JP2788647B2 - 油圧パイロット操作装置 - Google Patents
油圧パイロット操作装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置
に使用される油圧パイロット操作装置に係わり、特に負
荷圧力に応答して油圧ポンプの吐出圧力が可変的に制御
される油圧駆動装置に用いて好適な油圧パイロット操作
装置に関する。
に使用される油圧パイロット操作装置に係わり、特に負
荷圧力に応答して油圧ポンプの吐出圧力が可変的に制御
される油圧駆動装置に用いて好適な油圧パイロット操作
装置に関する。
従来の油圧パイロット操作装置は、第４図に示すよう
に、操作レバー1aと２つの減圧弁1b,1cからなる油圧リ
モコン弁１を有し、油圧リモコン弁１の２つの減圧弁1
b,1cを２つのパイロット管路2,3を介して方向切換弁４
の対向する２つの駆動部5,6に連絡して構成されてい
る。一方、方向切換弁４は油圧ポンプ７からの吐出圧油
により負荷となる油圧アクチュエータ８を駆動する油圧
駆動装置の主回路に配置されている。
に、操作レバー1aと２つの減圧弁1b,1cからなる油圧リ
モコン弁１を有し、油圧リモコン弁１の２つの減圧弁1
b,1cを２つのパイロット管路2,3を介して方向切換弁４
の対向する２つの駆動部5,6に連絡して構成されてい
る。一方、方向切換弁４は油圧ポンプ７からの吐出圧油
により負荷となる油圧アクチュエータ８を駆動する油圧
駆動装置の主回路に配置されている。
油圧リモコン弁１の操作レバー1aを一方向、例えばＡ
方向に操作すると、減圧弁1bに操作量に応じたパイロッ
ト圧が発生し、このパイロット圧はパイロット管路２を
経て方向切換弁４の駆動部５に導かれ、駆動部６はタン
ク圧のままなので、方向切換弁４にパイロット圧に相当
する差圧が作用し、方向切換弁４はその差圧に応じてＡ
位置方向に移動し、差圧即ちパイロット圧に応じた弁開
度となり、油圧アクチュエータ８には油圧ポンプ１より
弁開度に応じた流量が供給され、油圧アクチュエータ８
はその流量に応じた速度で図示矢印方向に駆動される。
方向に操作すると、減圧弁1bに操作量に応じたパイロッ
ト圧が発生し、このパイロット圧はパイロット管路２を
経て方向切換弁４の駆動部５に導かれ、駆動部６はタン
ク圧のままなので、方向切換弁４にパイロット圧に相当
する差圧が作用し、方向切換弁４はその差圧に応じてＡ
位置方向に移動し、差圧即ちパイロット圧に応じた弁開
度となり、油圧アクチュエータ８には油圧ポンプ１より
弁開度に応じた流量が供給され、油圧アクチュエータ８
はその流量に応じた速度で図示矢印方向に駆動される。
ところで油圧駆動装置においては、油圧ポンプ７の吐
出圧力をアクチュエータ８の負荷圧力に応答して可変的
に制御することが行われており、この場合、油圧アクチ
ュエータが複数ある場合はポンプ吐出圧力は最大負荷圧
力に応答して制御される。その一例として、油圧ポンプ
の吐出圧力が最大負荷圧力よりも一定値だけ高くなるよ
うに吐出量を制御するロードセンシング制御装置、又は
油圧ポンプの吐出圧力が最大負荷圧力よりも一定値だけ
高くなるように吐出圧力を制御するアンロード弁を備え
た装置等がある。
出圧力をアクチュエータ８の負荷圧力に応答して可変的
に制御することが行われており、この場合、油圧アクチ
ュエータが複数ある場合はポンプ吐出圧力は最大負荷圧
力に応答して制御される。その一例として、油圧ポンプ
の吐出圧力が最大負荷圧力よりも一定値だけ高くなるよ
うに吐出量を制御するロードセンシング制御装置、又は
油圧ポンプの吐出圧力が最大負荷圧力よりも一定値だけ
高くなるように吐出圧力を制御するアンロード弁を備え
た装置等がある。
このようなポンプ制御装置を備えた油圧駆動装置にお
いては、油圧アクチュエータ８と図示しない他のアクチ
ュエータとの複合操作時に、他のアクチュエータの負荷
が増大し、油圧ポンプ７の吐出圧力が大きくなると、ア
クチュエータ８への圧油の供給量が増加し、アクチュエ
ータ８の速度が増加するという問題がある。そこで、油
圧ポンプ７の吐出管路９に方向切換弁４の前後差圧を制
御する圧力補償弁を配置し、他のアクチュエータの負荷
圧力による方向切換弁４の通過流量への影響を排除する
ことが行われている。この圧力補償弁は、図示はしない
が、一般的には一端にばねを有し、両端の駆動部に方向
切換弁４の前後差圧を油圧的に導くようにしている。
いては、油圧アクチュエータ８と図示しない他のアクチ
ュエータとの複合操作時に、他のアクチュエータの負荷
が増大し、油圧ポンプ７の吐出圧力が大きくなると、ア
クチュエータ８への圧油の供給量が増加し、アクチュエ
ータ８の速度が増加するという問題がある。そこで、油
圧ポンプ７の吐出管路９に方向切換弁４の前後差圧を制
御する圧力補償弁を配置し、他のアクチュエータの負荷
圧力による方向切換弁４の通過流量への影響を排除する
ことが行われている。この圧力補償弁は、図示はしない
が、一般的には一端にばねを有し、両端の駆動部に方向
切換弁４の前後差圧を油圧的に導くようにしている。
一方、近年、油圧駆動装置の制御装置の電子化が図ら
れており、その一環として、本発明者等は、圧力補償弁
を図示のごとく電気信号11により作動する圧力補償弁10
とすることを考えた。この構成においては、複合操作時
に油圧アクチュエータ８以外のアクチュエータの負荷が
