JPH01197814A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、一つのロードセンシングポンプで複数のア
クチュエータを駆動するための流量制御装置に関する。

（従来の技術） 第７図に示した従来の流量制御装置は、一対のアクチュ
エータ１．２をロードセンシングポンプ３にパラレルに
接続するとともに、それらの接続過程には、その上流側
から圧力補償弁４．５と可変絞り６，７とを設けている
。

上記ロードセンシングポンプ３は、吐出圧制御部８を備
えた可変吐出ポンプからなるもので、吐出圧制御部８の
一方のパイロット室９を、シャトル弁１０を介して、両
可変絞り６．７の下流側に接続している。また、この吐
出圧制御部８の他方のパイロット室１１は、当該ポンプ
３の吐出側に接続している、そして、この吐出圧制御部
８は、シャトル弁１０で選択された最高負荷圧と当該ポ
ンプ３の吐出圧とを昆較し、その吐出圧が常に上記最高
負荷圧よりも設定分だけ高く維持されるように、当該ポ
ンプ３の吐出圧を制御するものである。

また、圧力補償弁４．５は、その一方の側にスプリング
１２％１３を作用させ、通常は当該圧力補償弁４．５が
図示の全開状態を保つようにしている。さらに、このス
プリングを作用させた側のパイロット室１４．１５を、
上記可変絞り６．７の下流側に接続する一方、この圧力
補償弁４．５の他方の側のパイロット室１Ｂ、　１？は
、上記可変絞り６．７の上流側に接続している。

いま、例えば１次のような通常の運転条件が設定された
とする。　゛ アクチュエータ１について 負荷圧力５０ｋｇ 要求流量４０４１／ｗｉｎ アクチュエータ２について 負荷圧力１００ｋｇ 要求流量５０ｆＬ／Ｉ！Ｉｉｎ ポンプ３について −最大吐出量１００　ｆＬ／ｗｉｎ ロードセンシング差圧１０ｋｇ 圧力補償弁４．５について コンペンセータ差圧５ｋｇ なお、上記各アクチュエータｌ、２の要求流量は、可変
絞り６，７の開度に応じて決まるが、この可変絞り６．
７の開度はオペレータが選択するものである。。

声だ、ロードセンシング差圧１０ｋｇとは、シャトル弁
１０で選択された負荷圧ｐｔｓに対して、当該ポンプＰ
の吐出圧Ｐ　０ＬＩＴが、　Ｐｏｕｙ　＝　Ｐｔｓ＋　
１０ｋｇに制御されることを意味する。

さらに、コンペンセータ差圧５ｋｇとは、可変絞り６．
７前後の差圧が５ｋｇとなるように、当該圧力補償弁４
．５が機能することを意味する。

しかして、両アクチュエータｌ、２の要求流量が、上記
のように４０文と５０１であるときは、当該ポンプ３の
最大吐出能力の範囲内なので、圧力補償弁４．５は次の
ように機能する。

すなわち、吐出圧制御部８の一方のパイセット室９には
シャトル弁１０で選択されたアクチュエータ２の負荷圧
１００　ｋｇが作用するので、当該ポンプ３の吐出圧は
１．それよりも１０ｋｇ高い１１０　ｋｇに維持される
。

そこで、一方の圧力補償弁４では、可変絞り６４の前後
の差圧を５ｋｇに維持すべく　５５ｋｇの圧力低下を負
担する。また、他方の圧力補償弁５も、可変絞り７前後
の差圧を５に、に保つために５に、の圧力低下を負担し
、それぞれのアクチュエータ１．２に要求流量を供給す
る。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の装置は、当該アクチュエータ１
．２の合計要求流量が、ポンプ３の最大吐出能力の範囲
内であれば問題はないが、その合計要求流量が、最大吐
出能力を超えたときに、次のような問題が発生する。

