JPH01275902A - 負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路 - 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］ 建設機械用の油圧回路に係るもので、特にポンプ流量制
御される油圧回路において、切換弁にかかる負荷に関係
なくバイパス切換弁のストローク位置に応じて一定流量
を吐出し得るポンプ吐出流量制御回路に関するものであ
る。

［従来の技術］ 建設機械用として過去に使用されたことのあるダイキン
パワーマー２チシステムについて説明する。第４図はそ
の回路図である。

本回路はバイパス通路なしのクローズドセンタになって
おり、切換弁の入口圧とシリンダボートの間に可変絞り
が設否されており、スプールストロークに応じて可変絞
りが変化し、その上・下流の圧力差によりポンプ吐出流
量を制御するようにしたものであり、シリンダ負荷に関
係なくスプールストローク位置に応じてポンプ流量を制
御できるものである。また、スプール中立時はポンプ吐
出流量がほぼＯになるように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、スプール中立時にポンプ吐出流量が０に近い
ために、流量を増大する応答がｄく、さらに、スプール
中立状態にメイクアップ効果の必要な慣性負荷の大きい
アクチュエータ（例えば旋回など）ではキャビテーショ
ンが発生し易い。

また、入口圧力とシリンダボート圧力を検出しなければ
ならないので構造が複雑になり、コストアップの要因で
あり、特に多連弁になると最大負荷を検出するシャトル
バルブなどが必要となる。

また、入口圧力とシリンダボート圧力との差圧によりポ
ンプ吐出流量を制御するために、シリンダボートに接続
された負荷によってシリンダボートにキャビテーション
が生じると、入口圧力とシリンダボート圧力との圧力差
が大きくなり、ポンプ吐出ｔ＆量を減じる方向にポンプ
が制御されるので、より一層ギヤビテーションを助長す
ることになるし、さらに、ポンプ吐出流量以上にシリン
ダボートからタンクボートに油を流出させると（面積差
も考慮に入れて）キャビテーションを助長することにな
るので、シリンダからタンクへの開［１面積と、供給路
からシリンダへの開口面積の設定に注意を要することに
なる。

また、スプールを中立へ急激に戻す操作において、ポン
プの応答性が遅い場合はサージ圧が発生する。（メイン
リリーフバルブ付でもリリーフ圧までのサージ圧が発生
する。） そこで、本発明は、スプール中立時にポンプ最小吐出流
量を通過できるバイパス通路を設け、アクチュエータの
応答性が良く、かつ種々の条件下でキャビテーションに
強く、構造の簡単な負荷圧補償をしたポンプ吐出流量制
御回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ パイロット信号により吐出流量を増減できるポンプと、
該ポンプに接続されたシリンダボートに油圧油を供給し
得る方向切換弁と、該方向切換弁の入口より分岐し一部
流量を流量制御弁を介してメータリング用バイパス切換
弁に通油させ、前記流量制御弁は前記バイパス切換弁の
上流側圧力と下流側圧力の差圧により制御され、また前
記切換弁中立時はポンプ吐出流量を最小とするように前
記パイロット信号を設定している構成から成り、前記パ
イロット信号を前記バイパス切換弁の最下流に設けた圧
力発生装置により取り出す構造としたネガティブ流量制
御を行なうこと、および前記切換弁が前記パイロット信
号により操作され前記パイロット信号の最大ポンプ吐出
信号を取り出してポンプ制御信号としたポジティブ流量
制御を行なうこと、とにより負荷圧に関係なくスプール
ストロークに応じたポンプ吐出流量制御を回部とする。

［作用］ 切換弁中立時では、バイパス切換弁の開口面積が大であ
りパイロット信号圧力が高くなり、ポンプは最小吐出流
厳となる。

また、バイパス通路でサージ圧を吸収し、かつ応答遅れ
を少なくする。

切換弁ストローク途中では、ポンプ吐出流量の一部を流
量制御弁を介してバイパス切換弁に通油し、バイパス流
量はバイパス切換弁の開口面積に応じて一定流量となる
ように流量制御弁によって制御されるのでシリンダへの
流量は負荷圧に関係なくストローク位置に応じたパイロ
ット信号圧力によりポンプ吐出流量を一定流量になるよ
うに制御する。

さらに、大きな負荷の場合バイパス流量を減じ、パイロ
ット信号圧力が下がりポンプ吐出流量を増大し、シリン
ダへの流量を充分なるようにポンプ吐出流量制御してキ
ャビテーションの発生を抑制する。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例であるネカティブ流量制御と
した場合の回路図であり、以Ｆこの図により説明する。

１０はパイロット信号により吐出流量を制御されるポン
プであり、そのポンプ１０かも吐出された油圧油は方向
切換弁１２の供給通路１３に接続され、一部流量はｆｌ
ｉｔ　％制御弁１４を介してバイパス切換弁１６に通油
された後、圧力発生装置１７を通過してタンク２３に排
出される。方向切換弁１２はその作動により負荷Ｗに接
続されたシリンダ１８の方向を制御し、また、流量制御
弁１４はバイパス切換弁１６の上瀉側圧力と下流側圧力
の差圧により制御され、バイパス切換弁１６のバイパス
開口面積が大Ｓい場合（差圧が小）圧縮バネ１９に抗し
て閉じてくる構造となっており、供給通路１３の圧力に
関係なくバイパス開口面積に見合った流量を通過し得る
。バイパス切換弁１６は中立時最大開口となり、スプー
ルストロークエンドではその通路を閉め切り、ストロー
ク途中では流７．１制御弁１４との関係から最適な開口
面積を有している。また、方向切換弁１２と７＜、イパ
ヌ切換弁１６は連結しており、以後これらを総称１．て
ｊ、ＩＪ換弁と呼ぶ。バイパス切換弁１６を通過した流
ｙｇはオリフィス２０と低圧リリーフ２１をもつ圧力発
生装置１７により通過流量に見合ったパイロット圧力を
発生させ、そのパイロット圧力はポンプ吐出流を制御信
号として制御室に接続され、パイロット圧力の高い時は
ポンプ吐出流量を最小とし、逆に低い時は最大となるよ
うに設定されている。なお、１２はメインリリーフ弁で
あり、回路圧力の異常ト昇を防止する。

以下、作動について説明する。

切換弁中立時のポンプからの吐出流量は流量制御弁１４
．バイパス切換弁１６を通過して圧力発生装２１１７に
流れるが、バイパス切換弁１６の開口面積が大であるの
で通過流量も多くパイロ−ｙ　ト圧力が高くなり、ポン
プ流量を減少させポンプ流量が最小となるように通ｉＭ
流量（ポンプ最小吐出流量）およびパイロット圧力が設
定されている。

次に切換弁ストローク途中では、ポンプ吐出流Ｗは供給
通路１３からシリンダ１８へ通油されると同時に流量制
御弁１４を通ってバイパス切換弁１６に流れるが、その
バイパス切換弁１６が絞られているために通過流量が減
少し、従って圧力発生装、１１７によるパイロット圧力
が下がるのでポンプ吐出流量は増大する。ここでバイパ
ス切換弁Ｉ６を通過する流量は開口面積に応じて一定流
量となるように流ｆ制御弁１４が設置されているので、
供給通路１３の負荷圧力（シリンダ負荷圧力）に関係な
く一定流量となる。従って、切換弁ストローク位置に応
じてバイパス流量は負荷圧に関係することなく一定流量
となるので、ポンプ吐出制御用のパイロット圧カ一定お
よび吐出流ｉ−定となり、供給通路１３からシリンダ１
８への流量（ポンプ吐出流量−バイパス流量）も負荷圧
に関係なく切換弁ストローク位置に応じた一定流量とな
る。

次に切換弁を図において左方向に操作し、負荷Ｗが大き
く供給通路１３の流量が不足してキャビテーションが発
生した場合、ポンプ吐出流量は負荷の小さい方のシリン
ダポート側に流れ込みバイパス切換弁１６への流量が少
なくなるとパイロット圧力が下がりポンプ吐出流量は増
大し充分にシリンダへ流量を供給できるようにポンプ吐
出流量制御するのでキャビテーションの発生を押えるこ
とができる。

切換弁中立時もまたある程度の最小流量をポンプが吐出
しているので同様な効果がある。特にキャビテーション
を防止するメイクアップ回路を圧力発生装置前に設けれ
ばさらに効果がある。

また、ポンプ応答遅れによるサージ圧もバイパス通路で
吸収でき、さらに、切換弁中立時もある程度の吐出流量
を持っていることにより急激に操作した時の応答遅れも
比較的少ない。

第２図は他の実施例で、ポジティブ流量制御されたもの
であり、切換弁ストローク途中でのキャビテーションに
対してはポンプ吐出流量が外部パイロット信号によって
決定されるので多少劣るが従来技術の例のパワーマツチ
システムのようにボンブ吐出流量を減じることはない。

その他の効果は前述のネガティブ流量制御の場合と同じ
である。なお、第３図はネガティブ涼暖制御されたもの
で多連弁となった場合の実施例を示しているが、多連弁
となってもそれぞれの切換弁のストローク位置に応じて
ポンプ吐出流量が決定されるため、最大負荷を検出する
シャトルバルブなどが不必要となり構造が筒中である。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したように、ポンプ吐出流量制御を行
なう油圧回路において、ポンプ吐出流量の−・部を流量
制御弁を介してバイパス切換弁に通油することにより、
負荷圧に関係なく最適なメータリング波埴を得ることが
できると共に、キャビテーションを防止し、応答性を良
くし、また構造を簡単にしてコストダウンにつながる等
々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はネガティブ流ｌ制御とした本発明の一実施例の
油圧回路図、第２図はポジティブ流量制御とした本発明
の他の実施例の油圧回路図、第３図はネガティブ流量制
御としたもので多連弁の場合の本発明の他の実施例の油
圧回路図、第４図は従来技術の実施例としてダイキンパ
ワーマツチシステムの油圧回路図である。 １０・・・ポンプ、１２・・・方向切換弁、１３・・・
供給通路、１４・・・流量制御弁、１６・・・バイパス
切換弁。 １７・・・圧力発生装置、１８・・・シリンダ、１９・
・・圧縮バネ、２０・・・オリフィス、２１・・・低圧
リリーフ弁、２２・・・メインリリーフ付、２３・・・
タンク。 ２４・・・パイロット信号圧力用ポンプ、２５・・・パ
イロッ）　弁、　２６・・・シャトルバルブ、２７・・
・センタクローズ可変絞り切換弁、２８・・・アクチュ
エータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　方向切換弁と、メータリング用バイパス切換弁
   と、パイロット信号により吐出流量を増減し得るポンプ
   と、前記メータリング用バイパス切換弁の最上流に設け
   られた流量制御弁とから成り、前記ポンプからの吐出流
   量を前記方向切換弁に接続すると共に一部流量を前記流
   量制御弁を介して前記メータリング用バイパス切換弁に
   通油し、該バイパス切換弁の開口面積により前記流量制
   御弁を制御する構成とし、前記方向切換弁および前記バ
   イパス切換弁の中立時のポンプ吐出流量を最小となるよ
   うにパイロット信号を設定することを特徴とする負荷圧
   補償ポンプ吐出流量制御回路。
2. （２）　特許請求の範囲第１項記載において、前記バイ
   パス切換弁の最下流に圧力発生装置を設け、該圧力発生
   装置の上流よりポンプ吐出流量制御用パイロット信号を
   取り出し、前記ポンプをネガティブ流量制御してなる負
   荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。
3. （３）　特許請求の範囲第１項記載において、前記方向
   切換弁および前記バイパス切換弁がパイロット信号によ
   り操作されるように構成し、パイロット信号の最大ポン
   プ吐出流量制御用パイロット信号を取り出し、前記ポン
   プをポジティブ流量制御してなる負荷圧補償ポンプ吐出
   流量制御回路。