JP3938889B2 - 建設機械の油圧回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の建設機械に備えられ、原動機により駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、前記各可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータとを有する建設機械の油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、複数の可変容量型油圧ポンプを用いて複数の標準アクチュエータを駆動し、複数の可変容量型油圧ポンプの内１つの油圧ポンプの吐出量は自已吐出圧のみによって容量制御手段（レギュレータ）を制御し、他の油圧ポンプは自已吐出圧と、前記１つの油圧ポンプの吐出圧を減圧弁により減圧した圧力とに基づき容量制御手段（レギュレータ）を制御することにより、前記複数の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルク（馬力）を越えないように制御するとともに前記１つの油圧ポンプの吐出圧が大きくなった場合でも残りの油圧ポンプの吐出量が極端に減少することを防ぐようにした油圧回路を特願２００１−０４２０８２号によって提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
建設機械、例えば、油圧ショベルでは土砂掘削用バケット（標準の作業具）に代えてブレーカや穿孔機等の油圧駆動の作業具（以下オプション作業具と言う）をフロント部の先端等に取り付け、これらのオプション作業具を複数の標準アクチュエータ以外のオプションアクチュエータで駆動する場合がある。通常このような場合には、オプションアクチュエータを複数の油圧ポンプのうち特定の１つの油圧ポンプから供給される圧油により駆動しているが、この所定の１つの油圧ポンプから供給される圧油は、標準アクチュエータ、例えば旋回モータへも供給される。
【０００４】
ところで、オプション作業具には、１つの油圧ポンプからの圧油によってオプションアクチュエータ（以下油圧モータで代表する）を駆動し、油圧モータの回転により起震機を駆動して棒状の器具に所定数の振動を与え、コンクリート打設の際、練り混ぜたコンクリートに振動する棒状の器具を挿入してコンクリート中の空気（気泡）を追い出し、コンクリートの流動性を良くして、綿密で強度の高いコンクリートを作り上げるコンクリートバイブレータがある。
【０００５】
このコンクリートバイブレータは、打設されたコンクリートの固さや棒状器具の挿入位置等によって油圧モータにかかる負荷圧が変動する。
【０００６】
このコンクリートバイブレータを使用する場合に、上述した従来技術のように所定の１つの油圧ポンプの容量制御手段（レギュレータ）に自己吐出圧を導いて吐出圧の変化に応じて吐出量を制御した場合には、油圧モータの負荷変動によって油圧ポンプの負荷圧が所定の値を越えると油圧ポンプの吐出量が減少し、これに伴って油圧モータの回転数も減少するので、起震機の振動数が変化して棒状器具に所定数の振動を与えることが出来なくなり、コンクレート中の気泡を追い出し流動性を良くすると言う機能を果たさなくなる場合が生じる。
【０００７】
また、同様に油圧モータの回転で駆動される起震機を平板上に取り付け、平板の所定数の振動によって砂質地盤を締め固めるコンパクターをオプション作業具として適用した場合にも、負荷変動によって油圧モータの回転数が変化し、所定の締め固め機能を損なうこととなる。
【０００８】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、１つの油圧ポンプによって標準アクチュエータと常にほぼ一定流量が必要なオプション作業具用オプションアクチュエータ（油圧モータ等）とを駆動する場合、オプションアクチュエータの駆動圧変化により前記１つの油圧ポンプの吐出圧が変化（増大）してもこの油圧ポンプの吐出量が変化（減少）せず、一定流量がオプションアクチュエータに供給できるようにした建設機械の油圧回路を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、１つの油圧ポンプによってオプションアクチュエータを駆動する場合に、オプションアクチュエータの駆動圧変化にかかわらず前記１つの油圧ポンプの吐出量を常にほぼ一定に保持するとともに、前記１つの油圧ポンプの吐出圧が所定の値以上になりその消費トルクが前記１つの油圧ポンプの可変容量型ポンプとして設定された最大トルク値（最大トルク線）を越えて増大した場合（固定容量型油圧ポンプとして使用される）には、前記１つの油圧ポンプによって標準アクチュエータを駆動する場合に比して、他の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）をさらに減少させて、複数の可変容量型油圧ポンプの総消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルク（馬力）を越えないように制御する建設機械の油圧回路を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、オプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた場合に、コンクリートバイブレータの負荷の大小にかかわらず所要の振動数がコンクリートバイブレータに与えられる建設機械の油圧回路を提供することにある。
【００１１】
【問題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、請求項１に係わる発明は、原動機と、この原動機によって駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータと、これらの各アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、前記複数の方向制御弁を切り換え操作する複数の操作手段と、前記各可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を自己の前記容量制御手段に導く導出管路とを有する建設機械において、前記オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの前記自己の吐出圧を自己の容量制御手段に導く管路上に、前記オプションアクチュエータの駆動を指示する信号によって前記自己の吐出圧を遮断するＯＮーＯＦＦ弁を設けたものである。
【００１２】
このように構成した請求項１に係わる発明では、１つの可変容量型油圧ポンプがオプションアクチュエータを駆動するときには、駆動圧が変動してもオプションアクチュエータへの吐出量がほぼ一定に保たれるように制御される。
【００１３】
本発明の第２の目的を達成するために、請求項４に係わる発明は、前記オプションアクチュエータに圧油を供給する所定の可変容量型油圧ポンプが、少なくとも１つの標準アクチュエータに対しても圧油の供給を行うように接続されるとともに前記所定の可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を他の可変容量型油圧ポンプの容量制御手段に導く導出管路と、この導出管路上に前記吐出圧を所定の設定圧以下に制限する減圧弁を備え、前記オプションアクチュエータが操作されると、前記減圧弁の前記所定の設定圧を変更する減圧弁設定圧変更手段を設けたものである。
【００１４】
このように構成した請求項４に係わる発明によれば、オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの消費トルクが標準アクチュエータを駆動する場合の最大トルクを越えた場合でも、この可変容量型油圧ポンプと他の可変容量型油圧ポンプの総消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルクを越えないように制御される。
【００１５】
本発明の第３の目的を達成するために、請求項９に係わる発明は、オプションアクチュエータがコンクリートバイブレータの起震機を駆動する油圧モータであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９に係わる発明によれば、オプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた場合に、コンクリートバイブレータの起震機を駆動する油圧モータの駆動圧が変動しこの油圧モータに圧油を供給する可変容量型油圧ポンプの負荷圧が増大しても、この油圧ポンプの吐出量は一定に保たれ所定の振動数がコンクリートバイブレータに与えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１８】
本実施の形態は、建設機械としてフロント部にオプション作業具としてコンクリートバイブレータ取りつけた油圧ショベルに適用したものであり、図１〜図５は第１の実施の形態を説明するもので、図１は全体の油圧回路、図２は要部油圧回路図、図３はオプションアクチュエータ（油圧モータ）と標準アクチュエータ（旋回モータ）を駆動する可変容量型油圧ポンプの吐出流量特性図および入力トルク線図、図４は標準アクチュエータ（ブームシリンダ等）のみを駆動する可変容量型型油圧ポンプの吐出流量特性図および入力トルク線図、図５はオプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた油圧ショベルの外観図である。
【００１９】
図５に示すように、本実施の形態が適用される油圧ショベルは、不図示の走行モータによって走行可能な走行体４０と、運転室４２および機械室４３を有し走行体４０に対して旋回モータ１４によって旋回可能な旋回体４１と、作業機としてのフロント４７とを有し、フロント４７は旋回体４１の前部にブームシリンダ１１の伸縮によって俯仰動可能に支持されたブーム４４、ブーム４４の先端部にアームシリンダ１２によって回動可能に支持されたアーム４５、アーム４５の先端部にシリンダ１３によって回動可能に支持されたオプション作業具としてのコンクリートバイブレータ４６より構成されている。
【００２０】
コンクリートバイブレータ４６は例えば４個の油圧モータ４６ａによって起震機（各偏芯振動子）４６ｂを回転させ４個の棒状器具４６ｃに所定数の振動を与え、コンクリート打設の際、練り混ぜたコンクリート４８に振動する４個の棒状の器具４６ｃを挿入してコンクリート中の空気（気泡）を追い出し、コンクリートの流動性を良くして、綿密で強度の高いコンクリートを作り上げるものである。
【００２１】
