JP4668445B2 - Hydraulic control equipment, construction machinery and hydraulic excavators - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械のように複数のアクチュエータを有する機械に最適な油圧制御装置に関し、特に複数のアクチュエータを同時操作する場合の操作性向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来技術には特開平10−103305号にあるようなロードセンシング機能を持つ制御弁を使用するもの、ロードセンシング機能を持たない制御弁を使用するもの、その組み合わせのもの等種々のものがある。
【0003】
特開平10−103305号を図6に基づいて説明する。図6において可変容量ポンプPに対して制御弁2〜5がパラレルに接続されている。これらの制御弁はすべて等しくロードセンシング機能を備えている。本装置が油圧ショベルに使用され、例えば大きな慣性を有する旋回を操作した場合、旋回への圧油の供給は、ポンプ圧を最高負荷圧よりも所定の圧力だけ常に高く保つというロードセンシング機能により、常に圧力補償されているので起動時に飛び出し感があり、この為運転者は起動時にショックを感じ、スムースな操作が非常に難しいことが経験的にも知られている。
【0004】
この為、小型の油圧ショベルでは旋回用の別ポンプを追加し、ロードセンシング機能を持たない通常のオープンセンタ型の旋回操作用切換弁を別に設けている場合が多い。しかし、この場合には旋回専用のポンプが追加となりコスト上も問題がある。更には小型の油圧ショベル等の機械では制御機器を搭載するスペースが小さく、したがって旋回専用のポンプを付加すると、各機器全体のレイアウトが非常に難しいとの問題も発生する。
【0005】
一方、各制御弁のロードセンシング機能を除去し、圧力補償機能を有しない制御弁も従来から油圧ショベルの操作等に使用されているが、この場合には、負荷圧力によって制御弁の操作量が異なるため、アクチュエータによっては操作がしにくいことも従来から知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ロードセンシング機能を有する切換弁から構成される第一切換弁群に接続されたアクチュエータと、ロードセンシング機能を有しない切換弁から構成される第二切換弁群に接続されたアクチュエータとを、共通の可変容量ポンプで駆動し、第一切換弁群内の切換弁と第二切換弁群内の切換弁とを同時操作した場合にも確実なアクチュエータの同時操作が出来るとともに、第二切換弁群の切換弁はその必要に応じてオープンセンタ型又はクローズドセンタ型の切換弁を使用することにより非常に操作性に優れ、運転者の感覚に一致した油圧制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の油圧制御装置は、吐出量が可変である可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第一の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも一つ含む第一の切換弁群と、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第二の吐出ラインに接続された圧力補償流量調整手段と、前記第二の吐出ラインに前記圧力補償流量調整手段を介して接続される少なくとも一つの切換弁を含む第二の切換弁群と、を具備し、前記圧力補償流量調整手段は、前記第一の切換弁群に含まれる切換弁と第二の切換弁群に含まれる切換弁とが同時に操作されたとき、第一の切換弁群に含まれる切換弁の操作により流量低減方向に調整されるとともに、第二の切換弁群に含まれる切換弁の操作により流量増加方向に調整されることを特徴とする。
【0009】
さらにまた、吐出量が可変である可変容量ポンプと、
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第一の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも一つ含む第一の切換弁群と、
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第二の吐出ラインに接続された圧力補償流量調整手段と、
前記第二の吐出ラインに前記圧力補償流量調整手段を介して接続される少なくとも一つの切換弁を含む第二の切換弁群と、
を具備し、
前記圧力補償流量調整手段は、前記第一の切換弁群に含まれる切換弁と第二の切換弁群に含まれる切換弁とが同時に操作されたとき、第二の切換弁群に含まれる切換弁の操作に応じて生成される信号から第一の切換弁群に含まれる切換弁の操作に応じて生成される信号を減じた信号により流量増加方向に調整されるよう構成することができる。
【0010】
さらに、前記圧力補償流量調整手段は、
開閉スプールと、
この開閉スプールの下流に設けられた調整スプールと、
を具備し、
前記開閉スプールは第二の切換弁群に含まれる切換弁の操作に応じて開度が調整され、前記調整スプールは前記開閉スプールの上流側の圧力により絞り方向に調整されるとともに前記開閉スプールの下流側圧力とバネ力とにより開き方向に調整されるよう構成することができる。
【0011】
さらに、前記圧力補償流量調整手段の前記開閉スプールと前記調整スプールとの間の圧力を、前記第一の切換弁群のロードセンシングラインに接続するよう構成することができる。