増大し、油圧ポンプ７の吐出圧力が大きくなると、電気
信号11をそれに応じて発生させ、圧力補償弁10の開度を
絞り、方向切換弁４の前後差圧を一定に制御することに
より、アクチュエータ８に供給される流量の増大を抑制
し、アクチュエータ８の駆動速度が一定に保たれる。
れており、その一環として、本発明者等は、圧力補償弁
を図示のごとく電気信号11により作動する圧力補償弁10
とすることを考えた。この構成においては、複合操作時
に油圧アクチュエータ８以外のアクチュエータの負荷が
増大し、油圧ポンプ７の吐出圧力が大きくなると、電気
信号11をそれに応じて発生させ、圧力補償弁10の開度を
絞り、方向切換弁４の前後差圧を一定に制御することに
より、アクチュエータ８に供給される流量の増大を抑制
し、アクチュエータ８の駆動速度が一定に保たれる。
しかしながら、このような構成を採用した場合、主回
路に電磁比例絞り弁10を配置するため、電磁比例制御弁
の構成機器は大流量用の大型のものを使用する必要があ
り、回路全体が大型化すると共に価格が高価となり、ま
た、主回路を絞るため、過度の絞り損失を招くという問
題があった。
路に電磁比例絞り弁10を配置するため、電磁比例制御弁
の構成機器は大流量用の大型のものを使用する必要があ
り、回路全体が大型化すると共に価格が高価となり、ま
た、主回路を絞るため、過度の絞り損失を招くという問
題があった。
本発明の目的は、アクチュエータ速度を外部信号によ
り補助的に制御できると共に、回路全体の大型化及び高
価格化を招かず、かつ絞り損失の少ない油圧パイロット
操作装置を提供することである。
り補助的に制御できると共に、回路全体の大型化及び高
価格化を招かず、かつ絞り損失の少ない油圧パイロット
操作装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明は、油圧リモコン弁
と、前記雪圧リモコン弁で発生したパイロット圧をそれ
ぞれ導く２つのパイロット管路と、前記２つのパイロッ
ト管路に導かれたパイロット圧をそれぞれ受圧し、主回
路に配置された方向切換弁の開度を制御する２つの駆動
部とを有する油圧パイロット操作装置において、前記リ
モコン弁の操作時に、前記２つのパイロット管路の一方
に導かれた高圧側のパイロット圧を外部信号に応じて減
圧し、他方のパイロット管路に伝える減圧手段を有し、
この減圧手段は、前記外部信号により作動する単一の減
圧弁と、前記２つのパイロット管路の間に配置され、そ
の２つのパイロット管路の高圧側のパイロット圧を前記
減圧弁の一次側に導く高圧選択手段と、前記２つのパイ
ロット管路の間に配置され、前記減圧弁の２次側の圧力
を前記２つのパイロット管路の低圧側に導く低圧選択手
段と、前記油圧リモコン弁の戻り管路に設けられた絞り
とで構成する。
と、前記雪圧リモコン弁で発生したパイロット圧をそれ
ぞれ導く２つのパイロット管路と、前記２つのパイロッ
ト管路に導かれたパイロット圧をそれぞれ受圧し、主回
路に配置された方向切換弁の開度を制御する２つの駆動
部とを有する油圧パイロット操作装置において、前記リ
モコン弁の操作時に、前記２つのパイロット管路の一方
に導かれた高圧側のパイロット圧を外部信号に応じて減
圧し、他方のパイロット管路に伝える減圧手段を有し、
この減圧手段は、前記外部信号により作動する単一の減
圧弁と、前記２つのパイロット管路の間に配置され、そ
の２つのパイロット管路の高圧側のパイロット圧を前記
減圧弁の一次側に導く高圧選択手段と、前記２つのパイ
ロット管路の間に配置され、前記減圧弁の２次側の圧力
を前記２つのパイロット管路の低圧側に導く低圧選択手
段と、前記油圧リモコン弁の戻り管路に設けられた絞り
とで構成する。
このように構成した本発明においては、油圧リモコン
弁を一方向操作すると、２つのパイロット管路の一方の
側にパイロット圧が発生し、方向切換弁の対応する駆動
部に導かれるが、このとき、減圧手段の減圧弁の一次側
には高圧選択手段を介して当該パイロト圧が導かれるた
め、外部信号が減圧弁に与えられると、その外部信号に
応じてパイロット圧を減圧した圧力が減圧弁の二次側に
発生し、この圧力が低圧選択手段を介して反対側のパイ
ロット管路に導かれ、油圧リモコン弁の戻り管路に設け
られた絞りの作用でその圧力がタンク圧に低下すること
なく方向切換弁の対応する駆動部に導かれる。このた
め、反対側のパイロット管路がタンク圧である場合に比
べて、方向切換弁の２つの駆動部に導かれる圧力の差圧
が減少し、この差圧により作動する方向切換弁の開度が
減少する。このため、方向切換弁の通過流量が減少し、
アクチュエータに供給される流量の増加が抑制され、ア
クチュエータ速度を補助的に制御できる。油圧リモコン
弁を逆方向に操作し、２つのパイロット管路の他方の側
にパイロット圧が発生した場合も、減圧手段は同様に機
能し、外部信号によりアクチュエータ速度を補助的に制
御できる。
弁を一方向操作すると、２つのパイロット管路の一方の
側にパイロット圧が発生し、方向切換弁の対応する駆動
部に導かれるが、このとき、減圧手段の減圧弁の一次側
には高圧選択手段を介して当該パイロト圧が導かれるた
め、外部信号が減圧弁に与えられると、その外部信号に
応じてパイロット圧を減圧した圧力が減圧弁の二次側に
発生し、この圧力が低圧選択手段を介して反対側のパイ
ロット管路に導かれ、油圧リモコン弁の戻り管路に設け
られた絞りの作用でその圧力がタンク圧に低下すること
なく方向切換弁の対応する駆動部に導かれる。このた
め、反対側のパイロット管路がタンク圧である場合に比
べて、方向切換弁の２つの駆動部に導かれる圧力の差圧
が減少し、この差圧により作動する方向切換弁の開度が
減少する。このため、方向切換弁の通過流量が減少し、
アクチュエータに供給される流量の増加が抑制され、ア
クチュエータ速度を補助的に制御できる。油圧リモコン
弁を逆方向に操作し、２つのパイロット管路の他方の側
にパイロット圧が発生した場合も、減圧手段は同様に機
能し、外部信号によりアクチュエータ速度を補助的に制
御できる。
また、減圧手段は主回路ではなくパイロット回路に配
置され、かつ２つのパイロット管路のいずれが高圧側と
なった場合でも単一の減圧弁でパイロット圧を減圧して
反対側のパイロット管路に導けるので、２つのパイロッ
ト管路のそれぞれに減圧弁を設けた場合に比べて回路全
体をコンパクトかつ安価に構成できると共に、過度の絞
り損失の発生を防止できる。
置され、かつ２つのパイロット管路のいずれが高圧側と
なった場合でも単一の減圧弁でパイロット圧を減圧して
反対側のパイロット管路に導けるので、２つのパイロッ
ト管路のそれぞれに減圧弁を設けた場合に比べて回路全
体をコンパクトかつ安価に構成できると共に、過度の絞
り損失の発生を防止できる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。
する。
第１図において、可変容量型の油圧ポンプ20は吐出管
路21及び主管路22,23を介して油圧アクチュエータ24に
接続され、油圧ポンプ20から供給される圧油によりアク
チュエータ24は駆動される。吐出管路21と主管路22,23
の間には油圧ポンプ20からアクチュエータ24に供給され
る油圧の流量と方向を制御する方向切換弁25が配置され
ている。アクチュエータ24より方向切換弁25を経て排出
された圧油は戻り管路26によりタンク27に戻される。油
圧ポンプ20には、吐出管路21を介して、アクチュエータ
24と同様に他の図示しない油圧アクチュエータに接続さ
れている。
路21及び主管路22,23を介して油圧アクチュエータ24に
接続され、油圧ポンプ20から供給される圧油によりアク
チュエータ24は駆動される。吐出管路21と主管路22,23
の間には油圧ポンプ20からアクチュエータ24に供給され
る油圧の流量と方向を制御する方向切換弁25が配置され
ている。アクチュエータ24より方向切換弁25を経て排出
された圧油は戻り管路26によりタンク27に戻される。油
圧ポンプ20には、吐出管路21を介して、アクチュエータ
24と同様に他の図示しない油圧アクチュエータに接続さ
れている。
油圧ポンプ20の吐出量は、ロードセンシング制御機能
を備えた吐出量制御装置20Aにより、ポンプ吐出圧力が
アクチュエータ24を含む複数の油圧アクチュエータの最
大負荷圧力よりも一定値だけ高くなるように制御され
る。
を備えた吐出量制御装置20Aにより、ポンプ吐出圧力が
アクチュエータ24を含む複数の油圧アクチュエータの最
大負荷圧力よりも一定値だけ高くなるように制御され
る。
方向切換弁25は本実施例の油圧パイロット操作装置30
により動作が制御される。油圧パイロット操作装置30
は、操作レバー31a及び２つの減圧弁31b,31cからなる油
圧リモコン弁31と、２つの減圧弁31b,31cで発生したパ
イロット圧をそれぞれ導く２つのパイロット管路32,33
と、方向切換弁25に対向して設けられ、２つのパイロッ
ト管路32,33に導かれたパイロット圧をそれぞれ受圧し
て方向切換弁25の開度を制御する２つの駆動部34,35と
を有し、減圧弁31b,31cのそれぞれのタンク戻り管路に
は絞り36,37が設けられている。
により動作が制御される。油圧パイロット操作装置30
は、操作レバー31a及び２つの減圧弁31b,31cからなる油
圧リモコン弁31と、２つの減圧弁31b,31cで発生したパ
イロット圧をそれぞれ導く２つのパイロット管路32,33
と、方向切換弁25に対向して設けられ、２つのパイロッ
ト管路32,33に導かれたパイロット圧をそれぞれ受圧し
て方向切換弁25の開度を制御する２つの駆動部34,35と
を有し、減圧弁31b,31cのそれぞれのタンク戻り管路に
は絞り36,37が設けられている。
また、２つのパイロット管路32,33にはそれぞれ管路3
8,39が接続され、管路38,39は更にそれぞれ、チェック
弁40,41及びチェック弁42,43を介して管路44,45に接続
され、管路44,45はそれぞれ、電気信号46により作動す
る比例ソレノイド47を備えた電磁比例減圧弁48の一次側
通路及び二次側通路に接続されている。チェック弁40,4
1は管路38,39の高圧側の圧力が管路44に導かれるよう
に、チェック弁42,43は管路45の圧力が管路38,39の低圧
側に導かれるように構成されている。
8,39が接続され、管路38,39は更にそれぞれ、チェック
弁40,41及びチェック弁42,43を介して管路44,45に接続
され、管路44,45はそれぞれ、電気信号46により作動す
る比例ソレノイド47を備えた電磁比例減圧弁48の一次側
通路及び二次側通路に接続されている。チェック弁40,4
1は管路38,39の高圧側の圧力が管路44に導かれるよう
に、チェック弁42,43は管路45の圧力が管路38,39の低圧
側に導かれるように構成されている。
電磁比例減圧弁48は、第２図に示すように、軸線方向
に摺動自在なスプール50と、スプール50の両端にそれぞ
れ設けられた第１及び第２の圧力室51,52とを備え、ス
プール50には、スプール50の位置に応じて管路44からの
一次側の圧力を減圧するメータリング部53が設けられ、
更にスプール50内には内部通路54が設けられている。第
１の圧力室51内には通路55を介して一次側の圧力が導か
れ、第２の圧力室52には内部通路54を介して減圧された
二次側の圧力が導かれている。また、第１の圧力室51内
には電気信号46に比例した推力をスプール50に与える比
例ソレノイド47の出力ロッド56が位置し、第２の圧力室
52内にはスプール50を比例ソレノイド47に向けて付勢す
るばね57が配置され、スプール50の比例ソレノイド47方
向の位置はストッパ58で規制されている。なお、スプー
ル50がストッパ58に当たる図示の位置においてはメータ
リング部53は閉じている。
に摺動自在なスプール50と、スプール50の両端にそれぞ
れ設けられた第１及び第２の圧力室51,52とを備え、ス
プール50には、スプール50の位置に応じて管路44からの
一次側の圧力を減圧するメータリング部53が設けられ、
更にスプール50内には内部通路54が設けられている。第
１の圧力室51内には通路55を介して一次側の圧力が導か
れ、第２の圧力室52には内部通路54を介して減圧された
二次側の圧力が導かれている。また、第１の圧力室51内
には電気信号46に比例した推力をスプール50に与える比
例ソレノイド47の出力ロッド56が位置し、第２の圧力室
52内にはスプール50を比例ソレノイド47に向けて付勢す
るばね57が配置され、スプール50の比例ソレノイド47方
向の位置はストッパ58で規制されている。なお、スプー
ル50がストッパ58に当たる図示の位置においてはメータ
リング部53は閉じている。
ここで、ばね57のばね荷重の初期値は、第１の圧力室
51の油圧リモコン弁31の最大パイロット圧が一次側の圧
力として導かれたときに、その最大圧によりスプール50
が図示左方に押される力よりも幾分大きめの値ＦK0に設
定され、これにより油圧リモコン弁31のパイロット圧が
最大になったときにも、電気信号46が生じておらず比例
ソレノイド47の推力が零のときにはスプール50が動作せ
ず、二次側に減圧したパイロット圧が発生しないように
なっている。また、ばね57の初期たわみ量は、後述する
理由によりスプール50の変位に対して比較的大きく設定
してある。
51の油圧リモコン弁31の最大パイロット圧が一次側の圧
力として導かれたときに、その最大圧によりスプール50
が図示左方に押される力よりも幾分大きめの値ＦK0に設
定され、これにより油圧リモコン弁31のパイロット圧が
最大になったときにも、電気信号46が生じておらず比例
ソレノイド47の推力が零のときにはスプール50が動作せ
ず、二次側に減圧したパイロット圧が発生しないように
なっている。また、ばね57の初期たわみ量は、後述する
理由によりスプール50の変位に対して比較的大きく設定
してある。
次に、このように構成した本実施例の動作を説明す
る。
る。
まず、電磁比例減圧弁48の動作を説明する。油圧リモ
コン弁31の操作レバー31aがＡ方向に操作され、減圧弁3
1bのパイロット圧が一次圧力として電磁比例弁圧弁48の
第１の圧力室51に導かれたとする。このとき、電気信号
46が生じ、ばね57の初期設定値ＦK0と一次圧力がスプー
ル50に操作する力の差よりも大きな推力ＦEが比例ソレ
ノイド47に生じると、スプール50が動作してメータリン
グ部53が開き、管路44からの圧油はメータリング部53で
減圧されながら二次側の管路45に導かれる。このとき、
二次側の管路45が連通する油圧リモコン弁31の減圧弁31
cのタンク戻り管路には絞り37が設けられているので、
管路45にはそのメータリング部39で減圧された圧力が二
次側の圧力として発生し、その圧力が管路39及びパイロ
ット管路33に導かれる。同時にこの二次側の圧力は内部
通路54を介して第２の圧力室52に導かれる。
コン弁31の操作レバー31aがＡ方向に操作され、減圧弁3
1bのパイロット圧が一次圧力として電磁比例弁圧弁48の
第１の圧力室51に導かれたとする。このとき、電気信号
46が生じ、ばね57の初期設定値ＦK0と一次圧力がスプー
ル50に操作する力の差よりも大きな推力ＦEが比例ソレ
ノイド47に生じると、スプール50が動作してメータリン
グ部53が開き、管路44からの圧油はメータリング部53で
減圧されながら二次側の管路45に導かれる。このとき、
二次側の管路45が連通する油圧リモコン弁31の減圧弁31
cのタンク戻り管路には絞り37が設けられているので、
管路45にはそのメータリング部39で減圧された圧力が二
次側の圧力として発生し、その圧力が管路39及びパイロ
ット管路33に導かれる。同時にこの二次側の圧力は内部
通路54を介して第２の圧力室52に導かれる。
このような電磁比例減圧弁48の動作状態において、ス
プール50の釣り合いは、減圧弁31のパイロット圧、即ち
電磁比例減圧弁48の一次側の圧力をP1、二次側の圧力を
P2、スプール50の第１及び第２の圧力室51,52における
受圧面積を同じＡ、ばね57のばね荷重をＦK、電気信号4
6により比例ソレノイド47に生じる推力をＦEとすると、 Ａ（P1−P2）＋ＦE＝ＦK …（１） の式で表わされる。
プール50の釣り合いは、減圧弁31のパイロット圧、即ち
電磁比例減圧弁48の一次側の圧力をP1、二次側の圧力を
P2、スプール50の第１及び第２の圧力室51,52における
受圧面積を同じＡ、ばね57のばね荷重をＦK、電気信号4
6により比例ソレノイド47に生じる推力をＦEとすると、 Ａ（P1−P2）＋ＦE＝ＦK …（１） の式で表わされる。
ここで、ばね荷重ＦKは、ばね57の初期たわみ量を
x0、スプール50の変位をｘ、ばね57のばね定数をｋとす
ると、ＦK＝ｋ（x0＋ｘ）で表わされ、ばね57の初期た
わみ量は上述したより比較的大きく設定してあるので、
ＦK＝ｋ（x0＋ｘ）≒k x0＝一定と見なすことができ
る。従って、上述の（１）式は、 P1−P2＝−（ＦE/A）＋（ＦK/A） ＝−（ＦE/A）＋Ｃ （２） ただし、Ｃ＝ＦK/A＝一定 と変形できる。
x0、スプール50の変位をｘ、ばね57のばね定数をｋとす
ると、ＦK＝ｋ（x0＋ｘ）で表わされ、ばね57の初期た
わみ量は上述したより比較的大きく設定してあるので、
ＦK＝ｋ（x0＋ｘ）≒k x0＝一定と見なすことができ
る。従って、上述の（１）式は、 P1−P2＝−（ＦE/A）＋（ＦK/A） ＝−（ＦE/A）＋Ｃ （２） ただし、Ｃ＝ＦK/A＝一定 と変形できる。
従って、ばね57の初期設定値ＦK0と一次圧力がスプー
ル50に作用する力の差をＦE0とすると、比例ソレノイド
47の推力ＦE≧ＦE0の範囲では、差圧P1−P2は推力ＦEに
対して上記（２）式の関係を満足するように制御され
る。これを図示すれば第３図に示すようである。即ち、
推力ＦEがＦE＜ＦE0の範囲ではスプール50は動作せず、
メータリング部53は開かず、差圧P1−P2は油圧リモコン
弁31の減圧弁31b,31cに発生したパイロット圧P1,P2の差
圧が維持され、推力ＦEがＦE0より大きくなると、差圧P
1−P2は上記（２）式にしたがって推力ＦEの増加と共に
減少する。換言すれば、電磁比例減圧弁48の二次側の圧
力P2は、推力ＦEがＦE0より大きくなると、その増加に
ほぼ比例して差圧P1−P2が減少するように制御される。
ル50に作用する力の差をＦE0とすると、比例ソレノイド
47の推力ＦE≧ＦE0の範囲では、差圧P1−P2は推力ＦEに
対して上記（２）式の関係を満足するように制御され
る。これを図示すれば第３図に示すようである。即ち、
推力ＦEがＦE＜ＦE0の範囲ではスプール50は動作せず、
メータリング部53は開かず、差圧P1−P2は油圧リモコン
弁31の減圧弁31b,31cに発生したパイロット圧P1,P2の差
圧が維持され、推力ＦEがＦE0より大きくなると、差圧P
1−P2は上記（２）式にしたがって推力ＦEの増加と共に
減少する。換言すれば、電磁比例減圧弁48の二次側の圧
力P2は、推力ＦEがＦE0より大きくなると、その増加に
ほぼ比例して差圧P1−P2が減少するように制御される。
次に、油圧パイロット操作装置30を含む油圧駆動装置
全体の動作を説明する。
全体の動作を説明する。
まず、アクチュエータ24の単独操作を意図して油圧リ
モコン弁31の操作レバー31aを図示Ａ方向に操作する
と、減圧弁31bに操作量に対応したパイロット圧が発生
し、このパイロット圧はパイロット管路32を経て方向切
換弁25の駆動部34に導かれる。このとき、減圧弁31cに
はパイロット圧は発生しない。また、この時点では電気
信号46は生じていないため、電磁比例減圧弁48において
は比例ソレノイド47の出口ロッド56の推力が零であり、
上述したばね57の設定によりスプール50はストッパ48に
当たった位置にあり、メータリング部53は閉じている。
このため、パイロット管路33はタンク圧のままであり、
駆動部35の圧力もタンク圧になっている。その結果、方
向切換弁34には駆動部34のパイロット圧と駆動部35のタ
ンク圧との差圧が作用し、方向切換弁34はその差圧によ
り図示Ａ方向に切り換わり、対応する弁開度が決定さ
れ、油圧ポンプ20からの圧油はその弁開度に相当する量
がアクチュエータ24に供給され、油圧アクチュエータ24
はその流量に応じた速度で図示矢印方向に駆動される。
このとき、油圧ポンプ１の吐出量は、吐出量制御装置20
Aのロードセンシング制御により吐出圧力がアクチュエ
ータ24の負荷圧力よりも一定値だけ高くなるように制御
される。
モコン弁31の操作レバー31aを図示Ａ方向に操作する
と、減圧弁31bに操作量に対応したパイロット圧が発生
し、このパイロット圧はパイロット管路32を経て方向切
換弁25の駆動部34に導かれる。このとき、減圧弁31cに
はパイロット圧は発生しない。また、この時点では電気
信号46は生じていないため、電磁比例減圧弁48において
は比例ソレノイド47の出口ロッド56の推力が零であり、
上述したばね57の設定によりスプール50はストッパ48に
当たった位置にあり、メータリング部53は閉じている。
このため、パイロット管路33はタンク圧のままであり、
駆動部35の圧力もタンク圧になっている。その結果、方
向切換弁34には駆動部34のパイロット圧と駆動部35のタ
ンク圧との差圧が作用し、方向切換弁34はその差圧によ
り図示Ａ方向に切り換わり、対応する弁開度が決定さ
れ、油圧ポンプ20からの圧油はその弁開度に相当する量
がアクチュエータ24に供給され、油圧アクチュエータ24
はその流量に応じた速度で図示矢印方向に駆動される。
このとき、油圧ポンプ１の吐出量は、吐出量制御装置20
Aのロードセンシング制御により吐出圧力がアクチュエ
ータ24の負荷圧力よりも一定値だけ高くなるように制御
される。
このような状態で図示しない他の油圧アクチュエータ
の操作レバーを操作し、複合操作を行った場合を考える
と、その他のアクチュエータの負荷圧力がアクチュエー
タ24の負荷圧力よりも小さいときは、ロードセンシング
制御される油圧ポンプ１の吐出圧力はアクチュエータ24
の負荷圧力に応じて制御され、方向切換弁25の通過流
量、即ちアクチュエータ24の駆動速度は他の負荷圧力の
影響を受けない。
の操作レバーを操作し、複合操作を行った場合を考える
と、その他のアクチュエータの負荷圧力がアクチュエー
タ24の負荷圧力よりも小さいときは、ロードセンシング
制御される油圧ポンプ１の吐出圧力はアクチュエータ24
の負荷圧力に応じて制御され、方向切換弁25の通過流
量、即ちアクチュエータ24の駆動速度は他の負荷圧力の
影響を受けない。
このような状態から他のアクチュエータの負荷圧力が
増大し、アクチュエータ24の負荷圧力より大きくなる
と、ロードセンシング制御される油圧ポンプ１の吐出圧
力は増大する。このとき、油圧ポンプ１の吐出圧力の増
大に対応して電気信号46を発生させるようにすると、電
磁比例減圧弁48の比例ソレノイド47が作動し、比例ソレ
ノイド46の出力ロッド56に電気信号46に比例した推力Ｆ
Eが発生する。このとき、推力ＦEは前述したＦE0よりも
大となるように電気信号46を制御する。これにより、電
磁比例減圧弁48のスプール50はばね57の初期設定値ＦK0
に打ち勝って図示左方に移動し、メータリング部53が開
かれ、前述したように管路45には、推力ＦEに対して第
３図の関係を満足させるように一次側の圧力P1を減圧し
た二次側の圧力P2が発生し、パイロット管路33にこの二
次圧力P2が導かれる。その結果、方向切換弁25に作用す
る差圧P1−P2は第３図に示すように減少し、方向切換弁
25の開度を減少させる。これにより、油圧ポンプ１の吐
出量が増加しても、方向切換弁25の開度が減少するため
通過流量はほぼ一定に保たれ、アクチュエータの駆動速
度に対する他のアクチュエータの負荷圧力の影響が排除
される。
増大し、アクチュエータ24の負荷圧力より大きくなる
と、ロードセンシング制御される油圧ポンプ１の吐出圧
力は増大する。このとき、油圧ポンプ１の吐出圧力の増
大に対応して電気信号46を発生させるようにすると、電
磁比例減圧弁48の比例ソレノイド47が作動し、比例ソレ
ノイド46の出力ロッド56に電気信号46に比例した推力Ｆ
Eが発生する。このとき、推力ＦEは前述したＦE0よりも
大となるように電気信号46を制御する。これにより、電
磁比例減圧弁48のスプール50はばね57の初期設定値ＦK0
に打ち勝って図示左方に移動し、メータリング部53が開
かれ、前述したように管路45には、推力ＦEに対して第
３図の関係を満足させるように一次側の圧力P1を減圧し
た二次側の圧力P2が発生し、パイロット管路33にこの二
次圧力P2が導かれる。その結果、方向切換弁25に作用す
る差圧P1−P2は第３図に示すように減少し、方向切換弁
25の開度を減少させる。これにより、油圧ポンプ１の吐
出量が増加しても、方向切換弁25の開度が減少するため
通過流量はほぼ一定に保たれ、アクチュエータの駆動速
度に対する他のアクチュエータの負荷圧力の影響が排除
される。
以上のように、本実施例によれば、油圧ポンプ１の吐
出圧力を負荷圧力に応答して制御した場合であっても、
アクチュエータ24の速度を他のアクチュエータの負荷圧
力の影響を受けることなしに適切に制御することができ
る。また、電磁比例減圧弁48は主回路ではなくパイロッ
ト回路に配置され、かつ２つのパイロット管路32,33の
いずれが高圧側となった場合でも単一の電磁比例減圧弁
48でパイロット圧を減圧して反対側のパイロット管路に
導けるので、２つのパイロット管路32,33のそれぞれに
減圧弁を設けた場合に比べて電磁比例減圧弁48を含む回
路全体をコンパクトでかつ安価に構成できると共に、主
回路における絞り損失を低減できる。
出圧力を負荷圧力に応答して制御した場合であっても、
アクチュエータ24の速度を他のアクチュエータの負荷圧
力の影響を受けることなしに適切に制御することができ
る。また、電磁比例減圧弁48は主回路ではなくパイロッ
ト回路に配置され、かつ２つのパイロット管路32,33の
いずれが高圧側となった場合でも単一の電磁比例減圧弁
48でパイロット圧を減圧して反対側のパイロット管路に
導けるので、２つのパイロット管路32,33のそれぞれに
減圧弁を設けた場合に比べて電磁比例減圧弁48を含む回
路全体をコンパクトでかつ安価に構成できると共に、主
回路における絞り損失を低減できる。
なお、以上は、油圧ポンプ20の吐出量をロードセンシ
ング制御し、他のアクチュエータの負荷圧力が変動した
ときに電気信号46を発生する場合の例であるが、これは
更に以下のように修正することができる。
ング制御し、他のアクチュエータの負荷圧力が変動した
ときに電気信号46を発生する場合の例であるが、これは
更に以下のように修正することができる。
例えば、同じポンプ吐出量のロードセンシング制御を
している油圧駆動装置において、複数個のアクチュエー
タを同時に作動させたとき、これらアクチュエータの指
令流量の総和が馬力制限制御等の制限によって定まる油
圧ポンプの最大可能吐出量を越える場合には、ポンプ吐
出量が不足し、いわゆるサチュレーション状態が発生す
る。このサチュレーション状態においては、油圧ポンプ
20から吐出された圧油は負荷の軽いアクチュエータ側に
流れこ込もうとするため、重負荷側のアクチュエータが
作動できなくなる。
している油圧駆動装置において、複数個のアクチュエー
タを同時に作動させたとき、これらアクチュエータの指
令流量の総和が馬力制限制御等の制限によって定まる油
圧ポンプの最大可能吐出量を越える場合には、ポンプ吐
出量が不足し、いわゆるサチュレーション状態が発生す
る。このサチュレーション状態においては、油圧ポンプ
20から吐出された圧油は負荷の軽いアクチュエータ側に
流れこ込もうとするため、重負荷側のアクチュエータが
作動できなくなる。
そこで、複数のアクチュエータの複合操作時にポンプ
吐出量がサチュレーション状態になったときには、その
ことを検出し、適宜所望の電気信号を複数のアクチュエ
ータのそれぞれの電磁比例減圧弁48に与える。これら電
磁比例減圧弁48はこの電気信号により前述したのと同様
に作動し、複数のアクチュエータのそれぞれの方向切換
弁25に作用するパイロット圧の差圧P1−P2を減少させ、
それぞれの方向切換弁の弁開度を減少させる。これによ
り、複数の方向切換弁を通過する流量を同じ割合で減少
させ、複数のアクチュエータへの供給流量の比を同じに
保ちながらサチュレーション状態を回避し、複合操作時
のいかなる場合においてもそれぞれのアクチュエータを
確実に作動させるようにすることができる。
吐出量がサチュレーション状態になったときには、その
ことを検出し、適宜所望の電気信号を複数のアクチュエ
ータのそれぞれの電磁比例減圧弁48に与える。これら電
磁比例減圧弁48はこの電気信号により前述したのと同様
に作動し、複数のアクチュエータのそれぞれの方向切換
弁25に作用するパイロット圧の差圧P1−P2を減少させ、
それぞれの方向切換弁の弁開度を減少させる。これによ
り、複数の方向切換弁を通過する流量を同じ割合で減少
させ、複数のアクチュエータへの供給流量の比を同じに
保ちながらサチュレーション状態を回避し、複合操作時
のいかなる場合においてもそれぞれのアクチュエータを
確実に作動させるようにすることができる。
本発明によれば、油圧リモコン弁により決定される主
回路の方向切換弁の開度を外部信号に応じて任意に絞る
ことができるので、アクチュエータ速度を補助的に任意
に制御でき、アクチュエータ操作の信頼性を向上でき
る。また、減圧手段が主回路でなくパイロット回路に配
置され、かつ２つのパイロット管路のいずれが高圧側と
なった場合でも単一の減圧弁でパイロット圧を減圧して
反対側のパイロット管路に導けるので、２つのパイロッ
ト管路のそれぞれに減圧弁を設けた場合に比べて回路全
体をコンパクトかつ安価に構成できると共に、過度の絞
り損失の発生を防止できる。
回路の方向切換弁の開度を外部信号に応じて任意に絞る
ことができるので、アクチュエータ速度を補助的に任意
に制御でき、アクチュエータ操作の信頼性を向上でき
る。また、減圧手段が主回路でなくパイロット回路に配
置され、かつ２つのパイロット管路のいずれが高圧側と
なった場合でも単一の減圧弁でパイロット圧を減圧して
反対側のパイロット管路に導けるので、２つのパイロッ
ト管路のそれぞれに減圧弁を設けた場合に比べて回路全
体をコンパクトかつ安価に構成できると共に、過度の絞
り損失の発生を防止できる。
第１図は本発明の一実施例による油圧パイロット操作装
置及び油圧駆動装置を示す回路図であり、第２図は電磁
比例減圧弁の構造を示す断面図であり、第３図は電磁比
例減圧弁の動作特性を示す図であり、第４図は従来の油
圧パイロット操作装置及び油圧駆動装置を示す回路図で
ある。 符号の説明 25……方向切換弁 30……油圧パイロット操作装置 31……油圧リモコン弁 32,33……パイロット管路 34,35……駆動部 46……電気信号（外部信号） 47……比例ソレノイド 48……電磁比例減圧弁 50……スプール 51……第１の圧力室 52……第２の圧力室 53……メータリング部 57……ばね
置及び油圧駆動装置を示す回路図であり、第２図は電磁
比例減圧弁の構造を示す断面図であり、第３図は電磁比
例減圧弁の動作特性を示す図であり、第４図は従来の油
圧パイロット操作装置及び油圧駆動装置を示す回路図で
ある。 符号の説明 25……方向切換弁 30……油圧パイロット操作装置 31……油圧リモコン弁 32,33……パイロット管路 34,35……駆動部 46……電気信号（外部信号） 47……比例ソレノイド 48……電磁比例減圧弁 50……スプール 51……第１の圧力室 52……第２の圧力室 53……メータリング部 57……ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F15B 11/08 E02F 9/22
Claims (4)
- 【請求項１】油圧リモコン弁と、前記油圧リモコン弁で
発生したパイロット圧をそれぞれ導く２つのパイロット
管路と、前記２つのパイロット管路に導かれたパイロッ
ト圧をそれぞれ受圧し、主回路に配置された方向切換弁
の開度を制御する２つの駆動部とを有する油圧パイロッ
ト操作装置において、 前記リモコン弁の操作時に、前記２つのパイロット管路
の一方に導かれた高圧側のパイロット圧を外部信号に応
じて減圧し、他方のパイロット管路に伝える減圧手段を
有し、この減圧手段は、前記外部信号により作動する単
一の減圧弁と、前記２つのパイロット管路の間に配置さ
れ、その２つのパイロット管路の高圧側のパイロット圧
を前記減圧弁の一次側に導く高圧選択手段と、前記２つ
のパイロット管路の間に配置され、前記減圧弁の２字側
の圧力を前記２つのパイロット管路の低圧側に導く低圧
選択手段と、前記油圧リモコン弁の戻り管路に設けられ
た絞りとで構成されることを特徴とする油圧パイロット
操作装置。 - 【請求項２】請求項１記載の油圧パイロット操作装置に
おいて、前記外部信号は電気信号であり、前記単一の減
圧弁は前記電気信号により動作する電磁比例弁であるこ
とを特徴とする油圧パイロット操作装置。 - 【請求項３】請求項１記載の油圧パイロット操作装置に
おいて、前記単一の減圧弁は、スプールと、前記スプー
ルに設けられ、該スプールの位置に応じて前記高圧選択
手段により導かれた高圧側のパイロット圧を減圧するメ
ータリング部と、前記スプールの両端に配置され、前記
メータリング部の開き方向の力を付与する第１圧力室及
び前記メータリング部の閉じ方向の力を付与する第２の
圧力室と、前記第１の圧力室に前記高圧側のパイロット
圧を導く通路手段と、前記第２の圧力室に前記減圧した
圧力を導く通路手段と、前記第１の圧力室に配置され、
前記スプールに前記外部信号に比例した推力を作用させ
る推力発生手段と、前記第２の圧力室に配置され、前記
スプールに前記推力に対向した力を作用させる付勢手段
とで構成されていることを特徴とする油圧パイロット操
作装置。 - 【請求項４】請求項３記載の油圧パイロット操作装置に
おいて、前記付勢手段がばねであり、このばねのばね荷
重の初期値を、前記高圧側のパイロット圧として最大の
パイロット圧が前記第１の圧力室に導かれたときにスプ
ールに発生する力よりもわずかに大きい値に設定したこ
とを特徴とする油圧パイロット操作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120936A JP2788647B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 油圧パイロット操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120936A JP2788647B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 油圧パイロット操作装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02300506A JPH02300506A (ja) | 1990-12-12 |
| JP2788647B2 true JP2788647B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=14798634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120936A Expired - Fee Related JP2788647B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 油圧パイロット操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788647B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008018936A1 (de) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Robert Bosch Gmbh | Steueranordnung zur Ansteuerung eines Wegeventils |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200005A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-03 | Yutani Juko Kk | アクチユエ−タ相対速度の可変装置 |
| JP2804027B2 (ja) * | 1987-07-13 | 1998-09-24 | ファナック 株式会社 | レーザ出力補正方式 |
| JP2761886B2 (ja) * | 1988-04-21 | 1998-06-04 | カヤバ工業株式会社 | 油圧制御装置 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1120936A patent/JP2788647B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02300506A (ja) | 1990-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |