JP2004036681A - 油圧駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】油圧ロスの低減が図れ、しかも流量変化や圧力変化を減少させてショック（衝撃）の発生を防止することができる油圧駆動装置を提供する。
【解決手段】一の油圧回路部１ａの油圧ポンプ２ａに所属するアクチュエータ３ａの供給流量が不足するときに、合分流弁５を合流状態として、他の油圧回路部１ｂの油圧ポンプ２ｂの圧油を供給流量が不足するアクチュエータ３ａに補給する油圧駆動装置である。補給する側の油圧回路部１ｂの主制御弁４ｂよりも上流部と、補給される油圧回路部１ａとをバイパスするバイパス通路２０を設ける。バイパス通路２０に、補給される側への圧油の流入のみを許容する逆止弁２１と、補給される側の主制御弁４ａと連動して、主制御弁４ａが閉鎖状態ときにバイパス通路２０を閉状態とする副制御弁２２とを介設する。
【選択図】 図１
【解決手段】一の油圧回路部１ａの油圧ポンプ２ａに所属するアクチュエータ３ａの供給流量が不足するときに、合分流弁５を合流状態として、他の油圧回路部１ｂの油圧ポンプ２ｂの圧油を供給流量が不足するアクチュエータ３ａに補給する油圧駆動装置である。補給する側の油圧回路部１ｂの主制御弁４ｂよりも上流部と、補給される油圧回路部１ａとをバイパスするバイパス通路２０を設ける。バイパス通路２０に、補給される側への圧油の流入のみを許容する逆止弁２１と、補給される側の主制御弁４ａと連動して、主制御弁４ａが閉鎖状態ときにバイパス通路２０を閉状態とする副制御弁２２とを介設する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧駆動装置に関し、特に、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の油圧駆動装置としては、従来から、図６（ａ）（ｂ）に示すように、複数（この場合２個）の第１及び第２油圧ポンプ５１ａ、５１ｂと、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂからの圧油にて駆動する複数（この場合２個）の第１及び第２アクチュエータ５２ａ、５２ｂと、各アクチュエータ５２ａ、５２ｂへの供給流量を制御する第１及び第２制御弁５３ａ、５３ｂとを備えたものがある。この場合、第１油圧ポンプ５１ａと、第１アクチュエータ５２ａと、第１制御弁５３ａとで第１油圧回路部５５ａを構成し、第２油圧ポンプ５１ｂと、第２アクチュエータ５２ｂと、第２制御弁５３ｂとで第２油圧回路部５５ｂを構成する。そして、各制御弁５３ａ、５３ｂよりも上流側において、第１油圧回路部５５ａと第２油圧回路部５５ｂを、合分流弁５６が介設された合流・分流用通路５７にて接続している。
【０００３】
このため、第１油圧回路部５５ａの第１アクチュエータ５２ａへの供給流量が不足するときに、図６（ａ）に示すように合分流弁５６を合流状態として、第２油圧回路部５５ｂの第２油圧ポンプ５１ｂの圧油を供給流量が不足する第１アクチュエータ５２ａに補給することができる。すなわち、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂのポンプ最大容量をそれぞれ１．０Ｐとした場合に、第１アクチュエータ５２ａを駆動させるのに１．５Ｐ必要であれば、第１油圧ポンプ５１ａからの１．０Ｐに、第２油圧ポンプ５１ｂからの０．５Ｐを加えることによって、１．５Ｐでもって第１アクチュエータ５２ａを駆動させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６（ａ）のように、第１油圧回路部５５ａの第１アクチュエータ５２ａの必要油圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ２で、第２油圧回路部５５ｂの第２アクチュエータ５２ｂの必要油圧が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２である場合に、合分流弁５６を合流状態とすれば、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂは高い方の圧力（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）にする必要ある。このためいわゆる油圧ロスを招いていた。これに対して、図６（ｂ）のように、合分流弁５６を分流状態とした場合には、各油圧回路部５５ａ、５５ｂ毎に、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの圧力を設定することができる。すなわち、第１アクチュエータ５２ａに対応する第１油圧ポンプ５１ａの圧力の１５０ｋｇｆ／ｃｍ２とし、第２アクチュエータ５２ｂに対応する第２油圧ポンプ５１ｂの２５０ｋｇｆ／ｃｍ２とすることができ、油圧ロスを解消することができる。このため従来は、両アクチュエータ５２ａ、５２ｂの同時操作時において、いずれか一方の油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの吐出圧力が、例えば２５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上になったときに合分流弁５６を遮断して分流状態にしている。
【０００５】
しかしながら、図６（ａ）の合流状態から図６（ｂ）の分離状態へ切換えた場合、流量変化や圧力変化が生じて、大きなショック（衝撃）を生じ、その際にショック音等が発生したり、さらには、流量変化や圧力変化に起因して操作性が大きく損われたりすることがあった。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、油圧ロスの低減が図れ、しかも流量変化や圧力変化を減少させてショック（衝撃）の発生を低減することができる油圧駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油にて駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータへの供給流量を制御する主制御弁とを有する複数の油圧回路部を備え、主制御弁の上流側において、合分流弁が介設された合流・分流用通路にて上記油圧回路部を接続し、一の油圧回路部の油圧ポンプに所属するアクチュエータの供給流量が不足するときに、上記合分流弁を合流状態として、他の油圧回路部の油圧ポンプの圧油を供給流量が不足するアクチュエータに補給するように構成した油圧駆動装置であって、補給する側の油圧回路部の上記主制御弁よりも上流部と、補給される油圧回路部とをバイパスするバイパス通路を設けると共に、このバイパス通路に、補給される側への圧油の流入のみを許容する逆止弁を介設したことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の油圧駆動装置では、バイパス通路を設けたことにより、合分流弁を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路を介して、補給する側の油圧回路部から補給される側の油圧回路部へ圧油を流入させたままの状態を維持することができる。これにより、この切換時に、流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。また、バイパス通路には、逆止弁を介設しているので、補給されるアクチュエータの圧力が補給するアクチュエータの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。すなわち、補給されるアクチュエータの負荷圧の上昇により、補給流量（応援流量）が減少し、滑らかに分離（分流）状態へ移行させることができる。またこのように分離（分流）状態に移行することにより、油圧ロスの低減が図れる。
【０００９】
請求項２の油圧駆動装置は、上記バイパス通路に、上記逆止弁と共に、圧油が補給される側の主制御弁と連動して、この主制御弁が閉鎖状態のときにこのバイパス通路を閉状態とする副制御弁を介設したことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の油圧駆動装置では、圧油が補強される側の主制御弁が閉鎖状態のときにバイパス通路を閉状態とする副制御弁を設けているので、この主制御弁が閉鎖状態であるときには、補強される側の油圧回路への圧油の流入を確実に停止できる。これにより、合流状態から分離（分流）状態への移行を安定して行うことができる。
【００１１】
請求項３の油圧駆動装置は、補給される側の上記バイパス通路の接続部を上記主制御弁よりも下流側としたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の油圧駆動装置では、バイパス通路からの応援圧油を、補給される側の主制御弁よりも下流側において合流させることができ、この補給される側のアクチュエータの駆動が安定したものとなる。
【００１３】
請求項４の油圧駆動装置は、上記主制御弁を流量制御弁とすると共に、上記副制御弁を圧油が補給される側の主制御弁と連動する高速用流量制御弁としたことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４の油圧駆動装置では、一方のアクチュエータ側が大流量を必要とする場合には、副制御弁である高速用流量制御弁が開状態となって、バイパス通路からの応援圧油を確実に供給できる。しかも、このように大流量を必要とした後に合分流弁を分流状態に切換えてもこの高速用流量制御弁が開状態であるので、請求項１におけるショック（衝撃）を和らげる効果が顕著に現われる。
【００１５】
請求項５の油圧駆動装置は、上記油圧ポンプの基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて上記合分流弁の合流と分流との切換えを行うと共に、上記基準圧力の変更を可能としたことを特徴としている。
【００１６】
上記請求項５の油圧駆動装置では、設定した基準圧力に基づいて合分流弁５の合流と分流との切換えを行うので、この切換の信頼性が向上する。また、基準圧力の変更が可能であるので、各アクチュエータの作業モードに合わせて合流と分流との切換えを行うことができ、この油圧駆動装置が使用される油圧ショベル等の建設機械の作業性及び作業能率の向上を達成できる。
【００１７】
請求項６の油圧駆動装置は、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項６の油圧駆動装置では、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させているので、切換えの際においてハンチングを防止することができ、切換動作の信頼性が向上する。
【００１９】
請求項７の油圧駆動装置は、補給される側の油圧回路部の圧力が補給する側の油圧回路部の圧力よりも大きくなったときに、分流状態となることを特徴としている。
【００２０】
上記請求項７の油圧駆動装置では、補給される側（合流される側）の油圧回路部の圧力が補給する側（合流する側）の油圧回路部の圧力よりも大きくなったときには、圧油を補給（応援）する必要がなく、この状態で分流状態とすることができる。これにより、合流状態から滑らかに分流状態となり、油圧ロスの少ない運転を確実に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の油圧駆動装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は油圧駆動装置の回路図を示し、図２はこの回路図の簡略図を示す。この油圧駆動装置は例えば、油圧ショベル等の建設機械に使用される。なお、油圧ショベルは例えば図５に示すように、下部走行体４１と、この下部走行体４１に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体４２とを備え、上部旋回体４２から作業機４３が連設されている。また、作業機４３は、ブーム４４と、アーム４５と、バケット４６とを備える。
【００２２】
油圧駆動装置は、複数（この場合２つ）の油圧回路部１ａ、１ｂを備え、各油圧回路部１ａ、１ｂは、エンジンＥにて駆動される油圧ポンプ２ａ、２ｂと、各油圧ポンプ２ａ、２ｂからの圧油にて駆動されるアクチュエータ３ａ、３ｂと、各アクチュエータ３ａ、３ｂへの供給流量を制御する主制御弁４ａ、４ｂとを有する。また、各油圧回路部１ａ、１ｂは、合分流弁５が介設された合流・分流用通路６にて接続されている。以下の説明において、一方のアクチュエータ３ａとして、上記アーム４５を揺動させるアーム用シリンダとし、他方のアクチュエータ３ｂとして、上記バケット４６を揺動させるバケット用シリンダとして説明する。また、一方の油圧回路部１ａを第１油圧回路部と呼び、他方の油圧回路部１ｂを第２油圧回路部と呼び、一方の油圧ポンプ２ａを第１油圧ポンプと呼び、他方の油圧ポンプ２ｂを第２油圧ポンプと呼ぶものとする。
【００２３】
すなわち、第１油圧回路部１ａは、第１油圧ポンプ２ａとアーム用シリンダ３ａとを接続するアーム用流路７ａに、アーム用流量方向制御弁（主制御弁）４ａと第１チェック機能付圧力補償弁８ａを介設し、第２油圧回路部１ｂは、第２油圧ポンプ２ｂとバケット用シリンダ３ｂとを接続するバケット用流路７ｂに、バケット用流量方向制御弁（主制御弁）４ｂと第２チェック機能付圧力補償弁８ｂを介設している。アーム用及びバケット用流路７ａ、７ｂにおいて、第１及び第２油圧ポンプ２ａ、２ｂから合流・分流用通路６までを吐出ライン９ａ、９ｂと呼び、吐出ライン９ａ、９ｂと合流・分流用通路６との合流点１０ａ、１０ｂからアーム用及びバケット用シリンダ３ａ、３ｂまでを油圧供給ライン１１ａ、１１ｂと呼べば、この油圧供給ライン１１ａ、１１ｂにその上流側からアーム用及びバケット用流量方向制御弁４ａ、４ｂと第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂが順次介設されている。また、吐出ライン９ａ、９ｂには圧力センサ１２ａ、１２ｂが設けられている。
【００２４】
図１の回路図は、アーム用シリンダ３ａ及びバケット用シリンダ３ｂを伸長するアーム掘削及びバケット掘削を実施し、第１油圧回路部１ａと第２油圧回路部１ｂを合流させる状態を示しており、何の操作もされておらずアーム４５及びバケット４６が停止状態にある時には、アーム用及びバケット用流量方向制御弁（主制御弁）４ａ、４ｂとアーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２は、中立位置（各制御弁４ａ、４ｂ、２２の図の中心の「閉」の位置）にある。また、第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂは通常は矢印のように、上流から下流への流れを許容し、下流から上流への流れを規制する。すなわち、第１チェック機能付圧力補償弁８ａは、第１油圧ポンプ２ａからアーム用シリンダ３ａへの圧油の流れが逆流するのを防止し、第２チェック機能付圧力補償弁８ｂは、第２油圧ポンプ２ｂからバケット用シリンダ３ｂへの圧油の流れが逆流するのを防止する。図１の第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂの配置は、アーム掘削時及びバケット掘削時の配置であり、アームダンプ時及びバケットダンプ時の配置は図示しないが、これとは異なるものとなる。
【００２５】
ところで、合分流弁５は制御手段（コントローラ）１５にて制御されるものであり、この制御手段１５からの指令信号が電磁切換弁１６に入力され、この電磁切換弁１６が切換ることにより、合分流弁５が合流状態または分流状態に切換る。すなわち、電磁切換弁１６の切換タイミングを変更することによって、合分流弁５の開閉の圧力設定を各種状況に応じて変更することができる。この場合、吐出ライン９ａと電磁切換弁１６とが、減圧弁（二次圧一定形減圧弁）１７が介設されたパイロット配管１８にて接続される。従って、第１油圧ポンプ２ａからの圧油が減圧弁１７にて減圧されて、電磁切換弁１６に供給される。また、合分流弁５と電磁切換弁１６との間には比例弁（電磁比例弁）又は絞り１９が介設され、合分流弁５の切換時のショック（衝撃）を軽減するために、合分流弁５を少しずつ作動させるようにしている。なお、コントローラ１５は例えばマイクロコンピュータ等にて構成することができる。
【００２６】
そして、この油圧駆動装置は、第１油圧回路部１ａと第２油圧回路部１ｂとをバイパスするバイパス通路２０を設けている。また、このバイパス通路２０には、アーム用シリンダ３ａ側への圧油の流入のみを許容するチェック機能付圧力補償弁（逆止弁）２１と、アーム用流量方向制御弁４ａと連動して、このアーム用流量方向制御弁４ａが閉鎖状態のときにこのバイパス通路２０を閉状態とするアーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２とを介設している。すなわち、第２油圧回路部１ｂ側の合流点１０ｂと、供給ライン１１ａの第１チェック機能付圧力補償弁８ａよりも下流側とをバイパス通路２０にて接続するものである。また、アーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２としては上記アーム用及びバケット用流量方向制御弁４ａ、４ｂと同様の流量方向制御弁が使用され、チェック機能付圧力補償弁２１よりも上流側に配置されている。この場合、アーム用流量方向制御弁４ａと、アーム高速用流量制御弁２２とは連動し、アーム用シリンダ３ａが大流量を要求する場合に、アーム用流量方向制御弁４ａが開状態となった後に、アーム高速用流量制御弁２２が開状態となって、アーム用流量方向制御弁４ａ及びアーム高速用流量制御弁２２が共に開状態となり、また、大流量の要求が無くなれば、アーム高速用流量制御弁２２が閉状態となって、アーム用流量方向制御弁４ａのみの開状態となる。
【００２７】
また、コントローラ１５には、選択作業モードを設定するためのモニタパネル２３と、エンジン目標回転数を設定するためのダイヤル（スロットダイヤル）２４等が接続されている。ここで、選択される作業とは、アーム４５の揺動（掘削）作業、バケット４６の揺動（掘削）作業等であり、図示しない操作レバーに設置されたスイッチ（圧力スイッチ）からの出力信号にて各種の作業の指令が行われる。
【００２８】
次に、上記のように構成された油圧駆動装置の動作について、図２の簡略図を使用して説明する。この際、図２（ａ）は合流状態を示し、図２（ｂ）は合流状態から分流（分離）状態に切換ったときの状態を示し、図２（ｃ）は分流状態を示している。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、合流させることによって、第２油圧回路部１ｂの油圧ポンプ２ｂの圧油がバイパス通路２０及び合流・分流通路６を介して第１油圧回路部１ａに補給（応援）することができる。すなわち、各油圧ポンプ２ａ、２ｂのポンプ最大容量を１．０Ｐとした場合に、アーム用シリンダ３ａを駆動させるのに１．５Ｐ必要であれば、第１油圧ポンプ２ａからの１．０Ｐに、第２油圧ポンプ２ｂからの０．５Ｐを加えることによって、１．５Ｐでもってアーム用シリンダ３ａを駆動させることができる。この際、各油圧ポンプ２ａ、２ｂの圧力は、例えば１００ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００３０】
また、バケット用シリンダ３ｂの圧力上昇により、この図２（ａ）の状態から図２（ｂ）のように、合分流弁５を分流状態に切換えたときは、バイパス通路２０を介して、第２油圧ポンプ２ｂの圧油は第１油圧回路部１ａのアーム用シリンダ３ａに供給される（この際、両油圧ポンプ２ａ、２ｂの圧力は、２５０ｋｇｆ／ｃｍ２である）。このため、合分流弁５の切換えによる流量の変化は少なく、この流量変化によるショック（衝撃）を生じさせない。
【００３１】
そして、この状態からアーム４５側の圧力がバケット４６側の圧力よりも大きくなれば、このチェック機能付圧力補償弁２１にてアーム側への圧油の流入を停止することになる。すなわち、アーム用シリンダ３ａの負荷圧（アーム負荷圧）の上昇により、図２（Ｃ）のように、応援流量が減少し滑らかに分離状態となる。この場合、第１油圧ポンプ２ａの圧力が３００ｋｇｆ／ｃｍ２となり、第２油圧ポンプ２ｂの圧力が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２となっている。このように、補給される側（合流される側）の第１油圧回路部１ａの圧力が補給する側（合流する側）の第２油圧回路部１ｂの圧力よりも大きくなるとき（補給する側の第２油圧回路部１ｂの圧力が補給される側の第１油圧回路部１ａの圧力がよりも低下するとき）、及びアーム高速用流量制御弁２２がＯＦＦのとき（閉状態のとき）には、分流状態となる。
【００３２】
ところで、合分流弁５の合流と分流との切換えは、両油圧ポンプ２ａ、２ｂの基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて行うものであり、この基準圧力の変更を可能としている。また、図２において説明した動作は、アーム高速用流量制御弁２２が開いているときのものであって、このアーム高速用流量制御弁２２が切れているとき（閉じているとき）にはこの制御は行われない。
【００３３】
次に、図３のフローチャート図を使用して、アーム４５、バケット４６の作動時の合分流動作を説明する。この場合、この油圧ショベルの他の作業（走行、上部旋回体２の旋回等）はＯＦＦ（停止）状態とし、また合分流弁５に対しては合流要求が存在するものとする。また、ここで特徴的な点は、合分流弁５の合流状態（開状態）から分流状態（閉状態）へ切換る際の基準圧力と、閉状態から閉状態へ切換る際の基準圧力とを相違させている。
【００３４】
すなわち、ステップＳ１で作業モードが掘削か否かを判断する。作業モードが掘削であれば、ステップＳ２へ移行し、作業モードが掘削でない場合（その他の操作モード等の場合）には、ステップＳ３へ移行する。ここで、掘削とは、アーム４５、バケット４６の掘削作動（動作）を行うことをいう。そして、ステップＳ３で合分流弁５が閉であれば開状態としてステップＳ１へ戻る。なお、ステップＳ３で合分流弁５が開であればその開のままステップＳ１へ戻る。
【００３５】
そして、ステップＳ２では、アーム４５とバケット４６とが同時に掘削動作を行っているか否かを判断する。そして、同時に掘削動作を行わないならば、ステップＳ３へ移行し、同時に掘削を行う場合にはステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では合分流弁５が開か否かを判断する。合分流弁５が開であればステップＳ５へ移行し、合分流弁５が閉であればステップＳ６へ移行する。
【００３６】
ステップＳ５では、Ｐ１ｏｒＰ２≧２５０ｋｇｆ／ｃｍ２（２４．５ＭＰａ）が成立するか否かを判断する。ここで、Ｐ１は圧力センサ１２ａの圧力であり、Ｐ２は圧力センサ１２ｂの圧力である。すなわち、Ｐ１またはＰ２が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば、ステップＳ７へ移行して合分流弁５を閉状態として分流状態とする。そして、上記式が成立しなければ、ステップＳ１へ戻る。
【００３７】
また、ステップＳ６では、Ｐ１ａｎｄＰ２＜２２０ｋｇｆ／ｃｍ２（２１．６ＭＰａ）が成立するか否かを判断する。すなわち、Ｐ１とＰ２とが２２０ｋｇｆ／ｃｍ２未満であれば、ステップＳ８へ移行して合分流弁５を開状態として合流状態とする。そして、上記式が成立しなければ、ステップＳ１へ戻る。
【００３８】
このように、合流状態において、Ｐ１またはＰ２が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上となれば、分流状態として油圧ロスをなくすことができ、また、分流状態において、Ｐ１とＰ２とが２２０ｋｇｆ／ｃｍ２未満となれば、合流状態としてアーム４５とバケット４６とのいずれかを高速駆動させることができる。しかも、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させているので、切換時においてハンチングを回避することができ、切換動作の信頼性が向上する。
【００３９】
また、この油圧駆動装置によれば、バイパス通路２０を設け、このバイパス通路２０に、圧油が補給される側のアーム用流量方向制御弁４ａと連動して、このアーム用流量方向制御弁４ａが閉鎖状態ときにバイパス通路２０を閉状態とする副制御弁２２を設けたことにより、合分流弁５を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路２０を介して、補給する側の第２油圧回路部１ｂから補給される側の第１油圧回路部１ａへ圧油を流入させることができる。これにより、この切換時における流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。
【００４０】
さらに、バイパス通路２０にはチェック機能付圧力補償弁２１を介設しているので、補給されるアーム用シリンダ３ａの圧力が補給するバケット用シリンダ３ｂの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。すなわち、補給されるアーム用シリンダ３ａの負荷圧の上昇により、補給流量（応援流量）が減少し、滑らかに分離（分流）状態へ移行させることができる。これによって、合流される側の第１油圧ポンプ２ａの圧力が合流する側の第２油圧ポンプ２ｂの圧力よりも大きくなったときに、油圧回路部１ａ、１ｂとを分流させることになる。またこのように分離（分流）状態に移行することにより、油圧ロス（合流ロス）の低減を図ることができる。
【００４１】
しかも、上記主制御弁４ａ、４ｂを流量方向制御弁とすると共に、上記副制御弁２２を圧油が補給される側の主制御弁４ａと連動する高速用流量制御弁としたので、アーム用シリンダ３ａ側が大流量を必要とする場合には、副制御弁２２である高速用流量制御弁が開状態となって、バイパス通路２０からの応援圧油を確実に供給できる。しかも、このように大流量を必要とした後に合分流弁５を分流状態に切換えてもこの高速用流量制御弁２２が開状態であるので、ショック（衝撃）を和らげる効果が顕著に現われる。
【００４２】
ところで、上記基準圧力の変更は可能であって、分流させるときの基準圧力を例えば１５０ｋｇｆ／ｃｍ２や１２０ｋｇｆ／ｃｍ２としたり、合流させるときの基準圧力を例えば２００ｋｇｆ／ｃｍ２や１７０ｋｇｆ／ｃｍ２としたりすることができる。すなわち、アーム用及びバケット用シリンダ３ａ、３ｂの作業モードの変更を行うことができ、この油圧駆動装置が使用される油圧ショベル等の建設機械の作業性及び作業能率の向上を達成できる。なお、図１と図２に示す油圧駆動装置において、チェック機能付圧力補償弁２１をアーム高速用流量制御弁２２よりも上流側に配設したり、バイパス通路２０の第１油圧回路部１ａ（補給される側の油圧回路部）側の合流点としてこの第１油圧回路部１ａのアーム用流量方向制御弁４ａの下流側で第１チェック機能付圧力補償弁８ａよりも上流側に設けたりしてもよい。
【００４３】
次に、図４は他の実施の形態を示し、この場合、バイパス通路２０が合流・分流通路６をバイパスしている。そして、このバイパス通路２０にも、チェック機能付圧力補償弁２１と、副制御弁２２とが介設されるが、この際、チェック機能付圧力補償弁２１が副制御弁２２よりも補給する側の第２油圧回路部１ｂ寄りに設けられている。また、この副制御弁２２は開閉弁であり、この開閉が補給される側のアーム用流量方向制御弁４ａに連動している。すなわち、アーム用流量方向制御弁４ａが閉状態であれば、副制御弁２２は閉状態となって、バイパス通路２０を介して第２油圧ポンプ２ｂから圧油が第１油圧回路部１ａへ流入されない。また、アーム用流量方向制御弁４ａが開状態であれば、副制御弁２２は開状態となって、バイパス通路２０を介して第２油圧ポンプ２ｂから圧油がアーム用シリンダ３ａへ流入させる。なお、この図４の他の構成は図１に示す油圧駆動装置と同様であるので、同一部分を同一の符号にて示し、その説明を省略する。
【００４４】
このため、この図４に示す油圧駆動装置においても、合分流弁５を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路２０を介して、補給する側の第２油圧回路部１ｂから補給される側の第１油圧回路部１ａへ圧油を流入させることができる。これにより、この切換時における流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。また、バイパス通路２０には、チェック機能付圧力補償弁２１を介設しているので、補給されるアーム用シリンダ３ａの圧力が補給するバケット用シリンダ３ｂの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。なお、この図４は、上記図２（ｂ）に対応して、合流状態から分流状態に切換えたときの状態を示している。
【００４５】
以上この発明の油圧駆動装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、油圧回路部としては３本以上あってもよく、この場合、各油圧回路部間に、合分流弁５やバイパス通路２０等を設ければよい。また、油圧ショベル等の建設機械において、アーム４５とバケット４６の作動に加え、下部走行体４１の走行、上部旋回体４２の旋回、ブーム４４の作動等を行うことができる場合に、走行のみ行うときには、合分流弁５を閉状態に固定し、走行停止（ＯＦＦ）して上部旋回体４２のみを作動させるときには、合分流弁５を開状態に固定する等の操作を行うことができる。なお、上記実施形態では、主制御弁４ａ、４ｂとして流量方向制御弁を使用したが、流量制御弁であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の油圧駆動装置の実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】上記油圧駆動装置の動作状態を示し、（ａ）は合流状態の簡略図であり、（ｂ）は合流状態から分流状態へ切換ったときを示す簡略図であり、（ｃ）は分流状態の簡略図である。
【図３】上記油圧駆動装置を使用した建設機械において、アームとバケットの作動時の合分流を示すフローチャート図である。
【図４】この発明の油圧駆動装置の他の実施形態を示す簡略図である。
【図５】この発明の油圧駆動装置が使用される建設機械の簡略図である。
【図６】従来の油圧駆動装置を示し、（ａ）は合流状態の簡略図であり、（ｂ）は分流状態の簡略図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 油圧回路部
２ａ、２ｂ 油圧ポンプ
３ａ、３ｂ アクチュエータ
４ａ、４ｂ 主制御弁
５ 合分流弁
６ 合流・分流用通路
２０ バイパス通路
２１ 逆止弁
２２ 副制御弁
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧駆動装置に関し、特に、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の油圧駆動装置としては、従来から、図６（ａ）（ｂ）に示すように、複数（この場合２個）の第１及び第２油圧ポンプ５１ａ、５１ｂと、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂからの圧油にて駆動する複数（この場合２個）の第１及び第２アクチュエータ５２ａ、５２ｂと、各アクチュエータ５２ａ、５２ｂへの供給流量を制御する第１及び第２制御弁５３ａ、５３ｂとを備えたものがある。この場合、第１油圧ポンプ５１ａと、第１アクチュエータ５２ａと、第１制御弁５３ａとで第１油圧回路部５５ａを構成し、第２油圧ポンプ５１ｂと、第２アクチュエータ５２ｂと、第２制御弁５３ｂとで第２油圧回路部５５ｂを構成する。そして、各制御弁５３ａ、５３ｂよりも上流側において、第１油圧回路部５５ａと第２油圧回路部５５ｂを、合分流弁５６が介設された合流・分流用通路５７にて接続している。
【０００３】
このため、第１油圧回路部５５ａの第１アクチュエータ５２ａへの供給流量が不足するときに、図６（ａ）に示すように合分流弁５６を合流状態として、第２油圧回路部５５ｂの第２油圧ポンプ５１ｂの圧油を供給流量が不足する第１アクチュエータ５２ａに補給することができる。すなわち、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂのポンプ最大容量をそれぞれ１．０Ｐとした場合に、第１アクチュエータ５２ａを駆動させるのに１．５Ｐ必要であれば、第１油圧ポンプ５１ａからの１．０Ｐに、第２油圧ポンプ５１ｂからの０．５Ｐを加えることによって、１．５Ｐでもって第１アクチュエータ５２ａを駆動させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６（ａ）のように、第１油圧回路部５５ａの第１アクチュエータ５２ａの必要油圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ２で、第２油圧回路部５５ｂの第２アクチュエータ５２ｂの必要油圧が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２である場合に、合分流弁５６を合流状態とすれば、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂは高い方の圧力（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）にする必要ある。このためいわゆる油圧ロスを招いていた。これに対して、図６（ｂ）のように、合分流弁５６を分流状態とした場合には、各油圧回路部５５ａ、５５ｂ毎に、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの圧力を設定することができる。すなわち、第１アクチュエータ５２ａに対応する第１油圧ポンプ５１ａの圧力の１５０ｋｇｆ／ｃｍ２とし、第２アクチュエータ５２ｂに対応する第２油圧ポンプ５１ｂの２５０ｋｇｆ／ｃｍ２とすることができ、油圧ロスを解消することができる。このため従来は、両アクチュエータ５２ａ、５２ｂの同時操作時において、いずれか一方の油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの吐出圧力が、例えば２５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上になったときに合分流弁５６を遮断して分流状態にしている。
【０００５】
しかしながら、図６（ａ）の合流状態から図６（ｂ）の分離状態へ切換えた場合、流量変化や圧力変化が生じて、大きなショック（衝撃）を生じ、その際にショック音等が発生したり、さらには、流量変化や圧力変化に起因して操作性が大きく損われたりすることがあった。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、油圧ロスの低減が図れ、しかも流量変化や圧力変化を減少させてショック（衝撃）の発生を低減することができる油圧駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油にて駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータへの供給流量を制御する主制御弁とを有する複数の油圧回路部を備え、主制御弁の上流側において、合分流弁が介設された合流・分流用通路にて上記油圧回路部を接続し、一の油圧回路部の油圧ポンプに所属するアクチュエータの供給流量が不足するときに、上記合分流弁を合流状態として、他の油圧回路部の油圧ポンプの圧油を供給流量が不足するアクチュエータに補給するように構成した油圧駆動装置であって、補給する側の油圧回路部の上記主制御弁よりも上流部と、補給される油圧回路部とをバイパスするバイパス通路を設けると共に、このバイパス通路に、補給される側への圧油の流入のみを許容する逆止弁を介設したことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の油圧駆動装置では、バイパス通路を設けたことにより、合分流弁を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路を介して、補給する側の油圧回路部から補給される側の油圧回路部へ圧油を流入させたままの状態を維持することができる。これにより、この切換時に、流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。また、バイパス通路には、逆止弁を介設しているので、補給されるアクチュエータの圧力が補給するアクチュエータの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。すなわち、補給されるアクチュエータの負荷圧の上昇により、補給流量（応援流量）が減少し、滑らかに分離（分流）状態へ移行させることができる。またこのように分離（分流）状態に移行することにより、油圧ロスの低減が図れる。
【０００９】
請求項２の油圧駆動装置は、上記バイパス通路に、上記逆止弁と共に、圧油が補給される側の主制御弁と連動して、この主制御弁が閉鎖状態のときにこのバイパス通路を閉状態とする副制御弁を介設したことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の油圧駆動装置では、圧油が補強される側の主制御弁が閉鎖状態のときにバイパス通路を閉状態とする副制御弁を設けているので、この主制御弁が閉鎖状態であるときには、補強される側の油圧回路への圧油の流入を確実に停止できる。これにより、合流状態から分離（分流）状態への移行を安定して行うことができる。
【００１１】
請求項３の油圧駆動装置は、補給される側の上記バイパス通路の接続部を上記主制御弁よりも下流側としたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の油圧駆動装置では、バイパス通路からの応援圧油を、補給される側の主制御弁よりも下流側において合流させることができ、この補給される側のアクチュエータの駆動が安定したものとなる。
【００１３】
請求項４の油圧駆動装置は、上記主制御弁を流量制御弁とすると共に、上記副制御弁を圧油が補給される側の主制御弁と連動する高速用流量制御弁としたことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４の油圧駆動装置では、一方のアクチュエータ側が大流量を必要とする場合には、副制御弁である高速用流量制御弁が開状態となって、バイパス通路からの応援圧油を確実に供給できる。しかも、このように大流量を必要とした後に合分流弁を分流状態に切換えてもこの高速用流量制御弁が開状態であるので、請求項１におけるショック（衝撃）を和らげる効果が顕著に現われる。
【００１５】
請求項５の油圧駆動装置は、上記油圧ポンプの基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて上記合分流弁の合流と分流との切換えを行うと共に、上記基準圧力の変更を可能としたことを特徴としている。
【００１６】
上記請求項５の油圧駆動装置では、設定した基準圧力に基づいて合分流弁５の合流と分流との切換えを行うので、この切換の信頼性が向上する。また、基準圧力の変更が可能であるので、各アクチュエータの作業モードに合わせて合流と分流との切換えを行うことができ、この油圧駆動装置が使用される油圧ショベル等の建設機械の作業性及び作業能率の向上を達成できる。
【００１７】
請求項６の油圧駆動装置は、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項６の油圧駆動装置では、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させているので、切換えの際においてハンチングを防止することができ、切換動作の信頼性が向上する。
【００１９】
請求項７の油圧駆動装置は、補給される側の油圧回路部の圧力が補給する側の油圧回路部の圧力よりも大きくなったときに、分流状態となることを特徴としている。
【００２０】
上記請求項７の油圧駆動装置では、補給される側（合流される側）の油圧回路部の圧力が補給する側（合流する側）の油圧回路部の圧力よりも大きくなったときには、圧油を補給（応援）する必要がなく、この状態で分流状態とすることができる。これにより、合流状態から滑らかに分流状態となり、油圧ロスの少ない運転を確実に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の油圧駆動装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は油圧駆動装置の回路図を示し、図２はこの回路図の簡略図を示す。この油圧駆動装置は例えば、油圧ショベル等の建設機械に使用される。なお、油圧ショベルは例えば図５に示すように、下部走行体４１と、この下部走行体４１に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体４２とを備え、上部旋回体４２から作業機４３が連設されている。また、作業機４３は、ブーム４４と、アーム４５と、バケット４６とを備える。
【００２２】
油圧駆動装置は、複数（この場合２つ）の油圧回路部１ａ、１ｂを備え、各油圧回路部１ａ、１ｂは、エンジンＥにて駆動される油圧ポンプ２ａ、２ｂと、各油圧ポンプ２ａ、２ｂからの圧油にて駆動されるアクチュエータ３ａ、３ｂと、各アクチュエータ３ａ、３ｂへの供給流量を制御する主制御弁４ａ、４ｂとを有する。また、各油圧回路部１ａ、１ｂは、合分流弁５が介設された合流・分流用通路６にて接続されている。以下の説明において、一方のアクチュエータ３ａとして、上記アーム４５を揺動させるアーム用シリンダとし、他方のアクチュエータ３ｂとして、上記バケット４６を揺動させるバケット用シリンダとして説明する。また、一方の油圧回路部１ａを第１油圧回路部と呼び、他方の油圧回路部１ｂを第２油圧回路部と呼び、一方の油圧ポンプ２ａを第１油圧ポンプと呼び、他方の油圧ポンプ２ｂを第２油圧ポンプと呼ぶものとする。
【００２３】
すなわち、第１油圧回路部１ａは、第１油圧ポンプ２ａとアーム用シリンダ３ａとを接続するアーム用流路７ａに、アーム用流量方向制御弁（主制御弁）４ａと第１チェック機能付圧力補償弁８ａを介設し、第２油圧回路部１ｂは、第２油圧ポンプ２ｂとバケット用シリンダ３ｂとを接続するバケット用流路７ｂに、バケット用流量方向制御弁（主制御弁）４ｂと第２チェック機能付圧力補償弁８ｂを介設している。アーム用及びバケット用流路７ａ、７ｂにおいて、第１及び第２油圧ポンプ２ａ、２ｂから合流・分流用通路６までを吐出ライン９ａ、９ｂと呼び、吐出ライン９ａ、９ｂと合流・分流用通路６との合流点１０ａ、１０ｂからアーム用及びバケット用シリンダ３ａ、３ｂまでを油圧供給ライン１１ａ、１１ｂと呼べば、この油圧供給ライン１１ａ、１１ｂにその上流側からアーム用及びバケット用流量方向制御弁４ａ、４ｂと第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂが順次介設されている。また、吐出ライン９ａ、９ｂには圧力センサ１２ａ、１２ｂが設けられている。
【００２４】
図１の回路図は、アーム用シリンダ３ａ及びバケット用シリンダ３ｂを伸長するアーム掘削及びバケット掘削を実施し、第１油圧回路部１ａと第２油圧回路部１ｂを合流させる状態を示しており、何の操作もされておらずアーム４５及びバケット４６が停止状態にある時には、アーム用及びバケット用流量方向制御弁（主制御弁）４ａ、４ｂとアーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２は、中立位置（各制御弁４ａ、４ｂ、２２の図の中心の「閉」の位置）にある。また、第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂは通常は矢印のように、上流から下流への流れを許容し、下流から上流への流れを規制する。すなわち、第１チェック機能付圧力補償弁８ａは、第１油圧ポンプ２ａからアーム用シリンダ３ａへの圧油の流れが逆流するのを防止し、第２チェック機能付圧力補償弁８ｂは、第２油圧ポンプ２ｂからバケット用シリンダ３ｂへの圧油の流れが逆流するのを防止する。図１の第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂの配置は、アーム掘削時及びバケット掘削時の配置であり、アームダンプ時及びバケットダンプ時の配置は図示しないが、これとは異なるものとなる。
【００２５】
ところで、合分流弁５は制御手段（コントローラ）１５にて制御されるものであり、この制御手段１５からの指令信号が電磁切換弁１６に入力され、この電磁切換弁１６が切換ることにより、合分流弁５が合流状態または分流状態に切換る。すなわち、電磁切換弁１６の切換タイミングを変更することによって、合分流弁５の開閉の圧力設定を各種状況に応じて変更することができる。この場合、吐出ライン９ａと電磁切換弁１６とが、減圧弁（二次圧一定形減圧弁）１７が介設されたパイロット配管１８にて接続される。従って、第１油圧ポンプ２ａからの圧油が減圧弁１７にて減圧されて、電磁切換弁１６に供給される。また、合分流弁５と電磁切換弁１６との間には比例弁（電磁比例弁）又は絞り１９が介設され、合分流弁５の切換時のショック（衝撃）を軽減するために、合分流弁５を少しずつ作動させるようにしている。なお、コントローラ１５は例えばマイクロコンピュータ等にて構成することができる。
【００２６】
そして、この油圧駆動装置は、第１油圧回路部１ａと第２油圧回路部１ｂとをバイパスするバイパス通路２０を設けている。また、このバイパス通路２０には、アーム用シリンダ３ａ側への圧油の流入のみを許容するチェック機能付圧力補償弁（逆止弁）２１と、アーム用流量方向制御弁４ａと連動して、このアーム用流量方向制御弁４ａが閉鎖状態のときにこのバイパス通路２０を閉状態とするアーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２とを介設している。すなわち、第２油圧回路部１ｂ側の合流点１０ｂと、供給ライン１１ａの第１チェック機能付圧力補償弁８ａよりも下流側とをバイパス通路２０にて接続するものである。また、アーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２としては上記アーム用及びバケット用流量方向制御弁４ａ、４ｂと同様の流量方向制御弁が使用され、チェック機能付圧力補償弁２１よりも上流側に配置されている。この場合、アーム用流量方向制御弁４ａと、アーム高速用流量制御弁２２とは連動し、アーム用シリンダ３ａが大流量を要求する場合に、アーム用流量方向制御弁４ａが開状態となった後に、アーム高速用流量制御弁２２が開状態となって、アーム用流量方向制御弁４ａ及びアーム高速用流量制御弁２２が共に開状態となり、また、大流量の要求が無くなれば、アーム高速用流量制御弁２２が閉状態となって、アーム用流量方向制御弁４ａのみの開状態となる。
【００２７】
また、コントローラ１５には、選択作業モードを設定するためのモニタパネル２３と、エンジン目標回転数を設定するためのダイヤル（スロットダイヤル）２４等が接続されている。ここで、選択される作業とは、アーム４５の揺動（掘削）作業、バケット４６の揺動（掘削）作業等であり、図示しない操作レバーに設置されたスイッチ（圧力スイッチ）からの出力信号にて各種の作業の指令が行われる。
【００２８】
次に、上記のように構成された油圧駆動装置の動作について、図２の簡略図を使用して説明する。この際、図２（ａ）は合流状態を示し、図２（ｂ）は合流状態から分流（分離）状態に切換ったときの状態を示し、図２（ｃ）は分流状態を示している。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、合流させることによって、第２油圧回路部１ｂの油圧ポンプ２ｂの圧油がバイパス通路２０及び合流・分流通路６を介して第１油圧回路部１ａに補給（応援）することができる。すなわち、各油圧ポンプ２ａ、２ｂのポンプ最大容量を１．０Ｐとした場合に、アーム用シリンダ３ａを駆動させるのに１．５Ｐ必要であれば、第１油圧ポンプ２ａからの１．０Ｐに、第２油圧ポンプ２ｂからの０．５Ｐを加えることによって、１．５Ｐでもってアーム用シリンダ３ａを駆動させることができる。この際、各油圧ポンプ２ａ、２ｂの圧力は、例えば１００ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００３０】
また、バケット用シリンダ３ｂの圧力上昇により、この図２（ａ）の状態から図２（ｂ）のように、合分流弁５を分流状態に切換えたときは、バイパス通路２０を介して、第２油圧ポンプ２ｂの圧油は第１油圧回路部１ａのアーム用シリンダ３ａに供給される（この際、両油圧ポンプ２ａ、２ｂの圧力は、２５０ｋｇｆ／ｃｍ２である）。このため、合分流弁５の切換えによる流量の変化は少なく、この流量変化によるショック（衝撃）を生じさせない。
【００３１】
そして、この状態からアーム４５側の圧力がバケット４６側の圧力よりも大きくなれば、このチェック機能付圧力補償弁２１にてアーム側への圧油の流入を停止することになる。すなわち、アーム用シリンダ３ａの負荷圧（アーム負荷圧）の上昇により、図２（Ｃ）のように、応援流量が減少し滑らかに分離状態となる。この場合、第１油圧ポンプ２ａの圧力が３００ｋｇｆ／ｃｍ２となり、第２油圧ポンプ２ｂの圧力が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２となっている。このように、補給される側（合流される側）の第１油圧回路部１ａの圧力が補給する側（合流する側）の第２油圧回路部１ｂの圧力よりも大きくなるとき（補給する側の第２油圧回路部１ｂの圧力が補給される側の第１油圧回路部１ａの圧力がよりも低下するとき）、及びアーム高速用流量制御弁２２がＯＦＦのとき（閉状態のとき）には、分流状態となる。
【００３２】
ところで、合分流弁５の合流と分流との切換えは、両油圧ポンプ２ａ、２ｂの基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて行うものであり、この基準圧力の変更を可能としている。また、図２において説明した動作は、アーム高速用流量制御弁２２が開いているときのものであって、このアーム高速用流量制御弁２２が切れているとき（閉じているとき）にはこの制御は行われない。
【００３３】
次に、図３のフローチャート図を使用して、アーム４５、バケット４６の作動時の合分流動作を説明する。この場合、この油圧ショベルの他の作業（走行、上部旋回体２の旋回等）はＯＦＦ（停止）状態とし、また合分流弁５に対しては合流要求が存在するものとする。また、ここで特徴的な点は、合分流弁５の合流状態（開状態）から分流状態（閉状態）へ切換る際の基準圧力と、閉状態から閉状態へ切換る際の基準圧力とを相違させている。
【００３４】
すなわち、ステップＳ１で作業モードが掘削か否かを判断する。作業モードが掘削であれば、ステップＳ２へ移行し、作業モードが掘削でない場合（その他の操作モード等の場合）には、ステップＳ３へ移行する。ここで、掘削とは、アーム４５、バケット４６の掘削作動（動作）を行うことをいう。そして、ステップＳ３で合分流弁５が閉であれば開状態としてステップＳ１へ戻る。なお、ステップＳ３で合分流弁５が開であればその開のままステップＳ１へ戻る。
【００３５】
そして、ステップＳ２では、アーム４５とバケット４６とが同時に掘削動作を行っているか否かを判断する。そして、同時に掘削動作を行わないならば、ステップＳ３へ移行し、同時に掘削を行う場合にはステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では合分流弁５が開か否かを判断する。合分流弁５が開であればステップＳ５へ移行し、合分流弁５が閉であればステップＳ６へ移行する。
【００３６】
ステップＳ５では、Ｐ１ｏｒＰ２≧２５０ｋｇｆ／ｃｍ２（２４．５ＭＰａ）が成立するか否かを判断する。ここで、Ｐ１は圧力センサ１２ａの圧力であり、Ｐ２は圧力センサ１２ｂの圧力である。すなわち、Ｐ１またはＰ２が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば、ステップＳ７へ移行して合分流弁５を閉状態として分流状態とする。そして、上記式が成立しなければ、ステップＳ１へ戻る。
【００３７】
また、ステップＳ６では、Ｐ１ａｎｄＰ２＜２２０ｋｇｆ／ｃｍ２（２１．６ＭＰａ）が成立するか否かを判断する。すなわち、Ｐ１とＰ２とが２２０ｋｇｆ／ｃｍ２未満であれば、ステップＳ８へ移行して合分流弁５を開状態として合流状態とする。そして、上記式が成立しなければ、ステップＳ１へ戻る。
【００３８】
このように、合流状態において、Ｐ１またはＰ２が２５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上となれば、分流状態として油圧ロスをなくすことができ、また、分流状態において、Ｐ１とＰ２とが２２０ｋｇｆ／ｃｍ２未満となれば、合流状態としてアーム４５とバケット４６とのいずれかを高速駆動させることができる。しかも、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させているので、切換時においてハンチングを回避することができ、切換動作の信頼性が向上する。
【００３９】
また、この油圧駆動装置によれば、バイパス通路２０を設け、このバイパス通路２０に、圧油が補給される側のアーム用流量方向制御弁４ａと連動して、このアーム用流量方向制御弁４ａが閉鎖状態ときにバイパス通路２０を閉状態とする副制御弁２２を設けたことにより、合分流弁５を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路２０を介して、補給する側の第２油圧回路部１ｂから補給される側の第１油圧回路部１ａへ圧油を流入させることができる。これにより、この切換時における流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。
【００４０】
さらに、バイパス通路２０にはチェック機能付圧力補償弁２１を介設しているので、補給されるアーム用シリンダ３ａの圧力が補給するバケット用シリンダ３ｂの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。すなわち、補給されるアーム用シリンダ３ａの負荷圧の上昇により、補給流量（応援流量）が減少し、滑らかに分離（分流）状態へ移行させることができる。これによって、合流される側の第１油圧ポンプ２ａの圧力が合流する側の第２油圧ポンプ２ｂの圧力よりも大きくなったときに、油圧回路部１ａ、１ｂとを分流させることになる。またこのように分離（分流）状態に移行することにより、油圧ロス（合流ロス）の低減を図ることができる。
【００４１】
しかも、上記主制御弁４ａ、４ｂを流量方向制御弁とすると共に、上記副制御弁２２を圧油が補給される側の主制御弁４ａと連動する高速用流量制御弁としたので、アーム用シリンダ３ａ側が大流量を必要とする場合には、副制御弁２２である高速用流量制御弁が開状態となって、バイパス通路２０からの応援圧油を確実に供給できる。しかも、このように大流量を必要とした後に合分流弁５を分流状態に切換えてもこの高速用流量制御弁２２が開状態であるので、ショック（衝撃）を和らげる効果が顕著に現われる。
【００４２】
ところで、上記基準圧力の変更は可能であって、分流させるときの基準圧力を例えば１５０ｋｇｆ／ｃｍ２や１２０ｋｇｆ／ｃｍ２としたり、合流させるときの基準圧力を例えば２００ｋｇｆ／ｃｍ２や１７０ｋｇｆ／ｃｍ２としたりすることができる。すなわち、アーム用及びバケット用シリンダ３ａ、３ｂの作業モードの変更を行うことができ、この油圧駆動装置が使用される油圧ショベル等の建設機械の作業性及び作業能率の向上を達成できる。なお、図１と図２に示す油圧駆動装置において、チェック機能付圧力補償弁２１をアーム高速用流量制御弁２２よりも上流側に配設したり、バイパス通路２０の第１油圧回路部１ａ（補給される側の油圧回路部）側の合流点としてこの第１油圧回路部１ａのアーム用流量方向制御弁４ａの下流側で第１チェック機能付圧力補償弁８ａよりも上流側に設けたりしてもよい。
【００４３】
次に、図４は他の実施の形態を示し、この場合、バイパス通路２０が合流・分流通路６をバイパスしている。そして、このバイパス通路２０にも、チェック機能付圧力補償弁２１と、副制御弁２２とが介設されるが、この際、チェック機能付圧力補償弁２１が副制御弁２２よりも補給する側の第２油圧回路部１ｂ寄りに設けられている。また、この副制御弁２２は開閉弁であり、この開閉が補給される側のアーム用流量方向制御弁４ａに連動している。すなわち、アーム用流量方向制御弁４ａが閉状態であれば、副制御弁２２は閉状態となって、バイパス通路２０を介して第２油圧ポンプ２ｂから圧油が第１油圧回路部１ａへ流入されない。また、アーム用流量方向制御弁４ａが開状態であれば、副制御弁２２は開状態となって、バイパス通路２０を介して第２油圧ポンプ２ｂから圧油がアーム用シリンダ３ａへ流入させる。なお、この図４の他の構成は図１に示す油圧駆動装置と同様であるので、同一部分を同一の符号にて示し、その説明を省略する。
【００４４】
このため、この図４に示す油圧駆動装置においても、合分流弁５を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路２０を介して、補給する側の第２油圧回路部１ｂから補給される側の第１油圧回路部１ａへ圧油を流入させることができる。これにより、この切換時における流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。また、バイパス通路２０には、チェック機能付圧力補償弁２１を介設しているので、補給されるアーム用シリンダ３ａの圧力が補給するバケット用シリンダ３ｂの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。なお、この図４は、上記図２（ｂ）に対応して、合流状態から分流状態に切換えたときの状態を示している。
【００４５】
以上この発明の油圧駆動装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、油圧回路部としては３本以上あってもよく、この場合、各油圧回路部間に、合分流弁５やバイパス通路２０等を設ければよい。また、油圧ショベル等の建設機械において、アーム４５とバケット４６の作動に加え、下部走行体４１の走行、上部旋回体４２の旋回、ブーム４４の作動等を行うことができる場合に、走行のみ行うときには、合分流弁５を閉状態に固定し、走行停止（ＯＦＦ）して上部旋回体４２のみを作動させるときには、合分流弁５を開状態に固定する等の操作を行うことができる。なお、上記実施形態では、主制御弁４ａ、４ｂとして流量方向制御弁を使用したが、流量制御弁であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の油圧駆動装置の実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】上記油圧駆動装置の動作状態を示し、（ａ）は合流状態の簡略図であり、（ｂ）は合流状態から分流状態へ切換ったときを示す簡略図であり、（ｃ）は分流状態の簡略図である。
【図３】上記油圧駆動装置を使用した建設機械において、アームとバケットの作動時の合分流を示すフローチャート図である。
【図４】この発明の油圧駆動装置の他の実施形態を示す簡略図である。
【図５】この発明の油圧駆動装置が使用される建設機械の簡略図である。
【図６】従来の油圧駆動装置を示し、（ａ）は合流状態の簡略図であり、（ｂ）は分流状態の簡略図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 油圧回路部
２ａ、２ｂ 油圧ポンプ
３ａ、３ｂ アクチュエータ
４ａ、４ｂ 主制御弁
５ 合分流弁
６ 合流・分流用通路
２０ バイパス通路
２１ 逆止弁
２２ 副制御弁
Claims (7)
- 油圧ポンプ（２ａ）（２ｂ）と、この油圧ポンプ（２ａ）（２ｂ）からの圧油にて駆動されるアクチュエータ（３ａ）（３ｂ）と、このアクチュエータ（３ａ）（３ｂ）への供給流量を制御する主制御弁（４ａ）（４ｂ）とを有する複数の油圧回路部（１ａ）（１ｂ）を備え、主制御弁（４ａ）（４ｂ）の上流側において、合分流弁（５）が介設された合流・分流用通路（６）にて上記油圧回路部（１ａ）（１ｂ）を接続し、一の油圧回路部（１ａ）の油圧ポンプ（２ａ）に所属するアクチュエータ（３ａ）の供給流量が不足するときに、上記合分流弁（５）を合流状態として、他の油圧回路部（１ｂ）の油圧ポンプ（２ｂ）の圧油を供給流量が不足するアクチュエータ（３ａ）に補給するように構成した油圧駆動装置であって、
補給する側の油圧回路部（１ｂ）の上記主制御弁（４ｂ）よりも上流部と、補給される油圧回路部（１ａ）とをバイパスするバイパス通路（２０）を設けると共に、このバイパス通路（２０）に、補給される側への圧油の流入のみを許容する逆止弁（２１）を介設したことを特徴とする油圧駆動装置。 - 上記バイパス通路（２０）に、上記逆止弁（２１）と共に、圧油が補給される側の主制御弁（４ａ）と連動して、この主制御弁（４ａ）が閉鎖状態のときにこのバイパス通路（２０）を閉状態とする副制御弁（２２）を介設したことを特徴とする請求項１の油圧駆動装置。
- 補給される側の上記バイパス通路（２０）の接続部を上記主制御弁（４ａ）よりも下流側としたことを特徴とする請求項１又は請求項２の油圧駆動装置。
- 上記主制御弁（４ａ）（４ｂ）を流量制御弁とすると共に、上記副制御弁（２２）を圧油が補給される側の主制御弁（４ａ）と連動する高速用流量制御弁としたことを特徴とする請求項２の油圧駆動装置。
- 上記油圧ポンプ（２ａ）（２ｂ）の基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて上記合分流弁（５）の合流と分流との切換えを行うと共に、上記基準圧力の変更を可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの油圧駆動装置。
- 合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させることを特徴とする請求項５の油圧駆動装置。
- 補給される側の油圧回路部（１ａ）の圧力が補給する側の油圧回路部（１ｂ）の圧力よりも大きくなったときに、分流状態となることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの油圧駆動装置。
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