JPH0326322Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、複数のアクチユエータを制御する
各操作弁をタンデム（串形）に連結した油圧装置
であつて、装置の作動状態を示す油圧によつてポ
ンプの吐出量を自動的に制御させるようにした油
圧装置の改良に関する。

［従来の技術］ 油圧パワーシヨベルのような建設機械、油圧フ
オークリフトのような運搬機械、その他の油圧駆
動装置のうち、複数のアクチユエータを備え、こ
れを制御するそれぞれの操作弁がタンデムに連結
されたものがある。

第４図は、このような装置の従来の油圧回路を
示す。この油圧装置は油圧ポンプ３によつて送ら
れる油圧により、仕事ｗをする第１アクチユエー
タ４及び仕事ｗをする第２アクチユエータ５が駆
動される装置である。この油圧回路において、第
１アクチユエータ４を制御する第１操作弁１と第
２アクチユエータ５を制御する第２操作弁２と
は、タンデムに接続されている。

ポンプ３は可変容量ポンプであり、その吐出量
Qpは、リリーフ弁６の入口１０における圧力P₁₀
が信号回路７によつてポンプの制御機構３ａに伝
達され、第５図に示すような吐出量特性となるよ
うに調整されている。この特性は、両操作弁が中
立位置で、どのアクチユエータも働いていないと
きは、リリーフ弁６入口圧力P₁₀は高くなるので、
ポンプ３の吐出量を下げ、無駄なエネルギの消費
を避けるようにしたものである。

リリーフ弁６の通過流量Q_Rと発生圧P₁₀との関
係は第６図に示すような特性となつている。通
常、第５図と第６図との関係で、Pα＞Pγ、Pβ＜
Pδ、Qmin＞Q_Rminに設定される。

第１操作弁１及び第２操作弁２が両方共、中立
位置にあるときは、バイパス通路８→９→１０の
順に圧力低下はなく油が流れる。したがつて、こ
の場合は、第５図と第６図を重畳することによ
り、第７図に示すように、ポンプ吐出量曲線Qp
とリリーフ弁流量曲線Q_Rとは点Ｉで交叉する。
点Ｉの座標は流量Qmin、圧力Pεである。これ
は、両操作弁１，２が中立位置にあるときは、ポ
ンプ吐出量はQminであり、吐出圧はQεであり、
通路８→９→１０の間はこの状態であることを示
している。

さて、第１操作弁１を、第１アクチユエータ４
を負荷ｗに抗して、ゆつくり始動させようとし
て、第８図の１ｃの位置で保持する。このときの
通路面積を第８図に示すように、バイパス側を
Aby、主路側をApcとし、通路８→９及び８→１
２の通過流量を各々Q₈₉，Q₈₁₂とすれば、ポンプ
吐出量QpとQ₈₉及びQ₈₁₂との関係は次のようにな
る。

Qp＝Q₈₁₂＋Q₈₉ …(1) ここに、Ｃは流量係数、ρは作動油密度、P₈，
P₉，P₁₂はそれぞれ通路８，９，１２の圧力であ
る。P₁₂は第１アクチユエータ４の負荷抵抗で決
まる。

第１アクチユエータ４を負荷ｗに抗して微速始
動させようとする場合は、第１アクチユエータ４
への流量Q₈₁₂はほぼゼロとみなされるので、前式
は次のようになる。

また、 であるためには、（P₈−P₁₂）≒０、すなわち、 P₈≒P₁₂ …(6) でなければならない。

すなわち第８図において、フアンクシヨン１ｂ
からゆつくり１ｃへ第１操作弁を切換える間は、
ポンプ吐出量Qpは、全量が通路８→９→１０と
流れ、リリーフ弁６を通過するため、第７図に示
すように、流量Qminに維持される。故に、 Qp≒Q₈₉≒Qmin …(7) となる。

第１操作弁１をフアンクシヨン１ｃとし、第１
アクチユエータ４を負荷に抗して微速始動させよ
うとするときに、第２アクチユエータ５を作動さ
せるために、第２操作弁２を、第９図に示すよう
に、フアンクシヨン２ｃの位置へ切換えると、通
路９と１０とは遮断されるので、いままでリリー
フ弁６へ流れていた流量Q₈₉は通路９から１４へ
全量流入し、リリーフ弁６の通過流量Q_Rはゼロ
となるため、圧力P₁₀は、第６図の流量特性によ
り、Pγ以下に低下する。そうすると、第５図の
特性により、ポンプ吐出量QpはQmaxに急増す
る。すなわち、第９図において、QpはQminから
Qmaxに急増する。すなわち、式(4)及び(7)から、 でバランスしていたポンプ吐出量QpがQminから
Qmaxへ急増する。しかし、通路９の圧力P₉は第
２アクチユエータ５の負荷ｗにより一定圧力に保
たれているので、前式のQpが大となるためには
右辺の（P₈−P₉）が大とならなければならず、
そのためにはP₈が大とならなければならない。
すなわち、通路８の圧力P₈が急増する。

