JP2000145712A - 土木・建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

土木・建設機械の油圧駆動装置

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JP2000145712A
JP2000145712A JP10323724A JP32372498A JP2000145712A JP 2000145712 A JP2000145712 A JP 2000145712A JP 10323724 A JP10323724 A JP 10323724A JP 32372498 A JP32372498 A JP 32372498A JP 2000145712 A JP2000145712 A JP 2000145712A
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Japan
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traveling
reducing valve
pressure reducing
pilot
pressure
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JP10323724A
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English (en)
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Tsukasa Toyooka
司 豊岡
Hiroji Ishikawa
広二 石川
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第1、第2アクチュエータの双方を遅い速度
で作動させる場合でも、第1、第2可変容量油圧ポンプ
から適正な流量を容易に供給できる土木・建設機械の油
圧駆動装置の提供。 【解決手段】 走行用の方向切換弁8,16と、走行右
用操作部18a、走行左用操作部18bを備えるととも
に、パイロットポンプ4の圧を減圧して出力可能な1つ
の電磁比例減圧弁26と、シャトルブロック21内の第
1シャトル弁21cの圧に応じて駆動し、電磁比例減圧
弁26から出力される圧を減圧して、ポンプコントロー
ル圧としてポンプ2の流量制御部5に供給可能な第1パ
イロット式減圧弁21eと、シャトルブロック21内の
第2シャトル弁21dの圧に応じて駆動し、電磁比例減
圧弁26から出力される圧を減圧して、ポンプコントロ
ール圧としてポンプ3の流量制御部6に供給可能な第2
パイロット式減圧弁21fを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
土木・建設機械の油圧駆動装置に係り、特に2つの可変
容量油圧ポンプのそれぞれから吐出される流量を良好に
制御し得る土木・建設機械の油圧駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】可変容量油圧ポンプの流量制御に関する
従来技術としては例えば特開平3−189405号公報
に示されるものがある。
【0003】この従来技術は、可変容量油圧ポンプ及び
パイロットポンプと、可変容量油圧ポンプから吐出され
る流量を制御する流量制御部と、可変容量油圧ポンプか
ら供給される圧油によって駆動する複数のアクチュエー
タと、可変容量油圧ポンプからアクチュエータのそれぞ
れに供給される圧油の流れを制御する複数の方向切換弁
と、パイロットポンプに接続され、方向切換弁のそれぞ
れを切換え操作する複数の操作手段と、これらの操作手
段から出力されるパイロット圧を適宜選択して出力する
複数のシャトル弁からなるシャトル弁群と、このシャト
ル弁群と上記流量制御部との間に介設される電磁比例減
圧弁と、上記操作手段が操作されたことを検出する検出
手段と、この検出手段から出力される信号に応じて上述
の電磁比例減圧弁を制御する駆動信号を出力するコント
ローラとを備えている。
【0004】この従来技術は、操作手段が操作されない
ときには、コントローラから電磁比例減圧弁に駆動信号
が与えられず電磁比例減圧弁は全開状態に保たれ、流量
制御部の駆動部には電磁比例減圧弁、シャトル弁群を介
してタンク圧が与えられ、これにより可変容量油圧ポン
プの吐出流量は最小流量に保持される。
【0005】そして、操作手段が操作されると、対応す
る方向切換弁の駆動部にパイロット圧が与えられて、そ
の方向切換弁が中立位置から切換えられるとともに、パ
イロット圧がシャトル弁群、電磁比例減圧弁を介して流
量制御部の駆動部に与えられ、これにより流量制御部が
作動して可変容量油圧ポンプから吐出される流量は増加
する傾向となる。このとき同時に、操作手段の操作量が
検出手段によって検出され、コントローラに入力され
る。コントローラは、入力された操作量に見合う駆動信
号を電磁比例減圧弁の駆動部に出力する。これにより電
磁比例減圧弁が閉じ方向に作動し、シャトル弁群から出
力されるパイロット圧が適宜減圧されて流量制御部の駆
動部に与える。これに応じて可変容量油圧ポンプの吐出
流量が大きくなりすぎないように制御される。すなわ
ち、電磁比例減圧弁の駆動を介して、操作手段の操作量
に見合った吐出量が該当する方向切換弁を介して該当す
るアクチュエータに供給されるように、可変容量油圧ポ
ンプから吐出される流量が制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
1つの可変容量油圧ポンプに係る流量制御系統が示され
ているものであるが、土木・建設機械例えば油圧ショベ
ルにあっては、2つの可変容量油圧ポンプを備えている
ものも多い。このように2つの可変容量油圧ポンプを具
備する土木・建設機械にあって、上述の従来技術をその
まま適用すると不具合を生じることがある。
【0007】すなわち、上述の従来技術を、2つの可変
容量油圧ポンプを具備する土木・建設機械に適用したと
きの構成は、第1可変容量油圧ポンプ、第2可変容量油
圧ポンプと、第1可変容量油圧ポンプから吐出される流
量を制御する第1流量制御部、第2可変容量油圧ポンプ
から吐出される流量を制御する第2流量制御部と、操作
手段から出力されたパイロット圧を適宜選択して出力さ
れるシャトル弁群と上述の第1流量制御部との間に介設
される第1電磁比例減圧弁と、上述のシャトル弁群と上
述の第2流量制御部との間に介設される第2電磁比例減
圧弁とを備えるとともに、上述の操作手段の操作量を検
出する検出手段からの信号に応じて上述の第1電磁比例
減圧弁、第2電磁比例減圧弁のそれぞれの駆動部に駆動
信号を出力するコントローラとを備えた構成となる。
【0008】このように、上述した従来技術では、可変
容量油圧ポンプを2つ備える場合には、2つの電磁比例
減圧弁を設けざるを得ない。ここで、第1可変容量油圧
ポンプから出力される圧油によって駆動する第1アクチ
ュエータが例えば一対の走行モータのうちの走行右モー
タであるとし、第2可変容量油圧ポンプから吐出される
圧油によって駆動する第2アクチュエータが例えば走行
左モータであるとする。走行体は、これらの走行右モー
タと走行左モータの駆動により走行する。走行体は、操
作手段の操作に応じて直進、後退、旋回などの走行をお
こなう他、比較的速い速度での走行、遅い速度でのゆっ
くりした走行なども実施される。
【0009】ここで例えば、遅い速度で直進走行させる
ときには、第1電磁比例減圧弁、第2電磁比例減圧弁の
それぞれの開口量を減少させるように制御する駆動信号
がコントローラから出力される。
【0010】このコントローラから出力される駆動信号
の値が同一で、しかも第1電磁比例減圧弁、第2電磁比
例減圧弁の双方の構造、製作誤差、作動特性などが全く
同一であれば、同じ大きさのパイロット圧がこれらの第
1電磁比例減圧弁、第2電磁比例減圧弁を介して第1流
量制御部、第2流量制御部のそれぞれの駆動部に与えら
れ、第1可変容量油圧ポンプから走行右モータに供給さ
れる流量と、第2可変容量油圧ポンプから走行左モータ
に供給される流量とが同じになり、所望のゆっくりとし
た速度で直進走行を実現させることができる。
【0011】しかしながら、現実には第1電磁比例減圧
弁、第2電磁比例減圧弁が設計上は同じ構造で、ほぼ同
等の寸法に設定されていても、互いのヒステリシス特性
が異なる場合があり、また、互いの製作誤差が異なるこ
とが多い。このために、コントローラから出力される駆
動信号の値が同一であっても、第1電磁比例減圧弁、第
2電磁比例減圧弁の開口量に差異を生じる懸念がある。
【0012】このような第1電磁比例減圧弁、第2電磁
比例減圧弁の開口量の差異を生じると、すなわち第1流
量制御部、第2流量制御部に供給されるパイロット圧の
減圧の程度に差異を生じると、第1流量制御部、第2流
量制御部の駆動量に違いが生じ、第1可変容量油圧ポン
プから走行右モータに供給される流量と、第2可変容量
油圧ポンプから走行左モータに供給される流量とが相互
間で一致せず、不適切なものとなり、このため所望の直
進走行を実現できず、蛇行してしまうことになる。
【0013】なお、上述では第1アクチュエータが走行
右モータ、第2アクチュエータが走行左モータの場合に
ついて説明したが、これらの第1アクチュエータ、第2
アクチュエータが、アームシリンダ、バケットシリンダ
等のフロント駆動用アクチュエータである場合でも同様
の事態を生じ得る。例えば、作業空間に制約を受けやす
い市街地などにおける掘削作業に際し、第1アクチュエ
ータであるアームシリンダと、第2アクチュエータであ
るバケットシリンダの双方を所定の作動速度でゆっくり
と動かして特定の動作を実施させようとするときなど、
コントローラから出力される駆動信号の値が同一であっ
ても、第1電磁比例減圧弁、第2電磁比例減圧弁の開口
量に差異を生じ、これに伴い第1可変容量油圧ポンプか
ら吐出される流量と、第2可変容量油圧ポンプから吐出
される流量との間に違いを生じ、バケットシリンダの作
動速度が速すぎたり、あるいはアームシリンダの作動速
度が速すぎたりなどして、これらの両アクチュエータの
組み合わせ動作がオペレータの意図しているものと異な
ってしまい、特定の動作を実施できなくなる懸念があ
る。
【0014】本発明は、上述した従来技術における実状
に鑑みてなされたもので、その目的は、第1アクチュエ
ータ、第2アクチュエータの双方を比較的遅い速度で作
動させる場合でも、第1可変容量油圧ポンプ、第2可変
容量油圧ポンプのそれぞれから第1アクチュエータ、第
2アクチュエータの双方に適正な流量を容易に供給する
ことができる土木・建設機械の油圧駆動装置を提供する
ことにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1に係る発明は、第1可変容量油圧ポ
ンプ、第2可変容量油圧ポンプ、及びパイロットポンプ
と、上記第1可変容量油圧ポンプから吐出される流量を
制御する第1流量制御部、及び上記第2可変容量油圧ポ
ンプから吐出される流量を制御する第2流量制御部と、
それぞれ上記第1可変容量油圧ポンプ、及び上記第2可
変容量油圧ポンプの少なくとも一方から吐出される圧油
によって駆動する第1アクチュエータ、第2アクチュエ
ータと、上記第1可変容量油圧ポンプ、及び上記第2可
変容量油圧ポンプの少なくとも一方から上記第1アクチ
ュエータに供給される圧油の流れを制御する第1方向切
換弁と、上記第1可変容量油圧ポンプ、及び上記第2可
変容量油圧ポンプの少なくとも一方から上記第2アクチ
ュエータに供給される圧油の流れを制御する第2方向切
換弁と、上記パイロットポンプに接続され、上記第1ア
クチュエータを操作する第1操作手段、及び上記第2ア
クチュエータを操作する第2操作手段と、これらの第1
操作手段、第2操作手段から出力されるパイロット圧を
適宜選択して出力する複数のシャトル弁から成るシャト
ル弁群と、このシャトル弁群から出力されるパイロット
圧に応じて上記第1流量制御部、及び上記第2流量制御
部の駆動を制御する流量制御部・制御手段とを備えた土
木・建設機械の油圧駆動装置において、上記流量制御部
・制御手段が、上記パイロットポンプから吐出される一
次圧を減圧して二次圧として出力可能な1つの電磁比例
減圧弁と、上記シャトル弁群から取り出されるパイロッ
ト圧に応じて駆動し、上記電磁比例減圧弁から出力され
る二次圧を減圧して、ポンプコントロール圧として上記
第1流量制御部に供給可能な第1パイロット式減圧弁
と、上記シャトル弁群から取り出されるパイロット圧に
応じて駆動し、上記電磁比例減圧弁から出力される二次
圧を減圧して、ポンプコントロール圧として上記第2流
量制御部に供給可能な第2パイロット式減圧弁と、上記
電磁比例減圧弁の駆動を制御する電磁比例減圧弁・制御
手段とを備えるとともに、上記シャトル弁群が、上記第
1アクチュエータの駆動を制御する上記第1方向切換弁
を切換えるパイロット圧を、上記第1パイロット式減圧
弁を駆動する駆動圧として取り出す第1シャトル弁と、
上記第2アクチュエータの駆動を制御する上記第2方向
切換弁を切換えるパイロット圧を、上記第2パイロット
式減圧弁を駆動する駆動圧として取り出す第2シャトル
弁とを含む構成にしてある。
【0016】このように構成した本発明の請求項1に係
る発明では、電磁比例減圧弁・制御手段が作動して、電
磁比例減圧弁の開口量を小さくするように制御すると、
電磁比例減圧弁から出力される二次圧は、パイロットポ
ンプから出力される一次圧に比べて小さくなる。この状
態において、第1操作手段及び第2操作手段を例えば最
大操作量まで操作すると、パイロットポンプから吐出さ
れる一次圧がほぼそのままパイロット圧として第1方向
切換弁、第2方向切換弁の駆動部に与えられ、これらの
第1方向切換弁、第2方向切換弁が中立位置から切換え
られる。
【0017】このとき同時に、第1操作手段、第2操作
手段のそれぞれから出力されるパイロット圧がシャトル
弁群の第1シャトル弁、第2シャトル弁を介して第1パ
イロット式減圧弁、第2パイロット式減圧弁を駆動する
駆動圧として出力される。これにより、第1パイロット
式減圧弁、第2パイロット式減圧弁のそれぞれはほぼ全
開状態となり、上述した電磁比例減圧弁から出力される
二次圧をそのままポンプコントロール圧として、第1流
量制御部、第2流量制御部のそれぞれに供給する。すな
わち第1流量制御部、第2流量制御部のそれぞれは、上
述した同じ電磁比例減圧弁から出力される比較的小さな
二次圧により所定の最大駆動量よりも小さい駆動量で駆
動する。
【0018】したがって、第1流量制御部、第2流量制
御部の駆動量は同じになり、第1可変容量油圧ポンプか
ら第1方向切換弁を経て第1アクチュエータに供給され
る流量と、第2可変容量油圧ポンプから第2方向切換弁
を経て第2アクチュエータに供給される流量とが、それ
ぞれの最大流量よりも小さい範囲内の同じ流量になる。
すなわち、例えば上述のように第1操作手段、第2操作
手段を最大操作量まで操作するだけで、第1可変容量油
圧ポンプ、第2可変容量油圧ポンプのそれぞれから第1
アクチュエータ、第2アクチュエータの双方に相互間で
差異を生じない適正な、所定の最大流量よりも小さい流
量を供給することができ、これにより第1アクチュエー
タ、第2アクチュエータの双方を所望の作動速度で比較
的ゆっくりと作動させることができる。
【0019】また例えば、電磁比例減圧弁・制御手段を
作動させないとき、あるいは、この電磁比例減圧弁・制
御手段が故障していて作動しないときなどにあっては、
電磁比例減圧弁の開口量は最大となり、パイロットポン
プから出力される一次圧がそのまま第1パイロット式減
圧弁、第2パイロット式減圧弁に与えられる。したがっ
て、このような場合には、第1パイロット式減圧弁、第
2パイロット式減圧弁から出力されるポンプコントロー
ル圧は、第1操作手段、第2操作手段の操作量のみに依
存する。すなわち、例えば第1操作手段、第2操作手段
の操作量を最大にすれば、第1パイロット式減圧弁、第
2パイロット式減圧弁の開口量は最大となり、パイロッ
トポンプから出力される一次圧がそのまま第1パイロッ
ト式減圧弁、第2パイロット式減圧弁を経て第1流量制
御部、第2流量制御部に供給される。
【0020】したがって、このときには第1流量制御
部、第2流量制御部の駆動量は共に最大になり、第1可
変容量油圧ポンプから第1方向切換弁を経て第1アクチ
ュエータに最大の流量が供給され、同時に第2可変容量
油圧ポンプから第2方向切換弁を経て第2アクチュエー
タに最大の流量が供給され、これにより第1アクチュエ
ータ、第2アクチュエータを最大の作動速度で速く作動
させることができる。
【0021】またこのように、電磁比例減圧弁・制御手
段が動作しない状態にあって、例えば第1操作手段、第
2操作手段の操作量を最大操作量に比べて小さな操作量
にすれば、これらの第1操作手段、第2操作手段からパ
イロットポンプの一次圧よりも小さい圧が出力され、第
1方向切換弁、第2方向切換弁の開口量が小さくなるよ
うに制御されるとともに、第1パイロット式減圧弁、第
2パイロット式減圧弁の開口量は最大開口量に比べて小
さな開口となる。したがって、電磁比例減圧弁を経て供
給されるパイロットポンプの一次圧が減圧され、その減
圧されたパイロット圧がポンプコントロール圧として第
1パイロット式減圧弁、第2パイロット式減圧弁のそれ
ぞれから第1流量制御部、第2流量制御部に出力され
る。これに応じて、第1流量制御部、第2流量制御部の
駆動量は最大駆動量に比べて小さなものになり、第1可
変容量油圧ポンプから第1方向切換弁を経て第1アクチ
ュエータに最大流量に比べて小さな流量が供給され、第
2可変容量油圧ポンプから第2方向切換弁を経て第2ア
クチュエータに最大流量に比べて小さな流量が供給さ
れ、これにより、第1アクチュエータ、第2アクチュエ
ータを最高速度よりも遅い速度で作動させることができ
る。
【0022】また、本発明の請求項2に係る発明は、請
求項1に係る発明において、上記シャトル弁群と、上記
第1パイロット式減圧弁と、上記第2パイロット式減圧
弁とを一体的に内蔵するシャトルブロックを設けたこと
を特徴としている。
【0023】このように構成した請求項2に係る発明で
は、シャトル弁群と第1パイロット式減圧弁とを接続す
る配管構造、シャトル弁群と第2パイロット式減圧弁と
を接続する配管構造が不要であるとともに、部材点数を
少なくすることができる。
