JP2986818B2 - 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Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は油圧ショベル等の土木・建設機械に備えら
れ、アクチユエータに生じる振動を減衰する機能を有す
る土木・建設機械の油圧駆動装置に関する。
れ、アクチユエータに生じる振動を減衰する機能を有す
る土木・建設機械の油圧駆動装置に関する。
〈従来の技術〉 第10図は従来の土木・建設機械の油圧駆動装置の第１
の例を示す回路図である。この従来の第１の例は、固定
容量油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１から吐出される
圧油によつて駆動するアクチユエータ、例えば負荷体で
あるブーム2aを駆動するブームシリンダ２と、油圧ポン
プ１からブームシリンダ２に供給される圧油の流れを制
御する方向切換弁３とを備えるとともに、ポンプ圧Pdを
一定に保つアンロード弁４を備えている。このアンロー
ド弁４は摺動自在なスプール５と、このスプール５を図
示左方向に付勢するばね６を有している。スプール５の
一方の端部を形成する受圧部７にはポンプ圧Pdが導か
れ、他方の端部を形成する受圧部８にはブームシリンダ
２の負荷圧PLSが導かれ、このスプール５はポンプ圧Pd
と負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSによる力とばね６の力ｆと
がつり合うように作動する。なお、受圧部7,8の受圧面
積は等しく、例えば値Aaに設定されている。
の例を示す回路図である。この従来の第１の例は、固定
容量油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１から吐出される
圧油によつて駆動するアクチユエータ、例えば負荷体で
あるブーム2aを駆動するブームシリンダ２と、油圧ポン
プ１からブームシリンダ２に供給される圧油の流れを制
御する方向切換弁３とを備えるとともに、ポンプ圧Pdを
一定に保つアンロード弁４を備えている。このアンロー
ド弁４は摺動自在なスプール５と、このスプール５を図
示左方向に付勢するばね６を有している。スプール５の
一方の端部を形成する受圧部７にはポンプ圧Pdが導か
れ、他方の端部を形成する受圧部８にはブームシリンダ
２の負荷圧PLSが導かれ、このスプール５はポンプ圧Pd
と負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSによる力とばね６の力ｆと
がつり合うように作動する。なお、受圧部7,8の受圧面
積は等しく、例えば値Aaに設定されている。
この従来の第１の例にあっては、アンロード弁４のス
プール５のつり合いにおいて、ポンプ圧Pdと負荷圧PLS
との差圧Pd−PLSによる力がばね６の力ｆよりも小さい
とき、すなわち、 Pd＜PLS＋（f/Aa） （１） であるとき、スプール５は同第10図の左方に移動する傾
向となつてタンク９への排出通路が閉じられ、ポンプ圧
Pdは増加する。また、ポンプ圧Pdが高くなつて、差圧Pd
−PLSによる力がばね６の力よりも大きくなったとき、
すなわち、 Pd＞PLS＋（f/Aa） （２） のとき、スプール５は同第10図の右方に移動する傾向と
なつてタンク９への排出通路が開かれ、ポンプ圧Pdが減
少する。
プール５のつり合いにおいて、ポンプ圧Pdと負荷圧PLS
との差圧Pd−PLSによる力がばね６の力ｆよりも小さい
とき、すなわち、 Pd＜PLS＋（f/Aa） （１） であるとき、スプール５は同第10図の左方に移動する傾
向となつてタンク９への排出通路が閉じられ、ポンプ圧
Pdは増加する。また、ポンプ圧Pdが高くなつて、差圧Pd
−PLSによる力がばね６の力よりも大きくなったとき、
すなわち、 Pd＞PLS＋（f/Aa） （２） のとき、スプール５は同第10図の右方に移動する傾向と
なつてタンク９への排出通路が開かれ、ポンプ圧Pdが減
少する。
このようなアンロード弁４のスプール５の動作によ
り、ポンプ圧Pdと負荷圧PLSとの差圧による力とばね６
の力ｆとがつり合う状態、すなわち、 Pd＝PLS＋（f/Aa） （３） となるようにポンプ圧Pdが制御される。
り、ポンプ圧Pdと負荷圧PLSとの差圧による力とばね６
の力ｆとがつり合う状態、すなわち、 Pd＝PLS＋（f/Aa） （３） となるようにポンプ圧Pdが制御される。
第11図は従来の土木・建設機械の第２の例を示す回路
図である。この第２の例では、アクチユエータ例えばブ
ームシリンダ２、このブームシリンダ２の駆動を制御す
る方向切換弁３を備えるとともに、圧油を供給する油圧
ポンプを可変容量油圧ポンプ1aによつて構成してあり、
ポンプ流量制御手段が油圧ポンプ1aの押しのけ容積を制
御する制御用アクチユエータ10と、この制御用アクチユ
エータ10の駆動を制御する流量調整弁11とから成つてい
る、流量調整弁11は摺動自在なスプール12と、このスプ
ール12を図示左方向に付勢するばね13を有している。ス
プール12の一方の端部を形成する受圧部14にはポンプ圧
Pdが導かれ、他方の端部を形成する受圧部15にはブーム
シリンダ２の負荷圧PLSが導かれ、このスプール12はポ
ンプ圧Pdと負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSによる力とばね13
による力ｆとがつり合うように作動する。なお、受圧部
14,15の受圧面積は互いに等しい値Aaに設定されてい
る。
図である。この第２の例では、アクチユエータ例えばブ
ームシリンダ２、このブームシリンダ２の駆動を制御す
る方向切換弁３を備えるとともに、圧油を供給する油圧
ポンプを可変容量油圧ポンプ1aによつて構成してあり、
ポンプ流量制御手段が油圧ポンプ1aの押しのけ容積を制
御する制御用アクチユエータ10と、この制御用アクチユ
エータ10の駆動を制御する流量調整弁11とから成つてい
る、流量調整弁11は摺動自在なスプール12と、このスプ
ール12を図示左方向に付勢するばね13を有している。ス
プール12の一方の端部を形成する受圧部14にはポンプ圧
Pdが導かれ、他方の端部を形成する受圧部15にはブーム
シリンダ２の負荷圧PLSが導かれ、このスプール12はポ
ンプ圧Pdと負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSによる力とばね13
による力ｆとがつり合うように作動する。なお、受圧部
14,15の受圧面積は互いに等しい値Aaに設定されてい
る。
この従来の第２の例にあつては、流量調整弁11のスプ
ール12のつり合いにおいて、ポンプ圧Pdと負荷圧PLSと
の差圧Pd−PLSによる力がばね13の力ｆよりも小さいと
き、すなわち上述の式（１）である。
ール12のつり合いにおいて、ポンプ圧Pdと負荷圧PLSと
の差圧Pd−PLSによる力がばね13の力ｆよりも小さいと
き、すなわち上述の式（１）である。
Pd＜PLS＋（f/Aa） が成り立つとき、スプール12は同第11図の左方向に移動
する傾向となつて、制御用アクチユエータ10の大径室10
aがタンク９に連通する。これにより、制御用アクチユ
エータ10の小径室10bに導かれるポンプ圧Pdによつて当
該制御用アクチユエータ10のピストン10cが同第11図の
右方向に移動し、油圧ポンプ1aの押しのけ容積が増加す
るように制御され、吐出流量が大きくなる。このように
吐出流量が大きくなると、方向切換弁における圧力損失
も増加し、これにより、ポンプ圧Pdが大きくなる。そし
て、ポンプ圧Pdが大きくなつてスプール12のつり合いに
おいて、差圧Pd−PLSによるばね力がばね13による力ｆ
よりも大きくなったとき、すなわち上述の式（２）であ
る Pd＞PLS＋（f/Aa） が成り立つとき、流量調整弁11のスプール12は同第11図
の右方向に移動する傾向となつて、制御用アクチユエー
タ10の大径室10aとタンク９との連通が遮断されるとと
もに、小径室10bと大径室10aが連通し、これらの大径室
10a、小径室10bの双方にポンプ圧Pdが与えられ、それぞ
れの受圧面積によりピストン10cは同第11図の左方に移
動し、油圧ポンプ1aの押しのけ容積が減少するように制
御され、吐出流量が小さくなる。
する傾向となつて、制御用アクチユエータ10の大径室10
aがタンク９に連通する。これにより、制御用アクチユ
エータ10の小径室10bに導かれるポンプ圧Pdによつて当
該制御用アクチユエータ10のピストン10cが同第11図の
右方向に移動し、油圧ポンプ1aの押しのけ容積が増加す
るように制御され、吐出流量が大きくなる。このように
吐出流量が大きくなると、方向切換弁における圧力損失
も増加し、これにより、ポンプ圧Pdが大きくなる。そし
て、ポンプ圧Pdが大きくなつてスプール12のつり合いに
