JPH0745749B2 - 油圧駆動機械の油圧駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、走行装置と複数の作業装置とを併設し、各
種作業を行なう油圧作業機械の油圧駆動回路に関する。

〔従来の技術〕

例えば、油圧作業機械の一つとして知られる油圧シヨベ
ルでは、走行と各種作業を並行して行なうことが多い。
このため、油圧シヨベルの油圧駆動（操作）回路として
は、センタバイパス付きのオープンセンタ弁を用い、ア
クチユエータ（負荷）の速度制御はブリードオフ制御方
式及びメータアウト制御方式の併用となつている。

しかし、ブリードオフ制御方式の場合、ブリードオフ損
失を伴うとか、負荷圧力の大小により速度制御域が変化
してしまうなどなどの理由から、これらを改善する方法
として従来から第２図に示すロードセンシングシステム
が採用されている。

第２図にこの従来例に係るロードセンシングシステムの
油圧回路を示す。同図において、この油圧回路は、第１
の油圧ポンプ11の吐出側に接続された第１の油圧回路12
と、第２の油圧ポンプ41の吐出側に接続された第２の油
圧回路42とからなり、第１の油圧回路12、第２の油圧回
路42とも油圧タンク61から該第１および第２の油圧ポン
プ11,41により吸い込まれて該油圧タンク61に戻るオー
プン回路である。

第１の油圧回路12には、クローズドセンタ形式で負荷圧
検出ポート13a,14a,15a,16aをそれぞれ有し、第１の走
行用アクチユエータすなわち右走行用アクチユエータを
駆動する方向制御弁としての右走行用切換弁13と、ブー
ム用アクチユエータを駆動するブーム用切換弁14と、バ
ケツト用アクチユエータを駆動するバケツト用切換弁15
と、アーム用アクチユエータを駆動するアーム用切換弁
16が、第１の油圧ポンプ11の吐出側からこの順で並列に
接続され、一つの弁グループを形成している。

また、各切換弁13,14,15,16の弁入口側には、それぞれ
圧力補償弁13b,14b,15b,16bが設けられている。そし
て、該負荷圧検出ポート13a,14aから導かれた負荷圧
は、高圧側選択手段としての第１のシヤトル弁17の両端
に導かれ、負荷圧検出ポート15a,16aから導かれた負荷
圧は第２のシヤトル弁18に導かれ、さらに、第１のシヤ
トル弁17と第２のシヤトル弁18の出口側がそれぞれ第３
のシヤトル弁19の両端に接続され、この第３のシヤトル
弁19で選択された上記四つの切換弁13,14,15,16のうち
の最大の負荷圧が第１の油圧ポンプ11の傾転制御機構部
11aに導かれ、可変容量型の第１の油圧ポンプ11の吐出
流量が一定になるように該負荷圧の差圧に応じて流量を
制御する。

一方、第２の油圧回路には、上記切換弁と同様のクロー
ズドセンタ形式で負荷圧検出ポート43a,44a,45a,46aを
それぞれ有し、旋回用アクチユエータを駆動する旋回用
切換弁43と、ブーム用アクチユエータを駆動するブーム
用切換弁44と、アーム用アクチユエータを駆動するアー
ム用切換弁45と、第２の走行用アクチユエータすなわち
左走行用アクチユエータを駆動する方向制御弁としての
左走行用切換弁46が、第２の油圧ポンプ41の吐出側から
この順でそれぞれ並列に接続され、一つの弁グループを
第１の油圧回路12と同様に形成している。この弁グルー
プの各切換弁43,44,45,46の弁入口側にもそれぞれ圧力
補償弁43b,44b,45b,46bが設けられている。

また、該負荷圧検出ポート43a,44aから導かれた負荷圧
は、第４のシヤトル弁47の両端に導かれ、負荷圧検出ポ
ート45a,46aから導かれた負荷圧は第５のシヤトル弁48
に導かれ、さらに、両シヤトル弁47,48の出口側がそれ
ぞれ第６のシヤトル弁49の両端に接続される。そして、
第６のシヤトル弁49で選択された上記四つの切換弁43,4
4,45,46のうちの最大の負荷圧が第２の油圧ポンプ41の
傾転制御機構部41aに導かれ、可変容量型の第２の油圧
ポンプ41の吐出流量が、該負荷圧と吐出圧の差に応じて
一定になるように流量を制御している。

上記のような油圧駆動回路において、例えば第１の油圧
回路の右走行用切換弁13を操作すると、右走行用アクチ
ユエータの負荷圧が制御絞り13cを介して負荷圧検出ポ
ート13a、第１のシヤトル弁17、第３のシヤトル弁19か
ら第１の油圧ポンプ11の傾転制御機構部11aに導かれ、
負荷圧が予め設定した圧力よりも大きくなると傾転制御
機構部11aを作動させて、第１の油圧ポンプ11の吐出量
を小さくし、逆に負荷圧が予め設定した圧力よりも小さ
くなると吐出量を大きくする。このようにして、制御絞
り13a前後の差圧を一定に保ち、負荷圧の大小に影響さ
れずに、絞り面積に比例した流量に設定する。上記制御
絞りはこの右走行用切換弁13にだけ設けられているわけ
ではなく、他の切換弁14,15,16にも同様に設けられ、図
において符号14c,15c,16cをそれぞれ付してある。

この状態で更にブーム用切換弁14、バケツト用切換弁1
5、アーム用切換弁16のいずれか一つ、例えば該走行用
アクチユエータより負荷圧が小さいアーム用アクチユエ
ータを駆動するためにアーム用切換弁16を操作すると、
第１の油圧ポンプ11からはアーム用切換弁16側にも吐出
され、上記傾転制御機構部11aへは第１及び第２のシヤ
トル弁17,18と、第３のシヤトル弁19から選択された負
荷圧大の右走行用切換弁13の制御絞り13a前後の差圧が
一定になるように吐出流量を調整する。このときの吐出
流量は、アーム用切換弁16を単独で操作したときより右
走行切換弁13を介して第１の走行用アクチユエータに供
給される量だけ多くなつており、かつ、右走行用切換弁
13を流れる流量は、右走行用切換弁13を単独で操作した
ときより差圧が大きくなつているため本来ならば多量と
なるが、圧力補償弁13b,14b,15b,16bを用いて各切換弁1
3,14,15,16の制御絞り13c,14c,15c,16cの前後差圧が予
め設定した圧力以上になると、弁前後の差圧を一定に保
つようにし、負荷圧小側の切換弁14ないし16に多量の圧
油が流れ込むのを防止している。

この構造は、第２の油圧回路42についても同様であり、
各切換弁43,44,45,46の制御絞り43c,44c,45c,46cの前後
の差圧に応じて第２の油圧ポンプ41の傾転制御機構41a
を制御して、同様の動作を行なわせている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のような油圧回路では、圧力補償弁13b,
14b,15b,16b,43b,44b,45b,46bを導入することで原理的
には負荷圧小側で吐出流量が消費され、負荷圧大側の駆
動が不能になる負荷干渉は回避されるはずである。しか
し、負荷圧差のある負荷を同時操作したとき、圧力補償
が有効に動作するのは、第１及び第２の油圧ポンプ11,4
1の吐出流量に余裕がある時に限られ、もしも、油圧ポ
ンプ11,41の吐出流量を負荷圧小側で消費するという状
態になると、圧力補償弁13b,14b,15b,16b,43b,44b,46b
が機能せず、負荷圧大側のアクチユエータの同時駆動が
不可能になる。

この同時駆動として一番重要な動作は、走行と他の作業
要素を同時に駆動して、一つの作業を行なわせることで
あるが、左・右走行用切換弁13,46を他のアクチユエー
タを駆動する切換弁と同時に操作したとき、他のアクチ
ユエータ（負荷）が組み合わされた側で走行用アクチユ
エータに供給される流量が減少するという現象が生じる
場合がある。このようにして、第１及び第２の走行用ア
クチユエータに供給する流量が減少すると、減少したア
クチユエータ側へ曲がることになるので、正確な作業が
出来なくなる。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたもの
で、その目的は、負荷圧差のある複数のアクチユエータ
を同時に駆動しても負荷干渉が生じることなく、走行の
直進性を保証出来る油圧作業機械の油圧駆動回路を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、この発明は、複数のアクチ
ユエータを駆動するための少なくとも第１及び第２の油
圧回路を含み、第１の油圧回路は、第１の油圧ポンプ
と、第１の油圧ポンプから関連するアクチユエータへの
圧油の流れをそれそれ制御するための複数の方向制御弁
を含む第１の弁グループを有し、第２の油圧回路は、第
２の油圧ポンプと第２の油圧ポンプから関連するアクチ
ユエータへの圧油の流れをそれぞれ制御するための複数
の方向制御弁を含む第２の弁グループとを有し、前記複
数のアクチユエータは少なくとも第１及び第２の走行用
アクチユエータとを含み、上記第１及び第２の油圧ポン
プがそれぞれ第１及び第２の油圧回路のアクチユエータ
の負荷圧とそれぞれの油圧ポンプとの差圧に応じて吐出
量を増減する可変容量型の油圧ポンプである油圧作業機
械の油圧駆動回路において、第１の油圧ポンプの吐出進
路から分岐し、第２の走行用アクチユエータを駆動制御
する方向制御弁の弁入口と接続する分岐通路に、常時は
分岐通路を遮断し、第１の走行用アクチユエータ以外の
第１の油圧回路の少なくとも一つのアクチユエータを駆
動制御する方向制御弁を操作した時に該分岐回路を連通
する弁手段と、第２の走行用アクチユエータを駆動する
方向制御弁の弁入口の第２の油圧ポンプの吐出側に、常
時は該方向制御弁の入口部と第２の油圧ポンプの吐出側
を流れ方向規制手段を介して連通し、第２の走行用アク
チユエータ以外の第２の油圧回路の少なくとも一つのア
クチユエータを駆動する方向制御弁を操作した時に該入
口部と第２の油圧ポンプの吐出側とを流れ方向規制手段
と流れ抵抗手段とを介して連通する手段と、第１の走行
用アクチユエータを駆動制御する方向制御弁の弁出口側
に、常時は第１の油圧ポンプの吐出側と該弁出口側より
下流側の油圧回路とを連通し、該方向制御弁の操作時に
は第１の油圧ポンプの吐出側と該弁出口側より下流側の
油圧回路との連通を遮断する手段と、を備えた構成にし
てある。

〔作用〕

上記手段によれば、走行用アクチユエータと他の作業要
素を同時に駆動する際には、分岐回路を連通することに
より、第１の油圧ポンプの一つの油圧ポンプだけで第１
の走行用アクチユエータを駆動する方向制御弁と第２の
走行用アクチユエータを駆動する方向制御弁とに圧油を
供給し、かつ第２の油圧ポンプからは他の作業を行なう
アクチユエータに圧油を供給出来るので、少なくとも走
行と、他の作業の動力供給系統を分離することが出来
る。それ故、走行と他の動作が複合しても、負荷干渉が
生じることはなく、意図しないで曲がつた方向に走行す
ることはない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は実施例に係る油圧作業機械の油圧駆動回路であ
る。同図において、第２図に示した従来例と同一もしく
は同一とみなせる構成要素には同一の符号を付してあ
る。

この実施例に係る油圧駆動回路は、基本的には、第１の
油圧ポンプ11の吐出側に接続された第１の油圧回路12
と、第２の油圧ポンプ41の吐出側に接続された第２の油
圧回路42とからなつている。第１の油圧回路12には、従
来例と同様にクローズドセンタ形式で、負荷圧検出ポー
ト13a,14a,15a,16a及び制御絞り13c,14c,15c,16cをそれ
ぞれ備えた右走行用切換弁13と、ブーム用切換弁14と、
バケツト用切換弁15と、アーム用切換弁16とが接続され
ている。

また、右走行用切換弁13の弁入口側とブーム用切換弁14
の弁入口側とを結ぶ管路12aには、制御信号S₃により動
作する弁31が設けられ、バケツト用切換弁15の弁入口側
とアーム用切換弁16の弁入口側とを結ぶ管路12bには制
御信号S₅によつて動作する弁32が設けられている。そし
て、各負荷圧検出ポート13a,14a,15a,16aからは、従来
例と同様の第１ないし第３のシヤトル弁17,18,19を介し
て第１の油圧ポンプ11の傾転制御機構部11aに最大の負
荷圧が導かれる。

一方、第２の油圧回路42には、上記切換弁13,14,15,16
と同様のクローズド形式で、負荷圧検出ポート43a,44a,
45a,46aと制御絞り43c,44c,45c,46cをそれぞれ有する旋
回用切換弁43、ブーム用切換弁44、アーム用切換弁45、
左走行用切換弁46がこの順で並列に接続され、各負荷圧
検出ポート43a,44a,45a,46aからは同様にして第１ない
し第３のシヤトル弁47,48,49を介して最大の負荷圧が第
２の油圧ポンプ41の傾転制御機構部41aに導かれる。そ
して、ブーム用切換弁44とアーム用切換弁45の弁入口側
を結ぶ管路42aには、制御信号S₄により作動する弁33
が、また、アーム用切換弁45の弁入口側と左走行用切換
弁46の弁入口側を結ぶ管路42bには弁34が設けられてい
る。

さらに、第１の油圧回路12の第１の油圧ポンプ11の吐出
側と、第２の油圧回路42の左走行用切換弁46の弁入口側
とを結ぶ分岐回路36には、制御信号S₁により作動する弁
35が設けられている。

これらの弁31ないし35のうち、弁31,32は制御信号の非
入力時に管路を連通し、制御信号の入力時に管路を閉鎖
するように設定された弁で、弁33,34は逆止め弁と絞り
とを組み合わせた弁で、制御信号の非入力時には、管路
を逆止め弁を介して連通し、制御信号の入力時には絞り
と逆止め弁を介して管路を連通するように設定されてい
る。この場合には、制御信号が入力されると逆止め弁の
下流側に絞りが形成されるように設定することも出来
る。また、弁35は制御信号の非入力時には管路を閉鎖
し、制御信号入力時に管路を連通するように設定された
弁である。

上記弁31,32,33,34,35を作動させる制御信号S₁ないしS₅
は次のような動作の時に発生する。

制御信号S₁，S₂は、旋回用切換弁43、ブーム用切換
弁44及びアーム用切換弁445のいずれかを操作したと
き。

制御信号S₃は右走行用切換弁13を操作したとき。

制御信号S₄は旋回用切換弁43を操作したとき。

制御信号S₅は第１の油圧回路12の右走行用切換弁1
3、ブーム用切換弁14及びバケツト用切換弁15を操作し
たとき。

次に、上記のように構成した油圧駆動回路の動作を説明
する。

第１及び第２の走行用アクチユエータと他のアクチユエ
ータとを組み合わせた場合には次のようになる。すなわ
ち、右走行用切換弁13の操作により、制御信号S₃が発生
し弁31が作動して管路12aを閉鎖する。これにより第１
の油圧ポンプ11から吐出された圧油は該弁31により下流
側のブーム用切換弁14、バケツト用切換弁15及びアーム
用切換弁16側には供給されず、該切換弁14,15,16によつ
て操作されるブーム用アクチユエータ、バケツト用アク
チユエータ及びアーム用アクチユエータこれらの切換弁
14,15,16によつては駆動されない。

そして、第２の油圧回路42側の旋回用切換弁43、ブーム
用切換弁44あるいはアーム用切換弁45のいずれかと左走
行用切換弁46を操作すると制御信号S₁，S₂が発生し、弁
34,35が作動する。この結果、分岐管路35が連通し第１
の油圧ポンプ11の吐出油は、右走行用切換弁13及び左走
行用切換弁46に分散され、第２の油圧ポンプ41の吐出油
は、絞り34aによつて所定の流量を確保した状態で旋回
用切換弁43、ブーム用切換弁44及びアーム用切換弁45に
供給されるので、走行の直進性を保つた状態で旋回用ア
クチユエータ、ブーム用アクチユエータ、アーム用アク
チユエータの同時駆動が出来る。

また、第２の油圧回路42でバケツト用切換弁44とアーム
用切換弁45との間に設けられた弁33は、旋回用切換弁43
を操作した時に発生する制御信号S₄によつて作動する。
これにより、旋回用切換弁43とアーム用切換弁45を同時
操作したとき、負荷圧小のアーム用切換弁45側が絞り33
aを介して第２の油圧ポンプ41と接続されるので、両者
間の負荷圧差が解消され、同時操作が可能になる。

第１の油圧回路12の管路12bに設けた弁32は、同油圧回
路12に接続された右走行用切換弁13、ブーム用切換弁1
4、バケツト用切換弁15を操作したとき発生する制御信
号S₅により作動し、アーム用切換弁16と第１の油圧ポン
プ11との連通は断たれる。したがつて、アーム用アクチ
ユエータは第２の油圧ポンプ41と連通するアーム用切換
弁45によつて駆動が可能となり、この際上述したように
負荷の大きい旋回用切換弁43が操作されると弁33が作動
して管路42に絞り33aが現出し、負荷圧の大きなアクチ
ユエータと負荷圧の小さなアクチユエータの同時駆動が
可能になる。また、制御信号S₅がない状態、すなわち、
該右走行用切換弁13、ブーム用切換弁14、バケツト用切
換弁15を操作しないで、アーム用切換弁16と45とを同時
操作すると、一側のアーム用切換弁16からの圧油を図示
しない回路を介して他側のアーム用切換弁45に合流させ
てアームの作動速度を増速させることも可能となる。

なお、第１図に示した油圧回路において、第１の油圧回
路12のブーム用切換弁14とバケツト用切換弁15、及び第
２の油圧回路42の旋回用切換弁43とブーム用切換弁44と
がそれぞれ並列に接続されているのは、意図的なもので
あつて、負荷差を利用した順序動作をさせるためであ
る。

以上のように、上記実施例によれば、油圧シヨベルにお
いて、左・右（第１及び第２）の走行用アクチユエータ
に第１の油圧ポンプ11の吐出油を分配し、第２の油圧ポ
ンプ41の吐出油で他の作業を行なうことが出来るので、
走行の直進性を保つたうえで各種の作業を並行して行な
うことが出来る。

〔発明の効果〕

この発明は、以上のように構成されているので、走行動
作と他の作業要素を複合して作業を行なう場合には、第
１の走行用アクチユエータを駆動する方向制御弁と第２
の走行用アクチユエータを駆動する方向制御弁とには第
１の油圧ポンプの吐出油が供給され、他のアクチユエー
タの方向制御弁に対しては第２の油圧ポンプの吐出油が
供給されるので、負荷干渉の発生を回避することが可能
になり、走行の制御に影響を及ぼすことなく所望の作業
を行なうことが出来、複合作業時の走行動作において意
図しない曲がりや蛇行が生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る油圧駆動回路図、第２
図は従来例に係る油圧駆動回路図である。 11……第１の油圧ポンプ、12……第１の油圧回路、13…
…右走行用切換弁、14……ブーム用切換弁、15……バケ
ツト用切換弁、31,32,33,34,35……弁、33a,34a,……絞
り、36……分岐通路、41……第２の油圧ポンプ、42……
第２の油圧回路、43……旋回用切換弁、44……ブーム用
切換弁、45……アーム用切換弁、46……左走行用切換
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のアクチユエータを駆動するための少
   なくとも第１及び第２の油圧回路を含み、第１の油圧回
   路は、第１の油圧ポンプと、第１の油圧ポンプから関連
   するアクチユエータへの油圧の流れをそれぞれ制御する
   ための複数の方向制御弁を含む第１の弁グループを有
   し、第２の油圧回路は、第２の油圧ポンプと第２の油圧
   ポンプから関連するアクチユエータへの油圧の流れをそ
   れぞれ制御するための複数の方向制御弁を含む第２の弁
   グループとを有し、上記複数のアクチユエータは少なく
   とも第１及び第２の走行用アクチユエータとを含み、上
   記第１及び第２の油圧ポンプがそれぞれ第１及び第２の
   油圧回路のアクチユエータの負荷圧とそれぞれの油圧ポ
   ンプとの差圧に応じて吐出量を増減する可変容量型の油
   圧ポンプである油圧作業機械の油圧駆動回路において、 第１の油圧ポンプの吐出通路から分岐し、第２の走行用
   アクチユエータを駆動制御する方向制御弁の弁入口と接
   続する分岐通路に、常時は分岐通路を遮断し、第１の走
   行用アクチユエータ以外の第１の油圧回路の少なくとも
   一つのアクチユエータを駆動制御する方向制御弁を操作
   した時に該分岐回路を連通する弁手段と、 第２の走行用アクチユエータを駆動する方向制御弁の弁
   入口の第２の油圧ポンプの吐出側に、常時は該方向制御
   弁の入口部と第２の油圧ポンプの吐出側を流れ方向規制
   手段を介して連通し、第２の走行用アクチユエータ以外
   の第２の油圧回路の少なくとも一つのアクチユエータを
   駆動する方向制御弁を操作した時に該入口部と第２の油
   圧ポンプの吐出側とを流れ方向規制手段と流れ抵抗手段
   とを介して連通する手段と、 第１の走行用アクチユエータを駆動制御する方向制御弁
   の弁出口側に、常時は第１の油圧ポンプの吐出側と該弁
   出口側より下流側の油圧回路とを連通し、該方向制御弁
   の操作時には第１の油圧ポンプの吐出側と該弁出口側よ
   り下流側の油圧回路との連通を遮断する手段と、 を備えていることを特徴とする油圧作業機械の油圧駆動
   回路。