(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも旋回モータとブームシリンダとを含む複数のアクチュエータで駆動する上部旋回体を有する機械からなり、前記各アクチュエータに対し第１の可変容量ポンプと第２の可変容量ポンプからの圧油を各アクチュエータが接続された各切換弁を介して供給し、各アクチュエータからの戻り油を前記切換弁を介してタンクラインに排出するよう構成し、これら複数の切換弁を、オープンセンタ形切換弁とすると共に、第１の可変容量ポンプからの圧油の供給を受けるＡ群の切換弁と、第２の可変容量ポンプからの圧油の供給を受けるＢ群の切換弁とに分け、各アクチュエータに対して前記第１および第２の可変容量ポンプのいずれか一方または両方から圧油を供給するよう構成した上部旋回体を有する機械の油圧制御装置において、第１の可変容量ポンプの供給ラインにＡ群の切換弁をパラレルに接続すると共に、第２の可変容量ポンプの供給ラインにＢ群の切換弁をパラレルに接続し、各切換弁は、前記各可変容量ポンプの圧油供給通路からの圧油をアクチュエータへ供給するに際し、前記圧油供給通路から、切換スプールの移動により開度の調整される開口部、中間室を経て、シリンダポートへ供給するよう構成すると共に、前記中間室とシリンダポートとの間の油路上またはシリンダポートとタンクラインとの間の油路上に、この油路の開度を調整する流量調整手段を設けて、その開度を前記各切換弁の中間室の圧力により前記油路を開方向に調整し、各切換弁には、中間室の圧力を検出する検出手段を設け、Ａ群の切換弁およびＢ群の切換弁においてそれぞれ検出された圧力の中の最高圧力ＰA およびＰB を選択し、Ａ群およびＢ群の切換弁内の各流量調整手段に対してその開度を閉方向に調整するよう作用させると共に、前記圧力ＰA およびＰB の各通路を圧力ＰAからＰB へ圧油が流れるのを阻止する向きに逆止弁を設けて連通接続し、第１の可変容量ポンプの圧力供給通路から分岐ラインＬA2を分岐し、この分岐ラインＬA2は、他の流量調整手段ＦANと逆止弁とを介して第２の可変容量ポンプの圧力供給通路に連通接続し、Ａ群の切換弁に含まれる切換弁の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン上に設けられたＡ群最大パイロット圧力選択手段と、Ｂ群の切換弁に含まれる一部または全部の切換弁の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン上に設けられたＢ群最大パイロット圧力選択手段とを備え、第１の可変容量ポンプの吐出流量はＡ群最大パイロット圧力選択手段とＢ群最大パイロット圧力選択手段のいずれか圧力の高い方を選択してその最大パイロット圧力を第１の可変容量ポンプの吐出流量調整機構に伝達することにより制御され、第２の可変容量ポンプの吐出流量はＢ群最大パイロット圧力選択手段からのみ選択された最大パイロット圧力を第２の可変容量ポンプの吐出流量調整機構に伝達することにより制御するように構成することを特徴とする上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項２】
分岐ラインＬA2上に設けた他の流量調整手段ＦANは、外部信号によって開度を調整し得る開閉弁として構成してなる請求項１記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項３】
分岐ラインＬA2上に設けた他の流量調整手段ＦANは、外部信号によって開度を調整し得る開閉弁と流量調整手段ＦA2とを介して第２の可変容量ポンプの圧油供給通路に接続し、前記流量調整手段ＦA2の開度は、この流量調整手段ＦA2と前記開閉弁との間の油路の圧力により開方向に調整すると共に、Ａ群の切換弁にのみ含まれる切換弁の中間室の選択された最高圧力により閉方向に調整するように構成してなる請求項１記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項４】
Ａ群の切換弁には少なくとも旋回用切換弁を備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブーム用切換弁を備えてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項５】
上部旋回体を有する機械は２個の走行モータにより走行駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には旋回用切換弁を備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブーム用切換弁と前記２個の走行駆動用切換弁を備えてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項６】
上部旋回体を有する機械は１個の走行モータにより走行駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には旋回用切換弁と走行駆動用切換弁とを備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブーム用切換弁を備えてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項７】
上部旋回体を有する機械は、少なくとも旋回モータと、１個の走行モータと、ブームシリンダと、アームシリンダと、バケットシリンダとから駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には少なくとも旋回用切換弁と走行駆動用切換弁とを備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダ用の切換弁を備えてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項８】
分岐ラインＬA2上に設けた開閉弁は、中立位置では開放位置に維持され、Ａ群の切換弁に含まれる切換弁の操作信号により閉方向に開度を調整するように構成してなる請求項２ないし７のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項９】
