JP7261067B2 - 圧力選択装置及び油圧制御装置 - Google Patents
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Description
また、操作圧が入力されたか否か(操作部が操作されたか否か)を他の切替弁によって判断でき、操作圧が入力された場合に、速やかに切替弁を駆動させることができる。さらに、操作圧が入力されない場合(操作部の操作が停止された場合)に、速やかに作動油の供給を停止させることができる。このため、操作部における操作の応答性をさらに向上できる。
図1は、建設機械100の概略構成図である。
図1に示すように、建設機械100は、例えば油圧ショベルである。建設機械100は、旋回体101と、走行体102とを備えている。旋回体101は、走行体102の上に旋回可能に設けられている。旋回体101は、図示しない油圧モータによって旋回動される。
油圧アクチュエータ107は、旋回体101を旋回動させる油圧モータやキャブ103、ブーム104、アーム105、及びバケット106等を駆動させる油圧シリンダ等である。
油圧制御弁109は、油圧アクチュエータ107に接続されており、この油圧アクチュエータ107に所望の作動油を供給する。
操作部110は、圧力選択装置1の一部を構成している。操作部110の操作に基づいて圧力選択装置1が駆動される。
図2は、圧力選択装置1の概略構成図である。
図2に示すように、圧力選択装置1は、操作部110の他に、電磁比例弁2と、選択部3とを主構成としている。
操作部110は、油圧ポンプ108に併設されたギアポンプ111に配管112を介して接続されている。また、操作部110は、第1操作圧信号ラインL11を介して選択部3に接続されている。操作部110は、ギアポンプ111から供給された作動油に対し、第1操作圧信号ラインL11に、操作圧の圧力を保持した作動油を出力する。以下、操作圧の圧力を保持した作動油を単に操作圧という。
制御部4は、第1操作圧信号ラインL11の圧力を検出するセンサ5と、センサ5の検出結果を電気信号として電磁比例弁2に出力するCPU(Central Processing Unit)6とを備えている。
以下、比例弁二次圧の圧力を保持した作動油を単に比例弁二次圧という。また、以下の説明では、作動油の流れに沿って下流側などという場合がある。第1操作圧信号ラインL11及び比例弁圧信号ラインL2には、下流側に、選択部3を介して油圧制御弁109が接続されている。
次に、図2から図7に基づいて、圧力選択装置1の動作について説明する。
まず、図2に基づいて、圧力選択装置1の初期位置について説明する。初期位置とは、操作部110によって何ら操作されていない状態をいう。
図2に示すように、初期位置では、操作部110から操作圧が出力されていない。このため、第1切替弁8では、第1操作圧室14に操作圧が作用されない。これにより、第1スプール13は、第1スプリング18によって第2端が弾性的に押され、第1操作圧室14側に位置している。この状態では、第1スプール13によって、第1比例弁圧入力ポート17が閉じられている。また、第1スプール13によって、第1比例弁圧出力ポート19と第1タンクポート20とが接続されている。
また、第2スプール21によって、操作圧入力ポート25と第2操作圧出力ポート28とが接続されている。さらに、第2スプール21によって、第2比例弁圧入力ポート26、第2比例弁圧出力ポート29、及び第2タンクポート32が閉じられている。
次に、図3に基づいて、圧力選択装置1の第1初期動作について説明する。第1初期動作とは、操作部110の操作開始直後の動作をいう。
図3は、第1初期動作での圧力選択装置1の概略構成図である。
図3に示すように、第1初期動作によって第1切替弁8の第1操作圧室14に操作圧が作用されるが、第1初期動作では、第1切替弁8の第1スプリング18の弾性力よりも操作圧の力が弱い。
また、操作圧は、第2切替弁9の操作圧入力ポート25、第2切替弁9の第1操作圧出力ポート27、及び第4操作圧信号ラインL14を介して第2操作圧室22に作用される。
次に、図4に基づいて、圧力選択装置1の第2初期動作について説明する。第2初期動作とは、第1初期動作を経過した直後の動作をいう。
図4は、第2初期動作での圧力選択装置1の概略構成図である。
図4に示すように、第2初期動作では、第1操作圧室14の操作圧が上昇される。このため、第1スプリング18の弾性力に抗してスプリング室15側に第1スプール13が移動される(図4における矢印Y1参照)。すると、第1スプール13によって、第1切替弁8の第1比例弁圧入力ポート17と第1比例弁圧出力ポート19とが接続される。これにより、比例弁二次圧は、第1比例弁圧信号ラインL21,第1切替弁8の第1比例弁圧入力ポート17、第1切替弁8の第1比例弁圧出力ポート19、第2比例弁圧信号ラインL22、及び第3比例弁圧信号ラインL23を介して第2切替弁9の比例弁圧室24に作用される。
次に、図5に基づいて、圧力選択装置1の動作中について説明する。動作中とは、第2初期動作を経過し、継続的に油圧制御弁109に作動油が供給されている動作をいう。
図5は、動作中での圧力選択装置1の概略構成図である。
図5に示すように、動作中での第1切替弁8では、第1操作圧室14に操作圧が作用され続けており、第2初期動作と同様に第1スプール13はスプリング室15側に位置している。
次に、図6に基づいて、圧力選択装置1の操作停止直後の動作について説明する。操作停止直後とは、動作中から操作部110の操作を停止した直後をいう。
図6は、操作停止直後での圧力選択装置1の概略構成図である。
図6に示すように、操作停止直後は、操作部110からの操作圧の出力が停止される。このため、第1切替弁8では、第1操作圧室14に操作圧が作用されない。これにより、第1スプリング18によって第2端が弾性的に押され、第1操作圧室14側に第1スプール13が移動される(図6における矢印Y3参照)。
次に、図7に基づいて、圧力選択装置1の停止時について説明する。
図7は、停止時の圧力選択装置1の概略構成図である。
図7に示すように、停止時の圧力選択装置1は、初期位置の圧力選択装置1(図3参照)と同様である。すなわち、第2切替弁9の比例弁圧室24に作用されている比例弁二次圧がタンク113へと逃がされることにより、第1スプール13は、第1スプリング18によって第2端が弾性的に押され、第1操作圧室14側へ移動される。これにより、圧力選択装置1は、初期位置へと戻る。
また、圧力選択装置1の動作中では、操作圧に対して圧力の高い場合の多い比例弁二次圧が選択され、油圧制御弁109に出力されていることが確認できる。ここで、動作中では、操作圧よりも比例弁二次圧の圧力が低い場合がある。しかしながら、第2切替弁9の第2スプリング23によって、圧力選択装置1の動作中は、操作圧と比例弁二次圧とが切り替わらずに比例弁二次圧が選択される。
また、圧力選択装置1の操作停止直後では、比例弁二次圧よりも圧力の低い操作圧が選択された形になる。
第1切替弁8は、操作圧が入力されることにより第1スプール13が切り替わることで、実質的に比例弁二次圧を有効にするか無効にするかを選択する役割を有している。このため、比例弁二次圧が上昇しきらない第1初期動作及び第2初期動作で操作圧を利用して油圧制御弁109を駆動させることができる。また、操作停止直後に速やかに比例弁圧をタンクに逃がして油圧制御弁109への作動油の供給を速やかに停止させることができる。よって、操作部110の操作に対する油圧制御弁109の応答性をさらに向上できる。
しかも、第2切替弁9の第2スプリング23によって、圧力選択装置1の動作中は、操作圧と比例弁二次圧とが切り替わらずに比例弁二次圧が選択される。つまり、第2切替弁9では、操作圧に補正圧(第2スプリング23の弾性力)を加算して、この加算した値と比例弁二次圧とを比較している。このため、必要以上に第2切替弁9が切り替わることがなく、圧力選択装置1によって安定した作動油の出力を得ることができる。
例えば、上述の実施形態では、建設機械100は油圧ショベルである場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな建設機械に上述の圧力選択装置1を採用することができる。
Claims (9)
- 操作圧を発生させる操作部と、
入力された前記操作圧に基づいて比例弁圧を出力する電磁比例弁と、
前記操作圧と前記比例弁圧との高い方の圧力を選択し、前記選択した圧力を、前記選択した圧力に基づいて駆動する油圧アクチュエータに出力する選択部と、
を備えた圧力選択装置。 - 操作圧を発生させる操作部と、
入力された前記操作圧に基づいて比例弁圧を出力する電磁比例弁と、
前記操作圧に所定の補正圧を加算した値と前記比例弁圧との高い方に基づき、前記操作圧又は前記比例弁圧のいずれかの圧力を選択し、前記選択した圧力を、前記選択した圧力に基づいて駆動する油圧アクチュエータに出力する選択部と、
を備えた圧力選択装置。 - 前記油圧アクチュエータを駆動する油圧制御弁に前記選択した圧力を出力する請求項1又は2に記載の圧力選択装置。
- 前記選択部は、前記操作圧と前記比例弁圧とを切り替える切替弁を備える請求項1~3のいずれか1項に記載の圧力選択装置。
- 前記切替弁は、
一方向に沿って移動するスプールと、
前記スプールの前記一方向の第1端に設けられるとともに、前記第1端に前記操作圧が入力される操作圧室と、
前記スプールの前記第1端とは前記一方向の反対側の第2端に設けられるとともに、前記第2端に前記比例弁圧が入力される比例弁圧室と、
前記スプールの前記第1端を前記第2端に向けて押すスプリングと、
前記第1端に入力される圧力と前記第2端に入力される圧力とのいずれか高い方の圧力を出力する出力ポートと、
前記第2端に入力される圧力に対して前記第1端に入力される圧力が高い場合に、前記出力ポートに接続される操作圧入力ポートと、
前記第1端に入力される圧力に対して前記第2端に入力される圧力が高い場合に、前記出力ポートに接続される比例弁圧入力ポートと、
前記第1端に入力される圧力に対して前記第2端に入力される圧力が高い場合に、前記操作圧室とタンクとを接続するタンクポートと、
を有する
請求項4に記載の圧力選択装置。 - 前記選択部は、前記操作圧が入力されることにより前記比例弁圧室及び前記比例弁圧入力ポートに前記比例弁圧を入力する他の切替弁を有する
請求項5に記載の圧力選択装置。 - 操作圧を発生させる操作部と、
入力された前記操作圧に基づいて比例弁圧を出力する電磁比例弁と、
一方向に沿って移動するスプール、前記スプールの前記一方向の第1端に設けられるとともに前記操作圧が入力され、前記第1端に前記操作圧を入力させる操作圧室、前記スプールの前記第1端とは前記一方向の反対側の第2端に設けられるとともに前記比例弁圧が入力され、前記第2端に前記比例弁圧を入力させる比例弁圧室、前記スプールの前記第1端を前記第2端に向けて押すスプリング、前記第1端に入力される圧力と前記第2端に入力される圧力とのいずれか高い方の圧力を出力する出力ポート、前記第2端に入力される圧力に対して前記第1端に入力される圧力が高い場合に、前記出力ポートに接続される操作圧入力ポート、前記第1端に入力される圧力に対して前記第2端に入力される圧力が高い場合に、前記出力ポートに接続される比例弁圧入力ポート、及び前記第1端に入力される圧力に対して前記第2端に入力される圧力が高い場合に、前記操作圧室とタンクとを接続するタンクポートを有する切替弁と、
前記操作圧が入力されることにより前記比例弁圧室及び前記比例弁圧入力ポートに前記比例弁圧を入力する他の切替弁と、
を備えた圧力選択装置。 - 操作圧を発生させる操作部と、
前記操作部の操作によって入力された前記操作圧に基づいて比例弁圧を出力する電磁比例弁と、
前記操作圧と前記比例弁圧とのいずれかの圧力を選択し、前記選択した圧力を、前記選択した圧力に基づいて駆動する油圧アクチュエータに出力する選択部と、
を備え、
前記選択部は、
前記比例弁圧が前記操作圧に所定の補正圧を加算した値以下の場合、前記操作圧を選択し、前記選択した圧力を出力し、
前記操作圧に所定の補正圧を加算した値よりも前記比例弁圧が高くなった場合に前記比例弁圧を選択し、前記選択した圧力を出力し、
前記操作部の操作を停止した直後は、前記操作圧及び前記比例弁圧をタンクへと逃がす
圧力選択装置。 - 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の圧力選択装置と、
前記圧力選択装置の前記選択した圧力に基づいて駆動する油圧制御弁と、
前記油圧制御弁によって駆動制御される前記油圧アクチュエータと、を備えた油圧制御装置。
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