JPH04119604U - ロードセンシング油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロードセンシング油圧回路に於いて、方向制
御弁の要求流量の合計が油圧ポンプの最大吐出量を超え
た場合でも、アクチュエータの負荷圧差による干渉を防
止して複合操作性を向上させる。 【構成】 油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの最大
負荷圧との差に比例した２次圧を発生する第２の制御弁
を設ける。この第２の制御弁の２次圧をアクチュエータ
の負荷圧と共に圧力補償弁の一端側へ導通させ、方向制
御弁の１次圧を圧力補償弁の他端側へ導通して対抗させ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、アクチュエータの負荷圧に応じて油圧ポンプの吐出量を増減する ロードセンシング油圧回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のロードセンシング油圧回路を図２に示す。１は可変容量形の油圧ポンプ であり、２及び３はアクチュエータ、４及び５はアクチュエータに供給する圧力 油の方向を切り替える方向制御弁、６及び７はアクチュエータに供給する圧力油 の流量を制御する圧力補償弁、８はアクチュエータの負荷圧に応じて油圧ポンプ １の吐出量を制御する制御弁である。

【０００３】 前記方向制御弁４及び５はクローズドセンタ形であり、アクチュエータの負荷 圧を検出できるように制御絞りの下流圧Ｐ_L を導出させている。制御弁８の一端 にはアクチュエータの最大負荷圧Ｐ_LMAXとばね９の力Ｆ_S の和が作用し、制御弁 ８の他端には油圧ポンプの吐出圧Ｐ_P が作用するので、アクチュエータの最大負 荷圧Ｐ_LMAXの変化に応じてポンプ１の吐出量が増減する。そして、方向制御弁４ 及び５を同時に操作してアクチュエータ２及び３を作動する場合、例えば一方の アクチュエータ２の負荷圧が他方のアクチュエータ３の負荷圧より小となったと きは、方向制御弁４は単独で操作したときより流量が大となる。

【０００４】 前記圧力補償弁６の一端には制御絞りの上流圧Ｐ_U が作用し、圧力補償弁６の 他端には制御絞りの下流圧Ｐ_L とばね１０の力Ｆ_A の和が作用するので、制御絞 りの前後の圧力差が一定になるように制御して、負荷圧が小であるアクチュエー タ２へ多量の圧力油が流れることを防止している。 一般に制御絞り内を通過する流量Ｑは次式で表され、

【０００５】

【数１】

【０００６】 方向制御弁４又は５の流量も（１式）のＱで表される。そして、圧力補償弁６又 は７はその両端の圧力が等しくなるように制御するので、

【０００７】

【数２】

【０００８】 となる。従って、（１式）及び（２式）から

【０００９】

【数３】

【００１０】 となり、圧力補償弁６又は７のばねの力Ｆ_A が一定であることから、方向制御弁 ４又は５の流量Ｑは制御絞りの開口面積Ａによって決定される。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

従来のロードセンシング油圧回路に於いて、全てのアクチュエータ２，３を同 時に駆動したとき、アクチュエータ２，３の夫々の要求流量（方向制御弁４又は ５の制御絞りの開口面積Ａにより決定）の和が油圧ポンプ１の最大吐出量以下で ある場合には、制御弁８が正常に作動してポンプの吐出圧Ｐ_P を変化させ、油圧 ポンプ１の吐出量を増減させる。従って、圧力補償弁６又は７の作用により、（ ３式）に示したように方向制御弁４又は５の流量Ｑが制御されて、一方のアクチ ュエータへ多量の圧力油が流れないようにしている。

【００１２】 然し、アクチュエータ２，３の夫々の要求流量の和が油圧ポンプ１の最大吐出 量を超えた場合には、圧力補償弁６，７によって圧力補償し切れず、圧力油の大 半が負荷小側のアクチュエータで消費されることがある。然るときは、制御弁８ が作動しなくなってポンプの吐出圧Ｐ_P を負荷大側のアクチュエータの圧力より 高く維持できなくなり、この負荷大側のアクチュエータを駆動できなくなる。即 ち、アクチュエータの負荷圧差に基づく負荷干渉を生じ易かった。

【００１３】 そこで、斯かる不具合を解消し、方向制御弁の要求流量の和が油圧ポンプの最 大吐出量を超えたときであっても、各アクチュエータの駆動を継続して行えるよ うにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本考案はこの課題 を解決することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するために提案されたものであり、可変容量形の油 圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧力油により駆動される複数のアク チュエータと、該アクチュエータに供給する圧力油の方向を切り替える方向制御 弁と、アクチュエータに供給する圧力油の流量を制御する圧力補償弁と、アクチ ュエータの負荷圧に応じて前記油圧ポンプの吐出量を制御する制御弁とからなる ロードセンシング油圧回路に於いて、油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの最 大負荷圧との差に比例した２次圧を発生する第２の制御弁を設け、該第２の制御 弁の２次圧をアクチュエータの負荷圧と共に前記圧力補償弁の開放側のパイロッ トポートへ導通し、圧力補償弁の閉鎖側のパイロットポートへ方向制御弁の１次 圧を導通して対抗させたことを特徴とするロードセンシング油圧回路を提供する ものである。

【００１５】

【作用】

第２の制御弁の１次側には、油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの最大負荷 圧とが対抗して作用する。従って、第２の制御弁の２次側には、前記油圧ポンプ の吐出圧とアクチュエータの最大負荷圧の差に比例した２次圧が発生する。この 第２の制御弁の２次圧をアクチュエータの負荷圧と共に圧力補償弁の開放側のパ イロットポートへ導通し、圧力補償弁の閉鎖側のパイロットポートへ方向制御弁 の１次圧を導通して対抗させてあるので、圧力補償弁は前記２次圧とアクチュエ ータの負荷圧の和と、方向制御弁の１次圧とが等しくなるように作用する。即ち 、方向制御弁の流量は、油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの最大負荷圧の差 及び制御絞りの開口面積とで決定される。

【００１６】 アクチュエータの要求流量の和が油圧ポンプの最大吐出量を超えた場合には、 制御弁が作用しなくなり油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの最大負荷圧の差 が小となる。従って、一方のアクチュエータの負荷圧が他方のアクチュエータの 負荷圧より小となったとき、負荷圧小側と負荷圧大側の双方の方向制御弁の流量 は制御絞りの開口面積に比例し、前述した油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータ の最大負荷圧の差は、双方の方向制御弁の合計流量と油圧ポンプの最大吐出量と が等しくなるまで小さくなり、アクチュエータの負荷圧差による負荷干渉を防止 できる。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来の 回路構成も同時に説明する。図１はロードセンシング油圧回路を示し、１１は可 変容量形の油圧ポンプであり、１２及び１３はアクチュエータ、１４及び１５は アクチュエータに供給する圧力油の方向を切り替える方向制御弁、１６及び１７ はアクチュエータに供給する圧力油の流量を制御する圧力補償弁、１８はアクチ ュエータの負荷圧に応じて油圧ポンプ１１の吐出量を制御する制御弁、１９は油 圧ポンプ１１の吐出圧とアクチュエータの最大負荷圧との差に応じた２次圧を発 生する第２の制御弁である。

【００１８】 油圧ポンプ１１の吐出口と圧力補償弁１６，１７とは管路２０で接続され、管 路２０から管路２１と管路２２が分岐して、制御弁１８の一端側及び第２の制御 弁１９の一端側へポンプの吐出圧Ｐ_P を導出する。方向制御弁１４及び１５はク ローズドセンタ形であり、アクチュエータの負荷圧を検出できるように制御絞り の下流側にパイロット管路２３及び２４を設けてある。このパイロット管路２３ 及び２４を圧力補償弁１６及び１７の開放側のパイロットポートに接続してアク チュエータの負荷圧（制御絞りの下流圧Ｐ_L ）を導出すると共に、シャトル弁２ ５によりパイロット管路２３及び２４の負荷圧（制御絞りの下流圧Ｐ_L ）のうち 高圧側を選択して、パイロット管路２６へアクチュエータ２又は３で発生した最 大負荷圧Ｐ_LMAXを導出する。

【００１９】 このアクチュエータの最大負荷圧Ｐ_LMAXは第２の制御弁１９の他端側へも導出 し、該第２の制御弁１９はポンプの吐出圧Ｐ_P とアクチュエータの最大負荷圧Ｐ _LMAX とを対抗させてある。図示したように、第２の制御弁１９のスプールが１９ ａの位置にあるときは、ポンプの吐出圧Ｐ_P の一部がパイロット管路２８へ流入 し、圧力補償弁１６及び１７の開放側のパイロットポートへ導通すると共に、パ イロット管路２８から分岐したパイロット管路２９により第２の制御弁１９の他 端側へ導通する。更に、第２の制御弁１９のスプールが１９ｂの位置になったと きは、パイロット管路２８の圧力油を管路３０を通して油タンク３１へ連通する ようにしてある。

【００２０】 従って、第２の制御弁１９はポンプの吐出圧Ｐ_P とアクチュエータの最大負荷 圧Ｐ_LMAXとの差に比例した２次圧Ｐ_C が発生し、第２の制御弁１９が釣り合った ときは

【００２１】

【数４】

【００２２】 となる。従って、２次圧Ｐ_C は次式で表される。

【００２３】

【数５】

【００２４】 一方、圧力補償弁１６及び１７の開放側のパイロットポートには、パイロット 管路２３又は２４により制御絞りの下流圧Ｐ_L （アクチュエータの負荷圧）が導 通されると共に、パイロット管路２８により第２の制御弁１９の２次圧Ｐ_C が導 通される。又、圧力補償弁１６及び１７の閉鎖側のパイロットポートには制御絞 りの上流圧Ｐ_U （方向制御弁の１次圧）を導通して対抗させてあり、圧力補償弁 １６又は１７が釣り合ったときは

【００２５】

【数６】

【００２６】 となる。従って、（５式）によるＰ_C を（６式）へ代入すれば、Ｐ_U は次式で表 される。

【００２７】

【数７】

【００２８】 前述したように、方向制御弁１４又は１５の流量Ｑは、

【００２９】

【数８】

【００３０】 で表され、（７式）のＰ_U を（８式）へ代入すれば、

【００３１】

【数９】

【００３２】

【数１０】

【００３３】 となる。即ち、方向制御弁１４又は１５の流量Ｑは、制御絞りの開口面積Ａと、 ポンプの吐出圧Ｐ_P とアクチュエータの最大負荷圧Ｐ_LMAXの圧力差とで決定され る。 アクチュエータ１２及び１３を同時に駆動して、アクチュエータ１２及び１３ の夫々の要求流量の和が油圧ポンプ１１の最大吐出量以下である場合には制御弁 １８が正常に作動し、制御弁１８の他端側に設けたばね３２の力Ｆ_S とアクチュ エータの最大負荷圧Ｐ_LMAXの和がポンプの吐出圧Ｐ_P に釣り合うように制御され る。即ち、

【００３４】

【数１１】

【００３５】 となり、Ｐ_LMAXを左辺へ移項すれば

【００３６】

【数１２】

【００３７】 となる。従って、（１０式）及び（１２式）から

【００３８】

【数１３】

【００３９】 となり、制御弁１８のばね３２の力Ｆ_S が一定であることから、方向制御弁１４ 又は１５の流量Ｑは制御絞りの開口面積Ａによって決定される。 ここで、アクチュエータ１２及び１３の夫々の要求流量の和が油圧ポンプ１１ の最大吐出量を超えた場合には、前述したように制御弁１８が作動しなくなって ポンプの吐出圧Ｐ_P とアクチュエータの最大負荷圧Ｐ_LMAXとの差が小になる。例 えば、アクチュエータ１２の負荷圧がアクチュエータ１３の負荷圧より小である 場合、（１０式）より負荷小側の方向制御弁１４の流量Ｑ₁ は、

【００４０】

【数１４】

【００４１】 で表され、負荷大側の方向制御弁１５の流量Ｑ₂ は、

【００４２】

【数１５】

【００４３】 で表される。即ち、負荷小側と負荷大側の方向制御弁の流量Ｑ₁ ，Ｑ₂ は夫々の 制御絞りの開口面積Ａ₁ ，Ａ₂ に比例し、ポンプの吐出圧Ｐ_P とアクチュエータ の最大負荷圧Ｐ_LMAXの差は、方向制御弁１４及び１５の合計流量Ｑ₁ ＋Ｑ₂ と油 圧ポンプ１１の最大吐出量とが等しくなるまで減少する。斯くして、複数のアク チュエータ１２及び１３を同時に駆動する複合操作が可能となる。

【００４４】 尚、この考案は、この考案の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことがで き、そして、この考案が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００４５】

【考案の効果】

この考案は上記一実施例に詳述したように、複数のアクチュエータの要求流量 の和が油圧ポンプの最大吐出量を超えた場合には、第２の制御弁により油圧ポン プの吐出圧とアクチュエータの最大負荷圧との差に比例した２次圧を圧力補償弁 のポートへ導出し、複数のアクチュエータの方向制御弁の合計流量と油圧ポンプ の最大吐出量とが等しくなるように作用する。依って、アクチュエータの負荷圧 差による干渉を防止でき、複数のアクチュエータの複合操作が安定して行える。 又、圧力補償弁のばねをなくして第２の制御弁の２次圧を使用するため、圧力補 償弁の構造を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例なるロードセンシング油圧回
路。

【図２】従来例なるロードセンシング油圧回路。

【符号の説明】

１１ 油圧ポンプ １２，１３ アクチュエータ １４，１５ 方向制御弁 １６，１７ 圧力補償弁 １８ 制御弁 １９ 第２の制御弁 Ｐ_P ポンプの吐出圧 Ｐ_U 制御絞りの上流圧 Ｐ_L 制御絞りの下流圧（アクチュエータの負荷
圧） Ｐ_LMAX アクチュエータの最大負荷圧 Ｐ_C 第２の制御弁の２次圧

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量形の油圧ポンプと、この油圧ポ
   ンプから吐出される圧力油により駆動される複数のアク
   チュエータと、該アクチュエータに供給する圧力油の方
   向を切り替える方向制御弁と、アクチュエータに供給す
   る圧力油の流量を制御する圧力補償弁と、アクチュエー
   タの負荷圧に応じて前記油圧ポンプの吐出量を制御する
   制御弁とからなるロードセンシング油圧回路に於いて、
   油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの最大負荷圧との
   差に比例した２次圧を発生する第２の制御弁を設け、該
   第２の制御弁の２次圧をアクチュエータの負荷圧と共に
   前記圧力補償弁の開放側のパイロットポートへ導通し、
   圧力補償弁の閉鎖側のパイロットポートへ方向制御弁の
   １次圧を導通して対抗させたことを特徴とするロードセ
   ンシング油圧回路。