WO1992018711A1 - Hydraulic driving system in construction machine - Google Patents

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WO1992018711A1
WO1992018711A1 PCT/JP1992/000477 JP9200477W WO9218711A1 WO 1992018711 A1 WO1992018711 A1 WO 1992018711A1 JP 9200477 W JP9200477 W JP 9200477W WO 9218711 A1 WO9218711 A1 WO 9218711A1
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pressure
valve
hydraulic
directional control
directional
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PCT/JP1992/000477
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Yukio Aoyagi
Tomohiko Yasuda
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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Publication date
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    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2296Systems with a variable displacement pump

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic drive device for a construction machine such as a hydraulic shovel, and more particularly to a construction machine that provides a load compensation function to a directional switching valve included in a switching valve group by a pressure compensating valve installed on a center bypass line of a switching valve group.
  • the present invention relates to a hydraulic drive device.
  • a plurality of variable throttles with bleed-offs each of which is provided in a bypass and reduces the opening area in response to an increase in the amount of operation of the corresponding directional control valve, and a central bypass line at a position downstream of the switching valve group
  • One of the first and second differential pressure detection lines is located upstream of the switching valve group.
  • the other is connected to the center bypass line at a position downstream of the switching valve group.
  • the pump regulator that controls the displacement of the hydraulic pump performs well-known negative control by the control pressure generated by the fixed throttle.
  • the opening area of the bleed-off variable throttle gradually decreases in accordance with the stroke amount of the directional control valve, and eventually becomes fully closed, but in this process, the flow rate flowing through the bypass line decreases. Therefore, the control pressure generated by the fixed throttle decreases, and the pump regulator operates in response to this to increase the discharge flow rate of the hydraulic pump.
  • the characteristics of the pressure oil supplied during the actuation are determined by the characteristics of the variable throttle of the blow-off.
  • the hydraulic pump can be used for the center-by-pass line.
  • the flow rate flowing out of the tank through the tank decreases, and this increases the discharge pressure of the hydraulic pump.
  • the pressure of the pump port of the directional control valve becomes larger than the load pressure applied to the actuator, the hydraulic oil from the hydraulic pump starts flowing into the actuator, and thereafter the pump bypasses the center bypass line.
  • the pressure compensating valve installed on the center bypass line ensures that the differential pressure before and after the Breedov variable throttle of each directional control valve is constant. Flow through the tank through the bleed-off variable throttle, the opening area of the pre-off variable throttle (regardless of the direction switching valve) regardless of the magnitude of the pump discharge pressure, that is, the magnitude of the load pressure (The amount of the stroke). Therefore, the flow rate flowing into the reactor side is not affected by the load pressure, and has a so-called load compensation characteristic. Disclosure of the invention
  • the first and second differential pressure detection lines of the pressure compensating valve are connected to the center bypass line at a position upstream and downstream of the switching valve group, and the differential pressure between them is detected. Since the pressure compensating valves are controlled to maintain a constant value, all the directional control valves included in the switching valve group have a load compensating function. Even so, there was a problem that the adjustment of the driving pressure became impossible, and the workability of the work to be performed in the relevant factory was deteriorated.
  • An object of the present invention is to provide a load compensating function to an actuating one-way switching valve that requires load compensation characteristics, and to provide a pressure control function to an actuating one-way switching valve that requires pressure control characteristics.
  • An object of the present invention is to provide a hydraulic drive device for a construction machine that can provide functions.
  • a hydraulic pump A plurality of hydraulic actuators driven by hydraulic oil from a hydraulic pump, and a plurality of center bypass type directional control valves for controlling the flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuators.
  • a switching valve group including: a low-pressure circuit; a center bypass line for connecting the center bypass of the plurality of directional switching valves in series to the low-pressure circuit; and a center bypass of the plurality of directional switching valves.
  • One of the first and second differential pressure detection lines is connected to the pre-off variable throttle means of at least one specific directional switching valve of the directional control valve group and another directional switching valve adjacent to the directional switching valve.
  • the center is connected to the center bypass line at a position between the pre-off variable throttle means and the other of the first and second differential pressure detection lines is connected to at least the other directional control valve.
  • the present invention provides a hydraulic drive device for a construction machine, which is connected to a center bypass line at a position for detecting a differential pressure between front and rear of a variable throttle means of a Doffoff.
  • the differential pressure across the pre-adjustable variable throttle means of the other directional control valve is compensated by the first and second differential pressure detection lines.
  • the function of the pressure compensating valve gives a load compensating function to another directional switching valve, and a load compensation characteristic can be given to the actuator controlled by the other directional switching valve.
  • a specific directional control valve is operated, the differential pressure across the specific directional control valve is not introduced into the pressure relief valve, and normal pre-off control is performed regardless of the operation of the pressure relief valve. c thus to perform, this is in particular the directional control valve is given a pressure control function, the pressure control characteristics Akuchiyueta controlled by this particular directional control valve Can be given.
  • the specific directional control valve can be set as desired.
  • the specific directional control valve includes a directional control valve located at the most upstream position of the directional control valve group.
  • the pressure compensating valve be connected to the center bypass line at a position downstream of the switching valve group, whereby the differential pressure detecting line of one of the pressure compensating valves and the center bypass line are connected. Since there is no intervening material between the connection point with the pressure relief valve and the pressure relief valve, the differential pressure detection line can be minimized, and if necessary, the differential pressure detection line can be connected to the pressure relief valve. This can be provided inside the spool, and the structure can be simplified.
  • the specific directional control valve includes a directional control valve located at the lowermost stream of the directional control valve group.
  • the pressure compensating valve is disposed at a position upstream of the directional control valve group by the center bypass line.
  • the connection is preferably made to the connection, so that the structure can be simplified as described above.
  • the hydraulic drive device further includes a third differential pressure detection line connected to the first and second bypass lines, one of the first and second differential pressure detection lines, and the second differential pressure detection line.
  • a first switching means for selectively connecting the third differential pressure detection line to the pressure compensating valve is further provided.
  • the pressure control function is given to the specific directional switching valve as described above, and the first switching is performed.
  • the third differential pressure detecting line is connected to the pressure compensating valve by operating the means, the differential pressure across the variable bleed-off variable throttle means of the specific directional control valve is changed to the first and third differential pressure detecting lines.
  • the directional control valve is guided to the pressure compensating valve by the valve, and the action of the pressure compensating valve gives a specific directional control valve a load compensation function. That is, it is possible to arbitrarily give a pressure control function or a load compensation function to a specific directional switching valve by operating the first switching means.
  • the hydraulic drive device preferably further includes a second switching means for holding the pressure compensating valve in a fully open position and selectively disabling its operation.
  • a second switching means for holding the pressure compensating valve in a fully open position and selectively disabling its operation.
  • the second switching means preferably connects the drive unit for operating the pressure compensation valve in the valve closing direction with a corresponding one of the first and second differential pressure detection lines to a low pressure.
  • c hydraulic pump is a means for selectively connecting to the circuit may be a fixed pump, but favored properly a variable displacement direction of the hydraulic pump, in this case, the hydraulic drive apparatus, rather the preferred
  • a flow resistance means installed on the center bypass line for generating a control pressure, and a pump regulator for changing a displacement of the hydraulic pump in accordance with the control pressure.
  • the flow resistance means preferably comprises a fixed throttle.
  • the pump regulator When the hydraulic pump is of a variable displacement type, the pump regulator performs well-known negative control by the control pressure generated by the flow resistance means.
  • the opening area of the bleed-off variable throttle gradually decreases according to the stroke amount of the directional control valve, and eventually becomes fully closed, but flows through the center bypass line in this process.
  • the control pressure generated by the fixed throttle decreases, and the pump regulator operates in response to this, increasing the discharge flow rate of the hydraulic pump.
  • the flow characteristics and the characteristics of the variable throttle of the bleed-off determine the bearing characteristics of the pressure oil supplied to the actuator.
  • the direction switching valve has a load compensation function or pressure control depending on the connection position of the first or second differential pressure detection line. Function is given.
  • FIG. 1 shows a hydraulic drive device e for a construction machine according to a first embodiment of the present invention. It is a circuit diagram.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the transient position of the directional control valve shown in FIG. 1.
  • Fig. 3 is a diagram showing the opening characteristics of the variable throttle of the bleed-off, the variable throttle of the main tine, and the variable throttle of the main ball with respect to the stroke amount of the directional control valve shown in Fig. 1. It is.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the stroke amount of the directional control valve and the pump discharge flow rate.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing details of the pump regulator shown in FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing control characteristics of the directional control valve shown in FIG. 1 with respect to the flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the stroke amount of the directional control valve shown in FIG. 1 and the discharge pressure of the hydraulic pump.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a hydraulic drive device for a construction machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a hydraulic drive for a construction machine according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of a hydraulic drive device for a construction machine according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of a hydraulic drive device for a construction machine according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of a hydraulic drive device for a construction machine according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing control characteristics of the directional control valve shown in FIG. 12 with respect to the flow rate of pressure oil supplied to the actuator.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the stroke amount of the directional control valve shown in FIG. 12 and the discharge pressure of the hydraulic pump.
  • the hydraulic drive system of the present embodiment includes variable displacement hydraulic pumps 1 and 2, pump regulators 3 and 4 for controlling the displacement of these hydraulic pumps 1 and 2, and hydraulic pumps 1 and 2.
  • the valve device 50 includes a plurality of directional switching valves 5, 6, 7, 8 of a center bypass type for controlling the flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 1 to the plurality of hydraulic actuators 40 to 43. And a plurality of center bypass type directional control valves 9, 10 for controlling the flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 2 to a plurality of hydraulic factories 44 to 48. , 11 1, 12, 13, the second switching valve group 52, which is connected to the hydraulic pump 1, and the center of one of the directional switching valves 5 to 8 of the first switching valve group 51 is connected in series.
  • the center bypass line 1a connected to the tank 49 is connected to the tank 49, and the center-bypass of the directional control valves 9 to 13 of the second switching valve group 52 is connected to the tank 49 in series.
  • the center bypass line 2a connected to the low-pressure circuit 29, and the center bypass line at a position downstream of the first switching valve group 51.
  • the pressure compensating valve 19 installed on the valve 1 a and the center bypass line 2 a located downstream of the second switching valve group 52 and adjacent to the most downstream directional switching valve 13 A pressure restrictor valve 20 and a fixed throttle 15 which is installed on the center bypass line 1 a at a position further downstream of the pressure relief valve 19 and generates a control pressure P c 1, and a fixed restrictor 15
  • the relief valve 17 that controls the control pressure generated by the pressure not to exceed the specified pressure, and the position further downstream of the pressure relief valve 20
  • a fixed throttle 16 that is installed in the center bypass line 2a and generates the control pressure Pc2, and a relief that controls the control pressure generated by the fixed throttle 16 so that it does not exceed the specified pressure
  • the valve 18 is connected to the center bypass lines 1a and 2a at positions upstream of the first and second switching valve groups 51 and 52, respectively, and the discharge pressure of the hydraulic pumps 1
  • Hydraulic actuators 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, and 48 respectively correspond to, for example, right driving, bucket cylinder, boom cylinder, and arm cylinder. It is provided as a single unit for each of the cylinder (merge), swing motor, arm cylinder, pump cylinder (merge), and running left motor.
