JPH0443127B2

JPH0443127B2 -

Info

Publication number: JPH0443127B2
Application number: JP59122451A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Asaoka; Hideomi Watanabe
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1992-07-15
Also published as: JPS611738A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、一対の可変容量ポンプをそれぞれ
の回路系統に接続するとともに、一方の回路系統
に接続したポンプの吐出油を、必要に応じて、他
方の回路系統に合流させる建設車両の合流回路に
関する。特に、ブームシリンダとアームシリンダ
とを備えたパワーシヨベル等に最適な合流回路で
ある。

（従来の技術）第７図は、従来から知られている合流回路の回
路図であり、可変容量ポンプP₁，P₂のそれぞれ
には、所定のアクチエータを制御する切換弁を接
続している。

すなわち、一方の可変容量ポンプP₁には、走
行モータを制御する切換弁１、バケツトシリンダ
を制御する切換弁２、ブームシリンダ３を制御す
る切換弁４及びアーム増速用の合流弁５を接続し
ている。そして、切換弁１，２，４は、パラレル
フイーダ６を介してパラレルに接続しているが、
最下流のアーム増速用の合流弁５だけは、上記切
換弁４に対してタンデムに接続している。

また、他方の可変容量ポンプP₂には、走行モ
ータを制御する切換弁７、旋回モータを制御する
切換弁８、ブーム増速用の合流弁９及びアームシ
リンダ１０を制御する切換弁１１を接続している
が、これら各切換弁及び合流弁はパラレルフイー
ダ１２を介してパラレルに接続している。

上記のようにした両回路系統とは別に、パイロ
ツトポンプ１３を設けるとともに、このパイロツ
トポンプ１３には、走行用のパイロツト操作弁１
４、旋回用のパイロツト操作弁１５、ブーム用の
パイロツト操作弁１６、アーム用のパイロツト操
作弁１７、バケツト用のパイロツト操作弁１８及
び走行用のパイロツト操作弁１９のそれぞれをパ
ラレルに接続している。

そして、これら各パイロツト操作弁は、その操
作量に比例したパイロツト圧を出力するととも
に、その操作方向に応じて当該切換弁の左右のい
ずれかのパイロツト室に上記パイロツト圧を導く
ようにしている。

なお、アームシリンダ１０を制御する切換弁１
１と合流弁５とは、それらのパイロツト室を連通
させているので、アーム用のパイロツト操作弁１
７を操作することによつて、切換弁１１及び合流
弁５のパイロツト室にパイロツト圧が同時に作用
する。ただし、合流弁５の設定圧を、切換弁１１
の設定圧よりも高くしているので、上記パイロツ
ト圧が切換弁１１の設定圧以上になつても、それ
が合流弁５の設定圧以下なら、切換弁１１だけが
開弁して合流弁５が開弁したままとなる。

また、ブームシリンダ３を制御する切換弁４と
合流弁９とのパイロツト室にもパイロツト操作弁
１６からのパイロツト圧が同時に作用する。この
場合にも合流弁９の設定圧を切換弁４の設定圧よ
りも高くしている。

そして、上記各パイロツト操作弁１４〜１９に
はシヤトル弁２０〜２５を接続し、この第１段目
のシヤトル弁によつて、当該パイロツト操作弁か
ら出力されるパイロツト圧を選択する。さらに、
上記両シヤトル弁２１と２２，２３と２４の高い
方のパイロツト圧を第２段目のシヤトル弁２６，
２７で選択するとともに、第３段目のシヤトル弁
２８，２９によつて、パイロツト操作弁から出力
されたパイロツト圧の最高圧を選択できるように
してる。

また、アーム用のパイロツト操作弁１７のパイ
ロツト圧を選択する上記シヤトル弁２３には、シ
ヤトル弁２７に接続する通路の延長上に通路３０
を設け、この通路３０を介して上記シヤトル弁２
３をシーケンス弁３１に接続している。

さらに、ブーム用のパイロツト操作弁１６のパ
イロツト圧を選択する上記シヤトル弁２２には、
シヤトル弁２６に接続する通路の延長上に通路３
２を設け、この通路３２を介して上記シヤトル弁
２２をシーケンス弁３３に接続している。

