JPH0143162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１個の原動機により駆動される３個
のポンプを備えた油圧回路に関し、詳しくは、ポ
ンプの余剰油を有効利用し得るようにしたものに
関する。

（従来の技術） 従来より、この種の油圧回路として、３個のポ
ンプのうち第３のポンプを所定のアクチユエータ
専用として使用して、該アクチユエータの作動を
他から独立させるようにしたものは知られてい
る。例えば、パワーシヨベルにおける油圧回路で
は、第３のポンプを旋回モータ専用として使用
し、他のアームシリンダやブームシリンダの作動
から独立させて、旋回を伴う複合動作時において
旋回動作を正確に且つ確実に行い得るようにして
いる。

しかしながら、第３のポンプを所定のアクチユ
エータ専用として使用していると、該専用アクチ
ユエータの停止時には、第３ポンプの吐出流量は
全量がリリーフし、有効利用されないという問題
があつた。

そこで、従来、例えば特開昭53−111601号公報
等に開示されているように、第１のポンプおよび
第２のポンプを可変ポンプとすると共に、第３の
ポンプを原動機出力の1/2の出力容量の固定ポン
プとし、また第３ポンプの専用切換弁と並列に合
流用の切換弁を設け、固定ポンプ専用アクチユエ
ータの停止時にも、合流用の切換弁の切換により
第３の固定ポンプの余剰油を第１（又は第２）ポ
ンプ専用のアクチユエータに供給することによ
り、余剰油の有効利用を図つている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものでは、上記専用
切換弁と合流用切換弁とが単に並列に接続される
関係上、専用アクチユエータと余剰油利用側アク
チユエータとの複合動作時には、両者の負荷圧の
大小関係に応じて専用アクチユエータの供給流量
が変化し、余剰油利用側の負荷圧が高い場合には
多く、低い場合には少なくなる。つまり、専用ア
クチユエータの動作が余剰油利用側アクチユエー
タの動作に干渉されて、その独立動作性が確保さ
れない欠点がある。例えば、専用アクチユエータ
がパワーシヨベルの旋回モータの場合には、旋回
体の旋回速度が変化し、良好な複合動作を行い得
ない。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、第３ポンプ専用アクチユエータ
の独立動作性を確保しつつ、その動作時や停止時
にも、第３ポンプの余剰油を他アクチユエータに
供給して、その有効利用を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 以上の目的を達成するため、本発明では、特
に、供給ポート、優先ポート及び余剰流ポートを
有する３ポート形圧力制御弁では、その供給ポー
トからの圧油を優先して優先ポートに供給し、余
剰油を余剰流ポートから流出させることにより、
優先ポートを圧力補償する点に着目し、この３ポ
ート形圧力制御弁を２個使用して、複数の第３ポ
ンプ専用のアクチユエータの独立動作性を確保し
つつ余剰流を有効利用する。

その場合、３個のポンプで多数のアクチユエー
タを駆動する前提上、余剰油を所定の一アクチユ
エータにのみ供給する構成では、その停止時に余
剰油の有効利用が図れなくなる観点から、余剰流
を他の多くのアクチユエータで利用できる構成と
して、余剰油を確実に有効利用する。

すなわち、本発明は、１個の原動機で駆動され
る第１ないし第３のポンプと、該３個のポンプに
より駆動される第１ないし第３のアクチユエータ
群とを備えた油圧回路を前提とする。そして、前
記第３のポンプから第３のアクチユエータ群への
油の供給及び停止をセンタークローズド型の切換
弁で切換えると共に、前記第３のポンプの吐出口
に、供給ポート、ノーマルオープン形の優先ポー
ト及び上記供給ポートの油圧に応じて開く余剰流
ポートを備えた第１の３ポート形圧力制御弁の供
給ポートを接続し、該第１圧力制御弁の優先ポー
トに前記センタークローズド型の一部の切換弁を
介して前記第３のアクチユエータ群のうち一部の
アクチユエータを接続し、余剰流ポートに該第１
圧力制御弁と同一構成の第２圧力制御弁の供給ポ
ートを接続する。更に、上記第２圧力制御弁の優
先ポートに前記センタークローズド型の残りの切
換弁を介して前記第３アクチユエータ群のうち残
りのアクチユエータを接続し、余剰流ポートを等
量分流弁を介して前記第１および第２のポンプの
各吐出ラインに接続する構成としている。

（作用） 以上の構成により、本発明では、第３アクチユ
エータ群の停止時には、その対応する切換弁がセ
ンタークローズド型であるので、第３ポンプの油
は第１圧力制御弁に流入した後、その油圧で余剰
流ポートを開いてその全量が流出し、第２圧力制
御弁に流入して、更にその余剰流ポートから流出
して等量分流弁で等量に分流して第１及び第２ポ
ンプの吐出油と合流する。その結果、第１及び第
２アクチユエータ群で作動しているアクチユエー
タに供給されて、余剰油の有効利用が図られる。

また、第３アクチユエータ群の動作時には、第
３ポンプからの油は第１圧力制御弁に流入し、そ
の一部が該制御弁で圧力補償されて優先ポートか
ら所定の専用アクチユエータに供給されるので、
該専用アクチユエータの独立動作性が確保され
る。また、同時に、余剰流が第１制御弁の余剰流
ポートから流出し第２圧力制御弁に流入するの
で、該第２制御弁でも上記と同様に一部の油が圧
力補償されてその優先ポートから他の専用アクチ
ユエータに供給されるので、この他の専用アクチ
ユエータの独立動作性が確保される。

しかも、第２制御弁の余剰流ポートからは余剰
流が等量分流弁を介して第１及び第２ポンプの各
吐出ラインに戻される。その結果、余剰流は第１
及び第２ポンプの吐出油と合流して第１及び第２
アクチユエータ群の動作中のアクチユエータに供
給されるので、所定アクチユエータにのみ余剰油
を戻する場合に比べて、第１及び第２アクチユエ
ータ群に属する全てで第３ポンプの余剰油を有効
利用でき、余剰油の有効利用が確実に図れる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明をパワーシヨベルの油圧回路に
適用した場合の実施例を示す。同図において、１
はバケツト、２はアーム、３はブーム、４はバケ
ツトシリンダ、５はアームシリンダ、６はブーム
シリンダ、７および８はそれぞれ左走行用および
右走行用のモータ、９は旋回体（図示せず）を旋
回させる旋回用モータである。また、１０は左走
行用切換弁、１１は主ブーム用切換弁、１２はバ
ケツト用切換弁、１３は後述する主アーム用切換
弁１８の操作と連動して切換えられる補助アーム
用切換弁、１４は右走行用切換弁、１５は主旋回
用切換弁、１６は上記主ブーム用切換弁１１の操
作と連動して切換えられる補助ブーム用切換弁、
１７は前記主旋回用切換弁１５操作と連動して切
換えられるセンタークローズド型の補助旋回用切
換弁、１８はセンタークローズド型の主アーム用
切換弁である。

また、１９ないし２１は１個の原動機２２によ
り駆動される３個の可変ポンプであつて、該第１
の可変ポンプ１９には第１吐出ライン２３を介し
て左走行用、主ブーム、バケツト用および補助ア
ーム用の各切換弁１０〜１３が並列に、また第２
の可変ポンプ２０には第２吐出ライン２４を介し
て右走行用、主旋回用および補助ブーム用の各切
換弁１４〜１６が並列に、さらに第３の可変ポン
プ２１には後述する第１および第２の圧力制御弁
２５，２６を介して補助旋回用および主アーム用
の各切換弁１７，１８が並列に接続されている。
よつて、第１の可変ポンプ１９により左走行用モ
ータ７並びにブーム用、バケツト用およびアーム
用の各シリンダ４〜６の第１アクチユエータ群
を、第２の可変ポンプ２０により右走行用モータ
８、旋回モータ９およびブームシリンダ６の第２
アクチユエータ群を、また第３の可変ポンプ２１
により旋回モータ９およびアームシリンダ５の第
３アクチユエータ群をそれぞれ駆動するように構
成されている。

さらに、２５および２６は、それぞれ第１およ
び第２の３ポート形圧力制御弁である。該両圧力
制御弁２５，２６は同一構成であるので、以下第
１制御弁２５を説明し、第２制御弁２６について
は同一部分に同一添符号を付して説明を省略す
る。つまり、第１圧力制御弁２５は、供給ポート
２５ａと優先ポート２５ｂと余剰流ポート２５ｃ
との３ポートを有し、基本的には優先ポート２５
ｂはノーマルオープン形で供給ポート２５ａに連
通する。また、余剰流ポート２５ｃはノーマルク
ローズ形で、供給ポート２５ａの油圧に応じて開
く。而して、供給ポート２５ａの油圧が所定の高
圧になると、余剰流ポート２５ｃが開いて、余剰
流を余剰流ポート２５ｃから外部に流して減圧す
ることにより、優先ポート２５ｂを圧力補償する
機能を有する（具体的な内部構成に関しては特開
昭53−41681号公報（特公昭59−5165号公報）を
参照）。