【0012】
さらに、前記第一の切換弁群と前記圧力補償流量調整手段と前記第二の切換弁群とを一体的に構成し、前記第一の切換弁群を構成するブロックと前記第二の切換弁群を構成するブロックとの間に前記圧力補償流量調整手段を構成するブロックを設けることよう構成することができる。
【0013】
また、前記可変ポンプの吐出ラインから分岐されたバイパスラインと、
このバイパスライン上に設けた圧力調整手段と、
前記バイパスライン上の前記圧力調整手段の下流に設けた圧力発生手段と、
前記第一の切換弁群に含まれる各切換弁のロードセンシング圧力と前記圧力補償流量調整手段の前記開閉スプールと前記調整スプールとの間の圧力のうちの最高圧力を検出する手段と、
を具備し、
前記圧力調整手段の開き方向には前記可変ポンプの吐出ラインの圧力を作用させるとともに、閉じ方向には前記最高圧力検出手段によって検出された最高圧力とバネ力とを作用させ、前記圧力発生手段の上流側圧力に対応して可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成することができる。
【0014】
また、前記可変ポンプの吐出ラインから分岐されたバイパスラインと、
このバイパスライン上に設けた圧力調整手段と、
前記バイパスライン上の前記圧力調整手段の下流に設けた流量検出手段と、
前記第一の切換弁群に含まれる各切換弁のロードセンシング圧力と前記圧力補償流量調整手段の前記開閉スプールと前記調整スプールとの間の圧力のうちの最高圧力を検出する手段と、
を具備し、
前記圧力調整手段の開き方向には前記可変ポンプの吐出ラインの圧力を作用させるとともに、閉じ方向には前記最高圧力検出手段によって検出された最高圧力とバネ力とを作用させ、前記流量検出手段で検出された流量に対応して可変容量ポンプの吐出流量を調整するよう構成することができる。
【0015】
さらに、前記第二の切換弁群は少なくとも1つのオープンセンター型切換弁を含む切換弁群とすることができる。
【0016】
また、前記第二の切換弁群は少なくとも1つのクローズドセンター型切換弁を含む切換弁群とすることもできる。
【0017】
さらに、前記第一の切換弁群は、この第一の切換弁群に含まれる各々の切換弁とタンクラインとの間に分流補償弁を有するよう構成することができる。
【0018】
さらにまた、前記第一の切換弁群は、この第一の切換弁群に含まれる各々の切換弁と、その切換弁に接続されたアクチュエータとの間に分流補償弁を有するよう構成することができる。
【0019】
さらに、本発明は油圧ショベル等の建設機械に適用することができる。
【0020】
この場合、第一の切換弁群に含まれる切換弁の1つはブーム操作用切換弁であり、第二の切換弁群に含まれる切換弁の1つは旋回操作用切換弁であるよう構成することができる。
【0021】
さらに、前記第一の切換弁群と前記圧力補償流量調整手段と前記第二の切換弁群とを一体的に構成し、前記第一の切換弁群を構成するブロックと前記第二の切換弁群を構成するブロックとの間に前記圧力補償流量調整手段を構成するブロックを設けるとともに、前記第一の切換弁群に含まれる切換弁のうちブーム用切換弁を、また前記第二の切換弁群に含まれる切換弁のうちの旋回操作用切換弁を、それぞれ前記圧力補償流量調整手段を構成するブロックに最も近い位置に配置するよう構成することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態例を、図面を用いて説明する。
【0023】
図1は本発明の第一実施例を示す油圧回路図である。図中1は可変容量ポンプであり、この吐出ライン17は供給ライン18、19に分岐され、第一の切換弁群(以下切換弁群Aと称する)は吐出ライン18を介して可変容量ポンプ1に接続されている。第二の切換弁群(以下切換弁群Bと称する)は吐出ライン19および圧力補償流量調整手段(以下ブロックCと称する)を介して可変容量ポンプ1に接続されている。切換弁群Aには切換弁A−1とA−2が供給ライン18を介して吐出ライン17にパラレルに接続されているとともに各切換弁の戻りライン28、29とタンクライン30、31との間に分流補償弁26、27がそれぞれ設けられておりタンクライン30、31からの排出油はタンク38へ排出される。
【0024】
切換弁群Aに含まれる切換弁及び分流補償弁の機能は、本願と同一出願人による特願平10−119745に記載されている通りであるが、例えば図1において、切換弁A−2を図中左方へ単独操作した場合、供給ライン18の油は切換弁内の絞り50を経て逆止弁52、通路53、54、55を経て油圧ショベルのアームシリンダ56へ供給され、同時にアームシリンダ56からの戻り油は通路57、58、戻りライン29を経て分流補償弁27に至り、更にタンクライン31を経てタンク38に至る。この際、絞り50を通過後の圧油は逆止弁52の上流側で分岐しており、この分岐通路はさらに通路39と通路40とに分岐している。そして、通路39は逆止弁45を経てロードセンシングライン25に接続されている。通路40の圧力は、ばね44とともに分流補償弁27の開き方向に作用し、ロードセンシングライン25の圧力は通路59を経て分流補償弁27の絞り方向に作用する。ただし、今の場合、切換弁A−2の単独操作であるので、分流補償弁27の開き方向に作用する通路40の圧力と、その閉じ方向に作用する通路59の圧力とは等しく、かつ、分流補償弁27の開き方向には、ばね44の力も作用しているので、分流補償弁27は全開の位置に保持されている。
【0025】
