JPH05272504A - 油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最高ポンプ吐出圧を合流時と分流時で同一に
できるようにする。 【構成】 左右の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａと右側
の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａとを一対のチェック弁
６４，６４を介して第１の短絡路６５で連通し、この第
１の短絡路６５にアンロード弁６６を設ける、前記左右
の油圧ポンプ３０，３０側の負荷圧導入路３５，３５を
一対のチェック弁６１，６１を介して第２の短絡路６２
で連通し、この短絡路６２にリリーフ弁６３を設け、前
記アンロード弁６６を第１の短絡路６２のポンプ吐出圧
と第２の短絡路６５の負荷圧の差圧でアンロードさせて
合流時でも分流時でも１つのリリーフ弁６３がリリーフ
作動して最高ポンプ吐出圧を同一にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のポンプの吐出圧
油を複数の操作弁によって複数のアクチュエータに供給
する油圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に示すように、第１ポンプ１と第２
ポンプ２の吐出路１ａ，２ａを接続し、その吐出路１
ａ，１ｂに複数のクローズドセンタ型式の操作弁３を配
設し、その操作弁３とアクチュエータの接続回路４に圧
力補償弁５を設け、各アクチュエータの負荷圧における
最高圧をシャトル弁６で検出し、その負荷圧を各圧力補
償弁５のバネ室５ａに供給して、その負荷圧に対応する
セット圧とする油圧回路が知られている。

【０００３】かかる油圧回路であれば、複数の操作弁３
を同時操作した時に複数のアクチュエータの負荷圧にお
ける最高圧によって圧力補償弁５がセットされ、複数の
アクチェータの負荷圧が異なっても操作弁３の開口面積
比によって複数のアクチュエータに流量分配できる。

【０００４】かかる油圧回路であると、複数のアクチュ
エータを同時作動する場合に圧力補償弁は高い方の負荷
圧でセットされポンプ吐出圧力はそのセット圧より若干
高い高圧となるので、アクチュエータの負荷圧の差が大
きい場合には負荷圧の小さいアクチュエータ側の圧力補
償弁における圧力損失が大となり、第１・第２ポンプ
１，２を駆動する原動機の損失馬力が大となると共に、
作動油の温度が高くなって作動油の劣化を早めることに
なる。例えば、パワーショベルのブームシリンダと旋回
モータに圧油を供給してブーム下降、上部車体旋回する
場合に、ブームは自重降下するから負荷圧は低圧である
が、旋回モータは上部車体を起動・加速するため負荷圧
が高圧となり、その時のポンプ吐出圧はセット圧より若
干高い高圧となるので、ブームシリンダ側の圧力補償弁
では高圧−低圧の分が圧力損失となり、前述のように負
荷圧の差が大であるから圧力損失が大となってしまう。
このことは、アームシリンダでアームを上昇させバケッ
トシリンダでバケットをダンプして土砂を排出する場合
に、アームシリンダの負荷圧が高く、バケットシリンダ
の負荷圧が低くなるから同様である。

【０００５】このことを解消する油圧回路として特開平
号公報に示すものが知られている。すなわち、図２に
示すように第１ポンプ１の吐出路１ａと第２ポンプ２の
吐出路２ａを合分流弁１６で接続し、第１ポンプ１の吐
出路１ａに接続した操作弁３の圧力補償弁５の負荷圧導
入路１７と第２ポンプ２の吐出路２ａに接続した操作弁
３の圧力補償弁５の負荷圧導入路１８を合分流弁１９で
接続した油圧回路であり、これによって、合分流弁１
６，１９によって各吐出路１ａ，１ｂ及び各負荷圧導入
路１７，１８をそれぞれ独立させ、一方の吐出路１ａに
接続したアクチュエータ１０，１１，１２と他方の吐出
路２ａに接続したアクチュエータ１３，１４，１５を同
時操作した時に、それぞれのアクチュエータの負荷圧で
圧力補償弁をセットして、圧力損失を低減できるように
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる油圧回路におい
ては、油圧ポンプ、回路、アクチュエータなどの保護の
ために油圧ポンプの最高ポンプ吐出圧を制限する必要が
ある。しかしながら、かかる油圧回路においてはポンプ
吐出圧Ｐ₁ を負荷圧Ｐ_LSに基づいてその負荷圧より若干
高い圧力に制御しているので、ただ単に油圧ポンプの吐
出路にリリーフ弁を設けたのでは前述の油圧回路として
の機能を発揮できないことがある。これを解消するため
に例えば図３に示すように、第１・第２油圧ポンプ１，
２の吐出路１ａ，２ａにアンロード弁２０をそれぞれ設
け、各負荷圧導入路１７，１８にリリーフ弁２１をそれ
ぞれ設け、前記アンロード弁２０を負荷圧Ｐ_LSよりもポ
ンプ吐出圧Ｐ₁ が前述の設定圧力以上高くなった時にア
ンロードする構成とする油圧回路が考えられる。

【０００７】かかる油圧回路であれば、負荷圧導入路１
７，１８の負荷圧Ｐ_LSがリリーフ弁２１の設定圧力以上
となるとリリーフ弁２１がリリーフ作動して負荷圧Ｐ_LS
の一部がタンクに流出し、その負荷圧Ｐ_LSが低下してポ
ンプ吐出圧Ｐ₁ との差圧が前記設定圧力以上となるとア
ンロード弁２０がアンロードしてポンプ吐出圧Ｐ₁ の一
部がタンクに流出して最高ポンプ吐出圧を制限できる。

【０００８】図３に示す油圧回路であると第１・第２油
圧ポンプ１，２の吐出圧油を合流してアクチュエータに
供給する合流時と第１又は第２油圧ポンプ１，２の吐出
圧油を単独にアクチュエータに供給する分流時で油圧ポ
ンプの最高ポンプ吐出圧が異なってしまう。

【０００９】すなわち、合流時には第１・第２負荷圧導
入路１７，１８が接続するので、負荷圧Ｐ_LSがリリーフ
弁２１の設定圧力以上となると２つのリリーフ弁２１，
２１から負荷圧の一部がタンクに流出し、分流時には第
１・第２負荷圧導入路１７，１８が分離するので、負荷
圧がリリーフ弁２１の設定圧力以上となると１つのリリ
ーフ弁２１のみから負荷圧の一部がタンクに流出するの
で、その負荷圧に対するリリーフ流量は図４に示すよう
になり、アンロード弁２１がアンロードする差圧（ポン
プ吐出圧−負荷圧）となる際の負荷圧が異なる。例え
ば、合流時には２つのリリーフ弁２１からリリーフする
からリリーフ流量が図４のａに示すように多く低い負荷
圧Ｐ_LS1 で所定のリリーフ流量となるが、分流時にはリ
リーフ流量がそのリリーフ弁２１のオーバライド特性
（図４のｂ）によって決定されるから前述のリリーフ流
量となる時の負荷圧Ｐ_LS2 が高圧となる。

【００１０】これにより、合流時の油圧ポンプの最高ポ
ンプ吐出圧はＰ_LS1 ＋差圧となり、分流時の油圧ポンプ
の最高ポンプの吐出圧はＰ_LS2 ＋差圧となってＰ_LS2 −
Ｐ_LS1 だけ分流時の最高ポンプ吐出圧が高くなる。

【００１１】このために、油圧回路設計時の定格圧力を
合流時の最高ポンプ吐出圧とすると分流時に定格圧力を
こえることになって油圧ポンプ、回路、アクチュエータ
等の油圧機器の寿命に影響を及ぼし、前述の定格圧力を
分流時の最高ポンプ吐出圧とすると合流時に定格圧力に
達しないためアクチュエータの能力が低下する。

【００１２】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした油圧回路を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】複数の油圧ポンプ３０
と、圧力補償弁３４を有する複数の操作弁３１と、複数
の操作弁３１の負荷圧を検出して圧力補償弁３４にフィ
ードバックする複数の負荷圧導入路３５と、複数の油圧
ポンプ３０の吐出路３０ａを合流、分離させる第１合分
流弁５５と、複数の負荷圧導入路３５を合流、分離させ
る第２合分流弁５６を有する油圧回路において、前記複
数の油圧ポンプ３０ａ吐出路３０ａをチェック弁６４を
介して連通する第１の短絡路６５と、前記複数の負荷圧
導入路３５をチェック弁６１を介して連通する第２の短
絡路６２と、この第２の短絡路６２に設けたリリーフ弁
６３と、前記第１の短絡路６５に設けられてそのポンプ
吐出圧と前記第２の短絡路６２の負荷圧の差圧でアンロ
ードするアンロード弁６６を設けて成る油圧回路。

【００１４】

【作 用】合流時でも分流時でも１つのリリーフ弁６
３がリリーフし、それによって１つのアンロード弁６６
がアンロードして最高ポンプ吐出圧を制限しているか
ら、最高ポンプ吐出圧を合流時と分流時で同一にでき
る。

【００１５】

【実 施 例】図５に示すように、油圧ポンプ３０の吐
出路３０ａには操作弁３１が設けられ、この操作弁３１
とアクチュエータ３２を接続する回路３３に圧力補償弁
３４が設けてあり、そのアクチュエータ３２の負荷圧は
操作弁３０内の絞りを通して負荷圧導入路３５に導入さ
れる。前記油圧ポンプ３０の斜板３６は小径ピストン３
７で容量大方向に傾転され、大径ピストン３８で容量小
方向に傾転されると共に、その小径ピストン３７の小径
受圧室３７ａは前記吐出路３０ａに接続してポンプ吐出
圧が供給され、前記大径ピストン３８の大径受圧室３８
ａはＬＳ弁３９で吐出路３０ａとタンク４０に連通制御
される。前記ＬＳ弁３９は負荷圧とばね４１でドレーン
位置Ａに押され、ポンプ吐出圧で供給位置Ｂに押される
ようになって、ポンプ吐出圧を負荷圧よりも若干高い圧
力、例えば２０ｋｇ／ｃｍ² となるように斜板３６を傾
転動作する。前記油圧ポンプ３０の吐出路３０ａにはア
ンロード弁４２が設けられ、このアンロード弁４２はば
ねと第１受圧部４３に供給される負荷圧でオンロード位
置４２ａに押され、第２受圧部４４に供給されるポンプ
吐出圧でアンロード位置４２ｂに押され、ポンプ吐出圧
と負荷圧の差圧が設定圧力、例えば３０ｋｇ／ｃｍ²以
上となるとアンロード位置４２ｂとなるもので、複数の
油圧ポンプの個別のポンプ吐出圧と負荷圧のみによって
作動する。パイロット油圧弁４５はレバー４６を操作す
ることで補助ポンプ４７の吐出圧油を第１・第２パイロ
ット管路４８，４９で操作弁３１の第１・第２受圧部５
０，５１に供給して操作弁３１を中立位置３１ａから第
１位置３１ｂ、第２位置３１ｃに切換えるものであり、
この第１・第２パイロット管路４８，４９には第１・第
２圧力スイッチ５２，５３が設けられて圧力が発生する
と電気信号をコントローラ５４に出力する。以上の説明
は図５において左側の油圧ポンプ３０のみを示し、右側
の油圧ポンプ３０も同様であるから符号を同一として説
明を省略する。

【００１６】前記左側の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａ
と右側の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａは第１合分流弁
５５で合流・分流可能となり、前記左側の負荷圧導入路
３５と右側の負荷圧導入路３５は第２合分流弁５６で合
流・分流可能となり、その第１・第２合分流弁５５，５
６はばね力で合流位置５５ａ，５６ａに押され、受圧部
５７，５８に供給されるパイロット圧油で分流位置５５
ｂ，５６ｂに切換える。前記補助ポンプ４７の吐出圧油
は電磁弁５９で受圧部５７，５８に供給制御され、その
電磁弁５９はばね力でドレーン位置５９ａに保持され、
ソレノイド６０に通電されると供給位置５９ｂに切換わ
り、そのソレノイド６０には前記コントローラ５４によ
り通電制御される。

【００１７】前記左側の負荷圧導入路３５と右側の負荷
圧導入路３５は一対のチェック弁６１，６１を有する短
絡路６２で連通し、この短絡路６２にリリーフ弁６３が
設けてあり、前記左側の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａ
と右側の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａは一対のチェッ
ク弁６４，６４を有する短絡路６５で連通し、この短絡
路６５にアンロード弁６６が接続してある。このアンロ
ード弁６６はばね力と前記短絡路６２の負荷圧によって
オンロード位置６６ａに保持され、前記短絡路６５のポ
ンプ吐出圧でアンロード位置６６ｂとなるもので、この
アンロード弁６６のセット圧は前記個別のアンロード弁
４２のセット圧よりも低くしてある。つまり、アンロー
ドする時のポンプ吐出圧と負荷圧の差圧が低くしてもあ
る。

【００１８】次に作動を説明する。左側の操作レバー４
６でパイロット油圧弁４５を操作して第１パイロット管
路４８にパイロット圧油を供給すると操作弁３１の第１
受圧部５０にパイロット圧油が供給されて操作弁３１は
第１位置３１ｂとなり、左側の油圧ポンプ３０の吐出圧
油が左側のアクチュエータ３２に供給される。このアク
チュエータ３２の負荷圧は操作弁３１の第１位置３１ｂ
に設けた絞りを経て負荷圧導入路３５に導入される。こ
れにより、第１圧力スイッチ５２が電気信号をコントロ
ーラ５４に入力してコントローラ５４は左側の操作弁３
１が第１位置３１ｂとなったと判断し、それによって合
流するかしないかを予め設定したパターンに基づいて演
算し、合流する場合には電磁弁５９のソレノイド６０に
操作せずにドレーン位置５９ａとし、第１・第２合分流
弁５５，５６を合流位置５５ａ，５６ａとして左側と右
側の油圧ポンプ３０の吐出圧を合流して左側のアクチュ
エータ３２に供給する。分流する場合には電磁弁５９の
ソレノイド６０に通電して供給位置５９ｂとし、補助油
圧ポンプ４７の吐出圧油を第１・第２合分流弁５５，５
６の受圧部５７，５８に供給して分流位置５５ｂ，５６
ｂとし、左側の油圧ポンプ３０の吐出圧油のみを左側の
アクチュエータ３２に供給する。他方、負荷圧導入路３
５の負荷圧はＬＳ弁３９に作用して油圧ポンプ３０の斜
板３６を傾転しポンプ吐出圧と負荷圧の差圧を設定圧力
とすると共に、その負荷圧は圧力補償弁３４に作用して
圧力補償する。左側の操作レバー４６を前述と反対に操
作して第２パイロット管路４９にパイロット圧油を供給
した場合及び、右側の操作レバー４６を操作した場合も
前述と同様になる。

【００１９】次に合流時のアンロード弁４２のアンロー
ド動作（油圧ホンプの最高ポンプ吐出圧の制限動作）を
説明する。前述の状態で左側のアクチュエータ３２がス
トロークエンドとなった時、又はアクチュエータ３２の
負荷が非常に大きく、負荷圧が非常に高い時には、その
負荷圧はチェック弁６１より短絡路６２に流入してリリ
ーフ弁６３よりリリーフする。左右側の油圧ポンプ３
０，３０のポンプ吐出圧油はチェック弁６４より短絡路
６５に流入してアンロード弁６６の入口側に流入すると
同時にアンロード弁６６に作用する。これにより、アン
ロード弁６６に作用する負荷圧がポンプ吐出圧よりも低
下してアンロード弁６６がアンロード位置６６ｂとなっ
て左右側の油圧ポンプ３０の吐出圧の一部がアンロード
する。

【００２０】次に分流時のアンロード弁４２のアンロー
ド動作（油圧ポンプの最高ポンプ吐出圧の制限動作）を
説明する。左側の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａと右側
の油圧ポンプ３０の吐出路３０ａとが分離すると同時に
左側の負荷圧導入路３５と右側の負荷圧導入路３５が分
離するので、前述の左側のアクチュエータ３２の負荷圧
が非常に高くなると、その負荷圧は左側のチェック弁６
１より短絡路６２に流入し右側のチェック弁６１で右側
の負荷圧導入路３５に流れることを阻止され、その負荷
圧は前述と同様にリリーフ弁６３よりリリーフする。左
側の油圧ポンプ３０の吐出圧は左側のチェック弁６４よ
り短絡路６５に流入して右側のチェック弁６４で右側の
油圧ポンプ３０の吐出路３０ａに流れることを阻止さ
れ、そのポンプ吐出圧はアンロード６６の入口側に作用
する。これにより合流時と同様にしてアンロード弁６６
がアンロード位置６６ｂとなってポンプ吐出圧の一部を
アンロードする。以上の動作において、右側の操作弁３
１が中立位置３１ａであると右側の負荷圧導入路３５は
操作弁３１の中立位置３１ａを経てタンクに接続される
から、その負荷圧はほぼ０ｋｇ／ｃｍ² であり、右側の
アンロード弁４２の第１受圧部４３に作用する負荷圧が
ほぼ０ｋｇ／ｃｍ² となってそのアンロード弁４２は第
２受圧部４４に作用する低圧のポンプ吐出圧でアンロー
ド位置４２ｂとなり、右側の油圧ポンプ３０のポンプ吐
出圧はごく低圧となる。

【００２１】以上のように合流時でも分流時でも負荷圧
は１つのリリーフ弁６３よりリリーフするから、アンロ
ード弁６６がアンロードする差圧となるリリーフ流量が
リリーフ弁６３のオーバライド特性により決定され、そ
の際の負荷圧が図６に示すように同一となり、最高ポン
プ吐出圧を合流時と分流時で同一にできる。また、図５
においてリリーフ弁６３の流入側とタンクを小径のオリ
フィス６７で連通してあるが、これは操作弁３１を中立
位置３１ａとした時に一対のチェック弁６１，６１で遮
断されている短絡路６２の負荷圧をすみやかにタンクに
流出するためである。

【００２２】

【発明の効果】合流時でも分流時でも１つのリリーフ弁
６３がリリーフし、それによって１つのアンロード弁６
６がアンロードして最高ポンプ吐出圧を制限しているか
ら、最高ポンプ吐出圧を合流時と分流時で同一にでき
る。操作弁３１を中立位置とした時に第２の短絡路６２
内の負荷圧をすみやかにタンクに流出して応答性を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の油圧回路図である。

【図２】改良した従来の油圧回路図である。

【図３】最高ポンプ吐出圧を制限する回路図である。

【図４】リリーフ流量と負荷圧の関係を示す図表であ
る。

【図５】本発明の実施例を示す油圧回路図である。

【図６】リリーフ流量と負荷圧の関係を示す図表であ
る。

【符号の説明】 ３０…油圧ポンプ、３０ａ…吐出路、３１…操作弁、３
２…アクチュエータ、３４…圧力補償弁、３５…負荷圧
導入路、４２…アンロード弁、５５…合分流弁、５６…
合分流弁、６１…チェック弁、６２…第１の短絡路、６
３…リリーフ弁、６４…チェック弁、６５…第２の短絡
路、６６…アンロード弁、６７…オリフィス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の油圧ポンプ３０と、圧力補償弁３
   ４を有する複数の操作弁３１と、複数の操作弁３１の負
   荷圧を検出して圧力補償弁３４にフィードバックする複
   数の負荷圧導入路３５と、複数の油圧ポンプ３０の吐出
   路３０ａを合流、分離させる第１合分流弁５５と、複数
   の負荷圧導入路３５を合流、分離させる第２合分流弁５
   ６を有する油圧回路において、 前記複数の油圧ポンプ３０ａ吐出路３０ａをチェック弁
   ６４を介して連通する第１の短絡路６５と、前記複数の
   負荷圧導入路３５をチェック弁６１を介して連通する第
   ２の短絡路６２と、この第２の短絡路６２に設けたリリ
   ーフ弁６３と、前記第１の短絡路６５に設けられてその
   ポンプ吐出圧と前記第２の短絡路６２の負荷圧の差圧で
   アンロードするアンロード弁６６を設けて成る油圧回
   路。
2. 【請求項２】 前記第２の短絡路６５をオリフィス６７
   でタンクに接続した請求項１記載の油圧回路。