JPH06159307A - 負荷感応形油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産性が良く、通路３を通過するときに起き
る圧力損失による影響を受けない負荷感応形油圧回路を
提供することである。 【構成】 サーボシリンダ１４で吐出量を制御されてい
る可変吐出量ポンプＰとアクチュエータ１との間に、負
荷圧を導くパイロットポート６と絞り４とを備えた切換
弁２を設け、この切換弁２の下流に第１圧力補償弁７を
設けるとともに、パイロットポート６のパイロット圧を
第２圧力補償弁１３に作用させている。そして、アクチ
ュエータ１への供給流量は第１圧力補償弁７で制御し、
サーボシリンダ１４への信号圧を第２圧力補償弁１３で
制御している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建設機械等に最適な
負荷感応形油圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械等のアクチュエータを制御する
ものとしては、図３に示すような負荷感応形油圧回路が
ある。この油圧回路は、アクチュエータ１の負荷圧を検
出し、その負荷の必要とするだけの油圧動力を可変吐出
量ポンプＰに吐出させるものである。この回路では、可
変吐出量ポンプＰとアクチュエータ１とを切換弁２を介
して接続している。上記切換弁２は、クローズドセンタ
タイプの切換弁であり、通路３によって可変吐出量ポン
プＰと接続している。また、この切換弁２は、図に示す
ような３つの切換え位置２ａ〜２ｃを備えているが、こ
れら切換え位置のうち、中立位置２ｂ以外の切換え位置
２ａ、２ｃには、その最上流に絞り４を設けているとと
もに、アクチュエータ１に連通する流路５は、パイロッ
トポート６へ分岐している。

【０００３】上記切換弁２の絞り４下流とアクチュエー
タ１への流路５上流との間には、第１圧力補償弁７が設
けてある。この第１圧力補償弁７は、図に示すブロック
位置７ａと、連通位置７ｂとを備え、これら両位置の間
７ａ、７ｂで動くことにより、開口面積を変化させ、そ
れに応じて通過流量を制御している。上記ブロック位置
７ａ側には、連通位置７ｂ側に弾性力を作用させるスプ
リング８を設けているとともに、切換弁２のパイロット
ポート６に接続したパイロット通路９からアクチュエー
タ１の負荷圧を導いている。また、連通位置７ｂ側に
は、切換弁２の絞り４下流の通路１０から分岐したパイ
ロット通路１１により、絞り４下流の圧力を作用させて
いる。このように、第１圧力補償弁７のブロック位置７
ａ側にアクチュエータ１の負荷圧とスプリング８の弾性
力を作用させるとともに、連通位置７ｂ側に絞り４下流
の圧力を作用させることで、第１圧力補償弁７は、その
前後の差圧をスプリング８の力に等しくして、一定に保
っている。

【０００４】また、通路３から分岐した分岐通路１２
は、第２圧力補償弁１３に接続している。この第２圧力
補償弁１３は、２つの切換え位置１３ａ、１３ｂを備え
ていて、その切換え位置に応じて、下流側を可変吐出量
ポンプＰの吐出量を変化させる動作を行うサーボシリン
ダ１４と、タンクＴとのいずれかに切り換えるようにし
ている。上記第２圧力補償弁１３の切換え位置１３ａ側
には、上記パイロット通路９からのパイロット圧を導く
とともに、切換え位置１３ｂ側に弾性力を作用させるス
プリング１５を設けている。また、切換え位置１３ａ側
には、分岐通路１２からの可変吐出量ポンプＰの吐出圧
を導くようにしている。このように、第２圧力補償弁１
３の一方の切換え位置１３ａに、アクチュエータ１の負
荷圧とスプリング１５の力とを作用させるとともに、他
方の切換え位置１３ｂに可変吐出量ポンプＰの吐出圧を
作用させることで、第２圧力補償弁１３前後の差圧をス
プリング１５の力に等しくして、一定に保っている。

【０００５】このような構成の油圧回路は、切換弁２が
いずれかの切換え位置に切換わると、その切換え位置に
応じて、アクチュエータ１を作動させる。例えば、切換
え位置２ａに切換えると、可変吐出量ポンプＰから吐出
された圧油は、通路３を通って切換弁２の絞り４を通過
する。絞り４を通過して、流量を制御された圧油は、第
１圧力補償弁７に流入するとともに、パイロット通路１
１により、第１圧力補償弁７の連通位置７ｂ側に、その
圧力を作用させる。この圧力作用により、第１圧力補償
弁７は、スプリング８の力に抗して連通位置７ａ側に移
動し、アクチュエータ１への流路５を介して、圧油をア
クチュエータ１に導く。

