JP3805575B2 - 油圧回路装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置を備えた建設機械の油圧回路装置に係わり、特にミニシヨベル等の小型建設機械に用いて好適な２フローウェー形の油圧ポンプと呼ばれるポンプ装置を備えた油圧回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の代表例である油圧ショベルは、最低限、２個の走行モータと１個の旋回モータ及びブーム２個、アーム、バケットの各シリンダの合計７個の油圧アクチュエータを設ける必要がある。このような油圧ショベルには一般に２ポンプシステムと呼ばれる油圧駆動装置が使用されている。この油圧駆動装置は、複数の油圧アクチュエータの相互干渉を極力避けて運転できるようにするために方向制御弁を２つのグループに分け、それに対応して２つの油圧ポンプを接続したものである。図１０に従来の２ポンプシステムの一例を示す。なお、図１０は回路の概要を示すのが主目的であるので、一部の方向制御弁とアクチュエータは省略してある。
【０００３】
図１０において、１０１及び１０２はそれぞれ可変容量形の油圧ポンプであり、これら油圧ポンプ１０１，１０２にはそれぞれ方向制御弁群１０３及び１０４が接続されている。図１０では、方向制御弁群１０３，１０４はそれぞれ２個の方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２のみを有するものとして示している。方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２は、中立位置で油圧ポンプ１０１，１０２をセンターバイパス通路１１０，１１１を介してタンク１０９に接続するオープンセンター形である。これら方向制御弁は油圧リモートコントロール弁からの制御信号圧により操作される。図１０では、方向制御弁１０３−２，１０４−２のリモートコントロール弁１０５，１０６のみを示している。これらリモートコントロール弁１０５，１０６の制御信号圧のうち、方向制御弁群１０３側の最高圧はシャトル弁１０７ａ，１０７ｂ，…により信号油路１０７に検出され、方向制御弁群１０４側の最高圧はシャトル弁１０８ａ，１０８ｂ，…により信号油路１０８に検出され、それぞれ油圧ポンプ１０１の傾転制御器１０１−１及び油圧ポンプ１０２の傾転制御器１０２−１へ伝達され、検出信号圧に比例した油圧ポンプ１０１，１０２の傾転制御（容量制御）を行っている。これは一般的に油圧ポンプのポジティブ制御（ポジコン）と呼ばれている。
【０００４】
油圧ポンプ１０１，１０２がポジティブ制御により容量制御を行う主な理由は、方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２がオープンセンタ形であり、流量制御にブリードオフ制御を利用していることによる。即ち、方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２はセンターバイパス通路１１０，１１１につながるセンターバイパス絞りを有し、このセンターバイパス絞りは方向制御弁が中立位置にあるときに最大の開口面積であり、方向制御弁がストロークするに従ってセンターバイパス絞りの開口面積は小さくなる。ブリードオフ制御とは、方向制御弁を中立位置からストロークしメータイン絞りの開口面積を増加させる間、油圧ポンプの吐出油をセンターバイパス絞りからタンク１０９にブリードさせつつセンターバイパス絞りの開口面積を小さくし、油圧ポンプの吐出圧を高めることで油圧ポンプの吐出油をメータイン絞りを通過させアクチュエータに供給する流量制御である。このブリードオフ制御で固定容量形の油圧ポンプを用いた場合は、方向制御弁のストロークが小さくアクチュエータへの制御流量が少ない場合は、センターバイパス絞りの開口面積が大きくタンク１０９へのブリード流量が多くなり、エネルギーの浪費となる。リモートコントロール弁の制御信号圧を用い油圧ポンプの容量制御をすることにより、油圧ポンプの吐出流量を必要とする流量に極力近付けることができ、そのような欠点を解消できる。
【０００５】
一方、近年、都市土木で油圧ショベルの利用が増加するに伴い、上部旋回体が旋回しても車幅から旋回体がはみ出ない超旋回機あるいは後方小旋回機と称される小型ショベルあるいはミニショベルの需要が増加している。このような油圧ショベルを設計製造する場合にはエンジンと油圧ポンプの長手方向の寸法を極力小さくすることが望まれる（例えば、「小松テクニカルレポート」、1994 VOL 40 NO. 1、 第１００頁参照）。
【０００６】
また、２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する２ポンプ機能を有しかつ長手方向の寸法を極力短縮した油圧ポンプとして２フローウェー形ピストンポンプが知られている（例えば「実用油圧ポケットブック」、１９９５年版、日本油空圧工業会発行、第１１２頁参照）。この油圧ポンプは、１個の可変容量形ポンプ機構と１個の吸入ポートと２個の吐出ポートを持ち、１個の吸入ポートから圧油を吸い込み、２個の吐出ポートから同一流量の圧油を吐出するものであり、ポンプ寸法も１個のポンプと同等である。このように２フローウェー形の油圧ポンプは１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られるため、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルで好んで利用されている。
【０００７】
２フローウェー形の油圧ポンプを用いて構成した従来の油圧回路装置の一例を図１１に示す。図中、図１０に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。なお、図１１も回路の概要を示すのが主目的であるので、一部の方向制御弁及びアクチュエータは省略してある。
【０００８】
図１１において、１２１は２フローウェー形の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１２１は１つの可変容量機構１２２と１つの吸入ポート１２３と２つの吐出ポート１２４ａ，１２４ｂを有し、かつ吐出圧力と吐出流量の積（出力馬力）を一定に制御するための馬力制御ピストン部１２５を有している。油圧ポンプ１２１の２つの吐出ポート１２４ａ，１２４ｂはそれぞれ上記の方向制御弁群１０３及び１０４に接続されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示した油圧回路装置は、ポンプ装置として２フローウェー形の油圧ポンプ１２１を用いているため、図１０に示した２ポンプシステムに比べポンプ装置の長手方向の寸法が短く、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルで好んで利用されている。しかし、２フローウェー形の油圧ポンプ１２１の場合、容量制御は馬力制御だけであり、リモートコントロール弁の制御信号圧に対応した容量制御は行っていない。従って、図１１の油圧回路装置では、図１０に示した２ポンプシステムで固定容量形の油圧ポンプを用いた場合と同様、アクチュエータへの制御流量が少ないときはタンク１０９へのブリード流量が多くなり、エネルギーの浪費となる。
【００１０】
このような問題を解決する方法として、図１１の油圧回路装置の油圧ポンプ１２１の容量制御に図１０のシステムと同様のポジティブ制御を採用し、リモートコントロール弁の制御信号圧に応じてポンプ容量を制御することが考えられる。しかし、この場合は次のような問題を生じる。
【００１１】
図１１の油圧ポンプ１２１の容量制御にポジティブ制御を採用する場合、図１０に示す信号油路１０７，１０８にシャトル弁を追加設置し、油圧ポンプ１２１に新たにポジティブ制御用の傾転制御部を設け、シャトル弁で選択した信号油路１０７，１０８の高い方の圧力を油圧ポンプ１２１のポジティブ制御用の傾転制御部に誘導することになる。
【００１２】
しかし、このように油圧ポンプ１２１の容量制御を行った場合は、油圧ポンプ１２１は１個の可変容量機構１２２しか持たないため、２つの吐出ポート１２４ａ，１２４ｂからは方向制御弁群１０３，１０４の操作状況に係わらず同一の流量が吐出される。
【００１３】
また、オープンセンター形の方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２は、上記のように中立位置からストロークするに従って開口面積が小さくなるセンターバイパス絞りを有し、図１１のシステムの場合、そのセンターバイパス絞りの中立位置における最大の開口面積は、方向制御弁の非操作時にその中立位置で適切な圧力（スタンバイ圧力）が得られるよう設定される。しかし、油圧ポンプ１２１をポジティブ制御で容量制御する場合は、ポジティブ制御される油圧ポンプの吐出流量は方向制御弁が中立位置にあるとき最少で、方向制御弁がストロークするに従って増大するため、方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２のセンターバイパス絞りは、方向制御弁の非操作時で油圧ポンプ１２１が最少の吐出流量にあるときに、その最少の吐出流量で適切な圧力（スタンバイ圧力）が得られるよう、中立位置におけるセンターバイパス絞りの最大の開口面積が設定されることになる。
【００１４】
ここで、上記のように図１１の油圧ポンプ１２１に図１０のポジティブ制御を採用したシステムで、方向制御群１０４のみが操作され、方向制御弁群１０３は操作されず、方向制御弁群１０４の信号油路１０８（図１０参照）からの圧力が、最大吐出量を要求する信号として油圧ポンプ１２１の傾転制御部に誘導されている場合を想定する。この場合、方向制御弁群１０３側は操作されていないにも係わらず、油圧ポンプ１２１の吐出ポート１２４ａから最大の流量が吐出され、この最大の吐出流量が、油圧ポンプ１２１の最少の吐出流量で適切な圧力（スタンバイ圧力）が得られるよう設定された中立位置にある方向制御弁群１０３の方向制御弁１０３−１，１０３−２のセンターバイパス絞りに供給される。このため、方向制御弁１０３−１，１０３−２が中立位置にあるにも係わらず吐出ポート１２４ａの吐出圧力はメインのリリーフ弁（図示せず）が作動するような高圧となり、方向制御弁１０３−１，１０３−２を微操作しても微少流量制御が難しく、ファインコントロールが困難となる。
【００１５】
このように図１１の油圧回路装置に図１０のポンプ制御システムを適用しようとすると、制御されるポンプ吐出流量とセンターバイパス絞りの開口面積の間にずれが生じ、ファインコントロール性が悪化する。
【００１６】
本発明の目的は、２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置の容量制御にポジティブ制御を採用し、かつファインコントロールが可能となる油圧回路装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、２つの吐出ポートを有し、この２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置と、このポンプ装置からの圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記ポンプ装置の２つの吐出ポートにそれぞれ接続された第１及び第２圧油供給油路と、この第１及び第２圧油供給油路にそれぞれ接続され、前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御するオープンセンター形の複数の方向制御弁をそれぞれ有する第１及び第２方向制御弁群とを備える油圧回路装置において、前記第１方向制御弁群に含まれる方向制御弁の操作信号により第１制御信号を生成する第１信号生成手段と、前記第２方向制御弁群に含まれる方向制御弁の操作信号により第２制御信号を生成する第２信号生成手段と、前記第１及び第２方向制御弁群に含まれる全ての方向制御弁の操作信号により第３制御信号を生成する第３信号生成手段と、前記第３制御信号に応じて前記ポンプ装置の容量を制御するポンプ制御手段と、前記第１及び第２圧油供給油路からそれぞれ分岐しタンクに接続される第１及び第２分岐油路と、この第１及び第２分岐油路にそれぞれ設けられ、前記第３制御信号が前記第１制御信号と第２制御信号のうちの自身が係わる制御信号より大きいとき、両制御信号との差に応じて動作して、前記第１及び第２圧油供給油路のうち自身が係わる圧油供給油路の余剰流量をタンクに還流する第１及び第２可変絞り弁とを備えるものとする。
【００１８】
このように第１及び第２分岐油路と第１及び第２可変絞り弁とを設けることにより、第１及び第２方向制御弁群の片側のみが操作され、ポンプ制御手段による容量制御で油圧ポンプの２つの吐出ポートから同一流量の圧油が吐出されていても、第１及び第２可変絞り弁のうち方向制御弁群が操作されていない側の可変絞り弁が第３制御信号と自身に係わる制御信号との差に応じて動作して余剰流量をタンクに還流することとなるため、方向制御弁群が操作されていない側の吐出ポートの吐出圧力が適正化され、ファインコントロールが可能となる。
