JP4749103B2

JP4749103B2 - ロードセンシング制御装置

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Publication number: JP4749103B2
Application number: JP2005279419A
Authority: JP
Inventors: 雅之中村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP2007092774A

Description

この発明は、アクチュエータの負荷に応じて可変吐出量形ポンプの吐出容量を制御するロードセンシング制御装置に関する。

図４は従来から知られているロードセンシング制御装置を示すもので、可変吐出量形ポンプＰにはレギュレータ１を設けるとともに、このレギュレータ１に設けたパイロット圧室１ａに作用するパイロット圧に応じて上記可変吐出量形ポンプＰの吐出量が制御される構成にしている。ただし、上記パイロット圧室１ａに導かれるパイロット圧が、ゼロもしくはそれに近いとき、レギュレータ１は、可変吐出量形ポンプＰにスタンバイ流量を吐出させるように制御する。

上記のようにした可変吐出量形ポンプＰには、制御弁２，３を接続しているが、この制御弁２，３はその切り換え量に応じて開度が制御される構成にしている。そして、この制御弁２，３のそれぞれにはアクチュエータ４，５を接続するとともに、制御弁２，３とアクチュエータ４，５との間に圧力補償弁６，７を接続している。また、上記アクチュエータ４，５のそれぞれは、シャトル弁８を介してパイロット通路９に接続しているが、このパイロット通路９は、前記したレギュレータ１のパイロット圧室１ａに接続している。したがって、このパイロット通路９を介して上記パイロット圧室１ａには、いずれかのアクチュエータ４，５の最高負荷圧がパイロット圧として導かれることになる。

さらに、上記可変吐出量形ポンプＰと制御弁２，３との間には、ポンプ圧導入通路１０を介してアンロード弁１１を接続している。このアンロード弁１１は、その一方のパイロット圧室１１ａを、ポンプ圧導入通路１０を介して可変吐出量形ポンプＰに接続し、他方のパイロット圧室１１ｂを、分岐通路１２を介してパイロット通路９に接続している。しかも、この他方のパイロット圧室１１ｂにはスプリング１３のバネ力を作用させている。したがって、ノーマル状態では、上記スプリング１３のバネ力の作用で、アンロード弁１１が図示の閉位置（ａ）を保つ。

そして、他方のパイロット圧室１１ｂの圧力作用と、スプリング１３のバネ力作用との合計作用力に対して、一方のパイロット圧室１１ａの圧力作用が打ち勝てば、アンロード弁１１は開位置（ｂ）に切り換わる。そして、アンロード弁１１が開けば、可変吐出量形ポンプＰの吐出量が、タンクＴにアンロードされることになる。

また、上記パイロット通路９には、絞り１４を設けているが、この絞り１４は、分岐通路１２とパイロット通路９との合流点１５よりも、レギュレータ１側に設けている。言い換えると、上記合流点１５とレギュレータ１との間に絞り１４を設けている。

今、制御弁２，３を閉位置に保って、アクチュエータ４，５を動作させていない状態では、パイロット通路９に導かれる圧力がゼロになる。このようにパイロット通路９に導かれる圧力がゼロであれば、レギュレータ１のパイロット圧室１ａに導かれるパイロット圧もゼロになる。このようにパイロット圧室１ａに導かれるパイロット圧が、ゼロもしくはそれに近いとき、レギュレータ１は、可変吐出量形ポンプＰの吐出量をスタンバイ流量に保つ。また、上記のようにパイロット通路９の圧力がゼロであれば、アンロード弁１１における他方のパイロット圧室１１ｂの圧力作用もゼロになる。

そして、上記のように制御弁２，３を閉じている状態で、可変吐出量形ポンプＰがスタンバイ流量を吐出すれば、そのスタンバイ流量は閉回路に吐出されることになるので、スタンバイ流量を吐出するために必要な圧力が、アンロード弁１１のパイロット圧室１１ａに作用する。したがって、アンロード弁１１は、一方のパイロット圧室１１ａの圧力作用で、開位置（ｂ）側に切り換わり、スタンバイ流量をタンクＴにアンロードすることになる。言い換えると、可変吐出量形ポンプＰからは、スタンバイ流量が吐出し続けることになる。

上記の状態から、制御弁２，３を切り換えると、可変吐出量形ポンプＰの吐出油がアクチュエータ４，５に供給される。このようにアクチュエータ４，５に吐出油が供給されれば、その負荷圧がパイロット圧としてレギュレータ１のパイロット圧室１ａに導かれる。したがって、レギュレータ１は上記パイロット圧に応じて可変吐出量形ポンプＰの吐出容量を増大させるが、それは、パイロット圧として導かれた最高負荷圧よりも、ポンプ吐出圧が常に高くなるように制御される。なお、このときアンロード弁１１は、上記開位置（ｂ）から閉位置（ａ）に切り換わる。

