JP3558862B2 - Hydraulic system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械等に適用される油圧システムに係り、特に複合操作性に優れると共に複数のアクチュエータへの圧油の供給を、それぞれアクチュエータの特性または作業条件等に応じて最適に行うことができる油圧システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、可変容量ポンプにより吐出される圧油を、切換弁を介してアクチュエータへ給排するように構成した油圧システムにおいて、前記可変容量ポンプの吐出流量を調整する手段として、切換弁をオープンセンタ型やクローズドセンタ型に構成する方式が知られている。
【0003】
しかるに、油圧ショベル等の建設機械に使用されている油圧システムとして、例えば可変容量ポンプから複数の切換弁を有する制御弁に対して圧油を供給するに際し、制御弁のセンタバイパス通路の出口に圧力発生手段を設け、この圧力発生手段の上流側圧力に応じて、その可変容量ポンプの吐出流量を調整する手段からなる油圧システムが知られている(実開昭51−33201号公報)。
【0004】
この種の従来技術は、切換弁の切換スプールによる中立位置からフル操作位置までの移動過程において、切換スプールの操作量に応じて可変容量ポンプからの吐出油につき、全量をセンタバイパス通路を経てタンク回路へ排出し、あるいはシリンダポートの開口によるシリンダポートへの供給と共にその一部をセンタバイパス通路へ排出し、または全量をシリンダポートへ供給する過程を経て、この間におけるセンタバイパス通路の排出流量に反比例するよう前記圧力発生手段の特性を調整することによって、前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するように構成したものである。
【0005】
また、他の従来技術からなる油圧システムとして、可変容量ポンプの圧油供給通路にパラレルに接続された複数のクローズドセンタ型の切換弁において、圧油供給通路からシリンダポートへは、切換弁の切換スプールの移動に従い、圧油供給通路へ開口する切換弁の切欠部を介して圧油を供給すると共に、前記圧油供給通路からシリンダポートに至るまでの間の圧力を検出し、この検出圧力と圧油供給通路における圧力との差圧が一定になるように、前記検出圧力を可変容量ポンプの吐出流量調整手段に接続して、前記可変容量ポンプの吐出流量を調整する構成からなる油圧システムが知られている(特開平6−58305号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の油圧システムにおいては、改善されるべき種々の問題点が残されている。
【0007】
すなわち、前記従来における前者のような可変容量ポンプの吐出流量の制御方式は、ネガティブ流量制御方式であるが、この制御方式による油圧システムにおいては、切換スプールが中間位置にあって、可変容量ポンプからの圧油供給通路がシリンダポートとセンタバイパス通路を経て、タンク回路に接続された状態において、シリンダポートに接続された負荷の大小に応じて、前記負荷を作動する時の切換弁の操作量がそれぞれ異なるために、切換弁の操作者には負荷の大小が感覚的に判断できる特性を有している。これにより、操作上の安全性において利点を有する反面、微操作が困難となる問題を生じる。
【0008】
また、このような従来の油圧システムにおいては、油圧ショベル等の多用途の機械に適用される場合には、標準アクチュエータに加えて、さらに追加のアクチュエータを駆動するための切換弁が必要となる。しかも、この追加のアクチュエータと既存の標準アクチュエータの同時操作に際しても、良好な複合操作性を必要とする場合には、追加のアクチュエータ用の切換弁に対しても、既存のアクチュエータ用切換弁との適切な流量配分手段が必要である。しかし、従来のオープンセンタ型の切換弁による技術においては、未だに適切な手段が提案されてなく、また実施もされていない。
【0009】
さらに、前記従来の油圧システムにおいては、追加されたアクチュエータに対して、可変容量ポンプからの圧油の供給流量を、この可変容量ポンプの最大能力の中間値で設定したい場合には、センタバイパス通路から一定量の圧油を排出しなければならないが、この場合の流量は追加されたアクチュエータの負荷の大小により変化するので、追加のアクチュエータの速度が負荷によって異なるために、建設機械としての操作が困難となる難点がある。
【0010】
一方、前記従来における後者のような可変容量ポンプの吐出流量の制御方式は、ロードセンシング型流量制御方式であるが、この制御方式による油圧システムにおいては、切換弁に接続された負荷の大小に係わらず、負荷を作動する切換弁の操作量は、ほぼ一定となる利点がある。また、この制御方式では、油圧ショベル等の多用途の機械に適用される場合でも、追加のアクチュエータとの流量配分は、前記各切換弁における前記検出圧力のうちの最高圧力を利用することにより、行うことができる等の利点がある。
【0011】
しかし、この油圧システムにおいては、切換弁に接続されたアクチュエータへの圧油の供給は、常に圧力補償されているので、始動時に飛び出し感があるとの問題がある。また、アクチュエータの負荷が非常に大きな場合でも、常に切換弁の同じ操作位置で負荷が作動する特性を有する。従って、この特性は、この制御方式における利点である反面、切換弁の操作者には、その負荷の大きさが感覚的に判断できないため、操作上の安全性に問題を生じる惧れがある。すなわち、切換弁の切換スプールを中立位置で操作している過程で、対応するアクチュエータが取扱う負荷が急変した場合でも、ネガティブ流量制御方式のようにバイパス通路を経由するバイパス油量を有しないので、可変容量ポンプの吐出流量は減少することなく、この結果油圧システムの圧力が急上昇し、安全性に問題を生じるのである。
【0012】
また、前記油圧システムにおいては、制御弁からの可変容量ポンプへの吐出流量制御のための信号は、高圧信号であるために、信号ラインの容量、環境温度等によって制御の安定性に影響を受け易く、十分な配慮が必要となる。
【0013】
そこで、本発明者は、鋭意研究ならびに検討を重ねた結果、可変容量ポンプにオープンセンタ型の複数の切換弁を内蔵する制御弁を接続すると共に、これら複数の切換弁にはそれぞれアクチュエータを接続して、これらアクチュエータへの前記可変容量ポンプからの圧油の給排を前記各切換弁の操作により行うよう構成し、切換弁のセンタバイパス通路の最下流に圧力発生手段を設けて、この圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成した油圧システムにおいて、各切換弁は、前記可変容量ポンプからの圧油供給通路に対してパラレルに接続し、前記圧油供給通路からの圧油を、この圧油供給通路からシリンダポートへの通路上に設けた油室へ、前記各切換弁の切換スプールの中立位置からの移動により形成される開口部を介して導くようにし、前記各油室とシリンダポートとの間に、第1の流量調整手段と、逆止弁と、前記油室の圧力を検出する圧力検出手段とをそれぞれ設けると共に、前記各第1の流量調整手段に跨がる連通路を設け、前記各第1の流量調整手段に対しては、各第1の流量調整手段に係わる油室の圧力を開方向に作用させると共に、前記各圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を閉方向に作用させるようにし、前記可変容量ポンプからの圧油供給通路を分岐してバイパス通路を設け、このバイパス通路を前記圧力発生手段の上流側に連通接続しかつ前記バイパス通路上には第2の流量調整手段を設け、この第2の流量調整手段の開方向にはその上流側圧力を作用させると共に、閉方向にはばね力と前記圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を作用させるようにし、さらに前記圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するように構成すれば、アクチュエータに対する最大供給油量は、これが可変容量ポンプの最大吐出量以下の場合には、各アクチュエータに応じて各切換弁の絞りの開度を適切に調整することにより、アクチュエータの負荷の大小に係わらず、最適な最大流量を設定することができると共に、アクチュエータの始動に際しては、飛び出し感のない操作を得ることができ、しかもアクチュエータへの最大速度は、そのアクチュエータが作動する負荷の大小に係わらず一定の速度を得ることができることを突き止めた。
【0014】
従って、本発明の目的は、従来のオープンセンタ型オープンセンタ型流量制御方式やクローズドセンタ型流量制御方式による問題点を解消すると共に、各流量制御方式の利点を備え、構造が簡単にして信頼性が高く、しかも複合操作に際しての操作性および安定性に優れた油圧システムを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る油圧システムは、可変容量ポンプにオープンセンタ型の複数の切換弁を内蔵する制御弁を接続し、これら複数の切換弁にはそれぞれアクチュエータを接続し、これらアクチュエータへの前記可変容量ポンプからの圧油の給排を前記各切換弁の操作により行うよう構成し、切換弁のセンタバイパス通路の最下流に圧力発生手段を設け、この圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成してなる油圧システムにおいて、
各切換弁は、前記可変容量ポンプからの圧油供給通路に対してパラレルに接続し、前記圧油供給通路からの圧油を、この圧油供給通路からシリンダポートへの通路上に設けた油室へ、前記各切換弁の切換スプールの中立位置からの移動により形成される開口部を介して導くように構成し、
前記各油室とシリンダポートとの間に、第1の流量調整手段と、逆止弁と、前記油室の圧力を検出する圧力検出手段とをそれぞれ設けると共に、前記各第1の流量調整手段に跨がる連通路を設け、
前記各第1の流量調整手段に対しては、各第1の流量調整手段に係わる油室の圧力を開方向に作用させると共に、前記各圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を閉方向に作用させるよう構成し、
前記可変容量ポンプからの圧油供給通路を分岐してバイパス通路を設け、このバイパス通路を前記圧力発生手段の上流側に連通接続しかつ前記バイパス通路上には第2の流量調整手段を設け、この第2の流量調整手段の開方向にはその上流側圧力を作用させると共に、閉方向にはばね力と前記圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を作用させるよう構成し、
さらに前記圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成したことを特徴とする。
【0016】
この場合、前記圧力検出手段は、油室と第1の流量調整手段との間に設けることができる。
【0017】
また、前記圧力検出手段は、油室と逆止弁との間に設けることができる。
【0018】
一方、前記第1の流量調整手段を切換弁と逆止弁との間に設け、この第1の流量調整手段にばね力を作用させ、中立状態では前記切換弁と逆止弁との通路を連通する位置に保持するよう構成することができる。
【0019】
また、前記第1の流量調整手段を切換弁と逆止弁との間に設け、この第1の流量調整手段にばね力を作用させ、中立状態では前記切換弁と逆止弁との通路を遮断する位置に保持するよう構成することもできる。
【0020】
さらに、前記第1の流量調整手段の内部に逆止弁を内蔵し、この逆止弁を圧力検出手段として構成することができる。
【0021】
また、前記第1の流量調整手段は、減圧弁の機能を有するように構成することができる。
【0022】
そして、前記複数の切換弁が同時操作された際に、高負荷側の第1の流量調整手段は、対応する切換弁と逆止弁との間に形成される油室を連通路に連通接続すると共に、軽負荷側の第1の流量調整手段は、対応する切換弁と逆止弁との間に形成される油室の圧力が前記連通路の圧力に比較してばね力により予め定められた圧力より低下した時に前記連通路と前記油室との通路を遮断するように構成することができる。
【0023】
また、前記第1の流量調整手段が最大移動した位置において、前記第1の流量調整手段は切換弁からアクチュエータへの間での油路を遮断しないように構成することができる。
【0024】
さらに、前記各切換弁のセンタバイパス通路の最下流において、第2の流量調整手段からのバイパス通路との接続部より上流側に、センタバイパス通路を開閉すると共に外部操作によって開度調整可能な開閉手段を設けることができる。
【0025】
さらにまた、前記第1の流量調整手段のばね力の設定荷重を、第2の流量調整手段のばね力の設定荷重と異なる荷重に設定することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る油圧システムの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0027】
実施例1
図1は、本発明に係る油圧システムの一実施例を示す油圧制御装置の油圧回路図である。すなわち、図1において、参照符号10は可変容量ポンプを示し、この可変容量ポンプ10は可変制御機構12を備え、複数の切換弁を有する油圧制御弁の圧油排出通路側に設けた圧力発生手段の上流側圧力を、信号圧力として前記可変制御機構12へ伝達して、可変容量ポンプ10の吐出流量を調整するように構成したものである。この場合、前記圧力発生手段の特性および可変制御機構12は、従来技術のネガティブ流量制御方式の特性を使用するものである。
【0028】
しかるに、前記可変容量ポンプ10には、圧油供給通路14を介して複数の切換弁16、17が接続されており、これら切換弁16、17にはアクチュエータ18、19が接続されている。また、圧油供給通路14からは、バイパス通路20が分岐され、このバイパス通路20は順次(第2の)流量調整手段22および圧力発生手段24を介してタンクTに連通接続されている。そして、前記流量調整手段22は、その開方向にバイパス通路20の圧力を作用させると共に、閉方向に対してはばね23のばね力と後述する連通路(36)の圧力とを作用させるように構成される。
【0029】
前記各切換弁16、17には、それぞれ(第1の)流量調整手段26、27が接続され、これら流量調整手段26、27に対しては、各切換弁が操作された時に圧油供給通路14からの圧油が、各切換弁の油室28、29を経て供給されるように構成されている。また、前記各流量調整手段26、27の下流側には、それぞれ逆止弁30、31がそれぞれ設けられている。
【0030】
前記油室28、29の圧力は、各流量調整手段26、27に対して、それぞればね32、33のばね力と共に開方向に作用し、この圧力はそれぞれ逆止弁34、35により検出される。このようにして、検出された圧力は、連通路36を介していずれか高圧側の圧力が前記各流量調整手段26、27に対して共通の閉方向の力として作用する。また、この連通路36の圧力は、通路37を介して前述した流量調整手段22に対して、これを閉方向に制御するように作用させている。 また、圧油供給通路14からは、センタバイパス通路38を分岐し、このセンタバイパス通路38は各切換弁17、16を順次経由し、その出口通路39を経て前記圧力発生手段24の上流側のバイパス通路20に連通接続されている。
【0031】
しかるに、前記構成からなる複数の切換弁16、17を有する油圧制御弁のうち、一方の切換弁16についての具体的な構成例を示せば、図2に示す通りである。なお、説明の便宜上、図1に示す油圧制御装置の構成と同一の構成部分については同一の参照符号を付して説明する。
【0032】
図2において、参照符号40はバルブボディを示し、このバルブボディ40は、可変容量ポンプ10からの圧油の供給を受ける共通の圧油供給通路14と、切換スプール42と、この切換スプール42の移動により圧油供給通路14からの圧油の供給を受ける油室28と、アクチュエータ18との連通を行うシリンダポート46a、46bと、前記油室28からシリンダポート46aまたは46bへの通路48、48の途中に設けられた流量調整手段26と、逆止弁30、30と、前記切換スプール42の移動によりシリンダポート46a、46bの圧油をタンクTへ排出するタンクポート52とをそれぞれ内蔵した構成からなる。
【0033】
しかるに、前記流量調整手段26は、スプール54とばね32とを備え、その中立位置において、ばね32はスプール54に対して油室28からシリンダポート46a、46bへ連通する通路26Aを開放する側にこれを保持している。このスプール54は、カバー56により囲繞するすると共に、その一端を前記カバー56に当接させて、スプール54をバルブボディ40に設けたスプール穴58内に摺動自在かつ液密的に保持する。
【0034】
一方、バルブボディ40には、前記通路26Aに連通する通路48、48が設けられると共に、これら通路48、48の途中には逆止弁30、30が設けられ、そして前記通路26Aの油室28側には前室60が形成されている。また、前記スプール54の一端を保持するカバー56内には、背室62が形成され、この背室62に前記ばね32が収納配置されている。さらに、前記前室60に連通する油室28に対し、前室60への圧油の流れを阻止する向きに逆止弁34を設けた構成からなる。
【0035】
前記逆止弁34に対しては、他方の切換弁17の切換スプールに対応する油室に設けた逆止弁35と連通路36を介して接続し、この連通路36を適宜絞り64を介してタンクTへ連通接続する。
【0036】
また、前記流量調整手段26を構成するスプール54に対して設けられた背室62は、他方の切換弁17の切換スプールに対応する背室(例えば63)と連通路36を介して連通接続し、さらにこの連通路36を前記各逆止弁34、35と連通接続される連通路36と相互に連通接続されている。
【0037】
さらに、前記切換スプール42の一部に、可変容量ポンプ10からの圧油の供給を受ける圧油供給通路14に対して分岐される圧油を供給する、センタバイパス通路38を設けた構成からなる。
【0038】
そして、圧油供給通路14から分岐されたバイパス通路20には、図1に示すように、順次流量調整手段22および圧力発生手段24を介してタンクTに連通接続すると共に、前記圧力発生手段24は、前記センタバイパス通路38の出口通路39すなわち最下流に位置するよう接続配置する。
【0039】
このようにして、前記圧力発生手段24の上流側圧力を圧力信号ライン68を介して可変制御機構12に伝達して、前記圧力発生手段24の上流側圧力に応じて可変容量ポンプ10の吐出流量を調整するように構成する(図1および図2参照)。
【0040】
次に、前記構成からなる本実施例における油圧システムの動作につき説明する。
【0041】
(1)各切換弁が中立位置にある時
各切換弁16、17が中立位置にある時には(図3参照)、可変容量ポンプ10の圧油供給通路14の圧油は、センタバイパス通路38、39を経て圧力発生手段24の上流側に至ると共に、バイパス通路20に接続配置された流量調整手段22においては、これを閉方向に制御する圧力である連通路36の圧力は、比較的に開度の小さな絞り64を介してタンクTに連通接続されている。この場合、前記連通路36の圧力は、各切換弁16、17からの圧油の供給がなく、低圧に維持されているので、流量調整手段22は、その上流側の圧力がばね23のばね力に対向してこれを開放している。従って、圧力発生手段24に対しては、前記センタバイパス通路38の出口通路39と、流量調整手段22を経た圧油とが流出する。
【0042】
この場合、圧力発生手段24への圧油の流出経路に係わらず、この圧力発生手段24においては、これを通過する油量qとその上流側圧力pとの関係は、図4に示すように、一義的に定まっているので、可変容量ポンプ10の吐出流量Qは、図5に示すように、ネガティブ流量制御方式により最少に維持されている。
【0043】
(2)一方の切換弁を中間位置まで操作した時
次に、一方の切換弁16を、例えば図3に示す中間位置Mまで操作した場合、この状態ではセンタバイパス通路38は通路38Mの開度で絞られつつ下流(出口通路39)へ連通接続される。これと同時に、圧油供給通路14から分岐された通路は絞り28Mを介して油室28へ連通接続されるので、前記油室28の圧力すなわち逆止弁34を介して油室28に接続された連通路36内の圧力も上昇し、この圧力が流量調整手段22に作用して、これを閉方向に制御する。
【0044】
この場合において、前記切換弁16の絞り28Mを通過する際の圧力降下が、ばね23のばね力に相当する圧力より小さい時は、連通路36内の圧力による力とばね23のばね力との和が、バイパス通路20すなわち信号ライン25の圧力による力より大きくなるので、流量調整手段22は閉じられる。従って、この状態では、可変容量ポンプ10の吐出流量は、センタバイパス通路38の開度からブリードオフされる油量によって調整される。
【0045】
このようにして、圧油供給通路14の圧力は、切換弁16の切換スプール42のストロークの増加、すなわちセンタバイパス通路38の開度の縮小、に応じて徐々に上昇するので、例えば大きな負荷を起動する際においても、あるいは負荷の大小によって切換弁の操作量に対する負荷の始動するポイントが異なっていても、従来の完全なロードセンシング方式において、完全に圧力補償されていることから、生じていた飛び出し感がなくなり、円滑な起動特性を得ることができる。
【0046】
また、前記切換弁の中間位置Mにおいて、絞り28Mにおける圧力損失による力が、前述した場合とは逆に、絞り28Mの通過油量が増加して、連通路36内の圧力による力とばね23のばね力との和が、信号ライン25の圧力による力より小さい場合には、前記信号ライン25内の圧力が流量調整手段22を開き、圧油供給通路14の圧油の一部を、圧力発生手段24の上流側へ排出する。この結果、前記圧力発生手段24の通過油量が増加し、すなわちこの上流側の圧力が上昇して、可変容量ポンプ10の吐出流量を低減させるので、前記絞り28Mを通過する油量、すなわちアクチュエータ18への供給油量は、切換弁16の切換スプール42のストロークに対して、予め設定された開度の絞り28Mに対応した流量に適正化される。
【0047】
(3)一方の切換弁をストロークエンドまで操作した時
さらに、一方の切換弁16を、例えば図3に示すストロークエンド位置Eまで操作した場合、センタバイパス通路38は完全に閉じられているので、圧油供給通路14の圧油は、通路14Eのみに供給される。この通路14Eの開度は、絞り14E′により設定されているので、この絞り14E′を経てアクチュエータ18に供給される油量は、連通路36内の圧力による力と流量調整手段22のばね23のばね力との和が、信号ライン25の圧力による力と等しくなるように、すなわち絞り14E′における圧力降下が、一定となるよう流量調整手段22の開度が調整された結果として、一義的に定まる可変容量ポンプ10の吐出流量が供給される。
【0048】
このように、本実施例の油圧システムにおいては、アクチュエータ18に対する最大供給油量は、これが可変容量ポンプ10の最大吐出量以下の場合には、各アクチュエータ18、19に応じて各切換弁16、17の絞り14E′の開度を適切に調整することにより、アクチュエータの負荷の大小に係わらず、最適な最大流量を設定することができる。
【0049】
なお、図1において、切換弁16に対する流量調整手段26には、一方の切換弁16のみを操作する場合、前記流量調整手段26の開方向には、ばね32のばね力と油室28の圧力が信号ライン32′を介して作用し、またその閉方向には、油室28の圧力が逆止弁34を通過した後信号ライン34′を介して作用している。なお、前記信号ライン34′は、連通路36に連通接続され、また連通路36は絞り64を介してタンクTに連通接続されているが、絞り64の開度は比較的小さく設定しているので、前記信号ライン34′の圧力は、ほぼ油室28の圧力に等しく、従って切換弁16のみの操作では、流量調整手段26は開放の位置に保持されている。
【0050】
前述した通り、本実施例の油圧システムにおいては、アクチュエータの始動に際しては、飛び出し感のない操作を得ることができると共に、アクチュエータへの最大速度は、そのアクチュエータが作動する負荷の大小に係わらず一定の速度をえることができる。従って、本発明による油圧システムは、従来技術に比較して、飛躍的な操作性の向上を図ることができる。
【0051】
(4)各切換弁を同時に操作した時
次に、各切換弁16、17を同時に操作し、例えば一方の切換弁16に連通接続されたアクチュエータ18の駆動圧力が、他方の切換弁17に連通接続されたアクチュエータ19の駆動圧力より高い場合を想定する。なお、この場合、各切換弁16、17は、図1において左方へ操作され、圧油供給通路14からの圧油は、各切換弁16、17の通路14B、14Bおよびこの通路14B、14B上にそれぞれ設定された絞り14B′、14B′を経て、油室28、29へ供給される。そして、一方の切換弁16においては、油室28、流量調整手段26、逆止弁30、通路13B、シリンダポート46aおよび配管44aを経てアクチュエータ18に至り、またアクチュエータ18からの戻り油は、配管44b、シリンダポート46bおよび通路15Bを経てタンクTへ排出するように構成されている。この構成は、他方の切換弁17においても同様である。なお、参照符号45a、45bは、他方の切換弁17に連通接続される配管をそれぞれ示す。
【0052】
前記各切換弁16、17の操作過程において、油室29の圧力は、油室28の圧力より低いので、これらの油室28、29は逆止弁34、35を介して、共に連通路36に接続されているため、高圧側の油室28の圧力のみが逆止弁34を経て連通路36に流入する。この結果、高圧側の流量調整手段26においては、前述した切換弁の単独操作の場合と同様に、前記流量調整手段26の開方向には、ばね32のばね力と信号ライン32′を介して作用する油室28の圧力による力との和が作用すると共に、その閉方向には、油室28の圧力とほぼ等しい圧力が作用することにより、流量調整手段26は開放の位置26Aに保持される。
【0053】
一方、低圧側の流量調整手段27において、その開方向には、油室29の圧力による力とばね33のばね力とが作用すると共に、その閉方向には、油室29の圧力が逆止弁34、信号ライン34′連通路36および信号ライン35′を経て作用する。しかし、この場合、ばね33のばね力が比較的小さい場合には、信号ライン35′の圧力による力は、このばね33のばね力と信号ライン33′を介して作用する油室29の圧力による力との和より大きくなる。従って、流量調整手段27は、図1において左方へ操作され、これにより前記流量調整手段27における開度は開放の位置から絞り27Bにより絞られた位置となり、流量調整手段27の開度は前記の開方向と閉方向に作用する力がバランスする位置に調整される。このことは、連通路36の圧力、すなわち信号ライン34′および信号ライン35′の圧力は、共に油室28の圧力にほぼ等しいので、この圧力とバランスする油室29の圧力もまた前記油室28の圧力にほぼ等しくなる。
【0054】
また、圧油供給通路14の圧力は、各切換弁16、17に対しても共通であり、油室28、29の圧力もほぼ等しいことから、各切換弁16、17の通路14B、14Bの絞り部14B′、14B′における圧力差も、それぞれほぼ等しくなる。従って、負荷の異なるアクチュエータ18、19を同時操作した場合においても、各切換弁16、17の操作量に応じて、確実に圧油の流量配分を行うことができる。
【0055】
なお、各切換弁16、17を同時操作した場合の可変容量ポンプ10の吐出流量について、それぞれ切換弁の操作量に応じて、センタバイパス通路38、39、流量調整手段22からの排出油によって定まる圧力発生手段24の上流側の圧力によって制御されることは、前述した切換弁の単独操作の場合と同じである。
【0056】
実施例2
図6は、本発明に係る油圧システムの別の実施例を示すものである。すなわち、本実施例は、図1に示す実施例1の油圧システムを構成する各切換弁16、17に対して設けた流量調整手段26、27の変形実施例である。従って、図1に示す構成と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0057】
すなわち、図6に示すように、本実施例においては、一方の流量調整手段26につき、連通路36に連通する独立した通路70を設けると共に、この通路70に絞り71を設け、前記連通路36と油室28の圧力差の増加に応じてスプールが移動した際に、前記連通路36と油室28との開口を制限するように構成したものである。この構成は、他方の流量調整手段27においても同様である。その他の構成は、図1に示す油圧システムの構成と同一である。
【0058】
このように流量調整手段26、27を構成することによっても、前記実施例1の油圧システムと同様の作用および効果を得ることができる。
【0059】
実施例3
図7は、本発明に係る油圧システムのさらに別の実施例を示すものである。すなわち、本実施例は、図6に示す実施例2の油圧システムのさらに変形実施例である。従って、図1および図6に示す構成と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0060】
すなわち、図7に示すように、本実施例においては、減圧弁72を付加したものである。この減圧弁72は、圧油供給通路14から分岐したバイパス通路20の一部より通路73を介して取出した圧力を1次圧力とし、流量調整手段26または27により検出した油室28または29の圧力を連通路36を介して制御圧力として作用させ、この減圧弁72の2次圧力を前記流量調整手段26、27および流量調整手段22の閉方向へ作用させるように構成されている。さらに、前記減圧弁72には、ばね74を作用させると共に、このばね74を外部操作信号75によって調整するように構成されている。その他の構成は、図6に示す油圧システムの構成と同一である。
【0061】
従って、このような構成からなる本実施例の油圧システムにおいては、切換弁16、17を操作した場合の分流比率を、前記各切換弁に接続されたアクチュエータ18、19の特性に応じて、意図的に変更することが可能であり、これにより本発明の適用される母機の特性に最適な油圧システムとして構成することができる。
【0062】
実施例4
図8は、本発明に係る油圧システムの他の実施例を示すものである。すなわち、本実施例は、図1に示す実施例1の油圧システムの変形実施例である。従って、図1に示す構成と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0063】
すなわち、図8に示すように、本実施例においては、センタバイパス通路38の出口通路39上に、外部操作によって開度の調整を行うことができる開閉弁76を設けたものである。その他の構成は、図1に示す油圧システムの構成と同一である。
【0064】
このように構成した本実施例の油圧システムにおいては、前記開閉弁76が開放位置にあるときは、図1に示す実施例1の油圧システムの作動と同じであるが、この開閉弁76の開度を小さく設定するに従い、センタバイパス通路38、39からの排出量は少なくなる。従って、この場合、流量調整手段22からの排出比率が増加し、これに伴い各切換弁16または17からアクチュエータ18または19への圧油の供給は、より圧力補償されたものとなる。さらに、前記開閉弁76を完全に閉じた場合には、従来のロードセンシング方式と同様に、アクチュエータへの圧油の供給は完全に圧力補償されるので、本発明の適用される母機の作業および用途によっては、幅広い適用が可能となる。例えば、本実施例の油圧システムを油圧ショベル等に適用した場合には、クレーン作業モードにおいて微操作が可能となる等の特徴を付加することができる。
【0065】
実施例5
図9は、本発明に係る油圧システムのさらに他の実施例を示すものである。すなわち、本実施例においては、前記実施例2と同様に、図1に示す実施例1の油圧システムを構成する各切換弁16、17に対して設けた流量調整手段26、27の変形実施例である。従って、図6に示す構成と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0066】
すなわち、図9に示すように、本実施例においては、一方の流量調整手段26につき、連通路36に連通する独立した通路70、78を設けると共に、この通路70、78にそれぞれ逆止弁77、79を設け、前記連通路36と油室28の圧力差の増加に応じてスプールが移動した際に、前記連通路36と油室28との開口を制限するように構成したものである。この構成は、他方の流量調整手段27においても同様である。その他の構成は、図1および図6に示す油圧システムの構成と同一である。
【0067】
このように流量調整手段26、27を構成することによっても、前記実施例2の油圧システムと同様の作用および効果を得ることができる。
【0068】
以上、本発明の好適な実施例として油圧ショベルに適用した場合について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【0069】
【発明の効果】
前述したように、本発明に係る油圧システムは、可変容量ポンプにオープンセンタ型の複数の切換弁を内蔵する制御弁を接続し、これら複数の切換弁にはそれぞれアクチュエータを接続し、これらアクチュエータへの前記可変容量ポンプからの圧油の給排を前記各切換弁の操作により行うよう構成し、切換弁のセンタバイパス通路の最下流に圧力発生手段を設け、この圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成してなる油圧システムにおいて、各切換弁は、前記可変容量ポンプからの圧油供給通路に対してパラレルに接続し、前記圧油供給通路からの圧油を、この圧油供給通路からシリンダポートへの通路上に設けた油室へ、前記各切換弁の切換スプールの中立位置からの移動により形成される開口部を介して導くように構成し、前記各油室とシリンダポートとの間に、第1の流量調整手段と、逆止弁と、前記油室の圧力を検出する圧力検出手段とをそれぞれ設けると共に、前記各第1の流量調整手段に跨がる連通路を設け、前記各第1の流量調整手段に対しては、各第1の流量調整手段に係わる油室の圧力を開方向に作用させると共に、前記各圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を閉方向に作用させるよう構成し、前記可変容量ポンプからの圧油供給通路を分岐してバイパス通路を設け、このバイパス通路を前記圧力発生手段の上流側に連通接続しかつ前記バイパス通路上には第2の流量調整手段を設け、この第2の流量調整手段の開方向にはその上流側圧力を作用させると共に、閉方向にはばね力と前記圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を作用させるよう構成し、さらに前記圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整する構成としたことにより、従来の可変容量ポンプの吐出流量を調整するオープンセンタ型流量制御方式やクローズドセンタ型流量制御方式による問題点を解消すると共に、各流量制御方式の利点を備え、構造が簡単にして信頼性が高く、しかも複合操作に際しての操作性および安定性に優れた油圧システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧システムの一実施例を示す油圧回路図である。
【図2】図1に示す油圧システムを構成する油圧制御弁の概略構成を示す要部断面説明図である。
【図3】図1および図2に示す切換弁の中立位置、中間位置およびフルストローク位置におけるそれぞれ通路構成を油圧記号で示した説明図である。
【図4】図1に示す圧力発生手段における通過油量qとその上流側圧力pとの関係を示した特性曲線図である。
【図5】図1に示す圧力発生手段における上流側圧力pと可変容量ポンプの吐出流量Qとの関係を、図4に示す特性曲線とを併せ示した特性曲線図である。
【図6】本発明に係る油圧システムの別の実施例を示す油圧回路図である。
【図7】本発明に係る油圧システムのさらに別の実施例を示す油圧回路図である。
【図8】本発明に係る油圧システムの他の実施例を示す油圧回路図である。
【図9】本発明に係る油圧システムのさらに他の実施例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
10 可変容量ポンプ
12 可変制御機構
14 圧油供給通路
16、17 切換弁
18、19 アクチュエータ
20 バイパス通路
22 流量調整手段(第2)
23 ばね
24 圧力発生手段
25 信号ライン
26、27 流量調整手段(第1)
28、29 油室
30、31 逆止弁
32、33 ばね
32′、33′ 信号ライン
34、35 逆止弁
34′、35′ 信号ライン
36 連通路
37 通路
38 センタバイパス通路
39 出口通路
40 バルブボディ
42 切換スプール
44a、44b 配管
45a、45b 配管
46a、46b シリンダポート
48 通路
52 タンクポート
54 スプール
56 カバー
58 スプール穴
60 前室
62、63 背室
64 絞り
68 圧力信号ライン
70、78 通路
71 絞り
72 減圧弁
73 通路
74 ばね
75 外部操作信号
76 開閉弁
77、79 逆止弁
T タンク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic system applied to construction machines and the like, and particularly to a hydraulic system having excellent combined operability and capable of optimally supplying hydraulic oil to a plurality of actuators according to the characteristics of the actuators or working conditions. It relates to a hydraulic system that can be used.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a hydraulic system configured to supply and discharge pressure oil discharged from a variable displacement pump to an actuator via a switching valve, a switching valve is used as an open center type as a means for adjusting a discharge flow rate of the variable displacement pump. And a system configured as a closed center type is known.
[0003]
However, as a hydraulic system used in a construction machine such as a hydraulic excavator, for example, when supplying pressure oil to a control valve having a plurality of switching valves from a variable displacement pump, pressure is applied to an outlet of a center bypass passage of the control valve. There is known a hydraulic system including a means for providing a generating means and a means for adjusting the discharge flow rate of the variable displacement pump in accordance with the pressure on the upstream side of the pressure generating means (Japanese Utility Model Laid-Open No. 51-33201).
[0004]
In the prior art of this type, in the process of moving the switching valve from the neutral position to the full operation position by the switching spool, the entire amount of the discharge oil from the variable displacement pump according to the operation amount of the switching spool is transferred to the tank via the center bypass passage. Through the process of discharging to the circuit, or discharging to the cylinder port through the opening of the cylinder port and part of it to the center bypass passage, or supplying the whole amount to the cylinder port, the discharge flow rate of the center bypass passage during this period is inversely proportional The discharge flow rate of the variable displacement pump is adjusted by adjusting the characteristics of the pressure generating means.
[0005]
Further, as another conventional hydraulic system, in a plurality of closed center type switching valves connected in parallel to a pressure oil supply passage of a variable displacement pump, a switching valve is switched from the pressure oil supply passage to a cylinder port. In accordance with the movement of the spool, pressure oil is supplied through a cutout portion of the switching valve that opens to the pressure oil supply passage, and a pressure between the pressure oil supply passage and the cylinder port is detected. A hydraulic system having a configuration in which the detected pressure is connected to a discharge flow rate adjusting means of a variable displacement pump to adjust a discharge flow rate of the variable displacement pump so that a differential pressure between the pressure and the pressure in the pressurized oil supply passage becomes constant. This is known (JP-A-6-58305).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional hydraulic system, various problems to be improved remain.
[0007]
That is, the control method of the discharge flow rate of the conventional variable displacement pump as the former is a negative flow control method, but in a hydraulic system based on this control method, the switching spool is at an intermediate position, and When the pressure oil supply passage passes through the cylinder port and the center bypass passage and is connected to the tank circuit, the amount of operation of the switching valve when operating the load depends on the magnitude of the load connected to the cylinder port. Since they are different from each other, the switching valve has such a characteristic that the magnitude of the load can be intuitively judged by the operator. As a result, although there is an advantage in operational safety, there is a problem that fine operation becomes difficult.
[0008]
In such a conventional hydraulic system, when applied to a versatile machine such as a hydraulic excavator, a switching valve for driving an additional actuator is required in addition to a standard actuator. In addition, even when the additional actuator and the existing standard actuator are simultaneously operated, if good combined operability is required, the switching valve for the additional actuator and the switching valve for the existing actuator can be used together. Appropriate flow distribution means is required. However, in the conventional open center type switching valve technology, no appropriate means has yet been proposed or implemented.
[0009]
Further, in the conventional hydraulic system, when it is desired to set the supply flow rate of the pressure oil from the variable displacement pump to the added actuator at an intermediate value of the maximum capacity of the variable displacement pump, the center bypass passage is required. However, since the flow rate in this case varies depending on the magnitude of the load of the added actuator, the speed of the additional actuator differs depending on the load, and the operation as a construction machine is difficult. There are difficulties.
[0010]
On the other hand, the control method of the discharge flow rate of the conventional variable displacement pump as described above is a load sensing type flow control method, but in a hydraulic system based on this control method, regardless of the size of the load connected to the switching valve. However, there is an advantage that the operation amount of the switching valve that operates the load is substantially constant. Further, in this control method, even when applied to a versatile machine such as a hydraulic excavator, the flow distribution with the additional actuator uses the highest pressure among the detected pressures at the respective switching valves, There are advantages such as being able to perform.
[0011]
However, in this hydraulic system, the supply of the pressure oil to the actuator connected to the switching valve is always pressure-compensated, so that there is a problem that there is a feeling of popping out at startup. Further, even when the load on the actuator is very large, the load always operates at the same operation position of the switching valve. Therefore, while this characteristic is an advantage of this control method, the operator of the switching valve cannot judge the magnitude of the load sensibly, which may cause a problem in operational safety. In other words, even when the load handled by the corresponding actuator suddenly changes in the process of operating the switching spool of the switching valve at the neutral position, there is no bypass oil amount passing through the bypass passage unlike the negative flow rate control method, The discharge rate of the variable displacement pump is not reduced, which results in a sudden increase in the pressure of the hydraulic system, which poses a safety problem.
[0012]
In the hydraulic system, since the signal for controlling the discharge flow rate from the control valve to the variable displacement pump is a high-pressure signal, the control stability is affected by the capacity of the signal line, the environmental temperature, and the like. It is easy and requires careful consideration.
[0013]
The inventor of the present invention has conducted intensive studies and studies and, as a result, connected a control valve having a plurality of open center type switching valves to the variable displacement pump, and connected an actuator to each of the plurality of switching valves. The supply and discharge of the pressure oil from the variable displacement pump to these actuators is performed by operating each of the switching valves, and a pressure generating means is provided at the most downstream of a center bypass passage of the switching valve. In the hydraulic system configured to adjust the discharge flow rate of the variable displacement pump according to the upstream pressure of the means, each switching valve is connected in parallel to a pressure oil supply passage from the variable displacement pump, and The pressure oil from the oil supply passage is moved from the neutral position of the switching spool of each of the switching valves to the oil chamber provided on the passage from the pressure oil supply passage to the cylinder port. A first flow rate adjusting means, a check valve, and a pressure detecting means for detecting a pressure of the oil chamber, between the oil chambers and the cylinder port. And a communication passage extending over each of the first flow rate adjusting means is provided, and the pressure of the oil chamber related to each of the first flow rate adjusting means is opened for each of the first flow rate adjusting means. Direction, and the highest pressure among the pressures detected by the pressure detecting means is caused to act in the closing direction, and a bypass passage is provided by branching a pressure oil supply passage from the variable displacement pump. A bypass passage is connected in communication with the upstream side of the pressure generating means, and a second flow rate adjusting means is provided on the bypass path, and an upstream pressure is applied to the opening direction of the second flow rate adjusting means. The spring force in the closing direction and said By applying the highest pressure among the pressures detected by the force detecting means, and further adjusting the discharge flow rate of the variable displacement pump in accordance with the upstream pressure of the pressure generating means, the maximum When the supply oil amount is equal to or less than the maximum discharge amount of the variable displacement pump, by appropriately adjusting the opening degree of the throttle of each switching valve according to each actuator, regardless of the magnitude of the load on the actuator, the optimum oil supply amount is optimal. The maximum flow rate can be set, and at the time of starting the actuator, an operation without a feeling of popping out can be obtained. In addition, the maximum speed to the actuator is maintained at a constant speed regardless of the magnitude of the load on which the actuator operates. That you can get.
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional open center type open center type flow control system and closed center type flow control system, and to provide the advantages of each flow type control system, simplify the structure and improve reliability. Another object of the present invention is to provide a hydraulic system which is high in operation efficiency and excellent in operability and stability in a combined operation.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a hydraulic system according to the present invention connects a control valve having a plurality of open center type switching valves to a variable displacement pump, and connects an actuator to each of the plurality of switching valves. Supply and discharge of pressure oil from the variable displacement pump to the actuator is performed by operating each of the switching valves, and pressure generating means is provided at the most downstream of a center bypass passage of the switching valve, and an upstream side of the pressure generating means is provided. In a hydraulic system configured to adjust the discharge flow rate of the variable displacement pump according to pressure,
Each switching valve is connected in parallel to a pressure oil supply passage from the variable displacement pump, and the pressure oil from the pressure oil supply passage is provided on a passage from the pressure oil supply passage to the cylinder port. Into the chamber through an opening formed by the movement of the switching spool of each of the switching valves from the neutral position,
A first flow rate adjusting means, a check valve, and a pressure detecting means for detecting a pressure of the oil chamber are provided between each of the oil chambers and the cylinder port, respectively, and each of the first flow rate adjusting means is provided. A communication path that spans
For each of the first flow rate adjusting means, the pressure of the oil chamber related to each of the first flow rate adjusting means is caused to act in the opening direction, and the highest pressure among the pressures detected from each of the pressure detecting means is changed. Configured to act in the closing direction,
Branching a pressure oil supply passage from the variable displacement pump to provide a bypass passage, connecting the bypass passage to an upstream side of the pressure generating means, and providing a second flow rate adjusting means on the bypass passage; In the opening direction of the second flow rate adjusting means, the upstream pressure is applied, and in the closing direction, the maximum force of the spring force and the pressure detected by the pressure detecting means is applied,
Further, the discharge flow rate of the variable displacement pump is adjusted according to the upstream pressure of the pressure generating means.
[0016]
In this case, the pressure detecting means can be provided between the oil chamber and the first flow rate adjusting means.
[0017]
Further, the pressure detecting means can be provided between the oil chamber and the check valve.
[0018]
On the other hand, the first flow rate adjusting means is provided between the switching valve and the check valve, and a spring force is applied to the first flow rate adjusting means. In a neutral state, the passage between the switching valve and the check valve is opened. It can be configured to be held in a communicating position.
[0019]
Further, the first flow rate adjusting means is provided between the switching valve and the check valve, and a spring force is applied to the first flow rate adjusting means. In a neutral state, the passage between the switching valve and the check valve is opened. It can also be configured to hold it in the blocking position.
[0020]
Further, a check valve may be built in the first flow rate adjusting means, and the check valve may be configured as pressure detecting means.
[0021]
Further, the first flow rate adjusting means can be configured to have a function of a pressure reducing valve.
[0022]
When the plurality of switching valves are simultaneously operated, the first flow control means on the high load side connects the oil chamber formed between the corresponding switching valve and the check valve to the communication passage. At the same time, the first flow rate adjusting means on the light load side is configured such that the pressure of the oil chamber formed between the corresponding switching valve and the check valve is predetermined by a spring force as compared with the pressure of the communication passage. When the pressure falls below the pressure, the passage between the communication passage and the oil chamber can be shut off.
[0023]
Further, at the position where the first flow rate adjusting means has moved to the maximum, the first flow rate adjusting means can be configured so as not to block the oil passage between the switching valve and the actuator.
[0024]
Further, at the most downstream side of the center bypass passage of each of the switching valves, upstream and downstream of the connection with the bypass passage from the second flow control means, the center bypass passage is opened and closed and the opening degree can be adjusted by an external operation. Means can be provided.
[0025]
Still further, the set load of the spring force of the first flow rate adjusting means can be set to a load different from the set load of the spring force of the second flow rate adjusting means.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a hydraulic system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
Example 1
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic control device showing one embodiment of a hydraulic system according to the present invention. That is, in FIG. 1,
[0028]
However, a plurality of switching
[0029]
Each of the switching
[0030]
The pressure in the
[0031]
However, among the hydraulic control valves having the plurality of switching
[0032]
In FIG. 2,
[0033]
However, the flow rate adjusting means 26 includes the
[0034]
On the other hand, the
[0035]
The
[0036]
A
[0037]
Further, a part of the switching
[0038]
As shown in FIG. 1, the
[0039]
Thus, the upstream pressure of the pressure generating means 24 is transmitted to the
[0040]
Next, the operation of the hydraulic system according to the present embodiment having the above configuration will be described.
[0041]
(1)When each switching valve is in the neutral position
When each of the switching
[0042]
In this case, regardless of the outflow path of the pressure oil to the pressure generating means 24, in the pressure generating means 24, the relationship between the amount of oil q passing therethrough and the upstream pressure p is as shown in FIG. , The discharge flow rate Q of the
[0043]
(2)When one of the switching valves is operated to the intermediate position
Next, when one of the switching
[0044]
In this case, when the pressure drop when the switching
[0045]
In this manner, the pressure in the pressure
[0046]
At the intermediate position M of the switching valve, the force due to the pressure loss at the
[0047]
(3)When one switching valve is operated to the stroke end
Further, when one of the switching
[0048]
As described above, in the hydraulic system of the present embodiment, when the maximum oil supply amount to the
[0049]
In FIG. 1, when only one of the switching
[0050]
As described above, in the hydraulic system of the present embodiment, when starting the actuator, an operation without a feeling of popping can be obtained, and the maximum speed to the actuator is constant irrespective of the magnitude of the load on which the actuator operates. Speed. Therefore, the hydraulic system according to the present invention can dramatically improve operability as compared with the related art.
[0051]
(4)When each switching valve is operated simultaneously
Next, the switching
[0052]
During the operation of the switching
[0053]
On the other hand, in the flow adjusting means 27 on the low pressure side, the force by the pressure of the
[0054]
Further, the pressure of the pressure
[0055]
Note that the discharge flow rate of the
[0056]
Example 2
FIG. 6 shows another embodiment of the hydraulic system according to the present invention. That is, this embodiment is a modified embodiment of the flow rate adjusting means 26 and 27 provided for each of the switching
[0057]
That is, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, for one of the flow rate adjusting means 26, an
[0058]
By configuring the flow
[0059]
Example 3
FIG. 7 shows still another embodiment of the hydraulic system according to the present invention. That is, the present embodiment is a further modified embodiment of the hydraulic system of Embodiment 2 shown in FIG. Therefore, the same components as those shown in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0060]
That is, as shown in FIG. 7, in this embodiment, a
[0061]
Therefore, in the hydraulic system according to the present embodiment having such a configuration, the flow dividing ratio when the switching
[0062]
Example 4
FIG. 8 shows another embodiment of the hydraulic system according to the present invention. That is, the present embodiment is a modified embodiment of the hydraulic system of Embodiment 1 shown in FIG. Therefore, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0063]
That is, as shown in FIG. 8, in the present embodiment, an on-off
[0064]
When the on-off
[0065]
Example 5
FIG. 9 shows still another embodiment of the hydraulic system according to the present invention. That is, in this embodiment, similarly to the second embodiment, a modified embodiment of the flow rate adjusting means 26, 27 provided for each of the switching
[0066]
That is, as shown in FIG. 9, in this embodiment,
[0067]
By configuring the flow rate adjusting means 26 and 27 in this way, the same operation and effect as the hydraulic system of the second embodiment can be obtained.
[0068]
As described above, the case where the present invention is applied to a hydraulic excavator as a preferred embodiment has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and many design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, the hydraulic system according to the present invention connects a control valve having a plurality of open center type switching valves to a variable displacement pump, and connects an actuator to each of the plurality of switching valves. The supply and discharge of the pressure oil from the variable displacement pump is performed by operating each of the switching valves, and a pressure generating means is provided at the most downstream of a center bypass passage of the switching valve. In the hydraulic system configured to adjust the discharge flow rate of the variable displacement pump accordingly, each switching valve is connected in parallel to a pressure oil supply passage from the variable displacement pump, and is connected to the pressure oil supply passage. Of the switching oil from the neutral position to the oil chamber provided on the passage from the pressure oil supply passage to the cylinder port. And a first flow rate adjusting means, a check valve, and a pressure detecting means for detecting a pressure of the oil chamber are provided between each of the oil chambers and the cylinder port. In addition, a communication path is provided across the first flow rate adjusting means, and the pressure of the oil chamber related to the first flow rate adjusting means acts on the first flow rate adjusting means in the opening direction. And a maximum pressure of the pressures detected by the pressure detecting means is applied in a closing direction, and a bypass passage is provided by branching a pressure oil supply passage from the variable displacement pump. Is connected to the upstream side of the pressure generating means, and a second flow rate adjusting means is provided on the bypass passage. In the opening direction of the second flow rate adjusting means, the upstream pressure is applied, and the second flow rate adjusting means is closed. In the direction, the spring force and the pressure detecting means The conventional variable displacement pump is configured such that the highest pressure among the pressures detected from the pressure generating means is applied and the discharge flow rate of the variable displacement pump is adjusted in accordance with the upstream pressure of the pressure generating means. Eliminates the problems of the open center type flow control method and closed center type flow control method that adjust the discharge flow rate of each type, has the advantages of each flow rate control method, has a simple structure and high reliability, and is suitable for complex operation A hydraulic system having excellent operability and stability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing one embodiment of a hydraulic system according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory sectional view of a main part showing a schematic configuration of a hydraulic control valve constituting the hydraulic system shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing passage configurations at a neutral position, an intermediate position, and a full stroke position shown in FIGS. 1 and 2 by hydraulic symbols.
FIG. 4 is a characteristic curve diagram showing a relationship between a passing oil amount q and an upstream pressure p in the pressure generating means shown in FIG.
5 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the upstream pressure p in the pressure generating means shown in FIG. 1 and the discharge flow rate Q of the variable displacement pump together with the characteristic curve shown in FIG.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing another embodiment of the hydraulic system according to the present invention.
FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing still another embodiment of the hydraulic system according to the present invention.
FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram showing another embodiment of the hydraulic system according to the present invention.
FIG. 9 is a hydraulic circuit diagram showing still another embodiment of the hydraulic system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Variable displacement pump
12 Variable control mechanism
14 Pressure oil supply passage
16, 17 switching valve
18, 19 Actuator
20 Bypass passage
22 Flow rate adjusting means (second)
23 spring
24 Pressure generating means
25 signal lines
26, 27 Flow rate adjusting means (first)
28, 29 Oil chamber
30, 31 Check valve
32,33 spring
32 ', 33' signal line
34, 35 Check valve
34 ', 35' signal line
36 connecting passage
37 passage
38 Center bypass passage
39 Exit passage
40 valve body
42 Switching spool
44a, 44b piping
45a, 45b piping
46a, 46b Cylinder port
48 passage
52 tank port
54 spool
56 cover
58 Spool hole
60 Front room
62, 63 back room
64 aperture
68 Pressure signal line
70, 78 passage
71 Aperture
72 Pressure reducing valve
73 passage
74 spring
75 External operation signal
76 On-off valve
77, 79 Check valve
T tank
Claims (11)
各切換弁は、前記可変容量ポンプからの圧油供給通路に対してパラレルに接続し、前記圧油供給通路からの圧油を、この圧油供給通路からシリンダポートへの通路上に設けた油室へ、前記各切換弁の切換スプールの中立位置からの移動により形成される開口部を介して導くように構成し、
前記各油室とシリンダポートとの間に、第1の流量調整手段と、逆止弁と、前記油室の圧力を検出する圧力検出手段とをそれぞれ設けると共に、前記各第1の流量調整手段に跨がる連通路を設け、
前記各第1の流量調整手段に対しては、各第1の流量調整手段に係わる油室の圧力を開方向に作用させると共に、前記各圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を閉方向に作用させるよう構成し、
前記可変容量ポンプからの圧油供給通路を分岐してバイパス通路を設け、このバイパス通路を前記圧力発生手段の上流側に連通接続しかつ前記バイパス通路上には第2の流量調整手段を設け、この第2の流量調整手段の開方向にはその上流側圧力を作用させると共に、閉方向にはばね力と前記圧力検出手段から検出された圧力のうちの最高圧力を作用させるよう構成し、
さらに前記圧力発生手段の上流側圧力に応じて前記可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成したことを特徴とする油圧システム。A control valve incorporating a plurality of open center type switching valves is connected to the variable displacement pump, an actuator is connected to each of the plurality of switching valves, and supply / discharge of pressure oil from the variable displacement pump to these actuators is connected. A pressure generating means is provided at the most downstream of a center bypass passage of the switching valve, and a discharge flow rate of the variable displacement pump is adjusted according to an upstream pressure of the pressure generating means. In the configured hydraulic system,
Each switching valve is connected in parallel to a pressure oil supply passage from the variable displacement pump, and the pressure oil from the pressure oil supply passage is provided on a passage from the pressure oil supply passage to the cylinder port. Into the chamber through an opening formed by the movement of the switching spool of each of the switching valves from the neutral position,
A first flow rate adjusting means, a check valve, and a pressure detecting means for detecting a pressure of the oil chamber are provided between each of the oil chambers and the cylinder port, respectively, and each of the first flow rate adjusting means is provided. A communication path that spans
For each of the first flow rate adjusting means, the pressure of the oil chamber related to each of the first flow rate adjusting means is caused to act in the opening direction, and the highest pressure among the pressures detected from each of the pressure detecting means is changed. Configured to act in the closing direction,
Branching a pressure oil supply passage from the variable displacement pump to provide a bypass passage, connecting the bypass passage to an upstream side of the pressure generating means, and providing a second flow rate adjusting means on the bypass passage; In the opening direction of the second flow rate adjusting means, the upstream pressure is applied, and in the closing direction, the maximum force of the spring force and the pressure detected by the pressure detecting means is applied,
Further, the hydraulic system is characterized in that the discharge flow rate of the variable displacement pump is adjusted according to the upstream pressure of the pressure generating means.
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1998
- 1998-03-31 JP JP08778598A patent/JP3558862B2/en not_active Expired - Lifetime
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