JPS602521B2 - 流体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は省馬力制御機能を具備する流体装置に関するも
ので、前記制御のパイロット源を小形ポンプで構成する
ことによりパイロット源の低圧化と制御精度の向上を図
り、また斯る発明を遂行する上で生ずる主流ラインの危
険度を負荷感新６形努英全弁で改善する如くしたもので
ある。

第５図は省馬力制御装置を具備している従来の流体回路
を示すものである。

即ち斯る従来例では、可変容積形流体ポンプＴ′に接続
した主流ライン１４′に流量調整部４３′を形成し、該
流量調整部４３′の前位と前記ポンプ７′のコントロー
ルシリンダ１０′とを連結するライン４６′にノーマル
クローズ形の圧力補償弁２′を介設すると共に、該圧力
補償弁２′を隔てて前記流量調整部４３′の前位の圧力
Ｐ，と同後位圧力Ｐ２とを対抗させ、これら両圧力の差
△Ｐの大きさに応じて該圧力補償弁２′における圧力制
御のオリフィス関度を調整する如くしている。

従って差圧△Ｐがスプリング２５′力よりも大きい場合
は前位圧力Ｐ，がライン４６′を介してシリンダ１０′
に作用し、差圧△Ｐとスプリング２５′力とが常にバラ
ンスするように流体ポンプ７′の吐出量を制御するもの
である。このため、アクチュヱータ５′への供給流量は
流量調整部４３′の関度に比例し、また前位圧力Ｐ，は
Ｐ２十△Ｐ以上にならない。要するに省馬力効果が奏さ
れる訳である。しかし、斯る従来例では前位圧力Ｐ，が
直接コントロールシリンダー０′にパイロット圧として
作用するので、該シリング１０′は高耐圧構造にしなけ
ればならないし、また該シリンダ１０′には前位圧力Ｐ
，の脈動が直接作用するから、制御精度に欠ける問題亀
点があった。

本発明は上記の点に鑑み発明したもので、その目的は、
省馬力制御のパィロツ源を低圧化させてコントロールシ
リンダを低耐圧性のものに改良すると共に、同コントロ
ールシリンダへの脈圧の影響を減少させて制御精度を向
上させ、さらに、パイロット源を低圧化させる上でどう
しても生ずる主流ラインにおける過大圧を特殊な安全弁
で改善することにある。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、可変
容積形メインポンプに連結した主流ラインの流量調整部
における前位圧力と後位圧力とをノーマルクローズ形圧
力補償弁のスブールを隔てて対抗させ、該スプールの一
端に設けたスプリングと前記両氏力の差との対抗力の差
によって、該圧力補償弁における圧力制御部の関度を制
御する如く構成する一方、前記メインポンプよりも小形
で且つその吐出圧力を低圧リリーフ弁の制御で低圧にセ
ットしたパイロットポンプの吐出ラインを前記圧力制御
部を介して前記メインポンプにおける吐出塁コントロー
ルシリンダの吐出量低減側の室に連結すると共に、前記
主流ラインの流量調整部の前位から分岐しタンクに連結
するラインにノーマルクローズ形の安全弁を介設し「該
安全弁のスプリング室と前記流量調整部の後位とを題通
せしめ、さらに同安全弁の設定圧力を前記圧力補償弁の
設定圧よりも若干大きくセットしたことである。

この技術的手段によれば、メインポンプの吐出鼻の制御
を低圧流体で行ない、コントロールシリンダおよびその
パイロット回路を低耐圧構造にできるようにし、そのう
え、斯る低圧化によってコー ントロールシリンダに作
用する流体の脈動値中を小さくして、制御精度の向上を
図り、しかも、前記流量調整部の前位から分岐しタンク
に連結するラインにノーマルクローズ形安全弁を介設し
、該安全弁のスプリング室と前記流量調整部の後位とを
運通せしめて、同安全弁の設定圧を前記圧力補償弁の設
定圧より若干大きくセットし、コントロールシリンダの
パイロット猿の低圧化に伴って、該シリンダの作動流量
値も小さくなり、メインポンプの制御応答がそれだけ低
下して、流量調整部の関度を調整したとき主流ラインに
過大圧が発生しようとするが、前記安全弁は斯ろ過大圧
の発生を防止する。

特に該安全弁は一般の安全弁のよな設定圧が一定でなく
負荷の変化に応じて制御圧が変化し、負荷よりも若干大
きな圧力が発生すると作動するから、動力損失が小さく
、流体の発熱量が小さいのである。以下、本発明の実施
例を図面に基づき説明する。第１図及至第３図に示した
流体装置は、動力発生部１、ノーマルクローズ形の省馬
力用圧力補償・弁２、負荷感応形安全弁３、流量方向制
御弁４、アクチュェータ５等によって構成している。

前記動力発生部１‘ま、一合の原動機６の出力軸に可変
容積形メインポンプ７と定容積形の小形パイロットポン
プ８とを−蓮に連結すると共に、前記メインポンプ７の
吐出塁可変制御要素９にコントロールシリンダ１０を連
結し、さらに該シリンダ１０におけるピストンの両側の
室１１，１２内にそれぞれスプリング１３，１３を設け
、このス・プリング１３、１３の作用で前記吐出量可変
総９御要素９を常に中立位置に保持する如くしている。
また前記メインポンプ７に一端を連結した主流ライン１
４は前記の流量方向制御弁４とアクチュェータ５とを介
してタンク１５ａに連結すると共に、該主流ライン１４
かりリーフラィン１６とパイロットライン１７とを分岐
し、該リリーフライン１６を前記負荷感応形安全弁３を
介してタンク１５ｂに連結し、前記パイロットライン１
７を前記省馬力用圧力補償弁２におけるスプール２３一
端のパイロット室１８に連結している。前記の流量方向
制御弁４は中立オールボートブロック形で、第１図の如
く操作弁１９を中立にしているとき基本的な４個のボー
トＰ，Ａ，Ｂ，Ｔ間が閉鎖され、しかも真中のランド２
０がＰボートＰの両側に閉口した２個のフィードバック
ボート２１，２１を閉鎖するものである。

また一方、前記の省馬力用圧力補償弁２はハウジング２
２内にスプール２３を設け、該スプール２３の他端つま
り前記パイロット室１８の反対側に背圧室２４を形成し
、該背圧室２４内にスプリング２５を設直している。

該背圧室２４は２個のボート２６，２７を形成し、一側
のボート２６に一端を接続したフィードバックライン２
８を絞り２９を介して先に述べた流量方向制御弁４にお
けるフィードバックボート２１に運通すると共に、他側
のボート２７を最大圧設定用のりリーフ弁３０を介設し
たライン３１を介してタンク１５ｃに連続している。

さらに該圧力補償弁２はハウジング２２に一次ボート３
２と二次ボート３３とタンクボート３４とを形成し、第
１図に示す如くスプリング２５力で一次ボート２１と二
次ボート３３との間を閉鎖せしめており、該一次ボート
３２に前記パイロットポンプ８の吐出ライン３５を連結
している。

また該吐出ライン３５とタンク１５ｂとの間に低圧リリ
ーフ弁３６を設けると共に、同吐出ライン３５から分岐
したライン３７をコントロールシリンダ１川こおける一
側の吐出量増大側の室１１に連結し、該シリンダ１０の
他側の吐出塁低減側の室１２をライン３８を介して前記
二次ボート３３に連結している。さらにまた、前記負荷
感応、形安全弁３は可動弁３９の一端に設けたスプリン
グ４０‘こよって圧力制御部４１をノーマルクローズ状
態に保ち、前記スプリング４０を設置したスプリング室
４２と前記フィードバックライン２８とを運速せしめた
ものである。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下作用
を説明する。

第１図は各ポンプ及び各制御弁がノーマルな状態、つま
り原動機６を駆動していないときの状態を示している。

一方、第２図は流量方向制御弁４の操作弁１９を中立よ
りも右方向に移動させて、左側のフィードバックボート
２１を関口すると共に、ランド２０のコーナ部に形成さ
れる流量調整部４３を所定開度にセットした状態を示し
ている。そこで第１図の状態から操作弁１９のみを第２
図の如く変位させ、原動機６を駆動すると、先ず第１段
階としてパイロットポンプ８から吐出ライン３５に流体
が吐出される。

最初、吐出量可変制御要素９は第１図の如く中立状態に
あるが、前記の如くパイロットポンプ８から流体が吐出
されると、斯る流体はライン３７を介して直接コントロ
ールシリンダ１０の吐出塁増大側の室１１に供給され、
該吐出塁可変制御要素９を第２図の如く傾斜し始める。

このため、メインポンプ７から実線矢印の如く主流ライ
ン１４に流体が吐出され始め、この吐出流体は吐出量可
変制御要素９の鏡斜角瞳が大きくなるに連れて次第に増
量して行く。このためメィンポンプ７から流量調整部４
３にかけて圧力Ｐ，が発生し、該流量調整部４３からア
クチュェータ５にかけて負荷Ｗの対応圧力Ｐ２が発生す
る。そこで前記圧力Ｐ，はパイロット室１８に、また圧
力Ｐ２はフィードバックライン２８を介して背圧室２４
にそれぞれ作用し、圧力Ｐ，と圧力Ｐ２とがスブール２
３を隔てて対抗する。そして流量調整部４３の前後の差
圧（Ｐ，一Ｐ２＝△Ｐ）がスプリング２５力よりも大き
くなると、スプール２３は右方向に変位して圧力制御部
４４を開放する。このため該圧力制御部４４を介してパ
イロットポンプ８から吐出される流体が点線矢印の如く
コントロールシリンダ１０の他側の吐出量低減側の室１
２にも導かれる。この結果２つの室１１，１２間の圧力
がバランスし、２つのスプリング１３，１３が均合いを
図ろうとするので吐出量可変制御要素９が中立方向に押
返されメインポンプ７の吐出量を減少させて前記差圧△
Ｐが小さくなるように制御する。そして、メインポンプ
７の吐出塁が減少し過ぎて前記差圧△Ｐがスプリング２
５力よりも小さくなり過ぎると、圧力制御部４４が閉鎖
され室１２をタンク１５ｄに開放するので、両室１１，
１２間には再び差圧が形成されてメインポンプ７の吐出
塁が増大する。

以上の如き制御によって流量調整部４３の前後の差圧△
Ｐは常に一定に保持される。

換言すればメインポンプ７は流量調整部４３の関度に対
応する値の流量以外の余分な流量を吐出しない。また前
位圧力Ｐ，もＰ２十△Ｐ以上の圧力にはならない。従っ
て省馬力効果がある。一方、パイロットポンプ８の吐出
圧力は低圧リリーフ弁３６の制御によって常に低圧で且
つ一定（例３〜６ｋ９／地）に制御しており、斯る低圧
一定圧力を保つためにパイロットポンプ８から叶出され
る流体の大部分は低圧リリーフ弁３６を押開いてタンク
１５ｂに排出されている。

従ってコントロールシリンダ１０の吐出量低減側の室１
２に供給される流量は小さく、それだけ吐出量可変制御
要素９の応答性が低い欠点がある。

つまり、吐出量可変制御要素９が所定の煩斜角に保たれ
て、アクチュェータ５に一定量を供給している制御状態
において、例えば操作弁１９を操作して流量調整部４３
の開度を小さくした場合、該流量調整部４３の抵抗が大
きくなり、圧力Ｐ，が増大する。

このめ、スプール２３が右方向に変位させられた圧力制
御部４４の関度を大きくしてコントロールシリンダ１０
の室１２の圧力を増大させて吐出塁可変制御要素９を中
立方向に復帰させ始める。

しかし、該室１２に供Ｖ給される流量は先にも述べたよ
うに比較的低流量であるから、吐出量可変制御要素９の
中立方向への復帰時間がそれだけ遅延する。換言すれば
、斯る遅延により吐出量可変制御要素９が制御位置に復
帰するまでメインポンプ７からは余分な流体が吐出され
ていることになり、このため圧力Ｐ，が異常増大して回
路の安全性を損なう傾向になる。

しかしながら、この場合次の如く負荷感応形安全弁３が
働いて圧力Ｐ，の異常増大を防止する。即ち、第２図に
示す如く圧力補償弁２の背圧室２４及び安全弁３のスプ
リング室４２にはともにフィードバックライン２８を介
して後位圧力Ｐ２が作用する如くしており、またこれら
両弁２，３はともに前記後位圧力Ｐ２に対して、前位圧
力Ｐ，をスプール２３、可動弁３９を隔てて対抗させて
いる。

但し圧力補償弁２のスプリング２５圧（例６ｋｇ／の）
に対し、安全弁３３のスプリング４０圧（例１０ｋ９／
地）を若干大きくセットしている。このため、仮りに後
位圧力Ｐ２＝１００ｋ９／仇とすると、圧力Ｐ，は常に
１０６ｋ９／地に制御される。そこで流量調整部４３の
関度を小さく絞ると圧力Ｐ，は１０６ｋ９／ｃ鰭以上に
なろうとするので第２図の如く圧力制御部４４は大きく
開放してコントロールシリンダ１０の吐出量低減側の室
１２に流体を供給し、メインポンプ７の吐出量を減少さ
せようとする。しかしこの場合、吐出量可変制御要素９
の作動は先に述べた如く遅延するから、この間、圧力Ｐ
，は１０６ｋ９／地よりもさらに大きくなろうとし、該
圧力Ｐ，が１１０ｋ９／ｃ船こなったとき安全弁３の圧
力制御部４１が開放され、圧力Ｐ，が１１０【９／塊以
上にならないように制御するものである。

一方、圧力補償弁２の背圧室２４に接続したりリーフ弁
３０は例えば２００ｋ９／仇程度の設定値にセットして
いる。

このためアクチユェータ５を作動している最中に負荷Ｗ
が急に大きくなって圧力Ｐ，が２０６ｋ９／泳以上「
つまりリリーフ弁３０の設定圧とスプリング２５のセッ
ト圧とを加算した値以上になろうとすると、圧力制御部
４４の開度を大きくしメインポンプ７の吐出量を減少さ
せて圧力Ｐ，が２０６ｋ９／泳以上にならないように制
御しようとする。しかし先に述べたように低圧リリーフ
弁３６で制御されている吐出塁可変制御要素９の作動は
遅延するから、圧力Ｐ，は２０６ｋ９／泳よりもさらに
大きくなろうとする。

斯る場合においても負荷感物Ｅ形安全弁３は圧力Ｐ，が
例えば２１０ｋ９／地になったとき作動して圧力Ｐ，を
２１０Ｘ９／桝以上にならないように制御するものであ
る。なお第１図及至第３図はパイロットポンプ８とコン
トロールシリンダ１０の一側の吐出量増大例の室１１と
をライン３７を介して直接連通させ、原動機６を駆動す
ると同時に吐出量可変制御要素９を最大頬斜方向に煩動
させて、メインポンプ７が最大吐出量を維持する如き特
性をもたせているが、第４図はコントロールシリンダ１
０内に設けたスプリング４５を力でメインポンプ７の吐
出量を最大値に維持させるための実施例を示したもので
ある。

この第４図において第１図及び第２図と同一符号で示す
部分の構造はすでに第１図及び第２図で説明したので詳
しい説明は省略する。

本発明は以上詳述したように、可変容積形メインポンプ
７に連結した主流ライン１４の流量調整部４３における
前位圧力と後位圧力とを／−マルクローズ形圧力補償弁
２のスプール２３を隔てて対抗させ、該スプール２３の
一端に設けたスプリング２５と前記両圧力の差との対抗
力の差によって、該圧力補償弁２における圧力制御部４
４の関度を制御する如く構成する一方、前記メインポン
プ７よりも小形で且つその吐出圧力を低圧リリーフ弁３
６の制御で低圧にセットしたパイロットポンプ８の吐出
ライン３５を前記圧力制御部４４を．介して前記メイン
ポンプ７における吐出量コントロールシリング１０の吐
出量低減例の室１２に連結すると共に、前記主流ライン
１４の流量調整部４３の前位から分岐しタンク１５ｂに
連結するラインにノーマルクローズ形の安全弁３を介殻
し、該安全弁３のスプリング室４２と前記流量調整部４
３の後位とを蓮通せしめ、さらに同安全弁３の設定圧力
を前記圧力補償弁２の設定圧よりも若千大きくセットし
たものであるから、メインポンプ７の吐出量の制御を低
圧流体で行なうことができ、この結果、コントロールシ
リンダ１０およびそのパイロット回路を低耐圧構造にで
きる経済的利点がある。

そのうえ、斯る低圧化によってコントロールシリンダ１
０に作用する流体の脈動値中が、第５図の主流ライン１
４′の圧力をコントロールシリンダ１０′に作用させる
ものに比べて小さいから、制御精度が向上する効果があ
る。

しかも前記流量調整部４３の前位から分岐しタンクに連
結するりーフライン１６にノーマルクローズ形安全弁３
を介設し、該安全弁３のスプリング室４２と前記流量調
整部４３の後位とを運遍せしめて、同安全弁３の設定圧
を前記圧力補償弁２の設定より若干大きくセットしたも
のであるから、前述の如くコントロールシリンダ１０の
パイロット源の低圧化に伴って、該シリンダ１０の作動
流量値も小さくなり、メインポンプ７の制御応答がそれ
だけ低下して、流量調整部４３の関度を調整したとき主
流ライン１４に過大圧が発生しようとするが、前記安全
弁３は斯ろ過大圧の発生を防止する。

特に該安全弁３は一般の安全弁のような設定圧が一定で
なく負荷の変化に応じて制御圧が変化し、負荷よりも若
干大きな圧力が発生すると作動するから、動力損失が小
さく、流体の発熱量が４・さし、効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は第１図
の作用説明図、第３図は第１図をシンボルで示した回路
図、第４図は他の実施例の説明図、第５図は従釆品の説
明図である。 ２…圧力補償弁、３・・・安全弁、７１・・可変容積形
メインポンプ、８…パイロットポンプ、１０…吐出塁コ
ントロールシリンダ、１２…室、１４…主流ライン、１
５ｂ…タンク、２３…スプール、２５…スプリング、２
８…フイードバツクライン、３５・・・吐出ライン、３
６・・・低圧リリーフ弁、４１・・・圧力制御部、４２
…スプリング室、４３・・・流量調整部、４４…圧力制
御部。 多／図 多ｉ図 弟づ図 弟そ図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変容積形メインポンプ７に連結した主流ライン１
   ４の流量調整部４３における前位圧力と後位圧力とをノ
   ーマルクローズ形圧力補償弁２のスプール２３を隔てて
   対抗させ、該スプール２３の一端に設けたスプリング２
   ５と前記両圧力の差との対抗力の差によって該圧力補償
   弁２における圧力制御部４４の開度を制御する如く構成
   する一方、前記メインポンプ７よりも小形で且つその吐
   出圧力を低圧リリーフ弁３６の制御で低圧にセツトした
   パイロツトポンプ８の吐出ライン３５を前記圧力制御部
   ４４を介して前記メインポンプ７における吐出量コント
   ロールシリンダ１０の吐出量低減側の室１２に連結する
   と共に、前記主流ライン１４の流量調整部４３の前位か
   ら分岐しタンク１５ｂに連結するラインにノーマルクロ
   ーズ形の安全弁３を介設し、該安全弁３のスプリング室
   ４２と前記流量調整部４３の後位とを連通せしめ、さら
   に同安全弁３の設定圧力を前記圧力補償弁２の設定圧よ
   りも若干大きくセツトしたことを特徴とする流体装置。