上記シーケンス弁３１，３３は、それらのスプ
リング３４，３５の作用で、通常は、図示のノー
マル位置である閉位置を保持するが、通路３０，
３２内の圧力が、このシーケンス弁で定めた設定
圧以上になると、シーケンス弁のパイロツト室３
６，３７の圧力作用で、当該シーケンス弁３１，
３３が閉位置に切換わる。上記のようにシーケン
ス弁が開位置に切換わると、通路３０，３２から
のパイロツト圧が、このシーケンス弁を通過し、
第４段目のシヤトル弁３８，３９に流入する。

この第４段目のシヤトル弁３８，３９は、上記
第３段目のシヤトル弁２８，２９にも連通してい
るので、上記通路３０，３２のパイロツト圧と、
第３段目のシヤトル２８，２９から流入したパイ
ロツト圧との高い方のパイロツト圧が、そのシヤ
トル弁３８，３９で選択される。

そして、シヤトル弁３８で選択されたパイロツ
ト圧は、可変容量ポンプP₁のレギユレータ４０
に導かれ、シヤトル弁３９で選択されたパイロツ
ト圧は、可変容量ポンプP₂のレギユレータ４１
に導かれるようにしている。

このようにした回路で、例えば、アーム用のパ
イロツト操作弁１７を操作すると、その操作量に
比例したパイロツト圧が出力されるとともに、そ
の操作方向に応じて、切換弁１１及びアーム増速
用の合流弁５を左右のいずれかに切換える。

このとき上記パイロツト圧は、シヤトル弁２
７，２９，３９を経由してレギユレータ４１に導
かれるので、可変容量ポンプP₂の吐出量は、当
該パイロツト圧に応じて増大する。したがつて、
この可変容量ポンプP₂の吐出油が、切換弁１１
を介してアームシリンダ１０に流入し、このアー
ムシリンダ１０を作動させる。

そして、上記パイロツト圧がサーケンス弁３１
で定めた設定圧以上になると、シーケンス弁３１
が切換位置に切換わるので、パイロツト操作弁１
７から出力されたパイロツト圧が、可変容量ポン
プP₁のレギユレータ４０にも作用し、当該ポン
プP₁の吐出量も増大させる。したがつて、この
一方のポンプP₁の吐出油も、合流弁５を経由し
てアームシリンダ１０に流入するので、この状態
では両ポンプP₁，P₂の吐出量が合流することに
なる。

また、ブームシリンダ３を作動させるためにパ
イロツト操作弁１６を操作した場合も、切換弁４
が切換わるとともに、他方の回路系統のブーム増
速用の合流弁９も切換わる。

このときのパイロツト圧がシーケンス弁３３で
定めた設定圧以下であれば、一方の回路系統の可
変容量ポンプP₁の吐出量が増加する。そして、
上記設定圧以上になると、シーケンス弁３３が切
換わるので、他方の回路系統のポンプP₂の吐出
量も増大する。このようにしてブーム用のパイロ
ツト操作弁１６を操作したときも、両ポンプの吐
出量を合流させることができる。

上記のようにした合流回路で、上記パイロツト
圧と両可変容量ポンプの合計吐出量との相関性は
次のようになる。

例えば、ブーム用のパイロツト操作弁１６を操
作して、そのパイロツト圧を上昇させると、第８
図イに示すように、そのパイロツト圧の上昇に比
例して、一方の可変容量ポンプP₁の吐出量が増
大する。そして、上記パイロツト圧がシーケンス
弁３３の設定圧以上になると、その設定圧まで上
昇したパイロツト圧が他方の可変容量ポンプP₂
のレギユレータ４１に作用するため、この他方の
可変容量ポンプP₂は、第８図ロに示すように、
上記設定圧以上のパイロツト圧に応じた流量を吐
出する。

そして、第８図イ、ロの特性を合成すると、第
８図ハのようになる。つまり、上記パイロツト圧
が設定圧に達した時点で、他方の可変容量ポンプ
P₂の吐出量が加算されて、合計吐出量が瞬間的
に上昇する。

