JPH0210284B2 - - Google Patents
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- JPH0210284B2 JPH0210284B2 JP5760582A JP5760582A JPH0210284B2 JP H0210284 B2 JPH0210284 B2 JP H0210284B2 JP 5760582 A JP5760582 A JP 5760582A JP 5760582 A JP5760582 A JP 5760582A JP H0210284 B2 JPH0210284 B2 JP H0210284B2
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
- F15B11/161—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、油圧を用いて複数のアクチユエータ
を選択的に或いは同時に操作することができ、且
つこれらアクチユエータを負荷の変化に関係なく
常に設定された速度で作動させることができる油
圧駆動回路に関する。
を選択的に或いは同時に操作することができ、且
つこれらアクチユエータを負荷の変化に関係なく
常に設定された速度で作動させることができる油
圧駆動回路に関する。
従来、上記を目的とした油圧駆動回路としては
第1図から第5図に掲げるものが知られている。
第1図から第5図に掲げるものが知られている。
第1図は直列式の油圧駆動回路を示しており、
同回路において、油圧ポンプから吐出された作動
油は全量各操作弁を通り、各アクチユエータを動
かしタンクに戻るようになつている。かかる直列
式油圧駆動回路の利点は、(i)全アクチユエータが
停止の場合アンロードされるのでエネルギの損失
が少ないということ、及び(ii)全アクチユエータが
作動している場合はそれぞれの負荷の合計に見合
つた圧力が油圧ポンプの吐出圧になる、というこ
とにある。しかし反面、直列式油圧駆動回路は(i)
ポンプ側に近いアクチユエータほど高い耐圧を要
求される、及び(ii)必要流量の異なるアクチユエー
タを使用する場合、分流弁が必要でありエネルギ
の損失がある、等の欠点を有している。
同回路において、油圧ポンプから吐出された作動
油は全量各操作弁を通り、各アクチユエータを動
かしタンクに戻るようになつている。かかる直列
式油圧駆動回路の利点は、(i)全アクチユエータが
停止の場合アンロードされるのでエネルギの損失
が少ないということ、及び(ii)全アクチユエータが
作動している場合はそれぞれの負荷の合計に見合
つた圧力が油圧ポンプの吐出圧になる、というこ
とにある。しかし反面、直列式油圧駆動回路は(i)
ポンプ側に近いアクチユエータほど高い耐圧を要
求される、及び(ii)必要流量の異なるアクチユエー
タを使用する場合、分流弁が必要でありエネルギ
の損失がある、等の欠点を有している。
第2図は並列式の油圧駆動回路を示しており、
同回路において、定吐出油圧ポンプから吐出され
た作動油は各操作弁に行き、余剰の油はポンプ吐
出口近傍に設置されたリリーフ弁を通じてタンク
に戻るようになつている。かかる並列的油圧駆動
回路の利点は(i)全アクチユエータ及び操作弁とも
同じ耐圧でよい、及び(ii)各アクチユエータの必要
流量に大きな差があつても分流弁は不要である、
ということにある。しかし反面、並列式油圧駆動
回路は(i)ポンプは常にリリーフ弁の設定圧まで昇
圧しているので使用状態により大きなエネルギ損
失がある、すなわちポンプ吐出量は同時操作の必
要があるアクチユエータの要求流量になつている
ので、同時操作したい場合は余剰流量はリリーフ
弁を通り損失となる。
同回路において、定吐出油圧ポンプから吐出され
た作動油は各操作弁に行き、余剰の油はポンプ吐
出口近傍に設置されたリリーフ弁を通じてタンク
に戻るようになつている。かかる並列的油圧駆動
