JPS59212501A - 流体制御装置 - Google Patents

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】 本発明は、流体系ンプからアクチュエータへの゛最大流
量を無段階に切換えるようにした流体制御装置に関する
ものである。

一般に、流体回路におけるアクチュエータへの最大流量
は、操作者の熟練度や場所、使用状態等に応じて複数段
に切換えできることが望まれる。

例えばパワーショベル等の建設機械を狭い場所で使用す
る場合には、アクチュエータの最大速度を予め低く制限
しておくことが好ましい。

このため、従来、流体ポンプからアクチュエータへの流
体供給方向切換用の絞り切換弁のスプールストロークを
機械的に制限することにより、最大絞り開度を制限して
、アクチュエータへの最大流量を制限するようにするこ
とが行われている。

しかしながら、上記従来のものでは、絞り切換弁の操作
レバーのストローク量が通常とは異なり、小さくなるた
め、操作者は操作レバーの操作に゛違和感を抱き、操作
上不便であるという欠点があった。

そこで、本出願人は、先に、油圧ポンプから絞り切換弁
へのポンプ通路に、絞り開度の大きい大開度位置と絞り
開度の小さい小開麿位置とを有するｆｆ１ｌ制御弁を介
設し、アクチュエータへの最大流量を制限時には上記制
御弁を小開度位置に位置イ」りることにＪ：す、操作レ
バーを通常と同−仇だ（プストロークさせてもアクチュ
エータへの最大流量を小開度位置に対応する所定流量に
制限覆るようにして、操作レバーの操作性の向上を図る
ようにしたものを提案している（特願昭５７−０８７１
７０号公報参照）。

本発明は、上記提案のものをさらに一歩進め、流体ポン
プから絞り切換弁へのポンプ通路に、該ポンプ通路の間
口面積を増減する制御弁を設り、該制御弁を圧力制御弁
により上記開口面積が適宜面積となるにう圧力制御づる
ようにすることにより、操作レバーのストローク量に拘
わらずアクチコゴ−−りへの最大流ｍを無段階に切換え
得ることを目的とＪるものである。

この目的達成のため、本発明の構成は、流体ポンプと、
該流体ポンプからアクチュエータへの流体供給方向を切
換える絞り切換弁と、該絞り切換弁前後の差圧を所定圧
に保持制御する圧力補償弁と、上記流体ポンプから絞り
切換弁へのポンプ通路に介設され、パイロット室とバネ
室とに作用する圧力の差圧に応じて上記ポンプ通路の開
口面積を増減する制御弁と、該制御弁のバーイ【−１ツ
ト室とバネ室とを連通ずる絞りと、該絞り前後の差圧を
設定圧に保持制御する設定圧可変圧力制御弁とを備えて
なるものである。このことにより、本発明では、上記絞
り前後の差圧を圧力制御弁により適宜設定圧に保持制御
することにより、制御弁のパイロット室とバネ室とに作
用づる圧力の差圧を過賞圧力として、ポンプ通路の開口
面積を絞り切換弁の最大絞り開度より小さい適宜面積と
し、このことにより、絞り切換弁の操作レバーを大ぎく
ストロークさせてもアクチュエータへの最大流量を上記
ポンプ通路の開口面積に応じた流量に制限して、アクチ
ュエータへの最大流量を無段階に切換えるようにしたし
のである。

以下、本発明の実施例を図面に７１づい（詳細に説明す
る。

図面は本発明に係る流体制御装置の全体構造を示し、（
１）は定容量型流体ポンプ、（２）は該流体ポンプ（１
〉の流体が供給されて作動するアクヂュ１−夕、（３）
は上記流体ポンプ（１）からアクチュエータ（２）への
流体供給方向を切換える絞り切換弁であって、該絞り切
換弁（３）は、アクチュエータ（２）への流体供給を阻
止づる中立位置（３ａ）と、アクチュエータ（２）を順
作動させる順作動位置（３ｂ）と、逆作動させる逆作動
位ｆ＆（３Ｇ＞との３位置を有するとともに、スプール
〈図示せず）を移動せしめて上記各位置（３ａ）〜（３
ｃ）に位置付ける操作レバー（３ｄ）を備えている。ま
た、該絞り切換弁（３）には、順作動位置（３ｂ＞およ
び逆作動位置（３ｃ）時にＪ３いて負荷圧を検出する負
荷圧検出ボート（３ｅ）が形成され、該負荷圧検出ボー
ト（３ｅ）は中立位置（３ａ）時にはバイ［１ツｊ〜通
路〈４）を介してタンク通路（５）に連通しタンク（６
）に開放されるように設けられている。

また、（７）は上記絞り切換弁（３）前後の差圧（流体
ポンプ（１）の吐出圧と負傭圧との圧力差をいう）を所
定圧に保持制御するバイパス形圧力補償弁ぐあって、該
１エカ補憤弁（７）は、上記流体ポンプ（１）／）Ｓｌ
ろ絞り切換弁（３）へのポンプ通路（８）の途中から分
岐づるタンク（６）へのバイパス通路（９）に介設され
、−喘のバイ［１ツト室（７ａ）にはパイロット通路（
１０）を介して流体ポンプ（１）の吐出圧Ｐｏが作用し
ている一方、該パイロット室（７ａ）に対抗するバネ室
（７ｂ）には所定バネＪＥＥ（Ｐｓｉ＞のバネ（７Ｃ）
が配設されていると共にパイロン１〜通路（１１）を介
して上記絞り切換弁（３）の負荷圧検出ボート（３０〉
が間口している１、よって、絞り切操弁く３）が中立位
置（３ａ）にあるときには、負荷圧検出ボーｊ−（３ｅ
）のタンク通路（５）への連通に伴いバネ室（７ｂ）を
タンク（６）に間放す°ることにＪ：す、流体ポンプ（
１）からの全流体をバネ（７Ｃ）のバネ圧（ＰＳ　＋　
）でもってバイパス通路（９）からタンク（６）にアン
ロードづる一方、順作動位δ（３ｂ）または逆作動位置
（３Ｃ）にあるどきには、負荷圧検出ボー１〜（３ｅ）
の負荷圧検出に伴いバネ室（７ｂ）に負荷圧が作用づ゛
ることにより、流体ポンプ（１）の吐出圧が負荷圧より
バネ（７ｃ）のバネ圧（Ｐｓｉ＞だけ高（なると、その
流体の一部をバイパス通路（９）　ｌ））！うタンク（
６）にバイパスして、絞り切換弁〈３）前後の圧力をバ
ネ（７Ｃ）のバネ圧（１）ＳＩ）に保持制御づるＪζう
に構成されている。

また、（１２）は上記ポンプ通路（８）に介設された本
発明の４７４成上手要な制御弁であって、該制御弁（１
２）　ｔ、；Ｌ、ポンプ通路（８）内に臨む弁体（１２
ａ＞を有し、該弁体（１２ａ）は図示の右端位置から図
中左方に移動可能に設りられ、該弁体（１２ａ）が右端
位置にあるときに（−り該制御弁（１２）でのポンプ通
路（８）の間口面積が上記絞り切換弁（３）の最大絞り
聞麿に等しくなる一方、右端位置から図中左方に移動す
るのに応じてポンプ通路（８）の間口面積を次第に小さ
くづ゛るように構成されている。また、該制御弁（１２
）には、上記弁体（１２ａ）により図中左右に仕切られ
てなるパイロット室（１２＋））およびバネ室（１２Ｃ
）が形成され、該バネ室１１２ｃ）とバイ１］ツ１へ室
（１２＋））とに作用覆る）土力のＸ月二に応じて弁体
（１２ａ）を左右方向に移動させて、制御弁（１２＞で
のポンプ通路〈Ｅ３〉の聞［１面積を増減するようにし
ている。そして、上記バ（］１ット室（１２ｂ）にはパ
イ１］ツ１〜通路＜　１３　）を介しく流体ポンプ（８
）の吐出０”１〕１）が作用し−Ｃいる一方、バネ室（
１２ｃ）には所定バネ圧（Ｉ″５２）のバネ＜１２ｄ）
が縮装され（いるとｊｌｊ　ｆごバイ１］ット通路（１
／Ｉ）を介して流体ポンプく１）の吐出圧Ｐ　ｌ）が作
用し【いる。Ａ、Ｉζ、バネ室（１・２ｃ）へのバイ［
１ツＩへ通路（ｉ　４　）には較り（′１５）が介設さ
れでおり、パイロ１ツト室（’＋２ｂ）とバネ室（１２
Ｃ＞とは該絞り（１５）を介し−（互いに連通されてい
る。よって、制御弁（１２）のパイロワ１〜室（１２ｂ
）に作用する圧力１ｊな４っら流体ポンプ（１）の吐出
圧Ｐ　１１と、ハネ室（１２ｃ）に作用Ｊる圧カリ゛４
ｊわら流体ポンプ（１〉の吐出圧Ｐｏから絞りく１５）
前後の差圧ｐ　ｒを減じた圧力＜Ｐａ−ｐｒ）にバネ（
１２ｄ＞のバネ圧（ＰＳ２）を加えた圧力（Ｐｏ　−、
Ｐｒ　＋ｐｓ２）との差圧＜Ｐｓ　２−ｐｒ　）　、換
さすれば絞り（１５）前後の差圧（Ｐｓ２）の大小に応
じて弁体（１２ａ）の図中左右方向への移動量を制御す
るようにしている。

加えて、（１６）は上記制御弁（１２〉の絞り（１５）
前後の差圧（Ｐ＋・）を設定圧に保持制御する圧力制御
弁であって、該圧力制御弁（−１６＞は、］口口利制御
弁１２）のバネ室（１２Ｃ＞をタンク（１７）に開放す
るバーイロットタンク通路（１８）の途中に介設され、
一端のパイロット室（ｉ６ａ）にはパイロット通路（１
９）を介して流体ポンプ（１）の吐出圧Ｐｏ　　（絞り
（１５）上流の圧力）が作用しているとと−しに、該バ
イ１］ツト室＜１６ａ）に対抗するバネ室（１６ｂ）に
は可変バネ（１６Ｃ）が配設されていると共に、パイロ
ット通路（２０〉を介してパイロットタンク通路〈１８
）の圧力（絞り（１５）下流の圧力）が作用している。

よって、絞り（１５）前後の差圧が可変バネ（１’６Ｇ
＞の設定圧（ＰＳ３）より小さいときには該圧力制御弁
（１６）の閉作動により絞り（１５）前後の差圧（Ｐｒ
　）を大きくηる一方、逆に設定圧（ＰＳ３）Ｊ：り人
さいときには該圧力制御弁（１６）の閉作動により絞り
（１５）前後の差圧を小ざくして、絞り（１５）前後の
差圧（Ｐｒ　＞を可変バネ（１６Ｇ）の設定月（Ｐｓ　
３　）に保持制御ＪるようにしＣいる。尚、（２１）は
圧力補償弁（７）のバネ室（７ｂ）に作用する最大圧を
所定圧に規制覆るバイ１−１ツ１〜リリーフ弁である。

次に、上記実施例の作動について説明覆るに、圧ツノ制
御弁く１Ｇ）の可変バネ（１６ｃ）の設定圧＜ｐｓ　３
　）を、制御弁（１２）のバネ（１２（Ｈのバネ圧（Ｐ
Ｓ２）以下に設定し１．：場合１）Ｓ３≦ＰＳ２＞、絞
り（１５）前後の圧力差は上記ｊ１力制御弁（１６）の
圧力制御により設定１［（Ｐｓ３）に保持されるため、
制御弁（１２）のバネ室（１２Ｃ）にはポンプ吐出圧（
Ｐｌ））から設定圧（ＰＳ３）を減じた圧力（Ｐａ−Ｐ
Ｓ　３）とバネ（１２ｄ＞のバネ圧（Ｐｓｉ）との合ｈ
１圧（Ｐ。

−１）Ｓ３＋ＰＳ２）が作用している。一方、制御弁（
１２）のパイロット室（１２＋１）にはポンプ吐出ＩＥ
ｔＥ　（ＰＩ）　）が作用しているため、制御弁（１２
）の弁体（１２ａ）は大きいバネ室（１２ｃ）の圧力＜
ＰＩ）−、ＰＳ３　＋ＰＳ　２　）により図中右端に位
アｔ（４Ｉ）られて、該制御弁（１２）でのポンプ通路
（８）の開口面積は、絞り切換弁（３）の最大絞り聞；
哀に等しくなる。その結果、絞り切換弁（３）で操作レ
バー（３ｄ）の操作ス１〜ロークに応じた絞り聞磨が形
成されると、該絞り切換弁〈３）前後の差Ｌ■−が圧力
補償弁（７）によりそのバネ（７Ｃ）のバネ圧（ＰＳｌ
）に保持制御されて、流体ポンプ（１）　ｈＳ　Ｉらの
流産はその絞り開度に応じた流量がアクヂコエータ（２
）に供給され、伯は圧力補償弁〈７）からバーｒパス通
路（９）を経てタンク（６）にバイパスされる。

これに；？ｉ　Ｌ、圧力制御弁（１６）の可変バネ（１
６Ｇ＞の設定圧（ＰＳ　３）を、制御弁（１２）のバー
？１１２ｄ）のバネ圧（ＰＳ２）より大きく設定した場
合（１：１３３　＞ＰＳ　２　）　、制御弁（１２）の
バネ室（１２Ｃ）に作用する圧力（ｒ’、、　　−Ｐ！
〕３＋ＰＳ２）はパイロン１−室（１２＋１）に作用り
−るポンプ吐出圧（ＰＯ）より小さく、制御弁（１２）
の弁体（１２８）は設定圧＜Ｐｓｉ）に応じた分たり図
中左方に移動し、制御弁（１２＞　−ｒのポンプ通路〈
８）の開口面積は絞りすＪｌ？弁（こ３）での最大絞り
開度にり小さくなる。その結末、絞り切換弁（３）ぐの
絞り開度が制御ブｉ　（１２）　”Ｃ’のポンプ通路（
８）の開口面積載トの小さい（ｉうぃだは、絞り切換弁
（３）前後の差圧が圧力補Ｉｆ（）Ｔ（７）　ニＪ：Ｖ
）ハネＪ３Ｅ　（ＰＳ　＋　）　ニ月力補Ｉｎ　サｈ　
（、その絞り開度に応じた流量が流体ポンプ（１）から
ノ７クヂュ］ユータ（２）に供給される一ｙＪ、較り切
換弁（３）の絞り開度が上記制御フＴ　（−１２）　’
Ｃ’のボン１通路くＣ３）の聞「１面積Ｊ：り人さり４
するど、制御弁（１２）前後の差圧が圧力補償弁〈７）
（こよりバネ圧〈Ｐｓｌ）に制御されＣ，絞り切操弁（
３）の操作レバー（３ｄ）を大ぎくスト［」−りさせ【
も、制御弁（１２）でのポンプ通路（Ｃ３）の開１］面
偵に応じた流量のみが流体ポンプ（１）からアクヂコエ
ータ〈２）に供給されることになる。

したがって、制御弁（１２）によるポンプ通路（８）の
開口面積の増減制御によりアクチコエータ（２）への最
大流量が決定されるのひ、絞り切換弁（３〉の操作レバ
ー（３ｄ）のス１〜ローク■を制限ザる必要がなく、絞
り切換弁く３）の操作性を向上させることができる。し
かも、上記ポンプ通路（８）の聞１コ而槓の増減制御は
、絞り（１５）前後の圧力差（Ｐｒ　）を圧力制御弁（
１６）で適宜ムリ定圧に保持制御りることにより無段階
に行うことができるので、操作賃の熟練度等に対応しＩ
こ好ましい最大流量を設定覆ることができ、実用性を高
めることができる。

尚、上記実施例では、絞り切換弁（３）前後の差圧を所
定圧に保持制御する圧ノＪ　？ｉｌｔ償弁としてバイパ
ス形の圧力補償弁（７）を用いたが、その他、減圧形の
ものを用いてもよいのは勿論のこと、固定合量バ！流体
ポンプ〈１）に代え可変容量形流体ポンプを用いるとと
もに、絞り切換弁（３）前後の差圧に応動するロードセ
ンシング弁ににり絞り切換弁（３）前後の差ｊ］が所定
Ｉｉ−になるよう上記可変容量型流体ポンプの吐出吊を
制御りるようにしてもよいのはいうまひもない。

以上説明したように、本発明によれば、絞り切換弁の切
換時には該切換弁前後のｌ’Ｚ月をｊ１力？ｉｌｉ　ｔ
ｔ’を弁により所定圧に保持制御しＣ１その絞り開度（
こ応じた流Ｍを流体ポンプからアクヂニ１１−タに供給
するようにした流体制御装置にＡ５い乙、バイ１！ット
室とバネ室とに作用Ｊる１−Ｌカの差１１に応しくポン
プ通路の開口面積を増減する制御）１゛を説（フィン　
　　□とと′ｂに、該制御弁のバイＩ」ツ！・′ＪＩマ
どバネ？１？とを連通する絞り前後の差圧を設定圧可変
の圧力制υ１ｊ弁により適宜設定圧に保持制御りるＪ、
うにしたので、絞り切換弁の操作レバーのス１−　［−
１−り宇に制限を設けることなくアクデフ−［−夕への
ｉｄ人流吊を無段階に切換えることができ、絞り切換弁
の操作性の向上と其に操作壱の熟練Ｉｆｆ　′！９に応
した実用性の向上をイバぜ図ることがでざるｂのである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示づ流体回路図である。 （１）・・・流体ポンプ、（２）・・・アクヂコエーク
、く３）・・・絞り切換弁、（３ｄ）・・・操作レバー
、（７）・・・圧力補償弁、（８）・・・ポンプ通路、
（１２）・・・制御弁、（１２ａ）・・・弁体、（１２
＋））・・・パイロン１〜室、（１２ｃ）−・・バネ室
、（−１２６）・・・バネ、（１５）・・・絞り、（１
６）・・・圧力制御弁、（１６ａ）・・・パイロン１−
室、＜１６１＋）・・・バネ室、（１６ｃ）・・・可変
バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　流体ポンプ（１）と、該流体ポンプ（１）か
   らアクチュエータ（２）への流体供給方向を切換える絞
   り切換弁（３）と、該絞り切換弁（３）前後の差圧を所
   定圧に一保持制御する圧力補償弁（７）と、上記流体ポ
   ンプ（１）から絞り切換弁（３）へのポンプ通路（８）
   に介設され、パイロン１−室＜１２ｂ）とバネ室（１２
   Ｇ）とに作用する圧力の差圧に応じて上記ポンプ通路〈
   ８）の間口面積を増減する制御弁く１２）と、該制御弁
   （１２）のパイロット室（１２ｂ）とバネ室（１２Ｇ）
   とを連通ずる絞り（１５）と、該絞り（１５）前後の差
   圧を設定圧に保持制御Ｊる設定圧可変圧力制御弁（１６
   ）とを備えたことを特徴とする流体制御装置。