おいて、差圧Pd−PLSによるばね力がばね13による力ｆ
よりも大きくなったとき、すなわち上述の式（２）であ
る Pd＞PLS＋（f/Aa） が成り立つとき、流量調整弁11のスプール12は同第11図
の右方向に移動する傾向となつて、制御用アクチユエー
タ10の大径室10aとタンク９との連通が遮断されるとと
もに、小径室10bと大径室10aが連通し、これらの大径室
10a、小径室10bの双方にポンプ圧Pdが与えられ、それぞ
れの受圧面積によりピストン10cは同第11図の左方に移
動し、油圧ポンプ1aの押しのけ容積が減少するように制
御され、吐出流量が小さくなる。
このような流量調整弁11のスプール12、及び制御用ア
クチユエータ10のピストン10cの動作により、流量調整
弁11のスプール12においてはポンプ圧Pdと負荷圧PLSと
の差圧による力とばね13による力ｆとがつり合うよう
に、すなわち、上述の式（３）である Pd＝PLS＋（f/Aa） が成り立つように、ポンプ圧Pdが制御される。
クチユエータ10のピストン10cの動作により、流量調整
弁11のスプール12においてはポンプ圧Pdと負荷圧PLSと
の差圧による力とばね13による力ｆとがつり合うよう
に、すなわち、上述の式（３）である Pd＝PLS＋（f/Aa） が成り立つように、ポンプ圧Pdが制御される。
第12図は従来の土木・建設機械の油圧駆動装置の第３
の例を示す回路図である。この第３の例は、前述した第
11図に示す従来の第２の例とほぼ同等の可変容量油圧ポ
ンプ1a、ブームスリンダ２、ポンプ流量制御手段を構成
する制御用アクチユエータ10及び流量調整弁11を備える
とともに、方向切換弁3aを電磁弁によつて構成してあ
り、方向切換弁3aの駆動を指令する指令信号x1を出力す
る操作装置16と、この操作装置16から出力される指令信
号x1を処理して方向切換弁3aを駆動する駆動信号ｉを出
力する制御装置17を備えている。制御装置17は、上記の
指令信号x1を入力する入力部17aと、第13図に示す各関
数関係18,19,20を記憶する記憶部17bと、第13図に示す
関数関係18,19,20を読み出し、指令信号x1に対応するス
プール変位ｙ、このスプール変位ｙに対応する流量Ｑ、
この流量Ｑに対応する駆動信号ｉを求める演算を行なう
演算部17cと、この演算部17cの演算で求められた駆動信
号ｉを出力する出力部17dとを備えている。
の例を示す回路図である。この第３の例は、前述した第
11図に示す従来の第２の例とほぼ同等の可変容量油圧ポ
ンプ1a、ブームスリンダ２、ポンプ流量制御手段を構成
する制御用アクチユエータ10及び流量調整弁11を備える
とともに、方向切換弁3aを電磁弁によつて構成してあ
り、方向切換弁3aの駆動を指令する指令信号x1を出力す
る操作装置16と、この操作装置16から出力される指令信
号x1を処理して方向切換弁3aを駆動する駆動信号ｉを出
力する制御装置17を備えている。制御装置17は、上記の
指令信号x1を入力する入力部17aと、第13図に示す各関
数関係18,19,20を記憶する記憶部17bと、第13図に示す
関数関係18,19,20を読み出し、指令信号x1に対応するス
プール変位ｙ、このスプール変位ｙに対応する流量Ｑ、
この流量Ｑに対応する駆動信号ｉを求める演算を行なう
演算部17cと、この演算部17cの演算で求められた駆動信
号ｉを出力する出力部17dとを備えている。
この従来の第３の例にあっても、方向切換弁3aの駆動
は操作装置16から出力された指令信号x1に対応する駆動
信号ｉすなわち電気信号で制御されるものの、油圧ポン
プ1aの流量を制御する流量制御手段は前述した第11図に
示す従来の第２の例と同等であることから、ポンプ圧Pd
が、上記の式（３）すなわち、 Pd＝PLS＋（f/Aa） となるように制御される。
は操作装置16から出力された指令信号x1に対応する駆動
信号ｉすなわち電気信号で制御されるものの、油圧ポン
プ1aの流量を制御する流量制御手段は前述した第11図に
示す従来の第２の例と同等であることから、ポンプ圧Pd
が、上記の式（３）すなわち、 Pd＝PLS＋（f/Aa） となるように制御される。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記の従来の第１〜３の例に示すようなシ
リンダ系において生じる信号の減衰特性を考えた場合、
仮に第10図に示す従来の第１の例を取り上げて説明する
と以下のようになる。今、 負荷体すなわちブーム2aの質量:m 油圧シリンダすなわちブームシリンダ２の作動による変
位:x ブームシリンダ２の作動速度：Δｘ ブームシリンダ２の加速度：ΔΔｘ 重力加速度:g ブームシリンダ２に供給される流量:Q（Ｐ） ブームシリンダ２のボトム室内の圧力:P 圧力Ｐの変化率：ΔＰ ブームシリンダ２のピストンの受圧面積:A ブームシリンダ２のボトム室内の体積:V ブームシリンダ２のボトム室内に導かれる圧油の体積弾
性率:k とすると、 ｍΔΔｘ＝AP−mg （４） （V/k）ΔＰ＝Ｑ（Ｐ）−ＡΔｘ （５） が成立し、これらの（４），（５）式からΔΔx,Δｘを
消去して整理すると、 ΔΔＰ−（k/V）｛dQ（Ｐ）/dP｝ΔＰ ＋（A2k/mV）Ｐ＝（Ak/V）ｇ （６） となる。この式（６）は良く知られた理論により、 ｛dQ（Ｐ）/dP｝＞０ （７） ならば発振的であり、 ｛dQ（Ｐ）/dP｝＜０ （８） ならば減衰的である。
リンダ系において生じる信号の減衰特性を考えた場合、
仮に第10図に示す従来の第１の例を取り上げて説明する
と以下のようになる。今、 負荷体すなわちブーム2aの質量:m 油圧シリンダすなわちブームシリンダ２の作動による変
位:x ブームシリンダ２の作動速度：Δｘ ブームシリンダ２の加速度：ΔΔｘ 重力加速度:g ブームシリンダ２に供給される流量:Q（Ｐ） ブームシリンダ２のボトム室内の圧力:P 圧力Ｐの変化率：ΔＰ ブームシリンダ２のピストンの受圧面積:A ブームシリンダ２のボトム室内の体積:V ブームシリンダ２のボトム室内に導かれる圧油の体積弾
性率:k とすると、 ｍΔΔｘ＝AP−mg （４） （V/k）ΔＰ＝Ｑ（Ｐ）−ＡΔｘ （５） が成立し、これらの（４），（５）式からΔΔx,Δｘを
消去して整理すると、 ΔΔＰ−（k/V）｛dQ（Ｐ）/dP｝ΔＰ ＋（A2k/mV）Ｐ＝（Ak/V）ｇ （６） となる。この式（６）は良く知られた理論により、 ｛dQ（Ｐ）/dP｝＞０ （７） ならば発振的であり、 ｛dQ（Ｐ）/dP｝＜０ （８） ならば減衰的である。
このような前提技術に立って前述した第10図に示す従
来の第１の例について考えると、ポンプ圧Pdは前述の式
（３）から Pd＝PLS＋（f/Aa） の関係によつて制御され、すなわち、 Pd−PLS＝f/Aa （９） の関係によって制御される。
来の第１の例について考えると、ポンプ圧Pdは前述の式
（３）から Pd＝PLS＋（f/Aa） の関係によつて制御され、すなわち、 Pd−PLS＝f/Aa （９） の関係によって制御される。
一方、ブームシリンダ２に供給される流量、すなわち
方向切換弁３を通過する流量Ｑ（Ｐ）は、方向切換弁３
のスプールの開口面積をａ、比重量をγ、流量係数をｃ
とすると、 であり、また Ｐ＝PLS （11） であるから、式（10）と式（11）とから、 が成立する。この（12）式を微分すると、右辺は定数な
ので、 dQ（Ｐ）/dP＝０ （13） となる。この式（13）は、一度振動が起きると減衰せず
に自由振動が続くことを示している。そして、ブームシ
リンダ２の内部の減衰係数は小さく、現実に減衰性能は
きわめて悪い。
方向切換弁３を通過する流量Ｑ（Ｐ）は、方向切換弁３
のスプールの開口面積をａ、比重量をγ、流量係数をｃ
とすると、 であり、また Ｐ＝PLS （11） であるから、式（10）と式（11）とから、 が成立する。この（12）式を微分すると、右辺は定数な
ので、 dQ（Ｐ）/dP＝０ （13） となる。この式（13）は、一度振動が起きると減衰せず
に自由振動が続くことを示している。そして、ブームシ
リンダ２の内部の減衰係数は小さく、現実に減衰性能は
きわめて悪い。
すなわち、ブームシリンダ２の作動に際して方向切換
弁３を急操作した時などに、このブームシリンダ２に３
〜4Hzの振動が発生し、減衰性能がきわめて悪いことか
らシリンダ制御精度が低下し、オペレータの意図する操
作の実現が困難になりやすい。
弁３を急操作した時などに、このブームシリンダ２に３
〜4Hzの振動が発生し、減衰性能がきわめて悪いことか
らシリンダ制御精度が低下し、オペレータの意図する操
作の実現が困難になりやすい。
なお、上記では第10図に示す従来の第１の例について
説明したが、第11図に示す従来の第２の例、第12図に示
す従来の第３の例のいずれも従来の第１の例と同様に前
述の式（３）の関係で制御され、したがって第１の例と
