JPH0419406A

JPH0419406A - 油圧作業回路

Info

Publication number: JPH0419406A
Application number: JP2231936A
Authority: JP
Inventors: Satoru Matsumoto; 哲松本
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-09-01
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3066050B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、建設機械等の油圧作業回路に係り、特にこの
ような回路における複合操作性の向上に関する。

〔従来の技術〕

油圧ショベル等の建設機械は、例えばパケット、ブーム
、アーム等の操作用或いは走行用等の各種アクチュエー
タを備え、そしてこれらのアクチュエータは、それぞれ
方向切換弁を介して供給される油圧ポンプ（好ましくは
可変容量ポンプ）からの圧油によって駆動されるように
構成されている。ところで、このような油圧作業回路に
おいて、個々のアクチュエータの必要圧油量の合計が油
圧ポンプの吐出容量を超過すると、各アクチュエータへ
の油量の分配が良好に行われず、いわゆるアクチュエー
タの複合操作性が低下されるが、このため、このような
問題点を解決するものとして、例えば特開昭６０−１１
７０６号に開示されるような技術が知られている。

すなわち、第１０図において、可変容量ポンプ１００か
ら２つのアクチュエータ１０２゜１０４への圧油の供給
は、それぞれの方向切換弁１０６．１０８を介して行わ
れるが、ここでポンプ１００と各方向切換弁１０６゜１
０８との間にはそれぞれ補助弁１１０゜１１２が設けら
れ、そしてこれら補助弁１１０．１１２に対して、その
一方の端部１１０ａ、１１２ａの一部には、特に、それ
ぞれの方向切換弁のアクチュエータ供給油路内の圧力が
補助弁開方向に印加され、また他方の端部１１０ｂ、１
１２ｂの一部には、特に、前記各アクチュエータ供給油
路内の圧力の中の最高圧力が補助弁閉方向に印加される
ように構成されている。したがって、このような回路に
よれば、アクチュエータ１０２゜１０４の同時操作時に
は、低負荷側のアクチュエータに対する補助弁の開度が
制限されるので、アクチュエータの複合操作性が向上さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の従来技術においては、補助弁が各
々の切換弁とポンプとの間に配設されているので、アク
チュエータの複合操作時には、ポンプから低圧側アクチ
ュエータへの供給ラインが方向切換弁の戻り開度に関係
なく前記補助弁により制限される。このため、このよう
な補助弁を、例えば油圧ショベル等のようなメータアウ
ト制御が必要なアクチュエータに適用した場合には、ア
クチュエータの動きに対して圧油の供給が不足し、キャ
ビテーションが発生し、騒音上や構成機器の信頼性上の
問題が往々にして発生する。なおこの場合、前記キャビ
テーションを防止すべく方向切換弁のメータアウト側の
最大開度を制限するようにすると、そのアクチュエータ
の単独操作時に速度が低下し、作業性上の問題が発生す
る。

さらに、この種の油圧作業回路においては、例えば周囲
温度が降下して作動油の粘度が上昇した場合や或いはポ
ンプがエンジンで駆動されこのエンジンの回転数が低下
した場合には、ポンプの吐出流量が減少するが、前述の
従来技術においては前記ポンプの吐出流量の減少、すな
わちポンプ流量特性の変動を調整することができないの
で、前述のようなポンプの駆動条件が変化した場合には
、方向切換弁の操作量に対応するアクチュエータの駆動
速度が低下（変動）する等の不都合が避けられなかった
。

そこで、本発明の目的は、複数のアクチュエータを有す
る油圧ショベル等の建設機械油圧作業回路１こおいて、
アクチュエータの同時操作時における複合操作性を向上
しかつキャビテーションの発生を防止できると共に、さ
らに必要に応じてポンプの流量特性を調整することがで
きる、比較的簡単な構成からなる油圧作業回路を提供す
ることにある。

なお、このような目的、すなわち複合操作性の向上、キ
ャビテーションの防止或いはポンプ流量特性の調整は、
例えば特開平２−６６３０２号（特願昭６３−２１５０
７８号）公報に開示されるような技術をもって達成され
得ることは可能である。しかしながら、このような技術
においては、各方向切換弁と可変容量ポンプの間にそれ
ぞれ分流補償弁を必要とすると共に、しかもこれら各分
流補償弁にはそれぞれ制御信号を印加することが必要で
あり、このため、この種の油圧作業回路は、本質的に、
装置全体が極めて複雑となりかつ高価となる不利を免れ
ないものであった。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するために、本発明に係る油圧作業回
路は、可変容量ポンプと、この可変容量ポンプによって
負荷される複数のアクチュエータと、タンクと、前記可
変容量ポンプならびに前記複数のそれぞれのアクチュエ
ータの間に設けられ前記可変容量ポンプの圧油をそれぞ
れのアクチュエータへ供給すると共にこのアクチュエー
タからの戻り油をタンクへ排出する複数の方向切換弁と
から構成される少くとも１つの油圧作業回路からなり前
記油圧作業回路は、それぞれの方向切換弁ならびにアク
チュエータ間のアクチュエータライン上にこのライン内
の圧力を検出する検出手段と複数の方向切換弁を同時操
作した状態でこれら検出された前記圧力の中の最高圧力
を最高信号圧力として選択する選択手段とを設けると共
に、それぞれの方向切換弁ならびにタンク間のタンクラ
イン上にはこのライン内の開度を調整する補助弁を設け
、さらに前記補助弁はこれらが設けられるそれぞれの方
向切換弁のアクチュエータへの前記アクチュエータライ
ン内の圧力とバネ力とにより開方向に制御されると同時
に前記選択された最高信号圧力により閉方向に制御され
るよう構成することを特徴とする。