回路の利点は(i)全アクチユエータ及び操作弁とも
同じ耐圧でよい、及び(ii)各アクチユエータの必要
流量に大きな差があつても分流弁は不要である、
ということにある。しかし反面、並列式油圧駆動
回路は(i)ポンプは常にリリーフ弁の設定圧まで昇
圧しているので使用状態により大きなエネルギ損
失がある、すなわちポンプ吐出量は同時操作の必
要があるアクチユエータの要求流量になつている
ので、同時操作したい場合は余剰流量はリリーフ
弁を通り損失となる。
第3図は並列式の油圧駆動回路において可変吐
出ポンプを使用し省エネルギ化を図つたものであ
る。すなわち前述の並列式油圧駆動回路(第2
図)は、エネルギ損失が大であり、そのため油温
が上昇し、オイルクーラが必要となり、油圧機器
のオイルシール、Oリング等も劣化が著しい。こ
のためなるべくエネルギ損失の小さい回路が有利
である。しかしアクチユエータの数が多い場合は
損失の小さい直列回路で使用するには無理があ
る。また機器の耐圧に限界があるためパワーを出
すには流量を大きくしなければならず、機器が大
型化する。そこで可変吐出ポンプを使用した回路
が開発された。すなわち可変吐出ポンプは一定圧
保持形レギユレータにより制御され、吐出量は負
荷の要求流量(圧力を保持するに必要な流量)と
ポンプの内部リークとの合計値になる。また無負
荷状態では油圧ポンプの吐出量はリーク分のみと
なり、エネルギ損失は少ない。しかしこの油圧駆
動回路においては、常に設定圧を保持しているた
め(設定圧はアクチユエータ最大負荷の要求圧
力)、負荷圧が小さいときは損失が大きくなる。
出ポンプを使用し省エネルギ化を図つたものであ
る。すなわち前述の並列式油圧駆動回路(第2
図)は、エネルギ損失が大であり、そのため油温
が上昇し、オイルクーラが必要となり、油圧機器
のオイルシール、Oリング等も劣化が著しい。こ
のためなるべくエネルギ損失の小さい回路が有利
である。しかしアクチユエータの数が多い場合は
損失の小さい直列回路で使用するには無理があ
る。また機器の耐圧に限界があるためパワーを出
すには流量を大きくしなければならず、機器が大
型化する。そこで可変吐出ポンプを使用した回路
が開発された。すなわち可変吐出ポンプは一定圧
保持形レギユレータにより制御され、吐出量は負
荷の要求流量(圧力を保持するに必要な流量)と
ポンプの内部リークとの合計値になる。また無負
荷状態では油圧ポンプの吐出量はリーク分のみと
なり、エネルギ損失は少ない。しかしこの油圧駆
動回路においては、常に設定圧を保持しているた
め(設定圧はアクチユエータ最大負荷の要求圧
力)、負荷圧が小さいときは損失が大きくなる。
第4図は第2図の並列式油圧駆動回路の改良に
係るものであり、ポンプに圧力補償付流量調整弁
をつけ、負荷圧に見合つた圧を発生することがで
きることを特徴とするものである。一方、第5図
は第3図の油圧駆動回路の改良に係るものであ
り、負荷圧、負荷流量に見合つた可変吐出ポンプ
制御を行うものである。
係るものであり、ポンプに圧力補償付流量調整弁
をつけ、負荷圧に見合つた圧を発生することがで
きることを特徴とするものである。一方、第5図
は第3図の油圧駆動回路の改良に係るものであ
り、負荷圧、負荷流量に見合つた可変吐出ポンプ
制御を行うものである。
しかし第4図及び第5図に示す油圧駆動回路は
供給圧と負荷圧の差を一定となるように油圧発生
装置を制御するものであるが、複数の負荷がかな
り離れて散在する場合、負荷圧を導く配管(破線
の部分)が長いものと短いものになり、圧力伝達
に時間差がでること、及び主配管(実線の部分)
を流れる作動油の圧力降下のためポンプ近傍の供
給圧と負荷近傍の供給圧に差が出て負荷の圧と供
給圧の差は一定にならず、ポンプ近傍の供給圧と
主配管の圧力降下に負荷圧を加えたものの差が一
定になる。
供給圧と負荷圧の差を一定となるように油圧発生
装置を制御するものであるが、複数の負荷がかな
り離れて散在する場合、負荷圧を導く配管(破線
の部分)が長いものと短いものになり、圧力伝達
に時間差がでること、及び主配管(実線の部分)
を流れる作動油の圧力降下のためポンプ近傍の供
給圧と負荷近傍の供給圧に差が出て負荷の圧と供
給圧の差は一定にならず、ポンプ近傍の供給圧と
主配管の圧力降下に負荷圧を加えたものの差が一
定になる。
この場合、主配管の圧力降下は各負荷の流量に
より変化するので制御が不安定となり、対策とし
て制御の応答度を遅くして対処している。ところ
が、制御の応答性を遅くすると、操作弁を動かし
ても設定された流量になるまでタイムラグを生じ
る(増速時)。このタイムラグが長いと他の負荷
に影響を与え、アクチユエータに速度変動が生じ
る。
より変化するので制御が不安定となり、対策とし
て制御の応答度を遅くして対処している。ところ
が、制御の応答性を遅くすると、操作弁を動かし
ても設定された流量になるまでタイムラグを生じ
る(増速時)。このタイムラグが長いと他の負荷
に影響を与え、アクチユエータに速度変動が生じ
る。
本発明は上述した従来技術が有する欠点を解決
し、エネルギー損失もなくかつ応答度も極めて良
好な油圧駆動回路を提供することを目的とする。
し、エネルギー損失もなくかつ応答度も極めて良
好な油圧駆動回路を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の複数機器油
圧駆動回路は、複数の油圧機器を並例に接続した
油圧駆動回路において、それぞれの油圧機器に、
内部に可変絞り弁を有する切換弁及び前記可変絞
り弁で生じる差圧を一定にする動作をする流量制
御弁より構成される圧力補償付操作弁を取付け、
各圧力補償付操作弁の可変吐出ポンプ側ポート及
び可変絞り回路出口側にそれぞれ圧力検出器を接
続するとともに両圧力検出器の出力の差である差
圧を求める手段を設け、求められた各差圧の大き
さを比較して最小の差圧を求める比較器を設け、
その最小の差圧があらかじめ設定された負荷の変
動に対応できる値となるように可変吐出ポンプの
吐出量を電磁比例弁にて制御する手段を備えたこ
とを特徴とする。
圧駆動回路は、複数の油圧機器を並例に接続した
油圧駆動回路において、それぞれの油圧機器に、
内部に可変絞り弁を有する切換弁及び前記可変絞
り弁で生じる差圧を一定にする動作をする流量制
御弁より構成される圧力補償付操作弁を取付け、
各圧力補償付操作弁の可変吐出ポンプ側ポート及
び可変絞り回路出口側にそれぞれ圧力検出器を接
続するとともに両圧力検出器の出力の差である差
圧を求める手段を設け、求められた各差圧の大き
さを比較して最小の差圧を求める比較器を設け、
その最小の差圧があらかじめ設定された負荷の変
動に対応できる値となるように可変吐出ポンプの
吐出量を電磁比例弁にて制御する手段を備えたこ
とを特徴とする。
本発明においては、各負荷の圧力補償付操作弁
の可変吐出ポンプ側ポート及び可変絞り回路出口
側にそれぞれ圧力検出器を設け、その差圧を検出
するとともに各操作弁の差圧出力を比較器を通し
て比較し、その中で最も小さい差圧を発生してい
るものがあらかじめ設定された圧になるようにポ
ンプ側を制御する。
の可変吐出ポンプ側ポート及び可変絞り回路出口
側にそれぞれ圧力検出器を設け、その差圧を検出
するとともに各操作弁の差圧出力を比較器を通し
て比較し、その中で最も小さい差圧を発生してい
るものがあらかじめ設定された圧になるようにポ
ンプ側を制御する。
以下、本発明に係る油圧駆動回路を、第6図及
び第7図に示す一実施例をもつて具体的に説明す
る。
び第7図に示す一実施例をもつて具体的に説明す
る。
第6図において1は始端を可変吐出ポンプ2に
連結した圧油供給ラインであり、3は終端を油圧
タンク4に連通する圧油排出ラインである。これ
ら両ライン1,3にそれぞれ流量制御弁5a,5
b,…、及び可変絞り弁を内蔵する切換弁6a,
6b,…より構成される圧力補償付操作弁A1,
A2,…を介して負荷7a,7b,…が並列に連
結されている。また圧力補償付操作弁A1,A2,
…は負荷7a,7b,…の入口側の圧力を流量制
御弁5a,5b,…に伝達するための圧力伝達ラ
イン8a,8b,…を有しており、同圧力伝達ラ
イン8a,8b,…に圧力検出器として圧力−電
気変換器P1c,2c,…が取付けられている。一方各
流量制御弁5a,5b,…の入口側にも圧力−電
気変換器P1,P2,…が取付けられている。また
9,10は可変吐出ポンプ1の吐出量を制御する
機構であり、9はポンプ側電磁リリーフ弁、10
は電磁比例弁(サーボ弁)である。
連結した圧油供給ラインであり、3は終端を油圧
タンク4に連通する圧油排出ラインである。これ
ら両ライン1,3にそれぞれ流量制御弁5a,5
b,…、及び可変絞り弁を内蔵する切換弁6a,
6b,…より構成される圧力補償付操作弁A1,
A2,…を介して負荷7a,7b,…が並列に連
結されている。また圧力補償付操作弁A1,A2,
…は負荷7a,7b,…の入口側の圧力を流量制
御弁5a,5b,…に伝達するための圧力伝達ラ
イン8a,8b,…を有しており、同圧力伝達ラ
イン8a,8b,…に圧力検出器として圧力−電
気変換器P1c,2c,…が取付けられている。一方各
流量制御弁5a,5b,…の入口側にも圧力−電
気変換器P1,P2,…が取付けられている。また
9,10は可変吐出ポンプ1の吐出量を制御する
機構であり、9はポンプ側電磁リリーフ弁、10
は電磁比例弁(サーボ弁)である。
また第7図に電気制御回路が示されており、図
中20a,20b,…は第6図の油圧回路の各圧
力補償付操作弁A1,A2,…における圧力(P1c)
と(P1)、(P2c)と(P2),…の差圧ΔP1,ΔP2,
…を発信する差圧発信器、21は差圧発信器20
a,20b,…から発信される差圧ΔP1,ΔP2,
…を比較する比較回路、22は比較回路からの出
力させた一番小さい差圧ΔP1又はΔP2を受け、設
定差圧になるように電磁比例弁10を作動し、可
変吐出ポンプ2の吐出量ひいては吐出圧を制御す
る演算回路、23は電磁比例弁用駆動コイルであ
る。
中20a,20b,…は第6図の油圧回路の各圧
力補償付操作弁A1,A2,…における圧力(P1c)
と(P1)、(P2c)と(P2),…の差圧ΔP1,ΔP2,
…を発信する差圧発信器、21は差圧発信器20
a,20b,…から発信される差圧ΔP1,ΔP2,
…を比較する比較回路、22は比較回路からの出
力させた一番小さい差圧ΔP1又はΔP2を受け、設
定差圧になるように電磁比例弁10を作動し、可
変吐出ポンプ2の吐出量ひいては吐出圧を制御す
る演算回路、23は電磁比例弁用駆動コイルであ
る。
ついで上記油圧回路及び電気制御回路を有する
複数機器油圧作動回路による油圧制御方法につい
て述べる。
複数機器油圧作動回路による油圧制御方法につい
て述べる。
まず油圧ポンプ2を駆動して単一負荷7aに作
動油が流れた場合を考える。この場合、切換弁6
aに内蔵する可変絞り弁の両側にΔPcの圧力差が
でる。いま流量制御弁5aのバネ圧をΔPcと同等
にすると、流量制御弁5aは負荷圧P1cが変動し
ても常にΔPcを一定に保つように開閉して流量が
一定に保たれる。ポンプ圧P1が一定の場合、流
量制御弁5aの入口側と出口側の圧力差ΔPvは ΔPv=P1−ΔPc−P1cで表わされる。
動油が流れた場合を考える。この場合、切換弁6
aに内蔵する可変絞り弁の両側にΔPcの圧力差が
でる。いま流量制御弁5aのバネ圧をΔPcと同等
にすると、流量制御弁5aは負荷圧P1cが変動し
ても常にΔPcを一定に保つように開閉して流量が
一定に保たれる。ポンプ圧P1が一定の場合、流
量制御弁5aの入口側と出口側の圧力差ΔPvは ΔPv=P1−ΔPc−P1cで表わされる。
(なお、ΔPv+ΔPc=ΔP=P1−P1c)
P1、ΔPcは一定であるから、ΔPvは負荷7aが
軽くP1cが小さいと大きく、逆の場合は小さくな
る。そこでΔPvが負荷の変動に対応できる最低の
圧力差を保つように可変吐出ポンプ2の吐出圧を
制御すると、負荷7aの大小によつて圧力損失が
変らず小さくなる。すなわち、ΔPv+ΔPc(=
ΔP)を一定に保つように電磁比例弁10を介し
て可変吐出ポンプ2の吐出量(吐出圧)を制御す
ればよい。
軽くP1cが小さいと大きく、逆の場合は小さくな
る。そこでΔPvが負荷の変動に対応できる最低の
圧力差を保つように可変吐出ポンプ2の吐出圧を
制御すると、負荷7aの大小によつて圧力損失が
変らず小さくなる。すなわち、ΔPv+ΔPc(=
ΔP)を一定に保つように電磁比例弁10を介し
て可変吐出ポンプ2の吐出量(吐出圧)を制御す
ればよい。
つぎに複数の機器が並列に接続され同時に作動
している場合を考える。それぞれの負荷圧7a,
7b,…の負荷圧P1c,P2c,…は異なるとする。
全機器が満足に動作するには一番大きな負荷が流
量制御弁により制御できるポンプ圧でなければな
らない。そこでそれぞれの操作弁A1,A2,…の
入口側圧力P1,P2,…と負荷圧P1c,P2c,…の差
を取り、比較回路21で一番小さい差圧(ΔP=
ΔPv+ΔPc)を出力させ、演算回路22で設定さ
れた差圧になるようにポンプ側電磁比例弁10を
駆動して可変吐出ポンプ2の吐出量を変化させ、
これにより吐出圧を制御することができる。また
本実施例にあつては、全負荷が0のときは演算回
路における設定圧のみが立つだけで吐出量は0と
なる。
している場合を考える。それぞれの負荷圧7a,
7b,…の負荷圧P1c,P2c,…は異なるとする。
全機器が満足に動作するには一番大きな負荷が流
量制御弁により制御できるポンプ圧でなければな
らない。そこでそれぞれの操作弁A1,A2,…の
入口側圧力P1,P2,…と負荷圧P1c,P2c,…の差
を取り、比較回路21で一番小さい差圧(ΔP=
ΔPv+ΔPc)を出力させ、演算回路22で設定さ
れた差圧になるようにポンプ側電磁比例弁10を
駆動して可変吐出ポンプ2の吐出量を変化させ、
これにより吐出圧を制御することができる。また
本実施例にあつては、全負荷が0のときは演算回
路における設定圧のみが立つだけで吐出量は0と
なる。
以上述べてきたように本発明に係る複数機器油
圧作動回路は、複数の機器が同時又は選択時のい
ずれに作動される場合であつても、負荷の変動に
応じて最小の吐出圧にて全機器を稼動でき、省エ
ネルギー化を図ることができる。
圧作動回路は、複数の機器が同時又は選択時のい
ずれに作動される場合であつても、負荷の変動に
応じて最小の吐出圧にて全機器を稼動でき、省エ
ネルギー化を図ることができる。
第1図から第5図は従来の複数機器油圧作動回
路の回路図、第6図は本発明の第1実施例に係る
複数機器油圧作動回路の油圧回路図、第7図は電
気制御回路図である。 1:圧油供給ライン、2:可変吐出ポンプ、
3:圧油排出ライン、4:油圧タンク、5a,5
b:流量制御弁、6a,6b:切換弁、7a,7
b:負荷、8a,8b:圧力伝達ライン、9:ポ
ンプ側電磁リリーフ弁、10:電磁比例弁(サー
ボ弁)、A1,A2:圧力補償付操作弁、P1,P2:
圧力−電気変換器、P1c,P2c:圧力−電気変換
器、20a,20b:差圧発信器、21:比較回
路、22:演算回路、23:電磁比例弁用駆動コ
イル。
路の回路図、第6図は本発明の第1実施例に係る
複数機器油圧作動回路の油圧回路図、第7図は電
気制御回路図である。 1:圧油供給ライン、2:可変吐出ポンプ、
3:圧油排出ライン、4:油圧タンク、5a,5
b:流量制御弁、6a,6b:切換弁、7a,7
b:負荷、8a,8b:圧力伝達ライン、9:ポ
ンプ側電磁リリーフ弁、10:電磁比例弁(サー
ボ弁)、A1,A2:圧力補償付操作弁、P1,P2:
圧力−電気変換器、P1c,P2c:圧力−電気変換
器、20a,20b:差圧発信器、21:比較回
路、22:演算回路、23:電磁比例弁用駆動コ
イル。
Claims (1)
- 1 複数の油圧機器を並列に接続した油圧駆動回
路において、それぞれの油圧機器に、内部に可変
絞り弁を有する切換弁及び前記可変絞り弁で生じ
る差圧を一定にする動作をする流量制御弁より構
成される圧力補償付操作弁を取付け、各圧力補償
付操作弁の可変吐出ポンプ側ポート及び可変絞り
回路出口側にそれぞれ圧力検出器を接続するとと
もに両圧力検出器の出力の差である差圧を求める
手段を設け、求められた各差圧の大きさを比較し
て最小の差圧を求める比較器を設け、その最小の
差圧があらかじめ設定された負荷の変動に対応で
きる値となるように可変吐出ポンプの吐出量を電
磁比例弁にて制御する手段を備えたことを特徴と
する複数機器油圧駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5760582A JPS58174707A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 複数機器油圧駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5760582A JPS58174707A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 複数機器油圧駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58174707A JPS58174707A (ja) | 1983-10-13 |
JPH0210284B2 true JPH0210284B2 (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=13060486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5760582A Granted JPS58174707A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 複数機器油圧駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58174707A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0668281B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1994-08-31 | 株式会社小松製作所 | 流量制御方法及び装置 |
US4747335A (en) * | 1986-12-22 | 1988-05-31 | Caterpillar Inc. | Load sensing circuit of load compensated direction control valve |
JP2582266B2 (ja) * | 1987-09-29 | 1997-02-19 | 新キヤタピラー三菱株式会社 | 流体圧制御システム |
IN171213B (ja) * | 1988-01-27 | 1992-08-15 | Hitachi Construction Machinery | |
KR920010875B1 (ko) * | 1988-06-29 | 1992-12-19 | 히다찌 겐끼 가부시기가이샤 | 유압구동장치 |
CN112833058B (zh) * | 2021-01-21 | 2023-03-31 | 长沙中联重科环境产业有限公司 | 一种负载敏感液压***、绿篱修剪设备 |
-
1982
- 1982-04-06 JP JP5760582A patent/JPS58174707A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58174707A (ja) | 1983-10-13 |
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