JP3667035B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばフォークリフトのように、１台のポンプの吐出量を、パワーステアリング用のシリンダと、作業機側のシリンダとに、分流させる装置に用いるのに最適な油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示した従来の装置はフォークリフトの例で、１台のポンプＰの吐出流体を、流量制御弁１で、パワーステアリング側の制御流量回路PFと、パイロット切換弁２、３からなる余剰流量回路とに分流させるようにしている。
そして、上記流量制御弁１は、制御流ポート１ａと余剰流ポート１ｂとを備え、その制御流ポート１ａには常に一定の制御流量を流すようにしている。また、余剰流ポート１ｂ側には、ポンプＰの全吐出量から上記制御流量を差し引いた余剰流量を流すようにしている。
このようにした流量制御弁１は、その制御流ポート１ａを上記制御流量回路PFに接続し、余剰流ポート１ｂを上記余剰流量回路に接続している。
【０００３】
そして、上記流量制御弁１の制御流ポート１ａと制御流量回路PFとを接続する通路４に電磁開閉弁５を設けるとともに、この電磁開閉弁５を迂回する流路６にオリフィス７とパイロット切換弁８とを直列に設けている。
上記電磁開閉弁５は、通常は図示の開位置を維持し、そのソレノイド５ａを励磁させたとき閉位置に切り換わるようにしている。そして、このソレノイド５ａは、前記した余剰流量回路の切換弁２、３のソレノイド２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂに電気的に接続されている。しかも、比例電磁制御弁２、３のソレノイド２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂのいずれかを励磁すると同時に、上記電磁開閉弁５のソレノイド５ａが励磁されるようにしている。
【０００４】
また、上記パイロット切換弁８は、その一方のパイロット室８ａをこの切換弁８とオリフィス７との間に接続し、他方のパイロット室８ｂをこの切換弁８の下流側に接続している。
そして、他方のパイロット室８ｂにはスプリング９のバネ力を作用させ、通常は、このバネ力の作用で、パイロット切換弁８が図示のノーマル位置(n)を保つようにしている。このノーマル位置(n)においては、前記した流路６を閉じるとともに、アンロード弁１０のパイロット室１０ａをタンクＴに連通させる。
【０００５】
上記アンロード弁１０は、ポペット１０ｂをそなえ、このポペット１０ｂで仕切られた上記パイロット室１０ａの圧力作用で、開閉するものである。このようにしたアンロード弁１０は、流量制御弁１の余剰流ポート１ｂに接続されるもので、上記比例電磁制御弁２、３とはパラレルに接続されている。
したがって、上記パイロット切換弁８が図示のノーマル位置(n)にあれば、アンロード弁１０が開弁して、余剰流ポート１ｂから流出した流量をタンクＴに戻すことになる。
そして、パイロット切換弁８が図示のノーマル位置(n)から切り換え位置(c)に切り換わると、前記流路６を開くとともに、パイロット室１０ａとタンクＴとの連通を遮断する。
【０００６】
なお、図中符号１１は電磁開閉弁５の下流側に設けたチェック弁で、制御流量回路PFに向かっての流れのみを許容するものである。また、符号１２、１３はリリーフ弁である。
【０００７】
余剰流量回路側の比例電磁制御弁２、３は、前記したソレノイド２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂとともにパイロット室２ｃ、２ｄ及び３ｃ、３ｄを設けている。これら各パイロット室は、減圧弁１４を介してポンプＰに接続されている。
そして、この減圧弁１４で減圧された圧力は、比例電磁制御弁２、３のソレノイド２ａ、２ｂや３ａ、３ｂの励磁電流に比例したパイロット圧としてそれらパイロット室２ｃあるいは２ｄ、３ｃあるいは３ｄに作用する。したがって、この比例電磁制御弁２、３は、上記ソレノイドの励磁電流に応じて、その開度が制御されることになる。
【０００８】
なお、図中符号１５は負荷保持弁で、比例電磁制御弁２が図示の中立位置にあるとき、アクチュエータの負荷を保持するためのものである。そして、この負荷保持弁１５のパイロット室１５ａは、上記アクチュエータに連通するとともに、手動開閉弁１６を介してタンクＴにも連通している。
したがって、比例電磁制御弁２が図示の中立位置にあるとき、アクチュエータの負荷圧がパイロット室１５ａに作用し、この負荷保持弁１５を閉じる。また、比例電磁制御弁２が図面右側位置に切り換わると、その供給圧力の作用で負荷保持弁１５が開弁する。
一方、比例電磁制御弁２が図面左側位置に切り換わると、ポンプＰからの供給圧でこの負荷保持弁１５が強制的に開弁させられる。
また、図中符号１７はオリフィスで、手動開閉弁１６を開いたときに、アクチュエータが逸走するのを防止するためのものである。
【０００９】
いま、比例電磁制御弁２、３を図示の中立位置に保持しているときには、この比例電磁制御弁２、３のソレノイドに電気的に接続された電磁開閉弁５のソレノイド５ａも非励磁状態を保つので、通路４が開状態を維持する。したがって、ポンプＰの吐出流体のうち、流量制御弁１で制御された制御流量が、制御流量回路PFに供給される。
このとき、パイロット切換弁８の両パイロット室８ａ、８ｂの圧力が等しくなるので、この切換弁８はスプリング９の作用で、図示のノーマル位置(n)を保持する。したがって、アンロード弁１０が開弁して、流量制御弁１の余剰流ポート１ｂをタンクＴに連通させる。
このように余剰流ポート１ｂがタンクＴに連通するので、ポンプＰの吐出量のうち上記制御流量を差し引いた余剰流量が、タンクに戻されることになる。
【００１０】
上記の状態から、例えば、比例電磁制御弁２のソレノイド２ａを励磁すると、その直後に、電磁開閉弁５のソレノイド５ａも励磁される。ソレノイド５ａが励磁されれば、電磁開閉弁５が閉位置に切り換わるので、パイロット切換弁８の両パイロット室８ａ、８ｂとに圧力差が生じ、パイロット切換弁８が切り換え位置(c)に切り換わる。このようにパイロット切換弁８が切り換え位置(c)に切り換われば、アンロード弁１０が閉じるとともに、流量制御弁１の制御流ポート１ａを経由した制御流がオリフィス７及びパイロット切換弁８を経由して制御流量回路PFに供給される。
上記のようにオリフィス７を流体が通過することによって、ポンプＰの吐出圧が確実に上昇する。この上昇した圧力が減圧弁１４で減圧されて比例電磁制御弁２のパイロット室２ｃに供給される。
【００１１】
したがって、比例電磁制御弁２は図面左側位置に切り換わり、作業機系のアクチュエータの戻り流体を、タンクＴに戻す。
なお、比例電磁制御弁２の他方のソレノイド２ｂを励磁させたときには、その比例電磁制御弁２が図面右側位置に切り換わり、流量制御弁１の余剰流ポート１ｂを経由した流体を、図示していない作業機系のアクチュエータに供給する。
そして、制御流ポート１ａの下流側の制御形態は、比例電磁制御弁２を左側位置に切り換えた上記の場合と同様である。
また、ソレノイド３ａまたは３ｂを励磁して比例電磁制御弁３を切り換えた場合も、上記と同様である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにした従来の装置では、どのような状況においても、流量制御弁１の制御流ポート１ａから制御流量が常時流出していることになる。そのために、例えば、パワーステアリングを使っていないときなどは、制御流量がそのままエネルギーロスにつながる。
また、ポンプＰを駆動するエンジンが、ローアイドリング時のように、ポンプＰの吐出量が少ないときには、余剰流量を十分に確保できなくなる。そのために、例えば作業機側のアクチュエータの作動スピードが極端に落ちてしまうということがあった。
この発明の目的は、制御流量回路側のアクチュエータを作動させていないときに、その供給流量を減少させて、上記従来の装置の問題を解消した装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、次の装置を前提にする。すなわち、一定の制御流量を優先的に供給する制御流量回路と、この制御流量回路に供給した制御流量以外の余剰流量を供給する余剰流量回路とを、１台のポンプにパラレルに接続し、これら両回路の上流側に、ポンプ吐出量を両回路に分流させるための流量制御弁を設ける。
一方、上記余剰流量回路には、比例電磁制御弁を設けるとともに、この比例電磁制御弁は、そのパイロット室を、減圧弁を介して上記ポンプに連通させ、しかも、そのソレノイドの励磁電流に応じて、パイロット圧を制御する構成にした油圧制御装置を前提にする。
【００１４】
上記の装置を前提にしつつ、この発明は、次の構成にした点に特徴を有する。すなわち、余剰流量回路側の圧力流体をアンロードさせるためのアンロード弁を設け、流量制御弁と制御流量回路のアクチュエータとの間には制御流量回路のアクチュエータを作動させているときに開度を大きくする可変オリフィスを設け、上記流量制御弁の一方のパイロット室には、上記可変オリフィスの上流側の圧力を導き、他方のパイロット室には可変オリフィスの下流側の圧力を導く構成にするとともに、この他方のパイロット室にスプリングのバネ力を作用させ、かつ、これら流量制御弁と可変オリフィスとの間に、上記アンロード弁を開閉するためのパイロット切換弁を設け、このパイロット切換弁の一方のパイロット室をこの切換弁の上流側に接続し、他方のパイロット室はこの切換弁の下流側に接続するとともに、この他方のパイロット室にスプリングのバネ力を作用させる。
【００１５】
さらに、このパイロット切換弁と上記流量制御弁との間に余剰流量回路側の比例電磁制御弁用のパイロット圧を発生させるためのオリフィスを設け、上記流量制御弁からパイロット切換弁と可変オリフィスとの間につながる通路に、余剰流量回路側の比例電磁制御弁のソレノイドと電気的に接続された電磁開閉弁を設けてなり、上記パイロット切換弁は、ノーマル状態で流量制御弁から可変オリフィスへの流路を遮断するとともに、アンロード弁を開状態に維持し、それがノーマル状態から切り換わったとき、アンロード弁を閉じるとともに、流量制御弁から可変オリフィスへの流路を開く構成にしている。
【００１６】
この発明は、上記のように構成したので、流量制御弁は、可変オリフィスの開度に応じて、その可変オリフィス前後の差圧が一定になるように、制御流量を確保する。しかも、この可変オリフィスの開度は、制御流量回路のアクチュエータを作動させているときに、その開度を大きくする。言い換えれば、そのアクチュエータを作動させていないときに、その開度を小さくするので、アクチュエータを作動させていないときに、制御流量回路に供給される流量を少なくおさえられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示した実施例は、比例電磁制御弁２、３及び減圧弁１４を含めた余剰流量回路側の構成は、前記した従来とまったく同様である。したがって、この余剰流量回路側の構成の詳細な説明は省略するが、必要に応じて従来と同一符号を用いることにする。
また、流量制御弁Ｖと制御流量回路PFとの間の構成においては、その流量制御弁Ｖの構成が従来と相違するとともに、この発明の可変オリフィスを構成する絞り弁SVを、パイロット切換弁８の下流側に設けた点も従来と相違する。
そこで、以下には、上記した従来との相違点を中心に、この実施例を詳細に説明する。
【００１８】
流量制御弁Ｖは、ポンプＰに連通する供給ポート１８と、制御流量回路に連通する制御流ポート１９と、余剰流量回路に連通する余剰流ポート２０とを備えている。そして、この流量制御弁Ｖの一方のパイロット室２１は絞り弁SVの上流側に接続し、他方のパイロット室２２は絞り２３を介して絞り弁SVの下流側に接続している。しかも、この他方のパイロット室２２にはスプリング２４を設けている。
上記のようにした流量制御弁Ｖは、一方のパイロット室２１の圧力作用と、他方のパイロット室２２の圧力作用及びスプリング２４のバネ力とが、バランスした位置を保ちながら、制御流ポート１９と余剰流ポート２０との開度を制御するものである。そして、この開度に応じて、両回路に供給される流量が決まることになる。
【００１９】
上記絞り弁SVは、その一方のパイロット室２５をこの絞り弁の下流側に連通させ、他方の室にスプリング２６を設けている。したがって、この絞り弁SVは、通常はスプリング２６の作用で、図示のノーマル位置を保つ。そして、制御流量回路PF側の圧力が上昇すると、絞り弁SVは、パイロット室２５の圧力作用とスプリング２６のバネ力とが、バランスする位置を保つとともに、そのバランス位置における絞り開度を保つ。ただし、この絞り弁SVは、図示のノーマル位置でその開度を最小に保ち、パイロット室２５の圧力が高くなればなるほど、その絞り開度を大きくする構成にしている。
【００２０】
次に、この実施例の作用を説明する。
いま、比例電磁制御弁２、３を図示の中立位置に保持しておくと、電磁開閉弁５のソレノイド５ａも非励磁状態に維持され、電磁開閉弁５が図示の開位置を保つ。電磁開閉弁５が開位置を保てば、流量制御弁Ｖの制御流ポート１９から流出した流量が、絞り弁SVを経由して制御流量回路PFに供給される。
このように絞り弁SVに流体が流れれば、その前後に圧力差が発生し、上流側の圧力が流量制御弁Ｖの一方の圧力室２１に作用するとともに、下流側の圧力が他方のパイロット室２２に作用する。
【００２１】
したがって、流量制御弁Ｖは、パイロット室２１と２２との圧力差すなわち絞り弁SV前後の差圧が、スプリング２４のバネ力と等しくなる位置でバランスする。このバランス位置における制御流ポート１９の開度に応じて、制御流量回路PFへの供給流量が決まる。ただし、制御流量回路PF側のアクチュエータを作動させていないときには、この絞り弁SVの下流側の圧力がそれほど高くならないので、パイロット室２５の圧力もそれほど上がらない。したがって、絞り弁SVもノーマル位置あるいはノーマル位置に近い位置を保つので、絞り弁SVの開度も小さいものとなる。
絞り弁SVの開度が小さければ、その前後の差圧も大きくなるので、流量制御弁Ｖは、図面左寄りの位置を保つことになる。このように流量制御弁Ｖが、図面左寄りの位置を保てば、当然のこととして、制御流量回路側への流量が少なくなる。
【００２２】
上記の状態から制御流量回路PF側のアクチュエータを作動すると、絞り弁SVの下流側の圧力が上昇するので、その圧力上昇にともなって、絞り弁SVの開度が大きくなる。絞り弁SVの開度が大きくなれば、その前後の差圧も小さくなるので、それにともなって流量制御弁Ｖが図面右寄りの位置を保つようになる。このように流量制御弁Ｖが図面右寄りの位置を保てば、当然のこととして、制御流量が多くなる。
上記以外の作用は、前記従来とまったく同様である。
【００２３】
以上のようにこの実施例によれば、制御流量回路PF側のアクチュエータを作動していないときには、そこに供給される流量を少なく抑えられるので、このときには従来の装置に比べて、エネルギーロスが少なくなる。
また、制御流量回路PF側のアクチュエータを作動していないときに、余剰流量回路の比例電磁制御弁２または３を切り換えれば、ポンプＰの吐出量のうちのかなりの流量が、この余剰流量回路側に供給されることになる。したがって、たとえ、ポンプＰの駆動源であるエンジンのローアイドリング時であっても、余剰流量回路のアクチュエータに十分な流量を供給できる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の油圧制御装置によれば、制御流量回路側のアクチュエータを作動していないとき、その制御流量回路側への供給流量を少なくして、余剰流量回路側に十分な流量を供給できるので、たとえポンプの駆動源であるエンジンのローアイドリング時であっても、余剰流量回路側のアクチュエータの作動速度を十分に保つことができる。
また、制御流量回路側のアクチュエータを作動していないときのエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す回路図である。
【図２】従来の油圧制御装置の回路図である。
【符号の説明】
Ｐ ポンプ
PF 制御流量回路
２、 ３ 比例電磁制御弁
４ 通路
５ 電磁開閉弁
７ オリフィス
８ パイロット切換弁
１０ アンロード弁
１４ 減圧弁
Ｖ 流量制御弁
２１、２２ パイロット室
SV 可変絞りとしての絞り弁

Claims (1)

1. 一定の制御流量を優先的に供給する制御流量回路と、この制御流量回路に供給した制御流量以外の余剰流量を供給する余剰流量回路とを、１台のポンプにパラレルに接続するとともに、これら両回路の上流側に、ポンプ吐出量を両回路に分流させるための流量制御弁を設ける一方、上記余剰流量回路には、比例電磁制御弁を設けるとともに、この比例電磁制御弁は、そのパイロット室を、減圧弁を介して上記ポンプに連通させ、しかも、そのソレノイドの励磁電流に応じて、パイロット圧を制御する構成にした油圧制御装置において、余剰流量回路側の圧力流体をアンロードさせるためのアンロード弁を設け、流量制御弁と制御流量回路のアクチュエータとの間には、制御流量回路のアクチュエータを作動させているときに開度を大きくする可変オリフィスを設け、上記流量制御弁の一方のパイロット室には、上記可変オリフィスの上流側の圧力を導き、他方のパイロット室には可変オリフィスの下流側の圧力を導く構成にするとともに、この他方のパイロット室にスプリングのバネ力を作用させ、かつ、これら流量制御弁と可変オリフィスとの間に、上記アンロード弁を開閉するためのパイロット切換弁を設け、このパイロット切換弁の一方のパイロット室をこの切換弁の上流側に接続し、他方のパイロット室はこの切換弁の下流側に接続するとともに、この他方のパイロット室にスプリングのバネ力を作用させ、さらに、このパイロット切換弁と上記流量制御弁との間に余剰流量回路側の比例電磁制御弁用のパイロット圧を発生させるためのオリフィスを設け、上記流量制御弁からパイロット切換弁と可変オリフィスとの間につながる通路に、余剰流量回路側の比例電磁制御弁のソレノイドと電気的に接続された電磁開閉弁を設けてなり、上記パイロット切換弁は、ノーマル状態で流量制御弁から可変オリフィスへの流路を遮断するとともに、アンロード弁を開状態に維持し、それがノーマル状態から切り換わったとき、アンロード弁を閉じるとともに、流量制御弁から可変オリフィスへの流路を開く構成にした油圧制御装置。

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