ロット信号を制御する圧力制御弁を設ければ、あるアク
チュエータに対応する複数のコントロールバルブの切り
換えを２つの圧力制御弁で制御することができる。この
とき、これら２つの圧力制御弁はパイロット方式の弁で
あることにより、電磁比例弁と異なり、容量を比較的大
きなものとすることができる。したがって、前記のよう
に各コントロールバルブからの第１パイロット配管を集
約して圧力制御弁を設け各圧力制御弁を介した圧油が各
コントロールバルブのパイロット操作部へ分流していく
場合でも、圧力制御弁の容量を十分に大きくとること
で、第１パイロット配管内を伝達する油圧パイロット信
号の伝達速度を十分に早くすることができる。そして、
これら２つの圧力制御弁のパイロット操作部に油圧パイ
ロット信号をそれぞれ導く２つの第２パイロット配管を
設け、これら２つの第２パイロット配管にそれぞれ電磁
比例弁を設ければ、それら２つの圧力制御弁の切り換え
を２つの電磁比例弁で制御することができる。ここで一
般に電磁比例弁は比較的容量が小さく制御可能な圧油流
量が小さいが、各電磁比例弁は第２パイロット配管を介
して対応する１つの圧力制御弁を切り換えるのみである
ため、少ない圧油流量でも、第２パイロット配管内を伝
達する油圧パイロット信号の伝達速度を十分に早くする
ことができる。以上のように、操作レバー装置からの電
気制御信号で電磁比例弁を素早く切り換え、この電磁比
例弁の切り換えによって第２パイロット配管内の油圧パ
イロット信号を介し圧力制御弁を素早く切り換え、この
圧力制御弁の切り換えによって第１パイロット配管内の
油圧パイロット信号を介しコントロールバルブを素早く
切り換えることができる。したがって、パイロットポン
プからコントロールバルブのパイロット操作部までのパ
イロットラインに、操作レバー装置からの信号で開閉す
る電磁比例弁を直接配置した従来構造より応答性を向上
し、高い応答性を確保することができる。また、電磁比
例弁としては、上記したように、コントロールバルブグ
ループの数に関係なく、１つの油圧アクチュエータに対
し２つずつ設ければ足りるので、各コントロールバルブ
のパイロット操作部ごとに電磁比例弁が必要であった従
来構造のように著しいコスト増を招くのを防止できる。

【００１５】（２）好ましくは、上記（１）において、
前記複数の主油圧ポンプのそれぞれに、前記コントロー
ルバルブを複数個連接したコントロールバルブグループ
を接続し、これらコントロールバルブグループのうち２
以上のコントロールバルブグループから駆動する前記油
圧アクチュエータに対応した複数のコントロールバルブ
を選択し、前記圧力制御弁の下流側の前記第１パイロッ
ト配管を分岐させて前記選択されたコントロールバルブ
のパイロット操作部にそれぞれ接続する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面を参照しつつ説明する。前述した従来技術で説明した
ものと同一または均等な構成部材については、それらと
同一の符号を付し、説明は適宜省略する。

【００１７】図１は、本実施形態による油圧駆動装置の
うち、バケット用の油圧シリンダ６の駆動用の油圧回路
の構成を示す回路図であり、従来技術を説明した図４や
図５に相当する図である。この図１において、前述した
図５と異なるのは、パイロットポンプ１６のパイロット
ライン１７から分岐して設けた２本のパイロットライン
１７ａ，１７ｂの途中に、電磁比例弁Ｓ1′，Ｓ2′の代
わりに、パイロット操作部２０ａＡ，２０ｂＡを備えた
油圧パイロット方式の圧力御御弁２０ａ，２０ｂを設
け、パイロットポンプ１６とパイロット操作部２０ａ
Ａ，２０ｂＡとの間を、パイロットライン１７から分岐
して設けたパイロットライン２１及びそれがさらに分岐
したパイロットライン２１ａ，２１ｂによってそれぞれ
接続し、さらにそれらパイロット配管２１ａ，２１ｂの
途中に電磁比例弁２２ａ，２２ｂを設け、操作レバー装
置１５からの電気信号でそれら電磁比例弁２２ａ，２２
ｂの駆動を制御するようにしたことである。