【0024】また、本発明の請求項3に係る発明は、請
求項1または2に係る発明において、上記第1アクチュ
エータが走行右モータ、上記第2アクチュエータが走行
左モータであり、上記第1操作手段が上記走行右モータ
を操作する走行右用操作部、上記第2操作手段が上記走
行左モータを操作する走行左用操作部であるとともに、
上記電磁比例減圧弁・制御手段が、上記走行右モータ、
上記走行左モータによって走行する走行体の最高速度を
設定する走行最高速度設定装置と、上記走行右用操作部
及び上記走行左用操作部の少なくとも一方が操作された
ことを検出する走行検出手段と、上記走行最高速度設定
装置から出力される信号、及び上記走行検出手段から出
力される信号に応じて上記電磁比例減圧弁を制御する駆
動信号を出力するコントローラとを含むことを特徴とし
ている。
【0025】このように構成した請求項3に係る発明で
は、例えば走行最高速度設定装置により、走行最高速度
を最大時に比べて50%に設定し、走行右用操作部、走
行左用操作部の双方を最大に操作すると、走行右用操作
部、走行左用操作部が操作されたことが走行検出手段で
検出され、コントローラは、上述の走行最高速度設定装
置から出力される信号と、走行検出手段から出力される
信号に応じて、電磁比例減圧弁の開口量を小さくするよ
うに制御する駆動信号を出力する。これにより、この電
磁比例減圧弁からパイロットポンプの一次圧を減圧した
二次圧が出力され、その二次圧が第1パイロット式減圧
弁、第2パイロット式減圧弁のそれぞれを経てそのまま
第1流量制御部、第2流量制御部の駆動部に与えられ
る。
【0026】これに伴い、第1流量制御部、第2流量制
御部は、同じ駆動量だけ駆動し、第1可変容量油圧ポン
プから吐出される流量、第2可変容量油圧ポンプから吐
出される流量は、それぞれ最大流量の1/2の流量とな
り、これらの比較的小さい流量が走行右モータ、走行左
モータに供給される。したがって、走行右モータ、走行
左モータは、それぞれ最高速度の1/2の速度で作動す
る。これにより走行体を蛇行させずにでゆっくりとした
速度で直進走行させることができる。
【0027】また、本発明の請求項4に係る発明は、請
求項1〜3のいずれかに記載の発明において、上記第1
アクチュエータ、及び第2アクチュエータのそれぞれが
フロント駆動用アクチュエータであるとともに、上記電
磁比例減圧弁・制御手段が、上記フロント駆動用アクチ
ュエータによって駆動するフロントの最高速度を設定す
るフロント最高速度設定装置と、上記フロント駆動用ア
クチュエータのそれぞれを操作する第1操作手段、第2
操作手段の少なくとも一方が操作されたことを検出する
フロント作動検出手段と、上記フロント最高速度設定装
置から出力される信号、及び上記フロント作動検出手段
から出力される信号に応じて上記電磁比例減圧弁を制御
する駆動信号を出力するコントローラとを含むことを特
徴としている。
【0028】このように構成した請求項4に係る発明で
は、例えばフロント最高速度設定装置により、フロント
最高速度を最大時に比べて50%に設定し、第1操作手
段、第2操作手段の双方を最大に操作すると、第1操作
手段、第2操作手段が操作されたことがフロント作動検
出手段で検出され、コントローラは、上述のフロント最
高速度設定装置から出力される信号と、フロント作動検
出手段から出力される信号に応じて、電磁比例減圧弁の
開口量を小さくするように制御する駆動信号を出力す
る。これにより、この電磁比例減圧弁からパイロットポ
ンプの一次圧を減圧した二次圧が出力され、その二次圧
が第1パイロット式減圧弁、第2パイロット式減圧弁の
それぞれを経てそのまま第1流量制御部、第2流量制御
部の駆動部に与えられる。
【0029】これに伴い、第1流量制御部、第2流量制
御部は、同じ駆動量だけ駆動し、第1可変容量油圧ポン
プから吐出される流量、第2可変容量油圧ポンプから吐
出される流量は、それぞれ最大流量の1/2の流量とな
り、これらの比較的小さい流量がフロント駆動用アクチ
ュエータに供給される。したがって、フロント駆動用ア
クチュエータは、それぞれ最高速度の1/2の速度で作
動する。これによりフロントをゆっくりとした速度で駆
動させることができる。
【0030】また、本発明の請求項5に係る発明は、請
求項1〜4のいずれかに記載の発明において、当該土木
・建設機械が油圧ショベルであることを特徴としてい
る。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明の土木・建設機械の
油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。図1
は本発明の土木・建設機械の一実施形態を示す油圧回路
図、図2は図1に示す一実施形態に備えられるシャトル
ブロックの構成の一例を示す図、図3は図1に示す一実
施形態に備えられるパイロット操作装置の構成の一例を
示す図、図4は図1に示す一実施形態に備えられるコン
トローラの構成の一例を示す図、図5は図1に示す一実
施形態に備えられる電磁比例減圧弁の特性を示す図であ
る。
【0032】本実施形態は、例えば油圧ショベルに備え
られるもので、図1に示すように、エンジン1と、この
エンジン1により駆動する第1可変容量油圧ポンプ2
と、第2可変容量油圧ポンプ3、パイロットポンプ4
と、第1可変容量油圧ポンプ2から吐出される流量を制
御する第1流量制御部5及び第2可変容量油圧ポンプ3
から吐出される流量を制御する第2流量制御部6とを備
えている。なお、同図1中、17はパイロットポンプ4
から吐出される圧油の圧力、すなわちパイロット一次圧
を規定するパイロットリリーフ弁である。
【0033】また、図示しないが第1可変容量油圧ポン
プ2から吐出される圧油によって駆動する第1アクチュ
エータ例えば走行右モータ、第2可変容量油圧ポンプ3
から吐出される圧油によって駆動する第2アクチュエー
タ例えば走行左モータをはじめとして、複数の他のアク
チュエータを備えている。他のアクチュエータとして
は、第1,第2可変容量油圧ポンプ2,3から吐出され
る圧油によって駆動可能なブームシリンダ、アームシリ
ンダと、第1可変容量油圧ポンプ2から吐出される圧油
によって駆動可能なバケットシリンダと、可変容量油圧
ポンプ3から吐出される圧油によって駆動する旋回モー
タ12と、第2可変容量油圧ポンプ3から吐出される圧
油によって駆動する予備用アクチュエータなどが設けら
れる。
【0034】また図示しないが、上述した走行右モー
タ、走行左モータの駆動によって走行する走行体と、上
述した旋回モータの駆動によって旋回する旋回体と、上
述したブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリ
ンダ、すなわちフロント駆動用アクチュエータのそれぞ
れによって駆動するブーム、アーム、バケットとを備え
ている。これらのブーム、アーム、バケットによって掘
削作業機であるフロントが構成されている。上述した予
備用アクチュエータは、例えばバケットに代えて破砕
具、把持具等を備えたときなどに活用されるものであ
る。
【0035】また、同図1中7は、第1、第2可変容量
油圧ポンプ2,3から上述した各アクチュエータに供給
される圧油の流れを制御する複数の方向切換弁を内蔵す
るコントロールバルブである。このコントロールバルブ
7は、第1可変容量油圧ポンプ2、及び第2可変容量油
圧ポンプ3の少なくとも一方から第1アクチュエータに
供給される圧油の流れを制御する第1方向切換弁、例え
ば第1可変容量油圧ポンプ2から上述の走行右モータに
供給される圧油の流れを制御する走行右用方向切換弁8
と、第1可変容量油圧ポンプ2、及び第2可変容量油圧
ポンプ3の少なくとも一方から第2アクチュエータに供
給される圧油の流れを制御する第2方向切換弁、例えば
第2可変容量油圧ポンプ3から上述の走行左モータに供
給される圧油の流れを制御する走行左用方向切換弁16
とを備えている。
【0036】さらに、このコントロールバルブ7は、第
1可変容量油圧ポンプ2から上述のバケットシリンダ、
アームシリンダに供給される圧油の流れをそれぞれ制御
するバケット用方向切換弁9、第1ブーム用方向切換弁
10、第2アーム用方向切換弁11と、第1可変容量油
圧ポンプ3から上述の旋回モータ、アームシリンダ、ブ
ームシリンダ、予備用アクチュエータに供給される圧油
の流れをそれぞれ制御する旋回用方向切換弁12、第1
アーム用方向切換弁13、第2ブーム用方向切換弁1
4、予備用方向切換弁15とを備えている。
【0037】また、図3に示すようにパイロットポンプ
4に接続され、上述した各アクチュエータを駆動するパ
イロット圧を、該当する上述した各方向切換弁8〜16
の駆動部に出力するパイロット操作装置18,19,2
0を備えている。これらのパイロット操作装置18〜2
0のうちのパイロット操作装置18は、第1アクチュエ
ータすなわち走行右モータを操作するためのパイロット
圧を走行右用方向切換弁8の駆動部に出力する第1操作
手段、つまり走行右用操作部18aと、第2アクチュエ
ータすなわち走行左モータを操作するためのパイロット
圧を走行左用方向切換弁16の駆動部に出力する第2操
作手段、つまり走行左用操作部18bとを含んでいる。
パイロット操作装置19は、パケットシリンダを操作す
