JP2006292100A

JP2006292100A - Unload valve and hydraulic circuit provided with unload valve

Info

Publication number: JP2006292100A
Application number: JP2005114712A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Nagura; 忍名倉; Nobusane Yoshida; 伸実吉田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP4671408B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve work efficiency and operability by preventing dispersion of timing in starting control in transferring from an unload control range to a load sensing control range. <P>SOLUTION: A capacity of a hydraulic pump 6 is controlled to control differential pressure ΔP to a target differential pressure ΔPLS on the basis of a stroke position S (differential pressure ΔP) of a spool 51 of an unload valve 50. The load sensing control is surely made on the basis of the stroke position (differential pressure ΔP at that time) detected after the termination of closing of the stroke position S of the spool 51. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、アンロード弁およびアンロード弁が設けられた油圧回路に関し、特に、油圧ポンプの吐出圧と油圧アクチュエータの負荷圧との差圧を設定値に保持するというロードセンシング制御を行うために用いられるアンロード弁およびアンロード弁が設けられた油圧回路に関するものである。 The present invention relates to an unloading valve and a hydraulic circuit provided with the unloading valve, and in particular for performing load sensing control for maintaining a differential pressure between a discharge pressure of a hydraulic pump and a load pressure of a hydraulic actuator at a set value. The present invention relates to an unload valve used and a hydraulic circuit provided with the unload valve.

可変容量型油圧ポンプから吐出される流量の制御の方法には、方向制御弁に、圧油をタンクに排出する中立回路を設けて、中立回路を流れる圧油の流量を検出して検出した流量に基づいて可変容量型油圧ポンプの容量を制御するという方式（オープンセンタ方式）と、中立回路を廃止し、方向制御弁の絞りの前後差圧に基づいて可変容量型油圧ポンプの容量を制御する方式（クローズドセンタ方式）とが存在する。 The method of controlling the flow rate discharged from the variable displacement hydraulic pump includes a neutral circuit that discharges pressure oil to the tank in the directional control valve, and the flow rate detected by detecting the flow rate of pressure oil flowing through the neutral circuit Controls the displacement of the variable displacement hydraulic pump based on the control (open center method) and neutral circuit, and controls the displacement of the variable displacement hydraulic pump based on the differential pressure across the throttle of the directional control valve There is a method (closed center method).

クローズドセンタ方式を採用した油圧回路には、ロードセンシング制御装置が組み込まれている。 A load sensing control device is incorporated in a hydraulic circuit employing a closed center system.

ここで、ロードセンシング制御とは、油圧ポンプの吐出圧Ｐｐと油圧シリンダなどの油圧アクチュエータの負荷圧ＰLとの差圧ΔＰ（＝Ｐｐ−ＰL）が設定値ΔＰLSに保持されるように、油圧ポンプの容量（ｃｃ/ｒｅｖ）、具体的には斜板の傾転角を変化させる制御のことである。 Here, the load sensing control is a hydraulic pump so that a differential pressure ΔP (= Pp−PL) between a discharge pressure Pp of the hydraulic pump and a load pressure PL of a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder is held at a set value ΔPLS. This is a control to change the capacity (cc / rev), specifically, the tilt angle of the swash plate.

ロードセンシング制御装置は、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧シリンダに供給される圧油の流れ、流量を制御する方向制御弁と、油圧ポンプの容量制御手段とからなり、この容量制御手段として、油圧ポンプの斜板を駆動する制御シリンダ装置と、この制御シリンダ装置の駆動を制御するロードセンシング制御弁（ＬＳ弁）とが備えられた油圧回路構成とされている。ここで、ロードセンシング制御弁は、互いに対向する一対の駆動部を有し、これら駆動部にはそれぞれ油圧ポンプの吐出圧Ｐｐと油圧シリンダの負荷圧ＰLが導かれており、負荷圧ＰLが導かれる駆動部には、一定差圧ΔＰLSに相当するバネ力を有するバネが配置されて構成されている。 The load sensing control device includes a variable displacement hydraulic pump, a directional control valve for controlling the flow and flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder, and a capacity control means of the hydraulic pump. The control circuit has a hydraulic circuit configuration including a control cylinder device that drives a swash plate of a hydraulic pump and a load sensing control valve (LS valve) that controls the drive of the control cylinder device. Here, the load sensing control valve has a pair of driving parts opposed to each other, and a discharge pressure Pp of the hydraulic pump and a load pressure PL of the hydraulic cylinder are led to these driving parts, respectively. In the drive unit to be applied, a spring having a spring force corresponding to the constant differential pressure ΔPLS is arranged.

このような油圧回路構成において、油圧ポンプから圧油が吐出されると、圧油は方向制御弁を介して油圧シリンダに供給され、油圧シリンダが駆動され、作業機が作動される。この作業機の作動時に、ロードセンシング制御弁は、油圧ポンプの吐出圧Ｐｐと油圧シリンダの負荷圧ＰL（最大負荷圧）との差圧ΔＰに応答して動作し、制御シリンダ装置を駆動する。これにより差圧ΔＰが、バネによって設定された一定差圧ΔＰLSに保持されるように、油圧ポンプの容量（斜板傾転角）が制御される。 In such a hydraulic circuit configuration, when pressure oil is discharged from the hydraulic pump, the pressure oil is supplied to the hydraulic cylinder via the direction control valve, the hydraulic cylinder is driven, and the work machine is operated. During the operation of the working machine, the load sensing control valve operates in response to a differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp of the hydraulic pump and the load pressure PL (maximum load pressure) of the hydraulic cylinder, and drives the control cylinder device. As a result, the capacity (swash plate tilt angle) of the hydraulic pump is controlled so that the differential pressure ΔP is held at a constant differential pressure ΔPLS set by a spring.

方向制御弁のスプールの開口面積をＡ、抵抗係数をｃとすると、油圧ポンプの吐出流量Ｑ（ｌ/ｍｉｎ）は、下記（１）式で表される。 Assuming that the opening area of the spool of the directional control valve is A and the resistance coefficient is c, the discharge flow rate Q (l / min) of the hydraulic pump is expressed by the following equation (1).

Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ） …（１）
差圧ΔＰは、ロードセンシング制御弁により一定（ΔＰLS）にされるため、油圧ポンプの吐出流量Ｑは、方向制御弁のスプールの開口面積Ａのみによって変化する。 Q = c · A · √ (ΔP) (1)
Since the differential pressure ΔP is made constant (ΔPLS) by the load sensing control valve, the discharge flow rate Q of the hydraulic pump changes only by the opening area A of the spool of the directional control valve.

作業機用の操作レバーを中立位置から操作すると、操作量に応じて方向制御弁のスプールの開口面積Ａが増加し、開口面積Ａの増加に応じてポンプ流量Ｑが増加する。このときポンプ流量Ｑは油圧シリンダの負荷の大きさには影響を受けずに作業機用操作レバーの操作量のみによって定まる。このようにロードセンシング弁を設けたことにより、ポンプ流量Ｑは負荷によって増減することなくオペレータの意思通りに（操作レバーの操作位置に応じて）変化し、ファインコントロール性、つまり中間操作領域における操作性が向上する。 When the operating lever for the work implement is operated from the neutral position, the opening area A of the spool of the direction control valve increases according to the operation amount, and the pump flow rate Q increases as the opening area A increases. At this time, the pump flow rate Q is determined only by the operation amount of the work machine operation lever without being affected by the load of the hydraulic cylinder. By providing the load sensing valve in this way, the pump flow rate Q changes according to the operator's intention (according to the operation position of the operation lever) without increasing or decreasing depending on the load, and fine control, that is, operation in the intermediate operation region. Improves.

建設機械などの油圧作業機械では、エンジンによって可変容量型油圧ポンプが駆動されるが、作業機を作動する必要がない場合、つまり方向制御弁が中立位置にあるときでも油圧ポンプは一定流量の圧油を吐出しているのが一般的である。 In a hydraulic working machine such as a construction machine, a variable displacement hydraulic pump is driven by an engine. However, even when the working machine does not need to be operated, that is, even when the directional control valve is in a neutral position, the hydraulic pump is operated at a constant pressure. It is common to discharge oil.

オープンセンタ方式では方向制御弁の中立回路から、この圧油をタンクへと戻す構造になっている。 In the open center system, this pressure oil is returned to the tank from the neutral circuit of the directional control valve.

一方、クローズドセンタ方式では、オープンセンタ方式と異なり、方向制御弁が中立位置にあるときに圧油をタンクに排出する中立回路を備えていない。このため、クローズドセンタ方式にあっては、方向制御弁が中立位置で可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油をタンクに排出するために、アンロード弁が設けられている。 On the other hand, unlike the open center system, the closed center system does not include a neutral circuit that discharges pressure oil to the tank when the directional control valve is in the neutral position. For this reason, in the closed center system, an unloading valve is provided to discharge the pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump to the tank when the direction control valve is in the neutral position.

