JP2628695B2 - 合流型可変容量式２ポンプ油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧ショベルや油圧ショベルローダ
などにおいて、それぞれ１台の可変容量ポンプで少なく
とも１つのアクチュエータ装置を駆動する２つの単位油
圧回路からなる２ポンプ油圧回路に係り、殊に、このよ
うな２ポンプ油圧回路において、一方の単位油圧回路の
油の流量が不足した場合に他方の単位圧力回路から前記
不足分を合流させるよう構成した合流型可変容量式２ポ
ンプ油圧回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、２ポンプ油圧回路のショベルなどにおいて
は、例えばショベルのアクチュエータを高速で駆動でき
るようにするなどのために、一方の回路に他方の回路の
油を合流させるよう構成した合流型可変容量式２ポンプ
油圧回路が推奨されるに至っている。

そして、このような合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路は、従来は一般に、被合流側の一方の回路にセレクタ
弁などを介装すると共に他方の回路には可変容量ポンプ
の吐出量を前記セレクタ弁の油圧信号によって増大させ
るためにセンタバイパス通路にロジック弁を設け、更に
ロジック弁の後にオリフィスを設けてオリフィス前のパ
イロット圧力をポンプのネガティブ流量制御装置に伝達
し、前記セレクタ弁の油圧信号でロジック弁が閉じた時
オリフィス前のパイロット圧力を低下させ前記他方回路
の可変容量ポンプの吐出量を増大させ前記一方の回路に
合流させるよう構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の合流型可変容量式２ポンプ
油圧回路は、油の合流は基本的にON−OFF的に行なわれ
るので、すなわち油の合流量を調節する機能を備えてい
ないので、操作されるアクチュエータ装置の速度制御性
が劣ると共に安全性にも問題点を有していた。すなわ
ち、このような従来の合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路においては、中速から高速の間における速度制御をス
ムーズに行なうことができなかった。

そこで、本発明の目的は、それぞれ一方の単位油圧回
路から他方の単位油圧回路へ所要量の油を調節して合流
させることができる合流型可変容量式２ポンプ油圧回路
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 先の目的を達成するために、本発明に係る２ポンプ油
圧回路は、それぞれ１台の可変容量ポンプで少なくとも
１つのアクチュエータ装置を駆動する２つの単位油圧回
路からなる合流型可変容量式２ポンプ油圧回路におい
て、 各ポンプにはそれぞれ、そのパイロットポートの圧力
が予め設定されたポンプ制御圧力以上になるとポンプ吐
出量を減少させ、一方ポンプ制御圧力以下になるとポン
プ吐出量を増大させるネガティブ流量制御装置を設け、 各アクチュエータ装置はそれぞれ、アクチュエータ
と、アクチュエータの速度ならびに駆動方向を設定する
速度設定器と、速度設定器によって開口面積を制御され
る可変絞りと、アクチュエータの負荷圧力の大きさに係
らず可変絞りの開口面積に比例した流量の油を可変絞り
を通して通過させる圧力補償弁とから構成し、 ２つの単位油圧回路の間には、各ポンプ吐出ライン毎
にこのポンプ吐出ラインを相手側ポンプの吐出ラインに
連絡する合流弁を設けると共に、各単位油圧回路内に前
記合流弁を介して相手側ポンプの吐出圧力を検出する検
出パイロットラインを導入し、 各単位油圧回路はそれぞれ、アクチュエータ装置が１
つである場合はその負荷圧力を複数である場合はそれら
の負荷圧力の中の最大の圧力を負荷圧力として検出する
圧力検出器と、この負荷圧力と前記相手側ポンプ圧力検
出パイロットラインの圧力との中の高い方の圧力を制御
用圧力として検出する圧力検出器と、この制御用圧力と
ポンプ吐出ラインの圧力との間の圧力差が予め設定され
た圧力以上になるとポンプ吐出ラインの油をバイパスラ
インに排出するバイパス弁と、バイパスラインに排出油
が流れるとこのバイパスラインにポンプ制御圧力を発生
させる圧力発生器とから構成し、 これにより、いずれか一方の単位油圧回路におけるバ
イパスラインの圧力がポンプ制御圧力より更に低く設定
された合流弁制御圧力以下になると、対応する前記合流
弁を介して、相手側ポンプ吐出ラインを前記一方のポン
プ吐出ラインに連通させると同時に、一方のポンプ吐出
ラインを前記相手側ポンプ圧力検出パイロットラインに
連通させるよう構成することを特徴とする。

