JP4139352B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、油圧ショベル等の建設車両に用いる油圧制御装置に係わり、ポンプを接続した回路系統を複数備えた油圧制御装置に関する。
図２に示す従来の装置は、第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３を備えるとともに、これら第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３のぞれぞれには、第１〜３回路系統ａ〜ｃを接続している。
第１回路系統ａは、第１ポンプＰ１に接続した第１供給流路１に、オープンセンタータイプの第１〜３切換弁１１〜１３を接続している。これら第１〜３切換弁１１〜１３は、図示する中立位置にあるときに、第１中立流路２を介して第１ポンプＰ１とタンク流路１０とを連通させる。そして、第１切換弁１１を切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータに直接に圧油を供給する。また、第２、３切換弁１２、１３のいずれかを切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータに第１パラレル流路３を介して圧油を供給するようにしている。なお、第１ポンプＰ１の最大吐出量は、第１〜３切換弁１１〜１３に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。
第２回路系統ｂは、第２ポンプＰ２に接続した第２供給流路４に、オープンセンタータイプの第４〜６切換弁１４〜１６を接続している。これら第４〜６切換弁１４〜１６は、図示する中立位置にあるときに、第２中立流路５を介して第２ポンプＰ２とタンク流路１０とを連通させる。そして、第４切換弁１４を切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータに直接に圧油を供給する。また、第５、６切換弁１５、１６のいずれかを切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータに第２パラレル流路６を介して圧油を供給するようにしている。
この第６切換弁１６は、予備用の切換弁であり、この予備用切換弁１６は、特殊なアクチュエータを用いる建設車両に対して予め用意したものである。すなわち、第２回路系統ｂによって制御するアクチュエータが２台だけの場合には、予備用切換弁１６は使用しないが、特殊なアクチュエータがあって、第２制御系統ｂに接続するアクチュエータが合計３台となる場合には、特殊なアクチュエータを予備用切換弁１６に接続する。そして、この予備用切換弁１６によって特殊なアクチュエータを制御するようにしている。なお、特殊なアクチュエータは常設するものではないので、第２ポンプＰ２の最大吐出量は、第４、５切換弁１４，１５に接続する２台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。
第３回路系統ｃは、第３ポンプＰ３に接続した第３供給流路７に、オープンセンタータイプの第７〜９切換弁１７〜１９を接続している。これら第７〜９切換弁１７〜１９は、図示する中立位置にあるときに、第３中立流路８を介して第３ポンプＰ３とその下流側とを連通し、第７切換弁１７を切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータに直接に圧油を供給する。また、第８、９切換弁１８、１９のいずれかを切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータに第３パラレル流路９を介して圧油を供給するようにしている。なお、第３ポンプＰ３の最大吐出量は、第７〜９切換弁１７〜１９に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。
また、第３中立流路８の下流側を、第２回路系統ｂの第２中立流路５に接続するとともに、この第３中立流路８を接続する流路に油圧パイロット式の合流切換弁２０を設けている。この合流切換弁２０は、操作者によって切り換えられ、閉位置にあるときは、第３中立流路８がタンク流路１０に連通して第２中立流路５と遮断され、第３ポンプＰ３の吐出油が第２回路系統ｂに供給されない。また、合流切換弁２０が図示の開位置に切り換えられると、第３中立流路８と第２中立流路５とが連通され、第３ポンプＰ３の吐出油が第２回路系統ｂに供給される。
このように合流切換弁２０を設けたのは、予備用切換弁１６に接続した特殊なアクチュエータに供給する流量が、不足しないようにするためである。すなわち、予備用切換弁１６には、第２ポンプＰ２の吐出油を供給しているが、この第２ポンプＰ２の最大吐出量は、第４，５切換弁１４，１５に接続するアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定されており、予備用切換弁１６に接続するアクチュエータを作動させた場合に、供給流量不足が生じることがある。そこで、このような場合に、合流切換弁２０によって第３ポンプＰ３の吐出油を合流させることによって、その供給流量不足を補うようにしている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２７６６０７号公報
