JPH10266274A - 建設機械の油圧回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータの負荷圧力が高くなったとき
に、アクチュエータの推力のみならず速度も上げること
により、良好な操作性と作業性を得る。 【解決手段】 油圧ポンプ２の吐出管路４０の最高圧力
を規制するリリーフ弁１１と、リリーフ弁１１よりも高
いリリーフセット圧を有し、油圧ポンプ１２の吐出管路
１５の最高圧力を規制するリリーフ弁１３と、吐出管路
１５に接続し、油圧ポンプ１２の圧油を油圧シリンダ７
に合流させる合流管路１６と、合流管路１６に設けら
れ、合流管路１６を遮断する第１位置及び合流管路１６
を連通する第２位置を有する電磁切換弁１４と、電磁切
換弁１４を切り換えるスイッチ３１とを備え、スイッチ
３１をオンにすると、電磁切換弁１４が第１位置から第
２位置に切り換わり、油圧ポンプ１２から一定量の圧油
が合流管路１６を通って油圧シリンダ７のボトム側に供
給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の油圧回
路装置に係わり、特に、アクチュエータに供給される圧
油の最高圧力を調整可能とし、アクチュエータの操作性
及び作業性を向上させる建設機械の油圧回路装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の建設機械の油圧回路装置には、ア
クチュエータに供給される圧油の最高圧力を調整可能と
したものがあり、一例として、図１６に示すような特公
平７−１１６７３１に記載のものがある。

【０００３】図１６において、従来の建設機械の油圧回
路装置は、原動機１と、原動機１により駆動される可変
容量型の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２の吐出管路４０
の最高圧力を規制するリリーフ弁３と、リリーフ弁３の
リリーフセット圧を昇圧するスイッチ８と、油圧ポンプ
２からの圧油により駆動される油圧シリンダ７と、操作
レバー６により切り換え操作され、油圧ポンプ２の圧油
を油圧シリンダ７へ給排する方向切換弁５と、油圧ポン
プ２の吐出流量を制御するレギュレータ１０とを備えて
いる。

【０００４】油圧ポンプ２は、原動機１の出力トルクに
制限があるため、レギュレータ１０により、図１７の実
線に示すような関係になるように、油圧ポンプ２の吐出
圧力に応じて油圧ポンプ２の最大吐出流量（油圧シリン
ダ７への最大供給流量）が制御される。

【０００５】リリーフ弁３は、スイッチ８をオンにする
とリリーフセット圧が高くなるように設定されている。
ここで、スイッチ８がオフのときのリリーフ弁３のリリ
ーフセット圧をＰfとし、スイッチ８がオンのときのリ
リーフ弁３のリリーフセット圧をＰo（Ｐf＜Ｐo）とす
ると、スイッチ８がオフのときは、図１７の領域Ａに示
すように、油圧ポンプ２の吐出圧力がＰfに達すると、
リリーフ弁３が動作して油圧ポンプ２から油圧シリンダ
７への圧油の供給流量がなくなり、油圧シリンダ７の動
きが止まってしまう。ところが、スイッチ８をオンにす
ると、リリーフ弁３のリリーフセット圧がＰfからＰoに
昇圧するので、図１７の斜線部の領域Ｂに示すように、
油圧ポンプ２の吐出圧力がＰfに達してもＰoに達するま
では、油圧ポンプ２から油圧シリンダ７へ圧油が供給さ
れ、油圧シリンダ７は動く。つまり、スイッチ８をオン
にすると油圧シリンダ７の推力がアップすることにな
る。

【０００６】ここで、リリーフ３のリリーフセット圧を
最初から高くしないで、スイッチ８の操作によりリリー
フ弁３のリリーフセット圧の大きさを切り換えているの
は、普段は低い圧力で油圧機器を使用し、必要な時だけ
高い圧力で油圧機器を使用することで、油圧機器の耐久
性を向上させるためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、次に述べるような問題がある。

【０００８】図１７に示すように、油圧シリンダ７の要
求流量をＱ1とすると、油圧ポンプ２の吐出圧力がＰ3以
下のときは、油圧ポンプ２の吐出圧力の大きさに係わら
ず、要求流量Ｑ1の圧油が油圧ポンプ２から油圧シリン
ダ７に供給される。ところが、油圧シリンダ７の負荷圧
力が高くなり、油圧ポンプ２の吐出圧力がＰ3より高く
なると、油圧ポンプ２の吐出圧力が高くなるに従って、
油圧ポンプ２から油圧シリンダ７への圧油の供給流量は
減少し、油圧シリンダ７の速度が遅くなる。特に、油圧
ポンプ２の吐出圧力がリリーフセット圧Ｐf付近に達し
た後は、油圧ポンプ２から油圧シリンダ７への圧油の供
給流量がかなり少なくなり、オペレータの満足する油圧
シリンダ７の速度が得られなくなる。

【０００９】このため、油圧シリンダ７の負荷圧力が高
くなってオペレータがスイッチ８をオンにすれば、油圧
シリンダ７の推力は上がるもののオペレータの満足する
油圧シリンダ７の速度が得られず、良好な操作性や作業
性が得られない。

