JPH01176803A - 可変容量ポンプと組合せた流量制御弁を有する複数台のアクチュエータの作動制御装置 - Google Patents

可変容量ポンプと組合せた流量制御弁を有する複数台のアクチュエータの作動制御装置

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JPH01176803A
JPH01176803A JP63000551A JP55188A JPH01176803A JP H01176803 A JPH01176803 A JP H01176803A JP 63000551 A JP63000551 A JP 63000551A JP 55188 A JP55188 A JP 55188A JP H01176803 A JPH01176803 A JP H01176803A
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JP
Japan
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pump
actuator
valve
flow
flow rate
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JP63000551A
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English (en)
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Ryoji Yamada
良二 山田
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Uchida Oil Hydraulics Mfg Co Ltd
Original Assignee
Uchida Oil Hydraulics Mfg Co Ltd
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

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) 本発明は、建設機械、荷投機械等の産業機械に設けた複
数台のアクチュエータの作動を1台の可変容量ポンプと
組合せた流量制御弁により作動制御する装置に関する。
(従来の技術) 従来、第1図示のように、複数台、例えば2台のアクチ
ュエ−タ、aを1台の可変容量ポンプbの吐出回路Cに
並列に接続し、各アクチュエータaへの各接続回路dに
コンペンセータバルブe付の切換弁iからなる流量制御
弁fを設け、該可変容量ポンプbに設けたポンプ容量を
制御するポンプ制御装置gに、各アクチュエータaの各
負荷圧力のうちの最も高い負荷圧をパイロット配管りを
介して導入すると共に該ポンプbの吐出圧を導入し、各
アクチュエータの負荷に応じた圧力、流量を該ポンプ制
御装置gの作動により制御することが行なわれている。
該コンペンセータバルブeは、例えば第2図示のように
、コンペンセータスプリングjで弾発されると共にアク
チュエータaの負荷圧が作用するプランジャkを流路I
に設け、該プランジャkに設けた絞りmの下流の流体圧
力が該プランジャkに該スプリングjと対抗するように
作用するように構成される。そして切換弁iが操作され
て吐出回路Cから接続回路dを介してアクチュエータa
へと制御流量が流れるとき、プランジャにはスプリング
j及び負荷圧による力と絞りmの下流の流体圧力による
力とが釣合う位置まで移動して絞りmの面積を制御し、
該制御流量の圧力補償を行なう。
またポンプ制御装置gは、ポンプ容量を変化させるため
の傾転シリンダ0への流体の導入排出を制御する圧力コ
ントロールバルブpと流量コントロールバルブqを備え
、圧力コントロールバルブpは吐出回路Cの圧力が設定
値より高まるとポンプ容量を少なくする作動を行なうよ
うに傾転シリンダ0へ吐出回路Cの流体を導き、流量コ
ントロールバルブqはパイロット配管りを介して導入さ
れる各アクチュエータaSaのうちの最も高い負荷圧と
ポンプ吐出圧との差が設定値以上になったとき傾転シリ
ンダ0へ吐出回路Cの流体を導き、該ポンプbのポンプ
容量即ちポンプ吐出量を少なくする。第1図のrは安全
弁、Sはオイルタンク、tはシャトル弁を示す。
(発明が解決しようとする問題点) 前記第1図示の装置では、各流量制御弁fの切換弁iに
は夫々コンペンセータバルブeが設けられており、負荷
の影響を受けずに切換弁の開度に応じた流量を流すよう
になっている。また流量制御弁全体が必要とする流量は
、ポンプ制御装置gの流量コントロールバルブqによっ
て必要流量分だけ可変容量ポンプbが吐出するようにな
っている。
しかし、流量制御弁全体が必要とする流量が、ポンプ吐
出全量よりも多くなった場合は制御不能となり、高負荷
側のアクチュエータへ流入すべき流量が軽負荷側のアク
チュエータへと流れてしまう。この状態をグラフ化する
と第3図示の如くであり、曲線Qlは高負荷側のアクチ
ュエータへの流量制御弁を一定流量が流れるようにセッ
トしたときの流量の変化、曲線Q2は軽負荷側のアクチ
ュエータへの流量制御弁の開度を徐々に流量を増加させ
るように上げたときの流量変化を示す。これに見られる
ようにポンプ吐出全量が流量制御弁全体の流量よりも多
いXの範囲ではQlの流量は変化しないが、ポンプ吐出
全量が流量制御弁全体が必要となる流量よりも少なくな
るYの範囲では制御不能となり、高負荷側のアクチュエ
ータへと流れていたQlの流量が軽負荷側のアクチュエ
ータへと流れ込みQ2が増大し、最終的にはQlは零に
まで減ってしまう。
この現象をシリンダ等のアクチュエータの動きで考える
と、1台のアクチュエータが動いている状態で他のアク
チュエータを動かすと、動いていたアクチュエータが停
止してしまうことになるので制御上の問題がある。
こうした問題を解決するには、ポンプ吐出量が不足した
場合、その不足分に応じて流量制御弁を流れる流量を減
じ、別のアクチュエータを動かしたときそれまで動いて
いたアクチュエータは速度が遅くなっても停止しないよ
うにする必要があり、これを満足する解決手段を提供す
ることが本発明の目的である。
(問題点を解決するための手段) 本発明では、前記目的を達成すべく、1台の可変容量ポ
ンプの吐出回路に複数台のアクチュエータを並列に接続
し、各アクチュエータへの各接続回路に、制御要素とし
てコンペンセータスプリングを有するコンペンセータバ
ルブ付の流量制御弁を夫々設け、該可変容量ポンプに、
各アクチュエータの負荷圧力のうち最も高い負荷圧と該
ポンプの吐出圧とに応じて該ポンプのポンプ容量を制御
するポンプ制御装置を設けるようにしたものに於いて、
制御スプリングと前記段も高い負荷圧とによる一方向へ
の力の作用を受けると共にその逆方向に前記吐出圧によ
る力の作用を受けるピストンを備えた制御シリンダを用
意し、前記一方向への力よりもその逆方向への力が優勢
となったとき前記ピストンのロッドが前記コンペンセー
タスプリングをたわめるように該制御シリンダをコンペ
ンセータバルブに連結するようにした。
(作 用) 該可変容量ポンプに例えば2台のアクチュエータが並列
に接続されており、いまその一方のアクチュエータが接
続回路の流量制御弁の操作により一定の流量の供給を受
は高負荷で作動しているものとする。このときもう一方
の軽負荷のアクチュエータを作動すべくもう一方の流量
制御弁を操作し、該アクチュエータへの流量を次第に増
大させると、第4図に見られるように、両流量制御弁の
合計流量Ql+02が該ポンプの吐出可能な吐出量の範
囲Xでは、ポンプ吐出圧P1と最も高い負荷圧P2との
差がコンペンセータバルブにより一定差に保たれるが、
Ql+02がポンプの吐出量以上となる範囲Yではポン
プ吐出圧PIと負荷圧P2がほぼ同じ圧力になる現象が
見られた。本発明はこの現象の性質を利用するもので、
コンペンセータバルブに連結して設けた制御シリンダに
ポンプ吐出圧P1と負荷圧P2を導入し、P+ =!:
 P2の差圧が小さくなるYの範囲になると、該制御シ
リンダの制御スプリングによってそのピストン及びピス
トンロッドが退去し、コンペンセータスプリングのばね
力を弱めるので、流量制御弁の流量を決める差圧を低く
するようにコンペンセータバルブが作動する。コンペン
セータバルブの差圧が低くなると流量制御弁を流れる流
量が減少するため、Q2の最大流量が減り、ポンプ吐出
量が不足してもQlを維持することが出来、高負荷のア
クチュエータの動きを止めることなく作動させ続けるこ
とが出来る。尚、PlがP2よりも制御圧力付だけの差
圧があるXの範囲では、制御シリンダの制御スプリグに
打ち勝ってそのピストン及びピストンロッドがコンペン
セータスプリングをたわめるように移動し、コンペンセ
ータバルブは流量制御弁の流量を決める差圧を高くする
(実施例) 本発明の実施例を1台の可変容量ポンプにより2台のア
クチュエータを作動せる場合につき説明すると、第5図
に於いて符号(1) (2)は油圧シリンダのアクチュ
エータ、(3)は可変容量ポンプ、(4)は該ポンプ(
3)の吐出回路、(5) (6)は該吐出回路(4)か
ら分岐して各アクチュエータ(1) (2)へ流体を供
給する接続回路、(7) (8)は各接続回路(5) 
(6)に設けたコンペンセータバルブ(9) (IO付
の切換弁(’Ivazからなる流量側−御弁を示す。各
流量制御弁(7) (8)はその切換弁(Ivoの操作
ストロークに応じて開度が変えられるが、その開度に応
じた流量が流れるように各切換弁I′Iv■の前後の差
圧をコンペンセータバルブ(9) (IOが制御する。
各コンペンセータバルブ(9) (IOのそれ自体の構
造は第6図示のように従来のものとほぼ同様であり、コ
ンペンセータスプリングa3で一端側aΦから弾発され
ると共に該一端側(+4)の室(I5+に導入したアク
チュエータ(1)又は(2)の負荷圧の作用を受ける移
動自在のプランジャaOを吐出回路(4)に連なる流路
(+7)に備え、該プランジャ11oに設けた可変する
絞り(Ieの下流の流体圧力が該プランジャ(IOの前
記一端側(IΦと対向する他端側(+9)に作用するよ
うに構成される。そして切換弁a11)又はa2が操作
されて絞り(181を通りアクチュエータ(1)又は(
2)へ流体が流れると、該プランジャ(Ioは一端側a
4)に作用するスプリング(13及び負荷圧による力と
他端側(+!I)に作用する絞り(Ieの下流の流体圧
力による力とが釣合う位置にまで移動して絞り(1&の
面積を制御し、切換弁(Ivazの開度に応じた流量が
流れるように圧力補償する。
該可変容量ポンプ(3)は、ポンプ容量を変化させるた
めの傾転シリンダ■への流体の導入排出を制御する圧力
コントロールバルブ0と流量コントロールバルブ■とで
構成されたポンプ制御装置■を備えており、該圧力コン
トロールバルブσは吐出回路(4)から導入した圧力が
設定値よりも高くなるとポンプ容量を少なくする作動を
行なうように傾転シリンダ■へ吐出回路(4)の流体を
導き、また流量コントロールバルブ■はシャトル弁QΦ
及びパイロット配管■を介して導入される各アクチュエ
ータ(1) (2)のうちの最も高い負荷圧と、吐出回
路(4)から導入したポンプ吐出圧との差が設定値以上
になったとき作動して傾転シリンダ■へ該吐出回路(4
)の流体を導く。このポンプ制御装置■は各コントロー
ルバルブ0■の作動でポンプ吐出圧又はアクチュエータ
の負荷圧に応じてポンプ容量を制御し、圧力に応じた流
量をポンプ(3)が吐出する。■は安全弁、■はオイル
タンクである。
以上の構成は従来のものと略同様であり、流量制御弁(
7) (8)の切換弁(It) (IZの開度に応じた
流2を各アクチュエータ(1) (2)へ流すようにコ
ンペンセータバルブ(9) (If)が圧力補償制御を
行ない、両流量制御弁(7) (8)が必要とする流量
は、ポンプ制御装置■の流量コントロールバルブのによ
ってポンプ(3)が前記必要流量分だけ吐出することも
従来のものと同様であるが、この構成では両流量制御弁
(7) (8)が必要とする流量がポンプ(3)の全吐
出量よりも多くなった場合には制御不能になり、高負荷
側のアクチュエータへ流入すべき流量が低負荷側のアク
チュエータへ流入し、その結果高負荷側のアクチュエー
タの作動が停止する不都合がある。
そこで、本発明に於いては、各コンペンセータバルブ(
9) (IOに、コンペンセータスプリング(′leの
ばね力を変更する制御シリンダ■を設けるようにし、前
記の如く両流量制御弁(7) (8)が必要とする流量
がポンプ(3)の全吐出量よりも多くなった場合、該制
御シリンダ■がコンペンセータスプリング(1′3のば
ね力を制御し、高負荷側のアクチュエータに流量を流し
て該アクチュエータが停止する不都合を解消するように
した。該制御シリンダ■の詳細は、第6図示の如くであ
り、ピストン■の一方の室ωに吐出回路(4)からポン
プ吐出圧を導入し、ロッド■を取付けた他方の室■に、
制御スブリグ■と、シャトル弁(24+で抽出した各ア
クチュエータ(1) (2)の負荷圧のうちの最も高い
負荷圧を導入するように構成され、該ロッドGl)はコ
ンペンセータスプリングG3のスプリング座■に連結さ
れる。
該制御シリンダ■はポンプ吐出圧が最も高い負荷圧より
も制御スプリング■による力の分だけ高い場合、即ち第
4図のXの範囲では、該制御スプリング■に打ち勝って
ピストン■及びロッド01)がコンペンセータスプリン
グ(131をたわめるように移動し、これによりコンペ
ンセータバルブ(9)又は00は流量制御弁(7)又は
(8)の流量を決める差圧を高くする。これとは逆に、
ポンプ吐出圧と最も高い負荷圧とがほぼ同じ圧力になっ
た場合、即ち第4図のYの範囲では、制御スプリング■
によってピストン■及びロッドGl)が後退し、コンペ
ンセータスプリング(131か弱くなるので、流量制御
弁(7)又は(8)の流量を決める差圧か低くなる。こ
の作用によって軽負荷側のアクチュエータへの流量Q2
の最大値が減少するため、ポンプ(3)の吐出量が減少
しても高負荷側のアクチュエータへの流m Q lを確
保出来、高負荷側のアクチュエータの動きを停止させな
いで制御作動を行なえる。
(発明の効果) 以上のように本発明によるときは、流量制御弁に設けた
コンペンセータバルブのコンペンセータスプリングを、
複数台のアクチュエータの負荷圧のうちの最も高い負荷
圧とポンプ吐出圧との差圧が設定値以下となったとき該
スプリングのばね力を弱める制御シリンダを設けるよう
にしたので、複数台のアクチュエータの作動を制御する
各流量制御弁の合計流量がポンプ吐出量より多くなった
場合、自動的に流量制御弁の流量が減少し、高負荷のア
クチュエータの動きを停止させないで作動させ続けるこ
とが出来、制御性が向上する等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の線図、第2図は第1図示のもののアク
チュエータへの流量の変化特性を示す線図、第3図は第
1図示のコンペンセータバルブの詳細図、第4図は本発
明装置よるアクチュエータへの流量の変化特性を示す線
図、第5図は本発明の実施例の線図、第6図は第5図示
の制御シリンダの詳細図である。 (1) (2)・・・アクチュエータ (3)・・・可変容量ポンプ (4)・・・吐出回路 (5) (6)・・・接続回路 (7) (8)・・・流量制御弁 (9) (10・・・コンペンセータバルブ(I3・・
・コンペンセータスプリング■・・・ポンプ制御装置 ■・・・制御シリンダ ■・・・ピストン ■・・・ロッド ■・・・制御スプリング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  1台の可変容量ポンプの吐出回路に複数台のアクチュ
    エータを並列に接続し、各アクチュエータへの各接続回
    路に、制御要素としてコンペンセータスプリングを有す
    るコンペンセータバルブ付の流量制御弁を夫々設け、該
    可変容量ポンプに、各アクチュエータの負荷圧力のうち
    の最も高い負荷圧と該ポンプの吐出圧とに応じて該ポン
    プのポンプ容量を制御するポンプ制御装置を設けるよう
    にしたものに於いて、制御スプリングと前記最も高い負
    荷圧とによる一方向への力の作用を受けると共にその逆
    方向に前記吐出圧による力の作用を受けるピストンを備
    えた制御シリンダを用意し、前記一方向への力よりもそ
    の逆方向への力が優勢となったとき前記ピストンのロッ
    ドか前記コンペンセータスプリングをたわめるように該
    制御シリンダをコンペンセータバルブに連結したことを
    特徴とする可変容量ポンプと組合せた流量制御弁を有す
    る複数台のアクチュエータの作動制御装置。
JP63000551A 1988-01-05 1988-01-05 可変容量ポンプと組合せた流量制御弁を有する複数台のアクチュエータの作動制御装置 Pending JPH01176803A (ja)

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