  • the hydraulic actuator 47 is a detachable hydraulic motor, and the directional control valve 12 is therefore a spare for the hydraulic motor.
  • the directional control valves 5 to 13 are provided with variable apertures 54a and 54b (represented by 54 below) and variable apertures 55a and 55a for the meterout, respectively, as shown in FIG. 55b (hereinafter referred to as 55) is formed, and a variable throttle 56 for bleed off is provided in the sensor bypass.
  • the spool stroke of the directional control valve (operation amount of the directional control valve) S, the opening area A, and the variable throttle 54 of the meter and the variable throttle 55 of the meter and the variable throttle 56 for the blade-off Figure 3 shows the relationship.
  • 57 and 58 are the characteristics of the opening area of the variable aperture 54 of the meter and the variable aperture 55 of the meter
  • 59 is the characteristic of the variable aperture 56 for the lead-off. This is a characteristic of the opening area, and the variable aperture 54 of the main tine and the variable aperture 55 of the meter are fully closed when the spool stroke is 0 (when the directional control valve is at the neutral position).
  • the variable aperture for pre-off 56 opens fully when the spool stroke is 0, and the opening area decreases as the spool stroke increases. It has been
  • the opening characteristics of the bleed-off variable restrictor 56 By setting the opening characteristics of the bleed-off variable restrictor 56 in this way, for example, when the directional control valve 5 is in the neutral position, the flow through the sensor bypass line 1a (center-bypass flow) is The control pressure Pc1 generated by the fixed throttle 15 becomes the maximum, and the center bypass flow rate decreases and the control pressure Pc1 decreases as the operation amount of the directional control valve 5 increases.
  • the pump regulator 3 minimizes the displacement of the hydraulic pump 1 when the control pressure Pc1 is maximum, and decreases the control pressure Pc1. Control to increase the displacement of the hydraulic pump 1.
  • the discharge flow rate Q of the hydraulic pump 1 is controlled so as to increase in accordance with the stroke amount S of the directional control valve 5, as shown by the characteristic line 70 in FIG.
  • the pump regulator 3 responds to the piston-cylinder device 61 that drives the variable displacement member of the hydraulic pump 1, for example, the swash plate 60, and the control pressure Pc1 as shown in FIG. And a first servo valve 62 for controlling the amount of oblique tilting of the hydraulic pump 1 by adjusting the flow rate of pressurized oil supplied to the piston and cylinder device 61.
  • a first servo valve 62 for controlling the amount of oblique tilting of the hydraulic pump 1 by adjusting the flow rate of pressurized oil supplied to the piston and cylinder device 61.
  • the pump regulator 3 adjusts the flow rate of the pressure oil supplied to the piston / cylinder device 61 in response to the pump discharge pressure, and controls the swash plate tilting amount of the hydraulic pump 1.
  • Input torque limit ⁇ The second servo valve 63 is provided.
  • Pump Regille 4 has the same configuration.
  • the pressure compensating valve 19 is configured to provide a load compensation function to all the directional switching valves 5 to 8 of the first switching valve group 51. That is, the first differential pressure detecting line 21 for introducing the hydraulic pressure to the valve closing direction drive portion of the pressure compensating valve 19, that is, the pressure receiving chamber, is located at a position upstream of the first switching valve group 51 at the center bypass line.
  • the second differential pressure detection line 23, which is connected to the pressure compensating valve 19, is connected downstream of the first switching valve group 51. In this position, it is connected to the center bypass line 1a, so that when any of the directional control valves 5 to 8 is operated, the difference generated by the corresponding pre-off variable throttle 56 following operation is changed.
  • the pressure is guided to each drive unit of the pressure compensating valve 19 via the first and second differential pressure detecting lines 21 and 23, and is controlled so that the differential pressure before and after the pressure becomes constant.
  • the directional switching valve 9 drives the swing motor 44, so it is set as a specific valve that requires a pressure control function instead of a load compensation function.
  • the pressure compensating valve 20 is configured to provide a load compensating function to the other directional switching valves 10 to 13 of the second switching valve group 52. That is, the first differential pressure detecting line 22 for introducing the hydraulic pressure to the valve closing direction driving unit, that is, the pressure receiving chamber of the pressure compensating valve 20 is provided by the directional switching valve 9 and the directional switching valve 1 of the second switching valve group 52.
  • the second differential pressure detection line 24 that introduces oil pressure to the valve opening direction drive unit of the pressure compensating valve 20, that is, the pressure receiving chamber, is a second switching valve. It is connected to the center bypass line 2a at a position downstream from the group 52, so that even if any of the directional control valves 10 to 13 is operated, the variable throttle of the corresponding Breedoff is associated with the operation.
  • the differential pressure generated in step 56 is led to each drive unit of the pressure compensation valve 20 via the first and second differential pressure detection lines 22 and 24, and the differential pressure before and after the pressure becomes constant Is controlled as follows.
  • the pressure compensating valve 20 is preferably connected to the center-by-pass line 2a at a position downstream of the second switching valve group 52, thereby providing pressure compensation. Since the valve 20 is adjacent to the directional control valve 13 provided with the load compensation function, the junction between the second differential pressure detection line 24 and the center bypass line 2a and the pressure compensation valve 20 The second differential pressure detection line 24 can be reduced in length, and the second differential pressure detection line can be connected to the inside of the spool of the pressure compensation valve 20 if necessary.
  • the structure of the valve device 50 is simplified.
  • the spool As the stroke S increases, the discharge flow rate of the hydraulic pump 1 increases.
  • the opening area A of the metering variable throttle 54 and the metering variable throttle 55 of the directional switching valve 5 increases.
  • the opening area A of the variable throttle 56 of the pre-off becomes smaller, the discharge pressure of the hydraulic pump 1 increases.
  • Figure 6 shows the control characteristics of the directional control valve during bleed-off control.
  • the pre- The characteristic of the center bypass flow rate that can flow out through the variable throttle for turning off 56 with respect to the spool stroke S corresponds to the opening characteristic 59 shown in FIG.
  • the discharge flow rate Q of the hydraulic pump 1 is as shown by a characteristic line 7 OA in FIG. 6, the control characteristic of the directional control valve 5 relating to the flow rate of the pressure oil supplied to the actuator 40 is shown in FIG.
  • A is a characteristic for the spool stroke S of a flow rate that can be supplied through the variable throttle 54 of the metric of the directional switching valve 5 having the characteristic 57 shown in FIG.
  • a characteristic line 71 A Is set within that range.
  • the control characteristics of the switching valve are characteristics determined by the opening characteristics of the variable throttle for the blow-off and the flow characteristics of the hydraulic pump.
  • the load pressure was assumed to be constant. However, the load pressure actually changes depending on the progress of the work and the scene of the work. If the load pressure changes in this way, if, for example, the pressure compensating valve 19 is not installed for the first switching valve group 51, the bleed-off valve will respond to the change in the load pressure.
  • the center bypass flow that can flow out through the variable restrictor 56 also changes. That is, for example, if the load pressure of the actuator 40 is higher than that of the characteristic 59 A, the characteristic of the center bypass flow rate for the spool stroke S is as shown in FIG. Change. At this time, the characteristic of the discharge flow rate of the hydraulic pump 1 also changes as shown by 70 B in FIG.
  • the control characteristic 12 of the directional control valve 5 relating to the flow rate of the pressure oil supplied to the actuator 40 is as shown by the characteristic line 71 B in FIG. That is, the control characteristic of the directional control valve 5 relating to the flow rate of the pressure oil supplied to the actuator 40 changes due to the change of the load pressure.
  • a pressure compensating valve 19 is provided in each switching valve. Since the differential pressure before and after the lead-off variable throttle 56 is controlled to be constant, the flow rate flowing into the tank through the feed-off variable throttle 56 depends on the pump discharge pressure, that is, the load pressure. Regardless, the size is determined by the opening area (the stroke amount of the directional control valve) of the variable throttle 56 with the lead-off. Therefore, the flow flowing to the factory side is not affected by the load pressure, and is always controlled as indicated by the characteristic line 71A in FIG. As described above, in the first switching valve group 51, all of the directional switching valves are provided with a load compensation function for the directional switching valves, and the flow rate flowing into the actuator is not affected by the load pressure. It will have compensation characteristics.
  • the load compensation function is given to each of the directional switching valves 10 to 13 in the same manner as described above. As a result, the flow rate flowing into the reactor side is not affected by the load pressure, and has a load compensation characteristic.
  • the differential pressure generated by the bleed-off variable throttle 56 built in the directional control valve 9 is applied to the pressure compensation valve 20. Since it is not guided, normal bleed-off control is performed.
  • the discharge pressure P d of the pressure pump depends on the opening area of the pre-doff variable throttle, as shown in FIG. 7, the discharge pressure of the hydraulic pump is given at a certain load pressure.
  • the pressure P d changes according to the stroke until the load pressure is reached, for example, as indicated by a characteristic line 72 A, and as the load pressure increases, the characteristic line also changes to a higher pump discharge pressure, as indicated by 72 B. It changes in response to the trokes.
  • the pump discharge pressure is thus c is adjustable by Supurusu stroke S, in the Brie offs control of the directional control valve 9 can not be obtained above the load To ⁇ function instead
  • the pump discharge pressure can be adjusted according to the size of the spool stroke S (opening area of the variable throttle 56 with the bridge opening): This makes it possible to adjust the pressing force to a desired value when performing work such as turning press excavation and the like. Also, it is possible to perform smooth turning acceleration operation by adjusting the driving pressure during turning acceleration.
  • the directional control valves 5 to 8, 10 to 10 related to the actuators 40 to 43, 45 to 48 requiring load compensation characteristics. 3 is provided with a load compensation function, and it is possible to provide a pressure control function to the actuator that requires pressure control, that is, the directional control valve 9 (specific directional control valve) related to the swing motor 44. This provides excellent workability.
  • the pressure compensating valve 20 when obtaining the load compensation function by the pressure compensating valve 20 as described above, the pressure compensating valve 20 is moved to the center by-pass line at a position downstream of the second switching valve group 52. 2a, the length of the second differential pressure detection line 24 can be shortened.If necessary, the second differential pressure detection line 24 can be installed inside the spool of the pressure compensating valve 20.
  • the structure of the valve device 50A can be simplified.
  • the directional control valve 9 is set as the specific directional control valve for providing the pressure control function.
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of valves may be set. In this case, if all of these valves are the most upstream valves of the switching valve group and the pressure compensating valve 20 is arranged downstream, the same structure simplification effect as above can be achieved. can get.