〔作用〕

一方の単位油圧回路（被合流側回路）におけるアクチ
ュエータ装置の所要油量がこの回路のポンプ吐出量を越
えると、この回路のバイパスラインの圧力は合流弁制御
圧力以下に低下する。するとこれにより、対応する合流
弁を介して、他方の単位油圧回路（合流側回路）のポン
プ吐出ラインが被合流側回路のポンプ吐出ラインに連通
されると同時に、被合流側回路の吐出ラインは相手側ポ
ンプ検出ラインを介して合流側回路のバイパス弁に連通
される。したがって、合流側回路におけるポンプ制御圧
力が低下し、ポンプ吐出量が増大され、合流側回路のポ
ンプ吐出ラインから被合流側回路のポンプ吐出ラインに
油が合流される。しかもこの場合、前記合流される油の
量は、合流弁を介して駆動されている前記アクチュエー
タ装置の不足油量に自動的に調整されるので、前記アク
チュエータ装置は設定された任意の速度で安定して駆動
される。

〔実施例〕

次に、本発明に係る合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路の実施例について添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第１図において、本発明の合流型可変容量式２ポンプ
油圧回路は、基本的には、２つの単位油圧回路100,200
と、これら回路100,200の間を連絡する合流弁制御装置3
00とからなる。そして、単位油圧回路100,200は、それ
ぞれ１台の可変容量ポンプ10,110と、これらによって駆
動されるそれぞれ２つのアクチュエータ装置12a,12bな
らびに112a,112bとからなる。なお、単位油圧回路100,2
00はその構成が同一であるので、次に説明するこれらの
構成に関しては、単位油圧回路全体については回路100
により、アクチュエータ装置については装置12aにより
説明する。

ポンプ10は、パイロットポート13の圧力が後述する予
め設定されたポンプ制御圧力以上になるとポンプ吐出量
を減少させ、一方ポンプ制御圧力以下になるとポンプ吐
出量を増大させるネガティブ流量制御装置14を有する。

アクチュエータ装置12aは、第２図にも拡大して詳細
に示すように、方向制御装置16aを備えたアクチュエー
タ18aと、このアクチュエータ18aの速度ならびに駆動方
向を設定する速度設定器20aと、速度設定器20aによって
開口面積を制御される可変絞り22aと、アクチュエータ1
8aの負荷圧力の大きさに係らず可変絞り22aの開口面積
に比例した流量の油を可変絞り22aを通して通過させる
圧力補償弁24aとから構成される。

そして、前記ポンプ10と２つのアクチュエータ装置12
a,12bとの間において、ポンプ10の吐出油は吐出ライン2
6の分岐管26a,26bを介してそれぞれアクチュエータ装置
12a,12bの圧力補償弁24a,24bに供給される。そして、そ
れぞれの可変絞り22a（22b）の後側通路28a（28b）から
はそれぞれのアクチュエータ装置12a,12bの負荷圧力を
導出するパイロットライン30a,30bが分岐され、このパ
イロットライン30a,30bはそれらの負荷圧力の中の大き
い方の圧力を検出する圧力検出器32に接続される。そし
て、この圧力検出器32を介して前記大きい方の圧力、す
なわち負荷圧力が導出されるパイロットライン34の圧力
は、後述する合流弁制御装置300に属するパイロットラ
イン315の圧力と圧力検出器311によって比較され、これ
らのうち高い方の圧力がパイロットライン38に伝達され
る。そしてここで、バイパス弁40はパイロットライン38
の圧力とポンプ吐出ライン26の圧力との間の圧力差が予
め設定された制御圧力以上になるとポンプ吐出ライン26
の油をバイパスライン42に排出し、そしてこの排出油が
バイパスライン42に流れるとこのバイパスライン42には
圧力発生器46を介してポンプ制御圧力が発生されるよう
構成されている。なお、参照符号48は、バイパスライン
42への排出油の急増時に圧力の急上昇を防止するための
リリーフ弁を示す。

