JP4548959B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧ショベルなどの建設車両に用いる油圧制御装置に係わり、ポンプを接続した回路系統を複数備えた油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示す従来の装置は、第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３を備えるとともに、これら第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３のぞれぞれには、第１〜３回路系統ａ〜ｃを接続している。
上記第１回路系統ａは、第１ポンプＰ１に接続した第１供給流路１に、オープンセンタータイプの第１〜３切換弁１１〜１３をパラレルに接続している。これら第１〜３切換弁１１〜１３は、図示する中立位置にあるときに、第１中立流路２を介して第１ポンプＰ１とタンク流路１０とを連通させる。そして、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示していないアクチュエータに第１パラレル流路３を介して圧油を供給するようにしている。
なお、上記第１ポンプＰ１の最大吐出量は、上記第１〜３切換弁１１〜１３に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。
【０００３】
上記第２回路系統ｂは、第２ポンプＰ２に接続した第２供給流路４に、オープンセンタータイプの第４〜６切換弁１４〜１６をパラレルに接続している。これら第４〜６切換弁１４〜１６も、図示する中立位置にあるときに、第２中立流路５を介して第２ポンプＰ２とタンク流路１０とを連通させる。そして、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示していないアクチュエータに第２パラレル流路６を介して圧油を供給するようにしている。
【０００４】
また、上記第６切換弁１６というのは、予備用の切換弁である。この予備用切換弁１６というのは、特殊なアクチュエータを用いる建設車両に対して予め用意したものである。すなわち、第２回路系統ｂによって制御するアクチュエータが２台だけの場合には、予備用切換弁１６は使用しないが、特殊なアクチュエータがあって、第２制御系統ｂに接続するアクチュエータが合計３台となる場合には、特殊なアクチュエータを予備用切換弁１６に接続する。そして、この予備用切換弁１６によって特殊なアクチュエータを制御するようにしている。
なお、特殊なアクチュエータを用いる場合は希なので、第２ポンプＰ２の最大吐出量というのは、上記第４、５切換弁１４，１５に接続する２台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。
【０００５】
一方、上記第３回路系統ｃは、第３ポンプＰ３に接続した第３供給流路７に、オープンセンタータイプの第７〜９切換弁１７〜１９をパラレルに接続している。これら第７〜９切換弁１７〜１９は、図示する中立位置にあるときに、第３中立流路８を介して第３ポンプＰ３とその下流側とを連通し、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示していないアクチュエータに第３パラレル流路９を介して圧油を供給するようにしている。
なお、上記第３ポンプＰ３の最大吐出量は、上記第７〜９切換弁１７〜１９に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定している。
【０００６】
また、上記第３中立流路８の下流側を、第２回路系統ｂの第２中立流路５に接続するとともに、この第３中立流路８と第２中立流路５とを連通する流路に合流切換弁２０を設けている。この合流切換弁２０は、図示する開位置にあるときに、第３中立流路８と第２中立流路５とを連通し、第３ポンプＰ３の吐出油を第２回路系統ｂに供給する。また、合流切換弁２０が閉位置に切り換わると、第３中立流路８がタンク流路１０に連通して第２中立流路５との連通が遮断され、第３ポンプＰ３の吐出油が第２回路系統ｂに供給されなくなる。
【０００７】
上記のように合流させる流路を設けたのは、予備用切換弁１６に接続した特殊なアクチュエータに供給する流量が、不足しないようにするためである。すなわち、予備用切換弁１６には、第２ポンプＰ２の吐出油を供給しているが、この第２ポンプＰ２の最大吐出量というのは、第４，５切換弁１４，１５に接続するアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定されており、予備用切換弁１６に接続する特殊なアクチュエータに供給する流量を考慮していない。そのため、この特殊なアクチュエータを作動させた場合に、供給流量不足が生じることがある。そこで、上記したように、第３ポンプＰ３の吐出油を合流させることによって、その供給流量不足を補うようにしている。
なお、合流切換弁２０によって、第３ポンプＰ３からの圧油の流入をカットできるようにしたのは、予備用切換弁１６に接続する特殊なアクチュエータの種類によっては、第２ポンプＰ２からの流量だけで足りる場合があるからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来例では、予備用切換弁１６に接続したアクチュエータに十分な流量を供給することができる。
ところが、この従来例では、アクチュエータに供給する最大供給量を、第２ポンプによる単独供給と、第２ポンプおよび第３ポンプによる合計供給との２段階にしか設定することができない。しかも、この２段階の流量も、各ポンプの最大吐出量によってほぼ決まってしまう。つまり、予備用切換弁に接続したアクチュエータへの最大供給量を、細かく設定することができなかった。
【０００９】
そのため、予備用切換弁に接続するアクチュエータの種類によっては、そのアクチュエータに最適な最大供給量に設定することができず、その作動速度が速すぎたり遅すぎたりして、オペレータが制御しにくくなることがあった。
この発明の目的は、予備用切換弁に接続するアクチュエータへの最大供給量を、無断階に設定することのできる油圧制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数のポンプと、各ポンプに接続したオープンセンタータイプの切換弁からなる回路系統と、これら回路系統の最下流を合流させた合流流路と、この合流流路に設けた予備用切換弁と、この予備用切換弁のアクチュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞りと、上記合流流路とタンクとを連通する排出流路と、この排出流路に設けた流量制御弁と、この流量制御弁に設けるとともに、その上流側に発生する圧力を設定する圧力設定機構と、上記流量制御絞りの上流側に発生する圧力を流量制御弁の一方のパイロット室に導く第１パイロットラインと、上記流量制御絞りの下流側に発生する圧力を流量制御弁の他方のパイロット室に導く第２パイロットラインとを備え、上記予備用切換弁によってアクチュエータに圧油を供給するときに流量制御絞り前後に生じる差圧を、流量制御弁によって一定に保つ構成にしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す実施例は、第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３を備えるとともに、これら第１〜３ポンプＰ１〜Ｐ３のぞれぞれには、第１〜３回路系統Ａ〜Ｃを接続している。
上記第１回路系統Ａは、第１ポンプＰ１に接続した第１供給流路３０に、オープンセンタータイプの第１〜３切換弁２１〜２３をパラレルに接続している。これら第１〜３切換弁２１〜２３は、図示する中立位置にあるときに、第１中立流路３１を介して第１ポンプＰ１とタンク流路４０とを連通させる。そして、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示していないアクチュエータに第１パラレル流路３２を介して圧油を供給するようにしている。
なお、上記第１ポンプＰ１の最大吐出量は、上記第１〜３切換弁２１〜２３に接続する３台のアクチュエータにおける最大必要流量に基づいて設定している。
【００１２】
上記第２回路系統Ｂは、第２ポンプＰ２に接続した第２供給流路３３に、オープンセンタータイプの第４、５切換弁２４，２５をパラレルに接続している。これら第４、５切換弁２４，２５は、図示する中立位置にあるときに、第２中立流路３４を開放し、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示していないアクチュエータに第２パラレル流路３５を介して圧油を供給する。
なお、第２ポンプＰ２の最大吐出量は、上記第４、５切換弁２４、２５に接続する２台のアクチュエータにおける最大必要流量に基づいて設定している。
【００１３】
また、上記第２中立流路３４の下流側は、排出流路４１と第３回路系統Ｂの第３中立流路３７とを接続している。そして、排出流路４１には、流量制御弁４２を接続している。なお、この流量制御弁４２の機能については後で説明する。
【００１４】
一方、上記第３回路系統Ｃは、第３ポンプＰ３に接続した第３供給流路３６に、オープンセンタータイプの第７〜９切換弁２７〜２９をパラレルに接続している。
これら第７〜９切換弁２７〜２９も、図示する中立位置にあるときに、第３中立流路３７を開放し、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示していないアクチュエータに第３パラレル流路３８を介して圧油を供給する。
また、上記第７〜９切換弁２７〜２９に接続する３台のアクチュエータにおける最大必要流量に基づいて、上記第３ポンプＰ３の最大吐出量を設定している。
【００１５】
一方、上記第３中立流路３７の第９切換弁２９よりも下流側には、予備用切換弁２６を接続している。この予備用切換弁２６は、建設車両に特殊なアクチュエータがある場合に、そのアクチュエータを接続するためのものであり、中立位置から切り換えると、その内部流路に設けた流量制御絞り４３を介してアクチュエータに圧油を供給する。なお、上記流量制御絞り４３は、予備用切換弁２６のバルブストロークに応じた開度を保つ可変オリフィスからなるものである。
また、この予備用切換弁２６は、図示する中立状態で、アクチュエータポートを遮断するとともに、第３中立流路３７を開放する。そして、このとき、第３中立流路３７に導いた圧油を、排出流路４１を介して上記流量制御弁４２に導く。
【００１６】
上記の状態から例えば予備用切換弁２６をいずれかの方向に切り換えると、その内部に設けた流量制御絞り４３を介して第３中立流路３７と流路４４とが連通する。そのため、第３中立流路３７に導いた圧油が、流量制御絞り４３→流路４４を介してアクチュエータに供給される。
ここで、上記第３中立流路３７というのは、第２回路系統Ｂの第２中立流路３４に連通している。そのため、アクチュエータには、第２ポンプＰ２の圧油と、第３ポンプＰ３の圧油とを合計した流量が導かれる状態になっている。
【００１７】
ただし、上記のように流量制御絞り４３に流れが生じると、その開度に応じてこの流量制御絞り４３の前後に差圧が発生する。そして、この流量制御絞り４３の上流側の圧力を、第１パイロットライン４５を介して上記流量制御弁４２の一方のパイロット室４２ａに導き、流量制御絞り４３の下流側の圧力を、第２パイロットライン４６を介してスプリング４７を設けた流量制御弁４２の他方のパイロット室４２ｂに導く構成にしている。そのため、流量制御弁４２は、流量制御絞り４３の前後の差圧を一定に保つようにその開度を調節する。
したがって、予備用切換弁２６に接続するアクチュエータには、流量制御絞り４３の流路面積と、スプリング４７の弾性力に相当する差圧とによって決まる一定の流量が供給されることになる。
【００１８】
以上のように、この実施例によれば、予備用切換弁２６の内部流路に設けた可変オリフィスからなる流量制御絞り４３の開度と、排出流路４１に設けた流量制御弁４２のスプリング４７のバネ力を調節することによって、この予備用切換弁２６に接続するアクチュエータに供給される最大流量を自由に設定し、調節することができる。
したがって、アクチュエータの種類に応じて最適な最大供給流量に設定し、調節することができる。
【００１９】
なお、この実施例では、第５切換弁２５よりも下流側の第２中立流路３４と、第９切換弁２９の下流側の第３中立流路３７とによって、この発明の合流流路を構成している。
また、流量制御弁４２のスプリング４７が、この発明の圧力設定機構に相当するものである。この実施例では、スプリング４７のバネ力を、アジャスターボルトなどによって調節可能にしている。
ただし、この発明の圧力設定機構としては、比例ソレノイドや外部パイロット圧を利用してもよい。比例ソレノイドや外部パイロット圧を用いれば、装置を車両に組み込んだ後でも、流量制御弁４２に作用させる推力を、外部から簡単に調節し、変更することができる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、予備用切換弁のアクチュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞り前後の差圧を、流量制御弁によって一定に保つ構成にしたので、流量制御絞りの開度と、流量制御弁の圧力設定機構の圧力を調節すれば、アクチュエータに供給する最大供給流量を、自由に設定し、調節することができる。
したがって、予備用切換弁に接続したアクチュエータの作動を、制御しやすくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の回路図である。
【図２】従来例の回路図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｃ 回路系統
Ｐ１〜Ｐ３ ポンプ
２１〜２５，２７〜２９ 切換弁
２６ 予備用切換弁
３４ この発明の合流流路を構成する第２中立流路
３７ この発明の合流流路を構成する第３中立流路
４１ 排出流路
４２ 流量制御弁
４２ａ 流量制御弁の一方のパイロット室
４２ｂ 流量制御弁の他方のパイロット室
４３ 流量制御絞り
４５ 第１パイロットライン
４６ 第２パイロットライン
４７ この発明の圧力設定機構に相当するスプリング

Claims (1)

1. 複数のポンプと、各ポンプに接続したオープンセンタータイプの切換弁からなる回路系統と、これら回路系統の最下流を合流させた合流流路と、この合流流路に設けた予備用切換弁と、この予備用切換弁のアクチュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞りと、上記合流流路とタンクとを連通する排出流路と、この排出流路に設けた流量制御弁と、この流量制御弁に設けるとともに、その上流側に発生する圧力を設定する圧力設定機構と、上記流量制御絞りの上流側に発生する圧力を流量制御弁の一方のパイロット室に導く第１パイロットラインと、上記流量制御絞りの下流側に発生する圧力を流量制御弁の他方のパイロット室に導く第２パイロットラインとを備え、上記予備用切換弁によってアクチュエータに圧油を供給するときに流量制御絞り前後に生じる差圧を、流量制御弁によって一定に保つ構成にしたことを特徴とする油圧制御装置。

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