WO1991005958A1 - Hydraulic driving apparatus of civil engineering/construction equipment - Google Patents

Description

明 細 書 土木 · 建設機械の油圧駆動装置 技術分野

本発明は油圧シ ョ ベル等の土木 · 建設機械の油圧駆 動装置に係わり、 特に、 ァクチユエ一夕の駆動を制御 する流量制御弁の前後差圧を制御する圧力捕償弁を備 えた土木 · 建設機械の油圧駆動装置に関する。 背景技術

油圧シ ョベルが等の土木 ， 建設機械に用いられる油 圧駆動装置には、 油圧ポンプの吐出圧力、 即ち、 ボン プ圧力がァクチユエ一夕の負荷圧力よ り も一定値だけ 高く なるよ う に油圧ポンプの吐出流量、 即ち、 ポンプ 流量を制御し、 ァクチユエ一夕の駆動に必要な流量の みを油圧ポ ンプから吐出させる ロ ー ドセ ン シ ングシス テム と称される システムがある。 この ロー ドセ ン シ ン グシステムは、 例えば特開昭 6 0 - 1 1 7 0 6号公報 に記載のよ う に、 油圧ポンプの押しのけ容積を制御す る作動シ リ ンダと、 ポンプ圧力と負荷圧力との差圧に 応答して作動し、 作動シ リ ンダの駆動を制御する切換 弁とを有する ロ ー ドセ ン シ ング制御 （ L S制御） 用の ポンプレギユ レ一夕を備えている。 切換弁にはポ ンプ 圧力と負荷圧力との,差圧に対向するよ う切換弁を付勢 するばねが設けられており、 ポンプ圧力と負荷圧力と の差圧とそのばねの力とのバラ ンスによ り切換弁を作 動させ、 当該差圧がそのばねの力に相当する一定値、 即ち、 目標差圧に保持されるよ う ポンプ流量が制御さ れる。

また、 ロー ドセ ンシ ングシステムには、 流量制御弁 の上流側に流量制御弁の前後差圧を制御する圧力捕償 弁を配置し、 ポンプ圧力と負荷圧力との差圧の変動に 対する流量制御機能を確保するのが一般的である。

圧力捕償弁は、 一般的には、 弁ハウ ジング内に摺動 可能に E置され、 可変絞りを提供する流量制御部を有 する弁スプールと、 弁ハウ ジング内に形成され、 弁ス プールの両端がそれぞれ位置する対向する第 1及び第 2の制御室とを有し、 第 1 の制御室にはァクチユエ一 夕の負荷圧力 （流量制御弁の出口圧力） が導かれ、 弁 スプールを開弁方向に付勢し、 第 2の制御室には流量 制御弁の入口圧力が導かれ、 弁スプールを閉弁方向に 付勢する。 第 1 の制御室には弁スプールを開弁方向に 付勢するばねが配置され、 このばねによ り圧力捕償の 目標値が与えられる。

第 1及び第 2の制御室に導かれる流量制御弁の入口 圧力とァ ク チユエ一夕の負荷圧力との差圧、 即ち、 流 量制御弁の前後差圧がばねの設定値よ り も大き く なる と弁スプールが閉弁方向に動作し、 流量制御弁の前後 差圧がばねの設定値、 即ち、 目標差圧に保持されるよ う制御される。 このよ う に流量制御弁の前後差圧が制 御される こ と によ り 、 流量制御弁を流れる流置、 即ち、 ァクチユエ一夕に供給される流量は流量制御弁の開口 面積に比例した流量となり、 ァクチユエ一夕の安定し た制御が可能となる。

なお、 この種の圧力捕償弁は、 例えば米国特許 4 , 6 8 8， 6 0 0号に記載されている。

しかしながら、 上記圧力捕償弁を備えた油圧駆動装 置には次のよ うな問題があった。

土木 · 建設機械が例えば油圧シ ョベルで、 ァク チュ エー夕が例えばフロ ン ト機構の 1 つであるブームを駆 動するブームシ リ ンダである場合、 ブームシ リ ンダの 作動中に流量制御弁を急操作してブームシ リ ンダの駆 動速度を変化させたと き、 ブームの慣性を受ける作動 流体がばねの役目を して振動が発生する。 一旦こ の振 動が起こ る と、 従来の油圧駆動装置が構成する油圧系 ではァクチユエ一夕の減衰性能が極めて悪いこ とから、 振動がなかなか停止せず、 このためシ リ ンダ制御精度 が低下し、 オペレータの意図する操作の実現が困難に な り易い。