分岐ラインＬA2上に設けた開閉弁は、中立位置では開放位置に維持され、旋回用切換弁の操作信号により閉方向に開度を調整すると共に、ブーム用切換弁のブーム上げ操作信号により開方向に開度を調整するように構成してなる請求項２ないし７のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【請求項１０】
Ｂ群の切換弁を構成する最端の切換弁のボディ側面にカバー部材を取付け、このボディ側面とカバー部材との接合面には、圧油供給通路と、センタバイパス通路と、タンクラインと、圧力ＰB の通路とを導き、前記カバー部材の内部で圧油供給通路とセンタバイパス通路と接続する通路を設け、追加切換弁を前記ボディ側面とカバー部材との間に取付けるよう構成してなる請求項１〜９のいずれかに記載の上部旋回体を有する機械の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械等における上部旋回体を有する機械の油圧制御装置に係り、特に複数のアクチュエータを同時操作する場合の複合操作性を向上させた油圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルの複数のアクチュエータに対して油圧ポンプの吐出圧油を供給する圧油供給装置として、例えば油圧ポンプの吐出路に、複数の方向制御弁をパラレルに設けて、複数のアクチュエータに圧油を供給し、各方向制御弁を中立時にポンプポートを遮断するクローズドセンタ形とし、各方向制御弁の入口側に圧力補償弁を設け、各アクチュエータの負荷圧における最も高い負荷圧を圧力補償弁に作用させると共に、その最も高い負荷圧とポンプ圧との差圧が設定値となるように油圧ポンプの容量を制御して、複数のアクチュエータに負荷の大小によらず同時に油圧ポンプの吐出圧油を方向制御弁の開口面積に応じた流量配分で供給するようにしたクローズドセンタ形ロードセンシングシステムとしての圧油供給装置が知られている。
【０００３】
しかしながら、前記構成からなる圧油供給装置は、旋回用油圧モータにより上部車体を旋回する動作とブーム用シリンダ、バケット用シリンダにより、作業機を作動する動作を同時に行うと次のような問題がある。
【０００４】
すなわち、旋回用油圧モータに圧油を供給して、上部車体を定常旋回動作中に例えばブーム用シリンダに圧油を供給して作業機を作動すると、油圧ポンプの容量はそのブーム用シリンダの流量に見合うように瞬時に増大する。一方、旋回用の方向制御弁に設けた圧力補償弁は、ブーム用シリンダの負荷圧が旋回用油圧モータの負荷圧よりも高いので、ブーム用シリンダの負荷圧によって開口面積の小さい方向に作動して被補償位置となり、油圧ポンプの容量が増大しても旋回用油圧モータに供給される流量を一定にしようとするが、その圧力補償弁が前述した被補償位置となるまでに若干の時間遅れがあり、その間に旋回用油圧モータに流量が余分に流れ、旋回速度が一瞬増速する。このため、上部車体を円滑に旋回させることができず、オペレータの乗り心地を悪化させる難点がある。
【０００５】
このような難点を解消するため、旋回用油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプを別に設けて、旋回用回路と作業用回路とを独立させた圧油供給装置が提案されている。しかし、この場合、旋回起動時には旋回用油圧モータの負荷トルクが大きく、旋回用油圧ポンプのポンプ吐出圧はリリーフ弁のセット圧まで上昇し、その吐出流量の殆どがリリーフ弁からタンクに流出してしまうので、無駄となる。
【０００６】
そこで、前述した難点を解決する手段として、例えば図４に示す構成からなる圧油供給装置が提案されている（特開平１０−３７９０７号公報）。
【０００７】
すなわち、前記提案に係る圧油供給装置は、図４において、可変容量形の第１油圧ポンプ１と、複数のクローズトセンタ形式の方向制御弁３（ 3-1〜3-5 ）と、複数の圧力補償弁２１を備え、前記第１油圧ポンプ１の容量を最も高い負荷圧に見合う値に制御すると共に、各圧力補償弁２１に最も高い負荷圧を作用させて、第１油圧ポンプ１の吐出圧油を複数のアクチュエータに方向制御弁３の開口面積に応じた流量配分で供給する第１の油圧回路と、第２油圧ポンプ３０の吐出圧油をオープンセンタ形式の特定（旋回用）の方向制御弁３３で特定のアクチュエータ（旋回用油圧モータ４０）に供給する第２の油圧回路と、前記第２油圧ポンプ３０の吐出路３２を第１油圧ポンプ１の吐出路２に接続する連通路４１と、前記連通路４１に設けたチェック弁４２と切換弁４３とを備え、前記チェック弁４２を第１油圧ポンプ１の吐出路２から第２油圧ポンプ３０の吐出路３２に圧油が流れないものとし、前記切換弁４３を遮断位置と連通位置に切換え可能に構成したものである。なお、参照符号３１はパイロット用油圧ポンプを示すものである。
【０００８】
従って、このように構成される圧油供給装置によれば、第１油圧ポンプ１の吐出圧油を、複数のアクチュエータ（左走行油圧モータ４、バケットシリンダ５、右走行油圧モータ６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８）に対し方向制御弁３（ 3-1〜3-5 ）の開口面積に応じた流量配分で供給することができるので、１つの油圧ポンプで複数のアクチュエータを同時に作動させることができる。そして、第１油圧ポンプ１を備えた第１の油圧回路と第２油圧ポンプ３０を備えた第２の油圧回路が独立しているから、方向制御弁３と特定の方向制御弁３３を同時操作して前記アクチュエータと特定のアクチュエータ（旋回用油圧モータ４０）を同時に作動させる時に、特定のアクチュエータが増速することはない等の利点が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案に係る従来の圧油供給装置においては、改善されるべき種々の問題が残されている。
【００１０】
すなわち、前記従来技術においては、適用例を油圧ショベルとし、第１油圧ポンプ１としての可変容量ポンプには旋回を除くアクチュエータを操作するための方向制御弁３（ 3-1〜3-5 ）をパラレルに接続し、旋回用方向制御弁３３へは第２油圧ポンプ３０からの圧油を単独で供給すると共に、ブームおよび旋回を同時操作した場合には、第２油圧ポンプ３０の圧油供給ライン３２を逆止弁４２および切換弁４３を介して第１油圧ポンプ１の圧油供給ライン２に接続している。従って、このような構成によれば、前記同時操作の場合には、旋回用油圧モータ４０の駆動圧力は、ブーム駆動圧までしか上がらず、しかも旋回の余剰油はブームシリンダ７へ供給されるので、ブームシリンダ７が増速される。
【００１１】
しかし、前記従来技術においては、旋回単独または旋回とブームとが同時操作された場合のみ第２油圧ポンプ３０は活用されており、例えばアームシリンダ８、バケットシリンダ５等が操作された場合には、前記第２油圧ポンプ３０の吐出油は何等有効に活用されておらず、単にタンクラインへ排出されているに過ぎない。従って、省エネルギー上の問題がある。
【００１２】
また、旋回とアーム等を同時操作する場合を考慮すると、２個のポンプを駆動する原動機においては、当然ながら２個のポンプの和のエネルギーが必要となり、しかも旋回速度を従来のシステムと同等のレベルを維持する場合には、第２油圧ポンプの容量を小さくすることはできない。従って、第１油圧ポンプからのみ圧油の供給を受けるアーム単独操作の場合には、必要十分なアーム速度を得ることができない難点がある。
【００１３】
そこで、本発明者は、鋭意研究ならび検討を重ねた結果、少なくとも旋回モータとブームシリンダとを含む複数のアクチュエータで駆動する上部旋回体を有する機械からなり、前記各アクチュエータに対し第１の可変容量ポンプと第２の可変容量ポンプからの圧油を各アクチュエータが接続された各切換弁を介して供給し、各アクチュエータからの戻り油を前記切換弁を介してタンクラインに排出するよう構成し、これら複数の切換弁を、オープンセンタ形切換弁とすると共に、第１の可変容量ポンプからの圧油の供給を受けるＡ群の切換弁と、第２の可変容量ポンプからの圧油の供給を受けるＢ群の切換弁とに分け、各アクチュエータに対して前記第１および第２の可変容量ポンプのいずれか一方または両方から圧油を供給するよう構成した上部旋回体を有する機械の油圧制御装置において、第１の可変容量ポンプの供給ラインにＡ群の切換弁をパラレルに接続すると共に、第２の可変容量ポンプの供給ラインにＢ群の切換弁をパラレルに接続する構成とし、また各切換弁は、前記各可変容量ポンプの圧油供給通路からの圧油をアクチュエータへ供給するに際して、前記圧油供給通路から、切換スプールの移動により開度の調整される開口部、中間室を経て、シリンダポートへ供給するよう構成すると共に、前記中間室とシリンダポートとの間の油路上またはシリンダポートとタンクラインとの間の油路上に、この油路の開度を調整する流量調整手段を設けて、その開度を前記各切換弁の中間室の圧力により前記油路を開方向に調整するように構成し、また各切換弁には、中間室の圧力を検出する検出手段を設け、Ａ群の切換弁およびＢ群の切換弁においてそれぞれ検出された圧力の中の最高圧力ＰAおよびＰB を選択し、Ａ群およびＢ群の切換弁内の各流量調整手段に対してその開度を閉方向に調整するよう作用させると共に、前記圧力ＰA およびＰB の各通路を圧力ＰA からＰB へ圧油が流れるのを阻止する向きに逆止弁を設けて連通接続し、さらに第１の可変容量ポンプの圧力供給通路から分岐ラインＬA2を分岐し、この分岐ラインＬA2は、他の流量調整手段ＦANと逆止弁とを介して第２の可変容量ポンプの圧力供給通路に連通接続し、第１の可変容量ポンプの吐出流量をＡ群の切換弁に含まれる切換弁の操作信号およびＢ群の切換弁に含まれる一部または全部の切換弁の操作信号により調整し、第２の可変容量ポンプの吐出流量をＢ群の切換弁に含まれる切換弁の操作信号により調整するように構成することにより、複数のアクチュエータを同時操作する場合に、各アクチュエータの負荷圧が大きく異なっていても、第１および第２の可変容量ポンプの吐出油をきわめて有効に活用し、各アクチュエータの速度維持、各可変容量ポンプの吐出流量の有効活用を図ることができることを突き止めた。
【００１４】
従って、本発明の目的は、２基の可変容量ポンプを使用して建設機械等を駆動するに際し、旋回と他のアクチュエータとを同時操作した場合の複合操作性を向上させると共に、２基の可変容量ポンプの吐出油を有効に活用することができる上部旋回体を有する機械の油圧制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る上部旋回体を有する機械の油圧制御装置は、少なくとも旋回モータとブームシリンダとを含む複数のアクチュエータで駆動する上部旋回体を有する機械からなり、前記各アクチュエータに対し第１の可変容量ポンプと第２の可変容量ポンプからの圧油を各アクチュエータが接続された各切換弁を介して供給し、各アクチュエータからの戻り油を前記切換弁を介してタンクラインに排出するよう構成し、これら複数の切換弁を、オープンセンタ形切換弁とすると共に、第１の可変容量ポンプからの圧油の供給を受けるＡ群の切換弁と、第２の可変容量ポンプからの圧油の供給を受けるＢ群の切換弁とに分け、各アクチュエータに対して前記第１および第２の可変容量ポンプのいずれか一方または両方から圧油を供給するよう構成した上部旋回体を有する機械の油圧制御装置において、第１の可変容量ポンプの供給ラインにＡ群の切換弁をパラレルに接続すると共に、第２の可変容量ポンプの供給ラインにＢ群の切換弁をパラレルに接続し、各切換弁は、前記各可変容量ポンプの圧油供給通路からの圧油をアクチュエータへ供給するに際し、前記圧油供給通路から、切換スプールの移動により開度の調整される開口部、中間室を経て、シリンダポートへ供給するよう構成すると共に、前記中間室とシリンダポートとの間の油路上またはシリンダポートとタンクラインとの間の油路上に、この油路の開度を調整する流量調整手段を設けて、その開度を前記各切換弁の中間室の圧力により前記油路を開方向に調整し、各切換弁には、中間室の圧力を検出する検出手段を設け、Ａ群の切換弁およびＢ群の切換弁においてそれぞれ検出された圧力の中の最高圧力ＰA およびＰB を選択し、Ａ群およびＢ群の切換弁内の各流量調整手段に対してその開度を閉方向に調整するよう作用させると共に、前記圧力ＰA およびＰB の各通路を圧力ＰAからＰB へ圧油が流れるのを阻止する向きに逆止弁を設けて連通接続し、第１の可変容量ポンプの圧力供給通路から分岐ラインＬA2を分岐し、この分岐ラインＬA2は、他の流量調整手段ＦANと逆止弁とを介して第２の可変容量ポンプの圧力供給通路に連通接続し、Ａ群の切換弁に含まれる切換弁の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン上に設けられたＡ群最大パイロット圧力選択手段と、Ｂ群の切換弁に含まれる一部または全部の切換弁の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン上に設けられたＢ群最大パイロット圧力選択手段とを備え、第１の可変容量ポンプの吐出流量はＡ群最大パイロット圧力選択手段とＢ群最大パイロット圧力選択手段のいずれか圧力の高い方を選択してその最大パイロット圧力を第１の可変容量ポンプの吐出流量調整機構に伝達することにより制御され、第２の可変容量ポンプの吐出流量はＢ群最大パイロット圧力選択手段からのみ選択された最大パイロット圧力を第２の可変容量ポンプの吐出流量調整機構に伝達することにより制御するように構成することを特徴とする。
【００１６】
この場合、前記分岐ラインＬA2上に設けた他の流量調整手段ＦANは、外部信号によって開度を調整し得る開閉弁として構成することができる。
【００１７】
また、前記分岐ラインＬA2上に設けた他の流量調整手段ＦANは、外部信号によって開度を調整し得る開閉弁と流量調整手段ＦA2とから構成し、前記流量調整手段ＦA2の開度はこの流量調整手段ＦA2と前記開閉弁との間の油路の圧力により開方向に調整すると共に、Ａ群の切換弁にのみ含まれる切換弁の中間室の選択された最高圧力により閉方向に調整するように構成することができる。
【００１８】
さらに、Ａ群の切換弁には少なくとも旋回用切換弁を備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブーム用切換弁を備えた構成とすることができる。
【００１９】
一方、前記上部旋回体を有する機械は２個の走行モータにより走行駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には旋回用切換弁を備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブーム用切換弁と前記２個の走行駆動用切換弁を備えた構成とすることができる。
【００２０】
また、前記上部旋回体を有する機械は１個の走行モータにより走行駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には旋回用切換弁と走行駆動用切換弁とを備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブーム用切換弁を備えた構成とすることができる。
【００２１】
さらに、前記上部旋回体を有する機械は、少なくとも旋回モータと、２個の走行モータと、ブームシリンダと、アームシリンダと、バケットシリンダとから駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には旋回用切換弁を備えると共に、Ｂ群の切換弁には旋回以外の切換弁を備えた構成とすることができる。
【００２２】
そして、前記上部旋回体を有する機械は、少なくとも旋回モータと、１個の走行モータと、ブームシリンダと、アームシリンダと、バケットシリンダとから駆動される機械からなり、Ａ群の切換弁には少なくとも旋回用切換弁と走行駆動用切換弁とを備えると共に、Ｂ群の切換弁には少なくともブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダ用の切換弁を備えた構成とすることができる。
【００２３】
本発明において、前記分岐ラインＬA2上に設けた開閉弁は、中立位置では開放位置に維持され、Ａ群の切換弁に含まれる切換弁の操作信号により閉方向に開度を調整するように構成することができる。
【００２４】
また、前記分岐ラインＬA2上に設けた開閉弁は、中立位置では開放位置に維持され、旋回用切換弁の操作信号により閉方向に開度を調整すると共に、ブーム用切換弁のブーム上げ操作信号により開方向に開度を調整するように構成することができる。
【００２５】
さらに、前記Ｂ群の切換弁を構成する最端の切換弁のボディ側面にカバー部材を取付け、このボディ側面とカバー部材との接合面には、圧油供給通路と、センタバイパス通路と、タンクラインと、圧力ＰB の通路とを導き、前記カバー部材の内部で圧油供給通路とセンタバイパス通路と接続する通路を設け、追加切換弁を前記ボディ側面とカバー部材との間に取付けるよう構成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る上部旋回体を有する機械の油圧制御装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る油圧制御装置の一実施例を示す油圧回路図である。すなわち、図１において、参照符号Ｐ1 は第１の可変容量ポンプを示すと共に、Ｐ2は第２の可変容量ポンプをそれぞれ示す。これら第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出油は、それぞれ圧油供給通路１０１および２０１を介してＡ群の切換弁（旋回用切換弁ＳＷ）およびＢ群の切換弁（左走行用切換弁ＴＬ、右走行用切換弁ＴＲ、バケット用切換弁ＢＫＴ、ブーム用切換弁ＢＭ、アーム用切換弁ＡＲＭ）へそれぞれ供給されるように構成されている。
【００２８】
前記Ａ群の切換弁としての旋回用切換弁ＳＷに関連して、流量調整手段１０４が儲けられており、この流量調整手段１０４は、中間室１１２とシリンダポート１１５、１１６との間に設けられ、前記流量調整手段１０４の開度は、前記中間室１１２の圧力とばね１１３のばね力とにより開方向に調整され、通路１１７の圧力ＰA により閉方向に調整されている。
【００２９】
また、第１の可変容量ポンプＰ1 の圧油供給通路１０１からは、分岐ラインＬA2が分岐しており、この分岐ラインＬA2には、開閉弁１０２と流量調整手段ＦA2とによって構成される他の流量調整手段ＦANを設け、逆止弁１０８を介して第２の可変容量ポンプＰ2 の圧油供給ライン２０２が接続されている。前記開閉弁１０２の開度は、本実施例においては、旋回用切換弁ＳＷの操作信号により閉方向に調整し、前記Ｂ群の切換弁に含まれるブーム用切換弁ＢＭのブーム上げ操作信号により、開方向に調整ないし維持するように構成されている。なお、この開閉弁１０２は、フルストロークの位置においても所定の開度を維持するように構成されている。一方、前記流量調整手段ＦA2の開度は、旋回用切換弁ＳＷの中間室１１２の圧力により閉方向に調整され、この流量調整手段ＦA2の上流側圧力によって開方向に調整するように構成されている。
【００３０】
さらに、前記Ｂ群の切換弁において、各切換弁は第２の可変容量ポンプＰ2 の圧油供給ライン２０２にパラレルに接続配置されており、各切換弁はタンクライン２１８との間の油路中に流量調整手段（例えば左走行用切換弁ＴＬにおいては流量調整手段２１４）が、それぞれの切換弁に対応して設けられている。また、各切換弁の中間室の圧力（例えば左走行用切換弁ＴＬにおいては中間室２１２の圧力）が、それぞれ検出され、通路２１７にそれぞれ導かれている。
【００３１】
なお、図１における実施例においては、各中間室（２１２）の圧力は、各流量調整手段（２１４）に設けた逆止弁（２１３）により高圧選択され、この結果Ｂ群の切換弁に含まれる切換弁の中間室の圧力のうち最高圧力ＰB が通路２１７において検出される。
【００３２】
図１に示す実施例においては、Ａ群の切換弁およびＢ群の切換弁にそれぞれ含まれる各切換弁の中間室の圧力のうち、最高圧力が通路１１７、２１７で検出されているが、これらの通路は通路２１７から通路１１７への流れのみを許容する向きに設けた逆止弁２１１を介して接続されている。そして、各通路１１７、２１７は、各切換弁が中立位置にある場合に確実に低圧となるようにするため、絞り１１０、２１０を介してドレンラインＤr に連通接続するよう構成されている。
【００３３】
しかるに、図１における実施例においては、第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出流量制御方式は、共にポジティブ流量制御方式の場合を示している。従って、前記Ａ群の切換弁（旋回用切換弁ＳＷ）およびＢ群の切換弁にそれぞれ含まれる各切換弁（左走行用切換弁ＴＬ、右走行用切換弁ＴＲ、バケット用切換弁ＢＫＴ、ブーム用切換弁ＢＭ、アーム用切換弁ＡＲＭ）の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブ１００ＳＷおよび２００ＴＬ、２００ＴＲ、２００ＢＫＴ、２００ＢＭ、２００ＡＲＭをそれぞれ設け、前記各切換弁の切換スプールを操作するように構成したものである。
【００３４】
この場合、Ａ群の切換弁の前記切換弁操作用パイロットバルブ１００ＳＷによる操作信号とＢ群の切換弁に含まれる切換弁の一部または全部の前記切換弁操作用パイロットバルブによる操作信号とから、第１の可変容量ポンプＰ1 の吐出流量を制御するように構成される。すなわち、前記各切換弁を操作するパイロット圧力の中から最大パイロット圧力選択手段５００により圧力最大パイロット圧力を選択して、この選択された最大パイロット圧力を第１の可変容量ポンプＰ1 の吐出流量調整機構１０７に伝達することによって、前記第１の可変容量ポンプＰ1 の吐出流量をポジティブ流量制御するように構成される。この最大パイロット圧力選択手段５００は、前記切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン３０１にシャトル弁４００ＳＷ、４００ＡＲＭ、４００ＢＭ、４００ＢＫＴ、４００ＴＲ、４００ＢＭ、４００ＴＬ、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５を夫々設けて、最大パイロット圧力が選択されるよう構成される。
【００３５】
一方、Ｂ群の切換弁に含まれる切換弁の前記切換弁操作用パイロットバルブによる操作信号により、第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出流量を制御するように構成される。すなわち、前記各切換弁を操作するパイロット圧力の中から前記最大パイロット圧力選択手段５００により最大パイロット圧力を選択して、この選択された最大パイロット圧力を第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出流量調整機構２０８に伝達することによって、前記第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出流量をポジティブ流量制御するように構成される。
【００３６】
切換弁の構造（その１）
図２は、前述した油圧制御装置に適用し得る各切換弁の一実施例としての構造を示すものである。すなわち、図２において参照符号１３０はバルブボディを示し、このバルブボディ１３０は、可変容量ポンプＰからの圧油の供給を受ける共通の圧油供給通路１３２と、切換スプール１３４と、この切換スプール１３４の移動により圧油供給通路１３２からの圧油の供給を受ける中間室１３６と、シリンダポート１３８ａ、１３８ｂへの通路１４０、１４０と、逆止弁１４２と、前記切換スプール１３４の移動によりシリンダポート１３８ａまたは１３８ｂの圧油をタンクＴへ排出する補助ポート１４４、１４４およびタンクライン１４７をそれぞれ内蔵した構成からなる。
【００３７】
なお、前記切換スプール１３４には、この切換スプール１３４の移動に伴い圧油供給通路１３２を中間室１３６と接続するための切欠部１３３が設けられている。また、前記切換スプール１３４には、この切換スプール１３４の移動に伴いシリンダポート１３８ａまたは１３８ｂを通路１４０または補助ポート１４４に連通接続するための切欠部１４５、１４５′および１４６、１４６′が設けられている。
【００３８】
前記補助ポート１４４、１４４は、シリンダポート１３８ａ、１３８ｂとタンクライン１４７との間に設けられ、また補助ポート１４４、１４４とタンクライン１４７との間には、シリンダポート１３８ａ、１３８ｂからタンクライン１４７への通路の開度Ａを調整するための流量調整手段１４８が設けられている。
【００３９】
しかるに、前記流量調整手段１４８は、スプール１５０とばね１５２とを備え、前記スプール１５０は、バルブボディ１３０に形成されたスプール穴１５３、１５４、１５５にそれぞれ摺動自在かつ液密的に保持すると共に、その一端をカバー１５６により囲繞保持する。そして、スプール１５０に設けた内部通路１５８の一端は逆止弁１６０および通路１６１を介して前記カバー１５６内に形成した背室１６２に連通接続すると共に、その他端は前室１６４に開口する。この場合、前記逆止弁１６０は、背室１６２から前室１６４への圧油の流れを阻止するように組み込まれている。
【００４０】
一方、前記前室１６４は、前記中間室１３６と通路１６５を介して連通接続され、前記前室１６４内に前記ばね１５２を収納配置して、前記スプール１５０の他端を弾力的に保持している。
【００４１】
このようにして、前記流量調整手段１４８は、前記スプール１５０がばね１５１の弾力に抗して下方へ移動するに従い、スプール１５０の肩部１５０ａがスプール穴１５４に係合しつつ、その開度Ａは切欠部１５０ｂによって規制されて次第に小さくなるように構成される。
【００４２】
なお、本実施例の図２に示す構成図においては、切換スプールに対しセンタバイパス通路１６６を設けて、オープンセンタ型の油圧制御装置として構成したものであるが、クローズドセンタ型の油圧制御装置として構成することもできることは勿論である。
【００４３】
また、本実施例においては、図２に示す構成からなる切換弁を複数含むものであって、図２に示す切換弁の背室１６２は、図示していない他の切換弁の流量調整手段における各背室（例えば１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ）と連通路１６８を介して接続し、この連通路１６８を適宜絞り１７０を介してタンクＴへ連通接続する。
【００４４】
切換弁の構造（その２）
図３は、前述した油圧制御装置に適用し得る各切換弁の別の実施例としての構造を示すものである。すなわち、図３において参照符号２３０はバルブボディを示し、このバルブボディ２３０は、可変容量ポンプＰからの圧油の供給を受ける共通の圧油供給通路２３２と、切換スプール２３４と、この切換スプール２３４の移動により圧油供給通路２３２からの圧油の供給を受ける油室２３６と、シリンダポート２３８ａ、２３８ｂと、前記油室２３６からシリンダポート２３８ａまたは２３８ｂへの通路２４０、２４０の途中に設けられた流量調整手段２４２と、逆止弁２４４、２４４と、前記切換スプール２３４の移動によりシリンダポート２３８ａ、２３８ｂの圧油をタンクＴへ排出するタンクポート２４６とをそれぞれ内蔵した構成からなる。なお、本実施例の切換弁の構造においては、切換スプール２３４の一部に、可変容量ポンプＰからの圧油の供給を受ける圧油供給通路２３２に対して分岐される圧油を供給する、センタバイパス通路２８０が設けられている。
【００４５】
しかるに、前記流量調整手段２４２は、スプール２４８とばね２４９とを備え、その中立位置において、ばね２４９はスプール２４８に対して油室２３６からシリンダポート２３８ａ、２３８ｂへ連通する通路２３９を開放する側にこれを保持している。このスプール２４８は、カバー２５０により囲繞すると共に、その一端を前記カバー２５０に当接させて、スプール２４８をバルブボディ２３０に設けたスプール穴２５２内に摺動自在かつ液密的に保持する。
【００４６】
一方、バルブボディ２３０には、前記通路２３９に連通する通路２４０、２４０が設けられると共に、これら通路２４０、２４０の途中には逆止弁２４４、２４４が設けられ、そして前記通路２３９の油室２３６側には前室２５４が形成されている。また、前記スプール２４８の一端を保持するカバー２５０内には、背室２５６が形成され、この背室２５６に前記ばね２４９が収納配置されている。
【００４７】
さらに、前記通路２４０と背室２５６との間のスプール穴２５２の中間部には、中間室２５８が設けられ、この中間室２５８に対しては、スプール２４８が中立位置にある時、前記スプール２４８に設けられた通路２６０、２６１が開口するように構成配置されている。しかるに、前記スプール２４８は、前記通路２６０がスプール内通路２６２を介して背室２５６と連通接続されている。なお、前記通路２６１は、比較的小径とし、絞り効果を持たせてある。
【００４８】
そして、前記中間室２５８は、本実施例の図３に示す構成と同一の他の切換スプールの各中間室（例えば２５９ａ、２５９ｂ、２５９ｃ）と連通路２６４を介して接続し、この連通路２６４を適宜絞り２６６を介してタンクＴへ連通接続する。
【００４９】
次に、前述した実施例における上部旋回体を有する機械の油圧制御装置の動作につき説明する。
【００５０】
（１）各切換弁が中立位置にある場合
図１に示す実施例において、全ての切換弁が中立位置にある場合は、各切換弁の中間室は圧油供給通路から遮断されており、従って通路１１７、２１７は共に低圧に維持されている。そして、前記吐出油は、分岐ラインＬA2を経て第２の可変容量ポンプＰ2 の圧油供給ライン２０２へ導出され、さらにセンタバイパス通路２０３および出口通路２０４を経て、タンクライン１１８に至る。
【００５１】
従って、図１に示す実施例においては、第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 は、ネガティブ流量制御方式であるため、この制御方式の特性上、前記第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出流量は、最小値に維持されている。
【００５２】
（２）Ａ群の切換弁を操作した場合
図１に示す実施例においては、Ａ群の切換弁として旋回用切換弁ＳＷを示しているが、この切換弁を図示において上方に操作すると、センタバイパス通路２０３の出口通路２０４への排出油量は、切換弁の操作量に応じて減少し、そしてフルストローク位置ではセンタバイパス通路２０３が閉じられ、第１の可変容量ポンプＰ1 の吐出油は最大となり、この全量が図示していない旋回モータへ供給される。
【００５３】
この状態では、通路１１７の圧油は、逆止弁２１１によりＢ群の切換弁への流れを阻止されているので、通路２１７は低圧に維持されており、しかも圧油供給ライン２０２の圧力は、逆止弁２１５により第２の可変容量ポンプＰ2 には作用しないので、第２の可変容量ポンプＰ2 の吐出油は最少に維持される。
【００５４】
従って、Ａ群の切換弁に含まれる切換弁を操作した場合には、第１の可変容量ポンプＰ1 のみが作動状態となり、第２の可変容量ポンプＰ2 は低圧で最少の吐出状態を維持しているので、エネルギー損失を最少とすることができる。
【００５５】
（３）Ｂ群の切換弁を操作した場合
Ｂ群の切換弁を操作した場合は、操作した切換弁の中間室の圧力が、通路２１７で検出される。この検出された圧力は、信号ライン２１６を経て流量調整手段ＦB1に至ると同時に、逆止弁２１１を介して通路１１７へ導出される。
【００５６】
従って、切換弁をフル操作した場合には、センタバイパス通路は閉鎖されるので、各切換弁においては、それぞれ予め設定された開度に応じて、必要流量が第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 から平衡して供給される。
【００５７】
この結果、例えばブーム用切換弁ＢＭおよびアーム用切換弁ＡＲＭにおいては、フルストロークにおける開度を大きく設定しておけば、第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 の最大流量を全量活用することができるので、各アクチュエータとしてのシリンダの速度を速めることができる。一方、走行用切換弁ＴＬ、ＴＲにおいては、フルストローク状態での開度を、例えば第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 の最大流量の１／２ずつを利用するように設定すれば、走行用切換弁ＴＬまたはＴＲにおいては、共に可変容量ポンプ１個分相当の油量を各走行モータへ供給することができる。
【００５８】
また、Ｂ群の切換弁に含まれる複数のいずれかの切換弁を同時操作した場合でも、各切換弁に設けた流量調整手段の作用により、各切換弁に接続されたアクチュエータへは、第１の可変容量ポンプＰ1 および第２の可変容量ポンプＰ2 からの圧油を確実に流量配分して供給することができる。
【００５９】
（４）Ａ群およびＢ群の切換弁を同時操作した場合
図１に示す実施例において、Ａ群の切換弁としての旋回用切換弁ＳＷと、Ｂ群の切換弁としてのブーム用切換弁ＢＭとを、同時操作した場合（ブーム上げ操作）を仮定すると、旋回の起動時においては、旋回の慣性が大きいために、第１の可変容量ポンプＰ1 の圧油供給通路１０１の圧力は上昇するが、殆ど旋回モータへは圧油が流れない。しかし、ブームの圧力は、旋回に比較すれば低いので、ブーム用切換弁ＢＭの操作に対応して、ブームは素早く動く。
【００６０】
しかるに、本実施例においては、分岐ラインＬA2を経て開閉弁１０２、流量調整手段ＦA2および逆止弁１０８を介して、第２の可変容量ポンプＰ2 の圧油供給通路２０１に接続されているので、前記開閉弁１０２を旋回用切換弁の操作信号により操作するように構成した場合、前記開閉弁１０２は所定量に絞られているので、圧油が圧油供給通路１０１から分岐ラインＬA2を流過して、圧油供給ライン２０２ヘ流入するに際し、開閉弁１０２で圧力降下が発生して、この下流側の通路２１９の圧力が低下する。
【００６１】
一方、前記流量調整手段ＦA2の閉方向には、旋回用切換弁ＳＷの中間室１１２の圧力が検出されて作用しているが、この中間室の圧力は、旋回起動時には高圧となっているので、流量調整手段ＦANの開度は絞られ、通路２１９と旋回用切換弁ＳＷの中間室１１２の圧力とが、ほぼ等しくなるように調整される。この結果、旋回駆動するのに必要な圧力を、第１の可変容量ポンプＰ1 で維持すると共に、一部の余剰油を第２の可変容量ポンプＰ2 の圧油供給ライン２０２に供給し、ブーム用切換弁ＢＭに補給してアクチュエータとしてのブームシリンダを高速に動作させることができる。
【００６２】
さらに、開閉弁１０２の最終開度を調整することにより、前記ブームシリンダへの供給油量を調整することができるので、本発明を適用し得る機械の操作条件に応じて、旋回とブームとの圧油の流量配分率を調整することができ、機械の作業性ないし生産性を向上させることができる。
【００６３】
なお、前述した実施例の油圧制御装置において、Ｂ群の切換弁がブーム用切換弁ＢＭ以外の場合であっても、Ａ群の切換弁の圧力が高い場合には、前述した実施例と同じ効果を得ることができる。また、この場合、Ｂ群の切換弁のうち複数の切換弁が同時に操作されても、Ｂ群の切換弁に含まれる切換弁の間で、各切換弁に設けられた流量調整手段の作用により、第２の可変容量ポンプの吐出流量と第１の可変容量ポンプからの余剰油が、Ｂ群の切換弁内の各切換弁の操作量に応じて各アクチュエータへ配分される。
【００６４】
また、前記（３）項の場合において、第１の可変容量ポンプおよび第２の可変容量ポンプに対する吐出流量調整方法は、前記（２）項および（１）項の場合と同様である。
【００６５】
さらに、Ａ群の切換弁に接続されたアクチュエータの負荷圧が、Ｂ群の切換弁に接続されたアクチュエータの負荷圧より低い場合には、通路２１７の圧力は、逆止弁２１１を経てＡ群の切換弁の流量調整手段にも作用するので、Ａ群およびＢ群の切換弁を通して各切換弁間の流量配分が確実に行われる。
【００６６】
特に、本発明に係る上部旋回体を有する機械の油圧制御装置においては、追加切換弁が必要な場合には、センタバイパス通路を有する切換弁であるにも拘らず、きわめて容易に切換弁を追加することができ、多用途に対応することができる。しかも、本発明の油圧制御装置に適用する切換弁の構造として、図２および図３に示す構成とすることにより、圧油の最大流量を容易に調整することができ、機械にアクチュエータが追加された場合でも、各アクチュエータに応じた最適な速度並びに既設のアクチュエータとの間でも、確実な流量配分を行うことができる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
前述したように、本発明に係る上部旋回体を有する機械の油圧制御装置は、第１の可変容量ポンプの供給ラインにＡ群の切換弁をパラレルに接続すると共に、第２の可変容量ポンプの供給ラインにＢ群の切換弁をパラレルに接続し、各切換弁は、前記可変容量ポンプの圧油供給通路からの圧油をアクチュエータへ供給するに際し、前記圧油供給通路から、切換スプールの移動により開度の調整される開口部、中間室を経て、シリンダポートへ供給するよう構成すると共に、前記中間室とシリンダポートとの間の油路上またはシリンダポートとタンクラインとの間の油路上に、この油路の開度を調整する流量調整手段を設けて、その開度を前記各切換弁の中間室の圧力により前記油路を開方向に調整し、各切換弁には、中間室の圧力を検出する検出手段を設け、Ａ群の切換弁およびＢ群の切換弁においてそれぞれ検出された圧力の中の最高圧力ＰA およびＰB を選択し、Ａ群およびＢ群の切換弁内の各流量調整手段に対してその開度を閉方向に調整するよう作用させると共に、前記圧力ＰA およびＰB の各通路を圧力ＰA からＰB へ圧油が流れるのを阻止する向きに逆止弁を設けて連通接続し、第１の可変容量ポンプの圧油供給通路から分岐ラインＬA2を分岐し、この分岐ラインＬA2は、他の流量調整手段ＦANと逆止弁とを介して第２の可変容量ポンプの圧力供給通路に連通接続し、Ａ群の切換弁に含まれる切換弁の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン上に設けられたＡ群最大パイロット圧力選択手段と、Ｂ群の切換弁に含まれる一部または全部の切換弁の切換スプールをそれぞれ操作する切換弁操作用パイロットバルブへの操作油供給ライン上に設けられたＢ群最大パイロット圧力選択手段とを備え、第１の可変容量ポンプの吐出流量はＡ群最大パイロット圧力選択手段とＢ群最大パイロット圧力選択手段のいずれか圧力の高い方を選択してその最大パイロット圧力を第１の可変容量ポンプの吐出流量調整機構に伝達することにより制御され、第２の可変容量ポンプの吐出流量はＢ群最大パイロット圧力選択手段からのみ選択された最大パイロット圧力を第２の可変容量ポンプの吐出流量調整機構に伝達することにより制御する構成としたことにより、複数のアクチュエータを同時操作する場合において、各アクチュエータの負荷圧が大きく異なっていても、第１および第２の可変容量ポンプの吐出油をきわめて有効に活用し、各アクチュエータの速度維持、各可変容量ポンプの吐出流量の有効活用を図ることができる。
【００６９】
特に、本発明の油圧制御装置によれば、圧油の最大流量を容易に調整することができると共に、アクチュエータが追加された場合においても、各アクチュエータに応じた最適な速度並びに既設のアクチュエータとの間においても、隔日な圧油の流量配分を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る上部旋回体を有する機械の油圧制御装置の一実施例を示す油圧制御回路図である。
【図２】図１に示す油圧制御装置に適用する切換弁の構造の一実施例を示す要部断面概略構成図である。
【図３】図１に示す油圧制御装置に適用する切換弁の構造の別の実施例を示す要部断面概略構成図である。
【図４】従来の油圧制御装置の油圧制御回路図である。
【符号の説明】
１０１、２０１  圧油供給通路
１０２  開閉弁
１０８、１１１  逆止弁
１０４、２１４  流量調整手段
１０７、２０８  吐出流量調整機構
１１０、２１０  絞り
１１２、２１２  中間室
１１３  ばね
１１５、１１６  シリンダポート
１１７、２１６、２１７、２１９  通路
１１８、２１８  タンクライン
１２９  絞り
２１１、２１３、２１５  逆止弁
２０２  圧油供給ライン
２０３  センタバイパス通路
２０４  出口通路
１００ＳＷ  切換弁操作用パイロットバルブ
２００ＴＬ  切換弁操作用パイロットバルブ
２００ＴＲ  切換弁操作用パイロットバルブ
２００ＢＫＴ  切換弁操作用パイロットバルブ
２００ＢＭ  切換弁操作用パイロットバルブ
２００ＡＲＭ  切換弁操作用パイロットバルブ
Ｐ1  第１の可変容量ポンプ
Ｐ2  第２の可変容量ポンプ
ＬA2  分岐ライン
ＦAN、ＦA2  流量調整手段
ＰA 、ＰB  圧油の最高圧力
１３０  バルブボディ
１３２  圧油供給通路
１３３  切欠部
１３４  切換スプール
１３６  中間室
１３８ａ、１３８ｂ  シリンダポート
１４０  通路
１４２  逆止弁
１４４  補助ポート
１４５、１４６、１４５′、１４６′  切欠部
１４７  タンクライン
１４８  流量調整手段
１５０  スプール
１５０ａ  肩部
１５０ｂ  切欠部
１５１  凹部
１５２  ばね
１５３、１５４、１５５  スプール穴
１５４ａ  環状通路
１５６  カバー部
１５８  内部通路
１６０  逆止弁
１６１  通路
１６２  背室
１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ  他の背室
１６４  前室
１６５  通路
１６６  センタバイパス通路
１６８  連通路
１７０  絞り
２３０  バルブボディ
２３２  圧油供給通路
２３４  切換スプール
２３４ａ、２３４ｂ  切欠部
２３６  油室
２３８ａ、２３８ｂ  シリンダポート
２３９  通路
２４０  通路
２４２  流量調整手段
２４４  逆止弁
２４５  油室
２４６  タンクポート
２４８  スプール
２４９  ばね
２５０  カバー
２５２  スプール穴
２５４  前室
２５６  背室
２５８  中間室
２５９ａ、２５９ｂ、２５９ｃ  他の中間室
２６０、２６１  通路
２６２、２６３  スプール内通路
２６４  連通路
２６５  通路
２６６  絞り
２８０  センタバイパス通路
Ｐ  可変容量ポンプ
Ｔ  タンク
５００  最大パイロット圧力選択手段
３０１  操作油供給ライン
４００ＳＷ、４００ＡＲＭ、４００ＢＭ、４００ＢＫＴ、４００ＴＲ、４００ＢＭ、４００ＴＬ、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５ シャトル弁
【図１】
0003652511.tif 000002
【図２】
0003652511.tif 000003
【図３】
0003652511.tif 000004
【図４】
0003652511.tif 000005