JPH03125001A

JPH03125001A - 油圧駆動システム

Info

Publication number: JPH03125001A
Application number: JP26368389A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kanai; 隆史金井; Takeshi Ichiyanagi; 健一柳; Masami Ochiai; 落合　正己; Hideyo Kato; 英世加藤; Toichi Hirata; 東一平田; Hideaki Tanaka; 秀明田中; Genroku Sugiyama; 玄六杉山; Yusuke Kajita; 勇輔梶田; Kazunori Nakamura; 和則中村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1991-05-28
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0758081B2

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〕本発明は油圧ショベル等の複数の被駆動部材を有する作
業機械に用いる油圧駆動システムに係わり、特に、油圧
ポンプの吐出圧力が複数の油圧アクチュエータの最高負
荷圧力よりも一定値だけ高くなるようにポンプ吐出量を
制御し、アクチュエータに圧油を供給するロードセンシ
ング制御方式のポンプレギュレータ装置を備えた油圧駆
動システムに関する。

〔従来の技術〕

近年、油圧ショベル、油圧クレーン等、複数の被駆動体
を駆動する複数の油圧アクチュエータを備えた油圧駆動
システムにおいては、油圧ポンプの吐出圧力を負荷圧力
又は要求流量に連動して制御すると共に、流量制御弁に
関連して圧力補償弁を配置し、この圧力補償弁で流量制
御弁の前後差圧を制御して、複合駆動時の供給流量を安
定して制御することが行われている。このうち、油圧ポ
ンプの吐出圧力を負荷圧力に連動して制御するものの代
表例として、ＤＥ−Ａｌ−３５３５７７１号（米国特許
４，７３８．１０２号、特開昭６２−８８８０３号に対
応）等に記載のロードセンシング制御がある。ロードセ
ンシング制御とは、油圧ポンプの吐出圧力が複数のアク
チュエータの最高負荷圧力よりも一定値だけ高くなるよ
うにポンプ吐出量を制御するものであり、この従来例に
おいてはそのために、油圧ポンプの吐出圧力と複数の油
圧アクチュエータの最高負荷圧力との差圧に応答して油
圧ポンプの斜板位置を制御するポンプレギュレータ装置
を設けている。

そのポンプレギュレータ装置は、油圧ポンプの押しのけ
容積可変部材、例えば斜板を駆動するシリンダと、この
シリンダの動きを制御する切換弁とを有し、切換弁には
、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力がフィードバックされ
ており、ポンプ吐出圧力が最高負荷圧力よりもばねで設
定した値を加えた圧力より高いときは、油圧ポンプの押
しのけ容積、すなわち、ポンプ容量を減少させ、低いと
きは増加させるように駆動シリンダを動かす。

また、そのポンプレギュレータ装置は、方向切換弁が全
て中立位置にあるときに油圧ポンプの放熱等を行なわせ
る目的で、油圧ポンプの斜板をほぼ最小傾転位置に保持
し、最小吐出量を確保する構成となっている。油圧ポン
プの吐出管路にはポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差
圧に応答して作動するアンロード弁が接続され、その差
圧がアンロード弁のばねで設定した値に達すると最小傾
転位置にある油圧ポンプの吐出量のほぼ全量をタンクに
流出し、ポンプ吐出圧力の上昇を規制する。

アンロード弁のばねの設定値は、アクチュエータの駆動
中にアンロード弁が動作することを避けるために、ポン
プレギュレータ装置の切換弁のばねの設定値よりも高い
値となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の油圧駆動システムにお
いて次のような問題があった。

今、方向切換弁の１つを操作して対応するアクチュエー
タを一定速度で動かしている場合を考える。このとき、
ポンプレギュレータ装置の切換弁はポンプ吐出圧力と最
高負荷圧力とばねとのバランスでほぼ中央の切換位置に
あり、この位置でポンプ容量を一定に制御している。こ
こで、他の方向切換弁の１つを操作して対応するアクチ
ュエータを動かそうとすると、ポンプ吐出量が不足し、
ポンプ吐出圧力が低下する。その結果、ポンプレギュレ
ータ装置の切換弁は油圧ポンプの容量を増加させるよう
にばねの付勢方向に切り換わる。ポンプ吐出量が増加し
、必要流量に達するとポンプ吐出圧力が上昇する。この
とき、ポンプレギュレータ装置の切換弁がもとの中央位
置に切り換わったときには、ポンプ吐出圧力をその切換
弁に導くパイロットラインの圧力伝達遅れや、斜板を含
むポンプレギュレータ装置の応答遅れ、主として斜板の
応答遅れのため、ポンプ吐出量は必要流量以上に増加し
てしまう。したがって、ポンプ吐出圧力はさらに上昇す
る。この圧力上昇は必要流量と実際の吐出量の差に比例
し、わずかな流量差によって大きな圧力変化を引き起こ
す。このため、次の瞬間にはポンプレギュレータ装置の
切換弁がポンプ吐出圧力の付勢方向に切り換わり、ポン
プ容量を急激に減少させる。ここで、再びポンプ吐出量
の減少のしすぎから、ポンプ吐出圧力の低下、その結果
としてポンプ容量の急激な増加を招き、ポンプ容量の増
加、減少を激しく繰り返すいわゆる、ポンプ容量制御の
ハンチングが生じる。

以上の現象は、１つのアクチュエータを駆動していると
きの負荷の急変や、方向切換弁の操作量の変化によって
も引き起こされる。

なお、アンロード弁は前述したその使用目的から、最小
傾転時のポンプ吐出量のほぼ全量を流す必要があるので
、大きな開口面積を確保しなげればならず、このため弁
スプールを小さくできないので、ばねの初期荷重も大き
く設定する必要がある。このため、圧力の急変に対して
作動遅れは避けられず、上述したポンプ容ｉ制御の応答
遅れによる圧力の急変には対応できず、ハンチングを防
止できない。

