JP2533782Y2 - ロードセンシング油圧回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、負荷に反応して該負荷
を駆動する油圧回路の圧力・流量の制御を行なうロード
センシング油圧回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１に示すような、可変容量ポン
プａの吐出回路ｂをブリードオフコンペンセータバルブ
ｃとメータインコンペンセータバルブｄを備えた圧力補
償付切換弁ｅを介して油圧アクチュエータｆの作動回路
ｇに接続し、該メータインコンペンセータバルブｄは該
切換弁ｅのスプールｈの前方の吐出回路ｂに設けられて
油圧アクチュエータｆの負荷ｉに影響されないで流量コ
ントロールするために設けられ、該ブリードオフコンペ
ンセータバルブｃは該吐出回路ｂを該切換弁ｅに接続し
たタンク回路ｊへ接続するように設けて該切換弁ｅの中
立時に該ポンプａからの油をアンロードする構成のもの
が知られている。該切換弁ｅはそのスプールｈの中立位
置ではタンク回路ｊに連なりその切換位置では流入側の
作動回路ｇに該スプールｈの絞りｋを介して連なるフィ
ードバック通路ｌを有し、該フィードバック通路ｌを該
ポンプａの容量制御バルブｍに接続すると共に該ブリー
ドオフコンペンセータバルブｃのベント回路ｎ及びメー
タインコンペンセータバルブｄのベント回路ｏに接続
し、従って該スプールｈが中立位置にあるときは、ブリ
ードオフコンペンセータバルブｃ、メータインコンペン
セータバルブｄ及び容量制御バルブｍのスプリング室の
圧力は略０kgf/cm²となるように構成されている。該切
換弁ｅには、そのスプールｈが中立位置から切換位置に
移動する間に、図２に示すような、その移動が少ないと
きは一旦全ポートＡ，Ｂ，Ｓ，Ｐ，Ｔを遮断する構成
と、その移動が進んだときに遮断されている負荷ポート
ＡまたはＢにフィードバックポートＳを接続する構成と
が設けられている。また、該可変容量ポンプａの容量制
御バルブｍは、吐出回路ｂへ吐出する該ポンプａの吐出
ポートとフィードバック通路ｌとの差圧が一定になるよ
うにポンプ吐出を制御する。更に、該ポンプａは応答性
とヒートバランスのために最大傾転角の数％を補償する
よう最小傾転ストッパを備えており、そのため、該ポン
プａから吐出された油はブリードオフコンペンセータバ
ルブｃから低圧でタンクへアンロードされる。各バルブ
のスプリング力は、メータインコンペンセータバルブｄ
の差圧＜容量制御バルブｍの差圧＜ブリードオフコンペ
ンセータバルブｃの差圧を維持するような関係になって
いる。

【０００３】いま切換弁ｅを切換位置に切り換えると、
フィードバック通路ｌに負荷圧力が入り込み、該切換弁
ｅを流れる流量は、メータインコンペンセータバルブｄ
によってスプールｈの絞りｋ前後の差圧が一定（メータ
インコンペンセータバルブの差圧）になるようにコント
ロールされるため、該スプールｈの絞りｋの開度に応じ
た流量になる。可変容量ポンプａは、吐出回路ｂへ吐出
する吐出ポートの圧力とフィードバック通路ｌの圧力の
差圧が容量制御バルブの差圧を一定にするようにコント
ロールするため切換弁ｅを流れる流量よりも多い流量を
該ポンプａが吐出すると、吐出回路ｂの圧力とフィード
バック通路ｌの圧力（負荷圧力）との差圧が容量制御バ
ルブの差圧より高くなるので、可変容量ポンプａの容量
制御バルブｍが働き、切換弁ｅの流量にマッチした量の
油を吐出するよう可変容量ポンプａの傾転角が制御され
る。ブリードオフコンペンセータバルブｃは、制御流量
が最大流量の数％以下のときは吐出回路ｂの圧力が、負
荷圧力＋容量制御バルブの差圧、までしか昇圧しないた
め、ブリードオフコンペンセータバルブｃの制御差圧よ
り低いので、閉弁した状態になる。従って、切換弁ｅが
中立位置からポンプａの最大吐出量の数％流量まではブ
リードオフコンペンセータバルブｃが働き、数％〜１０
０％までは該ポンプａにより制御されることになる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】以上の構成のロードセ
ンシング油圧回路装置に於いて、油圧アクチュエータｆ
が油圧クレーンや油圧ショベルを駆動する旋回モータで
ある場合、ゆっくり該油圧アクチュエータｆを動かそう
としても急速に動いてしまう飛び出し現象を発生しやす
い不都合がある。これは、旋回体などの慣性体の負荷を
動かした場合、その動き始めは比較的大きな力（トル
ク）が必要だが、それが動き始めてからは慣性力の影響
で小さな力（トルク）で動くために、この力（トルク＝
負荷圧力）の変化に追従して該油圧回路の圧力を昇降さ
せてしまうためである。即ち、旋回体の動き始めは大き
な負荷圧力が発生するためにフィードバック通路ｌの圧
力も高くなり、ポンプａはこれよりも制御差圧分高い圧
力で油を吐出し旋回体を動かすため、切換弁を切換えた
らすぐに切換弁の制御流量で旋回体（旋回モータ）を動
かそうとするため旋回体の動きが急速になって飛び出し
現象を発生する。これはロードセンシング油圧回路が圧
力に無関係に流量をコントロールしているため、吐出回
路の昇圧が早いことによるものである。

【０００５】本考案は、こうした飛び出し現象がなく、
切換弁の操作に応じた速度で油圧アクチュエータを駆動
できるロードセンシング油圧回路装置を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案では、可変容量ポ
ンプの吐出回路をブリードオフコンペンセータバルブと
メータインコンペンセータバルブを備えた圧力補償付切
換弁を介して油圧アクチュエータの作動回路に接続し、
該メータインコンペンセータバルブは該切換弁のスプー
ルの前方の吐出回路に設けられ、該ブリードオフコンペ
ンセータバルブは該吐出回路を該切換弁に接続したタン
ク回路へ接続し、該切換弁はそのスプールの中立位置で
はタンク回路に連なりその切換位置では流入側の作動回
路に該スプールの絞りを介して連なって圧力を検出する
フィードバック通路を有し、該フィードバック通路を該
可変容量ポンプの容量制御バルブに接続すると共に該ブ
リードオフコンペンセータバルブのベント回路に接続し
たロードセンシング油圧回路装置に於いて、該油圧アク
チュエータの流入側と流出側の作動回路間に圧力を検出
するシャトル弁を設けて該シャトル弁の抽出口を該メー
タインコンペンセータバルブのベント回路に接続し、該
切換弁はそのスプールの中立位置から切換位置への移動
過程に於いてそのポンプポートと負荷ポートがつながる
と共にフィードバックポートとタンクポートがつながる
構成と該ポンプポートが負荷ポートにつながると共に該
フィードバックポートが該負荷ポートにつながる構成を
有することにより、上記の目的を達成するようにした。

【０００７】

【作用】切換弁を少し切換移動すると、メータインコン
ペンセータバルブへはシャトル弁で抽出された負荷圧力
が伝えられるため、該メータインコンペンセータバルブ
は切換弁の開度に応じた差圧制御を行なうが、スプール
の移動距離が少ないためにフィードバックポートはタン
クポートにつながって容量制御バルブとブリードオフコ
ンペンセータバルブへは負荷圧力がフィードバック通路
を介して導入されることがなく、そのため吐出回路には
可変容量ポンプから小流量・低圧の油が吐出され、切換
弁が中立位置にあるときとあまり大きく変わらない状態
が維持される。この状態で油圧アクチュエータには低圧
で駆動力が作用するため、該油圧アクチュエータが例え
ば油圧モータである場合、モータトルクの変動が少なく
なり、スムーズな回転を得ることができる。

【０００８】ある程度油圧アクチュエータが回転を始め
てから、更に切換弁を切換移動させると、フィードバッ
クポートは負荷ポートにつながり、負荷圧力が容量制御
バルブ、ブリードオフコンペンセータバルブへ導かれる
が、この時には旋回モータに低圧での駆動力が作用した
後なので、旋回モータは動き出そうとしており（負荷が
小さい場合は動き出した後なので）、その後の圧力変化
が小さく旋回フィーリングに悪影響を与えず、飛び出し
現象を防止できる。

【０００９】

【実施例】本考案の実施例を図３に基づき説明すると、
同図に於いて符号１はロードセンシング油圧回路装置を
構成する可変容量ポンプ、２は該ポンプ１の吐出ポート
に接続した吐出回路、３、３は該吐出回路２をブリード
オフコンペンセータバルブ４とメータインコンペンセー
タバルブ５を備えた圧力補償付切換弁６を介して接続し
た油圧モータ等の油圧アクチュエータ７の作動回路であ
る。該メータインコンペンセータバルブ５は該切換弁６
のスプール６ａの前方の吐出回路２に設けられ、該ブリ
ードオフコンペンセータバルブ４は該吐出回路２を該切
換弁６に接続したタンク回路８へ接続する。該切換弁６
は、そのスプール６ａの中立位置９ではタンク回路８に
連なり、その切換位置１０では流入側の作動回路３に該
スプール６ａの絞り１１を介して連なって該作動回路３
から負加圧力を検出するためのフィードバック通路１２
を有する。該フィードバック通路１２は該可変容量ポン
プ１の容量制御バルブ１３に接続されると共に該ブリー
ドオフコンペンセータバルブ４のベント回路４ａに接続
される。該可変容量ポンプ１は応答性とヒートバランス
のために最大傾転角の数％補償するよう最小傾転ストッ
パを備えており、該吐出回路２の圧力がフィードバック
通路１２の圧力よりも一定差以上に高くなると、ポンプ
容量を小さくするように容量制御バルブ１３が作動し、
一定差圧以内であるとポンプ容量を大きくするように作
動する。また、ブリードオフコンペンセータバルブ４は
フィードバック通路１２の圧力が例えば零に低下すると
吐出回路２の流量をタンクへ逃がす。更に、メータイン
コンペンセータバルブ５はそのベント回路５ａの圧力を
維持する流量を流すように制御作動する。該ブリードオ
フコンペンセータバルブ４、メータインコンペンセータ
バルブ５及び容量制御バルブ１３は制御スプリングを備
え、夫々のバルブの単位受圧面に作用する制御スプリン
グ力は、メータインコンペンセータバルブの差圧＜容量
制御バルブの差圧＜ブリードオフコンペンセータバルブ
の差圧の関係を維持するように設定した。

【００１０】こうした構成は従来のロードセンシング油
圧回路装置も備えるところであるが、本考案に於いて
は、該油圧アクチュエータ７の流入側と流出側の作動回
路３、３間に該作動回路３の負荷圧力を抽出するシャト
ル弁１４を設け、該シャトル弁１４の抽出口を該メータ
インコンペンセータバルブ５のベント回路５ａに接続
し、更に、該切換弁６にはスプール６ａの中立位置９か
ら切換位置１０への移動過程に於いて、図４に示すよう
に、そのポンプポートＰと負荷ポートＡ又はＢがつなが
ると共にフィードバックポートＳとタンクポートＴがつ
ながる構成と該ポンプポートＰが負荷ポートＡ又はＢに
つながると共に該フィードバックポートＳがタンクポー
トＴにつながる構成を設けるようにした。尚、図２及び
図４のシンボル中の絞り記号は、スプール６ａの移動で
弁のケーシングとの間に形成される絞りの状態を表して
いる。

【００１１】油圧アクチュエータ７を駆動しないとき
は、切換弁６は中立位置９に入れられ、このときはフィ
ードバック通路１２がタンク回路８につながるので、容
量制御バルブ１３は可変容量ポンプ１が最小傾転ストッ
パにより制限された最大流量の数％流量を維持するよう
に作動し、この流量はベント回路がフィードバック通路
１２を介してタンク回路８につながるために低圧で開く
ブリードオフコンペンセータバルブ４からタンク回路８
へと放出される。該油圧アクチュエータ７を駆動するた
め該切換弁６を少し切換移動（図４の中立位置から右側
の切換位置へ移動）すると、タンク回路８へ負荷ポート
ＢとフィードバックポートＳがつながりポンプポートＰ
はブロックされた状態を維持し、メータインコンペンセ
ータバルブ５へはシャトル弁１４で作動回路３、３から
抽出した負荷圧力が伝えられるため、該メータインコン
ペンセータバルブ５は切換弁６の開度に応じた差圧制御
を行なうが、容量制御バルブ１３とブリードオフコンペ
ンセータバルブ４へは負荷圧力がフィードバック通路１
２を介して導入されることがなく、そのため吐出回路に
は可変容量ポンプから小流量・低圧の油が吐出され、切
換弁６が中立位置９にあるときとあまり大きく変わらな
い状態が維持される。この状態から更に少し切換弁６の
スプール６ａを移動させると、ポンプポートＰが負荷ポ
ートＡにつながるようになるので、アクチュエータ７に
は低圧状態で駆動が伝達され、該油圧アクチュエータが
例えば油圧モータである場合、フィードバック通路１２
の圧力はタンク圧に近い状態なので、吐出ポートはブリ
ードオフコンペンセータバルブの差圧程度までしか昇圧
しないため、モータトルクの小さい状態で油圧モータは
回転を始める。ある程度油圧アクチュエータ７が回転を
始めてから、更に切換弁６を切換移動させると、フィー
ドバックポートＳは一旦ブロックされたのちポンプポー
トＰにつながる負荷ポートＡにつながり、負荷圧力が容
量制御バルブ１３、ブリードオフコンペンセータバルブ
４へ導かれるが、この時には旋回モータに駆動力が作用
した後なので、圧力変化が少なく旋回フィーリングに悪
影響を与えず、飛び出し現象を防止できる。

【００１２】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、切換位置
では可変容量ポンプの流入側の作動回路にスプールの絞
りを介して連なって圧力を検出すると共に該可変容量ポ
ンプの容量制御バルブへその検出圧力を供給するフィー
ドバック通路を有する圧力補償付切換弁を備えたロード
センシング油圧回路装置の油圧アクチュエータの作動回
路間に、該作動回路の負荷圧力を検出するシャトル弁を
設けてその抽出口を該メータインコンペンセータバルブ
のベント回路に接続し、該切換弁はそのスプールの中立
位置から切換位置への移動過程に於いてそのポンプポー
トと負荷ポートがつながると共にフィードバックポート
とタンクポートがつながる構成と該ポンプポートが負荷
ポートにつながると共に該フィードバックポートが該負
荷ポートにつながる構成を有するので、負荷の動き始め
に吐出回路の小流量・低圧力状態を維持できて急な飛び
出し現象を防止することができ、旋回による位置決め操
作などの微速操作が可能になり、該切換弁としてパイロ
ット操作のみならず手動操作や電磁操作の切換弁を使用
することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のロードセンシング油圧回路装置の線図

【図２】図１の切換弁の切換状態の説明図

【図３】本考案の実施例の線図

【図４】図３の切換弁の切換状態の説明図

【符号の説明】

１ 可変容量ポンプ ２ 吐出回路 ３、３
作動回路 ４ ブリードオフコンペンセータバルブ ５ メータインコンペンセータバルブ ６ 圧力補償付切換弁 ６ａ スプール ７ 油
圧アクチュエータ ８ タンク回路 ９ 中立位置 １０
切換位置 １１ 絞り １２ フィードバック通路
１３ 容量制御バルブ １４ シャトル弁 Ｐ ポンプポート Ｔ
タンクポート Ｓ フィードバックポート Ａ，Ｂ 負荷ポート

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】可変容量ポンプの吐出回路をブリードオフ
   コンペンセータバルブとメータインコンペンセータバル
   ブを備えた圧力補償付切換弁を介して油圧アクチュエー
   タの作動回路に接続し、該メータインコンペンセータバ
   ルブは該切換弁のスプールの前方の吐出回路に設けら
   れ、該ブリードオフコンペンセータバルブは該吐出回路
   を該切換弁に接続したタンク回路へ接続し、該切換弁は
   そのスプールの中立位置ではタンク回路に連なりその切
   換位置では流入側の作動回路に該スプールの絞りを介し
   て連なって圧力を検出するフィードバック通路を有し、
   該フィードバック通路を該可変容量ポンプの容量制御バ
   ルブに接続すると共に該ブリードオフコンペンセータバ
   ルブのベント回路に接続したロードセンシング油圧回路
   装置に於いて、該油圧アクチュエータの流入側と流出側
   の作動回路間に圧力を検出するシャトル弁を設けて該シ
   ャトル弁の抽出口を該メータインコンペンセータバルブ
   のベント回路に接続し、該切換弁はそのスプールの中立
   位置から切換位置への移動過程に於いてそのポンプポー
   トと負荷ポートがつながると共にフィードバックポート
   とタンクポートがつながる構成と該ポンプポートが負荷
   ポートにつながると共に該フィードバックポートが該負
   荷ポートにつながる構成を有することを特徴とするロー
   ドセンシング油圧回路装置。