同等の問題がある。
説明したが、第11図に示す従来の第２の例、第12図に示
す従来の第３の例のいずれも従来の第１の例と同様に前
述の式（３）の関係で制御され、したがって第１の例と
同等の問題がある。
本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、dQ（Ｐ）/dP＜０を実現させ、アクチユ
エータにおける振動の減衰を可能に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。
されたもので、dQ（Ｐ）/dP＜０を実現させ、アクチユ
エータにおける振動の減衰を可能に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。
〈課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために、本発明のうちの請求項１
に対応する第１の発明は、油圧ポンプと、この油圧ポン
プから吐出される圧油によつて駆動するアクチユエータ
と、油圧ポンプからアクチユエータに供給される圧油の
流れを制御する方向切換弁と、両端に受圧部を具備する
スプールを有し、ポンプ圧とアクチユエータの負荷圧と
の差圧に応じて作動してポンプ圧を一定に保つアンロー
ド弁とを備えた土木・建設機械の油圧駆動装置におい
て、上記差圧と、上記アンロード弁の上記スプールの上
記両端のそれぞれの受圧部の面積に係る値とポンプ圧と
に基づく関数との和が一定値となるように、当該アンロ
ード弁の当該スプールの両端の受圧部の面積を設定した
構成にしてある。
に対応する第１の発明は、油圧ポンプと、この油圧ポン
プから吐出される圧油によつて駆動するアクチユエータ
と、油圧ポンプからアクチユエータに供給される圧油の
流れを制御する方向切換弁と、両端に受圧部を具備する
スプールを有し、ポンプ圧とアクチユエータの負荷圧と
の差圧に応じて作動してポンプ圧を一定に保つアンロー
ド弁とを備えた土木・建設機械の油圧駆動装置におい
て、上記差圧と、上記アンロード弁の上記スプールの上
記両端のそれぞれの受圧部の面積に係る値とポンプ圧と
に基づく関数との和が一定値となるように、当該アンロ
ード弁の当該スプールの両端の受圧部の面積を設定した
構成にしてある。
また、本発明のうちの請求項３に対応する第２の発明
は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油
によつて駆動するアクチユエータと、油圧ポンプからア
クチユエータに供給される圧油の流れを制御する方向切
換弁と、両端に受圧部を具備するスプールを有し、ポン
プ圧とアクチユエータの負荷圧との差圧に応じて作動し
てポンプ圧を一定に保つアンロード弁とを備えた土木・
建設機械の油圧駆動装置において、負荷圧を減圧してア
ンロード弁のスプールの受圧部に与える減圧弁を備え、
上記差圧と、当該減圧弁の両端のそれぞれの受圧部の面
積に係る値とポンプ圧とに基づく関数との和が一定値と
なるように、当該減圧弁の両端の受圧部の面積を設定し
た構成にしてある。
は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油
によつて駆動するアクチユエータと、油圧ポンプからア
クチユエータに供給される圧油の流れを制御する方向切
換弁と、両端に受圧部を具備するスプールを有し、ポン
プ圧とアクチユエータの負荷圧との差圧に応じて作動し
てポンプ圧を一定に保つアンロード弁とを備えた土木・
建設機械の油圧駆動装置において、負荷圧を減圧してア
ンロード弁のスプールの受圧部に与える減圧弁を備え、
上記差圧と、当該減圧弁の両端のそれぞれの受圧部の面
積に係る値とポンプ圧とに基づく関数との和が一定値と
なるように、当該減圧弁の両端の受圧部の面積を設定し
た構成にしてある。
また、本発明のうちの請求項４に対応する第３の発明
は、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプか
ら吐出される圧油によつて駆動するアクチユエータと、
可変容量油圧ポンプからアクチユエータに供給される圧
油の流れを制御する方向切換弁と、ポンプ圧とアクチユ
エータの負荷圧との差圧を一定に保つ流量となるように
ポンプ吐出流量を制御するポンプ流量制御手段とを備え
た土木・建設機械の油圧駆動装置において、上記ポンプ
流量制御手段が、一方の端部にポンプ圧が与えられる受
圧部を有し他方の端部にアクチユエータの負荷圧が与え
られる受圧部を具備するスプールを備えた流量制御弁
と、この流量制御弁の駆動に応じて作動し可変容量油圧
ポンプの押しのけ容積を制御する制御用アクチユエータ
とから成るとともに、負荷圧を減圧して上記流量調整弁
の上記スプールの端部を形成する受圧部に与える減圧弁
を備え、上記差圧と、当該減圧弁の両端の受圧部の面積
に係る値とポンプ圧とに基づく関数との和が一定値とな
るように、当該減圧弁の両端の受圧部の面積を設定した
構成にしてある。
は、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプか
ら吐出される圧油によつて駆動するアクチユエータと、
可変容量油圧ポンプからアクチユエータに供給される圧
油の流れを制御する方向切換弁と、ポンプ圧とアクチユ
エータの負荷圧との差圧を一定に保つ流量となるように
ポンプ吐出流量を制御するポンプ流量制御手段とを備え
た土木・建設機械の油圧駆動装置において、上記ポンプ
流量制御手段が、一方の端部にポンプ圧が与えられる受
圧部を有し他方の端部にアクチユエータの負荷圧が与え
られる受圧部を具備するスプールを備えた流量制御弁
と、この流量制御弁の駆動に応じて作動し可変容量油圧
ポンプの押しのけ容積を制御する制御用アクチユエータ
とから成るとともに、負荷圧を減圧して上記流量調整弁
の上記スプールの端部を形成する受圧部に与える減圧弁
を備え、上記差圧と、当該減圧弁の両端の受圧部の面積
に係る値とポンプ圧とに基づく関数との和が一定値とな
るように、当該減圧弁の両端の受圧部の面積を設定した
構成にしてある。
また、本発明のうちの請求項５に対応する第４の発明
は、油圧源と、この油圧源から供給される圧油によって
駆動するアクチユエータと、油圧源からアクチユエータ
に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、この
方向切換弁の駆動を指令する指令信号を出力する操作装
置と、この操作装置から出力される指令信号に応じて方
向切換弁を駆動する駆動信号を出力する制御装置とを備
え、油圧源がポンプ圧とアクチユエータの負荷圧との差
圧を一定に保つ流量を供給する土木・建設機械の油圧駆
動装置において、アクチユエータの駆動に関与する駆動
圧力を検出する圧力検出装置を備えるとともに、上記制
御装置が、あらかじめ上記駆動圧力をパラメータとする
関数を記憶する記憶部と、上記圧力検出装置で検出され
た圧力の値に対応する上記関数の値を求め、この関数の
値に基づき所定の演算をおこなう演算部と、この演算結
果に基づく駆動信号を出力する出力部とを含み、上記圧
力検出装置で検出された圧力の値が大きくなるにしたが
つて上記方向切換弁の開口量を小さくするように当該方
向切換弁の動作を制御する構成にしてある。
は、油圧源と、この油圧源から供給される圧油によって
駆動するアクチユエータと、油圧源からアクチユエータ
に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、この
方向切換弁の駆動を指令する指令信号を出力する操作装
置と、この操作装置から出力される指令信号に応じて方
向切換弁を駆動する駆動信号を出力する制御装置とを備
え、油圧源がポンプ圧とアクチユエータの負荷圧との差
圧を一定に保つ流量を供給する土木・建設機械の油圧駆
動装置において、アクチユエータの駆動に関与する駆動
圧力を検出する圧力検出装置を備えるとともに、上記制
御装置が、あらかじめ上記駆動圧力をパラメータとする
関数を記憶する記憶部と、上記圧力検出装置で検出され
た圧力の値に対応する上記関数の値を求め、この関数の
値に基づき所定の演算をおこなう演算部と、この演算結
果に基づく駆動信号を出力する出力部とを含み、上記圧
力検出装置で検出された圧力の値が大きくなるにしたが
つて上記方向切換弁の開口量を小さくするように当該方
向切換弁の動作を制御する構成にしてある。
〈作用〉 本発明のうちの第１の発明は、上記のように差圧すな
わちポンプ圧Pdとアクチユエータの負荷圧PLSとの差圧P
d−PLSと、アンロード弁のスプールの両端のそれぞれの
受圧部の面積に係る値とポンプ圧Pdとに基づく関数との
和が一定値となるように、当該アンロード弁の当該スプ
ールの受圧部の面積を設定した構成にしてあることか
ら、ポンプ圧Pdが増加しポンプ圧Pdの関数の値が増加し
たときは、アンロード弁が上述の差圧が減少するように
