JPH02186105A - 土木・建設機械の油圧駆動装置 - 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、主油圧ポンプの圧油を複数の分流補償弁を介
してこれらの分流補償弁に対応して設けられるアクチュ
エータのそれぞれに分流して供給し、これらのアクチュ
エータを複合駆動して所望の複合操作をおこなうことが
できる土木・建設機械の油圧駆動装置に関する。

〈従来の技術〉 第１６図は、この種の従来の土木・建設機械の油圧駆動
装置の一例として挙げた油圧ショベルの油圧駆動装置を
示す回路図である。

この第１６図に示す油圧駆動装置は、原動機すなわちエ
ンジン１と、このエンジン１によって駆動する可変容量
油圧ポンプすなわち主油圧ポンプ２と、この主油圧ポン
プ２から吐出される圧油によって駆動し、図示しない旋
回体を旋回する旋回モータ３、及び図示しないブームを
回動°させるブームシリンダ４を含むアクチュエータと
を備えている。

また、主油圧ポンプ２から旋回モータ３に供給される圧
油の流れを制御する流量制御弁、すなわち旋回用方向制
御弁５と、この旋回用方向制御弁５の前後差圧を制御す
る分流補償弁６と、主油圧ポンプ２からブームシリンダ
４に供給される圧油の流れを制御する流量制御弁、すな
わちブーム用方向制御弁７と、このブーム用方向制御弁
７の前後差圧を制御する分流補償弁８とを備えている。

分流補償弁６の一方の駆動部６ａには、この分流補償弁
６の上流側の圧力と負荷圧とによる制御力Ｆａｌが当該
分流補償弁６が開くように与えられ、他方の駆動部６１
〕には、この分流補償弁６の下流側の圧力とシャＩ・ル
弁９．１０を介して導かれる回路の最大負荷圧とによる
制御力Ｆａ２が、当該分流補償弁６が閉じるように与え
られ、同様に分流補償弁８の一方の駆動部８ａには、こ
の分流補償弁８の上流側の圧力と負荷圧とによる制御力
Ｆ１〕１が、当該分流補償弁８が開くように与えられ、
他方の駆動部８ｂには、この分流補償弁８の下流側の圧
力と回路の最大負荷圧とによよる制御力Ｆｂ２が当該分
流補償弁８が閉じるように与えられる。

なお、主油圧ポンプ２の押しのけ容積は、主油圧ポンプ
２の吐出圧と回路の最大負荷圧とに応じて切換えられる
流量調整弁１１によって駆動する制御用アクチュエータ
１２によって制御される。

そして、例えば駆動圧の大きさの異なる旋回モータ３と
ブームシリンダ４の複合駆動に際して、共通のポンプ圧
とアクチュエータの最大負荷圧との差圧に応じて制御さ
れる分流補償弁６．８の作用により、旋回用方向制御弁
５、ブーム用方向制御弁７の前後差圧を同等に保持でき
、これによって旋回用方向制御弁５とブーム用方向制御
弁７に供給される流量の分流比は一定に保たれ、主油圧
ポンプ２から吐出される圧油が分流された各方向制御弁
５．７の操作量に応じた流量が旋回モータ３及びブーム
シリンダ４に供給され、旋回とブーム上げ等の複合操作
を実現させることができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記した従来技術にあっては、各方向制御弁
５．７の要求流量の合計が主油圧ポンプ２の最大流量よ
りも小さい場合には、所望の旋回とブームの複合操作を
実現できるが、各方向制御弁５．７の要求流量の合計が
主油圧ポンプ２の最大流量よりも大きくなる場合、すな
わち系がサチュレーションする場合には、上述のように
旋回モータ３、ブームシリンダ４間の分流比は常に一定
であるため、複合操作の実施に際し一方のアクチュエー
タの操作の影響か他方のアクチュエータに及ぼされ、作
業の種類によっては複合操作性の低下を生じることがあ
る。

例えば、油圧ショベルにおけるクレーン作業を意図して
エンジンｌの回転数を低下させる微操作をおこない、旋
回とブームの複合操作をきわめてゆるやかな速度で実現
させようとするとき、上述したエンジン１の回転数の低
下により主油圧ポンプ２の最大流量が小さくなり、系が
サチュレーションを起こしうる状態になったとする。こ
のような場合、仮に旋回体の単独操ｆヤをおこなってい
るときにブーム上げ操作をしようとすると、旋回の速度
は急激に減少し無視できないショックを生じる。また、
旋回・ブーム上げの複合操作をおこなっているときに、
ブーム上げを停止すると旋回体は加速しはじめ、これに
よってもショックを生じる。そして、これらのショック
は吊り荷の振れ等を招き、きわめて危険である。このよ
うに従来技術にあっては、系がサチュレーションする場
合のクレーン作業においては複合操作性の低下を生じる
ものであった。

なお、上述のような複合操作性の低下はクレーン作業に
かかわらず起こりうることであり、すなわち、他のアク
チュエータの操作による特定のアクチュエータの速度変
動が好ましくない作業については同様の問題を生じつる
。

本発明は上記した従来技術における実情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、系がサチュレーションを生じて
も、池のアクチュエータの操作による特定のアクチュエ
ータの速度変動を規制することができる土木・建設機械
の油圧駆動装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために本発明は、原動機と、この原
動機により駆動する主油圧ポンプと、この主油圧ポンプ
から供給される圧油によって駆動する複数のアクチュエ
ータと、これらのアクチュエータに供給される圧油の流
れを制御する流量制御弁と、これらの流量制御弁の前後
差圧をそれぞれ制御する分流補償弁と、主油圧ポンプか
ら吐出される流量を制御する流量制御手段とを備え、主
油圧ポンプの圧油を分流補償弁、流量制御弁のそれぞれ
を介してアクチュエータのそれぞれに供給し、これらの
アクチュエータの複合駆動が可能な土木・建設機械の油
圧駆動装置において、アクチュエータのうちの第１のア
クチュエータに係る流量制御弁を制御する第１の分流補
償弁を、ポンプ圧と、アクチュエータの負荷圧との差圧
の大小にかかわらず常に所定開度以上開いておくように
制御し、アクチュエータのうちの第２のアクチュエータ
に係る流量制御弁を制御する第２の分流補償弁を、差圧
が所定の差圧以上のときに常に閉じておくように制御す
る分流補償弁制御手段を設すな構成にしである。

〈作用〉 本発明は、上述した分流補償弁制御手段を設けたことか
ら、特定のアクチュエータである第１のアクチュエータ
と特定のアクチュエータでない第２のアクチュエータと
の複合駆動に際して、特定のアクチュエータでない第２
のアクチュエータの操作に伴ってポンプ圧とアクチュエ
ータの最大負荷圧との差圧がどのように変化しても、第
１のアクチュエータに係る第１の分流補償弁は所定以上
の開度に保たれ、また上述の差圧が所定差圧以上のとき
には第２の分流補償弁が閉じられるので第２のアクチュ
エータへの圧油の供給が抑えられ。

これらにより系がサチュレーションを生じても、主油圧
ポンプの圧油の一定量を第１のアクチュエータに供給可
能となり、当該第１のアクチュエータの速度変動を規制
できる。

〈実施例〉 以下、本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置を図に基
づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

この実施例は油圧ショベルに適用したもので、原動機す
なわちエンジン２１と、このエンジン２１によって駆動
する可変容量油圧ポンプ、すなわち主油圧ポンプ２２と
、この主油圧ポンプ２２がら吐出される圧油によって駆
動する複数のアクチュエータ、すなわち旋回モータ２３
と、左走行モータ２４と、右走行モータ２５と、ブーム
シリンダ２６と、アームシリンダ２７と、パケットシリ
ンダ２８とを備えている。なお、旋回モータ２３は図示
しない旋回体を駆動し、左走行モータ２４、右走行モー
タ２５は図示しない履帯を駆動し、ブームシリンダ２６
、アームシリンダ２７、パケットシリンダ２８は、それ
ぞれ図示しないブーム、アーム、パケットを駆動する。

また、旋回モータ２３、左走行モータ２４、右走行モー
タ２５、ブームシリンダ２６、アームシリンダ２７、パ
ケットシリンダ２８のそれぞれに供給される圧油の流れ
を制御する流量制御弁、すなわち旋回用方向制御弁２９
、左走行用方向制御弁３０、右走行用方向制御弁３１、
ブーム用方向制御弁３２、アーム用方向制御弁３３、パ
ケット用方向制御弁３４と、これらの流量制御弁に対応
して設けられる分流補償弁３５．３６．３７．３８．３
９．４０とを備えている。

なお、後述する旋回・ブーム上げ操作によるクレーン作
業に際しては、上記した旋回モータ２３が他のアクチュ
エータの操作にかかわらず速度変動をしないように保た
れる特定のアクチュエータを楕成し、ブームシリンダ２
６が他のアクチュエータを構成し、分流補償弁３５が特
定のアクチュエータすなわち旋回モータ２３を制御する
旋回用方向制御弁２９に係る第１の分流補償弁を構成し
、分流補償弁３８が他のアクチュエータすなわちブーム
シリンダ２６を制御するブーム用方向制御弁３２に係る
第２の分流補償弁を構成する。

また、上記した主油圧ポンプ２２の押しのけ容積は制御
用アクチュエータ４１で制御され、この制御用アクチュ
エータ４１の駆動は流量調整弁４２によって制御される
。流量調整弁４２は管路４３を介して導かれるポンプ圧
と、管路４４を介して導かれる最大負荷圧との差圧ΔＰ
Ｌ５によって駆動する。これらの制御用アクチュエータ
４１及び流量調整弁４２によって、主油圧ポンプ２２か
ら吐出される流量を、ポンプ圧と最大負荷圧との差圧Δ
ＰＬＳに応じて制御する流量制御手段が構成されている
。

上述した分流補償弁３５〜４０の一方の駆動部３５ａ、
３６ａ、３７ａ、３８ａ、３９ａ、４゜ａのそれぞれに
は、ばね４５．４６．４７．４８．４９．５０のそれぞ
れの力と、それぞれの負荷圧による制御力がこれらの分
流補償弁３５〜４０が開くように与えられ、他方の駆動
部３５ｂ、３６１）、３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ、４０ｂ
のそれぞれには、これらの分流補償弁３５．３６．３７
．３８．３９．４０の下流側の圧力と、管路５１ａ〜５
１ｆを介して導かれる後述の制御圧力とによる制御力が
これらの分流補償弁３５〜４０が閉じるように与えられ
る。

そして、この実施例では、各アクチュエータのうちの特
定の第１のアクチュエータ、例えば前述した旋回モータ
２３を＄制御する旋回用方向制御弁２９に係る第１の分
流補償弁３５を、ポンプ圧と、アクチュエータの負荷圧
のうちの最大負荷圧との差圧の大小にかかわらず常に所
定開度以上開いておくように制御し、各アクチュエータ
のうちの第２のアクチュエータ、すなわち前述したブー
ムシリンダ２６を制御するブーム用方向制御弁３２に係
る第２の分流補償弁３８を、上記差圧が所定差圧以上の
ときに常に閉じておくように制御する分流補償弁制御手
段５２を備えている。

この分流補償弁制御手段５２は、エンジン２１の回転数
例えばエンジン目標回転数Ｎｏを検出し、信号として出
力する回転数検出装Ｗ５３ａと、ポンプ圧とアクチュエ
ータの最大負荷圧との差圧、すなわちロードセンシング
差圧Δｐｔｓを検出し、信号として出力する差圧検出装
置５３と、この実施例の本来の目的とする特定のアクチ
ュエータの速度安定制御を実施するかどうか選択する選
択装置５３ｂと、これらの回転数検出装置５３ａ、差圧
検出装置５３、及び選択装置５３ｂから出力される信号
に応じて分流補償弁のうちの特に第１の分流補償弁３５
、第２の分流補償弁３８のそれぞれの駆動部に後述する
特定の制御力を与える制御力付加手段５４とを含んでい
る。

上記した制御力付加手段５４は、コントローラ５９と制
御圧力発生手段６０ａとから成っている。

上記コントローラ５９は、差圧検出装置５３、回転数検
出装置５３ａ、及びｊ１！択装置５３ｂに接続され、こ
れらの差圧検出装置５３、回転数検出装置５３ａ、及び
選択装置５３ｂから出力される信号を入力する入力部５
５、エンジン２１の回転数すなわち目標回転数Ｎｏと圧
力補償目標制御力ＦＯとの第１の関数関係、第１の分流
補償弁３５に係るロードセンシング差圧Δｐｔｓと第１
の制御力Ｆ１との第２の関数関係、第２の分流補償弁３
８に係るロードセンシング差圧Δｐｔｓと第２の制御力
Ｆ２との第３の関数関係、選択装置５３ｂで特定のアク
チュエータ（ここでは旋回モータ２３）の速度安定制御
が選択されない場合におこなわれる複合操作に対応する
ロードセンシング差圧ΔＰＬＳと制御力Ｆとの第４の関
数関係をそれぞれあらかじめ記憶する記憶部５７、上記
第１、第２、第３の関数関係に基づいて第１の制御力Ｆ
１、第２の制御力Ｆ２を求める演算をおこなうとともに
、第４の関数関係に基づいて制御力Ｆを求める演算をお
こなう演算部５６、及び第１の制御力Ｆ１に相応する第
１の制御力信号、第２の制御力Ｆ２に相応する第２の制
御力信号、制御力Ｆに相応する制御力信号を出力する出
力部５８とを含んでいる。

また、上記した制御圧力発生手段６０ａは、６つの電磁
弁６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆと
、これらの電磁弁６２ａ〜６２ｆにパイロット圧を供給
するパイロット油圧源、例えばパイロットポンプ６１ａ
と、このパイロットポンプ６１ａから出力されるパイロ
ツＩ・圧の大きさを規定するリリーフ弁６１ｂを有する
構成になっている。なお、電磁弁６２ａと第１の分流補
償弁３５の駆動部３５Ｌ＋とは管路５１　ａを介して連
結され、同様に電磁弁６２ｂ、６２ｃのそれぞれと分流
補償弁３６．３７のそれぞれの駆動部３６ｂ、３７ｂと
は管路５１ｂ、５１ｃを介して連絡され、電磁弁６２ｄ
と第２の分流補償弁３８の駆動部３８ｂとは管路５１ｄ
を介して連絡され、同様に電磁弁６２ｅ、６２ｆのそれ
ぞれと分流補償弁３９．４０のそれぞれの駆動部３９ｂ
、４０ｂとは管路５１ｅ、５１ｆを介して連絡されてい
る。

また、電磁弁６２ａ〜６２ｆは、コントローラ５９の出
力部５８から出力される制御力信号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ
、ｆのそれぞれに応じて駆動するようになっている。

そして、上記したコントローラ５つの記憶部５７に記憶
される第１の関数関係、すなわちエンジン２１の回転数
と圧力補償目標制御力ＦＯとの関係は第３図に示すよう
に、エンジン目標回転数ＮＯの低下に伴って油圧ポンプ
２２の流量が小さくなることを意図して、例えばエンジ
ン目標回転数ＮＯの低下に件って圧力補償目標制御力Ｆ
Ｏが直線的に小さくなる関係にしである。

また、記憶部５７に記憶される第２の関数関係、すなわ
ち第１の分流補償弁３５に係るロードセンシング差圧Δ
ｐｔｓと第１の制御力Ｆ１との関係は第４図に示すよう
に、ロードセンシング差圧ΔＰＬＳの大小にかかわらず
第１の制御力Ｆ１が所定の値、すなわち圧力補償設定制
御力Ｆａとなる関係にしである。ここで、第１の分流補
償弁３５のばね４５の力をｆとすると、 Ｆ１＝Ｆａ＝ｆ−Ｆｏ　　　　　（１）の関係にしであ
る。

また、記憶部５７に記憶される第３の関数関係すなわち
第２の分流補償弁３８に係るロードセンシング差圧ΔＰ
Ｌｓと第２の制御力Ｆ２との関係は、第５図に示すよう
に、ロードセンシング差圧ΔＰＬＳが小さくなるにつれ
て第２の制御力Ｆ２が大きくなり、このロードセンシン
グ差圧ΔＰＬＳが圧力補償設定差圧ΔＰＯ以下にあって
は第２の制御力Ｆ２がばね４９の力ｆ（＝ばね４５の力
ｆ）となる関係にしである。この第５図に示す関係を式
で表すと、 ΔＰｏ＜Δｐｔｓのとき、 Ｆ２＝ｆ−ａ（Δｐｔｓ−ΔＰｏ） 〔α：定数〕（２） であり、０≦ΔＰＬＳ≦ΔＰＯのとき、Ｆ　　２　　＝
　　ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｕ）である。

そして、上記の圧力目標設定差圧ΔＰｏは、ブーム用方
向制御弁３２の前後差圧、すなわち第２図におけるＰＺ
　　ＰＬである。ここで、第２図のブーム用方向制御弁
３２の上流圧Ｐ２か作用する分流補償弁３８の駆動部の
受圧面積をａｚ、ブーム用方向制御弁３２の下流圧、す
なわちブームシリンダ２６の負荷圧ＰＬが作用する分流
補償弁３８の駆動部の受圧面積をａＬとし、便宜的にａ
ｚとａｌ−・とを等しく設定しであるものとすると。分
流補償弁３８の再駆動部に作用する力のつり合いは、 ａｔ−ＰＬ＋ｆ＝ａｚ−Ｐｚ＋Ｆ２　　（４）ここで、
ａＬ＝ａＺであるから上記（４）式は、ａＬ（ＰＺ　　
ＰＬ　）　−ｆ−Ｆ２　　　（５）となり、この（５）
式を変形すると、 ＰＺ　　ＰＬ　＝　＜ｆ−Ｆ２）／ａｔ　　　（（１）
ここでロードセンシング差圧ΔＰＬｓを考慮しない場合
のＦ２とＦｏの関係はく１）式と同様に考えて、Ｆ２＝
ｆ−Ｆｏ’　　　　　　（７） この（７）式を（６）式に代入すると、Ｐｚ　　　ＰＬ
　＝ＦＯ’／ａし　　　　　　（８）すなわち、 ΔＰｏ＝Ｆｏ／ａｔ　　　　　　　　　（９）である。

そして、記憶部５７に記憶される第４の関数関係、すな
わち選択装置５３ｂ″Ｃ旋回モータ２３の速度安定制御
が選択されない場合におこなわれる制御に対応するロー
ドセンシング差圧ΔＰＬＳと制御力Ｆとの第４の関数関
係は、第６図に示すように、ロードセンシング差圧Δｐ
ｔｓが小さくなるにつれて制御力Ｆが大きくなり、ロー
ドセンシング差圧Δｐｔｓが０のときはばね４５〜５０
の力ｆとなる関係にしである。この第６図に示ず関１系
を式％式％ このように構成した実施例にあっては、第７図に示す手
順にしたがって各動作がおこなわれる。

すなわち、まず手順Ｓ１に示すように、コントローラ５
９の演算部５６で選択装置５３ｂから選択信号が入力部
５５を介して入力されているかどうか判断されるが、こ
の判断が満足されない場合は、能力を最大にしておこな
われる掘削作業などのように、特定のアクチュエータ（
ここでは旋回モータ２３）の速度安定制御が意図されな
い場合である。

この場合、第７図に示すフローチャートでは図示を省略
したが以下の動（ヤがおこなわれる。すなわち、演算部
５６は入力部５５を介して差圧検出器５３の信号、すな
わちロードセンシング差圧Δｐｔ、ｓを読み込み、記憶
部５７から第６図に示す第４の関数関係を読み出し、該
当するロードセンシング差圧ΔＰＬＳに対応する制御力
Ｆを求める演算をおこなう。そして、出力部５８から上
記制御力Ｆに相当する制御力信号ａ〜ｆのうち、該当す
るもの、例えば制御力信号ｄ、ｅ、ｆを電磁弁６２ｄ、
６２ｅ、６２ｆに出力する。これにより、電磁弁６２ｄ
、６２ｅ、６２ｆは作動して、パイロットポンプ６１．
　ａの圧が上記制御力Ｆに相当する制御圧力として管路
５１ｄ、５１ｅ、５１ｆを介して分流補償弁３８．３９
．４０の駆動部に与えられる。これに応じて各分流補償
弁３８．３９．４０が適宜閑じる方向に作動し、油圧ポ
ンプ２２からの圧油が分流して方向制御弁３２．３３．
３４のそれぞれに供給され、ブームシリンダ２６、アー
ムシリンダ２７、バケットシリンダ２８はそれぞれ方向
制御弁３２．３３．３４のストローク量すなわち開口量
に応じた速度で駆動し、ブーム、アーム、バケットの複
合駆動による掘削作業を実施できる。

なお、このとき、各分流補償弁３８．３９．４０の駆動
部に与えられる制御圧力すなわち制御力は上述の（１０
）式に示す関係であり、共通の制御力である。また、各
分流補償弁３８．３９、・４０は同等の形状寸法に設定
してあって各負荷圧が作用する受圧部の面積ａＬが全て
の分流補償弁３８．３９．４０において等しいものとす
ると、上記（６）式と同様にして、各分流補償弁３８．
３つ、４０に作用する力のつり合いから、各方向制御弁
３２．３３．３４の上流圧と下流圧との差すなわち前後
差圧は、 上流圧−下流圧（負荷圧）−Ｆ／ａし　　　（１１）と
なる。ここで、上述のようにＦ、ａＬの双方が全ての分
流補償弁３８．３９．４０で共通であるから、方向制御
弁３２．３３．３４の前後差圧は全て等しく、したがっ
てブームシリンダ２６、アームシリンダ２７、パケット
シリンダ２８の個々の負荷圧の変動の影響を互いに受け
ることなく、油圧ポン１２２からブームシリンダ２６、
アームシリンダ２７、パケットシリンダ２８のそれぞれ
に供給される流量の分流比が一定に保たれ、すなわち、
互いに池のアクチュエータの負荷圧の変動にかかわらず
それぞれ方向制御弁３２．３３．３４の操作量に相応し
た速度でブーム、アーム、バケットの複合駆動による掘
削作業を実施できる。

一方、選択装置５３ｂが操作され、エンジン回転数を低
下させて微速度によるクレーン作業、すなわち旋回とブ
ーム上げの複合操作が意図され、またエンジン回転数の
低下に伴って油圧ポンプ２２から供給される最大流量が
小さくなり、旋回用方向制御弁２９とブーム用方向制御
弁３２の要求流量の合計が上記油圧ポンプ２２の最大流
量を越えうる状態、すなわち系がサチュレーションを起
こしうる状態になっているときは、前述した第７図の手
順Ｓ１の判断が満足されるので手順Ｓ２に移る。

この手順Ｓ２では、回転数検出装置５３ａから検出され
るエンジン目標回転数ＮＯと差圧検出装置５３から検出
されるロードセンシング差圧ΔＰＬＳとがコントローラ
５９の入力部５５を介して演算部５６に読み込まれ、次
いで手順Ｓ３に移る。

この手順Ｓ３では、記憶部５７に記憶された第３図の第
１の関係が演算部５６に読み出され、この演算部５６で
エンジン目標回転数ＮＯに対応する圧力補償目標制御力
ＦＯが求められ、次いで手順Ｓ４に移る。

この手順Ｓ４では、記憶部５７に記憶された第４図の第
２の関係により演算部５６で手ｆｉＷｉｓ３で得られた
圧力補償目標制御力Ｆｏ（こ基づき上記（１）式にした
がって、圧力補償設定制御力Ｆａ、ずなわち第１の制御
力Ｆ１が求められ、次いで手順Ｓ５に移る。

この手順Ｓ５では、記憶部５７に記憶された第５図の第
３の関係により、手順Ｓ３で得られた圧力補償目標制御
力Ｆｏに基づき、演算部５６で上記（２）　、（３）　
、＜９）式から第２の制御力Ｆ２が求められる。

次いで手１１１Ｆ（３６に移り、千１１１ｉ　Ｓ　５で
得られた第１の制御力Ｆ１に相当する第１の制御力信号
ａ、第２の制御力Ｆ２に相当する第２の制御力信号ｄの
それぞれが、出力部５８を介して制御圧力発生手段６０
ａの電磁弁６２ａ、６２ｄのそれぞれの駆動部に与えら
れる。

そして、このような制御により、電磁弁６２ａ、６２ｄ
のそれぞれが駆動して、パイロットポンプ６１ａの圧油
が管路５１ａ、５１．　ｄを介して第１、第２の分流補
償弁３５．３８の駆動部のそれぞれに第１の制御力Ｆｌ
、第２の制御力Ｆ２に相当する制御圧力として与えられ
、これらの第１、第２の分流補償弁３５．３８が駆動す
る。

この場合、第１の分流補償弁３５の駆動部に与えられる
第１の制御力Ｆ１は第４図に示すように、ロードセンシ
ング差圧ΔＰＬｓの大小にかかわらず一定、すなわちｆ
−Ｆｏであることから、この第１の分流補償弁３５は常
に所定開度以上開かれ、この第１の分流補償弁３５の開
度に応じた流量が旋回用方向制御弁２９を介して旋回モ
ータ２３に供給可能となり、したがって、旋回用方向制
御弁２９のストロークを一定に保ように操作したときに
は、旋回モータ２３は一定した速度で駆動し旋回がおこ
なわれる。

また、第２の分流補償弁３８の駆動部に与えられる第２
の制御力Ｆ２は、第５図に示すように、ロードセンシン
グ差圧Δｐｔｓが圧力補償設定差圧ΔＰｏよりも大きい
場合には、当該ロードセンシング差圧Δｐｔｓの減少に
伴って大きくなり、これにより第２の分流補償弁３８が
絞りぎみに作動して油圧ポンプ２２の最大流量と旋回モ
ータ２３に供給される流量との差の流量の範囲内で、ブ
ーム用方向制御弁３２を介して適宜流量がブームシリン
ダ２６に供給され、またロードセンシング差圧ΔｐＬｓ
が圧力補償設定差圧ΔＰｏ以下となった場合には、ばね
４８の力ｆに相当する第２の制御力Ｆ２が分流補償弁３
８の駆動部に与えられ、したがってこの分流補償弁３８
が閉じられてブームシリンダ２６に圧油が供給されず、
これらのことから、仮に系がサチュレーション状態とな
っても旋回モータ２３に一定の流量を供給でき、また第
２の分流補償弁３８は絞りぎみに作動することからブー
ムシリンダ２６の微速度作動を実現できる。

この実施例では以上のように、系がサチュレーションを
生じるような場合でも、池のアクチュエータすなわちブ
ームシリンダ２６の操作による特定のアクチュエータで
ある旋回モータ２３の速度変動を規制することができ、
つまり優先して旋回をおこなわせることができ、クレー
ン作業における旋回、ブーム上げ作業時に、ブーム駆動
に伴う旋回体のショックを生じることがなく、併せてブ
ームの微操作を実現でき、優れた複合操作性と作業の安
全性を確保することができる。

なお、上記実施例では、特定のアクチュエータとして旋
回モータ２３を挙げ、他のアクチュエータとしてブーム
シリンダ２６を挙げたが、本発明はこれに限らず、作業
の種類に応じて種々の特定のアクチュエータ、曲のアク
チュエータを選定しうる。

第８図、第９図、第１Ｏ図はそれぞれ本発明に備えられ
る流量制御手段の例を示す図である。

第８図に示す流量制御手段は、油圧源６３に連絡され、
かつ制御用アクチュエータ４１のヘッド側とロッド側と
の間に連絡される電磁弁６°４と、この電磁弁６４とタ
ンクとの間に連絡され、かつ制御用アクチュエータ４１
のヘッド側に連絡される電磁弁６５とを含むとともに、
ポンプ圧と最大負荷圧との差圧ΔＰＬｓを検出する差圧
検出装置５３に接続され、入力部６６、演算部６７、記
憶部６８、出力部６つを含む制御装置７０とを含んでい
る。この流量制御手段では、制御装置７０の記憶部６８
で、あらかじめ望ましいポンプ圧と最大負荷圧との差圧
、すなわち前述した第１図の流量調整弁４２を付勢する
ばねのばね力に相応する差圧が設定され、この設定差圧
と差圧検出装置５３で検出された値とが演算部６７で比
較され、その差に応じた駆動信号がこの演算部６７で求
められ、この駆動信号が出力部６９から電磁弁６４．６
５の駆動部に選択的に出力される。

ここで、仮に差圧検出装置５３で検出された差圧ΔＰＬ
Ｓが設定差圧よりも大きいときには、制御装置７０から
電磁弁６４の駆動部に信号が出力されてこの電磁弁６４
が下段位置に切換えられ、油圧源６３の圧油が制御用ア
クチュエータ４１のヘッド側とロッド側の双方に供給さ
れる。このとき制御用アクチュエータ４１のヘッド側と
ロッド側の受圧面積差により、制御用アクチュエータ４
１のピストンは図示左方に移動し、主油圧ポンプ２２か
ら吐出される流量が小さくなるように押しのけ容積が変
更され、差圧Δｐｔｓが設定差圧に近づくように小さく
制御される。また、差圧検出装置５３で検出された差圧
Δｐｔｓが設定差圧よりも小さいときには、制御装置７
０から電磁弁６５の駆動部に信号が出力されてこの電磁
弁６５が下段位置に切換えられ、制御用アクチュエータ
４１のヘッド側とタンクとが連通し、油圧源６３の圧油
が制御用アクチュエータ４１のロッド側に供給され、制
御用アクチュエータ４１のビスＩ・ンは図示右方に移動
し、主油圧ポンプ２２から吐出される流量が多くなるよ
うに押しのけ容積が変更され、差圧ΔＰＬＳが設定差圧
に近づくように大きく制御される。

このように構成した流量制御手段にあっても、第１図に
示すように実施例におけるのと同様にロードセンシング
差圧Δｐｔｓによる制御をおこなうことができる。

また、第９図に示す流量制御手段は、例えは前述した第
８図に示す流量制御手段と同等の油圧源６３、電磁弁６
４．６５と、入力部６６、演算部６７、記憶部６８、出
力部６９を含む制御装置７０とを備えるとともに、主油
圧ポンプ２２の押しのけ容積を決める傾転角を検出し、
制御装置７０の入力部６６に傾転角信号を出力する傾転
角検出器７１と、主油圧ポンプ２２の目標流量すなわち
目標傾転角を指令する信号を制御装置７０の入力部６６
に出力する指令装置７２とを備えている。

この流量制御手段では、指令装置７２の操作による指令
信号の値と傾転角検出器７１で検出される値とが制御装
置７０の演算部６７で比較され、その差に応じた駆動信
号が出力部６９から電磁弁６４．６５の駆動部に選択的
に出力され、指令装置７２の操作量に応じた流量が主油
圧ポンプ２２から出力されるようになっている。このよ
うに構成した流量制御弁では、ロードセンシング差圧Δ
ｐｔｓによらず主油圧ポンプ２２の流量を決めることが
できる。

また、第１０図に示すものは、定容量油圧ポンプからな
る主油圧ポンプ２２ａを備えるとともに、この主油圧ポ
ンプ２２ａから吐出される流量を制御する吐出量制御手
段が、管路４３ａを介して導かれるポンプ圧と、管路４
４ａを介して導かれる最大負荷圧との差圧Δｐｔｓに応
じて駆動する流量調整弁４２ａのみからなっている。こ
のように構成したものも、ポンプ圧と最大負荷圧との差
圧Δｐｔｓに応じた流量を主油圧ポンプ２２ａから供給
することができる。

第１１図、第１２図、第１３図は、それぞれ本発明に備
えられる分流補償弁の別の例を示す図である。

第１１図に示す分流補償弁３５Ａは、その一方の駆動部
３５Ａａが制御圧力による制御力、すなわちこの分流補
償弁３５Ａを開く方向に力を与える制御力を受ける受部
を構成している。

そして、この分流補償弁３５Ａの場合には、コントロー
ラ５９の記憶部５７に記憶される第１の分流補償弁に係
る差圧と第１の制御力Ｆ１との第１の関数関係を前述し
た第４図に示すものに代えて第１４図に示す関係にして
あり、また第２の分流補償弁に係る差圧と第２の、制御
力Ｆ２との第２の関数関係を前述した第５図に示すもの
に代えて第１５図に示す関係にしである。ここで、第１
４図に示す圧力補償設定制御力Ｆｂすなわち第１の制御
力Ｆ１と前述した第３図に示す圧力補償目標制御力Ｆｏ
との関係は、 Ｆ　１　＝Ｆ　ｂ＝Ｆ　ｏ　　　　　　（１２）であり
、第１５図に示す圧力補償設定差圧ΔＰ。

は、（１２）式から ΔＰｏ＝Ｆｏ／ａｔ　　　　　　　（１３）（ａｔ、は
負荷圧が作用する受圧面積〕であり、第２の制御力Ｆ２
とロードセンシング差圧Δｐｔｓの関係はΔＰｏ＜ΔＰ
Ｌｓのとき、Ｆ２＝γ（Δｐｔｓ−ΔＰｏ） 〔γ：定数）　　　　　　　　　　　（１４）０≦ΔＰ
Ｌｓ≦ΔＰＯのとき、 Ｆ　＝　０　　　　　　　　　（１５）である。

このように構成した分流補償弁３５Ａにあっても、特定
のアクチュエータの速度安定制御がおこなわれる場合に
は、他のアクチュエータの操作にかかわらず、特定のア
クチュエータに係る分流補償弁３５Ａの駆動部に、Ｆｂ
＝Ｐｏの値をとる第１の制御力Ｆ１が与えられ、この分
流補償弁３５Ａが所定開度以上開かれ、また、他のアク
チュエータに係る分流補償弁３５Ａの駆動部に、ロード
センシング差圧ΔＰＩ−５が圧力補償設定差圧ΔＰ。

以下ではＯとなる第２の制御力Ｆ２が与えられ、これに
より当該分流補償弁３５Ａは絞りぎみとなり、サチュレ
ーション状態にあっても特定のアクチュエータに一定流
量を供給することが可能となり、他のアクチュエータの
操作による特定のアクチュエータの速度変動を規制でき
る。

また、第１２図に示す分流補償弁３５Ｂは、その一方の
駆動部３５Ｂａに、分流補償弁３５Ｂを開く方向に付勢
する力を与えるばね３５Ｂ１と、制御圧力による制御力
に応じてばね３５Ｂ１のプリセット力を可変にするプリ
セット力可変手段３５Ｂ２を備えている。この分流補償
弁３５Ｂについてもコントローラ５９の記憶部５７に記
憶される第１の関数関係、第２の関数関係を第１４図、
第１５図に示す関係にそれぞれ設定しである。

このように構成した分流補償弁３５Ｂにあっては、前述
した第１１図に示ず分流補償弁３５Ａと同様の動作をお
こなう他に、プリセット力可変手段３５Ｂ２の受圧面積
を分流補償弁３５Ｂの駆動部３５Ｂａの受圧面積の大き
さに関係なく設定でき、したがって、設計、製作の自由
度が大きい。

また、第１３図に示す分流補償弁３５Ｃは、その一方の
駆動部３５Ｃａに接続して、この分流補償弁３５Ｃが開
く方向に作動するように、リリーフ弁３５Ｃ１によって
規定された油圧源３５Ｃ２からの一定圧力を供給する圧
力供給手段３５０３を備えるとともに、他方の駆動部３
５Ｃｂに制御圧力による制御力を与えるように構成しで
ある。

この分流補償弁３５Ｃについて、コントローラ５つの記
憶部５７に、前述した第１図に示す実施例の分流補償弁
３５〜４０におけるのと同等の第１の関数関係、第２の
関数関係が設定され、これらの分流補償弁３５〜４０と
同等の動作をおこなう。

なお、この第１３図に示す分流補償弁３５Ｃは、仮にコ
ントローラ５９を含む信号系統に故障を生じた場合には
、油圧源３５Ｃ２から出力される圧力によって分流補償
弁３５Ｃは開方向に駆動するように制御されるので、こ
のような非常時であってもアクチュエータの駆動は可能
である。

上記した第１図に示す実施例にあっては、選択装置５３
ｂを設け、選択装置５３ｂが操作されたときに特定のア
クチュエータの速度安定制御を実施する構成にしである
が、このような選択装置５３ｂを設けずに、常に特定の
アクチュエータの速度安定制御を実施する構成にするこ
ともできる。

このように構成した場合には、コントローラ５９の記憶
部５７には、例えば第３図、第４図、第５図に例示する
第１の関数関係、第２の関数関係、第３の関数関係だけ
を記憶させておけばよく、第６図に示す第４の関数関係
は不要である。

〈発明の効果〉 本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置は、以上のよう
に構成しであることから、系がサチュレーション状態に
なっても、他のアクチュエータの操作による特定のアク
チュエータの速度変動を規制することができ、したがっ
て、特定のアクチュエータの速度変動が問題となる作業
の複合操作性を従来に比べて向上させることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置の一実
施例を示す回路図、第２図は第１図に示す実施例に備え
られる分流補償弁を拡大して示した図、第３図、第４図
、第５図、及び第６図はそれぞれ第１図に示す実施例に
備えられるコンＩ・ローラの記憶部で記憶される関数関
係を示す図、第７図は第１図に示す実施例に備えられる
コントローラで実施例される処理手順を示すフローチャ
ーｌ〜、第８図、第９図、第１０図はそれぞれ本発明に
備えられる流量制御手段の別の例を示す図、第１１図、
第１２図、第１３図はそれぞれ本発明に備えられる分流
補償弁の別の例を示す図、第１４図、第１５図はそれぞ
れ第１１図及び第１２図に示す分流補償弁に対応してコ
ントローラの記憶部で記憶される関数関係を示す図、第
１６図は従来の土木・建設機械の油圧駆動装置を示す回
路図である。 ２２．２２ａ・・・・・・主油圧ポンプ、２３・・・・
・・旋回モータ、２６・・・・・・ブームシリンダ、２
９・・・・・・旋回用方向制御弁、３２・・・・・・ブ
ーム用方向制御弁、３５・・・・・・第１の分流補償弁
、３８・・・・・・第２の分流補償弁、３５Ａ、３５Ｂ
、３５Ｃ・・・・・・分流補償弁、４１・・・・・・制
御用アクチュエータ、４２．４２ａ・・・・・・流量調
整弁、３５Ｂ１．４５．４８・・・・・・ばね、３５Ｂ
２・・・・・・プリセット力可変手段、３５Ｃ１・・・
・・・リリーフ弁、３５Ｃ３・・・・・・圧力供給手段
、５２・・・・・・分流補償弁制御手段、５３・・・・
・・差圧検出装置、５３ａ・・・・・・回転数検出装置
、５３））・・・・・・選択装置、５４・・・・・・制
御力付加手段、５９・・・・・・コントローラ、６０ａ
・・・・・・制御圧力発生手段、３５Ｃ２，６３・・・
・・・油圧源、６１　ａ・・・・・・パイロット油圧ポ
ンプ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２
ｆ、６４．６５・・・・・・電磁弁、７０・・・・・・
制御装置、７１・・・・・・傾転角検出器、７２・・・
・・・指令装置。 第２図 第３図 第８図 第９図 第７図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 ＄　１４図 第１５図 、ＰＬ。 ’；４ｔｅ図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）　原動機と、この原動機により駆動する主油圧ポ
   ンプと、この主油圧ポンプから供給される圧油によって
   駆動する複数のアクチユエータと、これらのアクチユエ
   ータに供給される圧油の流れを制御する流量制御弁と、
   これらの流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する分流
   補償弁と、主油圧ポンプから吐出される流量を制御する
   流量制御手段とを備え、主油圧ポンプの圧油を上記分流
   補償弁、流量制御弁のそれぞれを介して上記アクチユエ
   ータのそれぞれに供給し、これらのアクチユエータの複
   合駆動が可能な土木・建設機械の油圧駆動装置において
   、上記アクチユエータのうちの第１のアクチユエータに
   係る流量制御弁を制御する第１の分流補償弁を、ポンプ
   圧と、アクチユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との
   差圧の大小にかかわらず常に所定開度以上開いておくよ
   うに制御し、上記アクチユエータのうちの第２のアクチ
   ユエータに係る流量制御弁を制御する第２の分流補償弁
   を、上記差圧が所定の差圧以下のときに常に閉じておく
   ように制御する分流補償弁制御手段を設けたことを特徴
   とする土木・建設機械の油圧駆動装置。
2. （２）　主油圧ポンプから吐出される流量を、ポンプ圧
   とアクチユエータの最大負荷圧との差圧に応じて制御す
   る流量制御手段を備えたことを特徴とする請求項（１）
   記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
3. （３）　流量制御手段が、主油圧ポンプの目標流量を指
   令する指令装置と、この指令装置から出力される指令信
   号に応じて主油圧ポンプの吐出量を制御する吐出量制御
   手段とを含むことを特徴とする請求項（１）記載の土木
   ・建設機械の油圧駆動装置。
4. （４）　分流補償弁制御手段が、原動機の回転数を検出
   する回転数検出装置と、ポンプ圧とアクチユエータの最
   大負荷圧との差圧を検出する差圧検出装置と、これらの
   回転数検出装置及び差圧検出装置から出力される信号に
   応じて第１の分流補償弁、第２の分流補償弁のそれぞれ
   の駆動部に制御力を与える制御力付加手段とを含むこと
   を特徴とする請求項（１）記載の土木・建設機械の油圧
   駆動装置。
5. （５）　制御力付加手段が、差圧検出装置及び回転数検
   出装置に接続され、あらかじめ原動機の回転数と圧力補
   償目標制御力との第１の関数関係、第１の分流補償弁に
   係る差圧と第１の制御力との第２の関数関係、第２の分
   流補償弁に係る差圧と第２の制御力との第３の関数関係
   を記憶する記憶部、及び上記第１、第２、第３の関係に
   基づいて第１の分流補償弁を制御する第１の制御力、第
   ２の分流補償弁を制御する第２の制御力をそれぞれ求め
   る演算部を含むコントローラと、このコントローラから
   出力される第１の制御力、第２の制御力にそれぞれ相当
   する第１の制御力信号、第２の制御力信号に応じて第１
   の分流補償弁、第２の分流補償弁の駆動部のそれぞれに
   与えられる制御圧力を発生させる制御圧力発生手段とを
   備えたことを特徴とする請求項（４）記載の土木・建設
   機械の油圧駆動装置。
6. （６）　制御圧力発生手段が、パイロツト油圧源と、こ
   のパイロツト油圧源と第１の分流補償弁の駆動部との間
   に配置され、コントローラから出力される第１の制御力
   信号に応じて作動する電磁弁と、パイロツト油圧源と第
   ２の分流補償弁の駆動部との間に配置され、コントロー
   ラから出力される第２の制御力信号に応じて作動する上
   記電磁弁とは異なる電磁弁とを含むことを特徴とする請
   求項（５）記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
7. （７）　分流補償弁は、その一方の駆動部に、当該分流
   補償弁が開く方向に作動するように付勢するばねを有す
   るとともに、他方の駆動部に制御力が与えられることを
   特徴とする請求項（１）記載の土木・建設機械の油圧駆
   動装置。
8. （８）　分流補償弁は、その一方の駆動部が、当該分流
   補償弁を開く方向に力を与える制御力を受ける受部を形
   成することを特徴とする請求項（１）記載の土木・建設
   機械の油圧駆動装置。
9. （９）　分流補償弁は、その一方の駆動部に、当該分流
   補償弁が開く方向に作動するように付勢するばねを有す
   るとともに、制御力に応じて上記ばねのプリセツト力を
   可変にする手段を有することを特徴とする請求項（１）
   記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
10. （１０）　分流補償弁の一方の駆動部に接続して、当該
    分流補償弁が開く方向に作動するように一定圧力を供給
    する圧力供給手段を設けるとともに、他方の駆動部に制
    御力が与えられることを特徴とする請求項（１）記載の
    土木・建設機械の油圧駆動装置。