図１はブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、コンクリートバイブレータ姿勢制御用のシリンダ１３（油圧ショベルのバケット用シリンダを流用する）、旋回モータ１４およびコンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａに対する油圧回路の全体図を示す。なお、走行モータとこれに関する油圧回路については省略している。また操作パイロット系についてはコンクリ−トバイブレータ操作用のみを示し他は省略している。同図に示すように第１の実施の形態による油圧回路は、原動機（エンジン）５により駆動する可変容量型の油圧ポンプ１，２，３と固定容量のパイロットポンプ４とを有している。
【００２２】
油圧ポンプ１から主管路２２に吐出された圧油は方向制御弁８，１５によりその流れが制御されシリンダ１３，アームシリンダ１２へ導かれる。また、油圧ポンプ２から主管路２３に吐出された圧油は方向制御弁９によりその流れが制御されブームシリンダ１１へ導かれる。油圧ポンプ３から主管路２４に吐出された圧油は方向制御弁１６によりその流れが制御され旋回モータ１４へ導かれ、またオプション用方向制御弁１０によりその流れが制御されコンクリートバイブレータ４６の振動発生用の油圧モータ４６ａへ導かれる。
【００２３】
オプション用方向制御弁１０の切換用ポート１０ａはパイロット管路３２によりコンクリートバイブレータ操作用のパイロット弁３１に接続され、パイロット弁３１からのパイロット圧Ｐａにより中立位置から油圧モータ４６ａ駆動位置に切り換えられる。パイロット弁３１には管路２５を介してパイロットポンプ４から吐出された圧油が供給されている。なお、図１において図５の４個の油圧モータ４６ａは１つの油圧モータ４６ａによって代表されている。図示しないが、４個の油圧モータ４６ａはシリーズ油圧回路またはパラレル油圧回路で油圧ポンプ３に接続される。５５は圧油の貯油タンクである。
【００２４】
油圧ポンプ１，２，３は、１回転当たりの吐出流量を押しのけ容積可変機構（以下斜板で代表する）１ａ，２ａ，３ａの傾転角（押しのけ容積）を変えることにより調整可能な斜板ポンプであり、斜板１ａ，２ａの傾転角は油圧ポンプ１，２の容量制御手段としてのレギュレータ６により制御され、斜板３ａの傾転角は油圧ポンプ３の容量制御手段としてのレギュレータ７により制御される。
【００２５】
このレギュレータ６，７を含む油圧回路の要部詳細を図２に基づき説明する。なお、この図２では、各アクチュエータを各操作パイロット弁（油圧モータ４６ａ用以外は不図示）からの操作パイロット圧信号に応じた速度で駆動するために油圧ポンプ１，２、３に要求される流量に応じてその斜板１ａ，２ａ，３ａを増加あるいは減少させる流量制御機構については、図示を省略している。
【００２６】
レギュレータ６，７は、油圧ポンプ１，２，３の入力トルクを制限する機能を有し、サーボシリンダ６a，７ａと傾転制御弁６ｂ，７ｂとで構成されている。サーボシリンダ６a，７ａは受圧面積差で作動する差動ピストン６ｅ，７ｅを有し、この差動ピストン６ｅ，７ｅの大径側受圧室６ｃ，７ｃは傾転制御弁６ｂ，７ｂを介してパイロット管路２５から分岐したパイロット管路２８の枝管路２８ａ，２８ｃおよびタンク５５に接続され、小径側受圧室６ｄ，７ｄはパイロット管路２８の枝管路２８ｂ，２８ｄに接続されてパイロットポンプ４の吐出圧Ｐ０が直接作用している。そして、大径側受圧室６ｃ，７ｃが枝管路２８ａ，２８ｃに連通すると、差動ピストン６ｅ，７ｅは受圧面積差により図示右方に駆動され、斜板１ａ，２ａ，３ａの傾転角、すなわち油圧ポンプ１，２，３の傾転が減少し、油圧ポンプ１，２，３の吐出量を減少させる。大径側受圧室６ｃ，７ｃがタンク５５に連通すると差動ピストン６ｅ，７ｅは圧力差により図示左方に駆動され、斜板１ａ，２ａ，３ａの傾転角、すなわちポンプ傾転が増加し、油圧ポンプ１，２，３の吐出量を増加させる。
【００２７】
傾転制御弁６ｂ，７ｂは、入力トルク制限用の弁であり、スプール（弁体）６ｇ，７ｇとばね６ｆ，７ｆと操作駆動部６ｈ，６ｉ，７ｈとで構成されている。
【００２８】
油圧ポンプ１から吐出された圧油（吐出圧Ｐ１）と油圧ポンプ２から吐出された圧油（吐出圧Ｐ２）は、それぞれ主管路２２，２３から分岐された導出管路１７，１８によりシャトル弁２６に導かれ、シャトル弁２６によって選択された高圧側の圧油Ｐ１２が導出管路２７を介し、油圧ポンプ１，２用の傾転制御弁６ｂの操作駆動部６ｈに導かれる。また、油圧ポンプ３から吐出された圧油（吐出圧Ｐ３）は、主管路２４から分岐された導出管路１９上に設けられ後述するトルク制限手段としての減圧弁２０により減圧され（Ｐ３′）、管路２１を介してもう一つの操作駆動部６ｉに導かれる。
【００２９】
減圧弁２０は、ばね２０ａと減圧弁２０からの吐出圧がフィードバックされる受圧部２０ｂとを有し、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３がばね２０ａにより設定される所定の値以上になると通過する圧油の絞り量を大きくする。これにより、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３が減圧され、管路２１を介して傾転制御弁６ｂの駆動操作部６ｉへ導かれる圧力Ｐ３′が所定の圧力値（図３のＰ３０）以上にならないようになっている。
【００３０】
そして、傾転制御弁６ｂは、操作駆動部６ｈ，６ｉへの油圧Ｐ１２，Ｐ３′によってスプール６ｇに作用する左方への押付力がばね６ｆのスプール６ｇの右方への押付力より弱いと、スプール６ｇが図示右方に移動し、サーボシリンダ６aの大径側受圧室６ｃをタンク５５に連通して油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角を増大させ、操作駆動部６ｈ，６ｉへの油圧Ｐ１２，Ｐ３′の値が上昇しスプール６ｇに作用する左方への押し付け力が前記ばね６ｆの右方への押付力より強くなると、スプール６ｇが図示左方に移動し、大径側受圧室６ｃをパイロット管路２８の枝管路２８ａに連通して油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角を減少させる。
【００３１】
一方、油圧ポンプ３用の傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈには、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３が導出管路１９、その枝管路１９ａおよびＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２を介して導かれる。ＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２はパイロット管路３３を介してコンクリートバイブレータ操作用のパイロット弁３１に接続され、パイロット弁３１にパイロット圧Ｐａが発生するとＯＦＦ（連通位置）からＯＮ（遮断位置）に切り換えられて吐出圧Ｐ３の操作駆動部７ｈへの伝達を遮断する。
【００３２】
そして、ＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２がＯＦＦ（連通位置）のとき、傾転制御弁７ｂは、操作駆動部７ｈへの油圧Ｐ３によってスプール７ｇに作用する左方への押付力がばね７ｆのスプール７ｇの右方押付力より弱いと、スプール７ｇが図示右方に移動し、サーボシリンダ７aの大径側受圧室７ｃをタンク５５に連通して油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角を増大させ、操作駆動部７ｈへの油圧Ｐ３の値が上昇しスプール７ｇに作用する左方への押し付け力が前記ばね７ｆの右方への押付力より強くなると、スプール７ｇが図示左方に移動し、大径側受圧室７ｃをパイロット管路２８の枝管路２８ｃに連通して油圧ポンプ３の斜板３ａの傾転角を減少させる。
【００３３】
また、ＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２がＯＮ（遮断位置）のとき、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３は操作駆動部７ｈへ作用せず、ばね７ｆの右方への押し付け力によってスプール７ｇは常に右方に位置し、サーボシリンダ７aの大径側受圧室７ｃをタンク５５に連通しており、斜板３ａは操作パイロット圧信号Ｐａに応じた速度で油圧モータ４６ａを駆動するために油圧ポンプ３に要求される最大の傾転位置に図示しない油圧ポンプ３の流量制御機構によりＰ３の大きさに関係なく制御される。
【００３４】
図３はレギュレータ７の制御弁７ｂによる油圧ポンプ３の入力トルク制限制御特性および流量特性線とＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２がＯＮに切り換えられレギュレータ７が働かない（前記吐出圧Ｐ３は操作駆動部７ｈへ作用しない）場合の油圧ポンプ３の入力トルクおよび流量特性線を示すものである。横軸は油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ、縦軸は油圧ポンプ３の吐出量Ｑとしたもので、破線で示す最大入力トルク（馬力）線ｃは、レギュレータ７が働く場合に予め油圧ポンプ３に対して傾転制御弁７ｂのばね７ｆで設定された入力トルク（馬力）の制限値である。また、入力トルク（馬力）線ｃ′は、コンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａ駆動時、油圧モータ３に想定される最大負荷圧Ｐ４０に相当する入力トルク（図３のオ点）を示す。
【００３５】
旋回モータ１４を駆動すると、油圧ポンプ３の斜板３ａの傾転角は傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈに導かれる油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３によって制御され、油圧ポンプ３は図３に示す流量特性線アーイーウーエに沿って吐出流量が変化する。すなわち、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３が比較的低圧の場合には傾転角は大きく、吐出量も多くなるが、吐出圧３が高くなるにつれて傾転角を減じてその吐出量を減らし、予め設定された前記最大入力トルク（馬力）線ｃを越えないようにその傾転角が制御される。
【００３６】
また、パイロット弁３１を操作し、コンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａを駆動すると、油圧ポンプ３の流量特性は図３に示すアーオに沿って吐出量が一定となり、油圧ポンプ３の入力トルクは油圧ポンプ３の吐出圧の増加にともなって大きくなり、コンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａ駆動時に油圧モータ３に想定される最大負荷圧Ｐ４０で入力トルク線ｃ′上のオで最大となる。
【００３７】
図４は横軸を油圧ポンプ１，２の吐出圧Ｐ、縦軸は第１，第２油圧ポンプ１，２の吐出量Ｑとしたもので、破線で示す最大入力トルク（馬力）線ａは、予め油圧ポンプ１および油圧ポンプ２に対してばね６ｆで設定された入力トルク（馬力）の制限値である。
【００３８】
ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２およびコンクリートバイブレータ姿勢制御用シリンダ１３のうちのいずれかを単独または同時駆動すると、その要求流量に応じて不図示の流量制御機構により斜板１ａ，２ａの傾転角が増加し、油圧ポンプ１または２からの吐出量が増加する。この吐出量の増加および各シリンダの負荷圧により油圧ポンプ１または２からの吐出圧Ｐ１またはＰ２が大きくなり、傾転制御弁６ｂの操作駆動部６ｈの圧力Ｐ１２が上昇し、スプール６ｇの図２の左方への押し付け力が増加する。
【００３９】
旋回モータ１４およびコンクリートバイブレータ４６が作動していない場合には油圧ポンプ３の吐出油はタンク５５に排出され、吐出圧Ｐ３は非常に低圧の状態なので操作駆動部６ｉに付与されるＰ３′も極めて低圧の状態を保持する。
【００４０】
したがって、油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角は操作駆動部６ｊの第１受圧室６ｈに導かれる油圧ポンプ１，２の吐出圧Ｐ１，Ｐ２の代表圧Ｐ１２によって制御され、図４に示す流量特性線カーキークーケに沿って吐出流量が変化する。すなわち、第１，２油圧ポンプ１，２の吐出圧Ｐ１，Ｐ２が比較的低圧の場合には傾転角は大きく、吐出量も多くなるが、吐出圧Ｐ１，Ｐ２が高くなるにつれて傾転角を減じてその吐出量を減らし、予め設定された上記最大入力トルク（馬力）線ａを越えないようにその傾転角が制御される。
【００４１】
この状態で、旋回モータ１４が作動されると、その要求流量に応じて不図示の流量制御機構により斜板３ａの傾転角が増加し、これに伴って油圧ポンプ３からの吐出量が増加し、吐出圧Ｐ３に応じ前述の図３に示す流量特性に沿って、油圧ポンプ３の斜板３ａの傾転角が減少する。すなわち、油圧ポンプ３に対して予め設定された最大入力トルクｃを越えない範囲で傾転角が制御される。
【００４２】
この場合、油圧ポンプ３用レギュレータ７による制御には油圧ポンプ１および油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１、Ｐ２が反映されないため、例えば同時作動中のブームシリンダ１１やアームシリンダ１２などの負荷圧が変動しても油圧ポンプ３から旋回モータ１４への供給流量は変動しない。
【００４３】
一方、油圧ポンプ３からの吐出圧Ｐ３は、減圧弁２０を介し油圧ポンプ１，２のレギュレータ６に導かれている。すなわち、傾転制御弁６ｂの操作駆動部６ｈには油圧ポンプ１，２からの吐出圧Ｐ１２が作用し、さらに、もう１つの操作駆動部６ｉには油圧ポンプ３からの吐出圧Ｐ３が減圧されたＰ３′が付与されるため、レギュレータ６による油圧ポンプ１，２の傾転角が旋回モータ４を駆動していない場合よりもさらに小さく減じられる。このため、減圧弁２０から付与される圧力Ｐ３′の値に応じて、図４に示す流量特性線カ−キ−ク−ケ−シ−サ−コでか囲まれる領域の値に制御されるようになる。
【００４４】
第１の実施の形態では減圧弁２０のばね２０ｂは、傾転制御弁６ｂに伝達されるＰ３′が図３のＰ３０以下に成るように設定されており、流量特性線コーサーシは油圧ポンプ１，２の最大トルクａから圧力Ｐ３０に相当する油圧ポンプ３の入力トルク分（図３のイ点）を差し引いたトルクｂ（図４に破線で示す曲線ｂ）に対応する。この圧力Ｐ３０は油圧ポンプ３の吐出量制御が実施されない最大圧力でありこの圧力Ｐ３０に相当する入力トルクは、油圧ポンプ３に割り当てられた最大入力トルクｃとほぼ同等かそれよりも若干小さい値となる。このため、旋回負荷が増加しても、油圧ポンプ１，２からの吐出量は、少なくとも図４のカーコーサーシで示される流量が確保され、ブームシリンダ１１またはアームシリンダ１２もしくはコンクリートバイブレータ姿勢制御用シリンダ１３の動作速度が極端に低下することを回避できる。
【００４５】
このように、コンクリート打設に際して、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、コンクリートバイブレータ姿勢制御用シリンダ１３や旋回モータ１４を単独または同時に駆動して、練り混ぜたコンクリート４８中にコンクリートバイブレータ４６の棒状器具４６ｃを位置決めした後、パイロット弁３１を単独で操作すると、パイロット圧Ｐaを発生してオプション用方向制御弁１０が切り換わり、コンクリートバイブレータ４６の各振動発生用油圧モータ４６ａが油圧ポンプ３の圧油によって駆動され、各振動発生用油圧モータ４６ａが各偏芯振動子４６ｂを回転して４個の棒状器具４６ｃに振動を与える。
【００４６】
そして、この作業中は、パイロット圧Ｐaは管路３３を介してＯＮ−ＯＦＦ弁２２に作用し、ＯＮ−ＯＦＦ弁２２はＯＮに切り換えられるので、傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈに作用していた油圧ポンプ３の圧油（吐出圧Ｐ３）は遮断され、油圧ポンプ３の入力トルク制御が解除される。
したがって、油圧ポンプ３の圧油の吐出量は油圧モータ４６aの負荷変動、すなわち、油圧ポンプ３の吐出圧の変化にかかわらず、パイロット弁３１からのパイロット圧Ｐａに応じてほぼ一定となり、これによって４個の棒状器具４６ｃには常に所定数の振動が与えられる。
【００４７】
本発明の第１の実施の形態によれば、複数の可変容量型油圧ポンプによって油圧ショベルのブームシリンダ、アームシリンダ、旋回モータ等の標準アクチュエータを駆動し、その内の１つの可変容量型油圧ポンプによって、コンクレートバイブレータ振動発生用の油圧モータを駆動する場合に、その１つの可変容量型油圧ポンプの吐出量を油圧モータの負荷変動による油圧ポンプの負荷圧の如何にかかわらず常にほぼ一定に保持できるので、コンクリートに挿入する棒状器具４６ｃには油圧モータによって常に所定数の振動が与えられ、コンクリートの流動性が常に良好となって綿密で強度の高いコンクリートが打設することができる。
【００４８】
図６は本発明の第２の実施の形態を示すもので、図１と同一の符号を付した油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３を傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈに作用させる管路１９の枝管路１９ａには図１のＯＮーＯＦＦ圧力制御弁２２の代わりにＯＮーＯＦＦ電磁弁３２が設けられる。ＯＮーＯＦＦ電磁弁３２はＯＦＦ（連通位置）とＯＮ（遮断位置）とを有し、油圧ショベルの運転室に設置（図示せず）されたコンクリートバイブレータ作動モード起動スイッチ３４が入るとＯＦＦからＯＮ位置に切り変わり、吐出圧Ｐ３の操作駆動部７ｈへの伝達を遮断する。その他の実施の形態の構成および作用は第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と全く同様の効果を奏する。
【００５０】
図７乃至図９は本発明の第３の実施の態様を示すもので、図７において第１図で説明した部分と同一の部分には同一の符号を付している。
【００５１】
３１ａはパイロット弁３１内に設けられたコンクリートバイブレータ４６の操作信号検出器で、パイロット弁３１を操作しパイロット圧Ｐａをオプション用方向制御弁１０に出力すると、コンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１を電気信号として検出し、コントローラ５０に伝達する。４３は圧力検出器で油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３を吐出圧信号（電気信号）Ｐｍとして検出しコントローラ５０に伝達する。
【００５２】
コントローラ５０は、図８に示すように、操作信号検出器３１ａのコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１および吐出圧信号Ｐｍを入力する入力部５０ａ、所定の演算処理を行う演算部５０ｂ、演算プログラムを記憶しＲＯＭおよび演算途中の値を一時的に記憶するＲＡＭ等からなる記憶部５０ｃ、演算部５０ｂで演算した結果を駆動電流Ｉとして電磁比例減圧弁４１へ出力する出力部５０ｄを備えている。そしてコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１が入力されかつ油圧ポンプ３の吐出圧Ｐｍが所定の値（図３のＰ３０）より高くなると、記憶部５０ｃに記憶してあるテーブルに参照させ、演算部５０ｂでＰｍ増加に応じて増大する駆動電流Ｉの値を演算し、出力部５０ｄから演算された駆動電流Ｉを電磁比例減圧弁４１に出力する。
【００５３】
電磁比例減圧弁４１はパイロットポンプ４と減圧弁２０の設定圧を変更するパイロット油室２０ｃを結ぶ管路４２の途中に設けられ、駆動電流Ｉが入力されるとパイロットポンプ４の吐出圧を減圧して駆動電流Ｉの増加に応じて増大するパイロット圧信号Ｐｂを減圧弁２０ａのパイロット油室２０ｃに出力する。
【００５４】
図９は油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３を横軸、電磁比例減圧弁４１の出力圧（パイロット圧信号）Ｐｂを縦軸に取って両者の関係を示したもので、吐出圧Ｐ３が可変容量油圧ポンプ３として設定された最大トルクｃに対応するＰ３０（図３の最大流量Ｑのイ点）を越えて上昇すると、電磁比例減圧弁４１から出力圧（パイロット圧信号）Ｐｂが出力され、この出力圧ＰｂはＰ３の増加に比例して増大する。
【００５５】
前述のように、減圧弁２０のばね２０ａは傾転制御弁６ｂの駆動操作部６ｉへ油圧ポンプ３から導かれる圧力Ｐ３′が図３のＰ３０以上にならないよう設定しているが、第３の実施の形態ではＰ３がＰ３０以上になるとさらにパイロット油室２０ｃにパイロット圧Ｐｂを導くことによって、減圧弁２０から出力される圧力Ｐ３′の制限設定圧が図３のＰ４０（コンクリートバイブレータ４６の振動発生用油圧モータ４６ａ駆動時に油圧モータ３に想定される最大負荷圧）になるまでＰ３の増加に比例して増大するよう設定される。
【００５６】
この場合、傾転制御弁６ｂの駆動操作部６ｉへ油圧ポンプ３から導かれる最大圧力はＰ４０となり、図４の油圧ポンプ１，２の流量特性スーセーソは油圧ポンプ１，２の最大トルクａから圧力Ｐ４０に相当する油圧ポンプ３の入力トルク分ｃ´（図３のオ点）を差し引いたトルクｄ（図４に破線で示す曲線ｄ）に対応する。
【００５７】
このため、コンクリートバイブレータ４６の棒状器具４６ｃを打設するコンクリート中に挿入して油圧ポンプ３により振動発生用油圧モータ４６ａを駆動しつつ、油圧ポンプ１，２によりブームシリンダ１１，アームシリンダ１２等を同時に駆動してコンクリートバイブレータ４６の位置や姿勢を制御すると、油圧ポンプ１，２からの吐出量は、図４に示す流量特性カ−キ−ク−ケ−ソ−セ−スで囲まれる領域の値に制御され、油圧ポンプ１，２には少なくとも流量特性カースーセーソで示される流量が確保される。
【００５８】
そして、油圧モータ４６ａの負荷が上昇して油圧ポンプ３の消費トルクが可変容量型の油圧ポンプ３に設定された最大トル線ｃを越えた場合にも、油圧モータ３およびブームシリンダ１１、アームシリンダ１２等を駆動する油圧ポンプ１，２の総消費トルク（馬力）がこれらの油圧ポンプ１，２，３を駆動する原動機５の出力トルクを越えないように制御される。
【００５９】
したがって、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２等による位置、姿勢制御の最小限の動きを確保しつつ、コンクリートバイブレータ４６の振動発生用油圧モータ４６ａを同時に駆動することが可能となる。
【００６０】
本発明の第３の実施の形態によれば、コンクリートバイブレータ４６の振動発生用油圧モータ４６ａを駆動しつつ、コンクリートバイブレータ４６の位置、姿勢制御を原動機が停止することなく行うことができるので、綿密で強度の高いコンクリート仕上げ作業を非常に能率良く行うことができる。
【００６１】
図１０は本発明の第４の実施の形態を示すもので、図１０において第７図で説明した部分と同一の部分には同一の符号を付している。
【００６２】
図１０において、コントローラ５０′はコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１を入力し、一定の駆動電流Ｉ０を電磁比例減圧弁４１へ出力する。この駆動電流Ｉ０は電磁比例減圧弁４１から図９のＰ４０に対応する出力圧Ｐｂが出力されるように設定される。
【００６３】
したがって、図１０の実施の形態ではパイロット弁３１が操作されコントローラ５０′にコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１が入力されると、減圧弁２０ａの設定圧上昇側ポート２０ｃには常にＰ４０に対応する出力圧Ｐｂが作用し、
減圧弁２０から出力される圧力Ｐ３′の制限設定圧が図３のＰ４０になるように設定される。したがって、この場合にも、油圧ポンプ１，２には少なくとも流量特性カースーセーソで示される流量が確保さる。
【００６４】
本発明の第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と全く同様の効果を奏することができる。
【００６５】
なお、第１〜第４の実施の形態では油圧ショベルのオプション作業具として、負荷変動にかかわらず油圧ポンプから一定の流量を供給し所定の振動数の発生を必要とするコンクリートバイブレータに適用した例で説明したが、本発明を同様に負荷変動にかかわらず所定の振動数の発生を必要するコンパクターや負荷変動にかかわらず油圧ポンプから一定の流量を供給し所定の回転数で刃やチェーンの駆動が必要な草刈機や地雷除去機等に適用した場合にも同様の作用、効果を奏する。
【００６６】
また、本発明は油圧ショベルに限らず、他の建設機械、例えば、ホイルローダやトラクターショベル等において、複数の複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータ有し、このオプションアクチュエータが一定の流量でオプション作業具を駆動することが必要な場合に適用しても同様の作用、効果を奏する。
【００６７】
さらに、本発明の第１〜第４の実施の形態では、オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの前記自己の吐出圧を制御する圧力制御手段として、オプションアクチュエータの駆動を指示する信号によって前記自己の吐出圧を遮断するＯＮーＯＦＦ弁を前記自己の吐出圧を自己の容量制御手段に導く管路上に設けた例で示したが、前記管路上に前記自己の吐出圧の減圧手段やタンクに連通する手段等を設けて前記自己の吐出圧による自己の容量制御手段の制御を無効とするようにしても良い。
【００６８】
なお、第１〜第４の実施の形態では、入力トルク制限用の傾転制御弁６ｂのばね６ｆに対抗して可変容量型の第１、第２油圧ポンプの吐出圧Ｐ１、Ｐ２の高圧側圧力Ｐ１２を代表圧力として操作駆動部６ｊの受圧室６ｈに作用するようにしたが、本発明は第１、第２油圧ポンプの吐出圧Ｐ１、Ｐ２のそれぞれを別個にばね６ｆに対抗させるよう操作駆動部６ｊの受圧室に導いても良い。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、原動機と、この原動機によって駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータと、前記複数の方向制御弁を切り換え操作する複数の操作手段と、前記各可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を自己の前記容量制御手段に導く導出管路とを有する建設機械において、前記可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって常にほぼ一定流量が必要なオプションアクチュエータを駆動する場合、オプションアクチュエータの駆動圧が昇し前記油圧ポンプの吐出圧が増大してもこの油圧ポンプの吐出量が減少せず、常に一定流量をオプションアクチュエータに供給できるようにしたのでオプションアクチュエータによって駆動されるオプション作業具の機能を損なう事がない。
【００７０】
また、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によってオプションアクチュエータを駆動する場合に、前記油圧ポンプの吐出圧が所定の値以上になりその消費トルクが前記油圧ポンプの可変容量型ポンプとして設定された最大トルクの値を越えて上昇した場合には、前記油圧ポンプによって標準アクチュエータを駆動する場合に比して、他の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）をさらに減少させて、複数の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルク（馬力）を越えないように制御できるので、他の可変油圧ポンプ駆動される標準アクチュエータとオプションアクチュエータとを常に同時に駆動でき、オプション作業具による作業効率が向上する。
【００７１】
さらに、オプション作業具としてコンクリートバイブレータを採用した場合に、コンクリートバイブレータの負荷の大小にかかわらず所要の振動数がコンクリートバイブレータに与えられるので、コンクリートの流動性が常に良好となって綿密で強度の高いコンクリートが打設することができ、かつ、コンクリートバイブレータ４６の位置、姿勢制御を原動機が停止することなく行うことができるので、コンクリート仕上げ作業を非常に能率良く行うことができる。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプ１，２，３の入力トルクに係わる容量制御装置（レギュレータ）を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプ３の入力トルク制限制御特性および流量特性を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプ１，２の入力トルク制限制御特性および流量特性を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態によるオプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた油圧ショベルの外観図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【図８】図７のコントローラ５０のハード構成を示す図である。
【図９】図７の電磁比例減圧弁４１の出力圧Ｐｂと油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３ 可変容量型油圧ポンプ
４ パイロットポンプ
５ 原動機
６，７ 容量制御手段（レギュレータ）
８，９，１０，１５，１６ 方向制御弁
１１ ブームシリンダ（標準アクチュエータ）
１２ アームシリンダ（標準アクチュエータ）
１３ コンクリートバイブレータ姿勢制御用のシリンダ（標準アクチュエータ）
１４ 旋回モータ（標準アクチュエータ）
１７，１８，１９，２７ 導出管路
２０ 減圧弁
２０ｃ 設定圧上昇側ポート
２２，２３ ＯＮ−ＯＦＦ弁
３１ パイロット弁（コンクリートバイブレータ操作用）
３１ａ 操作検出器
３４ コンクリートバイブレータ作動モード起動スイッチ
４１ 電磁比例減圧弁
４２ パイロット管路
４３ 圧力検出器
４６ コンクリートバイブレータ
４６ａ 油圧モータ（オプションアクチュエータ）
５０，５０´ コントローラ
５５ タンク
Ｐ１ 油圧ポンプ１の吐出圧
Ｐ２ 油圧ポンプ２の吐出圧
Ｐ３ 油圧ポンプ３の吐出圧
Ｐ１２ Ｐ１とＰ２の代表圧
Ｐ３´ Ｐ３が減圧弁で減圧された圧力
Ｐａ パイロット弁３１のパイロット圧信号
Ｐａ１ コンクリートバイブレータ操作検出信号
Ｐｍ 油圧ポンプ３の吐出圧力検出信号
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の建設機械に備えられ、原動機により駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、前記各可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータとを有する建設機械の油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、複数の可変容量型油圧ポンプを用いて複数の標準アクチュエータを駆動し、複数の可変容量型油圧ポンプの内１つの油圧ポンプの吐出量は自已吐出圧のみによって容量制御手段（レギュレータ）を制御し、他の油圧ポンプは自已吐出圧と、前記１つの油圧ポンプの吐出圧を減圧弁により減圧した圧力とに基づき容量制御手段（レギュレータ）を制御することにより、前記複数の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルク（馬力）を越えないように制御するとともに前記１つの油圧ポンプの吐出圧が大きくなった場合でも残りの油圧ポンプの吐出量が極端に減少することを防ぐようにした油圧回路を特願２００１−０４２０８２号によって提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
建設機械、例えば、油圧ショベルでは土砂掘削用バケット（標準の作業具）に代えてブレーカや穿孔機等の油圧駆動の作業具（以下オプション作業具と言う）をフロント部の先端等に取り付け、これらのオプション作業具を複数の標準アクチュエータ以外のオプションアクチュエータで駆動する場合がある。通常このような場合には、オプションアクチュエータを複数の油圧ポンプのうち特定の１つの油圧ポンプから供給される圧油により駆動しているが、この所定の１つの油圧ポンプから供給される圧油は、標準アクチュエータ、例えば旋回モータへも供給される。
【０００４】