【００１９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第３制御信号の最大値を規制する信号制限手段を更に備え、前記第１及び第２可変絞り弁は、前記信号制限手段の出力信号と前記自身が係わる制御信号との差に応じて動作する。
【００２０】
これにより第３制御信号となる操作信号がポンプ装置の吐出流量を最大とする値以上に大きく出力された場合でも、それに合わせて第３制御信号の最大値を規制し第１及び第２可変絞り弁の開口面積を制限することで、タンクに還流する流量が多くなり過ぎることが防止され、適切なスタンバイ圧力を確保できる。
【００２１】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記信号制限手段は減圧弁である。
【００２２】
これにより制御信号が油圧信号である場合に第３制御信号の最大値を規制できる。
【００２３】
（４）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２可変絞り弁は、前記自身に係わる制御信号が中立から増大するとき、ある値に達するまでの間、開口面積を閉じる側に一定の初期力を付与する第１及び第２初期力付与手段をそれぞれ有する。
【００２４】
これにより第１及び第２方向制御弁群の片側のみが操作され、ポンプ制御手段による容量制御で油圧ポンプの２つの吐出ポートから同一流量の圧油が吐出されていても、方向制御弁群が操作されていない側の制御信号が上記ある値に達するまでの間は上記一定の初期力が与えられるため、アクチュエータに供給可能な流量を最少に保つよう流量特性を設定でき、より良好なファインコントロールが可能となる。
【００２５】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記第１及び第２初期力付与手段は、前記自身に係わる制御信号がある値に達すると、前記第１及び第２可変絞り弁との当接を解除するピストンとばねの組み合わせである。
【００２６】
これにより制御信号が油圧信号である場合に上記初期力を付与できる。
【００２７】
（６）更に、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２分岐油路に前記第１及び第２可変絞り弁と直列にそれぞれ設けられ、第１及び第２可変絞り弁の前後差圧を一定に保つ第１及び第２圧力補償弁を更に備える。
【００２８】
これによりポンプ吐出圧が変動しても開口面積に応じた流量をタンクに還流できる。
【００２９】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記第１及び第２圧力補償弁及び前記第１及び第２可変絞り弁はそれぞれスプールを備えたスプール弁であり、前記第１及び第２圧力補償弁のスプールを前記第１及び第２可変絞り弁のスプールに内蔵させたものとする。
【００３０】
これにより弁構造をコンパクトにできる。
【００３１】
（８）また、上記（１）において、好ましくは、前記ポンプ装置は、１つの容量制御機構により２つの吐出ポートから同一流量を吐出する２フローウェー形の油圧ポンプである。
【００３２】
これにより１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られ、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルに好適な回路構造となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３４】
まず、図１〜図６により本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３５】
図１は本発明の第１の実施形態による油圧駆動装置を示している。本実施形態の油圧駆動装置は油圧ショベル、例えばミニショベルに搭載されるものであり、ミニショベルは、最低限、２個の走行モータと１個の旋回モータ及びブーム２個、アーム、バケットの各シリンダの合計７個の油圧アクチュエータを必要とするが、図１は油圧駆動装置の回路の概要を示すのが主目的であるので、一部の方向制御弁とアクチュエータは省略してある。
【００３６】
図１において、１１は２フローウェー形の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１１は１つの可変容量機構、例えば傾転制御機構１２と１つの吸入ポート１３と２つの吐出ポート１４ａ，１４ｂを有している。また、油圧ポンプ１１は、吐出圧力と吐出流量の積（出力馬力）を一定にするよう可変容量機構１２を制御する馬力制御ピストン部１５と、ポジティブ制御信号圧に応じた吐出流量となるよう可変容量機構１２を制御するポジティブ制御ピストン部１６とを有している。油圧ポンプ１１の一方の吐出ポート１４ａは圧油供給油路３０を介して方向制御弁群３に接続され、他方の吐出ポート１４ｂは圧油供給油路３２を介して方向制御弁群４に接続されている。
【００３７】
方向制御弁群３，４は、それぞれ、方向制御弁３−１，３−２及び４−１，４−２を有し、方向制御弁３−１，３−２及び４−１，４−２は、中立位置で油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂをセンターバイパス通路１７，１８を介してタンク９に接続するオープンセンター形である。これら方向制御弁は油圧リモートコントロール弁からの制御信号圧により操作される。図１では、方向制御弁３−２，４−２のリモートコントロール弁５，６のみを示している。これらリモートコントロール弁５，６，…の制御信号圧のうち、方向制御弁群３側の最高圧（以下、方向制御弁群３側のリモコン最高圧という）はシャトル弁７ａ，７ｂ，７ｃによりトーナメント方式で信号油路７に検出され、方向制御弁群４側の最高圧（以下、方向制御弁群４側のリモコン最高圧という）はシャトル弁８ａ，８ｂ，８ｃによりトーナメント方式で信号油路８に検出され、更に信号油路７と信号油路８の高圧側（以下、全方向制御弁のリモコン最高圧という）がシャトル弁１９により信号油路２０に検出され、信号油路２０の圧力がポジティブ制御信号圧として油圧ポンプ１１のポジティブ制御ピストン部１６に伝達される。
【００３８】
以上の構成は、図１１に示した従来の油圧回路装置の２フローウェー形の油圧ポンプの容量制御にポジティブ制御を採用したシステムに相当するものである。本発明は、このようなシステムにおいて、油圧ポンプ１１が単一の可変容量機構１２で容量制御されることにより生じる前述した弊害を解消するため、２つの方向制御弁群３，４のそれぞれの圧油供給油路３０，３２に次のような回路を付加している。
【００３９】
圧油供給油路３０からは下流端がタンク９に接続された油路３１が分岐している。分岐油路３１には、信号圧の差圧（後述）に比例した絞り開口となるよう作動し、ブリードオフ制御を行う差圧比例絞り弁２１−１が設置されている。また、分岐油路３１において差圧比例絞り弁２１−１の上流側には圧力補償弁２２−１が配置されている。圧力補償弁２２−１には差圧比例絞り弁２１−１の絞りの前後差圧が油路２７−１，２８−１を介して伝達され、差圧比例絞り弁２１−１の絞りの前後差圧をばね２２ａで定まる一定の値に保つ働きをする。これにより、圧油供給油路３０の圧力（油圧ポンプ１の吐出圧）は負荷圧に応じて大幅に変化するが、この圧力変化が補償され、差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口に比例したブリード流量が得られる。
【００４０】
差圧比例絞り弁２１−１は絞り開口を開く側に受圧部２１ａを有し、絞り開口を閉じる側に受圧部２１ｂを有している。受圧部２１ａは信号油路２０にこれから分岐する信号油路２４−１及びこの信号油路２４−１に設けられた減圧弁２３−１を介して接続され、信号油路２０の圧力（全方向制御弁のリモコン最高圧）又はこの圧力を減圧弁２３−１で減圧した圧力が信号圧として伝達され、受圧部２１ｂは信号油路７にこれから分岐する信号油路２５を介して接続され、信号油路７の圧力（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）が信号圧として伝達される。ポジティブ制御ピストン部１６は全方向制御弁のリモコン最高圧がある値、例えば１７barの第２リモコン圧Ｐbに達すると油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量を最大吐出流量に制御する流量制御特性を有している（後述）。減圧弁２３−１はこの流量制御特性に合わせて受圧部２１ａに伝達される信号圧の高圧側を制限補正するものであり、上記１７barの第２リモコン圧Ｐb相当の力をばね２３ａで設定し、信号油路２０の圧力（全方向制御弁のリモコン最高圧）が当該第２リモコン圧Ｐbを超えるとそれ以上の信号圧の上昇を制限するよう作動する。
【００４１】
また、差圧比例絞り弁２１−１は、絞り開口を閉じる側にピストン５０−１とばね５１−１を有している。ポジティブ制御ピストン部１６は全方向制御弁のリモコン最高圧がある値、例えば７barの第１リモコン圧Ｐaに達するまでは油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量を最小吐出流量に保持する流量制御特性を有している（後述）。ピストン５０−１とばね５１−１はこの流量制御特性に合わせて差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口の閉じ方向の初期力を設定するものであり、上記７barの第１リモコン圧Ｐa相当の力をばね５１−１で設定し、受圧部２１ｂに伝達される信号圧（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）が当該第１リモコン圧Ｐaよりも低いときは、ピストン５０−１とばね５１−１が受圧部２１ｂの油圧力を無効にしつつ当該第１リモコン圧Ｐaに相当する初期力を絞り開口の閉じ方向に与え、信号圧がその値よりも高くなると、ピストン５０−１とばね５１−１の働きを解除する。
【００４２】
圧油供給油路３２側も同様であり、同等の部品には同じ参照番号の添え字１に代え添え字２を付している。圧油供給油路３２から油路３３が分岐し、この分岐油路３３に差圧比例絞り弁２１−２及び圧力補償弁２２−２が設けられている。差圧比例絞り弁２１−２の絞り開口を閉じる側の受圧部２１ｂは信号油路８にこれから分岐する信号油路２６を介して接続され、信号油路８の圧力（方向制御弁群４側のリモコン最高圧）が信号圧として伝達される。それ以外の構成は圧油供給油路３０側と同様である。
【００４３】
なお、図１の実施形態では信号油路２０から分岐した２つの信号油路２４−１，２４−２を分岐し、それぞれに減圧弁２３−１，２３−２を配置したが、この分岐油路及び減圧弁は１つに纏めることができる。この場合は、１つの減圧弁の出力側が分岐し、左右の差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の受圧部２１ａに接続される。
【００４４】
図２にリモートコントロール弁５，６の出力特性とポジティブ制御ピストン部１６のポンプ流量制御特性を示す。
【００４５】
図２の第４象現はリモートコントロール弁５，６の出力特性を示し、縦軸はリモートコントロール弁５，６の操作ストロークＳ、横軸はリモートコントロール弁５，６の出力圧（以下、リモコン圧という）Ｐi1，Ｐi2（以下、Ｐiで代表する）である。操作ストロークＳがフルストロークに対し２５％までは不感帯領域であり、Ｐi＝０である。操作ストロークＳが２５％になるとＰi＝７bar（以下、適宜第１リモコン圧Ｐaという）となり、操作ストロークＳが２５％から８５％までの間は操作ストロークＳの増大に応じてリモコン圧Ｐiは２５barまで上昇し、操作ストロークＳが８５％になるとＰi＝４０barとなり、以後Ｐi＝４０barで一定となる。
【００４６】
図２の第１象現はポジティブ制御ピストン部１６のポンプ流量制御特性を示し、横軸はリモコン圧Ｐiが信号油路２０にリモコン最高圧Ｐimaxとして検出された場合の当該リモコン最高圧（ポジティブ制御信号圧）Ｐimaxであり、縦軸は油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量Ｑsである。リモコン最高圧Ｐimaxが上記第１モコン圧Ｐaの７barに達するまでは吐出流量Ｑsは最少吐出流量の３０リットル／minで一定であり（第４象現の区間Ｉに対応）、リモコン最高圧Ｐimaxが第１リモコン圧Ｐaの７barから１７bar（以下、適宜第２リモコン圧Ｐbという）までの間はリモコン最高圧Ｐimaxの上昇に応じてポンプ吐出流量Ｑsが増大し、当該第２リモコン圧Ｐbの１７barになるとポンプ吐出流量Ｑsが最大吐出流量の８０リットル／minに達し（第４象現の区間IIに対応）、以後Ｑs＝８０リットル／minで一定である（第４象現の区間IIIに対応）。
【００４７】
図３に差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の動作特性を示す。差圧比例絞り弁２１−１側では、図３の横軸は信号油路２４−１に検出されるリモコン最高圧Ｐimaxが方向制御弁群４側のリモコン最高圧（以下、上記Ｐi2が検出されるとしＰi2で代用する）である場合のリモコン最高圧Ｐimaxであり、縦軸は差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口面積ＡTCであり、更に方向制御弁群４側のリモコン最高圧Ｐi2に対する方向制御弁群３側のリモコン最高圧（以下、上記Ｐi1が検出されるとしＰi1で代用する）の差圧ΔＰi（＝Ｐi2−Ｐi1）を第３のパラメータにとっている。一方、差圧比例絞り弁２１−２側では、図３の横軸は信号油路２４−２に検出されるリモコン最高圧Ｐimaxが方向制御弁群３側のリモコン最高圧Ｐi1である場合のリモコン最高圧Ｐimaxであり、縦軸は差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口面積ＡTCであり、更に方向制御弁群３側のリモコン最高圧Ｐi1に対する方向制御弁群４側のリモコン最高圧Ｐi2の差圧ΔＰi（＝Ｐi1−Ｐi2）を第３のパラメータにとっている。
【００４８】
差圧比例絞り弁２１−１側では、Ｐi2＞Ｐi1のとき、つまりＰimax＝Ｐi2のとき、Ｐimax≦７bar（第１リモコン圧Ｐa）の範囲（図２の第４象現の区間Ｉ）では、ピストン５０−１又は５０−２及びばね５１−１又は５１−２の初期力の作用で差圧比例絞り弁２１−１７の絞り開口は全閉状態（ＡTC＝０）に保たれる。
【００４９】
リモコン最高圧Ｐimaxが上昇し、７bar（第１リモコン圧Ｐa）＜Ｐimax＜１７bar（第２リモコン圧Ｐb）の範囲（図２の第４象現の区間II）では、Ｐimaxの上昇に応じて開口面積ＡTCが増大し、Ｐimax＝１７bar（第２リモコン圧Ｐb）でそのときの差圧ΔＰiに応じた最大開口面積に達する。
【００５０】
リモコン最高圧Ｐimaxが１７bar（第２リモコン圧Ｐb）に達した後は（図２の第４象現の区間III）、減圧弁２３−１又は２３−２の減圧作用で１７bar時の最大開口面積に保たれ一定となる。
【００５１】
また、自身に係わるリモコン最高圧（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）Ｐi1が第１リモコン圧Ｐaに達するまでの間の差圧ΔＰiでは、つまりΔＰi≧Ｐi2−Ｐaでは、ピストン５０−１又は５０−２及びばね５１−１又は５１−２の初期力の作用でそのときのＰimaxに応じた一定の最大開口面積となり、自身に係わるリモコン最高圧Ｐi1が更に上昇し、差圧ΔＰiが小さくなるに従って開口面積ＡTCは減少し、ΔＰi＝０でＡTC＝０、つまり差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口は全閉状態となる。
【００５２】
差圧比例絞り弁２１−２側も同様である。
【００５３】
差圧比例絞り弁２１−１と圧力補償弁２２−１の具体的な弁構造の一例を図４を用いて説明する。この例は、圧力補償弁２２−１を差圧比例絞り弁２１−１に内蔵させ一体化構造とした場合のものである。差圧比例絞り弁２１−２と圧力補償弁２２−２側も同様である。
【００５４】
図４において、差圧比例絞り弁２１−１はスプール弁６１を有し、圧力補償弁２２−１はスプール弁６２を有し、スプール弁６１はケーシング６３のスプール孔６４に摺動自在に内挿され、スプール弁６２はスプール弁６１に摺動自在に内挿されている。スプール孔６４の周囲には環状のブリードポート６５、タンクポート６６，６７、信号ポート６８，６９が設けられ、ブリードポート６５は分岐油路３１に接続され、タンクポート６６，６７はタンク９に接続され、信号ポート６８は信号油路２５に接続され、信号ポート６９は減圧弁２３−１の出力側に接続されている。
【００５５】
差圧比例絞り弁２１−１のスプール弁６１はブリードポート６５に連通する入口開口７０とタンクポート６６に連通可能な絞り開口７１を有し、絞り開口７１とタンクポート６６との間で差圧比例絞り弁２１−１の可変絞りが形成される。スプール弁６１の両端には受圧室２１ａ，２１ｂが位置し、上記の如く受圧室２１ａには全方向制御弁のリモコン最高圧Ｐimaxが導かれ、受圧室２１ｂには自身に係わる方向制御弁群３側のリモコン最高圧Ｐi1が導かれている。受圧室２１ｂ内には弁ばね７２が挿入され、スプール弁６１は受圧室２１ａ，２１ｂに導かれる圧力の差圧ΔＰi＝Ｐimax−Ｐi1と弁ばね７２の付勢力とのバランスで変位し、この変位に伴いスプール弁６１の絞り開口７１のタンクポート６６に対する開口量を変化させる。
【００５６】
圧力補償弁２２−１のスプール弁６２は、スプール弁６１の入口開口７０に連通可能な絞り開口７３を有し、絞り開口７３と入口開口７０との間で圧力補償弁２２−１の可変絞りが構成される。スプール弁６１内においてスプール弁６２の図示右側にはキャップ７４で閉塞されるばね室７５が設けられており、ばね室７５内にスプール弁６２を絞り開口７３の入口開口７０に対する開口量を増やす側（開け方向）に付勢する弁ばね７６が挿入されている。また、絞り開口７３の出側はスプール弁６２の内腔７７を介して絞り開口７１に連通し、絞り開口７１の入口圧がスプール弁６２の絞り孔７３の閉じ方向に働くと共に、ばね室７５は孔７８を介してタンクポート６７に連通し、絞り開口７１の出口圧と同じタンク９の圧力がスプール弁６２の絞り孔開口３の開け方向に働く構造となっており、これによりスプール弁６２は絞り開口７１の前後差圧と弁ばね７５の付勢力とのバランスで変位し、この変位に伴いスプール弁５２の絞り開口７３の開口量を変化させ、圧力補償機能を発揮する。
【００５７】
差圧比例絞り弁２１−１のスプール弁６１の図示左側には前述したピストン５０−１とばね５１−１が配置され、ピストン５０−１の反ばね５１−１側の端部は受圧室２１ｂに面し、この端部にスプール弁６１に係合するロッド８０が設けられている。ばね５１−１は上記のようにポジティブ制御ピストン部１６の流量制御特性に合わせて全方向制御弁のリモコン最高圧の７barの第１リモコン圧Ｐaに対応するよう設定されており、受圧部２１ｂに伝達される信号圧（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）が第１リモコン圧Ｐaよりも低いときは、ロッド８０がスプール弁６１に当接し、受圧部２１ｂによる油圧力をキャンセルしつつばね５１−１の付勢力を初期力として絞り開口７１の閉じ方向に与え、信号圧が第１リモコン圧Ｐaよりも高くなると、ロッド８０をスプール弁６１から離し、受圧部２１ｂの油圧力のみをスプール弁６１に作用させることでピストン５０−１とばね５１−１の働きを解除する。
【００５８】
本実施形態の動作原理を図５〜図７により説明する。
【００５９】
図５は図１１に示す従来の２フローウェー形の油圧ポンプを用いた油圧回路装置のポンプ容量制御に単純にポジティブ制御を採用した場合の油圧回路図である。図中、図１及び図１１に示した部分と同等のものには同じ符号を付し、説明を省略する。この図５に示す油圧回路装置では、油圧ポンプ１１は２個の独立した油圧ポンプの機能は有するが、吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量を個別に制御できず、吐出ポート１４ａ，１４ｂからは方向制御弁群１０３，１０４の操作状況に係わらず同一の流量が吐出されるため、次のような問題を生じる。
【００６０】
図６は図５に示した油圧回路装置でのブリードオフ制御の様子を示すものである。図６の横軸はリモートコントロール弁１０５又は１０６の出力圧Ｐi（Ｐi1又はＰi2）であり、縦軸は方向制御弁群３又は４のセンターバイパス絞り、メータイン絞り、メータアウト絞りの開口面積ＡT，ＡA，ＡBと、油圧ポンプ１１の吐出流量Ｑs及びアクチュエータに供給される負荷流量Ｑaである。ＱsとＱaの差（図７の斜線Ｑb部分）がセンターバイパス絞り及びセンターバイパス通路１１０又は１１１を介してタンク１０９に還流されるブリード流量になる。
【００６１】
図６に示す状態を明らかにするためのモデルを図７に示す。図７はＰL＝１００barの負荷を駆動する場合をモデル化したものであり、ＡT，ＡA，ＡBは図６に示したセンターバイパス絞り、メータイン絞り、メータアウト絞りの開口面積である。油圧ポンプの吐出圧Ｐsが負荷圧ＰL以下の場合は油圧ポンプの吐出油は全て開口面積ＡTのセンターバイパス絞りを通り、タンクヘ還流される。ＰTはセンターバイパス絞りの出側圧力、即ちタンク圧である。
【００６２】
図６では、図２で述べたのと同様、リモコン圧Ｐi＝７bar（第１リモコン圧Ｐa）までは油圧ポンプの吐出流量をＱs＝３０リットル／minの最少吐出流量とし、Ｐi＝１７bar（第２リモコン圧Ｐb）でＱs＝８０リットル／minの最大吐出流量に制御する場合が示されている。この場合、油圧ポンプの吐出圧Ｐsが負荷圧ＰL以下でタンクに還流されるセンターバイパスのブリード流量はＱb＝３０リットル／minである。
【００６３】
図６の特性でＰi＝７barから油圧ポンプの吐出流量を増加させるのはこのリモコン圧付近から負荷側へ流量を流したい意図があるためである。このためには、Ｐi＝７barの時にセンターバイパス絞りの開口面積ＡTは次の関係を満足する必要がある。
【００６４】
Ｑs＝ｃ・ＡT・√（2g/γ）・√（Ｐs−ＰT）
から
ＡT＝Ｑs／｛ｃ・√（２ｇ／γ）・√（Ｐs−ＰT）｝
を求めと
ＡT＝30×（1000／60）／｛0.65×√（2×980／0.87×10-3）・√（100−0）｝
＝0．0513（ｃｍ2）
となる（図６のＡT0点）。つまり、この面積までセンターバイパス絞りの開口面積ＡTを絞ると油圧ポンプの吐出圧をＰs＝１００barまで高められ、圧油をアクチュエータに供給できる。
【００６５】
リモコン圧Ｐiが７barから更に大きくなるに従いセンターバイパス絞りの開口面積ＡTは図示の如く徐々に絞られ、センターバイパスのブリード流量はＱb＝３０リットル／minから徐々に減少し、図６に示す負荷流量Ｑaが得られる。
【００６６】
ところで、図５の油圧回路装置で左側の方向制御群１０４の信号油路８から出されたリモコン最高圧Ｐi2が信号油路２０に最大吐出流量を要求するリモコン最高圧Ｐimaxとして検出され、右側の方向制御弁群１０３の信号油路７からは何等の信号圧が出されていない場合を想定してみる。図１０に示した２ポンプシステムの場合は左側の油圧ポンプは最大、右側の油圧ポンプは最小の傾転を維持することで対処できる。しかし、図５の油圧回路装置では油圧ポンプ１１の右側の吐出ポート１４ａの吐出流量も最大のＱs＝８０リットル／minとなる。図６中、このポンプ吐出流量を点線Ｑsxで示す。方向制御弁１０３−１，１０３−２のセンターバイパス絞りの開口面積ＡTは、上記のようにＰi＝７barでポンプ吐出流量がＱs＝３０リットル／minの時Ｐs＝１００barのポンプ吐出圧が得られるよう、ＡT＝0．0513（ｃｍ2）に設定されている。しかし、ポンプ吐出流量がＱs＝８０リットル／minに増大すると、図６に斜線Ｑcで示す部分が余剰流量となり、吐出ポート１４ａ側の吐出圧は相当高圧となる。例えば、Ｐi＝７barの点における油圧ポンプ１１の吐出ポート１４ａの吐出圧は先の計算式を参照すると、次のようになる。
【００６７】
Ｐs−ＰT＝｛80×（1000／60）／0.65×1500×0.0513｝2＝710.6（bar）
この710.6barの圧力では、当然リリーフ弁（図示せず）が動作する。
【００６８】
このように図１１の油圧回路装置に図１０のポンプ制御システムを適用しようとすると、制御されるポンプ吐出流量とセンターバイパス絞りの開口面積の間にずれが生じ、Ｐi＝７barでのポンプ吐出圧、つまりスタンバイ圧力が高圧となるため、ファインコントロール性が悪化する。
【００６９】
ポンプ吐出流量が８０リットル／minで１００barの吐出圧力に押さえるには、センターバイパス絞りの開口面積ＡTは、
0.0513×（80／30）＝0.1368（ｃｍ2）
必要になる。図６中、ＡT1点がその開口面積である。Ｑs＝８０リットル／minの最大流量が流れ、Ｐi＝７barで0.1368（ｃｍ2）の開口面積ＡTを得る場合のセンターバイパス絞りの開口面積特性は点線ＡTxのようになる。つまり、図６中、斜線Ａxで示すＡTの開口面積とＡTxの開口面積との差が、Ｐi＝７barで１００barの吐出圧力を得るための必要追加開口面積となる。
【００７０】
本実施形態の差圧比例絞り弁２１−１，２１−２はその必要追加開口面積Ａxを提供するものである。以下、本実施形態の動作を図２及び図３を用いて説明する。
【００７１】
左側の方向制御弁群４のリモートコントロール弁６の出力圧Ｐi2が図２中の「イ」の点にあり、右側の方向制御弁群３のリモートコントロール弁５の操作ストロークＳが図２中の第４象現の区間Ｉにあり、リモコン圧Ｐi1が図２中の「ロ」の点のリモコン圧、つまり第１リモコン圧Ｐa以下であるとする。この場合、方向制御弁群３側の吐出ポート１４ａからの吐出流量の余剰流量は「イ」の制御された実際の吐出流量Ｑsから所望最小吐出流量Ｑst（＝３０リットル／min）を差し引いた値となる。この状態はリモコン圧Ｐi1が「ロ」の点になるまで続く。
【００７２】
リモコン圧Ｐi2が図２中の「イ」の点にあるとき、差圧比例絞り弁２１−１はそのリモコン圧Ｐi2に対応して図３の点線「イ」で示すように差圧ΔＰiに応じて開口面積ＡTCを変化させる。このとき、リモコン圧Ｐi1が図２の「ロ」の点までのＰi1≧Ｐa（７bar）ではΔＰi＝Ｐi2−Ｐaであるので、これに対応して差圧比例絞り弁２１−１の開口面積ＡTCはピストン５０−１及びバネ５１−１の初期力の作用で”ａ1”点とに保たれるよう制御される。この”ａ1”点の開口面積ＡTCはリモコン圧Ｐi2が「イ」の点にある場合の必要追加開口面積であり、Ｐi1＝７barで１００barの吐出圧力となるよう余剰流量がタンクに還流される。