而して、上記第１圧力制御弁２５では、供給ポ
ート２５ａが第３吐出ライン２７を介して前記第
３の可変ポンプ２１の吐出口に接続され、優先ポ
ート２５ｂには補助旋回用切換弁１７を介して第
３のアクチユエータ群のうち旋回モータ９（一部
のアクチユエータ）が接続されている。更に、余
剰流ポート２５ｃには第１余剰流ライン２８を介
して第２圧力制御弁２６の供給ポート２６ａが接
続され、該第２圧力制御弁２６の優先ポート２６
ｂには、前記主アーム用切換弁１８を介して第３
アクチユエータ群のうちアームシリンダ５（他の
アクチユエータ）が接続されている。

さらに、前記第２圧力制御弁２６の余剰流ポー
ト２６ｃには、第２余剰流ライン２９が接続さ
れ、該余剰流ライン２９には、等量分流弁３０お
よび該分流弁３０に接続された２本の分岐ライン
３１，３２を介して、各々、前記第１の可変ポン
プ１９の第１吐出ライン２３及び第２の可変ポン
プ２０の第２吐出ライン２４が接続されている。

上記等量分流弁３０は、第２図に示す如く、一
個の入口ポート３０ａと、第１及び第２の出口ポ
ート３０ｂ，３０ｃとを備えると共に、内部に摺
動自在なスプール３０ｄを有する。該スプール３
０ｄには、入口ポート３０ａを各々の出口ポート
３０ｂ，３０ｃに連通する第１及び第２の連通路
３０ｅ，３０ｆが形成され、該各連通路３０ｅ，
３０ｆには各々第１及び第２の絞り部３０ｇ，３
０ｈが形成されている。また、スプール３０ｄの
両側方には、各々圧力室３０ｉ，３０ｊが設けら
れ、左側圧力室３０ｉにはスプール３０ｄに形成
した通路３０ｋを介して上記第２絞り部３０ｈ部
分が連通し、右側圧力室３０ｊには通路３０ｌを
介して第１絞り部３０ｇ部分が連通している。

而して、両出口ポート３０ｂ，３０ｃの抵抗が
同一の場合には、各圧力室３０ｉ，３０ｊの圧力
が等しく、スプール３０ｄは中央位置にある。
今、例えば第１出口ポート３０ｂの圧力が増加す
ると、絞り部３０ｇ前後の圧力差が小さくなり、
第１出口ポート３０ｂの流出量は減少する。この
時、右側圧力室３０ｊの圧力は上昇した左側圧力
室３０ｉとの間に差圧が生じ、この差圧でスプー
ル３０ｄが図中左方向に摺動して、第１出口ポー
ト３０ｂの第１連通路３０ｅとの連通面積が拡大
し、第２出口ポート３０ｃの第２連通路３０ｆと
の連通面積が縮小する。このことにより、両絞り
部３０ｇ，３０ｈ間の圧力平衡状態が回復して、
両出口ポート３０ｂ，３０ｃの流出量を互いに等
しくするように構成されている。

一方、一方の出口ポート（例えば３０ｂ）の流
出量が零の場合には、右側圧力室３０ｊの圧力が
上昇して、スプール３０ｄが図中左方向に摺動し
て、第２出口ポート３０ｃと第２連通路３０ｆと
の連通を遮断するので、他方の出口ポート３０ｃ
の流出量も零にするように構成されている。