【０００６】このとき、流路５に設けたパイロットポー
ト６には、アクチュエータ１の負荷圧が作用している。
この負荷圧は、パイロット通路９から、第１圧力補償弁
７のブロック位置７ａ側に作用して、スプリング８の力
とともに、連通位置７ｂ側のパイロット圧とバランスす
るように第１圧力補償弁７の開度を調節する。つまり、
この第１圧力補償弁７の前後の差圧は、スプリング８の
力に相当する圧力が常に保たれるようになっている。こ
のように第１圧力補償弁７が、その前後の差圧をスプリ
ング８の力に相当するようにしていれば、アクチュエー
タ１の負荷圧に対して、その差圧分だけ大きなを圧力を
アクチュエータ１に供給することができる。

【０００７】また、上記パイロット通路９から導かれた
負荷圧は、スプリング１５の力と一緒に第２圧力補償弁
１３の切換え位置１３ａ側にも作用している。そして、
この第２圧力補償弁１３には、可変吐出量ポンプＰから
の圧油が、分岐通路１２により、切換え位置１３ｂ側に
導かれている。したがって、この第２圧力補償弁１３
は、可変吐出量ポンプＰの吐出圧が、アクチュエータ１
の負荷圧より、スプリング１５の力分だけ大きくなるよ
うに、その前後の差圧を一定に保つようにしている。こ
のため、第２圧力補償弁１３の下流に接続さえれた、サ
ーボシリンダ１４には、常に、スプリング１５の力に等
しい分だけ、大きな圧力が作用し、この圧力作用によ
り、サーボシリンダ１５は、可変吐出量ポンプＰの吐出
量を制御している。

【０００８】このように、第１圧力補償弁７で、アクチ
ュエータ１の負荷圧に応じた圧油を制御し、第２圧力補
償弁１３で、負荷圧に応じた圧油を供給できるように、
可変吐出量ポンプＰの吐出量を制御している負荷感応形
油圧回路を、一般的にロードセンシングと呼んでいる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の回路
には、以下のような問題があった。すなわち、可変吐出
量ポンプと切換弁２とは、通路３によって接続されてい
るが、建設機械等では、車体本体側に設けてある可変吐
出量ポンプと、作業機としてのアクチュエータとは離れ
ているため、これらを結ぶ通路３も長いものになってし
まう。このため、可変吐出量ポンプから吐出された作動
油が、通路３を通って切換弁２に到達するまでに、通路
３内で圧力損失が生じる。この圧力損失は、可変吐出量
ポンプの吐出量よって変化するため、第１圧力補償弁７
の前後の差圧も正確に得られなくなってしまい、切換弁
２内の絞りの開口特性の設計を複雑にしなければならな
くなり、生産性が悪いという問題があった。

【００１０】また、油温が低下している場合には、圧力
損失が増大し、可変吐出量ポンプの吐出量低下をまねく
という問題があった。この発明の目的は、生産性が良
く、通路を通過する間におきる、圧力損失による影響を
受けない負荷感応形油圧圧回路を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めこの発明では、可変吐出量ポンプとアクチュエータの
動作を切換える切換弁とを通路を介して接続し、上記切
換弁の切換え位置には、絞りを設けるとともに、この絞
りの下流には、アクチュエータの負荷圧を導くパイロッ
トポートを設け、上記絞りの下流とパイロットポート上
流との間に、アクチュエータの負荷圧と絞り下流との圧
力差を一定に保つ第１圧力補償弁を設けた負荷感応形油
圧回路において、上記通路上であって、可変吐出量ポン
プから最も離れた位置に分岐通路を設け、この分岐通路
上に、アクチュエータの負荷圧と、可変吐出量ポンプと
の圧力差を一定に保つ第２圧力制御弁を設け、この第２
の圧力補償弁の下流と可変吐出量ポンプとを、可変吐出
量ポンプの吐出量を変化させる動作を行うサーボシリン
ダに接続した構成としている。

【００１２】

【作用】可変吐出量ポンプと切換弁とをつなぐ通路上で
あって、可変吐出量ポンプから最も離れた位置に分岐通
路を設け、この分岐通路から第２圧力補償弁に、可変吐
出量ポンプの吐出圧を導いている。したがって、第２圧
力補償弁は、通路での圧力損失を受けた後の可変吐出量
ポンプの吐出圧と、アクチュエータの負荷圧とで差圧を
一定に保つので、サーボシリンダに対して、可変吐出量
ポンプに、通路での圧力損失を補うだけの吐出量を吐出
させるような圧力を供給する。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示したもの
である。前記した従来例と同一の構成要素については、
同一符号を用いるとともに、その詳細な説明を省略す
る。この第１実施例では、可変吐出量ポンプＰと切換弁
２とを接続する通路３上に、分岐通路１６を設けてい
る。この分岐通路１６は、可変吐出量ポンプＰから最も
離れた位置に設けてあり、この実施例では、切換弁２の
上流に位置している。そこには、第２圧力補償弁１３が
設けてある。この第２圧力補償弁１３は、従来例に示し
たものと同じものであり、アクチュエータ１の負荷圧と
可変吐出量ポンプＰの吐出圧との差圧を一定に保つもの
である。このように、通路３上であって、可変吐出量ポ
ンプＰから最も離れた位置に、分岐通路１６を設け、こ
の分岐通路１６に第２圧力補償弁１３を設けてる。そし
て、この分岐通路１６から、可変吐出量ポンプＰのパイ
ロット圧を、第２圧力補償弁１３に作用させている点
が、従来例と異なっていて、その他の構成は、従来例と
ほぼ同じである。

【００１４】このような第１実施例では、可変吐出量ポ
ンプＰからの吐出流量は、従来例と同様に通路３を通っ
て切換弁２に導かれ、切換弁２と第１圧力補償弁７とに
よってアクチュエータ１の負荷圧に応じた流量に制御さ
れる。また、第２圧力補償弁１３は、アクチュエータ１
の負荷圧およびスプリング１５の力と、可変吐出量ポン
プＰの吐出圧との間でバランスし、スプリング１５の力
に相当する差圧を、第２圧力補償弁１３の前後で保つよ
うにしいる。そして、この第２圧力補償弁１３で、制御
された流量がサーボシリンダ１４に供給されて、アクチ
ュエータ１の負荷圧に応じた吐出量に可変吐出量ポンプ
Ｐに吐出させている。

【００１５】しかし、この第１実施例では、上記したよ
うに、第２圧力補償弁１３に作用させるさせる可変吐出
量ポンプＰのパイロット圧を、通路３上であって、可変
吐出量ポンプＰから最も離れた位置から分岐した分岐通
路１６から作用させている。したがって、可変吐出量ポ
ンプＰの吐出量が、通路３を通過する間に圧力損失して
いても、圧力損失した分を補った流量を、可変吐出量ポ
ンプＰに吐出させるようにしている。つまり、通路３で
圧力損失した可変吐出量ポンプＰの吐出圧を、パイロッ
ト圧としているので、第２圧力補償弁１３は、切換弁２
の上流側圧力と、アクチュエータ１の負荷圧との間の差
圧が、スプリング１５の力の分だけ高くなるように、そ
の開口面積を変化させる。そして、その開口面積に応じ
て、サーボシリンダ１４に信号圧を作用させ、可変吐出
量ポンプＰの吐出量を制御している。

【００１６】このように、可変吐出量ポンプＰの吐出油
が、通路３を通過するときに圧力損失を受けても、その
圧力損失した分を補って、可変吐出量ポンプＰが流量を
吐出するので、圧力損失による流量の変化に対応した切
換弁２内の絞り４の開口特性を設計する上で、圧力損失
を考慮する必要もなくなり、生産性が向上した。また、
圧力損失分の流量を補って、可変吐出量ポンプＰが流量
を吐出するので、油温の低下などによる圧力損失の増大
があっても、可変吐出量ポンプＰの吐出圧が低下するこ
とがない。

【００１７】図２はこの発明の第２実施例を示したもの
である。この第２実施例では、サーボシリンダ１４に作
用させる可変吐出量ポンプＰの吐出圧を、分岐通路１６
から導いている点が、第１実施例と異なっており、その
他は、第１実施例と同じである。

【効果】通路での圧力損失を補うだけの吐出量を、可変
吐出量ポンプから吐出させるので、圧力損失による流量
の変化に対応した切換弁内の絞りの開口特性を設計する
上で、圧力損失を考慮する必要もなくなり、生産性が向
上した。また、圧力損失分の流量を補って、可変吐出量
ポンプが流量を吐出するので、例えば、油温の低下など
による圧力損失の増大があっても、可変吐出量ポンプの
吐出圧が低下することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示した回路図である。

【図２】この発明の第２実施例を示した回路図である。

【図３】従来例の回路図を示したものである。

【符号の説明】

１ アクチュエータ ２ 切換弁 ３ 通路 ４ 絞り ６ パイロットポート ７ 第１圧力補償弁 １３ 第２圧力補償弁 １４ サーボシリンダ １６ 分岐通路 Ｐ 可変吐出量ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変吐出量ポンプとアクチュエータの動
   作を切換える切換弁とを通路を介して接続し、上記切換
   弁の切換え位置には、絞りを設けるとともに、この絞り
   の下流には、アクチュエータの負荷圧を導くパイロット
   ポートを設け、上記絞りの下流とパイロットポート上流
   との間に、アクチュエータの負荷圧と絞り下流との圧力
   差を一定に保つ第１圧力補償弁を設けた負荷感応形油圧
   回路において、上記通路上であって、可変吐出量ポンプ
   から最も離れた位置に分岐通路を設け、この分岐通路上
   に、アクチュエータの負荷圧と、可変吐出量ポンプとの
   圧力差を一定に保つ第２圧力制御弁を設け、この第２の
   圧力補償弁の下流と可変吐出量ポンプとを、可変吐出量
   ポンプの吐出量を変化させる動作を行うサーボシリンダ
   に接続した構成とした負荷感応形油圧回路。