次に、合流弁制御装置300は、各単位油圧回路100,200
のそれぞれのポンプ吐出ライン26,126をそれぞれ相手側
単位油圧回路200,100のそれぞれのポンプ吐出ライン12
6,26に連通する２つの合流弁312,313と、これら合流弁3
12,313を介してそれぞれ回路100,200のポンプ吐出ライ
ン26,126に連通され、これによりそれぞれ回路200,100
内においてそれぞれ相手側回路100,200のポンプ吐出圧
力を検出する相手側ポンプ圧力検出パイロットライン31
4,315とから構成される。そして、検出パイロットライ
ン314,315はそれぞれ回路200,100内において、前述した
ように、それぞれ圧力検出器310,311を介して負荷圧力
パイロットライン134,34に対向接続される。なお、合流
弁312,313はそれぞれスプリング316,317およびチェック
弁318,319を有すると共に、また回路100,200のバイパス
ライン42,142にもパイロットライン320,321を介して連
結される。

次に、このような構成になる本発明に係る合流型可変
容量式２ポンプ油圧回路の動作について説明する。

先ず、各単位油圧回路における各アクチュエータ装置
の所要油量の合計がそれぞれのポンプ吐出量より小さい
場合、すなわち各単位油圧回路がそれぞれ単独的に駆動
されている場合については、単位油圧回路100に関して
説明すると、単位油圧回路100の例えばアクチュエータ
装置12aにおいて、速度設定器20aを操作してスプール50
a（第２図）にパイロット圧力を負荷すると、スプール5
0aが移動して可変絞り22aが所定の面積に開口される。
すると、ポンプ100の分岐吐出ライン26aから供給される
油は圧力補償弁24a,可変絞り22a,方向制御装置16aを介
してアクチュエータ18aに供給され、このアクチュエー
タ18aが駆動される。一方、このようにしてアクチュエ
ータ装置12aが駆動されると、可変絞り22aの後側通路28
aに連通されたパイロットライン30aには装置12aの駆動
負荷圧力が負荷される。同様にしてアクチュエータ装置
12bが駆動されるとパイロットライン30bには装置12bの
駆動負荷が負荷される。そして、この両負荷圧力は圧力
検出器32によってその中の大きな圧力、図示される状態
においてはパイロットライン30aの圧力が大きいので装
置12aの負荷圧力が検出され、そしてこの負荷圧力はパ
イロットライン34を介して圧力検出器311に導かれる。
しかるにこの場合、各単位油圧回路はそれぞれ単独的に
駆動されており、相手側ポンプ圧力検出パイロットライ
ン315には圧力が負荷されていないので、前記パイロッ
トライン34の圧力がパイロットライン38を介してバイパ
ス弁40に負荷される。しかるにこの場合、仮にパイロッ
トライン38の圧力が所定の圧力より低く、すなわちアク
チュエータ装置12aの負荷圧力が低く装置12aの駆動速度
が速度設定器20aによって設定された所定の速度に達し
ていない場合には、バイパス弁40は閉方向へ移行し、バ
イパスライン42内の圧力が低下する。すると、ポンプの
ネガティブ流量制御装置14がパイロットライン44を介し
て前記状態を検知し、ポンプ100の吐出量を増大させ
る。したがって、アクチュエータ装置12a,12bはそれぞ
れ設定された駆動速度で安定して駆動される。

次に、本発明の油圧回路においては、いずれか一方の
単位油圧回路において油量が不足すると、この不足油量
が他の単位油圧回路から補給されるが、この場合におけ
る油圧回路の動作を一例として回路100において油量が
不足しこの不足量が回路200から補給される場合につい
て説明する。なお、回路100（被合流側回路）において
は２つの装置12a,12bが駆動され、回路200（合流側回
路）においては１つの装置112aが駆動されているものと
する。

被合流側回路100においては、前述したように装置の
負荷圧力は装置12aの方が装置12bの方より高いので、バ
イパス弁40には装置12aの負荷圧力が負荷されている。
この状態で、両装置12a,12bの合計必要油量がポンプ10
の吐出量より大きくなると、少なくとも装置12aにおけ
る可変絞り22aの前後差圧はバイパス弁40の規定制御圧
力に達せず、バイパス弁40は閉方向に移行し、前述した
ようにバイパスライン42の圧力が低下する。しかしなが
らこの場合、ポンプ10は既に最大吐出量に達しているの
で、バイパスライン40の前記圧力低下は回復されない。
しかるにこの場合、バイパスライン42の圧力がポンプ制
御圧力より更に低く設定されている合流弁制御圧力まで
低下すると、このバイパスライン42に接続したパイロッ
トライン320の圧力も合流弁制御圧力まで低下し、合流
弁312はスプリング316の力で上側の位置に移行され、こ
れにより合流側回路200のポンプ吐出ライン126がチェッ
ク弁318を介して被合流側100のポンプ吐出ライン26に連
通されると同時に、ポンプ吐出ライン26が合流側回路20
0における相手側ポンプ圧力検出パイロットライン314に
連通される。

