JPH0674203A - ロードセンシング装置に於けるアンチサチュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロードセンシング装置に於いてアンチサチュ
レーションの制御範囲を使用流量の略全域に広げ、該装
置の制御性を向上させること 【構成】 １台のポンプ１を分岐した複数の供給回路２
を介して複数のアクチュエータ３へ接続し、各供給回路
に減圧形コンペンセータバルブ４と切換弁５とを順次設
けたロードセンシング装置に於いて、各減圧形コンペン
セータバルブと各切換弁との間の供給回路に、各供給回
路中の最も高い作動圧力とポンプ吐出圧の差圧及びスプ
リング８ｃの力で制御作動する可変絞り８を設けた 【効果】 減圧形コンペンセータバルブのスプリングの
制約を受けずにアンチサチュレーション制御を装置の使
用流量の略全域で行なえ、制御性が向上し、高負荷のア
クチュエータが不作動になる事態を防げる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルや油圧ク
レーン等のアクチュエータの負荷圧に応じて流量を制御
するロードセンシング装置の作動を確実ならしめるアン
チサチュレーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロードセンシング装置として、図
１に示すように、例えば油圧ショベルに搭載した油圧ポ
ンプや油圧シリンダの複数のアクチュエータａへ１台の
ポンプｂから分岐した複数の供給回路ｃを接続し、各供
給回路ｃに減圧形コンペンセータバルブｄと手動式或い
は油圧式切換えの切換弁ｅとを順次設け、各減圧形コン
ペンセータバルブｄのスプールｆに、パイロット回路ｇ
を介して自己の系に属するアクチュエータａの作動圧力
をスプリングｈの力と共に作用させ、更にこのスプリン
グｈの力を、各供給回路ｃ中の最も高い作動圧力による
力＋スプリングｉの力の合計力とポンプｂの吐出圧によ
る力の差で制御し、各減圧形コンペンセータバルブｄを
通過する流量を制御するようにしたものが知られてい
る。該切換弁ｅは、図２のように減圧形コンペンセータ
バルブｄと一体に構成されるのが一般である。図２のｊ
はロードチェックバルブである。

【０００３】各供給回路ｃにこのような減圧形コンペン
セータバルブｄを設ける理由は、供給回路ｃの流量は切
換弁ｅのスプールの位置即ち切換弁開口面積によって決
定され、ポンプｂから供給される流量が充分にあるとき
は問題がないが、切換弁で必要とする流量以下になると
切換弁は流量の制御を行なっていない状態即ちサチュレ
ーション状態になってしまうことを防止するためであ
る。例えば、何台かのアクチュエータｂを同時に駆動す
べく同時に幾つかの切換弁ｅを操作すると、低負荷優先
となって低負荷側の切換弁にポンプｂからの流量が流
れ、高負荷側の切換弁には流量が流れず高負荷のアクチ
ュエータの操作が不可能になる事態を防止するためであ
る。

【０００４】各供給回路ｃに設けられた減圧形コンペン
セータバルブｄは、そのスプールｆを押すスプリングｆ
の力を、ポンプｂの吐出圧力と各供給回路ｃ中の最も高
い圧力との差によって可変させることによって、各供給
回路ｃの消費流量を同時にその差の割合で少なくし、サ
チュレーション状態を防ぐように同時に作動する。即
ち、差＝（ポンプ吐出圧）−（各供給回路中の最も高い
作動圧力）とすると、差が大のときはポンプ流量が足り
ているということであり、各コンペンセータバルブｄの
スプリングｆの力は最大になっている。ここでその差が
減少してくると言う場合にはポンプ流量が不足している
ということであるから、各コンペンセータバルブｄのス
プリングｆの力が減じ、各バルブｄは各切換弁ｅの必要
消費流量を減らすように作動してサチュレーション状態
を防ぐ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般的に回路を流れる
流量は、Ｑ＝ＣＡ√ΔＰという関係が成り立つ。ここで
Ｑ：流量、Ｃ：流量係数、Ａ：面積、ΔＰ：差圧、であ
る。いま、上記従来例でサチュレーションの防止即ちア
ンチサチュレーションを達成しようとする場合、スプリ
ングｆの力即ち差（差圧）を変えてバルブ必要消費流量
を変化させている。