以下、アンロード弁のポンプポートとタンクポートが連通しておりポンプ吐出圧油がタンクに排出されている状態を、「アンロード弁が開いている状態」といい、アンロード弁のポンプポートとタンクポートとの連通が遮断されておりポンプ吐出圧油がタンクが排出されていない状態を、「アンロード弁が閉じている状態」というものとする。 Hereinafter, the state in which the pump port of the unload valve and the tank port are in communication and the pump discharge pressure oil is discharged to the tank is referred to as “the state in which the unload valve is open”. The state where communication with the tank port is blocked and the pump discharge pressure oil is not discharged from the tank is referred to as “the unload valve is closed”.

（従来技術１）
下記特許文献１には、アンロード弁と、上述したロードセンシング制御弁（ＬＳ弁）に相当するロードセンシング制御手段とを設け、油圧ポンプの吐出圧Ｐｐと油圧シリンダの負荷圧ＰL（最大負荷圧）との差圧ΔＰが所定圧以上の領域（以下、アンロード制御領域）では、アンロード弁を開き、油圧ポンプの吐出圧油をタンクに排出させるとともに、ロードセンシング制御手段によって、油圧ポンプの吐出圧Ｐｐと油圧シリンダの負荷圧ＰL（最大負荷圧）との差圧ΔＰが所定圧以下の設定圧となるように油圧ポンプの容量を制御するという発明が記載されている。 (Prior art 1)
Patent Document 1 below includes an unload valve and load sensing control means corresponding to the load sensing control valve (LS valve) described above, and discharge pressure Pp of the hydraulic pump and load pressure PL (maximum load pressure) of the hydraulic cylinder. In the region where the differential pressure ΔP with respect to the pressure is equal to or greater than the predetermined pressure (hereinafter referred to as the unload control region), the unload valve is opened, the discharge pressure oil of the hydraulic pump is discharged to the tank, and the load sensing control means An invention is described in which the displacement of the hydraulic pump is controlled so that the differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp and the load pressure PL (maximum load pressure) of the hydraulic cylinder becomes a set pressure equal to or lower than a predetermined pressure.

（従来技術２）
下記特許文献２には、アンロード弁をポペット弁として構成し、アンロード弁に油圧ポンプの吐出圧Ｐpと油圧シリンダの負荷圧ＰL（最大負荷圧）とを導入し、これらの差圧ΔＰを、アンロード弁が開いている状態にあるときのストローク位置として検出し、その検出したストローク位置に基づいて油圧ポンプの容量を変化させて、ロードセンシング制御を行うという発明が記載されている。
特開平５−１８７４１１号公報特開２００３−３４３５１１号公報 (Prior art 2)
In the following Patent Document 2, an unload valve is configured as a poppet valve, and a discharge pressure Pp of a hydraulic pump and a load pressure PL (maximum load pressure) of a hydraulic cylinder are introduced into the unload valve, and a differential pressure ΔP between them is calculated. An invention is described in which load sensing control is performed by detecting the stroke position when the unload valve is open and changing the displacement of the hydraulic pump based on the detected stroke position.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-187411 JP 2003-343511 A

上記従来技術１では、アンロード弁の開閉の制御と、油圧ポンプの容量の制御とが、別個独立したアンロード弁と、ロードセンシング制御手段とによって、個々に行われる。このため、アンロード制御領域から、ロードセンシング制御領域に移行するときに、制御開始のタイミングにばらつきが生じる。アンロード弁の開口が完全に閉じてしまってから、所定時間を経て、油圧ポンプの斜板が最小傾転角から動きだし（油圧ポンプが起動し）ロードセンシング制御が開始されることになると、その時間遅れ分だけ、油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油の供給が遅れ、作業機の加速が一旦、息つきするという現象を招き、作業効率、操作性が損なわれることがある。また、アンロード弁の開口が閉じる前に、油圧ポンプが起動してロードセンシング制御が開始されると、本来、油圧ポンプの起動に使用されるべき圧油が無駄にタンクに排出されることになりエネルギーロスが生じるという問題が招来する。 In the prior art 1, the opening / closing control of the unload valve and the control of the capacity of the hydraulic pump are individually performed by the independent and independent unload valve and the load sensing control means. For this reason, when shifting from the unload control region to the load sensing control region, the control start timing varies. When the opening of the unload valve is completely closed, the swash plate of the hydraulic pump starts to move from the minimum tilt angle after a predetermined time (the hydraulic pump starts), and load sensing control is started. The supply of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder is delayed by the amount of time delay, causing a phenomenon that acceleration of the work implement temporarily takes place, and work efficiency and operability may be impaired. In addition, when the hydraulic pump is activated and load sensing control is started before the opening of the unload valve is closed, the pressure oil that should originally be used to activate the hydraulic pump is wasted to the tank. As a result, the problem of energy loss will be incurred.

また、上記従来技術２では、アンロード弁が開いている状態のときのストローク位置に基づいて油圧ポンプの容量を制御しており、常時、アンロード弁からタンクに圧油を排出している状態でロードセンシング制御が行われている。このためエネルギーロスが著しいという問題がある。 Moreover, in the said prior art 2, the capacity | capacitance of the hydraulic pump is controlled based on the stroke position when the unloading valve is open, and the pressure oil is always discharged from the unloading valve to the tank Load sensing control is performed in For this reason, there is a problem that energy loss is remarkable.

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、上述したアンロード制御領域からロードセンシング制御領域に移行するときの制御開始のタイミングのばらつきを無くし、作業効率、操作性を向上させるとともに、エネルギーロスを飛躍的に低減させることを解決課題とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, eliminates the variation in the timing of starting control when shifting from the unload control region to the load sensing control region, improves work efficiency, operability, and energy. The problem to be solved is to dramatically reduce the loss.

第１発明は、
油圧ポンプ（６）の吐出圧が導入されるポンプポート（５２）と、油圧アクチュエータ（４）の負荷圧が導入される負荷圧ポート（５３）と、タンク（２８）に連通されるタンクポート（５４）と、ポンプポート（５２）とタンクポート（５４）とを連通する開口部（５７）と、一端にバネ（５８）が設けられたスプール（５１）とを有し、ポンプポート（５２）から導入される油圧ポンプ（６）の吐出圧と負荷圧ポート（５３）から導入される油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧に応じた力が、バネ（５８）に対向してスプール（５１）に作用し、当該差圧が小さくなるに伴いスプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる方向に作動するアンロード弁（５０）であって、
前記アンロード弁（５０）は、
前記スプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる位置から、前記差圧が小さい側に、ロードセンシング制御領域に応じた長さだけストロークするように構成されており、
前記アンロード弁（５０）には、
ロードセンシング制御を行うために、前記スプール（５１）のストローク位置を、油圧ポンプ（６）の吐出圧と油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧を示す値として検出するストローク位置センサ（６０）が更に設けられていること
を特徴とする。 The first invention is
A pump port (52) into which the discharge pressure of the hydraulic pump (6) is introduced, a load pressure port (53) into which the load pressure of the hydraulic actuator (4) is introduced, and a tank port (in communication with the tank (28)) 54), an opening (57) communicating with the pump port (52) and the tank port (54), and a spool (51) provided with a spring (58) at one end, the pump port (52) The force corresponding to the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) introduced from the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator (4) introduced from the load pressure port (53) is opposed to the spring (58). (51), the spool (51) is an unload valve (50) that operates in a direction to close the opening (57) as the differential pressure decreases.
The unload valve (50)
The spool (51) is configured to stroke from the position where the opening (57) is closed to the side where the differential pressure is small, by a length corresponding to the load sensing control region,
The unload valve (50) includes:
In order to perform load sensing control, a stroke position sensor (60) that detects the stroke position of the spool (51) as a value indicating a differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) and the load pressure of the hydraulic actuator (4). ) Is further provided.

第２発明は、
油圧ポンプ（６）の吐出圧が導入されるポンプポート（５２）と、油圧アクチュエータ（４）の負荷圧が導入される負荷圧ポート（５３）と、タンク（２８）に連通されるタンクポート（５４）と、ポンプポート（５２）とタンクポート（５４）とを連通する開口部（５７）と、一端にバネ（５８）が設けられたスプール（５１）とを有し、ポンプポート（５２）から導入される油圧ポンプ（６）の吐出圧と負荷圧ポート（５３）から導入される油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧に応じた力が、バネ（５８）に対向してスプール（５１）に作用し、当該差圧が小さくなるに伴いスプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる方向に作動するアンロード弁（５０）が設けられた油圧回路であって、
前記アンロード弁（５０）は、
前記スプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる位置から、前記差圧が小さい側に、ロードセンシング制御領域に応じた長さだけストロークするように構成されており、
ロードセンシング制御を行うために、前記スプール（５１）のストローク位置を、油圧ポンプ（６）の吐出圧と油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧を示す値として検出するストローク位置センサ（６０）が更に備えられていること
を特徴とする。 The second invention is
A pump port (52) into which the discharge pressure of the hydraulic pump (6) is introduced, a load pressure port (53) into which the load pressure of the hydraulic actuator (4) is introduced, and a tank port (in communication with the tank (28)) 54), an opening (57) communicating with the pump port (52) and the tank port (54), and a spool (51) provided with a spring (58) at one end, the pump port (52) The force corresponding to the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) introduced from the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator (4) introduced from the load pressure port (53) is opposed to the spring (58). (51) is a hydraulic circuit provided with an unload valve (50) in which the spool (51) operates in a direction to close the opening (57) as the differential pressure decreases.
The unload valve (50)
The spool (51) is configured to stroke from the position where the opening (57) is closed to the side where the differential pressure is small, by a length corresponding to the load sensing control region,
In order to perform load sensing control, a stroke position sensor (60) that detects the stroke position of the spool (51) as a value indicating a differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) and the load pressure of the hydraulic actuator (4). ) Is further provided.

第３発明は、第２発明において、
前記ストローク位置センサ（６０）で検出されたストローク位置を差圧として入力し、入力された差圧が設定値となるように、油圧ポンプ（６）の容量を制御する容量制御手段（４０、３２）と
が更に備えられていることを特徴とする。 The third invention is the second invention,
A displacement control means (40, 32) that inputs the stroke position detected by the stroke position sensor (60) as a differential pressure and controls the displacement of the hydraulic pump (6) so that the input differential pressure becomes a set value. ) And are further provided.

本発明によれば、アンロード弁５０のスプール５１のストローク位置Ｓ（差圧ΔＰ）に基づいて差圧ΔＰが目標差圧ΔＰLSとなるように油圧ポンプ６の容量を制御するようにしたので、ストローク位置Ｓが閉じ終了位置Ｓ2に到達した瞬間に、そのときに検出されたストローク位置Ｓ2（Ｓ2における差圧ΔＰ）に基づいて、確実にロードセンシング制御を開始することができる。このためアンロード制御終了と同時にタイミングのばらつきなくロードセンシング制御を開始をすることができる。すなわちアンロード弁５０の開口部５７が閉じて一定の差圧変化後に、油圧ポンプ６を起動させてロードセンシング制御が開始でき、圧油が排出されない状態でロードセンシング制御が行われるため、エネルギーロスを抑制することができる。この結果、作業効率、操作性が向上する。 According to the present invention, the displacement of the hydraulic pump 6 is controlled based on the stroke position S (differential pressure ΔP) of the spool 51 of the unload valve 50 so that the differential pressure ΔP becomes the target differential pressure ΔPLS. At the moment when the stroke position S reaches the closing end position S2, the load sensing control can be surely started based on the stroke position S2 (the differential pressure ΔP at S2) detected at that time. For this reason, the load sensing control can be started at the same time as the unload control is completed without variation in timing. That is, after the opening 57 of the unload valve 50 is closed and a certain differential pressure change occurs, the hydraulic pump 6 can be started to start the load sensing control, and the load sensing control is performed without the pressure oil being discharged. Can be suppressed. As a result, work efficiency and operability are improved.

ストローク位置センサ６０は、アンロード弁５０に内蔵してもよく（第１発明、第２発明、第３発明）、アンロード弁５０とは、別体にストローク位置センサ６０を設けるように構成してもよい（第２発明、第３発明）。 The stroke position sensor 60 may be incorporated in the unload valve 50 (first invention, second invention, third invention), and the stroke position sensor 60 is configured to be provided separately from the unload valve 50. (The second invention, the third invention).

以下、本発明に係るアンロード弁およびアンロード弁が設けられた油圧回路の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of an unloading valve and a hydraulic circuit provided with the unloading valve according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本実施例のアンロード弁が設けられた油圧回路を示す。図６は本実施例比較例のアンロードが設けられた油圧回路を示す。 FIG. 1 shows a hydraulic circuit provided with an unload valve of this embodiment. FIG. 6 shows a hydraulic circuit provided with an unload according to a comparative example of the present embodiment.

まず、本実施例の油圧回路について説明する。 First, the hydraulic circuit of the present embodiment will be described.

同図１に示すように、図油圧ポンプ６は、可変容量型の油圧ポンプであり、エンジン１１によって駆動され、その吐出口から吐出油路１３に圧油を吐出する。吐出油路１３は、吐出油路１４、１５に分岐している。吐出油路１３には、油圧ポンプ６の吐出圧油が所定のリリーフ圧以上になるとタンク２８に排出するリリーフ弁１２が設けられている。 As shown in FIG. 1, the hydraulic pump 6 is a variable displacement hydraulic pump that is driven by an engine 11 and discharges pressure oil from its discharge port to a discharge oil passage 13. The discharge oil passage 13 is branched into discharge oil passages 14 and 15. The discharge oil passage 13 is provided with a relief valve 12 that discharges to the tank 28 when the discharge pressure oil of the hydraulic pump 6 becomes a predetermined relief pressure or higher.

油圧ポンプ６の斜板６ａは、制御弁３２、制御シリンダ装置３０によって制御される。 The swash plate 6 a of the hydraulic pump 6 is controlled by a control valve 32 and a control cylinder device 30.

すなわち、制御シリンダ装置３０は、ピストン３０ｂの位置に応じて、油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角を変化させて容量ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）を変化させる。また、制御弁３２は、後述するように、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐｐと油圧シリンダ４の負荷圧ＰLとの差圧ΔＰが設定値ΔＰLSに保持されるように、制御シリンダ装置３０を制御し、油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角を制御する。 That is, the control cylinder device 30 changes the displacement q (cc / rev) by changing the tilt angle of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 according to the position of the piston 30b. Further, as will be described later, the control valve 32 controls the control cylinder device 30 so that the differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 and the load pressure PL of the hydraulic cylinder 4 is held at a set value ΔPLS. The tilt angle of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 is controlled.

制御シリンダ装置３０には、シリンダ室３０ａが設けられている。シリンダ室室３０ａは、油路３１を介して制御弁３２に接続されている。 The control cylinder device 30 is provided with a cylinder chamber 30a. The cylinder chamber 30 a is connected to the control valve 32 via the oil passage 31.

ピストン３０ｂは、油圧ポンプ６の斜板６ａに連結されている。ピストン３０ｂが図中で左方向へ駆動されると油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角が大きくなり容量が増大する。またピストン３０ｂが図中右方向へ駆動されると、油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角が小さくなり容量が減少する。 The piston 30 b is connected to the swash plate 6 a of the hydraulic pump 6. When the piston 30b is driven leftward in the figure, the tilt angle of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 increases and the capacity increases. When the piston 30b is driven in the right direction in the figure, the tilt angle of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 is reduced and the capacity is reduced.

制御弁３２には、パイロットポート３２ａと、このパイロットポート３２ａに対向する側にバネ３２ｂが設けられている。 The control valve 32 is provided with a pilot port 32a and a spring 32b on the side facing the pilot port 32a.

制御弁３２がＡ位置（図１の状態）にあるときには、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａは油路３１を介してタンク２８に連通され、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａは、タンク圧となる。また、制御弁３２がＢ位置にあるときには、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａは、油路３１、吐出油路１５、１３を介して油圧ポンプ６の吐出口に連通され、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａは、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐｐとなる。また、制御弁３２がＡ位置とＢ位置の中間位置にあるときには、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａは、その位置に応じた割合の連通状態でタンク２８と吐出油路１５の両方に連通し、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａは、タンク圧と油圧ポンプ６の吐出圧Ｐｐの中間圧力となる。 When the control valve 32 is in the A position (state shown in FIG. 1), the cylinder chamber 30a of the control cylinder device 30 communicates with the tank 28 via the oil passage 31, and the cylinder chamber 30a of the control cylinder device 30 Become. When the control valve 32 is in the B position, the cylinder chamber 30 a of the control cylinder device 30 is communicated with the discharge port of the hydraulic pump 6 via the oil passage 31 and the discharge oil passages 15 and 13. The cylinder chamber 30a becomes the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6. Further, when the control valve 32 is at an intermediate position between the A position and the B position, the cylinder chamber 30a of the control cylinder device 30 communicates with both the tank 28 and the discharge oil passage 15 in a communication state corresponding to the position. The cylinder chamber 30a of the control cylinder device 30 has an intermediate pressure between the tank pressure and the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6.

制御弁３２は、電磁比例弁３５によって制御される。電磁比例弁３５の入口ポートは図示しないパイロットポンプに連通されている。電磁比例弁３５の出口ポートは、制御弁３２のパイロットポート３２ａにパイロット油路３６を介して、連通している。電磁比例弁３５は、電磁ソレノイド３５ａを有しており、信号ライン７２を介して電磁ソレノイド３５ａに加えられる電気信号ｉに応じて、制御弁３２のパイロットポート３２ａに加えられるパイロット圧の大きさが制御される。 The control valve 32 is controlled by an electromagnetic proportional valve 35. The inlet port of the electromagnetic proportional valve 35 is communicated with a pilot pump (not shown). The outlet port of the electromagnetic proportional valve 35 communicates with the pilot port 32 a of the control valve 32 via a pilot oil passage 36. The electromagnetic proportional valve 35 has an electromagnetic solenoid 35 a, and the magnitude of the pilot pressure applied to the pilot port 32 a of the control valve 32 in accordance with an electric signal i applied to the electromagnetic solenoid 35 a via the signal line 72. Be controlled.

制御弁３２が作動することにより、制御シリンダ装置３０のシリンダ室３０ａ内の圧力が制御され、それに応じてシリンダ３０内のピストン３０ｂが動き油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角が制御される。すなわち、電気信号ｉの大きさに応じて油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角が制御され、油圧ポンプ６の容量ｑが制御される。電気信号ｉは、後述するコントローラ４０で生成され、信号ライン７２を介して制御弁３５に対して出力される。ここでは、電磁比例弁３５から制御弁３２にパイロット圧を出力し制御弁３２を制御しているが、電磁比例弁３５から出力される圧を制御シリンダ装置３０に直接導入して傾転角を制御してもよい。 By operating the control valve 32, the pressure in the cylinder chamber 30a of the control cylinder device 30 is controlled, and the piston 30b in the cylinder 30 moves accordingly, and the tilt angle of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 is controlled. . That is, the tilt angle of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 is controlled according to the magnitude of the electric signal i, and the capacity q of the hydraulic pump 6 is controlled. The electric signal i is generated by the controller 40 described later, and is output to the control valve 35 via the signal line 72. Here, pilot pressure is output from the electromagnetic proportional valve 35 to the control valve 32 to control the control valve 32, but the pressure output from the electromagnetic proportional valve 35 is directly introduced into the control cylinder device 30 so as to reduce the tilt angle. You may control.

吐出油路１４は、油圧シリンダ４用の方向制御弁８のポンプポート１９、２０に連通している。方向制御弁８のタンクポート２１、２２はそれぞれ、タンク２８に連通している。 The discharge oil passage 14 communicates with pump ports 19 and 20 of the direction control valve 8 for the hydraulic cylinder 4. The tank ports 21 and 22 of the direction control valve 8 communicate with the tank 28, respectively.

吐出油路１４は、他の方向制御弁８に同様に連通されている。 The discharge oil passage 14 is similarly communicated with the other direction control valve 8.

方向制御弁８は、油圧シリンダ４に供給する圧油の方向、流量を制御する制御弁である。 The direction control valve 8 is a control valve that controls the direction and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic cylinder 4.

方向制御弁８のシリンダポート２４は、圧力補償弁９、チェック弁１０を介して油圧シリンダ４のヘッド側油室４ａに連通しているとともに、方向制御弁８のシリンダポート２５は、圧力補償弁９、チェック弁１０を介して油圧シリンダ４のボトム側油室４ｂに連通している。 The cylinder port 24 of the directional control valve 8 communicates with the head side oil chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 via the pressure compensation valve 9 and the check valve 10, and the cylinder port 25 of the directional control valve 8 is a pressure compensation valve. 9. It communicates with the bottom side oil chamber 4b of the hydraulic cylinder 4 through the check valve 10.

方向制御弁８のシリンダポート２６、２７はそれぞれ、油圧シリンダ４のヘッド側油室４ａおよびボトム側油室４ｂに連通している。 The cylinder ports 26 and 27 of the direction control valve 8 communicate with the head side oil chamber 4a and the bottom side oil chamber 4b of the hydraulic cylinder 4, respectively.

方向制御弁８は、ポンプポート２０をシリンダポート２５に連通させタンクポート２１をシリンダポート２６に連通させる弁位置８Ａ、中立位置、ポンプポート１９をシリンダポート２４に連通させタンクポート２２をシリンダポート２７に連通させる弁位置８Ｂを有している。 The directional control valve 8 has a valve position 8A for connecting the pump port 20 to the cylinder port 25 and a tank port 21 to the cylinder port 26, a neutral position, and the pump port 19 to the cylinder port 24 and the tank port 22 to the cylinder port 27. Has a valve position 8B.

方向制御弁８には、パイロットポート８ａ、８ｂが設けられている。パイロットポート８ａにパイロット圧油Ｐsが供給されると、方向制御弁８は、弁位置８Ａ側に作動する。また、パイロットポート８ｂにパイロット圧油Ｐsが供給されると、方向制御弁８は、弁位置８Ｂ側に作動する。 The direction control valve 8 is provided with pilot ports 8a and 8b. When the pilot pressure oil Ps is supplied to the pilot port 8a, the direction control valve 8 operates toward the valve position 8A. Further, when the pilot pressure oil Ps is supplied to the pilot port 8b, the direction control valve 8 operates toward the valve position 8B.

方向制御弁８の各パイロットポート８ａ、８ｂには、図示しない作業機用操作レバーの操作量に応じたパイロット圧油Ｐsが供給される。 Pilot pressure oil Ps is supplied to each pilot port 8a, 8b of the directional control valve 8 according to the amount of operation of an operating lever (not shown).

方向制御弁８には、方向制御弁８の絞りの前後差圧を所定値に補償する圧力補償弁９、９′が設けられている。 The direction control valve 8 is provided with pressure compensation valves 9 and 9 'for compensating the differential pressure across the throttle of the direction control valve 8 to a predetermined value.

圧力補償弁９、９′の受圧部には、シャトル弁３７の出口ポート側のパイロット圧（後述するように最高負荷圧ＰL）が油路１８を経由して供給される。 Pilot pressure (maximum load pressure PL as will be described later) on the outlet port side of the shuttle valve 37 is supplied to the pressure receiving portions of the pressure compensating valves 9 and 9 ′ via the oil passage 18.

シャトル弁３７の一方の入口ポートは、方向制御弁８の負荷圧検出ポート２３に連通しており、シャトル弁３７の他方の入口ポートは負荷圧導入油路１７を介して、他の方向制御弁の負荷圧検出ポート２３に連通している。 One inlet port of the shuttle valve 37 is in communication with the load pressure detection port 23 of the direction control valve 8, and the other inlet port of the shuttle valve 37 is connected to the other direction control valve via the load pressure introduction oil passage 17. Is communicated with the load pressure detection port 23.

方向制御弁８が弁位置８Ａ、８Ｂにあるとき、シリンダポート２４、２５は、負荷圧検出ポート２３に連通する。油圧シリンダ４の負荷圧ＰLは、この負荷圧検出ポート２３で検出される。 When the directional control valve 8 is in the valve positions 8A and 8B, the cylinder ports 24 and 25 communicate with the load pressure detection port 23. The load pressure PL of the hydraulic cylinder 4 is detected by this load pressure detection port 23.

ここで方向制御弁８の動作、圧力補償弁９、９′の動作について説明する。 Here, the operation of the direction control valve 8 and the operation of the pressure compensation valves 9 and 9 'will be described.

作業機用操作レバーが操作され、方向制御弁８が８Ａ位置に切換えられると、油圧ポンプ６から吐出される圧油は、吐出油路１４、方向制御弁８のポンプポート２０、シリンダポート２５を通って油圧シリンダ４のボトム側油室４ｂに供給されて、油圧シリンダ４が伸長方向に作動される。油圧シリンダ４のヘッド側油室４ａからの戻り圧油は、方向制御弁８のシリンダポート２６、タンクポート２１を通ってタンク２８に回収される。 When the operating lever for the work implement is operated and the direction control valve 8 is switched to the 8A position, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 passes through the discharge oil passage 14, the pump port 20 of the direction control valve 8, and the cylinder port 25. The oil is supplied to the bottom oil chamber 4b of the hydraulic cylinder 4 and the hydraulic cylinder 4 is operated in the extending direction. The return pressure oil from the head side oil chamber 4 a of the hydraulic cylinder 4 is collected in the tank 28 through the cylinder port 26 and the tank port 21 of the direction control valve 8.

一方、作業機用操作レバーが操作され、方向制御弁８が８Ｂ位置に切換えられると、油圧ポンプ６から吐出される圧油は、吐出油路１４、方向制御弁８のポンプポート１９、シリンダポート２４を通って油圧シリンダ４のヘッド側油室４ａに供給されて、油圧シリンダ４が縮退方向に作動される。油圧シリンダ４のボトム側油室４ｂからの戻り圧油は、方向制御弁８のシリンダポート２７、タンクポート２２を通ってタンク２８に回収される。 On the other hand, when the operating lever for the work implement is operated and the direction control valve 8 is switched to the 8B position, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 is discharged from the discharge oil passage 14, the pump port 19 of the direction control valve 8, the cylinder port. 24 is supplied to the head side oil chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 to operate the hydraulic cylinder 4 in the retracting direction. The return pressure oil from the bottom side oil chamber 4 b of the hydraulic cylinder 4 is collected in the tank 28 through the cylinder port 27 and the tank port 22 of the direction control valve 8.

ここで、図示している方向制御弁８の負荷圧検出ポート２３で検出される負荷圧よりも図示していない他の方向制御弁の負荷圧検出ポート２３で検出される負荷圧の方が高圧であるとすると、シャトル弁３７、油路１８を介して圧力補償弁９の受圧部に、各負荷圧のうちの最高負荷圧ＰLが加えられる。この結果、圧力補償弁９の上流圧は、最高負荷圧ＰLと一致する。 Here, the load pressure detected at the load pressure detection port 23 of another directional control valve (not shown) is higher than the load pressure detected at the load pressure detection port 23 of the directional control valve 8 shown in the figure. If so, the highest load pressure PL of each load pressure is applied to the pressure receiving portion of the pressure compensation valve 9 via the shuttle valve 37 and the oil passage 18. As a result, the upstream pressure of the pressure compensation valve 9 coincides with the maximum load pressure PL.

このように圧力補償が行われると、負荷が軽い側の方向制御弁８の絞り前後差圧は、他の負荷が重い側の方向制御弁の絞り前後差圧と同じ値になる。このため圧力補償状態では、複数の方向制御弁の絞り前後差圧が同一値となり、負荷の影響を受けることなく、各方向制御弁の開度、つまり操作レバーの操作量に比例した流量が各油圧シリンダに供給されることになる。 When pressure compensation is performed in this way, the differential pressure before and after the throttle of the directional control valve 8 on the light load side becomes the same value as the differential pressure before and after the directional control valve on the other heavy load side. For this reason, in the pressure compensation state, the differential pressure before and after the throttling of the plurality of directional control valves becomes the same value, and the flow rate proportional to the opening of each directional control valve, that is, the operation amount of the operation lever, is not affected by the load. It will be supplied to the hydraulic cylinder.

つぎにアンロード弁５０について図２を用いて説明する。 Next, the unload valve 50 will be described with reference to FIG.

油圧ポンプ６は、エンジン１１によって駆動され、方向制御弁８が中立位置にあるときには、補機にパイロット圧を供給したり急起動に対応するために、最低流量、最小吐出圧の圧油を吐出している。このため油圧ポンプ６の吐出圧油には、中立時には余剰の圧油が存在する。アンロード弁５０は、各方向制御弁が中立位置にあるときに余剰の圧油をタンク２８に戻すために設けられている。 The hydraulic pump 6 is driven by the engine 11 and, when the directional control valve 8 is in the neutral position, discharges hydraulic oil with the minimum flow rate and the minimum discharge pressure in order to supply pilot pressure to the auxiliary machine or respond to sudden start-up. is doing. For this reason, the excess pressure oil exists in the discharge pressure oil of the hydraulic pump 6 at the neutral time. The unload valve 50 is provided for returning excess pressure oil to the tank 28 when each directional control valve is in the neutral position.

さらに本実施例では、アンロード弁５０は、後述する図５のロードセンシング制御弁（ＬＳ弁）８０と同等の機能をさせるために設けられている。 Furthermore, in this embodiment, the unload valve 50 is provided in order to perform the same function as a load sensing control valve (LS valve) 80 of FIG.

すなわち、アンロード弁５０は、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpが吐出油路１３を介して導入されるポンプポート５２と、油圧シリンダ４の負荷圧（最高負荷圧）ＰLが油路１８を介して導入される負荷圧ポート５３と、タンク２８に油路１６を介して連通されるタンクポート５４と、ポンプポート５２とタンクポート５４とを連通する開口部５７と、一端５１ｂにバネ５８が設けられ、他端５１ａにポンプ吐出圧Ｐpが作用するスプール５１とを有しており、ポンプポート５２から導入される油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpと負荷圧ポート５３から導入される油圧シリンダ４の負荷圧ＰLとの差圧ΔＰに応じた力が、バネ５８に対向してスプール５１に作用し、当該差圧ΔＰが小さくなるに伴いスプール５１が開口部５７を
閉じる方向に作動する弁である。 That is, the unload valve 50 includes a pump port 52 into which the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 is introduced through the discharge oil passage 13 and a load pressure (maximum load pressure) PL of the hydraulic cylinder 4 through the oil passage 18. A load pressure port 53 to be introduced, a tank port 54 communicated with the tank 28 via the oil passage 16, an opening 57 communicating with the pump port 52 and the tank port 54, and a spring 58 are provided at one end 51b. The other end 51 a has a spool 51 on which the pump discharge pressure Pp acts, and the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 introduced from the pump port 52 and the load pressure of the hydraulic cylinder 4 introduced from the load pressure port 53. A force corresponding to a pressure difference ΔP with respect to PL acts on the spool 51 opposite to the spring 58, and the spool 51 operates in a direction to close the opening 57 as the pressure difference ΔP decreases.

アンロード弁５０には、更に、ロードセンシング制御を行うために、スプール５１のストローク位置を、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpと油圧シリンダの負荷圧ＰLとの差圧ΔＰを示す値として検出するストローク位置センサ６０が設けられている。 The unload valve 50 further detects a stroke position of the spool 51 as a value indicating a differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 and the load pressure PL of the hydraulic cylinder in order to perform load sensing control. A position sensor 60 is provided.

ストローク位置センサ６０で検出されたストローク位置を示す信号は、信号ライン７１を介して、コントローラ４０に入力される。 A signal indicating the stroke position detected by the stroke position sensor 60 is input to the controller 40 via the signal line 71.

図２を用いてストロークセンサ付きアンロード弁５０の作動を説明する。 The operation of the unload valve 50 with a stroke sensor will be described with reference to FIG.

図２（ａ）は、アンロード弁５０の開口部５７が閉じられた状態を示しており、図２（ｂ）は、アンロード弁５０の開口部５７が開いている状態を示している。図２（ｃ）は、アンロード弁５０に設けられた開口部５７を図２（ａ）の展開図として示している。 FIG. 2A shows a state where the opening 57 of the unload valve 50 is closed, and FIG. 2B shows a state where the opening 57 of the unload valve 50 is open. FIG. 2C shows the opening 57 provided in the unload valve 50 as a development view of FIG.

図２に示すように、アンロード弁５０は、大きくは、バルブボディ５５と、このバルブボディ５５に嵌合されたスリーブ５６と、このスリーブ５６内に摺動自在に設けられたスプール５１と、スプール５１の一端５１ｂに設けられたバネ５８と、スプール５１に嵌合されたセンサ検出媒体としての磁石６３と、磁石６３で発生した磁力を検出することによってスプール５１のストローク位置Ｓを検出するストローク位置センサ６０と、バネ５８を支持し磁石６３を挿通させるように、スリーブ５６に嵌合されストローク位置センサ６０を内部に収容するプラグ６１と、スリーブ５６にプラグ６１を固定するロックナット６２とから構成されている。 As shown in FIG. 2, the unload valve 50 generally includes a valve body 55, a sleeve 56 fitted to the valve body 55, a spool 51 slidably provided in the sleeve 56, A spring 58 provided at one end 51b of the spool 51, a magnet 63 as a sensor detection medium fitted to the spool 51, and a stroke for detecting the stroke position S of the spool 51 by detecting the magnetic force generated by the magnet 63. A position sensor 60, a plug 61 that is fitted to the sleeve 56 and accommodates the stroke position sensor 60 so as to support the spring 58 and allow the magnet 63 to pass therethrough, and a lock nut 62 that fixes the plug 61 to the sleeve 56. It is configured.

ポンプポート５２から導入されたポンプ吐出圧Ｐpは、スプール５１の他端５１ａの受圧面に作用する。負荷圧ポート５３から導入された負荷圧ＰLは、スプール５１の一端５１ｂ側の各受圧面に作用する。 The pump discharge pressure Pp introduced from the pump port 52 acts on the pressure receiving surface of the other end 51 a of the spool 51. The load pressure PL introduced from the load pressure port 53 acts on each pressure receiving surface on the one end 51 b side of the spool 51.

スプール５１は、ポンプ吐出圧Ｐpと負荷圧ＰLとの差圧ΔＰに応じた力とバネ５８のバネ力とが釣り合うように作動する。 The spool 51 operates so that the force corresponding to the pressure difference ΔP between the pump discharge pressure Pp and the load pressure PL and the spring force of the spring 58 are balanced.

スリーブ５６には、開口部５７が形成されている。 An opening 57 is formed in the sleeve 56.

スプール５１は、開口部５７を閉じ始める位置Ｓ1（以下、閉じ開始位置Ｓ1）から所定ストローク量ΔＳAだけ閉じ側にストロークすると、開口部５７を丁度完全に閉じ終えた位置Ｓ2（以下、閉じ終了位置Ｓ2）に達する。スプール５１が閉じ終了位置Ｓ2に到達するまでの区間は、開口部５７が開いており、アンロード制御領域となっている。アンロード制御領域では、ポンプポート５２から導入された油圧ポンプ６の吐出圧油の余剰流量は、タンクポート５４を介してタンク２８に排出される。アンロード制御領域では、アンロード弁５０によって方向制御弁８の絞りの前後差圧が制御される。 When the spool 51 strokes from the position S1 at which the opening 57 begins to close (hereinafter referred to as the closing start position S1) to the closing side by a predetermined stroke amount ΔSA, the position S2 at which the opening 57 has been completely closed (hereinafter referred to as the closing end position). S2) is reached. In the section until the spool 51 reaches the closing end position S2, the opening 57 is open and is an unload control region. In the unload control region, the surplus flow rate of the discharge pressure oil from the hydraulic pump 6 introduced from the pump port 52 is discharged to the tank 28 via the tank port 54. In the unload control region, the unload valve 50 controls the differential pressure before and after the throttle of the direction control valve 8.

更にスプール５１が、閉じ終了位置Ｓ2から所定ストローク量ΔＳBだけ閉じ側にストロークすると、ストロークエンド位置Ｓ3に達する。スプール５１が閉じ終了位置Ｓ2に達してからストロークエンド位置Ｓ3に到達するまでの区間は、開口部５７が閉じており、ロードセンシング制御領域となっている。 Further, when the spool 51 strokes from the closing end position S2 to the closing side by a predetermined stroke amount ΔSB, it reaches the stroke end position S3. In the section from when the spool 51 reaches the closing end position S2 to when it reaches the stroke end position S3, the opening 57 is closed and is a load sensing control region.

すなわち、閉じ終了位置Ｓ2からストロークエンド位置Ｓ3までのストローク量ΔＳBは、ロードセンシング制御を行う場合の差圧ΔＰの変化分に相当する長さ（ロードセンシング制御領域に応じた長さ）に設定されている。 That is, the stroke amount ΔSB from the closing end position S2 to the stroke end position S3 is set to a length corresponding to the change in the differential pressure ΔP when performing load sensing control (length corresponding to the load sensing control region). ing.

ここで、スプール５１のストローク位置Ｓと差圧ΔＰとの関係について説明する。バネ５８のバネ定数をｋとしスプールの変位をｘとすると、上述したように、スプール５１は、ポンプ吐出圧Ｐpと負荷圧ＰLとの差圧ΔＰに応じた力Ｆとバネ５８のバネ力ｋ・ｘとが釣り合うように作動する。釣り合った時のスプール５１の変位ｘは、差圧ΔＰに比例している。よって、スプール５１のストローク位置Ｓを検出できれば、差圧ΔＰを検出することができる。 Here, the relationship between the stroke position S of the spool 51 and the differential pressure ΔP will be described. Assuming that the spring constant of the spring 58 is k and the displacement of the spool is x, as described above, the spool 51 has the force F corresponding to the differential pressure ΔP between the pump discharge pressure Pp and the load pressure PL and the spring force k of the spring 58. • Operates so that x is balanced. The displacement x of the spool 51 when balanced is proportional to the differential pressure ΔP. Therefore, if the stroke position S of the spool 51 can be detected, the differential pressure ΔP can be detected.

ストローク位置センサ６０は、たとえばホールＩＣなどの磁力センサで構成されている。スプール５１がストロークすると、そのストローク位置Ｓに応じて、スプール５１と一体の磁石６３とストローク位置センサ（磁力センサ）６０との相対位置が変化し、それに応じてストローク位置センサ６０で検出される磁力の大きさ（検出電圧値の大きさ）が変化する。ストローク位置センサ６０は、スプール５１の現在のストローク位置Ｓ、つまり現在の差圧ΔＰを示す電気信号（電圧）を信号ライン７１を介してコントローラ４０に出力する。 Stroke position sensor 60 is formed of a magnetic sensor such as a Hall IC. When the spool 51 makes a stroke, the relative position between the magnet 63 integrated with the spool 51 and the stroke position sensor (magnetic force sensor) 60 changes according to the stroke position S, and the magnetic force detected by the stroke position sensor 60 accordingly. (The detection voltage value) changes. The stroke position sensor 60 outputs an electric signal (voltage) indicating the current stroke position S of the spool 51, that is, the current differential pressure ΔP, to the controller 40 via the signal line 71.

図３は、コントローラ４０の内部の構成を機能ブロック図にて示している。 FIG. 3 is a functional block diagram showing the internal configuration of the controller 40.

コントローラ４０では、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐｐと油圧シリンダ４の負荷圧ＰL（最大負荷圧）との差圧ΔＰを、所望の目標差圧ΔＰLSとするように電気信号ｉを生成して、電磁比例弁３５に出力する。 In the controller 40, an electric signal i is generated so that the differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 and the load pressure PL (maximum load pressure) of the hydraulic cylinder 4 becomes a desired target differential pressure ΔPLS. Output to the proportional valve 35.

偏差演算部４１では、目標差圧ΔＰLSとストローク位置センサ６０から入力された現在の差圧ΔＰとの偏差Δ（ΔＰLS）が演算される。この偏差Δ（ΔＰLS）は、比例定数乗算部４４に入力されるとともに、微分演算部４２に入力される。微分演算部４２の出力は微分定数乗算部４３に入力される。これら各演算部４２、４３、４４は、比例微分制御を行うために設けられている。 The deviation calculator 41 calculates a deviation Δ (ΔPLS) between the target differential pressure ΔPLS and the current differential pressure ΔP input from the stroke position sensor 60. This deviation Δ (ΔPLS) is input to the proportional constant multiplier 44 and also to the differentiation calculator 42. The output of the differential operation unit 42 is input to the differential constant multiplication unit 43. These calculation units 42, 43, and 44 are provided for performing proportional differential control.

すなわち、
Ｒ＝ｄ（Δ（ΔＰLS））ｄｔ・Ｋd＋Δ（ΔＰLS）・Ｋ …（２）
なる演算が行われて、上記演算値Ｒが容量増減量算出部４５に入力される。 That is,
R = d (Δ (ΔPLS)) dt · Kd + Δ (ΔPLS) · K (2)
The calculation value R is input to the capacity increase / decrease amount calculation unit 45.

容量増減量算出部４５には、予め演算値Ｒと、目標差圧ΔＰLSにするために必要な油圧ポンプ６の容量の増減量Δｑ/Δｔとの対応関係が設定されている。 In the capacity increase / decrease amount calculation unit 45, a correspondence relationship between the calculated value R and the increase / decrease amount Δq / Δt of the capacity of the hydraulic pump 6 necessary to obtain the target differential pressure ΔPLS is set in advance.

容量増減量算出部４５の出力は、アンプを介して電磁比例弁３５に出力される。 The output of the capacity increase / decrease amount calculation unit 45 is output to the electromagnetic proportional valve 35 via an amplifier.

つぎに、以上の構成による実施例の動作について説明する。なお以下の説明では、ロードセンシング制御の目標差圧ΔＰLSを２．２ＭＰaに設定し、アンロード弁５０が閉じ終了位置Ｓ2にあるときの差圧ΔＰを２．５ＭＰaに設定した場合を想定して説明する。 Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described. In the following description, it is assumed that the target differential pressure ΔPLS for load sensing control is set to 2.2 MPa, and the differential pressure ΔP when the unload valve 50 is at the closing end position S2 is set to 2.5 MPa. explain.

オペレータが作業機用操作レバーを中立位置のままとし、すべての方向制御弁８を中立位置にしている状態では、負荷圧ＰLはほぼ零であり、アンロード弁５０のセットとオーバーライドにより、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpは３．０ＭＰa程度に保たれている。したがって、このときの差圧ΔＰは、３．０ＭＰa程度である。 When the operator keeps the operating lever for the work implement in the neutral position and all the directional control valves 8 are in the neutral position, the load pressure PL is substantially zero, and the hydraulic pump is set by the setting and overriding of the unload valve 50. The discharge pressure Pp 6 is maintained at about 3.0 MPa. Therefore, the differential pressure ΔP at this time is about 3.0 MPa.

オペレータが作業機用操作レバーを徐々に倒し、方向制御弁８のスプールを徐々にストロークさせて、中立位置から弁位置８Ａ側または弁位置８Ｂ側に徐々に移動させていくと、ポンプ吐出圧Ｐpが方向制御弁８の絞りを通過して、負荷圧ＰLとして出力される。このため負荷圧ＰLSが徐々に上昇し、これに応じて差圧ΔＰが徐々に減少する。 When the operator gradually tilts the operating lever for the work implement, gradually strokes the spool of the direction control valve 8 and gradually moves from the neutral position to the valve position 8A side or the valve position 8B side, the pump discharge pressure Pp Passes through the throttle of the directional control valve 8 and is output as the load pressure PL. For this reason, the load pressure PLS gradually increases, and the differential pressure ΔP gradually decreases accordingly.

アンロード弁５０では、差圧ΔＰの減少に伴いスプール５１が開口部５７を閉じる側にストロークする。 In the unload valve 50, the spool 51 strokes toward the side of closing the opening 57 as the differential pressure ΔP decreases.

スプール５１のストローク位置Ｓが閉じ開始位置Ｓ1に到達して、開口部５７が閉じ始めると、ポンプ吐出圧Ｐpが上昇する。ポンプ吐出圧Ｐpの上昇に伴い差圧ΔＰが上昇する。 When the stroke position S of the spool 51 reaches the closing start position S1 and the opening 57 starts to close, the pump discharge pressure Pp increases. As the pump discharge pressure Pp increases, the differential pressure ΔP increases.

ポンプ吐出圧Ｐpが油圧シリンダ４の負荷圧を超えると、油圧シリンダ４に圧油が供給され始める。アンロード弁５０は、ポンプ吐出圧Ｐpが、油圧シリンダ４の負荷圧にアンロード弁５０のバネ５８のバネ力に相当する圧力を加えた圧力になるように、作動する。 When the pump discharge pressure Pp exceeds the load pressure of the hydraulic cylinder 4, pressure oil starts to be supplied to the hydraulic cylinder 4. The unload valve 50 operates so that the pump discharge pressure Pp becomes a pressure obtained by adding a pressure corresponding to the spring force of the spring 58 of the unload valve 50 to the load pressure of the hydraulic cylinder 4.

このまま作業機用操作レバーを更に倒し、方向制御弁８の開口面積が増加すると、絞り前後差圧ΔＰが減少する。差圧ΔＰが減少するに伴い、アンロード弁５０のスプール５１は開口部５７を閉じる方向にストロークする。 If the operating lever for the work implement is further tilted and the opening area of the direction control valve 8 increases, the throttle front-rear differential pressure ΔP decreases. As the differential pressure ΔP decreases, the spool 51 of the unload valve 50 strokes in a direction to close the opening 57.

開口部５７が閉じ終えられたときの差圧ΔＰは、２．５ＭＰaであり、この時点でアンロード弁５０からタンク２８に排出される圧油の流量（余剰流量）は零になる。 The differential pressure ΔP when the opening 57 has been closed is 2.5 MPa, and the flow rate (excess flow rate) of the pressure oil discharged from the unload valve 50 to the tank 28 at this time becomes zero.

さらに方向制御弁８の開口が増加し、差圧ΔＰが２．２ＭＰaを下回ると、コントローラ４０からの電気信号ｉにより、電磁比例弁３５がポンプ容量を増加させる方向に作動し、差圧ΔＰが２．２ＭＰaに保たれるように揺動する。 When the opening of the directional control valve 8 further increases and the differential pressure ΔP falls below 2.2 MPa, the electromagnetic proportional valve 35 is actuated in the direction of increasing the pump capacity by the electric signal i from the controller 40, and the differential pressure ΔP is reduced. Swing so that it is maintained at 2.2 MPa.

つぎに図５に示す比較例について説明する。 Next, a comparative example shown in FIG. 5 will be described.

ＬＳ弁（ロードセンシング制御弁）８０は、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpと、油圧シリンダ４の負荷圧ＰLとの差圧ΔＰが一定差圧ΔＰLSとなるように、油圧ポンプ６の斜板６ａの傾転角を制御するために設けられている。 The LS valve (load sensing control valve) 80 is arranged so that the differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 and the load pressure PL of the hydraulic cylinder 4 becomes a constant differential pressure ΔPLS. It is provided to control the tilt angle.

ＬＳ弁８０には、一定差圧ΔＰLSを設定するバネ８０ａが付与されている。ＬＳ弁８０のバネ８０ａ側と反対側のパイロットポート８０ｂには、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpが吐出油路８２を介してパイロット圧として加えられ、バネ８０ａ側のパイロットポート８０ｃには、油圧シリンダ４の負荷圧ＰLが油路１８を介してパイロット圧として加えられる。ＬＳ弁８０は、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐpと油圧シリンダ４の負荷圧ＰLとの差圧ΔＰに応じて弁位置が変化する。ＬＳ弁８０の弁位置に応じて、駆動圧油が油路３１を介して制御シリンダ装置３０の油室３０ａに供給され、また油室３０ａから圧油が油路３１を介してタンク２８に排出されて、油圧ポンプ６の斜板６ａの位置が変化する。これにより、差圧ΔＰが一定差圧ΔＰLSとなるように、油圧ポンプ６の容量ｑが制御される。 The LS valve 80 is provided with a spring 80a that sets a constant differential pressure ΔPLS. A discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 is applied as a pilot pressure to the pilot port 80b on the opposite side of the spring 80a of the LS valve 80 via a discharge oil passage 82, and a hydraulic cylinder is connected to the pilot port 80c on the spring 80a side. A load pressure PL of 4 is applied as a pilot pressure via the oil passage 18. The valve position of the LS valve 80 changes according to the differential pressure ΔP between the discharge pressure Pp of the hydraulic pump 6 and the load pressure PL of the hydraulic cylinder 4. In accordance with the valve position of the LS valve 80, driving pressure oil is supplied to the oil chamber 30a of the control cylinder device 30 via the oil passage 31, and pressure oil is discharged from the oil chamber 30a to the tank 28 via the oil passage 31. Thus, the position of the swash plate 6a of the hydraulic pump 6 changes. As a result, the displacement q of the hydraulic pump 6 is controlled so that the differential pressure ΔP becomes the constant differential pressure ΔPLS.

図５に示す比較例のアンロード弁５０′の詳細な構成を、図６に示す。 FIG. 6 shows a detailed configuration of the unload valve 50 ′ of the comparative example shown in FIG.

同図６に示すように比較例のアンロード弁５０′は、実施例のアンロード弁５０と異なり、閉じ終了位置Ｓ2からストロークエンド位置Ｓ4までのストローク量ΔＳCは、実施例のストローク量ΔＳＢよりも小さく、ロードセンシング制御を行う場合の差圧ΔＰの変化分に相当する長さΔＳB（ロードセンシング制御領域に応じた長さ）には、設定されてはない。 As shown in FIG. 6, the unload valve 50 'of the comparative example is different from the unload valve 50 of the embodiment, and the stroke amount ΔSC from the closing end position S2 to the stroke end position S4 is greater than the stroke amount ΔSB of the embodiment. The length ΔSB (length corresponding to the load sensing control region) corresponding to the change in the differential pressure ΔP when performing load sensing control is not set.

実施例のアンロード弁５０と比較例のアンロード弁５０′の特性を図４に示す。 The characteristics of the unload valve 50 of the embodiment and the unload valve 50 'of the comparative example are shown in FIG.

図４において、Ｌ1は開口部５７の開口面積の変化を示し、Ｌ2はアンロード弁５０、５０′のストローク位置の変化を示している。 In FIG. 4, L1 indicates a change in the opening area of the opening 57, and L2 indicates a change in the stroke position of the unload valves 50 and 50 '.

同図４に示すように、実施例、比較例ともに閉じ終了位置Ｓ2で開口部５７が完全に閉じ、開口部５７の開口面積が零になるのは同じであるが、比較例のアンロード弁５０′では、閉じ終了位置Ｓ2に達した後僅かなストローク量でストロークエンドＳ4に到達してしまうのに対して、実施例のアンロード弁５０では、閉じ終了位置Ｓ2に到達してから、十分なストローク量を経てストロークエンドＳ3に到達するため、これらＳ2〜Ｓ3間でロードセンシング制御を行うことができる。 As shown in FIG. 4, in both the embodiment and the comparative example, the opening 57 is completely closed at the closing end position S2 and the opening area of the opening 57 becomes zero. At 50 ', the stroke end S4 is reached with a slight stroke after reaching the closing end position S2, whereas the unloading valve 50 of the embodiment is sufficient after reaching the closing end position S2. Since the stroke end S3 is reached after a proper stroke amount, load sensing control can be performed between these S2 to S3.

つぎに実施例と比較例の作用効果について対比する。 Next, the operational effects of the example and the comparative example will be compared.

比較例の場合には、前述した従来技術１と同様に、アンロード弁５０′の開閉の制御と、油圧ポンプ６の容量の制御（ロードセンシング制御）とが、別個独立したアンロード弁５０′と、ＬＳ弁８０とによって、個々に行われる。このため、アンロード制御領域から、ロードセンシング制御領域に移行するときに、制御開始のタイミングのばらつきが生じる。 In the case of the comparative example, as in the prior art 1, the opening / closing control of the unload valve 50 'and the control of the capacity of the hydraulic pump 6 (load sensing control) are performed separately and independently. And the LS valve 80 individually. For this reason, when shifting from the unload control region to the load sensing control region, variations in control start timing occur.

たとえば、アンロード弁５０′の開口部５７が閉じる前に、油圧ポンプ６が起動してロードセンシング制御が開始されると、ロードセンシング制御中、開口部５７が開いたままの状態となり、本来、油圧ポンプ６の起動に使用されるべき圧油が無駄にタンク１８に排出されることになりエネルギーロスが生じる。 For example, when the hydraulic pump 6 is activated and the load sensing control is started before the opening 57 of the unload valve 50 ′ is closed, the opening 57 remains open during the load sensing control. Pressure oil to be used for starting the hydraulic pump 6 is wasted to the tank 18 and energy loss occurs.

これに対して本実施例によれば、アンロード弁５０のスプール５１のストローク位置Ｓ（差圧ΔＰ）に基づいて差圧ΔＰが目標差圧ΔＰLSとなるように油圧ポンプ６の容量を制御するようにしたので、検出されたストローク位置に基づいて、確実にロードセンシング制御をすることができ、アンロード制御終了と同時にタイミングのばらつきなくロードセンシング制御をすることができる。すなわちアンロード弁５０の開口部５７が閉じたのち一定の圧変化後、油圧ポンプ６を起動させてロードセンシング制御を開始でき、圧油が排出されない状態でロードセンシング制御が行われるため、エネルギーロスを抑制することができる。 On the other hand, according to this embodiment, the displacement of the hydraulic pump 6 is controlled so that the differential pressure ΔP becomes the target differential pressure ΔPLS based on the stroke position S (differential pressure ΔP) of the spool 51 of the unload valve 50. Since it did in this way, based on the detected stroke position, load sensing control can be performed reliably, and load sensing control can be performed without timing variation simultaneously with the end of unload control. That is, after the opening 57 of the unload valve 50 is closed, after a certain pressure change, the hydraulic pump 6 can be started to start the load sensing control, and the load sensing control is performed without the pressure oil being discharged. Can be suppressed.

なお、上述した実施例では、アンロード弁５０に、ストローク位置センサ６０を内蔵するようにしているが、アンロード弁５０とは、別体にストローク位置センサ６０を設けるように構成してもよい。 In the above-described embodiment, the stroke position sensor 60 is built in the unload valve 50. However, the stroke position sensor 60 may be provided separately from the unload valve 50. .

図１は、実施例のアンロード弁が設けられた油圧回路図である。FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram in which an unloading valve according to an embodiment is provided. 図２（ａ）、（ｂ）は、実施例のアンロード弁の構成を示す図で、図２（ａ）がアンロード弁の開口部が閉じられた状態を示す図で、図２（ｂ）はアンロード弁の開口部が開いている状態を示す図である。2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the configuration of the unload valve according to the embodiment. FIG. 2 (a) is a diagram showing a state in which the opening of the unload valve is closed, and FIG. ) Is a view showing a state in which the opening of the unload valve is open. 図３は、図１に示すコントローラの機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of the controller shown in FIG. 図４は、実施例のアンロード弁と比較例のアンロード弁の特性を対比して示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the unload valve of the embodiment and the unload valve of the comparative example in comparison. 図５は、比較例のアンロード弁が設けられた油圧回路図である。FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram provided with an unload valve of a comparative example. 図６は、比較例のアンロード弁の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an unload valve of a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

４油圧シリンダ６油圧ポンプ８方向制御弁２８タンク３２制御弁４０コントローラ５０アンロード弁５１スプール５２ポンプポート５３負荷圧ポート５４タンクポート５７開口部５８バネ６０ストローク位置センサ 4 Hydraulic cylinder 6 Hydraulic pump 8 Directional control valve 28 Tank 32 Control valve 40 Controller 50 Unload valve 51 Spool 52 Pump port 53 Load pressure port 54 Tank port 57 Opening 58 Spring 60 Stroke position sensor

Claims

油圧ポンプ（６）の吐出圧が導入されるポンプポート（５２）と、油圧アクチュエータ（４）の負荷圧が導入される負荷圧ポート（５３）と、タンク（２８）に連通されるタンクポート（５４）と、ポンプポート（５２）とタンクポート（５４）とを連通する開口部（５７）と、一端にバネ（５８）が設けられたスプール（５１）とを有し、ポンプポート（５２）から導入される油圧ポンプ（６）の吐出圧と負荷圧ポート（５３）から導入される油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧に応じた力が、バネ（５８）に対向してスプール（５１）に作用し、当該差圧が小さくなるに伴いスプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる方向に作動するアンロード弁（５０）であって、
前記アンロード弁（５０）は、
前記スプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる位置から、前記差圧が小さい側に、ロードセンシング制御領域に応じた長さだけストロークするように構成されており、
前記アンロード弁（５０）には、
ロードセンシング制御を行うために、前記スプール（５１）のストローク位置を、油圧ポンプ（６）の吐出圧と油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧を示す値として検出するストローク位置センサ（６０）が更に設けられていること
を特徴とするアンロード弁。 A pump port (52) into which the discharge pressure of the hydraulic pump (6) is introduced, a load pressure port (53) into which the load pressure of the hydraulic actuator (4) is introduced, and a tank port (in communication with the tank (28)) 54), an opening (57) communicating with the pump port (52) and the tank port (54), and a spool (51) provided with a spring (58) at one end, the pump port (52) The force corresponding to the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) introduced from the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator (4) introduced from the load pressure port (53) is opposed to the spring (58). (51), the spool (51) is an unload valve (50) that operates in a direction to close the opening (57) as the differential pressure decreases.
The unload valve (50)
The spool (51) is configured to stroke from the position where the opening (57) is closed to the side where the differential pressure is small, by a length corresponding to the load sensing control region,
The unload valve (50) includes:
In order to perform load sensing control, a stroke position sensor (60) that detects the stroke position of the spool (51) as a value indicating a differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) and the load pressure of the hydraulic actuator (4). ) Is further provided.

油圧ポンプ（６）の吐出圧が導入されるポンプポート（５２）と、油圧アクチュエータ（４）の負荷圧が導入される負荷圧ポート（５３）と、タンク（２８）に連通されるタンクポート（５４）と、ポンプポート（５２）とタンクポート（５４）とを連通する開口部（５７）と、一端にバネ（５８）が設けられたスプール（５１）とを有し、ポンプポート（５２）から導入される油圧ポンプ（６）の吐出圧と負荷圧ポート（５３）から導入される油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧に応じた力が、バネ（５８）に対向してスプール（５１）に作用し、当該差圧が小さくなるに伴いスプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる方向に作動するアンロード弁（５０）が設けられた油圧回路であって、
前記アンロード弁（５０）は、
前記スプール（５１）が、前記開口部（５７）を閉じる位置から、前記差圧が小さい側に、ロードセンシング制御領域に応じた長さだけストロークするように構成されており、
ロードセンシング制御を行うために、前記スプール（５１）のストローク位置を、油圧ポンプ（６）の吐出圧と油圧アクチュエータ（４）の負荷圧との差圧を示す値として検出するストローク位置センサ（６０）が更に備えられていること
を特徴とするアンロード弁が設けられた油圧回路。 A pump port (52) into which the discharge pressure of the hydraulic pump (6) is introduced, a load pressure port (53) into which the load pressure of the hydraulic actuator (4) is introduced, and a tank port (in communication with the tank (28)) 54), an opening (57) communicating with the pump port (52) and the tank port (54), and a spool (51) provided with a spring (58) at one end, the pump port (52) The force corresponding to the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) introduced from the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator (4) introduced from the load pressure port (53) is opposed to the spring (58). (51) is a hydraulic circuit provided with an unload valve (50) in which the spool (51) operates in a direction to close the opening (57) as the differential pressure decreases.
The unload valve (50)
The spool (51) is configured to stroke from the position where the opening (57) is closed to the side where the differential pressure is small, by a length corresponding to the load sensing control region,
In order to perform load sensing control, a stroke position sensor (60) that detects the stroke position of the spool (51) as a value indicating a differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump (6) and the load pressure of the hydraulic actuator (4). ) Is further provided. The hydraulic circuit is provided with an unloading valve.

前記ストローク位置センサ（６０）で検出されたストローク位置を差圧として入力し、入力された差圧が設定値となるように、油圧ポンプ（６）の容量を制御する容量制御手段（４０、３２）と
が更に備えられていることを特徴とする請求項２記載のアンロード弁が設けられた油圧回路。 A displacement control means (40, 32) that inputs the stroke position detected by the stroke position sensor (60) as a differential pressure and controls the displacement of the hydraulic pump (6) so that the input differential pressure becomes a set value. The hydraulic circuit provided with the unloading valve according to claim 2, further comprising: