JP3128775B2 - 負荷感応形制御装置 - Google Patents

負荷感応形制御装置

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JP3128775B2
JP3128775B2 JP04250517A JP25051792A JP3128775B2 JP 3128775 B2 JP3128775 B2 JP 3128775B2 JP 04250517 A JP04250517 A JP 04250517A JP 25051792 A JP25051792 A JP 25051792A JP 3128775 B2 JP3128775 B2 JP 3128775B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は、常時使うメインアクチュエー
タ以外に、特別なアクチュエータを接続できるサービス
ポートを有するパワーショベルなどに用いるのに最適な
負荷感応形制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の制御装置を示すが、この図
3では、通常のアクチュエータポート1、2に接続した
一つのメインアクチュエータAと、サービスポート3、
4に接続した特別なサブアクチュエータaとを示してい
る。しかし、実際のパワーショベルでは、このメインア
クチュエータA以外に複数のメインアクチュエータを接
続しているが、この図3ではそれらを省略して示してい
る。この従来の制御装置は、可変吐出ポンプPのメイン
通路5に、メインアクチュエータAの切換弁6とサブア
クチュエータaの切換弁7をパラレルに接続している
が、これら切換弁6、7及びこの切換弁6、7に接続し
た圧力補償弁8、9の構成は、すべて同一なので、これ
ら両弁6、7及び圧力補償弁8、9に関しては同一符号
を用いて説明する。
【0003】上記切換弁6、7は、7ポート3位置の構
成とし、その第1ポート10を上記メイン通路5に接続
している。第2ポート11は、上記圧力補償弁8、9を
介して、第3ポート12に接続するとともに、第4ポー
ト13はタンクTに接続した戻り通路14に接続してい
る。第5、6ポート15、16は、上記したアクチュエ
ータポート1、2あるいはサービスポート3、4を介し
てメインアクチュエータAあるいはサブアクチュエータ
aに接続している。そして、最後の第7ポート17は、
シャトル弁18〜20に接続している。このシャトル弁
18〜20は、すべての切換弁6、7に一つずつ接続し
ているが、図面右側に位置するシャトル弁18を上流側
として、トーナメント方式で高圧を選択するようにして
いる。
【0004】なお、図中符号21はパイロットバルブ
で、切換弁6を切り換えるパイロット圧を制御するため
のものである。また、上記可変吐出ポンプPは、制御シ
リンダ22の動作に応じてその傾転角すなわち吐出量を
制御するが、この制御シリンダ22はバルブ23の切換
え位置によって制御される。そして、このバルブ23の
一方のパイロット室23aは、最下流のシャトル弁20
に接続し、他方のパイロット室23bを可変吐出ポンプ
Pの吐出側に接続している。このようにしたバルブ23
は、通常、スプリング24の作用で、図示の位置を保つ
が、この図示のノーマル位置では、制御シリンダ22を
タンクTに連通させ、その吐出量を最少に保つ。
【0005】また、ポンプ吐出圧が上昇して他方のパイ
ロット室23b側の圧力作用が、パイロット室23a及
びスプリング24の作用力に打ち勝つと、バルブ23が
図面上側位置に切換わり、ポンプ吐出圧を制御シリンダ
22に導く。このように制御シリンダ22に圧力が作用
すると、ポンプPの傾転角を小さくして、その吐出量を
減少させるものである。いま、切換弁6、7を例えば左
側位置に切換えると、第1、2ポート10、11が連通
するが、このときの連通路の開度は、切換弁6、7の切
換え量に応じて決まることになる。
【0006】このように両ポート10、11が連通する
と、メイン通路5からの圧力流体が、圧力補償弁8、9
→第3ポート12→第5ポート15を通過する。そし
て、メインアクチュエータA側では、第5ポート15を
経由した圧力流体が、アクチュエータポート1を通って
メインアクチュエータAに供給される。このとき上記第
5ポート15は第7ポート17にも連通するので、メイ
ンアクチュエータAの負荷圧がこの第7ポート17から
シャトル弁19に導かれる。シャトル弁19は、それよ
りも上流側のシャトル弁18で選択された負荷圧と、当
該アクチュエータの負荷圧とを比較して、高い方の圧力
を選択し、それを下流側のシャトル弁20に導く。な
お、サブアクチュエータa側においても、第5ポート1
5を経由した圧力流体が、サービスポート3を通ってサ
ブアクチュエータaに供給される。このとき上記第5ポ
ート15は第7ポート17にも連通するので、サブアク
チュエータaの負荷圧もこの第7ポート17からシャト
ル弁20に導かれる。
【0007】サブアクチュエータa側の切換弁の第7ポ
ート17に接続したシャトル弁20を、当該システムの
最下流に位置させているので、このシャトル弁で選択さ
れたシステム最高圧が、可変吐出ポンプPの傾転角を制
御するバルブ23の一方のパイロット室23aに導かれ
る。したがって、この従来の装置では、当該システムの
最高圧と可変吐出ポンプPの吐出圧とを対比して、可変
吐出ポンプPは、システムの最高圧よりもスプリング2
4のバネ力に相当するプラスαの吐出圧を維持するとと
もに、いわゆる馬力一定制御ができるようにしている。
なお、上記のようにして供給されたアクチュエータAあ
るいはaからの戻り流体は、第6ポート16から第4ポ
ート13を経由してタンクTに戻される。また、サービ
スポート3、4に接続したサブアクチュエータaとし
て、パワーショベルではブレーカやニブラ(ハサミ)の
ようなものが一般的である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の制御装置では、例えばサービスポート3、4に接続し
たサブアクチュエータaの必要最高圧が、メインアクチ
ュエータAの必要最高圧よりも低いときに、次のような
不都合が生じる。例えば、メインアクチュエータAを、
サブアクチュエータaの必要最高圧以内で使用している
状態で、サブアクチュエータaがストロークエンドに達
すると、サブアクチュエータa側の負荷圧が必要最高圧
を超えて上昇するが、このときのサブアクチュエータa
側の負荷圧は、当該システムに設定された最高圧、いい
換えればメインアクチュエータAの必要最高圧まで上昇
してしまう。
【0009】このように、従来の制御装置では、サブア
クチュエータの必要最高圧以内で使っているとき、この
サブアクチュエータがたまたまストロークエンドに達す
るなどして、その負荷圧が上昇すると、当該システムの
回路圧が必要以上の圧力になり、それだけエネルギー損
失が大きくなるという問題があった。この発明の目的
は、当該システムの最高回路圧よりも低い圧力で、他の
アクチュエータを使用するとき、必要以上にエネルギー
消費をしないようにした負荷感応形制御装置を提供する
ことである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数のアク
チュエータのそれぞれに切換弁を備え、これら切換弁
を、可変吐出ポンプに対してパラレルに接続するととも
に、これら切換弁の切換え量に応じて可変絞りの開度を
制御する構成にし、この可変絞りの下流側には、負荷圧
と可変絞りの下流側の圧力との圧力差を一定に保つ圧力
補償弁を設け、しかも、各アクチュエータの負荷圧を検
出する負荷検出通路にシャトル弁を接続し、それらシャ
トル弁で選択された最高圧を、上記可変吐出ポンプのレ
ギュレータに導き、当該ポンプの出力馬力を一定に保つ
構成にした負荷感応形制御装置を前提にするものであ
る。上記の制御装置を前提にしつつ、この発明は、最下
流に位置するシャトル弁に直接連通させた負荷検出通路
に、最下流のシャトル弁の上流側の圧力が設定圧以上に
なったときに閉じる開閉弁を設けた点に特徴を有する。
【0011】
【作用】この発明は、上記のように構成したので、最下
流に位置するシャトル弁よりも上流側の圧力が設定圧以
上になると開閉弁が閉じる。このように開閉弁が閉じる
と、最下流のシャトル弁に接続したアクチュエータの負
荷圧が上昇したとしても、その負荷圧が可変吐出ポンプ
のレギュレータに導入されなくなる。したがって、開閉
弁が閉じられた以後は、圧力補償弁が動作して、ロード
センシング機能を発揮する。
【発明の効果】この発明の負荷感応形制御装置によれ
ば、当該システムの最高回路圧よりも低い圧力で、他の
アクチュエータを使用するとき、必要以上にエネルギー
を消費せず、その経済効率が向上する。
【0012】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示すが、この実施
例の最大の特徴は、切換弁7の第7ポート17からシャ
トル弁20に通じる負荷検出通路25に、開閉弁26を
設けたことである。この開閉弁26は、スプリング27
の作用で、通常は図示の開位置を保持するが、パイロッ
ト室26aに作用するパイロット圧がスプリング27の
バネ力に打ち勝てば、閉位置に切換わる。このパイロッ
ト室26aは、通路28を介してシャトル弁20の上流
側に接続している。したがって、このサブアクチュエー
タa以外のメインアクチュエータAの負荷圧が、開閉弁
26のスプリング27で決められた設定圧以上になる
と、この開閉弁26が閉じる。このように開閉弁26が
閉じれば、サブアクチュエータaの負荷圧が、可変吐出
ポンプPの吐出量に影響を及ぼさないことになる。
【0013】そして、上記開閉弁26の設定圧を、図2
に示すように、馬力一定制御領域の直前であるx位置に
設定しておけば、メインアクチュエータAとサブアクチ
ュエータaとを同時操作しているとき、サブアクチュエ
ータaの負荷圧が必要以上に高圧になって、可変吐出ポ
ンプPの吐出量を減少させたりしない。なお、この実施
例において、制御シリンダ22及びバルブ23でこの発
明のレギュレータを構成する。また、切換弁6、7を切
換えたとき、第1、2ポート10、11が連通するとと
もに、そのときの開度が切換弁6、7の切換え量によっ
て定まるが、この第1、2ポート10、11の連通状態
が、この発明の可変絞りを構成するものである。
【0014】次に、この実施例の作用を説明する。い
ま、負荷検出通路25の圧力をPf 、シャトル弁20の
上流側の圧力をPF、開閉弁26の設定圧をPsp及び最
終のフィードバック圧力をPlmaxとすると、次のように
なる。まず、PF ≦Pspとすると、開閉弁26は開いた
状態を維持するので、シャトル弁20では、圧力Pf
F とが比較され、いずれか高い方の圧力がPlmaxとし
て選択されて、レギュレータにフィードバックされる。
したがって、この状況では、すべてのアクチュエータの
負荷圧の最大値が選択されることになる。
【0015】次に、PF >Pspとすると、開閉弁26が
閉じた状態を維持するので、シャトル弁20では圧力P
F が選択されて、それがレギュレータにフィードバック
される。この状況では、サブアクチュエータaの負荷圧
f がどのような値になろうと、レギュレータへのフィ
ードバック圧力はPF で決まることになる。そこで、サ
ブアクチュエータaがストロークエンドに達したような
ときに、Pf >PF となっても、サブアクチュエータa
の負荷圧Pf は、ポンプ吐出圧であるPF +αとなる
か、そのポンプ吐出圧以内の圧力であるサブアクチュエ
ータaの負荷圧力に固定されることになる。
【0016】また、サブアクチュエータaを単独で使用
しているときには、開閉弁26が切換わることがない。
したがって、この場合には、圧力補償弁9が機能してロ
ードセンシング制御が実施される。つまり、サブアクチ
ュエータaを高圧で使わなければならないときには、そ
れを単独操作することで、当該システムの最高圧で使用
することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の回路図である。
【図2】馬力一定制御特性を示すグラフである。
【図3】従来の負荷感応形制御装置の回路図である。
【符号】
A メインアクチュエータ a サブアクチュエータ P 可変吐出ポンプ 6、7 切換弁 8、9 圧力補償弁 18〜20 シャトル弁 25 負荷検出通路 26 開閉弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 49/00 341 F15B 11/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアクチュエータのそれぞれに切換
    弁を備え、これら切換弁を、可変吐出ポンプに対してパ
    ラレルに接続するとともに、これら切換弁の切換え量に
    応じて可変絞りの開度を制御する構成にし、この可変絞
    りの下流側には、負荷圧と可変絞りの下流側の圧力との
    圧力差を一定に保つ圧力補償弁を設け、しかも、各アク
    チュエータの負荷圧を検出する負荷検出通路にシャトル
    弁を接続し、それらシャトル弁で選択された最高圧を、
    上記可変吐出ポンプのレギュレータに導き、当該ポンプ
    の出力馬力を一定に保つ構成にした負荷感応形制御装置
    において、最下流に位置するシャトル弁に直接連通させ
    た負荷検出通路に、最下流のシャトル弁の上流側の圧力
    が設定圧以上になったときに閉じる開閉弁を設けたこと
    を特徴とする負荷感応形制御装置。
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