作動し、したがつて当該差圧の関数であるアクチユエー
タに供給される流量 は減少する傾向となり、これにより｛dQ（Ｐ）/dP｝＜
０とすることができ、アクチユエータの優れた減衰性能
を得ることができる。
わちポンプ圧Pdとアクチユエータの負荷圧PLSとの差圧P
d−PLSと、アンロード弁のスプールの両端のそれぞれの
受圧部の面積に係る値とポンプ圧Pdとに基づく関数との
和が一定値となるように、当該アンロード弁の当該スプ
ールの受圧部の面積を設定した構成にしてあることか
ら、ポンプ圧Pdが増加しポンプ圧Pdの関数の値が増加し
たときは、アンロード弁が上述の差圧が減少するように
作動し、したがつて当該差圧の関数であるアクチユエー
タに供給される流量 は減少する傾向となり、これにより｛dQ（Ｐ）/dP｝＜
０とすることができ、アクチユエータの優れた減衰性能
を得ることができる。
また、第２の発明は、ポンプ圧Pdが増加しポンプ圧Pd
に基づく関数の値が増加したときは、減圧弁が作動する
ことに伴つてアンロード弁が上述の差圧が減少するよう
に作動し、これにより｛dQ（Ｐ）/dP｝＜０とすること
ができ、アクチユエータの優れた減衰性能を得ることが
できる。
に基づく関数の値が増加したときは、減圧弁が作動する
ことに伴つてアンロード弁が上述の差圧が減少するよう
に作動し、これにより｛dQ（Ｐ）/dP｝＜０とすること
ができ、アクチユエータの優れた減衰性能を得ることが
できる。
また、第３の発明は、第１の発明と同様に、ポンプ圧
Pdが増加しポンプ圧Pdの関数の値が増加したときは、減
圧弁により負荷圧が減圧されてポンプ流量制御手段の流
量調整弁のスプールの端部を形成する受圧部に与えら
れ、これにより当該ポンプ流量調整手段が差圧を減少さ
せるように作動し、したがつて当該差圧の関数であるア
クチユエータに供給される流量は減少する傾向となり、
これにより｛dQ（Ｐ）/dP｝＜０とすることができ、ア
クチユエータの優れた減衰性能を得ることができる。
Pdが増加しポンプ圧Pdの関数の値が増加したときは、減
圧弁により負荷圧が減圧されてポンプ流量制御手段の流
量調整弁のスプールの端部を形成する受圧部に与えら
れ、これにより当該ポンプ流量調整手段が差圧を減少さ
せるように作動し、したがつて当該差圧の関数であるア
クチユエータに供給される流量は減少する傾向となり、
これにより｛dQ（Ｐ）/dP｝＜０とすることができ、ア
クチユエータの優れた減衰性能を得ることができる。
また、第４の発明は、圧力検出装置によつて検出され
るアクチユエータの駆動に関与する駆動圧力が大きくな
るにしたがつて方向切換弁の開口量、すなわち開口面積
ｃを小さくするように制御されるので、アクチユエータ
に供給される流量 は減少する傾向となり、これによって｛dQ（Ｐ）/dP｝
＜０とすることができ、アクチユエータの優れた減衰性
能を得ることができる。
るアクチユエータの駆動に関与する駆動圧力が大きくな
るにしたがつて方向切換弁の開口量、すなわち開口面積
ｃを小さくするように制御されるので、アクチユエータ
に供給される流量 は減少する傾向となり、これによって｛dQ（Ｐ）/dP｝
＜０とすることができ、アクチユエータの優れた減衰性
能を得ることができる。
〈実施例〉 以下、本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置の実施
例を図に基づいて説明する。
例を図に基づいて説明する。
第１図は本発明のうちの第１の発明を示す第１の実施
例の回路図、第２図は第２の発明を示す第２の実施例の
回路図で、前述した従来の第１の例を示す第10図に対応
させて描いてある。
例の回路図、第２図は第２の発明を示す第２の実施例の
回路図で、前述した従来の第１の例を示す第10図に対応
させて描いてある。
これらの第1,2図において前述した第10図と同等のも
のは同等の符号で示してある。すなわち、第1,2図に示
すものも第10図に示すものと同等の固定容量油圧ポンプ
１と、方向切換弁３と、負荷体例えばブーム2aを駆動す
るアクチユエータ例えばブームシリンダ２と、タンク９
とを備えている。
のは同等の符号で示してある。すなわち、第1,2図に示
すものも第10図に示すものと同等の固定容量油圧ポンプ
１と、方向切換弁３と、負荷体例えばブーム2aを駆動す
るアクチユエータ例えばブームシリンダ２と、タンク９
とを備えている。
また、これらの第１図に示す第１の実施例、第２図に
示す第２の実施例のいずれも、両端に受圧部を具備する
スプール（5a,5）を有し、ポンプ圧Pdとアクチユエータ
の負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSに応じて作動してポンプ圧
Pdを一定に保つアンロード弁（4a,4）を備えている。
示す第２の実施例のいずれも、両端に受圧部を具備する
スプール（5a,5）を有し、ポンプ圧Pdとアクチユエータ
の負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSに応じて作動してポンプ圧
Pdを一定に保つアンロード弁（4a,4）を備えている。
そして、第１図に示す第１の実施例は、アンロード弁
4aのスプール5aの負荷圧PLSが与えられる受圧部8aの受
圧面積をポンプ圧Pdが与えられる受圧部7aの受圧面積に
比べて小さく設定する設定手段によつて構成してある。
すなわち、アンロード弁４のスプール5aの受圧部7aの受
圧面積をAaとし、受圧部8aの受圧面積をAbとし、 Aa−Ab＝ΔＡ（＞０） （14） すなわち、 Ab＝Aa−ΔＡ （15） の関係にあらかじめ設定してある。
4aのスプール5aの負荷圧PLSが与えられる受圧部8aの受
圧面積をポンプ圧Pdが与えられる受圧部7aの受圧面積に
比べて小さく設定する設定手段によつて構成してある。
すなわち、アンロード弁４のスプール5aの受圧部7aの受
圧面積をAaとし、受圧部8aの受圧面積をAbとし、 Aa−Ab＝ΔＡ（＞０） （14） すなわち、 Ab＝Aa−ΔＡ （15） の関係にあらかじめ設定してある。
この第１の実施例では、アンロード弁4aのスプール5a
の受圧部8aの受圧面積を仮にAaと考えた場合には現実に
は上記式（15）からこの受圧部8aの−ΔＡの受圧面積に
ブームシリンダ２のボトム室の圧力Ｐすなわち負荷圧P
LSが作用すると考えることができ、すなわち受圧部8aの
受圧面積をAaと考え、この受圧面積8aに負荷圧PLSが作
用するとともにばね６の力ｆが作用し、一方、対向する
受圧部7aには受圧面積Aaにポンプ圧Pdが作用し、合わせ
て仮想的な受圧面積ΔＡに負荷圧PLS、すなわちポンプ
圧Pdの関数であるブームシリンダ２のボトム室の圧力が
Ｐが作用すると考えることができる。このアンロード弁
4aのスプール5aにおけるつり合いを数式で表すと、 （Pd−PLS）・Aa＋ΔＡ・Ｐ＝ｆ （16） すなわち、 Pd−PLS＋（ΔA/Aa）・Ｐ＝f/Aa （17） となる。すなわち、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負
荷圧PLSとの差圧Pd−PLSと、アンロード弁4aのスプール
5aの両端のそれぞれの受圧部7a,8aの面積に係る値であ
るΔA/Aaとポンプ圧Pdに応じた圧力Ｐとに基づく関数と
の和が一定値f/Aaとなるように、アーロード弁４のスプ
ール5aの両端の受圧部7a,8aの面積を設定した構成にし
てある。
の受圧部8aの受圧面積を仮にAaと考えた場合には現実に
は上記式（15）からこの受圧部8aの−ΔＡの受圧面積に
ブームシリンダ２のボトム室の圧力Ｐすなわち負荷圧P
LSが作用すると考えることができ、すなわち受圧部8aの
受圧面積をAaと考え、この受圧面積8aに負荷圧PLSが作
用するとともにばね６の力ｆが作用し、一方、対向する
受圧部7aには受圧面積Aaにポンプ圧Pdが作用し、合わせ
て仮想的な受圧面積ΔＡに負荷圧PLS、すなわちポンプ
圧Pdの関数であるブームシリンダ２のボトム室の圧力が
Ｐが作用すると考えることができる。このアンロード弁
4aのスプール5aにおけるつり合いを数式で表すと、 （Pd−PLS）・Aa＋ΔＡ・Ｐ＝ｆ （16） すなわち、 Pd−PLS＋（ΔA/Aa）・Ｐ＝f/Aa （17） となる。すなわち、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負
荷圧PLSとの差圧Pd−PLSと、アンロード弁4aのスプール
5aの両端のそれぞれの受圧部7a,8aの面積に係る値であ
るΔA/Aaとポンプ圧Pdに応じた圧力Ｐとに基づく関数と
の和が一定値f/Aaとなるように、アーロード弁４のスプ
ール5aの両端の受圧部7a,8aの面積を設定した構成にし
てある。
このように構成した第１の実施例にあっては、ポンプ
圧Pdの増加に伴って（ΔA/Aa）・Ｐが増加すると、差圧
Pd−PLSは減少し、前述した式（10），（11）から明ら
かなようにブームシリンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）
が減少し、したがって、dQ（Ｐ）/dP＜０となり、振動
減衰性能が得られる。これにより、ブームシリンダ２の
高い制御精度が得られ、オペレータの意図するブームシ
リンダ２の操作に対する優れた追従性が得られる。
圧Pdの増加に伴って（ΔA/Aa）・Ｐが増加すると、差圧
Pd−PLSは減少し、前述した式（10），（11）から明ら
かなようにブームシリンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）
が減少し、したがって、dQ（Ｐ）/dP＜０となり、振動
減衰性能が得られる。これにより、ブームシリンダ２の
高い制御精度が得られ、オペレータの意図するブームシ
リンダ２の操作に対する優れた追従性が得られる。
また、第２図に示す第２の実施例は、アンロード弁４
の受圧部7,8の受圧面積を共に等しくAaに設定してある
とともに、ブームシリンダ２の負荷圧を減圧してアンロ
ード弁４のスプール５の受圧部８に与える減圧弁21を設
けた構成にしてある。
の受圧部7,8の受圧面積を共に等しくAaに設定してある
とともに、ブームシリンダ２の負荷圧を減圧してアンロ
ード弁４のスプール５の受圧部８に与える減圧弁21を設
けた構成にしてある。
上記減圧弁21は、そのスプールの製作上の容易性、及
び作動上ドレン接続回路を設ける必要があることを考慮
して、二次圧PLS′が与えられる受圧部21aの受圧面積S1
を、一次圧PLSが与えられる受圧部21bの受圧面積S2とタ
ンク圧PTが与えられる受圧部21cの受圧面積S3との和に
等しく設定してある。また、受圧面積S1と、S2の関係
は、前述の第１の実施例で述べた受圧面積ΔA,Aaを考慮
して、ΔA/Aa＝１−S2/S1となるように設定してある。
び作動上ドレン接続回路を設ける必要があることを考慮
して、二次圧PLS′が与えられる受圧部21aの受圧面積S1
を、一次圧PLSが与えられる受圧部21bの受圧面積S2とタ
ンク圧PTが与えられる受圧部21cの受圧面積S3との和に
等しく設定してある。また、受圧面積S1と、S2の関係
は、前述の第１の実施例で述べた受圧面積ΔA,Aaを考慮
して、ΔA/Aa＝１−S2/S1となるように設定してある。
この第２の実施例では、減圧弁21のスプールに作用す
る力のつり合いから、 S1・PLS′＝S2・PLS＋S3・PT （18） が成立する。ここで、PT＝０と考えると、 PLS′＝（S2/S1）・P2S （19） となる。一方、アンロード弁４のスプール５に作用する
力のつり合いから、 Pd−PLS′＝f/Aa （20） となる。この式（20）に上記の式（19）を代入し、PLS
＝０を考慮し、整理すると、 Pd−PLS＋（１−S2/S1）・Ｐ＝f/Aa （21） となる。ここで上記の式（21）中の（１−S2/S1）は、
あらかじめΔA/Aaに設定してあることから、この式（2
1）は式（17）に等しくなる。
る力のつり合いから、 S1・PLS′＝S2・PLS＋S3・PT （18） が成立する。ここで、PT＝０と考えると、 PLS′＝（S2/S1）・P2S （19） となる。一方、アンロード弁４のスプール５に作用する
力のつり合いから、 Pd−PLS′＝f/Aa （20） となる。この式（20）に上記の式（19）を代入し、PLS
＝０を考慮し、整理すると、 Pd−PLS＋（１−S2/S1）・Ｐ＝f/Aa （21） となる。ここで上記の式（21）中の（１−S2/S1）は、
あらかじめΔA/Aaに設定してあることから、この式（2
1）は式（17）に等しくなる。
したがって、この第２の実施例も第１の実施例と同様
にdQ（Ｐ）/dP＜０を実現でき、振動減衰性能が得ら
れ、第１の実施例と同等の効果を奏する。
にdQ（Ｐ）/dP＜０を実現でき、振動減衰性能が得ら
れ、第１の実施例と同等の効果を奏する。
第３図は本発明のうちの第３の発明を示す第３の実施
例の回路図である。この第３図は従来の第２の例を示す
第11図に対応させて描いてある。
例の回路図である。この第３図は従来の第２の例を示す
第11図に対応させて描いてある。
この第３図において前述した第11図と同等のものは同
等の符号で示してある。すなわち、第３図に示すもの
も、第11図に示したものと同等の可変容量油圧ポンプ1a
と、方向切換弁３と、負荷体例えばブーム2aを駆動する
アクチユエータ例えばブームシリンダ２と、タンク９と
を備え、また第11図に示すものと同等の流量調整弁11を
備えている。
等の符号で示してある。すなわち、第３図に示すもの
も、第11図に示したものと同等の可変容量油圧ポンプ1a
と、方向切換弁３と、負荷体例えばブーム2aを駆動する
アクチユエータ例えばブームシリンダ２と、タンク９と
を備え、また第11図に示すものと同等の流量調整弁11を
備えている。
また、この第３図に示す第３の実施例も、ポンプ圧Pd
と、アクチユエータすなわちブームシリンダ２の負荷圧
PLSとの差圧Pd−PLSを一定に保つ流量となるようにポン
プ吐出流量を制御するポンプ流量制御手段を備えてい
る。
と、アクチユエータすなわちブームシリンダ２の負荷圧
PLSとの差圧Pd−PLSを一定に保つ流量となるようにポン
プ吐出流量を制御するポンプ流量制御手段を備えてい
る。
そして、この第３図に示す第３の実施例は、上述した
ポンプ流量制御手段が、一方の端部にポンプ圧Pdが与え
られる受圧部14を有し、他方の端部にアクチユエータす
なわちブームシリンダ２の負荷圧PLSが減圧して与えら
れる受圧部15を具備するスプール12を備えた流量調整弁
11と、この流量調整弁11の駆動に応じて作動し可変容量
油圧ポンプ1aの押しのけ容積を制御する制御用アクチユ
エータ10とから成るとともに、ブームシリンダ２の負荷
圧を減圧して流量調整弁11のスプール12の受圧部15に与
える減圧部21を備えている。
ポンプ流量制御手段が、一方の端部にポンプ圧Pdが与え
られる受圧部14を有し、他方の端部にアクチユエータす
なわちブームシリンダ２の負荷圧PLSが減圧して与えら
れる受圧部15を具備するスプール12を備えた流量調整弁
11と、この流量調整弁11の駆動に応じて作動し可変容量
油圧ポンプ1aの押しのけ容積を制御する制御用アクチユ
エータ10とから成るとともに、ブームシリンダ２の負荷
圧を減圧して流量調整弁11のスプール12の受圧部15に与
える減圧部21を備えている。
この第３の実施例では、減圧弁21の受圧部21aの受圧
面積S1を受圧部21bの受圧面積S2と受圧部21cの受圧面積
S3との和に等しく設定してあるとともに、受圧面積S1と
S2の関係を前述したΔA/Aa＝１−S2/S1に設定してあ
る。したがつて、前述した第２の実施例に係る式（1
8），（19），（20），（21）が流量調整弁11のスプー
ル12に作用する力のつり合いから成立し、結局、この第
３の実施例でも前述した第１の実施例における式（1
7）、すなわち、 Pd−PLS＋（ΔA/Aa）・Ｐ＝f/Aa が成立する。
面積S1を受圧部21bの受圧面積S2と受圧部21cの受圧面積
S3との和に等しく設定してあるとともに、受圧面積S1と
S2の関係を前述したΔA/Aa＝１−S2/S1に設定してあ
る。したがつて、前述した第２の実施例に係る式（1
8），（19），（20），（21）が流量調整弁11のスプー
ル12に作用する力のつり合いから成立し、結局、この第
３の実施例でも前述した第１の実施例における式（1
7）、すなわち、 Pd−PLS＋（ΔA/Aa）・Ｐ＝f/Aa が成立する。
したがつて、この第３の実施例も第１の実施例と同様
にdQ（Ｐ）/dP＜０を実現でき、振動減衰性能が得ら
れ、第１の実施例と同等の効果を奏する。
にdQ（Ｐ）/dP＜０を実現でき、振動減衰性能が得ら
れ、第１の実施例と同等の効果を奏する。
第４図は本発明のうちの第４の発明を示す第４の実施
例の回路図、第５図は第４の実施例に備えられる制御装
置の記憶部に記憶される関数関係、および演算処理を示
す図、第６図、第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発
明の第４の発明を示す第５、第６、第７、第８の実施例
を示す回路図である。
例の回路図、第５図は第４の実施例に備えられる制御装
置の記憶部に記憶される関数関係、および演算処理を示
す図、第６図、第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発
明の第４の発明を示す第５、第６、第７、第８の実施例
を示す回路図である。
これらの第４図〜第９図に示す第４〜第８の実施例
は、ポンプ圧Pdとアクチユエータの負荷圧PLSとの差圧P
d−PLSを一定に保つ流量を供給する油圧源33と、この油
圧源33から供給される圧油によって駆動するアクチユエ
ータ例えばブームシリンダ２と、油圧源33からブームシ
リンダ２に供給される圧油の流れを制御する電磁制御式
の方向切換弁3aと、この方向切換弁3aの駆動を指令する
指令信号すなわちレバー変位x0を出力する操作装置34
と、この操作装置34から出力されるレバー変位x0に応じ
て方向切換弁3aを駆動する駆動信号を出力する制御装置
28とを備えている。また、ブームシリンダ２の駆動に関
与する駆動圧力Ｐを検出する圧力検出装置35を備えてお
り、上述の制御装置28が、圧力検出装置35で検出された
圧力Ｐの値が大きくなるにしたがつて方向切換弁3aの開
口量を小さくするように当該方向切換弁3aを駆動する駆
動信号を出力する手段を含んでいる。すなわち、制御装
置28は操作装置34のレバー変位x0及び圧力検出装置35で
検出された圧力Ｐを入力する入力部32と、第５図に示す
ように、レバー変位x0の増加に伴つて方向切換弁3aのス
プール変位ｙが増加する関係であるレバー変位x0とスプ
ール変位ｙとの関数関係36と、スプール変位ｙの増加に
伴つてポンプ吐出流量Ｑが増加する関係であるスプール
変位ｙと流量Ｑの関数関係37と、圧力検出装置35で検出
された圧力Ｐの値が大きくなるにしたがつて小さい値を
とる係数αとの関数関係である圧力Ｐと係数αとの関数
関係38と、目標流量Q0の増加にしたがつて大きな値をと
る駆動信号ｉの関数である目標流量Q0と駆動信号ｉとの
関数関係39とをあらかじめ記憶する記憶部30と、関数関
係36から操作装置34のレバー変位x0に対応する方向切換
弁3aのスプール変位ｙを求め、関数関係37からスプール
変位ｙに対応するポンプ流量Ｑを求め、関数関係38から
圧力検出装置35で検出された圧力Ｐに対応する係数αを
求め、さらに上述のようにして求められたポンプの流量
Ｑと係数αとを乗算して目標流量Q0を求め、関数関係39
から目標流量Q0に対応する駆動信号ｉを求める演算を行
なう演算部31と、この演算部31で求められた駆動信号ｉ
を方向切換弁3aの駆動部に出力する出力部32とを備えて
いる。
は、ポンプ圧Pdとアクチユエータの負荷圧PLSとの差圧P
d−PLSを一定に保つ流量を供給する油圧源33と、この油
圧源33から供給される圧油によって駆動するアクチユエ
ータ例えばブームシリンダ２と、油圧源33からブームシ
リンダ２に供給される圧油の流れを制御する電磁制御式
の方向切換弁3aと、この方向切換弁3aの駆動を指令する
指令信号すなわちレバー変位x0を出力する操作装置34
と、この操作装置34から出力されるレバー変位x0に応じ
て方向切換弁3aを駆動する駆動信号を出力する制御装置
28とを備えている。また、ブームシリンダ２の駆動に関
与する駆動圧力Ｐを検出する圧力検出装置35を備えてお
り、上述の制御装置28が、圧力検出装置35で検出された
圧力Ｐの値が大きくなるにしたがつて方向切換弁3aの開
口量を小さくするように当該方向切換弁3aを駆動する駆
動信号を出力する手段を含んでいる。すなわち、制御装
置28は操作装置34のレバー変位x0及び圧力検出装置35で
検出された圧力Ｐを入力する入力部32と、第５図に示す
ように、レバー変位x0の増加に伴つて方向切換弁3aのス
プール変位ｙが増加する関係であるレバー変位x0とスプ
ール変位ｙとの関数関係36と、スプール変位ｙの増加に
伴つてポンプ吐出流量Ｑが増加する関係であるスプール
変位ｙと流量Ｑの関数関係37と、圧力検出装置35で検出
された圧力Ｐの値が大きくなるにしたがつて小さい値を
とる係数αとの関数関係である圧力Ｐと係数αとの関数
関係38と、目標流量Q0の増加にしたがつて大きな値をと
る駆動信号ｉの関数である目標流量Q0と駆動信号ｉとの
関数関係39とをあらかじめ記憶する記憶部30と、関数関
係36から操作装置34のレバー変位x0に対応する方向切換
弁3aのスプール変位ｙを求め、関数関係37からスプール
変位ｙに対応するポンプ流量Ｑを求め、関数関係38から
圧力検出装置35で検出された圧力Ｐに対応する係数αを
求め、さらに上述のようにして求められたポンプの流量
Ｑと係数αとを乗算して目標流量Q0を求め、関数関係39
から目標流量Q0に対応する駆動信号ｉを求める演算を行
なう演算部31と、この演算部31で求められた駆動信号ｉ
を方向切換弁3aの駆動部に出力する出力部32とを備えて
いる。
そして、特に第４図に示す第４の実施例は、圧力検出
装置35がポンプ圧Pdを検出するもの（すなわちＰ＝Pd）
であるとともに、油圧源33が、可変容量油圧ポンプ1a
と、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負荷圧PLSとの差
圧Pd−PLSに応じて作動する流量調整弁11と、この流量
調整弁11の駆動に応じて作動し油圧ポンプ1aの押しのけ
容積を制御する制御用アクチユエータ10とを含む構成に
してある。
装置35がポンプ圧Pdを検出するもの（すなわちＰ＝Pd）
であるとともに、油圧源33が、可変容量油圧ポンプ1a
と、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負荷圧PLSとの差
圧Pd−PLSに応じて作動する流量調整弁11と、この流量
調整弁11の駆動に応じて作動し油圧ポンプ1aの押しのけ
容積を制御する制御用アクチユエータ10とを含む構成に
してある。
このように構成した第４の実施例では、圧力検出装置
35で検出されたポンプ圧Pdすなわち圧力Ｐの値が大きい
ものであるとき、制御装置28の演算部31で求められる係
数αが第５図の関数関係38から小さくなり、したがって
関数関係37から求められた流量Ｑと係数αとの積である
目標流量Q0が上述のポンプ圧Pdに応じて減少し、この目
標流量Q0に対応する駆動信号ｉが方向切換弁3aに出力さ
れて、この方向切換弁3aの開口量が目標流量Q0に相当す
るように保たれ、当該目標流量Q0に相当する流量Ｑ
（Ｐ）がブームシリンダ２に供給される。それ故、この
第４の実施例にあつても、ポンプ圧Pdの増加に伴つてブ
ームシリンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）が減少し、dQ
（Ｐ）/dP＜０となり、振動減衰性能が得られ、前述の
各実施例と同等の効果を奏する。
35で検出されたポンプ圧Pdすなわち圧力Ｐの値が大きい
ものであるとき、制御装置28の演算部31で求められる係
数αが第５図の関数関係38から小さくなり、したがって
関数関係37から求められた流量Ｑと係数αとの積である
目標流量Q0が上述のポンプ圧Pdに応じて減少し、この目
標流量Q0に対応する駆動信号ｉが方向切換弁3aに出力さ
れて、この方向切換弁3aの開口量が目標流量Q0に相当す
るように保たれ、当該目標流量Q0に相当する流量Ｑ
（Ｐ）がブームシリンダ２に供給される。それ故、この
第４の実施例にあつても、ポンプ圧Pdの増加に伴つてブ
ームシリンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）が減少し、dQ
（Ｐ）/dP＜０となり、振動減衰性能が得られ、前述の
各実施例と同等の効果を奏する。
第６図に示す第５の実施例は、圧力検出装置35がロー
ドセンシング圧、すなわちブームシリンダ23の負荷圧P
LSを検出する構成にしてある。すなわちこの場合、第５
図に示す圧力Ｐは負荷圧PLSとなる。その他の構成は前
述した第４図に示す第４の実施例と同等である。この第
５の実施例にあっても、ポンプ圧Pdが増加すると負荷圧
PLSが増加することから第４の実施例と同様にブームシ
リンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）が減少し、dQ（Ｐ）
/dP＜０となり、第４の実施例と同等の効果を奏する。
ドセンシング圧、すなわちブームシリンダ23の負荷圧P
LSを検出する構成にしてある。すなわちこの場合、第５
図に示す圧力Ｐは負荷圧PLSとなる。その他の構成は前
述した第４図に示す第４の実施例と同等である。この第
５の実施例にあっても、ポンプ圧Pdが増加すると負荷圧
PLSが増加することから第４の実施例と同様にブームシ
リンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）が減少し、dQ（Ｐ）
/dP＜０となり、第４の実施例と同等の効果を奏する。
第７図に示す第６の実施例は、圧力検出装置35がブー
ムシリンダの圧油供給ポートの圧力を検出する構成にし
てある。その他の構成は前述した第６図に示す第５の実
施例と同等である。ブームシリンダ２の圧油供給ポート
の圧力は負荷圧PLSに相当するものであり、結局、この
第６の実施例も第５の実施例と同等の作用効果を奏す
る。
ムシリンダの圧油供給ポートの圧力を検出する構成にし
てある。その他の構成は前述した第６図に示す第５の実
施例と同等である。ブームシリンダ２の圧油供給ポート
の圧力は負荷圧PLSに相当するものであり、結局、この
第６の実施例も第５の実施例と同等の作用効果を奏す
る。
第８図に示す第７の実施例は、油圧源33が固定容量油
圧ポンプ１と、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負荷圧
PLSとの差圧Pd−PLSに応じて駆動し、ポンプ圧Pdを一定
に保つアンロード弁４とから成っている。その他の構成
は前述した第４図に示す第４の実施例と同等である。こ
のように構成したものも前述した各実施例と同等の作用
効果を奏する。
圧ポンプ１と、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負荷圧
PLSとの差圧Pd−PLSに応じて駆動し、ポンプ圧Pdを一定
に保つアンロード弁４とから成っている。その他の構成
は前述した第４図に示す第４の実施例と同等である。こ
のように構成したものも前述した各実施例と同等の作用
効果を奏する。
第９図に示す第８の実施例は、油圧源33が可変容量油
圧ポンプ1aと、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負荷圧
を含む回路の最大負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSに応じて作
動する流量調整弁11と、この流量調整弁11の駆動に応じ
て作動し油圧ポンプ1aの押しのけ容積を制御する制御用
アクチユエータ10と、方向切換弁3aの上流側の圧と下流
側の圧との差圧、すなわち前後差圧を一定に保つように
制御する圧力補償弁40とを含む構成にしてある。その他
の構成は前述した第４図に示す第４の実施例と同等であ
る。
圧ポンプ1aと、ポンプ圧Pdとブームシリンダ２の負荷圧
を含む回路の最大負荷圧PLSとの差圧Pd−PLSに応じて作
動する流量調整弁11と、この流量調整弁11の駆動に応じ
て作動し油圧ポンプ1aの押しのけ容積を制御する制御用
アクチユエータ10と、方向切換弁3aの上流側の圧と下流
側の圧との差圧、すなわち前後差圧を一定に保つように
制御する圧力補償弁40とを含む構成にしてある。その他
の構成は前述した第４図に示す第４の実施例と同等であ
る。
このように構成した第８の実施例にあっては、ブーム
シリンダ２と図示しない他のアクチユエータとの複合駆
動に際して、油圧ポンプ1aの流量はポンプ圧Pdと回路の
最大負荷圧PLSとの差圧によつて制御され、また圧力補
償弁40の作用により図示しない他のアクチユエータの負
荷圧の変化による影響を受けることなく方向切換弁3aを
駆動してブームシリンダ２に安定した流量Ｑ（Ｐ）を供
給できる。そして、ポンプ圧Pdが大きくなつたときには
前述した第４図に示す第４の実施例と同様に、方向切換
弁3aの開口量が小さくなるように制御され、ブームシリ
ンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）が減少し、dQ（Ｐ）/d
P＜０となり、前述の各実施例と同等の効果を奏する。
シリンダ２と図示しない他のアクチユエータとの複合駆
動に際して、油圧ポンプ1aの流量はポンプ圧Pdと回路の
最大負荷圧PLSとの差圧によつて制御され、また圧力補
償弁40の作用により図示しない他のアクチユエータの負
荷圧の変化による影響を受けることなく方向切換弁3aを
駆動してブームシリンダ２に安定した流量Ｑ（Ｐ）を供
給できる。そして、ポンプ圧Pdが大きくなつたときには
前述した第４図に示す第４の実施例と同様に、方向切換
弁3aの開口量が小さくなるように制御され、ブームシリ
ンダ２に供給される流量Ｑ（Ｐ）が減少し、dQ（Ｐ）/d
P＜０となり、前述の各実施例と同等の効果を奏する。
〈発明の効果〉 本発明は以上にように構成してあることから、dQ
（Ｐ）/dP＜０を実現させ、アクチユエータにおける振
動の減衰を可能にすることができ、したがって従来に比
べてシリンダ制御精度が向上し、オペレータの意図する
操作を確実に行なわせることができる。
（Ｐ）/dP＜０を実現させ、アクチユエータにおける振
動の減衰を可能にすることができ、したがって従来に比
べてシリンダ制御精度が向上し、オペレータの意図する
操作を確実に行なわせることができる。
第１図は本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置のうち
の第１の発明を示す第１の実施例の回路図、第２図は第
２の発明を示す第２の実施例の回路図、第３図は本発明
のうちの第３の発明を示す第３の実施例の回路図、第４
図は本発明のうちの第４の発明を示す第４の実施例の回
路図、第５図は第４の実施例に備えられる制御装置の記
憶部に記憶される関数関係、及び演算処理を示す図、第
６図、第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発明の第４
の発明を示す第５の実施例、第６の実施例、第７の実施
例、第８の実施例を示す回路図、第10図は従来の土木・
建設機械の油圧駆動装置の第１の例を示す回路図、第11
図は従来の第２の例を示す回路図、第12図は従来の第３
の例を示す回路図、第13図は従来の第３の例を構成する
制御装置の記憶部に記憶される関数関係、及び演算処理
を示す図である。 １……固定容量油圧ポンプ、1a……可変容量油圧ポン
プ、２……ブームシリンダ、2a……ブーム、3,3a……方
向切換弁、4,4a……アンロード弁、5,5a……スプール、
６……ばね、7,7a,8,8a……受圧部、９……タンク、10
……制御用アクチユエータ、10a……大径室、10b……小
径室、10c……ピストン、11……流量調整弁、12……ス
プール、13……ばね、14,15……受圧部、21……減圧
弁、21a,21b,21c……受圧部、28……制御装置、29……
入力部、30……記憶部、31……演算部、32……出力部、
33……油圧源、34……操作装置、35……圧力検出装置、
40……圧力補償弁。
の第１の発明を示す第１の実施例の回路図、第２図は第
２の発明を示す第２の実施例の回路図、第３図は本発明
のうちの第３の発明を示す第３の実施例の回路図、第４
図は本発明のうちの第４の発明を示す第４の実施例の回
路図、第５図は第４の実施例に備えられる制御装置の記
憶部に記憶される関数関係、及び演算処理を示す図、第
６図、第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発明の第４
の発明を示す第５の実施例、第６の実施例、第７の実施
例、第８の実施例を示す回路図、第10図は従来の土木・
建設機械の油圧駆動装置の第１の例を示す回路図、第11
図は従来の第２の例を示す回路図、第12図は従来の第３
の例を示す回路図、第13図は従来の第３の例を構成する
制御装置の記憶部に記憶される関数関係、及び演算処理
を示す図である。 １……固定容量油圧ポンプ、1a……可変容量油圧ポン
プ、２……ブームシリンダ、2a……ブーム、3,3a……方
向切換弁、4,4a……アンロード弁、5,5a……スプール、
６……ばね、7,7a,8,8a……受圧部、９……タンク、10
……制御用アクチユエータ、10a……大径室、10b……小
径室、10c……ピストン、11……流量調整弁、12……ス
プール、13……ばね、14,15……受圧部、21……減圧
弁、21a,21b,21c……受圧部、28……制御装置、29……
入力部、30……記憶部、31……演算部、32……出力部、
33……油圧源、34……操作装置、35……圧力検出装置、
40……圧力補償弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 正巳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭55−126106（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−250602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−266801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13901（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−159802（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F15B 11/00 F15B 11/05 E02F 9/22
Claims (11)
- 【請求項１】油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出さ
れる圧油によつて駆動するアクチユエータと、油圧ポン
プからアクチユエータに供給される圧油の流れを制御す
る方向切換弁と、両端に受圧部を具備するスプールを有
し、ポンプ圧とアクチユエータの負荷圧との差圧に応じ
て作動してポンプ圧を一定に保つアンロード弁とを備え
た土木・建設機械の油圧駆動装置において、上記差圧
と、上記アンロード弁の上記スプールの上記両端のそれ
ぞれの受圧部の面積に係る値とポンプ圧とに基づく関数
との和が一定値となるように、当該アンロード弁の当該
スプールの両端の受圧部の面積を設定したことを特徴と
する土木・建設機械の油圧駆動装置。 - 【請求項２】上記アンロード弁のスプールの負荷圧が与
えられる受圧部の受圧面積をポンプ圧が与えられる受圧
部の受圧面積に比べて小さく設定し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。 - 【請求項３】油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出さ
れる圧油によって駆動するアクチユエータと、油圧ポン
プからアクチユエータに供給される圧油の流れを制御す
る方向切換弁と、両端に受圧部を具備するスプールを有
し、ポンプ圧とアクチユエータの負荷圧との差圧に応じ
て作動してポンプ圧を一定に保つアンロード弁とを備え
た土木・建設機械の油圧駆動装置において、負荷圧を減
圧してアンロード弁のスプールの受圧部に与える減圧弁
を備え、上記差圧と、当該減圧弁の両端のそれぞれの受
圧部の面積に係る値とポンプ圧とに基づく関数との和が
一定値となるように、当該減圧弁の両端の受圧部の面積
を設定したことを特徴とする土木・建設機械の油圧駆動
装置。 - 【請求項４】可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧
ポンプから吐出される圧油によって駆動するアクチユエ
ータと、可変容量油圧ポンプからアクチユエータに供給
される圧油の流れを制御する方向切換弁と、ポンプ圧と
上記アクチユエータの負荷圧との差圧を一定に保つ流量
となるようにポンプ吐出流量を制御するポンプ流量制御
手段とを備えた土木・建設機械の油圧駆動装置におい
て、上記ポンプ流量制御手段が、一方の端部にポンプ圧
が与えられる受圧部を有し他方の端部にアクチユエータ
の負荷圧が与えられる受圧部を具備するスプールを備え
た流量調整弁と、この流量調整弁の駆動に応じて作動し
可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する制御用ア
クチユエータとから成るとともに、負荷圧を減圧して上
記流量調整弁の上記スプールの端部を形成する受圧部に
与える減圧弁を備え、上記差圧と、当該減圧弁の両端の
受圧部の面積に係る値とポンプ圧とに基づく関数との和
が一定値となるように、当該減圧弁の両端の受圧部の面
積を設定したことを特徴とする土木・建設機械の油圧駆
動装置。 - 【請求項５】油圧源と、この油圧源から供給される圧油
によつて駆動するアクチユエータと、油圧源からアクチ
ユエータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁
と、この方向切換弁の駆動を指令する指令信号を出力す
る操作装置と、この操作装置から出力される指令信号に
応じて方向切換弁を駆動する駆動信号を出力する制御装
置とを備え、上記油圧源がポンプ圧とアクチユエータの
負荷圧との差圧を一定に保つ流量を供給する土木・建設
機械の油圧駆動装置において、上記アクチユエータの駆
動に関与する駆動圧力を検出し、電気信号を出力する圧
力検出装置を備えると共に、上記制御装置が、あらかじ
め上記駆動圧力をパラメータとする関数を記憶する記憶
部と、上記圧力検出装置で検出された圧力の値に対応す
る上記関数の値を求め、この関数の値に基づき所定の演
算をおこなう演算部と、この演算結果に基づく駆動信号
を出力する出力部とを含み、上記圧力検出装置で検出さ
れた圧力の値が大きくなるにしたがつて上記方向切換弁
の開口量を小さくするように当該方向切換弁の動作を制
御することを特徴とする土木・建設機械の油圧駆動装
置。 - 【請求項６】圧力検出装置は、ポンプ圧を検出する圧力
検出装置であることを特徴とする請求項（５）記載の土
木・建設機械の油圧駆動装置。 - 【請求項７】圧力検出装置は、油圧源に与えられる負荷
圧を検出する圧力検出装置であることを特徴とする請求
項（５）記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。 - 【請求項８】圧力検出装置は、アクチユエータの圧油供
給ポートの圧力を検出する圧力検出装置であることを特
徴とする請求項（５）記載の土木・建設機械の油圧駆動
装置。 - 【請求項９】油圧源が、可変容量油圧ポンプと、ポンプ
とアクチユエータの負荷圧との差圧に応じて作動する流
量調整弁と、この流量調整弁の駆動に応じて作動し可変
容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する制御用アクチ
ユエータとを含むことを特徴とする請求項（５）記載の
土木・建設機械の油圧駆動装置。 - 【請求項１０】油圧源が、固定容量油圧ポンプと、ポン
プ圧とアクチユエータの負荷圧との差圧に応じて作動
し、ポンプ圧を一定に保つアンロード弁とを含むことを
特徴とする請求項（５）記載の土木・建設機械の油圧駆
動装置。 - 【請求項１１】油圧源が、方向切換弁の上流側の圧油の
圧力と下流側の圧油の圧力との差圧が一定となるように
制御する圧力補償弁を含むとともに、ポンプ圧と、アク
チユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との差圧に応じ
て作動する流量調整弁と、この流量調整弁の駆動に応じ
て作動し、可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御す
る制御用アクチユエータとを含むことを特徴とする請求
項（５）記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1292371A JP2986818B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 土木・建設機械の油圧駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1292371A JP2986818B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 土木・建設機械の油圧駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03153901A JPH03153901A (ja) | 1991-07-01 |
| JP2986818B2 true JP2986818B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17780936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1292371A Expired - Fee Related JP2986818B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 土木・建設機械の油圧駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986818B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6772590B2 (en) | 2001-01-05 | 2004-08-10 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic driving device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4685542B2 (ja) * | 2005-08-10 | 2011-05-18 | 日立建機株式会社 | 油圧駆動装置 |
-
1989
- 1989-11-13 JP JP1292371A patent/JP2986818B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6772590B2 (en) | 2001-01-05 | 2004-08-10 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic driving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03153901A (ja) | 1991-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |