JP2000220602A - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第一油圧アクチュエータとは独立した圧油供
給路を有する第二油圧アクチュエータのための油圧ポン
プ吐出量制御用の制御弁を、メインバルブアッセンブリ
に組み込まなくても良いようにする。 【解決手段】 アタッチメント用油圧アクチュエータ７
に対応した油圧ポンプ１の吐出量制御を行うための減圧
弁１６を、標準装備用コントロールバルブ９〜１２およ
びネガティブコントロールリリーフバルブ１５が組込ま
れるメインバルブアッセンブリ１３の外部にて、ネガテ
ィブコントロールラインＢの中途部に組込む構成にし
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、各種建設作業、土
木作業に用いられる油圧ショベル等の建設機械の油圧回
路の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械の油
圧回路において、可変容量型の油圧ポンプの吐出量制御
を行うにあたり、各油圧アクチュエータ用のコントロー
ルバルブを通過するバイパス油路を設け、該バイパス油
路に設けられたネガティブコントロールバルブから出力
される信号圧を、ネガティブコントロールラインを介し
て前記油圧ポンプの容量可変手段に導くように構成した
ものがある。ところで、油圧ショベル等の建設機械に設
けられる油圧アクチュエータとして、旋回用モータ、ブ
ーム用シリンダ、アーム用シリンダ等の標準装備される
ものと、例えばブレーカ等のオプションアタッチメント
用として取付けられるものとがあるが、該アタッチメン
ト用油圧アクチュエータへの圧油供給を、前記標準装備
用油圧アクチュエータへの圧油供給路とは独立した回路
を用いて行う場合があり、この場合には、アタッチメン
ト用油圧アクチュエータのコントロールバルブは、標準
装備用油圧アクチュエータのコントロールバルブが組込
まれるメインバルブアッセンブリとは別個に設けられる
ことになる。そしてこのものにおいて、前述した油圧ポ
ンプの吐出量制御を行うにあたり、従来、図８に示す如
く、メインバルブアッセンブリ１８に、アタッチメント
用油圧アクチュエータ７の作動に対応してバイパス油路
Ｅの流量を制御するバイパスカット弁１９を組込んで、
標準装備用油圧アクチュエータだけでなくアタッチメン
ト用油圧アクチュエータの作動にも対応した吐出量制御
を行えるようにしていた。尚、図８において、１は油圧
ポンプ、２は油圧ポンプ１の流量制御装置、３〜６は標
準装備用油圧アクチュエータ、９〜１２は標準装備用油
圧アクチュエータのコントロールバルブ、１５はネガテ
ィブコントロールリリーフバルブ、１７はアタッチメン
ト用油圧アクチュエータ７のコントロールバルブであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建設機械の
油圧回路のなかには、前述したアタッチメント用油圧ア
クチュエータへの圧油供給を、標準装備用油圧アクチュ
エータの圧油供給と共通の回路を用いて行うようにした
ものも多く、この場合には、アタッチメント用油圧アク
チュエータのコントロールバルブもメインバルブアッセ
ンブリに組み込まれ、該コントロールバルブによりアタ
ッチメント用油圧アクチュエータの作動に対応した油圧
ポンプの吐出量制御が行われることになって、前記バイ
パスカット弁は不要となる。しかるに従来、メインバル
ブアッセンブリの共通化を計るべく、前記共通の回路を
用いてアタッチメント用油圧アクチュエータに圧油供給
するものにおいても、必要のないバイパスカット弁を組
込んだメインバルブアッセンブリを用いており、このた
め、メインバルブアッセンブリのコンパクト化、コスト
ダウンの妨げになるという問題があり、ここに本発明が
解決しようとする課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、可変容量型の油圧ポンプと、該
油圧ポンプからの圧油供給により作動する第一油圧アク
チュエータと、該第一油圧アクチュエータへの圧油供給
制御を行うコントロールバルブと、該コントロールバル
ブの第一油圧アクチュエータへの圧油供給量に対応して
流量が増減するバイパス油路と、該バイパス油路に設け
られるネガティブコントロールバルブと、該ネガティブ
コントロールバルブから出力される信号圧を前記油圧ポ
ンプの容量可変手段に導くためのネガティブコントロー
ルラインとを有する建設機械の油圧回路に、前記第一油
圧アクチュエータとは独立した圧油供給路を経由して油
圧ポンプから圧油が供給されることにより作動する第二
油圧アクチュエータと、該第二油圧アクチュエータへの
圧油供給量に対応した油圧ポンプの吐出量制御を行うた
めの制御弁とを設けるにあたり、該制御弁は、前記コン
トロールバルブおよびネガティブコントロールバルブが
組込まれるメインバルブアッセンブリの外部にて、ネガ
ティブコントロールラインの中途部に組込む構成にした
ものである。そして、この様にすることにより、第一油
圧アクチュエータとは独立した圧油供給路を有する第二
油圧アクチュエータを設けたものにおいては、ネガティ
ブコントロールラインの中途部に組込まれた制御弁によ
り、第二油圧アクチュエータに対応した油圧ポンプの吐
出量制御を行うことができる一方、独立した圧油供給路
を有する第二油圧アクチュエータが設けられていないも
のにおいては、第二油圧アクチュエータのための吐出量
制御用制御弁が組込まれたメインバルブアッセンブリを
用いる無駄をなくすことができ、メインバルブアッセン
ブリのコンパクト化、コストダウンに寄与できる。この
ものにおいて、制御弁は、ネガティブコントロールバル
ブから出力される信号圧を、第二油圧アクチュエータへ
の圧油供給量に対応して減圧して油圧ポンプの容量可変
手段に出力する減圧弁を用いて構成することにより、第
二油圧アクチュエータの作動に対応した油圧ポンプの吐
出量制御を行うことができる。また、制御弁を、第二油
圧アクチュエータの単独、または第一油圧アクチュエー
タと第二油圧アクチュエータの連動での作動時に、第二
油圧アクチュエータへの圧油供給量、または第一油圧ア
クチュエータおよび第二油圧アクチュエータへの圧油供
給量に対応した信号圧を油圧ポンプの容量可変手段に出
力する圧力補償型の減圧弁を用いて構成することによ
り、安定した油圧ポンプの吐出量制御を行うことができ
る。さらに、前記圧力補償型の減圧弁を用いたものにお
いて、ネガティブコントロールラインに、油圧ポンプの
容量可変手段への出力圧を補償するための圧油を制御弁
に供給する圧油供給手段を接続することにより、より信
頼性の高い油圧ポンプの吐出量制御を行うことができ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第一の実施の形態
を、図１〜図４に基づいて説明する。まず図１に、油圧
ショベル等の建設機械の油圧回路を示すが、該油圧回路
において、１はエンジン動力により駆動する可変容量型
の油圧ポンプであって、該油圧ポンプ１は、斜板１ａの
変位に基づいて吐出量が変化する斜板式アキシァルピス
トンポンプを用いて構成されている。さらに、２は油圧
ポンプ１の流量制御装置であって、該流量制御装置２
は、後述するネガティブコントロールラインＢからの信
号に基づいて前記斜板１ａを変位せしめることにより油
圧ポンプ１の流量制御を行う構成となっている。

【０００６】また、建設機械には、前記油圧ポンプ１か
らの圧油供給により作動する油圧モータや油圧シリンダ
等の複数の油圧アクチュエータが設けられており、そし
て前記図１の油圧回路には、建設機械に標準装備される
油圧アクチュエータ（本発明の第一油圧アクチュエータ
に相当する）の例として油圧モータ３および油圧シリン
ダ４、５、６を示し、また建設機械にオプションとして
取付けられるアタッチメント用の油圧アクチュエータ
（本発明の第二油圧アクチュエータに相当する）の例と
して油圧シリンダ７を示したが、上記標準装備用の油圧
アクチュエータ３〜６への圧油供給路となる第一ポンプ
油路Ｃと、アタッチメント用油圧アクチュエータへの圧
油供給路となる第二ポンプ油路Ｄとは、分流弁８を介し
て独立した状態で設けられている。

【０００７】前記分流弁８は、パイロットポート８ａに
入力される外部パイロット圧により優先流量が可変制御
される圧力補償型のものであって、このものは、外部パ
イロット圧が入力されていない状態では、前記油圧ポン
プ１からの圧油を第一ポンプ油路Ｃのみに供給するが、
外部パイロット圧が入力されることにより、第一ポンプ
油路Ｃと第二ポンプ油路Ｄとに分流して供給するように
構成されている。そして分流する場合に、非優先流量が
第一ポンプ油路Ｃに供給され、優先流量が第二ポンプ油
路Ｄに供給されるが、該優先流量は、図２に示すごと
く、外部パイロット圧の圧力に対応して増減するように
なっている。

【０００８】さらに、９〜１２は前記標準装備用の油圧
アクチュエータ３〜６の圧油供給制御をそれぞれ行うコ
ントロールバルブ（該コントロールバルブを、以下標準
装備用コントロールバルブと称する）であって、該標準
装備用コントロールバルブ９〜１２は、後述するように
メインバルブアッセンブリ１３に組み込まれている。こ
の標準装備用コントロールバルブ９〜１２は、パイロッ
ト操作式の三位置切換弁であって、パイロットポート９
ａ〜１２ａまたは９ｂ〜１２ｂにパイロット圧油が供給
されていない場合には、後述するセンタバイパス油路Ｅ
を連通するバイパス用弁路９ｃ〜１２ｃを開く一方、油
圧アクチュエータ３〜６に圧油を供給しない中立位置Ｎ
に位置しているが、パイロットポート９ａ〜１２ａまた
は９ｂ〜１２ｂにパイロット圧油が供給されることに伴
い、上記バイパス用弁路９ｃ〜１２ｃを閉じる一方、後
述するパラレル油路Ｆの圧油を油圧アクチュエータ３〜
６に供給し、かつ油圧アクチュエータ３〜６からの排出
油をタンク油路Ｇに流す圧油供給位置ＸまたはＹに切換
るように構成されている。ここで、前記バイパス用弁路
９ｃ〜１２ｃの開度量は、各パイロットポート９ａ〜１
２ａまたは９ｂ〜１２ｂに供給されるパイロット圧によ
り増減する。つまり、バイパス用弁路９ｃ〜１２ｃは、
パイロット圧油が供給されていない状態では全開してい
るが、供給されるパイロット圧が高くなるにつれて徐々
に閉じていき、パイロット圧が最大近くになると全閉す
るようになっている。

