JPH03213703A - 負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路 - Google Patents
負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路Info
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Abstract
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Description
係り、特にポンプ吐出流量が制御される可変容量式油圧
回路において、ポンプ吐出流量を、アクチュエータの負
荷圧に関係なく、アクチュエータ駆動用方向切換弁のス
プールストローク位置に対応して一定に設定することが
できる負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路に関する。
器の作動を的確、スムーズに行うために、ポンプの吐出
流量を、負荷圧に関係なく方向切換弁のスプールストロ
ーク位置に対応して一定に設定し得る負荷圧補償式の制
御回路が推奨されている。
に構成したものが知られている。
ンプ10と、このポンプ10の吐出油が供給されてアク
チュエータ(シリンダ)12およびアクチュエータ(モ
ータ)14の駆動方向を切換える方向切換弁16.16
とからなる。ここで、方向切換弁16は、バイパス通路
を有しないクローズドセンタ型に構成されており、そし
て吐出油供給流路とアクチュエータボートとの間の通路
内には可変絞りが設けられている。このような構成にお
いて、方向切換弁16のスプールが移動すると、切換弁
内の前記可変絞りが変化し、この可変絞りの上流側圧力
と下流側圧力との差圧が変化し、この変化した差圧がパ
イロット圧としてシャトル弁18を介してポンプに作用
する。
ローク位置に対応した流量に設定される。
路においては、可変容量ポンプの吐出流量は、アクチュ
エータの負荷圧に関係なく、方向切換弁のスプールスト
ローク位置に対応して一定に設定される。なお、スプー
ルの中立位置においては、方向切換弁がセンタクローズ
ド型に構成されていることから、ポンプ吐出流量はほぼ
0に設定される。
量制御回路においては、次に述べるような難点があった
。
に、ポンプ吐出流量がほぼ0に設定されているため、ポ
ンプ吐出流量の増大応答性が遅れる。このため、アクチ
ュエータの応答特性が損われると共に、特にスプール中
立状態にメイクアップ効果を必要とする慣性負荷の大き
いアクチュエータ(例えば旋回用シリンダなど)におい
ては、往々にしてキャビテーションが発生する。しかも
、この場合ポンプ吐出流量は、前述したように、可変絞
りの上、下流側圧力間の差圧、すなわち吐出油流路内圧
力とシリンダボート内圧力との間の差圧によって制御さ
れるよう構成されているので、前記キャビテーションが
シリンダボート内に発生するとこのキャビテーションに
よって前記差圧が増大し、ポンプ吐出流量は減小する方
向に制御される。これにより、前記キャビテーションが
一層助長されることになる。さらにこの場合、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
口面積ならびに吐出油通路からシリンダへの開口面積の
設定には特別の注意を要することになる。
内圧力とアクチュエータボート内圧力とを検出しなけれ
ばならないので、構成が複雑となり、コストが上昇する
。特に多連弁の場合には、最大負荷圧を検出するシャト
ル弁等をさらに必要とするので、さらにコストが上昇す
る。
されていることから、ポンプの応答性が一般的に悪く、
特にスプールをストローク位置から中立位置へ急激に戻
す操作においてサージ圧が発生し、このためアクチュエ
ータの操作性が損われ、前記サージ圧は、回路内にリリ
ーフ弁を設けても、リリーフ圧までの範囲内において発
生する。
びに操作性が良好で、かつ種々の条件下でもキャビテー
ションの発生を効果的に抑制することができ、さらに構
造が簡単な負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路を提供す
ることにある。
ンプ吐出流量制御回路は、可変容量ポンプと、この可変
容量ポンプの吐出油によりアクチュエータの駆動方向を
切換えるセンタバイパス型方向切換弁と、このセンタバ
イパス型方向切換弁のセンタバイパス通路の下流側に設
けられセンタバイパス流量を制御する流量調整弁と、こ
の流量調整弁の下流側に設けられ前記可変容量ポンプの
吐出流量を制御するパイロット信号発生手段とからなり
、 前記流量調整弁を、前記センタバイパス型方向切換弁の
センタバイパス通路の開閉部開口面積に対応して制御さ
れるよう設定すると共に、 前記パイロット信号発生手段から取出されるパイロット
信号を、前記可変容量ポンプの吐出流量が前記センタバ
イパス型方向切換弁のスプール中立時において最小とな
るよう設定することを特徴とする。
の開度をセンタバイパス型方向切換弁のセンタバイパス
通路の上流側圧力と下流側圧力との差圧および圧縮ばね
の付勢力により制御するか、あるいは、差圧発生用の可
変絞りもしくは可変ばね荷重手段を有する圧力補償付流
量調整弁から形成し、前記可変絞りの開度あるいは荷重
手段のばね荷重を外部信号殊にセンタバイパス型方向切
換弁の切換弁操作信号で制御するよう構成すると好適で
ある。
成し、この圧力発生装置の上流側からパイロット信号を
取出して可変容量ポンプをネガティブ流量制御するよう
構成するか、あるいは、パイロット信号圧力用ポンプ装
置から形成し、このポンプ装置から取出されるパイロッ
ト信号によりセンタバイパス型方向切換弁を操作すると
共に、パイロット信号の最大ポンプ吐出流量制御用パイ
ロット信号を取出して可変容量ポンプをポジティブ流量
制御するよう構成することができる。
パス型に構成され、そしてそのセンタバイパス通路を通
過するバイパス流量は、方向切換弁のスプールストロー
ク時にはこのストローク位置に対応した一定流量に設定
されるよう流量調整弁を介して制御されるしたがって、
ポンプ吐出流量ならびにアクチュエータ供給流量(ポン
プ吐出流量−バイパス流量)は、アクチュエータの負荷
圧に関係なく、スプールストローク位置に対応した一定
流量に設定される。すなわち、負荷圧補償が達成される
。
流量すなわちこの場合ポンプ吐出流量は、パイロット信
号発生手段を介して所定の最小流量に設定される。この
ように、本発明の制御回路においては、スプール中立時
においてもポンプ吐出流量が所定に設定され、そしてこ
の最小流量がバイパス通路を通過しているので、ポンプ
の応答遅れが抑制されると共に、回路内にサージ圧が発
生してもこのサージ圧はバイパス通路で吸収される。
い旋回用シリンダなどにキャビテーションが発生しても
、この時バイパス流量が減少してパイロット信号圧力が
低下し、これによりポンプ吐出流量が増大するので、シ
リンダへの供給流量が充分に確保され、したがって前記
キャビテーションが有効に抑制される。
の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
ンプ20と、このポンプ20の吐出油を供給流路22を
介して供給され、負荷Wに接続されたアクチュエータ(
シリンダ)24の駆動方向を切換えるセンタバイパス型
方向切換弁26と、この方向切換弁26のセンタバイパ
ス通路28を通る流路30内に設けられ、センタバイパ
ス流量Q2(第2図参照)を制御する流量調整弁(本実
施例では開閉弁32から形成されている)とおよびポン
プ20の吐出流量Ql(第2図参照)を制御するパイロ
ット信号発生手段36とから構成される。なお、開閉弁
32は制御用圧縮ばね34を有する。また、図中、参照
符号38は回路圧力の異常上昇を防止するメインリリー
フ弁を示し、参照符号40はタンクを示す。
下流側圧力との差圧ΔPおよび圧縮ばね34の付勢力に
より開閉し、センタバイパス通路28の開閉部開口面積
により制御されるよう設定する。すなわち、開閉弁32
は、センタバイパス通路28の開閉部開口面積が大きい
場合(前記差圧ΔPが小さい場合)には、圧縮ばね34
により充分大きく開口されているが、開閉部開口面積が
小さくなると(差圧ΔPが大きくなると)、圧縮ばね3
4の付勢力に抗して開口面積が縮小するように構成され
ている。したがって、センタバイパス通路28を通過す
るバイパス流量Q2は、供給流路22の圧力に関係なく
、通路28の開閉部開口面積に対応した一定流量に設定
される。なお、開閉弁32は、流路30内においてセン
タバイパス通路28の上流側に設けることもできる。ま
た、センタバイパス通路28の開閉部開口面積は、方向
切換弁26のスプール中立時に最大となり゛、スプール
ストロークエンドで最小となり、ストローク途中では開
閉弁32との関係から定まる最適な大きさに設定されて
いる。したがって、バイパス流量Q2は、スプール中立
時に最大となる。
び低圧リリーフ弁から構成される圧力発生装置からなり
、センタバイパス通路28および開閉弁32の下流側に
設けられる。そして、この発生手段36の上流側がら取
出されるパイロット信号が、可変容量ポンプ20の吐出
流量Q1を、パイロット圧力が高い時は小さくなるよう
に、逆に低い時は大きくなるようにネガティブ流量制御
する。しかしこの場合、このパイロット信号は、ポンプ
吐出流量Q1が、方向切換弁26のスプール中立時に所
定の最小流量となるよう設定される。
すように、ポンプ吐出流量Q1、バイパス流量Q2およ
びシリンダ流jiQ3=Ql−Q2は、方向切換弁26
のストローク位置、したがってバイパス通路28の開閉
部開口面積に対応した一定流量に制御され、シリンダ2
4の負荷圧には関係されない。また、スプール中立時に
おいても最小量のポンプ吐出流量が確保され、その全量
がセンタバイパス通路を通過する。なお、前記バイパス
流量Q2は、圧力発生装置36を通過した後、タンク4
0に排出される。
について説明する。なお、この動作の説明に関しては、
前述した構成における説明と一部重複される。
ローク時には、可変容量ポンプ20の吐出流量Q1は、
供給流路22を介してシリンダ24へ供給される(シリ
ンダ流量Q3)と同時に、その一部はセンタバイパス流
路30を介してセンタバイパス通路28、開閉弁32、
圧力発生装置36ヘバイパスされ(バイパス流量Q2)
、タンク40へ排出される。ところで、このスプールス
トローク時には、開閉弁32の弁開口面積は、スプール
ストローク位置によって定まるセンタバイパス通路28
の開閉部開口面積に対応した大きさに絞られているので
、バイパス流量Q2はこれに見合った流量に減小してお
り、したがって圧力発生装置36から取り出されるパイ
ロット圧力によって制御されるポンプ吐出流量Q1は、
前記絞りに見合った流量に増大されている。しかもこの
場合、センタバイパス通路28を通るバイパス流量Q2
は、通路28の開閉部開口面積に対応した一定流量にな
るように開閉弁32を介して制御されている。この結果
、パイロット圧力およびポンプ吐出流量Q1が一定とな
り、したがってシリンダ流量Q3も一定に設定される。
プールストローク位置に対応した一定流量に設定され、
負荷圧補償が達成される。
26を図において左方向へ操作した時にシリンダボート
内にキャビテーションが発生することがある。そこで、
この場合には、ポンプ吐出油が負荷の小さい側のシリン
ダポートに流れ込み、センタバイパス通路28を流れる
バイパス流量Q2が減少し、したがってパイロット圧力
が低下し、ポンプ吐出流量Q1が増大する。この結果、
シリンダ流量Q3が増大し、前記キャビテーションが有
効に抑制される。
時には、ポンプ吐出流量Q1は、その全量がバイパス流
量Q2として、センタバイパス通路28、開閉弁32、
および圧力発生装置36を通過してタンク40へ排出さ
れる。この時、センタバイパス通路28の開閉部開口面
積は最大に設定されている(したがって開閉弁32の弁
開口面積も最大に設定されている)ので、バイパス流量
Q2’も最大となり、したがってパイロット圧力が最大
となり、可変容量ポンプ20の吐出流量Q1は最小流量
に設定される。なお、この最小流量が、前述したように
、最大バイパス流量に相当する。
立時にも最小のポンプ吐出流量が設定され、そしてこの
流量がバイパス流量としてバイパス通路に流されている
ので、ポンプ応答遅れが抑制されると共に、回路内にサ
ージ圧が発生してもこのサージ圧はバイパス通路で吸収
される。また、前述のキャビテーションの発生に対して
も、特に圧力発生装置の上流側にメイクアップ回路を設
けた場合には、前記発生の抑制がさらに効果的に発揮さ
れる。
ストローク位置に対応して直接的に制御されるので、構
造が比較的簡単に構成される。
制御をポジティブ制御するよう構成したものである。
パイロット信号圧力用ポンプ42からなり、そのパイロ
ット信号によりセンタバイパス型方向切換弁26を操作
すると共に、パイロット弁44およびシャトル弁46を
介してパイロット信号の最大ポンプ吐出流量制御用パイ
ロット信号を取出し、これにより可変容量ポンプ20を
ポジティブ流量制御するよう構成されている。なお、図
中参照符号48は低圧リリーフ弁を示す。本実施例にお
いても、制御回路の基本的な構成ならびに作用は前述の
実施例の場合と同一であり、同様な効果が達成される。
のネガティブ制御に比較して、外部パイロット信号(パ
イロット信号圧力用ポンプ)を必要とするなどの不利は
免れない。
示す。本実施例は、第1図に示す第1の実施例において
センタバイパス型方向切換弁を多連弁(図においては2
個)26゜26で構成したものである。
達成されるが、さらに多連弁からなる方向切換弁のメー
タリング特性を向上できる利点が併せ発揮される。すな
わち、従来、通常の多連弁構成においては、開閉弁32
を有しないため、方向切換弁26のセンタバイパス28
のメータリング時におけるバイパス流量制御用の開閉部
開口面積は、比較的少ないバイパス流量を比較的高い負
荷圧力において制御する必要から、がなり小さい開口面
積に設定されている。この結果、従来の多連弁において
は、方向切換弁26.26を同時に操作すると、回路内
に急激な圧力および流量の変動を発生し、方向切換弁2
6゜26のメータリング特性が損われるという欠点が、
基本的に存在していた。しかしながら、本発明の制御回
路においては、バイパス流量が開閉弁によって制御され
るため、メータリング時における前記開閉部開口面積を
比較的大きく設定することができる。したがって、方向
切換弁の同時操作時においても、前述のような圧力およ
び流量の変動が発生せず、メータリング特性が損われる
ことがない。
示す。本実施例は、第1図ないし第4図に示す実施例に
おいて、流量調整弁を開閉弁に代えて差圧発生用の可変
絞りを有する圧力補償付流量調整弁で構成すると共に、
前記可変絞りの開度を外部信号により制御するよう構成
したものである。
圧力補償弁52を備えた可変絞り弁54から形成され、
その受圧部に絞り開度操作装置56あるいは方向切換弁
操作装置58からの操作信号が印加されるよう構成され
ている。なお、図中、参照符号60は操作信号56ある
いは58を駆動する操作圧油供給ポンプを、参照符号6
2は回路内圧力の異常上昇を防止するリリーフ弁を、ま
た参照符号64はシャトル弁をそれぞれ示す。
および効果が達成されていることは明らかであるが、以
下簡単に説明する。
4を操作すると、可変絞り弁54の可変絞り部は、同じ
く方向切換弁操作装置58を介して操作される方向切換
弁26の開閉部開口面積に対応して制御および調整され
る。したがって、シリンダ(アクチュエータ)に供給さ
れる圧油量は、アクチュエータの負荷圧に関係なく、方
向切換弁のスプールストローク位置に対応した一定流量
に設定される。
成されているが、前記方向切換弁26はセンタバイパス
型に構成されており、かつ回路内には流量調整弁50が
設けられているので、方向切換弁26.26は同時に操
作しても、回路内に急激な圧力および流量の変動が発生
することがなく、シたがって、メータリング特性が損わ
れることはない。
示す。本実施例は、第5図に示す実施例において流量調
整弁を可変ばね荷重手段を有する圧力補償付流量調整弁
で構成したものである。
荷重手段72を備えた圧力補償弁78から構成されてい
る。なお、本実施例においては、前記可変ばね荷重手段
72は両ばね76a、76b間にピストン74を介在し
て構成されており、また、センタバイパス流路30には
固定絞り80が挿入されている。このような構成におい
て、流量調整弁70の圧力補償弁78は、方向切換弁操
作装置58を介して方向切換弁26に対応して操作され
、これにより、圧力補償弁78は、可変ばね荷重手段7
2を介してその開度を方向切換弁26のセンタバイパス
通路28の開閉部開口面積に対応するよう制御される。
の場合と同様な作用および効果が達成されることは明ら
かであるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
はこれら実施例に限定されることなく、その発明の精神
を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。
出流量制御回路は、方向切換弁をセンタバイパス型に構
成し、かつこのセンタバイパス通路を通過するバイパス
流量を、スプールストローク時には、流量調整弁を介し
て、スプールストローク位置に対応した一定流量に制御
すると共に、スプール中立時においても所定の最小流量
に設定するよう構成したので、ポンプ吐出流量およびア
クチュエータ供給流量を、アクチュエータの負荷圧に関
係なく、スプールストローク位置に対応した一定流量に
設定することができる。すなわち、負荷圧補償を確実に
達成することができる。
制できる共にポンプの応答遅れを抑制することができ、
かつ、装置を比較的4゜ 簡単な構造に構成することができる。
路の一実施例を示す油圧回路図、第2図は第1図に示す
制御回路におけるバイパス開口面積と流量との関係を説
明するグラフ、第3図ないし第6図は本発明に係る負荷
圧補償ポンプ吐出流量制御回路のそれぞれ別の実施例を
示す油圧回路図、第7図は従来の負荷圧補償ポンプ吐出
流量制御回路を示す油圧回路図である。 20・・・可変容量ポンプ 22・・・供給流路 24・・・シリンダ 26・・・センタバイパス型方向切換弁28・・・セン
タバイパス通路 30・・・センタバイパス流路 32・・・流量調整弁(開閉弁) 34・・・圧縮ばね 3 6・・・パイロット信号発生手段 (圧力発生装置) 8・・・メインリリーフ弁 0・・・タンク 2・・・パイロット信号圧力用ポンプ 4・・・パイロット弁 6・・・シャトル弁 8・・・低圧リリーフ弁 0・・・流量調整弁(可変絞り流量調整弁)2・・・圧
力補償弁 4・・・可変絞り弁 6・・・絞り開度操作装置 8・・・方向切換弁操作装置 0・・・操作圧油供給ポンプ 2 ・・・ リ リ − フ 弁4・・・シャト
ル弁 0・・・流量調整弁 (可変ばね荷重流量調整弁) 2・・・可変ばね荷重手段 74・・・ピストン 76a、76b−・・ばね 78・・・圧力補償弁 80・・・固定絞り FIG、2
Claims (8)
- (1)可変容量ポンプと、この可変容量ポンプの吐出油
によりアクチュエータの駆動方向を切換えるセンタバイ
パス型方向切換弁と、このセンタバイパス型方向切換弁
のセンタバイパス通路の下流側に設けられセンタバイパ
ス流量を制御する流量調整弁と、この流量調整弁の下流
側に設けられ前記可変容量ポンプの吐出流量を制御する
パイロット信号発生手段とからなり、 前記流量調整弁を、前記センタバイパス型方向切換弁の
センタバイパス通路の開閉部開口面積に対応して制御さ
れるよう設定すると共に、 前記パイロット信号発生手段から取出されるパイロット
信号を、前記可変容量ポンプの吐出流量が前記センタバ
イパス型方向切換弁のスプール中立時において最小とな
るよう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)流量調整弁は開閉弁からなり、この開閉弁の開度
をセンタバイパス型方向切換弁のセンタバイパス通路の
上流側圧力と下流側圧力との差圧および圧縮ばねの付勢
力により制御する請求項1記載の負荷圧補償ポンプ吐出
流量制御回路。 - (3)流量調整弁は差圧発生用の可変絞りを有する圧力
補償付流量調整弁からなり、前記可変絞りの開度を外部
信号により制御する請求項1記載の負荷圧補償ポンプ吐
出流量制御回路。 - (4)可変絞りの開度を制御する外部信号は、センタバ
イパス型方向切換弁の切換弁操作信号である請求項3記
載の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。 - (5)流量調整弁は差圧発生用の可変ばね荷重手段を有
する圧力補償付流量調整弁からなり、前記可変ばね荷重
手段のばね荷重を外部信号により制御する請求項1記載
の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。 - (6)可変ばね荷重手段のばね荷重を調節する外部信号
は、センタバイパス型方向切換弁の切換弁操作信号であ
る請求項5記載の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。 - (7)パイロット信号発生手段は圧力発生装置からなり
、この圧力発生装置の上流側からパイロット信号を取出
して可変容量ポンプをネガティブ流量制御する請求項1
記載の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。 - (8)パイロット信号発生手段はパイロット信号圧力用
ポンプ装置からなり、このポンプ装置から取出されるパ
イロット信号によりセンタバイパス型方向切換弁を操作
すると共に、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出して可変容量ポンプをポジティ
ブ流量制御する請求項1記載の負荷圧補償ポンプ吐出流
量制御回路。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2033879A JP2848900B2 (ja) | 1989-10-18 | 1990-02-16 | 負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路 |
| KR1019900015843A KR960016819B1 (ko) | 1989-10-18 | 1990-10-05 | 부하압력보상펌프토출유량제어회로 |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP26914689 | 1989-10-18 | ||
| JP1-269146 | 1989-10-18 | ||
| JP2033879A JP2848900B2 (ja) | 1989-10-18 | 1990-02-16 | 負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213703A true JPH03213703A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2848900B2 JP2848900B2 (ja) | 1999-01-20 |
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Family Applications (1)
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