本発明の目的は、ロードセンシング制御方式のポンプレ
ギュレータ装置を備えた油圧駆動システムにおいて、ポ
ンプ容量制御のハンチングを防止できる油圧駆動システ
ムを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記目的のため、可変容量型の油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動
される複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前
記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れをそれ
ぞれ制御する複数の方向切換弁と、前記方向切換弁が全
て中立位置にあるときに前記油圧ポンプを最小容量に保
持すると共に、油圧ポンプの吐出圧力を前記アクチュエ
ータの最高負荷圧力よりも第１の設定値だけ高く保つよ
うに油圧ポンプの容量を制御するポンプレギュレータ手
段と、前記油圧ポンプの吐出管路に接続され、前記ポン
プ吐出圧力と前記最高負荷圧力との差圧に応答して動作
するアンロード弁を含み、前記差圧が前記第１の設定値
よりも大きな第２の設定値に達すると前記最小容量にあ
る油圧ポンプの吐出量のほぼ全量を流出する圧力上昇規
制手段とを備えた油圧駆動システムにおいて、前記圧力
上昇規制手段に、前記差圧が前記第２の設定値以下の前
記第１の設定値付近の値よりも小さな第３の設定値を越
えると前記アンロード弁の開弁に先立って開弁し、前記
第２の設定値に達したときの流出流量に比べて小流量を
流出するブリードオフ手段を設けた油圧駆動システムが
提供される。

ブリードオフ手段は種々の形態を取ることができる。例
えばブリードオフ手段は、油圧ポンプの吐出管路に接続
され、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧に応答し
て作動する、アンロード弁と別体のブリードオフ弁であ
ってもよい。また、ブリードオフ手段は、アンロード弁
内に同軸的に内蔵され、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力
との差圧に応答して作動するブリードオ”フ弁であって
もさらに、ブリードオフ手段は、差圧が第３の設定値を
越えると小流量を流出するようにアンロード弁に付加し
たブリードオフ機能であってもよい。

具体例として、ポンプ吐出量のほぼ全量を流出するため
の比較的大きい開口面積を与える第１の溝手段を設けた
弁スプールを有するアンロード弁において、この弁スプ
ールに、第１の溝手段の開口に先立って開口し、小流量
を流出するための比較的小さい開口面積を与える第２の
溝手段がさらに設けられる。

他の具体例として、差圧が開弁方向に作用する弁スプー
ルと、差圧に対抗して弁スプールを付勢する第１のばね
手段とを有し、第１のばね手段の初期荷重を、差圧が前
記第２の設定値に達すると弁スプールの開弁方向の移動
を許し、ポンプ吐出量のほぼ全量を流出するように設定
したアンロード弁において、差圧に対抗して前記弁スプ
ールを付勢する第２のばね手段と、弁スプールが所定の
ストローク移動する前は第１のばね手段と弁スプールと
を分離し、所定のストローク移動したときに該弁スプー
ルに接触して第１のばね手段の付勢力を弁スプールに伝
えるストッパとを有し、第２のばね手段の初期荷重を、
差圧が第３の設定値を越えると弁スプールの開弁方向の
移動を許すように第１のばね手段の初期荷重よりも小さ
く設定し、これにより差圧が第２の設定値を越えるまで
はストッパにより上記所定のストロークの位置に保持さ
れ、小流量を流出するように構成してもよい。

上記差圧の第３の設定値は第１の設定値よりも大きくて
もよいし、小さくてもよい。

〔作用〕

このように構成した本発明においては、上述のブリード
オフ手段を設けることにより、ポンプレギュレータ手段
の応答遅れのためポンプ吐出量が必要流量以上に増加し
て、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧が第３の設
定値を越えると余剰流量が流出し、当該差圧の極端な上
昇あるいは下降を防止し、ポンプ容量制御のハンチング
の発生を抑制する。

ここで、上記差圧の第３の設定値を第１の設定値よりも
高くした場合は、ポンプレギュレータ装置によりポンプ
吐出圧力が最高負荷圧力よりも第１の設定値だけ高く保
たれるように制御される通常の運転においては、ブリー
ドオフ手段は機能せず、ブリードオフ手段からの不要の
流量の漏れは発生せず、ポンプ吐出流量のロスが生じな
い。

上記差圧の第３の設定値を第１の設定値よりも低くした
場合は、通常の運転時に若干の流量の漏れはあるが、流
出流量をアンロード弁の流出流量に比べて小流量に設定
することによりロスを最小限に抑制できる。一方、この
場合は、差圧が第１の設定値を越える前から適度の流量
が流出するので、差圧の過度の上昇が一層効果的に防止
され、ポンプ容量制御のハンチングをより確実に防止し
て安定したロードセンシング制御が可能となる。

ブリードオフ手段をアンロード弁内に同軸的に内蔵した
ブリードオフ弁で構成した場合、あるいはアンロード弁
にブリードオフ機能を付加することにより構成した場合
は、アンロード弁とブリードオフ手段が一体化するので
、弁構造がコンパクトとなると共に、従来のアンロード
弁をこれに置き換えるだけで、回路の変更をしなくても
実施できる。

さらに、ブリードオフ手段をアンロード弁と別体のブリ
ードオフ弁で構成した場合、あるいはアンロード弁内に
同軸的に内蔵したブリードオフ弁で構成した場合には、
ブリードオフ弁のスプールを小径にし、重量を軽くでき
るので、ブリードオフ手段の応答性が良好になると共に
、アンロード圧力とブリードオフ圧力を独立して設定可
能となり、制御の自由度が増す。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明す
る。