ところで、オプション作業具には、１つの油圧ポンプからの圧油によってオプションアクチュエータ（以下油圧モータで代表する）を駆動し、油圧モータの回転により起震機を駆動して棒状の器具に所定数の振動を与え、コンクリート打設の際、練り混ぜたコンクリートに振動する棒状の器具を挿入してコンクリート中の空気（気泡）を追い出し、コンクリートの流動性を良くして、綿密で強度の高いコンクリートを作り上げるコンクリートバイブレータがある。
【０００５】
このコンクリートバイブレータは、打設されたコンクリートの固さや棒状器具の挿入位置等によって油圧モータにかかる負荷圧が変動する。
【０００６】
このコンクリートバイブレータを使用する場合に、上述した従来技術のように所定の１つの油圧ポンプの容量制御手段（レギュレータ）に自己吐出圧を導いて吐出圧の変化に応じて吐出量を制御した場合には、油圧モータの負荷変動によって油圧ポンプの負荷圧が所定の値を越えると油圧ポンプの吐出量が減少し、これに伴って油圧モータの回転数も減少するので、起震機の振動数が変化して棒状器具に所定数の振動を与えることが出来なくなり、コンクレート中の気泡を追い出し流動性を良くすると言う機能を果たさなくなる場合が生じる。
【０００７】
また、同様に油圧モータの回転で駆動される起震機を平板上に取り付け、平板の所定数の振動によって砂質地盤を締め固めるコンパクターをオプション作業具として適用した場合にも、負荷変動によって油圧モータの回転数が変化し、所定の締め固め機能を損なうこととなる。
【０００８】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、１つの油圧ポンプによって標準アクチュエータと常にほぼ一定流量が必要なオプション作業具用オプションアクチュエータ（油圧モータ等）とを駆動する場合、オプションアクチュエータの駆動圧変化により前記１つの油圧ポンプの吐出圧が変化（増大）してもこの油圧ポンプの吐出量が変化（減少）せず、一定流量がオプションアクチュエータに供給できるようにした建設機械の油圧回路を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、１つの油圧ポンプによってオプションアクチュエータを駆動する場合に、オプションアクチュエータの駆動圧変化にかかわらず前記１つの油圧ポンプの吐出量を常にほぼ一定に保持するとともに、前記１つの油圧ポンプの吐出圧が所定の値以上になりその消費トルクが前記１つの油圧ポンプの可変容量型ポンプとして設定された最大トルク値（最大トルク線）を越えて増大した場合（固定容量型油圧ポンプとして使用される）には、前記１つの油圧ポンプによって標準アクチュエータを駆動する場合に比して、他の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）をさらに減少させて、複数の可変容量型油圧ポンプの総消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルク（馬力）を越えないように制御する建設機械の油圧回路を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、オプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた場合に、コンクリートバイブレータの負荷の大小にかかわらず所要の振動数がコンクリートバイブレータに与えられる建設機械の油圧回路を提供することにある。
【００１１】
【問題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、請求項１に係わる発明は、原動機と、この原動機によって駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータと、これらの各アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、前記複数の方向制御弁を切り換え操作する複数の操作手段と、前記各可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を自己の前記容量制御手段に導く導出管路とを有する建設機械において、前記オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの前記自己の吐出圧を自己の容量制御手段に導く管路上に、前記オプションアクチュエータの駆動を指示する信号によって前記自己の吐出圧を遮断するＯＮーＯＦＦ弁を設けたものである。
【００１２】
このように構成した請求項１に係わる発明では、１つの可変容量型油圧ポンプがオプションアクチュエータを駆動するときには、駆動圧が変動してもオプションアクチュエータへの吐出量がほぼ一定に保たれるように制御される。
【００１３】
本発明の第２の目的を達成するために、請求項４に係わる発明は、前記オプションアクチュエータに圧油を供給する所定の可変容量型油圧ポンプが、少なくとも１つの標準アクチュエータに対しても圧油の供給を行うように接続されるとともに前記所定の可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を他の可変容量型油圧ポンプの容量制御手段に導く導出管路と、この導出管路上に前記吐出圧を所定の設定圧以下に制限する減圧弁を備え、前記オプションアクチュエータが操作されると、前記減圧弁の前記所定の設定圧を変更する減圧弁設定圧変更手段を設けたものである。
【００１４】
このように構成した請求項４に係わる発明によれば、オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの消費トルクが標準アクチュエータを駆動する場合の最大トルクを越えた場合でも、この可変容量型油圧ポンプと他の可変容量型油圧ポンプの総消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルクを越えないように制御される。
【００１５】
本発明の第３の目的を達成するために、請求項９に係わる発明は、オプションアクチュエータがコンクリートバイブレータの起震機を駆動する油圧モータであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９に係わる発明によれば、オプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた場合に、コンクリートバイブレータの起震機を駆動する油圧モータの駆動圧が変動しこの油圧モータに圧油を供給する可変容量型油圧ポンプの負荷圧が増大しても、この油圧ポンプの吐出量は一定に保たれ所定の振動数がコンクリートバイブレータに与えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１８】
本実施の形態は、建設機械としてフロント部にオプション作業具としてコンクリートバイブレータ取りつけた油圧ショベルに適用したものであり、図１〜図５は第１の実施の形態を説明するもので、図１は全体の油圧回路、図２は要部油圧回路図、図３はオプションアクチュエータ（油圧モータ）と標準アクチュエータ（旋回モータ）を駆動する可変容量型油圧ポンプの吐出流量特性図および入力トルク線図、図４は標準アクチュエータ（ブームシリンダ等）のみを駆動する可変容量型型油圧ポンプの吐出流量特性図および入力トルク線図、図５はオプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた油圧ショベルの外観図である。
【００１９】
図５に示すように、本実施の形態が適用される油圧ショベルは、不図示の走行モータによって走行可能な走行体４０と、運転室４２および機械室４３を有し走行体４０に対して旋回モータ１４によって旋回可能な旋回体４１と、作業機としてのフロント４７とを有し、フロント４７は旋回体４１の前部にブームシリンダ１１の伸縮によって俯仰動可能に支持されたブーム４４、ブーム４４の先端部にアームシリンダ１２によって回動可能に支持されたアーム４５、アーム４５の先端部にシリンダ１３によって回動可能に支持されたオプション作業具としてのコンクリートバイブレータ４６より構成されている。
【００２０】
コンクリートバイブレータ４６は例えば４個の油圧モータ４６ａによって起震機（各偏芯振動子）４６ｂを回転させ４個の棒状器具４６ｃに所定数の振動を与え、コンクリート打設の際、練り混ぜたコンクリート４８に振動する４個の棒状の器具４６ｃを挿入してコンクリート中の空気（気泡）を追い出し、コンクリートの流動性を良くして、綿密で強度の高いコンクリートを作り上げるものである。
【００２１】
図１はブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、コンクリートバイブレータ姿勢制御用のシリンダ１３（油圧ショベルのバケット用シリンダを流用する）、旋回モータ１４およびコンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａに対する油圧回路の全体図を示す。なお、走行モータとこれに関する油圧回路については省略している。また操作パイロット系についてはコンクリ−トバイブレータ操作用のみを示し他は省略している。同図に示すように第１の実施の形態による油圧回路は、原動機（エンジン）５により駆動する可変容量型の油圧ポンプ１，２，３と固定容量のパイロットポンプ４とを有している。
【００２２】
油圧ポンプ１から主管路２２に吐出された圧油は方向制御弁８，１５によりその流れが制御されシリンダ１３，アームシリンダ１２へ導かれる。また、油圧ポンプ２から主管路２３に吐出された圧油は方向制御弁９によりその流れが制御されブームシリンダ１１へ導かれる。油圧ポンプ３から主管路２４に吐出された圧油は方向制御弁１６によりその流れが制御され旋回モータ１４へ導かれ、またオプション用方向制御弁１０によりその流れが制御されコンクリートバイブレータ４６の振動発生用の油圧モータ４６ａへ導かれる。
【００２３】
オプション用方向制御弁１０の切換用ポート１０ａはパイロット管路３２によりコンクリートバイブレータ操作用のパイロット弁３１に接続され、パイロット弁３１からのパイロット圧Ｐａにより中立位置から油圧モータ４６ａ駆動位置に切り換えられる。パイロット弁３１には管路２５を介してパイロットポンプ４から吐出された圧油が供給されている。なお、図１において図５の４個の油圧モータ４６ａは１つの油圧モータ４６ａによって代表されている。図示しないが、４個の油圧モータ４６ａはシリーズ油圧回路またはパラレル油圧回路で油圧ポンプ３に接続される。５５は圧油の貯油タンクである。
【００２４】
油圧ポンプ１，２，３は、１回転当たりの吐出流量を押しのけ容積可変機構（以下斜板で代表する）１ａ，２ａ，３ａの傾転角（押しのけ容積）を変えることにより調整可能な斜板ポンプであり、斜板１ａ，２ａの傾転角は油圧ポンプ１，２の容量制御手段としてのレギュレータ６により制御され、斜板３ａの傾転角は油圧ポンプ３の容量制御手段としてのレギュレータ７により制御される。
【００２５】
このレギュレータ６，７を含む油圧回路の要部詳細を図２に基づき説明する。なお、この図２では、各アクチュエータを各操作パイロット弁（油圧モータ４６ａ用以外は不図示）からの操作パイロット圧信号に応じた速度で駆動するために油圧ポンプ１，２、３に要求される流量に応じてその斜板１ａ，２ａ，３ａを増加あるいは減少させる流量制御機構については、図示を省略している。
【００２６】
レギュレータ６，７は、油圧ポンプ１，２，３の入力トルクを制限する機能を有し、サーボシリンダ６a，７ａと傾転制御弁６ｂ，７ｂとで構成されている。サーボシリンダ６a，７ａは受圧面積差で作動する差動ピストン６ｅ，７ｅを有し、この差動ピストン６ｅ，７ｅの大径側受圧室６ｃ，７ｃは傾転制御弁６ｂ，７ｂを介してパイロット管路２５から分岐したパイロット管路２８の枝管路２８ａ，２８ｃおよびタンク５５に接続され、小径側受圧室６ｄ，７ｄはパイロット管路２８の枝管路２８ｂ，２８ｄに接続されてパイロットポンプ４の吐出圧Ｐ０が直接作用している。そして、大径側受圧室６ｃ，７ｃが枝管路２８ａ，２８ｃに連通すると、差動ピストン６ｅ，７ｅは受圧面積差により図示右方に駆動され、斜板１ａ，２ａ，３ａの傾転角、すなわち油圧ポンプ１，２，３の傾転が減少し、油圧ポンプ１，２，３の吐出量を減少させる。大径側受圧室６ｃ，７ｃがタンク５５に連通すると差動ピストン６ｅ，７ｅは圧力差により図示左方に駆動され、斜板１ａ，２ａ，３ａの傾転角、すなわちポンプ傾転が増加し、油圧ポンプ１，２，３の吐出量を増加させる。
【００２７】
傾転制御弁６ｂ，７ｂは、入力トルク制限用の弁であり、スプール（弁体）６ｇ，７ｇとばね６ｆ，７ｆと操作駆動部６ｈ，６ｉ，７ｈとで構成されている。
【００２８】
油圧ポンプ１から吐出された圧油（吐出圧Ｐ１）と油圧ポンプ２から吐出された圧油（吐出圧Ｐ２）は、それぞれ主管路２２，２３から分岐された導出管路１７，１８によりシャトル弁２６に導かれ、シャトル弁２６によって選択された高圧側の圧油Ｐ１２が導出管路２７を介し、油圧ポンプ１，２用の傾転制御弁６ｂの操作駆動部６ｈに導かれる。また、油圧ポンプ３から吐出された圧油（吐出圧Ｐ３）は、主管路２４から分岐された導出管路１９上に設けられ後述するトルク制限手段としての減圧弁２０により減圧され（Ｐ３′）、管路２１を介してもう一つの操作駆動部６ｉに導かれる。
【００２９】
減圧弁２０は、ばね２０ａと減圧弁２０からの吐出圧がフィードバックされる受圧部２０ｂとを有し、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３がばね２０ａにより設定される所定の値以上になると通過する圧油の絞り量を大きくする。これにより、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３が減圧され、管路２１を介して傾転制御弁６ｂの駆動操作部６ｉへ導かれる圧力Ｐ３′が所定の圧力値（図３のＰ３０）以上にならないようになっている。
【００３０】
そして、傾転制御弁６ｂは、操作駆動部６ｈ，６ｉへの油圧Ｐ１２，Ｐ３′によってスプール６ｇに作用する左方への押付力がばね６ｆのスプール６ｇの右方への押付力より弱いと、スプール６ｇが図示右方に移動し、サーボシリンダ６aの大径側受圧室６ｃをタンク５５に連通して油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角を増大させ、操作駆動部６ｈ，６ｉへの油圧Ｐ１２，Ｐ３′の値が上昇しスプール６ｇに作用する左方への押し付け力が前記ばね６ｆの右方への押付力より強くなると、スプール６ｇが図示左方に移動し、大径側受圧室６ｃをパイロット管路２８の枝管路２８ａに連通して油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角を減少させる。
【００３１】
一方、油圧ポンプ３用の傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈには、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３が導出管路１９、その枝管路１９ａおよびＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２を介して導かれる。ＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２はパイロット管路３３を介してコンクリートバイブレータ操作用のパイロット弁３１に接続され、パイロット弁３１にパイロット圧Ｐａが発生するとＯＦＦ（連通位置）からＯＮ（遮断位置）に切り換えられて吐出圧Ｐ３の操作駆動部７ｈへの伝達を遮断する。
【００３２】
そして、ＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２がＯＦＦ（連通位置）のとき、傾転制御弁７ｂは、操作駆動部７ｈへの油圧Ｐ３によってスプール７ｇに作用する左方への押付力がばね７ｆのスプール７ｇの右方押付力より弱いと、スプール７ｇが図示右方に移動し、サーボシリンダ７aの大径側受圧室７ｃをタンク５５に連通して油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角を増大させ、操作駆動部７ｈへの油圧Ｐ３の値が上昇しスプール７ｇに作用する左方への押し付け力が前記ばね７ｆの右方への押付力より強くなると、スプール７ｇが図示左方に移動し、大径側受圧室７ｃをパイロット管路２８の枝管路２８ｃに連通して油圧ポンプ３の斜板３ａの傾転角を減少させる。
【００３３】
また、ＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２がＯＮ（遮断位置）のとき、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３は操作駆動部７ｈへ作用せず、ばね７ｆの右方への押し付け力によってスプール７ｇは常に右方に位置し、サーボシリンダ７aの大径側受圧室７ｃをタンク５５に連通しており、斜板３ａは操作パイロット圧信号Ｐａに応じた速度で油圧モータ４６ａを駆動するために油圧ポンプ３に要求される最大の傾転位置に図示しない油圧ポンプ３の流量制御機構によりＰ３の大きさに関係なく制御される。
【００３４】
図３はレギュレータ７の制御弁７ｂによる油圧ポンプ３の入力トルク制限制御特性および流量特性線とＯＮ−ＯＦＦ圧力制御弁２２がＯＮに切り換えられレギュレータ７が働かない（前記吐出圧Ｐ３は操作駆動部７ｈへ作用しない）場合の油圧ポンプ３の入力トルクおよび流量特性線を示すものである。横軸は油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ、縦軸は油圧ポンプ３の吐出量Ｑとしたもので、破線で示す最大入力トルク（馬力）線ｃは、レギュレータ７が働く場合に予め油圧ポンプ３に対して傾転制御弁７ｂのばね７ｆで設定された入力トルク（馬力）の制限値である。また、入力トルク（馬力）線ｃ′は、コンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａ駆動時、油圧モータ３に想定される最大負荷圧Ｐ４０に相当する入力トルク（図３のオ点）を示す。
【００３５】
旋回モータ１４を駆動すると、油圧ポンプ３の斜板３ａの傾転角は傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈに導かれる油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３によって制御され、油圧ポンプ３は図３に示す流量特性線アーイーウーエに沿って吐出流量が変化する。すなわち、油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３が比較的低圧の場合には傾転角は大きく、吐出量も多くなるが、吐出圧３が高くなるにつれて傾転角を減じてその吐出量を減らし、予め設定された前記最大入力トルク（馬力）線ｃを越えないようにその傾転角が制御される。
【００３６】
また、パイロット弁３１を操作し、コンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａを駆動すると、油圧ポンプ３の流量特性は図３に示すアーオに沿って吐出量が一定となり、油圧ポンプ３の入力トルクは油圧ポンプ３の吐出圧の増加にともなって大きくなり、コンクリートバイブレータ振動発生用の油圧モータ４６ａ駆動時に油圧モータ３に想定される最大負荷圧Ｐ４０で入力トルク線ｃ′上のオで最大となる。
【００３７】
図４は横軸を油圧ポンプ１，２の吐出圧Ｐ、縦軸は第１，第２油圧ポンプ１，２の吐出量Ｑとしたもので、破線で示す最大入力トルク（馬力）線ａは、予め油圧ポンプ１および油圧ポンプ２に対してばね６ｆで設定された入力トルク（馬力）の制限値である。
【００３８】
ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２およびコンクリートバイブレータ姿勢制御用シリンダ１３のうちのいずれかを単独または同時駆動すると、その要求流量に応じて不図示の流量制御機構により斜板１ａ，２ａの傾転角が増加し、油圧ポンプ１または２からの吐出量が増加する。この吐出量の増加および各シリンダの負荷圧により油圧ポンプ１または２からの吐出圧Ｐ１またはＰ２が大きくなり、傾転制御弁６ｂの操作駆動部６ｈの圧力Ｐ１２が上昇し、スプール６ｇの図２の左方への押し付け力が増加する。
【００３９】
旋回モータ１４およびコンクリートバイブレータ４６が作動していない場合には油圧ポンプ３の吐出油はタンク５５に排出され、吐出圧Ｐ３は非常に低圧の状態なので操作駆動部６ｉに付与されるＰ３′も極めて低圧の状態を保持する。
【００４０】
したがって、油圧ポンプ１，２の斜板１ａ，２ａの傾転角は操作駆動部６ｊの第１受圧室６ｈに導かれる油圧ポンプ１，２の吐出圧Ｐ１，Ｐ２の代表圧Ｐ１２によって制御され、図４に示す流量特性線カーキークーケに沿って吐出流量が変化する。すなわち、第１，２油圧ポンプ１，２の吐出圧Ｐ１，Ｐ２が比較的低圧の場合には傾転角は大きく、吐出量も多くなるが、吐出圧Ｐ１，Ｐ２が高くなるにつれて傾転角を減じてその吐出量を減らし、予め設定された上記最大入力トルク（馬力）線ａを越えないようにその傾転角が制御される。
【００４１】
この状態で、旋回モータ１４が作動されると、その要求流量に応じて不図示の流量制御機構により斜板３ａの傾転角が増加し、これに伴って油圧ポンプ３からの吐出量が増加し、吐出圧Ｐ３に応じ前述の図３に示す流量特性に沿って、油圧ポンプ３の斜板３ａの傾転角が減少する。すなわち、油圧ポンプ３に対して予め設定された最大入力トルクｃを越えない範囲で傾転角が制御される。
【００４２】
この場合、油圧ポンプ３用レギュレータ７による制御には油圧ポンプ１および油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１、Ｐ２が反映されないため、例えば同時作動中のブームシリンダ１１やアームシリンダ１２などの負荷圧が変動しても油圧ポンプ３から旋回モータ１４への供給流量は変動しない。
【００４３】
一方、油圧ポンプ３からの吐出圧Ｐ３は、減圧弁２０を介し油圧ポンプ１，２のレギュレータ６に導かれている。すなわち、傾転制御弁６ｂの操作駆動部６ｈには油圧ポンプ１，２からの吐出圧Ｐ１２が作用し、さらに、もう１つの操作駆動部６ｉには油圧ポンプ３からの吐出圧Ｐ３が減圧されたＰ３′が付与されるため、レギュレータ６による油圧ポンプ１，２の傾転角が旋回モータ４を駆動していない場合よりもさらに小さく減じられる。このため、減圧弁２０から付与される圧力Ｐ３′の値に応じて、図４に示す流量特性線カ−キ−ク−ケ−シ−サ−コでか囲まれる領域の値に制御されるようになる。
【００４４】
第１の実施の形態では減圧弁２０のばね２０ｂは、傾転制御弁６ｂに伝達されるＰ３′が図３のＰ３０以下に成るように設定されており、流量特性線コーサーシは油圧ポンプ１，２の最大トルクａから圧力Ｐ３０に相当する油圧ポンプ３の入力トルク分（図３のイ点）を差し引いたトルクｂ（図４に破線で示す曲線ｂ）に対応する。この圧力Ｐ３０は油圧ポンプ３の吐出量制御が実施されない最大圧力でありこの圧力Ｐ３０に相当する入力トルクは、油圧ポンプ３に割り当てられた最大入力トルクｃとほぼ同等かそれよりも若干小さい値となる。このため、旋回負荷が増加しても、油圧ポンプ１，２からの吐出量は、少なくとも図４のカーコーサーシで示される流量が確保され、ブームシリンダ１１またはアームシリンダ１２もしくはコンクリートバイブレータ姿勢制御用シリンダ１３の動作速度が極端に低下することを回避できる。
【００４５】
このように、コンクリート打設に際して、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、コンクリートバイブレータ姿勢制御用シリンダ１３や旋回モータ１４を単独または同時に駆動して、練り混ぜたコンクリート４８中にコンクリートバイブレータ４６の棒状器具４６ｃを位置決めした後、パイロット弁３１を単独で操作すると、パイロット圧Ｐaを発生してオプション用方向制御弁１０が切り換わり、コンクリートバイブレータ４６の各振動発生用油圧モータ４６ａが油圧ポンプ３の圧油によって駆動され、各振動発生用油圧モータ４６ａが各偏芯振動子４６ｂを回転して４個の棒状器具４６ｃに振動を与える。
【００４６】
そして、この作業中は、パイロット圧Ｐaは管路３３を介してＯＮ−ＯＦＦ弁２２に作用し、ＯＮ−ＯＦＦ弁２２はＯＮに切り換えられるので、傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈに作用していた油圧ポンプ３の圧油（吐出圧Ｐ３）は遮断され、油圧ポンプ３の入力トルク制御が解除される。
したがって、油圧ポンプ３の圧油の吐出量は油圧モータ４６aの負荷変動、すなわち、油圧ポンプ３の吐出圧の変化にかかわらず、パイロット弁３１からのパイロット圧Ｐａに応じてほぼ一定となり、これによって４個の棒状器具４６ｃには常に所定数の振動が与えられる。
【００４７】
本発明の第１の実施の形態によれば、複数の可変容量型油圧ポンプによって油圧ショベルのブームシリンダ、アームシリンダ、旋回モータ等の標準アクチュエータを駆動し、その内の１つの可変容量型油圧ポンプによって、コンクレートバイブレータ振動発生用の油圧モータを駆動する場合に、その１つの可変容量型油圧ポンプの吐出量を油圧モータの負荷変動による油圧ポンプの負荷圧の如何にかかわらず常にほぼ一定に保持できるので、コンクリートに挿入する棒状器具４６ｃには油圧モータによって常に所定数の振動が与えられ、コンクリートの流動性が常に良好となって綿密で強度の高いコンクリートが打設することができる。
【００４８】
図６は本発明の第２の実施の形態を示すもので、図１と同一の符号を付した油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３を傾転制御弁７ｂの操作駆動部７ｈに作用させる管路１９の枝管路１９ａには図１のＯＮーＯＦＦ圧力制御弁２２の代わりにＯＮーＯＦＦ電磁弁３２が設けられる。ＯＮーＯＦＦ電磁弁３２はＯＦＦ（連通位置）とＯＮ（遮断位置）とを有し、油圧ショベルの運転室に設置（図示せず）されたコンクリートバイブレータ作動モード起動スイッチ３４が入るとＯＦＦからＯＮ位置に切り変わり、吐出圧Ｐ３の操作駆動部７ｈへの伝達を遮断する。その他の実施の形態の構成および作用は第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と全く同様の効果を奏する。
【００５０】
図７乃至図９は本発明の第３の実施の態様を示すもので、図７において第１図で説明した部分と同一の部分には同一の符号を付している。
【００５１】
３１ａはパイロット弁３１内に設けられたコンクリートバイブレータ４６の操作信号検出器で、パイロット弁３１を操作しパイロット圧Ｐａをオプション用方向制御弁１０に出力すると、コンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１を電気信号として検出し、コントローラ５０に伝達する。４３は圧力検出器で油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３を吐出圧信号（電気信号）Ｐｍとして検出しコントローラ５０に伝達する。
【００５２】
コントローラ５０は、図８に示すように、操作信号検出器３１ａのコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１および吐出圧信号Ｐｍを入力する入力部５０ａ、所定の演算処理を行う演算部５０ｂ、演算プログラムを記憶しＲＯＭおよび演算途中の値を一時的に記憶するＲＡＭ等からなる記憶部５０ｃ、演算部５０ｂで演算した結果を駆動電流Ｉとして電磁比例減圧弁４１へ出力する出力部５０ｄを備えている。そしてコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１が入力されかつ油圧ポンプ３の吐出圧Ｐｍが所定の値（図３のＰ３０）より高くなると、記憶部５０ｃに記憶してあるテーブルに参照させ、演算部５０ｂでＰｍ増加に応じて増大する駆動電流Ｉの値を演算し、出力部５０ｄから演算された駆動電流Ｉを電磁比例減圧弁４１に出力する。
【００５３】
電磁比例減圧弁４１はパイロットポンプ４と減圧弁２０の設定圧を変更するパイロット油室２０ｃを結ぶ管路４２の途中に設けられ、駆動電流Ｉが入力されるとパイロットポンプ４の吐出圧を減圧して駆動電流Ｉの増加に応じて増大するパイロット圧信号Ｐｂを減圧弁２０ａのパイロット油室２０ｃに出力する。
【００５４】
図９は油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３を横軸、電磁比例減圧弁４１の出力圧（パイロット圧信号）Ｐｂを縦軸に取って両者の関係を示したもので、吐出圧Ｐ３が可変容量油圧ポンプ３として設定された最大トルクｃに対応するＰ３０（図３の最大流量Ｑのイ点）を越えて上昇すると、電磁比例減圧弁４１から出力圧（パイロット圧信号）Ｐｂが出力され、この出力圧ＰｂはＰ３の増加に比例して増大する。
【００５５】
前述のように、減圧弁２０のばね２０ａは傾転制御弁６ｂの駆動操作部６ｉへ油圧ポンプ３から導かれる圧力Ｐ３′が図３のＰ３０以上にならないよう設定しているが、第３の実施の形態ではＰ３がＰ３０以上になるとさらにパイロット油室２０ｃにパイロット圧Ｐｂを導くことによって、減圧弁２０から出力される圧力Ｐ３′の制限設定圧が図３のＰ４０（コンクリートバイブレータ４６の振動発生用油圧モータ４６ａ駆動時に油圧モータ３に想定される最大負荷圧）になるまでＰ３の増加に比例して増大するよう設定される。
【００５６】
この場合、傾転制御弁６ｂの駆動操作部６ｉへ油圧ポンプ３から導かれる最大圧力はＰ４０となり、図４の油圧ポンプ１，２の流量特性スーセーソは油圧ポンプ１，２の最大トルクａから圧力Ｐ４０に相当する油圧ポンプ３の入力トルク分ｃ´（図３のオ点）を差し引いたトルクｄ（図４に破線で示す曲線ｄ）に対応する。
【００５７】
このため、コンクリートバイブレータ４６の棒状器具４６ｃを打設するコンクリート中に挿入して油圧ポンプ３により振動発生用油圧モータ４６ａを駆動しつつ、油圧ポンプ１，２によりブームシリンダ１１，アームシリンダ１２等を同時に駆動してコンクリートバイブレータ４６の位置や姿勢を制御すると、油圧ポンプ１，２からの吐出量は、図４に示す流量特性カ−キ−ク−ケ−ソ−セ−スで囲まれる領域の値に制御され、油圧ポンプ１，２には少なくとも流量特性カースーセーソで示される流量が確保される。
【００５８】
そして、油圧モータ４６ａの負荷が上昇して油圧ポンプ３の消費トルクが可変容量型の油圧ポンプ３に設定された最大トル線ｃを越えた場合にも、油圧モータ３およびブームシリンダ１１、アームシリンダ１２等を駆動する油圧ポンプ１，２の総消費トルク（馬力）がこれらの油圧ポンプ１，２，３を駆動する原動機５の出力トルクを越えないように制御される。
【００５９】
したがって、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２等による位置、姿勢制御の最小限の動きを確保しつつ、コンクリートバイブレータ４６の振動発生用油圧モータ４６ａを同時に駆動することが可能となる。
【００６０】
本発明の第３の実施の形態によれば、コンクリートバイブレータ４６の振動発生用油圧モータ４６ａを駆動しつつ、コンクリートバイブレータ４６の位置、姿勢制御を原動機が停止することなく行うことができるので、綿密で強度の高いコンクリート仕上げ作業を非常に能率良く行うことができる。
【００６１】
図１０は本発明の第４の実施の形態を示すもので、図１０において第７図で説明した部分と同一の部分には同一の符号を付している。
【００６２】
図１０において、コントローラ５０′はコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１を入力し、一定の駆動電流Ｉ０を電磁比例減圧弁４１へ出力する。この駆動電流Ｉ０は電磁比例減圧弁４１から図９のＰ４０に対応する出力圧Ｐｂが出力されるように設定される。
【００６３】
したがって、図１０の実施の形態ではパイロット弁３１が操作されコントローラ５０′にコンクリートバイブレータ操作信号Ｐａ１が入力されると、減圧弁２０ａの設定圧上昇側ポート２０ｃには常にＰ４０に対応する出力圧Ｐｂが作用し、
減圧弁２０から出力される圧力Ｐ３′の制限設定圧が図３のＰ４０になるように設定される。したがって、この場合にも、油圧ポンプ１，２には少なくとも流量特性カースーセーソで示される流量が確保さる。
【００６４】
本発明の第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と全く同様の効果を奏することができる。
【００６５】
なお、第１〜第４の実施の形態では油圧ショベルのオプション作業具として、負荷変動にかかわらず油圧ポンプから一定の流量を供給し所定の振動数の発生を必要とするコンクリートバイブレータに適用した例で説明したが、本発明を同様に負荷変動にかかわらず所定の振動数の発生を必要するコンパクターや負荷変動にかかわらず油圧ポンプから一定の流量を供給し所定の回転数で刃やチェーンの駆動が必要な草刈機や地雷除去機等に適用した場合にも同様の作用、効果を奏する。
【００６６】
また、本発明は油圧ショベルに限らず、他の建設機械、例えば、ホイルローダやトラクターショベル等において、複数の複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータ有し、このオプションアクチュエータが一定の流量でオプション作業具を駆動することが必要な場合に適用しても同様の作用、効果を奏する。
【００６７】
さらに、本発明の第１〜第４の実施の形態では、オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの前記自己の吐出圧を制御する圧力制御手段として、オプションアクチュエータの駆動を指示する信号によって前記自己の吐出圧を遮断するＯＮーＯＦＦ弁を前記自己の吐出圧を自己の容量制御手段に導く管路上に設けた例で示したが、前記管路上に前記自己の吐出圧の減圧手段やタンクに連通する手段等を設けて前記自己の吐出圧による自己の容量制御手段の制御を無効とするようにしても良い。
【００６８】
なお、第１〜第４の実施の形態では、入力トルク制限用の傾転制御弁６ｂのばね６ｆに対抗して可変容量型の第１、第２油圧ポンプの吐出圧Ｐ１、Ｐ２の高圧側圧力Ｐ１２を代表圧力として操作駆動部６ｊの受圧室６ｈに作用するようにしたが、本発明は第１、第２油圧ポンプの吐出圧Ｐ１、Ｐ２のそれぞれを別個にばね６ｆに対抗させるよう操作駆動部６ｊの受圧室に導いても良い。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、原動機と、この原動機によって駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータと、前記複数の方向制御弁を切り換え操作する複数の操作手段と、前記各可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を自己の前記容量制御手段に導く導出管路とを有する建設機械において、前記可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって常にほぼ一定流量が必要なオプションアクチュエータを駆動する場合、オプションアクチュエータの駆動圧が昇し前記油圧ポンプの吐出圧が増大してもこの油圧ポンプの吐出量が減少せず、常に一定流量をオプションアクチュエータに供給できるようにしたのでオプションアクチュエータによって駆動されるオプション作業具の機能を損なう事がない。
【００７０】
また、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によってオプションアクチュエータを駆動する場合に、前記油圧ポンプの吐出圧が所定の値以上になりその消費トルクが前記油圧ポンプの可変容量型ポンプとして設定された最大トルクの値を越えて上昇した場合には、前記油圧ポンプによって標準アクチュエータを駆動する場合に比して、他の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）をさらに減少させて、複数の可変容量型油圧ポンプの消費トルク（馬力）がこれらを駆動する原動機の出力トルク（馬力）を越えないように制御できるので、他の可変油圧ポンプ駆動される標準アクチュエータとオプションアクチュエータとを常に同時に駆動でき、オプション作業具による作業効率が向上する。
【００７１】
さらに、オプション作業具としてコンクリートバイブレータを採用した場合に、コンクリートバイブレータの負荷の大小にかかわらず所要の振動数がコンクリートバイブレータに与えられるので、コンクリートの流動性が常に良好となって綿密で強度の高いコンクリートが打設することができ、かつ、コンクリートバイブレータ４６の位置、姿勢制御を原動機が停止することなく行うことができるので、コンクリート仕上げ作業を非常に能率良く行うことができる。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプ１，２，３の入力トルクに係わる容量制御装置（レギュレータ）を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプ３の入力トルク制限制御特性および流量特性を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプ１，２の入力トルク制限制御特性および流量特性を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態によるオプション作業具としてコンクリートバイブレータを取り付けた油圧ショベルの外観図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【図８】図７のコントローラ５０のハード構成を示す図である。
【図９】図７の電磁比例減圧弁４１の出力圧Ｐｂと油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ３との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態による油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３ 可変容量型油圧ポンプ
４ パイロットポンプ
５ 原動機
６，７ 容量制御手段（レギュレータ）
８，９，１０，１５，１６ 方向制御弁
１１ ブームシリンダ（標準アクチュエータ）
１２ アームシリンダ（標準アクチュエータ）
１３ コンクリートバイブレータ姿勢制御用のシリンダ（標準アクチュエータ）
１４ 旋回モータ（標準アクチュエータ）
１７，１８，１９，２７ 導出管路
２０ 減圧弁
２０ｃ 設定圧上昇側ポート
２２，２３ ＯＮ−ＯＦＦ弁
３１ パイロット弁（コンクリートバイブレータ操作用）
３１ａ 操作検出器
３４ コンクリートバイブレータ作動モード起動スイッチ
４１ 電磁比例減圧弁
４２ パイロット管路
４３ 圧力検出器
４６ コンクリートバイブレータ
４６ａ 油圧モータ（オプションアクチュエータ）
５０，５０´ コントローラ
５５ タンク
Ｐ１ 油圧ポンプ１の吐出圧
Ｐ２ 油圧ポンプ２の吐出圧
Ｐ３ 油圧ポンプ３の吐出圧
Ｐ１２ Ｐ１とＰ２の代表圧
Ｐ３´ Ｐ３が減圧弁で減圧された圧力
Ｐａ パイロット弁３１のパイロット圧信号
Ｐａ１ コンクリートバイブレータ操作検出信号
Ｐｍ 油圧ポンプ３の吐出圧力検出信号
Claims (9)
- 原動機と、この原動機によって駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、各可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量制御手段と、前記複数の可変容量型油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の標準アクチュエータと、前記複数の可変容量型油圧ポンプの１つから供給される圧油によって駆動されるオプションアクチュエータと、これらの各アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、前記複数の方向制御弁を切り換え操作する複数の操作手段と、前記各可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を自己の前記容量制御手段に導く導出管路とを有する建設機械において、
前記オプションアクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプの前記自己の吐出圧を自己の容量制御手段に導く管路上に、前記オプションアクチュエータの駆動を指示する信号によって前記自己の吐出圧を遮断するＯＮーＯＦＦ弁を設けたことを特徴とする建設機械の油圧回路。 - 前記ＯＮーＯＦＦ弁は、前記オプションアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁を切り換え操作するパイロット操作弁からのパイロット圧信号によって動作する圧力制御弁であることを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
- 前記ＯＮーＯＦＦ弁は、オプション作業具作動モード起動スイッチに連動して動作する電磁弁であることを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
- 前記オプションアクチュエータに圧油を供給する所定の可変容量型油圧ポンプが、少なくとも１つの標準アクチュエータに対しても圧油の供給を行うように接続されるとともに前記所定の可変容量型油圧ポンプの自己の吐出圧を他の可変容量型油圧ポンプの容量制御手段に導く導出管路と、この導出管路上に前記吐出圧を所定の設定圧以下に制限する減圧弁を備え、
前記オプションアクチュエータが操作されると、前記減圧弁の前記所定の設定圧を変更する減圧弁設定圧変更手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の建設機械の油圧回路。 - 前記減圧弁設定圧変更手段は、
前記オプションアクチュエータの操作検出手段と、
この検出手段の信号を入力し所定の駆動電流を出力するコントローラと、
パイロットポンプと前記減圧弁に設けられた前記設定圧を変更するためのパイロット油室とを結ぶパイロット管路と、
このパイロット管路の途中に設けられ、前記コントローラからの駆動電流によって作動し、前記パイロットポンプからのパイロット圧を減圧する電磁比例減圧弁とを備えたことを特徴とする請求項４記載の建設機械の油圧回路。 - 前記減圧弁設定圧変更手段はさらに前記オプションアクチュエータを駆動する前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧検出手段を備え、
前記コントローラは前記オプションアクチュエータの操作検出手段および前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧検出手段からの信号を入力し、前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧が増加するとその増加に伴い前記減圧弁の設定圧が上昇するように駆動電流を出力することを特徴とする請求項５載の建設機械の油圧回路。 - 前記所定の駆動電流が一定の値であり、前記電磁比例減圧弁は一定のパイロット圧を出力して前記減圧弁の前記設定圧が一定の値だけ上昇することを特徴とする請求項５記載の建設機械の油圧回路。
- 前記オプションアクチュエータは負荷の変動にかかわらず一定の流量で駆動されることを必要とすものであることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の建設機械の油圧回路。
- 前記オプションアクチュエータはコンクリートバイブレータの起震機を駆動する油圧モータであることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の建設機械の油圧回路。
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