  • the pressure compensating valves 19 and 20 are moved to the center bypass line 1 a at positions upstream of the first and second switching valve groups 51 and 52, respectively. , 2a, and in order to give pressure control characteristics to the hydraulic motors 40, 48 for traveling, in the first switching valve group 51, the most upstream directional switching valve 5 is pressure controlled.
  • the specific directional control valve that gives the function and in the second directional control valve group 52, the The directional control valve 13 is set to a specific directional control valve that provides a pressure control function.
  • the first differential pressure detection line 21 A for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive section of the pressure compensation valve 19 A is provided with the directional switching valve 5 and the directional switching valve 6 of the first switching valve group 51.
  • the second differential pressure detection line 23 A which is connected to the center bypass line 1 a and introduces hydraulic pressure to the valve opening direction drive unit of the pressure compensation valve 19 A, is connected to the first switching valve group At a position downstream of 51, it is connected to the center bypass line 1a, which provides the directional control valves 6 to 8 with a load compensation function and the directional control valve 5 with a pressure control function.
  • the first differential pressure detection line 22 A for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive unit of the pressure compensation valve 20 A is located at a position upstream of the second switching valve group 52 at the center bypass line.
  • the second differential pressure detection line 24 A which is connected to the valve 2 a and introduces hydraulic pressure to the valve opening direction drive unit of the pressure compensation valve 20 A, is a directional switching valve of the second switching valve group 52. Connected to the center bypass line 2 a at a position between 12 and the directional control valve 13, thereby providing a load compensation function to the directional control valves 9 to 12 and controlling the pressure in the directional control valve 13. The function is given.
  • the pressure compensation valve 20A is moved to the center bypass line 2 at a position upstream of the second directional control valve group 52. Having connected to a, to adjacent to the directional control valve 9 for the pressure catching ⁇ 2 0 a is given a load To ⁇ function, a center bypass line 2 a first differential pressure detecting line 2 2 a There is no intervening material between the junction point and the pressure relief valve 20 A, and the length of the second differential pressure detection line 24 A can be shortened.If necessary, the second differential pressure detection can be performed.
  • the line 24 A can be provided inside the spool of the pressure compensation valve 20, and the structure of the valve device 50 A can be simplified.
  • FIG. 1 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • members that are the same as the members shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the two pressure compensating valves 19, 20 are connected to the center bypass lines 1a, 1a at positions upstream of the first and second switching valve groups 51, 52, respectively.
  • Two valves separated from each other are set as valves that are connected to 2a and that provide the pressure compensation function of the second switching valve group 52.
  • the valve device 50 B has pressure compensating valves 19 B and 20 B, and the pressure compensating valves 19 B and 20 B respectively correspond to the first and second switching valve groups 51 1 , 52, and are located in the center bypass lines la, 2a at a position upstream of 2.
  • the first differential pressure detection line 21 B for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive section of the pressure compensating valve 19 B is provided with a center bypass line 1 a at a position upstream of the first switching valve group 51.
  • the second differential pressure detection line 23 B which is connected to the pressure compensating valve 19 A and introduces hydraulic pressure to the valve opening direction drive unit of the pressure compensation valve 19 A, has a center bypass line at a position downstream of the first switching valve group 51.
  • the directional control valves 5 to 8 have a load compensation function.
  • the first differential pressure detection line 22 B for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive section of the pressure compensating valve 20 B is provided by the directional switching valve 9 and the directional switching valve 1 of the second switching valve group 52.
  • the second differential pressure detection line 24 B which is connected to the center-by-pass line 2 a between the pressure-reducing valve and the pressure-reducing valve 20 B in the valve-opening direction drive section, is connected to the second differential pressure detection line 24 B. It is connected to the center-by-pass line 2a at a position between the directional control valves 12 and 13 of the directional control valve group 5 2, whereby the directional control valves 10 to 12 have a load compensation function.
  • the directional control valves 9 and 13 are provided with a pressure control function.
  • the load compensation function and the pressure control function are distinguished from each other. Therefore, excellent workability can be obtained as in the first embodiment.
  • FIG. 1 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • members that are the same as the members shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • the directional control valve is selectively provided with a load compensation function and a pressure control function.
  • the valve device 50 C has the same configuration as that of FIG. 1 except for the configuration of a portion that introduces hydraulic pressure to the valve closing direction drive unit of the pressure compensation valve 20 provided for the second switching valve group 52. This is the same as the embodiment shown in FIG. Then, as a configuration of a portion for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive unit of the pressure relief valve 20, a first differential pressure detection for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive unit of the pressure relief valve 20 is performed. ⁇ Select the line 22 and the third differential pressure detection line 22a and the first and third differential pressure detection lines 22 and 22a to close the pressure compensation valve 20 selectively. An electromagnetic switching valve 26 connected to the directional drive unit.
  • the first differential pressure detection line 22 is connected to the center bypass line 2a at a position between the directional switching valve 9 and the directional switching valve 10 of the second switching valve group 52,
  • the differential pressure detection line 22 a is connected to the center-bypass line 2 a at a position upstream of the second switching valve group 52.
  • the switching valve 26 may be a manually operated valve.
  • the switching valve 26 when the switching valve 26 is held at the position shown in FIG. 10, the first differential pressure detection line is selected, and the directional switching valve 9 has a variable throttle of its bleed-off. Since the differential pressure between before and after is not introduced into the pressure compensating valve 20, it has a pressure control function as a specific switching valve, and when the switching valve 26 is switched from the position shown in FIG. 2a is selected, and the differential pressure before and after the variable throttle of the bleed-off of the directional control valve 9 is guided to the valve closing direction drive unit of the pressure compensating valve 20 by the differential pressure detecting line 22a.
  • the directional control valve 9 is provided with a load compensation function.
  • the operation of the directional control valve 26 causes the directional control valve 9 to have either the pressure control function or the load compensation function.
  • the workability can be further improved.
  • a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals are given to members equivalent to those shown in FIG. In this embodiment, the operation of the pressure compensating valve can be selectively disabled.
  • the valve device 50D is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except for the configuration of a portion for introducing hydraulic pressure to the valve closing direction drive units of the pressure compensating valves 19 and 20. Then, as a configuration of a portion for introducing the hydraulic pressure to the valve closing direction drive units of the pressure compensating valves 19 and 20, a first hydraulic pressure is introduced to the valve closing direction drive units of the pressure compensating valves 19 and 20. Select the differential pressure detection lines 21 and 22 and the valve closing direction drive parts of the pressure compensating valves 19 and 20 as one of the first differential pressure detection lines 21 and 22 and one of the low pressure circuits 29. And solenoid-operated switching valves 27 and 28 connected to the power supply. The first differential pressure detection lines 21 and 22 are connected to the center bypass lines la and 2a as in the embodiment shown in FIG. The switching valves 27 and 28 may also be manually operated valves.
  • the pressure compensating valves 19 and 20 are activated and perform normal operation. -8 and directional valves 10-13 are provided with a load compensation function.
  • the valve closing direction drive units of the pressure compensation valves 19 and 20 are connected to the low pressure circuit 29, so that the pressure compensation valves 19 and 28 are connected. 20 is maintained in a fully open state, whereby the load compensating property is lost, and all the directional control valves 5 to 13 are provided with a pressure control function by a blow-off control.
  • the load compensation function of the directional control valve is eliminated by connecting the valve closing direction drive units of the pressure compensation valves 19 and 20 to the low pressure circuit 29.
  • the present invention is not limited to this.
  • the valve in the valve-closing direction may be connected to the valve-opening direction, and the same pressure may be maintained at the fully open position. , 20 can be made inoperable.
  • FIGS. A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • members that are the same as the members shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • This embodiment As for hydraulic pumps, fixed pumps should be used instead of variable displacement pumps.
  • the hydraulic drive device of this embodiment has fixed displacement hydraulic pumps 1 A and 2 A, and a valve device for controlling the flow and pressure of hydraulic oil from the hydraulic pumps 1 A and 2 A.
  • the structure of 50E is the same as that of the embodiment shown in FIG.
  • Fig. 13 shows the control characteristics of the directional control valve during the feed-off control when the fixed displacement hydraulic pumps 1A and 2A are used.
  • the same characteristics as those shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. That is, for example, when the load compensation function is not provided to the directional control valve 5, when the actuator 40 is at a certain load pressure, the variable throttle 56 for the bleed off of the directional control valve 5 (see FIG. 2)
  • the characteristic of the center bypass flow that can flow out through the spool stroke S is as shown by 59 A in FIG. 13 in correspondence with the opening degree characteristic 59 shown in FIG.
  • the pressure compensation valve 19 controls the pressure difference before and after the variable throttle 56 of the Breedov built in each switching valve to be constant.
  • the flow rate flowing out to the tank through the variable throttle 56 depends on the opening area (stroke amount of the directional control valve) of the variable throttle 56 with the bridge off regardless of the magnitude of the pump discharge pressure, that is, the magnitude of the load pressure.
  • the size is determined. Therefore, the flow rate flowing into the reactor side is not affected by the load pressure and is always controlled as shown by the characteristic line 81 A in FIG. That is, using a variable displacement hydraulic pump Similarly to the first embodiment, the directional control valves 5 to 8 and 10 to 13 are provided with a load compensation function.
  • the discharge pressure Pd of the hydraulic pump depends on the flow rate of the pressure oil flowing out of the variable throttle of the bleed-off.
  • the discharge pressure Pd of the hydraulic pump changes according to the stroke until the load pressure is reached, as indicated by the characteristic line 82 A, for example. It changes according to the stroke until a higher pump discharge pressure as shown in B.
  • the pump discharge pressure can be adjusted by the spool stroke S.
  • the directional control valves 5 to 8, 10 to 13 relating to the factories 40 to 43 and 45 to 48 that require load compensation characteristics are required.
  • a pressure control function can be provided to the actuator that requires a load compensation function and requires pressure control, that is, the directional control valve 9 (specific directional control valve) related to the swing motor 44. As a result, excellent workability can be obtained.
  • the fixed throttles 15 and 16 are used as the flow resistance means for generating the control pressure.
  • a relay having an overriding characteristic is used instead of the fixed throttle.
  • a leaf valve may be used instead of the fixed throttle.
  • Actuator directional valves that require load compensation characteristics are provided with a load compensation function, and actuators that require pressure control characteristics.
  • a pressure control function can be given to the directional switching valve of the night, and workability can be improved as compared with the conventional one. In addition, the following effects are particularly exhibited.
  • each directional control valve can be specified in advance as either a directional control valve with a pressure control function or a directional control valve with a load compensation function. Can be set to
  • the specific directional control valve provided with the pressure control function can work by adjusting the amount of spool stroke as appropriate to adjust the pressing force by the actuator to a desired value. In addition, it is possible to accelerate the start-up of the actuator with the required smoothness by appropriately adjusting the spool stroke amount.
  • the mode provided by the pressure control function to the specific directional control valve and the normal O can be switched arbitrarily to the mode that provides the pressure control function by performing the off control.