【００７３】
右側の方向制御弁群３に対するリモートコントロール弁５の操作が始まって区間IIに入り、リモコン圧Ｐi1が７bar以上になると、図２の「イ」の制御された吐出流量Ｑsから例えば「ハ」の所望吐出流量を差し引いた値が吐出ポート１４ａ側の余剰流量になる。
【００７４】
このようにリモコン圧Ｐi1が上昇すると、差圧ΔＰiが減少するため、差圧比例絞り弁２１−１は図３の点線「イ」上で”ａ1”，”ａ2”，…，”ａn-1”のように開口面積ＡTCを減らし、図２の「ハ」の所望吐出流量を実現するよう余剰流量をタンクに還流する。
【００７５】
リモコン圧Ｐi1がリモコン圧Ｐi2に等しくなると吐出ポート１４ａ側の実際の吐出流量Ｑsは所望吐出流量に一致し、ΔＰi＝０となるため、差圧比例絞り弁２１−１は図３の”ａn”点の開口面積（＝０）となり、全閉する。
【００７６】
リモコン圧Ｐi2が図２中の「ニ」の点、即ち１７barの第２リモコン圧Ｐbにあるときは、差圧比例絞り弁２１−１はそのリモコン圧Ｐi2に対応して図３の点線「ニ」で示すように差圧ΔＰiに応じて開口面積ＡTCを変化させ、リモコン圧Ｐi1の上昇による差圧ΔＰiの減少に応じて”ｂ1”，”ｂ2”，…，”ｂn-1”，”ｂn”のように開口面積を減らし、余剰流量をタンクに還流する。なお、この点線「ニ」で示した開口面積ＡTCは図６の斜線Ａxで示した必要追加開口面積に対応するものである。
【００７７】
図２の区間IIIの操作ストロークＳは、油圧ポンプ１１の吐出流量を制御するのに用いる信号圧以上のリモコン圧が立つ場合であり、この区間の信号圧はリモコン圧Ｐi2（Ｐimax）を減圧弁２３−１が図２の「ニ」点の信号圧（１７bar）に減圧することで区間IIの延長として制御される。図３の点線「ニ」の図示右側がこの制御部分である。これによりポンプ吐出流量が最大に達した後は、差圧比例絞り弁２１−１の開口面積は増加せず、適切なスタンバイ圧力を維持できる。
【００７８】
以上のように構成した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００７９】
(1)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置（２フローウェー形の油圧ポンプ１１）の容量制御にポジティブ制御を採用するため、全方向制御弁の中立時等、制御流量が少ないことが望ましい時のタンク９へのブリード量が少なくなり、エネルギー消費を低減できる。
【００８０】
(2)方向制御弁群３，４の片側のみが操作されている場合でも、方向制御弁群が操作されていない側の差圧比例絞り弁２１−１又は２１−２より余剰流量がタンク９に還流されるため、吐出ポート１４ａ又は１４ｂの吐出圧力が適正化され、ファインコントロールが可能となる。
【００８１】
(3)差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の受圧部２１ａに減圧弁２３−１又は２３−２を介して信号油路２０の全方向制御弁のリモコン最高圧を導くため、当該リモコン最高圧が上記１８barの第２リモコン圧Ｐb以上になったとき、差圧比例絞り弁２１−１又は２１−２の開口面積の増加は制限されることとなり、ポンプ吐出流量が最大に達した後にタンクに還流する流量が増加することが防止され、適切なスタンバイ圧力を確保できる。
【００８２】
(4)差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の絞り開口を閉じる側にピストン５０−１とばね５１−１を設け、一定の初期力を付与するようにしたので、自身に係わるリモコン圧が上記第１リモコン圧Ｐaに達するまでの間は当該一定の初期力が与えられるため、その間、アクチュエータに供給可能な流量を最少に保つよう流量特性を設定でき、より良好なファインコントロールが可能となる。
【００８３】
(5)分岐油路３１，３２に差圧比例絞り弁２１−１，２１−２と直列に圧力補償弁２２−１，２２−２をそれぞれ設けたので、ポンプ吐出圧が変動しても差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の開口面積に応じた流量をタンクに還流でき、正確なブリードオフ制御が行える。
【００８４】
(6)差圧比例絞り弁２１−１，２１−２及び圧力補償弁２２−１，２２−２をそれぞれスプール弁６１，６２とし、圧力補償弁２２−１，２２−２のスプール弁６２を差圧比例絞り弁２１−１，２１−２のスプール弁６１に内蔵させたので、弁構造をコンパクトにできる。
【００８５】
(7)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置として２フローウェー形の油圧ポンプ１１を用いたので、１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られ、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルに好適な回路構造となる。
【００８６】
本発明の他の実施形態を図８及び図９により説明する。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。
【００８７】
図８は図１に示す第１の実施形態において減圧弁２３−１，２３−２及びピストン５０−１，５０−２とばね５１−１，５１−２を省略したものである。本実施形態によっても、上記(1)，(2)，(5)〜(7)の効果が得られる。また、本実施形態によれば、第１の実施形態よりも差圧比例絞り弁２１−１，２１−２回りの弁構造が簡素化する効果がある。
【００８８】
図９は図１に示す第１の実施形態において更に圧力補償弁２２−１，２２−２も省略したものである。本実施形態によっても、上記(1)，(2)，(7)の効果が得られる。また、本実施形態によれば、図８に示した実施形態よりも差圧比例絞り弁２１−１，２１−２回りの弁構造が更に簡素化する効果がある。
【００８９】
なお、以上の実施形態では、２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置として１個の可変容量形ポンプ機構を有する２フローウェー形の油圧ポンプを用いたが、別々の可変容量形ポンプ機構を有する２個のポンプでその可変容量形ポンプ機構を同時傾転制御するものを用いてもよく、この場合でも第１の実施形態で述べた(1)〜(6)の効果が得られる。
【００９０】
また、上記実施形態では、差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の開口面積特性を差圧ΔＰiに応じて連続的に変化するものとしたが、非連続的、例えばステップ状に変化するものとしてもある程度のブリードオフ制御は行え、本発明の基本的な効果は得られる。
【００９１】
更に、上記実施形態では、差圧比例絞り弁２１−１，２１−２をリモコン圧を直接用い油圧的に制御する構成としたが、差圧比例絞り弁を電磁駆動式とし、リモコン圧を電気的に検出してコントローラで制御量を演算し、差圧比例絞り弁に電気信号を出力して制御するようにしても良い。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００９３】
(1)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置の容量制御にポジティブ制御を採用するので、全方向制御弁の中立時等、制御流量が少ないことが望ましい時のタンクへのブリード量が少なくなり、エネルギー消費を低減できる。
【００９４】
(2)第１及び第２方向制御弁群の片側のみが操作されている場合でも、方向制御弁群が操作されていない側の可変絞り弁より余剰流量がタンクに還流されるため、吐出圧力が適正化され、ファインコントロールが可能となる。
【００９５】
(3)第３制御信号の最大値を規制する信号制限手段を設け、第１及び第２可変絞り弁の動作を制御するので、第３制御信号となる操作信号がポンプ装置の吐出流量を最大とする値以上に大きく出力された場合でも、それに合わせて第３制御信号の最大値を規制し第１及び第２可変絞り弁の開口面積を制限することで、タンクに還流する流量が多くなり過ぎることが防止され、適切なスタンバイ圧力を確保できる。
【００９６】
(4)第１及び第２可変絞り弁の開口面積を閉じる側に一定の初期力を付与する構成としたので、自身に係わるリモコン圧の立ち上がり時にアクチュエータに供給可能な流量を最少に保つよう流量特性を設定でき、より良好なファインコントロールが可能となる。
【００９７】
(5)第１及び第２分岐油路に第１及び第２可変絞り弁と直列に第１及び第２圧力補償弁をそれぞれ設けたので、ポンプ吐出圧が変動しても第１及び第２可変絞り弁の開口面積に応じた流量をタンクに還流でき、正確なブリードオフ制御が行える。
【００９８】
(6)第１及び第２圧力補償弁のスプールを第１及び第２可変絞り弁のスプールに内蔵させたので、弁構造をコンパクトにできる。
【００９９】
(7)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置として２フローウェー形の油圧ポンプを用いたので、１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られ、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルに好適な回路構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図２】第４象現にリモートコントロール弁の出力特性を示す、第１象現にポジティブ制御ピストン部のポンプ流量制御特性を示す図である。
【図３】差圧比例絞り弁の動作特性を示す図である。
【図４】差圧比例絞り弁とその圧力補償弁の具体的な弁構造の一例を示す図である。
【図５】従来の２フローウェー形の油圧ポンプを用いた油圧回路装置のポンプ容量制御に単純にポジティブ制御を採用した場合の油圧回路図である。
【図６】図５に示した油圧回路装置でのブリードオフ制御の様子を示す図である。
【図７】図６に示す状態を明らかにするためのモデルを示す回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図１０】従来の２ポンプシステムの一例を示す回路図である。
【図１１】２フローウェー形の油圧ポンプを用いて構成した従来の油圧回路装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
３ 方向制御弁群
３−１，３−２ 方向制御弁
４ 方向制御弁
４−１，４−２ 方向制御弁
５，６ リモートコントロール弁
７ 信号油路
７ａ，７ｂ，７ｃ シャトル弁
８ 信号油路
８ａ，８ｂ，８ｃ シャトル弁
９ タンク
１１ ２フローウェー形の油圧ポンプ
１２ 可変容量機構
１３ 吸入ポート
１４ａ，１４ｂ 吐出ポート
１５ 馬力制御ピストン部
１６ ポジティブ制御ピストン部
１７，１８ センターバイパス通路
１９ シャトル弁
２０ 信号油路
２１−１，２１−２ 差圧比例絞り弁（可変絞り弁）
２１ａ，２１ｂ 受圧部
２２−１，２２−２ 圧力補償弁
２２ａ ばね
２３−１，２３−２ 減圧弁（信号制限手段）
２４−１，２４−２ 信号油路
２５，２６ 信号油路
３０，３２ 圧油供給油路
３１，３３ 分岐油路
５０−１，５０−２ ピストン
５１−１，５１−２ ばね
６１ スプール弁（差圧比例絞り弁）
６２ スプール弁（圧力補償弁）
７１ 絞り開口（差圧比例絞り弁）
７３ 絞り開口（圧力補償弁）
【発明の属する技術分野】
本発明は２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置を備えた建設機械の油圧回路装置に係わり、特にミニシヨベル等の小型建設機械に用いて好適な２フローウェー形の油圧ポンプと呼ばれるポンプ装置を備えた油圧回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の代表例である油圧ショベルは、最低限、２個の走行モータと１個の旋回モータ及びブーム２個、アーム、バケットの各シリンダの合計７個の油圧アクチュエータを設ける必要がある。このような油圧ショベルには一般に２ポンプシステムと呼ばれる油圧駆動装置が使用されている。この油圧駆動装置は、複数の油圧アクチュエータの相互干渉を極力避けて運転できるようにするために方向制御弁を２つのグループに分け、それに対応して２つの油圧ポンプを接続したものである。図１０に従来の２ポンプシステムの一例を示す。なお、図１０は回路の概要を示すのが主目的であるので、一部の方向制御弁とアクチュエータは省略してある。
【０００３】