【０００６】差（差圧）は上式のようにルート倍でしか
流量変化に効かないので、流量を半分にしようとすると
きにはスプリングｆの力を１／４にする必要がある。し
かしながら、スプリングｆの力をあまり弱くすると、コ
ンペンセータバルブｄの作動不良に結び付くために、上
記従来の方法ではそのアンチサチュレーションを行なえ
る流量の範囲に限度があった。

【０００７】本発明は、ロードセンシング装置に於いて
アンチサチュレーションの制御範囲を使用流量の略全域
に広げ、該装置の制御性を向上させることを目的とする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、１台のポン
プを分岐した複数の供給回路を介して複数のアクチュエ
ータへ接続し、各供給回路に減圧形コンペンセータバル
ブと切換弁とを順次設け、各減圧形コンペンセータバル
ブに自己の系に属するアクチュエータの作動圧力を作用
させて各減圧形コンペンセータバルブの通過流量を制御
するロードセンシング装置に於いて、各減圧形コンペン
セータバルブと各切換弁との間の供給回路に、各供給回
路中の最も高い作動圧力とポンプ吐出圧の差圧及びスプ
リング力で制御作動する可変絞りを設けることにより、
上記の目的を達成するようにした。

【０００９】

【作用】該切換弁が開口するように操作されると、ポン
プからの流量が供給回路を介してアクチュエータへ流れ
るが、該可変絞りは、（ポンプ吐出圧）−（各供給回路
中の最も高い作動圧力）で表される差圧が該可変絞りの
スプリング力で決まる所定の圧力より大きい場合には、
実質的な絞り作動を行なわず、切換弁の開口面積と該コ
ンペンセータバルブのスプリング力で決まる流量が流れ
る。そして、前記差圧が減じ、前記所定の圧力よりも小
さくなった場合には、該可変絞りが供給回路の面積を絞
るように作動する。この絞りが供給回路に形成されるた
め、該供給回路を流れる流量は切換弁の開口面積ではな
く、この可変絞りの面積よって決められるようになる。
供給回路は複数あり、いずれの供給回路の可変絞りも同
時に切換弁の開口面積と関係なく作動して各供給回路の
最大流量を規制し、この規制は差圧が上記所定の圧力に
なるまで続く。その結果、ポンプ流量が必要消費流量よ
りも少なくなる状態を回避でき、複数の切換弁を同時に
操作したときのサチュレーションを防止できる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図３及び図４に示したロー
ドセンシング装置に基づき説明すると、符号１は内燃機
関等の原動機で駆動される固定容量形あるいは可変容量
形の油圧ポンプで、この１台のポンプ１の吐出管路を複
数の供給回路２、２に分岐して油圧モータや油圧シリン
ダのアクチュエータ３、３へ夫々接続し、各供給回路
２、２の上流側には減圧形コンペンセータバルブ４を設
け、その下流側にはロードチェック弁６を介して手動式
あるいは油圧式切換えの切換弁５を設けるようにした。
各減圧形コンペンセータバルブ４にはパイロット回路１
６を介して切換弁５から抽出した自己の系に属するアク
チュエータ３の作動圧力を作用させるようにし、切換弁
５が操作されてその開口面積が決まると充分なポンプ流
量があるときはその面積に応じた流量を供給すべく減圧
形コンペンセータバルブ４が作動する。該ロードチェッ
ク弁６の前後の供給回路２、図示の例では該ロードチェ
ック弁６の後方に、シャトル弁１５により抽出した各供
給回路２、２中の最も高い作動圧力とポンプ吐出圧の差
圧及びスプリング８ｃ力で制御作動する可変絞り８が設
けられる。