P₈が急増すると、式(2)より、通路８から通路
１２へ流れる流量Q₈₁₂が急増する。

このようにして、第１アクチユエータ４をゆつ
くり作動させているとき、第２操作弁２を切換え
ると、第１アクチユエータ４が急に速く作動する
こととなり、危険が生じる。

［考案が解決しようとする課題］ そこで、この考案の目的は、前述のように、先
位の第１アクチユエータ４を微動させるように第
１操作弁１を操作しているときに、後位の第２操
作弁２を操作しても、第１アクチユエータ４に悪
影響を及ぼさないようにし、作動の円滑化及び危
険の防止を図ろうとするものである。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、この考案は、吐出
量制御機能を付設されたポンプと、該ポンプの吐
出側にタンデムに接続された複数の操作弁と、該
操作弁の後流に設置されたリリーフ弁とからな
り、該リリーフ弁の入口圧力を前記ポンプの吐出
量制御機能に伝達する信号回路を設け、前記複数
の操作弁がすべて中立のときは前記ポンプの吐出
量を小とするように制御させるようにした油圧装
置において、前記複数の操作弁のうち先位の操作
弁に連動し、該先位の操作弁が中立のときにのみ
前記信号回路を連通させ、該先位の操作弁が中立
を外れたときは該先位の操作弁によるアクチユエ
ータへの供給通路が開く前に前記信号回路を遮断
して前記ポンプの吐出量をほぼ最大とさせる切換
弁を前記信号回路中に設けたことを特徴とする。

［作用］ この考案における先位の操作弁に連動する切換
弁は、先位の操作弁が中立位置のときは、信号回
路を連通させるので、ポンプの吐出量はリリーフ
弁入口の圧力信号によつて制御されるが、先位の
操作弁が中立位置から移動したときは、該先位の
操作弁によるアクチユエータへの供給通路が開く
前に、この切換弁は信号回路を遮断し、信号回路
の圧力はポンプに伝達されず、ポンプは最大量を
吐出する状態となる。その状態では、後位の操作
弁を操作しても、信号回路の圧力はこの切換弁に
よつて遮断されており、ポンプは最大量を吐出し
ているので、後位の操作弁を操作しても先位のア
クチユエータが急速に作動することはない。

［実施例］ 以下この考案を図示の実施例について詳説す
る。第１図は、この考案による油圧装置の実施例
の回路図である。

可変容量ポンプ３の吐出口は、通路８をへて、
第１操作弁１に接続され、第２操作弁２は、通路
９をへて、第１操作弁１にタンデム接続されてい
る。操作弁１，２はそれぞれアクチユエータ４，
５を制御する。ポンプ３の吐出量を決定する圧力
信号を発生するリリーフ弁６が第２操作弁２の後
の通路１０に接続され、通路１０の圧力は、信号
回路７により、第１操作弁１に連動して動くよう
に設けられたこの考案による切換弁２０に接続さ
れている。切換弁２０からの信号回路２１はポン
プ３の制御機構３ａに接続されている。

切換弁２０は、第１操作弁１が中立位置にある
ときにのみ信号回路７と２１が連通し、第１操作
弁１が中立位置から移動したときは信号回路７と
２１を遮断し、信号回路２１は戻り油タンクＴに
連通し除圧されるようになつている。すなわち、
第２図に示すように、第１操作弁１のフアンクシ
ヨン１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに対して切換
弁２０のフアンクシヨン２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄ，２０ｅがそれぞれ対応するように構
成されている。

次に作用について述べる。第２図において、ア
クチユエータ４をインチング（微動）制御するた
め、第１操作弁１をフアンクシヨン１ａ又は１ｃ
の位置で保持する場合に、切換弁２０は２０ａま
たは２０ｃのフアンクシヨンとなつており、信号
路７と信号路２１とは遮断される。したがつて、
信号回路の圧力はポンプ制御機構３ａに伝達され
ず、ポンプ３は最大吐出量状態となつている。

第３図は、連動して動く第１操作弁１と切換弁
２０のスプールの動きを重ねて横座標Stに左から
フアンクシヨンｅ，ａ，ｂ（中立位置）、ｃ，ｄと
して表し、縦座標には両弁１と２０のスプールの
ストローク（横座標）に対する各ポートの連通面
積Ａの大きさの変化を示す。A₇₂₁は切換弁２０の
信号回路７→２１の連通面積、A_21Tは信号回路２
１から戻り油タンクＴへの連通面積、Apcは操作
弁１の作動通路８→１２の連通面積、Abyは操作
弁１のバイパス通路８→９の連通面積を示す。

第３図において、切換弁２０のポートの開閉状
態は、中立位置２０ｂでは、信号回路連通面積
A₇₂₁は大、信号回路除圧面積A_21Tはゼロであるた
め、信号回路２１は信号回路７に連通し、点１０
の油圧信号をポンプ３に伝達している。第１操作
弁１が中立位置から少し動いて、アクチユエータ
４への供給路Apcが開口する前の点であるＸ又は
Ｙ点に達すると、信号回路連通面積A₇₂₁はゼロ、
信号回路除圧面積A_21Tは大となるため、信号回路
２１は、信号回路７と完全に遮断され、戻り油タ
ンクＴに連通し、信号回路２１内の油圧は除圧さ
れ、ポンプ制御機構３ａに伝達され、ポンプ３の
吐出量は、第５図に示すようにQmaxとなる。す
なわち、第１操作弁１と切換弁２０のスプールが
中立位置からＸ又はＹの位置に到ると、ポンプ３
の吐出量を決定する信号回路２１の圧力がP₁₀の
圧力と遮断され、除圧されるので、ポンプ３の吐
出量はQmaxとなる。この時には、アクチユエー
タ４への油供給路Apcは開口していないので（第
３図）、ポンプ３の吐出量が変化してもアクチユ
エータ４には全く無関係である。

次に、スプールのストロークを大きくして、１
ａ又は１ｃの位置にし、負荷ｗを第１操作弁１に
よつて微速運転しているときに、第２操作弁２を
急操作しても、既にポンプ３は最大流量Qmaxを
吐出し続けているから、吐出量の変化はない。し
たがつて、前述のように、第２操作弁２を急操作
することによつて、第１アクチユエータ４の運動
を急増させるというような悪影響を防止すること
ができる。

なお、この考案による切換弁２０は、例えばタ
ンデムに接続された操作弁が３個ある場合に、第
１と第２の操作弁に連動する切換弁をそれぞれ設
け、この２個の切換弁を信号油圧回路７→２１間
に直列に接続してポンプの吐出量を制御するよう
に構成すれば、第３アクチユエータの運転によつ
て第１又は第２アクチユエータの微速運転が乱さ
れることを防止することができる。

［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、先位の操作
弁に連動する切換弁を設け、可変容量ポンプの吐
出量を制御する油圧信号回路を、先位の操作弁が
中立のときにのみ連通させ、先位の操作弁が中立
を外れたときは先位の操作弁によるアクチユエー
タへの供給通路が開く前に信号回路を遮断してポ
ンプの吐出量を最大にさせるようにしたので、先
位のアクチユエータを微速運転しているとき、後
位の操作弁を急操作しても、先位のアクチユエー
タの運転状態に影響を及ぼさず、危険の発生を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による油圧装置の実施例の回
路図、第２図はこの考案による切換弁の説明図、
第３図は第１操作弁と切換弁のスプールストロー
クに対する各弁のポートの開口面積のグラフ、第
４図は従来の油圧装置の回路図、第５図はポンプ
の吐出量特性グラフ、第６図はリリーフ弁の流量
特性グラフ、第７図は第５図と第６図を重ね合せ
たグラフ、第８図は第１操作弁の説明図、第９図
は第１操作弁を微動フアンクシヨンとし第２操作
弁を運転フアンクシヨンとしたときの説明図であ
る。 図において、１は第１操作弁、２は第２操作
弁、３は油圧ポンプ、４は第１アクチユエータ、
５は第２アクチユエータ、６はリリーフ弁、７は
信号回路、８及び９は油圧通路、１０はリリーフ
弁６の入口点、１１乃至１４は油圧通路、２０は
切換弁、２１は信号回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吐出量制御機能を付設されたポンプと、該ポン
   プの吐出側にタンデムに接続された複数の操作弁
   と、該操作弁の後流に設置されたリリーフ弁とか
   らなり、該リリーフ弁の入口圧力を前記ポンプの
   吐出量制御機能に伝達する信号回路を設け、前記
   複数の操作弁がすべて中立のときは前記ポンプの
   吐出量を小とするように制御させるようにした油
   圧装置において、前記複数の操作弁のうち先位の
   操作弁に連動し、該先位の操作弁が中立のときに
   のみ前記信号回路を連通させ、該先位の操作弁が
   中立を外れたときは該先位の操作弁によるアクチ
   ユエータへの供給通路が開く前に前記信号回路を
   遮断して前記ポンプの吐出量をほぼ最大とさせる
   切換弁を前記信号回路中に設けたことを特徴とす
   る油圧装置。