(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出流量調整機構を有する可変容量ポンプと、
この可変容量ポンプによって駆動される複数のアクチュエータと、
タンクと、
前記可変容量ポンプのポンプラインならびに前記複数のアクチュエータのそれぞれのアクチュエータラインの間に設けられ前記可変容量ポンプの圧油をそれぞれのアクチュエータへ供給するとともにこのアクチュエータからの戻り油をタンクへ排出する複数の切換弁と、
前記各切換弁とそれぞれのアクチュエータラインの間にアクチュエータからの圧油の逆流を阻止する向きに設けた逆止弁と、
前記各切換弁内に設けたメータイン側可変開口部と、
前記可変容量ポンプのポンプラインとタンクの間に設けたバイパスラインと、
このバイパスライン上に設けた流量調整手段と、
この流量調整手段の下流であってかつタンクの上流であるバイパスライン上に設けた圧力発生手段と、
前記逆止弁の上流側のアクチュエータラインの圧力をそれぞれの単位信号圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位信号圧力の中の最高圧力を最高信号圧力として選択する手段と、
前記各切換弁を操作するためのそれぞれのパイロット弁と、
この各パイロット弁のそれぞれのパイロット圧力を単位パイロット圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位パイロット圧力の中の最高圧力を最高パイロット圧力として選択する手段と、
を備え、
前記流量調整手段の一端側には前記可変容量ポンプのポンプラインの圧力を前記流量調整手段が開き方向に制御されるように印可するとともに、
前記流量調整手段の他端側には前記最高信号圧力ならびに前記最高パイロット圧力を前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるように印可し、
前記圧力発生手段の上流側圧力を前記可変容量ポンプの吐出流量調整機構に印可し、
前記可変容量ポンプをネガティブ流量制御することを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】
前記流量調整手段はばねを備え、
このばねによる力は前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
【請求項３】
吐出流量調整機構を有する可変容量ポンプと、
この可変容量ポンプによって駆動される複数のアクチュエータと、
タンクと、
前記可変容量ポンプのポンプラインならびに前記複数のアクチュエータのそれぞれのアクチュエータラインの間に設けられ前記可変容量ポンプの圧油をそれぞれのアクチュエータへ供給するとともにこのアクチュエータからの戻り油をタンクへ排出する複数の切換弁と、
前記各切換弁とそれぞれのアクチュエータラインの間にアクチュエータからの圧油の逆流を阻止する向きに設けた逆止弁と、
前記各切換弁内に設けたメータイン側可変開口部と、
前記可変容量ポンプのポンプラインとタンクの間に設けたバイパスラインと、
このバイパスライン上に設けた流量調整手段と、
前記逆止弁の上流側のアクチュエータラインの圧力をそれぞれの単位信号圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位信号圧力の中の最高圧力を最高信号圧力として選択する手段と、
前記各切換弁を操作するためのそれぞれのパイロット弁と、
この各パイロット弁のそれぞれのパイロット圧力を単位パイロット圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位パイロット圧力の中の最高圧力を最高パイロット圧力として選択する手段と、
を備え、
前記流量調整手段の一端側には前記可変容量ポンプのポンプラインの圧力を前記流量調整手段が開き方向に制御されるように印可するとともに、
前記流量調整手段の他端側には前記最高信号圧力ならびに前記最高パイロット圧力を前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるように印可し、
前記最高パイロット圧力を前記可変容量ポンプの吐出流量調整機構に印可し、
前記可変容量ポンプをポジティブ流量制御することを特徴とする油圧制御装置。
【請求項４】
前記流量調整手段はばねを備え、
このばねによる力は前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるよう構成されることを特徴とする請求項３に記載の油圧制御装置。
【請求項５】
前記パイロット弁はその操作量に応じて電気信号を出力する操作弁であり、前記切換弁・流量調整手段および可変容量ポンプは前記電気信号を電気油圧変換手段により油圧力に変換して制御されることを特徴とする請求項３または４に記載の油圧制御装置
【請求項６】
前記電気油圧変換手段は電磁比例減圧弁であることを特徴とする請求項５に記載の油圧制御装置。
【請求項７】
前記電気油圧変換手段はサーボモータにより駆動される双方向回転ポンプであることを特徴とする請求項５に記載の油圧制御装置。
【請求項８】
前記電気油圧変換手段を前記切換弁・流量調整手段および可変容量ポンプのそれぞれへ分散して配設したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
【請求項９】
前記電気油圧変換手段を集中して配設したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械のように複数のアクチュエータを有する機械に最適な油圧制御装置に関し、特にアクチュエータの微操作性と母機の生産性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の一例には本願と同一出願人による特開平４−１９４０６号公報がある。
【０００３】
上記公報の第４図には、パイロット圧力により切換弁を操作し、可変容量ポンプからの吐出油を上記切換弁に接続されたアクチュエータへ供給する一方、このアクチュエータからの戻り油をタンクへ排出するとともに、切換弁のメータイン側可変開口部における差圧に応じてポンプ吐出流量を調整するよう流量調整手段４６を構成した油圧制御装置において、上記流量調整手段４６における設定差圧を外部信号Ｓにより調整する技術が示されている。
【０００４】
この例では、上記流量調整手段４６の差圧設定用バネ６６にピストン６８を接続し、このピストン６８に作用する外部信号Ｓによりバネ６６の荷重を可変としている。ここで外部信号Ｓは作動油温に関連づけられており、温度センサ７０で検出した作動油温を変換増幅器７２で変換増幅して比例制御弁７４に作用させることで、作動油温を比例制御弁７４の通過流量に変換して外部信号Ｓとして用いている。さらにこの例では、外部信号Ｓは、上記流量調整手段４６における差圧を常に一定に保持するように制御される（従って、切換弁の可変開口部における差圧は変化する）よう構成されている。
【０００５】
まず、上記従来技術において外部信号Ｓを作用させない場合を考察する。この場合作動油温が低下し作動油の粘度が上昇すると、切換弁１８−３内の絞り８０（可変開口部）における差圧、従って流量調整手段４６に作用する差圧が増加し、流量調整手段４６を通過する流量が増加するので可変容量ポンプ１２吐出流量が減少する。つまり上昇した粘度に対してポンプ吐出流量が減少することで、切換弁１８−３内の絞り８０における差圧および、流量調整手段４６に作用する差圧が作動油温低下前と同一に維持されるのである。従って切換弁の操作量が同じであるにもかかわらず作動油温の変化によってアクチュエータの速度が変化（この場合減少）してしまうことになり、操作の安定性の面からは好ましくない。
【０００６】
次に、外部信号Ｓを作用させた場合について考察する。この場合、作動油温低下に起因する作動油粘度低下によって流量調整手段４６に生じた差圧の増加分だけ外部信号Ｓが増加するように変換増幅器７２と比例制御弁７４の関係を構成しておけば、流量調整手段４６の開度は作動油温の低下前と同一となるのでポンプ吐出流量は変化せず、従って、切換弁の操作量が同じであれば、たとえ作動油温が低下したとしてもアクチュエータの速度が変化（この場合減少）してしまうことがなく、常に安定した動作が可能となる。そしてこの場合、作動油の粘度が上昇しているにもかかわらすポンプ吐出流量が一定に保たれているため、切換弁１８−３の絞り８０における差圧は増加している。
【０００７】
しかし、上記技術を建設機械、たとえば油圧ショベルへ適用した場合、操作性全体としては、従前に比して格段の向上が得られる一方、アクチュエータの微操作性と母機の生産性とを両立することに関しては、必ずしも十分ではなかった。すなわち、各切換弁を操作したときに生じる差圧により流量調整手段４６に作用する差圧は差圧調整手段によって自由に設定（調整）することができるが、差圧調整手段によって設定（調整）される差圧を変化させる（上記の例では、たとえばバネ６６の初期荷重を変化させる）ことは、流量調整手段４６の閉じ方向のバイアス量を変化させることとなり、これは結局、切換弁の同じ操作量に対してバネ６６が無い場合に対して「上乗せ」されるポンプ吐出流量を変化させることになる。具体的には、差圧調整手段によって設定される差圧が小さい場合には、流量調整手段４６の閉じ方向のバイアス量が小さくなるので、「上乗せ」されるポンプ吐出流量は比較的小さくなり、設定差圧が大きい場合には、流量調整手段４６の開き方向のバイアス量が大きくなるので、「上乗せ」されるポンプ吐出流量は比較的大きくなる。つまり、差圧調整手段によって設定される差圧によって、切換弁の同一操作量に対するポンプ吐出流量を調整できるのである。
【０００８】
従って設定差圧が小さい場合は、切換弁の操作量が小さいときにはポンプ吐出流量も少なく維持されるため微操作性は良いが、切換弁の操作量が大きくなった場合にも、差圧が大きく設定されている場合と比較してポンプ吐出流量が少ないのでアクチュエータ速度は遅くなり母機の生産性としては低くなる。逆に差圧が比較的大きく設定されている場合には、流量調整手段４６の閉じ方向のバイアス量が大きくなりポンプ吐出流量が多くなるのでアクチュエータ速度は速く、従って母機の生産性は良好となるが、切換弁の操作量が小さい場合にも、差圧が小さく設定されている場合と比較してアクチュエータの速度が速くなり微操作性は損なわれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数のアクチュエータを有する油圧ショベル等の建設機械に適用される油圧制御回路において、アクチュエータの微操作性と母機の高生産性を両立できる簡単な構成の油圧制御回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の油圧制御装置は
吐出流量調整機構を有する可変容量ポンプと、
この可変容量ポンプによって駆動される複数のアクチュエータと、
タンクと、
前記可変容量ポンプのポンプラインならびに前記複数のアクチュエータのそれぞれのアクチュエータラインの間に設けられ前記可変容量ポンプの圧油をそれぞれのアクチュエータへ供給するとともにこのアクチュエータからの戻り油をタンクへ排出する複数の切換弁と、
前記各切換弁とそれぞれのアクチュエータラインの間にアクチュエータからの圧油の逆流を阻止する向きに設けた逆止弁と、
前記各切換弁内に設けたメータイン側可変開口部と、
前記可変容量ポンプのポンプラインとタンクの間に設けたバイパスラインと、
このバイパスライン上に設けた流量調整手段と、
この流量調整手段の下流であってかつタンクの上流であるバイパスライン上に設けた圧力発生手段と、
前記逆止弁の上流側のアクチュエータラインの圧力をそれぞれの単位信号圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位信号圧力の中の最高圧力を最高信号圧力として選択する手段と、
前記各切換弁を操作するためのそれぞれのパイロット弁と、
この各パイロット弁のそれぞれのパイロット圧力を単位パイロット圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位パイロット圧力の中の最高圧力を最高パイロット圧力として選択する手段と、
を備え、
前記流量調整手段の一端側には前記可変容量ポンプのポンプラインの圧力を前記流量調整手段が開き方向に制御されるように印可するとともに、
前記流量調整手段の他端側には前記最高信号圧力ならびに前記最高パイロット圧力を前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるように印可し、
前記圧力発生手段の上流側圧力を前記可変容量ポンプの吐出流量調整機構に印可し、
前記可変容量ポンプをネガティブ流量制御することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の油圧制御装置は
吐出流量調整機構を有する可変容量ポンプと、
この可変容量ポンプによって駆動される複数のアクチュエータと、
タンクと、
前記可変容量ポンプのポンプラインならびに前記複数のアクチュエータのそれぞれのアクチュエータラインの間に設けられ前記可変容量ポンプの圧油をそれぞれのアクチュエータへ供給するとともにこのアクチュエータからの戻り油をタンクへ排出する複数の切換弁と、
前記各切換弁とそれぞれのアクチュエータラインの間にアクチュエータからの圧油の逆流を阻止する向きに設けた逆止弁と、
前記各切換弁内に設けたメータイン側可変開口部と、
前記可変容量ポンプのポンプラインとタンクの間に設けたバイパスラインと、
このバイパスライン上に設けた流量調整手段と、
前記逆止弁の上流側のアクチュエータラインの圧力をそれぞれの単位信号圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位信号圧力の中の最高圧力を最高信号圧力として選択する手段と、
前記各切換弁を操作するためのそれぞれのパイロット弁と、
この各パイロット弁のそれぞれのパイロット圧力を単位パイロット圧力として検出する手段と、
これら検出された各単位パイロット圧力の中の最高圧力を最高パイロット圧力として選択する手段と、
を備え、
前記流量調整手段の一端側には前記可変容量ポンプのポンプラインの圧力を前記流量調整手段が開き方向に制御されるように印可するとともに、
前記流量調整手段の他端側には前記最高信号圧力ならびに前記最高パイロット圧力を前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるように印可し、
前記最高パイロット圧力を前記可変容量ポンプの吐出流量調整機構に印可し、
前記可変容量ポンプをポジティブ流量制御するよう構成することができる。
【００１２】
さらに前記流量調整手段はばねを備え、
このばねによる力は前記流量調整手段が閉じ方向に制御されるよう構成することができる。
【００１３】
また前記パイロット弁はその操作量に応じて電気信号を出力する操作弁であり、前記切換弁・流量調整手段および可変容量ポンプは前記電気信号を電気油圧変換手段により油圧力に変換して制御されるよう構成することができる。
【００１４】
また前記電気油圧変換手段は電磁比例減圧弁とすることができる。
【００１５】
また前記電気油圧変換手段はサーボモータにより駆動される双方向回転ポンプとすることができる。
【００１６】
さらに前記電気油圧変換手段を前記切換弁・流量調整手段および可変容量ポンプのそれぞれへ分散して配設するよう構成することができる。
【００１７】
また前記電気油圧変換手段を集中して配設するよう構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態例を、図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１実施例を示す油圧回路図である。図中１は吐出流量調整機構２を有する可変容量ポンプであり、３は可変容量ポンプ１とともに駆動されるパイロットポンプである。可変容量ポンプ１から吐出された圧油はポンプライン６，７、各切換弁４，５、各逆止弁２２，２３、各通路２３，２５、各アクチュエータライン４１，４２を経て、各アクチュエータ４３，４４へ供給され、一方これら各アクチュエータ４３，４４からの戻り油は、上記アクチュエータライン４１，４２、各切換弁４，５、ついでタンクライン１８を経てタンク１７へ排出される。ここで逆止弁２２，２３は各アクチュエータ４３，４４からの圧油の逆流を阻止する向きに設けられている。またポンプライン７からはバイパスライン８が分岐され、このバイパスライン８上には流量調整手段１０および圧力発生手段１３が設けられており、圧力発生手段１３の下流はタンク１５へ接続されている。バイパスライン８からは通路９が分岐され流量調整手段１０の開き方向に接されている。
【００２０】
５４，５５はそれぞれ切換弁４，５操作用のパイロット弁であり、パイロットポンプ３とはそれぞれ通路５１，５２によって接続されている。パイロット弁５４と切換弁４とは信号ラインａ１，ｂ１により、パイロット弁５５と切換弁５とは信号ラインａ２，ｂ２により接続されている。さらに、シャトル弁２７，２８によりそれぞれパイロット弁５４，５５の単位パイロット圧力が検出され、これらの圧力の内の最高圧力がシャトル弁２９により選択されて、最高パイロット圧力として通路１６により流量調整手段１０の閉じ方向に作用している。
【００２１】
アクチュエータ４３，４４の負荷圧力は逆止弁２２，２３の上流側に設けた通路２０，２１により検出されてシャトル弁２６へ伝達され、これらの圧力の内の高い方の圧力がシャトル弁２６により選択されて最高信号圧力として通路１９を経て流量調整手段１０の閉じ方向に作用している。
【００２２】
流量調整手段１０とその下流に設けられた圧力発生手段１３とを接続する通路１４からは通路１１が分岐され、通路１１は吐出流量調整機構２へ接続されている。本実施例における可変容量ポンプ１の制御方式はネガティブ流量制御方式である。つまり、流量調整手段１０の開度が増加するとその通過流量が増加し、通路１４の圧力が上昇する。この圧力は通路１１を経て吐出流量調整機構２へ至り、可変容量ポンプ１の吐出流量を低減させる構成となっている。
【００２３】
ここで、流量調整手段１０に作用する力、つまり流量調整手段１０の開度を決定する力の関係について考察する。流量調整手段１０の開き方向には通路９の圧力が作用し、その閉じ方向には通路１９および通路１６の圧力が作用している。通路９にはポンプライン６，７、バイパスライン８を介して、可変容量ポンプ１の吐出圧力が作用している。通路１９には各アクチュエータ４３，４４の負荷圧力の内、高い方の圧力が最高信号圧力として作用している。通路１６には切換弁４，５を操作するパイロット弁５４，５５の操作圧力の内、高い方の圧力が最高パイロット圧力として作用している。
【００２４】
つまり流量調整手段１０の開度は、開き方向に作用するポンプライン吐出圧による力ＦＰと、閉じ方向に作用するアクチュエータの最高信号（負荷）圧力による力Ｆ１９と同じく閉じ方向に作用する切換弁４，５操作用の最高パイロット圧力による力Ｆ１６とが、
ＦＰ＝Ｆ１９＋Ｆ１６              式（１）
なる式で示される釣合い関係になるように自動的に調整されることになる。式（１）において左辺は流量調整手段１０の開度を開き方向に調整する力であり、右辺は閉じ方向に調整する力を示している。式（１）を変形すると
ＦＰ−Ｆ１９＝Ｆ１６              式（２）
となる。式（２）の左辺は、切換弁４または５の上流側（ポンプ側）と下流側（アクチュエータ側）との圧力降下つまり差圧を示している。ＦＰは常にＦ１９よりも大きいので式（２）の左辺は常に正（＋）の値となる。従って式（２）の左辺は式（１）の左辺と同じく流量調整手段１０の開度を開き方向に調整する力であり、右辺は閉じ方向に調整する力である。従って、流量調整手段１０の開度は、これを閉じようとする各切換弁の絞りにおける差圧と、これを開こうとする各切換弁の操作パイロット圧力とが釣合う開度となることを式（２）は示している。
【００２５】
さらに式（２）からは、Ｆ１６が増加するほど、すなわち切換弁の操作量が増大するほど差圧が増大することがわかる。従って、Ｆ１９すなわちアクチュエータの駆動に必要な圧力が一定であるなら、ＦＰの増加はＦ１６の増加に一致する。
【００２６】
次に、このように構成した図１に示す油圧制御回路について、その動作を説明する。以下は切換弁４についての説明であるが、切換弁５についても同様である。
【００２７】
まず、パイロット弁５４が全く操作されていない状態、つまり切換弁４が中立状態にある場合を考える。このとき、通路１６には圧力が発生していないのでＦＰは０（ゼロ）である。通路１９はタンク圧（≒０（ゼロ））であるため、Ｆ１９もほぼ０（ゼロ）である。従って式（１）の右辺、つまり流量調整手段１０の開度を閉じようとする力はほぼ０（ゼロ）となる。従って流量調整手段１０には可変容量ポンプ１の吐出圧力が通路９を介してその開き方向に作用するのみとなるので流量調整手段１０は全開となり、通路１４に発生した圧力により可変容量ポンプ１の吐出流量は減少方向となるため、流量調整手段１０に作用する開き方向の力ＦＰは減少するが、閉じ方向の力には変化がなくほぼ０（ゼロ）のままなので流量調整手段１０は全開を維持し結果として可変容量ポンプ１は最小吐出流量を維持することになる。
【００２８】
次に、パイロット弁５４がわずかに操作された状態を考える。このとき、通路１６にはある一定の圧力（操作量が小さいため比較的低い圧力）が発生するため、流量調整手段１０の開度は全開からわずかに減少する。切換弁４はパイロット弁５４の操作量に応じてやはりわずかに操作される。ポンプライン６と通路２０、アクチュエータライン４１は切換弁４が操作されたことにより連通するが、アクチュエータライン４１の圧力が、アクチュエータ４３を駆動するのに十分な圧力に達するまで油は流れないため、切換弁４の絞り３４において圧力降下は発生せず、従って絞り前後の差圧ＦＰ−Ｆ１９は「ゼロ」である。従って流量調整手段１０に作用する力はその閉じ方向に作用するＦ１６のみとなるので、流量調整手段１０は全閉となる。結果として可変容量ポンプ１の吐出流量は最大となり、この状態はアクチュエータライン４１の圧力がアクチュエータ４３を駆動できる圧力に達し実際にアクチュエータ４３が動作するまで、つまり油が実際に流れ出すまで維持される。
【００２９】
ついで、アクチュエータライン４１の圧力がアクチュエータ４３を駆動できる圧力に達した場合を考える。このとき、油が切換弁４内の絞り３４を通過して、アクチュエータライン４１内を流れ、アクチュエータ４３を駆動すると同時に、通路２０，シャトル弁２６、通路１９を介して流量調整手段１０の閉じ方向に作用する。この油が流れ出した瞬間には可変容量ポンプ１の吐出流量はほぼ最大である一方、切換弁４の操作量がわずかであるため絞り３４の開度は小さく、絞り３４の前後において発生する差圧はかなり大きくなる。従ってアクチュエータ４３が動作を開始した直後においては、流量調整手段１０の開度は全閉状態から、かなり大きな開度に変化する。
【００３０】
次に、油が流れ出した直後から定常的に油が流れ、アクチュエータが必要な圧力，速度で駆動されるまでの状況を上述した流量調整手段１０における式（２）に示す釣合いの関係において検討する。ここで、右辺のＦ１６は切換弁の操作量に応じて一義的に決まってしまうので、今は一定値と考えてよく、さらにかなり小さい値である。油が流れ出した直後は可変容量ポンプ１の吐出流量は最大流量に近く、かつ切換弁４の操作量が小さいために絞り３４の開度も小さいために、左辺の差圧が大きく、従って、式（２）の関係においては釣合い関係が成り立たない。このとき、流量調整手段１０の開度は大きな開度となっているのでその通過流量は多く通路１４にはかなり高い圧力が発生し吐出流量調整機構２は可変容量ポンプ１の吐出流量を大きく減少させるよう制御される。従って切換弁４の絞り３４において発生する左辺の差圧が減少し、結果として式（２）に示す釣合いの関係が成立する。
【００３１】
式（２）の左辺は切換弁の絞り（可変開口部）における差圧であるため、アクチュエータ４３を駆動するのに必要な圧力が一定であれば上記のような状況ではポンプ吐出流量が減少することで、差圧が一定となり式（２）が成り立つ。しかし、たとえばアクチュエータ４３を駆動するのに必要な圧力が減少したような場合には、可変容量ポンプ１の吐出流量は、差圧が一定になるようにさらに減少するし、一方この圧力が増加すれば、可変容量ポンプ１の吐出流量は、差圧が一定になるように増加する。つまり上述した油圧制御回路においてはアクチュエータの負荷圧力が変動するような場合にも常に式（２）に示す関係を保つように可変容量ポンプ１の吐出流量が調整される。
【００３２】
ここで式（２）を用いて流量調整手段１０の開度について再度考察する。切換弁４の操作量が小さいために式（２）の右辺Ｆ１６は小さい値となる。従って当然式（２）の左辺の値も小さい値（Ｆ１６と等しい）となる。この左辺の値は、流量調整手段１０の開度を閉じ方向に調整するよう作用する力であるので、その力が小さいということは流量調整手段１０の開度は、比較的大きい状態になるということである。つまり、切換弁４の操作量が少ない状態、つまり切換弁操作用パイロット弁５４の操作量が少ない状態では、流量調整手段１０の開度は大きくなり、通路１４へ流入する油量が多くなるので、圧力発生手段１３の上流には高い圧力が発生し、可変容量ポンプ１の吐出流量は比較的少なく維持される。
【００３３】
ついでこの状態から、さらに切換弁４の操作量を増大すべくパイロット弁５４の操作量を増大させると、通路１６の圧力が上昇するので流量調整手段１０の開度は閉じ方向に変化し、可変容量ポンプ１の吐出流量は増加する。しかし、パイロット弁５４の操作量を大きくした直後は、未だ切換弁４の絞り３４における差圧が切換弁の操作量の増大に追従して変化していないため式（２）における釣合い関係は成り立たない。そして式（２）における釣合い関係がこの状態で成り立つためには、左辺の差圧が右辺のＦ１６の増加分だけ大きくなることが必要となる。
【００３４】
そこで、差圧の増加分を達成するためのポンプ吐出流量の変化（増加）について考察する。切換弁４においては、その操作量が大きくなっているので、絞り３４の開度も切換弁４の操作量が小さかったときと比較して大きくなっている。すなわち同一のポンプ吐出流量に対して絞り３４において発生する差圧は、切換弁４の操作量が小さかったときよりも減少する。従って上で述べたような作用により左辺の差圧を増加させるためには、切換弁４の絞り３４の開度が大きくなったことによって生じた差圧の減少を相殺した上に、さらに差圧の増加分を生じさせるのに必要なだけ余分に吐出流量が増加する必要があることになる。すなわち切換弁４の操作量が大きくなると、流量調整手段１０の開度の減少と、切換弁４の絞り３４の開度の増大とが重畳されて可変容量ポンプ１の吐出流量は増大する。つまり、切換弁４の操作量が大きくなるにつれて、可変容量ポンプ１の吐出流量の増加率が大きくなるのである。
【００３５】
さらに、上記吐出流量の変化について補足説明をする。
一般に切換弁を通過してアクチュエータに供給される油量Ｑは、切換弁の開口部分が絞りとみなされるため、数１で表わされる
【数１】
0004767440.tif 000002
である。従来技術においては、切換弁の開口面積ａが変化しても、切換弁前後の差圧Δｐが常に一定になるようにポンプの吐出流量を制御していたため、結果として油量Ｑは切換弁の開口面積ａによってのみ制御されていた。そのため、切換弁の操作量に対する切換弁通過油量（つまりアクチュエータの操作速度）は図３における曲線Ｘのような特性となる。しかし本発明においては上述したように式（１）および（２）に示すように開口面積ａが変化（Ｆ１６の変化に相当）すると、Δｐ（＝ＦＰ−Ｆ１９）も同時に変化する（ａが減少するとΔｐも減少し、ａが増大するとΔｐも増大する）ので、本実施形態例における切換弁の操作量に対する切換弁通過油量特性は図３のＹのようになり、比較的操作量の少ない範囲では、アクチュエータへの供給流量が少なく微操作が可能であり、一方操作量が比較的大きな範囲では供給流量が増大しアクチュエータを高速で操作することができるのである。
【００３６】
つまり、従来技術においては、差圧調整手段を設け、この設定差圧を外部信号により調整するこという複雑な構成によりポンプ吐出量を調整していたにもかかわらずアクチュエータの微操作性と母機の生産性の両立という点においては不十分であったのに対し、本実施の形態例では、外部信号は必要とせず、流量調整手段１０の開度を切換弁の操作パイロット圧力と、切換弁前後の差圧とにより調整されるよう構成するだけという簡便な構成によって切換弁の操作量の変化に対するポンプ吐出量の変化が増幅され、微操作時のポンプ吐出量は少なく、操作量が増大するにつれてポンプ吐出量はさらに増大するようにでき、アクチュエータの微操作性と母機の生産性が両立できる。
【００３７】
以上述べたように、上記のような構成とすることで、切換弁４の操作量が比較的少ない範囲では操作性が良く、操作量が比較的大きな範囲では母機の生産性が良い油圧制御装置が実現できる。
【００３８】
しかも、アクチュエータへの供給油量は、切換弁の絞りを適宜調整すること、流量調整手段１０における釣合い力のバランスを適宜，たとえば図２に示すように流量調整手段１０の閉じ方向にバネ３２を設けるなどにより、調整することも可能であるため、操作性と母機の生産性とが両立した非常に効率的な油圧制御回路が簡単に構成できる。
【００３９】
ここで本発明の第２実施例について説明する。第２実施例は図２に示すように、流量調整手段１０において微弱なバネ３２を設け、流量調整手段１０の閉じ方向に作用させる構成とする以外は第１実施例とすべて同一であるため、同一部分については説明を省略する。この場合の流量調整手段１０における釣合い力の関係は、バネ３２により閉じ方向に作用する力をＦ３２とすると
ＦＰ＋Ｆ３２＝Ｆ１９＋Ｆ１６              （４）
これを変形して
ＦＰ−Ｆ１９＝Ｆ１６−Ｆ３２              （５）
従って、切換弁前後の差圧による力と、切換弁操作用パイロット圧力による力からばね力を引いた力との釣合いとなるので、式（２）の場合と比較すると、同じ切換弁操作量に対する切換弁前後の差圧による力が、式（２）の場合と比較すしてＦ３２の分だけ小さくなるため、可変容量ポンプ１の吐出流量は式（２）の場合より減少する。つまり、微操作時における可変容量ポンプ１の吐出流量を上述した実施例よりもさらに少なくすることができ、微操作性をさらに向上することができる。しかし、この場合においても、ばね３２の力Ｆ３２は微弱であるため、切換弁の操作量が大きい場合における可変容量ポンプ１の吐出流量は、上述した実施例と比較してもほぼ同等となるので、母機の生産性も同時に実現できる。
【００４０】
つぎに図４に本発明の第３実施例を示す。以下では図１に示す第１実施例と異なる構成のみ説明し、同一構成部分についての説明は割愛する。
【００４１】
図４に示す油圧制御回路において図１と異なるのは、圧力発生手段１３がないことと、可変容量ポンプ１の吐出流量調整機構２へ印可される圧力が通路１６から分岐した通路１２の圧力、従って最高パイロット圧力であることである。
【００４２】
このような構成として、最高パイロット圧力が高くなると可変容量ポンプ１の吐出流量が増えるように、つまりポジティブ流量制御にて可変容量ポンプ１の吐出流量を制御すれば、図１に示す第１実施例と同様な動作が実現できることは明らかである。つまり、図４に示す第３実施例は、ネガティブ流量制御にて実現される本発明の動作を、ポジティブ流量制御にて可能とするための油圧回路である。
【００４３】
さらに図５に本発明の第４実施例を示す。この実施例では、図４（第３実施例）におけるパイロット弁５４，５５を電気操作式パイロット弁６４，６５とし、この電気操作式パイロット弁６４，６５から出力される電気信号を電気制御装置５６を介して電気油圧変換器５７へ伝達し、電気油圧変換器５７から出力される圧油を通路１６を介して流量調整手段１０へ供給し、さらに通路３２を介して吐出流量調整機構２へ供給する以外は図４に示す第３実施例と同一の構成である。
【００４４】
この第４実施例の動作を説明する。電気操作式パイロット弁６４，６５からは、その操作量に対応した電気信号（パイロット電気信号）が出力され、電気制御装置５６へ入力される。電気制御装置５６からは、各パイロット電気信号とそれら内の最も高いものが選択されて最高パイロット電気信号として出力され、電気油圧変換器５７へと入力される。電気油圧変換器５７は入力された電気信号の大きさを油圧力に変換する。つまり各パイロット電気信号を各パイロット圧力として信号ラインａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２へ供給するとともに、最高パイロット電気信号を最高パイロット圧力として通路１６および通路３２へ供給する。このような構成とすることで図４の示す第３実施例と同じ動作を行うことができる。この場合、油圧制御回路の制御特性を調整するさいには、電気操作式パイロット弁６４，６５、電気制御装置５６、電気油圧変換器５７の電気的特性を変更（調整）すればよいので非常に簡便に調整することができる。さらに通路３２は通路１６から分岐するのでなく電気油圧変換器５７から通路１６への出力とは別に出力すことができる（図５はそのような構成となっている）ので、流量調整手段１０の制御特性と可変容量ポンプ１の制御特性をそれぞれ独立に最適なものに調整することも可能となるので、回路全体の制御特性の改善を図ることができる。
【００４５】
また電気油圧変換器５７としては電磁比例減圧弁を使用できるし、サーボモータにより駆動される双方向回転ポンプを使用してもよい。
【００４６】
さらに図５においては切換弁４，５、流量調整手段１０、可変容量ポンプ１の制御のための電気―油圧変換処理を１つの電気油圧変換器５７により行っているが、これを切換弁用、流量調整手段用、可変容量ポンプ用にそれぞれ分散して設けてもよい。
【００４７】
以上のように、本発明では上記のような非常に簡便な構成により、アクチュエータの微操作性と母機の生産性を同時に向上することができる。
【００４８】
【発明の効果】
可変容量ポンプの吐出流量を調整するための差圧調整手段を備え、この差圧調整手段の差圧を、切換弁を操作するパイロット圧力に応じて変化させ、上記切換弁の操作量が増加するに従い上記差圧を増加させるよう構成するという非常に簡便な構成により、アクチュエータの微操作性を母機の生産性を同時に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す油圧回路図である。
【図２】本発明における流量調整手段の、別の一例を示す油圧回路図である。
【図３】本発明における切換弁操作量と切換弁通過流量と関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の別の一例を示す油圧回路図である。
【図５】本発明の実施形態のさらに別の一例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１  可変容量ポンプ
２  吐出流量調整機構
３  パイロットポンプ
４，５  切換弁
６，７  ポンプライン
８  バイパスライン
９，１１，１２，１４，１６，１９，２０，２１，２４，２５，３２，５１，５２  通路
１０  流量調整手段
１３  圧力発生手段
１５，１７  タンク
１８  タンクライン
２２，２３  逆止弁
２６，２７，２８，２９  シャトル弁
３４，３５  絞り
４１，４２  アクチュエータライン
４３，４４  アクチュエータ
５４，５５  切換弁操作用パイロット弁
５６  電気制御装置
５７  電気油圧変換器
６４，６５  電気操作式パイロット弁
ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２  信号ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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