例えば、一方の可変絞り６の開度を大きくして、アクチ
ュエータ１の要求流量を１３０ｉ／ｗｉｎに増やしたと
すると、両アクチュエータ１．２の合計要求流量が１０
０文になって当該ポンプ３の能力を超えてしまう。

そのためにパイロット室９に１００　ｋｇのパイロット
圧が作用したときに、当該ポンプ３はその吐出圧を１１
０　ｋｇに維持しようとするが、それを維持できなくな
る。

そこで、このときの吐出圧を例えばｉ０４　ｋｇと仮定
すれば、一方の圧力補償弁４はその開度を大きくして自
己の圧損を４１１１ｋｇに減らし、可変絞り６前後の差
圧５ｋｇを保ち、一方のアクチュエータ１に対する流量
６０１を維持する。

これに対して他方の圧力補償弁５も、その開度を大きく
して自己の圧損を小さくしようとするが、ポンプ３の吐
出圧が低下するので、可変絞り７前後の差圧を５に、に
保つことができない。

そのために、この従来の装置では、アクチュエータの合
計要求流量がポンプ３の最大吐出能力を超えてしまうと
、その供給流量は、負荷の小さいアクチュエータ側に優
先的に供給されてしまい、負荷の大きいアクチュエータ
には、十分な流量が供給されないので、その負荷の大き
いアクチュエータの作動に支障を来すという問題があっ
た。

この発明の目的は、アクチュエータの合計要求流量が、
ポンプの最大吐出能力を超えたときには、流量配分を目
標比率に沿って制御できるようにし、負荷の大きいアク
チュエータにも、上記目標比率に沿った流量を供給でき
るようにすることである。

（問題点を解決する手段） 第１の発明は、一つのロードセンシングポンプで複数の
アクチュエータを駆動させるとともに、このアクチュエ
ータの上流側に流路開度制御部を設け、この流路開度制
御部のさらに上流側には。

当該流路開度制御部の前後の差圧を一定に保つ圧力補償
弁を接続した流量制御装置を前提にするものである。

上記の装置を前提にしつつ、第１の発明は、ロードセン
シング差圧が設定圧以下になったとき、流路開度制御部
前後の差圧を小さくする方向に圧力補償弁を動作させる
ためのパイロット室を、当該圧力補償弁に備えた点に特
徴を有する。

また、第２の発明は、第１の発明と同一の前提条件のも
とで、上記流路開度制御部と圧力補償弁との間に、ロー
ドセンシング差圧に応じて開度を制御する流量制御バル
ブを設けた点に特徴を有°するものである。

なお、上記流路開度制御部とは、可変絞りや方向切換弁
を含む概念として使用している。また、この発明におい
てアクチュエータの数は限定されない。

（本発明の作用） 第１の発明は、上記のように構成したので、アクチュエ
ータの合計要求流量がポンプの最大吐出能力を超えると
、圧力補償弁がその開度を相対的に小さくして、流路開
度制御部前後の差圧を小さく保つ、したがって、各アク
チュエータには、当該ポンプの最大吐出能力の範囲内で
、目標比率に沿った流量が供給されることになる。

第２の発明において、アクチュエータの合計要求流量が
当該ポンプの最大吐出能力を超えると、流量制御バルブ
が機能して、上記目標比率に沿って流量制御をすること
になる。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、アクチュエータの合計要求流
量がポンプの最大吐出能力を超えても、負荷の小さいア
クチュエータに作動流体が供給されたりしなくなる。

（本発明の実施例） 第１′、２図に示した第１実施例は、その圧力補償弁４
．５であって、スプリング１２．１３とは反対側である
パイロット室１６．１７側に、それらとは別のパイロッ
ト室１８．１８を設け、これら両パイロット室１８．１
９を、六イロット圧制御弁２０のパイロットボート２１
に接続している。このパイロット圧制御弁２０は、その
流入ボート２２をパイロットポンプ２３に接続するとと
もに、その流出ボート２４をタンク２５に接続している
。

