JP2601890B2 - 土木・建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

土木・建設機械の油圧駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、主油圧ポンプの圧油を複数の分流補償弁を
介してこれらの分流補償弁に対応して設けられるアクチ
ユエータのそれぞれに分流して供給し、これらのアクチ
ユエータを複合駆動して所望の複合操作をおこなうこと
ができる土木・建設機械の油圧駆動装置に関する。
＜従来の技術＞ 第10図は、この種の従来の土木・建設機械の油圧駆動
装置の一例として挙げた油圧シヨベルの油圧駆動装置を
示す回路図である。
この第10図に示す油圧駆動装置は、原動機１と、この
原動機１によつて駆動する可変容量油圧ポンプすなわち
主油圧ポンプ２と、この主油圧ポンプ２から吐出される
圧油によつて駆動し、図示しない旋回体を旋回させる旋
回モータ３、及び図示しないブームを回動させるブーム
シリンダ４を含むアクチユエータとを備えている。
また、主油圧ポンプ２から旋回モータ３に供給される
圧油の流れを制御する流量制御弁、すなわち旋回用方向
制御弁５と、この旋回用方向制御弁５の前後差圧を制御
する分流補償弁６と、主油圧ポンプ２からブームシリン
ダ４に供給される圧油の流れを制御する流量制御弁、す
なわちブーム用方向制御弁７と、このブーム用方向制御
弁７の前後差圧を制御する分流補償弁８とを備えてい
る。
分流補償弁６の一方の駆動部6aには、この分流補償弁
６の上流側の圧力と負荷圧とによる制御力Fa1が当該分
流補償弁６が開くように与えられ、他方の駆動部6bに
は、この分流補償弁６の下流側の圧力とシヤトル弁９、
10を介して導かれる回路の最大負荷圧とによる制御力Fa
2が、当該分流補償弁６が閉じるように与えられる。同
様に、分流補償弁８の一方の駆動部8aには、この分流補
償弁８の上流側の圧力と負荷圧とによる制御力Fb1が、
当該分流補償弁８が開くように与えられ、他方の駆動部
8bには、この分流補償弁８の下流側の圧力と回路の最大
負荷圧とによる制御力Fb2が当該分流補償弁８が閉じる
ように与えられる。
なお、主油圧ポンプ２の押しのけ容積は、主油圧ポン
プ２の吐出圧と回路の最大負荷圧との差圧に応じて切換
えられる流量調整弁11によつて駆動する制御用アクチユ
エータ12によつて制御される。
そして、アクチユエータの単独駆動時、例えば図示し
ない旋回体を作動させるため旋回モータ３を駆動しよう
として旋回用方向制御弁５を切換えた時には、主油圧ポ
ンプ２から吐出される圧油が分流補償弁６、旋回用方向
制御弁５を介して旋回モータ３に供給されるが、旋回モ
ータ３の負荷圧に変化を生じた場合にはその負荷圧が分
流補償弁６の一方の駆動部6aに導かれ、これによつて分
流補償弁６の絞り量が適宜調整され、したがつて旋回用
方向制御弁５の前後差圧が一定に保たれるように制御さ
れる。すなわち、分流補償弁６は圧力補償の機能を有し
ている。このことはブームシリンダ４に係る分流補償弁
８等においても同様である。
また、アクチユエータの複合駆動時、例えば駆動圧の
大きさの異なる旋回モータ３とブームシリンダ４の複合
駆動時において、旋回用方向制御弁５とブーム用方向制
御弁７との操作によつてこれらの旋回用方向制御弁５と
ブーム用方向制御弁７の要求流量、すなわち通過可能流
量の合計が主油圧ポンプ２の最大容積を越えようとする
とき、それぞれのアクチユエータの自己圧と回路の最大
負荷圧とによつて分流補償弁６、８の絞り量が調整さ
れ、旋回用方向制御弁５に導かれる流量とブーム用方向
制御弁７に導かれる流量とが一定の分流比に保たれ、し
かもこれらの流量の合計が主油圧ポンプ２の最大容量を
越えないように制御され、旋回用方向制御弁５とブーム
用方向制御弁７の前後差圧が同等に保たれ、主油圧ポン
プ２から吐出される圧油を分流して旋回モータ３及びブ
ームシリンダ４に供給でき、旋回とブーム上げ等の複合
操作を実現させることができる。
＜発明が解決しようとする課題＞ この従来の土木・建設機械の油圧駆動装置において、
旋回モータ３とブームシリンダ４を駆動して、旋回とブ
ーム上げの複合操作をおこない、トラツク等に土砂を積
み込む作業をおこなうような場合、上述したように分流
補償弁６、８で圧力補償をおこなつているため、旋回モ
ータ３とブームシリンダ４には、旋回用方向制御弁５、
ブーム用方向制御弁７の開度比に従つて流量が分配され
る。すなわち、旋回用方向制御弁５、ブーム用方向制御
弁７のストロークを共に最大にした場合、そのときの最
大開度に応じた分配の割合が一義的に決められてしま
う。これにより、図示しない旋回体は分流して与えられ
る流量に応じて増速しようとするが、当該旋回体は慣性
が大きいので、旋回モータ３に供給される流量のほとん
どはリリーフ弁から逃げて有効エネルギとして活用され
ない。このとき主油圧ポンプ２から吐出される圧油の圧
力は、旋回体の加速圧力、及びリリーフ弁のセツテイン
グ圧力により決められる。このポンプ圧が仮に250Kg/cm
2になるとすると、ブーム上げに要する圧力はおよそ100
Kg/cm2程度であることから、差分の150Kg/cm2は分流補
償弁８で絞られ、熱に変えられてしまう。
したがつて、従来の油圧駆動装置にあつては、旋回と
ブーム上げの複合操作に際して、各アクチユエータに流
量が適切に分配されない状態を生じエネルギ損失が多大
となつて不経済である。また特に、ブームに供給される
流量も旋回に不必要に振り分けられることから、ブーム
の上昇量が規制され、すなわちブーム上げ動作に支障を
きたし、作業性が低下しやすい。
そして、上記したように各アクチユエータに分配され
る流量が作業内容に関係なく一義的に決められることに
よる不具合を生じる事態は、上述した旋回とブーム上げ
の複合操作に限らず、旋回しながら接地面に押圧力を与
えて掘削作業をおこなう旋回押付掘削作業、地面等を平
坦にならす整形作業等においても起こりうる。
このようなことから、作業内容に応じた最適な分流比
に変更することが考えられるが、その場合従来にあつて
は、例えば上述の旋回とブーム上げの複合操作に際して
は、ブーム用方向制御弁７の最大開度を大きくするため
の加工と、旋回用方向制御弁５の最大開度を小さくする
ためのスプールストロークの制限をおこなわせる処理が
必要となる。
第11図、第12図は上述の旋回とブーム上げの複合操作
に際しての分流比に伴う特性を示す図である。このう
ち、第11図は縦軸にブーム用方向制御弁７の前後差圧P
1、すなわちポンプ圧とブームシリンダ４の負荷圧との
差圧をとつてあり、横軸にブーム用方向制御弁７を通過
可能な流量、すなわち供給流量Q1をとつてある。なお、
ΔPLSはポンプ圧と回路の最大負荷圧との差圧を示して
いる。特性線7Aは、ブーム用方向制御弁７の最大開度の
調整のおこなわれない通常時の特性を示すもので、比較
的小さい流量Q1Aをブーム用方向制御弁７に供給可能な
ことを示している。これに対して、ブーム用方向制御弁
７の最大開度が大きくなるように調整したものでは、特
性線7Bに示すように、流量Q1Aに比べて大きな流量Q1Bを
ブーム用方向制御弁７に供給可能となる。
また、第12図は、縦軸に旋回用方向制御弁５の前後差
圧P2、すなわちポンプ圧と旋回モータ３の負荷圧との差
圧をとつてあり、横軸に旋回用方向制御弁５を通過可能
な流量、すなわち供給流量Q2をとつてある。特性線5A
は、旋回用方向制御弁２の最大開度の調整のおこなわれ
ない通常時の特性を示すもので、比較的大きい流量Q2A
を旋回用方向制御弁５に供給可能なことを示している。
これに対して、旋回用方向制御弁５のスプールストロー
ク等を制限する処理などにより最大開度が小さくなるよ
うに調整をおこなつたものでは、特性線5Bに示すよう
に、流量Q2Aに比べて小さな流量Q2Bを旋回用方向制御弁
５に供給可能である。
上述のように、従来の油圧駆動装置にあつても、方向
制御弁５、７の最大開度の調整をおこなうことにより、
旋回とブーム上げの複合操作に際して、ブームシリンダ
４に供給される流量を比較的大きくし、旋回モータ３に
供給される流量を比較的小さくし、これによりエネルギ
損失の抑制、及び作業性の向上を一応実現させることが
できる。
しかしながら、上述のようにして方向制御弁５、７等
の最大開度を調整することは、きわめて煩雑な作業であ
り、また、通常のブーム、アーム、バケツトの複合操作
による掘削作業と旋回、ブーム上げの複合操作による作
業等との間の作業変更に即時に対応できず、それ故、実
用上困難である。
なお、例えば方向制御弁の最大開度を小さくするため
に、スプールストロークを制限する処理をおこなつた場
合には、第13図の特性図、すなわち方向制御弁の操作レ
バーストロークと、当該方向制御弁を通過可能な流量と
の関係を示す特性線5Cから明らかなように、スプールス
トロークを制限する処理をおこなわない通常時のメータ
リング域S1Cに比べて、スプールストロークを制限する
処理をおこなつた場合にはメータリング域S2Cが小さく
なり、それ故、アクチユエータの作動速度を変化させる
ことのできる操作レバーの操作領域が狭くなり、オペレ
ータにとつては操作がしずらくなる事態を招く。
本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、複合操作に際し、各アクチ
ユエータに、作業内容に応じた最適な流量を容易に分配
することのできる土木・建設機械の油圧駆動装置を提供
することにある。
＜課題を解決するための手段＞ この目的を達成するために本発明は、主油圧ポンプ
と、この主油圧ポンプから供給される圧油によつて駆動
する複数のアクチユエータと、これらのアクチユエータ
に供給される圧油の流れを制御する流量制御弁と、これ
らの流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する分流補償
弁とを備え、主油圧ポンプの圧油を分流補償弁、流量制
御弁のそれぞれを介してアクチユエータのそれぞれに供
給し、これらのアクチユエータの複合駆動が可能な土木
・建設機械の油圧駆動装置において、主油圧ポンプから
吐出される圧油の圧力と、アクチユエータの負荷圧のう
ちの最大負荷圧との差圧を、アクチユエータの作動を介
しておこなわれる作業の種類に応じて補正する差圧補正
手段と、この差圧補正手段で補正された差圧に応じた制
御力を分流補償弁の駆動部のそれぞれに与える制御力付
加手段とを備えた構成にしてある。
＜作用＞ 本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置は、以上のよ
うに差圧補正手段により得られた補正差圧に応じた制御
力が制御力付加手段によつて分流補償弁の駆動部に与え
られるので、主油圧ポンプから吐出される圧油の圧力
と、アクチユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との差
圧に応じた通常時の制御力に比べて、作業の種類に相応
する大きな制御力、あるいは小さな制御力を分流補償弁
のそれぞれの駆動部に強制的に与えられることができ、
これにより対応する流量制御弁のそれぞれに、通常時よ
り大きな流量あるいは小さな流量を供給でき、したがつ
て、複合操作に際して、各アクチユエータに作業内容に
応じた最適な流量を、流量制御弁の最大開度の調整を要
とすることなく容易に分配することができる。
＜実施例＞ 以下、本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置を図に
基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す回路図で
ある。
この第１の実施例は、例えば油圧シヨベルに備えられ
るもので、可変容量油圧ポンプからなる主油圧ポンプ20
と、この主油圧ポンプ20から供給される圧油によつて駆
動し、図示しない旋回体を作動させる旋回モータ21、図
示しないブームを作動させるブームシリンダ22等の複数
のアクチユエータと、旋回モータ21に供給される圧油の
流れを制御する流量制御弁、すなわち旋回用方向制御弁
23と、ブームシリンダ22に供給される圧油の流れを制御
する流量制御弁、すなわちブーム用方向制御弁24と、旋
回用方向制御弁23の前後差圧を制御する分流補償弁25
と、ブーム用方向制御弁24の前後差圧を制御する分流補
償弁26と、アクチユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧
を検出するシヤトル弁27とを備えており、これらのもの
は、例えば前述した第10図に示すものと同等の構成であ
る。
そして、この実施例は、旋回モータ21、ブームシリン
ダ22等のアクチユエータの作動を介しておこなわれる作
業の種類に応じて、主油圧ポンプ20から吐出される圧油
の圧力と、上述の最大負荷圧との差圧ΔPLSを補正する
差圧補正手段28を備えており、さらに、この差圧補正手
段28で補正された差圧に応じて制御力を分流補償弁25、
26の駆動部のそれぞれに与える制御力付加手段29とを備
えている。
上述した差圧補正手段28は、主油圧ポンプ20の吐出管
路30とシヤトル弁27に連絡される管路との双方に連絡さ
れ、ポンプ圧と最大負荷圧との差圧ΔPLSを検出し、信
号を出力する差圧検出装置31と、旋回モータ21及びブー
ムシリンダ22等のアクチユエータの作動を介しておこな
われる通常掘削作業、特別に作業能率を重視しておこな
われる特別掘削作業、旋回押付掘削作業、整形作業等の
作業の種類に対応する選択信号を出力する選択装置32
と、入力部33、出力部34、記憶部35、及び差圧検出装置
31から出力される信号と選択装置32から出力される選択
信号に基づいて補正差圧を求める演算をおこなう演算部
36を有するコントローラ37を含む構成にしてある。
また、上述した制御力付加手段29は、上述したコント
ローラ37、すなわち、あらかじめ定められる補正差圧と
制御力との関数関係を記憶する記憶部35、及び補正差圧
に応じた制御力を求める演算をおこなう演算部36を含む
コントローラ37と、このコントローラ37の出力部34から
出力される制御力信号に応じて分流補償弁25、26の駆動
部に与えられる制御圧力を発生させる制御圧力発生手段
38とを含む構成にしてある。
上述した制御圧力発生手段38は、例えばパイロツトポ
ンプ39と、このパイロツトポンプ39と分流補償弁25、26
の駆動部との間に配置され、かつ、分流補償弁25、26の
それぞれに対応して設けられ、コントローラ37の出力部
34から出力される制御力信号に応じて作動する電磁弁4
1、42を含む構成にしてある。
なお、分流補償弁25、26のそれぞれの一方の駆動部25
a、26aには、そぞれの負荷圧と制御圧力とによる制御力
が、これらの分流補償弁25、26を開くように与えられ、
また、それぞれの駆動部25b、26bには、これらの分流補
償弁25、26の下流圧による制御力が、当該分流補償弁2
5、26を閉じるように与えられる。また、主油圧ポンプ2
0の押しのけ容積は、ポンプ圧と最大負荷圧との差圧ΔP
LSに応動する流量制御手段43により制御されるようにし
てある。
また、上述した選択装置32から出力される選択信号の
値は、該当する作業を実行するに必要なアクチユエータ
に対応してあらかじめ決められるもので、例えば旋回と
ブーム上げの複合操作による土砂積込作業が選択される
場合には、ブーム側である分流補償弁26に係る補正差圧
を得るための補正係数α（＞１）と旋回側である分流補
償弁25に係る補正差圧を得るための補正係数β（＜１）
との組合せであり、これらの値α、βを有する選択信号
がコントローラ37の入力部33に出力される。
また、コントローラ37の記憶部35には、上述のように
作業の種類に対応した補正差圧と制御力との関数関係が
あらかじめ記憶されるが、例えば上記した旋回とブーム
上げの複合操作による土砂積込作業に対しては、第３図
の分流補償弁26に係る特性線44と分流補償弁25に係る特
性線45との組合せが記憶される。なお、特性線46は、例
えば通常掘削作業に対応する特性線、すなわち、分流補
償弁25、26の強制的な駆動制御がおこなわれない通常時
における差圧ΔPLSと制御力Ｆとの関数関係を示すもの
である。また、特性線44は差圧ΔPLSよりも大きい補正
差圧α・ΔPLS（α＞１）と制御力Ｆとの関係を示し、
特性線45は差圧ΔPLSよりも小さい補正差圧β・ΔP
LS（β＜１）と制御力Ｆとの関係を示す。
このように構成した第１の実施例にあつて、例えば旋
回とブーム上げの複合操作による土砂積込作業を意図し
て、オペレータが選択装置32によつて土砂積込作業を選
択したとすると、第２図の手順S1で示すように、値α
（＞１）、β（＜１）を有する選択信号32と、差圧検出
装置31で検出された値ΔPLSを有する信号とがコントロ
ーラ37の入力部33を介して演算部36に読み込まれる。次
いで手順S2に示すように、演算部36で補正差圧を求める
演算、すなわちα×ΔPLS、及びβ×ΔPLSがおこなわれ
る。次いで手順S3に移り、演算部36に記憶部35に記憶さ
れる土砂積込作業に係る第３図の関係が読込まれ、α・
ΔPLSに対応する制御力F1とβ・ΔPLSに対応する制御力
F2とが求められる。次いで手順S4に移り、上記した制御
力F1に相当する制御力信号が第１図に示す電磁弁42に出
力され、上記した制御力F2に相当する制御力信号が電磁
弁41に出力される。
これにより、電磁弁42は差圧ΔPLSに基づく制御力F0
（第３図に例示）に相当する制御力信号で制御される場
合に比べて、その開口量が大きくなるように制御され、
一方、電磁弁41はその開口量が小さくなるように制御さ
れる。そして、これらの電磁弁42、41の作動に伴つてパ
イロツトポンプ39から吐出されるパイロツト圧が、電磁
弁42を介して分流補償弁26の一方の駆動部26aに制御力F
1に相当する制御圧力として導かれ、また電磁弁41を介
して分流補償弁25の一方の駆動部25aに制御力F2に相当
する制御圧力として導かれ、これらの分流補償弁26、25
が駆動する。この場合、分流補償弁26の一方の駆動部26
aには通常時の制御力F0よりも大きい制御力F1が与えら
れことから、その絞り量が強制的に小さくなるように制
御され、したがつてブーム用方向制御弁24には通常時よ
りも大きな流量が供給され、また、分流補償弁25の一方
の駆動部25aには通常時の制御力F0よりも小さい制御力F
2が与えられることからその絞り量が強制的に大きくな
るように制御され、したがつて旋回用方向制御弁23には
通常時よりも小さな流量が供給される。第４図及び第５
図は、このときの特性を示すもので、第４図はブーム用
方向制御弁24の前後差圧P1と供給流量Q1の関係を示し、
第５図は旋回用方向制御弁23の前後差圧P2と供給流量Q2
の関係を示している。ブーム用方向制御弁24側では、通
常時すなわち差圧ΔPLSによる制御の場合には、第４図
の特性線47Aに示すように比較的小さい流量Q1Aであつた
ものを、この土砂積込作業に際しては、補正差圧α・Δ
PLSに応じて第４図の特性線47Bで示すように流量Q1Aよ
りも大きい流量Q1Bを供給でき、また、旋回用方向制御
弁23側では、通常時である差圧ΔPLSによる制御の場合
は第５図の特性線48Aに示すように比較的大きい流量Q2A
であつたものを、この土砂積込作業に際しては補正差圧
α・ΔPLSに応じて第５図の特性線48Bで示すように流量
Q2Aよりも小さい流量Q2Bを供給できる。
すなわち、土砂積込作業時は、通常の制御時に比べて
ブームシリンダ22に比較的大きな流量を供給でき、旋回
モータ21に比較的小さな流量を供給でき、つまり、ブー
ムシリンダ22、旋回モータ21にこの土砂積込作業に応じ
た最適な流量を分配でき、これによつて、旋回モータ21
側においてリリーフする流量を少なくし、またブーム側
の分流補償弁26の絞り量を小さくしてこの分流補償弁26
を通過する圧油のエネルギが熱にかえられることを抑制
でき、これらによりエネルギ損失を押さえることができ
る。また、ブーム側に比較的大きな流量を供給できるの
でブームの上昇量を十分に確保でき、優れた作業性を有
する。
しかも、この第１の実施例にあつては、上述のような
エネルギ損失の抑制と作業性の向上を図りうる旋回とブ
ーム上げ操作、すなわち土砂積込作業等を、ブーム用方
向制御弁24、旋回用方向制御弁23のスプールストローク
の煩雑な調整作業を要さず、単に選択装置32の操作のみ
で実現でき、作業内容の変更に対して追従性に優れてい
る。
第６図は本発明の第２の実施例の概略構成を示す回路
図である。この第２の実施例も油圧シヨベルに備えられ
るもので、アクチユエータとしてアームシリンダ49とバ
ケツトシリンダ50とを備えており、また、これらのアー
ムシリンダ49、バケツトシリンダ50に供給される圧油の
流れを制御する流量制御弁、すなわちアーム用方向制御
弁51、バケツト用方向制御弁52と、これらのアーム用方
向制御弁51、バケツト用方向制御弁52の前後差圧を制御
する分流補償弁53、54を備えている。その他の基本的な
構成は第１図に示す第１の実施例と例えば同等に設定し
てある。
なお、選択装置32は、例えば通常の掘削作業に比べて
作業能率の向上を特別に意図した掘削作業、すなわち特
別掘削作業が選択される場合には、アーム側である分流
補償弁53に係る補正差圧を得るための補正係数α（＜
１）と、バケツト側である分流補償弁54に係る補正差圧
を得るための補正係数β（＞１）の組合せからなる選択
信号をコントローラ37の入力部33に出力し、また例え
ば、地面等を平坦にならす整形作業が選択される場合に
は、アーム側である分流補償弁53に係る補正差圧を得る
ための補正係数α（＞１）と、バケツト側である分流補
償弁54に係る補正差圧を得るための補正係数β（＜１）
の組合せからなる選択信号をコントローラ37の入力部33
に出力するようになつており、また、コントローラ37の
記憶部35には、これらの特別掘削作業、整形作業に対応
する前述した第３図に例示したような補正差圧と制御力
の関係と同様の関数関係があらかじめ記憶される。
このように構成した第２の実施例にあつては、選択装
置32で、特別掘削作業が選択された場合には、コントロ
ーラ37の演算部36で求められるアーム側の補正差圧α・
ΔPLS（α＜１）は通常時の差圧ΔPLSよりも小さく、バ
ケツト側の補正差圧β・ΔPLS（β＞１）は通常時の差
圧ΔPLSよりも大きいことから、アーム側の分流補償弁5
3の一方の駆動部53aに与えられる制御力は通常時の制御
力よりも小さくなり、したがつて、その絞り量が大きく
なつてアーム用方向制御弁51に供給される流量は比較的
小さくなり、また、バケツト側の分流補償弁54の一方の
駆動部54aに与えられる制御力は通常時の制御力よりも
大きくなり、したがつてその絞り量が小さくなつてバケ
ツト用方向制御弁52に供給される流量は比較的大きくな
り、アームとバケツトの複合操作に際して、アームシリ
ンダ49の作動速度を比較的遅くし、バケツトシリンダ50
の作動速度を比較的速くして通常の掘削よりも作業能率
の点では良いと考えられる特別掘削作業を実現できる。
また、選択装置32で、整形作業が選択された場合に
は、コントローラ37の演算部36で求められるアーム側の
補正差圧α・ΔPLS（α＞１）は通常時の差圧ΔPLSより
も大きく、バケツト側の補正差圧β・ΔPLS（β＜１）
は通常時の差圧ΔPLSよりも小さいことから、上述した
特別掘削作業の場合と逆に、アーム側の分流補償弁53の
一方の駆動部53aに与えられる制御力は比較的大きく、
バケツト側の分流補償弁54の一方の駆動部54aに与えら
れる制御力は比較的小さく、したがつて、アーム用方向
制御弁51を介してアームシリンダ49に供給される流量が
比較的大きく、またバケツト用方向制御弁52を介してバ
ケツトシリンダ50に供給される流量が比較的小さく、こ
れによりアーム速度を速くする一方バケツト速度を遅く
して、作業能率の良い地ならし、すなわち整形作業を実
現できる。
この第２の実施例にあつても、作業の種類に応じた最
適な流量をブームシリンダ49とバケツトシリンダ50に供
給でき、また、これらの複合操作を選択装置32の操作の
みによつて容易におこなうことができ、作業内容の変更
に対する追従性に優れている。
第７図は本発明の第３の実施例の概略構成を示す回路
図である。この第３の実施例にあつては、差圧補正手段
28が、選択装置32と、この選択装置32から出力される信
号に応じて制御信号を出力するコントローラ37とを含
み、制御力付加手段29を構成する制御圧力発生手段38
が、ポンプ圧と最大負荷圧との差圧ΔPLSと、コントロ
ーラ37から出力される制御信号の双方に応動するように
構成してある。すなわち、制御圧力発生手段38を構成す
る電磁弁41は、差圧ΔPLSとコントローラ37からの制御
信号によつて作動するようになつており、前述した第１
図に示す第１の実施例におけるような差圧検出装置を除
いた構成にしてある。その他の構成は、例えば第１の実
施例と同等である。
このように構成した第３の実施例にあつては、電磁弁
41、42自体が差圧ΔPLSを検出する機能を有するもので
あり、したがつて、例えば土砂積込作業の場合、コント
ローラ37の出力部34から電磁弁42の駆動部に前述した補
正係数α（＞１）に相当する制御信号を出力し、電磁弁
41の駆動部に前述した補正係数β（＜１）に相当する制
御信号を出力することにより電磁弁42、41のそれぞれを
経て、補正差圧α・ΔPLS（α＞１）、β・ΔPLS（β＜
１）に相当する制御力に応じた制御圧力が分流補償弁2
6、25のそれぞれに与えられ、第１の実施例と同様の動
作をおこなう。このように構成したものも第１の実施例
と同等の効果が得られる。
第８図は本発明の第４の実施例の概略構成を示す回路
図である。この第４の実施例にあつては、旋回用方向制
御弁23の前後差圧を制御する分流補償弁55、及びブーム
用方向制御弁24の前後差圧を制御する分流補償弁56は、
それぞれ一方の駆動部55a、56aに、これらの分流補償弁
55、56が開くように作動するように付勢するばね55c、5
6cを有するとともに、他方の駆動部55b、56bに制御力付
加手段29による制御力が与えられるようになつている。
また、差圧補正手段28が分流補償弁55の他方の駆動部55
bとタンクとを連通可能にする切換弁57と、分流補償弁5
6の他方の駆動部56bとタンクとを連通可能にする切換弁
58とを設けた構成にしてある。さらに、制御力付加手段
29を構成する制御力圧力発生手段38が、差圧ΔPLSに応
動する可変絞り部材59、60と、これらの可変絞り部材5
9、60と分流補償弁55、56の他方の駆動部55b、56bとの
間に配置した絞り弁61、62を例えば備えている。その他
の構成は第１図に示す第１の実施例と同等である。
この第４の実施例では、土砂積込作業をおこなうため
の旋回とブーム上げの複合操作時には、切換弁57の操作
量を少なくし、切換弁58の操作量を大きくすれば良い。
これにより、分流補償弁56の他方の駆動部56b側からタ
ンクに逃げる流量が、分流補償弁55の他方の駆動部55b
側からタンクに逃げる流量に比べて大きくなり、これら
に伴つて可変絞り部材59、60で検出された差圧ΔPLSが
補正され、これらの補正差圧に応じた制御力を与えうる
制御圧力が分流補償弁55、56の他方の駆動部55b、56bに
与えられる。この場合、第９図に示すように、切換弁5
7、58が同じ操作量だけ操作される通常時に係る特性線6
3に比べて、分流補償弁56に係る特性線64は傾きが急に
なり、比較的小さい制御力F1が当該分流補償弁56他方の
駆動部56bに与えられ、これにより分流補償弁56の絞り
量が小さくなり、ブーム用方向制御弁24に比較的大きな
流量が供給され、また、同第９図に示すように、分流補
償弁55に係る特性線65は特性線63に比べて傾きがゆるや
かになり、比較的大きい制御力F2が当該分流補償弁55の
他方の駆動部55bに与えられ、これにより分流補償弁55
の絞り量は大きくなり、旋回用方向制御弁23に比較的小
さな流量が供給され、これにより通常時に比べて大きい
流量が供給され、望ましい旋回とブーム上げの複合操作
を実現できる。
この第４の実施例では、切換弁57、58を適宜操作する
だけで旋回モータ21、ブームシリンダ22に供給される流
量の割合を変えることができ、前述した第１の実施例と
同等の効果を奏する。なお、第９図において、ｆは第８
図に示す分流補償弁55、56のそれぞれを付勢するばね55
c、56cの力を示している。
そして、上記した第１〜第４の実施例のいずれにあつ
ても、各方向制御弁のスプールストロークの調整を要し
ないのでメータリング域を狭くすることがなく、したが
つて、オペレータによる方向制御弁の操作に何ら支障を
生じることがない。
＜発明の効果＞ 本発明の土木・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、複合操作に際し、各アクチ
ユエータに、作業内容に応じた最適な流量を容易に分配
することができ、それ故、エネルギ損失の抑制と作業性
の向上を確保できるとともに、作業内容の変更に対して
優れた追従性を有する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置の第１
の実施例の概略構成を示す回路図、第２図は第１の実施
例に備えられるコントローラでおこなわれる処理手順を
示すフローチヤート、第３図は第１の実施例であらかじ
め設定される関数関係を示す図、第４図、第５図は第１
の実施例で得られる流量特性をそれぞれ示す図、第６図
は本発明の第２の実施例の概略構成を示す回路図、第７
図は本発明の第３の実施例の概略構成を示す回路図、第
８図は本発明の第４の実施例の概略構成を示す回路図、
第９図は第８図に示す第４の実施例で得られる特性を示
す図、第10図は従来の土木・建設機械の油圧駆動装置の
一例を示す回路図、第11図、第12図は、第10図に示す油
圧駆動装置において流量制御弁のスプールストロークを
調整したときに得られる流量特性をそれぞれ示す図、第
13図は第10図に示す油圧駆動装置において流量制御弁の
スプールストロークを調整したときに生じる不具合を説
明する図である。 20……主油圧ポンプ、21……旋回モータ、22……ブーム
シリンダ、23……旋回用方向制御弁、24……ブーム用方
向制御弁、25、26、53、54、55、56……分流補償弁、25
a、26a、55a、56a……一方の駆動部、25b、26b、55b、5
6b……他方の駆動部、27……シヤトル弁、28……差圧補
正手段、29……制御力付加手段、30……吐出管路、31…
…差圧検出装置、32……選択装置、33……入力部、34…
…出力部、35……記憶部、36……演算部、37……コント
ローラ、38……制御圧力発生手段、39……パイロツトポ
ンプ、41、42……電磁弁、43……流量制御手段、49……
アームシリンダ、50……バケツトシリンダ、51……アー
ム用方向制御弁、52……バケツト用方向制御弁、55c、5
6c……ばね、57、58……切換弁、59、60……可変絞り部
材、61、62……絞り弁。

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから供
    給される圧油によつて駆動する複数のアクチユエータ
    と、これらのアクチユエータに供給される圧油の流れを
    制御する流量制御弁と、これらの流量制御弁の前後差圧
    をそれぞれ制御する分流補償弁とを備え、主油圧ポンプ
    の圧油を上記分流補償弁、流量制御弁のそれぞれを介し
    て上記アクチユエータのそれぞれに供給し、これらのア
    クチユエータの複合駆動が可能な土木・建設機械の油圧
    駆動装置において、上記主油圧ポンプから吐出される圧
    油の圧力と、上記アクチユエータの負荷圧のうちの最大
    負荷圧との差圧を、上記アクチユエータの作動を介して
    おこなわれる作業の種類に応じて補正する差圧補正手段
    と、この差圧補正手段で補正された差圧に応じた制御力
    を上記分流補償弁の駆動部のそれぞれに与える制御力付
    加手段とを備え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２】差圧補正手段が、主油圧ポンプから吐出さ
    れる圧油の圧力と、アクチユエータの負荷圧のうちの最
    大負荷圧との差圧を検出する差圧検出装置と、アクチユ
    エータの作動を介しておこなわれる作業の種類に対応す
    る選択信号を出力する選択装置と、これらの差圧検出装
    置から出力される信号と選択装置から出力される選択信
    号に基づいて補正差圧を求める演算をおこなう演算部を
    有するコントローラとを含み、制御力付加手段が、あら
    かじめ定められる補正差圧と制御力との関数関係を記憶
    する記憶部、及び補正差圧に応じた制御力を求める演算
    をおこなう演算部を有するコントローラと、このコント
    ローラから出力される制御力信号に応じて分流補償弁の
    駆動部に与えられる制御圧力を発生させる制御圧力発生
    手段とを含むことを特徴とする請求項（１）記載の土木
    ・建設機械の油圧駆動装置。
  3. 【請求項３】制御圧力発生手段が、パイロツトポンプ
    と、このパイロツトポンプと分流補償弁の駆動部との間
    に配置され、かつ分流補償弁のそれぞれに対応して設け
    られ、コントロールから出力される制御力信号に応じて
    作動する電磁弁とを含むことを特徴とする請求項（２）
    記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
  4. 【請求項４】差圧補正手段が、アクチユエータの作動を
    介しておこなわれる作業の種類に対応する選択信号を出
    力する選択装置と、この選択装置から出力される信号に
    基づいて制御信号を出力するコントローラとを含み、制
    御力付加手段が、主油圧ポンプから吐出される圧油の圧
    力と、アクチユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との
    差圧、及び上記コントローラから出力される制御信号の
    双方によつて応動し、分流補償弁の駆動部に与えられる
    制御圧力を発生させる制御圧力発生手段とを含むことを
    特徴とする請求項（１）記載の土木・建設機械の油圧駆
    動装置。
  5. 【請求項５】制御圧力発生手段が、パイロツトポンプ
    と、このパイロツトポンプと分流補償弁の駆動部との間
    に配置され、かつ分流補償弁のそれぞれに対応して設け
    られ、主油圧ポンプから吐出される圧油の圧力と、アク
    チユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との差圧、及び
    コントローラから出力される制御信号の双方によつて応
    動する電磁弁とを含むことを特徴とする請求項（４）記
    載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
  6. 【請求項６】差圧補正手段が、分流補償弁のそれぞれに
    対応して設けられ、該分流補償弁の駆動部とタンクとを
    連通可能にする切換弁を含むとともに、制御力付加手段
    が、主油圧ポンプから吐出される圧油の圧力と、アクチ
    ユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との差圧によつて
    作動し、分流補償弁の駆動部に与えられる制御圧力を発
    生させる制御圧力発生手段を含むことを特徴とする請求
    項（１）記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
  7. 【請求項７】制御圧力発生手段が、パイロツトポンプ
    と、このパイロツトポンプと分流補償弁の駆動部との間
    に配置され、かつ分流補償弁のそれぞれに対応して設け
    られ、主油圧ポンプから吐出される圧油の圧力と、アク
    チユエータの負荷圧のうちの最大負荷圧との差圧に応じ
    て作動する可変絞り部材と、それぞれ対応する可変絞り
    部材と分流補償弁との間に設けた絞り弁とを含むととも
    に、これらの絞り弁の下流と、対応する切換弁のそれぞ
    れとを連絡したことを特徴とする請求項（６）記載の土
    木・建設機械の油圧駆動装置。
  8. 【請求項８】分流補償弁は、その一方の起動部が、当該
    分流補償弁を開く方向に力を与える制御力を受ける受部
    を形成することを特徴とする請求項（１）記載の土木・
    建設機械の油圧駆動装置。
  9. 【請求項９】分流補償弁は、その一方の駆動部に、当該
    分流補償弁が開く方向に作動するように付勢するばねを
    有するとともに、他方の駆動部に制御力が与えられるこ
    とを特徴とする請求項（１）記載の土木・建設機械の油
    圧駆動装置。
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