（本発明が解決しようとする問題点）上記従来の合流回路では、シーケンス弁が切換
わつたとき、ブームシリンダやアームシリンダへ
の供給量が瞬間的に上昇するので、そのときにシ
ヨツクが発生する問題があつた。

また、シーケンス弁の設定圧付近で、当該切換
弁を操作すると、上記ブームシリンダやアームシ
リンダに供給される流量が急に増大したり減少し
たりするので、スムーズな操作性が得られない問
題もあつた。

この発明は、合流時のシヨツクを解消し、しか
もその合流時における操作性も向上させることを
目的にする。

（問題点を解決するための手段）この発明は、一対の回路系統のそれぞれに接続
した可変容量ポンプと、これら各回路系統に設け
たアクチエータを制御する切換弁と、少なくとも
いずれか一方の回路系統に接続した特定の切換弁
を切換えたとき、それと連動して切換わり、上記
特定の切換弁に接続したアクチエータに、他方の
回路系統に供給された圧油を合流させる合流弁
と、上記切換弁を切換えるためのパイロツト圧
を、操作量に比例して出力するパイロツト操作弁
と、このパイロツト操作弁に接続したパイロツト
ポンプと、上記パイロツト操作弁から出力される
パイロツト圧を選択して上記可変容量ポンプのレ
ギユレータに導くシヤトル弁等からなる選択機構
と、上記特定のアクチエータを制御する切換弁に
接続したパイロツト操作弁から出力されるパイロ
ツト圧が設定圧以上になつたとき、上記一方の回
路系統とは別の他方の回路系統の可変容量ポンプ
のレギユレータにパイロツト圧を導く制御弁とを
備えた建設車両の合流回路を前提にするものであ
る。

上記の回路を前提にしつつ、この発明は、制御
弁の第１ポートをパイロツトポンプに連通し、第
２ポートを上記他方の可変容量ポンプのレギユレ
ータへの流路に接続するとともに、第３ポートを
タンクに接続し、これら第１ポートから第３ポー
トへの流路過程に可変絞りを形成し、上記特定の
切換弁に接続したパイロツト操作弁から出力され
るパイロツト圧が設定圧以下のとき、上記第１、
２ポートの連通を遮断するとともに、上記パイロ
ツト圧が設定圧以上になつたとき、そのパイロツ
ト圧に応じて移動する制御部材によつて上記可変
絞りの開口を制御しながら、第１ポートと第２ポ
ートとを連通させ、この可変絞りの開口面積に応
じてブリード流量を制御する一方、上記可変絞り
の上流側に絞りを設けた可変絞りの上流側に絞り
を設けた点に特徴を有する。

（本発明の作用）上記のように構成したので、上記一方の回路系
統における特定の切換弁を切換え操作すると、そ
の切換弁に接続したアクチエータが動作する。そ
して、このときのパイロツト圧がパイロツト制御
弁の設定圧以上になると、そのパイロツト圧に応
じて当該パイロツト制御弁が切換わる。パイロツ
ト制御弁がこのように切換われば、パイロツト制
御弁の第２ポートから合流制御用のパイロツト圧
を出力するが、このときの合流制御用のパイロツ
ト圧は、パイロツト制御弁に設けた可変絞りの開
度に応じて制御されることになる。つまり、この
可変絞りの開度が大きければ、それだけブリード
流量も多くなるとともに、上記合流制御用のパイ
ロツト圧も低くなる。

このようにしてブリード流量を制御することに
よつて、合流用のパイロツト圧を制御できるの
で、合流時のシヨツクをなくすことができる。

（本発明の実施例）第１図はこの発明の実施例を示す回路図であ
り、その特徴は、そのパイロツト制御弁として、
従来のシーケンス弁に代えて、制御弁ａ、ｂを設
けたもので、その他の構成は、上記従来とほぼ同
様である。

そして、これら両制御弁ａ、ｂの具体的な構成
は第２図に示すとおりであり、しかもそれら両者
の構成はまつたく同一なので、この両制御弁ａ、
ｂを第２図に基いて説明するにあたつて、その共
通要素については、同一符号を用いる。

上記制御弁ａ、ｂは、その本体Ｈに、上記パイ
ロツトポンプ１３に通路４２を介して直接接続し
た第１ポート４３と、シヤトル弁３８，３９に接
続した第２ポート４４と、タンクＴに連通する第
３ポート４５とを形成している。

さらに、この本体Ｈには弁孔４６を形成し、こ
の弁孔４６を両端をプラグ４７，４８でふさぐと
ともに、この弁孔４６の一端に隔壁４９を形成し
て、その外方をパイロツト室５０とし、当該パイ
ロツト室５０を前記シヤトル弁２２，２３に接続
している。

そして、上記弁孔４６には制御部材Ｓを内装す
るとともに、上記隔壁４９にはパイロツトプラン
ジヤ５１を摺動自在に貫通させ、このプランジヤ
５１の外端をパイロト室５０に臨ませている。さ
らに、この制御部材Ｓの他端とプラグ４８との間
には、スプリング室５２を設け、このスプリング
室５２にスプリング５３を内装している。

このようにした制御部材Ｓは、その中央に環状
突部５４を形成し、この環状突部５４の両側に環
状溝５５，５６を形成するとともに、上記環状突
部５４には、環状溝５６側に向つて深さを深くし
た可変絞り５７を形成している。そして、制御部
材Ｓが図示のノーマル位置にあるとき、第２ポー
ト４４と第３ポート４５とが可変絞り５７及び環
状溝５６を介して連通する。さらに、制御部材Ｓ
がスプリング５３に抗して移動し、環状溝５５が
第２ポート４４側に開き始めると上記可変絞り５
７が徐々に閉じるようにしている。

このように制御部材Ｓがスプリング５３に抗し
て移動すればするほど、当該可変絞り５７の開口
量が少なくなり、最終的にはこの可変絞り５７が
完全に閉じて、第２ポート４４と第３ポート４５
との連通を遮断するもので、この可変絞り５７
は、第２ポート４４の開口縁と相まつて可変絞り
を構成する。

なお、上記スプリング室５２は、連通路５８を
介して第３ポート４５に連通させている。

また、上記通路４２には固定絞り５９を設け、
この制御弁ａ、ｂが開口しても、パイロツトポン
プ１３からパイロツト操作弁１４〜１９に供給さ
れるパイロツト圧が、定圧リリーフ弁６０で一定
に制御されるようにしている。

いま、例えば、ブームシリンダを制御するパイ
ロツト操作弁１６を操作し、そこから出力される
パイロツト合流弁９の設定圧以上になつたとする
と、切換弁４及び合流弁９が切換わるとともに、
可変容量ポンプP₁の吐出量が増大して、その流
量がブームシリンダ３に供給されること従来と同
様である。

また、パイロツト操作弁１６から出力されたパ
イロツト圧は、シヤトル弁２２を経由して制御弁
ａのパイロツト室５０に導かれ、パイロツトプラ
ンジヤ５１に作用する。

したがつて、このパイロツト圧がスプリング５
３で定めた設定圧以下であれば、第１ポート４３
が閉じられ、第２ポート４４と第３ポート４５と
が可変絞り５７を介して連通する。なお、第２、
３ポート４４，４５を可変絞り５７を介して連通
させたのは、第２ポート４４とシヤトル弁３９間
の圧力を逃がすためである。

上記の状態から、上記パイロツト圧が設定圧以
上になると、制御部材Ｓがスプリング５３に抗し
て移動し、第１ポート４３と第２ポート４４とを
連通させるので、パイロツトポンプ１３の吐出油
が、固定絞り５９→第１ポート４３→環状溝５５
→第２ポート４４→シヤトル弁３９を経由してレ
ギユレータ４１に流入する。そして、制御部材Ｓ
の移動量が少なければ、可変絞り５７を介して第
２ポート４４と第３ポート４５とが連通した状態
を維持する。

このように両ポート４４，４５が連通した状態
を維持するので、パイロツトポンプ１３からの流
量の一部が、上記可変絞り５７を介してタンクＴ
にブリードオフされる。そのために、固定絞り５
９によつて圧力降下した圧油が可変絞り５７から
タンクＴにブリードオフされるとき、当該可変絞
り５７の開度に応じて、その前後に差圧を発生す
る。したがつて、このときのレギユレータ４１に
作用するパイロツト圧は、上記固定絞り５９及び
可変絞り５７の開度に応じて決まることになる。

また、パイロツトブランジヤ５１に作用するパ
イロツト圧が上昇して、制御部材Ｓがさらに移動
すると、上記可変絞り５７の開度がしだいに小さ
くなつて、タンクＴへのブリード流量が減少する
ので、第２ポート４４に発生するパイロツト圧
は、第３図ロに示すように、しだいに上昇する。

したがつて、一方の可変容量ポンプP₁側の吐
出量は、従来と同様に第３図イのようになるの
で、両ポンプP₁，P₂の合流時の特性が第３図ハ
に示すようになり、その合流開始時の特性が滑ら
かになる。しかも、上記可変絞り５７の形状を変
化させることによつて、第３図ロの傾斜を、いろ
いろに変化させることがでる。例えば、上記傾斜
を二次曲線に近い状態にもできるが、この場合に
は、さらにその操作性がよくなる。

なお、アームシリンダ１０の合流制御の場合
も、上記ブームシリンダの合流制御の場合と同様
である。

第４及び第５図に示した第２実施例は、制御弁
ａ、ｂの第２ポート４４を、レギユレータ４０，
４１に直接連通するとともに、第３ポート４５を
シヤトル弁２８，２９に連通させたものである。

この構成のもとで、ブームシリンダ３を制御す
るパイロツト操作弁１６を操作し、他方の回路系
統のパイロツト操作機構のいずれも操作しない状
態では、上記パイロツト操作弁１６から出力され
たパイロツト圧が一方の可変容量ポンプP₁のレ
ギユレータ４０に作用し、当該ポンプP₁の吐出
量を増大させる。そして、このパイロツト圧が制
御弁ａの設定圧以下であれば、制御部材Ｓが図示
のノーマル位置を保持し、第１ポート４３と第２
ポート４４との連通を遮断する。

パイロツト圧が上記した設定圧以上になると、
制御部材Ｓがスプリング５３に抗して移動し、第
１、２ポート４３，４４を連通させるとともに、
第２ポート４４と第３ポート４５とを、可変絞り
５７を介して連通させる。

このとき、上記したように他方の回路系統のパ
イロツト操作弁１７〜１９のいずれも操作してい
ないので、上記第３ポート４５は、シヤトル弁２
９及び２５等を経由してパイロツト操作弁に接続
したタンクＴに連通する。したがつて、前記第１
実施例と同様に、第２ポート４４に出力されるパ
イロツト圧は、固定絞り５９と可変絞り５７との
開口面積に応じて変化し、その第２ポート４４か
ら出力されたパイロツト圧に応じて、他方の可変
容量ポンプP₂の吐出量が制御される。

そして、上記の状態から、他方のパイロツト操
作弁１７〜１９のうちのいずれかを操作すると、
当該パイロツト操作弁から出力されたパイロツト
圧が、シヤトル弁２９を経由して第３ポート４５
に導かれる。このように第３ポート４５に導かれ
た圧油は連通路５８を経由してスプリング室５２
に流入し、制御部材Ｓの端面に作用する。そし
て、この制御部材端面の受圧面積は、パイロツト
プランジヤ５１の受圧面積よりも大きくしている
ので、上記のように制御部材端面にパイロツト圧
が作用すると、制御部材Ｓは前記ノーマル位置に
復帰する。制御部材Ｓがノーマル位置に復帰すれ
ば、第１ポート４３と第２ポート４４との連通が
遮断する一方、第３ポート４５が可変絞り５７を
介して第２ポート４４と連通する。このように両
ポート４４，４５が連通すれば、他方の可変容量
ポンポンプP₂のレギユレータ４１には、他方の
回路系統の上記パイロツト操作弁から出力された
パイロツト圧が作用する。したがつて、ブームシ
リンダ３を増速させているときでも、他方の回路
系統のアクチエータを作動させれば、他方の可変
容量ポンプP₂の吐出量は、当該アクチエータが
必要とする流量を供給する。

要するに、ブームシリンダ３を接続した一方の
回路系統とは反対側の他方の経路系統に接続した
アクチエータを作動させるときは、その他方の回
路系統の可変容量ポンプP₂が、当該他方の回路
系統のアクチエータが必要とする流量を優先して
供給することになる。

このことは、アームシリンダ１０の場合も同様
である。

第６図に示した第３実施例は、制御部材Ｓの環
状突部５４の一端、すなわち上記可変絞り５７と
は反対端に可変絞り６１を形成し、この可変絞り
６１によつて、前記固定絞り５９を構成するよう
にしたものでる。なお、上記各実施例における固
定絞り５９は可変絞りとしてもよい。

また、スプリング室５２側のプラグ４８には、
制御部材Ｓの移動量を規制するストツパー６２を
形成しているが、このストツパー位置を変更する
ことによつて、合流制御時の最大吐出量を任意に
規制できる。

（本発明の効果）増速を必要とするアクチエータを接続した回路
系統とは別の一方の回路系統の可変容量ポンプ
が、上記アクチエータの増速時に吐出量を徐々に
増大させるので、合流開始時に、当該アクチエー
タに対する供給流量の増加具合がスムーズとな
り、前記従来のようにシヨツクを発生したりしな
くなる。

また、上記制御弁の設定圧付近で、当該切換弁
を操作しても、上記特定のアクチエータに供給さ
れる流量が急に増大したり減少したりしなくな
り、それだけスムーズな操作性が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜３図は第１実施例を示すもので、第
１図は回路図、第２図は制御弁の断面図、第３図
は合流時の流量特性を示すグラフ、第４及び第５
図は第２実施例を示すもので、第４図は要部の回
路図、第５図は制御弁の断面図、第６図は第３実
施例の制御弁の要部断面図、第７図は従来の回路
図、第８図はこの従来の合流時の流量特性を示す
グラフである。 P₁，P₂……可変容量ポンプ、１，２，４，７，
８，１１……切換弁、５，９…合流弁、１４〜１
９……パイロツト操作弁、２０〜２９……シヤト
ル弁、４０，４１……レギユレータ、ａ、ｂ……
制御弁、４３……第１ポート、４４……第２ポー
ト、４５……第３ポート、５７……可変絞り、５
９……絞り。

Claims

【特許請求の範囲】

１一対の回路系統のそれぞれに接続した可変容
量ポンプと、これら各回路系統に設けたアクチエ
ータを制御する切換弁と、少なくともいずれか一
方の回路系統に接続した特定の切換弁を切換えた
とき、それと連動して切換わり、上記特定の切換
弁に接続したアクチエータに、他方の回路系統に
供給された圧油を合流させる合流弁と、上記切換
弁を切換えるためのパイロツト圧を、操作量に比
例して出力するパイロツト操作弁と、このパイロ
ツト操作弁に接続したパイロツトポンプと、上記
パイロツト操作弁から出力されるパイロツト圧を
選択して上記可変容量ポンプのレギユレータに導
くシヤトル弁等からなる選択機構と、上記特定の
アクチエータを制御する切換弁に接続したパイロ
ツト操作弁から出力されるパイロツト圧が設定圧
以上になつたとき、上記一方の回路系統とは別の
他方の回路系統の可変容量ポンプにレギユレータ
にパイロツト圧を導く制御弁とを備えた建設車両
の合流回路において、上記制御弁の第１ポートを
パイロツトポンプに連通し、第２ポートを上記他
方の可変容量ポンプのレギユレータへの流路に接
続するとともに、第３ポートをタンクに接続し、
これら第１ポートから第３ポートへの流路過程に
可変絞りを形成し、上記特定の切換弁に接続した
パイロツト操作弁から出力されるパイロツト圧が
設定圧以下のとき、上記第１、２ポートの連通を
遮断するとともに、上記パイロツト圧が設定圧以
上になつたとき、そのパイロツト圧に応じて移動
する制御部材によつて上記可変絞りの開口を制御
しながら、第一ポートと第２ポートとを連通さ
せ、この可変絞りの開口面積に応じてブリード流
量を制御する一方、上記可変絞りの上流側に絞り
を設けた建設車両の合流回路。