本発明の目的は、 圧力捕償弁に工夫を加える こ とで ァクチユエ一夕の減衰性能を改善し、 ァクチユエ一夕 の制御精度の高い土木 · 建設機械の油圧駆動装置およ びその圧力捕償弁を提供する こ とである。 発明の開示

上記目的を達成するため、 本発明によれば、 油圧ポ ンプと、 この油圧ポンプから吐出される圧油によって 駆動されるァクチユエ一夕 と、 前記油圧ポンプとァク チユエ一夕 との間に E置された流量制御弁と、 この流 量制御弁の前後差圧を制御する弁スプールを備えた圧 力補償弁と、 前記油圧ポンプから吐出される流量をそ のポンプ圧力と前記ァクチユエ一夕の負荷圧力との差 圧に応じて制御するポンプ流量制御手段とを備え、 前 記圧力補償弁は、 前記ァクチユエ一夕の負荷圧力が導 かれ、 この負荷圧力を前記弁スプールの第 1 の受圧部 に作用させて弁スプールを開弁方向に付勢する第 1 の 制御室と、 前記流量制御弁の入口圧力が導かれ、 この 入口圧力を前記弁スプールの第 2の受圧部に作用させ て弁スプールを閉弁方向に付勢する第 2 の制御室と、 前記弁スプールを開弁方向に付勢し、 前記流量制御弁 の前後差圧の目標値を設定する 目標差圧設定手段とを 含む土木 · 建設機械の油圧駆動装置において、 前記第 2の受圧部の受圧面積を前記第 1 の受圧部の受圧面積 より も大き く したこ とを特徵とする土木 · 建設機械の 油圧駆動装置が提供される。 また、 本発明によれば、 油圧ポンプとァク チユエ一 夕 との間に配置される流量制御弁の前後差圧を制御す る圧力補償弁であって、 前記油圧ポンプに接続される 入口凹所、 前記流量制御弁に接続される出口凹所およ びスプールボアを有する弁ハウ ジングと、 前記スプー ルボアに摺動可能に配置され、 前記入口凹所と出口凹 所間の連通を制御する弁スプールと、 前記弁ハウ ジン グ内に形成され、 前記ァクチユエ一夕の負荷圧力が導 かれる第 1 の制御室と、 前記第 1 の制御室に配置され、 前記弁スプールを開弁方向に付勢する第 1 の受圧部と、 前記弁スプール内に形成され、 前記流量制御弁の入口 圧力が導かれる第 2 の制御室と、 前記第 2 の制御室に 配置され、 前記弁スプールを閉弁方向に付勢する第 2 の受圧部と、 前記弁スプールを開弁方向に付勢し、 前 記流量制御弁の前後差圧の目標値を設定する 目標差圧 設定手段とを有する圧力捕償弁において、 前記第 2 の 受圧部の受圧面積を前記第 1 の受圧部の受圧面積よ り も大き く したこ とを特徴とする圧力補償弁が提供され

O 0

以上のよ う に構成した本発明においては、 流量制御 弁の前後差圧は、 従来のばね力が含まれる値から第 1 及び第 2 の受圧面積差及び負荷圧力が含まれる値を減 じたものとなり、 これによ り流量制御弁の前後差圧の 関数である流量制御弁の通過流量は、 上述のばね力が 含まれる値から受圧面積差及び負荷圧力が含まれる値 を減じたものの関数、 即ち、 負荷圧力が含まれる項に 負の符号を有する関数とする こ とができ、 したがって { d Q i ( P ) Z d P } < 0が満足され、 ァクチユエ 一夕の優れた減衰性能が得られる。 なお、 この詳細は 実施例の説明の中でよ り明らかとなろ う。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の第 1 の実施例による油圧駆動装置 の概略図である。

第 2図は従来一般に知られている油圧シリ ンダに生 じる振動を説明する図である。

第 3図は従来の油圧駆動装置の概略図である。

第 4図は本発明の第 2の実施例による油圧駆動装置 の概略図である。

第 5図は本発明の第 3の実施例による油圧駆動装置 の概略図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の幾つかの好適実施例を図面を用いて 説明する。

