JPH01316502A - 合流型可変容量式２ポンプ油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

〔従来の技術〕

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

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

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の合流型可変容量式２ポンプ油
圧回路は、油の合流は基本的に０Ｎ−ＯＦＦ的に行なわ
れるので、すなわち油の合流量を調節する機能を備えて
いないので、操作されるアクチュエータ装置の速度制御
性が劣ると共に安全性にも問題点を有していた。すなわ
ち、このような従来の合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路においては、中速から高速の間における速度制御をス
ムーズに行なうことができなかった。

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

〔課題を解決するための手段〕

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

〔作用〕

一方の単位油圧回路（被合流側回路）におけるアクチュ
エータ装置の所要油量がこの回路のポンプ吐出量を越え
ると、この回路のバイパスラインの圧力は合流弁制御圧
力以下に低下する。

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

〔実施例〕

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

第１図において、本発明の合流型可変容量式２ポンプ油
圧回路は、基本的には、２つの単位油圧回路１００，２
００と、これら回路１００□２００の間を連絡する合流
弁制御装置３００とからなる。そして、単位油圧回路Ｉ
Ｑ０．２００は、それぞれ１台の可変容量ポンプ１０．
１１０と、これらによって駆動されるそれぞれ２つのア
クチュエータ装置１２ａ、１２ｂならびに１１２ａ、１
１２ｂとからなる。なお、単位油圧回路１００，２００
はその構成が同一であるので、次に説明するこれらの構
成に関しては、単位油圧回路全体については回路１００
により、アクチュエータ装置については装置ｆ　１２　
ａにより説明する。

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

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

そして、前記ポンプ１０と２つのアクチュエータ装置１
２ａ、１２ｂとの間において、ポンプ１０の吐出油は吐
出ライン２６の分岐管２６ａ。

２６ｂを介してそれぞれアクチュエータ装置１２ａ、１
２ｂの圧力補償弁２４ａ、２４ｂに供給される。そして
、それぞれの可変絞り２２３（２２ｂ＞の後側通路２８
ａ　　（２８ｂ）からはそれぞれのアクチュエータ装置
１２ａ、１２ｂの負荷圧力を導出するパイロ・ノドライ
ン３０ａ１３０ｂが分岐され、このパイロットライン３
０ａ。

３０ｂはそれらの負荷圧力の中の大きい方の圧力を検出
する圧力検出器３２に接続される。そして、この圧力検
出器３２を介して前記大きい方の圧力、すなわち負荷圧
力が導出されるパイロットライン３４の圧力は、後述す
る合流弁制御装置３００に属するパイロットライン３１
５の圧力と圧力検出器３１１によって比較され、これら
のうち高い方の圧力がパイロットライン３８に伝達され
る。そしてここで、バイパス弁４０はパイロットライン
３８の圧力とポンプ吐出ライン２６の圧力との間の圧力
差が予め設定された制御圧力以上になるとポンプ吐出ラ
イン２６の油をバイパスライン４２に排出し、そしてこ
の排出油がバイパスライン４２に流れるとこのバイパス
ライン４２には圧力発生器４６を介してポンプ制御圧力
が発生されるよう構成されている。なお、参照符号４８
は、バイパスライン４２への排出油の急増時に圧力の急
上昇を防止するためのリリーフ弁を示す。

次に、合流弁制御装置３００は、各単位油圧回路１００
．２００°のそれぞれのポンプ吐出ライン２６．ｉ２６
をそれぞれ相手側単位油圧回路２００．１００のそれぞ
れのポンプ吐出ライン１２６．２６に連通ずる２つの合
流弁３１２゜３１３と、これら合流弁３１２，３１３を
介してそれぞれ回路１００，２００のポンプ吐出ライン
２６．１２６に連通され、これによりそれぞれ回路２０
０，１００内においてそれぞれ相手側回路１００．２０
０のポンプ吐出圧力を検出する相手側ポンプ圧力検出パ
イロットライン３１４．３１５とから構成される。そし
て、検出パイロットライン３１４，３１５はそれぞれ回
路２００．１００内において、前述したように、それぞ
れ圧力検出器３１０，３１１を介して負荷圧力パイロッ
トライン１３４．３４に対向接続される。なお、合流弁
３１２，３１３はそれぞれスプリング３１６，３１７お
よびチエツク弁３１８．３１９！ｉ−有すると共に、ま
た回路１００，２００のバイパスライン４２．１４２に
もパイロットライン３２０．３２１を介して連結される
。