また、制御弁２，３はオペレータが操作するが、そのときの開度は、オペレータが意図したアクチュエータの作動速度によって決められることになる。そして、上記圧力補償弁６，７は、アクチュエータ４，５の負荷圧に関わりなく、上記制御弁２，３の前後の差圧が常に一定になるように制御するものである。言い換えると、負荷変動に関わりなく、オペレータが意図した要求流量が、常にアクチュエータ４，５に供給されるように、上記圧力補償弁６，７は機能するものである。

さらに、上記絞り１４を設けたのは、次の理由からである。すなわち、アクチュエータ４，５の負荷圧の変動を、レギュレータ１にダイレクトに伝えると、例えば、アクチュエータ４，５の起動時などには、ショックやハンチングが発生してしまう。そこで、絞り１４を設け、起動時における可変吐出量形ポンプＰの応答性を積極的に遅れさせて、ショックやハンチングの発生を防止している。
特開平５−１７２１０８号公報

上記のようにした従来の装置では、パイロット通路９に流れるパイロット流量がきわめて微少なので、上記した絞り１４の開口を限りなく小さくしなければ、所期の効果を発揮できなかった。しかしながら、絞り１４の開口を限りなく小さくすると、今度は、この絞り１４に異物が詰まりやすくなるという問題が発生する。また、絞り１４の開口を小さくすれば、作動油の粘性が大きな低温時に、応答性が悪くなりすぎるという問題も発生する。

この発明の目的は、絞りをそれほど小さくしなくても、アクチュエータの起動時のショックやハンチングを防止する装置を提供することである。

この発明は、可変吐出量形ポンプと、上記可変吐出量形ポンプの吐出容量を制御するレギュレータと、上記可変吐出量形ポンプに接続した制御弁と、上記制御弁に接続したアクチュエータと、アクチュエータの負荷圧をレギュレータのパイロット圧室に導くパイロット通路と、上記可変吐出量形ポンプと制御弁との間に接続したアンロード弁とを備え、上記アンロード弁は、その一方のパイロット圧室を、ポンプ圧導入通路を介して可変吐出量形ポンプに接続し、他方のパイロット圧室を、上記パイロット通路に接続し、しかも、上記他方のパイロット圧室には、スプリングのバネ力を作用させ、かつ、上記レギュレータは、上記パイロット圧室に導かれるパイロット圧がゼロもしくはそれに近いとき、可変吐出量形ポンプがスタンバイ流量を吐出するように制御するとともに、上記スタンバイ流量は、上記アンロード弁を介してアンロードさせる一方、レギュレータのパイロット圧室に向かって流れる流れに対して、アンロード弁の他方のパイロット圧室よりも下流側になるパイロット通路位置に第１絞りを設けたロードセンシング制御装置である。
そして、上記アンロード弁の弁本体にはプランジャを摺動自在に組み込むとともに、上記プランジャの一方の端面を上記一方のパイロット圧室に臨ませ、他方の端面を他方のパイロット圧室に臨ませ、上記プランジャの上記一方の端面にパイロット圧が作用したとき、ポンプ圧導入通路をタンクに導き、他方のパイロット圧室の圧力作用で上記プランジャが移動したとき、ポンプ圧導入通路とタンクとの連通を遮断し、しかも、プランジャがポンプ圧導入通路をタンクに導く位置から、ポンプ圧導入通路とタンクとの連通を遮断する位置まで移動する過程で上記他方のパイロット圧室の容積を拡大する構成にする一方、上記パイロット通路は上記他方のパイロット圧室を経由して上記レギュレータに連通させるとともに、レギュレータのパイロット圧室に向かって流れる流れに対して、上記他方のパイロット圧室よりも上流側になる上記パイロット通路位置に第２絞りを設け、他方のパイロット圧室よりも下流側になるパイロット通路位置に上記第１絞りを設けた点に特徴を有する。

この発明によれば、スタンバイ流量を吐出している状態から、アクチュエータを起動すれば、アンロード弁は開位置から閉位置に切り換わるので、アンロード弁における他方のパイロット圧室の容積は拡大する。このように他方のパイロット圧室の容積が拡大する分、第２絞りを通過する流量が相対的に多くなる。このように第２絞りを通過する流量が多ければ、その分、絞りの開度を大きくすることができる。したがって、第２絞りの開口をそれほど小さくしなくても、十分な圧力降下を期待できる。また、第２絞りで十分に圧力降下がされれば、第１絞りはアンロード弁のダンパオリフィスとして機能すれば足りるので、第１絞りの開口もそれほど小さくしなくてもよい。

上記のように第１，２絞りの開度をそれほど小さくしなくても、アクチュエータの起動時のショックを緩和できるとともに、アンロード弁に対するダンピング効果も期待できる。したがって、従来のように絞りに異物が詰まったり、あるいは低温時に作動油の粘性が大きかったりしても、従来のような問題が発生しない。

図１，２に示した第１の実施形態は、パイロット通路９に第２絞り１６を設けた点が、従来と異なる点で、その他は従来と同様である。ただし、以下には、図１に示した回路図のすべてを説明するが、図１において従来と同一の構成要素については、同一符号をもって説明する。

図１における可変吐出量形ポンプＰにはレギュレータ１を設けるとともに、このレギュレータ１に設けたパイロット圧室１ａに作用するパイロット圧に応じて上記可変吐出量形ポンプＰの吐出量が制御される構成にしている。ただし、レギュレータ１は、上記パイロット圧室１ａのパイロット圧がゼロもしくはゼロに近い圧力のとき、可変吐出量形ポンプＰにスタンバイ流量を吐出させるように制御する。

また、上記パイロット通路９には、第１絞り１４と第２絞り１６とを設けている。そして、第１絞り１４は、レギュレータ１のパイロット圧室１ａに向かって流れる流れに対して、アンロード弁１１の他方のパイロット圧室１１ｂよりも下流側になるパイロット通路位置に設けている。また、第２絞り１６は、レギュレータ１のパイロット圧室１ａに向かって流れる流れに対して、アンロード弁１１の他方のパイロット圧室１１ｂよりも上流側になるパイロット通路位置に設けている。

上記のようにしたアンロード弁１１を具体的に示したのが、図２である。この図２からも明らかなように、アンロード弁１１は、弁本体１７にプランジャ１８を摺動自在に設けるとともに、このプランジャ１８の一端を、前記一方のパイロット圧室１１ａに臨ませ、他端を他方のパイロット圧室１１ｂに臨ませている。このようにしたプランジャ１８には、一方のパイロット圧室１１ａに開口する連通孔１９を形成するとともに、この連通孔１９の半径方向には複数のポート２０を開口させている。

また、他方のパイロット圧室１１ｂは、プラグ２１で塞ぐとともに、このプラグ２１とプランジャ１８の上記他端との間にスプリング２２を介在させている。そして、一方のパイロット圧室１１ａに圧力が作用していない限り、プランジャ１８はスプリング１３の作用で図示の位置にあって、上記ポート２０を閉じた状態に保つ。一方のパイロット圧室１１ａにパイロット圧が作用して、プランジャ１８がスプリング２２のバネ力に抗して移動すると、上記ポート２０がドレン通路２３に開口する構成にしている。

さらに、弁本体１７には、他方のパイロット圧室１１ｂに連通する通路２４を形成し、この通路２４に第２絞り１６を設けている。また、上記プラグ２１にも、他方のパイロット圧室１１ｂに連通する通路２５を形成し、この通路２５に第１絞り１４を設けている。そして、この図２においては、通路２４，他方のパイロット圧室１１ｂおよび通路２５のそれぞれが相まって、パイロット通路９を構成するものである。ただし、この発明においては、図１に示すように分岐通路１２を設け、それを合流点１５でパイロット通路９に合流させるようにしてもよい。

今、制御弁２，３を閉位置に保って、アクチュエータ４，５を動作させていない状態では、パイロット通路９に導かれる圧力がゼロになる。このようにパイロット圧室１ａに導かれるパイロット圧が、ゼロもしくはそれに近いとき、レギュレータ１は、可変吐出量形ポンプＰの吐出量をスタンバイ流量に保つ。また、上記のようにパイロット通路９の圧力がゼロであれば、アンロード弁１１における他方のパイロット圧室１１ｂの圧力作用もゼロになる。

このとき、アンロード弁１１の一方のパイロット圧室１１ａには、スタンバイ流量を吐出するために必要な圧力が作用する。したがって、アンロード弁１１は、一方のパイロット圧室１１ａの圧力作用で、プランジャ１８がスプリング１３に抗して移動して、開位置（ｂ）側に切り換わる。この開位置（ｂ）において、プランジャ１８のポート２０がドレン通路２３に開口するので、上記スタンバイ流量はタンクＴにアンロードされる。したがって、可変吐出量形ポンプＰからは、スタンバイ流量が吐出し続けることになる。

すなわち、プランジャ１８が図２において左方向に移動して、ポート２０を閉じる。そして、このとき、プランジャ１８が他方のパイロット圧室１１ｂから抜けた分、パイロット圧室１１ｂの体積が実質的に増大する。このように体積が増大したパイロット圧室１１ｂには、第２絞り１６を介してパイロット流量が流れ込むことになる。したがって、第２絞り１６の開口をそれほど小さくしなくても、十分な圧力降下を生じさせることができる。

上記のようにして他方のパイロット圧室１１ｂに流れ込んだパイロット流量は、第１絞り１４を経由して、レギュレータ１のパイロット圧室１ａに導かれる。したがって、レギュレータ１のパイロット圧室１ａに導かれるパイロット圧は、第２絞り１６で十分に圧力降下されているので、アクチュエータ４，５の起動時におけるショックやハンチングの発生を防止することができる。また、第１絞り１４は、アンロード弁１１に対してダンパオリフィスとして機能すれば足りるので、その開口をそれほど小さくしなくてもよい。

なお、制御弁２，３はオペレータが操作するが、そのときの開度は、オペレータが意図したアクチュエータの作動速度によって決められることになる。そして、上記圧力補償弁６，７は、アクチュエータ４，５の負荷圧に関わりなく、上記制御弁２，３の前後の差圧が常に一定になるように制御するものである。言い換えると、負荷変動に関わりなく、オペレータが意図した要求流量が、常にアクチュエータ４，５に供給されるように、上記圧力補償弁６，７は機能するものである。

図３に示した第２実施形態のアンロード弁１１は、プランジャ１８に第２絞り１６を形成するとともに、このプランジャ１８に形成した第２絞り１６を介して、通路２４と通路２５とを連通させたもので、その他は第１の実施形態のアンロード弁１１と同じである。

第１の実施形態の回路図である。第１の実施形態のアンロード弁の断面図である。第２の実施形態のアンロード弁の断面図である。従来のロードセンシング制御装置の回路図である。

符号の説明

Ｐ可変吐出量形ポンプ
１レギュレータ
１ａパイロット圧室
２，３制御弁
４，５アクチュエータ
９パイロット通路
１０ポンプ圧導入通路
１１アンロード弁
１１ａ一方のパイロット圧室
１１ｂ他方のパイロット圧室
１４第１絞り
１６第２絞り

Claims

可変吐出量形ポンプと、上記可変吐出量形ポンプの吐出容量を制御するレギュレータと、上記可変吐出量形ポンプに接続した制御弁と、上記制御弁に接続したアクチュエータと、アクチュエータの負荷圧をレギュレータのパイロット圧室に導くパイロット通路と、上記可変吐出量形ポンプと制御弁との間に接続したアンロード弁とを備え、上記アンロード弁は、その一方のパイロット圧室を、ポンプ圧導入通路を介して可変吐出量形ポンプに接続し、他方のパイロット圧室を、上記パイロット通路に接続し、しかも、上記他方のパイロット圧室には、スプリングのバネ力を作用させ、かつ、上記レギュレータは、上記パイロット圧室に導かれるパイロット圧がゼロもしくはそれに近いとき、可変吐出量形ポンプがスタンバイ流量を吐出するように制御するとともに、上記スタンバイ流量は、上記アンロード弁を介してアンロードさせる一方、レギュレータのパイロット圧室に向かって流れる流れに対して、アンロード弁の他方のパイロット圧室よりも下流側になるパイロット通路位置に第１絞りを設けたロードセンシング制御装置において、上記アンロード弁の弁本体にはプランジャを摺動自在に組み込むとともに、上記プランジャの一方の端面を上記一方のパイロット圧室に臨ませ、他方の端面を他方のパイロット圧室に臨ませ、上記プランジャの上記一方の端面にパイロット圧が作用したとき、ポンプ圧導入通路をタンクに導き、他方のパイロット圧室の圧力作用で上記プランジャが移動したとき、ポンプ圧導入通路とタンクとの連通を遮断し、しかも、プランジャがポンプ圧導入通路をタンクに導く位置から、ポンプ圧導入通路とタンクとの連通を遮断する位置まで移動する過程で上記他方のパイロット圧室の容積を拡大する構成にする一方、上記パイロット通路は上記他方のパイロット圧室を経由して上記レギュレータに連通させるとともに、レギュレータのパイロット圧室に向かって流れる流れに対して、上記他方のパイロット圧室よりも上流側になる上記パイロット通路位置に第２絞りを設け、他方のパイロット圧室よりも下流側になるパイロット通路位置に上記第１絞りを設けたロードセンシング制御装置。