図１０において、１０１及び１０２はそれぞれ可変容量形の油圧ポンプであり、これら油圧ポンプ１０１，１０２にはそれぞれ方向制御弁群１０３及び１０４が接続されている。図１０では、方向制御弁群１０３，１０４はそれぞれ２個の方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２のみを有するものとして示している。方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２は、中立位置で油圧ポンプ１０１，１０２をセンターバイパス通路１１０，１１１を介してタンク１０９に接続するオープンセンター形である。これら方向制御弁は油圧リモートコントロール弁からの制御信号圧により操作される。図１０では、方向制御弁１０３−２，１０４−２のリモートコントロール弁１０５，１０６のみを示している。これらリモートコントロール弁１０５，１０６の制御信号圧のうち、方向制御弁群１０３側の最高圧はシャトル弁１０７ａ，１０７ｂ，…により信号油路１０７に検出され、方向制御弁群１０４側の最高圧はシャトル弁１０８ａ，１０８ｂ，…により信号油路１０８に検出され、それぞれ油圧ポンプ１０１の傾転制御器１０１−１及び油圧ポンプ１０２の傾転制御器１０２−１へ伝達され、検出信号圧に比例した油圧ポンプ１０１，１０２の傾転制御（容量制御）を行っている。これは一般的に油圧ポンプのポジティブ制御（ポジコン）と呼ばれている。
【０００４】
油圧ポンプ１０１，１０２がポジティブ制御により容量制御を行う主な理由は、方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２がオープンセンタ形であり、流量制御にブリードオフ制御を利用していることによる。即ち、方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２はセンターバイパス通路１１０，１１１につながるセンターバイパス絞りを有し、このセンターバイパス絞りは方向制御弁が中立位置にあるときに最大の開口面積であり、方向制御弁がストロークするに従ってセンターバイパス絞りの開口面積は小さくなる。ブリードオフ制御とは、方向制御弁を中立位置からストロークしメータイン絞りの開口面積を増加させる間、油圧ポンプの吐出油をセンターバイパス絞りからタンク１０９にブリードさせつつセンターバイパス絞りの開口面積を小さくし、油圧ポンプの吐出圧を高めることで油圧ポンプの吐出油をメータイン絞りを通過させアクチュエータに供給する流量制御である。このブリードオフ制御で固定容量形の油圧ポンプを用いた場合は、方向制御弁のストロークが小さくアクチュエータへの制御流量が少ない場合は、センターバイパス絞りの開口面積が大きくタンク１０９へのブリード流量が多くなり、エネルギーの浪費となる。リモートコントロール弁の制御信号圧を用い油圧ポンプの容量制御をすることにより、油圧ポンプの吐出流量を必要とする流量に極力近付けることができ、そのような欠点を解消できる。
【０００５】
一方、近年、都市土木で油圧ショベルの利用が増加するに伴い、上部旋回体が旋回しても車幅から旋回体がはみ出ない超旋回機あるいは後方小旋回機と称される小型ショベルあるいはミニショベルの需要が増加している。このような油圧ショベルを設計製造する場合にはエンジンと油圧ポンプの長手方向の寸法を極力小さくすることが望まれる（例えば、「小松テクニカルレポート」、1994 VOL 40 NO. 1、 第１００頁参照）。
【０００６】
また、２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する２ポンプ機能を有しかつ長手方向の寸法を極力短縮した油圧ポンプとして２フローウェー形ピストンポンプが知られている（例えば「実用油圧ポケットブック」、１９９５年版、日本油空圧工業会発行、第１１２頁参照）。この油圧ポンプは、１個の可変容量形ポンプ機構と１個の吸入ポートと２個の吐出ポートを持ち、１個の吸入ポートから圧油を吸い込み、２個の吐出ポートから同一流量の圧油を吐出するものであり、ポンプ寸法も１個のポンプと同等である。このように２フローウェー形の油圧ポンプは１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られるため、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルで好んで利用されている。
【０００７】
２フローウェー形の油圧ポンプを用いて構成した従来の油圧回路装置の一例を図１１に示す。図中、図１０に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。なお、図１１も回路の概要を示すのが主目的であるので、一部の方向制御弁及びアクチュエータは省略してある。
【０００８】
図１１において、１２１は２フローウェー形の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１２１は１つの可変容量機構１２２と１つの吸入ポート１２３と２つの吐出ポート１２４ａ，１２４ｂを有し、かつ吐出圧力と吐出流量の積（出力馬力）を一定に制御するための馬力制御ピストン部１２５を有している。油圧ポンプ１２１の２つの吐出ポート１２４ａ，１２４ｂはそれぞれ上記の方向制御弁群１０３及び１０４に接続されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示した油圧回路装置は、ポンプ装置として２フローウェー形の油圧ポンプ１２１を用いているため、図１０に示した２ポンプシステムに比べポンプ装置の長手方向の寸法が短く、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルで好んで利用されている。しかし、２フローウェー形の油圧ポンプ１２１の場合、容量制御は馬力制御だけであり、リモートコントロール弁の制御信号圧に対応した容量制御は行っていない。従って、図１１の油圧回路装置では、図１０に示した２ポンプシステムで固定容量形の油圧ポンプを用いた場合と同様、アクチュエータへの制御流量が少ないときはタンク１０９へのブリード流量が多くなり、エネルギーの浪費となる。
【００１０】
このような問題を解決する方法として、図１１の油圧回路装置の油圧ポンプ１２１の容量制御に図１０のシステムと同様のポジティブ制御を採用し、リモートコントロール弁の制御信号圧に応じてポンプ容量を制御することが考えられる。しかし、この場合は次のような問題を生じる。
【００１１】
図１１の油圧ポンプ１２１の容量制御にポジティブ制御を採用する場合、図１０に示す信号油路１０７，１０８にシャトル弁を追加設置し、油圧ポンプ１２１に新たにポジティブ制御用の傾転制御部を設け、シャトル弁で選択した信号油路１０７，１０８の高い方の圧力を油圧ポンプ１２１のポジティブ制御用の傾転制御部に誘導することになる。
【００１２】
しかし、このように油圧ポンプ１２１の容量制御を行った場合は、油圧ポンプ１２１は１個の可変容量機構１２２しか持たないため、２つの吐出ポート１２４ａ，１２４ｂからは方向制御弁群１０３，１０４の操作状況に係わらず同一の流量が吐出される。
【００１３】
また、オープンセンター形の方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２は、上記のように中立位置からストロークするに従って開口面積が小さくなるセンターバイパス絞りを有し、図１１のシステムの場合、そのセンターバイパス絞りの中立位置における最大の開口面積は、方向制御弁の非操作時にその中立位置で適切な圧力（スタンバイ圧力）が得られるよう設定される。しかし、油圧ポンプ１２１をポジティブ制御で容量制御する場合は、ポジティブ制御される油圧ポンプの吐出流量は方向制御弁が中立位置にあるとき最少で、方向制御弁がストロークするに従って増大するため、方向制御弁１０３−１，１０３−２及び１０４−１，１０４−２のセンターバイパス絞りは、方向制御弁の非操作時で油圧ポンプ１２１が最少の吐出流量にあるときに、その最少の吐出流量で適切な圧力（スタンバイ圧力）が得られるよう、中立位置におけるセンターバイパス絞りの最大の開口面積が設定されることになる。
【００１４】
ここで、上記のように図１１の油圧ポンプ１２１に図１０のポジティブ制御を採用したシステムで、方向制御群１０４のみが操作され、方向制御弁群１０３は操作されず、方向制御弁群１０４の信号油路１０８（図１０参照）からの圧力が、最大吐出量を要求する信号として油圧ポンプ１２１の傾転制御部に誘導されている場合を想定する。この場合、方向制御弁群１０３側は操作されていないにも係わらず、油圧ポンプ１２１の吐出ポート１２４ａから最大の流量が吐出され、この最大の吐出流量が、油圧ポンプ１２１の最少の吐出流量で適切な圧力（スタンバイ圧力）が得られるよう設定された中立位置にある方向制御弁群１０３の方向制御弁１０３−１，１０３−２のセンターバイパス絞りに供給される。このため、方向制御弁１０３−１，１０３−２が中立位置にあるにも係わらず吐出ポート１２４ａの吐出圧力はメインのリリーフ弁（図示せず）が作動するような高圧となり、方向制御弁１０３−１，１０３−２を微操作しても微少流量制御が難しく、ファインコントロールが困難となる。
【００１５】
このように図１１の油圧回路装置に図１０のポンプ制御システムを適用しようとすると、制御されるポンプ吐出流量とセンターバイパス絞りの開口面積の間にずれが生じ、ファインコントロール性が悪化する。
【００１６】
本発明の目的は、２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置の容量制御にポジティブ制御を採用し、かつファインコントロールが可能となる油圧回路装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、２つの吐出ポートを有し、この２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置と、このポンプ装置からの圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記ポンプ装置の２つの吐出ポートにそれぞれ接続された第１及び第２圧油供給油路と、この第１及び第２圧油供給油路にそれぞれ接続され、前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御するオープンセンター形の複数の方向制御弁をそれぞれ有する第１及び第２方向制御弁群とを備える油圧回路装置において、前記第１方向制御弁群に含まれる方向制御弁の操作信号により第１制御信号を生成する第１信号生成手段と、前記第２方向制御弁群に含まれる方向制御弁の操作信号により第２制御信号を生成する第２信号生成手段と、前記第１及び第２方向制御弁群に含まれる全ての方向制御弁の操作信号により第３制御信号を生成する第３信号生成手段と、前記第３制御信号に応じて前記ポンプ装置の容量を制御するポンプ制御手段と、前記第１及び第２圧油供給油路からそれぞれ分岐しタンクに接続される第１及び第２分岐油路と、この第１及び第２分岐油路にそれぞれ設けられ、前記第３制御信号が前記第１制御信号と第２制御信号のうちの自身が係わる制御信号より大きいとき、両制御信号との差に応じて動作して、前記第１及び第２圧油供給油路のうち自身が係わる圧油供給油路の余剰流量をタンクに還流する第１及び第２可変絞り弁とを備えるものとする。
【００１８】
このように第１及び第２分岐油路と第１及び第２可変絞り弁とを設けることにより、第１及び第２方向制御弁群の片側のみが操作され、ポンプ制御手段による容量制御で油圧ポンプの２つの吐出ポートから同一流量の圧油が吐出されていても、第１及び第２可変絞り弁のうち方向制御弁群が操作されていない側の可変絞り弁が第３制御信号と自身に係わる制御信号との差に応じて動作して余剰流量をタンクに還流することとなるため、方向制御弁群が操作されていない側の吐出ポートの吐出圧力が適正化され、ファインコントロールが可能となる。
【００１９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第３制御信号の最大値を規制する信号制限手段を更に備え、前記第１及び第２可変絞り弁は、前記信号制限手段の出力信号と前記自身が係わる制御信号との差に応じて動作する。
【００２０】
これにより第３制御信号となる操作信号がポンプ装置の吐出流量を最大とする値以上に大きく出力された場合でも、それに合わせて第３制御信号の最大値を規制し第１及び第２可変絞り弁の開口面積を制限することで、タンクに還流する流量が多くなり過ぎることが防止され、適切なスタンバイ圧力を確保できる。
【００２１】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記信号制限手段は減圧弁である。
【００２２】
これにより制御信号が油圧信号である場合に第３制御信号の最大値を規制できる。
【００２３】
（４）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２可変絞り弁は、前記自身に係わる制御信号が中立から増大するとき、ある値に達するまでの間、開口面積を閉じる側に一定の初期力を付与する第１及び第２初期力付与手段をそれぞれ有する。
【００２４】
これにより第１及び第２方向制御弁群の片側のみが操作され、ポンプ制御手段による容量制御で油圧ポンプの２つの吐出ポートから同一流量の圧油が吐出されていても、方向制御弁群が操作されていない側の制御信号が上記ある値に達するまでの間は上記一定の初期力が与えられるため、アクチュエータに供給可能な流量を最少に保つよう流量特性を設定でき、より良好なファインコントロールが可能となる。
【００２５】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記第１及び第２初期力付与手段は、前記自身に係わる制御信号がある値に達すると、前記第１及び第２可変絞り弁との当接を解除するピストンとばねの組み合わせである。
【００２６】
これにより制御信号が油圧信号である場合に上記初期力を付与できる。
【００２７】
（６）更に、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２分岐油路に前記第１及び第２可変絞り弁と直列にそれぞれ設けられ、第１及び第２可変絞り弁の前後差圧を一定に保つ第１及び第２圧力補償弁を更に備える。
【００２８】
これによりポンプ吐出圧が変動しても開口面積に応じた流量をタンクに還流できる。
【００２９】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記第１及び第２圧力補償弁及び前記第１及び第２可変絞り弁はそれぞれスプールを備えたスプール弁であり、前記第１及び第２圧力補償弁のスプールを前記第１及び第２可変絞り弁のスプールに内蔵させたものとする。
【００３０】
これにより弁構造をコンパクトにできる。
【００３１】
（８）また、上記（１）において、好ましくは、前記ポンプ装置は、１つの容量制御機構により２つの吐出ポートから同一流量を吐出する２フローウェー形の油圧ポンプである。
【００３２】
これにより１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られ、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルに好適な回路構造となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３４】
まず、図１〜図６により本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３５】
図１は本発明の第１の実施形態による油圧駆動装置を示している。本実施形態の油圧駆動装置は油圧ショベル、例えばミニショベルに搭載されるものであり、ミニショベルは、最低限、２個の走行モータと１個の旋回モータ及びブーム２個、アーム、バケットの各シリンダの合計７個の油圧アクチュエータを必要とするが、図１は油圧駆動装置の回路の概要を示すのが主目的であるので、一部の方向制御弁とアクチュエータは省略してある。
【００３６】
図１において、１１は２フローウェー形の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１１は１つの可変容量機構、例えば傾転制御機構１２と１つの吸入ポート１３と２つの吐出ポート１４ａ，１４ｂを有している。また、油圧ポンプ１１は、吐出圧力と吐出流量の積（出力馬力）を一定にするよう可変容量機構１２を制御する馬力制御ピストン部１５と、ポジティブ制御信号圧に応じた吐出流量となるよう可変容量機構１２を制御するポジティブ制御ピストン部１６とを有している。油圧ポンプ１１の一方の吐出ポート１４ａは圧油供給油路３０を介して方向制御弁群３に接続され、他方の吐出ポート１４ｂは圧油供給油路３２を介して方向制御弁群４に接続されている。
【００３７】
方向制御弁群３，４は、それぞれ、方向制御弁３−１，３−２及び４−１，４−２を有し、方向制御弁３−１，３−２及び４−１，４−２は、中立位置で油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂをセンターバイパス通路１７，１８を介してタンク９に接続するオープンセンター形である。これら方向制御弁は油圧リモートコントロール弁からの制御信号圧により操作される。図１では、方向制御弁３−２，４−２のリモートコントロール弁５，６のみを示している。これらリモートコントロール弁５，６，…の制御信号圧のうち、方向制御弁群３側の最高圧（以下、方向制御弁群３側のリモコン最高圧という）はシャトル弁７ａ，７ｂ，７ｃによりトーナメント方式で信号油路７に検出され、方向制御弁群４側の最高圧（以下、方向制御弁群４側のリモコン最高圧という）はシャトル弁８ａ，８ｂ，８ｃによりトーナメント方式で信号油路８に検出され、更に信号油路７と信号油路８の高圧側（以下、全方向制御弁のリモコン最高圧という）がシャトル弁１９により信号油路２０に検出され、信号油路２０の圧力がポジティブ制御信号圧として油圧ポンプ１１のポジティブ制御ピストン部１６に伝達される。
【００３８】
以上の構成は、図１１に示した従来の油圧回路装置の２フローウェー形の油圧ポンプの容量制御にポジティブ制御を採用したシステムに相当するものである。本発明は、このようなシステムにおいて、油圧ポンプ１１が単一の可変容量機構１２で容量制御されることにより生じる前述した弊害を解消するため、２つの方向制御弁群３，４のそれぞれの圧油供給油路３０，３２に次のような回路を付加している。
【００３９】
圧油供給油路３０からは下流端がタンク９に接続された油路３１が分岐している。分岐油路３１には、信号圧の差圧（後述）に比例した絞り開口となるよう作動し、ブリードオフ制御を行う差圧比例絞り弁２１−１が設置されている。また、分岐油路３１において差圧比例絞り弁２１−１の上流側には圧力補償弁２２−１が配置されている。圧力補償弁２２−１には差圧比例絞り弁２１−１の絞りの前後差圧が油路２７−１，２８−１を介して伝達され、差圧比例絞り弁２１−１の絞りの前後差圧をばね２２ａで定まる一定の値に保つ働きをする。これにより、圧油供給油路３０の圧力（油圧ポンプ１の吐出圧）は負荷圧に応じて大幅に変化するが、この圧力変化が補償され、差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口に比例したブリード流量が得られる。
【００４０】
差圧比例絞り弁２１−１は絞り開口を開く側に受圧部２１ａを有し、絞り開口を閉じる側に受圧部２１ｂを有している。受圧部２１ａは信号油路２０にこれから分岐する信号油路２４−１及びこの信号油路２４−１に設けられた減圧弁２３−１を介して接続され、信号油路２０の圧力（全方向制御弁のリモコン最高圧）又はこの圧力を減圧弁２３−１で減圧した圧力が信号圧として伝達され、受圧部２１ｂは信号油路７にこれから分岐する信号油路２５を介して接続され、信号油路７の圧力（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）が信号圧として伝達される。ポジティブ制御ピストン部１６は全方向制御弁のリモコン最高圧がある値、例えば１７barの第２リモコン圧Ｐbに達すると油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量を最大吐出流量に制御する流量制御特性を有している（後述）。減圧弁２３−１はこの流量制御特性に合わせて受圧部２１ａに伝達される信号圧の高圧側を制限補正するものであり、上記１７barの第２リモコン圧Ｐb相当の力をばね２３ａで設定し、信号油路２０の圧力（全方向制御弁のリモコン最高圧）が当該第２リモコン圧Ｐbを超えるとそれ以上の信号圧の上昇を制限するよう作動する。
【００４１】
また、差圧比例絞り弁２１−１は、絞り開口を閉じる側にピストン５０−１とばね５１−１を有している。ポジティブ制御ピストン部１６は全方向制御弁のリモコン最高圧がある値、例えば７barの第１リモコン圧Ｐaに達するまでは油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量を最小吐出流量に保持する流量制御特性を有している（後述）。ピストン５０−１とばね５１−１はこの流量制御特性に合わせて差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口の閉じ方向の初期力を設定するものであり、上記７barの第１リモコン圧Ｐa相当の力をばね５１−１で設定し、受圧部２１ｂに伝達される信号圧（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）が当該第１リモコン圧Ｐaよりも低いときは、ピストン５０−１とばね５１−１が受圧部２１ｂの油圧力を無効にしつつ当該第１リモコン圧Ｐaに相当する初期力を絞り開口の閉じ方向に与え、信号圧がその値よりも高くなると、ピストン５０−１とばね５１−１の働きを解除する。
【００４２】
圧油供給油路３２側も同様であり、同等の部品には同じ参照番号の添え字１に代え添え字２を付している。圧油供給油路３２から油路３３が分岐し、この分岐油路３３に差圧比例絞り弁２１−２及び圧力補償弁２２−２が設けられている。差圧比例絞り弁２１−２の絞り開口を閉じる側の受圧部２１ｂは信号油路８にこれから分岐する信号油路２６を介して接続され、信号油路８の圧力（方向制御弁群４側のリモコン最高圧）が信号圧として伝達される。それ以外の構成は圧油供給油路３０側と同様である。
【００４３】
なお、図１の実施形態では信号油路２０から分岐した２つの信号油路２４−１，２４−２を分岐し、それぞれに減圧弁２３−１，２３−２を配置したが、この分岐油路及び減圧弁は１つに纏めることができる。この場合は、１つの減圧弁の出力側が分岐し、左右の差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の受圧部２１ａに接続される。
【００４４】
図２にリモートコントロール弁５，６の出力特性とポジティブ制御ピストン部１６のポンプ流量制御特性を示す。
【００４５】
図２の第４象現はリモートコントロール弁５，６の出力特性を示し、縦軸はリモートコントロール弁５，６の操作ストロークＳ、横軸はリモートコントロール弁５，６の出力圧（以下、リモコン圧という）Ｐi1，Ｐi2（以下、Ｐiで代表する）である。操作ストロークＳがフルストロークに対し２５％までは不感帯領域であり、Ｐi＝０である。操作ストロークＳが２５％になるとＰi＝７bar（以下、適宜第１リモコン圧Ｐaという）となり、操作ストロークＳが２５％から８５％までの間は操作ストロークＳの増大に応じてリモコン圧Ｐiは２５barまで上昇し、操作ストロークＳが８５％になるとＰi＝４０barとなり、以後Ｐi＝４０barで一定となる。
【００４６】
図２の第１象現はポジティブ制御ピストン部１６のポンプ流量制御特性を示し、横軸はリモコン圧Ｐiが信号油路２０にリモコン最高圧Ｐimaxとして検出された場合の当該リモコン最高圧（ポジティブ制御信号圧）Ｐimaxであり、縦軸は油圧ポンプ１１の各吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量Ｑsである。リモコン最高圧Ｐimaxが上記第１モコン圧Ｐaの７barに達するまでは吐出流量Ｑsは最少吐出流量の３０リットル／minで一定であり（第４象現の区間Ｉに対応）、リモコン最高圧Ｐimaxが第１リモコン圧Ｐaの７barから１７bar（以下、適宜第２リモコン圧Ｐbという）までの間はリモコン最高圧Ｐimaxの上昇に応じてポンプ吐出流量Ｑsが増大し、当該第２リモコン圧Ｐbの１７barになるとポンプ吐出流量Ｑsが最大吐出流量の８０リットル／minに達し（第４象現の区間IIに対応）、以後Ｑs＝８０リットル／minで一定である（第４象現の区間IIIに対応）。
【００４７】
図３に差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の動作特性を示す。差圧比例絞り弁２１−１側では、図３の横軸は信号油路２４−１に検出されるリモコン最高圧Ｐimaxが方向制御弁群４側のリモコン最高圧（以下、上記Ｐi2が検出されるとしＰi2で代用する）である場合のリモコン最高圧Ｐimaxであり、縦軸は差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口面積ＡTCであり、更に方向制御弁群４側のリモコン最高圧Ｐi2に対する方向制御弁群３側のリモコン最高圧（以下、上記Ｐi1が検出されるとしＰi1で代用する）の差圧ΔＰi（＝Ｐi2−Ｐi1）を第３のパラメータにとっている。一方、差圧比例絞り弁２１−２側では、図３の横軸は信号油路２４−２に検出されるリモコン最高圧Ｐimaxが方向制御弁群３側のリモコン最高圧Ｐi1である場合のリモコン最高圧Ｐimaxであり、縦軸は差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口面積ＡTCであり、更に方向制御弁群３側のリモコン最高圧Ｐi1に対する方向制御弁群４側のリモコン最高圧Ｐi2の差圧ΔＰi（＝Ｐi1−Ｐi2）を第３のパラメータにとっている。
【００４８】
差圧比例絞り弁２１−１側では、Ｐi2＞Ｐi1のとき、つまりＰimax＝Ｐi2のとき、Ｐimax≦７bar（第１リモコン圧Ｐa）の範囲（図２の第４象現の区間Ｉ）では、ピストン５０−１又は５０−２及びばね５１−１又は５１−２の初期力の作用で差圧比例絞り弁２１−１７の絞り開口は全閉状態（ＡTC＝０）に保たれる。
【００４９】
リモコン最高圧Ｐimaxが上昇し、７bar（第１リモコン圧Ｐa）＜Ｐimax＜１７bar（第２リモコン圧Ｐb）の範囲（図２の第４象現の区間II）では、Ｐimaxの上昇に応じて開口面積ＡTCが増大し、Ｐimax＝１７bar（第２リモコン圧Ｐb）でそのときの差圧ΔＰiに応じた最大開口面積に達する。
【００５０】
リモコン最高圧Ｐimaxが１７bar（第２リモコン圧Ｐb）に達した後は（図２の第４象現の区間III）、減圧弁２３−１又は２３−２の減圧作用で１７bar時の最大開口面積に保たれ一定となる。
【００５１】
また、自身に係わるリモコン最高圧（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）Ｐi1が第１リモコン圧Ｐaに達するまでの間の差圧ΔＰiでは、つまりΔＰi≧Ｐi2−Ｐaでは、ピストン５０−１又は５０−２及びばね５１−１又は５１−２の初期力の作用でそのときのＰimaxに応じた一定の最大開口面積となり、自身に係わるリモコン最高圧Ｐi1が更に上昇し、差圧ΔＰiが小さくなるに従って開口面積ＡTCは減少し、ΔＰi＝０でＡTC＝０、つまり差圧比例絞り弁２１−１の絞り開口は全閉状態となる。
【００５２】
差圧比例絞り弁２１−２側も同様である。
【００５３】
差圧比例絞り弁２１−１と圧力補償弁２２−１の具体的な弁構造の一例を図４を用いて説明する。この例は、圧力補償弁２２−１を差圧比例絞り弁２１−１に内蔵させ一体化構造とした場合のものである。差圧比例絞り弁２１−２と圧力補償弁２２−２側も同様である。
【００５４】
図４において、差圧比例絞り弁２１−１はスプール弁６１を有し、圧力補償弁２２−１はスプール弁６２を有し、スプール弁６１はケーシング６３のスプール孔６４に摺動自在に内挿され、スプール弁６２はスプール弁６１に摺動自在に内挿されている。スプール孔６４の周囲には環状のブリードポート６５、タンクポート６６，６７、信号ポート６８，６９が設けられ、ブリードポート６５は分岐油路３１に接続され、タンクポート６６，６７はタンク９に接続され、信号ポート６８は信号油路２５に接続され、信号ポート６９は減圧弁２３−１の出力側に接続されている。
【００５５】
差圧比例絞り弁２１−１のスプール弁６１はブリードポート６５に連通する入口開口７０とタンクポート６６に連通可能な絞り開口７１を有し、絞り開口７１とタンクポート６６との間で差圧比例絞り弁２１−１の可変絞りが形成される。スプール弁６１の両端には受圧室２１ａ，２１ｂが位置し、上記の如く受圧室２１ａには全方向制御弁のリモコン最高圧Ｐimaxが導かれ、受圧室２１ｂには自身に係わる方向制御弁群３側のリモコン最高圧Ｐi1が導かれている。受圧室２１ｂ内には弁ばね７２が挿入され、スプール弁６１は受圧室２１ａ，２１ｂに導かれる圧力の差圧ΔＰi＝Ｐimax−Ｐi1と弁ばね７２の付勢力とのバランスで変位し、この変位に伴いスプール弁６１の絞り開口７１のタンクポート６６に対する開口量を変化させる。
【００５６】
圧力補償弁２２−１のスプール弁６２は、スプール弁６１の入口開口７０に連通可能な絞り開口７３を有し、絞り開口７３と入口開口７０との間で圧力補償弁２２−１の可変絞りが構成される。スプール弁６１内においてスプール弁６２の図示右側にはキャップ７４で閉塞されるばね室７５が設けられており、ばね室７５内にスプール弁６２を絞り開口７３の入口開口７０に対する開口量を増やす側（開け方向）に付勢する弁ばね７６が挿入されている。また、絞り開口７３の出側はスプール弁６２の内腔７７を介して絞り開口７１に連通し、絞り開口７１の入口圧がスプール弁６２の絞り孔７３の閉じ方向に働くと共に、ばね室７５は孔７８を介してタンクポート６７に連通し、絞り開口７１の出口圧と同じタンク９の圧力がスプール弁６２の絞り孔開口３の開け方向に働く構造となっており、これによりスプール弁６２は絞り開口７１の前後差圧と弁ばね７５の付勢力とのバランスで変位し、この変位に伴いスプール弁５２の絞り開口７３の開口量を変化させ、圧力補償機能を発揮する。
【００５７】
差圧比例絞り弁２１−１のスプール弁６１の図示左側には前述したピストン５０−１とばね５１−１が配置され、ピストン５０−１の反ばね５１−１側の端部は受圧室２１ｂに面し、この端部にスプール弁６１に係合するロッド８０が設けられている。ばね５１−１は上記のようにポジティブ制御ピストン部１６の流量制御特性に合わせて全方向制御弁のリモコン最高圧の７barの第１リモコン圧Ｐaに対応するよう設定されており、受圧部２１ｂに伝達される信号圧（方向制御弁群３側のリモコン最高圧）が第１リモコン圧Ｐaよりも低いときは、ロッド８０がスプール弁６１に当接し、受圧部２１ｂによる油圧力をキャンセルしつつばね５１−１の付勢力を初期力として絞り開口７１の閉じ方向に与え、信号圧が第１リモコン圧Ｐaよりも高くなると、ロッド８０をスプール弁６１から離し、受圧部２１ｂの油圧力のみをスプール弁６１に作用させることでピストン５０−１とばね５１−１の働きを解除する。
【００５８】
本実施形態の動作原理を図５〜図７により説明する。
【００５９】
図５は図１１に示す従来の２フローウェー形の油圧ポンプを用いた油圧回路装置のポンプ容量制御に単純にポジティブ制御を採用した場合の油圧回路図である。図中、図１及び図１１に示した部分と同等のものには同じ符号を付し、説明を省略する。この図５に示す油圧回路装置では、油圧ポンプ１１は２個の独立した油圧ポンプの機能は有するが、吐出ポート１４ａ，１４ｂの吐出流量を個別に制御できず、吐出ポート１４ａ，１４ｂからは方向制御弁群１０３，１０４の操作状況に係わらず同一の流量が吐出されるため、次のような問題を生じる。
【００６０】
図６は図５に示した油圧回路装置でのブリードオフ制御の様子を示すものである。図６の横軸はリモートコントロール弁１０５又は１０６の出力圧Ｐi（Ｐi1又はＰi2）であり、縦軸は方向制御弁群３又は４のセンターバイパス絞り、メータイン絞り、メータアウト絞りの開口面積ＡT，ＡA，ＡBと、油圧ポンプ１１の吐出流量Ｑs及びアクチュエータに供給される負荷流量Ｑaである。ＱsとＱaの差（図７の斜線Ｑb部分）がセンターバイパス絞り及びセンターバイパス通路１１０又は１１１を介してタンク１０９に還流されるブリード流量になる。
【００６１】
図６に示す状態を明らかにするためのモデルを図７に示す。図７はＰL＝１００barの負荷を駆動する場合をモデル化したものであり、ＡT，ＡA，ＡBは図６に示したセンターバイパス絞り、メータイン絞り、メータアウト絞りの開口面積である。油圧ポンプの吐出圧Ｐsが負荷圧ＰL以下の場合は油圧ポンプの吐出油は全て開口面積ＡTのセンターバイパス絞りを通り、タンクヘ還流される。ＰTはセンターバイパス絞りの出側圧力、即ちタンク圧である。
【００６２】
図６では、図２で述べたのと同様、リモコン圧Ｐi＝７bar（第１リモコン圧Ｐa）までは油圧ポンプの吐出流量をＱs＝３０リットル／minの最少吐出流量とし、Ｐi＝１７bar（第２リモコン圧Ｐb）でＱs＝８０リットル／minの最大吐出流量に制御する場合が示されている。この場合、油圧ポンプの吐出圧Ｐsが負荷圧ＰL以下でタンクに還流されるセンターバイパスのブリード流量はＱb＝３０リットル／minである。
【００６３】
図６の特性でＰi＝７barから油圧ポンプの吐出流量を増加させるのはこのリモコン圧付近から負荷側へ流量を流したい意図があるためである。このためには、Ｐi＝７barの時にセンターバイパス絞りの開口面積ＡTは次の関係を満足する必要がある。
【００６４】
Ｑs＝ｃ・ＡT・√（2g/γ）・√（Ｐs−ＰT）
から
ＡT＝Ｑs／｛ｃ・√（２ｇ／γ）・√（Ｐs−ＰT）｝
を求めと
ＡT＝30×（1000／60）／｛0.65×√（2×980／0.87×10-3）・√（100−0）｝
＝0．0513（ｃｍ2）
となる（図６のＡT0点）。つまり、この面積までセンターバイパス絞りの開口面積ＡTを絞ると油圧ポンプの吐出圧をＰs＝１００barまで高められ、圧油をアクチュエータに供給できる。
【００６５】
リモコン圧Ｐiが７barから更に大きくなるに従いセンターバイパス絞りの開口面積ＡTは図示の如く徐々に絞られ、センターバイパスのブリード流量はＱb＝３０リットル／minから徐々に減少し、図６に示す負荷流量Ｑaが得られる。
【００６６】
ところで、図５の油圧回路装置で左側の方向制御群１０４の信号油路８から出されたリモコン最高圧Ｐi2が信号油路２０に最大吐出流量を要求するリモコン最高圧Ｐimaxとして検出され、右側の方向制御弁群１０３の信号油路７からは何等の信号圧が出されていない場合を想定してみる。図１０に示した２ポンプシステムの場合は左側の油圧ポンプは最大、右側の油圧ポンプは最小の傾転を維持することで対処できる。しかし、図５の油圧回路装置では油圧ポンプ１１の右側の吐出ポート１４ａの吐出流量も最大のＱs＝８０リットル／minとなる。図６中、このポンプ吐出流量を点線Ｑsxで示す。方向制御弁１０３−１，１０３−２のセンターバイパス絞りの開口面積ＡTは、上記のようにＰi＝７barでポンプ吐出流量がＱs＝３０リットル／minの時Ｐs＝１００barのポンプ吐出圧が得られるよう、ＡT＝0．0513（ｃｍ2）に設定されている。しかし、ポンプ吐出流量がＱs＝８０リットル／minに増大すると、図６に斜線Ｑcで示す部分が余剰流量となり、吐出ポート１４ａ側の吐出圧は相当高圧となる。例えば、Ｐi＝７barの点における油圧ポンプ１１の吐出ポート１４ａの吐出圧は先の計算式を参照すると、次のようになる。
【００６７】
Ｐs−ＰT＝｛80×（1000／60）／0.65×1500×0.0513｝2＝710.6（bar）
この710.6barの圧力では、当然リリーフ弁（図示せず）が動作する。
【００６８】
このように図１１の油圧回路装置に図１０のポンプ制御システムを適用しようとすると、制御されるポンプ吐出流量とセンターバイパス絞りの開口面積の間にずれが生じ、Ｐi＝７barでのポンプ吐出圧、つまりスタンバイ圧力が高圧となるため、ファインコントロール性が悪化する。
【００６９】
ポンプ吐出流量が８０リットル／minで１００barの吐出圧力に押さえるには、センターバイパス絞りの開口面積ＡTは、
0.0513×（80／30）＝0.1368（ｃｍ2）
必要になる。図６中、ＡT1点がその開口面積である。Ｑs＝８０リットル／minの最大流量が流れ、Ｐi＝７barで0.1368（ｃｍ2）の開口面積ＡTを得る場合のセンターバイパス絞りの開口面積特性は点線ＡTxのようになる。つまり、図６中、斜線Ａxで示すＡTの開口面積とＡTxの開口面積との差が、Ｐi＝７barで１００barの吐出圧力を得るための必要追加開口面積となる。
【００７０】
本実施形態の差圧比例絞り弁２１−１，２１−２はその必要追加開口面積Ａxを提供するものである。以下、本実施形態の動作を図２及び図３を用いて説明する。
【００７１】
左側の方向制御弁群４のリモートコントロール弁６の出力圧Ｐi2が図２中の「イ」の点にあり、右側の方向制御弁群３のリモートコントロール弁５の操作ストロークＳが図２中の第４象現の区間Ｉにあり、リモコン圧Ｐi1が図２中の「ロ」の点のリモコン圧、つまり第１リモコン圧Ｐa以下であるとする。この場合、方向制御弁群３側の吐出ポート１４ａからの吐出流量の余剰流量は「イ」の制御された実際の吐出流量Ｑsから所望最小吐出流量Ｑst（＝３０リットル／min）を差し引いた値となる。この状態はリモコン圧Ｐi1が「ロ」の点になるまで続く。
【００７２】
リモコン圧Ｐi2が図２中の「イ」の点にあるとき、差圧比例絞り弁２１−１はそのリモコン圧Ｐi2に対応して図３の点線「イ」で示すように差圧ΔＰiに応じて開口面積ＡTCを変化させる。このとき、リモコン圧Ｐi1が図２の「ロ」の点までのＰi1≧Ｐa（７bar）ではΔＰi＝Ｐi2−Ｐaであるので、これに対応して差圧比例絞り弁２１−１の開口面積ＡTCはピストン５０−１及びバネ５１−１の初期力の作用で”ａ1”点とに保たれるよう制御される。この”ａ1”点の開口面積ＡTCはリモコン圧Ｐi2が「イ」の点にある場合の必要追加開口面積であり、Ｐi1＝７barで１００barの吐出圧力となるよう余剰流量がタンクに還流される。
【００７３】
右側の方向制御弁群３に対するリモートコントロール弁５の操作が始まって区間IIに入り、リモコン圧Ｐi1が７bar以上になると、図２の「イ」の制御された吐出流量Ｑsから例えば「ハ」の所望吐出流量を差し引いた値が吐出ポート１４ａ側の余剰流量になる。
【００７４】
このようにリモコン圧Ｐi1が上昇すると、差圧ΔＰiが減少するため、差圧比例絞り弁２１−１は図３の点線「イ」上で”ａ1”，”ａ2”，…，”ａn-1”のように開口面積ＡTCを減らし、図２の「ハ」の所望吐出流量を実現するよう余剰流量をタンクに還流する。
【００７５】
リモコン圧Ｐi1がリモコン圧Ｐi2に等しくなると吐出ポート１４ａ側の実際の吐出流量Ｑsは所望吐出流量に一致し、ΔＰi＝０となるため、差圧比例絞り弁２１−１は図３の”ａn”点の開口面積（＝０）となり、全閉する。
【００７６】
リモコン圧Ｐi2が図２中の「ニ」の点、即ち１７barの第２リモコン圧Ｐbにあるときは、差圧比例絞り弁２１−１はそのリモコン圧Ｐi2に対応して図３の点線「ニ」で示すように差圧ΔＰiに応じて開口面積ＡTCを変化させ、リモコン圧Ｐi1の上昇による差圧ΔＰiの減少に応じて”ｂ1”，”ｂ2”，…，”ｂn-1”，”ｂn”のように開口面積を減らし、余剰流量をタンクに還流する。なお、この点線「ニ」で示した開口面積ＡTCは図６の斜線Ａxで示した必要追加開口面積に対応するものである。
【００７７】
図２の区間IIIの操作ストロークＳは、油圧ポンプ１１の吐出流量を制御するのに用いる信号圧以上のリモコン圧が立つ場合であり、この区間の信号圧はリモコン圧Ｐi2（Ｐimax）を減圧弁２３−１が図２の「ニ」点の信号圧（１７bar）に減圧することで区間IIの延長として制御される。図３の点線「ニ」の図示右側がこの制御部分である。これによりポンプ吐出流量が最大に達した後は、差圧比例絞り弁２１−１の開口面積は増加せず、適切なスタンバイ圧力を維持できる。
【００７８】
以上のように構成した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００７９】
(1)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置（２フローウェー形の油圧ポンプ１１）の容量制御にポジティブ制御を採用するため、全方向制御弁の中立時等、制御流量が少ないことが望ましい時のタンク９へのブリード量が少なくなり、エネルギー消費を低減できる。
【００８０】
(2)方向制御弁群３，４の片側のみが操作されている場合でも、方向制御弁群が操作されていない側の差圧比例絞り弁２１−１又は２１−２より余剰流量がタンク９に還流されるため、吐出ポート１４ａ又は１４ｂの吐出圧力が適正化され、ファインコントロールが可能となる。
【００８１】
(3)差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の受圧部２１ａに減圧弁２３−１又は２３−２を介して信号油路２０の全方向制御弁のリモコン最高圧を導くため、当該リモコン最高圧が上記１８barの第２リモコン圧Ｐb以上になったとき、差圧比例絞り弁２１−１又は２１−２の開口面積の増加は制限されることとなり、ポンプ吐出流量が最大に達した後にタンクに還流する流量が増加することが防止され、適切なスタンバイ圧力を確保できる。
【００８２】
(4)差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の絞り開口を閉じる側にピストン５０−１とばね５１−１を設け、一定の初期力を付与するようにしたので、自身に係わるリモコン圧が上記第１リモコン圧Ｐaに達するまでの間は当該一定の初期力が与えられるため、その間、アクチュエータに供給可能な流量を最少に保つよう流量特性を設定でき、より良好なファインコントロールが可能となる。
【００８３】
(5)分岐油路３１，３２に差圧比例絞り弁２１−１，２１−２と直列に圧力補償弁２２−１，２２−２をそれぞれ設けたので、ポンプ吐出圧が変動しても差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の開口面積に応じた流量をタンクに還流でき、正確なブリードオフ制御が行える。
【００８４】
(6)差圧比例絞り弁２１−１，２１−２及び圧力補償弁２２−１，２２−２をそれぞれスプール弁６１，６２とし、圧力補償弁２２−１，２２−２のスプール弁６２を差圧比例絞り弁２１−１，２１−２のスプール弁６１に内蔵させたので、弁構造をコンパクトにできる。
【００８５】
(7)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置として２フローウェー形の油圧ポンプ１１を用いたので、１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られ、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルに好適な回路構造となる。
【００８６】
本発明の他の実施形態を図８及び図９により説明する。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。
【００８７】
図８は図１に示す第１の実施形態において減圧弁２３−１，２３−２及びピストン５０−１，５０−２とばね５１−１，５１−２を省略したものである。本実施形態によっても、上記(1)，(2)，(5)〜(7)の効果が得られる。また、本実施形態によれば、第１の実施形態よりも差圧比例絞り弁２１−１，２１−２回りの弁構造が簡素化する効果がある。
【００８８】
図９は図１に示す第１の実施形態において更に圧力補償弁２２−１，２２−２も省略したものである。本実施形態によっても、上記(1)，(2)，(7)の効果が得られる。また、本実施形態によれば、図８に示した実施形態よりも差圧比例絞り弁２１−１，２１−２回りの弁構造が更に簡素化する効果がある。
【００８９】
なお、以上の実施形態では、２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置として１個の可変容量形ポンプ機構を有する２フローウェー形の油圧ポンプを用いたが、別々の可変容量形ポンプ機構を有する２個のポンプでその可変容量形ポンプ機構を同時傾転制御するものを用いてもよく、この場合でも第１の実施形態で述べた(1)〜(6)の効果が得られる。
【００９０】
また、上記実施形態では、差圧比例絞り弁２１−１，２１−２の開口面積特性を差圧ΔＰiに応じて連続的に変化するものとしたが、非連続的、例えばステップ状に変化するものとしてもある程度のブリードオフ制御は行え、本発明の基本的な効果は得られる。
【００９１】
更に、上記実施形態では、差圧比例絞り弁２１−１，２１−２をリモコン圧を直接用い油圧的に制御する構成としたが、差圧比例絞り弁を電磁駆動式とし、リモコン圧を電気的に検出してコントローラで制御量を演算し、差圧比例絞り弁に電気信号を出力して制御するようにしても良い。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００９３】
(1)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置の容量制御にポジティブ制御を採用するので、全方向制御弁の中立時等、制御流量が少ないことが望ましい時のタンクへのブリード量が少なくなり、エネルギー消費を低減できる。
【００９４】
(2)第１及び第２方向制御弁群の片側のみが操作されている場合でも、方向制御弁群が操作されていない側の可変絞り弁より余剰流量がタンクに還流されるため、吐出圧力が適正化され、ファインコントロールが可能となる。
【００９５】
(3)第３制御信号の最大値を規制する信号制限手段を設け、第１及び第２可変絞り弁の動作を制御するので、第３制御信号となる操作信号がポンプ装置の吐出流量を最大とする値以上に大きく出力された場合でも、それに合わせて第３制御信号の最大値を規制し第１及び第２可変絞り弁の開口面積を制限することで、タンクに還流する流量が多くなり過ぎることが防止され、適切なスタンバイ圧力を確保できる。
【００９６】
(4)第１及び第２可変絞り弁の開口面積を閉じる側に一定の初期力を付与する構成としたので、自身に係わるリモコン圧の立ち上がり時にアクチュエータに供給可能な流量を最少に保つよう流量特性を設定でき、より良好なファインコントロールが可能となる。
【００９７】
(5)第１及び第２分岐油路に第１及び第２可変絞り弁と直列に第１及び第２圧力補償弁をそれぞれ設けたので、ポンプ吐出圧が変動しても第１及び第２可変絞り弁の開口面積に応じた流量をタンクに還流でき、正確なブリードオフ制御が行える。
【００９８】
(6)第１及び第２圧力補償弁のスプールを第１及び第２可変絞り弁のスプールに内蔵させたので、弁構造をコンパクトにできる。
【００９９】
(7)２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置として２フローウェー形の油圧ポンプを用いたので、１個のポンプ構造及び寸法で２個のポンプ機能が得られ、取り付けスペースに制約が多いミニシヨベルに好適な回路構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図２】第４象現にリモートコントロール弁の出力特性を示す、第１象現にポジティブ制御ピストン部のポンプ流量制御特性を示す図である。
【図３】差圧比例絞り弁の動作特性を示す図である。
【図４】差圧比例絞り弁とその圧力補償弁の具体的な弁構造の一例を示す図である。
【図５】従来の２フローウェー形の油圧ポンプを用いた油圧回路装置のポンプ容量制御に単純にポジティブ制御を採用した場合の油圧回路図である。
【図６】図５に示した油圧回路装置でのブリードオフ制御の様子を示す図である。
【図７】図６に示す状態を明らかにするためのモデルを示す回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図１０】従来の２ポンプシステムの一例を示す回路図である。
【図１１】２フローウェー形の油圧ポンプを用いて構成した従来の油圧回路装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
３ 方向制御弁群
３−１，３−２ 方向制御弁
４ 方向制御弁
４−１，４−２ 方向制御弁
５，６ リモートコントロール弁
７ 信号油路
７ａ，７ｂ，７ｃ シャトル弁
８ 信号油路
８ａ，８ｂ，８ｃ シャトル弁
９ タンク
１１ ２フローウェー形の油圧ポンプ
１２ 可変容量機構
１３ 吸入ポート
１４ａ，１４ｂ 吐出ポート
１５ 馬力制御ピストン部
１６ ポジティブ制御ピストン部
１７，１８ センターバイパス通路
１９ シャトル弁
２０ 信号油路
２１−１，２１−２ 差圧比例絞り弁（可変絞り弁）
２１ａ，２１ｂ 受圧部
２２−１，２２−２ 圧力補償弁
２２ａ ばね
２３−１，２３−２ 減圧弁（信号制限手段）
２４−１，２４−２ 信号油路
２５，２６ 信号油路
３０，３２ 圧油供給油路
３１，３３ 分岐油路
５０−１，５０−２ ピストン
５１−１，５１−２ ばね
６１ スプール弁（差圧比例絞り弁）
６２ スプール弁（圧力補償弁）
７１ 絞り開口（差圧比例絞り弁）
７３ 絞り開口（圧力補償弁）
Claims (8)
- ２つの吐出ポートを有し、この２つの吐出ポートから同一流量の圧油を吐出する可変容量形のポンプ装置と、このポンプ装置からの圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記ポンプ装置の２つの吐出ポートにそれぞれ接続された第１及び第２圧油供給油路と、この第１及び第２圧油供給油路にそれぞれ接続され、前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御するオープンセンター形の複数の方向制御弁をそれぞれ有する第１及び第２方向制御弁群とを備える油圧回路装置において、
前記第１方向制御弁群に含まれる方向制御弁の操作信号により第１制御信号を生成する第１信号生成手段と、
前記第２方向制御弁群に含まれる方向制御弁の操作信号により第２制御信号を生成する第２信号生成手段と、
前記第１及び第２方向制御弁群に含まれる全ての方向制御弁の操作信号により第３制御信号を生成する第３信号生成手段と、
前記第３制御信号に応じて前記ポンプ装置の容量を制御するポンプ制御手段と、
前記第１及び第２圧油供給油路からそれぞれ分岐しタンクに接続される第１及び第２分岐油路と、
この第１及び第２分岐油路にそれぞれ設けられ、前記第３制御信号が前記第１制御信号と第２制御信号のうちの自身が係わる制御信号より大きいとき、両制御信号との差に応じて動作して、前記第１及び第２圧油供給油路のうち自身が係わる圧油供給油路の余剰流量をタンクに還流する第１及び第２可変絞り弁とを備えることを特徴とする油圧回路装置。 - 請求項１記載の油圧回路装置において、前記第３制御信号の最大値を規制する信号制限手段を更に備え、前記第１及び第２可変絞り弁は、前記信号制限手段の出力信号と前記自身が係わる制御信号との差に応じて動作することを特徴とする油圧回路装置。
- 請求項２記載の油圧回路装置において、前記信号制限手段は減圧弁であることを特徴とする油圧回路装置。
- 請求項１記載の油圧回路装置において、前記第１及び第２可変絞り弁は、前記自身に係わる制御信号が中立から増大するとき、ある値に達するまでの間、開口面積を閉じる側に一定の初期力を付与する第１及び第２初期力付与手段をそれぞれ有することを特徴とする油圧回路装置。
- 請求項４記載の油圧回路装置において、前記第１及び第２初期力付与手段は、前記自身に係わる制御信号がある値に達するまで、前記第１及び第２可変絞り弁と当接し、その後当接を解除するピストンとばねの組み合わせであることを特徴とする油圧回路装置。
- 請求項１記載の油圧回路装置において、前記第１及び第２分岐油路に前記第１及び第２可変絞り弁と直列にそれぞれ設けられ、第１及び第２可変絞り弁の前後差圧を一定に保つ第１及び第２圧力補償弁を更に備えることを特徴とする油圧回路装置。
- 請求項６記載の油圧回路装置において、前記第１及び第２圧力補償弁及び前記第１及び第２可変絞り弁はそれぞれスプールを備えたスプール弁であり、前記第１及び第２圧力補償弁のスプールを前記第１及び第２可変絞り弁のスプールに内蔵させたことを特徴とする油圧回路装置。
- 請求項１記載の油圧回路装置において、前記ポンプ装置は、１つの容量制御機構により２つの吐出ポートから同一流量を吐出する２フローウェー形の油圧ポンプであることを特徴とする油圧回路装置。
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