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    公开号:WO1990011413A1
    申请号:PCT/JP1990/000375
    申请日:1990-03-20
    公开日:1990-10-04
    发明作者:Hideaki Tanaka；Toichi Hirata；Genroku Sugiyama；Masakazu Haga；Yusuke Kajita
    申请人:Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.；
    IPC主号:E02F9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 .土木 · 建設機械の油圧駆動装置 技術分野
    [0002] 本発明は油圧シ ョベル等の土木 · 建設機械の油圧駆 動装置に係わり、 特に、 油圧ポンプの圧油を複数の圧 力捕償弁および流量'制御弁を介して対応するアーム シ リ ンダおよびブームシ リ ンダを含む複数のァク チユエ —夕のそれぞれに分流して供給し、 これらの複合駆動 を行なわせて所望の複合操作を行なわせる土木 · 建設 機械の油圧駆動装置に関する。 ― 背景技術
    [0003] アームシ リ ンダおよびブームシ リ ンダを含む複数の ァクチユエ一夕の複合駆動を行なわせて所望の複合操 作を行なわせる土木 · 建設機械の一例と して油圧シ ョ ベルがある。 油圧シ ョベルは、 油圧シ ョベルを移動さ せるための下部走行体、 こ の下部走行体上に旋回可能 に載置された上部旋回体、 およびブーム、 アーム、 バ ケ ッ ト よ り成る フ ロ ン ト機構で構成されている。 上部 旋回体には、 運転室、 原動機、 油圧ポ ンプ等の種々 の 設備が装架され、 かつフ ロ ン ト機構が取付け られてい る と ころで、 この種の土木 · 建設機械に用い られる油 圧駆動装置には、 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 も一定値だけ高く なる よ う にポンプ吐出流量を制御し、 ァク チユエ一夕の駆 動に必要な流量を油圧ポンプから吐出させる ロ ー ドセ ンシングシステムと称される システムがある。 この口 ー ドセ ン シ ングシステムは、 典型的には、 例えば特開 昭 6 0 - 1 1 7 0 6号公報に記載のよ う に、 油圧ボン プの吐出圧力と検出管路で抽出された複数のァクチュ エ ー夕の最高負荷圧力とに応答して作動し、 圧油の供 給および排出を制御する切換弁と、 こ の切換弁によ り 制御された圧油によ り駆動を制御され、 油圧ポ ンプの 押しのけ容積を変化させる作動シ リ ンダとを有するポ ンプレギユ レ一夕を備えている。 切換弁にはポ ンプ吐 出圧力と最高負荷圧力との差圧に対向する方向に切換 弁を付勢するばねが設けられている。 このポ ンプレギ ユ レ一夕において、 最高負荷圧力が上昇する と切換弁 が作動して作動シ リ ンダを駆動し、 油圧ポンプの押 し のけ容積を増加させる こ とによ ってポ ンプ吐出流量を 増加させ、 ポンプ吐出圧力を増加させる。 これによ り ポンプ吐出圧力は最高負荷圧力よ り もばねによ って定 ま る規定値だけ高く なるよ う制御される。
    [0004] また、 ロー ドセ ン シ ングシステムでは、 各流量制御 弁の上流側に圧力補償弁を配置するのが一般的であ り、 これによ り流量制御弁の前後差圧が圧力補償弁のばね によ って定ま る規定値に保持される。 このよ う に圧力 捕償弁を配置して、 流量制御弁の前後差圧を規定値に 保持する こ とによ り、 複数のァク チユエ一夕を同時に 駆動したと きには、 その全てのァク チユエ一夕に係わ る流量制御弁の前後差圧が規定値に保持され、 このた め負荷圧力の変動に係わらず全ての流量制御弁での流 量制御が正確に行え、 所望の駆動速度で安定したァク チユエ一夕の複合駆動を実施する こ とができ る。
    [0005] また、 特開昭 6 0 - 1 1 7 0 6号公報に記載のロ ー ドセ ンシ ングシステムにおいては、 圧力補償弁のばね の代わり に、 ポンプ吐出圧力と最大負荷圧力とを対向 して負荷する手段を設け、 両者の差圧によ り上記規定 値を設定するよ う に している。 上述したよ う に、 ボン プ吐出圧力と最大負荷圧力とはポ ンプレギユ レ一夕に おける切換弁のばねによって定ま る規定値に保持され ている。 したがって、 ポンプ吐出圧力と最大負荷圧力 との差圧によって流量制御弁の前後差圧の目標値と し ての規定値を設定する こ とができ、 上述と同様に安定 したァクチユエ一夕の複合駆動が可能となる。
    [0006] また、 ばねに代えて当該差圧を用いた場合は、 油圧 ポンプが飽和し、 要求流量に対して吐出流量が不足し -たと きには、 ポ ンプ吐出圧力と最大負荷圧力との差圧 が低下し、 この低下した同じ差圧が全ての圧力補償弁 に負荷されるので、 全ての流量制御弁の前後差圧が一 律に通常時の規定値よ り も小さな値に保持される。 そ の結果、 ポンプ吐出流量の不足時において、 低負荷側 のァクチユエ一夕に優先的に多 く の流量が供給される こ とが回避され、 要求流量の比率に応じた比 でボン プ吐出流量が分流される。 即ち、 圧力捕償弁は油圧ポ ンプの飽和時においても分流捕償機能を発揮する。 こ の分流補償機能によ り、 油圧ポ ンプの飽和時において も複数のァクチユエ一夕の駆動速度比が適切に制御さ れ、 安定したァクチユエ一夕の複合駆動が可能となる。
    [0007] なお、 このよ う に油圧ポ ンプの飽和時においても分 流捕償機能を発揮させるよ う に設置された圧力捕償弁 を、 本明細書中では便宜上 「分流捕償弁」 と呼ぶこ と に^ る o
    [0008] しかしながら、 上述した従来の油圧駆動装置には以 下のよ うな問題点がある。
    [0009] 油圧シ ョベルによ り行う作業には、 土砂等を掘削す る通常作業の他、 アームを手前に回動させる動作、 即 ち、 アームク ラ ウ ド動作を含む特定の作業、 例えば、 アームク ラ ウ ドとブーム上げとを組み合わせ、 バケ ツ トの先端を手前方向に水平に引いて地面を平坦にな ら す水平引き作業がある。 この水平引き作業は、 最初ァ ームク ラ ウ ドによ りバケ ツ トの先端を地面に近付け、 バゲ ッ ト先端が地面に接触した後、 バゲ ッ ト先端が地 面と平行な軌跡を描く よ う にアームク ラ ウ ドを行いな がらブームを上方に回動させる とい う手順で行われる。
    [0010] と ころで、 油圧シ ョベルの油圧駆動装置において油 圧ポンプは高価な機器の 1 つであ り、 製造コス トの観 点からは油圧ポンプの容量は小さい方が望ま し く 、 こ の理由から、 油圧ポ ンプの容量は最大吐出流量がァー ム用操作レバーをフルス ト ローク に操作したと きの流 量制御弁の要求流量よ り も小さ く なるよ う に設定する こ とが好ま しい。 このよ う に油圧ポ ンプの容量を設定 して、 上述した手順で水平引き作業を行っ た場合、 以 下のよ う な問題点を生じる。
    [0011] 即ち、 最初にアームの作動速度を速く する こ とを意 図してアーム用操作レバーをフルス ト ローク に操作す る と油圧ポ ンプは最大吐出流量に達し、 その全流量が アームシ リ ンダに供給され、 油圧ポンプは飽和状態に なる。 このよ う な状態から、 ブーム上げのためブーム 用の操作レバーを操作してブーム用の流量制御弁を操 作する と、 特開昭 6 0 - 1 1 7 0 6号公報に記載の油 圧駆動装置では上述した圧力捕償弁の分流捕償機能に より操作レバーの操作量 （要求流量） の比率に応じた 比率でポ ンプ吐出流量が分流され、 ブ一ムシ リ ンダの 駆動が可能となる。 しかしながら、 このと き同時にァ 一ムシ リ ンダに供給される流量は減少するので、 ァ一 ムシ リ ンダの作動速度が遅く な り、 結局このよ う なァ 一ムシ リ ンダの作動速度の変化と併せてブームシ リ ン ダを作動させなければな らないこ とから、 慎重で困難 な操作を要し、 操作性が悪く なる。
    [0012] また、 このよ うなアームシ リ ンダの作動速度の変化 による影響を除く ために、 予めブームシ リ ンダに流入 する流量を考慮し、 アーム用操作レバーの操作量をフ ルス ト ローク以下の小さい操作量で操作する こ とが考 えられるが、 このよ う にする と、 操作レバーのス ト 口 一ク範囲が狭いこ とから微妙な操作が行い難く なり、 上述とは別の観点で操作性が悪く なる。
    [0013] さ らに、 上述のいずれの場合の操作性が悪く なる こ とから、 水平引き作業の精度にばらつきを生じ易く 、 またこのよ うな精度のばらつきを防止しょ う とする と 作業に時間がかかり、 作業能率の向上を見込み難い。
    [0014] なお、 上記ではアームク ラウ ド動作と ブーム上げの 複合操作による水平引き作業について述べたが、 この 水平引き作業に際してバケツ トを併せて回動させる こ と もあり、 このよ う にバゲ ッ ト も作動させる場合には アーム用、 ブーム用、 バケ ツ ト用の合せて 3つの操作 レバーを操作しなければな らないこ とから、 さ らに操 作が困難とな り、 一層の水平引き作業の精度のばらつ きを生じ、 作業能率の低下を招き易い。
    [0015] 以上は、 アームク ラ ウ ド動作を含む特定の作業の例 と して水平引き作業に言及した場合であるが、 斜面を 形成する法面作業等、 他のアームク ラ ウ ド動作を含む 特定の作業においても同様の問題がある。
    [0016] 本発明の目的は、 アームク ラ ウ ド動作を含む特定の 作業を実施する に際して、 アームシ リ ンダの作動速度 の変化を生じる こ とな く 複数のァク チユエ一夕の複合 駆動を実施でき、 しかもアーム用操作レバーの操作領 域を十分に大き く する こ とのでき る土木 ， 建設機械の 油圧駆動装置を提供する こ とにある。 発明の開示
    [0017] 上記目的を達成するため、 本発明によれば、 油圧ポ ンプと、 前記油圧ポ ンプから供給される圧油によって 駆動されるアームシ リ ンダおよびブーム シ リ ンダを含 む複数のァクチユエ一夕 と、 これらのァクチユエ一夕 に供給される圧油の流れをそれぞれ制御するアーム用 方向制御弁およびブーム用方向制御弁を含む複数の流 量制御弁と、 これら流量制御弁の前後差圧をそれぞれ 制御する複数の分流捕償弁とを備え、 前記分流捕償弁 は、 各々、 対応する流量制御弁の前後差圧の目標値を 設定する駆動手段を有する土木 · 建設機械の油圧駆動 装置において、 前記アームシ リ ンダの駆動によるァー ムク ラ ウ ド動作を検出する第 1 の手段と、 前記アーム ク ラ ウ ド動作が検出されたと き に、 少な く と も前記ァ 一ム シ リ ンダに係わる流量制御弁の前後差圧の目標値 が減少するよ う対応する分流補償弁の駆動手段を制御 する第 2 の手段とを有する構成と したものである。
    [0018] 本発明は以上のよ う に構成してある こ とから、 ァー ムク ラ ウ ド動作を要する特定の作業が実施される と き は、 第 1 の手段がその こ とを検出 し、 第 2 の手段は少 な く と もアームシ リ ンダに係わる流量制御弁の前後差 圧の目標値が減少するよ う対応する分流捕償弁の駆動 手段を制御する。 これによ り、 アームシ リ ンダに供給 される流量が通常作業時に比べて小さな流量に調整さ れ、 アーム シ リ ンダの速度変化を生じる こ とのない複 合駆動が可能となる。 また、 アーム用流量制御弁を通 過する流量の レバース ト ローク に対する割合が通常作 '業時に比べて小さ く な り、 したがって流量を変化させ る こ とのできる レバーの操作領域を十分に大き く する こ とができる。
    [0019] 好ま し く は、 前記第 2 の手段は、 前記アームク ラ ウ ド動作が検出されたと き に、 前記ァ一ム シ リ ンダに係 わる流量制御弁の前後差圧の目標値と前記ブームシ リ ンダに係わる流量制御弁の前後差圧の目標値とを共に 減少するよ う にそれぞれの分流捕償弁の駆動手段を制 御" 5-る o
    [0020] また好ま し く は、 前記第 2 の手段は、 通常作業とァ —ムク ラ ウ ド動作を含む特定の作業のいずれを実施す るかに応じて操作され、 対応する選択信号を出力する 手段を含み、 前記選択信号がアームク ラ ウ ド動作を含 む特定の作業に対応する信号である と きに、 前記分流 捕償弁の駆動手段の制御を実行する。
    [0021] さ らに好ま し く は、 前記第 2 の手段は、 前記油圧ポ ンプの吐出圧力と前記複数のァク チユエ一夕の最大負 荷圧力との差圧を検出する手段と、 アームク ラ ウ ド動 作を含む特定の作業に対応して予め設定された前記差 圧と第 1 の制御力との第 1 の関数関係および通常作業 に対応して予め設定された前記差圧と第 2 の制御力と の第 2の関数関係を記憶した手段とを含み、 前記ァー ムク ラウ ド動作が検出されないと きは、 前記検出され た差圧と第 2の関数関係とからその差圧に応じた前記 第 2の制御力を求め、 この第 2 の制御力が発生するよ う前記分流捕償弁の駆動手段を制御し、 前記アームク ラウ ド動作が検出される と、 前記検出された差圧と第 1 の関数関係とからその差圧に応じた前記第 1 の制御 力を求め、 この第 1 の制御力が発生するよ う前記分流 捕償弁の駆動手段を制御する。
    [0022] また好ま し く は、 前記第 2 の手段は、 前記分流捕償 弁の駆動手段によ り発生すべき制御力を演算し、 対応 する制御力信号を出力する コ ン ト ローラ と、 前記制御 力信号に基づきその演算された制御力に応じた制御圧 力を発生する制御圧力発生手段とを含む。
    [0023] また好ま し く は、 前記制御力発生手段は、 パイ ロ ッ ト油圧源と、 この油圧源に基づき前記制御圧力を発生 する電磁比例弁とを含む。
    [0024] また好ま し く は、 前記アームシ リ ンダに係わる流量 制御弁はパイ ロ ッ ト圧力によ り駆動されるパイ ロ ッ ト 操作式の弁であ り、 前記第 1 の手段は、 前記アームシ リ ンダを伸長方向に駆動する前記パイ ロ ッ ト圧力を検 出する手段である。
    [0025] また好ま し く は、 前記分流捕償弁の駆動手段は、 制 御力を発生して該分流捕償弁を開弁方向に駆動する単 一の駆動部を含み、 前記第 2 の手段は、 前記アームク ラウ ド動作が検出されたと きに前記駆動部で発生する 制御力を通常よ り も小さ く す _る。
    [0026] 前記分流捕償弁の駆動手段は、 該分流補償弁を開弁 方向に駆動するばねと、 制御力を発生してその分流捕 償弁を閉弁方向に駆動する駆動部を含む構成であって もよ く 、 この場合は、 前記第 2の手段は、 前記アーム ク ラ ウ ド動作が検出されたと きに前記駆動部で発生す る制御力を通常よ り も大き く する。 図面の簡単な説明
    [0027] 第 1 図は本発明の油圧駆動装置が装備される油圧シ ョベルの側面図である。 .
    [0028] 第 2図はその油圧シ ョベルで行われる水平引き作業 を示す側面図である。 第 3図は本発明の一実施例による油圧駆動装置の概 略図である。
    [0029] 第 4図はその油圧駆動装置のポ ンプレギュ レー夕の 詳細を示す図である。
    [0030] 第 5図、 第 6図および第 7図は、 第 3図に示す油圧 駆動装置のコ ン ト ローラの記憶部に記憶される制御力 と ロ ー ドセ ンシング差圧との関数関係を示す図である , 第 8図は第 3図に示す油圧駆動装置のコ ン ト ローラ における処理手順を示すフ ロ ーチヤ 一 トである。
    [0031] 第 9図は第 3図に示す油圧駆動装置に備えられる分 流補償弁の駆動部に作用する力の釣り 合いを示す図で ある 0
    [0032] 第 1 0 図は第 3図に示す油圧駆動装置で得られる特 性を示す図である。
    [0033] 第 1 1 図は本発明の他の実施例による油圧駆動装置 に該略図である。
    [0034] 第 1 2図、 第 1 3図および第 1 4図は、 第 1 1 図に 示す油圧駆動装置のコ ン ト ロ ーラの記憶部に記憶され る制御力と ロー ドセ ン シ ング差圧との関数関係を示す 図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の好適実施例を作業機械と して油圧シ ョベルを例にと り、 第 1 図〜第 1 0 図によ り説明する 構成
    [0035] 油圧シ ョ ベルは第 1 図に示すよ う に、 フ ロ ン トを構 成するブーム 1 、 アーム 2、 ノ ケ ッ ト 3、 及びブーム 1 を回動させるブーム シ リ ンダ 4、 アーム 2 を回動さ せるアームシ リ ンダ 5、 バケ ツ ト 3 を回動させるバゲ ッ ト シ リ ンダ 6を備えており、 土砂等を掘削する通常 作業の他、 第 2図に示すよ う に矢印 7方向にアーム 2 を回動させ、 矢印 8方向にブーム 1 を回転させ、 バゲ ッ ト 3の先端を矢印 9で示すよ う に手前方向に水平に 引いて地面を平坦にな らす水平引き作業などを行う。 矢印 7方向にアーム 2を回動させる動作はアームク ラ ゥ ド動作と呼ばれている。 - 上記油圧シ ョベルには本実施例の油圧駆動装置が装 備されている。 この油圧駆動装置は、 原動機 1 0 と、 この原動機 1 0 によ って駆動される可変容量型の油圧 ポンプ、 即ち、 主ポ ンプ 1 1 とを備える と共に、 主ポ ンプ 1 1 から上記ブームシ リ ンダ 4 に供給される圧油 の流れを制御する流量制御弁、 即ち、 ブーム用方向制 御弁 1 2 と、 このブーム用方向制御弁 1 2 の前後差圧 P z 2 一 P Uを制御する圧力捕償弁、 即ち、 分流捕償 弁 1 3 と、 主ポ ンプ 1 1 からァ一ムシ リ ンダ 5 に供給 される圧油の流れを制御する流量制御弁、 即ち、 ァー ム用方向制御弁 1 4 と、 このアーム用方向制御弁 1 4 の前後差圧 P z l — P L 1を制御する圧力捕償弁、 即ち、 分流補償弁 1 5 と、 主ポ ンプ 1 1からバケ ツ ト シ リ ン ダ 6 に供給される圧油の流れを制御する流量制御弁、 即ち、 バケ ツ ト用方向制御弁 1 6 と、 このバケ ツ ト用 方向制御弁 1 6の前後差圧 P z 3 — P Uを制御する圧 力捕償弁、 即ち、 分流捕償弁 1 7 とを備えている。
    [0036] 流量制御弁 1 2 はパイ ロ ッ ト管路 1 2 pi, 1 2 p2に 接続された駆動部 1 2 x, 1 2 yを有し、 パイ ロ ッ ト 管路 1 2 pl, 1 2 p2はブーム用の操作レバー 1 2 aを 有する操作装置 1 2 bに接続されている。 操作装置 1 2 bは、 操作レバー 1 2 aが操作される とその操作量 に応じたパイ ロ ッ ト圧力をその操作方向に応じてパイ ロ ッ ト管路 1 2 plと 1 2 p2のいずれか一方に出力する。 流量制御弁 1 4 , 1 6に関しても同様であ り、 パイ 口 ッ ト管路 1 4 pl, 1 4 p2および 1 6 pl， 1 6 p2に駆動 部 1 4 x， 1 4 yおよび 1 6 x, 1 6 yが接続され、 パイ ロ ッ ト管路 1 4 pl， 1 4 p2および 1 6 pl, 1 6 p2 はアーム用およびパケ ッ ト用の操作レバー 1 4 a , 1 6 aを有する操作装置 1 4 b , 1 6 b に接続されてい る O
    [0037] 流量制御弁 1 2 , 1 4 , 1 6には、 それぞれ、 ブー ム シ リ ンダ 4、 ァ一ム シ リ ンダ 5およびバケ ッ ト シ リ ンダ 6の負荷圧力を抽出する検出管路 1 2 c， 1 4 c , 1 6 cが接続され、 検出管路 1 2 c， 1 4 c に伝達さ れた負荷圧力の う ちの高い方の圧力がシ ャ トル弁 1 8 によ り選択されて検出管路 1 8 a に出力され、 検出管 路 1 6 c , 1 8 a に伝達された負荷圧力の う ちの高い 方の圧力、 即ち、 最大負荷圧力 P anuxがシャ トル弁 1 9によ り選択されて検出管路 1 9 aに出力される。
    [0038] 分流捕償弁 1 3， 1 5 , 1 7 は、 管路 1 3 a , 1 5 a , 1 7 aを介して検出管路 1 2 c , 1 4 c , 1 6 c に抽出された負荷圧力 （対応する流量制御弁 1 2， 1 4， 1 6の出側の圧力） P U, P LI, P Uが導かれ、 分流補償弁を開弁方向に付勢する駆動部 1 3 X , 1 5 X , 1 7 x と、 管路 1 3 b , 1 5 b , 1 7 bを介して 対応する流量制御弁 1 2， 1 4， 1 6の入側の圧力 P z2, P zl, P z3が導かれ、 分流捕償弁を閉弁方向に付 勢する駆動部 1 3 y， 1 5 y , 1 7 y と、 管路 1 3 c， 1 5 c , 1 7 cを介して後述する制御圧力 F c2， F cl, F c3が導かれ、 分流補償弁を開弁方向に付勢する駆動 部 1 3 d, 1 5 d , 1 7 d とを備えている。 駆動部 1 3 d， 1 5 d , 1 7 dは流量制御弁 1 2， 1 4 , 1 6 の前後差圧 P z2— P L2, P zl— P L1および P z3— P L3 の目標値を設定するための ものであ り、 駆動部 1 3 x， 1 5 X , 1 7 xおよび 1 3 y， 1 5 y , 1 7 yはその 前後差圧をフィ ー ドバッ クする ものであ り、 駆動部 1 3 d , 1 5 d , 1 7 dに制御圧力 F e2, F cl, F e3を 負荷する こ とによ り これら駆動部にはそれに対応した 制御力が発生し、 流量制御弁 1 2 , 1 4， 1 6の前後 差圧はその制御力によ って決ま る値に保持される。
    [0039] 主ポ ンプ 1 1 は押しのけ容積可変機構 （以下、 斜板 で代表される） 1 1 aを有し、 斜板 1 1 aの傾転量 (押 しのけ容積） はロー ドセ ン シ ング型のポ ンプレギ ユ レ一夕 2 2によ り制御される。
    [0040] ポ ンプレギユ レ一夕 2 2 は、 第 2図に示すよ う に、 主ポンプ 1 1の斜板 1 1 a に連結され、 斜板 1 1 aを 駆動する作動シ リ ンダ 2 2 aを有し、 作動シ リ ンダ 2 2 aのロ ッ ド側室は管路 2 2 bを介して主ポ ンプ 1 1 の吐出管路 1 1 bに接続され、 ボ トム側室は第 1およ び第 2の 2つの切換弁 2 2 c， 2 2 dを介して管路 2 2 b とタ ンク 2 0に選択的に連通可能となっている。 第 1の切換弁 2 2 c はロー ドセ ン シ ング制御用の切 換弁であ り、 一方の側の駆動部 2 2 e に管路 2 2 b よ り ポ ンプ吐出圧力 P s が負荷され、 他方の側の駆動部 2 2 f に検出管路 1 9 aを介してシ ャ トル弁 1 9で選 択された最大負荷圧力 P amaxが負荷されている。 また、 切換弁 2 2 cの駆動部 2 2 f の側にはばね 2 2 gが設 置されている。
    [0041] シャ トル弁 1 9で選択された最大負荷圧力 P amaxが アームシ リ ンダ 5の負荷圧力である とする と、 その負 荷圧力が上昇する と切換弁 2 2 cが図示左方に駆動さ れ、 切換弁 2 2 c は作動シ リ ンダ 2 2 aのボ ト ム側室 をタ ンク 2 0に連絡し、 これによ り作動シ リ ンダ 2 2 a は収縮方向に駆動され、 斜板 1 1 a の傾転量を増加 させる。 その結果、 主ポンプ 1 1 の吐出流量は増加し、 ポンプ吐出圧力 P s が上昇する。 ポンプ吐出圧力が上 昇する と切換弁 2 2 c は図示右方に戻され、 ポ ンプ吐 出圧力と負荷圧力との差圧がばね 2 2 g によ って定ま る規定値に達する と切換弁 2 2 c は停止し、 作動シ リ ンダ 2 2 a の駆動も停止する。 逆に、 負荷圧力が減少 する と切換弁 2 2 c は図示右方に駆動され、 切換弁 2 2 c は作動シリ ンダ 2 2 a のボ ト ム側室を管路 2 2 b に連絡し、 これによ り作動シ リ ンダ 2 2 aはボ ト ム側 室と ロ ッ ド側室との受圧面積差によ り伸長方向に駆動 され、 斜板 1 1 a の傾転量を減少させる。 その結果、 主ポンプ 1 1 の吐出流量は減少し、 ポ ンプ吐出圧力が 低下する。 ポンプ吐出圧力が低下する と切換弁 2 2 c は図示左方に戻され、 ポンプ吐出圧力と負荷圧力との 差圧がばね 2 2 gによ って定ま る規定値に達した時点 で切換弁 2 2 c は停止し、 作動シ リ ンダ 2 2 a の駆動 も停止する。 これによ り ポ ンプ吐出圧力はァ一ムシ リ ンダ 5 の負荷圧力よ り もばね 2 2 g によって定ま る規 定値だけ高く なるよ う制御される。
    [0042] 第 2 の切換弁 2 2 d は馬力制限制御を行う切換弁で あ り、 斜板 1 1 a の傾転位置をフ ィ ー ドバッ クするサ —ボ弁と して構成されている。 これによ り、 ポ ンプ吐 出圧力が上昇し所定値を越える と、 吐出圧力の上昇に したがい主ポンプ 1 1の最大可能吐出流量が減少する よ う にポ ンプ吐出流量が制御される。
    [0043] 第 3図に戻り、 本実施例の油圧駆動装置は、 また、 アームシ リ ンダ 5の伸長方向の動作、 即ち、 アームク ラ ウ ド動作を検出するセ ンサ、 例えばアーム用方向制 御弁 1 4の駆動部 1 4 yに与えられるパイ ロ ッ ト圧力 を検出 し、 アームク ラ ウ ド検出信号 Yを出力するァー ムク ラ ウ ドセ ンサ 2 1 と、 ポンプ吐出圧力 P s とァク チユエ一夕の負荷圧力のう ち最大負荷圧 P ama∑との差 圧である ロ ー ドセ ン シ ング差圧 A P LSを検出する差圧 セ ンサ 2 3 と、 作業の種類、 例えば土砂の掘削作業等 の通常作業かアームク ラ ウ ド動作を含む特定の作業、 例えば水平引き作業かに応じて操作され、 対応する選 択信号 Xを出力する選択装置 2 4 とを備えている。
    [0044] さ らに油圧駆動装置は、 上記セ ンサ 2 1 , 2 3から の検出信号 Y， A P LSおよび選択装置 2 4からの選択 信号 Xを入力し、 これら信号に基づいて分流補償弁 1 3 , 1 5， 1 7の駆動部 1 3 d , 1 5 d , 1 7 dによ り発生すべき制御力 F l , F 2 , F 3 を演算し、 対応 する制御力信号を出力する コ ン ト ローラ 3 0 と、 その 制御力信号に基づき演算された制御力に応じた制御圧 力 F el， F c2, F c3を発生する制御圧力発生手段 3 1 とを備えている。
    [0045] コ ン ト ローラ 3 0 は、 入力部 2 6、 記憶部 2 7、 演 算部 2 8および出力部 2 9を有している。 制御圧力発 生手段 3 1 は、 分流捕償弁 1 3 , 1 5 , 1 7の駆動部 1 3 d, 1 5 d , 1 7 dのそれぞれに連絡される電磁 比例弁 3 2， 3 3 , 3 4 と、 主ポ ンプ 1 1 と同期して 駆動し、 電磁比例弁 3 2 , 3 3 , 3 4のそれぞれに圧 油を供給するパイ ロ ッ トポンプ 3 5 とを備えている。
    [0046] コ ン ト ローラ 3 0の入力部 2 6 には前述したアーム ク ラ ウ ドセ ンサ 2 1、 差圧セ ンサ 2 3および選択装置 2 4が接続され、 これらからのアームク ラ ウ ド信号 Y、 ロー ドセ ン シ ング差圧信号 Δ P LSおよび選択信号 Xが 入力され、 記憶部 2 7 には、 第 5図に示すよ う に、 ァ 一ム シ リ ンダ 5 に係る分流捕償弁 1 5 に対応して予め 設定されたロー ドセ ン シ ング差圧 Δ P LSと当該分流補 償弁 1 5を制御する制御力 F 1 との関数関係と、 第 6 図に示すよ う に、 ブーム シ リ ンダ 4に係る分流捕償弁 1 3に対応して予め設定されたロ ー ドセ ン シ ング差圧 厶 P LSと当該分流捕償弁 1 3を制御する制御力 F 2 と の関数関係と、 第 7図に示すよ う に、 バケ ツ ト シ リ ン ダ 6 に対応して予め設定されたロ ー ドセ ン シ ング差圧 △ P LSと当該分流捕償弁 1 7を制御する制御力 F 3 と の関数関係とが記憶されている。
    [0047] 第 5図、 第 6図および第 7図において、 実線で示す 特性線 3 9 , 4 0， 4 1 はアームク ラ ウ ド動作を含む 特定の作業、 即ち、 水平引き作業のアームク ラ ウ ド動 作に関連して設定した第 1の関数関係であ り、 破線で 示す特性線 3 6， 3 7， 3 8は通常作業に関連して設 定した第 2の関数関係であ り、 一点鎖線で示す特性線 4 2， 4 3 , 4 4は水平引き作業のアームダンプ動作 に関連して設定した第 3の関数関係である。
    [0048] この実施例では、 駆動部 1 5 d , 1 3 d, 1 7 dで 生じる制御力 F l , F 2 , F 3 が開弁方向に作用する こ とから、 ロー ドセ ンシング差圧 Δ P L Sの低下に した がって制御力 F 1 , F 2 , F 3 が小さ く なる関係に設 定されている。 また、 水平引き作業のアームダンプ動 作が行われる と きにアーム用方向制御弁 1 4、 ブーム 用方向制御弁 1 2およびバケ ツ ト用方向制御弁 1 6の 前後差圧の目標値が最大となり、 各ァク チユエ一夕を 最大速度で駆動する流量が供給可能なよ う に、 第 3の 関数関係を示す特性線 4 2 , 4 3 , 4 4の傾きは大き く 設定してあり、 また通常作業の と きには方向制御弁 1 4， 1 2， 1 6の前後差圧の 目標値がその最大の目 標値よ り も僅かに小さ く な り、 各ァクチユエ一夕をそ の最大速度よ り も僅かに小さい速度で駆動する流量が 供給可能なよ う に、 第 2の関数関係を示す特性線 3 6 ,
    [0049] 3 7， 3 8の傾きは第 3の関数関係を示す特性線 4 2，
    [0050] 4 3， 4 4の傾きに比べれば若干小さいものの比較的 大き く 設定してあ り、 また水平引き作業のアームク ラ ウ ド動作時には方向制御弁 1 4 , 1 2， 1 6の前後差 圧の目標値が最小とな り、 少な く と もアームシ リ ンダ 5 にはブームシ リ ンダ 4およびバケッ ト シ リ ンダ 6 と の複合駆動に際して他のァクチユエ一夕による速度変 化を生じない範囲で適度に大きな流量が供給可能なよ う に、 第 1 の関数関係を示す特性線 3 9 , 4 0 , 4 1 の傾きは第 2の関数関係を示す特性線 3 6， 3 7 , 3 8の傾きに比べて小さ く 設定してある。
    [0051] また、 上述したコ ン ト ローラ 3 0 の出力部 2 9 から 出力される制御力信号は電磁比例弁 3 2， 3 3， 3 4 のそれぞれの駆動部に与え られる。
    [0052] 動作
    [0053] このよ う に構成した実施例における動作を、 第 8 図 に示すフ ローチヤ一 ト に基づいて以下に説明する。
    [0054] 今仮に、 選択装置 2 4で土砂の掘削等の通常作業が 選択されたとする。 これに伴ってコ ン ト ローラ 3 0 に おいては第 8図に示す処理がおこなわれる。 即ち、 初 めに手順 S 1で示すよ う に、 差圧セ ンサ 2 3 から出力 されるロー ドセ ンシング差圧信号 A P L Sと、 選択装置
    [0055] 2 4から出力される選択信号 と、 アームク ラ ウ ドセ ンサ 2 1 から出力される検出信号 Y とがコ ン ト ローラ
    [0056] 3 0 の入力部 2 6を介して演算部 2 8 に読み込まれる。 次いで手順 S 2 に移り、 演算部 2 8で選択信号 Xが水 平引き作業に対応する ものかどうか判断される。 今、 通常作業であるのでこの判断は満足されず、 手順 S 3 に移る。 この手順 S 3ではコ ン ト ローラ 3 0の記憶部
    [0057] 2 7 に記憶されている第 2の関数関係、 即ち、 第 5図 のアームシ リ ンダ 5 に係る分流補償弁 1 5 に対応する 通常作業の特性線 3 6 と、 第 6図のブームシ リ ンダ 4 に係る分流補償弁 1 3 に対応する通常作業の特性線 3 7 と、 第 7図のバケ ツ ト シ リ ンダ 6に係る分流捕償弁 1 7に対応する通常作業の特性線 3 8 とが演算部 2 8 に読み出され、 ロー ドセ ンシング差圧 Δ P L Sに対応す る制御力 F 1 ， F 2 , F 3 が求め られる。
    [0058] 次いで第 8図の手順 S 4 に移り、 手順 S 3 で得られ た制御力 F 1 、 F 2 、 F 3 に対応する制御力信号が出 力部 2 9から電磁比例弁 3 3 , 3 2 , 3 4の駆動部に 出力される。 これに ίέじて電磁比例弁 3 3， 3 2， 3 4は適宜開かれ、 パイ ロ ッ トポ ンプ 3 5から吐出され るパイ ロ ッ ト圧力がこれらの電磁比例弁 3 3， 3 2，
    [0059] 3 4の開度に応じてその大きさを変えて制御圧力 F cl， F c2, F c3と して分流補償弁 1 5 , 1 3， 1 7の駆動 部 1 5 d , 1 3 d, 1 7 dに与え られ、 これらの分流 補償弁 1 5 , 1 3 , 1 7は前述の制御力 F 1 、 F 2 、
    [0060] F 3 で開弁方向に駆動される。 このと き例えば、 プ一 ム、 アーム、 バケ ツ トの複合操作が意図され、 ブーム 用方向制御弁 1 2、 アーム用方向制御弁 1 4、 バケ ツ ト用方向制御弁 1 6の操作レバ一 1 2 a， 1 4 a , 1 6 aが操作される と、 主ポ ンプ 1 1から吐出される流 量がこれらの分流捕償弁 1 3， 1 5， 1 7、 ブーム用 方向制御弁 1 2、 アーム用方向制御弁 1 4およびバゲ ッ ト用方向制御弁 1 6を介してブーム シ リ ンダ 4、 ァ 一ムシ リ ンダ 5およびバケ ッ ト シ リ ンダ 6 に与え られ、 これらの各シ リ ンダ 4 , 5 , 6が作動してブーム、 ァ ーム、 バケ ツ トの複合駆動が行われ、 これによ り土砂 の掘削等の通常作業が行われる。
    [0061] このと き、 例えば第 9図を参照してアーム シ リ ンダ 5に係る分流捕償弁 1 5の駆動部 1 5 x， 1 5 yおよ び 1 5 dに作用する力の約り合いについて考える と、 駆動部 1 5 Xの受圧面積を a U、 駆動部 1 5 yの受圧 面積 a zl、 駆動部 1 5 dの受圧面積を a slとする と、 その釣り合いは、
    [0062] P L1 · a LI + F cl · a sl
    [0063] = P z 1 · a z 1 (1) となる。 こ こで便宜上、 a U= a zl= a slとする と、 アーム用方向制御弁 1 4の前後差圧 P zl— P L1は、
    [0064] P zl - P LI = F cl (2) となる。 こ こで、 制御圧力 F c 1は、 制御力 F 1 に対応 する制御圧力、 即ち、 第 2の関数関係の特性線 3 6を 満足する制御圧力であ り、 特性線 3 6の勾配を比例定 数 a とする と、 上記（2) 式は下記の （3) 式のよ う に表 わされる。
    [0065] P — P L1 = α · 厶 P LS (3) 同様に、 ブームシ リ ンダ 4 に係る分流捕償弁 1 3 の 駆動部 1 3 x， 1 3 y , 1 3 d に作用する力のつ り合 いは、 駆動部 1 3 の受圧面 を & し2、 駆動部 1 3 y の受圧面積 a z2、 駆動部 1 3 dの受圧面積を a s2とす る と、
    [0066] P L2 · a L2 + F c2 · a s2
    [0067] = P z2 · a z2 ) であ り、 便宜上、 a L2= a z2= a s2とする と、 ブーム 用方向制御弁 1 2 の前後差圧 P z2— P L2は、
    [0068] P z2 - P L2= F c2 (5) とな り、 第 6図の特性線 3 7 の勾配を比例定数 3 とす れば、 _
    [0069] P z2— P L2= jS · 厶 P LS (6) と表すこ とができ る。
    [0070] また、 バケ ツ ト シ リ ンダ 6 に係る分流補償弁 1 7 の 駆動部 1 7 x , 1 7 y , 1 7 d に作用する力のつ り合 いは、 駆動部 1 7 Xの受圧面積を a U， 駆動部 1 7 y の受圧面積 a z3、 駆動部 1 Ί dの受圧面積を a s3とす る とヽ
    [0071] P L3 · a L3 + F c 3 · a s 3
    [0072] = P z3 · a z3 (7) であ り、 便宜上、 a U= a z3= a s3とする と、 ノ ケ ッ ト用方向制御弁 1 6 の前後差圧 P z 3— P Uは、
    [0073] P z3- P L3= F c3 (8) となり、 第 7図の特性線 3 8の勾配を比例定数 7 とす れば、
    [0074] P z3— P U= 7 · 厶 P LS (9) と表すこ とができる。
    [0075] こ こで一般に、 方向制御弁を通過する流量を Q、 そ の開口面積を A、 その前後差圧を Δ Ρ、 比例定数を Κ とすると、
    [0076] Q = Κ · A Δ Ρ (10) の関係がある。
    [0077] したがって、 アーム用方向制御弁 1 4、 ブーム用方 向制御弁 1 2、 バケツ ト用方向制御弁 1 6を通過する 流量をそれぞれ Q 1 ， Q 2 , Q 3 、 開口面積をそれぞ れ A l , A 2 , A 3 . 比例定数をそれぞれ K l , K 2 ， K 3 とすると、 アーム用方向制御弁 1 4 については、 Q 1 = K 1 A 1 A P zl - P L1
    [0078] = K 1 · A 1 α · Δ Ρ LS (11) ブーム用方向制御弁 1 2 については、
    [0079] Q 2 = K 2 A 2 Δ P z2- P L2
    [0080]
    [0081] バケツ ト用方向制御弁 1 6 については
    [0082]
    [0083] = K 3 A 3 V r · Δ Ρ LS (13) が成り立つ。 上記した式（11)、 （12)、 （U)からアーム 用方向制御弁 1 4、 ブーム用方向制御弁 1 2、 バケツ ト用方向制御弁 1 6 を通過する流量の比、 即ちアーム シ リ ンダ 5、 ブームシ リ ンダ 4、 バケ ッ ト シ リ ンダ 6 に供給される流量の比である分流比は、
    [0084] Q 1 / Q 2 / Q 3
    [0085] = K 1 · A 1 α · Δ P L3
    [0086] /Κ 2 · A 2 ^ · Δ P LS
    [0087] /K 3 · A 3 r · Δ P LS
    [0088] = K 1 · A 1 lT/ K 2 · A 2
    [0089] /K 3 · A 3 V 7
    [0090] となる。 こ こで K 1 , K 2 ， K 3 および 、 β γ は 一定であ り、 また A 1 ， A 2 , A 3 も操作レバー 1 2 a , 1 4 a , 1 6 a の レバース ト ロークが一定であれ ば一定であるので、 （14)式の分流比 Q i / Q 2 / Q 3 は一定となる。
    [0091] 即ち、 ブーム 1、 アーム 2 およびバゲ ッ ト 3 の複合 駆動に際し、 互いに他のァクチユエ一タの負荷変動の 影響を受ける こ とな く 安定した流量をアーム シ リ ンダ 5、 ブームシ リ ンダ 4 およびバケ ッ ト シ リ ンダ 6 のそ れぞれに供給でき、 それぞれの操作レバー 1 4 a， 1 2 a , 1 6 aの レバ一ス ト ローク に応じた速度で良好 な複合駆動を実現する こ とができ る。 なお、 このよ う な通常作業時におけるアームシ リ ンダ 5 の作動速度と 操作レバー 1 4 a—の レバース ト ロ ーク との関係は、 例 えば第 1 0図の破線で示す特性線 5 0 のよ う になる。 また、 この第 1 0 図において L m はァ一ム シ リ ンダ 5 の作動速度が最大となるアーム用方向制御弁 1 4 の開 口面積、 即ち、 最大開口面積に相当する レバース ト 口 ークを示している。
    [0092] 第 8図に戻り、 選択装置 2 4でアームク ラ ウ ド動作 を含む特定作業、 即ち、 水平引き作業が選択されたと する と、 第 8図の手順 S 2の判断が満足されるので手 順 S 5 に移る。 この手順 S 5では、 コ ン ト ローラ 3 0 の演算部 2 8 でアームク ラ ウ ドの検出信号 Yが入力さ れているかどうか判断される。 今、 仮にアーム用方向 制御弁 1 4 の駆動部 1 4 y に操作レバー 1 4 a の操作 量に応じたレベルのパイ ロ ッ ト圧力が供給され、 ァー ムク ラウ ドセンサ 2 1 から検出信号 Yが出力されたも のとする と、 同手順 S 5の判断が満足され、 手順 S 6 に移な。
    [0093] この手順 S 6 では、 記憶部 2 7 に記憶されている第 1 の関数関係、 即ち、 第 5図のアームシ リ ンダ 5 に係 る分流補償弁 1 5 に対応する水平引き作業のアームク ラウ ド動作時の特性線 3 9 と、 第 6図のブームシ リ ン ダ 4 に係る分流捕償弁 1 3 に対応する水平引 き作業の アームク ラ ウ ド動作時の特性線 4 0 と、 第 7 図のバゲ ッ ト シ リ ンダ 6 に係る分流補償弁 1 7 に対応する水平 引き作業のアームク ラ ウ ド動作時の特性線 4 1 とが演 算部 2 8 に読み出され、 ロ ー ドセ ン シ ング差圧 A P L S に対応する制御力 F 1 ， F 2 , F 3 が求め られる。 こ のと きの制御力 F l ， F 2 , F 3 は第 5図〜第 7図か ら明らかなよ う に、 通常作業時の特性線 3 6， 3 7， 3 8 における F 1 , F 2 , F 3 に比べて小さい値とな つている。
    [0094] 次いで手順 S 4に移り、 出力部 2 9から電磁比例弁 3 3， 3 2， 3 4の駆動部のそれぞれにその制御力 F 1 , F 2 ， F 3 に相当する制御力信号が出力される。 これに応じて電磁比例弁 3 3， 3 2 , 3 4は適宜開か れ、 パイ ロ ッ ト ポンプ 3 5から吐出されるパイ ロ ッ ト 圧力がこれらの電磁比例弁 3 3， 3 2， 3 4の開度に 応じてその大き さを変えて制御圧力 F cl， F c2, F c3 と して分流補償弁 1 5， 1 3 , 1 7の駆動部 1 5 d , 1 3 d , 1 7 dに与えられ、 これらの分流補償弁 1 5 , 1 3 , 1 7 は通常作業時よ り は小さい制御力 F 1 、 F 2 、 F 3 で開弁方向に駆動される。 これによ り、 分流 補償弁 1 5 , 1 3 , 1 7によ り設定されるアーム用方 向制御弁 1 4、 ブーム用方向制御弁 1 2およびバケ ツ ト用方向制御弁 1 6の前後差圧の目標値が制御力 F 1 、 F 2 、 F 3 の減少に応じて小さ く な り、 これら方向制 御弁 1 4 , 1 2， 1 6を通過する流量のそれぞれは通 常作業時に比べて小さ く なる。 換言すれば、 上記した 式 （11)， (12), (13)において比例定数 ， β , yが第 5図〜第 7図の特性線 3 9， 4 0， 4 1 に対応して小 さ く な り、 方向制御弁 1 4， 1 2 , 1 6を通過する流 量 Q l , Q 2 , Q 3 のそれぞれも通常作業時に比べて 小さ く なる。 また、 式 （U)から特性線 3 9， 4 0 , 4 1の傾きに対応する比例定数 ， β , 7に応じた一定 の分流比 Q l / Q 2 / Q 3 が得られる。
    [0095] こ こで、 第 5図〜第 7図に示す特性線 3 9 , 4 0 , 4 1の勾配 （比例定数） は、 水平引き作業のアームク ラウ ド動作時にアーム用方向制御弁 1 4 とブーム用方 向制御弁 1 2およびバケ ツ ト用方向制御弁 1 6の要求 流量の総和が主ポンプ 1 1の最大吐出流量よ り も小さ く なるよ う に設定しておく 。 このよ う に特性線 3 9 , 4 0， 4 1の勾配を設定してお く こ とによ り、 アーム シ リ ンダ 5、 ブームシ リ ンダ 4およびバケ ッ ト シ リ ン ダ 6の作動速度は通常作業時に比べれば遅く なる もの の、 アーム用操作レバー 1 4 aをフルス ト ロ ーク に操 作してアームク ラウ ドした後、 アームク ラ ウ ドと共に ブームシ リ ンダ 4かつ/またはバケ ッ ト シ リ ンダ 6を 駆動したと しても、 そのブームシ リ ンダ 4かつ Zまた はバケ ツ ト シ リ ンダ 6の複合駆動時にアームシ リ ンダ 5の作動速度に変化を生じる こ と はな く 、 安定した水 平引き作業が行える。 なお、 こ の水平引き作業のァ一 ムク ラ ウ ド動作時のアームシ リ ンダ 5の作動速度と操 作レバー 1 4 aの レバース ト ロ ー ク との関係は第 1 0 図の特性線 5 1で示すよ う になる。 そ して、 上述した第 8図の手順 S 5の判断が満足さ れない場合は、 水平引き作業のアームダンプ動作の と きであ り、 手順 S 7 に移る。
    [0096] この手順 S 7では、 記憶部 2 7 に記憶されている第 3の関数関係、 即ち、 第 5図のアームシ リ ンダに係る 分流捕償弁 1 5 に対応する水平引き作業のアームダン プ動作時の特性線 4 2 と、 第 6図のブームシ リ ンダ 4 に係る分流捕償弁 1 3 に対応する水平引き作業のァー ムダンプ動作時の特性線 4 3 と、 第 7図のバケ ツ ト シ リ ンダ 6に係る分流補償弁 1 7 に対応する水平引き作 業のアームダンプ動作時の特性線 4 4 とが演算部に読 み出され、 ロー ドセ ンシ ング差圧 A P LSに対応する制 御力 F l , F 2 , F 3 が求め られる。 このと きの制御 力 F 1 ， F 2 ， F 3 は第 5図〜第 7図から明らかなよ う に通常作業時の特性線 3 6 , 3 7， 3 8における F 1 , F 2 , F 3 に比べて大きい値となっている。
    [0097] 次いで手順 S 4に移り、 出力部 2 9から電磁比例弁 3 3 , 3 2 , 3 4の駆動部のそれぞれにその制御力 F 1 ， F 2 , F 3 に相当する制御力信号が出力され、 こ れに対応して電磁比例弁 3 3 , 3 2 , 3 4からは制御 力信号に応じた大き さの制御圧力 F , F c2, F c3が 出力され、 分流補償弁 1 5 , 1 3， 1 7の駆動部 1 5 d， 1 3 d , 1 7 dには通常作業時よ り大きい開弁方 向の制御力 F 1 、 F 2 、 F 3 が生じる。 これによ り、 分流補償弁 1 5 , 1 3， 1 7によ り設定されるアーム 用方向制御弁 1 4、 ブーム用方向制御弁 1 2およびバ ケ ッ ト用方向制御弁 1 6の前後差圧の目標値が制御力 F 1 、 F 2 、 F 3 の增加に応じて大き く な り、 これら 方向制御弁 1 4， 1 2， 1 6を通過する流量のそれぞ れは開口面積が同じとすれば通常作業時に比べて小さ く なる。
    [0098] と ころで、 水平引き作業のアームダンプ動作時のァ 一ムシ リ ンダ 5、 ブームシ リ ンダ 4およびバケ ッ ト シ リ ンダ 6の動作は口 ッ ド側シ リ ンダ室に圧油が供給さ れる収縮動作であ り、 ロ ッ ド側シ リ ンダ室の有効受圧 面積はボ トム側シ リ ンダ室の有効受圧面積の約半分で ある。 このため、 アーム用、 ブーム用およびバケ ツ ト 用方向制御弁 1 4， 1 2， 1 6の レバ一ス ト ローク に 対する開度面積の特性は、 これら シ リ ンダ 5 , 4 , 6 を伸長方向に駆動する と きの開度特性に比べて最大開 度が約半分となるよ う設定されている。 また、 アーム ダンプ動作時はその大部分がアームシ リ ンダ 6の単独 駆動であ り、 アームシ リ ンダ 5、 ブームシ リ ンダ 4お よびバケ ツ ト シ リ ンダ 6の複合駆動の割合は極めて少 ない。
    [0099] したがって、 分流捕償弁 1 5 , 1 3， 1 7 によ り設 定される流量制御弁 1 4， 1 2， 1 6の前後差圧の目 標値が制御力 F l 、 F 2 、 F 3 の増加に応じて大き く なったと しても、 実際には方向制御弁 1 4， 1 2， 1 6を通過する流量は通常作業時に比べて小さ く なる。 ただ し、 アーム シ リ ンダ 5、 ブーム シ リ ンダ 4および バケ ッ ト シ リ ンダ 6の作動速度は通常作業時よ り も速 く なる。
    [0100] 換言すれば、 上記した式（11)， （12) , (U)において 比例定数 α， β , 7 が第 5図〜第 7,図の特性線 4 2， 4 3 , 4 3 に対応して大き く な り、 開口面積 A 1 ， A 2 ， A 3 は レバース ト ロークを同 じとすれば逆に小さ く な り、 結果と して方向制御弁 1 4， 1 2， 1 6を通 過する流量 Q l , Q 2 , Q 3 のそれぞれは通常作業時 に比べて小さ く なる。 また、 式 Π 4)から特性線 4 2 , 4 3， 4 4の傾きに対応する比例定数ひ， β， 7 に応 じた一定の分流比 Q l / Q 2 / Q 3 が得られる。
    [0101] こ のよ う に、 アーム シ リ ンダ 5を含むァク チユエ一 夕は比較的速い速度で作動し、 アームダンプ動作を行 う。 なお、 この水平引き作業のアームダンプ動作時の アーム シ リ ンダ 5の作動速度と操作レバー 1 4 aの レ バース ト ローク との関係は第 1 0図の特性線 5 2で示 すよ う になる。
    [0102] 効果
    [0103] こ のよ う に構成した実施例では、 上述のよ う にコ ン ト ローラ 3 0の記憶部 2 7で第 5図、 第 6図および第 7図の特性線 3 9， 4 0， 4 1で示す第 1の関数関係 を設定する際に、 予め水平引き作業のアームク ラ ウ ド 動作に伴ってアームシ リ ンダ 5以外の他のァクチユエ 一夕、 即ち、 ブームシ リ ンダ 4 およびバケ ツ ト シ リ ン ダ 6 に供給される流量を考慮しておく こ とによ り、 水 平引き作業のアームク ラ ウ ド時のアームシ リ ンダ 5 の 作動速度の変化を生じる こ とな く アームシ リ ンダ 5、 ブームシ リ ンダ 4、 ノ ケ ッ ト シ リ ンダ 6 の複合駆動を 実施でき る。
    [0104] また、 水平引き作業のアームク ラ ウ ド時および水平 引き作業のアームダンプ時には、 分流捕償弁 1 5 の制 御 F 1 によるアーム用方向制御弁 1 4 の前後差圧 P — P L 1の変更によってこのアーム用方向制御弁 1 4を 通過する流量 Q 1 の大きさを変化させる こ とができ、 第 1 0図に示すよ う に、 通常作業時、 水平引き作業の アームク ラ ウ ド動作時、 水平引き作業のアームダンプ 動作時のそれぞれの場合において、 アームシ リ ンダ 5 の作動速度が最大となるに至る レバース ト ローク、 即 ち、 アーム用方向制御弁 1 4 の最大開口面積が得られ るに至る レバース ト ローク を L m に一致きせる こ と力 できる。 したがって、 水平作業のアームク ラ ウ ド動作 時の流量を変化させる こ とのでき る レバ一の操作領域 を十分に大き く して、 通常作業時と同等の操作領域と する こ とができ、 このアームク ラ ウ ド動作時における 微操作を容易に可能とする と共に、 アームシ リ ンダ 5 と他のァクチユエ一夕 との複合駆動に際してオペレー 夕に違和感を与える こ とな く 、 優れた操作性が得られ る。 これによ り、 水平引き作業の精度を比較的容易に 確保でき、 この精度の向上のために要求される慎重な 動作が少な く な り、 こ の水平引き作業の能率を向上さ せる こ とができ る。
    [0105] またさ らに、 水平引 き作業のアームダンプ動作時に はァ一ム シ リ ンダ 5の作動速度を早く して、 短時間の う ちに次のアームク ラ ウ ド動作への待機状態とする こ とができ、 この点から も作業能率を向上させる こ とが できる。
    [0106] 他の実施例
    [0107] 本発明の他の実施例を第 1 1図〜第 1 4図によ り説 明する。 図中、 第 1図に示す部材と同等の部材には同 じ符号を付している。 本実施例は、 分流補償弁とボ ン プレギュ レ一夕の構成に変更を加えたものである。
    [0108] 第 1 1図において、 分流補償弁 1 3 A， 1 5 A, 1 7 Aは第 1図の実施例と同様に流量制御弁 1 2， 1 4 , 1 6の前後差圧 P z2— P L2, P zl— P L1および P z3— P Uをフ ィ 一 ドバッ クするための手段と して駆動部 1 3 X , 1 5 X , 1 7 xおよび駆動部 1 3 y , 1 5 y , 1 7 yを有している。 また、 分流捕償弁 1 3 A， 1 5 A， 1 7 Aは流量制御弁 1 2 , 1 4 , 1 6の前後差圧 P z2- P L2, P zl— P L1および P z3— P Uの目標値を 設定するための手段と して、 分流補償弁を一定の力 F で開弁方向に付勢するばね 1 3 e , 1 5 e , 1 7 e と、 管路 1 3 c , 1 5 c , 1 7 cを介して後述する制御圧 力 F e2, F cl, F e3が導かれ、 分流補償弁を閉弁方向 に付勢する駆動部 1 3 f , 1 5 f , 1 7 f とを備えて いる。 駆動部 1 3 f , 1 5 f , 1 7 ί に制御圧力 F c2, F cl, F c3を負荷する こ とによ り これら駆動部にはそ れに対応した制御力 F 2 , F 1 , F 3 が発生し、 分流 補償弁 1 5 A, 1 3 A, 1 7 Aは F— F l ， F - F 2 , F - F 3 の制御力で開弁方向に付勢され、 結局、 流量 制御弁 1 2 , 1 4， 1 6の前後差圧はその制御力 F— F l , F - F 2 , F— F 3 によって決ま る値に保持さ る
    [0109] コ ン ト ローラ 3 O Aの記憶部 2 7 Aには、 第 5図〜 第 7図に示す制御力 F l , F 2 , F 3 と ロー ドセ ンシ ング差圧 A P LSとの関数関係に代えて第 1 2図〜第 1 4図に示す関数関係が記憶されている。
    [0110] 第 1 2図、 第 1 3図および第 1 4図において、 実線 で示す特性線 3 9 A, 4 0 A, 4 1 Aはアームク ラ ウ ド動作を含む特定の作業、 即ち、 水平引 き作業のァ— ムク ラ ウ ド動作に関連して設定した第 1 の関数関係で あり、 破線で示す特性線 3 6 A, 3 7 A , 3 8 Aは通 常作業に関連レて設定した第 2の関数関係であ り、 一 点鎖線で示す特性線 4 2 A, 4 3 A, 4 4 Aは水平引 き作業のアームダンプ動作に関連して設定した第 3の 関数関係である。
    [0111] この実施例では、 駆動部 1 5 f , 1 3 f , 1 7 で 生じる制御力 F l , F 2 , F 3 が第 1 の実施例の駆動 部 1 5 d'， 1 3 d, 1 7 d とは逆に閉弁方向に作用す る こ とから、 ロ ー ドセ ン シ ング差圧 Δ P LSの低下に し たがつて制御力 F 1 , F 2 , F 3 が大き く なるよ う な 関数関係になっている。 また、 水平引き作業のアーム ダンプ動作が行われる と きにアーム用方向制御弁 1 4、 ブーム用方向制御弁 1 2およびバケ ツ ト用方向制御弁 1 6の前後差圧の目標値が最大とな り、 各ァクチユエ 一夕を最大速度で駆動する流量が供給可能なよ う に、 第 3の関数関係を示す特性線 4 2 A, 4 3 A, 4 4 A の傾きは小さ く設定してあ り、 また通常作業のと きに は方向制御弁 1 4， 1 2 , 1 6の前後差圧の目標値が その最大の目標値よ り も僅かに小さ く な り、 各ァク チ ユエ一夕をその最大速度よ り も僅かに小さ い速度で駆 動する流量が供給可能なよ う に、 第 2の関数関係を示 す特性線 3 6 A, 3 7 A, 3 8 Aの傾きは第 3の関数 関係を示す特性線 4 2 , 4 3， 4 4の傾きに比べれば 若干大きい ものの比較的小さ く 設定してあ り、 また水 平引き作業のアームク ラ ウ ド動作時には方向制御弁 1 4， 1 2 , 1 6の前後差圧の目標値が最小とな り、 少 な く と もアーム シ リ ンダ 5 にはプ一ム シ リ ンダ 4およ びバケ ツ ト シ リ ンダ 6 との複合駆動に際して他のァク チユエ一夕 による速度変化を生じない範囲で適度に大 きな流量が供給可能なよ う に、 第 1の関数関係を示す 特性線 3 9 A, 4 0 A, 4 1 Aの傾き は第 2の関数関 係を示す特性線 3 6 A， 3 7 A, 3 8 Aの傾きに比べ て大き く 設定してある。
    [0112] 上述したコ ン ト ローラ 3 0の出力部 2 9から出力さ れる制御力信号は電磁比例弁 3 2， 3 3 , 3 4のそれ ぞれの駆動部に与え られる。
    [0113] —方、 本実施例では主ポンプ 1 1 Aは固定容量型の 油圧ポンプであ り、 主ポンプ 1 1 Aの吐出管路 1 1 b はア ンロ ー ド弁 2 2 Aを介してタ ンク 4 0に接続され ている。 ア ンロー ド弁 2 2 Aは対向する駆動部 2 2 x, 2 2 y とア ンロ ー ド圧力を設定するばね 2 2 h とを有 し、 駆動部 2 2 Xには管路 2 2 b を介してポンプ吐出 圧力 P s が負荷され、 駆動部 2 2 yには検出管路 1 9 aを介して最大負荷圧力 P amaxが導かれている。
    [0114] このよ う に構成した本実施例においても、 ア ン 口 一 ド弁 2 2 Aの機能によ り、 ポ ンプ吐出圧力は検出管路 1 9 a に現れる負荷圧力よ り もばね 2 2 hによって定 ま る規定値だけ高く なるよ う に制御されるので、 先の 実施例と同様にロ ー ドセ ン シ ングシステムを構成する こ とができ る。
    [0115] また、 分流捕償弁 1 5 A, 1 3 A , 1 7 Aの駆動部 1 5 f , 1 3 f , 1 7 f に制御圧力 F cl， F c2, F c3 が負荷されたと きのばね 1 5 e , 1 3 e , 1 7 e と駆 動部 1 5 f ， 1 3 f , 1 7 ίが分流捕償弁に及ぼす開 弁方向の制御力は F— F 1 , F - F 2 , F— F 3 であ り、 Fは一定であ り、 F l , F 2 , F 3 は第 1 2図〜 第 1 4図に示すごと く 設定されているのであるから、 結局第 1の実施例と同様に、 水平引き作業のアームク ラ ウ ド動作時には普通作業時よ り も小さい開弁方向の 制御力 F— F 1 ， F - F 2 ， F - F 3 が設定され、 ァ ームダンプ動作時には普通作業時よ り も少し大きい開 弁方向の制御力 F— F l , F - F 2 , F— F 3 が設定 され、 したがって水平引き作業時において第 1図の実 施例と同様の効果を得る こ とができ る。
    [0116] なお、 以上の実施例では、 アームク ラ ウ ド動作を検 出するのにパイ ロ ッ ト圧力を検出するセ ンサ 2 1を用 いたが、 操作レバ一 1 4 aの動きまたは方向制御弁の 動きを検出するセ ンサによ り アームク ラ ウ ド動作を検 出 してもよい。
    [0117] また、 水平引き作業のアームダンプ時に分流補償弁 によって設定されるアーム用、 ブーム用およびバケ ツ ト用方向制御弁 1 2， 1 4 , 1 6の前後差圧の目標値 を最大と し、 通常作業時にはそれに比べて僅かに小さ い前後差圧が設定されるよ う に してあるが、 本発明は これに限られず、 通常作業時と水平引き作業のアーム ダンプ時の双方で同じ最大の前後差圧が設定される よ う に しても.よい。
    [0118] さ らに、 上記ではブーム、 アーム、 バケ ツ トの 3つ の複合操作を含めて述べたが、 ブーム とアーム との 2 つの複合操作によ って水平引き作業をおこな う場合に も上記実施例と同様に して行う こ とができる。 産業上の利用可能性
    [0119] 本発明によれば、 アームク ラ ウ ド動作を要する特定 の作業を実施する複合操作に際して、 ァ一ム シ リ ンダ の作動速度の変化を生じる こ とな く 複合駆動を実施で き、 しかもアーム用方向制御弁の流量を変化させ得る レバーの操作領域を十分に大き く する こ とができ、 ァ ームク ラ ウ ド動作の微操作が容易になる。 このため従 来に比べて操作性が向上し、 しかも特別に慎重な動作 を要する こ とな く 上記特定の作業を高い精度でおこな う こ とができ、 この特定の作業の能率の向上に貢献す る効果がある。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1. 油圧ポンプ （11, 11A)と、 前記油圧ポンプから供 給される圧油によつて駆動されるアームシ リ ンダ （5) およびブーム シ リ ンダ ) を含む複数のァク チユエ一 夕 U- 6) と、 これらのァクチユエ一夕 に供給される圧 油の流れをそれぞれ制御するアーム用方向制御弁 （14) およびブーム用方向制御弁 （12)を含む複数の流量制御 弁 （12, 14, 16)と、 これら流量制御弁の前後差圧をそれ ぞれ制御する複数の分流補償弁 （13, 15, Π;13Α, 15A, Π Α)とを備え、 前記分流捕償弁は、 各々、 対応する流量 制御弁の前後差圧の目標値を設定する駆動手段 （13d, 1 5d, 17d; 13e, 13f, 15e， 15f， 17e, Πί)を有する土木 · 建 設機械の油圧駆動装置において、
    前記ァ一ムシ リ ンダ（5) の駆動による アームク ラ ウ ド動作を検出する第 1の手段 （21)と、
    前記アームク ラ ウ ド動作が検出されたと きに、 少な く と も前記アームシ リ ンダに係わる流量制御弁 （U)の 前後差圧の目標値が減少するよ う対応する分流捕償弁 (15;15Α)の駆動手段 （15d;15i) を制御する第 2の手段 ( 24, 30, 31； 24, 30 A, 31) i
    を有する こ とを特徴とする土木 · 建設機械の油圧駆 動装置。
    2. 請求の範囲第 1項記載の土木 ， 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記第 2 の手段（24， 30, Π ; 24, 3 OA
    , 31)は、 前記アームク ラ ウ ド動作が検出されたと きに、 前記アームシ リ ンダ （5) に係わる流量制御弁 （14)の前 後差圧の目標値と前記ブームシ リ ンダ U) に係わる流 量制御弁 （12)の前後差圧の目標値とを共に減少する よ う にそれぞれの分流捕償弁 （15， 13 ; 15A, UA) の駆動手 段 （15d， 13d ; 15 i， U i) を制御する こ とを特徴とする土 木 · 建設機械の油圧駆動装置。
    3 . 請求の範囲第 1項記載の土木 · 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記第 2 の手段 （24, 30, 31 ; 24, 3 OA , 31)は、 通常作業とアームク ラ ウ ド動作を含む特定の 作業のいずれを実施するかに応じて操作され、 対応す る選択信号を出力する手段 （24)を含み、 前記選択信号 がアームク ラ ウ ド動作を含む特定の作業に対応する信 号である と きに、 前記分流補償弁 （15, U ; 15A, 13A) の 駆動手段 （15d, Ud ; 15 i, 13 f) の制御を実行する こ とを 特徴とする土木 ， 建設機械の油圧駆動装置。
    4 . 請求の範囲第 1項記載の土木 · 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記第 2 の手段は、 前記油圧ボ ン プ （11 ; 11 A)の吐出圧力と前記複数のァク チユエ一夕 （4 -6) の最大負荷圧力との差圧を検出する手段 （U, 19， 1 9a) と、 アームク ラ ウ ド動作を含む特定の作業に対応 して予め設定された前記差圧と第 1 の制御力との第 1 の関数関係および通常作業に対応して予め設定された 前記差圧と第 2の制御力との第 2の関数関係を記憶し た手段 （27， 30:27A, 30A) とを含み、 前記アームク ラ ウ ド動作が検出されないと きは、 前記検出された差圧と 第 2の関数関係とからその差圧に応じた前記第 2の制 御力を求め、 この第 2の制御力が発生するよ う前記分 流補償弁 （15， 13;15A, 13A) の駆動手段 （15 d, U d； 15 f , 1 3f) を制御し、 前記アームク ラ ウ ド動作が検出される と、 前記検出された差圧と第 1の関数関係とからその 差圧に応じた前記第 1 の制御力を求め、 この第 1 の制 御力が発生する よ う前記分流補償弁 （15, 13; 15A, UA) _ の駆動手段 （15d, 13d;15 13Π を制御する こ とを特徴 とする土木 · 建設機械の油圧躯動装置。
    5. 請求の範囲第 1項記載の土木 · 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記第 2の手段は、 前記分流補償 弁 （15, 13;15A， 13'A) の駆動手段 （15d, 13d； 15 ί, 13 ί) に よ り発生すべき制御力を演算し、 対応する制御力信号 を出力する コ ン ト ローラ （30;30Α)と、 前記制御力信号 に基づきその演算された制御力に応じた制御圧力を発 生する制御圧力発生手段 （Π)とを含むこ とを特徴とす る土木 · 建設機械の油圧駆動装置。
    6. 請求の範囲第 5項記載の土木 · 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記制御力発生手段は、 パイ ロ ッ ト油圧源 （35)と、 この油圧源に基づき前記制御圧力を 発生する電磁比例弁 （Π, Π, 34) とを含むこ とを特徴と する土木 · 建設機械の油圧駆動装置。
    7 . 請求の範囲第 1項記載の土木 · 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記アームシ リ ンダ （5) に係わる 流量制御弁 （14)はパイ ロ ッ ト圧力によ り駆動されるパ イ ロ ッ ト操作式の弁であ り、 前記第 1 の手段は、 前記 アームシ リ ンダを伸長方向に駆動する前記パイ ロ ッ ト 圧力を検出する手段 （21)である こ とを特徴とする土木 • 建設機械の油圧駆動装置。
    8. 請求の範囲第 1項記載の土木 ， 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記分流補償弁 （U, 15, Π)の駆動 手段は、 制御力を発生して該分流捕償弁を開弁方向に 駆動する単一の駆動部 （Ud, 15d， 17d) を含み、 前記第
    2の手段（30, Π) は、 前記アームク ラ ウ ド動作が検出 されたと きに前記駆動部で発生する制御力を通常よ り も小さ く する こ とを特徴とする土木 · 建設機械の油圧 駆動装置。
    9. 請求の範囲第 1項記載の土木 · 建設機械の油圧 駆動装置において、 前記分流補償弁 （13A, 15A, ΠΑ) の 駆動手段は、 該分流捕償弁を開弁方向に駆動するばね
    (13e, 15e, He) と、 制御力を発生してその分流補償弁 · を閎弁方向に駆動する駆動部（13ί, 15ί, 1Π) を含み、 前記第 2 の手段 （3 OA, 31)は、 前記アームク ラ ウ ド動作 が検出されたと きに前記駆動部で発生する制御力を通 常よ り も大き く する こ とを特徴とする土木 ' 建設機械 の油圧駆動装置。
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    EP0419673A1|1991-04-03|
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