一方供給ライン18からはバイパスライン37が分岐され、このバイパスライン37上に圧力調整手段3および圧力発生手段4が設けられている。この圧力調整手段3には、その閉じ方向にバネ48による力と、ロードセンシングライン47を介してロードセンシングライン25の圧力とが作用し、また、供給ライン18の圧力が通路49を経て圧力調整手段3の開き方向に作用している。さらにバイパスライン37の圧力調整手段3の下流側であって圧力発生手段4の上流側の部分から通路5が分岐しており、この通路5の圧力は可変容量ポンプ1の吐出流量調整機構2に作用し、可変容量ポンプ1の吐出流量をネガティーブ方式で制御している。
【0026】
従って、この様な構成における圧力調整手段3の開度は以下のようになる。圧力調整手段3の開き方向には、切換弁A−2内の絞り50の上流側の圧力が、通路49を経て作用する。一方、圧力調整手段3の閉じ方向にはバネ48の力と、ロードセンシングライン47を介して切換弁A−2内の絞り50の下流側の圧力とが作用する。つまり圧力調整手段3は、切換弁A−2内の絞り50の前後の差圧に依る力とバネ48の力とがバランスする開度に調整され、その開度に対応した流量の油が圧力発生手段4へ流れる。従って、圧力発生手段4の上流側には上記流量に対応した圧力が発生し、この圧力が通路5を介して吐出流量調整機構2に作用し、可変容量ポンプ1の吐出量が調整される。ここで、切換弁A−2内の絞り50の前後の差圧は、絞り50の開度が一定であればアームシリンダ56の負荷圧には無関係に一定となるので、圧力調整手段3の開度も一定となる。つまり圧力調整手段3の開度は、切換弁A−2の絞り50の開度にのみ依存することになる。切換弁A−2の絞り50の開度は切換弁A−2の操作量によって変化するので、吐出流量調整機構2に作用する圧力、ひいては可変容量ポンプ1からアームシリンダ56へ供給される油量は、アームシリンダ56の負荷圧に関係なく切換弁A−2の操作量に依って調整されることになる。
【0027】
次に切換弁A−2に加えて切換弁A−1を操作し、かつ切換弁A―1に接続されたブームシリンダ70の負荷がアームシリンダ56の負荷よりも大きいとする。この場合、切換弁A―1に接続されたブームシリンダ70の負荷圧力は通路41、逆止弁46を経てロードセンシングライン25に作用する。ここで、切換弁ブームシリンダ70の負荷の方がアームシリンダ56の負荷よりも大きいので、その圧力は通路59を経て、軽負荷側(つまりアームシリンダ56)の分流補償弁27に対して閉じる方向に作用するのでアームシリンダ56の見かけの圧力が上昇し、結果的に両切換弁において絞り50、51での差圧が等しくなり、これら切換弁A−2、A―1に接続されたアクチュエータはそれらの負荷が異なる場合でも同時に動かすことが出来ることになる。
【0028】
次に、ブロックC(圧力補償流量調整手段)、及びこの下流に接続された切換弁群B(第二の切換弁群)について説明する。
【0029】
ブロックCには可変吐出ポンプ1の吐出ライン17から分岐した供給ライン19が設けられており、この下流に開閉弁8が設けられている。開閉弁8の下流には補償弁22が設けてあり、更には、上記開閉弁8の下流であって、補償弁22の上流側の圧力は通路23及び逆止弁24を経て切換弁群Aのロードセンシングライン25に接続されている。開閉弁8は、その開き方向には通路20を経て開閉弁8の上流側の圧力が作用し、一方その閉じ方向には通路23、通路66を経て、開閉弁8の下流側の圧力がバネ9の力とともに作用している。尚、開閉弁8はバネ21の力により中立位置にあるときは供給ライン19から補償弁22への通路を遮断している。ブロックCの下流には切換弁群Bが設けられ、補償弁22を経た油は切換弁群Bの供給ライン60に供給される。図1の場合、切換弁群Bを構成する切換弁B−1、B−2は通常のオープンセンター型の切換弁であり、供給ライン60に供給された油は各切換弁が中立位置にあるときはセンターバイパス通路61、32を経てタンク38へ放出される。さらに、切換弁B−1は図示してないパイロットバルブに信号ライン13、14を介して接続されており、信号ライン13、14は、シャトル弁15を介して、信号ライン11を経て開閉弁8の絞り側に接続されている。
【0030】
次にブロックC及び切換弁群Bについて、切換弁群Bに含まれる切換弁のみが操作された場合の動作を図1、図4および図5に基づいて説明する。切換弁群Bの切換弁B−1に、図示してないパイロットバルブを操作して信号ライン13を介して信号圧力を与えると、切換弁B−1は図1において左方に移動する。これと同時に信号ライン13の信号圧力はシャトル弁15、信号ライン11を経て、開閉弁8に作用しその通路を全閉位置から絞り位置に移動させる。つまり、開閉弁8は切換弁B−1の操作量に連動してその開度が調整される。尚、開閉弁内の絞り64の開度は、図4に示すように、通常、信号ライン11の圧力の上昇に応じて次第に大きくなるように設定してある。信号ライン13に信号圧力を与え、切換弁B−1、及び開閉弁8を操作し、切換弁B−1が図5のイの位置まで移動すると供給ライン60は逆止弁62を介して旋回モータ34へ接続されるとともに、この旋回モータ34からの戻り油は図5のイの位置において対応する通路を経由し、戻りライン65を経てタンク38へ排出される。この場合供給ライン19からブロックCを経て供給ライン60へ供給される油量は、切換弁8の絞り64の開度と、補償弁22の開度により決定される。
【0031】
