JPS62240485A - 作業機用油圧ポンプの馬力配分装置 - 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、作業機に搭載した２連可変容量形油圧ポンプ
の油圧回路に関するものである。

従来の技術 作業機に搭載した２連可変容量形油圧ポンプにはそれぞ
れの油圧ポンプにレギュレータが装着されていて、バイ
ロフト圧力指令によりポンプ傾転角を調整してポンプ吐
出流量を制御するようにしである。すなわち２個のポン
プの馬力を相互に干渉し、自己ポンプの流量を負荷によ
って最小から最大まで変化させるだけでなく相手ポンプ
の負荷をも感知して２個のポンプを相互に連動させ、そ
の合計馬力を自動的に制御し原動機の過負荷を防止する
ようにしである。そこで２連ポンプのたとえば個別全馬
力制御方式におけるレギュレータおよび油圧回路の作動
機能について述べる。

第７図は個別全馬力制御方式の油圧回路およびレギュレ
ータ７０．７０’の断面図、第８図は第１ポンプ１用レ
ギユレータ７０の断面図、第１０図は１個のポンプの吐
出圧力Ｐｄ−吐出量Ｑ線図である。第１０図Ｐｄ　−Ｑ
線上のＰ　ｄ　Ｉ−Ｑ　ｔで作動中のポンプ吐出圧がＰ
ｄ　−Ｑ［をこえてＰｄ、になったとき、第８図レギュ
レータ７０のポートヨ、油路７１を経てコンペン受圧室
７２にはたらく自己第１ポンプ圧により、コンペンピス
トン６５はコンペン用スプリング２６．２７．２８の力
と油圧Ｐｄ、とがつり合うまでパイロットピストン１８
を左方へ移動させる。バイロフトピストン１８の移動に
より第９図の如くスリーブ１９のタンクポート２９が開
口して、油室３０の油は油タンク１３へ排出される。そ
うすると、油室３２にはたらく油圧Ｐｄによりサーボピ
ストン２０は右方へ移動しポンプ吐出量を減少させる。

そしてサーボピストン２０のはたらきはフィードバック
機構３３によりスリーブ１９に伝達され、スリーブ１９
のタンクポート２９とパイロットピストン１８の開口部
が閉じられるまで作動を続け、ポンプ吐出量はＱｔにな
る。

次に第１．第２ポンプを同時使用した場合に、相手ポン
プの消費馬力骨だけ自己ポンプの入力馬力を小さくする
作動機能について述べる。第１１図に示すＰ−Ｑ線図に
おいて、Ｌｘ１ラインは相手ポンプの吐出圧Ｐ２がＰ♂
」の場合の自己ポンプのＰ−Ｑライン、Ｌｘｘラインは
相手ポンプの吐出圧が上昇した場合の自己ポンプのＰ−
Ｑラインである。第１．第２ポンプ１．２が作動してい
るとき、相手第２ポンプ圧力Ｐｙがはたらくとピストン
２１は左方に移動する。そしてピストン２１が移動し、
た寸法だけパイロットピストン１８を押しているスプリ
ング２７．２８のスプリング力が小さくなり、結果的に
は前記制御作動と同様な作動により自己第１ポンプ１の
吐出量が下がる。この減少量は相手ポンプ圧力に比例し
て変化するようにしであるので、常に原動機の出力をオ
ーバしないように全馬力を使用できる。

また、コンペンピストンブロック１６’のボートタにパ
イロット圧力Ｐｆを加えることにより滅馬力せしめるパ
ラシフト制御を行なうことができる。

第１Ｏ図Ｐｄ　−Ｑ線図におけるＰｄ＋　　Ｑ＋で第１
ポンプ１が作動中（ただしｐｆ−ｏ＞に、パイロット圧
力Ｐｆをボートタに加えるとコンペンピストン６５は左
方へ移動する。それでコンペンピストン６５が移動した
だけパイロットピストン１８を押しているスプリングは
たわみ、結果的には前記自己ポンプ圧力Ｐｄをポートヨ
へはたらかせたと同様な作動により第１ポンプｌの吐出
量はＱ。

に下がる。そのために、パイロット圧力Ｐｆを電磁比例
的にはたらかせポンプ入力馬力を低くするようにできる
。

第７図個別全馬力制御方式の油圧回路において、第１ポ
ンプ１の吐出油路３５とレギュレータ７０のポートおよ
びレギュレータ７０゛のポートヨ°、また第２ポンプ２
の吐出油路３８とレギュレータ７０のホートヨおよびレ
ギュレータ７０′のポート本。

はそれぞれ連通されている。一方、電気回路７３のスイ
ッチ７４を閉じるとソレノイド７５は作動し、電磁弁７
６は人位置よりつ位置に切換わる。

それで第３ポンプ３よりのパイロット圧がレギュレータ
Ｔｏ、Ｔｏ’のポートタ、り”へはたらかせることがで
きる、上記の各ポートのいずれかへポンプ圧またはパイ
ロット圧がはたらくとレギュレータ７０．７０”のサー
ボピストン２０はそれぞれ移動して、第１．第２ポンプ
１，２の傾転角（吐出量）を調整する。

この発明の解決すべき問題点 ２連可変容量形油圧ポンプを搭載した作業機において、
第１．第２ポンプの吐出油路は各種切換弁を介して各種
油圧アクチェエータに連通している。それで運転者は、
切換弁を切換掻作して油圧アクチェエータを作動せしめ
る。その場合に２個のポンプが作動しているが、自己ポ
ンプ圧だけでなく相手ポンプの負荷をも感知して２個の
ポンプの馬力を相互に干渉し、２個のポンプの合計馬力
が原動機出力をこえないように制御されている。

通常筒１および第２ポンプを同時に使用し、たとえばど
ちらにも最大負荷をかけているときは、第１．第２ポン
プには原動機出力の５０％ずつがそれぞれ馬力配分され
ている。しかしこの場合に従来技術では、ある特定の油
圧アクチュエータに連通ずる第１．第２ポンプのいずれ
かＬ方のポンプを増馬力させると同時に、相手ポンプを
その増馬力分だけ減馬力させることはできなかった。

本発明は上記の問題を解決し、電気スイッチまたはレバ
操作により２個のポンプのいずれか一方のポンプを増馬
力すると同時に、相手ポンプを減馬力せしめる如き作業
機用油圧ポンプの馬力配分装置を提供することを目的と
するものである。

問題を解決するための手段 前記問題を解決するために講じた本発明の手段は、 イ、ポンプ馬力を制御するコンペンピストンを段付形に
形成し、外部からの指令バイロフト圧がかかると増馬力
を行なわしめるコンペンピストン受圧部をパイロットピ
ストン側に設け、その受圧部に通ずるボート、油路およ
び油室を設け、口、上記コンペンピストンの反対側段付
部に外部からの指令バイロフト圧により減馬力を行なわ
しめるコンペンピストン受圧部を設け、その受圧部に通
ずるボート、油路および油室を設け、ハ、第１ポンプの
増馬力指令ボートと第２ポンプの減馬力指令ポートとを
接続し、第１ポンプ優先の指令回路とし、また第２ポン
プの増馬力指令ポートと第１ポンプの減馬力指令ボート
を接続するとともに、 二、またＩ旨令パイロット圧回路に電磁弁を配置し、運
転席付近に設けた電気スイッチまたは操作レバの操作に
よりパイロット油圧を送圧する如くした。

作用 イ、第１ポンプの増馬力指令ポートに指令バイロフト圧
をはたらかせると、その指令パイロット圧は同時に第２
ポンプの減馬力指令ポートにもはたらくので、第１ポン
プは増馬力するとともに第２ポンプは滅馬力する。逆に
、第２ポンプの増馬力指令ポートに指令パイロット圧を
はたらかせると、第２ポンプは増馬力するとともに第１
ポンプは減馬力する。

口０作業機の第１．第２ポンプより油路が連通している
油圧アクチュエータをいずれが複数同時操作している場
合に、作業上そのうちのいずれかの油圧アクチェエータ
のみより以上の仕事を行わしめる短時間の必要が生じる
。そのとき、その油圧アクチュエータに送油している油
圧ポンプに増馬力指令を行なうと、その油圧ポンプは増
馬力してその油圧アクチュエータの仕事量を増大させる
と同時に、相手ポンプは減馬力作動を行なう。

実施例 以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は２連可変容量形油圧ポンプを配置した個別全馬
力制御方式の本発明油圧回路およびレギュレータの断面
図である０図において、１は第１ポンプ、２は第２ポン
プ、３は指令パイロット圧油吐出用第３ポンプ、４は第
１ポンプ１用レギユレータ、４”は第２ポンプ２用レギ
エレータ、５は電気回路、６は電気回路５の直流電源、
７，８は運転席（図示なし）付近に取付けられた電気用
スイッチ、９．１０はソレノイド、１１．１２はバイロ
フト圧油用電磁弁、１３は油タンク、１４はリリーフ弁
、７７はポンプ駆動用原動機である。

第３図は第１ポンプ１用レギユレータ４の断面図である
が、第２ポンプ２用レギユレータ４゛もレギュレータ４
と同１．；構造のものである。まず第３図に、おいてレ
ギュレータ４の構成および機能の詳細について説明する
０図において、１５はボディ、１６はボディ１５の側面
に取付けられたコンペンピストンブロック、１７はコン
ペンピストンブロック１６内に設けられたコンペンピス
トン、１８はコンペンピストン１７の作動を受けるパイ
ロットピストン、１９はバイロフトピストン１８の外側
をしゅう動作動する筒形のスリーブ、２０はポンプ傾転
角を調整作動させるサーボピストン、２１は相手ポンプ
圧により作動されるピストンである、それでコンペンピ
ストン１７を左方または右方へ作動せしめるために、コ
ンペンピストンブロック１６には油室２２へ通ずるポー
トイ、コンペンピストン１７の先端受圧部へ通ずるボー
トロ、油室２３へ通ずるポート八が設けられである。ま
た、ボディ１５には油タンク１３に通ずるポートニ、油
室２４に通ずるボートホが設けられである。

次に、各ボートイ、ロ、ハ、二、ホにそれぞれ単独に油
圧をはたらかせた場合の作動機能について述べる。ポー
トイの場合、第１Ｏ図Ｐｄ　−Ｑ曲線をこえて第１ポン
プ１の吐出圧がＰｅになったと−き、ポートイ、油路２
５を経て油室２２にはたう＜油圧Ｐ９によりコンペンピ
ストン１７は、スプリング２６，２７．２８の力と油圧
Ｐｅとがつり合うまでバイロフトピストン１Ｂを左方へ
移動させる。パイロットピストン１日の移動によりスリ
ーブ１９のタンクボート２９が開口して、油室３０の油
は油タンク１３へ排出される。そうすると、油路３１を
経て油室３２へはたらく油圧Ｐｅによりサーボピストン
２０は右方へ移動し、第１ポンプ１の吐出量を減少させ
る０次にポートロの場合、パワシフト用パイロット圧力
Ｐｆを加えることにより減馬力せしめるパワシフト制御
を行なうことができる。第１ポンプｌが作動中（ただし
Ｐｆ＝Ｏ）　にパワシフト圧力Ｐｆを加えることにより
コンペンピストン１７は左方に移ａし、コンペンピスト
ン１７が移動した寸法だけパイロットピストン１８を押
しているスプリング２６．２７゜２８はたわみ、従来技
術のパワシフト圧力による減馬力制御と同様、になる０
次にポート八の場合、第１ポンプ１が作動中（ただしＰ
ｇ＝Ｏ）にパイロット圧ｐｇをポート八、油路３４を経
て油室２３にはたらかせる。そうするとパイロット圧ｐ
ｇによりコンペンピストン１７は右方に移動し、コンペ
ンピストン１７が移動した寸法だけパイロットピストン
１８を押しているスプリングは伸長し、結果的には前記
ポートロへはたらかせたパイロット圧Ｐｆ　と逆の作動
となり増馬力制御ができる。

またポートホの場合、相手第２ポンプ２を同時使用した
ときに、従来技術と同様相手第２ポンプ圧をポートホに
はたらかせ、相手第２ポンプ２の消費馬力骨だけ自己第
１ポンプｌの入力馬力を小さくさせる。

ここで次に第１図油圧回路の構成について説明する。第
１ポンプｌ用レギエレータ４の構成を前記の如く第３図
について述べたが、第２ポンプ２用レギユレータ４゛の
構成も同じものである。それでレギュレータ４のポート
イ、ロ、ハ、二、ホに相当するレギュレータ４′の各ボ
ートをイ′、口”、ハ”、二″、本゛とする。第１図に
おいて、第１ポンプ１の吐出油路３５より油路３６，３
７を経てそれぞれレギュレータ４のポートイとレギュレ
ータ４゛のポー目°が連通し、また第２ポンプ２の吐出
油路３８より油路３９，４０を経てそれぞれレギュレー
タ４゛のポートイ°とレギュレータ４のポートホが連通
している。一方、電磁弁１１より油路４１．４２を経て
それぞれレギュレータ４のポート八とレギュレータ４゛
のボート０“が連通し、また電磁弁１２より油路４３，
４４を経てそれぞれレギュレータ４”のポート八”とレ
ギュレータ４のポートロが連通している。

次に第１図油圧回路の作動機能について述べる。

第１．第２ポンプ１．２を同時に作動させ負荷をかけて
いるときの第１ポンプｌの増馬力作動について述べる。

運転者がスイッチ７を閉じると電気回路５は通電する。

そうするとソレノイド９は電磁弁１１をへ位置よりト位
置に切換えるので、第３ポンプ３よりの吐出圧油は油路
４１，４２を経てそれぞれレギュレータ４．４′のポー
ト八、Ｕ”に達する。したがって、第１ポンプ１が増馬
力作動すると同時に第２ポンプ２は減馬力作動を行う。

逆に第２ポンプ２を増馬力する場合には、スイッチ８を
閉じる。そうするとソレノイド１ｏは電磁弁１２をチ位
置よりり位置に切換えるので、第３ポンプ３よりの吐出
圧油は油路４３．４４を経てそれぞれレギュレータ４．
４′のポート八１１口に達する。したがって、第２ポン
プ２が増馬力すると同時に第１ポンプ１は減馬力作動を
行なう。

第２図は、第１図内における指令バイロフト油圧回路を
別の実施例にて示したものである０図において、作業機
用各油圧アクチュエータ（図示なし）の切換弁４５は操
作レバ４６．パイロット弁４７により制御されている。

そこで、レギュレータ４，４゛の指令パイロット圧にバ
イロフト弁４７゜４９の二次圧を使用しているものであ
る。そこで、第１．第２ポンプ１．２の増減馬力作動は
、電気回路５のスイッチ７．８を閉じて、操作レバ４６
または４８を操作することによって行なわれる。

第４図は本発明の他の実施例であるが、２連ポンプ同時
出力制御方式の油圧回路内にレギュレータ５０．５０”
を使用したものである。レギュレータ５０と５０’とは
同じものであるが、第５図においてレギュレータ５０の
構成について説明する。

図において、５１はコンペンピストンブロック、５２は
複数段の受圧部を有するコンペンピストンである。それ
でコンペンピストンブロック５１にはポートヌ、ル、オ
、ワ、力が設けられてあり、ホートラは油室５３へ、ホ
ートルはコンベンピストン５２の先端受圧部へ、ポート
力は油室５４へ、ホートラは油室５５へそれぞれ通じ、
またポート力は油タンク１３へ通じている。本レギュレ
ータ５０が前記レギュレータ４　（第３図）と異なる点
は、レギュレータ４内のピストン２１の代わりに、減馬
力指令パイロット圧用ポートワを設け、コンベンピスト
ン５２の２段受圧部に対し油室５４を設けたことである
。なおレギュレータ５０のポートヌ、ル、オは、前記レ
ギュレータ４のボートイ。

口、ハにそれぞれ相当するものである０次に、第４図に
おける油圧回路および第１．第２ポンプの馬力増減作動
について述べる。図において、第１ポンプ１の吐出油路
３５より油路５６，５６’を経てそれぞれレギュレータ
５０のボートヌ、レギュレータ５０’のボートル°に接
続され、また第２ポンプ２の吐出油路３８より油路５７
″、５７を経てそれぞれレギュレータ５０’のポートヌ
°、レギュレータ５０のボートルに接続されている。一
方、電磁弁１１より油路５９，５８を経てそれぞれレギ
ュレータ５０゛のポート力１とレギュレータ５０のホー
トラが連通され、また電磁弁１２より油路６０゜６１を
経てそれぞれレギュレータ５０のポート力とレギュレー
タ５０’のホートラ°が連通されている。

それで第１．第２ポンプ１．２を同時に作動させ負荷を
かけているときに、スイッチ７を閉じると電磁弁１１は
へ位置よりト位置に切換わるので、第３ポンプ３よりの
パイロット圧油は油路５９゜５８を経てそれぞれレギュ
レータ５０’、５０のポートオ゛、ワに達する。そこで
第２ポンプ２が増馬力作動を行なうと同時に、第１ポン
プ１が減馬力作動をする。またスイッチ７を開いて、ス
イッチ８を閉じると電磁弁１２はチ位置よりり位置に切
換わるので、第３ポンプ３よりのパイロット圧油は油路
６０，６１を経てそれぞれレギュレータ５０．５０’の
ポートオ、フ゛に達する。そこで第１ポンプ１が増馬力
作動を行なうと同時に、第２ポンプ２が減馬力作動をす
る。

次に第６図は、本発明の他の実施例としてのレギュレー
タ６２の断面図である０図において、６３はレギュレー
タ６２のボディ、６４はボディ６３の側面に取付けられ
たコンペンピストンブロック、６５はコンペンピストン
ブロック６４内に設けられたコンベンピストンである。

それで本レギュレータ６２は、コンペンピストンブロッ
ク６４取付側の反対側にピストンブロック６６を設け、
そのピストンブロック６６内にピストン６７．６８およ
びスプリング６９を設けている。上記コンペンピストン
ブロック６４は従来技術と同様なものでボートヨ、夕が
設けられ、ボートヨに自己ポンプ圧Ｐｄを、あるいはホ
ートラにパイロット圧Ｐｆをはたらかせ自己ポンプの吐
出量を減少せしめる。しかし本レギュレータ６２のボデ
ィ６３側にはボートレ、ソ、ピストンブロック６６には
ホートラが設けられである。ボートレ、ソ、ツはそれぞ
れ油室Ｔ０，７１．７２に連通しているが、ホートルへ
は相手ポンプ圧ｐｙをはたらかせ、ホートラおよびホー
トラには指令パイロット圧をはたらかせると、それぞれ
自己ポンプの増馬力作動または減馬力作動をさせる如く
している。したがって本レギュレータ６２と同じ構造の
レギュレータ６２”（図示なし）とを前記第１図または
第２図の如き油圧回路内に配置し、第１．第２ポンプｌ
。

２の増減馬力作動を行なわしめることができる。

発明の効果 前述のように本発明の２連可変容量形油圧ポンプの馬力
配分装置では、第１．第２ポンプ吐出量を制御するそれ
ぞれレギュレータ内のコンペンピストンに複数の段付受
圧部を設け、その各受圧部に連通ずる油路および油室を
構成した。そして、第１ポンプの増馬力指令ポートと第
２ポンプの減馬力指令ポートとを接続し第１ポンプ優先
の指令回路とし、第２ポンプ側も同様の回路を構成した
。

従来技術では、２個のレギュレータにより第１゜■ 第２ポンプの馬力を相互に干渉し、自己ポンプの流量を
負荷によって変化させるだけでなく相手ポンプの負荷を
も感知して２個のポンプを相互に連動させ、原動機の負
荷を自動的に制御しているが、外部からの指令によって
自己ポンプを増馬力させるとともに、相手ポンプを減馬
力させることはできなかった。しかし本発明では、指令
パイロット圧回路に電磁弁を配置し、運転席付近に設け
た電気スイッチあるいは操作レバにより第１または第２
ポンプの増馬力作動を行なわしめるようにした。

そのために作業機の高負荷作業において、優先的に仕事
をさせたい作業アタッチメント側のポンプを増馬力作動
をさせるとともに、相手ポンプの減馬力作動を行なわし
めることができる。たとえば油圧ショベルの掘削作業に
おいて、ブーム持上同時旋回操作を行なう場合にブーム
側のポンプを増馬力し旋回モータ例のポンプを減馬力さ
せることによって、上部旋回体旋回時にブーム持上馬力
の不足を生じないようにできる。あるいはまた、アーム
掘削時にブーム上げ動作を行なうとき、アーム側のポン
プを増馬力させるとともに相手ポンプを滅馬力作動させ
たりすることも可能である。したがって、本発明の馬力
配分装置により作業機の性能および作業能率を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の油圧回路図、第３図は本発明
レギュレータの断面図、第４図は本発明の他の実施例油
圧回路図、第５図、第６図は本発明の他の実施例レギュ
レータの断面図、第７図は従来技術の油圧回路図、第８
図、第９図は従来技術レギュレータの断面図、第１Ｏ図
、第１１図は吐出圧カー吐出ｆｆｉ線図である。 ｌ・・・・・・・・・・・・・第１ポンプ２・・・・・
・・・・・・・・第２ポンプ４．４゛・・・・・・・・
・　レギュレータ５０．５０′・・・・・・・　レギュ
レータ６２、７０．７０’・・・　レギュレータ１６．
１６’・・・・・・・コンペンピストンブロック５１．
６４・・・・・・・・コンペンピストンブロック１７．
５２．６５・・・・コンペンピストン１８・・・・・・
・・・・・パイロットピストン２１．６７．６８・・・
・　ピストン 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２連可変容量形油圧ポンプの第１ポンプおよび第２ポ
   ンプにそれぞれレギュレータを配置し、自己ポンプ吐出
   圧および相手ポンプの負荷を感知して、上記２個のポン
   プを相互に連動してポンプ駆動用原動機の全馬力を自動
   的に制御する如くした作業機の油圧ポンプ回路において
   、レギュレータ内のコンペンピストンに段付受圧部を形
   成し、またコンペンピストンに直動されるパイロットピ
   ストン、スプリングおよびピストンを直列に配置し、一
   方、第１ポンプおよび第２ポンプのそれぞれに対し、自
   己ポンプ用レギュレータ内コンペンピストンのパイロッ
   トピストン側受圧部と相手ポンプ用レギュレータ内コン
   ペンピストンの押し作動側受圧部に同時にパイロット圧
   を作用できるようにそれぞれ油路を連通するとともに、
   運転席付近に設けたスイッチにより、第１ポンプまたは
   第２ポンプのいずれか一方のポンプを増馬力すると同時
   に他方のポンプを減馬力せしめる如く構成したことを特
   徴とする作業機用油圧ポンプの馬力配分装置。