さらに、このパイロット圧制御弁２０には、バイロフト
室２６．２７を形成しているが、一方のパイロット室２
８側にはスプリング２８を設けている。そして、この一
方のパイロット室２８は、シャトル弁１０に接続し、吐
出圧制御部８のパイロット室９と同様に、アクチュエー
タ１．２の高い方の負荷圧が当該パイロット室２６に作
用するようにしている。また、他方のパイロット室２７
は、ロードセンシングポンプ３の吐出側に接続している
ものである。

上記のようにしたパイロット圧制御弁２０は、通常は、
スプリング２８の作用で全開位置工を保持しているが、
パイロット室２８側の作用力に対してパイロット室２７
側の作用力が打ち勝つと、絞り位置■あるいは全閉位置
■に切り換わるものである。

そして、上記全閉位置ｍに切り換わったときには、上記
圧力補償弁４．５の別のパイロット室１８．１８をタン
ク２５に連合させる構成にしている。

なお、図中符号２９はパイロットポンプ２３の吐出圧を
制御するリリーフ弁である。

しかして、前記従来と同一の条件で、しかも、両アクチ
ュエータｌ、２の合計要求流量が当該ポンプ３の最大吐
出能力の範囲内を維持して、両アクチュエータが駆動し
たとしすると、当該ポンプ３は負荷圧１００　ｋｇより
もロードセンシング差圧ｌＯｋ、だけその吐・山王を高
く維持する。このようにロードセンシング差圧が１０ｋ
ｇに維持されているときには、パイロット圧制御弁２０
のパイロット室２６．２７にも１０ｋｇの差圧が発生す
るので、当該パイロット圧制御弁２０は全閉位置■に切
り換わる。

上記のようにパイロット圧制御弁２０が全閉位置■に切
り換わると、上記圧力補償弁４．５のパイロット室１８
．１８がターンク２５に連通ずるので、このパイロット
室１８．１９が一切機能しない、したがって、この場合
には、前記した従来と全く同様に動作し、一方のアクチ
ュエータ１には４０文の流量が供給され、他方のアクチ
ュエータ２には５０文の流量が供給されるものである。

そして、上記両アクチュエータ１．２の合計要求流量が
ポンプ３の最大吐出能力を超えると、従来と同様に、ポ
ンプ吐出圧が１１０ｋｇを維持できなくなるので、パイ
ロット圧制御弁２０の両パイロット室２Ｂ、２７の圧力
差も小さくなる。そのために当該パイロット圧制御弁２
０がスプリング２８のバネ力の作用で絞り位置■あるい
は全開位置工に切り換わる。このようにパイロット圧制
御弁２０が切り換わると、パイロットポンプ２３の吐出
圧が当該パイロット圧制御弁２０を経由して圧力補償弁
４．５のパイロット室１８．１８に作用する。そして、
このときのパイロット室１８．１８の作用力は、ロード
センシング差圧で定まるパイロット圧制御弁２０の切り
換え位置に応じて決まるものである。

いま、両アクチュエータｌ、２の合計要求流量が、ポン
プ３の最大吐出能力を超えたと想定し。

しかも、このときのポンプ３の吐出圧を１０９．５４５
ｋｇと仮定すると、その制御一形態は次のようになる。

まず、パイロット圧制御弁２０の出力ＰＡＳは、規定の
ロードセンシング差圧−（Ｐｏυｒ　−Ｐｔｓ）で、出
力Ｐ　Ａｓ　＝　１０−　（１０Ｌ５４５−１００）　
＝　０．４５５となる。

このパイロット圧制御弁２０の出力ＰＡｓは、両圧力補
償弁４．５のパイロット室１８．１８に伝達されるので
、そのコンペンセータ圧力ΔＰは、Δｐ＝（スプリング
１２．１３による規定差圧）−（ＰＡｓによる圧力） ＝　５−０．４５５　＝　４．５４５ となる。

