JPH0441268Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はパワーシヨベル等の建設機械に搭載さ
れた３台の可変容量ポンプのトータル馬力を一定
に制御する装置に関する。

（従来の技術） 一般にパワーシヨベルは第１図或は第２図示の
ようにバケツトａをアームｂ及びブームｃを介し
て旋回体ｄに取付け、アームｂ及びブームｃを
夫々油圧シリンダで揺動し、油圧モータで旋回体
ｄを旋回させ、バケツトａで掘つた掘削物を例え
ばダンプトラツクｅに積む作業を行なう。この場
合各油圧シリンダ及び油圧モータには、これらの
夫々独立した作動を確保するために、パワーシヨ
ベルの１台の原動機で駆動された３台の第１乃至
第３可変容量ポンプから夫々に流体を供給し、該
油圧モータを駆動する第１可変容量ポンプが無負
荷時は、各油圧シリンダを駆動する第２及び第３
可変容量ポンプの馬力設定を第３図示の曲線Ａの
ように高め、第１可変容量ポンプが曲線Ｂのよう
な馬力設定で運転される負荷時には第２、第３可
変容量のポンプの馬力設定を曲線Ｃのように低く
変更し、各ポンプの合計馬力を常に一定に制御す
ることが行なわれている。

その制御装置の一例は、第４図に見られるよう
に、１台の原動機ｆに設けた第１乃至第３の可変
容量ポンプｇ，ｈ，ｉの夫々に、自己吐出圧とパ
イロツトポンプｊの吐出圧のいずれか高い方の圧
力が導入された制御シリンダｋと、該パイロツト
ポンプｊから絞りｌを介して導入した制御圧によ
り作動して該制御シリンダｋの作動を制御するサ
ーボ弁ｍとを有するレギユレータｎを設け、更に
第１可変容量ポンプｇの無負荷時には第２、第３
可変容量ポンプｈ，ｉの各レギユレータｎの各サ
ーボ弁ｍに作用する制御圧を低く制御し、該ポン
プｇの負荷時には該制御圧を高く制御する制御弁
Ｏを設けて構成される。

（考案が解決しようとする問題点） 前記した従来の制御装置では、第１可変容量ポ
ンプｇの馬力の設定を変更出来ないので建設機械
の作業をスピードアツプ出来ない場合がある。例
えば第１図示の場合には、バケツトａで取つた掘
削物をダンプトラツクｅに積む時、旋回体ｄが
180°旋回する間にアームｂ及びブームｃを高く上
げる必要があるので、旋回体ｄを駆動する第１可
変容量ポンプｇよりもアームｂ及びブームｃを駆
動する第２、第３可変容量ポンプｈ，ｉに大きな
仕事を行なわせなければならないが、第２図示の
場合には、旋回体ｄが180°旋回する間にアームｂ
及びブームｃを余り高く上げる必要がなく、旋回
体ｄの旋回スピードを上げることが出来れば作業
能率がアツプする。しかし乍ら第４図示の装置で
は第１可変容量ポンプｇの無負荷時に他のポンプ
の設定馬力を上げ、第１図示の場合の作業能率を
向上させ得るのが、第１可変容量ポンプｇの設定
馬力は変更出来ないので、第２図示の場合の作業
能率を上げることが出来ない。

本考案は、第１乃至第３可変容量ポンプの合計
馬力が一定であり、しかもこれらポンプの設定馬
力を任意に変更して各種の作業に適用出来る建設
機械馬力一定制御装置を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案では、建設機械に１台の原動機で駆動さ
れる第１乃至第３の３台の可変容量ポンプを設
け、各可変容量ポンプのポンプ容量を、自己吐出
圧とパイロツトポンプの吐出圧のいずれか高い方
の圧力が導入された制御シリンダと、該パイロツ
トポンプから絞りを介して導入した制御圧により
作動して該制御シリンダの作動を制御するサーボ
弁とを有するレギユレータで可変するようにした
ものに於いて、第１可変容量ポンプに、これのレ
ギユレータに導入する制御圧を調整する第１調整
弁を設け、該第１調整弁にその調整作動のための
調整圧として、該パイロツトポンプからの圧力を
電磁比例弁により制御して得たパイロツト圧によ
る力及び該第１可変容量ポンプの自己吐出圧によ
る力の合計力が該調整圧による力と釣合うように
作動する第１シフト弁で該自己吐出圧を制御した
圧力を導入し、該第２及び第３可変容量ポンプの
各レギユレータに導入する制御圧を調整する第２
調整弁を設け、該第２調整弁にその調整作動のた
めの調整圧として第１及び第２調整圧を導入し、
両調整圧は第２或は第３可変容量ポンプの吐出圧
のうちの高い方の吐出圧を、両吐出圧による力と
これに対向して作用する第１調整圧及び前記パイ
ロツト圧による力とが釣合うように作動する第２
シフト弁で制御して得るようにし、更に第１可変
容量ポンプの吐出圧の上昇により作動して前記パ
イロツト圧を該第２シフト弁に導くと共に該第２
調整弁に第２調整圧を導くハイドロ切換弁を設け
たることにより前記問題点を解決した。

（作用） 第１可変容量ポンプが負荷運転中であり、電磁
比例弁に電気信号の入力がないときは第１シフト
弁に作用するパイロット圧が零となり、第１シフ
ト弁は第１調整弁に作用する調整圧を低い圧力に
制御する。これにより第１調整弁は第１可変容量
ポンプのサーボ弁に作用する制御圧を高い圧力に
制御し、該ポンプのレギユレータは該ポンプの設
定馬力を第５図の曲線Ｄに示すように最大に設定
する。このときハイドロ切換弁には該第１可変容
量ポンプの吐出圧が作用して第２調整弁に第２シ
フト弁で制御した第１及び第２調整圧を作用すべ
く切換わる。

該第２シフト弁は第１第２可変容量ポンプの平
均吐出圧から電磁比例弁のパイロツト圧に応じた
圧力を引いた圧力に第１第２調整圧を制御し、こ
の第１第２調整圧の作用を受けると第２調整弁は
第２、第３可変容量ポンプの各レギユレータのサ
ーボ弁に作用する制御圧を第１第２調整弁の強さ
と逆比例するように調整し、その結果第２、第３
可変容量ポンプの設定馬力を可変制御するが、前
記のようなパイロツト圧が零のときは第１第２調
整圧は高く、第２調整弁は、第２、第３可変容量
ポンプのサーボ弁への制御圧を小さくするので、
両ポンプの設定馬力は第６図の曲線Ｅで示すよう
に小さくなる。

第１可変容量ポンプが負荷運転中であるとき
に、電磁比例弁で電気信号を入力させると、その
信号の大きさに応じたパイロツト圧が発生し、第
１シフト弁は第１調整弁に作用する調整圧を高い
圧力に制御する。これにより第１可変容量ポンプ
の設定馬力は第５図の曲線Ｆのように小さくな
る。また同時に発生したパイロツト圧は第２シフ
ト弁に作用し、第１及び第２調整圧を低く制御す
るように作動し、第２調整弁が第２、第３可変容
量ポンプの各サーボ弁に作用する制御圧を高める
ので、両第２、第３可変容量ポンプの設定馬力を
第６図の曲線Ｇのように高め得る。

尚、第１可変容量ポンプが無負荷運転に入る
と、ハイドロ切換弁はパイロツト圧の第２シフト
弁への導入と第２調整弁への第２調整圧の導入と
を止めるので、第２調整弁は第１調整圧によつて
調整作動を行ない、第２第３可変容量ポンプのサ
ーボ弁に作用する制御圧が高まり、その設定馬力
が高まる。

従つて、電磁比例弁を電気信号で制御すること
により第１乃至第３の全ポンプのトータル馬力を
変更することなく各ポンプの設定馬力を変更出
来、第１可変容量ポンプで例えば第１図及び第２
図示の旋回体ｄを駆動すれば、旋回作業を主体と
する第２図示のような作業の能率を向上させ得
る。

（実施例） 本考案の実施例をパワーシヨベルに適用した場
合につき説明すると、第７図に於いて符号１はパ
ワーシヨベルに搭載された原動機、２，３，４は
該原動機１により駆動される第１乃至第３の３台
の可変容量ポンプ、５は該原動機１で駆動される
定容量のパイロツトポンプである。

可変容量ポンプ２はパワーシヨベルの旋回体を
駆動する油圧モータにその吐出回路を接続し、第
２及び第３可変容量ポンプ３，４の夫々はパワー
シヨベルのアーム及びブームを駆動する油圧シリ
ンダに接続される。

各可変容量ピストン２，３，４のポンプ容量
は、シヤトル弁６により抽出した各ポンプの自己
吐出圧とパイロツトポンプ５の吐出圧のいずれか
高い方の圧力が導入された制御シリンダ７と、該
パイロツトポンプ５から絞り８を介して導入した
制御圧により作動して該制御シリンダ７の作動を
制御するサーボ弁９とを有するレギユレータ１０
で可変制御される。このレギユレータ１０は従来
のものと同様であり、サーボ弁９に作用する制御
圧を高くすると制御シリンダ７はシヤトル弁６か
らの圧力が高くなつてもポンプ容量を制御するよ
うになり、ポンプ吐出圧とポンプ容量の積で表わ
れるポンプの馬力の設定を大きくし、またサーボ
弁９に作用する制御圧を低くするとポンプの馬力
の設定が小さくなる。

各ポンプ２，３，４の設定馬力の合計は原動機
１の馬力よりも小さくなるように設定され、原動
機１が過負荷状態となることを防ぐが、各ポンプ
２，３，４の設定馬力を任意に変更出来れば建設
機械の作業性を向上させ得る。

そこで、本考案に於いては、第１可変容量ポン
プ２のレギユレータ１０ａに導入される制御圧を
調整するリリーフ弁で構成した第１調整弁１１を
設け、該第１調整弁１１の調整作動のために設け
た調整器１１ａに導入する調整圧として、該パイ
ロツトポンプ５からの圧力を電磁比例弁１２によ
り制御して得たパイロツト圧により力及び第１可
変容量ポンプ２の自己吐出圧による力の合計力が
該調整圧による力と釣合うように作動する第１シ
フト弁１３で該自己吐出圧を制御した圧力を導入
するようにした。

更に第２図及び第３可変容量ポンプ３，４の各
レギユレータ１０ｂ，１０ｃに導入する制御圧を
調整する１個のリリーフ弁で構成した第２調整弁
１４を設け、該第２調整弁１４の調整作動のため
に設けた調整器１４ａに導入する調整圧として第
１及び第２調整圧を導入し、両調整圧は、シヤト
ル弁１５により抽出した第２或は第３可変容量ポ
ンプ３，４の吐出圧のうちの高い方の吐出圧を、
両吐出圧による力とこれに対向して作用する第１
調整圧及び前記パイロツト圧による力が釣合うよ
うに作動する第２シフト弁１６で制御し得るよう
にした。

また更に、第１可変容量ポンプ２の吐出圧の上
昇により作動して前記パイロツト圧を該第２シフ
ト弁１６に導くと共に該第２調整弁１４の調整器
１４ａに第３調整圧を導くハイドロ切換弁１７を
設けるようにした。

該電磁比例弁１２は、これに電気信号の入力が
ないときはパイロツト圧を零に制御し、その入力
が大きくなるとパイロツト圧を次第に高く制御す
る。

また第１シフト弁１３はスプール形の比例弁で
構成し、そのスプールの一端側に第１可変容量ポ
ンプ２の吐出圧P₁と前記パイロツト圧P_pとが作
用する面積Ａ，Ｃの２段の受圧面を有するピスト
ン１３ａを備えると共に他端側に第１調整弁１１
の調整圧P_sが作用する面積Ｂの受圧面を有するピ
ストン１３ｂを備え、パイロツト圧及び各受圧面
の間に P_p×Ｃ＋P₁×Ａ＝P_s×Ｂ の関係、即ち P_s＝Ａ／Ｂ×P₁＋Ｃ／Ｂ×P_p の関係が常に
成り立つようにP_sの圧力を制御し、その圧力が第
１調整弁１１の調整圧として働くようにした。従
つてパイロツト圧力P_pが零の時は調整圧P_sは小
さくなるので、第１調整弁１１はレギユレータ１
０ａのサーボ弁９に作用させる制御圧を、高い圧
力に制御し、該第１可変容量ポンプ２の設定馬力
が第５図の曲線Ｄのように大きくなり、パイロツ
ト圧力P_pを大きくすると設定馬力は第５図の曲
線Ｆのように逆に小さくなる。

第２シフト弁１６もスプール形の比例弁で構成
し、そのスプールの一端側に第２可変容量ポンプ
３の吐出圧P₂と第３可変容量ポンプ４の吐出圧
P₃とが夫々作用する各面積がＤである２段の受
圧面を有するピストン１６ａを備えると共に他端
側に第２調整弁１４の第１調整圧P_tが作用する面
積が2Dの受圧面とパイロツト圧P_pが作用する面
積がＥの受圧面とを有するピストン１６ｂを備
え、 P₂×Ｄ＋P₃×Ｄ＝2D×P_t＋Ｅ×P_p の関係、即ち P_t＝（P₂＋P₃）／２−（Ｅ／2D）×P_p の関係が成立するようにP_tの圧力を制御し、その
圧力が第２調整弁１４に第１調整圧として作用す
るようにした。第２調整圧はハイドロ切換弁１７
が切換つたとき第２調整弁１４に作用するが、そ
の大きさは第１調整圧と同圧である。そしてこの
ときパイロツト圧P_pが零であるなら、第１調整
圧及び第２調整圧P_tは高くなり、従つて第２調整
弁１４はサーボ弁１０ｂ，１０ｃに作用する制御
圧を低く調整するので第２第３可変容量ポンプ
３，４の設定馬力は第６図の曲線Ｅのように小さ
く設定される。またパイロツト圧P_pが高くなる
と、第１、第２調整圧P_tが低くなるので第２調整
弁１４はサーボ弁１０ｂ，１０ｃの制御圧を高く
調整し、両ポンプ３，４の設定馬力を第６図の曲
線Ｇで示すように高く設定する。

更に第１可変容量ポンプ２が無負荷状態になつ
てその吐出圧が低くなると、ハイドロ切換弁１７
はパイロツト圧P_pと第２調整圧P_tの導通を止め、
第２調整弁１４には第１調整圧P_tのみが作用する
ためサーボ弁１０ｂ，１０ｃへの制御圧を高く調
整し、パイロツト圧P_pの発生の有無に係わらず
第２、第３可変容量ポンプ３，４の設定馬力を高
く設定出来る。

従つて、第１図示のような作業を行なうに当つ
て電磁比例弁１２へ適当な電気信号を入力させ、
第１可変容量ポンプ２の設定馬力を低くすると同
時に第２、第３可変容量ポンプ３，４の設定馬力
を全ポンプの合計馬力を一定としたまま高め、第
２図示のような作業を行なうときには電磁比例弁
１２への電気信号の入力を弱く或は零とすること
により第１可変容量ポンプ２の設定馬力を高くす
ると同時に他のポンプ３，４の設定馬力を低く
し、旋回体の旋回動力を高めることが可能とな
り、作業性が向上する。

（考案の効果） 以上のように、本考案に於いては、電磁比例弁
により制御したパイロツト圧を第１調整弁への調
整圧を制御する第１シフト弁に作用させると共に
第１可変容量ポンプの吐出圧により切替わるハイ
ドロ切換弁を介して第２調整弁への調整圧を制御
する第２シフト弁に作用させるようにしたので、
該電磁比例弁への入力を制御することにより建設
機械の第１乃至第３可変容量ポンプの馬力の設定
を任意に変更出来、その作業性を向上させ得る等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は建設機械の作業状態を示す
側面図、第３図は従来の建設機械の馬力一定制御
装置の制御特性線図、第４図は従来の装置の線
図、第５図及び第６図は本考案装置による可変容
量ポンプの馬力制御特性線図、第７図は本考案の
実施例の線図である。 １……原動機、２……第１可変容量ポンプ、３
……第２可変容量ポンプ、４……第３可変容量ポ
ンプ、５……パイロツトポンプ、７……制御シリ
ンダ、８……絞り、９……サーボ弁、１０……レ
ギユレータ、１１……第１調整弁、１２……電磁
比例弁、１３……第１シフト弁、１４……第２調
整弁、１６……第２シフト弁、１７……ハイドロ
切換弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 建設機械に１台の原動機で駆動される第１乃至
   第３の３台の可変容量ポンプを設け、各可変容量
   ポンプのポンプ容量を、自己吐出圧とパイロツト
   ポンプの吐出圧のいずれか高い方の圧力が導入さ
   れた制御シリンダと、該パイロツトポンプから絞
   りを介して導入した制御圧により作動して該制御
   シリンダの作動を制御するサーボ弁とを有するレ
   ギユレータで可変するようにしたものに於いて、
   第１可変容量ポンプに、これのレギユレータに導
   入する制御圧を調整する第１調整弁を設け、該第
   １調整弁にその調整作動のための調整圧として、
   該パイロツトポンプからの圧力を電磁比例弁によ
   り制御して得たパイロツト圧による力及び該第１
   可変容量ポンプの自己吐出圧による力の合計力が
   該調整圧による力と釣合うように作動する第１シ
   フト弁で該自己吐出圧を制御した圧力を導入し、
   該第２及び第３可変容量ポンプの各レギユレータ
   に導入する制御圧を調整する第２調整弁を設け、
   該第２調整弁にその調整作動のための調整圧とし
   て第１及び第２調整圧を導入し、両調整圧は第２
   或は第３可変容量ポンプの吐出圧のうちの高い方
   の吐出圧を、両吐出圧による力とこれに対向して
   作用する第１調整圧及び前記パイロツト圧による
   力とが釣合うように作動する第２シフト弁で制御
   して得るようにし、更に第１可変容量ポンプの吐
   出圧の上昇により作動して前記パイロツト圧を該
   第２シフト弁に導くと共に該第２調整弁に第２調
   整圧を導くハイドロ切換弁を設けたことを特徴と
   する建設機械に設けられた３台の可変容量ポンプ
   の馬力一定制御装置。