第 1 の実施例

まず、 本発明の第 1 の実施例を第 1 図によ り説明す る。 第 1図において、 本実施例の油圧駆動装置は、 可変 容量型の油圧ポンプ 1 と、 この油圧ポンプ 1から吐出 される圧油によって駆動されるァクチユエ一夕、 例え ば、 油圧シ ョ ベルのブーム 2 Aを駆動するブーム シ リ ンダ 2 と、 油圧ポンプ 1 とブームシ リ ンダ 2 との間の 管路 3 , 4 a , 4 bに K置され、 ブームシ リ ンダ 2の 駆動を制御する流量制御弁 5 と、 流量制御弁 5の上流 側の管路、 即ち、 油圧ポンプ 1の吐出管路 6 と管路 7 とに配置され、 流量制御弁 5の前後差圧 P z — P LSを 制御する圧力補償弁 8 と、 油圧ポンプ 1 の吐出流量、 即ち、 ポンプ流量を油圧ポンプ 1の吐出圧力、 即ち、 ポンプ圧力 P d とブームシ リ ンダ 2の負荷圧力 P LSと の差圧 P d — P S に応じて制御するポンプレギユ レ一 夕 9 とを備えている。 流量制御弁 5 と圧力捕償弁 8 と の間の管路 3 , 7にはァクチユエ一夕 2からの逆流を 阻止するチェ ッ ク弁 1 0が配置されている。 流量制御 弁 5の入口圧力 P z は管路 3に接続された管路 1 1 に よ り取り 出され、 流量制御弁 5の出口圧力、 即ち、 ブ 一ム シ リ ンダ 2の負荷圧力 P LSは流量制翻弁 5に接続 された負荷ライ ン 1 2によ り検出される。

ポンプレギユ レ一夕 9は、 油圧ポンプ 1の斜板 1 a に連結され、 油圧ポンプ 1の押しのけ容積を制御する ァクチユエ一夕 1 3 と、 ポンプ圧力 P d と負荷圧力 P LSとの差圧 P d — P LSに応答して作動し、 ァクチユエ 一夕 1 3の鼷動を制御する切換弁 1 4 とを有している。 ァクチユエ一夕 1 3は、 受圧面積の異なる両端面を持 つ ピス ト ン 1 3 a と、 ピス ト ン 1 3 aのその両端面に 位置する小径シ リ ンダ室 1 3 bおよび大径シ リ ンダ室 1 3 c とを有する複動シリ ンダからなり、 小径シリ ン ダ室 1 3 bは管路 1 5を介して油圧ポンプ 1の吐出管 路 6に連通し、 大径シ リ ンダ室 1 3 c は管路 1 6、 切 換弁 1 4及び管路 1 7を介して吐出管路 6に、 また管 路 1 6、 切換弁 1 4及び管路 1 8を介してタ ンク 1 9 に接続されている。 切換弁 1 4は対向する 2つの駆動 部 1 4 a， 1 4 bを有し、 一方の駆動部 1 4 aに管路 2 0及び管路 1 7よ り ポンプ圧力 P s が負荷され、 他 方の駆動部 1 4 bに負荷管路 1 2よ り負荷圧力 P LSが 負荷される構造となっている。 また、 切換弁 1 4の駆 動部 1 4 bの側にはばね 1 4 cが K置されている。

負荷管路 1 2で検出された負荷圧力 P L Sが上昇する と切換弁 1 4は図示左方に駆動されて図示の位置をと り、 ァクチユエ一夕 1 3の大径シ リ ンダ室 1 3 c は吐 出管路 6 に連通し、 ピス ト ン 1 3 aの両端面の受圧面 積差によ り ピス ト ン 1 3 aは図示左方に動かされ、 斜 板 1 aの傾転量、 即ち、 押しのけ容積を増大させる。 その結果、 ポンプ流量は増加し、 ポンプ圧力 P d は上 昇する。 ポンプ圧力 P d が上昇する と切換弁 1 4は図 示右方に戻され、 差圧 P d — P LSがばね 1 4 cによつ て定ま る 目標値に達する と切換弁 1 4は停止し、 ボン プ流量は一定になる。 逆に、 負荷圧力 P LSが減少する と切換弁 1 4は図示右方に駆動され、 大径シ リ ンダ室 1 3 c はタ ンク 1 9に連通し、 ピス ト ン 1 3 a は図示 右方に動かされ、 斜板 1 aの傾転量は減少する。 その 結果、 ポンプ流量は減少し、 ポンプ圧力 P d は低下す る。 ポンプ圧力 P d が低下する と切換弁 1 4は図示左 方に戻され、 差圧 P d — P LSがばね 1 4 cによって定 ま る 目標値に達する と切換弁 1 4 c は停止し、 ポンプ 流量は一定となる。 このよ うに して差圧 P d — P LSが ばね 1 4 c によって定ま る 目標差圧に保持されるよ う ポンプ流量が制御される。

圧力捕償弁 8は、 入口ポー ト 2 1 -a及び出口ポー ト 2 1 b と 2つの制御ポー ト 2 1 c , 2 1 d とを有しか つ内部にスプールポア 2 2を形成した弁ハウ ジング 2 1 と、 スプールボア 2 2内に軸方向に摺動可能に捜通 された弁スプール 2 3 とを有している。 弁ハウ ジング 2 1内には、 またそれぞれ入口ポー ト 2 1 a及び出口 ポー ト 2 1 bが開口する環状の入口凹所 2 4及び出口 凹所 2 5が形成され、 弁スプール 2 3の流量制御部 2 3 a には、 入口凹所 2 4 と出口凹所 2 5 との間に可変 絞り を構成する複数のノ ツ チ 2 6が形成されている。

また、 弁ハウ ジング 2 1内には、 弁スプール 2 3の 対向端部が位置する 2つの制御室 2 9 , 3 0が形成さ れ、 弁スプール 2 3の対向端部が形成する受圧部 2 7， 2 8に制御室 2 9， 3 0内の油圧が作用 して、 弁スプ ール 2 3をそれぞれ閉弁方向及び開弁方向に付勢する。 また、 制御室 3 0内にはばね 3 1が記置されている。 このばね 3 1 は、 弁スプール 2 3を開弁方向に付勢し、 これによ り流量制御弁 5の前後差圧の目標値 （補償差 圧の目標値） が設定される。

入口ポー ト 2 l a は吐出管路 6に接続され、 出口ポ ー ト 2 1 bは管路 7に接続され、 制御ポー ト 2 1 cは 管路 1 1 に接続され、 制御ポー ト 2 1 dは負荷管路 1 2に接続されている。

そ して、 本実施例の圧力補償弁 8にあっては、 弁ス プール 2 3の受圧部 2 8側の端部付近に段部 3 2が形 成され、 弁ハウ ジング 2 1の側にもこれに対応して段 部 3 3が形成され、 その結果、 受圧部 2 7の受圧面積 を A z 、 受圧部 2 8の受圧面積を ALSとする と、 受圧 面積 A z は受圧面積 A LSよ り僅かに小さ く なつている。 即ち、 A z — A LS= A A > 0 となっている。 そ して、 段部 3 2 と段部 3 3 との間に形成される室 3 4は、 こ の部分に圧力が作用 しないよう に、 タ ンクに至る ドレ ン回路 3 5に接続してある。

このよ う に構成した油圧駆動装置にあっては、 流量 制御弁 5が中立位置にある ときは、 ばね 3 1 によ り弁 スプール 2 3は図示左方に移動し、 圧力補償弁 8は全 開状態にある。 また、 このと き油圧ポンプ 1 の斜板 1 a はポンプレギュ レータ 9 によ り最小傾転位置に保持 されている。