第１図において、１は可変容量型の油圧ポンプであり、
押しのけ容積可変機構、すなわち、斜板２により容量を
制御される。油圧ポンプ１より吐出された圧油は吐出管
路３から圧力補償弁４Ａ。

４Ｂおよび方向切換弁５Ａ、５Ｂを経て、負荷である油
圧シリンダ６Ａ、６Ｂに供給され、これを駆動する。回
路の最高圧力はリリーフ弁７で規制される。

圧力補償弁４Ａには、パイロットライン８により方向切
換弁５Ａの上流の圧力、すなわち、人口圧力が閉弁方向
にフィードバックされ、同時にパイロットライン９によ
り油圧シリンダ６Ａの負荷圧力、すなわち、方向切換弁
５Ａの出口圧力が開弁方向にフィードバックされる。ま
た、開弁方向に付勢するばね１０が設けられている。こ
の構成により、油圧シリンダ６Ａの作動中、方向切換弁
５Ａの前後差圧がばね１０で設定された値より大きい場
合には流路面積を減少させ、小さい場合は増加させる。

この作用により、方向切換弁５Ａの前後差圧はばね１０
で設定された一定の値に保たれる。このため、ポンプ吐
出圧力または負荷圧力が変動しても、方向切換弁５Ａの
前後差圧が一定となるので、方向切換弁５Ａの通路面積
が一定である限り油圧シリンダ６Ａの駆動速度は変化し
ない。圧力補償弁４Ｂも同様である。

複数のシリンダ６Ａ、６Ｂの負荷圧力は高圧選択弁１１
により最高負荷圧力１’Ｌｓｔｔが選択され、パイロッ
トライン１２に送られる。

油圧ポンプ１の容量、すなわち、斜板２の傾転位置はロ
ードセンシング制御方式のポンプレギュレータ装置１３
により制御される。ポンプレギュレータ装置１３は、油
圧ポンプ１の斜板２を駆動するシリンダ１４と、シリン
ダ１４の動きを決める切換弁１５とを有している。切換
弁１５にはパイロットライン１６によりポンプ吐出圧力
Ｐｓがフィードバックされ、パイロットライン１７によ
り最高負荷圧力ＰＬｍａｘがフィードバックされる。

また、最高負荷圧力がフィードバックされる側にばね１
８が設けられている。この構成により、ポンプ吐出圧力
が最高負荷圧力にばね１８で設定した値を加えた圧力よ
り高いときには、ポンプ容量を減少させ、低いときには
増加させるようにシリンダ１４を駆動する。この作用に
より、油圧ポンプの吐出圧力Ｐｓは最高負荷圧力ＰＬｍ
ａｘよりもばね１８の設定値だけ高く保つようにポンプ
容量が制御される。

また、ポンプレギュレータ装置１３は、方向切換弁５Ａ
、５Ｂが全て中立位置にあるとき、すなわち、負荷圧力
が零のときに、油圧ポンプ１の放熱等を行なわせる目的
で、斜板２をほぼ最小傾転位置に保持し、最小吐出量を
確保するように、シリンダ１４と斜板２との位置関係を
定めている。

吐出管路３にはアンロード弁２０が設けられている。ア
ンロード弁２０は全ての方向切換弁５Ａ。

５Ｂが中立位置にあるときに、後述するブリードオフ弁
２４と協働して、油圧ポンプ１の前述した最小吐出量の
ほぼ全量を戻り回路に流出させる、すなわち、アンロー
ドするためのものであり、アンロード弁２０にはパイロ
ットライン２１によりポンプ吐出圧力がフィードバック
され、パイロットライン２２により最高負荷圧力がフィ
ードバックされる。また、最高負荷圧力がフィードバッ
クされる側にばね２３が設けられている。ポンプ吐自圧
力と最高負荷圧力との差圧がばね２３で設定した値より
高くなろうとするとアンロード弁２０は開弁し、ポンプ
吐出量を流出する。このアンロード弁の作用により、方
向切換弁５Ａ、５Ｂが中立位置にあるときに、ポンプ吐
出圧力を実質的に無負荷でばね２３の設定した値に保持
する。

ポンプレギュレータ装置１３のばね１８の設定値は、圧
力補償弁４Ａ、４Ｂのばね１０の設定値に各部の圧損を
加味した値に等しいか、それよりも大きな値であり、ア
ンロード弁２０のばね２３の設定値は、油圧シリンダ６
Ａ、６Ｂの駆動中にアンロード弁２０が動作することを
避けるためにばね１８の設定値よりもさらに高い値とな
っている。

一例として、リリーフ弁７の設定圧力を２８０ｋｇ　／
　ｃｎｆとすると、ばね２３の設定値は２５ｋｇ／ｃＩ
ｌ。

ばね１８の設定値は１５ｋｇ／ｅｎｆ、ばね１０の設定
値は８　ｋｇ／ｃａｒである。

そして本実施例においては、吐出管路３にさらにブリー
ドオフ弁２４が設けられている。このブリードオフ弁は
、油圧シリンダ６Ａ、６Ｂの駆動中、ポンプ吐出圧力が
最高負荷圧力よりも目標値以上高くなったときに、ポン
プ吐出量の一部を吐出管路３から戻り回路に逃がす、す
なわち、ブリードオフするためのもので、ブリードオフ
弁２４にはパイロットライン２５によりポンプ吐出圧力
がフィードバックされ、パイロットライン２６により最
高負荷圧力がフィードバックされる。また、最高負荷圧
力がフィードバックされる側に上述した目標値を設定す
るばね２７が設けられている。

ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧がばね２７で設
定した値より高くなると、ブリードオフ弁２４はアンロ
ード弁２０の開弁に先立って開弁し、アンロード弁２０
の流出流量に比べて小流量をタンクに流出する。

