JPS5969504A - キヤビテ−シヨン防止回路 - 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】 この発明は可変容量形ポンプｃ以下、可変ポンプという
。）を用いた省エネルギ形のキャビテーション防止回路
に関する。

最近、不出願人は省エネルギ形の油圧回路として、可変
ポンプのポンプラインに、切換位置において閉鎖し、中
立位置において開放してタンクへ通じるパイロット通路
を有する絞り切換弁を介設するト共に、」二記ボンプラ
インとタンクとの間にバイパス形圧力補償弁を接続して
上記絞り切換弁における絞り前後の差圧を一定に制御し
、かつ、上記可変ポンプの吐出量制御部をポンプライン
とタンクとに切換接続する吐出量制御弁のパイロット室
に上記ポンプラインを接続する一方、」二記吐出量制御
弁のバネ室に絞りを介してポンプラインを接続すると共
に、上記バネ室をパイロットラインを介して」二記絞り
切換弁のパイロット通路に接続することにより、バイパ
ス形圧力補償弁にサージ吸収弁の役目も兼ねさせて、サ
ージ吸収弁を省略しえ、しかも、上記絞り切換弁の中立
時に上記吐出量制御弁のバネ室を上記パイロット通路を
介してタンクに連通させて、上記吐出量制御弁の作動に
より、」二記可変ポンプの吐出流量を極く小川に制御し
て、中立時に動力損失をなくするようにしたものを提案
した（特願昭５６−２１／１４１３号）。

しかしながら、本発明者は、上記省エネルギ形の油圧回
路には下記の問題があることを知見した。

すｆ、ｉわち、絞り切換弁（特にＡＢＲ接続のもの）を
中立に戻してアクチュエータを停止させようとした際に
、アクチュエータ〔たとえば油圧モータ）が慣性により
自走する。このとき、前述のように、可変ポンプの斜板
を急激に中立（フェザリング位置）に戻しているため一
タンクラインの圧力が急激に低下して、既に低圧になっ
ていて、アクチュエータθ）自走に対してタンクライン
からの油の補給が困難になり、キャビテーションが発生
するという問題がある。

そこで、この発明の目的は、上記問題を解消することに
あって、省エネルギ効果を保持したままで、絞り切換弁
を中立位置に戻した際における可変ポンプの吐出量制御
部の中立位置への復帰を遅延させろことにより、キャビ
テーションの発生を防止し得るようにすることにある。

上記目的を達成するため、この発明の１成・作用ハ、可
変ポンプのポンプラインに、切換位置において閉鎖し中
立位置において開放してタンクへ通じるパイロット通路
を有する絞り切換弁を介設（３） すると共に、上記ポンプラインとタンクラインとの間に
バイパス形圧力補償弁を接続して上記絞り切換弁におけ
る絞り前後の差圧を一定に制御し、かつ、上記可変容最
形ポンプの吐出量制御部を上記ポンプラインとタンクと
に切換接続すｂ吐出量制御弁のパイロット室に上記ポン
プラインを接続する一方、上記吐出量制御弁のバネ室に
絞りを介して上記ポンプラインを接続すると共に、上記
バネ室をパイロットラインを介して上記絞り切換弁のパ
イロット通路に接続して、上記絞り切換弁の中立時に、
上記吐出量制御弁のバネ室を上記パイロット通路を介し
てタンクに連通させることにより、上記吐出量制御弁の
作動により、上記可変ポンプの吐出流量を極く少量に制
御して、絞り切換弁の中立時に動力損失をなくし、さら
に、上記吐出量制御弁のバネ室の外側に室を形成し、こ
の室とバネ室との間の仕切壁に、上記吐出量制御弁のヌ
プールの一部を摺動自在に貫通させて、上記室内に突出
させると共に、上記室を、絞り弁を有するラインを介し
て上記パイロットラインに連通さＣ４） せることにより、上記絞り切換弁の中立時に、上記室内
の流体の排出に上記絞り弁によって抵抗を与えて、上記
吐出量制御弁のヌプールの移動を遅らせて、可変ポンプ
の吐出量制御部の応答を遅らせ、暫時、ポンプ流量を維
持し、タンクラインの圧力を保持して、アクチュエータ
が慣性力で動作しても、キャビテーションの発生を防止
し得るようにした。壱に特徴を有する。

以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、■はたとえば斜板を常時最大傾斜方向
に付勢して最大流量を吐出するようにした劇板式可変容
量形ピヌトンポンプからなる可変ポンプ、２は可変ポン
プ１の吐出口に接続したポンプライン、３はポンプライ
ン２に介設した。ポンプポー）Ｐ、負荷ポー）Ａ、Ｂお
よびタンクポー）Ｒを有するＡＢＲ接続形絞り切換弁、
４は上記絞り切換弁３により作動方向および速度を制御
される油圧モータである。

上記絞り切換弁３は、絞り弁と方向切換弁との機能を有
し、さら番こ、中立位置においてタンク５に連通する〜
方、切換位胎において絞り切換弁３０ノ絞り（図示せず
）の後位（下流側）に連通して負荷圧を検出するフィー
ドバック通路７の他に、中立位置において開放してタン
ク５に連通ずる一方切換位置において閉鎖するパイロッ
ト通路８を備える。

また、」上記絞り切換弁３よりも」二流側ＯＪボンブラ
イン２からは、タンクライン７５を介シテクンク１１に
通じるバイパヌライン１２を分岐さぜ、そのパイパヌラ
イン１２にバイパス形圧力補ｆｆ　弁１３を介設すると
共に、その圧力補償弁１３ｏ〕バネ室１４をパイロット
ライン１５を介して絞り切換弁３θ】フィードバック通
路７すＪ１１次的負荷圧検知ボート７ａに接続している
。したがって、上記絞り切換弁３を切換えている際には
、バイパス形圧力補償弁１３はそのバネ室１／Ｉのバネ
１６のバネ圧に相当する一定値に絞り切換弁３の絞り前
後の差圧を制御して、余剰流体をタンクＩＩに排出する
ようになっている。また、上記バイパス形圧力補償弁１
３θ）下流のパイパヌライン１２は、絞り切換弁３のタ
ンクボートＲに接続したタンクライン７５に接続してい
る。

また、上記可変ポンプ１の吐出量制御部として０）斜板
制御シリンダ２１の反バネ側の室２１ａは、吐出量制御
弁の一例としての３ボート絞り切換弁２２を介して、ポ
ンプライン２とタンク２３とに切換接続し得るようにし
ている。上記吐出量制御弁２２のパイロット室２４には
、パイロットライン２５を介してポンプライン２を接続
する一方、吐出量制御弁２２のバネ室２６には、中間に
絞り２７を介設したパイロットライン２８を介してポン
プライン２に接続すると共に−パイロットライン２９を
介して絞り切換弁３θ）パイロット通路８の１次ボー）
８ａに接続している。上記吐出置割？ｆｌ’Ｐ２２のバ
ネ室２６のバネ３０のバネ圧は、バイパス形圧力補償弁
１３のバネ室１４０〕バネ１６０〕バネ圧よりも小さく
設定している。

さらに、第２図に具体的構造を示すように、上記吐出■
制御弁２３のバネ室２６の外側には、仕（７’） 切壁８１を介して室８２を形成す２１゜一方、−に記吐
出量制御弁２２のヌプール８３には、バネ室２６を貫通
し、さらに上記仕切壁８１を摺動自在に１１通して室８
２内に突出するビヌトン部８３ａを一体に形成する。上
記室８２には、絞り弁の一例としてのチェック弁付絞り
弁８５を有するライン８６を介して、パイロットライン
２８に接続する。

第２図において、８８はヌペーサ、８９はドレンボート
である。第２図に示す具体的構造において、第１図中と
同一構成部は、同一参照番号を付して説明を省略する。

また、上記吐出量制御弁２２のバネ室２６には、中間に
パイロットリリーフ弁３３を介設したパイロットライン
３４を介してタンク３５を接続している。

上記構成のキャビテーション防止回路において、いま、
絞り切換弁３を切換位ＭＳｌに位置させて、油圧モータ
４を一方向に回転作動させているとする。

このとき、吐出量制御弁２２のバネ室２６は絞（８） す２７およびパイロットライン２８を介してポンプライ
ン２に連通し、かつ絞り切換弁３のパイロット通路８は
閉鎖されているため、吐出量制御弁２２０〕バネ室２６
および室８２の圧力はポンプライン２の圧力と同一とな
り、また吐出量制御弁２２のパイロット室２４も、パイ
ロットライン２５を介してポンプライン２に連通してい
るため、ポンプライン２と同一圧力となる。したがって
、吐出量制御弁２２はバネ３０のバネ力によりシンボル
位置Ｖｔ　に位置して、斜板制御シリンダ２１の反バネ
側の室２１ａは吐出量制御弁２２を介してタンク２３１
こ連通し、斜板制御シリンダ２１は斜板を最大傾斜側に
傾斜させて最大流量を吐出させる。

一方、絞り切換弁３の切換位置Ｓｌにおいて、フィード
バック通路７は絞り切換弁３の絞りの後位に連通してい
るため、バイパス形圧力補償弁１３のバネ室にはパイロ
ットライン１５を介して負荷圧が導かれており、バイパ
ス形圧力補償弁１３は上記絞り前後の差圧を一定に制御
し、余剰流体をタンク１１ζこ排出する。

このよう番へ絞り切換弁３の切換位置５１（Ｓ２の場合
も同様）においては、バイパフ形圧力補償弁１３による
弁制御方式で絞り切換弁３の絞りの圧力補償をしている
ので、その応答性が早く、またパイパフ形圧力補償弁１
３を通して余剰流体をタンク１１へ排出できるので、バ
イパフ形圧力補償弁１３にサージ吸収弁の役目をさせて
、サージ圧を吸収することができる。

次に、油圧モータ４に何等かの理由で過負荷がかかり油
圧モータ４が停止したとする。

そウスると、ポンプライン２の圧力が上昇し。

その圧力が導かれているパイロットリリーフ弁３３が動
作し、ｌ］　ＩＪ−フ状態となり、その設定圧力に吐出
量制御弁２２のバネ室２６および室８２の圧力を制御す
る。このため、吐出量制御弁２２は、そのパイロット室
２４とバネ室２６との差圧がバネ３０のバネ圧となるよ
うに、シンボル位ｆｆｌ　Ｖ　１に位置したり、シンボ
ル位置ｖ２に位置したりし、定常時にはそれらの間に位
置して、可変ポンプ１の吐出流量を制御する。このとき
、可変ポンプ１の吐出流体の圧力はパイロットリリーフ
弁３３ｖ〕設定圧力に応じた圧力番こなっていて高いが
、その吐出流量はパイロットライン２８の小さな絞り２
７の前後の差圧力が吐出量制御弁２７のバネ３０のバネ
圧に相当する値になるだけの量であるので、極く少量で
あり、動力損失を少なくでき、省エネルギ効果を発揮で
きる。

なお、上記油圧モータ４が停止しているリリーフ状態番
こおいては、絞り切換弁３１こは流体が流れないため、
バイパフ形圧力補償弁１３のパイロット室３８とバネ室
１６の圧力は同一となっていて、パイパフ膨圧力補償弁
１３はバネ１６のバネ力により閉鎖した状態で停止して
いる。

次に、油圧モータ４の回転作動中に絞り切換弁３を急に
中立位置Ｓｏ　に位置させたとする。

そうすると、絞り切換弁３のパイロット通路８が開放さ
れて、タンク５に連通し、吐出量制御弁２２のバネ室２
６および室８２がパイロットライン２９およびパイロッ
ト通路８を介してタンク５に連通ずるため、吐出量制御
弁２２のスプール８３（１１） が第２図中右方に移動して、吐出量制御弁２２が第１図
中シンボル位置ｖ２に位置して、可変ポンプ１の吐出流
量を減少させようとする。しかし、上記スプール８３が
第２図中右方へ移動しようとして、そのビヌトン部８３
ａを上記室８２内に突出させようとしても、上記室８２
内ＯＪ作動油は、チェックへ弁付絞り弁８５の絞り弁部
８５ａのみを通してタンク５に排出されることになるた
め、上記スプール８３の移動が遅延させられ、可変ポン
プ１の斜板制御シリンダ２１の応答が遅らされて、その
分、可変ポンプ１θ）吐出流量が維持されることになる
。このため、バイパフ形圧力補償弁１３からタンクライ
ン７５に排出される作動油が存在することになり、タン
クライン７５の圧力が暫時保持されろことになる。した
がって、油圧モータ４が、絞り切換弁３の中立位置ＳＯ
において、たとえ慣性力により、自走したとしても、上
記タンクライン７５の圧力が保持されているため、ギヤ
ビテーションの発生が防止される。

そＯノ後、上記吐出量制御弁２２のバネ室２６の（１２
） 外（ｉｌｌｉの室８２内の作動油をタンク５に向けて排
出しつつ、吐出量制御弁２２のスプール８３は第２南中
右方に位置して、吐出量制御弁２２は第１図中シンボル
位置Ｖ２に位置し、さらに−吐出量制御弁２２のパイロ
ット室２４とバネ室２６との差圧がバネ３０のバネ圧と
なるように、つまりポンプライン２の圧力がバネ３０の
バネ圧となるように、シンボル位置Ｖｌ　やｖ２に位置
し、定常的にはそれらの中間に位置して、可変ポンプ１
の吐出流量を制御する。そして、可変ポンプ１の吐出流
量ハ、パイロットライン２８の小さな絞り２７Ｑ〕前後
の差圧がバネ３０のバネ圧となるたけの量であるＵ】で
、極く少量であり、かつ、可変ポンプ１の吐出圧力は上
記バネ３０のバネ圧に相当する極く低圧であるので動力
損失が少なくなっている。

つまり、吐出量制御弁２２のバネ室２６をタンク５に連
通させることにより、可変ポンプ１に吐出圧力、吐出流
量とも小さいアンロード運転を行なわせているのである
。

また、このとき、絞り２７を有するノくイロットライン
２８を通って、吐出量制御弁２２のバネ室２６４と流入
した作動油は、チェック弁付絞り弁８５を経由すること
なく、パイロットライン２９を通ってタンク５に排出さ
れるので、上記バネ室２６に圧力が立つことがなく、し
たがって、可変ポンプ１のアンロード時、いわゆるフェ
ザリング時の吐出圧力はバネ３０の略バネ圧に相当する
低圧になって、動力損失が少ない。また、このとき、パ
イロットライン２９１こは流体が流れて充チているので
、次に、絞り切換弁３を切換えて吐出量制御弁２２を作
動させる際に、そのバネ室２６および室８２０Ｊ圧力を
迅速に上昇させて、その応答性を早くすることができ、
また室８２にチェック弁付絞り弁８５のチェック部８５
１〕を通して作動油を供給するので応答性を早くするこ
とができる。

また、このとき、バイパス形圧力補償弁１３の／＜ネ室
１４はパイロットライン１５およヒフイードバック通路
７を介してタンク５に連通しているが、上記バネ室１４
のバネ１６のバネ圧は、吐出量制御弁２２のバネ３０の
バネ圧よりも大きい０〕で、バイパス形圧力補償弁１３
は閉鎖したままである。

第３図はこの発明を油圧ショベルの油圧回路として用い
た変形例であり、第１図の部分と同一機能を有する部分
は同一符号を付して説明を省略し、異なる部分１／Ｊみ
を説明する。

第３図において、５０は定馬力制御用パイロット弁であ
って、リンク機構等の信号伝達手段５１を介して伝えら
れる可変ポンプ１の吐出量を示す斜板からの信号とポン
プライン２の圧力信号とにより動作させて、可変ポンプ
１の吐出圧力と吐出流量の積たる馬力が一定となるよう
にシンボル位置Ｍ　ｔまたはＭ２に位置して吐出量制御
部２１を制御するようになっており、吐出圧力に対して
吐出流量が過大な場合にはシンボル位ＭＭ２に位置して
吐出量制御弁２２υ〕動作状態の如何に関係なくライン
５２を介して吐出量制御部２１に流体を供給して可変ポ
ンプ■の吐出量を減少させ、また吐出圧力に対して吐出
量が過少な場合には上記パイロット弁２２はシンボル位
置Ｍ１に位置するが、Ｃ１５〕 この場合はライン５２にチェック弁５４を設けているた
めに、吐出量制御弁２２のシンボル位置如荷により吐出
量制御弁２１を制御するようにしている。

また、１３ａは１次ポート５６と常開の減圧ポート５７
と常閉のバイパスポート５８とを有して、バイパス形圧
力補償弁としても機能する優先膨圧力補償弁であって、
１次ポート５６と減圧ポート５７との間の開度を制御し
て減圧ポート５７側の優先ライン５９を優先的に圧力補
償する一方、余剰流体をバイパスポート５８から排出す
るものである。

また、６１は優先ライン５９に接続した絞り切換弁３ａ
、３ｂの最大負荷圧力を選択して優先膨圧力補償弁５６
のバネ室に伝えるシャトル弁、６２は絞り切換弁３，３
の最大負荷圧力を選択してバイパス形圧力補償弁１３の
バネ室に伝えるシャトル弁である。上記バイパス形圧力
補償弁１３から排出される作動油Ｃまタンクライン７５
イこ供給される。

また、上記各校り切換弁８．Ｂ、３　ａ、　　３　ａの
バイ（１６） ロット通路８．８．８．８は直列にパイロットライン２
９に接続して、全ての絞り切換弁３，３，３ａ、３ａが
中立位置に存するときのみに、吐出量制御弁２２のバネ
室をタンク５に連通させて、可変ポンプ１をアンロード
運転するようにしている。

また、６５．６５は油圧ショベルの走行用油圧モータ、
６６は旋回用油圧モータ、６７はアーム用油圧シリンダ
、６８はブーム用油圧シリンダ、６９はパケット用油圧
シリンダである。

なお、第３図において、左半分の回路構成は右半分の回
路構成と略同様なので説明は省略する。

上記各実施例では絞り切換弁８，８，３　ａ、　　３　
ａを用いたが、絞り弁と切換弁とを別個に設けてもよい
。

以上の説明で明らかなように、この発明は、可変ポンプ
のポンプラインに、切換位置において閉鎖する一方、中
立位置において開放してタンクへ通じるパイロット通路
を有する絞り切換弁を設けると共に、上記ポンプライン
とタンクラインとの間にバイパス形圧力補償弁を接続し
て上記絞り切換弁における絞り前後ＯＪ差圧を一定に匍
制御し、かつ、上記可変ポンプＯ〕吐出量制御部をポン
プラインとタンクとに切換接続する吐出量制御弁のパイ
ロット室に上記ポンプラインを接続する一方、上記吐出
量制御弁のバネ室に絞りを介してポンプラインを接続す
ると共に、上記バネ室をパイロットラインを介して上記
絞り切換弁θ〕パイロット通路に接続して、上記絞り切
換弁の中立時に、上記吐出量制御弁のバネ室を上記パイ
ロット通路を介してタンクに連通させ、さらに、上記吐
出量制御弁のバネ室の外側に室を形成し、この室とバネ
室との間の仕切壁に、上記吐出量制御弁のスプールの一
部を摺動自在に貫通させて、上記室内に突出させると共
１′、上記室を、絞り弁をイ「するラインを介して上記
パイロットラインに連通させているので、上記絞り切換
弁の中立時に、上記室内の流体の排出に上記絞り弁によ
って抵抗を与えて、上記吐出量制御弁（ｈスプールの移
動を遅らせて、可変ポンプの吐出量制御部の応答を遅ら
せ、暫時、ポンプ流量を維持し、タンクラインの圧力を
保持して、アクチュエータが慣性力で動作しても、キャ
ビテーションの発生を防止でき、しかも、可変ポンプの
アンロード時の吐出流量および吐出圧力が小さく、特に
、上記バネ室から排出される流体が上記絞り弁を経由す
ることがないため、バネ室に圧力が立たず−したかって
、可変ポンプυ〕フェザリング時の吐出圧力を小さくで
きて、動力損失を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこ０〕発明の一実施例θＪ回路図、第２図１は
吐出量制御弁の断面図、第３図は変形例の回路図１であ
る。 ■・・・・・・可変ポンプ、２・・・・・・ポンプライ
ン、３・・・・・・絞り切換弁、４・・・・・・油圧モ
ータ、８・・・・・・パイロット通路、１３・・・・・
・バイパフ形圧力補償弁、２２・・・・・・吐出量制御
弁、２７・・・・・・絞り、２９・・・・・・パイロッ
トライン、８１・・・・・・仕切壁、８２・・・・・・
室、８３・・・・・・スプール、８５・・・・・・チェ
ック弁付絞り弁、８６・・・・・・ライン。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社代理　人弁
理士　青　山　葆　ほか２名ｒ　　　　　　　　　　　
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容昂形ポンプ（１）のポンプライン（２）に
   、切換位置において閉鎖し中立位置において開放してタ
   ンクへ通じるパイロット通路（８）を有する絞り切換弁
   を介設すると共に、上記ポンプライン（２）とタンクラ
   インとの間にバイパス形圧力補償弁（１３）を接続して
   上記絞り切換弁における絞り前後の差圧を一定に制御し
   、かつ、上記可変容量形ポンプ（１）の吐出量制御部（
   ２１）を上記ポンプライン（２）とタンク（２３）とに
   切換接続する吐出量制御弁（２２）のパイロット室（２
   ４）に上記ポンプライン（２）を接続する一方、」二記
   吐出量制御弁Ｃ２２）のバネ室Ｃ２６）に絞り（２η　
   を介して上記ポンプライン（２）を接続すると上記絞り
   切換弁の中立時に上記吐出量制御弁（２２）のバネ室（
   ２６）を上記パイロット通路（８）を介してタンクに連
   通させ、さらに、上記吐出量制御弁Ｃ２２）のバネ室（
   ２６）の外側に室（′８２）を形成し、この室（８２）
   とバネ室（２６）との間の仕切壁Ｃ８１）に、上記吐出
   量制御弁（２２）のヌプール（８３）の一部を摺動自在
   に貫通させて、上記室（８２）内に突出させると共に、
   上記室（Ｂ２）を、絞り弁（８５）を有するライン（８
   ６）を介して上記パイロットライン（２９）に連通させ
   て、上記絞り切換弁（３）の中立時ｌ乙上記室（８２）
   内の流体の排出に上記絞り弁（８５）によって抵抗を与
   えて、上記吐出量制御弁〔２２）のヌプール（８３）の
   移動を遅らせるよう番こしたことを特徴とするキャビテ
   ーション防止回路。