WO1992009809A1

WO1992009809A1 - Systeme d'entrainement hydraulique et soupapes d'inversion de sens

Info

Publication number: WO1992009809A1
Application number: PCT/JP1991/001621
Authority: WO
Inventors: Toichi Hirata; Genroku Sugiyama
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1992-06-11
Anticipated expiration: 1993-05-26
Also published as: EP0516864A4; US5315826A; DE69128882T2; KR920704056A; KR960006358B1; JP2744846B2; DE69128882T3; EP0516864A1; EP0516864B1; DE69128882D1; EP0516864B2

Description

明細書油圧駆動装置及び方向切換弁技術分野

本発明は油圧駆動装置及び方向切換弁に係わり、特に、油圧ショベルなどの複数のァクチユエ一夕を有する建設機械に備えられる油圧駆動装置及び方向切換弁に関する。

背景技術

油圧ショベルなどの建設機械に備えられる油圧駆動装置には、油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕と、油圧ポンプから複数のァクチユエ一夕にそれぞれ供給される圧油の流量を制御する複数の方向切換弁とが設けられている。

ところで、この種の油圧駆動装置において、主に省エネの観点から、油圧ポンプの吐出圧力を負荷圧力に応答して制御する口一ドセンシング制御が検討されている。その一例として、 G B 2， 1 9 5， 7 4 5 A、

D E 2 , 9 0 6， 6 7 0 A 1及び U S P 4， 9 3 9， 0 2 3等があり、これら従来技術では、上記口一ドセンシング制御を行なうため、油圧ポンプの吐出圧力が複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ流量制御装置が設けられている。また、複数の方向切換弁は、各々、ポンプポート、ポンプポートと連絡可能な圧力室、圧力室と連絡可能なフィーダ通路、フィーダ通路と連絡可能なァクチユエ一夕ポート、ァクチユエ一夕ポートと連絡可能なタンクボート、ボンプポー卜と圧力室との間に配置されるメータインの可変絞りおよび圧力室とフィーダ通路との間に配置され、枏対する端部の一方に圧力室の圧力が与えられ、他方に複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力が与えられる圧力補償弁を有している。圧力捕償弁は、上記のように相対する端部に圧力室の圧力と最大負荷圧力が与えられることにより、複数のァクチユエ一夕が駆動される複合操作を行なうとき、最大負荷圧力に応答して圧力室の圧力を制御してメータィンの可変絞りの前後差圧を所定の値に保ち、これにより全ての方向切換弁のメータィンの可変絞りの前後差圧を等しくし、油圧ポンプからの流量を可変絞りの開口面積比に分流し、所望の複合操作を行なえるようにする。

また、上記従来技術のうち、 U S P 4 , 9 3 9 , 0 2 3 に記載の装置では、方向切換弁の 1つは、圧力捕償弁とァクチユエ一夕ポートとの間に配置され、ァクチユエ一夕に供給される圧油の圧力を減じる減圧弁と、固定絞りを介して負荷圧力を導出する負荷ラインと、操作レバー装置からのパイロット圧力によってリリーフ設定圧力が調整され、負荷ラインの圧力を制限する比例圧カリリーフ弁とを更に備え、負荷ラインの圧力は減圧弁の設定部に作用し、比例圧カリリーフ弁の設定圧力に応じて減圧弁の出力圧力を制御する構成となつている。

しかしながら、上記従来技術には以下のような問題点か'ある。

G B 2 , 1 9 5 , 7 4 5 A及び D E 2， 9 0 6， 6 7 0 A 1 に記載の油圧駆動装置においては、ァクチュエー夕を動かすために方向切換弁の操作レバーを操作すると、方向切換弁のメータインの可変絞りの開口量に見合う流量が瞬間的に出てしまう。したがって、操作レバーを急に動かしたときには、ァクチユエ一夕は急激に作動することになる。このことは、慣性の大きな部材、例えば油圧ショベルにあっては旋回体を駆動する場合に問題を生じる。すなわち、方向切換弁の操作レバーを急に操作すると流量が急激に増加するが、旋回モータによって駆動される旋回体の慣性は大きく、そのため圧力は回路圧力の最大値を制限するリリーフ圧力まで達する。このような場合、従来技術にあっては圧力制御を行なうことができず、慣性体である旋回体の加速度が最大となり、オペレータにショックを与えてしまう。このことは、旋回のみならず、走行ブーム等の駆動においても多かれ少なかれ言えることである o

また、上述の油圧駆動装置にあっては、油圧ポンプの傾転が微小に変化すると、この油圧ボンプから吐出される流量が変化し、その結果としてロードセンシング圧力すなわち最大負荷圧力も変化する。そして、その変化量が大きいと、再び油圧ポンプの吐出流量を大きく変化させることになり、このような動作のくり返しにより回路に発振を生じることがある。

一方、 U S P 4， 9 3 9， 0 2 3 に記載の従来技術では、旋回体の起動時にはパイロット圧力に応じてァクチユエ一夕に供給される圧油の圧力が減じられ、旋回モータの急激な作動が防止される。また、油圧ボンプからの吐出流量に多少の変動があった場合でも、操作レバーの操作量が一定であれば比例圧カリリーフ弁の設定が一定で、減圧弁の設定も一定であるから、旋回モータの負荷圧力は変動せず、上記の吐出流量の多少の変動に伴うロードセンシング圧力の変化を抑制することができる。しかしながら、この従来技術には以下の問題がある。

上記旋回体の起動後、旋回体が慣性回転をし始めると、旋回モータの負荷圧力は低下する。この負荷圧力が減圧弁の設定圧力以下になると、もはや減圧弁は機能しなくなる。この場合、上記のように油圧ポンプからの吐出流量に多少の変動があつたとき、前述した他の従来技術と同様、旋回モータの負荷圧力が変化し、ロードセンシング圧力が変化し、したがって回路に発振を生じることがある。

また、一般に、ァクチユエ一夕の駆動中に負荷圧力が増加するよう変化したときは、ァクチユエ一夕に供給される流量が少なくなるとァクチユエ一夕の振動は減衰され、変化がなければ振動は継続し、大になると発振する傾向にある。 U S P 4 , 9 3 9， 0 2 3 に記載の従来技術では、旋回モータの負荷圧力が減圧弁の設定圧力以下になった状態では、比例リリーフ弁は閉じているので、方向切換弁を通過する圧油で、比例リリーフ弁を介してタンクに排出されるものはなくなる。すなわち、方向切換弁を通過する全ての圧油がァクチユエ一夕に供給される。また、固定絞りを通って負荷ラインに至る圧油の流れもなくなるので、負荷ラインの圧力は負荷圧力と同じとなり、方向切換弁の前後差圧は油圧ポンプのロードセンシング制御により通常のごとく一定に制御され、方向切換弁の通過流量は一定となる。したがって、上記のようにァクチユエ一夕の駆動中に負荷圧力が増加するよう変化したとき、ァクチユエ一夕に供給される流量は変化しないので、一度負荷変動が起きると減衰せず、作業性を阻害することがある。

本発明の目的は、分流性を維持しつつ圧力制御を実現でき、慣性体を駆動するァクチユエ一夕の急激な作動を防止できると共に、ポンプ吐出流量、負荷圧力のいずれが変動したときも回路の振動を抑制できる建設機械の油圧駆動装置及び方向切換弁を提供することに

発明の開示

上記目的を達成するため、本発明によれば、油圧供給手段と；この油圧供給手段から供耠される圧油によつて駆動される複数のァクチユエ一夕と；前記油圧供給手段と複数のァクチユエ一夕との間にそれぞれ配置され、各々、ポンプポート、前記ポンプポートと連絡可能な圧力室、前記圧力室と連絡可能なフィーダ通路、前記フィーダ通路と連絡可能なァクチユエ一夕ポート、前記ァクチユエ一夕ポートと連絡可能な夕ンクポート、前記ポンプポートと前記圧力室との間に配置されるメ一タインの第 1 の可変絞り、および前記圧力室と前記フィーダ通路との間に配置され、相対する端部の一方に前記圧力室の圧力が与えられ、他方に前記複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力が与えられる圧力捕償弁を有する複数の方向切換弁と；を備え；前記油圧供給手段が、油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出圧力が前記複数のァクチユエ一夕の負荷圧力から得られる口一ドセンシング圧力の最大圧力よりも所定値だけ高くなるように該油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ流量制御手段とを有する建設機械の油圧駆動装置において、前記複数の方向切換弁の少なくとも 1 つは、前記フィーダ通路と前記夕ンクポートとを連絡するブリード通路と、このプリード通路に配置され、前記メータインの第 1 の可変絞りと連動する第 2 の可変絞りとを有することを特徴とする油圧駆動装置が提供される。上記第 2 の可変絞りは、好ましくは、第 1 の可変絞りの開口面積が大きくなるにしたがって、開口面積が小さくなるように設定されている。

このように構成した本発明においては、圧力捕償弁を有する方向切換弁を各ァクチユエ一夕に対応させて備えることから、これらの方向切換弁のメーンタインの第 1 の可変絞りの前後差圧は全て等しくなり、したがって各ァクチユエ一夕に供給される圧油の流量は該当する可変絞りの開口面積比に分流され、従前と同様に複合操作を実施できる。また、慣性の大きい負荷がかかるァクチユエ一夕を駆動するとき、フィーダ通路内の圧油の一部がプリ一ド通路及びこのプリ一ド通路に設けられた第 2 の可変絞りを介して適宜タンクに流れることから、負荷圧力の上昇が抑えられ、該当する慣性体を駆動するァクチユエ一夕の急激な作動が防止され、当該慣性体を円滑に駆動することができる。また、油圧供給手段からの吐出流量に多少の変動があった場合でも、プリ一ド通路によりその吐出流量の一部がタンクに戻されるので、上記の吐出流量の変動に伴うロードセンシング圧力の変化が抑制され、回路の発振が防止される。

更に、ァクチユエ一夕の駆動中に負荷圧力が増加するよう変化したとき、ポンプ流量制御手段により方向切換弁の通過流量は一定となるよう制御されるが、負荷圧力の上昇によりブリード通路を介してタンクに戻される流量が増加するので、ァクチユエ一夕へ供給される流量は減少し、ァクチユエ一夕の振動は減衰される。

好ましくは、前記方向切換弁は、前記プリ一ド通路の前記フィーダ通路と第 2の可変絞りとの間に配置された第 3 の絞りと、前記プリード通路における前記第 2の可変絞りと第 3 の絞りとの間の圧力を前記口一ドセンシング圧力として導く信号通路とを更に有する。

このように構成した本発明においては、ァクチユエ

—夕の負荷圧力が増加するよう変化したとき、第 3 の絞りの通過流量が増加し、第 3 の絞りでの圧力降下が増加する。ここで、ポンプ制御手段は、油圧ポンプの吐出圧力がプリ一ド通路における第 2の可変絞りと第 3の絞りとの間の圧力よりも所定値だけ高くなるように油圧ポンプの吐出流量を制御するため、メータインの第 1 の可変絞りの前後差圧は減少する。したがって、方向切換弁の通過流量は減少し、上述したブリード通路を介してタンクに戻される流量の増加と、この方向切換弁の通過流量の減少とによりァクチユエ一夕へ供給される流量は減少し、ァクチユエ一夕の振動は減衰される。また、第 3 の絞りを設けることにより、プリード通路を介してタンクに戻される流量は減少し、ェネルギロスが少なくなる。

また好ましくは、前記方向切換弁は、前記フィーダ通路の前記ブリード通路接続箇所と前記ァクチユエ一夕ポートとの間に配置されたロードチヱック弁を更に有する。これにより、ァクチユエ一タポートからの圧油の逆流を確実に防止できる。

更に好ましくは、前記方向切換弁は操作量に応じたストロークで移動するスプールを有し、前記第 1 および第 2 の可変絞りはこの同じスプール上に形成されている。このように同じスプールに第 1及び第 2 の可変絞りを形成することにより、簡単な構造で上記作用を得ることができる。

また、上記目的を達成するため、本発明によれば、上記構成の方向切換弁が提供される。図面の簡単な説明第 1図は本発明の第 1の実施例による油圧駆動装置の概略図である。

第 2図は第 1図に示すポンプ制御装置の詳細を示す図である。

第 3図は第 1図に示す方向切換弁の構造を示す断面図である。

第 4図は第 1図及び第 3図に示すメータインの可変絞りとプリード通路の可変絞りとの開口面積の関係を示す図である。

第 5図は第 3図に示す弁構造の変形例を示す断面図

— C、める。

第 6図は本発明の第 2の実施例による油圧駆動装置の概略図である。

第 7図は第 6図に示す方向切換弁の構造を示す断面図である。

第 8図は第 7図に示す弁構造の変形例を示す図である o 発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。まず、本発明の第 1の実施例を第 1図〜第 4図により説明する。

第 1図において、本実施例の油圧駆動装置は、例えば油圧ショベルに備えられるものであり、可変容量油圧ポンプ 1及びこの油圧ポンプ 1 の容量を制御するポンプ制御装置 2 とからなる油圧供給装置 5 0 と、旋回モータ 3、ブームシリンダ 4、及び図示しない左右走行モータ、アームシリンダ、ノケットシリンダ等の複数のァクチユエ一夕と、油圧ポンプ 1 から旋回モータ 3、ブームシリンダ 4等のァクチユエ一夕に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁 5 , 6及び図示しない方向切換弁を備えている。

油圧供給装置 5 0のポンプ制御装置 2 は、油圧ボンプ 1 の吐出圧力 P d と複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力、すなわちロードセンシング圧力（後述） P L S との差圧 A P L S ( = P d - P L S ) が所定値となるように油圧ポンプ 1 の吐出流量を制御するもので、そのために、第 2図に示すように、油圧ポンプ 1 の押しのけ容積を制御する制御用ァクチユエ一夕 5 1 と、制御用ァクチユエ一夕 5 1 の駆動を制御する流量調整弁 5 2 とを備えている。流量調整弁 5 2 は一端にポンプ吐出圧力 P dが導かれる駆動部 5 2 a を備え、他端にロードセンシング圧力 P L Sが導かれる駆動部 5 2 b と目標差圧設定用のばね 5 2 c とを有し、差圧 A P L Sによる力とばね 5 2 c の力とがバランスするように油圧ボンプ 1 の吐出流量を制御する。

また、上述した方向切換弁 5， 6及び図示しない方向切換弁は同一構造を有し、例えば旋回モータ 3 の駆動を制御する方向切換弁 5 は、第 3図に示すように本体を構成するプロック 7 と、このブロック 7内に形成されたボア 7 a を摺動するスプール 8 とを備えている。プロック 7の内部には、ポンプポート 9 と、ポンプポ一卜 9 に連絡可能な圧力室 1 0 と、圧力室 1 0 に連絡可能なフィーダ通路 1 1 と、フィーダ通路 1 1 に連絡可能なァクチユエ一夕ポート 1 2 a , 1 2 b と、ァクチユエ一夕ポート 1 2 a， 1 2 b に排出室 1 3 a， 1 3 bを介して連絡可能なタンクポート 1 3 とが形成され、ポンプポート 9 と圧力室 1 0 との間には、スプール 8のランド 1 4 に設けられた複数のノツチからなるメータインの可変絞り 1 5 a， 1 5 bが位置している。可変絞り 1 5 a はスプール 8が図示右方向に動かされたときに機能し、可変絞り 1 5 b はスプール 8が図示左方向に動かされたときに機能する。圧力室 1 0 とフィ一ダ通路 1 1 との間には圧力捕償弁 1 6が配置されており、この圧力捕償弁 1 6の相対する端部の一方には圧力室 1 0の圧力 P I が与えられ、他方の端部には複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力、すなわちロードセンシング圧力 P LSが圧力捕償弁 1 6内に設けられたチヱック弁 1 7を介して与えられる。

この圧力捕償弁 1 6及び他のァクチユエ一夕に関連して設けられた方向切換弁の圧力捕償弁の働きにより、旋回モータ 3 とブームシリンダ 4の複合駆動時、あるいは他の複数のァクチユエ一夕を複合して動作させた場合、圧力室 1 0の圧力 P 1 は全ての方向切換弁において等しくなる。一方、油圧ポンプ 1 に対して全ての方向切換弁は並列に接続されているため、ポンプポート 9の圧力は全て等しい。したがって、全ての方向切換弁のメータインの可変絞り 1 5 の前後の圧力は等しく、これらの可変絞り 1 5の通過流量は、当該可変絞り 1 5の開口面積比に分流される。

そして、方向切換弁 5 のフィーダ通路 1 1 及び排出室 1 3 a , 1 3 b は、スプール 8上に設けられるメインスプール部 1 9 の作動によってァクチユエ一夕ポート 1 2 a , 1 2 bのいずれかに選択的に接続される。すなわち、スプール 8が図示右方向に移動したときは、フィーダ通路 1 1 はァクチユエ一夕ポート 1 2 a に連絡し、ァクチユエ一夕ポート 1 2 b は排出室 1 3 b に連絡する。スプール 8が図示左方向に移動したときは、フィーダ通路 1 1 はァクチユエ一夕ポート 1 2 b に連絡し、ァクチユエ一夕ポート 1 2 a は排出室 1 3 a に連絡する。他の方向切換弁のフィーダ通路、排出通路及びァクチユエ一夕ポートにおいても同様であり、これにより上述のように分流された圧油が各ァクチユエ一夕ポートを介して旋回モータ 3等に供給され、旋回モータ 3等からの圧油がタンクに戻され、所望の複合駆動を行なうことができる。また、ブロック 7及びスプール 8内には、フィーダ通路 1 1 とタンクポート 1 3 b とを連絡可能なブリ一ド通路 2 1が形成され、スプール 8 には、上述した可変絞り 1 5 a， 1 5 b と連動し、ブリード通路 2 1 中に位置する別の可変絞り 2 2 a , 2 2 bが形成されている。可変絞り 2 2 a は、スプール 8が図示右方向に移動したときに機能し、可変絞り 2 2 b はスプール 8 が図示左方向に移動したときに機能する。そして、これら可変絞り 2 2 a , 2 2 b とメータィンの可変絞り 1 5 a , 1 5 b との開口面積の関係は、第 4図に示すように、スプールストロークが大きくなり、メータィンの可変絞り 1 5 a , 1 5 bの開口面積が大きくなるに従って、別の可変絞り 2 2 a , 2 2 bの開口面積が小さくなるように設定してある。また、圧力捕償弁 1 6に隣接して、フィーダ通路 1 1 のブリード通路分岐点とァクチユエ一夕ポート 1 2 a， 1 2 b との間に、ポンプポート 1 2 a または 1 2 bからの圧油の逆流を防止するロードチヱック弁 2 3が配置されている。

フィーダ通路 1 1 は上記したチヱック弁 1 7を介して外部の信号管路 1 8 に接続され、更に各方向切換弁に共通の信号管路 2 0 に接続され、この信号管路 2 0 が前述のポンプ制御装置 2 に至っている。また、信号管路 2 0 は、方向切換弁の中立時に圧方を解放するため絞り 2 0 aを介してタンクに接続されている。この構成により、前述したように圧力補償弁 1 6 の他方の端部に複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力がロードセンシング圧力 P Uとして与えられると共に、当該口一ドセンシング圧力 P L Sがポンプ制御装置 2 に与えられ、ポンプ制御装置 2 は、前述したいわゆるロードセンシング制御と呼ばれる制御、すなわちポンプ圧力 P dが最大負荷圧力 P L sに対して一定値だけ高くなるように油圧ポンプ 1 の吐出流量を制御する。

以上のように構成した本実施例において、複数の方向切換弁、例えば方向切換弁 5， 6 を操作したとき、旋回モータ 3及びブームシリンダー 4 に供給される流量がメータインの可変絞り 1 5 a または 1 5 b の開口面積比に分流されることは前述した通りである。すなわち、方向切換弁 5 , 6を操作すると、ポンプ制御装置 2 によってポンプ圧力 P dがロードセンシング圧力すなわち最大負荷圧力 P L Sよりも所定値だけ高くなるように油圧ポンプ 1 の吐出流量が制御される。油圧ポンプ 1 から吐出された圧油は方向切換弁 5 , 6 のメータインの可変絞り 1 5 a または 1 5 b を通過し、圧力室 1 0 に導かれ、更に、圧力室 1 0から圧力補償弁 1 6を介してフィーダ通路 1 1 に導かれる。圧力捕償弁 1 6の一方の端部には圧力室 1 0の圧力 P 1 が与えられ、他方の端部には最大負荷圧力 P L Sが与えられる。これによつて、全ての方向切換弁 5， 6 の圧力室 1 0 の圧力が等しくなり、ァクチユエ一夕 3， 4に供給される流量はメータインの可変絞り 1 5 a または 1 5 b の開口面積比に分流される。

また、例えば方向切換弁 5 のフィーダ通路 1 1 はブリード通路 2 1 を介して排出室 1 3 b に連通可能になつている。このとき、方向切換弁 5のスプール 8が第 3図の右方に変位しているときには可変絞り 2 2 a により、また左方に変位しているときには可変絞り 2 2 bによりブリード通路 2 1 の絞り量が決まる。一方、ブリ一ド通路 2 1から圧力捕償弁 1 6内に設けられたチェック弁 1 7を介して信号管路 1 8 に負荷圧力信号が導かれる。また、圧力室 1 0からプリード通路 2 1 に導かれた圧油はロードチェック弁 2 3を介してフィーダ通路 1 1 の下流側に導かれ、スプール 8 の移動方向に応じてァクチユエ一夕ポート 1 2 a , 1 2 b のいずれかに導かれ、旋回モータ 3 に供給される。

ここで、更に、慣性体である図示しない旋回体の駆動を意図して方向切換弁 5 を操作し、旋回モータ 3を駆動する場合について考える。なお、以下の説明は、旋回モータが高負荷側であるので、旋回モータ 3 と方向切換弁 4を駆動する複合操作においても同様に成り立つ。慣性体である旋回体の駆動を意図して旋回モ一夕 3を駆動する場合、油圧ポンプ 1 の吐出流量は、ポンプポート 9の圧力 P d とブリード通路 2 1 の圧力 P 3 すなわち P L Sとの差圧が一定値になるように制御される。このとき、圧力捕償弁 1 6の背圧は、ブリード通路 2 1の圧力 P 3 がかかるのみであるから、圧力室 1 0 とブリード通路 2 1 との間の圧力損失は圧力補償弁 1 6に作用するばね 1 6 aの力によるもののみとなり、その値は無視できる程小さい。すなわち、ロードセンシング差圧 Δ P LS ( = P d— P LS) としてはメ一タインの可変絞り 1 5 aまたは 1 5 bによる圧力損失が支配的となり、油圧ポンプ 1の吐出流量はこの可変絞り 1 5 aまたは 1 5 bの開口面積に比例する。そして、油圧ポンプ 1から吐出された圧油は、圧力捕償弁 1 6を経てブリード通路 2 1 に導かれるが、このブリ ― ド通路 2 1 に導かれた圧油の一部はプリ一ド通路 2 1及び可変絞り 2 2 aまたは 2 2 bを経て排出室 1 3 a に導かれ、更にタンクポート 1 3を介してタンクに導かれる。残りの圧油は、上述のようにロードチェック弁 2 3、フィーダ通路 1 1、ァクチユエ一夕ポート 1 2 a または 1 2 bを介して旋回モータ 3に供給される。このとき、プリード通路 2 1内の可能最高圧力、すなわちァクチユエ一夕ポート 1 2 aまたは 1 2 bをブロックしたときに何 K g · f / c m ² まで圧力が上昇し得るかについては、メータィンの可変絞り 1 5 a または 1 5 bの開口面積と可変絞り 2 2 aまたは 2 2 bの開口面積のバランスにより決まる。このように、慣性体である旋回体の旋回を意図して方向切換弁 5を切換えるとき、ブリード通路 2 1 に導かれた圧油の一部が可変絞り 2 2 a または 2 2 bを介してタンクポート 1 3 に導かれて圧力 P 2 の上昇が規制されると共に、これらの可変絞り 2 2 a または 2 2 bの開口面積がメータインの可変絞り 1 5 に連動して変化し、圧力制御を行なうことができる。旋回モータ 3が回転し始め、フィーダ通路 1 1内の圧油がァクチユエ一夕ポート 1 2 a または 1 2 bを介して旋回モー夕 3 に流入する状態に至ると、ァクチユエ一夕圧力 P 2 が減少し、プリード圧力 P 3 が減少するので、プリ一ド通路 2 1から可変絞り 2 2 a または 2 2 bを介してタンクポート 1 3 に流れる圧油の量は減少する。以上により、旋回モータ 3 に過度の圧力上昇を抑えられた圧油を供給でき、図示しない旋回体を円滑に駆動でき、オペレータに何らショックを与えることがない。このような動作は、上述旋回体を駆動させる旋回モー夕 3を作動させる場合に限らず、図示しないブーム、走行体を駆動させる場合も同様である。

また、上述のような動作が行なわれる間、油圧ボンプ 1の吐出流量に多少の変動があった場合、プリード通路 2 1、可変絞り 2 2 aまたは 2 2 bを介して一部の圧油がタンクに戻されることから、吐出流量の多少の変動に伴うロードセンシング圧力の変化が抑制され、このような吐出流量の多少の変動に伴う回路の発振が防止される。

更に、ァクチユエ一夕、例えば旋回モータ 3の駆動中に負荷圧力が増加するよう変化したとき、ポンプ流量制御装置 2により方向切換弁 5の通過流量は一定となるよう制御されるが、負荷圧力の上昇によりブリード通路 2 1を介してタンクに戻される流量が増加し、したがって、旋回モータ 3へ供給される流量は減少し、旋回モータ 3は振動せず安定に回転する。

また、本実施例では、方向切換弁の構造において、同じスプール 8にメータィンの可変絞り 1 5 a , 1 5 b とプリード通路 2 1の可変絞り 2 2 a， 2 2 bを形成したので、弁構造が極めて簡単となり、方向切換弁の製作コストが低減される。

上記実施例における方向切換弁の変形例を第 5図により説明する。第 5図において、方向切換弁 5 Aのスプール 8 A内に、上述した第 3図に示すフィーダ通路 1 1 に相当するフィーダ通路 l l A a , 1 1 A bが形成され、そのフィーダ通路 l l A a , l l A bにボンプポート 1 2 a , 1 2 bからの圧油の逆流を防止するロードチェック弁 2 3 A a , 2 3 A bが設置されている。また、ブロック 7 A内にブリード通路 2 1 A、排出室 1 3 bの軸方向外側に位置するプリ一ド室 2 1 A a、ブリード通路 2 1 Aとプリード室 2 1 A aを連絡するブリード捕助通路 2 1 A b及びプリード室 2 1 A a と排出室 1 3 b とを連絡可能なプリ一ド捕助通路 2 1 A とが形成ざれ、これら通路と室で上述した第 3 図に示すブリード通路 2 1 を構成している。スプール 8 Aのプリ一ド捕助通路 2 1 A c に隣接する部分には可変絞り 2 2 A a , 2 2 A bが形成されている。プリ一ド通路 2 1 Aはフィーダ通路の一部としても機能し、圧力捕償弁 1 6 Aを通った圧油はブリード通路 2 1 A を介してフィーダ通路 l l A a , l l A b に流入する。チヱック弁 1 7 A前述した第 3図に示すチヱック弁 1 7 と同等のチェック弁であるが、プロック 7 Aの外部に設けてある。このように構成した方向切換弁 5 A も、上述した第 3図に示す方向切換弁 5 と同等の動作を行なうことができる。

本発明の第 2の実施例を第 6図及び第 7図により説明する。

第 6図において、本実施例の油圧駆動装置は、油圧ポンプ 1 から旋回モー夕 3、ブームシリンダ 4等のァクチユエ一夕に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁 5 B , 6 B及び図示しない方向切換弁を備えている。これら方向切換弁は同一構造を有し、例えば旋回モータ 3 の駆動を制御する方向切換弁 5 B は、第 7 図に示すように、ブロック 7 B及びスプール 8 B内に形成されたブリード通路 2 1 Bを有し、ブロック 7 B に形成されたブリード通路 2 1 B には固定絞り 3 0が設けられている。また、固定絞り 3 0 の下流側のプリ一ド通路 2 1 B は信号通路 3 1 a を介して外部の信号管路 3 1 に連絡され、信号管路 3 1 はチェック弁 3 2 を介して共通の信号管路 2 0 に接続されている。すなわち、本実施例では、固定絞り 3 0の下流側におけるブリード通路 2 1 Bの圧力がロードセンシング圧力としてポンプ制御装置 2 に与えられる。

一方、フィーダ通路 1 1 はチヱック弁 1 7 を介して外部の共通の信号管路 3 3 に接続され、圧力捕償弁 1 6の端部にはこの信号管路 3 3 に導かれた複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力 P Lm a xが与えられ、これにより第 1 の実施例と同様に、旋回モータ 3及びブームシリンダー 4 に供給される流量がメータインの可変絞り 1 5 a または 1 5 bの開口面積比に分流される。以上のように構成した本実施例において、各ァクチユエ一夕 3， 4 に供給される圧油の流量は該当する可変絞りの開口面積比に分流され、円滑な複合操作を実施できること、旋回モータ 3を駆動するとき負荷圧力の上昇が抑えられ、旋回モータ 3 の急激な作動を防止し、旋回体を円滑に駆動できること、及び油圧ポンプ 1 からの吐出流量に多少の変動があった場合でも、ブリード通路 2 1 Bの作用によりロードセンシング圧力の変化が抑制され、回路の発振が防止されることは第 1 の実施例と同じである。

また、本実施例においては、ァクチユエ一夕、例えば旋回モータ 3 の負荷圧力が増加するよう変化したとき、プリ一ド通路 2 1 Bに設置した固定絞り 3 0 の通過流量が増加し、この固定絞り 3 0での圧力降下が増加する。また、ポンプ制御装置 2 は、油圧ポンプ 1 の吐出圧力がプリ一ド通路 2 1 B における可変絞り 2 2 a または 2 2 b と固定絞り 3 0 との間の圧力 P 2 よりも一定値だけ高くなるように油圧ポンプ 1の吐出流量を制御する。このため、負荷圧力の増加に伴ってメータインの可変絞り 1 5 a , 1 5 bの前後差圧は減少し、方向切換弁 5 Bの通過流量は減少する。したがって、第 1 の実施例で述べたブリード通路 2 1 Bを介してタンクに戻される流量の増加と、この方向切換弁 5 Bの通過流量の減少とにより旋回モータ 3へ供給される流量は減少し、ァクチユエ一夕の振動は減衰される。

そして、本実施例では、固定絞り 3 0 を設けることにより、ブリード通路 2 1 Bを介してタンクに戻される流量自体は減少するので、エネルギロスが少なくなる効果もある。

上記第 2の実施例における方向切換弁の変形例を第 8図により説明する。本変形例は、第 5図に示す弁構造に第 2の実施例の考えを適用したもので、ブリード捕助通路 2 1 A b に絞り 3 0 Cを配置し、プリード室 2 1 A a が信号通路 3 1 a を介して外部の信号管路 3 1 に連絡され、信号通路 3 1 はチェック弁 3 2を介して共通の信号管路 2 0 に接続されている。また、フィ —ダ通路の一部を成すプリ一ド通路 2 1 Aは外部のチエック弁 1 7 Aを介して共通の信号管路 3 3 に接続される。この変形例によっても上述した第 7図に示す方向切換弁 5 B と同等の動作を行なうことができる。産業上の利用可能性本発明の建設機械の油圧駆動装置は、以上のように構成してあることから、分流性を維持しつつ圧力制御を実現でき、これにより慣性体を円滑に駆動できてォペレ一夕にショックを与えることがなく、またポンプ吐出流量の変動に伴うロードセンシング圧の変化を抑制でき、このようなポンプ吐出流量の変動による回路の発振を防止できる。また、ァクチユエ一夕の駆動中に負荷圧力が増加するよう変化したとき、回路の振動は減衰し、作業性を向上できる。

Claims

請求の範囲

1 . 油圧供給手段（50) と；この油圧供給手段から供給される圧油によつて駆動される複数のァクチユエ一夕 (3, 4) と；前記油圧供給手段と複数のァクチユエ一夕との間にそれぞれ配置され、各々、ポンプポート（9) 、前記ポンプポートと連絡可能な圧力室（ )、前記圧力室と連絡可能なフィーダ通路（11)、前記フィーダ通路と連絡可能なァクチユエ一夕ポート（12 a， ΠΙ 、前記ァクチユエ一夕ポートと連絡可能な夕ンクポート（13)、前記ポンプポー卜と前記圧力室との間に配置されるメ一夕インの第 1 の可変絞り（15 a, 15 b) 、および前記圧力室と前記フィーダ通路との間に配置され、相対する端部の一方に前記圧力室の圧力が与えられ、他方に前記複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力が与えられる圧力捕償弁（16)を有する複数の方向切換弁（5, 6) と；を備え；前記油圧供給手段が、油圧ポンプ（1) と、前記油圧ポンプの吐出圧力が前記複数のァクチユエ一夕の負荷圧力から得られるロードセンシング圧力の最大圧力よりも所定値だけ高くなるように該油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ流量制御手段（2) とを有する建設機械の油圧駆動装置において、

前記複数の方向切換弁（5, 6) の少なくとも 1つは、前記フィーダ通路（11) と前記タンクポ一ト（U) とを連絡するブリード通路（21) と、このプリード通路に配置され、前記メータインの第 1 の可変絞り（15 a, 15 b) と連動する第 2の可変絞り（22 a, 22 b) とを有することを特徴とする油圧駆動装置。

2 . 請求項 1記載の油圧駆動装置において、前記第 2 の可変絞り（22 a， 22 b) は、前記第 1 の可変絞り（15 a, 1 5b) の開口面積が大きくなるにしたがって、開口面積が小さくなるように設定されていることを特徴とする油圧駆動装置。

3 . 請求項 1記載の油圧駆動装置において、前記方向切換弁（5 B)は、前記ブリード通路（21)の前記フィーダ通路（11) と第 2の可変絞り（22 a, 22 b) との間に配置された第 3 の絞り（30) と、前記ブリード通路における前記第 2の可変絞りと第 3の絞りとの間の圧力を前記口ードセンシング圧力として導く信号通路（31 a) とを更に有することを特徴とする油圧駆動装置。

4 . 請求項 1 または 3記載の油圧駆動装置において、前記方向切換弁（5) は、前記フィーダ通路（11)の前記プリ一ド通路接続箇所と前記ァクチユエ一夕ポート（1 2 a, 12b) との間に配置されたロードチェック弁（23)を更に有することを特徴とする油圧駆動装置。

5. 請求項 1 または 3記載の油圧駆動装置において、前記方向切換弁（5) は操作量に応じたストロークで移動するスプール（8) を有し、前記第 1 および第 2の可変絞り（15 a, 15b ;22 a, 22 b) はこの同じスプール上に形成されていることを特徵とする油圧駆動装置。

6. ポンプポート（9) 、前記ポンプポートと連絡可能な圧力室（10)、前記圧力室と連絡可能なフィ一ダ通路 (ίί)、前記フィーダ通路と連絡可能なァクチユエ一夕ポート（12 a, 12 b) 、前記ァクチユエ一夕ポートと連絡可能な夕ンクポート（13)、前記ポンプポートと前記圧力室との間に配置されるメータインの第 1の可変絞り (15a, 15b) 、および前記圧力室と前記フィーダ通路との間に配置され、相対する端部の一方に前記圧力室の圧力が与えられ、他方に前記複数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力が与えられる圧力捕償弁（16)を有する方向切換弁（5) において、

前記フィ一ダ通路（11)と前記タンクポート（15) とを連絡するプリード通路（21) と、このブリード通路に配置され、前記メータインの第 1 の可変絞り（15 a, 15 b) と連動する第 2の可変絞り（22a, 22b) とを備えることを特徴とする方向切換弁。

7. 請求項 6記載の方向切換弁において、前記第 2 の可変絞り（22 a, 22 b) は、前記第 1 の可変絞り（15 a, 15b ) の開口面積が大きくなるにしたがって、開口面積が小さくなるように設定されていることを特徴とする方向切換弁。

8 . 請求項 6記載の方向切換弁において、前記ブリード通路（21)の前記フィーダ通路（11) と第 2 の可変絞り (22a, 22b) との間に配置された第 3の絞り（30) と、前記ブリード通路における前記第 2 の可変絞りと第 3の絞りとの間の圧力をロードセンシング圧力として導く信号通路（31a) とを更に備えることを特徴とする方向切換弁。

9 . 請求項 6または 8記載の方向切換弁において、前記第 1 および第 2 の可変絞り（15a， 15b； 22a, 22b) は操作量に応じたストロークで移動する同じスプール（8) 上に形成されていることを特徴とする方向切換弁。