ブリードオフ弁２４の構造を第２図に示す。ボディ３０
内にスプール３１が滑動自在に組み込まれ、スプール３
１の両端には圧力室３２．３３が設けられている。ボデ
ィ３０には３つのポート３４．３５．３６が設けられ、
圧力室３２はスプール３１に設けられた内部通路３７を
介してポート３４に連通し、圧力室３３はポート３５に
直接連通している。ポート３４が第１図の吐出管路３に
接続され、ポンプ吐出圧力Ｐｓが導かれ、ポート３５は
第１図のパイロットライン２６に接続され、最高負荷圧
力ＰＬｍａｘが導かれ、ポート３９がタンクに接続され
る。また、内部通路３７は第１図のパイロットライン２
５の機能を果たしている。スプール３１にはその外周に
溝３９が設けられ、スプール３１が図示の位置から左方
に移動すると、この溝を介してポート３４とポート３６
が連通する。圧力室３３にはスプール３１を図示右方に
付勢する前述したばね２７が配置されている。

第３ａ図は第２図の■部の拡大図であり、溝３９のポー
ト３６側の端部には溝３９に先立って開口する第２の溝
４０が設けられ、溝４０は第３ｂ図に示すように円周方
向に配列された多数のノ・ソチからなり、これらノツチ
は深さ方向および長さ方向共にＶ字形をしている。

このように構成したブリードオフ弁２４の流量特性を、
ブリードオフ弁２４を併用しない場合のアンロード弁２
０の流量特性、すなわち、従来のアンロード弁の流量特
性と比較して第５図に示す。

第５ａ図は従来のアンロード弁の流量特性を示し、横軸
はポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧ΔＰであり、
縦軸は開口面積Ａである。また、横軸のΔＰ１はばね１
０の設定値、すなわち、方向切換弁５Ａ、５Ｂの目標前
後差圧であり、ΔＰ２はばね１８の設定値、すなわち、
ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力とのロードセンシング制
御補償差圧であり、ΔＰ３はばね２３の設定値、すなわ
ち、アンロード差圧である。従来のアンロード弁は差圧
ΔＰが設定値ΔＰ２を越え設定値ΔＰ３に近付くと開弁
し、設定値ΔＰ３で油圧ポンプ１の最小吐出量の全量を
流出し得る開口面積ＡＯを確保する。

第５ｂ図は本実施例のブリードオフ弁２４の流量特性を
示す。差圧ΔＰが設定値ΔＰ２をわずかに越えたばね２
７の設定値ΔＰ４に達すると上述したＶ字形の溝４０が
開き始め、その開口面積は差圧ΔＰの増加と共に従来の
アンロード弁の特性線よりも小さい勾配で増加する。ア
ンロード弁の特性線と交差するときの開口面積ＡＩはア
ンロード弁の上述した開口面積ＡＯの約１／３であり、
これによりブリードオフ弁２４は前述したように、アン
ロード弁２０の開弁に先立って開弁し、その流出流量に
比べて小流量をタンクに流出する。

−例として、前述したように、ばね２３の設定値ΔＰ３
が２５ｋｇ／ｃａｒ、ばね１８が設定値ΔＰ２が１５ｋ
ｇ／ｃｆｆｌ、ばね１０の設定値ΔＰｉが８ｋｇ／ｄで
ある場合は、ばね２７の設定値ΔＰ４は設定値ΔＰ２よ
りも数ｋｇ／ｃｄ高い値、例えば１８ｋｇ／ｄである。

ブリードオフ弁２４の第２の溝の他の形状を第４ａ図お
よび第４ｂ図に示す。この例では、溝４１は深さ及び幅
がほぼ一定のほぼ長方形をした多数のノツチからなって
いる。この溝４１を備えたブリードオフ弁２４の流量特
性を第５Ｃ図に示す。

溝４１の場合はその形状がほぼ長方形であることから、
７字形の溝４０と異なり、設定値ΔＰ４で開弁した後、
始めの開口面積Ａ１が確保され、それ以上差圧ΔＰが増
えても同じ開口面積を保つ。

第６図および第７図に本実施例のアンロード弁２０の流
量特性、およびその流量特性と上述したブリードオフ弁
２４の流量特性を合成した結果を示す。第６図はブリー
ドオフ弁２４が第３ａ図および第３ｂ図に示す溝４０を
有し、第５ｂ図に示す流量特性を有する場合、第７図は
ブリードオフ弁２４が第４ａ図および第４ｂ図に示す溝
４１を有し、第５ｃ図に示す流量特性を有する場合であ
る。

アンロード弁２０は従来のアンロード弁と異なり、ブリ
ードオフ弁２４と協働して油圧ポンプ１の最小吐出量の
全量を流出できればよいのであるから、従来のアンロー
ド弁より同じΔＰに対する開口面積は小さくなっている
。そして、アンロード弁２０とブリードオフ弁２４の開
口面積の和が設定値ΔＰ３のとき開口面積Ａｌｌになる
ように設定されている。

次に、このように構成した本実施例の動作を説明する。

今、方向切換弁５Ａ、５Ｂの１つ、例えば方向切換弁５
Ａを操作して油圧シリンダ６Ａを一定速度で動かしてい
る場合を考える。このとき、ポンプレギュレータ装置１
３の切換弁１５はポンプ吐出圧力と最高負荷圧力とばね
１８とのバランスでほぼ中央の切換位置にあり、この位
置で斜板２の傾転位置、すなわち、ポンプ容量を一定に
制御している。ここで、他の方向切換弁５Ｂを操作して
油圧シリンダ６Ｂを動かそうとすると、瞬間的にポンプ
吐出量が不足し、ポンプ吐出圧力が低下する。その結果
、切換弁１５は斜板２の傾転位置を増加させるように図
示右方に切り換わる。ポンプ吐出量が増加し、必要流量
に達するとポンプ吐出圧力が上昇する。このとき、切換
弁１３がもとの中央位置に切り換わった時点で、パイロ
ットライン１６の圧力の伝達遅れや、ポンプレギュレー
タ装置１３および斜板２の応答遅れのため、ポンプ吐出
量は必要流量以上に増加しようとする。