尚、３３および３４はそれぞれ前記分岐ライン
３１，３２に介設されたチエツク弁であつて、第
１および第２の可変ポンプ１９，２０からの圧油
が余剰流ライン２８，２９を逆流して第３のアク
チユエータ群に供給されるのを防止するものであ
る。また、３５および３６は前記第１および第２
の圧力制御弁２５，２６と同一構成の３ポート形
圧力制御弁であつて、一方の圧力制御弁３６は第
１の可変ポンプ１９からの圧油を優先して左走行
用モータ７、ブームシリンダ６およびバケツトシ
リンダ４に供給し、余剰油をアームシリンダ５に
供給するものである。また、他方の圧力制御弁３
５は第２の可変ポンプ２０からの圧油を優先して
右走行用モータ８に供給し、余剰油を旋回モータ
９およびブームシリンダ６に供給するものであ
る。さらに、３７および３８は減圧形圧力補償弁
であつて、該各圧力補償弁３７，３８はそれぞれ
前記圧力制御弁３５，３６からの余剰油を該各圧
力補償弁３７，３８下流の負荷圧に応じた圧力に
まで減圧するものである。加えて、前記第１ない
し第３の可変ポンプ１９〜２１には最高負荷圧が
導入されるように構成されており、該最高負荷圧
により各可変ポンプ１９〜２１の油吐出量および
油圧が該負荷圧に応じた量および圧力に適正制御
されるようになされている。また、３９はリリー
フ弁である。更に、第１ポンプ１９の吐出ライン
２３と、第２ポンプ２０の吐出ライン２４とに
は、各々、該各吐出ライン２３，２４の圧力が設
定高圧値以上になると開作動するリリーフ弁４
０，４１が接続されている。

次に、上記実施例の作動について説明する。例
えば旋回体を旋回させながらアーム２およびブー
ム３を作動させる場合には、旋回用、アーム用お
よびブーム用の各切換弁１５，１７，１８，１
３，１１，１６が切換操作される。すると、第１
の可変ポンプ１９からの圧油は所定量が優先して
ブームシリンダ６に供給され、余剰油がアームシ
リンダ５に供給される。また、第２の可変ポンプ
２０からの圧油は旋回モータ９とブームシリンダ
６に分流して供給され、さらに第３の可変ポンプ
２１からの圧油の一部は第１圧力制御弁２５によ
り優先して旋回モータ９に供給され、その残りの
一部が第２圧力制御弁２６により優先してアーム
シリンダ５に供給され、余剰油は等量分流弁３０
で分流した後に第１ポンプ１９及び第２ポンプ２
０の吐出油と合流して、第１及び第２アクチユエ
ータ群の作動中のアクチユエータに供給されて、
その余剰油の有効利用が図られる。

その場合、第３の可変ポンプ２１からの圧油
は、第１及び第２圧力制御弁２５，２６により旋
回モータ９及びアームシリンダ５に優先して供給
され且つ圧力補償されるので、その各々の動作を
ブームシリンダ６の動作に干渉されず、独立して
行うことができる。

しかも、旋回モータ９及びアームシリンダ５の
動作には優先順序が付されており、第１に旋回モ
ータ９が優先し、第２にアームシリンダ５が優先
するので、旋回体の旋回速度はアーム２の作動に
よつて変化せず独立しているので、旋回動作をス
ムーズに行うことができ、運転作業者の操作感を
損うことが防止される。

また、例えば直進走行する場合には、左走行用
および右走行用の切換弁１０，１４が切換操作さ
れて、第１の可変ポンプ１９からの圧油が左走行
用モータ７に、また第２の可変ポンプ２０からの
圧油が右走行用モータ８にそれぞれ供給されるこ
とになる。その際、補助旋回用切換弁１７および
主アーム用切換弁１８がセンタークローズドの中
立位置にあるために、第３の可変ポンプ２１から
の圧油は、第１の圧力制御弁２５に流入した後、
その余剰流ポート２５ｃを開いて第１余剰流ライ
ン２８を経て第２の圧力制御弁２６に流入し、そ
の後、上記と同様にその余剰流ポート２５ｃを開
いて第２余剰流ライン２９を経て等量分流弁３０
に流入して等量に分流されたのち、第１吐出ライ
ン２３および第２吐出ライン２４を経て左走行用
モータ７および右走行用モータ８に供給されるの
で、第３のアクチユエータ群の停止時において
も、第３の可変ポンプ２１の圧油を有効利用する
ことができる。

ここに、第３ポンプ２１の余剰油は第１及び第
２ポンプ１９，２０の各吐出ライン２３，２４に
戻されるので、余剰油を上記の如くアームシリン
ダ５や、左走行用、右走行用の各モータ７，８に
利用できて、第１及び第２アクチユエータ群の全
てに有効利用できるので、所定の一アクチユエー
タに戻す場合に比べて、余剰油の有効利用を確実
に図ることができる。

尚、以上の説明では、第１及び第２アクチユエ
ータ群の双方の動作時について説明したが、その
一方（例えば第１アクチユエータ群）のみが動作
する場合には、第２ポンプ２０の吐出油はリリー
フ弁４１を介してリリーフするので、第２吐出ラ
イン２４は開いている。このため、第３ポンプ２
１の余剰油は第２アクチユエータ群の停止時にも
等量分流弁３０で等量に分流されて、各々第１及
び第２ポンプ１９，２０の吐出油と合流する。

尚、上記実施例では、原動機２２により駆動さ
れる３個のポンプ１９〜２１を可変ポンプとした
が、その他、固定ポンプとして、第３の固定ポン
プからの圧油を上記実施例と同様に有効利用する
ようにしてもよいのは勿論である。

また、上記実施例ではパワーシヨベルの油圧回
路に適用した場合について説明したが、本発明は
これに限定されず、その他、圧力源としての１個
の原動機により駆動される３個のポンプを備えた
種々の油圧回路に適用することができるのはいう
までもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の油圧回路によれ
ば、１個の原動機で駆動される第１ないし第３の
ポンプと、該３個のポンプにより駆動される第１
ないし第３のアクチユエータ群とを備えた場合、
第３のアクチユエータ群に属するアクチユエータ
への圧油供給を３ポート形圧力制御弁により優先
し且つ圧力補償したので、その動作を第１又は第
２アクチユエータ群の動作と干渉されずに独立し
て行いつつ、第３アクチユエータ群の停止時及び
動作時の双方で、第３ポンプの余剰油を第１及び
第２ポンプの吐出油と合流させて第１又は第２ア
クチユエータ群の全てのアクチユエータに供給可
能にでき、余剰油の有効利用を確実に図ることが
できる。

しかも、２個の３ポート形圧力制御弁により第
３のアクチユエータ群に属するアクチユエータで
も、その相互間の動作に動作独立性の優先順位を
付すことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はパワー
シヨベルの油圧回路図、第２図は等量分流弁の内
部構成を示す断面図である。 ４……バケツトシリンダ、５……アームシリン
ダ、６……ブームシリンダ、７……左走行用シリ
ンダ、８……右走行用シリンダ、９……旋回モー
タ、１９……第１のポンプ、２０……第２のポン
プ、２１……第３のポンプ、２２……原動機、２
３……第１吐出ライン、２４……第２吐出ライ
ン、２５……第１圧力制御弁、２６……第２圧力
制御弁、２５ａ，２６ａ……供給ポート、２５
ｂ，２６ｂ……優先ポート、２５ｃ，２６ｃ……
余剰油ポート、２８……第１余剰流ライン、２９
……第２余剰流ライン、３０……等量分流弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １個の原動機２２で駆動される第１ないし第
   ３のポンプ１９〜２１と、該３個のポンプ１９〜
   ２１により駆動される第１ないし第３のアクチユ
   エータ群とを備え、該第３のポンプ２１から第３
   のアクチユエータ群への油の供給及び停止をセン
   タークローズド型の切換弁１７，１８で切換える
   と共に、前記第３のポンプ２１の吐出口に、供給
   ポート２５ａ、ノーマルオープン形の優先ポート
   ２５ｂ及び上記供給ポート２５ａの油圧に応じて
   開く余剰流ポート２５ｃを備えた第１の３ポート
   形圧力制御弁２５の供給ポート２５ａを接続し、
   該第１圧力制御弁２５の優先ポート２５ｂに前記
   センタークローズド型の一部の切換弁１７を介し
   て前記第３のアクチユエータ群のうち一部のアク
   チユエータを接続し、余剰流ポート２５ｃに該第
   １圧力制御弁２５と同一構成の第２圧力制御弁２
   ６の供給ポート２６ａを接続すると共に、該第２
   圧力制御弁２６の優先ポート２６ｂに前記センタ
   ークローズド型の残りの切換弁１８を介して前記
   第３アクチユエータ群のうち残りのアクチユエー
   タを接続し、余剰流ポート２６ｃを等量分流弁３
   ０を介して前記第１および第２のポンプ１９，２
   ０の各吐出ライン２３，２４に接続したことを特
   徴とする油圧回路。