【００１０】本発明の目的は、アクチュエータの負荷圧
力が高くなったときに、アクチュエータの推力のみなら
ず速度も上げることにより、良好な操作性と作業性を得
ることができる建設機械の油圧回路装置を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 （１）本発明は、上記目的を達成するために、第１の油
圧ポンプと、アクチュエータと、前記第１の油圧ポンプ
の圧油を前記アクチュエータに給排する方向切換弁と、
前記第１の油圧ポンプの吐出管路の最高圧力を規制する
第１のリリーフ弁とを有する建設機械の油圧回路装置に
おいて、第２の油圧ポンプと、前記第１のリリーフ弁よ
りも高いリリーフセット圧を有し、第２の油圧ポンプの
吐出管路の最高圧力を規制する第２のリリーフ弁と、前
記第２の油圧ポンプの圧油を前記アクチュエータへ合流
させる合流管路及びこの合流管路に設けられた合流用切
換弁と、前記合流用切換弁を切り換える指令信号を生成
する指令信号生成手段とを備えるものとする。

【００１２】以上のように構成した本発明においては、
指令信号生成手段で、アクチュエータの負荷圧力が上昇
して、第１の油圧ポンプの吐出管路が第１のリリーフ弁
で規制される最高圧力に達しても、第２の油圧ポンプの
吐出管路が第２のリリーフ弁で規制される最高圧力に達
するまでは、第２の油圧ポンプの圧油が合流管路を通っ
てアクチュエータに合流させるように指令信号が生成さ
れて合流用切換弁を切り換えるので、アクチュエータの
負荷圧力が高くなったときに、油圧シリンダ７の推力の
みならず速度も上がり、良好な操作性と作業性を得るこ
とができる。

【００１３】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記指令信号生成手段がオペレータにより操作されるス
イッチである。

【００１４】これにより、オペレータの判断で、第２の
油圧ポンプの圧油のアクチュエータへの合流を選択的に
実施できる。

【００１５】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記指令信号生成手段が、前記第１の油圧ポンプ
の吐出圧力を検出する検出手段と、この検出手段からの
信号に基づき前記指令信号を生成する信号変換手段とを
有するものとする。

【００１６】これにより、アクチュエータの負荷圧力が
高くなり、第２の油圧ポンプからの圧油の合流が必要と
なったときに、自動的に第２の油圧ポンプからアクチュ
エータに圧油を供給させることができ、より良好な操作
性及び作業性が得られる。

【００１７】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記指令信号生成手段が、前記アクチュエータの
負荷圧力を検出する検出手段と、この検出手段からの信
号に基づき前記指令信号を生成する信号変換手段とを有
するものとする。

【００１８】これにより、上記（３）と同様に、アクチ
ュエータの負荷圧力が高くなったときに、自動的に第２
の油圧ポンプからアクチュエータに圧油を供給させるこ
とができ、より良好な操作性及び作業性が得られる。

【００１９】（５）上記（３）又は（４）において、好
ましくは、前記合流用切換弁は前記指令信号に応じて開
口面積を変化させる比例弁であり、前記信号変換手段
は、前記検出手段により検出した圧力が前記第１のリリ
ーフ弁のリリーフセット圧よりも低い所定の圧力に達す
ると前記合流用切換弁の切り換えを開始し、検出圧力が
高くなるに従って前記合流用切換弁の開口面積を大きく
するよう前記指令信号を生成する。

【００２０】これにより、検出手段で検出された圧力が
第１のリリーフ弁のリリーフセット圧より低い所定の圧
力に達したときに自動的にアクチュエータの増速を開始
できると共に、この増速開始の際に、アクチュエータが
急に速くなることがなく、スムーズに増速させることが
できる。

【００２１】（６）上記（５）において、好ましくは、
前記指令信号と前記合流用切換弁の開口面積との関係
は、前記第１の油圧ポンプの吐出圧力が前記第１のリリ
ーフ弁のリリーフセット圧に達する前と後で前記アクチ
ュエータに供給される圧油の流量が連続的に変化するよ
うに設定されている。

【００２２】これにより、第１の油圧ポンプの吐出圧力
が第１のリリーフ弁のリリーフセット圧に達した時でも
アクチュエータの速度が急に下がることがなく、より良
好な操作性及び作業性が得られる。

【００２３】（７）上記（３）又は（４）において、好
ましくは、前記指令信号生成手段は、更にモードスイッ
チを有し、このモードスイッチが切り換えられた時だけ
前記指令信号により前記合流用切換弁を切り換える。

【００２４】これにより、オペレータの判断で、アクチ
ュエータの負荷圧力が高くなっても第２の油圧ポンプか
らアクチュエータに圧油を合流させずに低燃費で作業し
たり、アクチュエータの負荷圧力が高くなったときに自
動的に第２の油圧ポンプからアクチュエータに圧油を合
流させて速度を上げたりできる。

【００２５】（８）上記（１）において、好ましくは、
前記合流用切換弁は、前記合流管路を遮断し、第２の油
圧ポンプの圧油をタンクに流す第１位置と、前記合流管
路を連通し、第２の油圧ポンプの圧油を前記アクチュエ
ータに供給する第２位置とを有し、前記指令信号により
前記第１位置から第２位置に切り換わる。

【００２６】これにより、第２の油圧ポンプからアクチ
ュエータに圧油を合流させない通常時には、第２の油圧
ポンプの作動トルクをほぼ０にでき、第２の油圧ポンプ
によるエネルギロスを少なくできる。

【００２７】（９）また、上記（１）において、好まし
くは、前記合流管路は、前記方向切換弁と前記アクチュ
エータの間のアクチュエータラインに接続されている。

【００２８】これにより、第２の油圧ポンプの圧油をア
クチュエータに合流できる。

【００２９】（１０）更に、上記（１）において、好ま
しくは、前記合流管路は、前記方向切換弁のフィーダラ
インに設けられたロードチェック弁の下流側で前記フィ
ーダラインに接続されている。

【００３０】これにより、第２の油圧ポンプの圧油をア
クチュエータに合流できると共に、アクチュエータの二
方向の駆動について、上記（１）のようにアクチュエー
タの推力のみならず速度も上げることができる。また、
方向切換弁が操作されずアクチュエータが駆動していな
いときに、誤動作により合流用切換弁が切り換わり合流
管路が連通しても第２の油圧ポンプの圧油がアクチュエ
ータに供給されないので、方向切換弁を操作していない
にもかかわらずアクチュエータが駆動してしまうことが
なく、安全性を向上できる。

【００３１】（１１）また、上記（１）において、好ま
しくは、前記合流用切換弁の前記指令信号による切り換
え時の切り換え速度を遅くする切り換え速度緩和手段を
更に備えるものとする。

【００３２】これにより、合流用切換弁が切り換わり所
定の時間が経過するまでは、第２の油圧ポンプからアク
チュエータへの圧油の供給流量は、時間と共に除々に増
大していき、合流用切換弁が切り換わった直後に第２の
油圧ポンプからの圧油の全量が急にアクチュエータに供
給されることがないので、アクチュエータの速度変動を
小さくでき、ショックを防止できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１か
ら図３を用いて以下に説明する。

【００３４】図１において、本発明の建設機械の油圧回
路装置は、原動機１と、原動機１により駆動される可変
容量型の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２の吐出流量を制
御するレギュレータ１０と、油圧シリンダ７と、操作レ
バー６により切り換え操作され、油圧ポンプ２からの圧
油を油圧シリンダ７へ給排する方向切換弁５と、原動機
１により駆動される油圧ポンプ１２と、油圧ポンプ２の
吐出管路４０の最高圧力を規制するリリーフ弁１１と、
リリーフ弁１１よりも高いリリーフセット圧を有し、油
圧ポンプ１２の吐出管路１５の最高圧力を規制するリリ
ーフ弁１３と、吐出管路１５に接続し、油圧ポンプ１２
の圧油を油圧シリンダ７に合流させる合流管路１６と、
合流管路１６に設けられた電磁切換弁１４と、電磁切換
弁１４を切り換えるスイッチ３１とを備えている。

【００３５】油圧ポンプ２は、原動機１の出力トルクに
制限があるため、レギュレータ１０により、図２の実線
に示すような関係になるように、油圧ポンプ２の吐出圧
力に応じて油圧ポンプ２の最大吐出流量（油圧シリンダ
７への圧油の最大供給流量）が制御される。

【００３６】油圧ポンプ２からの圧油は、吐出管路４０
からロードチェック弁４が設けられた方向切換弁５のフ
ィーダライン４１に導かれ、操作レバー６により方向切
換弁５が図示ａの位置に切り換えられると、フィーダラ
イン４１に導かれた油圧ポンプ２からの圧油はアクチュ
エータライン４３を通って油圧シリンダ７のボトム側に
供給される。また、操作レバー６により方向切換弁５が
図示ｂの位置に切り換えられると、フィーダライン４１
に導かれた油圧ポンプ２からの圧油はアクチュエータラ
イン４４を通って油圧シリンダ７のロッド側に供給され
る。更に、方向切換弁５が図示ｃの位置にあるときに
は、油圧ポンプ２からの圧油はタンク９に流れ、油圧シ
リンダ７には供給されない。

【００３７】油圧ポンプ１２は吐出圧力が高圧である固
定容量型の油圧ポンプであり、その吐出流量は、油圧ポ
ンプ２の吐出圧力がリリーフ弁１１のリリーフセット圧
Ｐ1に達する直前の油圧ポンプ２の吐出流量より多い。

【００３８】合流管路１６は方向切換弁５と油圧シリン
ダ７との間のアクチュエータライン４３に接続し、これ
により、油圧ポンプ１２の圧油は油圧シリンダ７のボト
ム側に合流する。

【００３９】電磁切換弁１４は、合流管路１６を遮断
し、油圧ポンプ１２の圧油をタンク９に流す第１位置
と、合流管路１６を連通し、油圧ポンプ１２からの圧油
を油圧シリンダ７に供給する第２位置とを有しており、
スイッチ３１がオフのときは、電源３０から電流が与え
られず、図示の第１位置にあり、スイッチ３１をオンに
すると、電源３０から電流が与えられ、第２位置に切り
換わる。ここで、スイッチ３１のオン、オフはオペレー
タの操作により行なわれる。

【００４０】また、電磁切換弁１４には、スイッチ３１
をオンにしたときに、第１位置から第２位置に急に切り
換わらないようにその切り換え速度を遅くする機械的な
ショックレス機構１４ａが設けられている。

【００４１】次に、以上のように構成した本実施形態の
動作について説明する。

【００４２】操作レバー６が操作されて方向切換弁５が
図示ａの位置に切り換えられると、油圧ポンプ２からの
圧油は油圧シリンダ７のボトム側に供給される。このと
きの油圧シリンダ７の要求流量をＱ1とすると、図２の
実線で示す油圧ポンプ２の特性から、油圧ポンプ２の吐
出圧力がＰ3以上になると、油圧ポンプ２では要求流量
Ｑ1の圧油を油圧シリンダ７に供給できなくなり、油圧
シリンダ７の速度が低下する。更に、油圧ポンプ２の吐
出圧力がリリーフ弁１１のリリーフセット圧Ｐ1に達す
ると、油圧ポンプ２からの圧油はリリーフ弁１１によっ
てタンク９に戻され、油圧シリンダ７に供給されなくな
り、油圧シリンダ７が止まってしまう。ところが、油圧
ポンプ２の吐出圧力がリリーフ弁１１のリリーフセット
圧Ｐ1に達したときに、オペレータがスイッチ３１をオ
ンにすると、電磁切換弁１４が第１位置から第２位置に
切り換わり、図２の斜線部に示すように、油圧ポンプ１
２の吐出圧力がリリーフ弁１３のリリーフセット圧Ｐ2
に達するまでは、油圧ポンプ１２から一定量の圧油が合
流管路１６を通って油圧シリンダ７のボトム側に供給さ
れるので、油圧シリンダ７の推力が上がると共に、油圧
シリンダ７の速度はスイッチ３１をオンする前に比べ速
くなる。

【００４３】従って、本実施形態によれば、油圧シリン
ダ７の負荷圧力が高くなったときに、油圧シリンダ７の
推力のみならず速度も上げることができ、良好な操作性
と作業性を得ることができる。

【００４４】また、電磁切換弁１４は、スイッチ３１が
オフのときには合流管路１６を遮断し油圧ポンプ１２の
圧油をタンク９に流す第１位置にあるので、油圧ポンプ
１２の圧油が油圧シリンダ７に供給されない通常時には
油圧ポンプ１２の作動トルクをほぼ０にでき、油圧ポン
プ１２によるエネルギロスを少なくできる。

【００４５】更に、電磁切換弁１４には、切り換え速度
を遅くする機械的なショックレス機構１４ａが設けられ
ており、スイッチ３１がオンになってから所定の時間が
経過するまでは、油圧ポンプ１２から油圧シリンダ７へ
の供給流量は時間と共に除々に増大することになり、ス
イッチ３１をオンした直後に油圧ポンプ１２の圧油の全
量が油圧シリンダ７に合流することはないので、スイッ
チ３１をオンした直後の油圧シリンダ７の速度変動を小
さくでき、スイッチ３１をオンした時のショックを防止
できる。

【００４６】また、オペレータがスイッチ３１を操作す
ることにより、油圧ポンプ１２の圧油を油圧シリンダ７
へ合流するか否かが決定されるので、オペレータの判断
で油圧ポンプ１２の圧油の合流を選択的に実施できる。

【００４７】なお、本実施形態では、電磁切換弁１４に
機械的なショックレス機構１４ａを設けたが、ショック
レス機構１４ａを有しない電磁切換弁を設けてもよい
し、機械的なショックレス機構１４ａの代わりに、図３
に示すような関係を用いてスイッチ３１がオンになって
からの時間により電磁切換弁１４に与えられる電流を決
定する装置を有する電気的なショックレス機構を設けて
もよい。

【００４８】また、本実施形態では、合流管路１６をア
クチュエータライン４３に接続し、油圧ポンプ１２から
の圧油を油圧シリンダ７のボトム側に合流させている
が、合流管路１６をアクチュエータライン４４に接続
し、油圧ポンプ１２からの圧油を油圧シリンダ７のロッ
ド側に合流させてもよく、この場合においても上記と同
様な効果が得られる。

【００４９】更に、本実施形態では、アクチュエータを
油圧シリンダ７としたが、油圧モータであってもよい。

【００５０】本発明の第２の実施形態を図４を用いて説
明する。図中、図１に示す部材と同様な部材については
同じ符号を付し、説明を省略する。

【００５１】図４において、本実施形態の油圧回路装置
は、図１に示す第１の実施形態の油圧回路装置における
合流管路１６をアクチュエータライン４３に接続せず、
ロードチェック弁４の下流側のフィーダライン４１に接
続したものであり、その他の構成は第１の実施形態と同
様である。

【００５２】このように構成した本実施形態において
も、第１の実施形態と同様に、操作レバー６が操作され
て方向切換弁５が図示ａの位置に切り換えられ、油圧ポ
ンプ２からの圧油が油圧シリンダ７のボトム側に供給さ
れる場合に、油圧シリンダ７の負荷圧力が高くなってス
イッチ３１をオンにすると、油圧ポンプ１２からの圧油
が油圧シリンダ７のボトム側に供給されるので、第１の
実施形態と同様に、油圧シリンダ７の負荷圧力が高くな
ったときに、油圧シリンダ７の推力のみならず速度も上
げることができる。

【００５３】また、本実施形態においては、合流管路１
６がロードチェック弁４の下流側のフィーダライン４１
に接続されているので、操作レバー６が操作されて方向
切換弁５が図示ｂの位置に切り換えられ、油圧ポンプ２
からの圧油が油圧シリンダ７のロッド側に供給される場
合でも、スイッチ３１をオンにすると、第１の実施形態
と同様にして油圧ポンプ１２からの圧油を油圧シリンダ
７のロッド側に供給でき、この場合においても、第１の
実施形態と同様に、油圧シリンダ７の負荷圧力が高くな
ったときに、油圧シリンダ７の推力のみならず速度も上
げることができる。

【００５４】更に、合流管路１６がロードチェック弁４
の下流側のフィーダライン４１に接続されているので、
操作レバー６を操作せず方向切換弁５が図示ｃの位置に
あり、油圧シリンダ７が駆動していないときには、スイ
ッチ３１をオンにしても、油圧ポンプ１２の圧油は油圧
シリンダ７に供給されないので、操作レバー６を操作し
ていないにもかかわらず、スイッチ３１の誤動作により
油圧シリンダ７が駆動してしまうことがなく、安全性を
向上できる。

【００５５】このように、本実施形態によれば、油圧シ
リンダ７の伸び方向及び縮み方向の二方向の駆動につい
て、油圧シリンダ７の負荷圧力が高くなったときに、油
圧シリンダ７の推力のみならず速度も上げることができ
ると共に、方向切換弁５が操作されていないときには油
圧ポンプ１２の圧油は油圧シリンダ７に供給されず、安
全性を向上できる。

【００５６】なお、本実施形態では、合流管路１６をロ
ードチェック弁４の下流側のフィーダライン４１に接続
したが、油圧ポンプ２の吐出管路４０に接続しても良
い。

【００５７】本発明の第３の実施形態を図５〜図９を用
いて説明する。図中、図１に示す部材と同様な部材につ
いては同じ符号を付し、説明を省略する。

【００５８】図５において、本実施形態の油圧回路装置
は、図１に示す第１の実施形態の油圧回路装置における
電磁切換弁１４、電源３０及びスイッチ３１の代わり
に、合流管路に設けられ、指令信号により開口面積を変
化させる電磁比例切換弁２０と、油圧ポンプ２の吐出圧
力を検出するポンプ吐出圧センサ２１と、ポンプ吐出圧
センサ２１からの信号に基づき電磁比例切換弁２０への
指令信号（出力電流Ｉ）を生成する信号変換手段である
コントローラ２２と、オペレータにより操作されるモー
ドスイッチ２３とを有しており、その他の構成は第１の
実施形態と同様である。

【００５９】電磁比例切換弁２０は、合流管路１６を遮
断し、油圧ポンプ１２の圧油をタンク９に流す第１位置
と、合流管路１６を連通し、油圧ポンプ１２からの圧油
を油圧シリンダ７に供給する第２位置とを有しており、
コントローラ２２から出力電流Ｉが与えられると第１位
置から第２位置への切り換えを開始し、図６に示すよう
に、出力電流Ｉが大きくなるに従って第１位置の開口面
積が減少しながら第２位置の開口面積が増大し、出力電
流Ｉが所定の値Ｉ1になると、完全に第２位置に切り換
わる。

【００６０】コントローラ２２は、図７に示すように、
ポンプ吐出圧センサ２１からの検出信号から、図示の関
係を用いて出力電流Ｉを求め、電磁比例切換弁２０のソ
レノイド２０ａに出力する。図７によると、電磁比例切
換弁２０のソレノイド２０ａに出力される出力電流Ｉ
は、ポンプ吐出圧センサ２１で検出された油圧ポンプ２
の吐出圧力Ｐがリリーフ弁１１のリリーフセット圧Ｐ1
より低い所定の圧力Ｐ0に達すると生成され、油圧ポン
プ２の吐出圧力Ｐが高くなるに従って増大し、油圧ポン
プ２の吐出圧力Ｐがリリーフセット圧Ｐ1に達すると最
大値Ｉ1となる。この結果、図８に示すように、ポンプ
吐出圧センサ２１で検出された油圧ポンプ２の吐出圧力
Ｐがリリーフ弁１１のリリーフセット圧Ｐ1より低い所
定の圧力Ｐ0に達すると、コントローラ２２から電磁比
例切換弁２０に出力電流Ｉが与えられ、電磁比例切換弁
２０は第１位置から第２位置への切り換えを開始し、油
圧ポンプ２の吐出圧力Ｐが高くなるに従って第１位置の
開口面積が減少しつつ第２位置の開口面積が増大し、油
圧ポンプ２の吐出圧力Ｐがリリーフセット圧Ｐ1に達す
ると、電磁比例切換弁２０に出力電流Ｉの最大値Ｉ1が
与えられ、電磁比例切換弁２０は完全に第１位置に切り
換わる。

【００６１】モードスイッチ２３は、オンとオフの２モ
ードを有し、オンのときは、コントローラ２２で生成さ
れた出力電流Ｉを電磁比例切換弁２０に導き、オフのと
きは、コントローラ２２で出力電流Ｉが生成されても電
磁比例切換弁２０に導かない。

【００６２】このように構成した本実施形態において
は、モードスイッチ２３をオンにしておき、油圧シリン
ダ７の負荷圧力が上昇して油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐが
所定の圧力Ｐ0に達すると、電磁比例切換弁２０が第１
位置から第２位置に切り換わり油圧ポンプ１２からの圧
油が油圧シリンダ７に合流し始め、油圧ポンプ２の吐出
圧力ＰがＰ0より高くなるに従って第２位置の開口面積
が大きくなって油圧ポンプ１２から油圧シリンダ７に供
給される圧油の流量は増大する。そして、油圧ポンプ２
の吐出圧力Ｐがリリーフ弁１１のリリーフセット圧Ｐ1
に達すると、油圧ポンプ２から油圧シリンダ７に供給さ
れる圧油はなくなるが、電磁比例切換弁２０は完全に第
２位置に切り換わり、第２位置の開口面積は最大となっ
て、油圧ポンプ１２の吐出圧力がリリーフ弁１３のリリ
ーフセット圧Ｐ2に達するまで、油圧ポンプ１２から最
大流量の圧油が油圧シリンダ７に供給される。

【００６３】このため、図９に示すように、油圧シリン
ダ７の要求流量をＱ1とすると、油圧ポンプ２の吐出圧
力ＰがＰ3以上になると、油圧ポンプ２では要求流量Ｑ1
の圧油を油圧シリンダ７に供給できなくなり、油圧シリ
ンダ７の速度が低下するが、油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐ
が所定の圧力Ｐ0に達すると、油圧ポンプ１２の圧油が
油圧シリンダ７に合流し始めるので、油圧シリンダ７の
速度が低下の度合いが小さくなり、更に油圧ポンプ２の
吐出圧力Ｐがリリーフ弁１１のリリーフセット圧Ｐ1に
達すると、油圧ポンプ２の圧油は油圧シリンダ７に供給
されなくなるが、油圧ポンプ１２の圧油の最大流量が油
圧シリンダ７に供給される。よって、従来の油圧ポンプ
２による単独供給の場合に比べ、油圧ポンプ２の吐出圧
力Ｐがリリーフセット圧Ｐ1付近に達したときの油圧シ
リンダ７の速度が上がり、また油圧シリンダ７の負荷圧
力が高くなってリリーフセット圧Ｐ1以上のポンプ吐出
圧力が必要になる場合でも、従来の油圧ポンプ２による
単独供給の場合のリリーフセット圧Ｐ1付近の速度より
速い速度で、油圧シリンダ７が駆動する。従って、本実
施形態においても、第１の実施形態と同様に、油圧シリ
ンダ７の負荷圧力が高くなったときに、油圧シリンダ７
の推力のみならず速度も上げることができると共に、モ
ードスイッチ２３をオンにしておくと、アクチュエータ
の負荷圧力が高くなり、第２の油圧ポンプからの圧油の
合流が必要となったときに、自動的に第２の油圧ポンプ
からアクチュエータに圧油を供給させることができ、よ
り良好な操作性及び作業性が得られる。

【００６４】また、電磁比例切換弁２０は、油圧ポンプ
２の吐出圧力Ｐがリリーフ弁１１のリリーフセット圧Ｐ
1より低い所定の圧力Ｐ0に達すると第１位置から第２位
置への切り換えを開始し、油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐが
高くなるに従って第２位置の開口面積が増大するように
コントローラ２２により制御されるので、油圧ポンプ２
の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐ0に達したときに自動的に
油圧シリンダ７の増速を開始できると共に、この増速開
始の際に、油圧シリンダ７が急に速くなることがなくス
ムーズに増速させることができる。

【００６５】更に、電磁比例切換弁２０は、モードスイ
ッチ２３がオフのとき、又はモードスイッチ２３がオン
であっても油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐ0
に達する前のときは、合流管路１６を遮断し油圧ポンプ
１２の圧油をタンク９に流す第１位置にあるので、第１
の実施形態と同様に、油圧ポンプ１２の圧油が油圧シリ
ンダ７に供給されない通常時には油圧ポンプ１２による
エネルギロスを少なくできる。

【００６６】また、モードスイッチ２３を設けたので、
オペレータの判断で、油圧シリンダ７の負荷圧力が高く
なっても油圧ポンプ１２から油圧シリンダ７に圧油を合
流させずに低燃費で作業したり、油圧シリンダ７の負荷
圧力が高くなったときに自動的に油圧ポンプ１２から油
圧シリンダ７に圧油を合流させて油圧シリンダ７の速度
を上げたりできる。

【００６７】本発明の第４の実施形態を図１０〜図１２
を用いて説明する。図中、図１及び図５に示す部材と同
様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。

【００６８】本実施形態における油圧回路装置は、第３
の実施形態におけるコントローラ２２の処理機能を変え
たコントローラ２２Ａを有するものであり、その他の構
成は図５に示す第３の実施形態と同じである。

【００６９】コントローラ２２Ａは、図１０に示すよう
に、図７に示す第３の実施形態のコントローラ２２に対
して、油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐと出力電流Ｉとの関係
を変えたものである。すなわち、第３の実施形態に比べ
て、油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐ0に達し
た後の出力電流Ｉの増加量は小さく、油圧ポンプ２の吐
出圧力Ｐがリリーフセット圧Ｐ1付近に達すると出力電
流Ｉが急激に大きくなる関係となっている。

【００７０】この結果、図１１に示すような油圧ポンプ
２の吐出圧力Ｐに対する電磁比例切換弁２０の開口面積
Ａの関係となり、図１２の一点鎖線に示すように、油圧
ポンプ２の吐出圧力Ｐがリリーフ弁１１のリリーフセッ
ト圧Ｐ1に達する前と後で油圧シリンダ７に供給される
圧油の最大流量が連続的に変化することになる。

【００７１】このため、第３の実施形態と同様に、油圧
ポンプ２の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐ0に達すると、油
圧ポンプ１２の圧油が油圧シリンダ７に合流し始め、油
圧ポンプ２の吐出圧力Ｐがリリーフセット圧Ｐ1に達す
ると油圧ポンプ１２の圧油の最大流量が油圧シリンダ７
に供給されると共に、油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐがリリ
ーフセット圧Ｐ1に達した時でも油圧シリンダ７の速度
が急に下がることはない。

【００７２】このように、本実施形態においても、第３
の実施形態と同様な効果が得られると共に、コントロー
ラ２２Ａにより、油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐがリリーフ
セット圧Ｐ1に達する前と後で油圧シリンダ７に供給さ
れる圧油の流量が連続的に変化するように電磁比例切換
弁２０の開口面積が制御されるので、油圧ポンプ２の吐
出圧力Ｐがリリーフセット圧Ｐ1に達した時でも油圧シ
リンダ７の速度が急に下がることがなく、より良好な操
作性及び作業性が得られる。

【００７３】本発明の第５の実施形態を図１３〜図１５
を用いて説明する。図中、図１及び図５に示す部材と同
様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。

【００７４】図１３において、本実施形態における油圧
回路装置は、第３の実施形態におけるポンプ吐出圧セン
サ２１及びコントローラ２２の代わりに、油圧シリンダ
７の負荷圧力を検出するシリンダ負荷圧センサ２５と、
処理機能を変えたコントローラ２２Ｂとを有するもので
あり、その他の構成は第３の実施形態と同じである。

【００７５】コントローラ２２Ｂは、図１４に示すよう
に、シリンダ負荷圧センサ２５からのからの検出信号か
ら、図示の関係を用いて出力電流Ｉを求め、電磁比例切
換弁２０のソレノイド２０ａに出力する。ここで、図示
の関係は、図７に示す第３の実施形態のコントローラ２
２における関係の横軸を油圧シリンダ７の負荷圧力ＰL
としたものである。

【００７６】この結果、油圧シリンダ７の負荷圧力ＰL
と油圧シリンダ７への供給流量Ｑとの関係は図１５に示
すようになり、第３の実施形態と同様にして、油圧ポン
プ１２の圧油を油圧シリンダ７に合流させる。

【００７７】従って、本実施形態においても、第３の実
施形態と同様な効果が得られる。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、アクチュエータの負荷
圧力が高くなったときに、アクチュエータの推力のみな
らず速度も上げることができ、良好な操作性と作業性を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における建設機械の油
圧回路装置を示す図である。

【図２】油圧ポンプの吐出圧力と油圧シリンダへの供給
流量との関係を示す図である。

【図３】スイッチをオンしてからの経過時間と電磁比例
弁に与えられる電流との関係を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施形態における建設機械の油
圧回路装置を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態における建設機械の油
圧回路装置を示す図である。

【図６】コントローラからの出力電流と電磁比例切換弁
の開口面積との関係を示す図である。

【図７】コントローラの処理機能を示す図である。

【図８】油圧ポンプの吐出圧力と電磁比例切換弁の開口
面積との関係を示す図である。

【図９】油圧ポンプの吐出圧力と油圧シリンダへの供給
流量との関係を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態のコントローラの処
理機能を示す図である。

【図１１】油圧ポンプの吐出圧力と電磁比例切換弁の開
口面積との関係を示す図である。

【図１２】油圧ポンプの吐出圧力と油圧シリンダへの供
給流量との関係を示す図である。

【図１３】本発明の第５の実施形態における建設機械の
油圧回路装置を示す図である。

【図１４】コントローラの処理機能を示す図である。

【図１５】油圧シリンダの負荷圧力と油圧シリンダへの
供給流量との関係を示す図である。

【図１６】従来の建設機械の油圧回路装置を示す図であ
る。

【図１７】油圧ポンプの吐出圧力と油圧シリンダへの供
給流量との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 原動機 ２ 油圧ポンプ ３ リリーフ弁 ４ ロードチェック弁 ５ 方向切換弁 ６ 操作レバー ７ 油圧シリンダ ９ タンク １０ レギュレータ １１ リリーフ弁 １２ 油圧ポンプ １３ リリーフ弁 １４ 電磁切換弁 １４ａ ショックレス機構 １５ 吐出管路 １６ 合流管路 ２０ 電磁比例切換弁 ２１ ポンプ吐出圧センサ ２２，２２Ａ，２２Ｂ コントローラ ２３ モードスイッチ ２５ シリンダ負荷圧センサ ３０ 電源 ３１ スイッチ ４０ 吐出管路 ４１ フィーダライン ４３，４４ アクチュエータライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 中村 剛志 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の油圧ポンプと、アクチュエータと、
   前記第１の油圧ポンプの圧油を前記アクチュエータに給
   排する方向切換弁と、前記第１の油圧ポンプの吐出管路
   の最高圧力を規制する第１のリリーフ弁とを有する建設
   機械の油圧回路装置において、 第２の油圧ポンプと、 前記第１のリリーフ弁よりも高いリリーフセット圧を有
   し、第２の油圧ポンプの吐出管路の最高圧力を規制する
   第２のリリーフ弁と、 前記第２の油圧ポンプの圧油を前記アクチュエータへ合
   流させる合流管路及びこの合流管路に設けられた合流用
   切換弁と、 前記合流用切換弁を切り換える指令信号を生成する指令
   信号生成手段とを備えることを特徴とする建設機械の油
   圧回路装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置に
   おいて、前記指令信号生成手段がオペレータにより操作
   されるスイッチであることを特徴とする建設機械の油圧
   回路装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置に
   おいて、前記指令信号生成手段が、前記第１の油圧ポン
   プの吐出圧力を検出する検出手段と、この検出手段から
   の信号に基づき前記指令信号を生成する信号変換手段と
   を有することを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置に
   おいて、前記指令信号生成手段が、前記アクチュエータ
   の負荷圧力を検出する検出手段と、この検出手段からの
   信号に基づき前記指令信号を生成する信号変換手段とを
   有することを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
5. 【請求項５】請求項３又は４記載の建設機械の油圧回路
   装置において、前記合流用切換弁は前記指令信号に応じ
   て開口面積を変化させる比例弁であり、前記信号変換手
   段は、前記検出手段により検出した圧力が前記第１のリ
   リーフ弁のリリーフセット圧よりも低い所定の圧力に達
   すると前記合流用切換弁の切り換えを開始し、検出圧力
   が高くなるに従って前記合流用切換弁の開口面積を大き
   くするよう前記指令信号を生成することを特徴とする建
   設機械の油圧回路装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の建設機械の油圧回路装置に
   おいて、前記指令信号と前記合流用切換弁の開口面積と
   の関係は、前記第１の油圧ポンプの吐出圧力が前記第１
   のリリーフ弁のリリーフセット圧に達する前と後で前記
   アクチュエータに供給される圧油の流量が連続的に変化
   するように設定されていることを特徴とする建設機械の
   油圧回路装置。
7. 【請求項７】請求項３又は４記載の建設機械の油圧回路
   装置において、前記指令信号生成手段は、更にモードス
   イッチを有し、このモードスイッチが切り換えられた時
   だけ前記指令信号により前記合流用切換弁を切り換える
   ことを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
8. 【請求項８】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置に
   おいて、前記合流用切換弁は、前記合流管路を遮断し、
   第２の油圧ポンプの圧油をタンクに流す第１位置と、前
   記合流管路を連通し、第２の油圧ポンプの圧油を前記ア
   クチュエータに供給する第２位置とを有し、前記指令信
   号により前記第１位置から第２位置に切り換わることを
   特徴とする建設機械の油圧回路装置。
9. 【請求項９】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置に
   おいて、前記合流管路は、前記方向切換弁と前記アクチ
   ュエータの間のアクチュエータラインに接続されている
   ことを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
10. 【請求項１０】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置
    において、前記合流管路は、前記方向切換弁のフィーダ
    ラインに設けられたロードチェック弁の下流側で前記フ
    ィーダラインに接続されていることを特徴とする建設機
    械の油圧回路装置。
11. 【請求項１１】請求項１記載の建設機械の油圧回路装置
    において、前記合流用切換弁の前記指令信号による切り
    換え時の切り換え速度を遅くする切り換え速度緩和手段
    を更に備えることを特徴とする建設機械の油圧回路装
    置。