JPS6338701A - アクチユエ−タの制御回路 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、建設機械のアクチュエータのように負荷に
より自走する油圧アクチュエータの制御回路に関する。

〈従来の技術〉 建設機械４例えば第２図に示したショベルロータのリフ
トシリンダ３に負荷か作用しているとき、その負荷と同
一方向へシリンダを操作すると、負荷によってシリンダ
か自走させられ、シリンダの非負荷側の油圧室にキャビ
テーションが発生する。キャビテーションか発生すると
、キャビテーションが消滅してから出力が出るのでシリ
ンダの出力が充分出るまでに時間かかかるとか、ハ　。

−ニング（発火）によりシールか焼損してシリンダの出
力か充分に出なくなることになる。このよつなキャビテ
ーション発生防止技術としては、時分１Ｖ（６０−２２
１：１７号公報及び特開昭５９−８５０４４号公報に開
示されたものかある。

その前者の概略は、第２図及び第３図に示すように、タ
ンク２０とシリンダ３の非負荷側の圧力室３ｂ及びシリ
ンダ５の非負荷側の圧力室５ａの各々を逆止弁１８．１
５を介してタンク２０へ接続した構成である。（第３図
のスローリターン弁には後律するものてこの例てはない
。）これによると、方向切換弁８を切換位置Ａに操作す
ると、ポンプ７からの圧油は、イコライザ１１からシリ
ンダ３の圧力室３ｂに供給される。圧力室３ｂに圧油か
供給されると、第２図に示すショベルローダのリフトア
ーム２は、２点鎖線の位置から矢印ａで示す方向に下降
する。このとき、圧力室３ｂへ供給される圧油の量より
もリフトアーム２の下降による圧力室３ｂの容積増大量
の方か大きいと、圧力室３ｂの油圧か下降する。圧力室
３ｂの油圧かタンク２０の油圧より下がると、タンク２
０から逆止弁１８を介して圧力室３ｂに油か供給される
。従って、キャビテーションの発生か防止される。なお
、この従来の技術は、リフトアーム２の作動に対してパ
ケット４の位置を変化させ、常時定姿勢を保つものてあ
り、シリンダ３の非負荷側圧力室３ｂに圧油か供給され
るときはシリンダ５の負荷側圧力室５ｂにも圧油が供給
され、パケット４が矢印す方向に駆動されて定姿勢を保
つものである。

上述した技術は、タンク２０から非負荷側の圧力室３ｂ
までの距離か長いと、その間に圧力損失か大きくなり、
非負荷側の圧力室３ｂの急速な油Ｈ１ｉの減少を充分に
補充し得ないものである。従ってシリンダに作用する負
荷及びその操作によっては、必ずしも確実にキャビテー
ションの発生を防止できなかった。

そこで、キャビテーションを確実に防＋ｈするメカニズ
ムとして、第３図にＫて示すように、逆止弁Ｋｌと絞り
に２とを並列に接続してなるスローリターン弁を、負荷
側の圧力室３ａと切換弁８との間に挿入したものかある
。逆止弁に１は切換弁８から圧力室３ａ側へ向う方向を
順方向とする。このような手段の１例が特１３１１１ｉ
　５９−８５０４４号公報に記載されている。この手段
によると、絞りに２の開口面積を絞って負荷側の圧力室
３ａの排出油量か絞りに２の絞り量で制限されるもので
ある。このため、非負荷側の圧力室３ｂにキャビテーシ
ョンか生しない程度に絞りに２の絞り量を調整しておけ
ば、切換弁８の排出側を全開しても絞りに２の開口面積
て絞られるから、シリンダに作用する負荷あるいはその
操作に関係なくキャビテーションの発生を防止する。

〈発明か解決しようとする問題点〉 従来の技術ては、キャビテーションの発生を確実に防止
するとシリンダの作動速度か遅くなり、作業俺率か低下
する問題がある。

すなわち、第３図に示す回路において、リフトアームな
早く下降させようとすると、シリンダ３の作動速度を〒
くする必要がある。しかし、非負荷側の圧力室３ｂにキ
ャビテーションの発生を防止しようとすれば、スローリ
ターン弁にの絞りに２を絞ってリフトアーム下降時のシ
リンダ３の作動速度を遅くしなければならない。つまり
、シリンダの負荷側の圧力室の排出量を絞ってキャビテ
ーションの発生を防止するものであるから、シリンダの
作動速度は絞りにＺの絞り量で制限されて遅くなる。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は、負荷側の圧力室の圧油の一部を非負荷側の
圧力室へ流入させることで、アクチュエータの作動速度
を減少させないてキャビテーションの発生を防止するよ
うにしだものである。

この発明の手段は、一定の方向に負荷か作用する油圧ア
クチュエータと、そのアクチュエータに圧油を給排する
切換弁とを備え、前記アクチュエータと前記切換弁とを
給排回路で接続したアクチュエータの制御回路において
、前記アクチュエータの負荷側圧力室に接続する回路に
ブリードオフ型の流量制御弁を設け、この流量制御弁の
ブリード出力側を前記アクチュエータの非負荷側圧力室
に接続する回路に接続すると共に、前記流量制御弁と並
列にシーケンス弁を設け、このシーケンス弁の設定圧を
前記流量制御弁の設定圧以上に設定したことを特徴とす
る。

〈作　用〉 この発明は、切換弁の操作によりアクチュエータか負荷
の作用方向と同一方向に移動し始め、負荷側の圧力室の
圧油の排出量か流量制御弁で定められた値より多くなり
かつ非負荷側の油圧室の油圧か負荷側の油圧室の油圧よ
り低くなったとき、負荷側の圧油の一部が非負荷側へブ
リードオフされる。従ってポンプから切換弁を介して非
負荷側へ流入する油（４か不足しても負荷側の圧油か供
給されるのて、非負荷側の圧力室のキャビテーションか
防止される。また、ポンプからの油量が多く、非負荷側
の油圧が負荷側の油圧よりも高くなった場合には、ｆＲ
，量制御弁の機能か停止するが、このときはシーケンス
弁が作用し、負荷側の排出油量を確保するのでアクチュ
エータの作動速度を場く保つことかてきる。

〈実施例〉 第１図に１実施例を示す０図において、２４はシリンダ
てあり、常時上方から負荷Ｗを受ける。このシリンダ２
４は、負荷圧力を受けない非負荷側の圧力室２４ａと負
荷圧力を受ける負荷側の圧力室２４ｂとを備えており、
圧力室２４ａか給排回路２７に、圧力室２４ｂか給排回
路２８に接続している。給排回路２７．２８は切換弁２
６を介してタンク３０とポンプ２５とに夫々切換接続さ
れるようになっている。

給排回路２ｇの途中に、スローリターン弁２９、！！！
、ｉ制御弁３１．シーケンス弁３６か設けられている。

スローリターン弁２９は、並列に設けた絞り２’ｌａと
逆１１ユ弁２９ｂとて構成され、その絞り２９ａかシリ
ンダ２４の最大下降速度を１没定されており、逆！ヒ弁
２９ｂが圧力室２／Ｉｂに圧油な供給するバイパス通路
を形成している。

流量制御弁３１は、フリートオフ型の流量制御弁であり
、メータリングオリフィス３２と、このメータリングオ
リフィス３２の前後の差圧を補償する圧力補償弁３５と
て形成しである。圧力補償弁３５は、フリートオフ型の
圧力補償弁て、給排回路２８が排出路となるときのメー
タリングオリフィス３２の上流側から排出油の一部な給
排回路２７へ流出させる油量の大小によってメータリン
クオリフィス３２の前後の圧力差を保っている。圧力補
償弁３５のブリード出力側に接続した回路３３か逆止弁
３４を介して給排回路２７に接続している。この圧力補
償弁付流量制御弁３Ｉは、給排回路２８の油圧か給排回
路２７の油圧より高い状態においてのみ作動する。すな
わち、メータリンクオリフィス３２を圧油が負荷圧力室
２４ｂ側から切換弁２６側へ流れると、そのときに生し
る前後の油圧は夫々パイロット回路３５ａ、３５ｂを介
して圧力補償弁３５の圧力室とばね室とに作用する。従
って、メータリングオリフィス３２の上流側の油圧かば
ね室のばね３５ｃの押圧力を超えると、メータリンクオ
リフィス３２の上流側の圧油の一部か給排回路２７へ流
出する。

シーケンス弁３６は、前記流量制御弁３１に並列に接続
しである。シーケンス弁３６の設定値は、圧力補償弁３
５のばね３５ｃによる設定値よりも少し大きく設定して
あり、高い圧力て作動するようになっている。このため
、流量制御弁３１か作動している場合、つまり給排回路
２７の圧油が給排回路２８の圧油より低い値である場合
、流量制御弁３１の働きによりシーケンス弁３６は働か
ない。しかし、給排回路２７の油圧か給排回路２８の油
圧より高圧になると流量制御弁３１か作用しなくなり、
そのためにメータリンクオリフィス３２の前後の差圧か
と昇するのでシーケンス弁３６か作動して圧油がシーケ
ンス弁３６を通ってタンク３０へ流出する。なお、シー
ケンス弁３１ｉと並列に接続している逆Ｉト弁３７は、
圧力室２４ｂに圧油な供給するバイパス用のものである
。

方向切換弁２６は、切換位ｍＡ、Ｂ及び中立位置Ｃを有
し、ｆ−動操作レバーで切換え操作されるものである。

切換位ｍＡは、給排回路２７にポンプ２５を、給排回路
２８にタンク３０を夫々接続して、負荷Ｗを下降させる
切換位置である。切換位置Ｂは、給排回路２７にタンク
３０を、給排回路２８にポンプ２５を夫々接続して、負
荷ＷをＬ昇させる切換位置である。

方向切換弁２６を切換位置Ｂに切換えると、給排回路２
８、逆止弁３７．２９ｂを介して圧力室２４ｂにポンプ
２５からの圧油か流入する。圧力室２４ａの油は給排回
路２７を介して切換弁２６よりタンク３０へ流出する。

次に方向切換弁２６を切換位置Ａに切換えると、シリン
ダ２４の圧力室２４ａかポンプ２５に接続し、圧力室２
４ｂか給排回路２８のスローリターン弁２９、流■制御
弁３１あるいはシーケンス弁３６を介してタンク３０に
接続する。圧力室２４ａの油圧は、負荷Ｗの下降速度を
ｖくすると、あるいは他の油圧機塁を作用させるために
ポンプ２５の吐出圧油の一部が利用されていると、負荷
Ｗの下降速度に追従しないで下降し、給排回路２７の油
圧が給排回路２８の油圧より低くなることかある。この
場合は、圧力室２４ｂの油がスローリターン弁２９の絞
り２９ａを介してメータリングオリフィス３２ａを通過
し、方向切換弁２６よりタンク３０へ流出するが、この
とき圧力室２４ｂからの流出油がメータリングオリフィ
ス３２て設定している流量を超える値になりかつ圧力補
償弁３５の前後差圧か増加しモしてばね３Ｓｃの押圧力
より大きくなると、圧力補償弁３５か作動してメータリ
ンクオリフィス３２の上流側の圧油の一部を回路３３か
ら逆止弁３４を介して給排回路２７へ流出させる。従っ
て圧力室２４ａにはポンプ２５からの油量に給排回路２
８の油の一部か合流して供給される。

このように、負荷Ｗがその自重によって早く下降し始め
ても、その負荷側圧力室２４ｂの圧油の一部を非負荷側
圧力室２４ａへ流入させるので、キャビテーションの発
生を防止できる。

また、方向切換弁２６が同じ切換位ｉＡに切換えられた
ときでも、負荷Ｗの下降速度か遅くかつポンプ２５から
の供給油；止のみで圧力室３４ａヘヒ分に供給できてい
るとき、あるいは前記圧力補償弁３５の開弁作用の結果
圧力室２４ａへの供給油着か確保された状態になったと
き、給排回路２７の油圧が給排回路２８の油圧よりも高
圧となる。この場合、流だ制御弁３１の機能は停止する
と同時にシーケンス弁３６が開き、流量制御弁３１をバ
イパスさせる。従ってこの状態では、方向切換弁２６の
操作登を加減して給排回路Ｚ７の供給油量を増減させて
、負荷の下降速度を絞り２９ａによって制限される最大
速度以下の範囲内で制御することかてきる。

なお、ｙｔ量制御弁３１の圧力補償弁３５のパイロ・ン
ト回路３５ａ、　３５ｂに設けた絞り３５ｄ、３Ｓｅは
圧力補償弁３５の作動安定用である。

〈発明の効果〉 この発明は、アクチュエータの負荷側の圧力室の圧油の
一部を非負荷側の圧力室へ流入させることかできるよう
にしたので、アクチュエータの非負荷側の圧力室のキャ
ビテーションの発生をアクチュエータの速度を落すこと
なく防止てきる。

また、負荷側の圧力室の油圧より非負荷側の圧力室の油
圧が高くなった状態てはシーケンス弁が作動するので、
方向切換弁を操作して非負荷側の圧力室への流入量を制
御することによりアクチュエータの速度を制御すること
かできる。つまり、従来のスローリターン弁のキャビテ
ーションを生しない程度の小さい絞りか負荷側圧力室の
流出油を制限している状７８ては非負荷側圧力室への供
給圧油を相当に高圧にしたとしてもそれほど増速できな
い。これに対してシーケンス弁は負荷側圧力室の流出油
量を制限するものではないから、非負荷側の圧力室への
流入量を制御することで速度を制御てき、その押込圧は
小さくてもよい。

従って、この発明によると、アクチュエータのいかなる
作用に対してもキャビテーションを生じることかなく、
非負荷側の圧力室への小さい押込み圧てアクチュエータ
を所望の速度で作動させることかできるから、作業能率
の低下もなく、油圧源の効率的な利用か可ｔＦｓである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の油圧回路図、第２図は一
定の方向に負荷か作用する油圧アクチュエータの１例を
示すショベルローダの概略側面図、第３図は従来のアク
チュエータの制御回路を説明するための油圧回路図であ
る。 ２４・・・・油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）、２
４ａ・・・・・非負荷側圧力室、２４ｂ・・・・・負荷
側圧力室、２５・・・・・ポンプ、２６・・・・切換弁
、２７．２８・・・・・給排回路、３０・・・・タンク
、３１・・・・流量制御弁、３６・・・・シーケンス弁
。 特許出願人　日本エヤーブレーキ株式会社同　　イワフ
ジ工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定の方向に負荷が作用する油圧アクチュエータ
   と、そのアクチュエータに圧油を給排する切換弁とを備
   え、前記アクチュエータと前記切換弁とを給排回路で接
   続したアクチュエータの制御回路において、前記アクチ
   ュエータの負荷側圧力室に接続する回路にブリードオフ
   型の流量制御弁を設け、この流量制御弁のブリード出力
   側を前記アクチュエータの非負荷側圧力室に接続する回
   路に接続すると共に、前記流量制御弁と並列にシーケン
   ス弁を設け、このシーケンス弁の設定圧を前記流量制御
   弁の設定圧以上に設定したことを特徴とするアクチュエ
   ータの制御回路。