JPS60139902A

JPS60139902A - フラツシング弁の駆動装置

Info

Publication number: JPS60139902A
Application number: JP24536483A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Ishizuka; 石塚　克明
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1985-07-24

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】本発明は、可変容量油圧ポンプと片ロツドシリンダとを
備えた油圧閉回路において使用されるフラッシング弁の
駆動装置に関する。

アクチェエータとして片ロツドシリンダを設けた油圧閉
回路においては、そのロッド側主管路とヘッド側主管路
との間にフラッシング弁を接続し、このフラッシング弁
により前記両生管路のうち低圧側の主管路をリリーフ弁
を介してタンクに接続する手段が採用されでいる。この
ような油圧閉回路を図により説明する。

第１図は従来のフラッシング弁を用いた油圧閉回路の回
路図である。図で、１はおしのけ容積可変機構１ａを備
えた可変容量油圧ポンプ、２は可変容量油圧ポンプｌに
接続された片ロツドシリンダである。可変容量油圧ポン
プｌと片ロッドシリンダ２とはロッド餉主管路Ａとヘッ
ド側主管路Ｂにより接続される。３は主管路Ａ、Ｂ間に
接続されたクロスオーバーリリーフ弁である。４は主管
路Ａ、Ｂ間に接続されたフラッシング弁であり、両生管
路Ａ、Ｈの圧力をパイロットボートに導入し、その差圧
により駆動される。即ち、差圧が小さいときはフラッシ
ング弁４は作動せず中立位置４ｂを保持するが、主管路
Ａの圧力が主管路′Ｂの圧力より設定値以上高くなると
、フラッシング弁４は位置４ａに切換えられ、逆に主管
路Ｂの圧力が高くなると７ラツシング弁４は位置４ｃに
切換えられる。５は作動油タンク、６はフラッシング弁
４とタンク５との間に設けられたリリーフ弁でおる。Ｃ
はフラッシング弁４からリリーフ弁６を介してタンク５
に至る管路を示す。７ａ、７ｂは管路Ｃと両管路Ａ、Ｂ
間に設けられたチェック弁、８は管路Ｃ１チェック弁７
ａ又はチェック弁７ｂを介してタンク５の油を主管路Ａ
、Ｂに供給するためのチャージポンプである。

このような油圧閉回路において、主管路Ｂの圧力が主管
路人の圧力より設定値以上高くなると、フラッシング弁
４は位置４Ｃに切換えられ、低圧側の主管路人が管路Ｃ
と接続され、主管路Ｂは管路Ｃから遮断されて閉塞され
る。低圧側の主管路Ａの油が余剰となるときには、この
油が管路Ｃに□流入し、その圧力がリリーフ弁６の設定
圧力以上になると！ＪＩＪ−７弁６が開き、余剰の油は
フラッシング弁４、管路Ｃ１リリーフ弁６を介してタン
゛　り５に戻される。□そして、低ＥＥＯＩＩＩの主管
路Ａで油が不足するときは、チャージポンプ８が作動し
てタンク５の油を管路Ｃ１チェック弁７ａを介して主管
路人に補給する。

ところで、今、片ロツドシリンダ２のロッドに外部から
小さな力Ｆ（片ロツドシリンダ２のｊ＠擦力に相当する
程度の力）が矢印で示すようにロッドを縮める方向に加
えられており、ロッド側とヘッド側の受圧面積の差によ
り主管路Ｂが主管路Ａより僅かに高圧となっている状態
を想定してみる。

この場合、主管路Ｂの圧力をＰｂ、主管路Ａの圧力なＰ
ａとすると、Ｐｂ　）　Ｐａ　であり、フラッシング弁
４は位置４Ｃに切換わり、主管路人は管路Ｃと接続され
、主管路Ｂは管路Ｃから遮断されている。

この状態において、おしのけ容積可変’ａ’！１ｔｌａ
を操作し、可変容量油圧ポンプｌを片ｐラドシリンダ２
のロッドを縮める方向に駆動すると、主管路Ｂの油は可
変容量油圧ポンプ１により主管路Ａに流入せしめられる
。しかしながら、前述のように力Ｆはきわめて小さいの
で、主管路Ｂの油が主管路Ａに流入しても片ロッドシリ
ンダ２は動くに至らない。これは、主管路Ｂから主管路
Ａに流入した油の一部が片ロツドシリンダ２に流入する
ものの、他の油はフラッシング弁４、リリーフ弁６を通
・って、タンク５に流出するからであり、その流量もわ
ずかである。したがって、主管路Ａの圧力はリリーフ弁
６の設定圧力を超えることはなく、この圧力で片ロツド
シリンダ２を動かすことはできない。