このよ うな状態において、 流量制御弁 5 を中立位置 から開く 方向に操作される と、 油圧ポンプ 1 から吐出 された圧油が圧力捕償弁 8、 流量制御弁 5を介してブ 一ム シ リ ンダ 2 に供給され、 これに伴って前述したよ うにポンプレギユ レ一夕 9が作動し、 ポンプ流量が増 大し、 ブームシ リ ンダ 2が伸縮してブーム 2 Aが 3 6 を支点と して上昇、 下降を行う。 そ して、 このと き、 圧力捕償弁 8 の制御室 2 9， 3 0 にはそれぞれ管路 1 1 , 1 2 を介して流量制御弁 5 の入口圧力 P z 及びブ 一ムシ リ ンダ 2 の負荷圧力 P L Sが導かれ、 弁スプール 2 3 には制御室 2 9 に導かれた流量制御弁 5 の入口圧 力 P z が閉弁方向に作用 し、 制御室 3 0 に導かれた負 荷圧力 P L Sが開弁方向に作用する。 このため、 流量制 御弁 5 の入口圧力 P z とブーム シ リ ンダ 2 の負荷圧力 P L Sとの差圧、 即ち、 流量制御弁 5 の前後差圧 P z — P L Sがばね 3 1 の力よ り も大き く なる と、 弁スプール 2 3が閉弁方向に動作し、 流量制御弁 5 の前後差圧が ばね 3 1 の設定値、 即ち、 目標差圧に保持されるよ う 制御される。 このよ う に流量制御弁 5 の前後差圧が制 御される こ とによ り、 流量制御弁 5を流れる流量、 即 ち、 ブーム シ リ ンダ 2 に供給される流量は流量制御弁 5の開口面積が一定であればほぼ一定となり、 ブーム シ リ ンダ 2の安定した制御が可能となる。

以上は圧力補償弁 8 を含む油圧駆動装置の一般的さ 用である。 次に、 本実施例の圧力捕償弁 8 に基づく 固 有の作用を説明する。

まず、 第 2図に示すように、 油圧源 4 0から油圧シ リ ンダ 4 1 に圧油を供給して負荷体 4 2を駆動する一 般的なシ リ ンダ系における減衰特性を考える。 第 2図 において、

負荷体 4 2 の質量 ： m

油圧シ リ ンダ 4 1 の作動による変位 ： X

油圧シ リ ンダ 4 1 の作動速度 ： X

油圧シ リ ンダ 4 1 の加速度 ： ：^

重力加速度 ： g

油圧シ リ ンダ 4 1 のボ トム室内の圧力 ： P

圧力 Pの変化率 ： P

油圧シ リ ンダ 4 1 に供給される流量 ： Q i ( P ) 油圧シ リ ンダ 4 1の ピス ト ン 4 1 aの受圧面積 ： A 油圧シ リ ンダ 4 1 のボ トム室内の体積 ： V

油圧シ リ ンダ 4 1 のボ トム室内に導かれる圧油の体 積弾性率 ： κ

とする と、

m x = A P - m g … (1 )

( V / k ) P = Q i ( P ) — A x … （2) が成立し、 これらの （1) 、 (2) 式から X , Xを消去し て整理する と、

•P _ ( k ZV) { d Q i ( P ) / d P } P

+ (A ² k /m V) P = ( A k / V) g - (3) となる。

この （3) 式は良く 知られた理論によ り、

{ d Q i ( P ) / d P } > 0 … U) ならば発振的であり、

{ d Q i ( P ) / d P } < 0 … （5) な らば減衰的である こ とを示している。

このよ うな前提技術にたって、 まず、 第 3図に示す 従来の圧力捕償弁を備えた油圧駆動装置について考え る。 従来の圧力捕償弁 4 3 は、 弁スプール 4 5の対向 端部に同じ受圧面積の受圧部 2 7， 4 6が形成されて いる。 即ち、 受圧部 2 7の受圧面積を A z 、 受圧部 4 6の受圧面積を A LSO とする と、 A z = A LSO である。 このよ うな構成において、 ばね 3 1 の力、 即ち、 初期 荷重を f とする と、 流量制御弁 5 の前後差圧は A z

( P z — P LS) = f となるよう に制御される こ とから、 流量制御弁 5の開口面積が一定の場合、 前後差圧の関 数である流量制御弁 5 を通過する流量 Q i ( P ) は一 定であ り、

{ d Q i ( P ) d P } = 0 …（6) となる。 この （6) 式は、 一旦振動が起き る と減衰せず に自由振動が続く こ とを示している。 そ して、 ブーム シ リ ンダ 2 の内部の減衰係数は小さ く 、 現実に減衰性 能はきわめて悪い。

即ち、 ブーム シリ ンダ 2 の動作に際して流量制御弁 5を急操作した時などに、 このブームシ リ ンダ 2 に振 動が発生し、 減衰性能が極めて悪いこ とから シ リ ンダ 制御精度が低下し、 オペレータの意図する操作の実現 が困難にな り易い。