ここで、ブリードオフ弁２４は流量差に起因する圧力上
昇を防止することが目的であり、ブリードオフさせるべ
き流量はわずかである。したがって、バルブ寸法は小さ
くでき、その結果、高い応答性を有している。

したがって、必要流量に対して実吐出量が多すぎた場合
、ポンプ吐出圧力がさらに上昇しようとするが、これに
伴って差圧ΔＰが上昇し、ばね１８の設定値ΔＰ２をわ
ずかに越えた、ばね２７の設定値ΔＰ４に達するとブリ
ードオフ弁２４がただちに動作し、ポンプ吐出量の一部
をタンクに逃がすことにより差圧ΔＰの過度な上昇を防
止する。

その結果、ポンプレギュレータ装置１３の切換弁１５へ
のフィードバック差圧もある一定値を越えないため、ポ
ンプ容量の制御のしすぎが生じ難くなり、ポンプ容量制
御のハンチングを抑制できる。

本発明の他の実施例を第８図により説明する。

本実施例はアンロード弁内にブリードオフ弁を同軸的に
内蔵させ、両者を一体化したものである。

第８図において、本実施例のブリードオフ弁兼アンロー
ド弁４９は、ボディ５０内にアンロード弁用のスプール
５１が滑動自在に組み込まれ、スプール５１内にブリー
ドオフ弁用のスプール５２が滑動自在に組み込まれ、ス
プール５１．５２の両端には共通の圧力室５３．５４が
設けられている。ボディ５０には３つのポート５５．５
６．５７が設けられ、圧力室５３はボディ５０に設けら
れた通路５８を介してポート５５に連通し、圧力室５４
はポート５６に直接連通している。ポート５５が第１図
の吐出管路３に接続され、ポンプ吐出圧力Ｐｓが導かれ
、ポート５６は第１図のパイロットライン２６に接続さ
れ、最高負荷圧力ＰＬｍＲｘが導かれ、ポート５７がタ
ンクに接続される。

また、スプール５１にはその外周に溝５９が設けられ、
スプール５１が図示の位置から左方に移動すると、この
溝を介してポート５５とポート５７が連通する。なお、
通路５８はスプール５１に設けてもよい。

スプール５２にもポート５５に連通する通路６０と、ポ
ート５７に連通する通路６１とが設けられ、スプール５
２の外周に溝６２が設けられ、スプール５２が図示の位
置から左方に移動すると、この溝を介して通路６０と通
路６１、したがってポート５５とポート５７が連通する
。

ボディ５０内の圧力室５４にはスプール５１を図示右方
に付勢するばね６３が配置され、スプール５１内の圧力
室５４にはスプール５２を図示右方に付勢するばね６４
が配置され、スプール５１内にはさらに、スプール５２
の図示右方のストロークを規制するストッパ６５および
ばね６４の荷重を受けるストッパ６６が設けられている
。

ブリードオフ弁用のスプール５２の溝６２のボート５７
側の端部には、第３ａ図および第４図ａに示す溝４０ま
たは４１と同様の溝が形成されている。　今、差圧ΔＰ
　（＝Ｐｓ−ＰＬｍａｘ）が増加し、ばね１８（第１図
参照）の設定値ΔＰ２を越え、さらにばね６４の設定値
ΔＰ４　　（第５ｂ図および第５ｃ図参照）を越えると
、スプール５２はばね６４を押し縮めて、スプール５１
内を図示左方に移動する。その結果、ポート５５に導か
れた圧油は通路６０および溝６２を通り、通路６１を経
てポート５７に流れ、戻り回路に流出する。さらに差圧
ΔＰが増加し、ばね６３の設定値ΔＰ３に近付くと、ス
プール５１がばね６３を押し縮め、ボディ５０内を図示
左方に移動し、ポート５５からの圧油は溝５９を経てポ
ート５７に流れるようになる。したがって、本実施例で
も、第１の実施例と同様に、制御誤差によりポンプ吐出
圧力が急上昇すると、ただちに重量の軽いブリードオフ
弁用のスプール５２が作用し、圧力上昇を規制し、ハン
チングを防止する。

また、本実施例によれば、アンロード弁とブリードオフ
弁を一体にしたので、コンパクトな弁構造を得ることが
できると共に、従来のアンロード弁をこれに置き換える
だけで、回路の変更なくして実施できる。

本発明のさらに他の実施例を第９図〜第１２図により説
明する。図中、第１図に示す部材と同等の部材には同じ
符号を付している。本実施例はアンロード弁のスプ→し
にブリードオフ機能を組み込んだものである。

すなわち、第９図において、油圧ポンプ１の吐出管路３
に第１図のアンロード弁２０に代えブリードオフ機能付
きアンロード弁７０を配置し、第１図のブリードオフ弁
２４は配置しない。アンロード弁７０の最高負荷圧力が
フィードバックされる側にばね７１が設けられている。

ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧がばね７１で設
定した値より高くなろうとするきアンロード弁７０は開
弁し、ポンプ吐出量を流出する。

ブリードオフ機能付きアンロード弁７０の全体構造は第
２図に示す第１の実施例のブリードオフ弁２４と実質的
に同じである。ただし、基本的にはアンロード弁である
ので、バルブ寸法、すなわち、スプールの直径はアンロ
ード弁に必要な直径、すなわち、設定値ΔＰ３で油圧ポ
ンプ１の最小吐出量のほぼ全量を流出し得る直径となっ
ている。

