JPH04194405A - ロードセンシングシステムにおける複数ポンプの分・合流切換装置 - Google Patents

ロードセンシングシステムにおける複数ポンプの分・合流切換装置

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JPH04194405A
JPH04194405A JP2323716A JP32371690A JPH04194405A JP H04194405 A JPH04194405 A JP H04194405A JP 2323716 A JP2323716 A JP 2323716A JP 32371690 A JP32371690 A JP 32371690A JP H04194405 A JPH04194405 A JP H04194405A
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actuator
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Masafumi Tsuji
雅文 辻
Hiroshi Imai
寛 今井
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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、ロードセンシングシステムにおける複数ポン
プの分・合流切換装置に関する。
［従来の技術］ 第４図はロードセンシンクシステムを備えた油圧機械、
たとえば油圧式掘削機における油圧回路の一部を概略的
に示したもので、各方向切換弁の内部回路や各アクチュ
エータから油タンクに至る戻り回路等の記載を省略して
いる。これらの詳細□　については本発明者らがさきに
出願した特願平１−８２９６１と同一である。
第４図において油圧式掘削機の油圧駆動装置は、エンジ
ン等の。動力源によって駆動される可変容量形油圧ポン
プ（以テボンブという）１と、このポンプ１が吐出する
圧油によって駆動されるアーム、アーム、パケット等の
作業機や旋回装置用のアクチュエータ２，３等と、ポン
プ１から前記アクチュエータ２，３等に送られる圧油の
方向を切り換える方向切換弁４，５等と、ポンプ１が吐
出する圧油の流量を制御するＴ　Ｖ　Ｃ弁１９、ＬＳＳ
２Ｏ２サーボ機構２９とを備えている。
前記方向切換弁４．５等はポンプｌに吐出回路１１て接
続され、ＴＶＣ弁１９は、前記吐出回路１．１から分岐
する回路３０とパイロット回路３１とを介してポンプ吐
出圧ｐｐを受け、Ｐｐの変動に応してポンプ吐出量Ｑρ
を制御している。またＬＳＳ２Ｏ２一端は、前記回路３
０とパイロット回路３２とを介してポンプ１の吐出圧Ｐ
、を受け、他端はパイロット回路２７を介して各アクチ
ュエータ２，３等の負荷圧の最大値ＰＬＳを受け、サー
ボ機構２９を介してポンプ１の吐出容積Ｑｐを制御して
いる。
各アクチュエータ２．３等の負荷圧は、シャトル弁３３
．３４等に接続されたパイロット回路３５．３６等を介
して、その最高圧が各アクチュエータへの回路３７．３
８等に設置された圧力補償弁３９．４０等に導かれてい
る。
また、２個以上のポンプを有する場合は、上記構成の油
圧回路が２個以上配設された上、各ポンプから方向切換
弁に至る吐出回路間に合流回路を設け、各ポンプの吐出
量を常時合流させて各アクチュエータに供給している。
［発明が解決しようとする課題］ １個のポンプによって各アクチュエータを駆動する場合
、または２個以上のポンプを常時合流させて使用してい
る場合は、各アクチュエータに加えられている負荷圧の
中で、最高の圧力がシャトル弁を介してロードセンシン
グ圧としてＬＳ弁に伝達され、ポンプ吐出圧Ｐｐは前記
ロードセンシング圧によって決まる。そのため、低電荷
圧のアクチュエータに対しても高圧油が送られ、方向切
換弁を経て圧力補償弁を通る際に熱に転換される。
この分がエネルギーロスとなる。
たとえばアームを手前に引き寄せながら、パケットで掘
削する場合、アーム駆動に要する油圧は３００ｋｇ／ｃ
ｍ２であるため、第５図に示すポンプ出力線図からポン
プ吐出量は、負荷圧Ｏの場合の１／２となる。そこでパ
ケットシリンダ、アームシリンダへの出力配分は下記の
通りとなる。
（吐出圧）（吐出量比） パケットシリンダ：　３００　Ｘ　０１２５　＝７５ア
ーム　シリンダ：　３００　Ｘ　Ｏ，２５＝７５しかし
、パケットの駆動に必要な圧力は２００ｋｇ／ｃｍ２で
あるから、アームとパケットとを動かすためのポンプ出
力（指数）合計１５０のうち、無駄になる出力（指数）
は、 （３００−２００）Ｘｏ、２５＝２５ である。すなわち第５図においてＡの部分がアームシリ
ンダに、またＢの部分がパケットシリンダに使用され、
Ｃの部分に相当する２５のエネルギーが無駄に消費され
ていることになる。
本発明は上記従来の問題点に着目し、油圧駆動装置を構
成する各７クチユエータに必要な油量を供給するととも
に、エネルギーロスの発生を防止することができるよう
な、ロードセンシングシステムにおける複数ポンプの分
・合流切換装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明に係るロードセンシン
グシステムにおける複数ポンプの分・合流切換装置は、 ポンプと、このポンプが吐出する圧油によって駆動され
る油圧アクチュエータと、前記ポンプから油圧アクチュ
エータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と
、ポンプから吐出される圧油の流量を制御する吐出量制
御手段とからなる油圧駆動システムを複数組備えた油圧
駆動装置において、 各ポンプから方向切換弁に至るおのおのの吐出回路を互
いに連結する合流回路を設け、前記合流回路上に分・合
流切換弁を設けるとともに、油圧アクチュエータ操作レ
バーのＯＮ、ＯＦＦを検出する手段と、前記検出手段に
よる検出結果に基づいて分・合流切換弁を切り換える手
段とを設ける構成とし、このような構成において、 油圧アクチュエータ操作レバーのＯＮ、ＯＦＦ検出手段
に代えて、各ポンプまたは各アクチュエータの油圧を検
出する手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて
分・合流切換弁を切り換える手段とを設けてもよい。
上記構成において、油圧アクチュエータ操作レバーのＯ
Ｎ、ＯＦＦ検出手段、各ポンプまたは各アクチュエータ
の油圧検出手段、および前記検出手段による検出結果に
基づいて分・合流切換弁を切り換える手段は、油圧、電
気または機械的手段のいずれかによるもの、またはこれ
らを組み合わせたものとした。
［作用コ 上記構成によれは、各ポンプから方向切換弁に至る吐出
回路を合流回路によって互いに連結し、前記合流回路上
に分・合流切換弁を設けた上、前記分・合流切換弁の切
り換えを油圧アクチュエータ操作レバーのＯＮ、ＯＦＦ
、または各ポンプ、各アクチュエータの油圧変化によっ
て行うこととしたので、各アクチュエータの負荷圧の差
が大きいとき、すなわち各ポンプ吐出圧の差が大きいと
きは分・合流切換弁を作動させず、各ポンプはそれぞれ
のアクチュエータ負荷に応じた吐出圧と吐出量で駆動さ
れる。また各アクチュエータの負荷圧の差が比較的小さ
くて要求流量の差が大きいときは、必要に応じて分・合
流切換弁を切り換えると各ポンプの吐出量が合流し、各
ポンプの合計出力をフルに活用して効率よく油圧アクチ
ュエータを動かすことができる。その結果ポンプが過剰
に出力してエネルギーを無駄に消費したり、あるいは複
数ポンプの合計出力を十分に活用することができずに油
圧アクチュエータの動きが遅くなるといった不具合発生
を防止することができる。
［実施例コ 以下に本発明に係るロードセンシングシステムにおける
複数ポンプの分・合流切換装置の実施例について、図面
を参照して詳細に説明する。
第１図において、エンジン等の動力源によって駆動され
るポンプ１と、このポンプｌが吐出する圧油によって駆
動されるブーム、アーム、パケット等の作業機や旋回装
置用のアクチュエータ２゜３等との間に、ポンプｌから
アクチュエータ２゜３等に送られる圧油の方向を切り換
える方向切換弁４，５等が設けられ、これと同様にポン
プ６と、このポンプ６が吐出する圧油によって駆動され
るアクチュエータ７．８等との間に、ポンプ６からアク
チュエータ７．８等に送られる圧油の方向を切り換える
方向切換弁９，１０等が設けられている。
前記ポンプｌ、ポンプ６の容量は同一で、合計容量は従
来の１ポンプ形のものに等し・い。
ポンプｌの吐出回路１１とポンプ６の吐出回路１２とは
合流回路１３て連結され、この合流回路１３上に分・合
流切換弁１４が設けられている。
分・合流切換弁１４は２ボ一ト２位置切換＃て、電磁切
換弁１５を介して油圧ポンプ１６から送られるパイロッ
ト圧によって切り換えられ、電磁切換弁１５のソしノイ
ドはコントローラ１７からの出力電流によ）て励磁され
る。
前記吐出回路１１から分岐するパイロット回路１８は、
ポンプ１の吐出量を制御するＴＶｃ弁１９およびＬＳＳ
２Ｏ２接続されるとともに、分岐回路２１はポンプ６の
吐出量を制御するＴＶＣ弁２２に接続されている。また
吐出回路１２から分岐するパイロット回路２３は、ポン
プ６の吐出量を制御するＴＶＣ弁２２およびＬＳ弁２４
に接続されるとともに、分岐回路２５はポンプｌの吐出
量を制御するＴ　Ｘｉ　Ｃ弁１９に接続されている。な
お各作業機操作レバー２６にはポテンショメータ等の位
置検出センサが取着され、前記作業機操作レバー２６の
ＯＮ、ＯＦＦ信号は前記コントローラ１７に人力される
。
前記ＬＳ弁２０．２４の他端にはそれぞれパイロット回
路２７．２８が接続され、各アクチュエータ２，３等あ
るいはアクチュエータ７．８等の負荷圧のうちそれぞれ
最高の圧力が導かれている。
アクチュエータ２をパケットシリンダ、アクチュエータ
７をアームシリンダとし、アームを引き寄せつつパケッ
トで掘削する複合同時操作を行う場合、さきに述べた通
りアクチュエータ２の駆動には２００ｋｇ／ｃｍ”、ア
クチュエータフの駆動には３００ｋｇ／ｃｍ２を要する
ので、ボンブスの吐出圧は２００ｋｇ／ｃｍ２、ポンプ
６の吐出圧は３００ｋｇ／ｃｍ２どなる。従来の１ポン
プの最大流量Ｑ１ｔｌとすると、コントローラ１７の指
令電流によってＴＶＣ弁１９が作動し、ポンプ１は第２
図に示すように、・ ２００ｋｇ／ｃｍ２　Ｘｏ、３Ｑ＝６０に相当するエン
ジン馬力を吸収し、 ２５０ｋｇ／ｃｍ２Ｘ０．３Ｑ＝７５ に相当する最大吸収馬力に対して余裕をもって駆動され
る。このときのポンプ１の吸収馬力は斜線部Ｂである。
エンジンの前記余裕馬力はポンプ６に振り向けることが
でき、ポンプ６の吸収馬力は第３図において実線で示し
たカーブから点線で示したカーブに移行し、ポンプ６は ３００ｋｇ／ｃｍ２Ｘ０．３Ｑ＝９０ に相当するエンジン馬力を吸収する。これは斜線部Ａに
相当し、ポンプ１．　６の吸収馬力の合計は１５０（指
数）であり、従来の１ポンプと同一である。
上記のようにポンプを分割したことによって、各アクチ
ュエータへのポンプ出力配分は次のようになる。
（吐出圧）（吐出量比） バケ・ントシリンダ：　２００　　Ｘ　　Ｏ，３＝６０
アーム　シリンダ：　３００　　Ｘ　　Ｏ，３＝９０ポ
ンプ出力（指数）の合計は１５０て従来と同一であるが
、従来アームに振り向けられていたポンプ出力（指数〉
７５が９０となるので、ポンプ出力（指数）は１５増大
したことになり、アームシリンダに供給される吐出量比
が０．０５増加して、アーム駆動速度の増加をもたらす
。また従来パケットシリンダに振り向けられていたポン
プ出力（指数）７５が６０となるが、圧力補償弁におけ
る減圧ロスがＯとなるので、吐出量比が０．２５から０
．３　に増大した分だけパケット駆動速度の増加をもた
らす。すなわち従来無駄に消費されていたポンプ出力（
指数）２５がすべて有効に活用され、作業のサイクルタ
イムが短縮される。
分・合流切換弁１４の合流側への切り換えは、複数のア
クチュエータの負荷圧がほぼ同等で、要求流量に差があ
る場合にコントローラ１７の指令によって行われる。た
とえば掘削が終わり、パケットにすくい込まれた土砂を
ダンプトラック等に積み込むため、ブーム上げと旋回の
複合同時操作を行うときには、ブームシリンダによって
ブーム、アーム、パケットと、パケットにすくい込まれ
た土砂の合計重量を押し上げなければならず、ブームシ
リンダを駆動するポンプ負荷は大きくなる。
一方、旋回用油圧モータを駆動するポンプも旋回起動時
の負荷が大きいので、オペレータが前記複合同時操作を
行うと、各作業機操作レバー２６に取着されたポテンシ
ョメータがブーム上げと旋回の信号をコントローラ１７
に入力し、コントローラ１７は電磁切換弁１５のソレノ
イドを励磁する。
これにより分・合流切換弁１４は合流側へ切り換えられ
、２個のポンプの合計出力でアクチュエータを特徴する 請求項（２）の実施例は、オペレータが操作する作業機
操作レバーの組み合せに基づいてコントローラが分・合
流切換弁を切り換える方式に代えて、各ポンプの吐出圧
または各７クチユエータに加えられる負荷圧の大小によ
って分・合流切換弁を切り換える方式である。各ポンプ
または各アクチュエータにはそれぞれ圧力センサが取着
され、各圧力センサの出力信号がコントローラに入力さ
れると、コントローラはそれぞれのポンプまたはアクチ
ュエータに加わる負荷の大きさをあらかじめ設定した圧
力値と比較し、複数のポンプの吐出圧または複数のアク
チュエータ・の負荷圧が設定値を超えた場合に、電磁切
換弁を介して分・合流切換弁に合流指令を出す。
このように本実施例ではポンプを複数個に分割し、それ
ぞれのポンプに少なくとも一つ以上のアクチュエータを
分担させ、各ポンプの吐出圧の差が大きいときは分流さ
せて、それぞれ必要最小限の出力でアクチュエータを駆
動することにより、エネルギーロスの発生を防止するこ
とにした。また、各ポンプの吐出量がアンバランスにな
る場合には各ポンプの吐出量を合流させ、各ポンプの出
力をバランス良く活用することにした。
本実施例では作業機操作レバーのＯＮ、ＯＦＦ検出、ポ
ンプまたはアクチュエータの負荷圧検出手段に電気を用
いたが、これに限るものではなく、作業機操作レバーの
ＯＮ、ＯＦＦをそれぞれの方向切換弁を作動させるパイ
ロット圧によって検出し、あるいは操作レバーの動きを
機械的に検出してもよく、分・合流切換弁を電磁弁とし
て、コントローラが直接切り換えるようにしてもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれは、アクチュエータを
駆動するポンプを複数個に分割し・たので、各ポンプは
それぞれ分担するアクチュエータの要求圧力、流量に応
して動力源から馬力を吸収し、アクチュエータを駆動す
るので、圧力補償弁において発生する熱損失が減り、省
エネルギー効果が得られるとともに、作業のスピードア
ップを図ることができる。
また、複数のポンプの吐出油を合流させた場合には、各
アクチュエータの必要に応じて流量の応援をすることが
でき、それぞれのアクチュエータを効率良く駆動するこ
とができるので、作業能率を著しく向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例に係るロードセンシングシステムにおけ
る複数ポンプの分・合流切換装置を備えた油圧式掘削機
の概略油圧回路図、第２図および第３図はアーム・パケ
ット掘削時の２個のポンプの吸収馬力を示す説明図で、
第２図はパケット駆動側ポンプの吸収馬力を示し、第３
図はアーム駆動側ポンプの吸収馬力を示す。第４図は従
来の１ポンプによる油圧式掘削機の概略油圧回路図、第
６図は第４図に示した油圧駆動装置において、アーム・
パケット掘削時のポンプ出力配分を示す説明図である。 １．６・・、・・・・可変容量形油圧ポンプ２、　３．
　７．　８・・・・・・油圧アクチュエータ４、　５．
　９．　１０・・・・・・方向切換弁１１．１２・・・
・・・吐出回路 １３・・・・・・合流回路 １４・・・・・・分・合流切換弁 ２６・・・・・・操作レバー 出願人　　株式会社　小松製作所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）可変容量形油圧ポンプと、この可変容量形油圧ポ
    ンプが吐出する圧油によって駆動される油圧アクチユエ
    ータと、前記可変容量形油圧ポンプから油圧アクチュエ
    ータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、
    可変容量形油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御
    する吐出量制御手段とからなる油圧駆動システムを複数
    組備えた油圧駆動装置において、 各可変容量形油圧ポンプから方向切換弁に至るおのおの
    の吐出回路を互いに連結する合流回路を設け、前記合流
    回路上に分・合流切換弁を設けるとともに、油圧アクチ
    ュエータ操作レバーのＯＮ，ＯＦＦを検出する手段と、
    前記検出手段による検出結果に基づいて分・合流切換弁
    を切り換える手段とを設けたことを特徴とするロードセ
    ンシングシステムにおける複数ポンプの分・合流切換装
    置。
  2. （２）油圧アクチュエータ操作レバーのＯＮ，ＯＦＦ検
    出手段に代えて、各ポンプまたは各アクチュエータの油
    圧を検出する手段と、前記検出手段による検出結果に基
    づいて分・合流切換弁を切り換える手段とを設けたこと
    を特徴とする請求項（１）記載のロードセンシングシス
    テムにおける複数ポンプの分・合流切換装置。
  3. （３）油圧アクチュエータ操作レバーのＯＮ，ＯＦＦ検
    出手段、各ポンプまたは各アクチユエータの油圧検出手
    段、および前記検出手段による検出結果に基づいて分・
    合流切換弁を切り換える手段が、油圧、電気または機械
    的手段のいずれかによるもの、またはこれらを組み合わ
    せたものであることを特徴とする請求項（１）または請
    求項（２）記載のロードセンシングシステムにおける複
    数ポンプの分・合流切換装置。
JP2323716A 1990-11-27 1990-11-27 ロードセンシングシステムにおける複数ポンプの分・合流切換装置 Pending JPH04194405A (ja)

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