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Description

明 細 書 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建設機械の油圧駆動装置に係り、 特に- 切換弁群のセンターバイパスライ ンに設置した圧力補償弁により切 換弁群に含まれる方向切換弁に負荷補償機能を与える建設機械の油 圧駆動装置に関する。 背景技術
切換弁群のセンターバイパスライ ンに設置した圧力補償弁により 切換弁群に含まれる方向切換弁に負荷補償機能を与える建設機械の 油圧駆動装置と して、 従来、 特開平 1一 2 7 5 9 0 2号公報に記載 のものがある。 この従来技術は、 可変容量型の油圧ポンプと、 この 油圧ポンプからの圧油により駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕 と、 油圧ポンプから複数の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油の 流れを制御するセンタ一バイパス型の複数の方向切換弁を含む切換 弁群と、 複数の方向切換弁のセンターバイパスを直列にタ ンク に接 続するセンターバイパスライ ンと、 複数の方向切換弁のセンタ一バ ィパスにそれぞれ設けられ、 対応する方向切換弁の操作量の増加に 応じて開口面積を小さ く する複数のブリ ー ドオフの可変絞り と、 切 換弁群の下流の位置でセ ンターバイパスライ ンに設置された圧力補 償弁と、 センターバイパスライ ンに接続され、 圧力補償弁に差圧を 伝達する第 1及び第 2の差圧検出ライ ンと、 圧力補償弁の更に下流 の位置でセンタ一バイパスライ ンに設置され、 制御圧力を発生させ る固定絞り と、 その制御圧力に応じて油圧ポンプの押しのけ容積を 変化させるポンプレギユ レ一夕 とを備えている。
第 1及び第 2の差圧検出ライ ンの一方は、 切換弁群より上流の位 置でセンターバイパスライ ンに接続され、 他方は切換弁群より下流 の位置でセンターバイパスライ ンに接続されている。
このように構成してある油圧駆動装置では、 油圧ポンプの押しの け容積を制御するポンプレギュ レータは、 固定絞りで発生する制御 圧力により、 よく知られたネガティ ブ制御を行う。 すなわち、 方向 切換弁のス トローク量に応じてブリ ー ドオフの可変絞りの開口面積 は徐々に小さ く なり、 最終的には全閉となるが、 この過程でセン夕 一パイパスラィンを流れる流量は減少していく ので、 固定絞りで発 生する制御圧力は小さ く なつていき、 これに応じてポンプレギユレ 一夕が作動して油圧ポンプの吐出流量を増加させていく ものであり、 このポンプ流量特性と、 ブリ一ドオフの可変絞りの特性とによりァ クチユエ一夕に供給される圧油—のメ一タ リ ング特性が定まる。
すなわち、 複数の方向切換弁の 1つを操作すると、 上記のように スプールス トロークが増すにしたがって油圧ポンプの吐出流量が増 加して行くが、 これと同時に、 スプールス トロークが増すにしたが つて、 方向切換弁のメ一タイ ンの可変絞り及びメータァゥ トの可変 絞りの開口面積が増していく とともに、 ブリ ー ドオフの可変絞りの 開口面積が小さ く なつていく ので、 油圧ポンプからセンタ一バイパ スラインを通ってタンクに流出していた流量が減少していき、 これ により油圧ポンプの吐出圧力が上昇してゆく。 そして、 方向切換弁 のポンプポー 卜の圧力がァクチユエ一夕にかかる負荷圧力より大き く なつたとき油圧ポンプからの圧油がァクチユエ一夕側に流入し始 め、 その後はポンプからセンターバイパスライ ンを通って夕 ンクに 流出していた流量が更に減少していき、 これに伴ってァクチユエ一 夕側に流入する流量、 すなわちポンプ吐出流量からセンターバイパ- スライ ンを通ってタ ンク に流出する流量を差し引いた流量が増加し ていく。 これを一般にブリー ドオフ制御という。
ここで、 センターバイパスライ ンに設置してある圧力補償弁が各 方向切換弁のブリ ー ドォフの可変絞りの前後差圧が一定になるよう に制御するので、 ブリ ー ドオフの可変絞りを通ってタ ンク に流出す る流量は、 ポンプ吐出圧力の大小すなわち負荷圧力の大小によらず プリ一 ドオフの可変絞り ·の開口面積 (方向切換弁のス ト ローク量) により定まる大きさ となる。 したがって、 ァクチユエ一夕側に流入 する流量も負荷圧力の影響を受けず、 いわゆる負荷補償特性を持つ ことになる。 発明の開示
ところで、 上述した従来技術では、 切換弁群より上流の位置と下 流の位置でセンターバイパスライ ンに圧力補償弁の第 1及び第 2の 差圧検出ライ ンを接続し、 その間の差圧を一定に保つよう圧力補償 弁で制御しているため、 切換弁群に含まれる全ての方向切換弁が負 荷補償機能を持つこ とになり、 したがって駆動圧力の調整が要求さ れるァクチユエ一夕であっても、 この駆動圧力の調整が不可能とな り、 該当するァクチユエ一夕で実施される作業の作業性が劣化する 問題があつた。
例えば、 この油圧駆動装置が備えられる油圧シ ョベルにあっては、 旋回力をかけながら側壁を掘削する、 いわゆる旋回押し付け掘削作 業や、 アームで押し付け力を与えながら垂直壁を掘削する作業が行 われることがあるが、 このような作業において、 バゲッ ト と掘削面 との係合によりァクチユエ一夕の動きが拘束されると、 上述の圧力 補償弁の作用により駆動圧力は直ちにリ リ ーフ弁で設定されている 最高圧力まで達してしまい、 したがって、 押し付け力をオペレータ の望む値に押さえながら作業を行う こ とは困難であった。
本発明の目的は、 負荷捕償特性を必要とするァクチユエ一夕の方 向切換弁には負荷補償機能を与え、 圧力制御特性を必要とするァク チユエ一夕の方向切換弁には圧力制御機能を与えることができる建 設機械の油圧駆動装置を提供するこ とにある。
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 油圧ポンプからの圧油により駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕 と、 前記油圧ポンプから前記複数の油圧ァクチユエ一タに供給され る圧油の流れを制御するセンターバイパス型の複数の方向切換弁を 含む切換弁群と、 低圧回路と、 前記複数の方向切換弁のセンターバ ィパスを直列に前記低圧回路に接続するセンターバイパスライ ンと、 前記複数の方向切換弁のセンターバイパスにそれぞれ設けられ、 対 応する方向切換弁の操作量の増加に応じて開口面積を小さ くする複 数のブリ ー ドオフの可変絞り手段と、 前記センターバイパスライ ン に設置された圧力補償弁と、 前記センターバイパスライ ンに接続さ れ、 前記圧力捕償弁に差圧を伝達する第 1及び第 2の差圧検出ライ ンとを備えた建設機械の油圧駆動装置において、 前記第 1及び第 2 の差圧検出ラインの一方を、 前記切換弁群の少なく とも 1つの特定 の方向切換弁の前記プリ一ドオフの可変絞り手段とこの方向切換弁 に隣接する他の方向切換弁の前記プリ一ドオフの可変絞り手段との 間の位置で前記センターバイパスライ ンに接続し、 前記第 1及び第 2の差圧検出ライ ンの他方を、 少なく とも前記他の方向切換弁のブ リ ー ドォフの可変絞り手段の前後差圧を検出する位置でセンターバ ィパスライ ンに接続したことを特徵とする建設機械の油圧駆動装置 が提供される。
以上の構成において、 少なく とも他の方向切換弁の操作時には、 該他の方向切換弁のプリ一ドオフ可変絞り手段の前後差圧が第 1及 び第 2の差圧検出ライ ンによって圧力捕償弁に導かれ、 この圧力捕 償弁の作用によつて他の方向切換弁に負荷捕償機能を与え、 この他 の方向切換弁で制御されるァクチユエ一夕に負荷補償特性を与える ことができる。 一方、 特定の方向切換弁の操作時には、 この特定の 方向切換弁の切換えに伴う前後差圧は圧力捕償弁に導入されず、 圧 力捕償弁の作用に係わりなく通常のプリ一ドオフ制御を行わせる c したがって、 この特定の方向切換弁には圧力制御機能が与えられ、 この特定の方向切換弁で制御されるァクチユエータに圧力制御特性 を与えることができる。
上記特定の方向切換弁は任意のものを設定できる。 一実施例にお いて、 上記特定の方向切換弁は切換弁群の最上流に位置する方向切 換弁を含む。 この場合、 圧力補償弁は切換弁群より も下流の位置で センターバイパスライ ンに接続する こ とが好ま し く 、 これによ り圧 力補償弁の一方の差圧検出ライ ンとセンターバイパスライ ンとの接 続点と圧力捕償弁との間に介在物がなく なるので、 その差圧検出ラ ィ ンを最短にでき、 また必要に応じてその差圧検出ライ ンを圧力捕 償弁のスプール内部に設けるこ とができ、 構造を簡素化できる。
また、 他の実施例において、 特定の方向切換弁は切換弁群の最下 流に位置する方向切換弁を含み、 この場合は、 圧力補償弁を切換弁 群より も上流の位置でセンターバイパスライ ンに接続するこ とが好 ま し く、 これによつて上記と同様に構造を簡素化できる。
また、 上記油圧駆動装置は、 好ま しく は、 前記セン夕一バイパス ライ ンに接続された第 3の差圧検出ライ ンと、 前記第 1及び第 2の 差圧検出ライ ンの一方と前記第 3の差圧検出ライ ンとを前記圧力補 償弁に選択的に接続する第 1の切換手段を更に備える。 第 1 の差圧 検出ライ ン又は第 2の差圧検出ライ ンが圧力補償弁に接続されてい る状態では、 上記のように特定の方向切換弁に圧力制御機能が与え られ、 第 1の切換手段の操作により第 3の差圧検出ライ ンを圧力捕 償弁に接続すると、 該特定の方向切換弁のブリ ー ドオフ可変絞り手 段の前後差圧が第 1及び第 3の差圧検出ライ ンによつて圧力補償弁 に導かれ、 この圧力補償弁の作用によって特定の方向切換弁に負荷 捕償機能を与える。 すなわち、 第 1 の切換手段の操作により特定の 方向切換弁に圧力制御機能と負荷補償機能のいずれかを任意に与え るこ とができ。
更に、 上記油圧駆動装置は、 好ま し く は、 前記圧力捕償弁を全開 位置に保持しその動作を選択的に無効にする第 2の切換手段を更に 備える。 第 1の切換手段が操作されていないときは、 上記のように 特定の方向切換弁に圧力制御機能が与えられ、 第 1の切換手段が操 作されると、 圧力捕償弁の作動が無効にされて負荷捕償性がなく な り、 全ての方向切換弁は通常のブリ ー ドオフ制御を行い、 圧力制御 機能が与えられる状態となる。
ここで、 前記第 2の切換手段は、 好ま し く は、 前記圧力捕償弁の 閉弁方向作動の駆動部を前記第 1及び第 2の差圧検出ライ ンのうち の対応するものと低圧回路とに選択的に接続する手段である c 油圧ポンプは固定ポンプであってもよいが、 好ま しく は可変容量 方の油圧ポンプであり、 この場合は、 上記油圧駆動装置は、 好ま し く は、 前記センターバイパスライ ンに設置され、 制御圧力を癸生さ せる流れ抵抗手段と、 前記制御圧力に応じて前記油圧ポンブの押し のけ容積を変化させるポンプレギユレ一夕とを更に備える。 流れ抵 抗手段は好ま しく は固定絞りを含む。
油圧ポンプが可変容量型である場合、 ポンプレギユ レ一夕は、 流 れ抵抗手段で発生する制御圧力により、 よく知られたネガティ ブ制 御を行う。 すなわち、 方向切換弁のス トロ一ク量に応じてブリー ド ォフの可変絞りの開口面積は徐々に小さ く なり、 最終的には全閉と なるが、 この過程でセンターバイパスライ ンを流れる流量は減少し ていく ので、 固定絞りで発生する制御圧力は小さ く なつていき、 こ れに応じてポンプレギユレ一夕が作動して油圧ポンプの吐出流量を 増加させていく ものであり、 このポンプ流量特性と、 ブリ ー ドオフ の可変絞りの特性とによりァクチユエ一夕に供給される圧油のメー 夕 リ ング特性が定まる。
油圧ポンプは固定ポンプであっても可変容量型であつても上記の ように、 第 1又は第 2の差圧検出ライ ンの接続位置に応じて方向切 換弁には負荷捕償機能又は圧力制御機能が与えられる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の第 1の実施例による建設機械の油圧駆動装置 e 回路図である。
図 2 は、 図 1 に示す方向切換弁の過渡的な位置を示す説明図であ な o
図 3 は、 図 1 に示す方向切換弁のス トローク量に対するブリ ー ド オフの可変絞り、 メ一タイ ンの可変絞り及びメ 一夕ァゥ トの可変絞 りそれぞれの開度特性を示す図である。
図 4は、 方向切換弁のス ト ローク量に対するポンプ吐出流量の関 係を示す図である。
図 5 は、 図 1 に示すポンプレギユ レ一夕の詳細を示す回路図であ ο
図 6は、 図 1 に示す方向切換弁のァクチユエ一夕に供給される圧 油の流量に関する制御特性を示す図である。
図 7は、 図 1 に示す方向切換弁のス トローク量に対する油圧ボン プの吐出圧力の関係を示す図である。
図 8 は、 本発明の第 2の実施例による建設機械の油圧駆動装置の 回路図である。
図 9 は、 本発明の第 3の実施例による建設機械の油圧駆動装置の 回路図である。
図 1 0 は、 本発明の第 4の実施例による建設機械の油圧駆動装置 の回路図である。
図 1 1 は、 本発明の第 5の実施例による建設機械の油圧駆動装置 の回路図である。
図 1 2 は、 本発明の第 6の実施例による建設機械の油圧駆動装置 の回路図である。
図 1 3 は、 図 1 2に示す方向切換弁のァクチユエ一夕に供給され る圧油の流量に関する制御特性を示す図である。
図 1 4は、 図 1 2 に示す方向切換弁のス トローク量に対する油圧 ポンプの吐出圧力の関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施例を図面により説明する。 これらの実施例は 本発明を油圧ショベルの油圧駆動装置に適用したものである。
まず、 本発明の第 1の実施例を図 1〜図 4により説明する。
図 1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 , 2 と、. これら油圧ポンプ 1 , 2の押しのけ容積を制御する ポンプレギユレ一夕 3, 4 と、 油圧ポンプ 1 , 2からの圧油により 駆動される複数の油圧ァクチユエ一タ 4 0, 4 1 , 4 2 , 4 3, 4 4 , 4 5 , 4 6 , 4 7, 4 8 と、 低圧回路を構成するタ ンク 4 9 と、 油圧ポンプ 1 , 2とァクチユエ一タ 4 0〜 4 8 とタ ンク 4 9 との間 に設置された弁装置 5 0 とを備えている。
弁装置 5 0 は、 油圧ポンプ 1から複数の油圧ァクチユエ一夕 4 0 〜4 3に供給される圧油の流れを制御するセンターバイパス型の複 数の方向切換弁 5 , 6, 7 , 8を含む第 1の切換弁群 5 1 と、 油圧 ポンプ 2から複数の油圧ァクチユエ一夕 4 4〜4 8に供給される圧 油の流れを制御するセンターバイパス型の複数の方向切換弁 9, 1 0 , 1 1 , 1 2, 1 3を含む第 2の切換弁群 5 2 と、 油圧ポンプ 1 に接続され、 かつ第 1 の切換弁群 5 1 の方向切換弁 5〜8のセンタ 一パイパスを直列にタンク 4 9に接続するセンターバイパスライ ン 1 a と、 ¾圧ポンプ 2に接続され、 第 2の切換弁群 5 2の方向切換 弁 9〜 1 3のセンタ一バイパスを直列にタンク 4 9を含む低圧回路 2 9 に接続するセンターパイパスライ ン 2 a と、 第 1の切換弁群 5 1 の下流の位置でセンターバイパスライ ン 1 a に設置された圧力補 償弁 1 9 と、 第 2の切換弁群 5 2の下流の位置で最下流の方向切換 弁 1 3に隣接してセンターバイパスライ ン 2 a に設置された圧力捕 償弁 2 0 と、 圧力捕償弁 1 9の更に下流の位置でセンターバイパス ライ ン 1 aに設置され、 制御圧力 P c 1を発生させる固定絞り 1 5 と、 この固定较り 1 5で発生する制御圧力が規定圧力を越えないよ うに制御する リ リ ーフ弁 1 7 と、 圧力捕償弁 2 0の更に下流の位置 でセンターバイパスライ ン 2 aに設置され、 制御圧力 P c 2を発生 させる固定絞り 1 6 と、 この固定絞り 1 6で発生する制御圧力が規 定圧力を越えないように制御する リ リ ーフ弁 1 8 と、 第 1及び第 2 の切換弁群 5 1, 5 2より上流の位置でセ ンターバイパスライ ン 1 a , 2 aにそれぞれ接続され、 油圧ポンプ 1 , 2の吐出圧力が規定 値を越えないように制御する リ リ ーフ弁 3 0, 3 0 b とを備えてい る。 ポンプレギユ レ一夕 3, 4はそれぞれ固定絞り 1 5 , 1 6で発 生した制御圧力に応じて油圧ポンプ 1 , 2の押しのけ容積を変化さ せ、 油圧ポンプ 1の吐出流量を制御する。
油圧ァクチユエ一夕 4 0, 4 1, 4 2, 4 3, 4 4, 4 5 , 4 6, 4 8は、 それぞれ、 例えば走行右モ一夕、 バケツ ト シリ ンダ、 ブー ムシ リ ンダ、 アームシ リ ンダ (合流) 、 旋回モータ、 アームシ リ ン ダ、 プ一ムシリ ンダ (合流) 、 走行左モータの各ァクチユエ一夕と して設けられている。 油圧ァクチユエ一夕 4 7は着脱可能なァタ ッ チメ ン トの油圧モータであり、 したがつて方向切換弁 1 2はそのァ タ ツチメ ン ト用の予備である。
方向切換弁 5〜 1 3は、 各々、 図 2に示すようにメ ータイ ンの可 変絞り 5 4 a, 5 4 b (以下 5 4で代表する) 及びメ ータアウ トの 可変絞り 5 5 a, 5 5 b (以下 5 5で代表する) が形成されている と共に、 そのセン夕一バイパスにはブリ ー ドオフ用の可変絞り 5 6 が設けられている。 これらメ ータィ ンの可変絞り 5 4及びメ ータァ ゥ トの可変絞り 5 5とブリ ー ドオフ用の可変絞り 5 6における方向 切換弁のスプールス トローク (方向切換弁の操作量) S と開口面積 Aとの関係は図 3に示すようである。 すなわち、 図中、 5 7 , 5 8 がメ ータィ ンの可変絞り 5 4及びメ ータアウ トの可変絞り 5 5の開 口面積の特性であり、 5 9がプリ ― ドオフ用の可変絞り 5 6の開口 面積の特性であり、 メ 一タイ ンの可変絞り 5 4及びメ ータァゥ トの 可変絞り 5 5はスプールス ト ロークが 0のとき (方向切換弁が中立 位置にあるとき) には全閉し、 スプールス ト ロークが増加するに し たがつて開口面積を増加させるのに対して、 プリ 一 ドオフ用の可変 絞り 5 6はスプールス トロークが 0のときには全開し、 スプールス トロ一クが増加するにしたがつて開口面積を減少させる関係となつ ている。
このようにブリー ドオフ用の可変絞り 5 6の開度特性を設定する ことにより、 例えば方向切換弁 5が中立位置にあるときにはセン夕 一バイパスライ ン 1 aを流れる流量 (センタ一バイパス流量) は最 大となり、 固定絞り 1 5により発生する制御圧力 P c 1 も最大とな り、 方向切換弁 5の操作量が増加するにしたがいセンターバイパス 流量は減少し、 制御圧力 P c 1 も減少する。 ポンプレギユ レ一夕 3 はこの制御圧力 P c 1 に応答して、 制御圧力 P c 1が最大のときは 油圧ポンプ 1の押しのけ容積を最小と し、 制御圧力 P c 1が小さ く なるにしたがつて油圧ポンプ 1の押しのけ容積を増大させるように 制御する。 その結果、 油圧ポンプ 1の吐出流量 Qは図 4の特性線 7 0で示すように、 方向切換弁 5のス トロ一ク量 Sに応じて増大する ように制御される。
なお、 以上は方向切換弁 5について説明したが、 他の方向切換弁 6〜8についても同様であり、 更に第 2の切換弁群 5 2の方向切換 弁 9〜 1 3についても同様である。
ポンプレギユレ一夕 3 は、 図 5に示すように、 油圧ポンプ 1の押 しのけ容積可変部材例えば斜板 6 0を駆動する ピス ト ン · シリ ンダ 装置 6 1 と、 制御圧力 P c 1 に応答してピス ト ン · シリ ンダ装置 6 1へ供給される圧油の流量を調整し、 油圧ポンプ 1の斜扳傾耘量を 制御する第 1のサーボ弁 6 2 とを有し、 第 1のサ一ポ弁 6 2の作動 により、 上記のように制御圧力 P e lが最大から小さ く なるにした がい、 油圧ポンプ 1の押しのけ容積は大き く なるよう斜板 6 0の煩 転量が制御される。 また、 ポンプレギユ レ一夕 3は、 ポンプ吐出圧 力に応答してピス ト ン · シリ ンダ装置 6 1へ供給される圧油の流量 を調整し、 油圧ポンプ 1の斜板傾転量を制御する入力 トルク制限^ の第 2のサーボ弁 6 3を備えている。 ポンプレギユ レ一夕 4 も同様 に構成されている。
圧力補償弁 1 9 は第 1 の切換弁群 5 1 の全ての方向切換弁 5〜 8 に負荷捕償機能を与える構成となっている。 すなわち、 圧力補償弁 1 9の閉弁方向駆動部すなわち受圧室に油圧を導入する第 1 の差圧 検出ライ ン 2 1 は第 1の切換弁群 5 1 より上流の位置でセ ンタ一バ ィパスライ ン 1 a に接続され、 圧力補償弁 1 9 の開弁方向駆動部す なわち受圧室に油圧を導入する第 2の差圧検出ライ ン 2 3 は第 1の 切換弁群 5 1 より下流の位置でセンターバイパスライ ン 1 a に接続 され、 これによ り方向切換弁 5〜 8 のいずれが操作された場合でも、 その操作に伴って対応するプリ一 ドオフの可変絞り 5 6で発生した 差圧が第 1及び第 2 の差圧検出ライ ン 2 1 , 2 3を介して圧力補償 弁 1 9の各駆動部に導かれ、 当該前後差圧が一定となるように制御 される。
また、 第 2の切換弁群 5 2 においては、 方向切換弁 9 は旋回モー 夕 4 4を駆動することから、 負荷補償機能ではなく圧力制御機能を 必要とする特定の弁と して設定してあり、 圧力補償弁 2 0 は第 2の 切換弁群 5 2のそれ以外の方向切換弁 1 0〜 1 3 に対して負荷補償 機能を与える構成となっている。 すなわち、 圧力補償弁 2 0の閉弁 方向駆動部すなわち受圧室に油圧を導入する第 1 の差圧検出ライ ン 2 2 は第 2の切換弁群 5 2の方向切換弁 9 と方向切換弁 1 0の間で センターバイパスライ ン 2 a に接続され、 圧力補償弁 2 0の開弁方 向駆動部すなわち受圧室に油圧を導入する第 2 の差圧検出ライ ン 2 4は第 2の切換弁群 5 2より下流の位置でセンターバイパスライ ン 2 a に接続され、 これにより方向切換弁 1 0〜 1 3のいずれが操作 された場合でも、 その操作に伴って対応するブリ ー ドォフの可変絞 り 5 6で発生した差圧が第 1及び第 2の差圧検出ライ ン 2 2, 2 4 を介して圧力捕償弁 2 0の各駆動部に導かれ、 当該前後差圧が一定 となるように制御される。 ここで、 圧力捕償弁 1 9 , 2 0はそれぞれ第 1及び第 2の切換弁 群 5 1 , 5 2より上流の位置でセンターバイパスライ ン 1 a , 2 a に接続しても、 同様の負荷捕償機能が得られるが、 圧力補償弁 2 0 については、 第 2の切換弁群 5 2より下流の位置でセンタ一バイパ- スライ ン 2 aに接続するのが好ま しく、 これにより圧力補償弁 2 0 が負荷捕償機能を与えられる方向切換弁 1 3に隣接するため、 第 2 の差圧検出ライ ン 2 4のセンターバイパスライ ン 2 a との接合点と 圧力捕償弁 2 0 との間に介在物がなく なり、 第 2の差圧検出ライ ン 2 4の長さを短くでき、 また必要に応じて第 2の差圧検岀ライ ンを 圧力捕償弁 2 0のスプール内部に設けることができ、 弁装置 5 0の 構造が簡素化される。
以上のように構成してある油圧駆動装置において、 例えば第 1 の 切換弁群 5 1において、 方向切換弁 5〜 8の 1つ、 例えば方向切換 弁 5を操作したとき、 上記のようにスプールス ト ローク Sが増すに したがつて油圧ポンプ 1の吐出流量が増加して行く。 これと同時に、 スプールス トローク Sが増すにしたがって、 図 3に示すように、 方 向切換弁 5のメータィンの可変絞り 5 4及びメ ータァゥ トの可変絞 り 5 5の開口面積 Aが増していく とともに、 プリ 一 ドオフの可変絞 り 5 6の開口面積 Aが小さ く なつていく ので、 油圧ポンプ 1 の吐出 圧力が上昇してゆく。 そして、 方向切換弁 5のポンプポー 卜の圧力 がァクチユエ一夕 4 0にかかる負荷圧力より大き く なつたとき油圧 ポンプ 1からの圧油がァクチユエ一夕 4 0側に流入し始め、 その後 はポンプ 1からセンターバイパスライ ン 1 aを通ってタンク 4 9 に 流出していた流量が減少していき、 これに伴ってァクチユエ一夕 4 0側に流入する流量、 すなわちポンプ吐出流量からセンターバイパ スライン l aを通ってタンク 4 9 に流出する流量を差し引いた流量 が增加していく。 これを一般にプリ ー ドオフ制御という。
図 6 にブリー ドオフ制御時の方向切換弁の制御特性を示す。 すな わち、 ァクチユエ一夕 4 0の負荷圧力を一定と した場合、 プリ 一 :、" オフ用の可変絞り 5 6を通って流出可能なセンターバイパス流量の スプールス トローク Sに対する特性は、 図 3 に示す開度特性 5 9 に 対応して図 6 に 5 9 Aで示すようになる。 油圧ポンプ 1 の吐出流量 Qは図 6の特性線 7 O Aで示すようであるので、 ァクチユエ一夕 4 0に供給される圧油の流量に関する方向切換弁 5の制御特性は、 図 6に 7 1 Aで示すようになる。 なお、 5 7 Aは図 3 に示す特性 5 7 を有する方向切換弁 5のメ ータィ ンの可変絞り 5 4を通って供給可 能な流量のスプールス トローク Sに対する特性であり、 特性線 7 1 Aはその範囲内に設定される。 このよ う にブリ ー ドオフ制御におい ては、 負荷圧力を一定と した場合、 ァクチユエ一夕に圧油を供給し て駆動する通常の動作時、 ァクチユエ一夕に供給される圧油の流量 に関する方向切換弁の制御特性は、 ブリ ー ドオフ用の可変絞りの開 度特性と油圧ポンプの流量特性によって決まる特性となる。
ところで、 上記では負荷圧力が一定であると したが、 実際には負 荷圧力は作業の進行と共に、 また作業の場面によって変わる。 この よう に負荷圧力が変化すると、 も し例えば第 1 の切換弁群 5 1 に対 して圧力捕償弁 1 9が設置されていない場合、 負荷圧力の変化に対 応してブリ ー ドオフ用の可変絞り 5 6を通って流出可能なセンター バイパス流量も変化する。 すなわち、 例えばァクチユエ一夕 4 0 の 負荷圧力が特性 5 9 Aの場合よ り も増大する と、 セ ンタ一バイパス 流量のスプ一ルス トローク Sに対する特性は、 図 6で 5 9 Bに示す ように変化する。 このとき、 ァクチユエ一夕 4 0側に圧油が流入し 始めるス ト ローク Sの変化により、 油圧ポンプ 1 の吐出流量の特性 も図 6に 7 0 Bで示すように変化する。 このため、 ァクチユエ一夕 4 0に供給される圧油の流量に関する方向切換弁 5の制御特性 1 2 は図 6の特性線 7 1 Bで示すようになる。 すなわち、 負荷圧力の変 動によりァクチユエ一夕 4 0 に供給される圧油の流量に関する方向 切換弁 5の制御特性が変化する。
こ こで本実施例では、 圧力補償弁 1 9が各切換弁に内蔵されるブ リ一ドォフの可変絞り 5 6の前後差圧が一定になるように制御する ので、 プリー ドオフの可変絞り 5 6を通ってタンクに流出する流量 は、 ポンプ吐出圧力の大小すなわち負荷圧力の大小によらずプリ一 ドオフの可変絞り 5 6の開口面積 (方向切換弁のス ト ローク量) に より定まる大きさとなる。 したがって、 ァクチユエ一夕側に流人す る流量も負荷圧力の影響を受けず、 常に図 6の特性線 7 1 Aのよう に制御される。 このように、 第 1の切換弁群 5 1 においては、 全て の方向切換弁に方向切換弁に負荷補償機能が与えられ、 ァクチユエ 一夕側に流入する流量も負荷圧力の影響を受けず、 負荷捕償特性を 持つことになる。
第 2の切換弁群 5 2において、 方向切換弁 1 0〜 1 3の 1つを操 作したときにも、 上記と同様に方向切換弁 1 0〜 1 3のそれぞれに 負荷捕償機能が与えられ、 ァクチユエ一夕側に流入する流量も負荷 圧力の影響を受けず、 負荷補償特性を持つことになる。
—方、 旋回モータ 4 4用の方向切換弁 9を操作した場合には、 方 向切換弁 9に内蔵されるブリー ドォフの可変絞り 5 6で発生した差 圧は圧力捕償弁 2 0には導かれないので、 通常のブリ ー ドオフ制御 がおこなわれる。 ここで、 通常のブリ ー ドオフ制御においては、 圧ポンプの吐出圧力 P dはプリ一ドォフの可変絞りの開口面積に依 存することから、 図 7に示すように、 ある負荷圧力では油圧ポンプ の吐出圧力 P dは例えば特性線 7 2 Aのように該負荷圧力に達する まではス トロークに応じて変化し、 負荷圧力が増大すると特性線も 7 2 Bのようにより高いポンプ吐出圧力になるまでス トロークに応 じて変化するようになる。 すなわち、 いずれの負荷圧力にあっても、 ポンプ吐出圧力はスプールス トローク Sによって調整可能である c このように、 方向切換弁 9のブリー ドオフ制御においては、 上述 の負荷捕償機能は得られない代わりに、 スプールス トローク S (ブ リ'一ドオフの可変絞り 5 6の開口面積) の大きさによりポンプ吐出 圧力を調整できるので、 旋回モーター 4 4の駆動圧力を任意に制^: するこ とができ、 旋回押し付け掘削などの作業に際し押し付け力を 所望の値に調整して作業を行う こ とができる。 また、 旋回加速時の 駆動圧力を加減して、 滑らかな旋回加速操作を実施するこ とができ o '
このよ う に、 第 1 の実施例にあっては、 負荷補償特性を必要とす るァクチユエ一夕 4 0〜 4 3, 4 5〜 4 8 に係わる方向切換弁 5〜 8, 1 0〜 1 3には負荷捕償機能を与え、 圧力制御を必要とするァ クチユエ一夕、 すなわち旋回モータ 4 4に係わる方向切換弁 9 (特 定の方向切換弁) には圧力制御機能を与えるこ とができ、 これによ つて優れた作業性が得られる。
また、 本実施例では、 上記のような圧力補償弁 2 0 による負荷捕 償機能を得るのに際して、 圧力補償弁 2 0を第 2 の切換弁群 5 2の 下流の位置でセ ンタ一バイパスライ ン 2 a に接続したので、 第 2の 差圧検出ライ ン 2 4の長さを短く でき、 また必要に応じて第 2の差 圧検出ライ ン 2 4を圧力補償弁 2 0のスプール内部に設けるこ とが でき、 弁装置 5 0 Aの構造を簡素化できる。
なお、 上記第 1 の実施例にあっては、 圧力制御機能を与える特定 の方向切換弁と して方向切換弁 9のみを設定したが、 本発明はこれ に限らず、 特定の方向切換弁を複数設定してもよ く、 この場合これ らの全てを切換弁群の最上流側の弁と し、 圧力補償弁 2 0を下流側 に配置すれば、 上記と同様な構造簡素化の効果が得られる。
本発明の第 2の実施例を図 8により説明する。 図中、 図 1 に示す 部材と同等の部材には同じ符号を付している。
図 8 において、 本実施例の弁装置 5 0 Aでは、 圧力補償弁 1 9 , 2 0をそれぞれ第 1及び第 2の切換弁群 5 1 , 5 2 より上流の位置 でセンターバイパスライ ン 1 a, 2 a に配置すると共に、 走行用油 圧モ一夕 4 0, 4 8に圧力制御特性を与えるため、 第 1 の切換弁群 5 1 にあっては最上流の方向切換弁 5を圧力制御機能を与える特定 の方向切換弁に設定し、 第 2の切換弁群 5 2にあっては最下流の方 向切換弁 1 3を圧力制御機能を与える特定の方向切換弁に設定して ある。
すなわち、 圧力捕償弁 1 9 Aの閉弁方向駆動部に油圧を導入する 第 1の差圧検出ライ ン 2 1 Aは第 1 の切換弁群 5 1 の方向切換弁 5 と方向切換弁 6の間でセンターバイパスライ ン 1 a に接続され、 圧 力捕償弁 1 9 Aの開弁方向駆動部に油圧を導入する第 2の差圧検出 ライ ン 2 3 Aは第 1の切換弁群 5 1より下流の位置でセンターバイ パスライ ン 1 a に接続され、 これにより方向切換弁 6〜 8 に負荷捕 償機能を与え、 方向切換弁 5に圧力制御機能を与えている。
—方、 圧力捕償弁 2 0 Aの閉弁方向駆動部に油圧を導入する第 1 の差圧検出ライン 2 2 Aは第 2の切換弁群 5 2より上流の位置でセ ンタ一バイパスライ ン 2 a に接続され、 圧力捕償弁 2 0 Aの開弁方 向駆動部に油圧を導入する第 2の差圧検出ライ ン 2 4 Aは第 2の切 換弁群 5 2の方向切換弁 1 2 と方向切換弁 1 3 との間の位置でセン ターバイパスライ ン 2 a に接続され、 これにより方向切換弁 9〜 1 2に負荷捕償機能を与え、 方向切換弁 1 3に圧力制御機能を与えて いる。
本実施例によっても、 負荷捕償機能と圧力制御機能とを区別して 与えるので、 第 1の実施例と同様に優れた作業性が得られる。
また、 負荷捕償機能を与えない方向切換弁 1 3が最下流にある と きに、 圧力捕償弁 2 0 Aを第 2の切換弁群 5 2より上流の位置でセ ンターバイパスライ ン 2 a に接続したので、 圧力捕償弁 2 0 Aが負 荷捕償機能を与えられる方向切換弁 9 に隣接するため、 第 1 の差圧 検出ライ ン 2 2 Aのセンターバイパスライ ン 2 a との接合点と圧力 捕償弁 2 0 Aとの間に介在物がなく なり、 第 2の差圧検出ライ ン 2 4 Aの長さを短く でき、 また必要に応じて第 2の差圧検出ライ ン 2 4 Aを圧力捕償弁 2 0のスプール内部に設けるこ とができ、 弁装置 5 0 Aの構造を簡素化できる。
なお、 上記第 2の実施例にあっても、 圧力制御機能を与える特定 の方向切換弁と して方向切換弁 1 3のみを設定したが、 特定の方向 切換弁を複数設定し、 これらを全て第 2の切換弁群の最下流に配置 してもよく、 この場合も上記と同様に弁装置 5 0 Aの構造を簡素化 できる。
本発明の第 3の実施例を図 9により説明する。 図中、 図 1に示す 部材と同等の部材には同じ符号を付している。 本実施例は、 図 1の 実施例において、 2つの圧力補償弁 1 9, 2 0をそれぞれ第 1及び 第 2の切換弁群 5 1 , 5 2の上流の位置でセンターバイパスライ ン 1 a , 2 aに接続し、 かつ第 2の切換弁群 5 2の圧力捕償機能を与 える弁と して、 互いに離れた 2つの弁を設定したものである。
すなわち、 図 9において、 弁装置 5 0 Bは圧力補償弁 1 9 B , 2 0 Bを有し、 圧力捕償弁 1 9 B, 2 0 Bをそれぞれ第 1及び第 2の 切換弁群 5 1, 5 2より上流の位置でセンターバイパスライ ン l a, 2 aに配置されている。 また、 圧力補償弁 1 9 Bの閉弁方向駆動部 に油圧を導入する第 1の差圧検出ライ ン 2 1 Bは第 1の切換弁群 5 1より上流の位置でセンターバイパスライ ン 1 aに接続され、 圧力 補償弁 1 9 Aの開弁方向駆動部に油圧を導入する第 2の差圧検出ラ イ ン 2 3 Bは第 1の切換弁群 5 1より下流の位置でセ ンターバイパ スライ ン l aに接続され、 これによ り方向切換弁 5〜 8の全てに負 荷捕償機能を与えている。
一方、 圧力補償弁 2 0 Bの閉弁方向駆動部に油圧を導入する第 1 の差圧検出ライ ン 2 2 Bは第 2の切換弁群 5 2の方向切換弁 9 と方 向切換弁 1 0との間でセンタ一バイパスライ ン 2 aに接続され、 圧 力捕償弁 2 0 Bの開弁方向駆動部に油圧を導入する第 2の差圧検出 ライ ン 2 4 Bは第 2の切換弁群 5 2の方向切換弁 1 2 と方向切換弁 1 3との間の位置でセンタ一バイパスライ ン 2 aに接続され、 これ によ り方向切換弁 1 0〜 1 2に負荷補償機能を与え、 方向切換弁 9, 1 3に圧力制御機能を与えている。
本実施例によつても、 負荷補償機能と圧力制御機能とを区別して 与えるので、 第 1の実施例と同様に優れた作業性が得られる。
本発明の第 4の実施例を図 1 0により説明する。 図中、 図 1に示 す部材と同等の部材には同じ符号を付している。 本実施例は、 方向 切換弁に負荷捕償機能と圧力制御機能とを選択的に与えれるように したものである。
図 1 0において、 弁装置 5 0 Cは、 第 2の切換弁群 5 2に関して 設けられた圧力捕償弁 2 0の閉弁方向駆動部に油圧を導入する部分 の構成を除いて、 図 1 に示す実施例と同じである。 そして、 圧力捕 償弁 2 0の閉弁方向駆動部に油圧を導入する部分の構成と して、 圧 力捕償弁 2 0の閉弁方向駆動部に油圧を導入する第 1の差圧検岀ラ イン 2 2及び第 3の差圧検出ライ ン 2 2 a と、 これら第 1及び第 3 の差圧検出ライ ン 2 2 , 2 2 aを選択的に圧力捕償弁 2 0の閉弁方 向駆動部に接続する電磁切換弁 2 6 とを備えている。 第 1の差圧検 出ライン 2 2は、 第 2の切換弁群 5 2の方向切換弁 9 と方向切換弁 1 0との間の位置でセンターバイパスライ ン 2 aに接続され、 第 3 の差圧検出ライ ン 2 2 aは第 2の切換弁群 5 2より上流の位置でセ ンタ—バイパスライ ン 2 aに接続されている。 なお、 切換弁 2 6 は 手動操作弁であってもよい。
この第 4の実施例では、 切換弁 2 6が図 1 0に示す位置に保持さ れている場合は第 1の差圧検出ライ ンが選択され、 方向切換弁 9は そのブリー ドオフの可変絞りの前後差圧が圧力補償弁 2 0に導入さ れないので特定の切換弁と して圧力制御機能を持ち、 切換弁 2 6が 図示の位置から切換えられると第 3の差圧検出ライ ン 2 2 aが選択 され、 方向切換弁 9のブリ ー ドオフの可変絞りの前後差圧が差圧検 岀ライ ン 2 2 aによつて圧力補償弁 2 0の閉弁方向駆動部に導かれ るので、 方向切換弁 9 は負荷捕償機能を持つようになつている: このように、 本実施例においては、 切換弁 2 6の操作により方向 切換弁 9に圧力制御機能と負荷捕償機能のいずれかを任意に与える ことができ、 作業性を更に向上できる。 本発明の第 5の実施例を図 1 1 により説明する。 図中、 図 1 に示 す部材と同等の部材には同じ符号を付している。 本実施例は、 圧力 補償弁の動作を選択的に無効にできるようにしたものである。
図 1 1 において、 弁装置 5 0 Dは、 圧力補償弁 1 9 , 2 0の閉弁 方向駆動部に油圧を導入する部分の構成を除いて、 図 1 に示す実施 例と同じである。 そして、 圧力補償弁 1 9 , 2 0の閉弁方向駆動部 に油圧を導入する部分の構成と して、 圧力補償弁 1 9, 2 0の閉弁 方向駆動部に油圧を導入する第 1の差圧検出ライ ン 2 1 , 2 2 と、 圧力補償弁 1 9 , 2 0の閉弁方向駆動部を第 1の差圧検出ライ ン 2 1, 2 2 と低圧回路 2 9の一方に選択的に接続する電磁切換弁 2 7 , 2 8 とを備えている。 第 1の差圧検出ライ ン 2 1 , 2 2 は図 1 に示 す実施例と同様にセンターバイパスライ ン l a, 2 a に接続されて いる。 なお、 切換弁 2 7 , 2 8 も手動操作弁であってもよい。
この第 5の実施例では、 切換弁 2 7, 2 8が図 1 1 に示す位置に ある場合は、 圧力補償弁 1 9, 2 0 は有効化され通常の動作をする ので、 方向切換弁 5〜 8及び方向切換弁 1 0〜 1 3 に負荷捕償機能 が与えられる。 一方、 切換弁 2 7, 2 8を図示の位置から切換える と、 圧力捕償弁 1 9 , 2 0の閉弁方向駆動部が低圧回路 2 9 に接続 されるので、 圧力捕償弁 1 9, 2 0 は全開状態に保持され、 これに よつて負荷補償性がなく なり、 全ての方向切換弁 5〜 1 3 はブリ ー ドオフ制御による圧力制御機能が与えられる。
なお、 上記第 5の実施例では、 圧力捕償弁 1 9, 2 0の閉弁方向 駆動部を低圧回路 2 9に接続するこ とによ り方向切換弁の負荷補償 機能をなく すようにしたが、 これに限られず、 例えば閉弁方向駆動 部を開弁方向駆動部に接続し、 同じ圧力にすることによ り全開位置 に保持してもよ く、 実質的に圧力補償弁 1 9 , 2 0を作動不能にで きる ものであればよい。
本発明の第 6の実施例を図 1 2〜図 1 4により説明する。 図中、 図 1 に示す部材と同等の部材には同じ符号を付している。 本実施例 は、 油圧ポンプと して可変容量型ではなく固定ポンプを用いたもの める。
すなわち、 図 1 2において、 本実施例の油圧駆動装置は固定容量 型の油圧ポンプ 1 A , 2 Aを有し、 油圧ポンプ 1 A, 2 Aからの圧 油の流れ及び圧力を制御する弁装置 5 0 Eの構造は図 1 に示す実施 例と同じであ.る。
図 1 3に固定容量型の油圧ポンプ 1 A , 2 Aを用いた場合のプリ ー ドオフ制御時の方向切換弁の制御特性を示す。 図中、 図 7に示す 特性と同じ特性には同じ符号を付している。 すなわち、 例えば方向 切換弁 5に負荷捕償機能が与えられていない場合、 ァクチユエ一夕 4 0がある負荷圧力にあるとき、 方向切換弁 5のブリ ー ドオフ用の 可変絞り 5 6 (図 2参照) を通-つて流出可能なセンタ一バイパス流 量のスプールス トローク Sに対する特性は、 図 3 に示す開度特性 5 9に対応して図 1 3に 5 9 Aで示すようになり、 ァクチユエ一タ 4 0の負荷圧力が増大すると、 センターバイパス流量は増大し、 セン タ一バイパス流量のスプールス トローク Sに対する特性は、 図 1 3 で 5 9 Bに示すように変化する。 一方、 油圧ポンプ 1 Aの吐出流量 Qは図 1 3の特性線 8 0 Aで示すようであるので、 負荷圧力が増大 する前はァクチユエ一夕 4 0 に供給される圧油の流量に関する方向 切換弁 5の制御特性は、 図 1 3 に 8 1 Aで示すようになり、 負荷圧 力が増大すると 8 1 Bで示すように変化する。
これに対し、 本実施例では、 圧力捕償弁 1 9が各切換弁に内蔵さ れるブリ ー ドォフの可変絞り 5 6の前後差圧が一定になるように制 御するので、 プリ一ドオフの可変絞り 5 6を通ってタ ンクに流出す る流量は、 ポンプ吐出圧力の大小すなわち負荷圧力の大小によらず ブリ一ドオフの可変絞り 5 6の開口面積 (方向切換弁のス トローク 量) により定まる大きさとなる。 したがって、 ァクチユエ一夕側に 流入する流量も負荷圧力の影響を受けず、 常に図 1 3の特性線 8 1 Aのよう に制御される。 すなわち、 可変容量型の油圧ポンプを用い た第 1 の実施例と同様に、 方向切換弁 5〜 8及び 1 0 〜 1 3 には負 荷補償機能が与えられる。
—方、 旋回モータ 4 4甩の方向切換弁 9を操作した場合には、 方 向切換弁 9 に内蔵されるブリ ー ドオフの可変絞り 5 6で発生した差 圧は圧力補償弁 2 0には導かれないので、 通常のプリ 一 ドオフ制御 がおこなわれる。 ここで、 通常のプリ一 ドオフ制御においては、 油 圧ポンプの吐出圧力 P dはブリ ー ドオフの可変絞りを流出する圧油 の流量に依存することから、 図 1 4に示すように、 ある負荷圧力で は油圧ポンプの吐出圧力 P dは例えば特性線 8 2 Aのよ う に該負荷 圧力に達するまではス ト ロークに応じて変化し、 負荷圧力が増大す ると、 特性線も 8 2 Bのようにより高いポンプ吐出圧力になるまで ス ト ロークに応じて変化するようになる。 この様に、 固定ポンプを 使用した場合も、 ポンプ吐出圧力はスプールス ト ローク S によって 調整可能である。
したがって、 第 6の実施例にあっても、 負荷補償特性を必要とす るァクチユエ一夕 4 0〜 4 3 , 4 5〜 4 8 に係わる方向切換弁 5 〜 8, 1 0〜 1 3には負荷捕償機能を与え、 圧力制御を必要とするァ クチユエ一夕、 すなわち旋回モータ 4 4 に係わる方向切換弁 9 (特 定の方向切換弁) には圧力制御機能を与えるこ とができ、 これによ つて優れた作業性が得られる。
なお、 上記各実施例にあっては、 制御圧力を発生させる流れ抵抗 手段と して固定絞り 1 5, 1 6を用いたが、 この固定絞りの代わり にオーバーライ ド特性を持たせた リ リ ーフ弁を用いてもよい。 産業上の利用可能性
本発明の建設機械の油圧駆動装置は、 以上のように構成してある ことから、 以下の効果が得られる。
( 1 ) 負荷補償特性を必要とするァクチユエ一夕の方向切換弁には 負荷補償機能を与え、 圧力制御特性を必要とするァクチュニ 一夕の方向切換弁には圧力制御機能を与えることができ、 従 来に比べて作業性を向上させることができる。 またこれに伴 つて特に、 次に列挙する効果を奏する。
差圧検出ライ ンのセンターバイパスライ ンへの接続位置を 適宜考慮するこ とにより予め各方向切換弁を、 圧力制御機能 を持つ方向切換弁と負荷補償機能を持つ方向切換弁のいずれ にも任意に設定することができる。
圧力制御機能を付与した特定の方向切換弁は、 スプールス トローク量を適宜調整することによりァクチユエ一夕による 押し付け力を所望の値に調整して作業をすることができる。 また、 ァクチユエ一夕の起動加速をスプールス ト ローク量を 適宜加減することにより、 所要の滑らかさで行う ことができ o
( 2 ) 特定の方向切換弁の位置に応じて圧力捕償弁の設置位置を適 宜選定するこ とにより、 圧力捕償弁の一方の差圧検出ライ ン とセンタ一バイパスライ ンとの接続点と圧力捕償弁との間に 介在物がなく なるので、 その差圧検出ラィ ンを最短にでき、 また必要に応じてその差圧検出ラィ ンを圧力補償弁のスブー ル内部に設けるこ とができ、 構造を簡素化できる c
( 3 ) 追加の差圧検出ライ ンと第 1及び第 2の差圧検出ライ ンのー 方とを圧力捕償弁に選択的に接続するこ とによ り、 作業中で あつても特定の方向切換弁の制御機能を圧力制御機能と負荷 捕償機能のいずれかに任意に切換えることができ。
( 4 ) 圧力捕償弁を全開位置に保持しその動作を選択的に無効にす ることにより、 特定の方向切換弁に圧力制御機能が与えるモ 一ドと全ての方向切換弁に通常のプリ一 ドオフ制御を行わせ、 圧力制御機能を与えるモー ドとに任意に切換えるこ とができ る o

Claims

請求の範囲
1. 油圧ポンプ(2) と、 この油圧ポンプからの圧油により駆動さ れる複数の油圧ァクチユエ一夕 U4- 48; と、 前記油圧ポンプから前 記複数の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油の流れを制御するセ ンターバイパス型の複数の方向切換弁(9- U)を含む切換弁群(52)と 低圧回路(29)と、 前記複数の方向切換弁のセンターバイパスを直列 に前記低圧回路に接続するセンターバイパスライ ン (2 a)と、 前記複 数の方向切換弁のセンタ一バイパスにそれぞれ設けられ、 対応する 方向切換弁の操作量の増加に応じて開口面積を小さ く する複数のブ リ一 ドオフの可変絞り手段(56)と、 前記センタ一バイパスライ ンに 設置された圧力補償弁(20)と、 前記セ ンターバイパスライ ンに接続 され、 前記圧力補償弁に差圧を伝達する第 1及び第 2の差圧検出ラ イ ン (22, とを備えた建設機械の油圧駆動装置において、
前記第 1及び第 2の差圧検出ライ ン (22, 24) の一方(Π)を、 前記 切換弁群(52)の少なく と も 1つの特定の方向切換弁(9; の前記プリ ― ドオフの可変絞り手段(56)と この方向切換弁に隣接する他の方向 切換弁(10)の前記ブリ ー ドオフの可変絞り手段 3 との間の位置で 前記セ ンターバイパスライ ン (2 a)に接続し、 前記第 1及び第 2の差 圧検出ライ ン (22, 2 の他方(2 を、 少なく と も前記他の方向切換 弁のプリ 一 ドオフの可変絞り手段の前後差圧を検出する位置でセ ン 夕一バイパスライ ン (2 a)に接続したこ とを特徴とする建設機械の油 圧駆動装置。
2. 請求項 1記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記特定 の方向切換弁が前記切換弁群(52)の最上流に位置する方向切換弁(9 ) を含むこ とを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
3. 請求項 2記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記圧力 捕償弁(20)を前記切換弁群(52)より も下流の位置で前記センターバ ィパスライ ン( )に接続したことを特徵とする建設機械の油圧駆動
4. 請求項 1記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記特定 の方向切換弁が前記切換弁群(52)の最下流に位置する方向切換弁 ': を含むことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
5. 請求項 4記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記圧力 捕償弁(2SU) を前記切換弁群(52;より も上流の位置で前記セン夕一 バイパスライ ン (2 a)に接続したことを特徴とする建設機械の油圧駆
6. 請求項 1記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記セン 夕一バイパスライ ン (2a)に接続された第 3の差圧検出ライ ン 2 ε と、 前記第 1及び第 2の差圧検出ライ ン (22, 24 の一方(22; と前記 第 3の差圧検出ライ ン (22s) とを前記圧力捕償弁 に選択的に接 続する第 1の切換手段(26)を更に備えることを特徵とする建設機械 の油圧駆動装置。
7. 請求項 1記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記圧力 捕償弁(20)を全開位置に保持しその動作を選択的に無効にする第 2 の切換手段(28)を更に備えることを特徵とする建設機械の油圧駆動
8. 請求項 7記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記第 2 の切換手段(28)は、 前記圧力捕償弁(20)の閉弁方向作動の駆動部を 前記第 1及び第 2の差圧検出ライ ン (22, 24, のうちの対応する もの (22)と低圧回路(23)とに選択的に接続する手段である こ とを特徵と する建設機械の油圧駆動装置。
9. 請求項 1記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記油圧 ポンプは可変容量型の油圧ポンプ(2) であり、 前記センタ一バイパ スライ ン (2a)に設置され、 制御圧力を発生させる流れ抵抗手段(1 δ; と、 前記制御圧力に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を変化さ せるポンプレギユ レ一夕 (4) とを更に備える こ とを特徴とする建設 機械の油圧駆動装置。
1 0. 請求項 9記載の建設機械の油圧駆動装置において、 前記流 れ抵抗手段は固定絞り (16)を含むことを特徵とする建設機械の油圧
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