【００１８】なお、上記において、パイロットライン１
７、パイロットライン１７ａ，１７ｂ、及びパイロット
ライン１７ａ1〜ａ4，１７ｂ1〜ｂ4が、パイロット油圧
ポンプとコントロールバルブのパイロット操作部との間
を接続し、このパイロット操作部に油圧パイロット信号
を導く第１パイロット配管を構成し、パイロットライン
１７、パイロットライン２１、及びパイロットライン２
１ａ，２１ｂが、パイロットポンプと圧力制御弁のパイ
ロット操作部との間を接続し、このパイロット操作部に
油圧パイロット信号を導く第２パイロット配管を構成す
る。

【００１９】上記構成において、通常は、操作レバー１
５Ａは図１に示す中立位置にあり各コントロールバルブ
１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄは中立位置に保持され
ている。この状態から操作レバー１５Ａを図１中Ａ方向
（又はＢ方向、以下、かっこ内が対応する）に操作する
と、ポテンショメータ１５Ｂからその操作量に応じた電
気信号が出力され、電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）に
入力される。電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）はこの電
気信号に応じた開度でパイロットライン２１ａ（又は２
１ｂ）を連通させる。パイロットライン２１ａ（又は２
１ｂ）の電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）上流側にはパ
イロットライン１７，２１を介し油圧パイロット信号が
供給されているので、電気信号に応じた油圧パイロット
信号が電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）から圧力制御弁
２０ａ（又は２０ｂ）のパイロット操作部２０ａＡ（又
は２０ｂＡ）に与えられる。この結果、圧力制御弁２０
ａ（又は２０ｂ）は図１中上側位置に切り換えられる。
このとき、一般に電磁比例弁は比較的容量が小さく制御
可能な圧油流量が小さいが、電磁比例弁２２ａ（又は２
２ｂ）はパイロットライン２１ａ（又は２１ｂ）を介し
１つの圧力制御弁２０ａ（又は２０ｂ）を切り換えるの
みであるため、少ない圧油流量でも、パイロットライン
２１ａ（又は２１ｂ）を伝達する油圧パイロット信号の
伝達速度を十分に早くすることができる。また、もう一
方の電磁切換弁２２ｂ（又は２２ａ）には電気信号が入
力されずばねの付勢力で図１中左側位置に維持され、パ
イロットライン２１ｂ（又は２１ａ）を遮断しタンク１
９に連通させる。これにより、パイロット操作部２０ｂ
Ａ（又は２０ａＡ）の圧力はタンク圧となる。この結
果、圧力制御弁２０ｂ（又は２０ａ）はばねの付勢力で
図１中下側位置に維持される。

【００２０】このような圧力制御弁２０ａ，２０ｂの状
態に対して、このとき、パイロットライン１７ａ（又は
１７ｂ）の圧力制御弁２０ａ（又は２０ｂ）上流側には
パイロットライン１７，１７ａを介しパイロットポンプ
１６からの油圧パイロット信号が供給されている。した
がって、パイロットライン２１ａ（又は２１ｂ）を介し
た電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）からの油圧パイロッ
ト信号に応じた油圧パイロット信号が圧力制御弁２０ａ
（又は２０ｂ）からパイロットライン１７ａ及び１７ａ
1〜ａ4（又は１７ｂ及び１７ｂ1〜ｂ4）を介し各コント
ロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄのパイロ
ット操作部Ｐ1（又はＰ2）に与えられる。ここで、この
圧力制御弁２０ａ（又は２０ｂ）はパイロット方式の弁
であることにより、電磁比例弁と異なり、容量を比較的
大きなものとすることができる。したがって、圧力制御
弁２０ａ（又は２０ｂ）を介した圧油がパイロットライ
ン１７ａ（又は１７ｂ）から４つに分かれパイロットラ
イン１７ａ1〜ａ4（又は１７ｂ1〜ｂ4）を介し各コント
ロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄのパイロ
ット操作部Ｐ1（又はＰ2）へと伝達されるときにも、圧
力制御弁２０ａ（又は２０ｂ）の容量を十分に大きくと
ることで、各パイロット操作部Ｐ1（又はＰ2）へと分流
し伝達していく油圧パイロット信号の伝達速度を十分に
早くすることができる。ここで、もう一方の圧力制御弁
２０ｂ（又は２０ａ）は図１中下側位置に維持されるた
め、パイロットライン１７ｂ（又は１７ａ）を遮断しタ
ンク１９に連通させる。これにより、各コントロールバ
ルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄのパイロット操作
部Ｐ2（又はＰ1）の圧力はタンク圧となる。この結果、
各コントロールバルブ１１ａ，１２ｂ，１３ｃ，１４ｄ
は図１中左側位置（又は右側位置）に切り換えられる。
これにより、バケット用油圧シリンダ６のボトム側６Ａ
（又はロッド側６Ｂ）に第１〜第４油圧ポンプ８ａ，８
ｂ，９ａ，９ｂから吐出される圧油が供給され、バケッ
ト用油圧シリンダ６は操作レバー１５ＡのＡ方向（又は
Ｂ方向）への操作量に相応した速度で伸び動作（又は縮
み動作）する。

【００２１】以上のように、操作レバー装置１５からの
電気信号で電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）を素早く切
り換え、この電磁比例弁２２ａ（又は２２ｂ）の切り換
えによってパイロットライン２１ａ（又は２１ｂ）内の
油圧パイロット信号を介し圧力制御弁２０ａ（又は２０
ｂ）を素早く切り換え、この圧力制御弁２０ａ（又は２
０ｂ）の切り換えによってパイロットライン１７ａ及び
１７ａ1〜ａ4（又は１７ｂ及び１７ｂ1〜ｂ4）内の油圧
パイロット信号を介しコントロールバルブ１１，１２，
１３，１４を図１中左側位置（又は右側位置）に素早く
切り換えることができる。したがって、パイロットポン
プからコントロールバルブのパイロット操作部までのパ
イロットラインに、操作レバー装置からの信号で開閉す
る電磁比例弁を直接配置した従来構造よりも応答性を向
上し、高い応答性を確保することができる。また、電磁
比例弁としては、上記したように、コントロールバルブ
グループの数に関係なく、１つの油圧アクチュエータに
対し２つずつ（図１の例ではバケット用油圧シリンダ６
に対して電磁比例弁２２ａ，２２ｂ）設ければ足りるの
で、各コントロールバルブのパイロット操作部ごとに電
磁比例弁が必要であった従来構造のように著しいコスト
増を招くのを防止できる。

【００２２】なお、以上の説明においては、油圧ショベ
ルにおける被駆動部材をそれぞれ油圧アクチュエータで
駆動するにあたって、これら油圧アクチュエータの駆動
制御を行うために設けられるコントロールバルブを、コ
ントロールバルブグループとして構成した。これは、コ
ントロールバルブグループを構成する各コントロールバ
ルブは同じ構造のものとするのが、その製造上好まし
く、またコントロールバルブグループの量産性の観点か
らは、複数の油圧ポンプからの圧油の方向を制御するた
めに油圧ポンプと同数設けられるコントロールバルブグ
ループを、同一の構成とするのがさらに好ましいからで
ある。これに対して、それぞれの油圧アクチュエータに
必要な流量は各被駆動部材の負荷等に応じて異なってく
るため、コントロールバルブを介して流れる圧油の流量
はそれぞれの油圧アクチュエータに応じて変える必要が
ある。すなわち、大流量が必要な場合には、要求される
流量に応じた数のコントロールバルブを介した圧油を合
流させることによって、油圧ショベルに設置されるコン
トロールバルブは全て同じ構成のものであっても、各油
圧アクチュエータに対して必要な流量の供給が可能とな
る。その上で、本発明においては、圧油の合流を行わせ
るために選択されるコントロールバルブの数が多い場合
であっても、それらを運転室に設けた操作レバー装置に
より切り換え制御するにあたって、低コストで、操作レ
バー装置の操作に対する応答性をより良くなるようにし
たものである。従って、図１に示した油圧回路に限定さ
れるものではなく、例えば設けられる油圧ポンプ及びコ
ントロールバルブグループの数は任意であり、またどの
油圧アクチュエータにどのコントロールバルブからの圧
油を合流させるか、そのための配管をどのように構成す
るか、等については、様々な回路設計が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の油圧ポンプからの圧油を複数のコントロールバル
ブを介し複数の油圧アクチュエータへ導く油圧駆動装置
において、大幅なコスト高を招くことなく、良好な応答
性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による油圧駆動装置の油圧
回路図である。

【図２】建設機械の一例としての油圧ショベルの外観図
である。

【図３】従来技術による油圧駆動装置の油圧回路図であ
る。

【図４】図３の油圧回路図のうち、バケット用の油圧シ
リンダを駆動するための回路部分を抽出して示す油圧回
路構成図である。

【図５】他の従来技術による油圧駆動装置の油圧回路図
のうち、バケット用の油圧シリンダを駆動するための回
路部分を抽出して示す油圧回路構成図である。

【符号の説明】

４ ブーム用油圧シリンダ（油圧アクチュ
エータ） ５ アーム用油圧シリンダ（油圧アクチュ
エータ） ６ バケット用油圧シリンダ（油圧アクチ
ュエータ） ８ａ 第１油圧ポンプ（主油圧ポンプ） ８ｂ 第２油圧ポンプ（主油圧ポンプ） ９ａ 第３油圧ポンプ（主油圧ポンプ） ９ｂ 第４油圧ポンプ（主油圧ポンプ） １０ 旋回用油圧モータ（油圧アクチュエー
タ） １１ 第１コントロールバルブグループ １２ 第２コントロールバルブグループ １３ 第３コントロールバルブグループ １４ 第４コントロールバルブグループ １５ 操作レバー装置 １６ パイロットポンプ（パイロット油圧ポ
ンプ） １７ パイロットライン（第１パイロット配
管、第２パイロット配管） １７ａ，ｂ パイロットライン（第１パイロット配
管） １７ａ1〜ａ4 パイロットライン（第１パイロット配
管） １７ｂ1〜ｂ4 パイロットライン（第１パイロット配
管） ２０ａ，ｂ 圧力制御弁 ２０ａＡ，ｂＡ パイロット操作部 ２１ パイロットライン（第２パイロット配
管） ２１ａ，ｂ パイロットライン（第２パイロット配
管） ２２ａ，ｂ 電磁比例弁 Ｐ1，Ｐ2 コントロールバルブのパイロット操作
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AB04 BA01 CA06 DA03 DA04 EA01 3H089 AA60 AA71 BB14 CC01 CC08 CC11 DA03 DA07 DB46 DB49 EE03 EE17 EE22 EE31 GG02 JJ02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の主油圧ポンプと、これら複数の主油
   圧ポンプから供給される圧油により駆動される複数の油
   圧アクチュエータと、パイロット操作部を備え前記複数
   の主油圧ポンプから前記複数の油圧アクチェエータヘの
   圧油の給排を制御する油圧パイロット方式の複数のコン
   トロールバルブと、これら複数のコントロールバルブを
   切り換えるための電気制御信号をそれぞれ出力する電気
   レバー方式の複数の操作レバー装置と、油圧パイロット
   信号を生成するパイロット油圧ポンプとを有し、このパ
   イロットポンプで生成したパイロット圧を前記操作レバ
   ー装置の操作量に応じて前記コントロールバルブのパイ
   ロット操作部へ供給する油圧駆動装置において、 前記パイロット油圧ポンプと前記コントロールバルブの
   パイロット操作部との間を、このパイロット操作部に前
   記油圧パイロット信号を導く第１パイロット配管で接続
   し、 この第１パイロット配管の途中に、パイロット操作部を
   備えた油圧パイロット方式の圧力御御弁を設けると共
   に、前記パイロットポンプと前記圧力制御弁のパイロッ
   ト操作部との間を、このパイロット操作部に前記油圧パ
   イロット信号を導く第２パイロット配管で接続し、 この第２パイロット配管の途中に電磁比例弁を設け、 前記操作レバー装置からの前記電気制御信号で前記電磁
   比例弁を制御することを特徴とする油圧駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧駆動装置において、前
   記複数の主油圧ポンプのそれぞれに、前記コントロール
   バルブを複数個連接したコントロールバルブグループを
   接続し、これらコントロールバルブグループのうち２以
   上のコントロールバルブグループから駆動する前記油圧
   アクチュエータに対応した複数のコントロールバルブを
   選択し、前記圧力制御弁の下流側の前記第１パイロット
   配管を分岐させて前記選択されたコントロールバルブの
   パイロット操作部にそれぞれ接続したことを特徴とする
   油圧駆動装置。