ここで補償弁22の開度について考察する。補償弁22には、切換弁8の絞り64の上流側の圧力がその閉じ方向に作用し、一方、切換弁8の絞り64の下流側の圧力とバネ9の力とがその開き方向作用している。つまり補償弁22は、切換弁8の絞り64の上流側と下流側との圧力差(つまり絞り64前後の差圧)により閉じられようとし、バネ9の力により開かれようとすることになる。従って、補償弁22の開度は、絞り64前後の差圧とバネ9の力がバランスする開度に自動調整される。つまり補償弁22の開度は、アクチュエータの作動圧力に関係無く、開閉弁8の開度、従って、切換弁B−1の操作量にのみ依存する。一方開閉弁8の下流側の圧力は通路23、逆止弁24、ロードセンシングライン25、47を経て圧力調整手段3の開き側へ導かれており、開閉弁8の絞り64の上流側の圧力は、供給ライン18、19、通路49を経て圧力調整手段3の閉じ側へ導かれている。従って、可変容量ポンプ1の吐出流量は開閉弁8の絞り64に依る圧力降下(つまり絞り64前後の差圧)がバネ48の力とバランスするよう調整される。
【0032】
信号ライン13の圧力が上昇すると、開閉弁8の絞り64の開度が増大するので、ブロックCから切換弁群Bへ供給される油量は増大する。さらに、切換弁B−1はオープンセンター型の切換弁であるので、その操作量に応じて図5に示すようにセンターバイパス通路が次第に閉じられつつ旋回モータ34への通路の開度が次第に大きくなる、つまり切換弁B−1の操作量の増加に応じて旋回モータ34への圧油の供給量は増加するので、その操作性はスムースである。従って、たとえば旋回モータ34が油圧ショベルの旋回モータ等の非常に慣性の大きなアクチュエータを駆動する場合でも、ロードセンシング機能によって常に圧力補償されているために発生する起動時の飛び出し感がなく、スムースな起動特性を得ることが出来る。
【0033】
以上のように、本発明のような構成とすることにより、切換弁群Aに接続されたアクチュエータに対してはロードセンシング機能を持たせると同時に、切換弁群Bに接続されたアクチュエータに対しては別ポンプを用意することなくオープンセンター型の機能を持たせることが出来る。つまり、ロードセンシング機能を持った切換弁との接続に適するアクチュエータと、オープンセンター型の機能を持った切換弁との接続に適するアクチュエータとを、共通の可変容量ポンプで駆動することができる。従って、油圧ショベルのようにそれぞれのアクチュエータによって慣性、負荷圧が非常に異なる複数のアクチュエータを同時に操作する場合でも、それぞれのアクチュエータの特性に最適な操作を行うことが出来るとともに、たとえば旋回用に別ポンプを設けることによるコスト上昇の問題、制御機器類のレイアウトが困難であるといった問題を解消することが出来る。
【0034】
さらに、切換弁群Bに含まれる切換弁は、クローズドセンター型切換弁を使用することもできる。また、切換弁群Bに含まれる切換弁は、それがオープンセンター型切換弁であっても、クローズドセンター型切換弁であっても、通常の市販品を使用できるので、切換弁群Bを構成するのは容易、簡便である。さらに、現状ロードセンシング機能を持った切換弁のみで構成されている油圧制御回路に対しても、切換弁群Bを付加するのも容易である。
【0035】
なお、図1において分流補償弁26、27は、それぞれ切換弁A−1、A−2とタンクラインとの間に配設されているが、この分流補償弁26、27は切換弁A−1、A−2と、その各々の切換弁に接続されたアクチュエータとの間に配設しても上記と同様の作用を有することは明らかである。
【0036】
図2は本発明の第二実施例を示す油圧回路図である。切換弁A−1のブーム上げ信号は信号ライン6を介して、図示しないブーム操作用パイロットバルブから切換弁A−1に作用する。さらにこのブーム上げ信号は、信号ライン6から分岐した信号ライン10を経て開閉弁8の閉じ方向に作用している。一方供給ライン18から分岐したバイパスライン37上の圧力調整手段3の下流には、圧力調整手段3を通過する圧油の流量を検出するための流量検出手段80が設けられている。さらに流量検出手段80が検出した流量は、信号ライン81を介して電磁弁82に作用し、ポンプ83から吐出され電磁弁82を通過する油の流量を制御している。電磁弁82を通過した油は通路84を介して可変容量ポンプ1の吐出流量調整機構2に作用し、可変容量ポンプ1の吐出量をネガティーブ方式により調整している。上述した以外の構成は図1に示す第一実施例と同一であるので、説明を省略する。
【0037】
このように構成すると、開閉弁8には、信号ライン13または14を介して切換弁B−1に作用する旋回の操作信号と、それに対抗して信号ライン10を介して切換弁A−1に作用するブーム上げ信号とが与えられるので、開閉弁8の開度は旋回単独操作の場合と比較して減少し、旋回用切換弁B−1への供給流量が減少する。従って、ブーム用切換弁A−1への供給油量が増加する。油圧ショベルでは旋回操作とブーム上げ操作を同時に行う頻度が多く、この2つのアクチュエータの流量配分が重要となるが、本実施例では、上述した構成にすることで、ブーム上げ操作を旋回操作に優先させることが可能となる。
【0038】
ここで、ブロックC、切換弁群A、Bは一体的に接合することが、設置スペースや配管処理を考慮した場合に有効である。さらにその場合、ブロックCの両接合面に最も近い切換弁としてブーム用、旋回用各切換弁を配置することにより、ブーム用、旋回用各切換弁からブロックC内の開閉弁8への信号通路を各切換弁群A、B及びブロックCの内部を通して接続できるので、付加的な信号ライン、つまり外付の配管が不要となり、スペース効率および組立性がより向上する。
【0039】
図3は本発明の第三実施例を示す油圧回路図である。上記第二実施例においては、ブロックCの開閉弁8の開度を切換弁群Aに含まれる切換弁の操作により低減する方法として、旋回操作信号に対抗して行う方法を示したが、第三実施例ではさらに別の方法の例を示す。図3に示すように、旋回操作用切換弁B−1の操作信号13または14を開閉弁8の開き側へ作用させる信号ライン11上に弁12を設ける。ここで信号ライン11上に新たに設けた弁12とシャトル弁15との間の通路は信号ライン16と呼ぶことにする。弁12は外部信号Sにより2次圧力が低減する可変減圧弁である。上述した以外の構成は図1に示す第一実施例と同一であるので、説明を省略する。
【0040】
このように構成し、弁12に与える外部信号Sとして切換弁群A中の切換弁の操作信号、例えば切換弁A−1のブーム上げ信号を作用させれば、ブームの駆動圧力の上昇に応じて信号ライン16から信号ライン11へ流れる圧油の圧力が低減するので、開閉弁8の開き側への移動、つまり開度は外部信号Sが作用していないときよりも減少する。従って、本実施例では、上述した構成にすることで第二実施例と同様に、ブーム上げ操作を旋回操作に優先させることが可能となり、操作性、生産性の向上が図れる。
【0041】
【発明の効果】
ロードセンシング機能を有する切換弁群とロードセンシング機能を有しない切換弁群とを共通の可変容量ポンプに接続し、これら各々の切換弁群の切換弁に接続されたアクチュエータが慣性、負荷圧力が異なる場合でもかつ同時に駆動しても、極めて簡単な方法で、それぞれのアクチュエータの特性に応じて非常にスムースな起動特性、操作性を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の一例を示す油圧回路図である。
【図2】本発明の実施形態の、別の一例を示す油圧回路図である。
【図3】本発明の実施形態の、さらに別の一例を示す油圧回路図である。
【図4】切換弁8の中間切換位置を示す図である。
【図5】切換弁B−1の中間切換位置を示す図である。
【図6】従来の油圧制御装置を説明する油圧回路図である。
【符号の説明】
1 可変容量ポンプ
2 吐出流量調整機構
3 圧力調整手段
4 圧力発生手段
5、20、23、39、40、41、49、53、54、55、57、58、59、66、84 通路
6、10、11、13、14、16、81 信号ライン
8 開閉弁
9、21、44、48 バネ
12 弁
15 シャトル弁
17 吐出ライン
18、19、60 供給ライン
22 補償弁
24、45、46、52、62 逆止弁
25、47 ロードセンシングライン
26、27 分流補償弁
28、29、65 戻りライン
30、31 タンクライン
32、61 センターバイパス通路
34 旋回モータ
37 バイパスライン
38 タンク
50、51、64 絞り
56 アームシリンダ
70 ブームシリンダ
80 流量検出手段
82 電磁弁
83 ポンプ
A,B 切換弁群
A−1、A−2、B−1、B−2 切換弁
C 圧力補償流量調整手段
S 外部信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic control apparatus that is most suitable for a machine having a plurality of actuators such as a construction machine such as a hydraulic excavator, and more particularly to improvement in operability when a plurality of actuators are operated simultaneously.
[0002]
[Prior art]
There are various conventional techniques such as those using a control valve having a load sensing function as disclosed in JP-A-10-103305, those using a control valve having no load sensing function, and combinations thereof.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-103305 will be described with reference to FIG. In FIG. 6,
[0004]
For this reason, small hydraulic excavators are often provided with a separate turning pump and a separate open center type turning operation switching valve having no load sensing function. However, in this case, a pump dedicated to swiveling is added and there is a problem in cost. Furthermore, in a machine such as a small hydraulic excavator, a space for mounting a control device is small. Therefore, when a pump dedicated to swiveling is added, there is a problem that the layout of each device is very difficult.
[0005]
On the other hand, control valves that have removed the load sensing function of each control valve and have no pressure compensation function have been conventionally used for hydraulic excavator operations, etc., but in this case, the amount of operation of the control valve depends on the load pressure. It is also conventionally known that operation is difficult depending on actuators because of differences.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to an actuator connected to a first switching valve group composed of a switching valve having a load sensing function, and an actuator connected to a second switching valve group composed of a switching valve not having a load sensing function. Are driven by a common variable displacement pump, and even when the switching valve in the first switching valve group and the switching valve in the second switching valve group are operated simultaneously, reliable simultaneous operation of the actuator can be performed. The switching valve of the switching valve group is to provide a hydraulic control device that is extremely excellent in operability and matches the driver's feeling by using an open center type or closed center type switching valve as required. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a hydraulic control device according to the present invention has a variable displacement pump having a variable discharge amount and a load sensing function connected to a first discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump. A first switching valve group including at least one switching valve, a pressure compensation flow rate adjusting means connected to a second discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump, and the pressure in the second discharge line. A second switching valve group including at least one switching valve connected via a compensation flow rate adjusting means, and the pressure compensation flow rate adjusting means includes a switching valve included in the first switching valve group, When the switching valve included in the second switching valve group is operated at the same time, it is adjusted in the flow rate reduction direction by the operation of the switching valve included in the first switching valve group, and is included in the second switching valve group. Operation of the switching valve Characterized in that it is adjusted to a flow rate increase direction by.
[0009]
Furthermore, a variable displacement pump whose discharge amount is variable,
A first switching valve group including at least one switching valve connected to a first discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump and having a load sensing function;
Pressure compensated flow rate adjusting means connected to a second discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump;
A second switching valve group including at least one switching valve connected to the second discharge line via the pressure compensation flow rate adjusting means;
Comprising
The pressure-compensated flow rate adjusting means is configured to switch the switching valve included in the second switching valve group when the switching valve included in the first switching valve group and the switching valve included in the second switching valve group are operated simultaneously. It can be configured such that the flow rate is adjusted in the increasing direction by a signal obtained by subtracting the signal generated according to the operation of the switching valve included in the first switching valve group from the signal generated according to the operation of the valve.
[0010]
Further, the pressure compensation flow rate adjusting means includes:
Open and close spool,
An adjustment spool provided downstream of the open / close spool;
Comprising
The opening / closing spool is adjusted in opening according to the operation of a switching valve included in the second switching valve group, the adjusting spool is adjusted in the throttle direction by the pressure upstream of the opening / closing spool, and the opening / closing spool It can be configured to be adjusted in the opening direction by the downstream pressure and the spring force.
[0011]
Furthermore, the pressure between the open / close spool of the pressure compensation flow rate adjusting means and the adjustment spool can be connected to the load sensing line of the first switching valve group.
[0012]
Further, the first switching valve group, the pressure compensation flow rate adjusting means, and the second switching valve group are integrally configured, and the block configuring the first switching valve group and the second switching valve are configured. A block constituting the pressure compensation flow rate adjusting means may be provided between the blocks constituting the group.
[0013]
A bypass line branched from the discharge line of the variable pump;
Pressure adjusting means provided on the bypass line;
Pressure generating means provided downstream of the pressure adjusting means on the bypass line;
Means for detecting the highest pressure among the load sensing pressure of each switching valve included in the first switching valve group and the pressure between the open / close spool and the adjustment spool of the pressure compensation flow rate adjusting means;
Comprising
A pressure of the discharge line of the variable pump is applied in the opening direction of the pressure adjusting means, and a maximum pressure and a spring force detected by the maximum pressure detecting means are applied in the closing direction, and the pressure generating means The discharge flow rate of the variable displacement pump can be adjusted corresponding to the upstream pressure.
[0014]
A bypass line branched from the discharge line of the variable pump;
Pressure adjusting means provided on the bypass line;
A flow rate detecting means provided downstream of the pressure adjusting means on the bypass line;
Means for detecting the highest pressure among the load sensing pressure of each switching valve included in the first switching valve group and the pressure between the open / close spool and the adjustment spool of the pressure compensation flow rate adjusting means;
Comprising
The pressure of the discharge line of the variable pump is applied in the opening direction of the pressure adjusting means, and the maximum pressure and the spring force detected by the maximum pressure detecting means are applied in the closing direction, and the flow rate detecting means The discharge flow rate of the variable displacement pump can be adjusted in accordance with the detected flow rate.
[0015]
Further, the second switching valve group may be a switching valve group including at least one open center type switching valve.
[0016]
The second switching valve group may be a switching valve group including at least one closed center type switching valve.
[0017]
Furthermore, the first switching valve group can be configured to have a shunt compensation valve between each switching valve included in the first switching valve group and the tank line.
[0018]
Furthermore, the first switching valve group may be configured to have a shunt compensation valve between each switching valve included in the first switching valve group and an actuator connected to the switching valve. it can.
[0019]
Furthermore, the present invention can be applied to construction machines such as hydraulic excavators.
[0020]
In this case, one of the switching valves included in the first switching valve group is a boom operation switching valve, and one of the switching valves included in the second switching valve group is a turning operation switching valve. can do.
[0021]
Further, the first switching valve group, the pressure compensation flow rate adjusting means, and the second switching valve group are integrally configured, and the block configuring the first switching valve group and the second switching valve are configured. A block constituting the pressure compensation flow rate adjusting means is provided between the blocks constituting the group, the boom switching valve among the switching valves included in the first switching valve group, and the second switching valve. Of the switching valves included in the group, the switching valve for turning operation can be arranged at a position closest to the block constituting the pressure compensation flow rate adjusting means.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure,
[0024]
The functions of the switching valve and the shunt compensation valve included in the switching valve group A are as described in Japanese Patent Application No. 10-119745 by the same applicant as the present application. For example, in FIG. When operated alone to the left in the figure, the oil in the
[0025]
On the other hand, a
[0026]
Therefore, the opening degree of the pressure adjusting means 3 in such a configuration is as follows. In the opening direction of the pressure adjusting means 3, the pressure on the upstream side of the
[0027]
Next, it is assumed that the switching valve A-1 is operated in addition to the switching valve A-2, and the load of the
[0028]
Next, the block C (pressure compensation flow rate adjusting means) and the switching valve group B (second switching valve group) connected downstream thereof will be described.
[0029]
In the block C, a
[0030]
Next, with respect to the block C and the switching valve group B, the operation when only the switching valve included in the switching valve group B is operated will be described based on FIG. 1, FIG. 4, and FIG. When a signal pressure is applied to the switching valve B-1 of the switching valve group B via the
[0031]
Here, the opening degree of the
[0032]
When the pressure in the
[0033]
As described above, by adopting the configuration of the present invention, the actuator connected to the switching valve group A is provided with a load sensing function, and at the same time, the actuator connected to the switching valve group B is used. Can have an open center type function without preparing a separate pump. That is, an actuator suitable for connection with a switching valve having a load sensing function and an actuator suitable for connection with a switching valve having an open center type function can be driven by a common variable displacement pump. Therefore, even when a plurality of actuators having very different inertia and load pressure are simultaneously operated by each actuator, such as a hydraulic excavator, the optimum operation can be performed for the characteristics of each actuator. It is possible to solve the problem of the cost increase due to the provision of the pump and the problem that the layout of the control devices is difficult.
[0034]
Further, the switching valve included in the switching valve group B may be a closed center type switching valve. In addition, since the switching valves included in the switching valve group B can be ordinary commercial products regardless of whether they are open center type switching valves or closed center type switching valves, the switching valve group B is constituted. It is easy and convenient to do. Furthermore, it is easy to add the switching valve group B to the hydraulic control circuit that is configured only by the switching valve having the current load sensing function.
[0035]
In FIG. 1, the
[0036]
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. The boom raising signal of the switching valve A-1 acts on the switching valve A-1 from a boom operation pilot valve (not shown) via the
[0037]
With this configuration, the on-off
[0038]
Here, it is effective that the block C and the switching valve groups A and B are integrally joined in consideration of installation space and piping processing. Further, in that case, by arranging the switching valves for boom and turning as switching valves closest to both joint surfaces of the block C, the signal path from the switching valves for boom and turning to the on-off
[0039]
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. In the second embodiment, as a method of reducing the opening degree of the on-off
[0040]
If the operation signal of the switching valve in the switching valve group A, for example, the boom raising signal of the switching valve A-1, is applied as the external signal S applied to the
[0041]
【The invention's effect】
A switching valve group having a load sensing function and a switching valve group not having a load sensing function are connected to a common variable displacement pump, and the actuators connected to the switching valves of these switching valve groups have different inertia and load pressure. Even if it is driven at the same time, it is possible to obtain very smooth start-up characteristics and operability in accordance with the characteristics of each actuator in a very simple manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing still another example of the embodiment of the present invention.
4 is a view showing an intermediate switching position of the switching
FIG. 5 is a view showing an intermediate switching position of the switching valve B-1.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram illustrating a conventional hydraulic control device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第一の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも一つ含む第一の切換弁群と、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第二の吐出ラインに接続された圧力補償流量調整手段と、
前記第二の吐出ラインに前記圧力補償流量調整手段を介して接続される少なくとも一つの切換弁を含む第二の切換弁群と、
を具備し、
前記圧力補償流量調整手段は、前記第一の切換弁群に含まれる切換弁と第二の切換弁群に含まれる切換弁とが同時に操作されたとき、第一の切換弁群に含まれる切換弁の操作により流量低減方向に調整されるとともに、第二の切換弁群に含まれる切換弁の操作により流量増加方向に調整されることを特徴とする油圧制御装置。A variable displacement pump with variable discharge volume;
A first switching valve group including at least one switching valve having a load sensing function connected to a first discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump, and a second branched from the discharge line of the variable displacement pump Pressure-compensated flow rate adjusting means connected to the discharge line of
A second switching valve group including at least one switching valve connected to the second discharge line via the pressure compensation flow rate adjusting means;
Comprising
The pressure-compensated flow rate adjusting means includes a switch included in the first switch valve group when the switch valve included in the first switch valve group and the switch valve included in the second switch valve group are operated simultaneously. A hydraulic control device characterized by being adjusted in a flow rate decreasing direction by an operation of a valve and adjusted in a flow increasing direction by an operation of a switching valve included in a second switching valve group.
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第一の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも一つ含む第一の切換弁群と、
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第二の吐出ラインに接続された圧力補償流量調整手段と、
前記第二の吐出ラインに前記圧力補償流量調整手段を介して接続される少なくとも一つの切換弁を含む第二の切換弁群と、
を具備し、
前記圧力補償流量調整手段は、前記第一の切換弁群に含まれる切換弁と第二の切換弁群に含まれる切換弁とが同時に操作されたとき、第二の切換弁群に含まれる切換弁の操作に応じて生成される信号から第一の切換弁群に含まれる切換弁の操作に応じて生成される信号を減じた信号により流量増加方向に調整されることを特徴とする油圧制御装置。A variable displacement pump with variable discharge volume;
A first switching valve group including at least one switching valve connected to a first discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump and having a load sensing function;
Pressure compensated flow rate adjusting means connected to a second discharge line branched from the discharge line of the variable displacement pump;
A second switching valve group including at least one switching valve connected to the second discharge line via the pressure compensation flow rate adjusting means;
Comprising
The pressure-compensated flow rate adjusting means is configured to switch the switching valve included in the second switching valve group when the switching valve included in the first switching valve group and the switching valve included in the second switching valve group are operated simultaneously. Hydraulic control characterized by being adjusted in the flow rate increasing direction by a signal obtained by subtracting a signal generated according to operation of a switching valve included in the first switching valve group from a signal generated according to operation of the valve apparatus.
開閉スプールと、
この開閉スプールの下流に設けられた調整スプールと、
を具備し、
前記開閉スプールは第二の切換弁群に含まれる切換弁の操作に応じて開度が調整され、前記調整スプールは前記開閉スプールの上流側の圧力により絞り方向に調整されるとともに、前記開閉スプールの下流側圧力とバネ力とにより開き方向に調整されることを特徴とする請求項1又は2に記載の油圧制御装置。The pressure compensation flow rate adjusting means is
Open and close spool,
An adjustment spool provided downstream of the open / close spool;
Comprising
The opening / closing spool is adjusted in opening according to the operation of a switching valve included in the second switching valve group, and the adjusting spool is adjusted in the throttle direction by the pressure upstream of the opening / closing spool, and the opening / closing spool The hydraulic control device according to claim 1 , wherein the hydraulic control device is adjusted in an opening direction by a downstream pressure and a spring force.
このバイパスライン上に設けた圧力調整手段と、
前記バイパスライン上の前記圧力調整手段の下流に設けた圧力発生手段と、前記第一の切換弁群に含まれる各切換弁のロードセンシング圧力と前記圧力補償流量調整手段の前記開閉スプールと前記調整スプールとの間の圧力のうちの最高圧力を検出する手段と、
を具備し、
前記圧力調整手段の開き方向には前記可変ポンプの吐出ラインの圧力を作用させるとともに、閉じ方向には前記最高圧力検出手段によって検出された最高圧力とバネ力とを作用させ、前記圧力発生手段の上流側圧力に対応して可変容量ポンプの吐出流量を調整することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の油圧制御装置。A bypass line branched from the discharge line of the variable pump;
Pressure adjusting means provided on the bypass line;
Pressure generating means provided downstream of the pressure adjusting means on the bypass line, load sensing pressure of each switching valve included in the first switching valve group, the open / close spool of the pressure compensation flow adjusting means, and the adjustment Means for detecting the highest pressure among the pressures with the spool;
Comprising
A pressure of the discharge line of the variable pump is applied in the opening direction of the pressure adjusting means, and a maximum pressure and a spring force detected by the maximum pressure detecting means are applied in the closing direction, and the pressure generating means hydraulic control device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to adjust the discharge flow rate of the variable displacement pump in response to upstream pressure.
このバイパスライン上に設けた圧力調整手段と、
前記バイパスライン上の前記圧力調整手段の下流に設けた流量検出手段と、
前記第一の切換弁群に含まれる各切換弁のロードセンシング圧力と前記圧力補償流量調整手段の前記開閉スプールと前記調整スプールとの間の圧力のうちの最高圧力を検出する手段と、
を具備し、
前記圧力調整手段の開き方向には前記可変ポンプの吐出ラインの圧力を作用させるとともに、閉じ方向には前記最高圧力検出手段によって検出された最高圧力とバネ力とを作用させ、前記流量検出手段で検出された流量に対応して可変容量ポンプの吐出流量を調整することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の油圧制御装置。A bypass line branched from the discharge line of the variable pump;
Pressure adjusting means provided on the bypass line;
A flow rate detecting means provided downstream of the pressure adjusting means on the bypass line;
Means for detecting the highest pressure among the load sensing pressure of each switching valve included in the first switching valve group and the pressure between the open / close spool and the adjustment spool of the pressure compensation flow rate adjusting means;
Comprising
The pressure of the discharge line of the variable pump is applied in the opening direction of the pressure adjusting means, and the maximum pressure and the spring force detected by the maximum pressure detecting means are applied in the closing direction, and the flow rate detecting means hydraulic control device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to adjust the discharge flow rate of the variable displacement pump in response to the detected flow rate.
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