結局、片ロツドシリンダ２０ロンドに、これを縮める方
向の小さな力Ｆが加えられている場合、可変ｙｔポンプ
１を操作して片ロッドシリンダ２を、そのロッドを縮め
る方向に駆動しようとしても１片ロツドシリンダ２を動
かすことができないという不都合が発生する。そして、
片ロツドシリンダ２が、例えは油圧シ盲ペルのアームシ
リンダであり、このような油圧閉回路がアーム系油圧回
路に採用されている場合、アームシリンダのロッドを縮
める方向に外部から小さな力が加わる状態は、実際の油
圧シ甲ベルの操作においてしはしは発生する状態であり
、、この場合には油圧ショベルの作業が実施不能となる
おそれがあり、上記不都合は極めて置火な欠陥となる。

本発明はこのような事情に噛みなされたものであり、そ
の目的は、上記従来の問題点を解決し、どのような状態
にあっても片ロツドシリン〆を支障なく駆動させること
ができる７ラツシング弁の駆動装置を提供するにある。

、　。

この目的を達成するため、本発明は、片ロッドシリンダ
を操作する操作レバー等の操作装置の操作方向と、片ロ
ツドシリンダの実際の移動方向とを検出し、これら両方
向が一致しているか否かを比較手段により比較し、一致
しているとき所定の信号を発生し、一方、片ロツドシリ
ンダのロッド側に接続される主管路の圧力とヘッド側に
接続される主管路の圧力とを検出し１両圧力により得ら
れるヘッド側とロッド側にかかる力を他の比較手段によ
り比較し、前記所定の信号が発生したとき、力が小さい
方の側の主管路をタンク管路に接続するように７ラツシ
ング弁を駆動させるようにしたことを％徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係るフラッシング弁の駆動装
置の系統図である。図で、第１図に示す部分と同一部分
には同一符号が付しである。１５は本実施例において用
いられるフラッシング弁であり、主管路Ａ、Ｂおよび管
路ＣＫ接続されている。

このフラッシング弁１５には電磁ソレノイド１５ｄ１１
５　ｅが備えられ、両を磁ソレノイド１５ｄ、１５ｅが
励磁されないとき、フラッシング弁１５は中立位置１５
ｂに保持されて両生管路Ａ、Ｂと管路Ｃとを遮断し、゛
電磁ソレノイド１５　ｄが励磁されたとき、フラッシン
グ弁１５は位置１５　ａに切換えられて士官路Ｂと管路
Ｃを接続し、又、電磁ソレノイド１５ｅが１２ｉ７Ｉ磁
されたとき、フラッシング弁１５は位置１５　Ｃに切換
えられて主管路Ａと管路Ｃを接続する。

１６は主管路Ａに接続されたすＩＪ−フ弁であり、その
設定圧力は管路ＣのＩＪ　ＩＪ−フ弁６の設定圧力より
高い圧力に選定されている。１７は可変容量油圧ポンプ
ｌのおしのけ容積可変ＴｒＮｋ′＃４１ａｔ−操作する
操作レバーである。操作レバー１７には、その操作方向
および操作量に応じた電気信号（操作信号）Ｘを出力す
る装置（例えばポテンシヨメータ）が備えられ１いる。

１８は片ロツドシリンダ・２に設けられた測長器であり
、片ロッドシリンダ２０袈位方向および変位置に応じた
電気信号（変位信号）Ｙｔ−出力する。１９ａ、１９ｂ
は主管路人の圧力Ｐ、および主管路Ｈの圧力Ｐｂを検出
する圧力検出器であり、それぞれその圧力Ｐａ１Ｐｂに
応じた電気信号（圧力信号）を出力する。加は操作信号
Ｘ、変位信号Ｙおよび各圧力信号Ｐａ、Ｐｂを入力し、
これらの値に基づいてフラッシング弁１５の電磁ソレノ
イド１５ｄ、１５ｅに駆動信号ｉｄ％　ｉｅを出力する
制御装置である。制御装Ｍ２Ｄの構成の詳細が第３図に
示される。

第３図は第２図に示す制御装置のブロック図である。図
で、２１は変位信号Ｙを入力し、これを微分して速度信
号窯を出力する微分器である。ｎ、詔、為、５はそれぞ
れ比較器である。比較器ｎはおる速度設定値Δ、を有し
、速度信号Ｙと設定値Δ、とを比較し、速度信号Ｙが設
定値２８以上のとき高レベル信号Ｈを出力する。この場
合、設定値Δ、は片ロツドシリンダ２のロッドが伸びる
方向の設定値である。比較器ｎは速度設定値Δ、を有し
、速度信号Ｙを入力し、これが設定値Δ、以下のとき高
レベル信号Ｈ′ｔ−出力する。設定値Δ１工片ロッドシ
リンダ２０ロッドが縮む方向の設定値である。比較器寓
は操作信号Ｘを入力し、信号Ｘが正（Ｘ＞Ｏ）の場合、
即ち、操作レバー１７が片ロツドシリンダ２のロッドを
伸長させる方向に操作された場合、高レベル信号Ｈを出
力する。比較器５は操作信号Ｘを入力し、信号Ｘが負（
Ｘ＜Ｏ）の場合、即ち、操作レバー１７が片ロツドシリ
ンダ２のロッドを縮める方向に操作された場合、高レベ
ル信号Ｈを出力する。拠は比較器器、冴の出力信号を入
力し、両信号が高レベルＨのときに高レベルＨを出力す
るＡＮＤ素子、谷は比較益田、５の出力信号を入力し、
両信号が高レベルＨのときに高レベルＨを出力するＡＮ
Ｉ）素子である。

２９、加はそれぞれ予め設定された増幅度で圧力信号Ｐ
ａ１Ｐｂを増幅する増幅器、３１は増幅容器の出力信号
と増幅器（９）の出力信号との差を演算する加算器であ
る。加算器３１からは差の信号ｆが出力される。ここで
、増幅容器の増幅度を、片ロツドシリンダ２のロッド側
の受圧面積Ａｒに比例する値に設定しておくと、増幅器
２９の出力信号は片ロツドシリンダ２にかかるロッド側
の力Ｐａ・Ａｒに比例した値となり、又、増幅器（資）
の増幅度を、片口ラドシリンダ２のヘッド側の受圧面積
Ａｂに比例する値に設定しておくと、増幅器加の出方信
号は片ロツドシリンダ２にかかるヘッド側［の力Ｐｂ　
拳Ａｂに比例した値となる。したがって、加算器３１か
ら出力される差の信号ｆは、片ロツドシリンダ２のロッ
ド側とヘッド側の力の差に比例した値、即ち、ｆｏｅ　
Ｐｂ　＠　Ａｂ　−Ｐａ　・Ａｒとなる。３２は差の信
号ｆを入力する比較器であり、ｆが０又は正（ｆ≧０）
のとき、即ち、片ロツドシリンダ２においてロッドを伸
長する方向の力が太きいとき高レベルＨを出力する。３
３は差の信号ｆを入力する比較器であり、ｆが負（ｆ（
０）のとき、即ち１片ロッドシリンダ２においてロッド
を縮める方向の力が大きいとき高レベルＨを出方する。

３４はｏｎ素子あの出力信号と比較器３２の出力信号と
を入力し、両信号とも高レベルＨのとき高レベル信号を
出力するＡＮＤ素子、“あは０几素子あの出力信号と比
較器おの出力信号とを入力し、両信号とも高レベルＨの
とき高レベル信号を出力するＡＮＤ素子であゐ。ア、３
７はそれぞれＡＮＬ）素子あ、３５が高レベル信号を出
力したときこれを増幅する増幅器であり、各増幅器３６
．３７の出力はそれぞれ電磁ソレノイド１５ｅ、１５ｄ
に加えられる。

次に１本実施例の動作を説明する。今、片ロツドシリン
ダ２に、そのロッドを縮める方向の小さな力Ｆが加わっ
ており、主管路Ｂの圧力が主管路Ａの圧力より僅かに高
圧であり、かつ、操作レバー１７は中立位置にある状態
を考える。このような状態においては１片ロッドシリン
ダ２のヘッド側にかかる力の方が大きいので、差の信号
ｆは正となり、比較器３２の出力信号は高レベルＨ１比
較器おの出力信号は低レベルＬである。又、操作レバー
１７が中立位置にあるので、操作信号Ｘは０となり、比
較器２４．２５の出力信号はいずれも低レベルＬとなる
。さらに、片ロツドシリンダ２は動かないので、ａ波信
号Ｙは０となり、比較器２２．２３の出力信号もともに
低レベルＬとなる。この結果、０）（素子列の出力は低
しベ／Ｉ／Ｌとなり、ＡＮＩ）素子調、アの出力も低レ
ベルＬとなって、　１１Ｋｍソレノイド１５ｄ、１５ｅ
はいずれも励磁されず、フラッシング弁１５は中立位置
１５　ｂに保持されたままである。

この状態から操作レバー１７を操作して可変容量油圧ポ
ンプ１を駆動し、片ロツドシリンダ２をそのロッドが縮
む方向に操作すると、操作信号Ｘが負（Ｘ（０）の値と
なり、比較器５の出力信号が高レベルＨとなる。一方、
可変容量油圧ポンプｌの駆動により、主管路Ｂの油は主
管路Ａに吐出される。この場合、フラッシング弁１５は
中立位置１５６にるるため、主管路Ａから管路Ｃへの流
路は遮断されており、したがって、主管ＲＩＢの圧力ｐ
ｂは低下し、主管路人の圧力Ｐｇは上昇する。そして、
片ロツドシリンダ２のロッド側にかかる力（力Ｆと圧力
Ｐａによる力の和）がヘッド側にかかる力よりも大きく
なると片ロッドシリンダ２はそのロッドが縮む方向に駆
動を始める。この間、主管路Ｂで油が不足すると、チェ
ック弁７ｂ、管路Ｃを介してチャージポンプ８から油が
供給され、又、主管路人で油が余剰になると余剰の油は
リリーフ弁１６を介して放出され谷。しかし、リリーフ
弁１６からの油の放出は、片ロツドシリンダ２が駆動を
始めるまでの極く短時間だけ行なわれるにすぎない。

即チ、片ロツドシリンダ２が駆動を始め、その速度信号
Ｙの絶対値が設定値Δ、の絶対値以上になると、比較器
るの出力信号は高レベルＨとなる。このとき、比較器部
の出力信号も高レベルＨであるので、ＡＮＩ）素子ｎの
出力信号は高レベルＨとなり、ＯＲ素子列の出力信号も
高レベルＨとなる。

一方、片ロツドシリンダ２のロッド側に加わる力は力Ｆ
が極めて小さく、・圧力Ｐａによる力にほぼ等しいので
、ヘッド側の力より大きく、差の信号ｆは負（ｆ＜０　
）であり、比較器３３の出力信号は高レベルＨである。

したがって、ＡＮｆ）素子あの入力はいずれも高レベル
Ｈとなり、ＡＮｉ）素子おからは高レベル信号が出力さ
れ、電磁ソレノイド１５ｄが駆動される。この結果、７
ラツシング弁１５は位置１５　ａに切換えられ、主管路
Ｂが管路Ｃに接続される。この状態は開回路と同じ状態
であり、リリーフ弁１６からの油の放出は瞬間的であり
、以後、片、ロッドシリンダ２の駆動は操作レバー１７
の操作量にしたがい、操作者の意のままに行なゎねる。

今度は、片ロツドシリンダ２のロッドを縮める方向に加
わっている力Ｆが相尚程度大である場合を考える。この
場合、操作レバー１７を、片ロツドシリンダ２のロッド
を縮めるように操作すると、可変容量油圧ポンプｌが駆
動され、主管路Ｂの油。

は主管路Ａに流れる。片ロッドシリンダ２はカシが太さ
いので、主管路Ｂで減った油の量に比例して縮められる
。このとき、速度信号ｔは、幸〈Δ。

〈０　となり、比較器器から高レベル信号が出方される
。一方、操作信号Ｘは負（Ｘ＜ｏ）であるので、比較器
５の出力信号も尚レベルＨであり、したがって、ＡＮＤ
索子２゛７、ＯＲ素子あの出力信号は高レベルＨとなる
。ここで、片ロツドシリンダ２はそのロッドが縮む方向
に駆動されていて主管路Ｂの圧力Ｐｂは大きくなってお
り、ヘッド側にかかる力はロッド側にかかる刀より大き
くなり、差の信号ｆは正（ｆ）０）となり、比較器３２
の出力信号は高レベルＨとなる。このため、ＡＮＤ素子
３４０入力信号はいずれも高レベルｈとなり、ＡＮＤ素
子３４からは高レベル信号が出力され、電磁ソレノイド
１５　ｅを励磁する。この結果、フラッシング弁１５は
位置１．５　Ｃに切換えられ、主管路Ａと主管路Ｃが接
続され、片ロツドシリンダ２の受圧面積の差により主管
路Ａに生じる余剰の油はタンク５に排出され、操作レバ
ー１７による片ロツドシリンダ２の操作には何等の支障
をも生ぜず、操作者の意のままに操作することができる
。

次に、ロッドを縮める方向の力Ｆが存在している状態で
ロッドを伸長するように片ロツドシリンダ２を駆動する
場合を考える。この場合、操作レバー１７を操作すると
、可変容量７…圧ポンプｌの駆動により、主管路Ａの油
は主管路Ｂ　Ｋ流れ、主管路Ｂの圧力Ｐｂによるヘッド
側ｊの力がロッド捌］の力より犬になり、差の信号ｆは
正（ｆ）Ｏ）となり、片ロツドシリンダ２は伸長を始め
る。これにより、速度信号Ｙが設定値３１以上になると
、比較器２２の出力毎号は高レベルＨとなる。又、操作
信号Ｘは正（Ｘ＞０）であるので、ＡＮＩ）索子２６、
ＯＲ素子あの出力信号は高レベルＨとなる。さらに、差
の信号ｆが正（ｆ＞Ｏ）であるので、比較器３２の出力
信号（工高レベルＨであり、したかつて、ＡＮＤ素子あ
の出力信号が高レベルＨとなって電磁ソレノイド１５　
ｅが励磁される。この結果、フラッシング弁１５は位ｔ
　１５　ｃ　Ｋ切換えられ、主管路Ａと管路Ｃとが接続
され、油圧回路は開回路の状態となり、片ロツドシリン
ダ２を操作者の意のままに操作することができる。

なお、力Ｆが以上の説明とは逆にロッドを伸長する方向
の力であっても、その動作は同じであるので説明は省略
する。

このように、本実施例では、操作レバーの操作信号、片
ロッドシリンダの変位信号に基づく速度信号、両主管路
の圧力信号を用い、操作レバーの操作方向と片ロツドシ
リンダの移動方向が一致したとき、片ロツドシリンダの
ヘッド側およびロッド側にかかる力のうち小さい方の力
がかかっている側の主管路をフラッシング弁によりタン
ク管路に接続するようにしたので、操作レバーを操作す
ることにより、片ロツドシリンダを操作者の急のままに
操作することができる。

なお、制御装置はマイクロコンピュータを使用して構成
することもできる。

以上述べたように、本発明では、片ロツドシリンダを操
作する操作装置、片ロツドシリンダの移動検出装置およ
び片ロツドシリンダの両主管路の各圧力検出装置の出力
信号に基づき、操作装置の操作方向と片ロツドシリンダ
の移動方向とが一致したとき、片ロツドシリンダのヘッ
ド側およびロッド側にかかる力のうち小さい方の力がか
かっている側の主管路をフラッシング弁によりタンク管
路に接続するようにしたので、どのような状態にあって
も片ロツドシリンダを操作者の意のままに操作すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の７ラツシング弁を用いた油圧閉回路の回
路図、第２図は本発明の実施例に係る７ラツシング弁の
駆動装置の系統図、第３図は第２図に示す制御装置のブ
ロック図である。ｌ・・・・・・可変容量油圧ポンプ、２・・・・・・片
ロッドシリング、１５・曲・フラッシンク弁、１５　ｄ
　、　１５　ｅ・・・用電磁ソレノイド、１７・・開操
作レバー、１８・・・・・・測長器、１９ａ、１９ｂ・
・・・・・圧力検出器、孔間・・制御装置、２１・・・
・・・微分器、２２．２３．２４．２５．３２．３３曲
・・比較器、２６．２７．３４．３５・・曲ＡＮ　ｌ）
素子、ア曲・・ｏＦＬ素子、四、３０・・・・・・増幅
器、３１・・回加算器。代理人弁理士　武　順次部（ほか１名）第１図

Claims

【特許請求の範囲】

可袈谷量油圧ポンプと片ロツドシリンダとを備えた油圧
閉回路のロッド側主管路とヘッド側主管路をタンクに接
続されたタンク管路に選択的に接続するフラッシング弁
と、前記ロッド側主管路の圧力を検出する第１の圧力検
出装置と、前記ヘッド仙］主管路の圧力を検出する第２
の圧力検出装置と、前記片ロツドシリンダを駆動する操
作装置の操作方向を検出する操作検出装置と、前記片ロ
ツドシリンダの移動方向を検出する移動検出装置と、前
記操作装置で検出された値と前記移動検出装置で検出さ
れた値に基づいて前記操作装置の操作方向と前記片ロツ
ドシリンダの移動方向とが同一であるとき所定の４Ｎ号
を出力する第１の比較手段と、前記第１の圧力検出装置
で検出された値により得られる前記ロンド側にかかる力
と前記第２の圧力検出装置で検出された値により得られ
る前記ヘッド側にかかる力とを比較する第２の比較手段
と、前記第１の比較手段から前記所定の信号が出力され
たとき前記第２の比較手段で比較された力のうち小さい
方の力が検出された側の主管路を前記タンク管路に接続
するように前記フラッシング弁を駆動する駆動手段とを
設けたことを特徴とするフラッシング弁の駆動装置。