この場合、可変容量ポンプの容量制御は、例えば、選択
された最高信号圧力を可変容量ポンプの流量制御手段に
印加することにより達成することができる。

また、前記油圧作業回路において、例えばポンプ吐出ラ
インからタンクラインへ連通するバイパスラインを設け
、このバイパスライン上に圧力補償付流量制御弁と圧力
発生手段とを設け、前記圧力補償付流量制御弁に選択さ
れた最高信号圧力を印加しかつ前記圧力発生手段の上流
側圧力を可変容量ポンプの吐出流量調整手段へ印加する
と共に、前記圧力補償付流量制御弁の設定差圧を外部信
号により調整する差圧調整手段を設けるよう構成すると
、ポンプの流量特性を調整することができるので、ポン
プの駆動条件が変化した場合でも、アクチュエータの駆
動速度を方向切換弁の操作量に比例した速度に正確かつ
確実に合致させることができる。

さらに、油圧作業回路が一対の回路から構成される場合
には、例えば、一方の回路のポンプ吐出ラインと他方の
回路のポンプ吐出ライン又は特定の方向切換弁の入力ポ
ートとの間を合流弁を介して接続し、そして、前記合流
昇は、前記一対のいずれか一方の回路に含まれる方向切
換弁を操作した時には他方の回路のポンプ吐出油を一方
の回路のポンプ吐出ラインへ合流させ、両方の回路に含
まれるそれぞれの方向切換弁を同時に操作した時には前
記合流を遮断するよう構成すると、両回路の合流性と独
立性とが兼ね達成されるので、作業性ならびに省エネル
ギ性が向上され、有利である。

〔作用〕

補助弁はアクチュエータからの戻り油タンクライン上に
設けられ、かつこの補助弁には、その開方向にそれぞれ
のアクチュエータへの供給圧力が印加されると同時に、
閉方向には各アクチュエータへの供給圧力の中から選択
された最高信号圧力が印加される。したがって、アクチ
ュエータの同時操作時には、低負荷側アクチュエータの
タンクラインの開度が制限され、回路内の圧力は高負荷
側アクチュエータを駆動するレベルの圧力まで上昇する
。

したがって、アクチュエータの同時操作が可能となると
共に、アクチュエータ内でのキャビテーションの発生が
防止される。また、このような構成においては、方向切
換弁のメータアウト側の油路を比較的大きく設定するこ
とができるので、各アクチュエータの単独操作時にも駆
動速度を高速に設定することが・できる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る油圧作業回路の実施例を添付図面を
参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、油圧作業回路１０は、基本的には、可
変容量ポンプ１２によって負荷される３つのアクチュエ
ータ１４−１゜１４−２．１４−３と、タンク１６と、
可変容量ポンプ１２ならびにそれぞれのアクチュエータ
１４−１．１４−２．１４−３との間に設けられる方向
切換弁１８−１．１８−２゜１８−３とから構成される
。そして、可変容量ポンプ１２からの吐出圧油は、ポン
プ吐出ライン２０、各方向切換弁１８−１．１８−２．
１８−３、各アクチュエータライン２２−１．２２−２
．２２−３を介してそれぞれ各アクチュエータ１４−１
．１４−２゜１４−３へ供給され、一方これら各アクチ
ュエータ１４−１．１４−２．１４−３からの戻り油は
前記各アクチュエータライン２２−１．２２−２．２２
−３、各方向切換弁１８−１．１８−２．１８−３なら
びにタンクライン２４を介してタンク１６へ排出される
。

しかるに、本発明の油圧作業回路１０においては、それ
ぞれの方向切換弁１８−１゜１８−２．１８−３ならび
にアクチュエータ１４−１．１４−２．１４−３間のア
クチュエータライン２２−１．２２−２．２２−３上に
、このライン内の圧力すなわちアクチュエータ供給圧力
を検出する検出手段２６−１゜２６−２．２６−３とお
よびこの検出圧力の中の最高圧力を最高信号圧力として
選択する選択手段２８．２８とが設けられると共に、そ
れぞれの方向切換弁１８−１．１８−２゜１８−３なら
びにタンク１６間の各タンクライン２４．２４．２４に
はこのライン内の開度を調整する補助弁３０−１．３０
−２゜３０−３が設けられる。そして、この補助弁３０
−１．３０−２．３０−３は、各単位信号ライン３２−
１．３２−２．３２−３を介して印加されるそれぞれの
方向切換弁１８−１．１８−２．１８−３のアクチュエ
ータライン２２−１．２２−２．２２−３内の圧力とそ
れぞれのバネ３４−１．３４−２゜３４−３の付勢力と
の合計圧力により開方向に制御されると同時に最高信号
圧力ライン３６を介して印加される最高信号圧力により
閉方向に制御される。なお、可変容量ポンプ１２はロー
ドセンシングタイプに構成され、その流量制御手段３８
には最高信号圧力ライン３６を介して最高信号圧力が印
加されてぃる。

このような構成において、先ず初めに、アクチュエータ
を単独操作すべく、例えば方向切換弁１８−１を操作す
ると、可変容量ポンプ１２からの吐出油は、前述したよ
うに、ポンプ吐出ライン２０．方向切換弁１８−１、ア
クチュエータライン２２−１を介してアクチュエータ１
４−１に供給され、そしてこのアクチュエータ１４−１
からの戻り油はアクチュエータライン２２−１、方向切
換弁１８−１．補助弁３０−１、タンクライン２４を介
してタンク１６へ排出され、これによりアクチュエータ
１４−１が駆動される。

しかるに、この場合は、補助弁３０−１の両端部にそれ
ぞれ単位信号ライン３２−１ならびに最高信号圧力ライ
ン３６を介して印加されている圧力は、他の方向切換弁
１８−２゜１８−３が操作されていないので、共にアク
チュエータライン２２−１内の圧力すなわち同圧となり
、したがって補助弁３０−１はバネ３４−１の付勢力に
よって開位置に設定されている。このように、単独操作
時にはアクチュエータ１４−１は、方向切換弁１８−１
の操作開度によってのみ調整される速度によって駆動さ
れる。

次に、この状態において、アクチュエータ１４−２を同
時操作すべく方向切換弁１８−２を操作すると、この時
仮にアクチュエータ１４−２の負荷圧力がアクチュエー
タ１４−１の負荷圧力より大きいとすると、ポンプ吐出
ライン２０を経て両方向切換弁１８〜１゜１８−２に供
給されている可変容量ポンプ１２からの吐出油は、両方
向切換弁１８−１゜１８−２の開度調整に係らず、負荷
圧力の小さいアクチュエータ１４−１側へのみ流れよう
とする。しかるに、この時、本発明の油圧作業回路１０
においては、次のように作動する。すなわち、この状態
において、一方の方向切換弁１８−１側においては、−
旦アクチュエータ１４−１側へすなわち弁１８−１内に
圧油が流れようとすると、この流れによって弁１８−１
内に差圧が発生され、このため圧力検出手段２６−１で
検出される圧力はポンプ吐出ライン２０の圧力より低下
する。

方、他方の方向切換弁１８−２側においては弁１８−２
内には圧油は流れていないが、弁１８−２は開口されて
ポンプ吐出ライン２０とアクチュエータライン２２−２
との間は連通されているので、圧力検出手段２６−２で
検出される圧力はポンプ吐出ライン２０の圧力と同圧と
なる。したがって、一方の補助弁３０−１は、その一端
部に単位信号ライン３２−１を介して低圧（アクチュエ
ータライン２２−１内の圧力）の信号圧力を開方向に印
加され、他端部には最高信号圧力ライン３６を介して高
圧（ポンプ吐出ライン２０内の圧力）の信号圧力を閉方
向に印加されるので、バネ３４−１の付勢力に抗して開
度を制御される。一方、他方の補助弁３０−２は、その
両端部に両信号ライン３２−２．３６を介して同圧（ポ
ンプ吐出ライン２０内の圧力）の信号圧力を印加される
ので、バネ３４−２の付勢力により開位置に保持される
。このため、アクチュエータ１４−１からの戻り油は補
助弁３０−１により絞られ、結果的には、アクチュエー
タ１４−１の駆動圧すなわち低負荷側アクチュエータへ
の供給圧が上昇し、可変容量ポンプ１２の圧力が上昇し
、ついには、その圧力が、高負荷側アクチュエータ１４
−２を駆動し得る圧力まで上昇される。

このように、本発明の油圧作業回路によれば、低負荷側
アクチュエータの戻り油ライン（タンクライン）は制限
され、これにより、ポンプ吐出ラインの圧力が高負荷側
アクチュエータを駆動し得るレベルまで昇圧されるので
、いかなる負荷のアクチュエータでも同時操作が可能と
なると共に、しかもアクチュエータ内でキャビテーショ
ンを発生することがない。さらに、方向切換弁のメータ
アウト側油路を比較的太き（設定できるので、単独操作
詩におけるアクチュエータ速度を高速に設定することが
できる。すなわち、アクチュエータの複合操作性ならび
に作業性を共に向上することができる。

次に、第２図に、本発明に係る油圧作業回路を一対の回
路から構成した実施例を示す。

すなわち、第２図において、油圧作業回路は２つの回路
１０ａ、１０ｂから構成され、これらの間に合流弁４０
が設けられている。なお、図中、第１図と同一の構成部
分に対しては同一の参照符号を付すると共に添字１，２
゜３、・・・もしくはａ、ｂを付加して区別しである。

また、本実施例においては、可変容量ポンプ１２ａ、１
２ｂはネガティブコントロールタイプに構成され、その
吐出流量制御手段３８ａ、３８ｂは、後述する圧力発生
手段４４ａ、４４ｂの上流側信号圧力を印加される。ま
た、アクチュエータ１４−１．１４−２．１４−３．１
４−４．１４−５．１４−６はそれぞれパケット、ブー
ム、左走行、右走行、スウィング、アーム用のアクチュ
エータを示すものとする。

先ず初めに、圧力発生手段４４ａ、４４ｂについて説明
すると、ポンプ吐出ライン２０ａ、２０ｂからタンクラ
イン２４へはバイパスライン４２ａ、４２ｂ、４２が設
けられており、そしてこのバイパスライン４２ａ。

４２ｂ上には、前述の圧力発生手段４４ａ。

４４ｂとならびに圧力補償付流量制御弁４６ａ、４６ｂ
およびこの制御弁４６ａ。

４６ｂの通過流量を調整する開閉弁４８ａ。

４８ｂとが設けられており、そして開閉弁４８ａ、４８
ｂは方向切換弁１８−１゜１８−２．１８−３．１８−
６の操作信号によりその開度を調整されるよう構成され
ている。なお、可変容量ポンプ１２ａ、１２ｂの吐出流
量制御手段３８ａ、３８ｂには、前述したように、圧力
発生手段４４ａ、４４ｂの上流側信号圧力がそれぞれ信
号ライン５０ａ。

５０ｂを介して印加される。ところで、このような構成
によれば、バイパスライン４２ａ。

４２ｂを通過する流量すなわち圧力発生手段４４ａ、４
４ｂを通過する流量は、ポンプ吐出ライン２０ａ、２０
ｂの負荷圧に関係な（、開閉弁４８ａ、４８ｂの開度に
よってのみ定まり、したがって圧力発生手段４４ａ。

４４ｂの上流側圧力も同様に開閉弁４８ａ。

４８ｂの開度によってのみ定まる。すなわち、可変容量
ポンプ１２ａ、１２ｂからの吐出圧油のアクチュエータ
１４−１．１４−２゜１４−３．１４−６への流量は、
アクチュエータ負荷圧に関係なく、開閉弁４８ａ。

４８ｂの開度に反比例した流量つまり方向切換弁１８−
１．１８−２．１８−３．１８−６の開度に比例した流
量に制御される。しかも、前記制御は、方向切換弁１８
−１゜１８−２．１８−３．１８−６の単独或いは複合
操作に関係なく達成される。

次に、合流弁４０について説明する。本発明の合流弁４
０は、一方の回路１０ａのポンプ吐出ライン２０ａと他
方の回路１０ｂの特定の方向切換弁、この場合アーム用
アクチュエータ１４−６に対する方向切換弁１８−６の
入力ポート５２−６との間を接続する接続ライン５４上
に設けられている。そして、このような構成において、
前記合流弁４０は、回路１０ｂ内の方向切換弁１８−６
を操作した場合には、弁体が図において左行されるので
、回路１０ａ内の可変容量ポンプ１２ａ内の吐出圧油を
ポンプ吐出ライン２０ａ１接続ライン５４を介して入力
ポート５２−６の方向へのみ、すなわち、回路１０ｂ側
へのみ合流させる。なお、この場合、開閉弁４８ａ。

４８ｂには共に方向切換弁１８−６の操作信号が印加さ
れている。一方、回路１０ａ内の方向切換弁例えば１８
−２を操作した場合には、方向切換弁１８−２の操作信
号は合流弁４０、開閉弁４８ａ、４８ｂにそれぞれ印加
され、合流弁４０が図において右行されると同時に開閉
弁４８ａ、４８ｂはそれぞれ閉方向へ制御される。この
結果、回路１０ｂ内の可変容量ポンプ１２ｂの吐出圧油
が回路１０ａ側へ合流される。また、両回路１０ａ。

１０ｂ内にそれぞれ含まれる方向切換弁例えば１８−２
と１８−６を同時に操作した場合には、合流弁４０の両
端にはそれぞれの方向切換弁１８−２．１８−６の操作
信号が同時に印加されるので、合流弁４０は中立位置に
保持され、この結果、各回路１０ａ、１０ｂはぞれぞれ
独立して作動される。したがって、両アクチュエータ１
４−２．１４−６の負荷圧に大きな差異がある場合でも
、両回変容量ポンプ１２ａ、１２ｂはそれぞれ独立した
負荷圧で駆動されるので、エネルギロスが発生しない。

因みに、従来のこの種の装置においては、負荷圧が非常
に異なる２つのアクチュエータを１つのポンプで駆動し
なければならない場合が発生するので、省エネルギ上の
問題が発生すると共に、原動機の出力上の関係でアクチ
ュエータの駆動速度が低下される等の問題が発生してい
た。本発明によれば、前述のことから明らかなようにこ
れらの問題がすべて解決される。

最後に、本実施例にさらに付属している連通弁５６．５
８について説明すると、連通弁５６は、両回路１０ａ、
１０ｂのポンプ吐出ライン２０ａ、２０ｂの間を接続す
る接続ライン６０．５４上に設けられ、一方連通弁５８
は、両最高信号圧力ライン３６ａ。

３６ｂの間を接続する信号ライン６２上に設けられてお
り、そしてこれらの連通弁５６゜５８は、例えば方向切
換弁１８−３および１８−４とさらに別の方向切換弁例
えば１８−５が同時操作された場合には、ブロック状態
から連通状態に切り替えられるように構成されている。

したがって、上記のような構成においては、両方向切換
弁１８−３゜１８−４の操作量を等しくすれば、左、右
走行アクチュエータ１４−３．１４−４が同速となるの
で、例えば油圧ショベルを直進させながらアクチュエー
タ１４−４のスウィング操作を行うことができる。

このように、本実施例によれば、２つの回路からなる油
圧作業回路において、前記両回路に含まれるアクチュエ
ータを、それらの間の負荷圧の差異に関係な（、それぞ
れの方向切換弁の操作量に比例した速度で確実に駆動す
ることができる。しかも、前記操作は単独操作時におい
ても複合操作時においても同様に達成される。さらに、
両回路は合流性と独立性とを兼ね備えるので、優れた省
エネ性と作業性とが達成される。

第３図に、第２図に示す実施例における開閉弁４８ａ、
４８ｂを共通の開閉弁６４に構成した変更例を示す。こ
のように構成すると、油圧作業回路全体の構成が簡素化
されるので、コスト上ならびに設備上の利点が得られる
。

なお、本実施例の作動は、第２図に示す実施例の作動か
ら基本的に理解されるところであるので、省略する。

次に、第４図に、本発明に係る油圧作業回路の別の実施
例を示す。本実施例は、第３図に示す単位油圧作業回路
、例えば１０ａ　（但し以後、各参照符号の添字ａは全
て省略する）において、圧力補償流量調整弁４６に対し
てその設定差圧を調整する差圧調整手段を設けるよう構
成したものである。すなわち、圧力補償流量制御弁４６
の負荷用バネ６６にはその荷重を調整するピストン６８
からなる差圧調整手段が設けられ、そしてこのピストン
６８は、可変容量ポンプ１２の吐出圧を、温度センサ７
０、変換増幅器７２、比例制御弁７４および信号ライン
７６を介して印加される外部信号Ｓにより作動されるよ
う構成されている。なおこの場合、可変容量ポンプ１２
の吐出流量制御方式は、その吐出流量制御手段３８に印
加される圧力発生手段４４の上流側ライン４２′内の圧
力Ｐｐとポンプ吐出流量Ｑとの間の関係が、第５図に示
すように、圧力ｐｐの上昇に伴って流量Ｑが低下する、
いわゆるネガティブコントロール方式に構成し、一方圧
力発生手段４４の特性は、第６図に示すように、バイパ
スライン４２．４２’内の通過流量ｑが前記圧力（すな
わち圧力発生手段４４によって発生される圧力）Ｐｐの
上昇に比例して増大するよう構成する。

このような構成においては、まず方向切換弁１８−１．
１８−２．１８−３が全て中立位置にある際には、信号
ライン６２は低圧となっており、一方、ポンプ１２の吐
出油はバイパスライン４２上に設けた圧力補償付制御弁
４６の信号ライン７８に作用し、これがバネ６６の力に
抗して前記制御弁４６を開口させ、圧油がライン４２′
へ流出するが、この時ライン４２′内の圧力Ｐｐは圧力
発生手段４４の前述の特性により上昇するので、ポンプ
１２の吐出流量Ｑは最少に制御保持されている。次に、
方向切換弁例えば１８−３を左方へ操作し、ポンプ吐出
油を絞り８０を介してアクチュエータ１４−３へ供給す
ると、ポンプ吐出ライン２０の圧力はアクチュエータ１
４−３の供給ライン２２−３へも接続され、これが信号
ライン６２を経て圧力補償流量制御弁４６に作用する。

ここで、バネ６６の力＋外部信号Ｓの油圧力〉信号ライ
ン６２の油圧力であれば、制御弁４６はバイパス開度が
閉となる方向へ移動するので、ライン４２′へ流出する
バイパス油量が減少し、前述のネガティブコントロール
方式のポンプ特性によりポンプ吐出流量Ｑが増加し、ア
クチュエータ１４−３へ流れる油量も増加するが、する
と絞り８０で圧損が増加し、最終的には制御弁４６の開
度は、バネ６６の力＋外部信号Ｓの油圧力＝信号ライン
６２の油圧力となる状態でバランスし、ポンプ吐出流量
Ｑもこれに見合った流量でバランスする。

このように、本実施例の油圧作業回路においては、方向
切換弁の成る操作量つまり一定の開度に対しては、バネ
６６の荷重が、常に、バネ６６のカー信号ライン６２の
油圧力ー外部信号Ｓの油圧力となるよう調整される。す
なわち、温度センサ７０で測定される温度が例えば低下
し、作動油の粘度が上昇して油圧回路内の圧損が上昇し
、このためポンプ吐出流量が減少（ポンプ原流特性が変
動）すると、前記減少（変動）が補償的に解消される。

したがって、アクチュエータは方向切換弁の操作量に対
応した速度で常に駆動される。

第７図は、第４図に示す差圧調整手段において、その外
部信号を、作動油温度に対応する信号から可変容量ポン
プの回転数に対応する信号に変更したものである。すな
わち第７図において、差圧調整手段を構成するピストン
６８（図示せず）に対する外部信号Ｓは、可変容量ポン
プ１２と同じエンジン８２によって駆動されるパイロッ
トポンプ８４の吐出圧を、回転数センサ８６、変換増幅
器７２、比例制御弁７４および信号ライン７６を介して
印加するよう構成されている。このような構成によれば
、ポンプ回転数に対応してポンプ流量特性が調整される
ので、すなわち例えばポンプ回転数が低下するとより大
きいポンプ吐出流量が得られるので、アクチュエータは
方向切換弁に対応した速度で常に駆動される。なお、外
部信号Ｓを、第４図に示す作動油温度に対する信号と第
７図に示すポンプ回転数に対応する信号との両方で構成
すると、ポンプ流量特性を、作動油温度とポンプ回転数
の両方に対応して調整することができる。

第８図は、第７図に示す差圧調整手段の外部信号、すな
わちポンプ回転数に対応する外部信号の別の実施例であ
る。すなわち本実施例の外部信号Ｓは、第８図において
、可変容量ポンプ１２と同じエンジン８２によって駆動
されるパイロットポンプ８４の吐出ラインに設けた圧力
発生装置８８の上流側圧力を信号ライン７６を介して導
くよう構成されており、そして、この場合、パイロット
ポンプ８４は、第９図に示すように、その出力流量（第
９図においてはポンプ吐出圧力Ｐｉで示されている）が
原動機８２の回転数ｎに比例するよう構成される。本実
施例においても、第７図に示す実施例の場合と同様に、
ポンプ回転数に対応してポンプ流量特性が調整される。

すなわち例えば、原動機回転数ｎが上昇すると、これに
対応してパイロットポンプ吐出圧力Ｐｉが上昇し、次い
で、外部信号Ｓ圧力も上昇する。したがって、方向切換
弁の同一操作量に対してはより大きな差圧で可変容量ポ
ンプ１２の吐出流量がバランスすることになり、したが
って、エンジン回転数ｎが低い状態と比較し、各回転数
に対応したより多くのポンプ吐出流量を得ることができ
る。

なおここで、第４図乃至第９図に係るポンプ流量特性の
調整手段は、前述したように、単に、ポンプ吐出ライン
からタンクラインへのバイパスライン上に圧力補償付流
量制御弁と圧力発生手段とを設け、前記圧力発生手段の
上流側圧力をポンプ吐出流量制御手段に印加すると共に
前記圧力補償付流量制御弁の設定差圧を外部信号により
調整するよう構成するのみで達成されるので、その構造
を極めて簡単に構成することができる。

以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本発
明はこれら実施例に限定されることな（、その精神を逸
脱しない範囲内において多くの設計変更がなされ得るこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る油圧作業回路は、そ
れぞれの方向切換弁内においてアクチュエータ内の供給
圧力を検出すると共にこれら供給圧力の中の最高圧力を
最高信号圧力として選択し、前記供給圧力と最高信号圧
力とを、それぞれの方向切換弁の戻り油タンクライン上
に設けた補助弁に対してその開方向と閉方向にそれぞれ
印加するよう構成したので、アクチュエータの複合操作
時においては、低負荷側アクチュエータの戻り油が制限
され、この結果、ポンプ吐出ラインの圧力が高負荷側ア
クチュエータの駆動レベル圧力まで昇圧される。したが
って、いかなる負荷のアクチュエータでも同時操作が可
能となると同時にアクチュエータ内でのキャビテーショ
ンの発生が防止される。しかも、方向切換弁のメータア
ウト側の油路を比較的大きく設定することができるので
、単独操作時のアクチュエータ速度を高速に設定するこ
とができる。

さらに、本発明に係る油圧作業回路を一対に構成した複
合油圧作業回路において、一方の回路のポンプ吐出ライ
ンと他方の回路のポンプ吐出ライン又は特定の方向切換
弁の入力ポートとの間を合流弁を介して接続し、前記合
流弁は前記一対のいずれか一方の回路に含まれる方向切
換弁を操作した時には他方の回路のポンプ吐出油を一方
の回路のポンプ吐出ラインへ合流させ、両方の回路に含
まれるそれぞれの方向切換弁を同時に操作した時には前
記合流を遮断するよう構成すると、前記両回路に含まれ
るアクチュエータを、それらの間の負荷圧の差異に関係
なく、それぞれの方向切換弁の操作量に比例した速度で
確実に駆動することができる。しかも、前記操作は単独
操作時においても複合操作時においても同様に達成され
る。さらに、前記両回路は合流性と独立性とを兼ね備え
るので、優れた省エネ性と作業性とが達成される利点が
ある。

また、本発明に係る油圧作業回路において、ポンプ吐出
ラインからタンクラインへ連通するバイパスラインを設
け、このバイパスライン上に圧力補償付流量制御弁と圧
力発生手段とを設け、前記圧力補償付流量制御弁に選択
された最高信号圧力を印加しかつ前記圧力発生手段の上
流側圧力を可変容量ポンプの吐出流量調整手段へ印加す
ると共に、前記圧力補償付流量制御弁の設定差圧を外部
信号により調整する差圧調整手段を設けるよう構成する
と、ポンプの流量特性を変更調整することができるので
、例えば作動油の温度低下による４゜粘度上昇や原動機の速度低下によるポンプ回転数似下等
に基づくポンプ駆動条件の変動に対しても、アクチュエ
ータの駆動速度を方向切換弁の操作量に比例した速度に
正確かつ確実に合致させることができる。しかも、本発
明に係る前記ポンプ流量特性の調整手段は、単に、圧力
補償付流量制御弁と圧力発生手段とおよび外部信号とか
らだけで実質的に構成されるので、その構造が極めて簡
単に達成される利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧作業回路の一実施例を示す油
圧回路図、第２図は本発明に係る油圧作業回路を一対に
構成した複合油圧作業回路の一実施例を示す油圧回路図
、第３図は第２図の油圧作業回路の変更実施例を示す油
圧回路図、第４図は本発明に係る油圧作業回路の別の実
施例を示す油圧回路図、第５図は第４図に示す油圧作業
回路の可変容量ポンプの吐出流量Ｑ−吐出流量制御圧力
ｐｐ線図、第６図は第４図に示す油圧作業回路の圧力発
生手段の発生圧力（可変容量ポンプの吐出流量制御圧力
）Ｐｐ−通過流量ｑ線図、第７図は第４図に示す油圧作
業回路の外部信号の別の実施例を示す系統図、第８図は
第４図に示す油圧作業回路の外部信号のさらに別の実施
例を示す系統図、第９図は第８図に示す外部信号の発生
用パイロットポンプの吐出圧力Ｐｉ−回転数ｎ線図、第
１０図は従来の油圧作業回路を示す油圧回路図である。０．１０ａ、１０ｂ・・・油圧作業回路２．１２ａ、１
２ｂ・・・可変容量ポンプ４−１〜１４−６・・・アク
チュエータ６・・・タンク８−１〜１８−６・・・方向切換弁０．２０ａ、２０ｂ・・・ポンプ吐出ライン２−１〜２
２−３・・・アクチュエータライン４・・・タンクライ
ン６−１〜２６−３・・・圧力検出手段２８・・・最高圧力検出手段３０−１〜３０−６・・・補助弁３２−１〜３２−３・・単位信号ライン３４−１〜３４
−３・・・バネ３６．３６ａ、３６ｂ・・・最高信号圧力ライン３８．
３８ａ、３８ｂ・・・吐出流量制御手段４０・・・合流
弁４２．４２ａ、４２ｂ・・・バイパスライン４４．４４
ａ、４４ｂ−・・圧力発生手段４６．４６ａ、４６ｂ・
・・圧力補償付流量制御弁４８ａ、４８ｂ−開閉弁５０．５０ａ、５０ｂ・・・信号ライン５２−１〜５２
−６・・・入力ポート５４・・・接続ライン５６．５８・・・連通弁６０・・・接続ライン６２・・・信号ライン６４・・・開閉弁６６・・・バネ６８・・・ピストン（差圧調整手段）７０・・・温度センサ７２・・・変換増幅器７４・・・比例制御弁７６・・信号ライン７８・・・信号ライン８０・・・絞り８２・・・エンジン８４・・・パイロットポンプ８６・・・回転数センサ８８・・・圧力発生手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可変容量ポンプと、この可変容量ポンプによって
負荷される複数のアクチュエータと、タンクと、前記可
変容量ポンプならびに前記複数のそれぞれのアクチュエ
ータの間に設けられ前記可変容量ポンプの圧油をそれぞ
れのアクチュエータへ供給すると共にこのアクチュエー
タからの戻り油をタンクへ排出する複数の方向切換弁と
から構成される少くとも１つの油圧作業回路からなり、前記油圧作業回路は、それぞれの方向切換弁ならびにアクチュエータ間のアクチュエータライン上
にこのライン内の圧力を検出する検出手段と複数の方向
切換弁を同時操作した状態でこれら検出された前記圧力
の中の最高圧力を最高信号圧力として選択する選択手段
とを設けると共に、それぞれの方向切換弁ならびにタン
ク間のタンクライン上にはこのライン内の開度を調整す
る補助弁を設け、さらに前記補助弁はこれらが設けられ
るそれぞれの方向切換弁のアクチュエータへの前記アク
チュエータライン内の圧力とバネ力とにより開方向に制
御されると同時に前記選択された最高信号圧力により閉
方向に制御されるよう構成されることを特徴とする油圧
作業回路。
（２）選択された最高信号圧力を可変容量ポンプの流量
制御手段に印加するよう構成する請求項１記載の油圧作
業回路。
（３）油圧作業回路は一対の回路からなり、一方の回路
のポンプ吐出ラインと他方の回路のポンプ吐出ライン又
は特定の方向切換弁の入力ポートとの間を合流弁を介し
て接続し、前記合流弁は前記一対のいずれか一方の回路
に含まれる方向切換弁を操作した時には他方の回路のポ
ンプ吐出油を一方の回路のポンプ吐出ラインへ合流させ
、両方の回路に含まれるそれぞれの方向切換弁を同時に
操作した時には前記合流を遮断するよう構成してなる請
求項２記載の油圧作業回路。
（４）ポンプ吐出ラインからタンクラインへ連通するバ
イパスラインを設け、このバイパスライン上に圧力発生
手段と圧力補償付流量制御弁と前記圧力補償付流量制御
弁の通過流量を調整する開閉弁とを設け、前記開閉弁の
開度を方向切換弁の操作信号により操作すると共に前記
圧力発生手段の上流側圧力を可変容量ポンプの流量制御
手段に印加するよう構成してなる請求項１記載の油圧作
業回路。
（５）油圧作業回路は一対の回路からなり、一方の回路
のポンプ吐出ラインと他方の回路のポンプ吐出ライン又
は特定の方向切換弁の入力ポートとの間を合流弁を介し
て接続し、前記合流弁は前記一対のいずれか一方の回路
に含まれる方向切換弁を操作した時には他方の回路のポ
ンプ吐出油を一方の回路のポンプ吐出ラインへ合流させ
、両方の回路に含まれるそれぞれの方向切換弁を同時に
操作した時には前記合流を遮断するよう構成してなる請
求項４記載の油圧作業回路。
（６）油圧作業回路は一対の回路からなり、一方の回路
のポンプ吐出ラインと他方の回路に含まれる特定の方向
切換弁の入口ポートとの間を合流弁を介して接続し、前
記合流弁は、一方又は他方の回路に含まれる特定の方向
切換弁を操作した時には他方又は一方のポンプ吐出油を
一方又は他方の回路へ合流させると共にこれとは逆方向
の流れを防止し、一方又は他方の回路に含まれるそれぞ
れ特定の方向切換弁を同時に操作した時には両回路の合
流を防止するよう構成し、さらに両ポンプの吐出ライン
の間ならびに選択された最高信号圧力ラインの間をそれ
ぞれ連通弁を介して接続し、前記各連通弁は前記特定切
換弁に含まれない他の方向切換弁を同時に操作しかつそ
れ以外の方向切換弁が同時に操作された時には前記ポン
プ吐出ラインの間ならびに最高信号圧力ラインの間を連
通するよう構成してなる請求項４記載の油圧作業回路。
（７）ポンプ吐出ラインからタンクラインへ連通するバ
イパスラインを設け、このバイパスライン上に圧力発生
手段と圧力補償付流量制御弁とを設け、前記圧力補償付
流量制御弁に選択された最高信号圧力を印加すると共に
前記圧力発生手段の上流側圧力を可変容量ポンプの吐出
流量調整手段へ印加するよう構成してなる請求項１記載
の油圧作業回路。
（８）油圧作業回路は一対の回路からなり、両回路のポ
ンプ吐出ラインの間ならびに選択された最高信号圧力ラ
インの間を連通弁を介して接続し、この連通弁を外部信
号により開閉するよう構成してなる請求項７記載の油圧
作業回路。
（９）油圧作業回路は一対の回路からなり、一方の回路
のポンプ吐出ラインと他方の回路に含まれる特定の方向
切換弁の入口ポートとの間を合流弁を介して接続し、前
記合流弁は一方又は他方の回路に含まれる特定の方向切
換弁を操作した時には他方又は一方のポンプ吐出油を一
方又は他方の回路へ合流させると共にこれとは逆方向の
流れを防止し、一方又は他方の回路に含まれるそれぞれ
特定の方向切換弁を同時に操作した時には両回路の合流
を防止するよう構成し、さらに両ポンプの吐出ラインの
間ならびに選択された最高信号圧力ラインの間をそれぞ
れ連通弁を介して接続し、前記各連通弁は前記特定切換
弁に含まれない他の方向切換弁を同時に操作しかつそれ
以外の方向切換弁が同時に操作された時には前記ポンプ
吐出ラインの間ならびに最高信号圧力ラインの間を連通
するよう構成してなる請求項７記載の油圧作業回路。
（１０）ポンプ吐出ラインからタンクラインへ連通する
バイパスラインを設け、このバイパスライン上に圧力補
償付流量制御弁と圧力発生手段とを設け、前記圧力補償
付流量制御弁に選択された最高信号圧力を印加しかつ前
記圧力発生手段の上流側圧力を可変容量ポンプの吐出流
量調整手段へ印加すると共に、前記圧力補償付流量制御
弁の設定差圧を外部信号により調整する差圧調整手段を
設けるよう構成してなる請求項１記載の油圧作業回路。
（１１）差圧調整手段は、圧力補償付制御弁の差圧設定
用バネ荷重を可変とするよう構成してなる請求項１０記
載の油圧作業回路。
（１２）外部信号は、油圧作業回路中の作動油温度に対
応する信号である請求項１０記載の油圧作業回路。
（１３）外部信号は、可変容量ポンプの回転数に対応す
る信号である請求項１０記載の油圧作業回路。
（１４）外部信号は、可変容量ポンプと同じ原動機によ
って駆動され前記原動機の速度に比例した出力流量を有
するパイロットポンプの吐出ラインに設けた圧力発生手
段の上流側圧力である請求項１０記載の油圧作業回路。