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

先ず、各単位油圧回路における各アクチュエータ装置の
所要油量の合計がそれぞれのポンプ吐出量より小さい場
合、すなわち各単位油圧回路がそれぞれ単独的に駆動さ
れている場合については、単位油圧回路１００に関して
説明すると、単位油圧回路１００の例えばアクチュエー
タ装置１２ａにおいて、速度設定器２０ａ−ｔ−操作し
てスプール５０ａ（第２図）にバイロフト圧力を負荷す
ると、スプール５０ａが移動して可変絞り２２ａが所定
の面積に開口される。すると、ポンプ１００の分岐吐出
ライン２６ａから供給される油は圧力補償弁２４ａ、可
変絞り２２ａ、方向制御装置１６ａを介してアクチュエ
ータ１８ａに供給され、このアクチュエータ１８ａが駆
動される。一方、このようにしてアクチュエータ装置１
２ａが駆動されると、可変絞り２２ａの後側通路２８ａ
に連通されたパイロットライン３０ａには装置１２ａの
駆動負荷圧力が負荷される。同様にしてアクチュエータ
装置１２ｂが駆動されるとパイロットライン３０ｂには
装置１２ｂの駆動負荷が負荷される。

そして、この両負荷圧力は圧力検出器３２によってその
中の大きな圧力、図示される状態においてはパイロット
ライン３０ａの圧力が大きいので装置１２ａの負荷圧力
が検出され、そしてこの負荷圧力はパイロットライン３
４を介して圧力検出器３１１に導かれる。しかるにこの
場合、各単位油圧回路はそれぞれ単独的に駆動されてお
り、相手側ポンプ圧力検出パイロットライン３１５には
圧力が負荷されていないので、前記パイロットライン３
４の圧力がパイロ７）ライン３８を介してバイパス弁４
０に負荷される。しかるにこの場合、仮にパイロットラ
イン３８の圧力が所定の圧力より低く、すなわちアクチ
ュエータ装置１２ａの負荷圧力が低く装置１２ａの駆動
速度が速度設定器２０ａによって設定された所定の速度
に達していない場合には、バイパス弁４０は閉方向へ移
行し、バイパスライン４２内の圧力が低下する。すると
、ポンプのネガティブ流量制御装置１４がパイロットラ
イン４４を介して前記状態を検知し、ポンプ１００の吐
出量を増大させる。したがって、アクチュエータ装Ｗ１
２ａ、１２ｂはそれぞれ設定された駆動速度で安定して
駆動される。

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

被合流側回路１００においては、前述したように装置の
負荷圧力は装置１２ａの方が装置１２ｂの方より高いの
で、バイパス弁４０には装置１２ａの負荷圧力が負荷さ
れている。この状態で、両装置１２ａ、１２ｂの合計必
要油量がポンプ１０の吐出量より大きくなると、少なく
とも装置１２ａにおける可変絞り２２ａの前後差圧はバ
イパス弁４０の規定制御圧力に達せず、バイパス弁４０
は閉方向に移行し、前述したようにバイパスライン４２
の圧力が低下する。

しかしながらこの場合、ポンプ１０は既に最大吐出量に
達しているので、バイパスライン４゜の前記圧力低下は
回復されない。しかるにこの場合、バイパスライン４２
の圧力がポンプ制御圧力より更に低く設定されている合
流弁制御圧力まで低下すると、このバイパスライン４２
に接続したパイロットライン３２０の圧力も合流弁制御
圧力まで低下し、合流弁３１２はスプリング３１６の力
で上側の位置に移行され、これにより合流側回路２００
のポンプ吐出ライン１２６がチエツク弁３１８を介して
被合流側１００のポンプ吐出ライン２６に連通されると
同時に、ポンプ吐出ライン２６が合流側回路２００にお
ける相手側ポンプ圧力検出パイロットライン３１４に連
通される。

そしてこの時ポンプ吐出ライン２６の圧力がポンプ吐出
ライン１２６の圧力より低い場合には、ポンプ吐出ライ
ン１２６の油が直ちにポンプ吐出ライン２６に合流され
てアクチュエータ装置１２ａへの流量が増大される。ま
た一方、このように被合流側回路２００から合流側回路
１００へ油が補給されると、被合流側回路２００におい
ては、バイパスライン１４２に流れていた流量が減少し
、バイパスライン１４２の圧力が降下されるので、ネガ
ティブ流量制御弁１１４はポンプ１１０の吐出量を増大
させて前記合流補給量を補充する。したがって、バイパ
スライン１４２には一定の油量が流れ、これによりバイ
パスライン１４２には予め設定されたポンプ制御圧力が
保持される。また、アクチュエータ装置１２ａに所定量
の油が供給されてその可変絞り２２ａの前後の差圧が大
きくなると、バイパス弁４０が開かれ、被合流側回路１
００のバイパスライン４２の圧力が上昇されるので、合
流弁３１２においてポンプ吐出ライン１２６とポンプ吐
出ライン２６との間は過大は開口されることがなく、所
要の合流油量分を補うだけの開口面積に自動的に調整さ
れる。このようにして、各ポンプ１０．１００はそれぞ
れ所定のポンプ制御圧力で駆動され、また装置１２ａを
含む各アクチュエータ装置はそれぞれ設定された速度で
安定して駆動される。