そしてこの時ポンプ吐出ライン26の圧力がポンプ吐出
ライン126の圧力より低い場合には、ポンプ吐出ライン1
26の油が直ちにポンプ吐出ライン26に合流されてアクチ
ュエータ装置12aへの流量が増大される。また一方、こ
のように被合流側回路200から合流側回路100へ油が補給
されると、被合流側回路200においては、バイパスライ
ン142に流れている流量が減少し、バイパスライン142の
圧力が降下されるので、ネガティブ流量制御弁114はポ
ンプ110の吐出量を増大させて前記合流補給量を補充す
る。したがって、バイパスライン142には一定の油量が
流れ、これによりバイパスライン142には予め設定され
たポンプ制御圧力が保持される。また、アクチュエータ
装置12aに所定量の油が供給されてその可変絞り22aの前
後の差圧が大きくなると、バイパス弁40が開かれ、被合
流側回路100のバイパスライン42の圧力が上昇されるの
で、合流弁312においてポンプ吐出ライン126とポンプ吐
出ライン26との間は過大に開口されることがなく、所要
の合流油量分を補うだけの開口面積に自動的に調整され
る。このようにして、各ポンプ10,100はそれぞれ所定の
ポンプ制御圧力で駆動され、また装置12aを含む各アク
チュエータ装置はそれぞれ設定された速度で安定して駆
動される。

一方、ポンプ吐出ライン26の圧力が、前述の場合とは
逆に、ポンプ吐出ライン126の圧力より高い場合には、
チェック弁318の存在によりポンプ吐出ライン126からポ
ンプ吐出ライン26へは油は直ちに合流することはできな
いが、この場合は相手側ポンプ圧力検出パイロットライ
ン314がポンプ吐出ライン26と連通するので、圧力検出
器312は図示と反対側の位置に移行し、パイロットライ
ン138の圧力が上昇し、バイパス弁140が閉じられる。す
ると、バイパスライン142の圧力が低下し、ポンプ100の
吐出量が増大される。そしてこの増大された流量は作動
中のアクチュエータ装置112aの可変絞り122aを通過して
流れるので、この可変絞り122aの前後差圧を増加させ、
圧力補償弁124aが閉じられ、更にポンプ流量が増大する
とポンプ吐出ライン126の圧力が上昇する。そしてこの
ようにして、ポンプ吐出ライン126の圧力がポンプ吐出
ライン26の圧力より大きくなると、ポンプ吐出ライン12
6からポンプ吐出ライン26へ油が合流される。この場合
も、油が所用量以上に合流されようとすれば、バイパス
ライン42の圧力が上昇し、合流弁312によってポンプ吐
出ライン126とポンプ吐出ライン26の間が絞られる。し
たがって、過大流量が合流されることはなく、アクチュ
エータ装置12aの流量不足分だけが合流側回路200から被
合流側回路100へ合流補給される。このようにして、合
流側回路200のポンプ110は、ポンプ吐出ライン126から
ポンプ吐出ライン26へ補給される流量不足分だけ吐出量
を増大された後はバイパスライン142に必要なパイロッ
ト流量を流し、バイパスライン142に規定のポンプ制御
圧力を生ぜしめ、その後ポンプ吐出量の増大は停止され
る。このようにしてこの場合も、各ポンプ10,100はそれ
ぞれ所定のポンプ制御圧力で駆動され、また装置12aを
含む各アクチュエータ装置はそれぞれ設定された速度で
安定して駆動される。

