JP2776868B2 - 建設機械の油圧流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一対の複合制御弁と一対の可変容量ポンプ
とからなる建設機械の油圧流量制御装置に係り、更に詳
細には前記建設機械における両複合制御弁の間に設けら
れる圧油合流用連通弁の開閉制御装置並びに可変容量ポ
ンプの吐出量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の建設機械における油圧装置は、一般に
第４図に示すように、それぞれ２つのアクチュエータ12
a,12b並びに32a,32bを操作する方向切換弁14a,14b並び
に34a,34bを有する一対の複合制御弁10,30と、これら複
合制御弁10,30の各々に圧油を供給する一対の可変容量
ポンプ16,36とからなる。なお、前記アクチュエータ12
a,12b,32a,32bは通常それぞれ旋回用、アーム用、ブー
ム用、バケット用に供せられる。前記方向切換弁14a,14
b,34a,34bはそれぞれ圧力補償弁18a,18b,38a,38bを備
え、そしてそれぞれ制御信号発生装置20a,20b,40a,40b
によって制御される。また、両複合制御弁10,30の間は
連通弁42によって相互に連通され、そして前記連通弁42
は制御信号発生装置20b,40aによって開閉操作される。

従って、このような構成になる油圧装置は、各アクチ
ュエータ12a,12b,32a,32bがそれぞれ制御信号発生装置2
0a,20b,40a,40bによって制御操作されると共に、更にこ
の場合、圧油が大流量を要求されるアクチュエータ12b,
32aの操作時には、制御信号発生装置20b,40aの操作によ
って連通弁42が連通され、アクチュエータ12b,32aには
両ポンプ16,36の吐出圧油が合流して供給される。従っ
て、大容量を要求されるアクチュエータ12b,32aすなわ
ちアーム用並びにブーム用アクチュエータを必要に応じ
て高速で運転できる利点を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した従来の油圧装置における前記
利点は、アーム用あるいはブーム用アクチュエータの何
れか一方が単独で運転される際にのみ達成されるもので
あり、両アクチュエータが同時に運転される際には逆に
次のような難点を有していた。すなわち、従来の油圧装
置においては、アーム用並びにブーム用アクチュエータ
が同時に運転されると、両ポンプの吐出圧油は、連通弁
を介して合流し両アクチュエータに同時に作用するが、
この合流された吐出圧油は、両アクチュエータの中の負
荷圧力の低い方のアクチュエータ側のみに供給される。
従って、負荷圧力の高い方のアクチュエータは作動され
ないという問題が発生した。このことは、建設機械の操
作性並びに安全性を阻害するものであった。

そこで、本発明の目的は、両複合制御弁におけるそれ
ぞれ大流量側のアクチュエータが同時に操作された際に
も、両アクチュエータを同時に駆動可能とすると共に、
更に両ポンプの吐出圧油の合流量を任意所定に設定し得
るようにした建設機械の油圧流量制御装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

先の目的を達成するため、本発明に係る建設機械の油
圧流量制御装置は、各々に少くともアクチュエータを操
作するための２つの方向切換弁を有する一対の複合制御
弁と、これら複合制御弁の各々にそれぞれ圧油を供給す
る一対の可変容量ポンプと、前記方向切換弁の操作量を
それぞれ制御する複数の制御信号発生装置と、前記一対
の複合制御弁の間を相互に連通する連通弁とからなる油
圧流量制御装置において、 前記複合制御弁をクローズドセンタ型とし、前記可変
容量ポンプを負荷感応制御型とし、前記複合制御弁と前
記負荷感応制御型可変容量ポンプとの間に流量調整弁を
設け、前記制御信号発生装置の制御信号および／もしく
は制御信号量で前記連通弁を開閉すると共に、前記制御
信号発生装置の制御信号量で前記流量調整弁の開度を調
整してこの流量調整弁の前後の圧力を前記負荷感応制御
型可変容量ポンプの制御部に印加するよう構成すること
を特徴とする。

この場合、連通弁は、両複合制御弁における方向切換
弁の制御信号が互いに対向して印加され、前記制御信号
の双方の信号量が略等しいかもしくは共に作用していな
い際には前記両複合制御弁の間をブロックするかもしく
は絞りを連通し、前記制御信号の双方の信号量が異なる
かもしくは一方のみが作用している際には両複合制御弁
の間を連通するよう構成する。

また、予め定められた特定の方向切換弁の制御信号発
生装置の操作により、連通弁は両複合制御弁の間を連通
し、前記特定の方向切換弁を含まない側の複合制御弁に
接続された負荷感応制御型可変容量ポンプはそのポンプ
吐出流量をポンプ最大吐出流量以下の任意の流量に規制
されるよう構成する。

〔作用〕

両複合制御弁におけるそれぞれ大流量側のアクチュエ
ータ、例えばアーム用並びにブーム用アクチュエータ
を、同時に高速運転するために両ポンプの吐出圧油を全
量合流すべくそれぞれの制御信号発生装置を共に最大量
操作すると、この場合連通弁に対向して印加される信号
量は等しくなるので連通弁がブロックされる。このた
め、両ポンプの吐出圧油は合流されず、両アクチュエー
タにはそれぞれのポンプの吐出流量が供給される。従っ
て、両アクチュエータは単独操作時の略半分の速度では
あるが作動を停止されることなく双方共互いに独立して
駆動される。一方、バケット用などの小容量アクチュエ
ータを増速させるために他方のポンプの吐出圧油を合流
させる際には、前記アクチュエータの制御信号量の所定
の割合の信号量が前記ポンプの流量調整弁に出力され、
これにより前記ポンプの吐出流量が所定量増量され、こ
の増量分の圧油が連通弁を介してバケットアクチュエー
タに供給される。従って、バケットアクチュエータは制
御操作された高速度で効率良く駆動される。

〔実施例〕

次に、本発明に係る建設機械の油圧流量制御装置の一
実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。なお、説明の便宜上、第４図に示す従来の構成と同
一構成部分については、同一参照符号を付しその詳細な
説明を省略する。

本発明に係る建設機械の油圧流量制御装置は、第１図
に示すように、それぞれ２つのアクチュエータ12a,12b
並びに32a,32bを操作する方向切換弁14a,14b並びに34a,
34bを有する一対の複合制御弁50,52と、これら複合制御
弁50,52の各々に圧油を供給する一対の可変容量ポンプ5
4,56とからなる、なお、前記アクチュエータ12a,12b,32
a,32bは通常それぞれ旋回用、アーム用、ブーム用、バ
ケット用に供せられる。前記方向切換弁14a,14b,34a,34
bは、それぞれ圧力補償弁18a,18b,38a,38bを備え、そし
てそれぞれ制御信号発生装置20a,20b,40a,40bによって
制御される。また、両複合制御弁50,52の間は連通弁58
によって相互に連通される。

しかるに、本発明の油圧流量制御装置においては、複
合制御弁50,52はクローズドセンタ型とされ、可変容量
ポンプ54,56は負荷感応制御型とされる。そして、前記
負荷感応制御型可変容量ポンプ54,56（以降単にポンプ
と称する）とクローズドセンタ型複合制御弁50,52（以
降単に複合制御弁と称する）の各制御信号発生装置20a,
20b並びに40a,40bとの間には、それぞれ制御演算装置6
0,62を介して流量調整弁64,66が設けられる。なお、制
御演算装置60は、複合制御弁50におけるアクチュエータ
12a,12b用の制御信号発生装置20a,20bの出力制御信号量
と複合制御弁52における合流を要するアクチュエータ32
a,32b用の制御信号発生装置40a,40bの出力制御信号量と
の合計となる合計出力制御信号量が、ポンプ54の最大吐
出流量を越えた時に、この最大吐出量に対応する出力制
御信号量を、流量調整弁64に出力する。制御演算装置62
は、アクチュエータ32a,32b用の制御信号発生装置40a,4
0bの出力制御信号量と合流を要するアクチュエータ12a,
12b用の制御信号発生装置20a,20bの出力制御信号量との
合計となる合計出力制御信号量が、ポンプ56の最大吐出
流量を越えた時に、この最大吐出量に対応する出力制御
信号量を、流量調整弁66に出力する。そして、前記合計
出力制御信号量によって開度を調整された前記流量調整
弁64,66のそれぞれ前後の圧力が、前記ポンプ54,56の制
御部に印加され、これによりポンプ吐出流量が所定の流
量に設定される。

また、連通弁58はブロック型に形成され、その一端部
にアクチュエータ12b用の制御信号発生装置20bからの制
御信号が印加され、他端部にアクチュエータ32a,32b用
の制御信号発生装置40a,40bからの制御信号の中でその
大きい方の信号量が制御装置68を介して印加される。な
お、連通弁は、第２図に示すような絞り型連通弁70に形
成しても良い。そして、この連通弁58あるいは70は、そ
の両端部に印加される制御信号の双方の信号量が略等し
いかもしくは共に作用していない際には、両複合制御制
御弁50,52の間をブロックもしくは絞りを介して連通
し、一方前記制御信号の双方の信号量が異なるかもしく
は一方のみが作用している際には、両複合制御50,52の
間を連通する。

次に、このような構成になる本発明の油圧流量制御装
置の作動について説明する。

先ず、両複合制御弁50,52におけるそれぞれ大流量側
のアーム用アクチュエータ12bあるいはブーム用アクチ
ュエータ32aを、単独ですなわち例えばブーム用アクチ
ュエータ32aのみを駆動する際は、このアクチュエータ3
2a用の制御信号発生装置40aが操作される。すると、こ
の制御信号発生装置40aから出力される制御信号によ
り、方向切換弁34aが切換えられると共に、前記制御信
号の信号量に対応して制御演算装置62によって設定され
る流量指令値が流量調整弁66に印加され、ポンプ56から
吐出される所定量の圧油がアクチュエータ32aに供給さ
れる。更に、前記制御信号によって連通弁58が連通され
ると共に、前記信号量に対応して制御演算装置60によっ
て設定される流量指令値が流量調整弁64に印加され、ポ
ンプ54から吐出される所定量の圧油がポンプ56からの圧
油に合流されてアクチュエータ32aに供給される。この
ようにして、アクチュエータ32aは、両ポンプ54,56から
の合流された圧油流量によって所定の速度で駆動され
る。なお、アーム用アクチュエータ12bも同様にして単
独駆動される。

次に、大流量の両アクチュエータ12b,32aを同時にし
かも高速駆動すべくそれぞれの制御信号発生装置20b,40
aを共に最大量操作した場合には、ポンプ54,56はそれぞ
れの制御演算装置60,62並びに流量調整弁64,66を介して
最大吐出流量に設定される。しかるに、この場合、連通
弁58は、その両端部に等しい大きさの制御信号量を作用
されるのでブロック位置となり、両複合制御弁50,52間
の連通が遮断される。従って、両アクチュエータ12b,32
aはそれぞれのポンプ54,56の各最大吐出量によって個別
単独的に駆動される。このように、本発明の油圧流量制
御装置においては、大容量の両アクチュエータ12b,32a
を同時に高速駆動しようとした場合でも、その駆動速度
は単独操作時の略半分になるとはいえ、従来の装置にお
けるように、負荷が大きい側のアクチュエータの作動を
停止させるような不都合は発生しない。なおこの場合、
制御信号発生装置20b,40aの何れか一方の制御操作量を
減じると、すなわち例えば装置40aの操作レバーを中立
方向へ少し戻すと、連通弁58は絞りおよびチェックを介
して両複合制御弁50,52間を連通し、ポンプ56の吐出流
量の一部がアクチュエータ12bに供給される。従って、
アクチュエータ32aの速度が幾分減少され、一方この減
少速度分だけアクチュエータ12bの速度が増大される。
また同様に、装置20bの制御操作量を減じると、アクチ
ュエータ12bの速度が幾分減少され、この減少速度分だ
けアクチュエータ32aの速度が増大される。なお、この
場合、アクチュエータの駆動負荷は、ブーム用アクチュ
エータ32aの方が通常大きいので、ポンプ吐出圧力はポ
ンプ56の方が高圧に設定されているが、連通弁58,70に
はチェックが介装されているので、ポンプ吐出圧油が逆
流されることはない。すなわち、連通弁の連通により、
ポンプ56からの吐出圧油がアクチュエータ12bに逆に供
給されて、制御操作とは逆にアクチュエータ12bが増速
されるという不都合は発生されることがない。

次に、複合制御弁52における小流量のバケット用アク
チュエータ32の駆動速度を、他方のポンプ54の吐出圧油
を合流させて、例えば1.5速に増速する際には、制御信
号発生装置40bの制御信号量が、制御演算装置60によっ
て1/2に減少された上で流量調整弁64に出力される。こ
れによって、ポンプ54は0.5速に相当する吐出流量を増
大され、この増大吐出圧油が連通弁58を介してアクチュ
エータ32bに合流供給される。従って、アクチュエータ3
2bは制御操作値の1.5速で駆動される。このように、本
発明の油圧流量制御装置においては、合流される側のポ
ンプの吐出流量をこのポンプの最大吐出流量の範囲内に
おいて任意所定に設定することができる。従って、アク
チュエータの運転精度並びに装置の運転効率を向上する
ことができる。

なお、圧力補償弁18a,18b,38a,38bは取除いても良
く、第３図の実施例はこのような実施態様を示したもの
である。

以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本
発明はその精神を逸脱することなく多くの設計変更をな
し得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る建設機械の油圧流
量制御装置は、各々に少くともアクチュエータを操作す
るための２つの方向切換弁を有する一対の複合制御弁
と、これら複合制御弁の各々にそれぞれ圧油を供給する
一対の可変容量ポンプと、前記方向切換弁の操作量をそ
れぞれ制御する複数の制御信号発生装置と、前記一対の
複合制御弁の間を相互に連通する連通弁とからなる油圧
流量制御装置において、 前記複合制御弁をクローズドセンタ型とし、前記可変
容量ポンプを負荷感応制御型とし、前記複合制御弁と前
記負荷感応制御型可変容量ポンプとの間に流量調整弁を
設け、前記制御信号発生装置の制御信号および／もしく
は制御信号量で前記連通弁を開閉すると共に、前記制御
信号発生装置の制御信号量で前記流量調整弁の開度を調
整してこの流量調整弁の前後の圧力を前記負荷感応制御
型可変容量ポンプの制御部に印加するように構成したの
で、 互いに相手側のポンプ吐出流量を合流させて増速駆動
される両アクチュエータを同時に最大増速操作した際に
も、この両アクチュエータをその負荷の如何にかかわら
ず同時に駆動することができる。また、必要合流量がポ
ンプ吐出流量の最大流量に達しない際には前記合流量を
任意所定の必要量に規定することができる。

従って、アクチュエータの操作性、安全性並びに運転
効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る建設機械の油圧流量制御装置の一
実施例を示す油圧回路図、第２図は第１図に示す油圧流
量制御装置における連通弁の別の実施例を示す油圧記
号、第３図は本発明に係る建設機械の油圧流量制御装置
の別の実施例を示す油圧回路図、第４図は従来の建設機
械の油圧流量制御装置を示す油圧回路図である。 12a,12b,32a,32b……アクチュエータ 14a,14b,34a,34b……方向切換弁 18a,18b,38a,38b……圧力補償弁 20a,20b,40a,40b……制御信号発生装置 50,52……複合制御弁 54,56……負荷感応制御型可変容量ポンプ 58,70……連通弁、60,62……制御演算装置 64,66……流量調整弁、68……制御装置

フロントページの続き (72)発明者 新家 隆 神奈川県座間市ひばりが丘４丁目5676番 地 東芝機械株式会社相模事業所内 (72)発明者 阿部 一 神奈川県座間市ひばりが丘４丁目5676番 地 東芝機械株式会社相模事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−194105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206125（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 11/02,11/16 E02F 3/43

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々に少くともアクチュエータを操作する
   ための２つの方向切換弁を有する一対の複合制御弁と、
   これら複合制御弁の各々にそれぞれ圧油を供給する一対
   の可変容量ポンプと、前記方向切換弁の操作量をそれぞ
   れ制御する複数の制御信号発生装置と、前記一対の複合
   制御弁の間を相互に連通する連通弁とからなる油圧流量
   制御装置において、 前記複合制御弁をクローズドセンタ型とし、前記可変容
   量ポンプを負荷感応制御型とし、前記複合制御弁と前記
   負荷感応制御型可変容量ポンプとの間に流量調整弁を設
   け、前記制御信号発生装置の制御信号および／もしくは
   制御信号量で前記連通弁を開閉すると共に、前記制御信
   号発生装置の制御信号量で前記流量調整弁の開度を調整
   してこの流量調整弁の前後の圧力を前記負荷感応制御型
   可変容量ポンプの制御部に印加するよう構成することを
   特徴とする建設機械の油圧流量制御装置。
2. 【請求項２】連通弁は、両複合制御弁における方向切換
   弁の制御信号が互いに対向して印加され、前記制御信号
   の双方の信号量が略等しいかもしくは共に作用していな
   い際には前記両複合制御弁の間をブロックするかもしく
   は絞りを介して連通し、前記制御信号の双方の信号量が
   異なるかもしくは一方のみが作用している際には両複合
   制御弁の間を連通するよう構成してなる請求項１記載の
   建設機械の油圧流量制御装置。
3. 【請求項３】予め定められた特定の方向切換弁の制御信
   号発生装置の操作により、連通弁は両複合制御弁の間を
   連通し、前記特定の方向切換弁を含まない側の複合制御
   弁に接続された負荷感応制御型可変容量ポンプはそのポ
   ンプ吐出流量をポンプ最大吐出流量以下の任意の流量に
   規制されるよう構成してなる請求項１記載の建設機械の
   油圧流量制御装置。
4. 【請求項４】複合制御弁の方向切換弁は圧力補償弁を有
   する請求項１記載の建設機械の油圧流量制御装置。
5. 【請求項５】複合制御弁の方向切換弁は圧力補償弁を有
   しない請求項１記載の建設機械の油圧流量制御装置。