したがって、アクチュエータ１への供給流量は、要求流
量６０文ｘ　（４−ｓｔｓ、’　５）　＝　５４．５１
となる。

また、アクチュエータ２への供給流量は、要求流量５０
１　Ｘ　（４，５４５１５）　＝　４５．５文となり１
両者の合計流量が１００見になる。

上記のようにこの第１実施例によれば、第２図のグラフ
に示すように、アクチュエータｌ、２の合計要求流量が
ポンプ３の最大吐出能力の範囲内であれば、両アクチュ
エータ１．２への流量配分は特性線すに沿ったものとな
る。

しかし、上記のようにアクチュエータ１側の要求流量を
６０文にしたときには、その流量配分は、目標比率特性
線ａに沿ったものとなる。つまり。

一方のアクチュエータｌの要求流量６０１に対して１例
えば、そのほぼ８０％を供給するとともに、他方のアク
チュエータ２側の供給流量もほぼ８０％を確保するもの
である。

第３図に示した第２実施例は、パイロット圧制御弁２０
の流入ポート２２をポンプ３の吐出側に直接接続し、第
１実施例のパイロットポンプ２３を省略するとともに、
この流入ポート２２とポンプ３との接続過程に絞り３０
を設けた点が第１実施例と相違するものである。なお、
この第２実施例における絞り３０は、リリーフ弁に置き
換えてもよいものである。

第４図に示した第３実施例は、パイロット圧制御弁２０
の構成を上記第１．２実施例と相違させたものである。

すなわち、この第３実施例のパイロット圧制御弁２０は
、その弁本体にスプール３１を内装し、当該スプール３
１の両側にパイロット室３２．３３を形成するとともに
、上記パイロット室３３のさらに外方における当該スプ
ール端を、圧力感知室３４に臨ませている。そして、上
記パイロット室３２側にスプリング３５を介在させたも
のである。

したがって、このパイロット圧制御弁２０の制御特性は
、圧力補償弁４．５のパイロット室１８．１９の圧力変
化に対応して変化するものである。

なお、この第３実施例における圧力補償弁４．５は、第
１実施例のものを具体的に示したもので、実質的には第
１実施例と同様のものである。

第５図に示した第４実施例は、第３実施例のパイロット
室３３をパイロットポンプ３６に接続したもので、その
他の構成は第３実施例と同様である。

第６図に示した第５実施例は、第１実施例と同様に、ロ
ードセンシングポンプ３の下流側にアクチュエータ１．
２をパラレルに接続するとともに、これらポンプ３とア
クチュエータ１．２との間には、その上流側から圧力制
御弁３７．３８、流量制御バルブ３３．４０及び可変絞
り６．７を順に接続している。

上記圧力制御弁３７．３８は、その上記流量制御バルブ
３９．４０の上流側の圧力と、可変絞り６．７の下流側
の圧力との間に、スプリング４１．４２で設定した差圧
が保たれるようしたものである。

また、流量制御バルブ３９．４０は、その本体４３．４
４に上流側ボート４５．４６と下流側ボート４７．４８
とを形成するとともに、この本体４３．４４にポペット
室４９．５０と制御室５１．５２とを区画している。

上記ポペット室４９．５０のそれぞれにはポペット５３
．５４を内装するとともに、このポペット室４９Ｊ５０
と制御室５１．５２とにブツシュロッド５５．５Ｅｌを
摺動自在に貫通させている。

そして、制御室５１．５２にはピストン５７．５８を設
けて、この制御室を第１制御室５１ａ、５２ａ及び第２
制御室５１ｂ、５２ｂに区画するとともに、第１制御室
５１ａ、５２ａにはスプリング５８．８０を作用させて
いる二このようにしたスプリング５９．８０のバネ力は
ピストン５７．５８を介してブツシュロッド５５．５６
に伝達されるとともに、当該バネ力が上記ポペット５３
．５４に作用する。

上記のようにポペット５３．５４にスプリング５９．６
０を作用させることによって、当該ポペット５３．５４
が上流側ボート４５．４６から下流側ポート４７．４８
への流通のみを許容するチエツク弁として機能するよう
にしている。

また、上記第１制御室５１ａ、５２ａは、ロードセンシ
ングポンプ３に接続するとともに、第２制御室５１ｂ、
５２ｂをシャトル弁１０に接続している。

なお１図中符号６１．６２は下流側ポート４７．４８の
圧力をポペット５３．５４の背圧として作用させるため
の圧力導入通路である。

しかして、両アクチュエータｌ、２の合計要求流量がポ
ンプ３の最大吐出流量の範囲内にあるときは、ロードセ
ンシング差圧が十分に維持されるが、その差圧が第１．
２制御室内の圧力差となる。つまり、第２制御室５１ｂ
、５２ｂの圧力が、第１制御室５１ａ、５２ａの圧力よ
りも十分に高く維持されるので、ピストン５７．５８が
スプリング５８．８０に抗して上昇し、ブツシュロッド
５５．５８の押圧力を解除する。このようにブツシュロ
ッド５５．５Ｂの押圧力が解除されれば、ポペット５３
．５４がフリーになるので、アクチュエータ１，２に対
する供給流量は、圧力制御弁３７．３８と可変絞り６．
７とで制御され、前記第１実施例と同様の制御形態にな
る。

これに対して、アクチュエータ１側の要求流量が増えで
、合計要求流量がポンプ３の最大吐出能力を超えると、
そのロードセンシング差圧が小さくなること第１実施例
と同様である。したがって、この場合には、第１．２制
御室の圧力差が小さくなるので、当該ピストン５７．５
８はスプリング５９．８０の作用で下降し、その押圧力
をポペット５３．５４に作用させる。

上記のようにしてポペット５３．５４が押されると、そ
の押圧力に応じて上流側ボー）４５．４８の開度が絞ら
れるもので、それが絞られた分だけアクチュエータｌ、
２に対する供給流量が減少する。

つまり、この第５実施例では、流量制御バルブ３９．４
０を通過する流量を相対的に減少させ、両アクチュエー
タが必要とする合計流量を、ポンプ３の最大吐出流量の
範囲内に押え、その範囲でアクチュエータに対する必要
流量を分配するようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１．２図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は回路図、第２図は分配流量特性を示したグラフ
、第３図は第２実施例を示した回路図、第４図は第３実
施例の回路図、第５ｒｌ！ｉは第４実施例の要部の概略
図、第６図は第５実施例の回路図、第７図は従来の回路
図である。 ｌ、２・・・アクチュエータ、３・・・ロードセンシン
グポンプ、４．５・・・圧力補償弁、６．７・・・流路
開度制御部としての可変絞り、１８．１８・・・パイロ
ット室、３８．４０・・・流量制御バルブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一つのロードセンシングポンプで複数のアクチュ
   エータを駆動させるとともに、このアクチュエータの上
   流側に流路開度制御部を設け、この流路開度制御部のさ
   らに上流側には、当該流路開度制御部の前後の差圧を一
   定に保つ圧力補償弁を接続した流量制御装置において、
   ロードセンシング差圧が設定圧以下になったとき、流路
   開度制御部前後の差圧を小さくする方向に圧力補償弁を
   動作させるためのパイロット室を、当該圧力補償弁に備
   えた流量制御装置。
2. （２）一つのロードセンシングポンプで複数のアクチュ
   エータを駆動させるとともに、このアクチュエータの上
   流側に流路開度制御部を設け、この流路開度制御部のさ
   らに上流側には、当該流路開度制御部の前後の差圧を一
   定に保つ圧力補償弁を接続した流量制御装置において、
   上記流路開度制御部と圧力補償弁との間に、ロードセン
   シング差圧に応じて開度を制御する流量制御バルブを設
   けた流量制御装置。