【０００９】一方、前記メインバルブアッセンブリ１３
は、標準装備用コントロールバルブ９〜１２が組込まれ
ると共に、前記第一ポンプ油路Ｃに接続されるポンプポ
ートＰ、油タンク１４に接続されるタンクポートＴ、各
油圧アクチュエータ３〜６に接続される出力用ポートＵ
等の各種ポートを備え、さらに、前記センタバイパス油
路Ｅ、パラレル油路Ｆ、タンク油路Ｇ等の油路、および
後述するネガティブコントロールリリーフバルブ１５等
が内装されている。ここで、前記センタバイパス油路Ｅ
は、ポンプポートＰから入力される第一ポンプ油路Ｃの
圧油を、各標準装備用コントロールバルブ９〜１２のバ
イパス用弁路９ｃ〜１２ｃおよびネガティブコントロー
ルリリーフバルブ１５を順次経由してタンクポートＴに
流す油路であり、またパラレル油路Ｆは、ポンプポート
Ｐから入力される第一ポンプ油路Ｃの圧油を各標準装備
用コントロールバルブ９〜１２にそれぞれ供給する油路
であり、さらにタンク油路Ｇは、各標準装備用コントロ
ールバルブ９〜１２から排出される油をタンクポートＴ
に流す油路である。

【００１０】さらに、前記ネガティブコントロールリリ
ーフバルブ１５は、センタバイパス油路Ｅの圧油を絞っ
てタンクポートＴに流す絞り１５ａと、該絞り１５ａに
並列状に接続され、センタバイパス油路Ｅの圧力が所定
圧以上となったときに該油路Ｅの圧油をタンクポートＴ
に逃がすリリーフバルブ１５ｂとから構成されると共
に、絞り１５ａの入口側圧力は、ネガティブコントロー
ルラインＢを介してメインバルブアッセンブリ１３の外
部に取出され、さらに後述する減圧弁１６を経由して、
前記油圧ポンプ１の流量制御装置２に導かれるようにな
っている。ここで、前記絞り１５ａを通過する圧油の油
量をＱ、絞り１５ａの入口側圧力（ネガティブコントロ
ールバルブ１５から出力される信号圧）をＰｕとする
と、以下の式（１）が成立する。但し、式（１）におい
て、Ｋは定数、Ａは絞り断面積であり、またタンク圧は
０Ｐａ（パスカル）とする。 Ｑ＝ＫＡ（Ｐｕ）^1/2 ・・・（１） 上記式（１）より、ネガティブコントロールバルブ１５
から出力される信号圧Ｐｕは、絞り１５ａを通過する圧
油の油量Ｑに応じて増減するようになっている。

【００１１】一方、１７は前記アタッチメント用油圧ア
クチュエータ７の圧油供給制御を行うコントロールバル
ブ（該コントロールバルブを、以下アタッチメント用コ
ントロールバルブと称する）であって、該アタッチメン
ト用コントロールバルブ１７は、パイロット操作式の三
位置切換弁から構成されている。そしてこのアタッチメ
ント用コントロールバルブ１７は、パイロットポート１
７ａまたは１７ｂにパイロット圧油が供給されていない
場合には、アタッチメント用油圧アクチュエータ７に圧
油を供給しない中立位置Ｎに位置しているが、パイロッ
トポート１７ａまたは１７ｂにパイロット圧油が供給さ
れることに伴い、第二ポンプ油路Ｄの圧油を油圧アクチ
ュエータ７に供給する圧油供給位置ＸまたはＹに切換る
ように構成されている。

【００１２】また、前記減圧弁１６は、メインバルブア
ッセンブリ１３の外部において、ネガティブコントロー
ルラインＢの中途部に設けられている。そしてこの減圧
弁１６は、非圧力補償型のパイロット作動弁であって、
パイロットポート１６ａに外部パイロット圧が付加され
ていない状態では、入口側圧力をそのまま出口側に出力
するが、外部パイロット圧が付加されることにより、図
３の特性図に示すごとく、外部パイロット圧が増加する
ほど出口側圧力を入口側圧力に対して減圧して出力する
ように構成されている。さらに、減圧弁１６のパイロッ
トポート１６ａへの外部パイロット圧の入力は、前記ア
タッチメント用コントロールバルブ１７のパイロットポ
ート１７ａまたは１７ｂへのパイロット圧の入力と同調
するように設定されている。つまり、アタッチメント用
コントロールバルブ１７および減圧弁１６へのパイロッ
ト圧の入力は同時的に行われると共に、両者に入力され
るパイロット圧の大きさは略比例するようになってい
る。尚、本実施の形態では、減圧弁１６の減圧作動の制
御は、外部パイロット圧により行われる構成となってい
るが、電気信号の入力に基づいて減圧作動を行うように
構成することもできる。そしてこの場合においても、電
気信号の入力は、アタッチメント用コントロールバルブ
１７へのパイロット圧の入力と同調するように設定され
る。

【００１３】そして前記流量制御装置２は、図４の特性
図に示す如く、減圧弁１６の下流側のネガティブコント
ロールラインＢの圧力Ｐｄに基づいて、油圧ポンプ１の
吐出流量Ｑｐを制御する。つまり、流量制御装置２に導
かれるネガティブコントロールラインＢの圧力Ｐｄが予
め設定される設定圧力Ｐ１以下（Ｐｄ≦Ｐ１）の場合に
は、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｐが最大流量Ｑmaxとな
るように制御し、また圧力Ｐｄが予め設定される設定圧
力Ｐ２以上（Ｐｄ≧Ｐ２、但しＰ１＜Ｐ２）の場合に
は、吐出流量Ｑｐが最小流量Ｑminとなるように制御
し、さらに圧力ＰｄがＰ１からＰ２のあいだの場合に
は、圧力Ｐｄが大きくなるにつれて吐出流量Ｑｐが小さ
くなるように制御する構成になっている。

【００１４】叙述の如く構成された第一の実施の形態の
ものにおいて、標準装備用油圧アクチュエータ３〜６、
アタッチメント用油圧アクチュエータ７が何れも作動し
ていない、つまり標準装備用コントロールバルブ９〜１
２、アタッチメント用コントロールバルブ１７に何れも
パイロット圧油が供給されていないときには、標準装備
用コントロールバルブ９〜１２のバイパス用弁路９ｃ〜
１２ｃが全開している一方、減圧弁１６のパイロットポ
ート１６ａには外部パイロット圧が入力されておらず、
ネガティブコントロールラインＢの圧力は減圧されるこ
となく流量制御装置２に導かれることになる。この状態
では、油圧ポンプ１から第一ポンプ油路Ｃに供給された
圧油は、センタバイパス油路Ｅを経由してそのままネガ
ティブコントロールリリーフバルブ１５に供給されるこ
とになって、ネガティブコントロールリリーフバルブ１
５の入口側の油量は多くなる。而してネガティブコント
ロールリリーフバルブ１５から出力される信号圧は前記
設定圧力Ｐ２以上となって、該圧力が減圧弁１６で減圧
されることなくそのまま流量制御装置２に導かれること
になり、流量制御装置２は、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑ
ｐが最小流量Ｑｐminとなるように流量制御を行うこと
になる。つまり、標準装備用、アタッチメント用の油圧
アクチュエータ３〜７が何れも作動していない状態で
は、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｐは最小流量Ｑminとな
り、省エネルギー化が計られる。

【００１５】一方、標準装備用アクチュエータ３〜６の
みを単独または複合で作動させた場合には、標準装備用
コントロールバルブ９〜１２のバイパス用弁路９ｃ〜１
２ｃの少なくとも一つの開度量が小さくなり、その分ネ
ガティブコントロールリリーフバルブ１５の入口側の油
量が少なくなって、ネガティブコントロールリリーフバ
ルブ１５から出力される信号圧は低下する。そして該低
下した圧力がそのまま減圧弁１６を経由して流量制御装
置２に導かれることになって、油圧ポンプ１の吐出流量
Ｑｐを増大させるような流量制御が行われる。

【００１６】また、アタッチメント用油圧アクチュエー
タ７のみを作動させた場合には、減圧弁１６は、前述し
たようにアタッチメント用コントロールバルブ１７と同
調して外部パイロット圧が入力され、該外部パイロット
圧に対応した減圧作動を行うことになる。一方、標準装
備用コントロールバルブ９〜１２のバイパス用弁路９ｃ
〜１２ｃは全開していて、ネガティブコントロールリリ
ーフバルブ１５から出力される信号圧は設定圧力Ｐ２以
上となっているが、該圧力は減圧弁１６で減圧され、こ
のものが流量制御装置２に導かれることになって、油圧
ポンプ１の吐出流量Ｑｐを増大させるような流量制御が
行われる。つまり、前記標準装備用油圧アクチュエータ
３〜６のみを作動させた場合、またはアタッチメント用
油圧アクチュエータ７のみを作動させた場合の何れにお
いても、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｐが増大して、標準
装備用またはアタッチメント用油圧アクチュエータ３〜
６または７の作動に対応した油圧ポンプ１の吐出流量制
御がなされることになる。

【００１７】さらに、標準装備用油圧アクチュエータ３
〜６およびアタッチメント用油圧アクチュエータ７を連
動させた場合には、標準装備用コントロールバルブ９〜
１２のバイパス用弁路９ｃ〜１２ｃの開度量が小さくな
ると共に、減圧弁１６による減圧作動が行われることに
なる。これにより、ネガティブコントロールリリーフバ
ルブ１５から出力される信号圧が低下すると共に、この
ものがさらに減圧弁１６で減圧されて流量制御装置２に
導かれることになって、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｐを
さらに増大させるような流量制御が行われる。そして、
流量制御装置２に導かれるネガティブコントロールライ
ンＢの圧力が前記設定圧力Ｐ１以下になると、油圧ポン
プ１は最大流量Ｑmaxを吐出することになる。つまり、
標準装備用油圧アクチュエータ３〜６とアタッチメント
用油圧アクチュエータ７とを連動させた場合には、該連
動させるに必要な流量を吐出すべく油圧ポンプ１の吐出
流量Ｑｐをさらに増大させるような流量制御がなされる
ことになる。

【００１８】この様に、第一の実施の形態のものにおい
ては、標準装備用油圧アクチュエータ３〜６とは独立し
た圧油供給路を有するアタッチメント用油圧アクチュエ
ータ７が設けられている建設機械において、両方の油圧
アクチュエータ３〜７の作動状況に対応した油圧ポンプ
１の吐出流量制御を行えるものであるが、この場合、ア
タッチメント用アクチュエータ７に対応した流量制御は
減圧弁１６を用いて行う構成となっており、そして該減
圧弁１６は、標準装備用コントロールバルブ９〜１２お
よびネガティブコントロールリリーフバルブ１５が組込
まれるメインバルブアッセンブリ１３の外部において、
ネガティブコントロールラインＢの中途部に設けられて
いる。

【００１９】この結果、標準装備用油圧アクチュエータ
３〜６とは独立した圧油供給路を有するアタッチメント
用油圧アクチュエータ７が設けられているものにおいて
は、ネガティブコントロールラインＢの中途部に組込ま
れた減圧弁１６によりアタッチメント用油圧アクチュエ
ータ７の作動に対応した油圧ポンプ１の吐出流量制御を
行うことができる一方、アタッチメント用油圧アクチュ
エータ７を装備しない建設機械や、独立した圧油供給路
を有するアタッチメント用油圧アクチュエータ７が設け
られていないもの等において、アタッチメント用油圧ア
クチュエータ７に対応した吐出流量制御を行うための制
御弁が組込まれたメインバルブアッセンブリを用いる無
駄を無くすことができ、メインバルブアッセンブリ１３
のコンパクト化、コストダウンに寄与できる。

【００２０】次に、本発明の第二の実施の形態を、図
２、図４、図５〜図７に基づいて説明する。まず図５
に、第二の実施の形態の油圧回路を示すが、該油圧回路
において、油圧ポンプ１、該油圧ポンプ１の斜板１ａ、
流量制御装置２、標準装備用油圧アクチュエータ３〜
６、アタッチメント用油圧アクチュエータ７、第一ポン
プ油路Ｃ、第二ポンプ油路Ｄ、分流弁８、該分流弁８の
パイロットポート８ａ、標準装備用コントロールバルブ
９〜１２、該標準装備用コントロールバルブ９〜１２に
形成されるパイロットポート９ａ〜１２ａ、９ｂ〜１２
ｂおよびバイパス用弁路９ｃ〜１２ｃ、標準装備用コン
トロールバルブ９〜１２の切換位置を示す中立位置Ｎ、
圧油供給位置Ｘ、Ｙ、メインバルブアッセンブリ１３、
該メインバルブアッセンブリ１３に形成されるポンプポ
ートＰ、タンクポートＴ、出力用ポートＵ、センタバイ
パス油路Ｅ、パラレル油路Ｆおよびタンク油路Ｇ、油タ
ンク１４、ネガティブコントロールリリーフバルブ１
５、該ネガティブコントロールリリーフバルブ１５を構
成する絞り１５ａおよびリリーフバルブ１５ｂ、アタッ
チメント用コントロールバルブ１７、該アタッチメント
用コントロールバルブ１７に形成されるパイロットポー
ト１７ａ、１７ｂ、アタッチメント用コントロールバル
ブ１７の切換位置を示す中立位置Ｎ、圧油供給位置Ｘ、
Ｙについては、前記第一の実施の形態と同様のものであ
るため、説明を省略すると共に、同一の符号を付す。ま
た、分流弁８の特性を示す図２、油圧ポンプ１の特性を
示す図４については、第一の実施の形態のものを共用す
る。

【００２１】一方、２０は第二の実施の形態に設けられ
る減圧弁であって、該減圧弁２０は、メインバルブアッ
センブリ１３の外部において、ネガティブコントロール
リリーフバルブ１５から流量制御装置２に至るネガティ
ブコントロールラインＢの中途部に設けられている。こ
の減圧弁２０は、圧力補償型のパイロット作動弁であっ
て、パイロットポート２０ａに外部パイロット圧が付加
されていない状態では、入口側圧力をそのまま出口側に
出力するが、外部パイロット圧が付加されることによ
り、入口側圧力に関係なく、外部パイロット圧に対し所
定の出口側圧力となるよう圧力補償して流量制御装置２
に出力する構成になっている。この場合、図６の特性図
に示すごとく、外部パイロット圧が大きくなるほど出口
側圧力が低くなるように設定される。尚、このものにお
いて、入口側圧力が外部パイロット圧に対する所定の出
口側圧力よりも低い場合には、出口側圧力は入口側圧力
と等しくなる。

【００２２】そして流量制御装置２は、前記減圧弁２０
から出力される圧力Ｐｄに基づいて、油圧ポンプ１の吐
出流量Ｑｐを制御する。この制御は、前記第一の実施の
形態のものと同様であって、図４の特性図に示すごと
く、圧力Ｐｄが設定圧力Ｐ１以下の場合には、油圧ポン
プ１の吐出流量Ｑｐが最大流量Ｑmaxとなるように制御
し、また圧力Ｐｄが設定圧力Ｐ２以上の場合には、吐出
量Ｑｐが最小流量Ｑminとなるように制御し、さらに圧
力ＰｄがＰ１からＰ２のあいだの場合には、圧力Ｐｄが
大きくなるにつれて吐出流量Ｑｐが小さくなるように制
御される。

【００２３】また、２１は前記減圧弁２０のパイロット
ポート２０ａに付加されるパイロット圧を制御するため
の第一電磁比例減圧弁であって、このものは、後述する
制御部２２からのソレノイド非励磁−励磁指令に基づい
て作動する。この場合、第一電磁比例減圧弁２１は、図
７（Ａ）に示すごとく、ソレノイド２１ａへの入力電流
値がゼロの場合、つまりソレノイド２１ａの非励磁状態
では、減圧弁２０にパイロット圧を出力しないが、ソレ
ノイド２１ａに入力される電流値が大きいほど高圧のパ
イロット圧を減圧弁２０に出力するように構成されてい
る。

【００２４】さらに、２３は前記減圧弁２０の上流側の
ネガティブコントロールラインＢに配設されるシャトル
弁であって、このものの入口側第一ポート２３ａは前記
ネガティブコントロールリリーフバルブ１５の出力側
に、入口側第二ポート２３ｂは後述する第二電磁比例減
圧弁２４の出力側に、また出口側ポート２３ｃは前記減
圧弁２０の入力側に接続されている。そしてこのシャト
ル弁２３は、ネガティブコントロールリリーフバルブ１
５から入口側第一ポート２３ａに入力される圧力と、第
二電磁比例減圧弁２４から入口側第二ポート２３ｂに入
力される圧力とのうち、高圧側を選択して出口側ポート
２３ｃから減圧弁２０に出力するように構成されてい
る。

【００２５】前記第二電磁比例減圧弁２４は、制御部２
２からのソレノイド非励磁−励磁指令に基づいて作動す
るものであるが、このものは、図７（Ｂ）に示すごと
く、ソレノイド２４ａへの入力電流値がゼロの場合、つ
まりソレノイド２４ａの非励磁状態では、前記シャトル
弁２３にパイロット圧を出力しないが、ソレノイド２４
ａに入力される電流値が大きいほど高圧のパイロット圧
をシャトル弁２３に出力するように構成されている。
尚、図５中、２５は前記第一、第二電磁比例減圧弁２
１、２４の圧油供給源であるが、該圧油供給源２５の供
給圧が安定している場合には、第二電磁比例減圧弁２４
の代りに、制御部２２からの指令に基づいてシャトル弁
２３にパイロット圧を出力する電磁切換弁を用いても良
い。

【００２６】一方、前記制御部２２は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成されるものであるが、このもの
は、ネガティブコントロールリリーフバルブ１５から出
力される信号圧を検出する圧力センサ２６、およびアタ
ッチメント用油圧アクチュエータ７の作動状態を検出す
るアタッチメント作動検出手段（該アタッチメント作動
検出手段は、本実施の形態では、アタッチメント用コン
トロールバルブ１７のパイロットポート１７ａ、１７ｂ
に供給されるパイロット圧を検出する圧力センサを用い
て構成したが、例えば、分流弁８のパイロットポート８
ａに入力される外部パイロット圧を検出する圧力センサ
等により構成することもでき、また、アタッチメント用
油圧アクチュエータの操作具として電気式のジョイステ
ィックレバーを用い、該レバーからの電気信号に基づい
て作動する電磁比例弁によりアタッチメント用コントロ
ールバルブを切換えるよう構成したものにおいては、上
記電気信号を利用することもできる）２７からの信号を
入力し、該入力信号に基づいて前記第一、第二電磁比例
減圧弁２１、２４に制御指令を出力する。

【００２７】次に、前記制御部２２における制御につい
て説明すると、制御部２２は、まず、圧力センサ２６お
よびアタッチメント作動検出手段２７からの信号に基づ
いて、標準装備用油圧アクチュエータ３〜６およびアタ
ッチメント用油圧アクチュエータ７の作動状態を判断す
る。ここで、圧力センサ２６は、前述したようにネガテ
ィブコントロールリリーフバルブ１５から出力される信
号圧を検出するものであるが、該信号圧は、第一の実施
の形態において説明したように、標準装備用油圧アクチ
ュエータ３〜６の作動に対応して増減するから、制御部
２２は、圧力センサ２６から入力される信号値により標
準装備用油圧アクチュエータ３〜６の作動状態を判断で
きる。

【００２８】そして、前記作動状態の判断において、標
準装備用油圧アクチュエータ３〜６、アタッチメント用
油圧アクチュエータ７が何れも作動していないと判断さ
れた場合は、制御部２２は、前記第一、第二電磁比例減
圧弁２１、２４に対し、ソレノイド非励磁の制御指令を
出力する。これにより第二電磁比例減圧弁２４は、シャ
トル弁２３にパイロット圧を出力せず、而してシャトル
弁２３は、ネガティブコントロールリリーフバルブ１５
から出力された信号圧を選択して減圧弁２０に出力す
る。また第一電磁比例減圧弁２１は、減圧弁２０のパイ
ロットポート２０ａにパイロット圧を出力せず、而して
減圧弁２０は、入口側圧力をそのまま出口側に出力す
る。つまり、標準装備用油圧アクチュエータ３〜６、ア
タッチメント用油圧アクチュエータ７が何れも作動して
いないときには、ネガティブコントロールリリーフバル
ブ１５から出力された信号圧がそのまま流量制御装置２
に導かれることになるが、この場合、標準装備用コント
ロールバルブ９〜１２のバイパス用弁路９ｃ〜１２ｃは
全開しており、油圧ポンプ１から第一ポンプ油路Ｃに供
給された圧油は、センタバイパス油路Ｅを経由してその
ままネガティブコントロールリリーフバルブ１５に供給
される。而してネガティブコントロールリリーフバルブ
１５からの出力信号圧は前記設定圧力Ｐ２以上となり、
該圧力がそのまま流量制御装置２に導かれることになっ
て、流量制御装置２は、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｐが
最小流量Ｑｐminとなるように流量制御を行う。