一方、ポンプ吐出ライン２６の圧力が、前述の場合とは
逆に、ポンプ吐出ライン１２６の圧力より高い場合には
、チエツク弁３１８の存在によりポンプ吐出ライン１２
６からポンプ吐出ライン２６へは油は直ちに合流するこ
とはできないが、この場合は相手側ポンプ圧力検出パイ
ロットライン３１４がポンプ吐出ライン２６と連通ずる
ので、圧力検出器３１２は図示と反対側の位置に移行し
、パイロットライン１３８の圧力が上昇し、バイパス弁
１４０が閉じられる。

すると、バイパスライン１４２の圧力が低下し、ポンプ
１００の吐出量が増大される。そしてこの増大された流
量は作動中のアクチュエータ装置１１２ａの可変絞り１
２２ａを通過して流れるので、この可変絞り１２２ａの
前後差圧を増加させ、圧力補償弁１２４ａが閉じられ、
更にポンプ流量が増大するとポンプ吐出ライン１２６の
圧力が上昇する。そしてこのようにして、ポンプ吐出ラ
イン１２６の圧力がポンプ吐出ライン２６の圧力より大
きくなると、ポンプ吐出ライン１２６からポンプ吐出ラ
イン２６へ油が合流される。この場合も、油が所用量以
上に合流されようとすれば、バイパスライン４２の圧力
が上昇し、合流弁３１２によってポンプ吐出ライン１２
６とポンプ吐出ライン２６の間が絞られる。したがって
、過大流量が合流されることはなく、アクチュエータ装
置１２ａの流量不足分だけが合流側回路２００から被合
流側回路１００へ合流補給される。このようにして、合
流側回路２００のポンプ１１０は、ポンプ吐出ライン１
２６からポンプ吐出ライン２６へ補給される流量不足分
だけ吐出量を増大された後はバイパスライン１４２に必
要なバイロフト流量を流し、バイパスライン１４２に規
定のポンプ制御圧力を生ぜしめ、その後ポンプ吐出量の
増大は停止される。このようにしてこの場合も、各ポン
プ１０．１００はそれぞれ所定のポンプ制御圧力で駆動
され、また装置１２ａを含む各アクチュエータ装置はそ
れぞれ設定された速度で安定して駆動される。

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

〔発明の効果〕

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

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る合流型可変容量式２ポンプ油圧回
路の一実施例を示すフローチャート、第２図は第１図の
アクチュエータ装置の１つを拡大して示す詳細フローチ
ャートである。 １０．１００．、、ポンプ １２ａ、１２ｂ、１１２ａ、１１２ｂ　、、、アクチエ
エータ装置１３．１１３．、、パイロットポート １４．１１４．、、ネガティブ流量制御装置１６ａ、１
１６ａ、、、方向制御装置 １８ａ＋１１８ａ、、、アクチュエータ２０ａ、１２０
ａ、、、速度設定器 ２２ａ、１２２ａ、、、可変絞り ２４ａ、１２４ａ、、、圧力補償弁 ２６、２６ａ、　２６ｂ、　１２６．１２６ａ、　１２
６ｂ、　、　、ポンプ吐出ライン２８ａ＋１２８ａ、、
、後側通路 ３０ａ、３０ｂ、１３０ａ、１３０ｂ　、、、パイロッ
トライン３２．１３２．、、圧力検出器 ３４．１３４．、、パイロットライン ３８、１３８．　、　、パイロットライン４０．１４０
．、、バイパス弁 ４２．１４２．、、バイパスライン ４４．１４４．、、パイロットライン ４６、１４６．、、圧力発生器 ４８．１４８．、、リリーフ弁 ５０ａ　、、、スプール　　１００，２００．、、単位
油圧回路３００、、、合流弁制御装置　３１０，３１１
．、、圧力検出器３１２．３１３．、、合流弁 ３１４．３１、、、相手側ポンプ圧力検出パイロットラ
イン ３１６．３１７．、、スプリング ３１８．３１９．、、チエツク弁 ３２０．３２１．、、パイロットラインＦＩ０　　２

Claims (1)

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