JP2003336604A - Hydraulic circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主弁および補助弁
により流体圧アクチュエータの動作を制御する流体圧回
路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid pressure circuit for controlling the operation of a fluid pressure actuator by means of a main valve and an auxiliary valve.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図８に従来のパイロット作動式スプール
弁１を含む代表的なオープンセンタ式油圧回路図を示
す。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a typical open center hydraulic circuit including a conventional pilot operated spool valve 1.
【０００３】今、図８において、図示しない操作器の操
作レバーが中立位置に保たれ、この操作器からパイロッ
トポートＰp1，Ｐp2にパイロット圧が印加されていない
ときは、メインスプール２は両側のリターンスプリング
３により中立位置にあり、ポンプＰoから供給された油
は、パイロット作動式スプール弁１のバイパスポート入
口Ｅ1から流入し、センタバイパス通路を経てバイパス
ポート出口Ｅ2より流出し、タンクＴaヘ排出される。Now, in FIG. 8, when the operating lever of an operating device (not shown) is kept in the neutral position and no pilot pressure is applied to the pilot ports Pp1 and Pp2 from this operating device, the main spool 2 returns to both sides. The oil which is in the neutral position by the spring 3 and which is supplied from the pump Po flows in from the bypass port inlet E1 of the pilot operated spool valve 1, flows out from the bypass port outlet E2 via the center bypass passage, and is discharged to the tank Ta. It
【０００４】次に、パイロットポートＰp1にパイロット
圧が負荷されると、メインスプール２に右方向の力が加
わり、この右方向の力が、リターンスプリング３の抗力
と釣り合う所までメインスプール２が変位する。Next, when a pilot pressure is applied to the pilot port Pp1, a rightward force is applied to the main spool 2, and the rightward force is displaced to a position where the rightward force balances the reaction force of the return spring 3. To do.
【０００５】メインスプール２が右方向に変位していく
と、やがて流体がポートＰからポートＡの方向、および
ポートＢからポートＴの方向に流れる。When the main spool 2 is displaced rightward, the fluid eventually flows from the port P to the port A and from the port B to the port T.
【０００６】また、ポートＡは、例えば油圧ショベルの
ブームシリンダなどの油圧シリンダ４のヘッド側油室５
にヘッド側ライン７を介して繋がっているとともに、ポ
ートＢは、油圧シリンダ４のロッド側油室６にロッド側
ライン８を介して繋がっており、ポンプＰoからポート
Ｐを経てポートＡに供給された油がヘッド側油室５に流
れ、ロッド側油室６からの戻り油がポートＢからポート
Тを経てタンクТaヘ流れることにより、ロッド９が伸
び方向に動く。Further, the port A is a head side oil chamber 5 of a hydraulic cylinder 4 such as a boom cylinder of a hydraulic excavator.
Is connected via a head side line 7 to a port B, which is connected to a rod side oil chamber 6 of a hydraulic cylinder 4 via a rod side line 8, and is supplied from a pump Po to a port P to a port A. Oil flows into the head-side oil chamber 5, and the return oil from the rod-side oil chamber 6 flows from the port B through the port Т to the tank Тa, whereby the rod 9 moves in the extending direction.
【０００７】メインスプール２の開口部Ｓ、ＵおよびＷ
には、いわゆるノッチと称する切欠きがあり、これらの
開口部Ｓ、ＵおよびＷは、図９に示すような開口特性カ
ーブＳx、ＵxおよびＷxを有しているものとする。以
下、センタバイパス通路の開口部Ｗを、バイパスノッチ
部Ｗという。Openings S, U and W of the main spool 2
Has a so-called notch, and these openings S, U and W have opening characteristic curves Sx, Ux and Wx as shown in FIG. Hereinafter, the opening W of the center bypass passage will be referred to as a bypass notch W.
【０００８】この開口特性は、油圧シリンダ４に代表さ
れるアクチュエータの場合、図１０に示すような、いわ
ゆるスピード制御を行なう上で重要な役割を果たすもの
で、その良し悪しで操作性が左右される。In the case of an actuator represented by the hydraulic cylinder 4, this opening characteristic plays an important role in performing so-called speed control as shown in FIG. 10, and its operability is influenced by its goodness or badness. It
【０００９】ここで、メインスプール２のバイパスノッ
チ部Ｗが開口したときの開口面積をＡx、通過油量を
Ｑ、バイパスノッチ部Ｗのノッチ直前の圧力（ポンプ
圧）をＰ1、ノッチ直後の圧力をＰ2、ノッチ前後差圧を
ΔＰとすると、ベルヌーイの式より次の式（数１）が成
り立つ。Here, the opening area when the bypass notch portion W of the main spool 2 is opened is Ax, the passing oil amount is Q, the pressure (pump pressure) immediately before the notch of the bypass notch portion W is P1, and the pressure immediately after the notch. Where P2 is the differential pressure across the notch and ΔP is ΔP, the following equation (Equation 1) is established from Bernoulli's equation.
【００１０】（数１） Ｑ＝Ｋ・Ａx・ΔＰ１／２ ただし、ΔＰ＝Ｐ1−Ｐ2、Ｋ：定数(Formula 1) Q = K · Ax · ΔP 1/2 where ΔP = P1−P2, K: constant
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来は、式（数１）よ
り、バイパスノッチ部Ｗの前後差圧ΔＰの大小により、
同じ開口面積Ａxでも通過油量が変わるため、例えば、
図１０において、油圧シリンダ４の負荷が最小負荷のＭ
1で、油圧シリンダ４のヘッド側油室５のヘッド保持圧
がＰc1、バイパスノッチ部Ｗのノッチ直前の圧力（ポン
プ圧）をＰb1、ノッチ直後の圧力をＰb2とし、その前後
差圧ΔＰbのときに図１０における理想的操作性カーブ
Ｃ1となるものとし、油圧シリンダ４のシリンダ動き出
し時の操作器レバーポイントをＲ1、そのときのバイパ
スノッチ部Ｗの開度をＡR1とすると、バイパスノッチ部
Ｗのノッチ前後にて式（数１）より、下記の式（数２）
が成り立つ。Conventionally, according to the equation (1), depending on the magnitude of the differential pressure ΔP across the bypass notch portion W,
Because the amount of oil passing through changes with the same opening area Ax, for example,
In FIG. 10, the load of the hydraulic cylinder 4 is M, which is the minimum load.
1, the head holding pressure of the head side oil chamber 5 of the hydraulic cylinder 4 is Pc1, the pressure (pump pressure) immediately before the notch of the bypass notch W is Pb1, the pressure immediately after the notch is Pb2, and the pressure difference ΔPb before and after that. 10 is assumed to be the ideal operability curve C1, and the operating lever lever point when the cylinder of the hydraulic cylinder 4 starts to move is R1 and the opening degree of the bypass notch portion W at that time is AR1. From the formula (Formula 1) before and after the notch, the following formula (Formula 2)
Holds.
【００１２】なお、油圧シリンダ４が上方に動き出すた
めには、ポンプ圧Ｐb1がヘッド保持圧Ｐc1と等しくなる
こと、つまり、Ｐb1＝Ｐc1となることが必要である。し
たがって、
（数２）
Ｑw＝Ｋ・ＡR1・（Ｐb1−Ｐb2）１／２＝Ｋ・ＡR1・
（Ｐc1−Ｐb2）１／２
ただし、Ｑw＝バイパスノッチ部Ｗの通過油量、Ｋ：定
数In order for the hydraulic cylinder 4 to move upward, it is necessary that the pump pressure Pb1 be equal to the head holding pressure Pc1, that is, Pb1 = Pc1. Therefore, (Equation 2) Qw = K · AR1 · (Pb1−Pb2) 1/2 = K · AR1 ·
(Pc1-Pb2) 1/2 However, Qw = the amount of oil passing through the bypass notch W, K: constant
【００１３】今、油圧シリンダ４の負荷がＭ1より大き
いＭ2となった場合のヘッド保持圧をＰc2とすると、Ｐc
1＜Ｐc2となることから、前述のとおり、油圧シリンダ
４が動き出すためには、Ｐb1＝Ｐc2となることが必要で
ある。Now, let Pc2 be the head holding pressure when the load of the hydraulic cylinder 4 becomes M2 which is larger than M1.
Since 1 <Pc2, as described above, in order for the hydraulic cylinder 4 to start moving, it is necessary that Pb1 = Pc2.
【００１４】また、油圧シリンダ４が動き出す直前まで
は、ポンプＰoからの供給油は全てバイパスノッチ部Ｗ
を通過することから、油圧シリンダ４のシリンダ動き出
し時の操作器レバーポイントをＲ2、そのときのバイパ
スノッチ部Ｗの開度をＡR2とすると、下記の式（数３）
が成り立つ。Further, until just before the hydraulic cylinder 4 starts to move, all the oil supplied from the pump Po is bypass notch W.
Assuming that the actuator lever point when the hydraulic cylinder 4 starts moving is R2, and the opening degree of the bypass notch portion W at that time is AR2, the following equation (Equation 3)
Holds.
【００１５】（数３） Ｑw＝Ｋ・ＡR2・（Ｐc2−Ｐb2）１／２ (Equation 3) Qw = K.AR2. (Pc2-Pb2) 1/2
【００１６】よって、式（数２）および式（数３）よ
り、
ＡR1・（Ｐc1−Ｐb2）１／２＝ＡR2・（Ｐc2−Ｐb2）
１／２となるが、Ｐc1＜Ｐc2であることから、ＡR1＞Ａ
R2となる。Therefore, from the equations (2) and (3), AR1 (Pc1-Pb2) 1/2 = AR2 (Pc2-Pb2)
Although it is 1/2 , since Pc1 <Pc2, AR1> A
It becomes R2.
【００１７】したがって、油圧シリンダ４のシリンダ動
き出し時のバイパスノッチ部Ｗの開口面積Ａxや、動き
出しポイントは、図９および図１０に示すとおり、操作
器レバーポイントＲ1より右寄りの操作器レバーポイン
トＲ2となり、油圧シリンダ４のシリンダスピードカー
ブもＣ2のような、ゲインの高いカーブとなる。Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, the opening area Ax of the bypass notch W when the cylinder of the hydraulic cylinder 4 starts to move and the starting point are the actuator lever point R2 on the right side of the actuator lever point R1. The cylinder speed curve of the hydraulic cylinder 4 also has a high gain curve like C2.
【００１８】つまり、アクチュエータ負荷の増大によ
り、動き出しレバーポイントが深くなり（すなわち中立
位置から遠くなり）、かつ、スピードカーブの変化も急
になって、操作性が悪化してしまうという問題がある。In other words, there is a problem in that the actuator load becomes deeper (ie, becomes farther from the neutral position) due to an increase in the actuator load, and the change in the speed curve becomes abrupt, which deteriorates the operability.
【００１９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、流体圧アクチュエータの負荷が変化しても、流体
圧アクチュエータが動き出すときの操作器ポイントが変
化せず、かつ、流体圧アクチュエータのスピードカーブ
も変化しないようにすることで、操作性を向上させる流
体圧回路を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above point, and even if the load of the fluid pressure actuator changes, the operation device point when the fluid pressure actuator starts to move does not change, and the fluid pressure actuator An object of the present invention is to provide a fluid pressure circuit that improves operability by preventing the speed curve from changing.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、操作器からの信号に応じて変位してポンプから流
体圧アクチュエータに供給される作動流体を方向制御お
よび流量制御する主弁と、流体圧アクチュエータの負荷
を圧力で検出する圧力センサと、圧力センサからの信号
に応じて信号を出力するコントローラと、コントローラ
からの信号に応じたパイロット圧信号を出力する電磁比
例弁と、主弁内に設けられ電磁比例弁からのパイロット
圧信号によりパイロット作動される補助弁とを具備し、
コントローラは、流体圧アクチュエータの負荷が変化し
てもアクチュエータ動き出し時の操作器の操作位置が変
化せず、かつ、操作器の操作量に対するアクチュエータ
スピードの特性カーブが所望の操作性カーブとなるよう
に、電磁比例弁を通じて補助弁を制御する流体圧回路で
あり、操作器からの信号に応じて変位する主弁により流
体圧アクチュエータを制御する際に、コントローラは、
圧力センサで検出した流体圧アクチュエータの負荷が変
化しても、アクチュエータ動き出し時の操作器の操作位
置が変化せず、かつ、操作器の操作量に対するアクチュ
エータスピードの特性カーブが所望の操作性カーブとな
るように、電磁比例弁を通じて主弁内の補助弁を制御す
るので、流体圧アクチュエータの負荷が変化しても、操
作器の一定の操作位置により流体圧アクチュエータが動
き出し、かつ、操作器の所定の操作量により所定のアク
チュエータスピードが得られ、従来のようにアクチュエ
ータ負荷が高くなればなる程、アクチュエータ動き出し
操作位置が深くなり、かつ、アクチュエータスピードの
特性カーブの変化も急になって、操作性が悪化してしま
う、という問題を解消でき、アクチュエータ負荷の大小
にかかわらず、良好な操作性が得られる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a main valve for directional control and flow rate control of a working fluid which is displaced in response to a signal from an operating device and is supplied from a pump to a fluid pressure actuator. , A pressure sensor that detects the load of the fluid pressure actuator by pressure, a controller that outputs a signal according to the signal from the pressure sensor, an electromagnetic proportional valve that outputs a pilot pressure signal according to the signal from the controller, and a main An auxiliary valve provided in the valve and pilot-operated by a pilot pressure signal from the solenoid proportional valve,
The controller ensures that the operating position of the actuator does not change when the actuator starts moving even if the load of the fluid pressure actuator changes, and that the characteristic curve of actuator speed with respect to the operation amount of the actuator is the desired operability curve. , A fluid pressure circuit that controls an auxiliary valve through an electromagnetic proportional valve, and when controlling a fluid pressure actuator by a main valve that is displaced according to a signal from an actuator, the controller
Even if the load of the fluid pressure actuator detected by the pressure sensor changes, the operating position of the actuator does not change when the actuator starts moving, and the characteristic curve of the actuator speed with respect to the operation amount of the actuator is the desired operability curve. Since the auxiliary valve in the main valve is controlled through the solenoid proportional valve, even if the load on the fluid pressure actuator changes, the fluid pressure actuator starts to move at a certain operating position of the actuator and the actuator's specified The desired actuator speed can be obtained according to the operation amount, and the higher the actuator load as in the past, the deeper the actuator operation start position and the steeper the change in the actuator speed characteristic curve. Can be solved, regardless of whether the actuator load is large or small. Do operability can be obtained.
【００２１】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の流体圧回路における電磁比例弁が、コントローラか
らの信号に対してパイロット圧が比例的に変化する正特
性を有し、補助弁は、電磁比例弁からのパイロット圧信
号がないときの中立位置で全開状態となるものであり、
正特性の電磁比例弁を用いるときは、中立位置で全開状
態となる補助弁を用いて、流体圧アクチュエータの負荷
が変化しても、操作器の一定の操作位置により流体圧ア
クチュエータが動き出し、かつ、操作器の所定の操作量
により所定のアクチュエータスピードが得られ、操作性
を向上できる。According to a second aspect of the invention, the solenoid proportional valve in the fluid pressure circuit according to the first aspect has a positive characteristic that the pilot pressure changes proportionally to the signal from the controller, and the auxiliary valve Is a fully open state at the neutral position when there is no pilot pressure signal from the solenoid proportional valve,
When using a positive characteristic solenoid proportional valve, use an auxiliary valve that is fully open at the neutral position, and even if the load on the fluid pressure actuator changes, the fluid pressure actuator starts to move at a certain operating position of the actuator, and A predetermined actuator speed can be obtained by a predetermined operation amount of the operating device, and operability can be improved.
【００２２】請求項３に記載された発明は、請求項１記
載の流体圧回路における電磁比例弁が、コントローラか
らの信号に対してパイロット圧が逆比例的に変化する逆
特性を有し、補助弁は、電磁比例弁からのパイロット圧
信号がないときの中立位置で全閉状態となるものであ
り、逆特性の電磁比例弁を用いるときは、中立位置で全
閉状態となる補助弁を用いて、流体圧アクチュエータの
負荷が変化しても、操作器の一定の操作位置により流体
圧アクチュエータが動き出し、かつ、操作器の所定の操
作量により所定のアクチュエータスピードが得られ、操
作性を向上できる。According to a third aspect of the present invention, the solenoid proportional valve in the fluid pressure circuit according to the first aspect has an inverse characteristic in which the pilot pressure changes in inverse proportion to a signal from the controller. The valve is fully closed at the neutral position when there is no pilot pressure signal from the solenoid proportional valve.When using the solenoid proportional valve with the reverse characteristic, use the auxiliary valve that is fully closed at the neutral position. As a result, even if the load of the fluid pressure actuator changes, the fluid pressure actuator starts to move at a certain operation position of the operation device, and a predetermined actuator speed can be obtained by a predetermined operation amount of the operation device, improving operability. .
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図１乃至図４に
示された一実施の形態、図５乃至図７に示された他の実
施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、これら
の実施の形態において、図８に示された従来の流体圧回
路と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省
略する場合がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to one embodiment shown in FIGS. 1 to 4 and another embodiment shown in FIGS. 5 to 7. In these embodiments, the same parts as those of the conventional fluid pressure circuit shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.
【００２４】先ず、図１乃至図４に示された一実施の形
態を説明すると、図１において、１は、オープンセンタ
式油圧回路における主弁としてのパイロット作動式スプ
ール弁であり、このパイロット作動式スプール弁１は、
操作器（リモートコントロール弁）11からのパイロット
圧信号に応じて変位して、ポンプＰoから流体圧アクチ
ュエータとしての油圧シリンダ４に供給される作動流体
としての作動油を方向制御および流量制御するメインス
プール２を有する。First, the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 is a pilot operated spool valve as a main valve in an open center hydraulic circuit. Type spool valve 1
A main spool for directional control and flow rate control of hydraulic oil as a working fluid that is displaced in response to a pilot pressure signal from an operating device (remote control valve) 11 and is supplied from a pump Po to a hydraulic cylinder 4 as a fluid pressure actuator. Have two.
【００２５】このメインスプール２には、中立位置でポ
ンプＰoをタンクТaに連通するバイパスノッチ部Ｗが設
けられている。The main spool 2 is provided with a bypass notch W that connects the pump Po to the tank Тa at the neutral position.
【００２６】操作器11は、パイロット油圧源Ｐpから供
給されたパイロット１次圧を減圧制御して、操作レバー
12のレバー操作量（または操作ペダルのペダル踏込量）
に応じたパイロット２次圧としてのパイロット圧信号
を、メインスプール２の一端または他端に供給する減圧
弁である。The operating unit 11 controls the primary pressure of the pilot supplied from the pilot hydraulic power source Pp to reduce the pressure and operates the operating lever.
12 lever operation amount (or pedal depression amount of operation pedal)
Is a pressure reducing valve that supplies a pilot pressure signal corresponding to the pilot secondary pressure to one end or the other end of the main spool 2.
【００２７】油圧シリンダ４のヘッド側ライン７には、
油圧シリンダ４の負荷を圧力（すなわちヘッド保持圧）
で検出する圧力センサ13が設置されている。In the head side line 7 of the hydraulic cylinder 4,
Pressure of the hydraulic cylinder 4 (that is, head holding pressure)
A pressure sensor 13 for detecting the pressure is installed.
【００２８】この圧力センサ13から引出された信号ライ
ン14は、コントローラ15に接続されて、この圧力センサ
13により検出されたヘッド保持圧、すなわち最小のＰc1
から最大のＰcｍまでの圧力信号がコントローラ15に入
力されるようになっている。The signal line 14 drawn from the pressure sensor 13 is connected to the controller 15 so that the pressure sensor
Head holding pressure detected by 13, ie minimum Pc1
To the maximum Pcm are input to the controller 15.
【００２９】このコントローラ15は、圧力センサ13から
の信号に応じて電気信号ライン16に電気信号を出力す
る。この電気信号ライン16は電磁比例弁17のソレノイド
17aに接続されている。The controller 15 outputs an electric signal to the electric signal line 16 in response to the signal from the pressure sensor 13. This electric signal line 16 is the solenoid of the solenoid proportional valve 17.
It is connected to 17a.
【００３０】電磁比例弁17は、コントローラ15からの電
気信号により作動し、パイロット油圧源Ｐpから供給さ
れたパイロット１次圧を制御して、コントローラ15から
の電気信号に応じたパイロット２次圧としてのパイロッ
ト圧信号を外部信号ライン18に出力するものであり、図
２に示すような電気信号に対してパイロット圧が比例的
に変化する正特性を持っている。The solenoid proportional valve 17 is operated by an electric signal from the controller 15 to control the pilot primary pressure supplied from the pilot hydraulic pressure source Pp to generate a pilot secondary pressure according to the electric signal from the controller 15. Of the pilot pressure signal is output to the external signal line 18, and has a positive characteristic that the pilot pressure changes in proportion to the electric signal as shown in FIG.
【００３１】前記パイロット作動式スプール弁１のメイ
ンスプール２内には補助弁21が内蔵されている。An auxiliary valve 21 is built in the main spool 2 of the pilot operated spool valve 1.
【００３２】この補助弁21は、電磁比例弁17からのパイ
ロット圧信号によりパイロット作動される小スプール22
が、スプリング23の付勢力とバランスする位置に制御さ
れるものであり、その小スプール22は、電磁比例弁17か
らのパイロット圧信号がないときの中立位置で全開状態
となり、図３に示されるように、電磁比例弁17から外部
信号ライン18を経て供給されるパイロット圧により、開
口面積Ｚ1の全開状態から漸次閉じる方向に変位するよ
うな開口特性を持っている。This auxiliary valve 21 is a small spool 22 pilot-operated by a pilot pressure signal from the solenoid proportional valve 17.
Is controlled to a position that balances with the urging force of the spring 23, and the small spool 22 is fully opened at the neutral position when there is no pilot pressure signal from the solenoid proportional valve 17, and is shown in FIG. As described above, the opening characteristic is such that the pilot pressure supplied from the solenoid proportional valve 17 through the external signal line 18 causes the opening area Z1 to be gradually displaced in the closing direction from the fully opened state.
【００３３】この補助弁21の小スプール22は、外部信号
圧がゼロのとき、図４に示す開口特性カーブＺx（最大
開口面積Ｚ1）の開口特性となるが、この小スプール22
の開口特性カーブＺxと、メインスプール２のバイパス
ノッチ部Ｗの開口特性カーブＹxとの合成特性カーブ
が、図９にも示された開口特性カーブＷxに等しくなる
ように設定されている。The small spool 22 of the auxiliary valve 21 has the opening characteristic of the opening characteristic curve Zx (maximum opening area Z1) shown in FIG. 4 when the external signal pressure is zero.
The combined characteristic curve of the opening characteristic curve Zx and the opening characteristic curve Yx of the bypass notch portion W of the main spool 2 is set to be equal to the opening characteristic curve Wx shown in FIG.
【００３４】さらに、開口特性カーブＹxは、油圧シリ
ンダ４に負荷し得る最大荷重Ｍｍ時の最大ヘッド保持圧
Ｐcｍの場合に、図１０における動き出し時の操作器レ
バーポイントがＲ1となり、かつ、油圧シリンダ４のシ
リンダスピードカーブが所望の理想的操作性カーブＣ1
となるような特性カーブに設定されている。Further, the opening characteristic curve Yx shows that when the maximum head holding pressure Pcm at the maximum load Mm that can be applied to the hydraulic cylinder 4 is reached, the actuator lever point at the start of movement in FIG. Cylinder speed curve of 4 is the desired operability curve C1
The characteristic curve is set so that
【００３５】次に、図１乃至図３に示された実施の形態
の作用を、図４を参照しながら説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIG.
【００３６】コントローラ15は、圧力センサ13により検
出されたヘッド保持圧を受けて、予め設定されたプログ
ラムにより、そのときの油圧シリンダ４のヘッド保持圧
に対応する電気信号を演算して電磁比例弁17に出力す
る。The controller 15 receives the head holding pressure detected by the pressure sensor 13 and, by a preset program, calculates an electric signal corresponding to the head holding pressure of the hydraulic cylinder 4 at that time to calculate an electromagnetic proportional valve. Output to 17.
【００３７】すなわち、図４に示されるように、そのと
きのヘッド保持圧に対応するパイロット作動式スプール
弁１のバイパスノッチ部Ｗの開口特性カーブＷxを、開
口特性カーブＷxxに変化させる必要がある場合、開口特
性カーブＷxxは、メインスプール２の開口特性カーブＹ
xと、補助弁21の開口特性カーブＺxxとの合成特性カー
ブであり、補助弁21を開口特性カーブＺxxとなるように
制御したときに、図１０における動き出し時の操作器レ
バーポイントがＲ1となり、かつ、油圧シリンダ４のシ
リンダスピードカーブが所望の理想的操作性カーブＣ1
となるので、コントローラ15は、開口特性カーブＺxxと
なるように補助弁21を作動するパイロット圧を電磁比例
弁17が出力するように、電気信号を電磁比例弁17に入力
する。That is, as shown in FIG. 4, it is necessary to change the opening characteristic curve Wx of the bypass notch portion W of the pilot operated spool valve 1 corresponding to the head holding pressure at that time to the opening characteristic curve Wxx. In this case, the opening characteristic curve Wxx is the opening characteristic curve Y of the main spool 2.
x is a combined characteristic curve of the opening characteristic curve Zxx of the auxiliary valve 21, and when the auxiliary valve 21 is controlled to have the opening characteristic curve Zxx, the actuator lever point at the start of movement in FIG. 10 becomes R1, Moreover, the cylinder speed curve of the hydraulic cylinder 4 is a desired ideal operability curve C1.
Therefore, the controller 15 inputs an electric signal to the solenoid proportional valve 17 so that the solenoid proportional valve 17 outputs the pilot pressure for operating the auxiliary valve 21 so that the opening characteristic curve Zxx is obtained.
【００３８】このように、コントローラ15が、圧力セン
サ13から得られた油圧シリンダ４の負荷情報に基づき、
電磁比例弁17を通じて補助弁21を制御することで、油圧
シリンダ４の負荷が変化しても、シリンダ動き出し時の
操作器11のレバー操作位置が常にＲ1となり変化せず、
かつ、操作器11の操作量に対するシリンダスピードの特
性カーブが所望の理想的操作性カーブＣ1となるよう
に、バイパスノッチ部Ｗの開口特牲が、油圧シリンダ４
の負荷に応じて変化する。In this way, the controller 15 determines, based on the load information of the hydraulic cylinder 4 obtained from the pressure sensor 13,
By controlling the auxiliary valve 21 through the solenoid proportional valve 17, even if the load of the hydraulic cylinder 4 changes, the lever operation position of the operation device 11 when the cylinder starts moving is always R1 and does not change.
In addition, the opening characteristic of the bypass notch portion W is adjusted so that the characteristic curve of the cylinder speed with respect to the operation amount of the operating device 11 becomes a desired ideal operability curve C1.
It changes according to the load.
【００３９】次に、図５乃至図７に示された他の実施の
形態を説明する。なお、上記一実施の形態と同様の部分
には同一符号を付して、その説明を省略する。Next, another embodiment shown in FIGS. 5 to 7 will be described. The same parts as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００４０】上記一実施の形態では、図２に示されるよ
うにコントローラ15からの電気信号に対してパイロット
圧が比例的に変化する正特性を持った電磁比例弁17と、
図３に示されるように中立位置で全開状態となっている
補助弁21を用いた場合を示したが、図５に示されたオー
プンセンタ式油圧回路は、図６に示されるように、コン
トローラ15からの電気信号に対してパイロット圧が逆比
例的に変化する逆特性を持った、いわゆる逆特性型電磁
比例弁17と、図７に示されるように電磁比例弁17からの
パイロット圧信号がないときの中立位置でスプリング23
の付勢力により全閉状態となっている補助弁21とを用い
たものである。In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, an electromagnetic proportional valve 17 having a positive characteristic in which the pilot pressure changes proportionally to the electric signal from the controller 15,
As shown in FIG. 3, the case where the auxiliary valve 21 which is in the fully open state at the neutral position is used is shown. However, the open center hydraulic circuit shown in FIG. The so-called inverse characteristic type solenoid proportional valve 17 having the inverse characteristic that the pilot pressure changes in inverse proportion to the electric signal from 15 and the pilot pressure signal from the solenoid proportional valve 17 as shown in FIG. Spring 23 in neutral position when not
The auxiliary valve 21 is fully closed by the urging force of the auxiliary valve 21.
【００４１】そして、油圧シリンダ４のヘッド保持圧が
最小のＰc1のとき、補助弁21は、電磁比例弁17より最大
パイロット圧が供給されていて全開状態となっており、
その合成開口特性カーブはＷxとなっていて、ヘッド保
持圧が高くなればなる程、コントローラ15からの電気信
号により、電磁比例弁17からのパイロット圧が減圧さ
れ、このパイロット圧の減圧にしたがって、補助弁21の
開口特性は徐々に小さくなって行き、ヘッド保持圧が最
大のＰcｍとなったとき、補助弁21は全閉状態となり、
バイパスノッチ部Ｗの開口特性カーブは、最小のＹxと
なり、前記一実施の形態と同等の結果が得られる。When the head holding pressure of the hydraulic cylinder 4 is Pc1 which is the minimum, the auxiliary valve 21 is in the fully opened state because the maximum pilot pressure is supplied from the solenoid proportional valve 17.
The synthetic opening characteristic curve is Wx, and as the head holding pressure becomes higher, the pilot pressure from the solenoid proportional valve 17 is reduced by the electric signal from the controller 15, and according to the reduction of the pilot pressure, The opening characteristic of the auxiliary valve 21 gradually decreases, and when the head holding pressure reaches the maximum Pcm, the auxiliary valve 21 is fully closed,
The opening characteristic curve of the bypass notch portion W has the minimum Yx, and the same result as that of the above-described embodiment can be obtained.
【００４２】以上のように、油圧シリンダ４の負荷が変
化し、ヘッド保持圧が変化しても、動き出し時の操作器
レバーポイントが常にＲ1となり同じで、かつ、シリン
ダスピードカーブが理想的操作性カーブＣ1となるよう
に、バイパスノッチ部Ｗの開口特牲が、そのヘッド保持
圧に応じて変化するため、従来のようにヘッド保持圧が
高くなればなる程、動き出しレバーポイントが深く、か
つ、スピードカーブの変化も急になって、操作性が悪化
してしまうという問題を解消でき、ヘッド保持圧の大小
にかかわらず、良好な操作性が得られるようになった。As described above, even if the load of the hydraulic cylinder 4 changes and the head holding pressure changes, the actuator lever point at the time of starting movement is always R1 and the cylinder speed curve has the ideal operability. Since the opening characteristic of the bypass notch W changes according to the head holding pressure so as to become the curve C1, as the head holding pressure becomes higher as in the conventional case, the movement start lever point becomes deeper and The problem that the operability deteriorates due to the sudden change in the speed curve can be solved, and good operability can be obtained regardless of the head holding pressure.
【００４３】なお、上記の実施の形態では、流体圧アク
チュエータが油圧シリンダ４の場合について述べたが、
流体圧アクチュエータが例えば油圧ショベルの旋回モー
タや走行モータといった回転式アクチュエータについて
も、本発明により、同様の効果が得られる。In the above embodiment, the case where the fluid pressure actuator is the hydraulic cylinder 4 has been described.
The same effect can be obtained by the present invention even for a rotary actuator whose fluid pressure actuator is, for example, a swing motor or a traveling motor of a hydraulic excavator.
【００４４】[0044]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、操作器か
らの信号に応じて変位する主弁により流体圧アクチュエ
ータを制御する際に、コントローラは、圧力センサで検
出した流体圧アクチュエータの負荷が変化しても、アク
チュエータ動き出し時の操作器の操作位置が変化せず、
かつ、操作器の操作量に対するアクチュエータスピード
の特性カーブが所望の操作性カーブとなるように、電磁
比例弁を通じて主弁内の補助弁を制御するので、流体圧
アクチュエータの負荷が変化しても、操作器の一定の操
作位置により流体圧アクチュエータが動き出し、かつ、
操作器の所定の操作量により所定のアクチュエータスピ
ードが得られ、従来のようにアクチュエータ負荷が高く
なればなる程、アクチュエータ動き出し操作位置が深く
なり、かつ、アクチュエータスピードの特性カーブの変
化も急になって、操作性が悪化してしまう、という問題
を解消でき、アクチュエータ負荷の大小にかかわらず、
良好な操作性が得られる。According to the invention described in claim 1, when controlling the fluid pressure actuator by the main valve which is displaced in response to a signal from the operating device, the controller is configured to load the fluid pressure actuator detected by the pressure sensor. Even if the value changes, the operating position of the actuator does not change when the actuator starts moving,
Moreover, since the auxiliary valve in the main valve is controlled through the solenoid proportional valve so that the characteristic curve of the actuator speed with respect to the operation amount of the operating device becomes a desired operability curve, even if the load of the fluid pressure actuator changes, The fluid pressure actuator starts to move due to the constant operating position of the actuator, and
A given actuator speed can be obtained by a given amount of operation of the actuator, and the higher the actuator load as in the past, the deeper the actuator start operating position becomes, and the more rapidly the actuator speed characteristic curve changes. Therefore, the problem that the operability deteriorates can be solved, regardless of the size of the actuator load,
Good operability can be obtained.
【００４５】請求項２記載の発明によれば、正特性の電
磁比例弁を用いるときは、中立位置で全開状態となる補
助弁を用いて、流体圧アクチュエータの負荷が変化して
も、操作器の一定の操作位置により流体圧アクチュエー
タが動き出し、かつ、操作器の所定の操作量により所定
のアクチュエータスピードが得られ、操作性を向上でき
る。According to the second aspect of the present invention, when the positive proportional solenoid proportional valve is used, the auxiliary valve which is in the fully open state at the neutral position is used, and the actuator is operated even if the load of the fluid pressure actuator changes. The fluid pressure actuator starts to move at a constant operation position, and a predetermined actuator speed is obtained by a predetermined operation amount of the operation device, so that operability can be improved.
【００４６】請求項３記載の発明によれば、逆特性の電
磁比例弁を用いるときは、中立位置で全閉状態となる補
助弁を用いて、流体圧アクチュエータの負荷が変化して
も、操作器の一定の操作位置により流体圧アクチュエー
タが動き出し、かつ、操作器の所定の操作量により所定
のアクチュエータスピードが得られ、操作性を向上でき
る。According to the third aspect of the present invention, when the solenoid proportional valve having the reverse characteristic is used, the auxiliary valve which is in the fully closed state at the neutral position is used to operate even if the load of the fluid pressure actuator changes. The fluid pressure actuator starts to move at a fixed operating position of the operating device, and a predetermined actuator speed is obtained at a predetermined operating amount of the operating device, so that operability can be improved.
【図１】本発明に係る流体圧回路の一実施の形態を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a fluid pressure circuit according to the present invention.
【図２】同上回路で用いられる電磁比例弁の特性を示す
特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing characteristics of a solenoid proportional valve used in the same circuit.
【図３】同上回路で用いられる補助弁の開口特性を示す
特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing opening characteristics of an auxiliary valve used in the same circuit.
【図４】同上回路で用いられるパイロット作動式スプー
ル弁の開口特性を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an opening characteristic of a pilot operated spool valve used in the same circuit.
【図５】本発明に係る流体圧回路の他の実施の形態を示
す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the fluid pressure circuit according to the present invention.
【図６】同上回路で用いられる逆特性型電磁比例弁の特
性を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing characteristics of an inverse characteristic type solenoid proportional valve used in the same circuit.
【図７】同上回路で用いられる補助弁の開口特性を示す
特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing opening characteristics of an auxiliary valve used in the same circuit.
【図８】従来のオープンセンタ式油圧回路を示す回路図
である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional open center hydraulic circuit.
【図９】同上従来回路のパイロット作動式スプール弁の
開口特性を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the opening characteristic of the pilot operated spool valve of the conventional circuit.
【図１０】同上スプール弁のシリンダスピードカーブを
示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a cylinder speed curve of the same spool valve.
Ｐo ポンプ １ 主弁としてのパイロット作動式スプール弁 ４ 流体圧アクチュエータとしての油圧シリンダ 11 操作器 13 圧力センサ 15 コントローラ 17 電磁比例弁 21 補助弁 Po pump 1 Pilot operated spool valve as main valve 4 Hydraulic cylinder as fluid pressure actuator 11 actuator 13 Pressure sensor 15 controller 17 Solenoid proportional valve 21 Auxiliary valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB01 AB02 AB03 AB04 BA01 CA03 DA03 DA04 DB02 3H089 AA21 AA60 AA61 BB15 CC01 DA02 DB47 DB49 DB75 DB78 EE12 EE22 EE31 FF07 FF12 GG02 JJ02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2D003 AA01 AB01 AB02 AB03 AB04 BA01 CA03 DA03 DA04 DB02 3H089 AA21 AA60 AA61 BB15 CC01 DA02 DB47 DB49 DB75 DB78 EE12 EE22 EE31 FF07 FF12 GG02 JJ02
Claims (3)
プから流体圧アクチュエータに供給される作動流体を方
向制御および流量制御する主弁と、 流体圧アクチュエータの負荷を圧力で検出する圧力セン
サと、 圧力センサからの信号に応じて信号を出力するコントロ
ーラと、 コントローラからの信号に応じたパイロット圧信号を出
力する電磁比例弁と、 主弁内に設けられ電磁比例弁からのパイロット圧信号に
よりパイロット作動される補助弁とを具備し、 コントローラは、流体圧アクチュエータの負荷が変化し
てもアクチュエータ動き出し時の操作器の操作位置が変
化せず、かつ、操作器の操作量に対するアクチュエータ
スピードの特性カーブが所望の操作性カーブとなるよう
に、電磁比例弁を通じて補助弁を制御することを特徴と
する流体圧回路。1. A main valve for directional control and flow rate control of a working fluid which is displaced in response to a signal from an operating device and is supplied from a pump to a fluid pressure actuator, and a pressure sensor for detecting a load of the fluid pressure actuator by pressure. , A controller that outputs a signal according to the signal from the pressure sensor, a solenoid proportional valve that outputs a pilot pressure signal according to the signal from the controller, and a pilot pressure signal from the solenoid proportional valve provided in the main valve. The controller is equipped with a pilot operated auxiliary valve, and the controller does not change the operating position of the actuator when the load of the fluid pressure actuator changes, and the characteristics of the actuator speed with respect to the operation amount of the actuator. The flow is characterized by controlling the auxiliary valve through a solenoid proportional valve so that the curve has a desired operability curve. Pressure circuit.
に対してパイロット圧が比例的に変化する正特性を有
し、 補助弁は、電磁比例弁からのパイロット圧信号がないと
きの中立位置で全開状態となることを特徴とする請求項
１記載の流体圧回路。2. The solenoid proportional valve has a positive characteristic in which the pilot pressure changes proportionally to the signal from the controller, and the auxiliary valve has a neutral position when there is no pilot pressure signal from the solenoid proportional valve. The fluid pressure circuit according to claim 1, wherein the fluid pressure circuit is in a fully opened state.
に対してパイロット圧が逆比例的に変化する逆特性を有
し、 補助弁は、電磁比例弁からのパイロット圧信号がないと
きの中立位置で全閉状態となることを特徴とする請求項
１記載の流体圧回路。3. The solenoid proportional valve has an inverse characteristic in which the pilot pressure changes in inverse proportion to the signal from the controller, and the auxiliary valve has a neutral position when there is no pilot pressure signal from the solenoid proportional valve. The fluid pressure circuit according to claim 1, wherein the fluid pressure circuit is in a fully closed state.
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|---|---|---|---|---|
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