JP2010127362A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定のアクチュエータのハンチングが発生しないＬＳシステムを備える油圧駆動装置を提供する。
【解決手段】ポンプ制御手段１８にシリンダー一体型ストッパー１１と切換弁１２、切替弁６７、シャトル弁６８を設けた。アクチュエータ２４の操作を検出し、切換弁１２の圧力信号ポート１２aに圧油が供給されるようにした。切換弁１２が切り換るとシリンダー一体型ストッパー１１へ圧油が供給され、可変ポンプ３１の吐出流量がアクチュエータ２４の要求流量より多くなるよう可変ポンプ３１の最低容量が増加するようにした。アクチュエータ２４と該アクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６が同時操作されると切換弁１２，切換弁６７が共に切り換り、可変ポンプ３１の吐出流量がアクチュエータ２４の要求流量に関係なく最大流量を吐出するよう可変ポンプ３１が最大容量になるようにした。
【選択図】図１

Description

本溌明は、油圧ショベルなどの建設機械及び各種作業機械に使用される油圧駆動装置に関する。

従来、この種の油圧駆動装置の特許文献２では、特定のアクチュエータ、例えばショベルの旋回モータを含む複数のアクチュエータを持つものでそれぞれのアクチュエータの用の方向切換弁の前後差圧を制御する圧力補償弁の目標補償圧をすべて、可変ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータ最高負荷圧との実際の差圧である２次圧力ＰＬＳ圧してロードセンシングシステム（以下、ＬＳシステムという）を構成している。
このＬＳシステムでは、特定のアクチュエータの単独動作から特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作へ移行する場合、可変ポンプの吐出流量をコントロールバルブの要求流量が上回るサチュレーション状態となった場合に特定のアクチュエータの速度低下が起こる問題がある。また逆に特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作から特定のアクチュエータの単独動作へ移行する場合に余剰流量が発生した瞬間に特定のアクチュエータの速度上昇が発生する。

具体的な例では、ショベルでブームシリンダーと旋回モータを同時作動した状態からブームシリンダーの動作を急激に止めると余剰流量が発生し、その余剰流量が旋回モータに流れ、旋回ショックが発生する。逆に、旋回モータの単独動作から旋回モータとブームシリンダーの複合動作に急激に移行したときポンプの吐出流量が不足するサチュレーション状態になり旋回速度が急激に落ちショックが発生する（例えば、特許文献２参照）。
なお、旋回モータの速度変化はオペレータが体感できるため、オペレータは自分の意図しない速度変化に対し敏感に認識し、不満を感じる。よって、特定のアクチュエータである旋回モータは特定のアクチュエータ以外のアクチュエータに比べ速度変化を抑制する必要がある。

ここで、特許文献１の目的は特許文献２に記載されたＬＳシステムの問題点の解消すなわち、特許文献２に開示のＬＳシステムにおいて、
１．可変ポンプの吐出流量がサチュレーション状態になっても特定のアクチエータに優先的に流量を供給すること。その特定のアクチュエータの速度変化を抑え、かつ原動機の回転数に関係無くその優先性を維持すること。
２．また、特定のアクチュエータの単独動作から特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作へ移行する場合の特定のアクチュエータの速度変化を抑えること。
３．また、逆に特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作から特定のアクチュエータの単独動作へ移行する場合の特定のアクチュエータの速度変化を抑えることである。

そこで、特許文献１に記載されているＬＳシステムは、図９に示すように特定のアクチュエータ２３以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５の前後差圧を制御する圧力補償弁２８の補償差圧をＰＬＳ圧２５ｂとし、特定のアクチュエータ１４用の方向切換弁２３の前後差圧を制御する圧力補償弁２７の補償差圧をＰｇｒ圧２１ｂとしている。
したがって、可変ポンプの吐出流量が不足するサチュレーション状態（ＰＬＳ圧が低下する）や逆に余剰流量が生じる状態（ＰＬＳ圧が上昇）になっても特定のアクチュエータ２４の圧力補償弁２７の補償差圧はＰｇｒ圧２１ｂのままであり、ＰＬＳ圧２５ｂの変化には関係無く供給する流量を一定になるようにしている（つまり特定のアクチュエータ１４の速度が一定になるようにしている）。なお、参照符号１８はポンプ制御手段、参照符号１９は目標補償差圧発生回路をそれぞれ示す。
特開２００２−３２３００１号公報 特開２００１−１９３７０５号公報

