JPH0147641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吐出量可変ポンプとアクチユエータと
を連通する主流回路に、可変オリフイスをもつた
流量制御弁を介装し、ロードセンシング弁の動作
で、前記ポンプの吐出量を調整するごとくした液
圧装置に関する。

従来のこの種液圧装置は、例えば特開昭51−
51862号公報に示されている如く、可変制御要素
と該要素の変位量を調整する制御シリンダとを備
え、前記可変制御要素の変位量調整により吐出量
を制御するごとくした吐出量可変ポンプを用い、
このポンプとアクチユエータとを連通する主流回
路に可変オリフイスを備えた流量制御弁を介装す
る一方、前記主流回路における前記流量制御弁の
上流側には、前記主流回路の液圧を一端側に作用
させるスプールと、該スプールの背面室に内装
し、前記スプールを一端側に押圧するスプリング
とを備えたロードセンシング弁を設け、このロー
ドセンシング弁の動作で、前記ポンプの吐出量を
必要流量に対応して調整するごとくしたものが開
発されている。

しかして、以上の構造からなる従来の液圧装置
によれば、前記可変オリフイスの開度の調整に伴
ない前記ロードセンシング弁が作動して前記ポン
プの可変制御要素を制御シリンダを介して制御
し、ポンプの吐出量を、前記アクチユエータの必
要とする流量に自動的に調整するので、例えばリ
リーフ弁によつて余剰流量をタンクに戻すように
した液圧装置に比べてそれだけ動力損失の低減を
図れるのであるが、前記可変オリフイスの一次側
と二次側との差圧は、前記ロードセンシング弁の
差圧設定用ばねにより一定に保たれており、しか
も、この差圧は、前記主流回路における最大流量
と、その配管抵抗に合わせて設定しているため、
流量が最大流量の場合は問題ないが、流量が小流
量になつた場合、配管抵抗が小さくなるにも拘わ
らず、前記差圧は一定であるためその差分だけ圧
力損失となるのである。

即ち、小流量の場合、配管抵抗が減少するた
め、実際に必要な差圧は小さくても良いのに、最
大流量のもとに設定した差圧が固定的に生じ、そ
れだけ圧力損失となり有効な省エネルギーが行な
えないのである。

しかも、小流量において、その流量を微動調整
する場合、小流量ほどその流量に対する差圧の割
合が大きくなるためインチング性が悪くなる問題
もあつた。

本発明の目的は、流量調整に対応して吐出量可
変ポンプの吐出量を調整し、動力損失を最少に抑
制しながら、前記ポンプの吐出量調整に伴ない流
量調整を行なう可変オリフイスの前後差圧を調整
し、小流量調整時における圧力損失も最小にして
有効な省エネルギーを可能にし、しかもインチン
グ性も向上できるようにする点にある。

本発明の構成は、スプールと該スプールを押圧
するスプリング及び制御ポートを備えたロードセ
ンシング弁に、前記スプリング４３のばね力を調
整する調整体５を設け、この調整体５と前記可変
制御要素１１との間に、該可変制御要素１１が最
大変位方向に変位するとき、前記スプリング４３
のばね力を増大させ、前記可変制御要素１１が中
立位置方向に変位するとき、前記スプリング４３
のばね力を減少させる連動機構６を設けたことを
特徴とするものであつて、可変オリフイス３３の
開度を大きくし、流量制御弁３により制御する流
量を大きくしたときは、可変制御要素１１は、最
大変位方向に変位しているから、この変位量に対
応し、連動機構６を介して調整体５が前記スプリ
ング４３を押圧することにより、ばね力が大きく
なり、前記可変オリフイス３３の上流側と下流側
との差圧が大きくなり、又可変オリフイス３３の
開度を小さくし、前記流量制御弁３により制御す
る流量を小さくしたときは、可変制御要素１１の
変位量は中立位置方向に変位し、この変位量に対
応して調整体５が前記スプリング４３を押圧する
力が小さくなり、前記差圧も小さくなるのであ
る。従つて、流量制御に伴い前記可変オリフイス
３３の前記差圧を自動的に調整できるから、前記
可変オリフイス３３の開度に応じた一定の流量に
制御でき、特に小流量調整時において余分な流体
が吐出されることなく圧力損失を最小にできるの
である。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図において１は吐出量可変ポンプ２の吐出
流体によつて駆動されるアクチユエータであつ
て、前記ポンプ１の吐出側を前記アクチユエータ
２に、流量制御弁３を介装した主流回路１０によ
り連通させている。

前記吐出量可変ポンプ１は、トラニオン軸１１
ａを支点にして変位する可変制御要素１１と、該
要素１１の変位量を調整する制御シリンダー１２
とを備えており、前記シリンダー１２のピストン
１３を、ロツド１４を介して前記可変制御要素１
１の一端に連結するとともに、前記シリンダー１
２に内装したスプリング１５の弾発力をして常時
は前記ピストン１３を第１図右方向に移動させて
前記可変制御要素１１を最大傾斜方向に附勢させ
るべくし、これにより前記ポンプ１にその吐出量
を常に最大値に維持しようとする特性を与えてい
る。

又前記ポンプ１の吸入側は、吸入通路２１を介
してタンク２０ａに連通している。

第１図に示した前記流量制御弁３は、流量方向
制御弁であつて、弁ブロツク３０に、前記主流回
路１０を介して前記ポンプ１の吐出側に連通する
ＰポートＰと、前記主流回路１０を介してアクチ
ユエータ２の第１作動室２ａに連通するＡポート
Ａと該アクチユエータ２の第２作動室２ｂに接続
するＢポートＢ及びパイロツトライン２２に接続
するＣポートＣ、更にはタンク２０ｂに接続する
ＴポートＴを形成するとともに、前記ブロツク３
０の内部に３ランド形式の可動弁３１を設け、且
つこの可動弁３１の移動に伴ない中央のランド３
２の両側コーナ部と弁ブロツク３０との間に流量
を調整する可変オリフイス３３が形成されるべく
成している。

又前記弁ブロツク３０には、一端が前記可変オ
リフイス３３の下流側に開口し、他端が前記Ｃポ
ートＣに開口するフイードバツク通路３４を形成
する一方、前記可動弁３１の一端には、ベント切
換部３５を形成して、この切換部３５をして前記
フイードバツク通路３４とＴポートＴに連絡して
いるベント通路３６との開閉を行なうべくしてい
るのであつて、詳しくは前記可動弁３１の中立時
に、前記ベント切換部３５を介して前記ベント通
路３６を前記フイードバツク通路３４に連通し、
該フイードバツク通路３４をタンク２０ｂに開放
し、又前記可動弁３１の移動により前記ベント通
路３６のフイードバツク通路３４への連通を閉塞
するのである。

又、前記主流回路１０における前記流量制御弁
３の上流側には、ロードセンシング弁４を設ける
のであつて、このロードセンシング弁４は、弁本
体４１と、この弁本体４１に形成した弁孔４２に
移動可能に内装した２ランド形式のスプール４
０、及びこのスプール４０の背面室４０ａに内装
して該スプール４０を一端側に押圧するスプリン
グ４３とからなり、前記弁本体４１には、前記弁
孔４２の一端側に連通する１次ポート４４と、前
記スプール４０の第１図右方向への移動により、
前記１次ポート４４と連通する制御ポート４５
と、前記弁孔４２を介して前記制御ポート４５に
連通するドレンポート４６とを形成し、前記スプ
ール４０により前記制御ポート４５を、１次ポー
ト４４とドレンポート４６とに切換自在になすと
共に、前記スプール４０の背面室４０ａに連通す
るパイロツトポート４７をそれぞれ形成する一
方、前記一次ポート４４を前記主流回路１０に、
前記制御ポート４５を制御通路２３を介して前記
制御シリンダー１２のピストン室１６にそれぞれ
接続し、又前記ドレンポート４６をドレン通路２
４を介してタンク２０ｃに、前記パイロツトポー
ト４７を前記流量制御弁３の２次側であるＣポー
トＣに前記パイロツトライン２２を介してそれぞ
れ接続している。

而して本発明は、前記ロードセンシング弁４
に、前記スプリング４３のばね力を調整する調整
体５を設け、この調整体５と前記可変制御要素１
１との間に、該可変制御要素１１が最大変位方向
に変位するとき、前記スプリング４３のばね力を
増大させ、前記可変制御要素１１が中立位置方向
に変位するとき、前記スプリング４３のばね力を
減少させる連動機構６を設けたのである。

具体的には、前記ロードセンシング弁４の弁体
４１に、一端が前記背面室４０ａに開口し、他端
が外部に開口する挿通孔４８を形成し、この挿通
孔４８に略円柱状の調整体５を移動可能に内挿し
て、その一端を前記スプリング４３の受け４３ａ
に接触させ、他端を外方に突出させるのである。

一方、前記連動機構６は、連動レバー６０を用
い、該レバー６０を、軸６１を介して揺動可能に
支持して、その一端を前記調整体５の外方突出端
に当接するとともに、前記レバー６０の他端に長
孔６２を形成し、この長孔６２に前記可変制御要
素１１の端部に設けたピン１１ｂを係合すること
により、前記可変制御要素１１の変位に対応して
前記調整体５を、前記連動レバー６０を介して移
動させ、前記スプリング４３のばね力を、可変オ
リフイス３３の開度を大きくし、流量制御弁３に
より制御する流量を大きくしたときは大きく、又
可変オリフイス３３の開度を小さくし、前記流量
制御弁３により制御する流量を小さくしたときは
小さく調整できるようにしたのである。

而して第１図に示す実施例では、前記可変制御
要素１１が２点鎖線で示す如く、中立位置に位置
する場合、前記スプリング４３の一端詳しくは、
受け４３ａが背面室４０ａの側壁に当接してお
り、斯かる状態から前記可変制御要素１１が最大
変位方向に変位して行くに従つて前記調整体５を
介して前記スプリング４３を順次圧縮し、ばね力
を順次大きくなるようにしているのであつて、前
記可変制御要素１１の最大変位時、即ち主流回路
１０が最大流量となつた時、前記スプリング４３
のばね力は、最大となり、このばね力が前記可変
オリフイス３３の上流側と下流側との差圧に対応
するばね力となるように設定しているのである。

尚、図中７はパイロツトライン２２の圧力調整
弁である。

本発明は以上の構成からなり、次にその作用を
説明する。

前記アクチユエータ２に所定量の流体を供給す
べく、前記流量制御弁３の可動弁３１を移動して
可変オリフイス３３を所定の開度に開くと、前記
ポンプ１から吐出されている流体は、前記主流回
路１０を介してアクチユエータ２に供給され始め
る。

この時、ベント通路３６はベント切換部３５に
よつて封鎖され、前記ロードセンシング弁４にお
けるスプール４０の背面室４０ａにはフイードバ
ツク通路３４を介してアクチユエータ２２の負荷
に対応した負荷圧が作用するのである。この結
果、前記負荷圧と前記スプリング４３のばね力と
の総和が前記ポンプ１の吐出圧に、前記スプール
４０を介して対抗するのであつて、前記負荷圧と
ばね力との総和が、ポンプ吐出圧よりも大きい段
階では、前記スプール４０が第１図左方向に移動
して前記１次ポート４４を閉じると同時に制御ポ
ート４５をドレンポート４６に連通する。そのた
め、前記制御シリンダ１２のピストン室１６内の
流体は、タンク２０ｃに開放されるので、前記可
変制御要素１１はポンプ特性により最大傾斜角方
向に変位し始めてポンプ１の吐出量を増大するの
である。

そして、前記ポンプ１の吐出量が多くなり、前
記ポンプ１の吐出圧が前記負荷圧とスプリング４
３のばね力との総和よりも大きくなつた場合に
は、前記スプール４０が第１図右方向に移動して
前記制御ポート４５とドレンポート４６との連通
を遮断すると同時に１次ポート４４を制御ポート
４５に連通する。

そのため、前記制御シリンダ１２のピストン室
１６にはポンプ１から吐出されている流体が送ら
れるので、前記可変制御要素１１は、前記制御シ
リンダ１２を介してその変位量が小さくなり、ポ
ンプ１の吐出量を減少するのであつて、結果とし
て前記可変オリフイス３３の上流側と下流側とに
は、前記スプリング４３のばね力に対応した差圧
が生じることとなる。

従つて、以上の制御によりアクチユエータ２に
対しては、前記可変オリフイス３３の開度に対応
した一定の流量が常に供給されるとともに、ポン
プ１の吐出量は、前記アクチユエータ２への供給
量に適応した流量に自動的に調整され、前記ポン
プ１から余分な流体が吐出しないのである。

次に前記可変オリフイス３３の開度調整によ
り、前記アクチユエータ２への流体の供給量を調
整する場合を説明する。

前記した如くアクチユエータ２への流体の供給
量は、前記可変オリフイス３３の開度によつて調
整されるのであつて、前記アクチユエータ２への
流体の供給量を大きくしたい場合には、前記オリ
フイス３３の開度を大きくすればよく、これに伴
ない可変制御要素１１の変位量が前記ロードセン
シング弁４を介して自動的に大きくなつてポンプ
１の吐出量が増大するのであり、又前記アクチユ
エータ２への流体の供給量を小さくしたい場合に
は、前記オリフイス３３の開度を小さくすればよ
く、これに伴ない可変制御要素１１の変位量が前
記ロードセンシング弁４を介して自動的に小さく
なつて、ポンプ１の吐出量が減少するのである。

そして前記可変オリフイス３３の開度変化に対
応して前記スプリング４３のばね力もまた順次変
化するのである。

即ち、前記可変オリフイス３３の開度を大きく
して前記可変制御要素１１の変位量を最大とした
場合には、前記連動機構６及び調整体５を介して
前記スプリング４３が圧縮されるため、そのばね
力は増大するのであり、又以上の状態から前記可
変オリフイス３３の開度を小さくして行き、前記
可変制御要素１１の変位量を順次小さくした場合
には、前記連動機構６及び調整体５を介して前記
スプリング４３の圧縮が次第に解除されるため、
そのばね力は減少するのである。

従つて前記可変オリフイス３３の上流側と下流
側との差圧は、前記可変オリフイス３３の開度、
換言すればアクチユエータ２への流体の供給量に
対応して第４図に示す曲線の如く変化するのであ
る。

尚前記実施例では、前記可変制御要素１１が変
位していない段階から順次変位して行くに伴なつ
て前記調整体５を介して前記スプリング４３を圧
縮するようにしたが、第２図に示す如く前記可変
制御要素１１が変位していない段階から、所定量
変位するまでの間は、前記調整体５のみが第１図
左方向に移動すべく成してもよく、斯くすること
で前記可変オリフイス３３の上流側と下流側との
差圧を前記アクチユエータ２への流体の供給量に
対応して第５図に示す曲線の如く変化させること
ができる。

又第３図に示す如く、前記スプール４０の背面
室４０ａに、前記スプリング４３の他に更に該ス
プリング４３よりも短尺のスプリング４９を内装
して、前記可変制御要素１１が変位していない段
階から所定量変位するまでの間は、一方のスプリ
ング４３のみを圧縮し、それ以後は前記両スプリ
ング４３，４９を圧縮すべくしてもよく、斯くす
ることで前記可変オリフイス３３の上流側と下流
側との差圧を前記アクチユエータ２への流体の供
給量に対応して第６図に示す曲線の如く変化させ
ることができる。

従つて、第２，３図のごとく構成することによ
り、小流量時における差圧の流量変化に対する変
化率を小さくできるので、インチング性をさらに
向上できる。

以上の如く本発明によれば、主流回路１０に流
量制御弁３と共に介装した前記ロードセンシング
弁４に、前記スプリング４３のばね力を調整する
調整体５を設け、この調整体５と前記可変制御要
素１１との間に、該可変制御要素１１が最大変位
方向に変位するとき、前記スプリング４３のばね
力を増大させ、前記可変制御要素１１が中立位置
方向に変位するとき、前記スプリング４３のばね
力を減少させる連動機構６を設けたから、前記ポ
ンプ１の吐出量が可変オリフイス３３の開度に対
応した流量に調整されてアクチユエータ２の要求
しない余分な流体を吐出しないし、しかも、前記
連動機構６により前記調整体５を介して前記スプ
リング４３のばね力を、前記可変オリフイス３３
開度が大きく流量が多いときは大きく、また前記
可変オリフイス３３開度が小さく流量が少ないと
きは小さくできるから、可変オリフイス３３の開
度調整に伴い該オリフイス３３の上流側と下流側
との差圧をポンプ吐出量マツチした値に自動的に
調整されるので、全体として従来よりも一層ポン
プの動力損失の低減を図ることができ、又小流量
時におけるインチング性の向上を図ることもでき
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す部分断面図、第
２図及び第３図は別の実施例を示す要部の断面
図、又第４図乃至第６図は可変オリフイスの開度
調整に伴ない変化する該オリフイスの上流側と下
流側との差圧の変化特性図であつて、第４図は第
１図の実施例に対応し、第５図は第２図の実施例
に、第６図は第３図の実施例にそれぞれ対応す
る。 １……吐出量可変ポンプ、１０……主流回路、
１１……可変制御要素、１２……制御シリンダ、
２……アクチユエータ、３……流量制御弁、３３
……可変オリフイス、４……ロードセンシング
弁、４０……スプール、４３……スプリング、５
……調整体、６……連動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変制御要素１１と、該要素１１の変位量を
   調整する制御シリンダ１２とを備え、前記要素１
   １の変位量調整により吐出量を制御するごとくし
   た吐出量可変ポンプ１とアクチユエータ２とを連
   通する主流回路１０に、可変オリフイス３３をも
   つた流量制御弁３を介装すると共に、前記主流回
   路１０の液圧を一端側に作用させるスプール４０
   と、該スプール４０の背面室４０ａに内装し、前
   記液圧に対抗して前記スプール４０を一端側に押
   圧するスプリング４３と、前記スプール４０の移
   動により、前記主流回路１０に連通する制御ポー
   ト４５とを備えたロードセンシング弁４を設け
   て、該ロードセンシング弁４の背面室４０ａを前
   記流量制御弁３の２次側に、また、前記制御ポー
   ト４５を前記制御シリンダ１２にそれぞれ連通し
   た液圧装置であつて、前記ロードセンシング弁４
   に、前記スプリング４３のばね力を調整する調整
   体５を設け、この調整体５と前記可変制御要素１
   １との間に、該可変制御要素１１が最大変位方向
   に変位するとき、前記スプリング４３のばね力を
   増大させ、前記可変制御要素１１が中立位置方向
   に変位するとき、前記スプリング４３のばね力を
   減少させる連動機構６を設けたことを特徴とする
   液圧装置。