JP2006307657A - 作業機用油圧ポンプの斜板制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧ポンプの吐出圧と制御弁経由の調整された負荷圧との差圧を利用して傾斜板制御を行う回路において、安定した傾斜制御が行え、さらに制御弁の調整を最小限に抑えることのできる回路を提供しようとする。
【解決手段】 油圧ポンプ3からの吐出圧と、制御弁2により調整された作業機の負荷圧との差圧でピストン位置が移動するピストン機構1により、油圧ポンプ3の斜板制御を行う油圧回路を前提とする。そして、油圧ポンプ3から前記ピストン機構10に連なる吐出油用油路5の任意箇所に、絞り6を形成させた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、作業機用油圧ポンプの斜板制御を安定させることのできる油圧回路に関する。

油圧ショベルのような作業機の油圧ポンプの斜板制御には、種々の機構（例えばメカニカルフィードバック）があるが、ポンプからの吐出圧と作業機の負荷圧との差圧を一定にして、その一定の差圧を利用する機構がある（その一例がロードセンシングと呼ばれ、例えば特開平９−１６５７９２号や特許第３１１３５４７号参照）。

図２は、差圧を利用した斜板制御回路の一例を示している。20は斜板制御用ピストン機構であり、油圧ポンプ30からの吐出圧を受ける小ピストン21と、制御弁31をからの制御圧を受ける大ピストン22が対向して当接され、両ピストン21,22の差圧による移動により斜板の傾転動作を制御する。前記制御弁31は、作業機の負荷圧を受けるとともに、油圧ポンプ30の吐出圧を受け、両者の差圧に応じて、大ピストン22への制御圧を吐出するもので、いわば、作業機の負荷圧を調整し、その調整した圧である制御圧をピストン機構に利用させる機能を有する。なお、32は斜板制御弁であり、外部信号によって斜板を補助的に制御する弁である。制御弁32は、制御弁31による制御中は外部信号により全開となるが、制御弁32で制御中に強制的に吐出量を下げる働きを持つ（馬力制御等）。

特開平９−１６５７９２号 特許第３１１３５４７号

ところで、作業機の負荷変動に対して、制御弁31が過度に反応することがあり、それによってピストン機構20の振動を発生させる場合がある。また、油温の変化により制御特性が変化し、振動が生じる場合もある（いわゆるハンチング）。制御弁31はこのような振動を制御するため、開口特性、スプリング力を予めチューニングするものとなっているが、種々の条件の変化のすべてに対応させようとすると、必要以上の時間とコストがかかっていた。

また、不意に油量が変動する場合等（油漏れ、あるいは作業機を瞬間的に動作させたい時等）の作業機の負荷圧に対応できないという問題もあった。

この発明は、従来技術の以上のような問題に鑑み創案されたもので、油圧ポンプの吐出圧と、制御弁により調整される作業機の負荷圧との差圧を利用して傾斜板制御を行う回路において、安定した傾斜制御が行え、さらに制御弁の調整を最小限に抑えることのできる回路を提供しようとするものである。

このため、この発明に係る作業機用油圧ポンプの斜板制御回路は、油圧ポンプからの吐出圧と、制御弁により調整された作業機の負荷圧との差圧でピストン位置が移動するピストン機構により、油圧ポンプの斜板制御を行う油圧回路において、油圧ポンプから前記ピストン機構に連なる吐出油用油路の任意箇所に、絞りを形成させたことを特徴とする。

前記ピストン機構に向かう吐出圧の圧油は、吐出圧用油路に形成された絞りを経ることになる。このため、例えば作業機が何かに当たったような場合、制御弁により調整された負荷圧（以下単に制御圧ともいう）に比して油圧ポンプからの吐出圧が一時的に大きくなったとしても、その絞りによってピストン機構の吐出圧側ポートに流入する圧油量は制限され、吐出圧の増加が抑えられる。すなわち、差圧の変動が抑制され、ハンチングを抑制できる。

また、そのような油圧回路において、制御弁入り側の油路から、ピストン機構に連なる負荷圧用油路にバイパスする油路を形成させ、該油路の任意箇所に、絞りを形成させてもよい。

この回路では、制御弁を経ずに、前記ピストン機構の負荷圧側ポートにポンプ吐出圧が流れるバイパスが形成される。そして、そのバイパスには絞りが形成されるので、ピストン機構の負荷圧側のポートには、制御圧の圧油に加えて、バイパスからのポンプ吐出圧の圧油が絞られて流入される。すなわち、ピストン機構が受ける２つの圧力差を小さくすることにより、負荷変動に対する追従性を高めている。

以上説明したように、本願に係る発明によれば、不意に油量が変動しても、吐出圧と制御弁経由の調整された負荷圧との差圧の変動を抑制することができる。すなわち、振動の幅を狭く抑えることができ、安定した斜板制御が維持できるものとなっている。また、振動の幅を狭く抑えることができるので、制御弁の調整も最小限で済むものとなっている。

本発明の具体的実施形態の一例を図面に基づき説明する。なお、以下の形態例は本発明を具現化した一例に過ぎず、本発明がそれに限定されるものではないことは当然である。

図１は差圧を利用した斜板制御回路の一例を簡易的に示しており、図中、1は斜板制御用ピストン機構、2は制御弁、3は可変容量型油圧ポンプ、4は斜板制御弁である。

図１に示すように、この回路は、油圧ポンプ3からの圧油が斜板制御弁4、制御弁2を介して作業機に流れた後タンクに環流する流路となっている。また、油圧ポンプ3からの吐出圧と、制御弁2により調整された作業機の負荷圧（以下、制御圧という）の双方を受ける部分に、斜板制御用ピストン機構1が配置されている。

該斜板制御用ピストン機構1は、油圧ポンプからの吐出圧を受ける小ピストン10と、制御弁2からの制御圧を受ける大ピストン11が対向して当接され、両ピストン10,11の差圧による移動により油圧ポンプ3の斜板の傾転動作を制御する機構となっている。前記制御弁2は、作業機からの負荷圧を、吐出圧との差で調整しその調整圧を制御圧として斜板制御用ピストン機構1へ送り出す。すなわち、これらの構成は、図２に示す従来の回路とほぼ共通するものである。なお、斜板制御弁4が外部信号によって斜板を補助的に制御する弁である点も共通である。

このような本形態例の回路において、油圧ポンプ3から前記ピストン機構1の小ピストン10側ポートに向かう吐出圧の油路、すなわち吐出用油路5の途中に絞り部6を形成している。ここでは、オリフィスを形成させて油路の絞りとしている。

また、制御弁2の入り側の油路から、ピストン機構1の大ピストン11側ポートに連なる油路9に直結するバイパス路7を設け、該バイパス路7の途中に絞り部8を形成している。ここの絞り部8もオリフィスによる絞りとなっている。

以上のような本形態例においては、前記ピストン機構1に向かう吐出圧の圧油は、吐出圧用油路5に形成された絞り部6を経ることになる。このため、例えば作業機が何かに当たったような場合、制御圧に比して油圧ポンプ1からの吐出圧が一時的に大きくなったとしても、その絞り部6によってピストン機構1の小ピストン10側ポートに流入する圧油量は制限され、吐出圧の変動が抑えられる。

一方、回路の負荷圧側においても、制御弁2を経ずに、前記ピストン機構1の大ピストン11側ポートに圧油が流れるバイパス路7が形成され、かつ該油路7にに絞り部8が形成されるので、ピストン機構1の大ピストン11側のポートには、制御弁2からの制御圧の圧油に加えて、バイパス路7からの一定の圧油が流入される。すなわち、負荷圧の圧油量が変動したとしても、常にバイパス路7からの安定した圧油が大ピストン11側のポートに流入することになり、変動の幅を抑えることが可能となっている。

以上のように、本形態例では、絞り部6による吐出圧の安定流に加え、新たに形成したバイパス路7とその絞り部8による負荷圧の安定流の構成により、吐出圧と負荷圧との差圧に大きな変動がおきても、その変動の幅を効率的に抑えることができる。また、それゆえ制御弁2の初期設定時の調整も従来に比べて簡素化するという効果が得られる。

なお、上述のとおり、本形態例は本願に係る発明の一態様に過ぎず、上記具体的な構成は種々の態様に変更が可能であることはいうまでもない（例えば、差圧を利用した斜板制御機構が他のピストン機構であっても、またオリフィス以外の絞りを用いた構成であっても、あるいは油圧ポンプや作業機が複数配置される等であってもよい）。

この発明は、油圧ポンプを備え、その吐出圧と制御弁経由の調整された負荷圧との差圧を利用して斜板の制御を行う作業機に適用可能である。

本願に係る発明の一形態例の油圧回路図である。 差圧を利用した従来の斜板制御回路の一例である。

符号の説明

1 斜板制御用ピストン機構
2 制御弁
3 可変容量型油圧ポンプ
4 斜板制御用弁
6,8 絞り部
7 バイパス路

Claims (2)

1. 油圧ポンプからの吐出圧と、制御弁により調整された作業機の負荷圧との差圧でピストン位置が移動するピストン機構により、油圧ポンプの斜板制御を行う油圧回路において、油圧ポンプから前記ピストン機構に連なる吐出油用油路の任意箇所に、絞りを形成させたことを特徴とする作業機用油圧ポンプの斜板制御回路。
2. 制御弁入り側の油路から、ピストン機構に連なる負荷圧用油路にバイパスする油路を形成させ、該油路の任意箇所に、絞りを形成させたことを特徴とする請求項１の作業機用油圧ポンプの斜板制御回路。

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