JPH02484Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は油圧パワーシヨベルなどの作業車輌駆
動用の液圧回路に関するもので、一側の第１ポン
プから生ずる余剰流体を他側の第２ポンプの吐出
流体に合流させて有効に利用する如くしたことを
特徴とするものである。

この種の車輌は主に２台の液圧用ポンプを搭載
し、これらポンプで両側の走行用車輌を個々に駆
動すると共に、停止時には同ポンプで作業用アク
チユエータを駆動させて、その余剰流を各リリー
フ弁によりタンクに戻す如くしている。このため
流量ロスによる動力損失が大きい問題があつた
（実公昭50−26866号公報）。本考案は上記の点に
鑑み考案したもので目的とするところは、独立し
た２系統の液圧回路で、流量制御機能を損うこと
なく両回路のアクチユエータを駆動すると共に、
一側のポンプの余剰流体を他側のポンプの吐出流
体に合流させて余剰流体を有効利用することによ
り流量ロスによる動力損失を低減する点にある。
そこで本考案の作業車輌用液圧回路では、一次ポ
ート１１と二次ポート１２との間にノーマルオー
プン状の第１圧力制御部１３を、前記一次ポート
１１と分流ポート１４との間にノーマルクローズ
状の第２圧力制御部１５をそれぞれ形成した３ポ
ート形の圧力補償弁５の前記二次ポート１２に第
１流量方向制御弁７ａを接続し、この流量方向制
御弁７ａの開閉部２４によつて開閉され、かつ開
にしたとき、開閉部２４後位の圧力を導くフイー
ドバツクライン２３と、前記二次ポート１２の圧
力を導くライン１２ａとを前記圧力補償弁５の両
端室に接続する一方、前記圧力補償弁５の一次ポ
ート１１を第１ポンプ１の第１主流ライン２５に
接続すると共に、前記圧力補償弁５における分流
ポート１４の分流ライン３４を第２ポンプ２の第
２主流ライン３３に接続し、この第２主流ライン
３３に２ポート形の圧力補償弁６と第２流量方向
制御弁８ａとを設け、この流量方向制御弁８ａの
開閉部２４によつて開閉され、かつ開にしたと
き、開閉部２４後位の圧力を導くライン３２と、
前記第２主流ライン３３の圧力を導くライン３３
ａとを前記２ポート形圧力補償弁６の両端室に接
続する一方、前記第１流量方向制御弁７ａに接続
したアクチユエータの負荷圧力が作用する前記３
ポート形圧力補償弁５の背圧室１７とタンク１８
間にパイロツトリリーフ弁１９を介設し、該パイ
ロツトリリーフ弁１９の作動時、前記第１圧力制
御部１３を閉鎖すると共に、前記第２圧力制御部
１５を開放するようになしたのであつて、前記３
ポート形圧力補償弁における第１圧力制御部と第
２圧力制御部とのいずれかで圧力制御することに
より、前記２次ポートの圧力補償を行ない、この
圧力補償で２次ポートへ優先的に流量を供給する
と共に、余剰流体を第２ポンプの第２主流ライン
にバイパスする。

そして第１流量方向制御弁におけるアクチユエ
ータの負荷圧がパイロツトリリーフ弁の設定圧に
達すると、パイロツトリリーフ弁が開弁し、流体
を背圧室を介してタンクに開放する。このため背
圧室の圧力が降下して圧力補償弁両端の差圧を大
きくするので、第１圧力制御部が閉鎖すると共
に、第２圧力制御部が全開して第１主流ラインの
全流量を第２主流ラインへ合流させる。

従つて第１流量方向制御弁のアクチユエータを
圧力保持しながら、第１主流ラインの流体を第２
主流ラインで有効に利用できる。

一方第２ポンプでは、このポンプの吐出流体と
第１ポンプの余剰流体とでアクチユエータを駆動
するのであるが、このアクチユエータは、２ポー
ト形圧力補償弁によつて差圧が一定に保持される
第２流量方向制御弁でもつて、この制御弁の開度
に対応した速度で駆動され、余剰流体が急激に増
大してもアクチユエータの速度は一定に保持され
るのである。

以下本考案の実施例を図面に基づき説明する。

第１図に示す液圧回路は２台の定吐出形ポンプ
１，２と、２個のマルチプル弁３，４とによつて
構成している。

前記の両マルチプル弁３，４は、それぞれ１個
づつの圧力補償弁５，６と、複数個の流量方向制
御弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ
とによつて構成するものであり、これらマルチプ
ル弁３，４は、前記圧力補償弁５，６相互の構造
が異なるのみで、その他の構造は下記の如く同一
である。

即ち、前記の一側の第１マルチプル弁３の具体
例は第２図に示す如くパイロツト弁付の３ポート
形圧力補償弁５と、中立ポートブロツク形の４ポ
ート流量方向制御弁７ａ，７ｂとを積重ね状に連
結して構成している。前記圧力補償弁５は、弁本
体にプランジヤ９を往復動自由に挿嵌し、この弁
本体とプランジヤ９とでもつて、一次ポート１１
と二次ポート１２との間にノーマルオープン状の
第１圧力制御部１３を、一次ポート１１と分流ポ
ート１４との間にノーマルクローズ形の第２圧力
制御部１５をそれぞれ形成すると共に、前記プラ
ンジヤ９の一端に形成したパイロツト室１７ａ
は、プランジヤ９に穿設したライン１２ａを介し
て前記二次ポート１２に連通し、前記プランジヤ
９の他端に形成した背圧室１７には、スプリング
１６を設置し、かつ前記背圧室１７とタンク１８
とを連結するライン３５中にパイロツト弁１９を
設けて構成している。なお前記プランジヤ９に穿
設したライン１２ａは弁本体側に設けてもよい。
一方、前記各流量方向制御弁７ａ，７ｂは、各々
スプール２０を中立位置に保持しているとき、４
個のポートＰ，Ｔ，Ａ，Ｂ相互間が封鎖されるも
ので、さらに前記スプール２０は、ベント路２１
の開閉部２２と、フイードバツクライン２３の開
閉部２４とを交互に開閉し、前記開閉部２４を開
にしたとき、開閉部２２が閉鎖されると共に、前
記開閉部２４後位の圧力はフイードバツクライン
２３に導かれるのであり、前記開閉部２４はポー
トＰとポートＡ又はＢ間の開度を調整する機能も
有している。そして前記圧力補償弁５の第１圧力
制御部１３を介して前記両流量方向制御弁７ａ，
７ｂを並列状に接続し、前記両流量方向制御弁７
ａ，７ｂにおけるベント路２１とフイードバツク
ライン２３との結合ライン２６及び前記圧力補償
弁５の背圧室１７に接続したライン２７をシヤツ
トル弁２８を介して連結したものである。

一方、第１図における他側の第２マルチプル弁
４における圧力補償弁６はノーマルクローズ形の
圧力補償弁であつて、簡単な例を上げればパイロ
ツト弁３０を備えるバランスピストン形のリリー
フ弁と同じ構造で、たゞリリーフ弁と異なるとこ
ろは、前記圧力補償弁６の一端室にライン３３ａ
を介して第２主流ライン３３の圧力を作用させる
と共に、各流量方向制御弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄ，８ｅに接続する各アクチユエータによつて発
生する負荷圧のうち、最も大きい負荷圧をシヤツ
トル弁３１…及びライン３２を介して前記圧力補
償弁６の他端室に作用させる如くした点である。
なお、該第２マルチプル弁４における前記各流量
方向制御弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅは、第
２図の流量方向制御弁７ａ，７ｂと同じ構造であ
り、前記圧力補償弁６及び各流量方向制御弁８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅを第２ポンプ２に対
してそれぞれ並列状に接続する一方、第２図に示
す如く第１マルチプル弁３における分流ポート１
４と第２ポンプ２の第２主流ライン３３とを分流
ライン３４を介して連結したものである。

上記の如く構成した実施例の作用について、以
下説明する。

第２図に示す如く各流量方向制御弁７ａ，７ｂ
のスプール２０，２０を中立位置に保持している
状態では、背圧室１７はライン２７、シヤツトル
弁２８、ライン２６、開閉部２２を介してタンク
ライン３５に連通するから、斯る状態で第１ポン
プ１を駆動すると、該ポンプ１から吐出される流
体によつてプランジヤ９は右方向に変位させら
れ、第２圧力制御部１５を開放する。このため前
記第１ポンプ１の吐出流体は、その全量が分流ラ
イン３４に分流される。

一方、第１図における第２マルチプル弁４にあ
つても、各流量方向制御弁８ａ〜８ｅを中立位置
に保持しているとき、圧力補償弁６の背圧室は、
ライン３２及び各シヤツトル弁３１…を順次介し
てタンク１８に開放されているので、第２ポンプ
２から第２主流ライン３３に吐出される流体と、
前記の如く第１ポンプ１から分流ライン３４に吐
出された流体とは、合流の末、圧力補償弁６から
タンク１８にアンロードされる。

以上の如きアンロード制御状態において、第２
図のスプール２０，２０を右方向に変位させて一
方の開閉部２２，２２を閉じ他方の開閉部２４，
２４を開くと共に、第１主流ライン２５と２個の
ＡポートＡ，Ａとの間を所定の流量調整開度にな
す一方、ＢポートＢ，Ｂをタンクライン３５に連
通させて２台のアクチユエータを同時に作動させ
始めると、負荷によつて第１ポンプ１の吐出圧力
が増大し始める。プランジヤ９はその直前、スプ
ール２０，２０の変位によつて一旦、定位置に復
帰して第２圧力制御部１５を封鎖しているが再び
変位して第２圧力制御部１５を開放し、余剰流体
を該第２圧力制御部１５を介して分流ライン３４
に分流し始める。一方、シヤツトル弁２８の両端
にはフイードバツクライン２３，２３を介してそ
れぞれ負荷圧が作用し、該シヤツトル弁２８によ
つて大きい方の負荷圧力が優先的に背圧室１７に
導かれる。このため圧力補償弁５は、大きい方の
負荷が作用するアクチユエータへの流量を常に一
定に制御するように第２圧力制御部１５の開度を
調整し、該調整開度に対応した余剰流体を分流ラ
イン３４に分流する。この場合、仮りに第１主流
ライン２５の負荷よりも、分流ライン３４の負荷
の方が大きいと、第２圧力制御部１５は全開し、
第１圧力制御部１３の開度は小さくなつて、圧力
補償機能は第２圧力制御部１５から第１圧力制御
部１３に切換わる。

一方、第１図に示す第２マルチプル弁４におけ
る各流量方向制御弁８ａ〜８ｅを同時に切換える
と、第１マルチプル弁３において生じた余剰流体
と、第２ポンプ２からの吐出流体とが合流し且つ
前記各流量方向制御弁８ａ〜８ｅに接続した各ア
クチユエータへ供給される。前記第２マルチプル
弁４においても、各シヤツトル弁３１…は最大負
荷圧を選択的に圧力補償弁６の背圧室に作用させ
るので、最も大きい負荷が作用するアクチユエー
タの作動速度は優先的に一定制御され、斯る制御
上、余剰する流体は前記圧力補償弁６からタンク
１８に流出させられる。

しかして、前記第１マルチプル弁３におけるア
クチユエータの負荷圧がパイロツトリリーフ弁１
９の設定圧に達すると、パイロツトリリーフ弁１
９が開弁し、ライン２７の流体を絞り及び背圧室
１７を介してタンク１８に開放する。このため背
圧室１７の圧力が降下してプランジヤ９両端の差
圧を大きくするので、プランジヤ９は右方向に移
動し、第１圧力制御部１３を閉鎖すると共に、第
２圧力制御部１５を全開にして第１主流ライン２
５の全流量を第２主流ライン３３へ合流させる。

従つて、第１マルチプル弁３のアクチユエータ
を圧力保持しながら、第１主流ライン２５の流体
を第２主流ライン３３で有効に利用することがで
きる。

上記説明は各流量方向制御弁７ａ，７ｂ，８ａ
〜８ｅを同時に切換えた場合について述べたが、
これら各流量方向制御弁を個々に切換えて、各ア
クチユエータを個々に作動させることが可能であ
る。この場合、アクチユエータの作動速度は圧力
補償弁５，６によつて個々に制御される。

上記の如き制御作用を行なう液圧回路の各アク
チユエータは、例えば第３図に示した車輌に設け
た各アクチユエータ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４
１ｂ，４１ｃ，４１ｄに該当する。これら各アク
チユエータのうち両側の走行用車輌４２，４２に
連結したアクチユエータ４０ａ，４１ｃは流量方
向制御弁７ａ，８ｃに接続している。また旋回用
のアクチユエータ４１ａは流量方向制御弁８ａに
接続している。さらにブーム４３を作動するアク
チユエータ４０ｂは２個の流量方向制御弁７ｂ，
８ｄに接続している。またアーム４４を駆動する
アクチユエータ４１ｂは流量方向制御弁８ｂに接
続している。さらにバケツト４５を作動するアク
チユエータ４１ｄは流量方向制御弁８ｅに接続し
ている。

従つて車輌走行速度は両圧力補償弁５，６によ
つて定速保証され、一側の車輌４２の定速制御を
行なう上において、第１ポンプ１の余剰流体が他
側の車輌４２を作動させる動力の一部として利用
される。

また車輌停止中におけるバケツト作業のうち、
ブーム４３の昇降速度を一側の圧力補償弁５で制
御し、該作業における第１ポンプ１の余剰流体を
第２ポンプ２の吐出流体に合流させて、旋回、バ
ケツト首振り、アーム昇降の各作業を行なうこと
ができ、これら各作業のうちの最大負荷作業を他
側の圧力補償弁６によつて定速制御するものであ
る。

なお、第１図の実施例にあつては、両ポンプ
１，２から生じた余剰流体を総て第２マルチプル
弁４の圧力補償弁６からタンク１８に戻す如くし
ているため、余剰流量分だけの損失がある。この
点第４図の実施例は、第２マルチプル弁４の圧力
補償弁６ａをノーマルオープン形とし、該圧力補
償弁６ａを第２主流ライン３３に直列状に配設す
ると共に、該圧力補償弁６ａに二次側において第
２主流ライン３３に対して、各流量方向制御弁８
ａ〜８ｅを並列に接続する一方、両ポンプ１，２
を可変形とし、これらポンプの吐出ラインと、こ
れらポンプの吐出量制御用シリンダ３６ａ，３６
ｂとをそれぞれライン３７ａ，３７ｂを介して接
続して、下記の如く余剰流体が生じないようにし
たものである。

即ち、先づ第４図の場合は両可変ポンプ１，２
における斜板可変設定圧〔シリンダ３６ａ，３６
ｂに作用して吐出量を低減させるための最低圧
力〕を同一値（例えばどちらも100Kg／cm²）にセ
ツトする。そこで両ポンプ１，２を駆動してそれ
ぞれアクチユエータを作動させているとき、仮り
に第１ポンプ１の吐出圧力が負荷によつて50Kg／
cm²発生し、第２ポンプ２の吐出圧力がそれよりも
低い40Kg／cm²しか発生しない場合、圧力補償弁５
はスプリング１６力で分流流体に絞り抵抗〔第２
図における第２圧力制御部１５による制御〕を加
えて第１主流ライン２５への供給量を圧力補償
し、その余剰流体のみを分流ライン３４に分流さ
せ且つ第２ポンプ２の吐出流体と合流させて第２
主流ライン３３に供給する。そして第２主流ライ
ン３３に接続したアクチユエータを作動させる。
しかし、以上のような圧力関係になるためには、
第２主流ライン３３におけるアクチユエータの要
求流量は下記の如く当然第２主流ライン３３への
供給量よりも大きいので、第２主流ライン３３へ
の供給流体は圧力補償されないで、第１主流ライ
ン２５のみが圧力補償される。即ち、仮りに第２
主流ライン３３のアクチユエータの要求流量より
も、該第２主流ライン３３への供給量の方が大き
いと、流量方向制御弁８ａ又は８ｂ〜８ｅにおけ
る流量調整部の抵抗によつて余剰した流体によつ
て第２主流ライン３３の吐出圧力は無制限に上昇
しようとする。そこで第２圧力補償弁６ａはその
絞り作用で該弁６ａの二次側を圧力補償するが、
同弁６ａの一次側に生ずる余剰流体は分流ライン
３４を逆流して第１主流ライン２５に流入しよう
とする。ここで第１圧力補償弁５は第１主流ライ
ン２５への供給流量を絞つて該主流ライン２５を
圧力補償する。そして分流ライン３４の圧力が前
記斜板可変設定圧力（100Kg／cm²）に達したとき
ライン３７ａ，３７ｂを介してシリンダ３６ａ，
３６ｂに供給される流体によつて両ポンプ１，２
の吐出量を低減して、両主流ライン２５，３３を
圧力補償する上での余剰流体の発生を抑制する。
以上要するに余剰流体は全然生じない。

叙上の如く本考案は、一次ポート１１と二次ポ
ート１２との間にノーマルオープン状の第１圧力
制御部１３を、前記一次ポート１１と分流ポート
１４との間にノーマルクローズ状の第２圧力制御
部１５をそれぞれ形成した３ポート形の圧力補償
弁５の前記二次ポート１２に第１流量方向制御弁
７ａを接続し、この流量方向制御弁７ａの開閉部
２４によつて開閉され、かつ開にしたとき、開閉
部２４後位の圧力を導くフイードバツクライン２
３と、前記二次ポート１２の圧力を導くライン１
２ａとを前記圧力補償弁５の両端室に接続する一
方、前記圧力補償弁５の一次ポート１１を第１ポ
ンプ１の第１主流ライン２５に接続すると共に、
前記圧力補償弁５における分流ポート１４の分流
ライン３４を第２ポンプ２の第２主流ライン３３
に接続し、この第２主流ライン３３に２ポート形
の圧力補償弁６と第２流量方向制御弁８ａとを設
け、この流量方向制御弁８ａの開閉部２４によつ
て開閉され、かつ開にしたとき、開閉部２４後位
の圧力を導くライン３２と、前記第２主流ライン
３３の圧力を導くライン３３ａとを前記２ポート
形圧力補償弁６の両端室に接続する一方、前記第
１流量方向制御弁７ａに接続したアクチユエータ
の負荷圧が作用する前記３ポート形圧力補償弁５
の背圧室１７とタンク１８間にパイロツトリリー
フ弁１９を介設し、該パイロツトリリーフ弁１９
の作動時、前記第１圧力制御部１３を閉鎖すると
共に、前記第２圧力制御部１５を開放するように
なしたから、独立した２系統の液圧回路としての
特性を備えながら余剰流量を有効利用できる。即
ち、第１主流ラインで第１流量方向制御弁及び３
ポート形圧力補償弁で、第２主流ラインでは第２
流量方向制御弁及び２ポート形圧力補償弁で各ア
クチユエータを個別に定速制御するので、各アク
チユエータは相互干渉を受けることなく、独立し
た制御が可能であると共に、第１主流ラインの余
剰流量を第２主流ラインで有効利用できる。しか
も余剰流量が例えば急激に増加しても第２主流ラ
インの２ポート形圧力補償弁で第２流量制御弁の
開閉部前後の差圧を一定に保持するので、アクチ
ユエータの速度が変動することがない。

また３ポート形圧力補償弁５の二次ポート１２
の圧力に対して分流ライン３４の圧力が第２ポン
プ２の圧力変動によつて、例えば高くなつたと
き、第１圧力制御部１３で二次ポート１２の圧力
を減圧して第１流量方向制御弁７ａに接続したア
クチユエータの負荷圧に対応する圧力に成すの
で、第２ポンプ２の圧力変動に影響されないアク
チユエータの定速制御が可能である。

さらに第１流量方向制御弁７ａにおけるアクチ
ユエータの負荷圧をパイロツトリリーフ弁１９の
設定圧に保持しながら、第１主流ライン２５の全
流量を第２主流ライン３３に合流させることがで
きる。

従つて第１流量方向制御弁７ａにおけるアクチ
ユエータの作動時、圧力保持にかかわらず、第１
主流ライン２５の液体をタンクに排出することな
く、第２主流ライン３３で有効利用することがで
きるだけでなく、流量ロスによる動力損失が低減
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図
は前図の部分的立体図、第３図はシヨベルカーの
説明、第４図は他の実施例の説明図である。 １……第１ポンプ、２……第２ポンプ、３……
第１マルチプル弁、４……第２マルチプル弁、５
……圧力補償弁、６……圧力補償弁、７ａ，７ｂ
……流量方向制御弁、８ａ〜８ｅ……流量方向制
御弁、１３……第１圧力制御部、１５……第２圧
力制御部、２３……フイードバツクライン、２５
……第１主流ライン、３３……第２主流ライン、
３４……分流ライン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一次ポート１１と二次ポート１２との間にノー
   マルオープン状の第１圧力制御部１３を、前記一
   次ポート１１と分流ポート１４との間にノーマル
   クローズ状の第２圧力制御部１５をそれぞれ形成
   した３ポート形の圧力補償弁５の前記二次ポート
   １２に第１流量方向制御弁７ａを接続し、この流
   量方向制御弁７ａの開閉部２４によつて開閉さ
   れ、かつ開にしたとき、開閉部２４後位の圧力を
   導くフイードバツクライン２３と、前記二次ポー
   ト１２の圧力を導くライン１２ａとを前記圧力補
   償弁５の両端室に接続する一方、前記圧力補償弁
   ５の一次ポート１１を第１ポンプ１の第１主流ラ
   イン２５に接続すると共に、前記圧力補償弁５に
   おける分流ポート１４の分流ライン３４を第２ポ
   ンプ２の第２主流ライン３３に接続し、この第２
   主流ライン３３に２ポート形の圧力補償弁６と第
   ２流量方向制御弁８ａとを設け、この流量方向制
   御弁８ａの開閉部２４によつて開閉され、かつ開
   にしたとき開閉部２４後位の圧力を導くライン３
   ２と、前記第２主流ライン３３の圧力を導くライ
   ン３３ａとを前記２ポート形圧力補償弁６の両端
   室に接続する一方、前記第１流量方向制御弁７ａ
   に接続したアクチユエータの負荷圧が作用する前
   記３ポート形圧力補償弁５の背圧室１７とタンク
   １８間にパイロツトリリーフ弁１９を介設し、該
   パイロツトリリーフ弁１９の作動時、前記第１圧
   力制御部１３を閉鎖すると共に、前記第２圧力制
   御部１５を開放するようになしたことを特徴とす
   る作業車輌用液圧回路。