るためのパイロット圧をバケット用方向切換弁9の駆動
部に出力するバケット用操作部19aと、ブームシリン
ダを操作するためのパイロット圧を第1ブーム用方向切
換弁10、第2ブーム用方向切換弁14のそれぞれの駆
動部に出力するブーム用操作装置19bとを含んでい
る。パイロット操作装置20は、アームシリンダを操作
するためのパイロット圧を第1アーム用方向切換弁1
3、第2アーム用方向切換弁11のそれぞれの駆動部に
出力するアーム用操作部20aと、旋回モータを操作す
るためのパイロット圧を旋回用方向切換弁12の駆動部
に出力する旋回用操作部20bとを含んでいる。
【0038】また本実施形態は、上述したパイロット操
作装置18,19,20から出力されるパイロット圧を
適宜選択して出力する複数のシャトル弁からなるシャト
ル弁群と、このシャトル弁群から出力されるパイロット
圧に応じて図1に示す上述した第1流量制御部5、及び
第2流量制御部6の駆動を制御する流量制御部・制御手
段とを備えている。
【0039】上述した流量制御部・制御手段は、図1に
示すように、パイロットポンプ4から吐出される一次圧
を減圧して二次圧として出力可能な1つの電磁比例減圧
弁26と、図2に示すように、上述のシャトル弁群から
取り出されるパイロット圧に応じて駆動し、電磁比例減
圧弁26から出力される二次圧を減圧して、ポンプコン
トロール圧として上述の第1流量制御部5に供給可能な
第1パイロット式減圧弁21eと、上述のシャトル弁群
から取り出されるパイロット圧に応じて駆動し、電磁比
例減圧弁26から出力される二次圧を減圧して、ポンプ
コントロール圧として上述の第2流量制御部6に供給可
能な第2パイロット式減圧弁21fと、電磁比例減圧弁
26の駆動を制御する後述の電磁比例減圧弁・制御手段
とを備えている。
【0040】図2に示すように、上述したシャトル弁群
には、第1アクチュエータすなわち走行右モータの駆動
を制御する第1方向切換弁すなわち走行右用方向切換弁
8を切換えるパイロット圧を、第1パイロット式減圧弁
21eを駆動する駆動圧として取り出す第1シャトル弁
21cと、第2アクチュエータすなわち走行右モータの
駆動を制御する第2方向切換弁すなわち走行左用方向切
換弁16を切換えるパイロット圧を、第2パイロット式
減圧弁21fを駆動する駆動圧として取り出す第2シャ
トル弁21dと、走行右用操作部18a、走行左用操作
部18bの操作に伴って発生するパイロット圧を取り出
す走行操作圧取り出し用シャトル弁21aと、バケット
用操作部19a、アーム用操作部20a等のフロントを
駆動する操作部の操作に伴って発生するパイロット圧を
取り出すフロント操作圧取り出し用シャトル弁21bと
を含んでいる。
【0041】なお同図2に示すように、例えば第1シャ
トル弁21c、第2シャトル弁21d、走行操作圧取り
出し用シャトル弁21a、フロント操作圧取り出し用シ
ャトル弁21b等を含む複数のシャトル弁からなるシャ
トル弁群と、第1パイロット式減圧弁21e、第2パイ
ロット式減圧弁21fとを1つのシャトルブロック21
内に内蔵させた構成にしてある。
【0042】また、上述した電磁比例減圧弁・制御手段
は以下のものを含む構成にしてある。すなわち、例えば
図1,4に示すように、上述した図示しない走行右モー
タ、走行左モータによって走行する走行体の最高速度
を、つまみを回動させ、回動角を指示することにより設
定する走行最高速度設定装置24と、バケットシリン
ダ、アームシリンダ等のフロント駆動用アクチュエータ
によって駆動するフロント最高速度を、つまみを回動さ
せ、回動角を指示することにより設定するフロント最高
速度設定装置25と、走行右用操作部18a及び走行左
用操作部18bの少なくとも一方が操作されたことを検
出する走行検出手段、例えば図2に示すように、走行操
作圧取り出し用シャトル弁21aから出力されるパイロ
ット圧を走行操作信号として検出する走行操作信号検出
センサ22と、上述したフロント駆動用アクチュエータ
のそれぞれを操作するバケット用操作部19a、アーム
用操作部20a等の少なくとも1つが操作されたことを
検出するフロント作動検出手段、例えば図2に示すよう
に、フロント操作圧取り出し用シャトル弁21bから出
力されるパイロット圧をフロント操作信号として検出す
るフロント駆動信号検出センサ23とを備えている。ま
た、走行最高速度設定装置24から出力される信号、及
び走行操作信号検出センサ22から出力される信号に応
じて電磁比例減圧弁26を制御する駆動信号を出力する
とともに、フロント最高速度設定装置25から出力され
る信号、及びフロント操作信号検出センサ23から出力
される信号に応じて電磁比例減圧弁26を制御する駆動
信号を出力するコントローラ27とを含む構成にしてあ
る。
【0043】上述したコントローラ27は、当該油圧シ
ョベルで出し得る走行最高速度に相応する定数「100
%」があらかじめ設定される定数設定部27aと、走行
最高速度設定装置24のつまみの回動角に相応する回動
角と、%との関係、すなわち回動角の増加に応じて%の
数値を次第に増加させる関係があらかじめ設定される関
数設定部27bと、定数設定部27aと関数設定部27
bのどちらか一方に選択的に接続されるスイッチ部27
dと、走行操作信号検出センサ22から出力される信号
値が所定値Pよりも小さいときにスイッチ部27dを定
数設定部27aに接続させ、走行操作信号検出センサ2
2から出力される信号値が所定値P以上であるときにス
イッチ部27dを関数設定部27bに接続させるスイッ
チ切換部27cとを備えている。
【0044】また、コントローラ27は、当該油圧ショ
ベルで出し得るフロント最高速度に相応する定数「10
0%」があらかじめ設定される定数設定部27eと、フ
ロント最高速度設定部25のつまみの回動角に相応する
回動角と、%との関係、すなわち回動角の増加に応じて
%の数値を次第に増加させる関係があらかじめ設定され
る関数設定部27fと、定数設定部27eと関数設定部
27fのどちらか一方に選択的に接続されるスイッチ部
27hと、フロント操作信号検出センサ23から出力さ
れる信号値が所定値Pよりも小さいときにスイッチ部2
7hを定数設定部27eに接続させ、フロント操作信号
検出センサ23から出力される信号値が所定値P以上で
あるときにスイッチ部27hを関数設定部27fに接続
させるスイッチ切換部27gとを備えている。
【0045】さらに、このコントローラ27は、走行最
高速度に関連するスイッチ部27dから出力される信号
(%)と、フロント最高速度に関連するスイッチ部27
hから出力される信号(%)のうちの小さい方を選択す
る最小値選択部27iと、この最小値選択部27iから
出力される信号(%)に相応する「%」と制御電流Iと
の関係、すなわち%の数値の増加に応じて次第に減少す
る制御電流Iの値を、駆動信号として電磁比例減圧弁2
6の駆動部に出力する関数設定部27jを備えている。
【0046】このように構成した本実施形態の動作につ
いて以下に説明する。今例えば、走行最高速度設定装置
24のつまみを最大の回動角に合わせて、100%の最
高速度に設定し、この状態で直進走行を実施するものと
する。このように走行最高速度設定装置24の回動角が
最大であることから、図4に示すコントローラ27の関
数設定部27bは、100%の数値を出力し得る状態に
保持される。
【0047】この状態において、図3に示す走行右用操
作部18a、走行左用操作部18bをフル操作すると、
パイロットポンプ4から供給された一次圧が、ほぼその
まま二次圧として走行右用方向切換弁8、走行左用方向
切換弁16の駆動部に与えられ、これにより走行右用方
向切換弁8、走行左用方向切換弁16は中立位置から切
換えられる。
【0048】このとき同時に走行右用操作部18a、走
行左用操作部18bの操作に伴って、図2に示すシャト
ルブロック21の走行操作圧取り出し用シャトル弁21
aからパイロット圧が走行操作信号として出力され、こ
の走行操作信号が走行操作信号検出センサ22で検出さ
れる。この走行操作信号検出センサ22で検出された信
号はコントローラ27のスイッチ切換部27cに入力さ
れる。このスイッチ切換部27cは、走行操作信号すな
わちパイロット圧が所定値Pより小さいときはスイッチ
部27dを定数設定部27aと最小値選択部27iとを
接続するように保持し、所定値P以上になったときに、
スイッチ部27dを切換えて、関数設定部27bと最小
値選択部27iとを接続するように切換える。
【0049】またこのとき同時に、走行右用操作部18
aの操作に伴って、図2に示す第1シャトル弁21cか
らパイロット圧が駆動圧として取り出され、この駆動圧
が第1パイロット式減圧弁21eの駆動部に与えられ
て、この第1パイロット式減圧弁21eはほぼ全開状態
となる。同様に、走行左用操作部18bの操作に伴っ
て、図2に示す第2シャトル弁21dからパイロット圧
が駆動圧として取り出され、この駆動圧が第2パイロッ
ト式減圧弁21fの駆動部に与えられ、この第2パイロ
ット式減圧弁21fもほぼ全開状態となる。
【0050】コントローラ27では、走行操作信号検出
センサ22で検出されるパイロット圧、すなわち走行操
作信号が所定値Pに至らない間は、定数設定部27aで
設定される値「100%」を最小値選択部27iに出力
し、所定値P以上になると上述したようにスイッチ部2
7dを切換えて、関数設定部27bで設定される値「1
00%」を最小値選択部27iに出力する。すなわち、
今の場合は、走行右用操作部18a、走行左用操作部1
8bの操作が開始されたときから、フル操作の状態に至
る間、及びフル操作状態となってから以降のどの段階に
あっても最小値選択部27iに「100%」の値が出力
される。この「100%」の値が最小値選択部27iか
ら関数設定部27jに出力され、関数設定部27jでは
制御電流Iを「100%」の値に相応する最小値に選定
する。この最小値の制御電流Iが図1に示す電磁比例減
圧弁26の駆動部に出力される。これにより電磁比例減
圧弁26はほぼ全開状態に保たれ、図5に示すようにパ
イロットポンプ4から出力される一次圧をそのまま二次
圧Piとして出力する。この電磁比例減圧弁26から出
力された圧が図2に示すほぼ全開状態に保持されている
第1パイロット式減圧弁21e,第2パイロット式減圧
弁21fのそれぞれからそのままポンプコントロール圧
として図1に示す第1流量制御部5、第2流量制御部6
の駆動部に与えられる。これにより第1流量制御部5、
第2流量制御部6の駆動量は共に最大になり、第1可変
容量油圧ポンプ2から走行右用方向切換弁8を経て図示
しない走行右モータに最大流量が供給され、同時に第2
可変容量油圧ポンプ3から走行左用方向切換弁16を経
て図示しない走行左モータに最大の流量が供給され、こ
れにより走行右モータ、走行左モータを当該油圧ショベ
ルで出し得る最大の作動速度で速く作動させることがで
き、所望の最高速度の直進走行を実現できる。
【0051】また、上述のように最高速度100%の直
進走行の間、例えば一時的に速度を落とそうとして走行
右操作部18a、走行左操作部18bをハーフ操作した
ときには、走行右用方向切換弁8、走行左用方向切換弁
16のそれぞれの開口量が小さくなるように制御される
とともに、第1シャトル弁21cから取り出される駆動
圧、第2シャトル弁21dから取り出される駆動圧がそ
れまでよりも低くなり、これに応じて第1パイロット式
減圧弁21e、及び第2パイロット式減圧弁21fは、
開口量を小さくするように変化する。したがって、パイ
ロットポンプ4から電磁比例減圧弁26を介して供給さ
れるパイロット圧が第1パイロット式減圧弁21e、第
2パイロット式減圧弁21fで減圧され、これらの第1
パイロット式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁2
1fから出力されるポンプコントロール圧は、それまで
よりも小さな圧となる。
【0052】この小さなポンプコントロール圧が第1流
量制御部5、第2流量制御部6に与えられることによ
り、これらの第1流量制御部5、第2流量制御部6の駆
動量は、それまでに比べて小さくなり、第1可変容量油
圧ポンプ2、第2可変容量油圧ポンプ3から吐出される
流量は、最大流量よりも小さな流量となる。これらの小
さな流量が走行右用方向切換弁8を介して図示しない走
行右モータに与えられ、また走行左用方向切換弁16を
介して図示しない走行左モータに与えられ、これらによ
り走行右モータ、走行左モータの作動速度は低下する。
したがって、所望のゆっくりした速度の直進走行を実施
することができる。
【0053】また例えば、最初から最高速度50%程度
のゆっくりした速度の直進走行を実施させようとする場
合には、走行最高速度設定装置24のつまみを、例えば
回動範囲内の1/2程度の位置にある回動角に合わせ、
50%の最高速度に設定する。
【0054】この状態において、図3に示す走行右用操
作部18a、走行左用操作部18bをフル操作すると、
パイロットポンプ4から供給された一次圧が、ほぼその
まま二次圧として走行右用方向切換弁8、走行左用方向
切換弁16の駆動部に与えられ、これにより走行右用方
向切換弁8、走行左用方向切換弁16は中立位置から切
換えられる。
【0055】このとき同時に走行右用操作部18a、走
行左用操作部18bの操作に伴って、図2に示すシャト
ルブロック21の走行操作圧取り出し用シャトル弁21
aからパイロット圧が走行操作信号として出力され、こ
の走行操作信号が走行操作信号検出センサ22で検出さ
れる。この走行操作信号検出センサ22で検出された信
号はコントローラ27のスイッチ切換部27cに入力さ
れる。このスイッチ切換部27cは、走行操作信号すな
わちパイロット圧が所定値Pより小さいときはスイッチ
部27dを定数設定部27aと最小値選択部27iとを
接続するように保持し、所定値P以上になったときに、
スイッチ部27dを切換えて、関数設定部27bと最小
値選択部27iとを接続するように切換える。
【0056】また、上述した走行右用操作部18a、走
行左用操作部18bのフル操作に伴って、図2に示す第
1シャトル弁21cからパイロット圧が駆動圧として取
り出され、この駆動圧が第1パイロット式減圧弁21e
の駆動部に与えられて、この第1パイロット式減圧弁2
1eはほぼ全開状態となる。同様に、走行左用操作部1
8bのフル操作に伴って、図2に示す第2シャトル弁2
1dからパイロット圧が駆動圧として取り出され、この
駆動圧が第2パイロット式減圧弁21fの駆動部に与え
られて、この第2パイロット式減圧弁21fもほぼ全開
状態となる。
【0057】これまでの動作については前述した最高速
度100%の場合と同等である。
【0058】そして特に、このように走行最高速度設定
装置24で最高速度50%に設定してある場合には、コ
ントローラ27では、走行操作信号検出センサ22で検
出されるパイロット圧、すなわち走行操作信号が所定値
Pに至らない間は、定数設定器27aで設定される値
「100%」を最小値選択部27iに出力し、走行右用
操作部18a、走行左用操作部18bをフル操作して走
行操作信号が所定値Pを越えるとスイッチ部27dを切
換えて、関数設定部27bで設定される%の値を最小値
選択部27iに出力する。今の場合は、走行最高速度設
定装置24のつまみが最高速度50%に対応する回動角
に設定されているので、関数設定部27bから50%の
値が最小値選択部27iに出力される。この値がさらに
関数設定部27jに出力され、関数設定部27jでは制
御電流Iを「50%」の値に相応する値、すなわち前述
した最高速度「100%」のときよりも大きな制御電流
Iの値を選定する。この比較的大きな値の制御電流Iが
図1に示す電磁比例減圧弁26の駆動部に出力される。
これにより電磁比例減圧弁26は全開状態に比べて開口
量を小さくした状態に保たれる。したがって、パイロッ
トポンプ4から吐出された一次圧が、電磁比例減圧弁2
6で絞られて図5に励磁する特性の小さな値の二次圧P
iとなり、この小さな値のパイロット圧が第1パイロッ
ト式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁21fの双
方に供給される。
【0059】なお、このとき第1パイロット式減圧弁2
1e、第2パイロット式減圧弁21fのばね室側には、
前述した第1シャトル弁21c、第2シャトル弁21d
から出力される駆動圧(パイロットボンプ4の一次圧に
相当する値)よりも小さな値のフィードバック圧が与え
られており、このため第1パイロット式減圧弁21e、
第2パイロット式減圧弁21fは安定した全開状態に保
持される。すなわち、単に通路が形成されているのと同
じ状態になる。
【0060】したがって、第1パイロット式減圧弁21
e、第2パイロット式減圧弁21fから出力されるポン
プコントロール圧は、共に電磁比例減圧弁26から出力
される前述の二次圧Piに相当するものになり、これら
の同じ値のポンプコントロール圧が第1流量制御部5、
第2流量制御部6の双方に与えられる。これにより第1
流量制御部5、第2流量制御部6の駆動量は同一で、し
かも前述した最高速度「100%」のときよりも小さく
なり、第1可変容量油圧ポンプ2、第2可変容量油圧ポ
ンプ3から共に最大流量の1/2の流量が、走行右用方
向切換弁8、走行左用方向切換弁16を経て走行右モー
タ、走行左モータのそれぞれに供給される。これにより
走行右モータ、走行左モータの作動速度は共に、前述し
た最高速度「100%」のときの1/2の速度、すなわ
ち最高速度「50%」となり、走行体を蛇行させずにゆ
っくりとした速度で直進走行させることができる。
【0061】なお、電磁比例減圧弁26を作動させない
状態に保たれているとき、例えば電磁比例減圧弁26を
制御するコントローラ27部分とか配線とかの制御系に
故障が生じた場合には、走行最高速度設定装置24の設
定の如何にかかわらず、電磁比例減圧弁26は全開状態
に保持される。したがって、このような不測の事態を生
じたときでも走行右用操作部18a、走行左用操作部1
8bを操作することにより前述した走行最高速度「10
0%」の場合と同等の走行体の操作をおこなうことがで
きる。
【0062】すなわち、このときには例えば走行右用操
作部18a、走行左用操作部18bの双方をフル操作す
ると、パイロット圧が走行右用方向切換弁8、走行左用
方向切換弁16の駆動部に与えられ、これらが切換えら
れる。また、同じパイロット圧が第1パイロット式減圧
弁21e、第2パイロット式減圧弁21fの駆動部に与
えられ、これらの第1パイロット式減圧弁21e、第2
パイロット式減圧弁21fのそれぞれが最大開口量に保
持される。したがって、パイロットポンプ4から吐出さ
れるパイロット圧が、最大開口状態にある電磁比例減圧
弁26を経て第1パイロット式減圧弁21e、第2パイ
ロット式減圧弁21fの双方を経て第1流量制御部5、
第2流量制御部6のそれぞれに与えられ、これらの第1
流量制御部5、第2流量制御部6の駆動量は共に最大と
なる。これにより、第1可変容量油圧ポンプ2から走行
右用方向切換弁8を経て走行右モータに最大流量が供給
され、同時に第2可変容量油圧ポンプ3から走行左用方
向切換弁16を経て走行左モータに最大流量が供給さ
れ、これらの走行右モータ、走行左モータを最大の速度
で速く作動させることができる。
【0063】またこのような状態から、走行右用操作部
18a、走行左用操作部18bの操作量を最大操作量に
比べて小さなハーフ操作量にすれば、これらの走行右用
操作部18a、走行左用操作部18bのそれぞれからパ
イロットポンプ4の一次圧よりも小さい圧が出力され、
これにより走行右用方向切換弁8、走行左用方向切換弁
16の開口量が小さくなるように制御されるとともに、
第1パイロット式減圧弁21e、第2パイロット式減圧
弁21fの開口量は最大開口量に比べて小さな開口量と
なる。したがって、電磁比例減圧弁26を経て供給され
るパイロットポンプ4の一次圧が減圧され、その減圧さ
れたパイロット圧がポンプコントロール圧として第1パ
イロット式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁21
fのそれぞれから第1流量制御部5、第2流量制御部6
のそれぞれに出力される。これに応じて、第1流量制御
部5、第2流量制御部6の駆動量は最大駆動量に比べて
小さなものになり、第1可変容量油圧ポンプ2から走行
右用方向切換弁8を経て走行右モータに最大流量に比べ
て小さな流量が供給され、第2可変容量油圧ポンプ3か
ら走行左用方向切換弁16を経て走行左モータに最大流
量に比べて小さな流量が供給され、これにより、走行右
モータ、走行左モータを最高速度よりも遅い速度で駆動
し、走行体をゆっくりと直進走行させることができる。
【0064】また例えば、フロント最高速度設定装置2
5のつまみを最大の回動角に合わせて、100%の最高
速度に設定し、この状態で例えばバケット・アーム複合
操作を実施するものとする。この場合には、バケット用
方向切換弁9で制御されるバケットシリンダが第1アク
チュエータを構成し、第1アーム用方向切換弁13、第
2アーム用方向切換弁11で制御されるアームシリンダ
が第2アクチュエータを構成する。上述のように、フロ
ント最高速度設定装置25の回動角が最大であることか
ら、図4に示すコントローラ27の関数設定部27f
は、100%の数値を出力し得る状態に保持される。
【0065】この状態において、図3に示すバケット用
操作部19aとアーム用操作部20aをフル操作する
と、パイロットポンプ4から供給された一次圧が、ほぼ
そのまま二次圧としてバケット用方向切換弁9、第1ア
ーム用方向切換弁13、第2アーム用方向切換弁11の
それぞれの駆動部に与えられ、これによりバケット用方
向切換弁9、第1アーム用方向切換弁13、第2アーム
用方向切換弁11は中立位置が切換えられる。
【0066】このとき同時にバケット用操作部19aと
アーム用操作部20aの操作に伴って、図2に示すシャ
トルブロック21のフロント操作圧取り出し用シャトル
弁21bからパイロット圧がフロント操作信号として出
力され、このフロント操作信号がフロント操作信号検出
センサ23で検出される。このフロント操作信号検出セ
ンサ23で検出された信号はコントローラ27のスイッ
チ切換部27gに入力される。このスイッチ切換部27
gは、フロント操作信号すなわちパイロット圧が所定値
Pより小さいときはスイッチ部27hを定数設定部27
eと最小値選択部27iとを接続するように保持し、所
定値P以上になったときに、スイッチ部27hを切換え
て、関数設定部27fと最小値選択部27iとを接続す
るように切換える。
【0067】またこのとき同時に、バケット用操作部1
9aの操作に伴って、図2に示す第1シャトル弁21c
からパイロット圧が駆動圧として取り出され、この駆動
圧が第1パイロット式減圧弁21eの駆動部に与えられ
て、この第1パイロット式減圧弁21eはほぼ全開状態
となる。同様にアーム用操作部20の操作に伴って図2
に示す第2シャトル弁21dからパイロット圧が駆動圧
として取り出され、この駆動圧が第2パイロット式減圧
弁21fの駆動部に与えられ、この第2パイロット式減
圧弁21fもほぼ全開状態となる。
【0068】コントローラ27では、フロント操作信号
検出センサ23で検出されるパイロット圧、すなわちフ
ロント操作信号が所定値Pに至らない間は、定数設定部
27eで設定される値「100%」を最小値選択部27
iに出力し、所定値P以上になると上述したようにスイ
ッチ部27hを切換えて、関数設定部27fで設定され
る値「100%」を最小値選択部27iに出力する。す
なわち、今の場合は、バケット用操作部19a、アーム
用操作部20aの操作が開始されたときから、フル操作
の状態に至る間、及びフル操作状態となってから以降の
どの段階にあっても最小値選択部27iに「100%」
の値が出力される。この「100%」の値が最小値選択
部27iから関数設定部27jに出力され、関数設定部
27jでは制御電流Iを「100%」の値に相応する最
小値に選定する。この最小値の制御電流Iが図1に示す
電磁比例減圧弁26の駆動部に出力される。これにより
電磁比例減圧弁26はほぼ全開状態に保たれ、パイロッ
トポンプ4から出力される一次圧をそのまま出力する。
この電磁比例減圧弁26から出力された圧が図2に示す
ほぼ全開状態に保持されている第1パイロット式減圧弁
21e、第2パイロット式減圧弁21fのそれぞれから
そのままポンプコントロール圧として図1に示す第1流
量制御部5、第2流量制御部6の駆動部に与えられる。
これにより第1流量制御部5、第2流量制御部6の駆動
量は共に最大になり、第1可変容量油圧ポンプ2からバ
ケット用方向切換弁9、第2アーム用方向切換弁11を
経て図示しないバケットシリンダ、アームシリンダに最
大流量が適宜分流して供給され、第2可変容量油圧ポン
プ3から第1アーム用方向切換弁13を経て図示しない
アームシリンダに最大流量が供給され、これによりバケ
ットシリンダ、アームシリンダをそれぞれ最大の速度で
作動させ、所望のバケット・アームの複合操作による土
砂の掘削作業等をおこなうことができる。
【0069】また、上述のように最高速度100%のバ
ケット・アーム複合操作を実施している途中で、バケッ
ト用操作部19a、アーム用操作部20aをハーフ操作
したときには、バケット用方向切換弁9、第1アーム用
方向切換弁13、第2アーム用方向切換弁11のそれぞ
れの開口量が小さくなるように制御されるとともに、第
1シャトル弁21cから取り出される駆動圧、第2シャ
トル弁21dから取り出される駆動圧がそれまでよりも
低くなり、これに応じて第1パイロット式減圧弁21
e、及び第2パイロット式減圧弁21fは、開口量を小
さくするように変化する。したがって、パイロットポン
プ4から電磁比例減圧弁26を介して供給されるパイロ
ット圧が第1パイロット式減圧弁21e、第2パイロッ
ト式減圧弁21fで減圧され、これらの第1パイロット
式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁21fから出
力されるポンプコントロール圧は、それまでよりも小さ
な圧となる。
【0070】この小さなポンプコントロール圧が第1流
量制御部5、第2流量制御部6にも与えられることによ
り、これらの第1流量制御部5、第2流量制御部6の駆
動量は、それまでに比べて小さくなり、第1可変容量油
圧ポンプ2、第2可変容量油圧ポンプ3から吐出される
流量は、最大流量よりも小さな流量となる。これらの小
さな流量がバケット用方向切換弁9を介して図示しない
バケットシリンダに与えられ、また第1アーム用方向切
換弁13、第2アーム用方向切換弁11を介して図示し
ないアームシリンダに与えられ、これらによりバケット
シリンダ、アームシリンダの作動速度は低下する。した
がって、所望のゆっくりした速度のバケット・アーム複
合操作による作業を実施することができる。
【0071】また例えば、最初から最高速度100%の
場合に比べて速度の遅い最高速度50%程度のゆっくり
した動きのバケット・アーム複合操作を実施させようと
する場合には、フロント最高速度設定装置25のつまみ
を、例えば回動範囲内の1/2程度の位置にある回動角
に合わせ、50%の最高速度に設定する。
【0072】この状態において、図3に示すバケット用
操作部19a、アーム用操作部20aをフル操作する
と、パイロットポンプ4から供給される一次圧が、ほぼ
そのまま二次圧としてバケット用方向切換弁9、第1ア
ーム用方向切換弁13、第2アーム用方向切換弁11の
駆動部に与えられ、これによりバケット用方向切換弁
9、第1アーム用方向切換弁13、第2アーム用方向切
換弁11は中立位置から切換えられる。
【0073】このとき同時にバケット用操作部19a、
アーム用操作部20aの操作に伴って、図2に示すシャ
トルブロック21のフロント操作圧取り出し用シャトル
弁21bからパイロット圧がフロント操作信号として出
力され、このフロント操作信号がフロント操作信号検出
センサ23で検出される。このフロント操作信号検出セ
ンサ23で検出された信号は、コントローラ27のスイ
ッチ切換部27gに入力される。このスイッチ切換部2
7gは、フロント操作信号すなわちパイロット圧が所定
値Pより小さいときはスイッチ部27hを定数設定部2
7eと最小値選択部27iとを接続するように保持し、
所定値P以上になったときに、スイッチ部27hを切換
えて、関数設定部27fと最小値選択部27iとを接続
するように切換える。
【0074】また、上述したバケット用操作部19aの
フル操作に伴って、図2に示す第1シャトル弁21cか
らパイロット圧が駆動圧として取り出され、この駆動圧
が第1パイロット式減圧弁21eの駆動部に与えられ
て、この第1パイロット式減圧弁21eはほぼ全開状態
となる。同様にアーム用操作部20aのフル操作に伴っ
て、図2に示す第2シャトル弁21dからパイロット圧
が駆動圧として取り出され、この駆動圧が第2パイロッ
ト式減圧弁21fの駆動部に与えられて、この第2パイ
ロット式減圧弁21fもほぼ全開状態となる。これまで
の動作については、上述した最高速度100%の場合と
同等である。
【0075】そして特に、このようにフロント最高速度
設定装置25で最高速度50%に設定してある場合に
は、コントローラ27では、フロント操作信号検出セン
サ23で検出されるパイロット圧、すなわちフロント操
作信号が所定値Pに至らない間は、定数設定部27eで
設定される値「100%」を最小値選択部27iに出力
し、バケット用操作部19a、アーム用操作部20aを
フル操作してフロント操作信号が所定値Pを越えるとス
イッチ部27hを切換えて、関数設定部27fで設定さ
れる%の値を最小値選択部27iに出力する。今の場合
は、フロント最高速度設定装置25のつまみが最高速度
50%に対応する回動角に設定されているので、関数設
定部27fから50%の値が最小値選択部27iに出力
される。この値がさらに関数設定部27jに出力され、
関数設定部27jでは制御電流Iを「50%」の値に相
当する値、すなわち前述した最高速度「100%」のと
きよりも大きな制御電流Iの値を選定する。この比較的
大きな値の制御電流Iが図1に示す電磁比例減圧弁26
の駆動部に出力される。これにより電磁比例減圧弁26
は全開状態に比べて開口量を小さくした状態に保たれ
る。したがって、パイロットポンプ4から吐出された一
次圧が、電磁比例減圧弁26で絞られて小さな値の二次
圧Piとなり、この小さな値のパイロット圧が第1パイ
ロット式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁21f
の双方に供給される。
【0076】なお、このとき第1パイロット式減圧弁2
1e、第2パイロット式減圧弁21fのばね室側には、
前述した第1シャトル弁21c、第2シャトル弁21d
から出力される駆動圧(パイロットポンプ4の一次圧に
相当する値)よりも小さな値のフィードバック圧が与え
られており、このため第1パイロット式減圧弁21e、
第2パイロット式減圧弁21fは安定した全開状態に保
持される。すなわち、単に通路が形成されているのと同
じ状態になる。
【0077】したがって、第1パイロット式減圧弁21
e、第2パイロット式減圧弁21fから出力されるポン
プコントロール圧は、共に電磁比例減圧弁26から出力
される前述の二次圧Piに相当するものになり、これら
の同じ値のポンプコントロール圧が第1流量制御部5、
第2流量制御部6の双方に与えられる。これにより第1
流量制御部5、第2流量制御部6の駆動量は同一で、し
かも前述した最高速度「100%」のときよりも小さく
なり、第1可変容量油圧ポンプ2、第2可変容量油圧ポ
ンプ3から共に最大流量の1/2の流量が、バケット用
方向切換弁9を経てバケットシリンダに、また第1アー
ム用方向切換弁13、第2アーム用方向切換弁11を経
てアームシリンダに、それぞれ供給される。これにより
バケットシリンダ、アームシリンダの作動速度は共に、
前述した最高速度「100%」のときの1/2の速度、
すなわち最高速度「50%」となり、バケット・アーム
複合操作をゆっくりとした速度でおこなわせ、市街地な
どにおける所望の作業を実施させることができる。
【0078】なお、電磁比例減圧弁26を制御するコン
トローラ27部分とか配線とかの制御系に故障が生じた
場合には、フロント最高速度設定装置25の設定の如何
にかかわらず、電磁比例減圧弁26は全開状態に保持さ
れる。このときの各操作及び制御については、前述した
走行の場合と同様であるので説明を省略する。
【0079】このように構成してある実施形態にあって
は、1つの電磁比例減圧弁26から供給されるパイロッ
ト圧を、第1流量制御部5、第2流量制御部6に供給さ
せるようにしてあるので、走行最高速度設定装置24の
つまみを操作し、走行右用操作部18a、走行左用操作
部18bの双方をフル操作することにより、第1可変容
量油圧ポンプ2、第2可変容量油圧ポンプ3のそれぞれ
から走行右用方向切換弁8、走行左用方向切換弁16の
双方に相互間で差異を生じない適正な、所定の最大流量
よりも小さい流量を供給でき、走行右モータ、走行左モ
ータの双方を最高速度よりも小さい所望の速度で作動さ
せることができ、走行体を蛇行させないでゆっくりと直
進走行させることができる。
【0080】同様に、フロント最高速度設定装置25の
つまみを操作し、バケット用操作部19a、アーム用操
作部20a等のフロント操作部をフル操作することによ
り、第1可変容量油圧ポンプ2、第2可変容量油圧ポン
プ3のそれぞれからバケット用方向切換弁9、第1アー
ム用方向切換弁13、第2アーム用方向切換弁11等の
フロント用方向切換弁のそれぞれに相互間の差異を生じ
ない適正な比較的小さい流量を供給でき、これらのフロ
ント用方向切換弁で制御されるバケットシリンダ、アー
ムシリンダ等のフロントアクチュエータを最高速度より
も小さい所望の速度で作動させることができ、ゆっくり
とした動きのフロント複合操作による作業を実施させる
ことができる。
【0081】また、電磁比例減圧弁26の駆動を制御す
る制御系に故障を生じた場合には、電磁比例減圧弁26
は全開状態に保たれたままとなり、パイロットポンプ4
の一次圧をこの電磁比例減圧弁26を経て第1パイロッ
ト式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁21fのそ
れぞれに供給することができ、したがってこのような場
合でも、走行あるいはフロント操作を実現させることが
できる。
【0082】また、走行操作圧取り出し用シャトル弁2
1a、フロント操作圧取り出し用シャトル弁21b、第
1シャトル弁21c、第2シャトル弁21dと、第1パ
イロット式減圧弁21e、第2パイロット式減圧弁21
fとを1つのシャトルブロック21に内蔵させた構成に
してあることから、シャトル弁群と第1パイロット式減
圧弁21eとを接続する配管構造、シャトル弁群と第2
パイロット式減圧弁21fとを接続する配管構造などが
不要となり、部材点数を少なくすることができ、これら
をコンパクトな構造とすることができる。
【0083】なお上記実施形態では、走行に関連させて
走行最高速度設定装置24、走行操作信号検出センサ2
2、コントローラ27の定数設定部27a、関数設定部
27b、スイッチ切換部27c、スイッチ部27dを設
け、また、フロント操作に関連させてフロント最高速度
設定装置25、フロント操作信号検出センサ23、コン
トローラ27の定数設定部27e、関数設定部27f、
スイッチ切換部27g、スイッチ部27hを設けてある
が、これらのうちの走行に関連する構成要素だけを設け
るようにしてもよく、また逆に、フロント操作に関連す
る構成要素だけを設けるようにしてもよい。
【0084】また、上記実施形態において、フロント最
高速度設定装置25が、フロント操作で活用される複数
の作業モード(操作モード)のそれぞれに関連した異な
る速度を設定するものであってもよい。例えば作業モー
ド(操作モード)としてA,B,Cの3つがあるものと
し、作業モード(操作モード)Aが選定されたときは最
高速度100%を出力し、作業モード(操作モード)B
が選定されたときは最高速度100%のときよりも遅い
速度である最高速度70%を出力し、作業モード(操作
モード)Cが選定されたときは最高速度70%のときよ
りもさらに遅い速度である50%を出力するように構成
してもよい。
【0085】
【発明の効果】以上のように、本発明の各請求項に係る
発明によれば、第1アクチュエータ、第2アクチュエー
タの双方を比較的遅い速度で作動させる場合でも、第1
可変容量油圧ポンプ、第2可変容量油圧ポンプのそれぞ
れから第1アクチュエータ、第2アクチュエータの双方
に適正な流量を容易に供給することができ、精度の高い
アクチュエータ制御を実現させることができる。
【0086】また特に請求項2に係る発明によれば、シ
ャトル弁群と第1パイロット式減圧弁とを接続する配管
構造、シャトル弁群と第2パイロット式減圧弁とを接続
する配管構造が不要になり、これらのシャトル弁群、第
1パイロット式減圧弁、第2パイロット式減圧弁を含む
部分をコンパクトな構造とすることができ、取り扱いや
すくすることができる。
【0087】また特に請求項3に係る発明によれば、走
行速度を遅くさせた場合であっても、蛇行させないで直
進走行をおこなわせることができる。
【0088】また特に請求項4に係る発明によれば、フ
ロント複合操作を比較的ゆっくりとした速度であって
も、各アクチュエータ相互間の作動速度の関係を良好に
維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置の一実
施形態を示す油圧回路図である。
【図2】図1に示す一実施形態に備えられるシャトルブ
ロックの構成の一例を示す図である。
【図3】図1に示す一実施形態に備えられるパイロット
操作装置の構成の一例を示す図である。
【図4】図1に示す一実施形態に備えられるコントロー
ラの構成の一例を示す図である。
【図5】図1に示す一実施形態に備えられる電磁比例減
圧弁の特性を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 第1可変容量油圧ポンプ 3 第2可変容量油圧ポンプ 4 パイロットポンプ 5 第1流量制御部 6 第2流量制御部 7 コントロールバルブ 8 走行右用方向切換弁(第1方向切換弁) 9 バケット用方向切換弁 10 第1ブーム用方向切換弁 11 第2アーム用方向切換弁 12 旋回用方向切換弁 13 第1アーム用方向切換弁 14 第2ブーム用方向切換弁 15 予備用方向切換弁 16 走行左用方向切換弁(第2方向切換弁) 17 パイロットリリーフ弁 18 パイロット操作装置 18a 走行右用操作部(第1操作手段) 18b 走行左用操作部(第2操作手段) 19 パイロット操作装置 19a バケット用操作部 19b ブーム用操作部 20 パイロット操作装置 20a アーム用操作部 20b 旋回用操作部 21 シャトルブロック(シャトル弁群) 21a 走行操作圧取り出し用シャトル弁 21b フロント操作圧取り出し用シャトル弁 21c 第1シャトル弁 21d 第2シャトル弁 21e 第1パイロット式減圧弁 21f 第2パイロット式減圧弁 22 走行操作信号検出センサ(走行検出手段)〔電
磁比例減圧弁・制御手段〕 23 フロント操作信号検出センサ(フロント作動検
出手段)〔電磁比例減圧弁・制御手段〕 24 走行最高速度設定装置(電磁比例減圧弁・制御
手段) 25 フロント最高速度設定装置(電磁比例減圧弁・
制御手段) 26 電磁比例減圧弁 27 コントローラ(電磁比例減圧弁・制御手段) 27a 定数設定部 27b 関数設定部 27c スイッチ切換部 27d スイッチ部 27e 定数設定部 27f 関数設定部 27g スイッチ切換部 27h スイッチ部 27i 最小値選択部 27j 関数設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D003 AA01 AB01 AB02 AB03 AB04 AB05 BA01 BA02 BB02 BB03 CA04 DA03 DA04 DB02 3H089 AA25 AA75 BB19 DA03 DB12 DB37 DB43 EE22 EE36 JJ02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1可変容量油圧ポンプ、第2可変容量
    油圧ポンプ、及びパイロットポンプと、 上記第1可変容量油圧ポンプから吐出される流量を制御
    する第1流量制御部、及び上記第2可変容量油圧ポンプ
    から吐出される流量を制御する第2流量制御部と、 それぞれ上記第1可変容量油圧ポンプ、及び上記第2可
    変容量油圧ポンプの少なくとも一方から吐出される圧油
    によって駆動する第1アクチュエータ、第2アクチュエ
    ータと、 上記第1可変容量油圧ポンプ、及び上記第2可変容量油
    圧ポンプの少なくとも一方から上記第1アクチュエータ
    に供給される圧油の流れを制御する第1方向切換弁と、 上記第1可変容量油圧ポンプ、及び上記第2可変容量油
    圧ポンプの少なくとも一方から上記第2アクチュエータ
    に供給される圧油の流れを制御する第2方向切換弁と、 上記パイロットポンプに接続され、上記第1アクチュエ
    ータを操作する第1操作手段、及び上記第2アクチュエ
    ータを操作する第2操作手段と、 これらの第1操作手段、第2操作手段から出力されるパ
    イロット圧を適宜選択して出力する複数のシャトル弁か
    ら成るシャトル弁群と、 このシャトル弁群から出力されるパイロット圧に応じて
    上記第1流量制御部、及び上記第2流量制御部の駆動を
    制御する流量制御部・制御手段とを備えた土木・建設機
    械の油圧駆動装置において、 上記流量制御部・制御手段が、 上記パイロットポンプから吐出される一次圧を減圧して
    二次圧として出力可能な1つの電磁比例減圧弁と、 上記シャトル弁群から取り出されるパイロット圧に応じ
    て駆動し、上記電磁比例減圧弁から出力される二次圧を
    減圧して、ポンプコントロール圧として上記第1流量制
    御部に供給可能な第1パイロット式減圧弁と、 上記シャトル弁群から取り出されるパイロット圧に応じ
    て駆動し、上記電磁比例減圧弁から出力される二次圧を
    減圧して、ポンプコントロール圧として上記第2流量制
    御部に供給可能な第2パイロット式減圧弁と、 上記電磁比例減圧弁の駆動を制御する電磁比例減圧弁・
    制御手段とを備えるとともに、 上記シャトル弁群が、 上記第1アクチュエータの駆動を制御する上記第1方向
    切換弁を切換えるパイロット圧を、上記第1パイロット
    式減圧弁を駆動する駆動圧として取り出す第1シャトル
    弁と、 上記第2アクチュエータの駆動を制御する上記第2方向
    切換弁を切換えるパイロット圧を、上記第2パイロット
    式減圧弁を駆動する駆動圧として取り出す第2シャトル
    弁とを含むことを特徴とする土木・建設機械の油圧駆動
    装置。
  2. 【請求項2】 上記シャトル弁群と、上記第1パイロッ
    ト式減圧弁と、上記第2パイロット式減圧弁とを一体的
    に内蔵するシャトルブロックを設けたことを特徴とする
    請求項1記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
  3. 【請求項3】 上記第1アクチュエータが走行右モー
    タ、上記第2アクチュエータが走行左モータであり、 上記第1操作手段が上記走行右モータを操作する走行右
    用操作部、上記第2操作手段が上記走行左モータを操作
    する走行左用操作部であるとともに、 上記電磁比例減圧弁・制御手段が、 上記走行右モータ、上記走行左モータによって走行する
    走行体の最高速度を設定する走行最高速度設定装置と、 上記走行右用操作部及び上記走行左用操作部の少なくと
    も一方が操作されたことを検出する走行検出手段と、 上記走行最高速度設定装置から出力される信号、及び上
    記走行検出手段から出力される信号に応じて上記電磁比
    例減圧弁を制御する駆動信号を出力するコントローラと
    を含むことを特徴とする請求項1または2記載の土木・
    建設機械の油圧駆動装置。
  4. 【請求項4】 上記第1アクチュエータ、及び第2アク
    チュエータのそれぞれがフロント駆動用アクチュエータ
    であるとともに、 上記電磁比例減圧弁・制御手段が、 上記フロント駆動用アクチュエータによって駆動するフ
    ロントの最高速度を設定するフロント最高速度設定装置
    と、 上記フロント駆動用アクチュエータのそれぞれを操作す
    る第1操作手段、第2操作手段の少なくとも一方が操作
    されたことを検出するフロント作動検出手段と、 上記
    フロント最高速度設定装置から出力される信号、及び上
    記フロント作動検出手段から出力される信号に応じて上
    記電磁比例減圧弁を制御する駆動信号を出力するコント
    ローラとを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    かに記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
  5. 【請求項5】 当該土木・建設機械が油圧ショベルであ
    ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の土
    木・建設機械の油圧駆動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007040530A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Volvo Construction Equipment Ab 走行システム

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