【００２９】一方、アタッチメント用油圧アクチュエー
タ７が作動しておらず、標準装備用油圧アクチュエータ
３〜６のみが作動していると判断された場合には、制御
部２２は、前記第一、第二電磁比例減圧弁２１、２４に
対し、ソレノイド非励磁の制御指令を出力する。これに
より、前述した何れの油圧アクチュエータ３〜７も作動
していない場合と同様に、ネガティブコントロールリリ
ーフバルブ１５から出力された信号圧がそのまま流量制
御装置２に導かれるが、標準装備用油圧アクチュエータ
３〜６が作動している場合には、標準装備用コントロー
ルバルブ９〜１２のバイパス用弁路９ｃ〜１２ｃの少な
くとも一つの開度量が小さくなり、その分ネガティブコ
ントロールリリーフバルブ１５から出力される信号圧が
低下する。そして該低下した圧力が流量制御装置２に導
かれることになって、油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｐを増
大させるような流量制御が行われる。

【００３０】また、標準装備用油圧アクチュエータ３〜
６が作動しておらず、アタッチメント用油圧アクチュエ
ータ７のみが作動していると判断された場合には、制御
部２２は、第一電磁比例減圧弁２１に対し、減圧弁２０
のパイロットポート２０ａに外部パイロット圧を付加す
べくソレノイド励磁の制御指令を出力する。この場合、
アタッチメント作動検出手段２７により検出されるアタ
ッチメント用油圧アクチュエータ７の作動量が大きいほ
ど、ソレノイド２１ａに入力される電流値が大きくなる
ように制御される。而して、アタッチメント用油圧アク
チュエータ７の作動量が大きいほど高圧の外部パイロッ
ト圧が減圧弁２０に付加され、そして減圧弁２０は、該
外部パイロット圧に対応する所定の圧力を流量制御装置
２に出力するよう制御される。さらに制御部２２は、減
圧弁２０が前記所定の圧力を出力するのに充分な圧油を
減圧弁２０の入口側油路に供給すべく、第二電磁比例減
圧弁２４に対してソレノイド励磁の制御指令を出力す
る。これにより、第二電磁比例減圧弁２４から出力され
たパイロット圧油がシャトル弁２３を介して減圧弁２０
に供給されて、減圧弁２０は前記所定の圧力を出力でき
る。尚、ネガティブコントロールリリーフバルブ１５か
らの出力信号圧が第二電磁比例減圧弁２４からの出力圧
よりも高圧の場合には、ネガティブコントロールリリー
フバルブ１５からの信号圧がシャトル弁２３を介して減
圧弁２０に供給されるが、この場合においても、勿論、
減圧弁２０は前記所定の圧力を出力できる。つまり、ア
タッチメント用油圧アクチュエータ７のみが作動してい
る場合には、ネガティブコントロールリリーフバルブ１
５からの出力信号圧に拘わらず、アタッチメント用油圧
アクチュエータ７の作動量に対応する信号圧を出力する
のに充分な圧油が減圧弁２０に供給され、そして減圧弁
２０は、アタッチメント用油圧アクチュエータ７の作動
量に対応する信号圧を流量制御装置２に出力する。而し
て、アタッチメント用油圧アクチュエータ７の作動に対
応した油圧ポンプ１の吐出量制御が行われる。

【００３１】さらに、標準装備用油圧アクチュエータ３
〜６およびアタッチメント用油圧アクチュエータ７が連
動で作動していると判断された場合には、制御部２２
は、第一電磁比例減圧弁２１に対し、減圧弁２０のパイ
ロットポート２０ａに外部パイロット圧を付加すべくソ
レノイド励磁の制御指令を出力する。この場合、圧力セ
ンサ２６により検出される標準装備用油圧アクチュエー
タ３〜６の作動量およびアタッチメント作動検出手段２
７により検出されるアタッチメント用油圧アクチュエー
タ７の作動量が大きいほど、ソレノイド２１ａに入力さ
れる電流値が大きくなるように制御される。而して、標
準装備用油圧アクチュエータ３〜６およびアタッチメン
ト用油圧アクチュエータ７の作動量が大きいほど高圧の
外部パイロット圧が減圧弁２０に付加され、そして減圧
弁２０は、該外部パイロット圧に対応する所定の圧力を
流量制御装置２に出力するよう制御される。さらに制御
部２２は、前述したアタッチメント用油圧アクチュエー
タ７のみが作動している場合と同様に、減圧弁２０が前
記所定の圧力を出力するのに充分な圧油を減圧弁２０の
入口側油路に供給すべく、第二電磁比例減圧弁２４に対
してソレノイド励磁の制御指令を出力する。これによ
り、標準装備用油圧アクチュエータ３〜６およびアタッ
チメント用油圧アクチュエータ７の作動量に対応する信
号圧を出力するのに充分な圧油が減圧弁２０に供給され
て、減圧弁２０は、標準装備用油圧アクチュエータ３〜
６およびアタッチメント用油圧アクチュエータ７の作動
量に対応する信号圧を流量制御装置２に出力する。而し
て、標準装備用油圧アクチュエータ３〜６およびアタッ
チメント用油圧アクチュエータ７の連動作動に対応した
油圧ポンプ１の吐出量制御がなされる。

【００３２】この様に、第二の実施の形態のものは、第
一の実施の形態のものと同様に、標準装備用油圧アクチ
ュエータ３〜６と、該標準装備用油圧アクチュエータ３
〜６とは独立した圧油供給路を有するアタッチメント用
油圧アクチュエータ７との両方の作動状況に対応した油
圧ポンプ１の吐出流量制御を行えるものであるが、この
場合、アタッチメント用アクチュエータ７に対応した流
量制御は減圧弁２０を用いて行う構成となっており、そ
して該減圧弁２０は、標準装備用コントロールバルブ９
〜１２およびネガティブコントロールリリーフバルブ１
５が組込まれるメインバルブアッセンブリ１３の外部に
おいて、ネガティブコントロールラインＢの中途部に設
けられている。この結果、第一の実施の形態のものと同
様に、アタッチメント用油圧アクチュエータ７を装備し
ない建設機械や、独立した圧油供給路を有するアタッチ
メント用油圧アクチュエータ７が設けられていないもの
等において、アタッチメント用油圧アクチュエータ７に
対応した吐出流量制御を行うための制御弁が組込まれた
メインバルブアッセンブリを用いる無駄を無くすことが
でき、メインバルブアッセンブリ１３のコンパクト化、
コストダウンに寄与できる。

【００３３】さらに、この第二の実施の形態のもので
は、アタッチメント用アクチュエータ７に対応した油圧
ポンプ１の吐出流量制御を行うための制御弁として減圧
弁２０が用いられているが、該減圧弁２０は圧力補償型
のものであって、入口側圧力に関係なく、パイロットポ
ート２０ａに付加される外部パイロット圧に対応する所
定の信号圧を流量制御装置２に出力する。このため、ネ
ガティブコントロールリリーフバルブ１５から出力され
る信号圧が、何らかの原因により不安定となった場合で
あっても、減圧弁２０からは前記所定の信号圧が出力さ
れることになって、安定した油圧ポンプ１の吐出量制御
を行うことができる。

【００３４】しかも、前記減圧弁２０の入口側油路に
は、前記所定の信号圧を出力するのに充分な圧油が、第
二電磁比例減圧弁２４またはネガティブコントロールリ
リーフバルブ１５からシャトル弁２３を介して供給され
る構成となっているため、減圧弁２０は常に適切な信号
圧を出力できることになり、信頼性の高い油圧ポンプ１
の吐出量制御を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施の形態を示す建設機械の油圧回路図
である。

【図２】第一、第二の実施の形態における分流弁の特性
図である。

【図３】第一の実施の形態における減圧弁の特性図であ
る。

【図４】第一、第二の実施の形態における油圧ポンプの
特性図である。

【図５】第二の実施の形態を示す建設機械の油圧回路図
である。

【図６】第二の実施の形態における減圧弁の特性図であ
る。

【図７】（Ａ）は第二の実施の形態における第一電磁比
例減圧弁の特性図、（Ｂ）は第二の実施の形態における
第二電磁比例減圧弁の特性図である。

【図８】従来例を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ 流量制御装置 ３〜６ 標準装備用油圧アクチュエータ ７ アタッチメント用油圧アクチュエータ ９〜１２ 標準装備用コントロールバルブ １３ メインバルブアッセンブリ １５ ネガティブコントロールリリーフバルブ １６ 減圧弁 １７ アタッチメント用コントロールバルブ ２０ 減圧弁 ２１ 第一電磁比例減圧弁 ２２ 制御部 ２４ 第二電磁比例減圧弁 ２６ 圧力センサ ２７ アタッチメント作動検出手段 Ｂ ネガティブコントロールライン Ｃ 第一ポンプ油路 Ｄ 第二ポンプ油路 Ｅ センタバイパス油路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H089 AA20 AA74 BB27 CC01 CC08 CC11 DA03 DB03 DB13 DB33 DB47 DB49 EE05 EE31 GG02 JJ02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポン
   プからの圧油供給により作動する第一油圧アクチュエー
   タと、該第一油圧アクチュエータへの圧油供給制御を行
   うコントロールバルブと、該コントロールバルブの第一
   油圧アクチュエータへの圧油供給量に対応して流量が増
   減するバイパス油路と、該バイパス油路に設けられるネ
   ガティブコントロールバルブと、該ネガティブコントロ
   ールバルブから出力される信号圧を前記油圧ポンプの容
   量可変手段に導くためのネガティブコントロールライン
   とを有する建設機械の油圧回路に、前記第一油圧アクチ
   ュエータとは独立した圧油供給路を経由して油圧ポンプ
   から圧油が供給されることにより作動する第二油圧アク
   チュエータと、該第二油圧アクチュエータへの圧油供給
   量に対応した油圧ポンプの吐出量制御を行うための制御
   弁とを設けるにあたり、該制御弁は、前記コントロール
   バルブおよびネガティブコントロールバルブが組込まれ
   るメインバルブアッセンブリの外部にて、ネガティブコ
   ントロールラインの中途部に組込む構成にした建設機械
   の油圧回路。
2. 【請求項２】 請求項１において、制御弁は、ネガティ
   ブコントロールバルブから出力される信号圧を、第二油
   圧アクチュエータへの圧油供給量に対応して減圧して油
   圧ポンプの容量可変手段に出力する減圧弁を用いて構成
   される建設機械の油圧回路。
3. 【請求項３】 請求項１において、制御弁は、第二油圧
   アクチュエータの単独、または第一油圧アクチュエータ
   と第二油圧アクチュエータの連動での作動時に、第二油
   圧アクチュエータへの圧油供給量、または第一油圧アク
   チュエータおよび第二油圧アクチュエータへの圧油供給
   量に対応した信号圧を油圧ポンプの容量可変手段に出力
   する圧力補償型の減圧弁を用いて構成される建設機械の
   油圧回路。
4. 【請求項４】 請求項３において、ネガティブコントロ
   ールラインに、油圧ポンプの容量可変手段への出力圧を
   補償するための圧油を制御弁に供給する圧油供給手段を
   接続した建設機械の油圧回路。