これに対して、 上述した本実施例にあっては、 弁ス プール 2 3 の受圧部 2 7， 2 8の受圧面積を上述した よ う に A z ， A LSと し、 ばね 3 1 の力を同様に f とす る と、 弁スプール 2 3 における力の釣り合いから、 A z P i = A LS P LS+ f … （7) が成り立つ。 こ こで、 A z — A L S = Δ Aである こ とか ら、 上記（7) 式を整理する と、

Ρ ζ 一 P LS- ( f ZA z ) 一 （Δ Α ΖΑ ζ ) P LS

… (8) となる。 したがって、 流量制御弁 5 の開口面積を a と し、 c を定数とする と、 ブームシ リ ンダ 2への供給量 は、

Q i ( P LS) = c · a V P z - P LS

= c · a ( f / A z ) 一 ( Δ Α ΖΑ ζ ) P LS

… (9) となる。 この （9) 式を微分する と、 d Q i ( P LS) / d P LS

— c · a ( Δ A / A z )

(10)

2 V~Tf / A z ) - (A A/A z ) P LS

となる。

この （10)式中の右辺の Δ Αは前述したよ う に、 厶 A 〉 0である こ とから、 { d Q i ( P LS) / d P LS} < 0 となり、 減衰性能がえら得られる。

. したがって、 本実施例によれば、 前述した （5) 式の { d Q i ( P) Z d P) く 0を実現する こ とができ、 これによ り ブ一ム シ リ ンダ 2の衰退性能を得る こ とが でき、 したがってブームシ リ ンダ 2の高い制御精度が 得られ、 オペレータの意図するブーム シ リ ンダ 2の操 作に対する優れた追従制が得られる。

第 2の実施例

本発明の第 2の実施例を第 4図によ り説明する。 本 実施例は補償差圧の目標値を設定する手段をばねに代 え、 油圧手段で構成したものである。

第 4図において、 本実施例の圧力捕償弁 8 Aは、 入 口ポー ト 2 1 a及び出口ポー ト 2 1 b と 2つの制御ポ ー ト 2 1 c， 2 1 dに加え、 さ らに 2つの制御ポー ト 2 1 e , 2 1 f を形成した弁ハウ ジ ング 2 1 Aを有し、 弁ハウ ジング 2 1 A内にはスプールボア 2 2 A、 環状 の入口凹所 2 4及び出口凹所 2 5、 4つの制御室 2 9 A , 3 0 A , 5 0， 5 1が形成されている。 スプール ボア 2 1 A内には複数のノ ツチ 2 6を有する弁スプー ル 2 3 Aが軸方向に摺動可能に挿通されている。

弁スプール 2 3 Aは対向端部付近に環状の受圧部 2 7 A, 2 8 Aを提供する段部が形成され、 弁ハウジン グ 2 1 Aの側にも対応する段部 5 2 , 5 3が形成され、 両段部間にそれぞれ制御室 2 9 A， 3 O Aが形成され ている。 制御室 2 9 A， 3 0 Aには制御ポー ト 2 1 c， 2 1 dを介してそれぞれ流量制御弁 5の入口圧力 P z 及びブームシ リ ンダ 2の負荷圧力 P LSが導かれている。 受圧部 2 7 Aの受圧面積を A z 、 受圧部 2 8 Aの受圧 面積を A LSとする と、 これら受圧面積の関係は、 第 1 の実施例と同様に A z — ALS= A A > 0 となっている。

弁スプール 2 3 Aの対向端部には制御室 5 0 , 5 1 に位置する受圧部 5 4 , 5 5が形成され、 制御室 5 0 は制御ポー ト 2 1 eを介して油圧源 5 6に連絡してあ り、 制御室 5 1 は制御ポー ト 2 1 f を介して、 油圧源 5 7に接続された電磁比例弁 5 8に連絡してある。

油圧源 5 6 , 5 7はそれぞれ一定のパイ ロ ッ ト圧力 P i を発生する。 また、 電磁比例弁 5 8は油圧源 5 7 からの一定のパイ ロ ッ ト圧力を電気信号に応じて減圧 し、 電気信号に応じた制御圧力 P e を発生する。 油圧 源 5 6からのパイ ロ ッ ト圧力 P ί によ り制御室 5 0内 で発生した制御力は弁スプール 2 3 Αを開弁方向に付 勢し、 電磁比例弁 5 8からの制御圧力 P e によ り制御 室 5 1 内で発生した制御力は弁スプール 2 3 Aを閉弁 方向に付勢する。 これによ り両制御力の差が弁スプー ル 2 3 Aを開弁方向に付勢し、 第 1 の実施例のばね 3

1 と同様に補償差圧の目標値が与えられる。 即ち、 両 制御力の差がばね 3 1 の力 f に相当する。 また、 電磁 比例弁 5 8 を制御して制御圧力 P e を調整する こ とに よ り両制御力の差を制御し、 捕償差圧の目標値を自由 に変える こ とができ る。

なお、 こ の電磁比例弁の制御には例えば E P， A 1 , 3 2 6 , 1 5 0 (特開平 1 一 3 1 2 2 0 2号に対応） の発明を適用でき、 これによ り複数のァクチユエ一タ を駆動する油圧駆動装置において、 油圧ポンプが飽和 した場合に複数の圧力捕償弁の補償差圧の目標値をそ れぞれ適宜変更し、 各ァクチユエ一夕に確実に圧油を 供給する分流制御等、 適切な流量制御を行う こ とがで

5 。

このよ う に構成してある第 2の実施例にあっては、 弁スプール 2 3 Aにおける力のつ り合いから、

A z P z + A c P c = A LS P LS -f A i P i - (11) が成り立つ。 この （11)式を変形する と、

A z P z = A LS P LS + ( A i P i — A c P c )

… (12) となるが、 こ こで A i P i — A c P c は上述のよ う に 第 1 の実施例におけるばね 3 1 の力 f に対応する もの である。 したがって、 上記 （12)式は前述した （7) 式と 等価となり、 この第 2の実施例にあっても、 { d Q i

( P ) / d P } < 0が満たされ、 前述した第 1 の実施 例と同等の効果を奏する。

第 3の実施例

本発明の第 3の実施例を第 5図によ り説明する。 本 実施例は弁と油圧手段との組み合わせで捕償差圧の目 標値を設定する ものである。

第 5図において、 本実施例の圧力捕償弁 8 Bは、 第 4図に示す第 2の実施例における油圧源 5 6 の代わり にばね 3 1 Bを室 5 0 B内に配置し、 このばね 3 1 B の力 f を弁スプール 2 3 Bの開弁方向に作用させる構 成に してある。 室 5 0 B はタ ンク に至る ドレン回路 5 9 に接続してある。 その他の構成は第 2の実施例と同 等である。

この第 3の実施例にあっては、 弁スプール 2 3 Bに おける力のつり合いから、

A z P z + A c P c = A LS P LS+ f ·'· (13) が成り立つ。 この （13)式を変形する と、

A z P z = A LS P LS+ ( f - A c P c ) - (1 ) となる。 この （U)式の f — A c P c は弁スプール 2 3 Bを開弁方向に付勢する制御力であり、 前述した第 1 の実施例におけるばね 3 1 の初期荷重 f に対応する も のである。 したがって、 この （14)式も前述した （7) 式 と等価とな り、 この第 3の実施例にあっても { d Q i ( P ) / d P } < 0が満たされ、 前述した第 1の実施 例と同等の効果を奏する。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 { d Q i ( P ) ノ d P } < 0が満 足される こ とから、 ァクチユエ一夕の減衰性能を得る こ とができ、 したがって、 ァク チユエ一夕の高い制御 精度が得られ、 オペレータの操作に対する追従性に儍 れ、 オペレータに疲労感を与える こ とがない優れた操 作性を確保する こ とができる。

Claims

請求の範囲

1. 油圧ポンプ （1) と、 この油圧ポンプから吐出され る圧油によって駆動されるァクチユエ一夕 （2) と、 前 記油圧ポンプとァクチユエ一夕 との間に K置された流 量制御弁 （5) と、 この流量制御弁の前後差圧 （P2- PLS) を制御する弁スプール （23;23A;23B)を備えた圧力捕償 弁（8;8A;8B) と、 前記油圧ポンプから吐出される流量 をそのポンプ圧力と前記ァクチユエ一夕の負荷圧力と の差圧 （Pd-PLS)に応じて制御するポンプ流量制御手段 (9) とを備え、 前記圧力補償弁は、 前記ァクチユエ一 夕の負荷圧力（PLS) が導かれ、 この負荷圧力を前記弁 スプールの第 1の受圧部（28;28A)に作用させて弁スプ 一ルを開弁方向に付勢する第 1の制御室 （30;30A)と、 前記流量制御弁の入口圧力 （PZ)が導かれ、 この入口圧 力を前記弁スプールの第 2の受圧部（ ;2U)に作用さ せて弁スプールを閉弁方向に付勢する第 2の制御室 （2 9;29A)と、 前記弁スプールを開弁方向に付勢し、 前記 流量制御弁の前後差圧の目標値を設定する 目標差圧設 定手段（Π;50， 51;31Β, とを含む土木 · 建設機械の 油圧駆動装置において、

前記第 2の受圧部（2 ?;2U)の受圧面積（AZ)を前記第 1の受圧部 （28;28A)の受圧面積（ALS) よ り も大き く し たこ とを特徴とする土木 ， 建設機械の油圧駆動装置。

2. 請求項 1記載の土木 · 建設機械の油圧駆動装置に おいて、 前記目標差圧設定手段はばね （Π)である こ と を特徵とする土木 · 建設機械の油圧駆動装置。

3. 請求項 1記載の土木 · 建設機械の油圧駆動装置に おいて、 前記目標差圧設定手段は前記弁スプール （23A ;23B) を油圧で付勢する手段 （50, 51) を含むこ とを特 徵とする土木 ·'建設機械の油圧駆動装置。

4. 請求項 3記載の土木 · 建設機械の油圧駆動装置に おいて、 前記弁スプール （2 ) を油圧で付勢する手段 は、 一定の油圧を発生させる手段 （56)と、 前記一定の 油圧が導かれ、 前記弁スプール （2 ) を開弁方向に付 勢する第 3の制御室（50)と、 可変的な油圧を発生させ る手段 （57， 58) と、 前記可変的な油圧が導かれ、 前記 弁スプールを閉弁方向に付勢する第 4の制御室 （51)と を含むこ とを特徵とする土木 · 建設機械の油圧駆動装 置。

5. 請求項 3記載の土木 · 建設機械の油圧駆動装置に おいて、 前記目標差圧設定手段は前記弁スプール （23B ) を開弁方向に付勢するばね (31B) をさ らに含み、 前 記弁スプールを油圧で付勢する手段は、 可変的な油圧 を発生させる手段（57, 58) と、 前記可変的な油圧が導 かれ、 前記弁スプールを閉弁方向に付勢する第 5の制 御室 （51)とを含むこ とを特徴とする土木 ， 建設機械の 油圧駆動装置。

6. 油圧ポンプ（1) とァク チユエ一夕 （2) との間に配 置される流量制御弁 （5) の前後差圧を制御する圧力捕 償弁（8;8A;8B) であって、 前記油圧ポ ンプに接続され る入口凹所（24)、 前記流量制御弁に接続される出口 ω 所（25)およびスプールボア （22;22Α)を有する弁ハウ ジ ング （21; 21 Α)と、 前記スプールボアに摺動可能に配置 され、 前記入口凹所と出口凹所間の連通を制御する弁 スプール （23 ;23 A ;23 Β)と、 前記弁ハウ ジング内に形成 され、 前記ァクチユエ一夕の負荷圧力が導かれる第 1 の制御室（30;30A)と、 前記第 1の制御室に配置され、 前記弁スプールを開弁方向に付勢する第 1の受圧部 （2 8;28A)と、 前記弁スプール内に形成され、 前記流量制 御弁の入口圧力が導かれる第 2の制御室（29; 29 A)と、 前記第 2の制御室に E置され、 前記弁スプールを閉弁 方向に付勢する第 2の受圧部（Π;2Π)と、 前記弁スプ 一ルを開弁方向に付勢し、 前記流量制御弁の前後差圧 の目標値を設定する 目標差圧設定手段（Π;50， Π;31Β, 51) とを有する圧力補償弁 U;8A;8B) において、

前記第 2の受圧部（ ;2U)の受圧面積（AZ)を前記第 1の受圧部 （28;28A)の受圧面積（ALS) よ り も大き く し たこ とを特徵とする圧力補償弁。