【００１１】該減圧形コンペンセータバルブ４、切換弁
５、ロードチェック弁６及び可変絞り８は、具体的には
図４に示すように１つのケーシング９内にまとめて設け
られる。該ケーシング９には、ポンプ１の吐出回路に接
続されるポート１０と、アクチュエータ３に接続される
ポート１１、１２と、アクチュエータ３の作動圧力を抽
出するパイロット回路１６が接続されるパイロットポー
ト１３とを設け、該ポート１０からケーシング９内で分
岐して各ポート１１、１２に連なる供給回路２、２と、
各ポート１１、１２に連なるタンク戻り通路１４、１４
が設けられる。該供給回路２の途中に減圧形コンペンセ
ータバルブ４のスプール４ａを設けると共に分岐した供
給回路２、２の途中に切換弁５のスプール５ａを設け、
これらスプール４ａ，５ａの間の供給回路２に、スプリ
ング６ａで押されて該供給回路２を閉じ、ポート１０か
ら切換弁５の方向への流れで押し開かれるロードチェッ
ク弁６を設けた。該減圧形コンペンセータバルブ４は、
スプール４ａの右端がスプリング４ｂで押され、その左
端に開口４ｃを有する中空部４ｄとポート１０から該中
空部４ｄ内へ通じる可変オリフィス４ｅとを該スプール
４ａに形成し、該スプール４ａの右端に前記パイロット
回路１６を介してのアクチュエータ３の作動圧力が導入
される。切換弁５のスプール５ａの内部には、該スプー
ル５ａの軸方向の移動でポート１１または１２をパイロ
ットポート１３に連通させてアクチュエータ３の作動圧
力を抽出する通路５ｂ，５ｃを形成した。該切換弁５は
そのスプール５ａの両端部に設けたばね室５ｄ，５ｄの
いずれかへポート５ｅ，５ｅを介して圧油を導入するこ
とにより切換え作動を行ない、ポート１０から流入する
ポンプ１からの作動油がポート１１または１２のいずれ
かを介してアクチュエータ３に流入し、該圧油の圧力を
変えることにより該スプール５ａのストローク即ち開口
面積が可変される。

【００１２】可変絞り８は、該ロードチェック弁６を挿
通してコンペンセータバルブ４のスプール４ａの開口４
ｃへ先端が延びるスプール８ａと、該スプール８ａの後
端部に設けたピストン８ｂとで構成され、該ピストン８
ｂの一方の面には、スプール８ａを該開口４ｃ内へ進出
させるようにスプリング８ｃの力と前記シャトル弁１５
で抽出した各作動系の供給回路３、３中の最も高い作動
圧力とを作用させ、該ピストン８ｂのもう一方の面に
は、スプール８ａを該開口４ｃ内から後退させるように
ポンプ吐出圧が作用する。従って、該可変絞り８は、
（ポンプ吐出圧）−（各供給回路中の最も高い作動圧
力）で決まる差圧がスプリング８ｃの力よりも大きけれ
ば、該開口４ｃとスプール８ａの先端とで構成される絞
りの開口面積が大きくなり、該差圧がスプリング８ｃの
力よりも小さければ該開口面積は小さくなる。

【００１３】図示実施例の作動を説明する。ロードセン
シング装置の一つの切換弁５を切換え位置に操作する
と、ポンプ１からの流量が供給回路２を介してアクチュ
エータ３へ流れ、該アクチュエータ３を作動させる仕事
を終えた作動油はタンクへ戻る。

【００１４】該可変絞り８に於いて、（ポンプ吐出圧）
−（各供給回路中の最も高い作動圧力）で表される差圧
が該可変絞り８のスプリング８ｃの力で決まる所定の圧
力より大きい場合には、該可変絞り８のスプール８ａは
実質的な絞り作動を行なわず、切換弁５の開口面積と該
コンペンセータバルブ４のスプリング４ｂの力で決まる
流量が流れる。この状態でもう一つの切換弁５が切換え
操作されてもう一つのアクチュエータ３にも流量を供給
し始めると、ポンプ流量が一定であるなら、前記差圧が
小さくなる。この差圧が前記所定の圧力よりも小さくな
った場合には、該可変絞り８のスプール８ａがコンペン
セータバルブ４のスプール４ａの開口４ｃ内へ進出し、
供給回路２の面積を絞るように作動する。この絞り８の
作用で該供給回路３を流れる流量は切換弁５の開口面積
ではなく、この可変絞り８の面積よって決められるよう
になる。可変絞り８のピストン８ｂにはロードセンシン
グ装置の複数の供給回路３、３の作動圧力の最も高い圧
力が導入してあるので、その圧力が変化すれば、すべて
の供給回路３の可変絞り８が同時に切換弁５の開口面積
と関係なく作動して各供給回路３の最大流量を規制し、
この規制は差圧が上記所定の圧力になるまで続き、装置
での使用流量の略全域で可能である。その結果、ポンプ
流量が必要消費流量よりも少なくなる状態を回避でき、
複数の切換弁を同時に操作したとき高負荷のアクチュエ
ータに流量が供給されず低負荷のアクチュエータのみが
作動してしまうサチュレーションを防止できて、各供給
回路のアクチュエータ３を同時に制御して作動させるこ
とができるようになる。尚、切換弁５のスプール５ａの
開口面積に略比例した開口面積を持つように可変絞り８
のスプール８ａを形成しておくことが好ましい。また、
可変絞り８はロードチェック弁６の上流側に設けること
も可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によるときは、１台
のポンプで分岐した複数の供給回路に接続した複数のア
クチュエータを駆動するロードセンシング装置に於い
て、各供給回路に設けた各減圧形コンペンセータバルブ
と各切換弁との間の供給回路に、各供給回路中の最も高
い作動圧力とポンプ吐出圧の差圧及びスプリング力で制
御作動する可変絞りを設けたので、減圧形コンペンセー
タバルブのスプリングの制約を受けずにアンチサチュレ
ーション制御を装置の使用流量の略全域で行なえ、どの
ような条件下でもアンチサチュレーション制御を行ない
ながら複数のアクチュエータを同時に駆動できて制御性
が向上し、高負荷のアクチュエータが不作動になる事態
を防げる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のロードセンシング装置の線図

【図２】 従来のロードセンシング装置の要部の截断面
図

【図３】 本発明の実施例の線図

【図４】 本発明の要部の截断面図

【符号の説明】

１ ポンプ ２、２ 供給回路 ３、３ アクチュエータ ４ 減圧形コンペ
ンセータバルブ ４ａ スプール ４ｂ スプリング ４ｃ 開口 ４ｄ 中空部 ４ｅ 可変オリフィス ５ 切換弁 ６ ロードチェック弁 ８ 可変絞り ８ａ スプール ８ｂ ピストン ８ｃ スプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １台のポンプを分岐した複数の供給回路
   を介して複数のアクチュエータへ接続し、各供給回路に
   減圧形コンペンセータバルブと切換弁とを順次設け、各
   減圧形コンペンセータバルブに自己の系に属するアクチ
   ュエータの作動圧力を作用させて各減圧形コンペンセー
   タバルブの通過流量を制御するロードセンシング装置に
   於いて、各減圧形コンペンセータバルブと各切換弁との
   間の供給回路に、各供給回路中の最も高い作動圧力とポ
   ンプ吐出圧の差圧及びスプリング力で制御作動する可変
   絞りを設けたことを特徴とするロードセンシング装置に
   於けるアンチサチュレーション装置。
2. 【請求項２】 上記減圧形コンペンセータバルブは、ケ
   ーシング内に形成した供給回路内に摺動自在に設けたス
   プールと、該スプールの一端を押すスプリングと、該一
   端へ自己の系に属するアクチュエータの作動圧力を導く
   パイロット通路と、該スプールの上流からオリフィスと
   該スプールの他端の開口を介してその下流へ連通する通
   路とを備え、上記可変絞りは、スプリング力と上記各供
   給回路中の最も高い作動圧力の力で該開口内へ進出して
   その開口面積を絞り、ポンプ吐出圧の力でその開口面積
   を開くスプールで構成したことを特徴とする請求項１に
   記載のロードセンシング装置に於けるアンチサチュレー
   ション装置。