第１０図に第２図の■部の拡大図に相当する部分の拡大
図を示す。参照番号７２はボディであり、７３はボディ
７２内を滑動可能なスプール、７４はその周囲に設けら
れたアンロード用の溝、７５は出口ポートである。溝７
４の出口ボート７５側の端部には溝７４に先立って開口
する第２の溝、すなわち、ブリードオフ用の溝の７６が
設けられ、溝７６は第３ｂ図に示す溝４０と同様に円周
方向に配列された多数のノツチからなり、これらノツチ
は深さ方向および長さ方向共にＶ字形をしている。ただ
しこの溝の長さは、第３ａ図と第１０図との比較から分
るように、ブリードオフ弁２４の溝４０よりも短い。こ
のブリードオフ用の溝は、第１の実施例の第４ａ図およ
び第４ｂ図に示す溝４１と同様、第１１図に示すように
深さ及び幅がほぼ一定の長方形の溝７７であってもよい
。

このように構成したブリードオフ機能付きアンロード弁
７０の流量特性を第１２ａ図〜第１２ｃ図により説明す
る。第１２ａ図は、第１の実施例の第５ａ図と同様、従
来のアンロード弁の流量特性を示し、横軸のΔＰｉはば
ね１０の設定値、ΔＰ２はばね１８の設定値、ΔＰ３は
ばね２３の設定値である。縦軸のＡＯは差圧ΔＰが設定
値ΔＰ３にあるときの油圧ポンプ１の、最小吐出量の全
量を流出し得る開口面積である。

第１２ｂ図は第１０図に示す溝７６を有するブリードオ
フ機能付きアンロード弁７０の流量特性を示す。差圧Δ
Ｐが設定値ΔＰ２をわずかに越えたばね７１の設定値Δ
Ｐ４に達するとブリードオフ用のＶ字形の溝７６が開き
始め、その開口面積は差圧ΔＰの増加と共に従来のアン
ロード弁の特性線よりも小さい勾配で増加し、差圧ΔＰ
がさらに上昇し、設定値ΔＰ３に近付くとアンロード用
の溝７４が開口し、その開口面積は差圧ΔＰの増加と共
に従来のアンロード弁の特性線と同じ勾配で増加する。

溝７６の特性線が溝７４の特性線に交差するときの開口
面積Ａ１はアンロード弁の上述した開口面積ＡＯの約１
／３である。

第１２ｃ図は第１１図に示す溝７７を有するブリードオ
フ機能付きアンロード弁７０の流量特性を示す。溝７７
の場合は、第５Ｃ図と同様、設定値ΔＰ４で開弁じた後
、始めの開口面積Ａ１が確保される。

このように構成したブリードオフ機能付きアンロード弁
７０は、アンロード用の溝７４の開口に先立ってブリー
ドオフ用の溝７６が開口し、アンロード時の流出流量に
比べて小流量をタンクに流出する。

したがって、本実施例においても、油圧ポンプ１の必要
流量に対して実吐出量が多すぎた場合、ポンプ吐出圧力
が上昇し、差圧ΔＰがばね１８の設定値ΔＰ２を越え、
さらにばね２７の設定値ΔＰ３を越えると、ブリードオ
フ用の溝７６または７７が開口し、差圧ΔＰの過度な上
昇を防止する。

本発明のさらに他の実施例を第１３図及び第１４図によ
り説明する。図中、第１図に示す部材と同等の部材には
同じ符号を付している。本実施例は、弁スプールを付勢
するばねを２段に設け、ブリードオフ機能付きアンロー
ド弁を提供するものである。

第１３図において、油圧ポンプ１の吐出管路３に第９図
に示す前述の実施例と同様ブリードオフ機能付きアンロ
ード弁８０が設置されている。このアンロード弁８０の
最高負荷圧力がフィードバックされる側にばね８１，８
２が２段で設けられ、一方のばね８２はアンロード弁８
０が所定のストローク移動した後に弁スプールに接触し
、作用するようになっている。

ブリードオフ機能付きアンロード弁８０の構造を第１４
図に示す。アンロード弁８０は、基本的には第２図に示
したブリードオフ弁２４と同じであり、ボディ９０、ス
プール９１、圧力室９２゜９３．３つのポー）９４．９
５，９６、内部通路９７、スプール外周の溝９８を有し
ている。ただし、第９図の実施例におけるアンロード弁
７０と同様、アンロード弁９０は油圧ポンプの最小吐出
量のほぼ全量を流出できるバルブ寸法を有している。ま
た、溝９８の端部にはこれに先立って開口する溝は設け
られていない。圧力室９３には上述した２つのばね８１
，８２が配設され、ばね８１はスプールに常時接触し、
これを図示右方に付勢し、ばね８２はボディ９０の段部
９９に位置するストッパ１００に保持されている。スプ
ール９１の同じ側の端部には段部１０１が設けられ、ス
トッパ１００の内周部と当接可能とされている。

スプール９１は最初は、ばね８１とポンプ吐出圧力Ｐｓ
と最高負荷圧力ＰＬｍａｘとのバランスで移動する。し
たがって、差圧ΔＰがばね８１の設定値ΔＰ４を越える
とスプール９１はストッパ１００に当たるまで移動し、
ポート９４とポート９６を比較的小さい開口面積ＡＩで
連通ずる。差圧ΔＰがばね８２の予圧縮力、すなわち、
初期荷重を越えるまでは差圧ΔＰが上昇しても開口面積
は変化せず、一定の開口面積ＡＩを保持する。差圧ΔＰ
がばね８２の初期荷重を越えるとスプール９１は再び移
動し、開口面積が増加する。この流量特性は前述した第
し２ｃ図とほぼ同じとなる。

したがって、本実施例によっても上述した第９図の実施
例と同様に差圧ΔＰの過度な上昇を防止し、ポンプ容量
制御のハンチングを防止できる。

本発明のさらに他の実施例を第１５図及び第１６図によ
り説明する。本実施例はポンプ吐出量をブリードオフさ
せるときの差圧の設定値を変えたものである。

すなわち、第１５ａ図および第１５ｂ図はそれぞれ第１
図に示す実施例の第５ｂ図および第５Ｃ図に対応するも
ので、第５ｂ図および第５Ｃ図では、ブリードオフ弁２
５（第１図参照）は差圧ΔＰが設定値ΔＰ２をわずかに
越えた設定値ΔＰ４に達するとＶ字形の溝４０（第３ａ
図参照）または長方形の溝４１（第４ａ図参照）が開き
始め、アンロード弁２０（第１図参照）の開弁に先立っ
て小流量をタンクに流出するようにしたが、本実施例で
は、ばね２７（第１図および第２図参照）の設定を変え
、差圧ΔＰが設定値ΔＰ２よりも小さい設定値ΔＰ５に
達すると溝４０または４１が開き始めるようにしたもの
である。

また、第１６ａ図および第１６ｂ図はそれぞれ第９図に
示す実施例の第１２ｂ図および第１２ｃ図に対応するも
ので、第１２ｂ図および第１２ｃ図では、ブリードオフ
機能付きアンロード弁７０（第９図参照）のブリードオ
フ用のＶ字形の溝７６（第１０図参照）または長方形の
溝７７（第１１図参照）は差圧ΔＰが設定値ΔＰ２をわ
ずかに越えた設定値△Ｐ４に達すると開き始め、アンロ
ード用の溝７４（第１０図および第１１図参照）の開弁
に先立って小流量をタンクに流出するようにしたが、本
実施例では、ばね７１（第９図参照）の設定を変え、第
１６ａ図および第１６ｂ図の流量特性と同様、差圧ΔＰ
が設定値ΔＰ２よりも小さい設定値ΔＰ５に達すると溝
７６または７７が開き始めるようにしたものである。

−例として、前述したように、設定値ΔＰｌが８ｋｇ／
ｃ［ｌｆ、設定値ΔＰ２が１５ｋｇ／ｃｉ、設定値ΔＰ
３が２５ｋｇ／ａ（である場合は、設定値ΔＰ５は設定
値ΔＰ２よりも数ｋｇ／ａｌ低い値、例えば１２ｋｇ／
ｃｎｆである。

その他の構成は第１図または第９図の実施例と同じであ
る。

前述した実施例では、ブリードオフを開始する設定値Δ
Ｐ４をアンロードを開始する設定値ΔＰ２より高くした
ので、ポンプレギュレータ装置１３によりポンプ吐出圧
力が最高負荷圧力よりも設定値ΔＰ２だけ高く保たれる
ように制御される通常の運転においては、ブリードオフ
弁２５またはブリードオフ用の溝７６または７７は機能
せず、ブリードオフ手段からの不要の流量の漏れが発生
せず、ポンプ吐出流量のロスが生じない。

これに対して、本実施例では設定値ΔＰ５を設定値ΔＰ
２よりも低くしたので、通常の運転時にもブリードオフ
手段が機能し、若干の流量の漏れが発生するが、開口面
積ＡＩの設定を調整することにより流量の漏れは最小限
にできると共に、本実施例では、差圧が設定値ΔＰ２を
越える前から適度の流量が流出するので、差圧の過度の
上昇を一層効果的に防止でき、ポンプ容量制御のハンチ
ングをより確実に防止し、安定したロードセンシング制
御が可能となる。

なお、以上の実施例では、各バルブを作動させる圧力は
、それぞれのばねによって決定される−定値としている
が、外部からの圧力や押付力を加えて可変とした場合で
も、本発明は適用できることは明らかであろう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ロードセンシング制御される油圧ポン
プの容量制御の応答遅れによる圧力の急変に基づくハン
チングを防止でき、安定したロードセンシング制御を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による油圧駆動システムの回
路図であり、第２図は第１図のブリードオフ弁の断面図
であり、第３図（ａ）は第２図の■部分の拡大図であり
、第３図（ｂ）は同部分の平面展開図であり、第４図（
ａ）および第４図（ｂ）はそれぞれ■部分の他の構成例
を示す拡大図および平面展開図であり、第５ａ図は従来
のアンロード弁の流量特性図であり、第５ｂ図および第
５ｃ図は、それぞれ、第４ａ図および第４ｂ図に対応す
る本実施例のブリードオフ弁の流量特性を示す図であり
、第６図および第７図は、それぞれ、第５ｂ図および第
５ｃ図に対応する本実施例のアンロード弁とブリードオ
フ弁の流量特性を合成した特性を示す図であり、第８図
は本発明の他の実施例によるアンロード弁とブリードオ
フ弁を一体化した弁構造の断面図であり、第９図は本発
明のさらに他の実施例による油圧駆動システムの回路図
であり、第１０図および第１１図は、それ゛ぞれ、第９
図の実施例におけるブリードオフ機能付きアンロード弁
の要部を拡大して示す、第３ａ図および第４ａ図に対応
する図であり、第１２ａ図は従来のアンロード弁の流量
特性図であり、第１２ｂ図および第１２ｃ図は、それぞ
れ、第１０図および第１１図に対応する本実施例のブリ
ードオフ弁の流量特性を示す図であり、第１３図は本発
明のさらに他の実施例による油圧駆動システムの回路図
であり、第１４図は第１３図のブリードオフ機能付アン
ロード弁の断面図であり、第１−５ａ図および第１５ｂ
図は、それぞれ第５ｂ図および第５ｃ図に対応する、本
発明のさらに他の実施例による流量特性を示す図であり
、第１６ａ図および第１６ｂ図は、それぞれ第１２ｂ図
および第１２ｃ図に対応する、本発明のさらに他の実施
例による流量特性を示す図である。符号の説明１・・・油圧ポンプ２・・・斜板（容量可変機構）３・・・吐出管路５Ａ、５Ｂ・・・方向切換弁６Ａ、６Ｂ・・・アクチュエータ１３・・・ポンプレギュレータ装置２０・・・アンロード弁（圧力上昇規制手段）２４・・
・ブリードオフ弁（ブリードオフ手段）４９・・・ブリ
ードオフ弁兼アンロード弁（圧力上昇規制手段）５１・・・アンロード用スプール（アンロード弁）５２
・・・ブリードオフ用スプール（ブリードオフ弁）７０
．８０・・・ブリードオフ機能付きアンロード弁７３・
・・弁スプール７４・・・溝（第１の溝手段）７６．７７・・・ブリードオフ用の、溝（第２の溝手段
）８１・・・ばね（第１のばね手段）８２・・・ばね（第２のばね手段）９１・・・弁スプール１００・・・ストッパ ΔＰ・・・差圧 ΔＰ２・・・第１の設定値 ΔＰ３・・・第２の設定値 ΔＰ４．　ΔＰ５・・・第３の設定値

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから
吐出される圧油により駆動される複数のアクチュエータ
と、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供
給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の方向切換
弁と、前記方向切換弁が全て中立位置にあるときに前記
油圧ポンプを最小容量に保持すると共に、油圧ポンプの
吐出圧力を前記アクチュエータの最高負荷圧力よりも第
１の設定値だけ高く保つように油圧ポンプの容量を制御
するポンプレギュレータ手段と、前記油圧ポンプの吐出
管路に接続され、前記ポンプ吐出圧力と前記最高負荷圧
力との差圧に応答して作動するアンロード弁を含み、前
記差圧が前記第１の設定値よりも大きな第２の設定値に
達すると前記最小容量にある油圧ポンプの吐出量のほぼ
全量を流出する圧力上昇規制手段とを備えた油圧駆動シ
ステムにおいて、前記圧力上昇規制手段に、前記差圧が前記第２の設定値
以下の前記第１の設定値付近の値よりも小さな第３の設
定値を越えると前記アンロード弁の開弁に先立って開弁
し、前記第２の設定値に達したときの流出流量に比べて
小流量を流出するブリードオフ手段を設けたことを特徴
とする油圧駆動システム。
（２）請求項１記載の油圧駆動システムにおいて、前記
ブリードオフ手段が、前記油圧ポンプの吐出管路に接続
され、前記ポンプ吐出圧力と前記最高負荷圧力との差圧
に応答して作動する、前記アンロード弁と別体のブリー
ドオフ弁であることを特徴とする油圧駆動システム。
（３）請求項１記載の油圧駆動システムにおいて、前記
ブリードオフ手段が、前記アンロード弁内に同軸的に内
蔵され、前記ポンプ吐出圧力と前記最高負荷圧力との差
圧に応答して作動するブリードオフ弁であることを特徴
とする油圧駆動システム。
（４）請求項１記載の油圧駆動システムにおいて、前記
アンロード弁に、前記差圧が第３の設定値を越えると前
記小流量を流出するブリードオフ機能を付加し、前記ブ
リードオフ手段を構成したことを特徴とする油圧駆動シ
ステム。
（５）前記アンロード弁が、前記ポンプ吐出量のほぼ全
量を流すための比較的大きい開口面積を与える第１の溝
手段を設けた弁スプールを有する請求項４記載の油圧駆
動システムにおいて、前記アンロード弁の弁スプールに
、前記第１の溝手段の開口に先立って開口し、前記小流
量を流出するための比較的小さい開口面積を与える第２
の溝手段をさらに設けたことを特徴とする油圧駆動シス
テム。
（６）前記アンロード弁が、前記差圧が開弁方向に作用
する弁スプールと、前記差圧に対抗して弁スプールを付
勢する第１のばね手段とを有し、前記第１のばね手段の
初期荷重を、前記差圧が前記第２の設定値に達すると前
記弁スプールの開弁方向の移動を許し、前記ポンプ吐出
量のほぼ全量を流出するように設定した請求項４記載の
油圧駆動システムにおいて、前記アンロード弁は、前記差圧に対抗して前記弁スプー
ルを付勢する第２のばね手段と、前記弁スプールが所定
のストローク移動する前は前記第１のばね手段と弁スプ
ールとを分離し、所定のストローク移動したときに該弁
スプールに接触して前記第１のばね手段の付勢力を弁ス
プールに伝えるストッパとを有し、前記第２のばね手段
の初期荷重を、前記差圧が前記第３の設定値を越えると
前記弁スプールの開弁方向の移動を許すように前記第１
のばね手段の初期荷重よりも小さく設定し、これにより
前記差圧が前記第２の設定値を越えるまでは前記ストッ
パにより前記所定のストロークの位置に保持され、前記
小流量を流出することを特徴とする油圧駆動システム。
（７）請求項１記載の油圧駆動システムにおいて、前記
差圧の第３の設定値は前記第１の設定値よりも大きいこ
とを特徴とする油圧駆動システム。
（８）請求項１記載の油圧駆動システムにおいて、前記
差圧の第３の設定値は前記第１の設定値よりも小さいこ
とを特徴とする油圧駆動システム。
（９）請求項１記載の油圧駆動システムにおいて、前記
ブリードオフ手段が開弁し、前記小流量を流出するとき
の開口面積は前記圧力上昇規制手段が前記ポンプ吐出量
のほぼ全量を流出するときの開口面積の約１／３以下で
あることを特徴とする油圧駆動システム。