JPS611738A - 建設車両の合流回路 - Google Patents

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） 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膳ベル等に最適
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
アクチェ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、パケッ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、パラレルフィーダ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
弁はパラレルフィーダ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、ノ々イロットポ
ンプ１３を設けるとともに、このパイロットポンプ１３
には、走行用のパイロット操作弁１４、旋回用のパイロ
ット操作弁１５、ブーム用のノくイロット操作弁１Ｂ、
アーム用のパイロット操作弁１７、パケット用のパイロ
ット操作弁１日及び走行用のパイロット操作弁１８のそ
れぞれをパラレルに接続している。

そして、これら各パイロット操作弁は、その操作量に比
例したパイロッ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いずれかのパイロット室に上
記パイロッ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１１と合流
弁５とは、それらのパイロット室を連通させているので
、アーム用のパイロット操作弁１７を操作することによ
って、切換弁１１′ＥＬび合流弁５のパイロット室にパ
イロッ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、
上記パイロット圧が切換弁１１の設定圧以上になっても
、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が閉弁したままとなる。

また、ブームシリンダ３を制御する切換弁４と合流弁９
とのパイロット室にもパイロット操作弁１６からのパイ
ロッ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、上記各パイロット操作弁１４〜１８にはシャト
ル弁２０〜２５を接続し、この第１段目のシャトル弁に
よって、当該パイロット操作弁から出力されるパイロッ
ト圧を選択する。さらに、・上記両シャトル弁２１と２
２．２３と２４の高い方のパイロット圧を第２段目のシ
ャトル弁２Ｂ、２７で選択するとともに、第３段目のシ
ャトル弁２８．２９によって、パイロット操作弁から出
力されたパイロット圧の最高圧を選択できるようにして
る。

また、アーム用のパイロット操作弁１７のパイロット圧
を選択する上記シャトル弁２３には、シャトル弁２７に
接続する通路の延長上に通路３０を設け、この通路３０
を介して上記シャトル弁２３をシーケンス弁３１に接続
して、いる。

さらに、ブーム用のパイロット操作弁１Ｂのパイロット
圧を選択する上記シャトル弁２２には、シャトル弁２８
に接続する通路の延長上に通路３２を設け、この通路３
２を介して上記シャトル弁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３
４．３５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
弁のパイロット室３６．３７の圧力作用で、当該シーケ
ンス弁３１．３３が開位置に切換わる。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
のパイロット圧が、このシーケンス弁を゛通過し、第４
段目のシャトル弁３８．３９に流入する。

この第４段目のシャトル弁３８．３８は、上記第３段目
のシャトル弁２Ｂ、２８にも連通しているので、上記通
路３０．３２のパイロット圧と、第３段目のシャトル２
８．２９から流入したパイロット圧との高い方のパイロ
ット圧が、このシャトル弁３８．３８で選択される。

そして、シャトル弁３８で選択されたパイロット圧は、
可変容量ポンプＰ１のレギュレータ４０に導かれ、シャ
トル弁３８で選択されたパイロット圧は、可変容量ポン
プＰ２のレギュレータ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、アーム用のパイロット
操作弁１７を操作すると、その操作量に比例したパイロ
ッ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を左右いずれか
に切換える。

このとき上記パイロット圧は、シャトル弁２７．２８．
３８を経由してレギュレータｔｌに導かれるので、可変
容量ポンプＰ２の吐出量は、当該パイロット圧に応じて
増大する。したがって、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、上記パイロット圧がシーケンス弁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、パイロット操作弁１７から出力された
パイロット圧が、可変容量ポンプＰ１のレギュレータ４
０にも作用し、当該ポンプＰ１の吐出量も増大させる。

したがって、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Ｐ□、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ット
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。

このときのパイロッ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Ｐ
１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
ム用のパイロット操作弁１Ｂ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、上記パイロット圧と両回
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、ブーム用のパイロット操作弁１６を操作して、
そのパイロット圧を上昇させると、第８図（イ）に示す
ように、そのパイロッ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
イロッ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ット圧が他方の可変容量
ポンプＰ２のレギュレータ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ッ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、上記ノくイロ゛ット圧
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ったと
き、ブームシリンダやアームシリンダへの供給流量が瞬
間的に上昇するので、そのときにショックが発生する問
題があった。

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った。

この発明は、合流時のショックを解消し、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、上記の目的を達成するために、−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ェ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ェータに、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ット圧を、操作量に比例して出力す
るパイロット操作弁と、このパイロット操作弁に接続し
たパイロットポンプと、上記パイロット操作弁から出力
されるパイロット圧を選択して上記可変容量ポンプのレ
ギュレータに導くシャトル弁等からなる選択機構と、上
記特定のアクチェータを制御する切換弁に接続したパイ
ロット操作弁から出力されるパイロット圧が設定圧以上
になったとき、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ュレータにパイロット圧を
導くパイロット制御弁とを備えた建設車両の合流回路に
おいて、上記パイロット制御弁の第１ポートをパイロッ
トポンプに連通し、第２ポートを上記他方の可変容量ポ
ンプのレギュ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ット操作弁から出力されるパイロッ
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、上記パイロット圧が設定圧以上にな
ったとき、そのパイロット圧に応じ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ている
。

（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
したアクチェータが動作する。そして、このときのパイ
ロット圧がパイロット制御弁の設定圧以上になると、そ
のパイロット圧に応じて当該パイロット制御弁が切換わ
る。パイロット制御弁がこのように切換われば、パイロ
ット制御弁の第２ポートから合流制御用のパイロット圧
を出力するが、このときの合流制御用のパイロット圧は
、パイロッ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力１
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ット圧も低くなる。

このようにブリード流量を制御することによって、合流
用のパイロット圧を制御できるので、合流時のショック
をなくすことができる。

（本発明の実施例） 第１図はこの発明の大流例を示す回路図であり、その特
徴は、そのパイロット制御弁として、従来のシーケンス
弁に代えて、比例弁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、これら両比例弁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っ
たく同ブなので、この両比例弁ａ、ｂを第２図に基いて
説明するにあたって、その共通要素については、同一符
号を用いる。

上記比例弁ａ、ｂは、その本体Ｈに、上記パイロットポ
ンプ１３に通路４２を介して直接接続した第１ポート４
３と、シャトル弁３８．３８に接続した第１ポート４３
と、タンクＴに連通ずる第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４８を形成し、この弁孔４
８の両端をプラグ４７．４８でふさぐとともに、この弁
孔４６の一端に隔壁４８を形成して、その外方をパイロ
ット室５０とし、当該パイロット室５０を前記シャトル
弁２２．２３に接続している。

そして、上記弁孔４ＢにはスプールＳを内装するととも
に、上記隔壁４θにはパイロットプランジャ５１を摺動
自在に貫通させ、このプランジャ５１の外端をパイロト
室５０に臨ませている。さらに、このスプール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。

このようにしたスプール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５
８側に向って深さを深くしたノツチ５７を形成している
。そして、スプール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とがノツチ５７及び
環状溝５Ｂを介して連通ずる。さらに、スプール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ノツチ５７が徐々に閉じるよ
うにしている。

このようにスプールＳがスプリング５３に抗して移動す
ればするほど、当該ノツチ５７の開口量が少なくなり、
最終的にはこのノツチ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
ノツチ５７は、第２ポート４４の開口縁と相まって可変
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５８を設け、この比例
弁ａ、ｂが開口しても、パイロットポンプ１３からパイ
ロット操作弁１４〜１９に供給されるパイロット圧が、
定圧リリーフ弁θ０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ット操
作弁１８を操作し、そこから出力されるパイロット圧が
合流弁９の設定圧以上になったとすると、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、パイロット操作弁１Ｂから出力されたパイロット
圧は、シャトル弁２２を経由して比例弁ａのパイロット
室５０に導かれ、パイロットプランジャ５１に作用する
。

したがって、このパイロット圧がスプリング５３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とがノツチ５７を介して
連通ずる。なお、第２．３ポート４４．４５をノツチ５
７を介して連通させたのは、第２ポート４４とシャトル
弁３３間の圧力を逃すためである。

上記の状態から、上記パイロット圧が設定圧以上になる
と、スプールＳがスプリング５３に抗して廊動し、第１
ポート４３と第２ポート４４とを連通させるので、パイ
ロットポンプ１３の吐出油が、固定絞り５９→第１ボ□
−ト４３→環状溝５５→第２ポート４４→シャトル弁３
９を経由してレギュレータ４１に流入する。そして、ス
プールＳの移動量が少なければ、ノツチ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
す葛。

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、パイロット余ンプ１３からの流量の一部が、上
記ノツチ５７を介じそタンクＴにブリー−オフされる。

そのために、固定絞り５８によって圧力降下した圧油が
ノツチ５７からタンクＴにブリードオフされるとき、当
該ノツチ５７の開度に応じて、□その前後に差圧を発生
する。したがって、このときのレギュレータ４１に作用
するパイロット圧は、上記固定絞り５９及びノツチ′５
７の開度に応じて決まることになる。　′□ また、パイロットプランジャ５１に作用するパイロット
圧が上昇して、スプールＳがさらに移動すると、上記ノ
ツチ５７の開度がしだいに小さくなって、タンクＴへの
ブリ−ドオフが減少するので、第２ポート４４に発生す
るパイロット圧は、第３図（ロ）に示すように、しだい
に上昇する。

したがって、一方の可変−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清らかになる。しかも
、上記ノツチ５７の形状を変化させることによって、第
３図（ロ）の傾斜を、いろいろに変化させることがでる
０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ｌＯ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、比例弁ａ、　　
ｂｃｙ）第２ポート４４を、レギ！Ｌ’−夕ａｏ、４１
ニ直接連通するとともに、第３ポート４５をシャトル弁
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
ット操作弁１６を操作し、他方の回路系統のパイロット
操作機構のいずれも操作しない状態では、上記パイロッ
ト操作弁１Ｂから出力されたパイロ−／　）圧が一方の
可変容量ポンプＰ１のレギュレータ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
ット圧が比例弁ａの設定圧以下であれば、スプール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。

パイロット圧が上記した設定圧以上になると、スプール
Ｓがスプリング５３に抗して移動し、第１．２ポート４
３．４４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、ノツチ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ット
操作弁１７〜１８のいずれも操作していないので、上記
第３ポート４５は、シャトル弁２８及び２５等を経由し
てパイロット操作弁に接続したタンクＴに連通ずる。し
たがって、前記第１実施例と同様に、第２ポート４４に
出力されるパイロット圧は、固定絞り５９とノツチ５７
との開口面積に応じて変化し、その第２ポート４４から
出力されたパイロット圧に応じて、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、他方のパイロット操作弁１７
〜１８のうちのいずれかを操作すると、当該パイロット
操作弁から出力されたパイロット圧が、シャトル弁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、スプールＳの端面に作用する
。そして、このスプール端面の受圧面積は、パイロット
プランジャ５１の受圧面積よりも大きくしているので、
上記のようにスプール端面にパイロット圧が作用すると
、スプールＳは前記ノーマル位置に復帰する。スプール
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ｌ−４４との連通が遮断する一方、第３ポート４５
がノツチ５７を介して第２ポート４４と連通ずる。この
ように両ポート４４．４５が連通ずれば、他方の可変容
量ポンプＰ２のレギュレータ４１には、他方の回路系統
の上記パイロット操作弁から出力されたパイロット圧が
作用する。したがって、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ェータを作動さ
せれば、他方の可変容量ポンプＰ２の吐出量は、当該ア
クチェ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回路系統に接続したアクチェータを
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ェータが必要と
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６ｒＩ！Ｊに示した第３実施例は、スプールＳの環状
突部５４の一端、すなわち上記ノツチ５７とは反対端に
ノツチ６１を形成し、このノツチ６１によって、前記固
定絞り５９を構成するようにしだものでる。

なお、上記各実施例における固定絞り５８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、スプール
Ｓの移動量を規制するストッパー６２を形成しているが
、このストッパー位置を変更することによって、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ェ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、上記アクチェ
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、当該アクチェ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ョックを発生し
たりしなくなる。

また、上記比例弁の設定圧付近で、当該切換弁を操作し
ても、上記特定のアクチェ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。

４、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図は比例弁の断面図、第３図は合流時の流量
特性を示すグラフ、第４及び＄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図は比例弁の断面
図、第６図は第３実施例の比例弁の要部断面図、＄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。

Ｐ、、Ｐ２・・・可変容量ポンプ、１．２．４．７．８
，１１・・・切換弁、５．９・・・合流弁、１４〜１８
・・・パイロット操作弁、２０〜２９・・・シャトル弁
、４０．４１・・・レギュレータ、ａ、　　ｂ・・・比
例弁、４３・・・第１ポート、４４・・・第２ポート、
４５・・・第３ポート、５７・・・可変絞りを構成する
ノツチ、５８・・・絞り。

Claims (1)

【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ェータを制御する切
   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ェータに、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ット圧を、操作量に比例
   して出力するパイロット操作弁と、このパイロット操作
   弁に接続したパイロットポンプと、上記パイロット操作
   弁から出力されるパイロット圧を選択して上記可変容量
   ポンプのレギュレータに導くシャトル弁等からなる選択
   機構と、上記特定のアクチェータを制御する切換弁に接
   続したパイロット操作弁から出力されるパイロット圧が
   設定圧以上になったとき、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ュレータにパイ
   ロット圧を導くパイロット制御弁とを備えた建設車両の
   合流回路において、上記パイロット制御弁の第１ポート
   をパイロットポンプに連通し、第２ポートを上記他方の
   可変容量ポンプのレギュ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ット操作弁から出力され
   るパイロッ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、上記パイロット圧が設定
   圧以上になったとき、そのパイロット圧に応じて上記可
   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
   設けた建設車両の合流回路。