以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本
発明はその精神を逸脱することなく多くの設計変更が可
能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る合流型可変容量式
２ポンプ油圧回路は、それぞれ１台の可変容量ポンプで
少なくとも１つのアクチュエータ装置を駆動する２つの
単位油圧回路からなる合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路において、２つの単位油圧回路の間に各ポンプ吐出ラ
イン毎にこのポンプ吐出ラインを相手側ポンプの吐出ラ
インに連絡する合流弁を設けると共に各単位油圧回路内
に前記合流弁を介して相手側ポンプの吐出圧力を検出す
る検出パイロットラインを導入したので、いずれか一方
の単位油圧回路におけるアクチュエータ装置の所要油量
がこの回路のポンプ吐出量を越えると、この不足油量を
相手側単位油圧回路から自動的にしかも前記不足油量に
対応して合流させることが可能となり、したがって、従
来のこの種合流型可変容量式２ポンプ油圧回路の欠点で
あった合流時におけるアクチュエータ装置の速度制御性
の劣悪さが解決される。すなわち、通常の駆動速度から
任意所望の高速度に至るまでその間をスムーズに安定し
て駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路の一実施例を示すフローチャート、第２図は第１図の
アクチュエータ装置の１つを拡大して示す詳細フローチ
ャートである。 10,100……ポンプ 12a,12b,112a,112b……アクチュエータ装置 13,113……パイロットポート 14,114……ネガティブ流量制御装置 16a,116a……方向制御装置 18a,118a……アクチュエータ 20a,120a……速度設定器 22a,122a……可変絞り 24a,124a……圧力補償弁 26,26a,26b,126,126a,126b……ポンプ吐出ライン 28a,128a……後側通路 30a,30b,130a,130b……パイロットライン 32,132……圧力検出器 34,134……パイロットライン 38,138……パイロットライン 40,140……バイパス弁 42,142……バイパスライン 44,144……パイロットライン 46,146……圧力発生器 48,148……リリーフ弁 50a……スプール、100,200……単位油圧回路 300……合流弁制御装置、310,311……圧力検出器 312,313……合流弁 314,315……相手側ポンプ圧力検出パイロットライン 316,317……スプリング 318,319……チェック弁 320,321……パイロットライン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ１台の可変容量ポンプで少なくと
   も１つのアクチュエータ装置を駆動する２つの単位油圧
   回路からなる合流型可変容量式２ポンプ油圧回路におい
   て、 各ポンプにはそれぞれ、そのパイロットポートの圧力が
   予め設定されたポンプ制御圧力以上になるとポンプ吐出
   量を減少させ、一方ポンプ制御圧力以下になるとポンプ
   吐出量を増大させるネガティブ流量制御装置を設け、 各アクチュエータ装置はそれぞれ、アクチュエータと、
   アクチュエータの速度ならびに駆動方向を設定する速度
   設定器と、速度設定器によって開口面積を制御される可
   変絞りと、アクチュエータの負荷圧力の大きさに係らず
   可変絞りの開口面積に比例した流量の油を可変絞りを通
   して通過させる圧力補償弁とから構成し、 ２つの単位油圧回路の間には、各ポンプ吐出ライン毎に
   このポンプ吐出ラインを相手側ポンプの吐出ラインに連
   絡する合流弁を設けると共に、各単位油圧回路内に前記
   合流弁を介して相手側ポンプの吐出圧力を検出する検出
   パイロットラインを導入し、 各単位油圧回路はそれぞれ、アクチュエータ装置が１つ
   である場合はその負荷圧力を複数である場合はそれらの
   負荷圧力の中の最大の圧力を負荷圧力として検出する圧
   力検出器と、この負荷圧力と前記相手側ポンプ圧力検出
   パイロットラインの圧力との中の高い方の圧力を制御用
   圧力として検出する圧力検出器と、この制御用圧力とポ
   ンプ吐出ラインの圧力との間の圧力差が予め設定された
   圧力以上になるとポンプ吐出ラインの油をバイパスライ
   ンに排出するバイパス弁と、バイパスラインに排出油が
   流れるとこのバイパスラインにポンプ制御圧力を発生さ
   せる圧力発生器とから構成し、 これにより、いずれか一方の単位油圧回路におけるバイ
   パスラインの圧力がポンプ制御圧力より更に低く設定さ
   れた合流弁制御圧力以下になると、対応する前記合流弁
   を介して、相手側ポンプ吐出ラインを前記一方のポンプ
   吐出ラインに連通させると同時に、一方のポンプ吐出ラ
   インを前記相手側ポンプ圧力検出パイロットラインに連
   通させるよう構成することを特徴とする合流型可変容量
   式２ポンプ油圧回路。