しかしながら、特許文献１において特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する圧力補償弁の補償差圧をＰｇｒ圧としていることによって、以下の問題が発生する場合がある。
特定のアクチュエータの単独動作時にハンチングが生じる場合がある。そこで、特許文献１のハンチング発生を図１０の特許文献１の可変ポンプ８５の構造例で説明する。
特定のアクチュエータ２４（図６参照）の操作時は、可変ポンプ８５の吐出容量を決めているポンプ傾転角は、最大容量位置（斜板１４の状態は、図１０の位置８７）と最低容量位置（斜板１４の状態は、図１０の位置８８）の間の容量で圧力やスプリング力のバランスで制御されているため圧力が一定せず、圧力応答と、可変ポンプ８５の斜板１４の動きの応答遅れなどにより起こる。なお、参照符号８９は斜板１４のストッパ部材である。

この油圧駆動装置の問題は、実機では具体的に次のような問題になる。
例えば、ショベルで特定のアクチュエータである旋回モータを単独動作したときに、旋回モータがハンチングすると、バケットの土が落ちてしまい作業の効率が悪くなる。
また、近年ショベルのクレーン仕様が増えており、オペレータの意図に関係なく吊り荷がゆれてしまい操作性が著しく損なわれる。さらに、オペレータに不快な音と振動が伝わってしまう。

前記の問題は特許文献１がその問題を解決しようとした特許文献２の油圧駆動装置では発生しない。また、前記の問題はコントロールバルブの要求流量が、可変ポンプが制御しうる最低流量を越える条件のみで発生する。
さらに、以下の条件下での動作、すなわち特定のアクチュエータを含まないアクチュエータの単独動作時及び複合動作時では、ハンチングは特許文献１でも発生しない。
以上説明したように、特許文献２の問題点を解決するための技術である特許文献１では特許文献２にはなかった問題がある。

前記の問題を解決するため、本発明は特許文献２の問題点を再発させることなく特許文献の問題点である前述の特定のアクチュエータのハンチングが発生しないＬＳシステムを備える油圧駆動装置を提供することを目的とする。さらに、本発明では、特許文献１でハンチングが発生する条件になった場合に、可変ポンプのポンプ傾転角を強制的に固定することで、問題を解決する油圧駆動装置を提供する。

前記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、原動機と、
前記原動機の駆動により吐出流量を変化させることのできる可変ポンプと、
前記可変ポンプから吐出される圧油により駆動する複数のアクチュエータと、
前記可変ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁と、
前記複数の方向切換弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
を備え、
前記可変ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧力よりロードセンシング目標補償差圧だけ高くなるようなロードセンシング目標補償差圧と前記可変ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との実際の差圧である２次圧力ＰＬＳ圧とが対抗して導かれるポンプ傾転角制御弁を含むロードセンシング制御するロードセンシングシステム有し、
前記可変ポンプを駆動する前記原動機の回転数に依存する圧力を出力する回転数を検出する手段である目標補償差圧発生回路を備え、前記複数の圧力補償弁のうち、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を前記目標補償差圧発生回路内の第２差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧であるＬＳシステムの目標補償差圧とし、かつ特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁以外の圧力補償弁の補償差圧を前記２次圧力ＰＬＳ圧とするＬＳシステムにおいて、
前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを検出し、前記可変ポンプの最低吐出流量が特定のアクチュエータが必要とする流量以上になるように、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作された場合のみ可変ポンプ１回転あたりの最低容量が常用時に対し、大きくなるようにしたことを特徴とし、かつ特定のアクチュエータ操作と、特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの複合操作時には前記可変ポンプの吐出流量が最大吐出流量になるように、前記可変ポンプ１回転あたりの容量が最大になるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を目標補償差圧発生回路内の第２差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧Ｐｇｒ圧としたＬＳシステムにおいて、特定のアクチュエーを単独操作した場合でも、可変ポンプの斜板角は、機械的に固定されるので、特定のアクチュエータ操作時にハンチングが発生しないＬＳシステムとすることができる。
具体的には、例えばショベルで旋回単独動作をしたときに、旋回モータのハンチングはなく、バケットの土が落ちてしまい作業の効率が悪化することがない。ショベルのクレーン仕様機では、オペレータの意図に関係なく吊り荷がゆれてしまうこともなく操作性を損なうことがなくなる。またオペレータに対しても不快な音と振動が伝わることなく作業条件が改善される。
前記上記のように特許文献１の問題点を解消でき、さらに特許文献１の特徴である可変ポンプの吐出流量が不足するサチュレーション状態や逆に余剰流量が生じる状態になっても特定のアクチュエータの速度を一定になるようにしている。したがってオペレータも機械のショックを感じることがなく作業をスムーズに進めることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１をより具体的にしたものであり、前記最低容量を変化させる制御手段は、シリンダー一体型ストッパーを有し、特定のアクチュエータ操作と特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの複合操作時にポンプ容量を最大にする制御手段としてコントロールピストン室の圧力を制御するためのポンプ傾転角制御弁を備えた前記の油圧駆動装置で、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを圧力信号により検出し、その圧力信号でシリンダー一体型ストッパ−のシリンダー室へ圧油を供給・排出の切り換えを行う切換弁を有し、かつ特定のアクチュエータ用の方向切換弁と特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことをそれぞれ圧力信号により検出し、両方の方向切換弁が切り換る場合のみ、その圧力信号でポンプ傾転角制御弁が前記コントロールピストン室とタンクを連通するポジションに切り換るものである。

請求項３記載の発明は、請求項１，２をさらに具体的にした内容で、特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたこと及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる前記油圧パイロット圧力によってそれぞれ検出することができるものである。

請求項４記載の発明は、請求項３と同様に請求項１，２をさらに具体的にした内容で、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出すること及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力によって検出することができるものである。

請求項５記載の発明も、請求項３と同様に請求項１，２をさらに具体的にした内容で、前記特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力によって検出すること及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出するものである。

請求項６記載の発明も、請求項３と同様に請求項１，２をさらに具体的にした内容で、特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたこと及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ用の方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出すること及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出することができるものである。

請求項７記載の発明では、前記最低容量を変化させる制御手段は、シリンダー一体型ストッパーを有し、方向切換弁を操作する方法として、電磁比例減圧弁を用いる場合で、この電磁比例減圧弁への電流を、電圧信号を発生する電気レバーの操作に応じて制御するコントローラを有するシステムであって、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、電気レバーの電圧信号をもってコントローラで検出し、前記シリンダー一体型ストッパーのシリンダー室への圧油の切換を行う電磁切換弁へ、コントローラから電圧信号を発信することで、前記シリンダー一体型ストッパーのシリンダー室への圧油の切換えを行うことを及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁の操作を、電気レバーの電圧信号をもってコントローラで検出し、特定のアクチュエータと特定のアクチュエータ以外のアクチュエータが同時に操作した場合のみ、コントローラから各切換弁に電圧信号を発信することでポンプ傾転角制御弁がコントロールピストン室とタンクを連通するポジションに切り換るものである。

本発明は、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を目標補償差圧発生回路内の第２差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧Ｐｇｒ圧としたＬＳシステムにおいて、特定のアクチュエーを単独操作した場合でも、可変ポンプの斜板角は、機械的に固定されるので、特定のアクチュエータ操作時にハンチングが発生しないＬＳシステムとすることができる。

以下、本発明の油圧駆動装置につき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る油圧駆動装置１０の油圧回路図で、図７は図１の油圧回路図中のポンプ制御手段１８の断面構造図である。
図１において、油圧駆動装置１０は原動機であるエンジン３０と、このエンジン３０により駆動される可変ポンプ３１と、この可変ポンプ３１から吐出される圧油により駆動される複数のアクチュエータ２４，２６（２個のみ示す）と、前記可変ポンプ３１から複数のアクチュエータ２４，２６に供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁２３，２５（２個のみ示す）と、前記複数の方向切換弁２３，２５の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁２７，２８（２個のみ示す）と、可変ポンプ３１の吐出圧の上限を規制するメインリリーフ弁３３と、を有する。

そして、可変ポンプ３１の吐出圧が複数のアクチュエータ２４，２６の最高負荷圧４５（ＰＬｍａｘ）よりロードセンシング目標補償差圧だけ高くなるよう該ロードセンシング目標補償差圧と可変ポンプ３１の吐出圧と複数のアクチュエータ２４，２６の最高負荷圧４５（ＰＬｍａｘ）とがそれぞれ導かれる第１差圧減圧弁２１の出力である実差圧つまり２次圧力ＰＬＳ圧と、が対抗して導かれるポンプ傾転角制御弁１７を含むロードセンシング制御するポンプ制御手段１８を備え、ロードセンシング制御の目標補償差圧発生回路１９を含むロードセンシング制御するロードセンシングシステム（以下ＬＳシステムとする）を有する。

ポンプ制御手段１８はその傾転角を制御するポンプ傾転角制御弁１７、最低容量時のポンプ傾転角を決めているシリンダー一体型ストッパー１１及び該シリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２への圧油の供給・排出を切り換える切換弁１２を有する。
さらに、ポンプ制御手段１８は切換弁６７を有し、該切換弁６７は圧力信号ポート６７ａに供給される圧力によってポンプ傾転角制御弁１７へ目標補償差圧Ｐｇｒを導くか、切換弁１２で切り換るシリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２への圧油とＰｇｒ圧の高い方の圧力をシャトル弁６８で選択した圧力を導くかを切り換えている。

また、特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５の前後差圧を制御する圧力補償弁２８の補償差圧は前記２次圧力ＰＬＳ圧２５ｂとしている。
一方、油圧駆動装置１０は可変ポンプ３１を駆動するエンジン３０の回転数に依存する圧力を出力する回転数を検出する手段である目標補償差圧発生回路１９を備え、特定のアクチュエータ用２４の方向切換弁２３の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁２７の補償差圧を目標補償差圧発生回路１９内の第２差圧減圧弁２２によって設定されるエンジン３０の回転数に依存する出力圧をＬＳシステムの目標補償差圧（以下Ｐｇｒ圧とする）とする。

すなわち、ロードセンシング制御の目標補償差圧をエンジン３０の回転数に依存する可変値として設定するため、固定容量型のパイロット油圧ポンプ３２の吐出ライン３４に可変絞り弁３６の前後の差圧（Ｐｇｒ）として取り出す第２差圧減圧弁２２とを有する。
参照符号３５は可変アンロード弁を示し、余剰流量をタンクへ逃す機能を有する。参照符号３７は信号圧可変リリーフ弁を示す。なお、ロードセンシング制御の目標補償差圧発生回路１９、可変アンロード弁３５の各構成・作用の詳細は、特開平１１−１９６６０４号公報に記載されており、信号圧可変リリーフ弁３７の構成・作用の詳細は、特許文献２に記載されているので、符号を付して詳細な説明を省略する。

本発明の第一の実施の形態に係る油圧駆動装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１に記載するように、通常、切換弁１２は中立位置であり、シリンダー一体型ストッパー１１は、可変ポンプ３１の最低容量が最小になる位置にある。この位置は、特許文献１の可変ポンプ３１の最低容量と同一である。特定のアクチュエータ２４を単独操作すると、操作されたことを検出し、圧力信号ポート１２ａに圧力信号を供給することで、切換弁１２が切り換えられる。そして、シリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２に圧油が供給され、ストッパー一体型シリンダー１１のピストン４３が移動し、可変ポンプ３１の最低容量が増加する。

このとき、可変ポンプ３１の吐出流量が特定のアクチュエータ２４の要求流量より多くなるように可変ポンプ３１の最低容量を決めるシリンダー一体型ストッパー１１のピストン４３の移動量を決める。このとき、切換弁６７は中立位置であり、ポンプ傾転角制御弁１７には、図１の左側にＰＬＳ圧２５ａ、右側にＰｇｒ圧２１ａが導かれ、それぞれの圧力の大小関係で、コントロールピストン１１ａへの圧力は変化する。この状態は、特許文献１と同じ制御状態である。

前述の特定のアクチュエータ２４の単独操作状態から、該特定のアクチュエータ２４と同時に特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６を操作すると、該特定のアクチュエータ２４以外の該アクチュエータ２６が操作されたことを検出し、圧力信号ポート６７ａに圧力信号を供給することで切換弁６７が切換えられる。そして、ポンプ傾転角制御弁１７には、図１の左側にＰＬＳ圧２５ａ、右側に固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０が切換弁１２とシャトル弁６８を経由して導かれる。

ここで、本発明では、目標補償差圧Ｐｇｒ圧２１ａに対し、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０は十分高い圧力（例えば２倍以上）であり、目標補償差圧Ｐｇｒ圧２１ａと等しくなるよう制御されるＰＬＳ圧２５ａよりも十分高い圧力（例えば２倍以上）である。よって、ポンプ傾転角制御弁１７は、ポジション１７ａになり、コントロールピストン１1ａの圧はタンクへ開放され、可変ポンプ３１は馬力一定制御を行うため、フィードバックされている可変ポンプ３１の吐出圧を導いた定馬力制御機構１１ｂの圧力が高くならない限り、可変ポンプ３１はアクチュエータ側の要求流量に関わらず、最大容量を強制的に吐出することになる。
これらにより、特定のアクチュエータ２４の単独操作時及び特定のアクチュエータ２４と特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６の複合操作時であってもハンチングが発生しないＬＳシステムを提供するものとなった。

図７は本発明のポンプ制御手段１８の構造例を示している。この構造例について説明する。シリンダー一体型ストッパー１１は、可変ポンプ３１の本体３９に組み込まれ、閉止プラグ４０と本体３９とピストン４３で構成されている。図７は、通常時（圧力信号ポート１２ａに圧力が作用していない）の状態で、コントロールピストン圧力室（コントロールピストン室）４４に圧油が供給され、可変ポンプ３１が制御しうる最低容量になっている状態である。

ここで、特定のアクチュエータ２４が操作され、操作されたことを検出し、圧力信号ポート１２ａに圧油が供給されると、その圧油が切換弁１２のスプール１２ｂに作用し、スプリング１２ｃのスプリング力に勝るとスプール１２ｂが図７の左方向から右方向へ移動する。
固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０がポート１２ｄを介してシリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２へ接続されているポート１２ｆと連通し、シリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２へ圧油が供給され、ピストン４３が本体３９の段付き内径部壁面に接するまで図７の右方向へ移動し、斜板１４の角度つまり、ポンプ傾転角が変わり可変ポンプ３１の最低容量が増加することになる。

このとき、切換弁６７は図７のようにスプール６７ｂがスプリング６７ｃに押され、ポンプ傾転角制御弁１７には、図７の右側にＰＬＳ圧２５ａ、左側にＰｇｒ圧２１ａが導かれ、それぞれの圧力の大小関係で、コントロールピストン１１ａへの圧力は変化する。このポジションでは、ポンプ傾転制御弁１７へ接続されているポート６７ｆには、Ｐｇｒ圧２１ａが供給される。

次に、ポンプ傾転角制御弁１７について説明する。図７のスプール４７の左端圧力室５８には、切換弁１２、切換弁６７を経由しＰｇｒ圧２１ａが圧力室４６を通って導かれる。一方、スプール４７の右端圧力室５９には、ＰＬＳ圧２５ａが導かれ、それぞれの圧力の大小関係で、スプール４７が左右の方向に移動し、左端圧力室５８の圧力が変化する。左端圧力室５８の圧力は、コントロールピストン圧力室４４を通り、コントロールピストン１１ａ導かれる。この状態では、特許文献１と同じ制御状態である。

この状態から、さらに特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６を操作すると、操作されたことを検出し、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａに圧力信号を供給することで、切換弁６７のスプール６７ｂがスプリング６７ｃを押し込み該スプール６７ｂは右端に移動する。このポジションでは、切換弁６７のポート６７ｄとポート６７ｆが連通され、切換弁１２のポート１２ｄから１２ｆを介し固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０が、ポンプ傾転角制御弁１７のスプール４７の左端圧力室５８に、切換弁６７のポート６７ｆから圧力室４６を通って導かれる。

一方、スプール４７の右端圧力室５９には、ＰＬＳ圧２５ａが導かれている。
ここで、本発明では、目標補償差圧Ｐｇｒ圧２１ａに対し、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０は十分高い圧力（例えば２倍以上）であり、目標補償差圧Ｐｇｒ圧２１ａと等しくなるよう制御されるＰＬＳ圧２５ａよりも十分高い圧力（例えば２倍以上）である。よって、スプール４７は右端へ移動し、ポート６４はタンクポート６６に連通し、コントロールピストン１１ａは、コントロールピストン圧力室４４を通し、ポート６４、タンクポート６６へ開放される。
よって、可変ポンプ３１の斜板１４は、スプリング１１ｃによって、該斜板１４の位置に強制的に押しつけられ、最大容量を吐出することになる。

図８は、特定のアクチュエータ２４と特定のアクチュエータ２４外のアクチュエータ２６を同時に操作し、切換弁１２及び切換弁６７の圧力信号ポート１２ａ、６７ａに圧力が供給されたときの切換弁１２、切換弁６７及びポンプ斜板角制御弁１７の具体的な状態（スプールの位置）を示しており、可変ポンプ３１が最大容量の状態になっている状態を示す。

図２は本発明の第二の実施の形態に係る油圧駆動装置５０の油圧回路図を示し、図２中、図１に示す同一の構成要素については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。以下、同様にする。
図２の油圧回路図は、特定のアクチュエータ２４を操作するための該特定のアクチュエータ２４の方向切換弁２３を作動させるパイロット圧５１ａとパイロット圧５１ｂの高い方の圧力をシャトル弁６８で選択し、切換弁１２の圧力信号ポート１２ａに導くようにし、かつ特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６を操作するための該特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５を作動させるパイロット圧５３ａとパイロット圧５３ｂの高い方の圧力をシャトル弁８４ｂで選択し、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａに導くようにし、前述のように可変ポンプ３１が最低容量ＵＰ、最大容量吐出をする例である。

図３は本発明の第三の実施の形態に係る油圧駆動装置６０の油圧回路図を示す。図３の油圧回路図では、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０を分岐して、第１差圧減圧弁２１と並列に絞り６１を設け、絞り６１の下流に特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３と一体になったパイロット圧力信号ライン６２を有する。また、絞り６１とパイロット圧力信号ライン６２の間に圧力信号ポート６３ａを設けている。圧力信号ポート６３ａは、切換弁１２の圧力信号ポート１２ａと接続する構成である。

この油圧回路図において、特定のアクチュエータ２４を操作するための該特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３が中立時は、パイロット圧力信号ライン６２は、切換位置６２ａの位置であり、絞り６１の下流（圧力信号ポート６３）はタンクに連通しているので、その圧力はタンク圧であり非常に低圧である。
よって、切換弁１２の圧力信号ポート１２ａも低圧であり、切換弁１２は、中立位置のままであり、シリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２もタンクへ連通されており、可変ポンプ３１は制御しうる最低容量の状態となっている。

特定のアクチュエータ２４を操作し、該特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３が切り換り、パイロット圧力信号ライン６２は、切換位置６２ｂまたは切換位置６２ｃの位置になると、パイロット圧力信号ライン６２がタンクと遮断され、絞り６１の下流（圧力信号ポート６３a）の圧が固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０まで上昇し、その圧力が切換弁１２の圧力信号ポート１２ａに導かれ、前述のように可変ポンプ３１の最低容量を増加させ、同時に特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６を操作する、特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５を作動させるパイロット圧５３ａとパイロット圧５３ｂの高い方の圧力をシャトル弁８４ｂで選択し、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａに導くようにし、前述のように可変ポンプ３１が最大容量吐出をする例である。

図４は本発明の第四の実施の形態に係る油圧駆動装置７０の油圧回路図を示す。図４の油圧回路図では、特定のアクチュエータ２４を操作するための特定のアクチュエータ２４用に方向切換弁２３を作動させるパイロット圧５１ａとパイロット圧５１ｂの高い方の圧力をシャトル弁８４ａで選択し、切換弁１２の圧力信号ポート１２ａに導くようにしており、特定のアクチュエータ２４を操作しようと、該特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３を作動させると切換弁１２が切り換り、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０が、シリンダー一体型ストッパー１１のシリンダー室４２に導かれ前述のように可変ポンプ３１の最低容量を増加させる。

また、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０を分岐して、第１差圧減圧弁２１と並列に絞り６１を設け、該絞り６１の下流に特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５と一体になったパイロット圧力信号ライン８６を有する。
さらに、絞り６１とパイロット圧力信号ライン８６の間に圧力信号ポート６３ｂを設けている。圧力信号ポート６３ｂは、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａと接続する構成である。特定のアクチュエータ２４を操作した前記状態で特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５が中立時には、パイロット圧力信号ライン８６は、切換位置８６ａの位置であり、絞り６１ｂの下流（圧力信号ポート６３ｂ）はタンクに連通しているので、その圧力はタンク圧であり非常に低圧である。

よって、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａも低圧であり、切換弁６７以外のアクチュエータ２６は中立位置のままである。特定のアクチュエータ２４と同時に特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６を操作させるための方向切換弁２５を作動させ、パイロット圧力信号ライン８６は、切換位置８６ｂまたは切換位置８６ｃの位置になると、パイロット圧力信号ライン８６がタンクと遮断され、絞り６１の下流（圧力信号ポート６３ｂ）の圧が固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０まで上昇し、その圧力が切換弁６７の圧力信号ポート６７ａに導かれ、前述のように可変ポンプ３１が最大容量吐出をする例である。

図５は本発明の第五の実施の形態に係る油圧駆動装置９０の油圧回路図を示す。図５の油圧回路図では、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０を分岐して、第１差圧減圧弁２１と並列に絞り９１を設け、該絞り９１の下流に特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３と一体になったパイロット圧力信号ライン６２を有する。また、絞り９１とパイロット圧力信号ライン６２の間に圧力信号ポート６３ａを設けている。圧力信号ポート６３ａ、切換弁１２の圧力信号ポート１２ａと接続する構成である。
この油圧回路図において、特定のアクチュエータ２４を操作するための該特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３が中立時には、パイロット圧力信号ライン６２は、切換位置６２ａの位置であり、絞り９１の下流（圧力信号ポート６３ａ）はタンクに連通しているので、その圧力はタンク圧であり非常に低圧である。可変ポンプ３１は制御しうる最低容量の状態となっている。

この油圧回路図では特定のアクチュエータ２４を操作し、該特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁２３が切換わり、パイロット圧力信号ライン６２は、切換位置６２ｂまたは切換位置６２ｃの位置となると、パイロット圧力信号ライン６２がタンクと遮断され、絞り９１の下流（圧力信号ポート６３a）の圧が固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０まで上昇し、その圧力が切換弁１２の圧力信号ポート１２aに導かれ、前述のように可変ポンプ３１の最低容量を増加させる。
また、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０を分岐して、第１差圧減圧弁２１と並列に絞り６１を設け、該絞り６１の下流に特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５と一体になったパイロット圧力信号ライン９２を有する。

さらに、絞り６１とパイロット圧力信号ライン９２の間に圧力信号ポート６３ｂを設けている。圧力信号ポート６３ｂは、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａと接続する構成である。特定のアクチュエータ２４を操作した前記状態で該特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６用の方向切換弁２５が中立時には、パイロット圧力信号ライン８６は、切換位置８６ａの位置であり、絞り６１の下流（圧力信号ポート６３ｂ）はタンクに連通しているので、その圧力はタンク圧であり非常に低圧である。

よって、切換弁６７の圧力信号ポート６７ａも低圧であり、切換弁６７は、中立位置のままである。特定のアクチュエータ２４と同時に該特定のアクチュエータ２４外のアクチュエータ２６を操作させるための方向切換弁２５を作動させ、パイロット圧力信号ライン９２は、切換位置９２ｂまたは切換位置９２ｃの位置になると、パイロット圧力信号ライン９２がタンクと遮断され、絞り６１の下流（圧力信号ポート６３ｂ）の圧が固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０まで上昇し、その圧力が切換弁６７の圧力信号ポート６７ａに導かれ、前述のように可変ポンプ３１が最大容量吐出をする例である。

図６は本発明の第六の実施の形態に係る油圧駆動装置１００の油圧回路図を示す。図６の油圧回路図では、方向切換弁１０１、１０２は電磁比例減圧弁１０３ａ、１０３ｂ及び１０４ａ、１０４ｂを用いて操作するもので、この電磁比例減圧弁１０３ａ、１０３ｂ,
１０４ａ、１０４ｂへの電流を、電圧信号を発生する電気レバー１０６、１０７の操作に応じて制御するコントローラ１０５を有するシステムにおいて、特定のアクチュエータ２４用の方向切換弁１０１が操作されたことを、電気レバー１０６の電圧信号をコントローラ１０５で検出し、切換弁１０８のソレノイドコイルに電圧を励磁することで、シリンダー室４２（図７参照）へ圧油を供給し、シリンダー一体型ストッパー１１（図７参照）が移動し、前述のように可変ポンプ３１の最低容量を増加させる。

電気レバー１０６、１０７を同時に操作すると電磁切換弁１０８と、電磁切換弁１０９とがコントローラ１０５を介して励磁され、ポンプ傾転角制御弁１７は、図６の左側にＰＬＳ圧２５ａ、右側に固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧２０に導かれる。ここで、本発明では、目標補償差圧Ｐｇｒ圧２１ａに対し、固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０は十分高い圧力（例えば２倍以上）であり、目標補償差圧Ｐｇｒ圧２１ａと等しくなるよう制御されるＰＬＳ圧２５ａよりも十分高い圧力（例えば２倍以上）である。

よって、ポンプ傾転角制御弁１７はポジション１７ａになり、コントロールピストン１１ａ（図７参照）の圧はタンクへ開放され可変ポンプ３１は、馬力一定制御を行うため、フィードバックされている可変ポンプ３１の吐出圧を導いた定馬力制御機構１１ｂの圧力が高くならない限り、可変ポンプ３１はアクチュエータ側の要求流量に関わらず、最大容量を強制的に吐出する。

図１乃至図６の油圧回路図では、以下のように一部変更したものでも同様に特定アクチュエータ２４の操作時のみ可変ポンプ３１の最低容量を増加させ、特定のアクチュエータ４と該特定のアクチュエータ２４以外のアクチュエータ２６を同時操作する場合は、可変ポンプ３１が強制的に最大容量を吐出するシステムとして成立することは言うまでもない。
図１１に示すように目標補償差圧発生回路１１０は、可変絞り弁３６（図１参照）を単純な固定絞り１１１としてもよい。
図１乃至図６のポンプ制御手段１８ではポンプ傾転角制御弁１７及び切換弁１２に固定容量ポンプ３２の吐出ライン圧力２０を導いているが、図１２に示すようにポンプ制御手段１１２の可変ポンプ３１の吐出圧１１３を導いてもよい。

また、図１３に示すようにポンプ制御手段１１４は、ポンプ傾転角制御弁１７及び切換弁１２のドレンポートが内部ドレンではなく、外部ドレン１１５であってもよい。
図１４に示すようにポンプ制御手段１１６は、ポンプ傾転角制御弁１７の図１４の右側圧力室１７ｃの圧力を切換弁１２で切り換えた圧を、切換弁６２を切換弁１１７に置き換え、かつポンプ斜板角制御弁１７の右側圧力室１７ｃにシャトル弁１１８によってＰｇｒ２１ａと、切換弁１１７の出力圧の高い方を導くこととしてもよい。

本発明の第一の実施の形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図である。 本発明の第二の実施の形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図である。 本発明の第三の実施の形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図である。 本発明の第四の実施の形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図である。 本発明の第五の実施の形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図である。 本発明の第六の実施の形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図である。 本発明のポンプ制御手段の概略構造を示す断面図である。 本発明のポンプ制御手段の動作説明図である。 特許文献１の油圧回路図である。 特許文献１のポンプ制御手段の概略構造を示す断面図である。 他の目標補償差圧発生回路の回路図である。 他の第一のポンプ制御手段の回路図である。 他の第二のポンプ制御手段の回路図である。 他の第三のポンプ制御手段の回路図である。

符号の説明

１０、５０、６０、７０、９０、１００ 油圧駆動装置
１１ シリンダー一体型ストッパー １１ａ コントロールピストン
１１ｂ 定馬力制御機構 １２、６７ 切換弁
１４ 斜板 １７ ポンプ傾転角制御弁
１８、１１２、１１４、１１６ ポンプ制御手段
１９、７５、７８、８０、１１０ 目標補償差圧発生回路
２１、２２ 差圧減圧弁 ２３、２５、７１ 方向切換弁
２４、２６ アクチュエータ ２６、２７ 圧力補償弁
３０ エンジン ３１ 可変ポンプ
３３ メインリリーフ弁 ３５ 可変アンロード弁
３６ 絞り弁 ３７ 信号圧可変リリーフ弁
３８ ポンプ吸入ポート（タンクポート） ３９ 本体
４１、４５ 圧力室 ４２ シリンダー室
４２ シリンダー室 ４３ ピストン
４４ コントロールピストン圧力室 ６１ 絞り
６２ パイロット圧力信号ライン ６３ 圧力信号ポート
６７ａ 圧力信号ポート ６８、８４ａ，８４ｂ，８６ シャトル弁
７２ 電気レバー ７３ コントローラ
７４ 電磁切換弁 ７６ 固定絞り

Claims (7)

1. 原動機と、
   前記原動機の駆動により吐出流量を変化させることのできる可変ポンプと、
   前記可変ポンプから吐出される圧油により駆動する複数のアクチュエータと、
   前記可変ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁と、
   前記複数の方向切換弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
   を備え、
   前記可変ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧力よりロードセンシング目標補償差圧だけ高くなるようなロードセンシング目標補償差圧と前記可変ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との実際の差圧である２次圧力ＰＬＳ圧とが対抗して導かれるポンプ傾転角制御弁を含むロードセンシング制御するロードセンシングシステム有し、
   前記可変ポンプを駆動する前記原動機の回転数に依存する圧力を出力する回転数を検出する手段である目標補償差圧発生回路を備え、前記複数の圧力補償弁のうち、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を前記目標補償差圧発生回路内の第２差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧であるＬＳシステムの目標補償差圧とし、かつ特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁以外の圧力補償弁の補償差圧を前記２次圧力ＰＬＳ圧とするＬＳシステムにおいて、
   前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを検出し、前記可変ポンプの最低吐出流量が特定のアクチュエータが必要とする流量以上になるように、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作された場合のみ可変ポンプ１回転あたりの最低容量が常用時に対し、大きくなるようにしたことを特徴とし、かつ特定のアクチュエータ操作と、特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの複合操作時には前記可変ポンプの吐出流量が最大吐出流量になるように、前記可変ポンプ１回転あたりの容量が最大になるようにしたことを特徴とする油圧駆動装置。
2. 請求項１記載の油圧駆動装置において、
   前記最低容量を変化させる制御手段は、シリンダー一体型ストッパーを有し、かつ特定のアクチュエータ操作と特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの複合操作時にポンプ容量を最大にする制御手段としてコントロールピストン室の圧力を制御するためのポンプ傾転角制御弁を備えた油圧駆動装置で、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを圧力信号により検出し、その圧力信号でシリンダー一体型ストッパーのシリンダー室へ圧油を供給・排出の切換を行う切換弁を有し、かつ特定のアクチュエータ用の方向切換弁と特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことをそれぞれ圧力信号により検出し、両方の方向切換弁が切り換る場合のみ、その圧力信号でポンプ傾転角制御弁が前記コントロールピストン室とタンクを連通するポジションに切り換ることを特徴とする油圧駆動装置。
3. 請求項１または２記載の油圧駆動装置において、
   特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたこと及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる前記油圧パイロット圧力によってそれぞれ検出することを特徴とする油圧駆動装置。
4. 請求項１または２記載の油圧駆動装置において、
   前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力切り換りによって検出すること及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力によって検出することを特徴とする油圧駆動装置。
5. 請求項１または２記載の油圧駆動装置において、
   前記特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力によって検出すること及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出することを特徴とする油圧駆動装置。
6. 請求項１または２記載の油圧駆動装置において、
   特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたこと及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ用の方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出すること及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出することを特徴とする油圧駆動装置。
7. 請求項１記載の油圧駆動装置において、
   前記最低容量を変化させる制御手段は、シリンダー一体型ストッパーを有し、方向切換弁を操作する方法として、電磁比例減圧弁を用いる場合で、この電磁比例減圧弁への電流を、電圧信号を発生する電気レバーの操作に応じて制御するコントローラを有するシステムであって、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、電気レバーの電圧信号をもってコントローラで検出し、前記シリンダー室への圧油の切り換りを行う電磁切換弁へ、コントローラから電圧信号を発信することで、シリンダー一体型ピストンのシリンダー室への圧油の切り換えを行うことを及び特定のアクチュエータ以外のアクチュエータの方向切換弁を、電気レバーの電圧信号をもってコントローラで検出し、特定のアクチュエータと特定のアクチュエータ以外のアクチュエータが同時に操作した場合のみ、コントローラから各切換弁に電圧信号を発信することでポンプ傾転角制御弁がコントロールピストン室とタンクを連通するポジションに切り換ることを特徴とする油圧駆動装置。

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