しかし、第３ポンプＰ３の吐出油を第２回路系統ｂに供給して予備用切換弁１６に接続した特殊なアクチュエータの作動を行っている場合、その特殊なアクチュエータあるいは第２回路系統ｂのその他のアクチュエータの負荷圧が高く、第２回路系統ｂの圧力が高いときには、第３ポンプＰ３の吐出油が第２回路系統ｂに行かなくなって、第３ポンプＰ３のリリーフ弁２３が開き、その分ロスとなる。建設車両では、作業の仕方等によってアクチュエータの動きが遅くなって回路の圧力が高く上昇してしまうことが多く、したがってこの第３ポンプＰ３の駆動のロス分、エンジンの燃費を悪化させるという問題がある。
この発明は、このような問題点を解決することを目的としている。
本発明は、複数のポンプと、それぞれポンプにオープンセンタータイプの切換弁が接続された回路系統とを備え、これら回路系統のうち第１グループ、第２グループの回路系統の下流路を合流させる合流流路に予備用切換弁を設け、複数のポンプからの圧油を予備用切換弁のアクチュエータに供給可能な油圧制御装置において、合流流路の上流にて第２グループの回路系統の下流路に、該下流路を、第１グループの回路系統のポンプの吐出圧と第２グループの回路系統のポンプの吐出圧に応じてタンクに通じる排出流路に開放する開放制御弁を設け、開放制御弁は、第１グループの回路系統のポンプの吐出圧が第２グループの回路系統のポンプの吐出圧よりも設定圧以上高いときは、第２グループの回路系統の下流路を前記排出流路に開放し、その設定圧以内のときは第２グループの回路系統の下流路を前記合流流路に開通することを特徴とするものとした。
本発明によると、第２グループの回路系統のポンプの駆動ロスを回避して、予備用切換弁のアクチュエータの所要の作動を確保できると共に、駆動用エンジンの負担を軽減でき、燃費を向上できる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は油圧ショベルの油圧制御装置の回路図を示す。
本装置は、第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３を備えるとともに、これら第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３のぞれぞれには、第１〜３回路系統Ａ〜Ｃを接続している。
第１回路系統Ａは、第１ポンプＰ１に接続した第１供給流路１に、オープンセンタータイプの第１〜３切換弁１１〜１３を接続している。これら第１〜３切換弁１１〜１３は、図示する中立位置にあるときに、第１中立流路２を介して第１ポンプＰ１とタンク流路１０とを連通させる。そして、第１切換弁１１を切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータ（走行用左モータ３１）に直接に圧油を供給する。また、第２、３切換弁１２、１３のいずれかを切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータすなわち第２切換弁１２の場合はブーム用シリンダ３２、第３切換弁１３の場合はバケット用シリンダ３３に第１パラレル流路３を介して圧油を供給するようにしている。なお、第１ポンプＰ１の最大吐出量は、第１〜３切換弁１１〜１３に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。図中、２１はリリーフ弁、Ｐａ１、Ｐｂ１〜Ｐａ３、Ｐｂ３はパイロット回路、ＤＲはドレン回路である。
第２回路系統Ｂ（第１グループの回路系統）は、第２ポンプＰ２（第１グループの回路系統のポンプ）に接続した第２供給流路４に、オープンセンタータイプの第４〜６切換弁１４〜１６を接続している。これら第４〜６切換弁１４〜１６は、図示する中立位置にあるときに、第２中立流路５を介して第２ポンプＰ２とタンク流路１０とを連通させる。そして、第４切換弁１４を切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータ（走行用右モータ３４）に直接に圧油を供給する。また、第５、６切換弁１５、１６のいずれかを切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータすなわち第５切換弁１５の場合はアーム用シリンダ３５、第６切換弁（予備用切換弁）１６の場合は予備用切換弁１６に接続した特殊なアクチュエータに第２パラレル流路６を介して圧油を供給するようにしている。
特殊なアクチュエータとしては、例えば、ブレーカ、爪等がある。なお、第２ポンプＰ２の最大吐出量は、第４、５切換弁１４，１５に接続する２台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。図中、２２はリリーフ弁、Ｐａ４、Ｐｂ４〜Ｐａ６、Ｐｂ６はパイロット回路である。
第３回路系統Ｃ（第２グループの回路系統）は、第３ポンプＰ３（第２グループの回路系統のポンプ）に接続した第３供給流路７に、オープンセンタータイプの第７〜９切換弁１７〜１９を接続している。これら第７〜９切換弁１７〜１９は、図示する中立位置にあるときに、第３中立流路８を介して第３ポンプＰ３とその下流路４０とを連通し、第７切換弁１７を切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータ（旋回用モータ３７）に直接に圧油を供給する。また、第８、９切換弁１８、１９のいずれかを切り換えると、その切換弁に接続したアクチュエータすなわち第８切換弁１８の場合はブレード用シリンダ３８、第９切換弁１９の場合はスイング用シリンダ３９に第３パラレル流路９を介して圧油を供給するようにしている。なお、第３ポンプＰ３の最大吐出量は、第７〜９切換弁１７〜１９に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。図中、２３はリリーフ弁、Ｐａ７、Ｐｂ７〜Ｐａ９、Ｐｂ９はパイロット回路である。
この第３回路系統Ｃの第３中立流路８の下流路４０を、予備用切換弁１６の上流の第２回路系統Ｂの第２中立流路５、第２パラレル流路６に接続する。すなわち、第２回路系統Ｂの下流路と第３回路系統Ｃの下流路４０とを合流させる合流流路４１に予備用切換弁１６を設けている。
そして、この合流流路４１の上流にて第３回路系統Ｃの下流路４０に、第２回路系統Ｂの第２ポンプＰ２の吐出圧と第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の吐出圧に応じて動作する開放制御弁４２を設ける。
開放制御弁４２は、第２回路系統Ｂの第２ポンプＰ２の吐出圧が第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の吐出圧よりも設定圧以上高いときは第３回路系統Ｃの下流路４０をタンク流路１０に開放し、その設定圧以内のときは第３回路系統Ｃの下流路４０を合流流路４１に開通するようになっている。
このように構成したので、第２回路系統Ｂの第２ポンプＰ２の吐出圧と第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の吐出圧とがほぼ同等のとき、予備用切換弁１６をいずれかの方向に切り換えると、第２回路系統Ｂの第２中立流路５と第２パラレル流路６を介して第２ポンプＰ２の圧油および開放制御弁４２を介して第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の圧油が、予備用切換弁１６に接続したアクチュエータに供給され、そのアクチュエータが作動する。
そして、予備用切換弁１６に接続したアクチュエータの作動中、そのアクチュエータあるいは第２回路系統Ｂのその他のアクチュエータの負荷圧が高くなり、第２回路系統Ｂの第２ポンプＰ２の吐出圧力が上昇してくると、第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の吐出圧力も上昇してくるが、その第２回路系統Ｂの第２ポンプＰ２の吐出圧力が第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の吐出圧力よりも設定圧以上高くなると、開放制御弁４２が第３ポンプＰ３の吐出油をタンク流路１０に開放する。
このため、第３ポンプＰ３の吐出油がリリーフ弁２３よりリリーフすることによる第３ポンプＰ３の駆動ロスを回避でき、したがってエンジンの負担を軽減でき、燃費を向上できる。
そして、予備用切換弁１６に接続したアクチュエータあるいは第２回路系統Ｂのその他のアクチュエータの負荷圧が低く、第２回路系統Ｂの第２ポンプＰ２の吐出圧力が設定圧以内の低いときには、第２ポンプＰ２の圧油に加え、開放制御弁４２を介して第３回路系統Ｃの第３ポンプＰ３の圧油が、予備用切換弁１６に接続したアクチュエータに供給される。
したがって、第３ポンプＰ３の圧油を予備用切換弁１６に接続したアクチュエータに適切に供給でき、そのアクチュエータの所要の作動を確保できる。
本発明は、建設機械の各種油圧制御装置に利用できる。
実施の形態の油圧ショベルの油圧制御装置の回路図である。 従来例の回路図である。
符号の説明
Ａ〜Ｃ 第１〜３回路系統
Ｐ１〜Ｐ３ 第１〜３ポンプ
５ 第２中立流路
６ 第２パラレル流路
８ 第３中立流路
１６ 予備用切換弁
４０ 下流路
４１ 合流流路
４２ 開放制御弁

Claims (1)

  1. 複数のポンプと、それぞれポンプにオープンセンタータイプの切換弁が接続された回路系統とを備え、これら回路系統のうち第１グループ、第２グループの回路系統の下流路を合流させる合流流路に予備用切換弁を設け、複数のポンプからの圧油を予備用切換弁のアクチュエータに供給可能な油圧制御装置において、
    前記合流流路の上流にて第２グループの回路系統の下流路に、該下流路を、第１グループの回路系統のポンプの吐出圧と第２グループの回路系統のポンプの吐出圧に応じてタンクに通じる排出流路に開放する開放制御弁を設け、前記開放制御弁は、第１グループの回路系統のポンプの吐出圧が第２グループの回路系統のポンプの吐出圧よりも設定圧以上高いときは、第２グループの回路系統の下流路を前記排出流路に開放し、その設定圧以内のときは第２グループの回路系統の下流路を前記合流流路に開通することを特徴とする油圧制御装置。
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