JPH03213703A - Discharge flow control circuit for load pressure compensating pump - Google Patents
Discharge flow control circuit for load pressure compensating pumpInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、建設機械のアクチュエータ駆動用油圧回路に
係り、特にポンプ吐出流量が制御される可変容量式油圧
回路において、ポンプ吐出流量を、アクチュエータの負
荷圧に関係なく、アクチュエータ駆動用方向切換弁のス
プールストローク位置に対応して一定に設定することが
できる負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hydraulic circuit for driving an actuator of a construction machine, and in particular, in a variable displacement hydraulic circuit in which a pump discharge flow rate is controlled, the pump discharge flow rate is controlled by an actuator. The present invention relates to a load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit that can be set to a constant value in accordance with the spool stroke position of an actuator drive directional control valve, regardless of the load pressure.
建設機械の可変容量式油圧回路においては、各種作業機
器の作動を的確、スムーズに行うために、ポンプの吐出
流量を、負荷圧に関係なく方向切換弁のスプールストロ
ーク位置に対応して一定に設定し得る負荷圧補償式の制
御回路が推奨されている。In variable displacement hydraulic circuits for construction machinery, the pump discharge flow rate is set constant according to the spool stroke position of the directional valve, regardless of the load pressure, in order to ensure accurate and smooth operation of various work equipment. A load pressure compensated control circuit is recommended.
このような制御回路としては、例えば第７図に示すよう
に構成したものが知られている。As such a control circuit, one configured as shown in FIG. 7, for example, is known.
第７図において、制御回路は、基本的には、可変容量ポ
ンプ１０と、このポンプ１０の吐出油が供給されてアク
チュエータ（シリンダ）１２およびアクチュエータ（モ
ータ）１４の駆動方向を切換える方向切換弁１６．１６
とからなる。ここで、方向切換弁１６は、バイパス通路
を有しないクローズドセンタ型に構成されており、そし
て吐出油供給流路とアクチュエータボートとの間の通路
内には可変絞りが設けられている。このような構成にお
いて、方向切換弁１６のスプールが移動すると、切換弁
内の前記可変絞りが変化し、この可変絞りの上流側圧力
と下流側圧力との差圧が変化し、この変化した差圧がパ
イロット圧としてシャトル弁１８を介してポンプに作用
する。In FIG. 7, the control circuit basically consists of a variable displacement pump 10 and a direction switching valve 16 to which oil discharged from the pump 10 is supplied and which switches the drive direction of an actuator (cylinder) 12 and an actuator (motor) 14. .16
It consists of. Here, the directional switching valve 16 is configured as a closed center type having no bypass passage, and a variable throttle is provided in the passage between the discharge oil supply passage and the actuator boat. In such a configuration, when the spool of the directional switching valve 16 moves, the variable throttle in the switching valve changes, and the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the variable throttle changes, and this changed difference Pressure acts on the pump via shuttle valve 18 as pilot pressure.
これにより、ポンプ１０はその吐出流量をスプールスト
ローク位置に対応した流量に設定される。Thereby, the discharge flow rate of the pump 10 is set to a flow rate corresponding to the spool stroke position.
このように、この種の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回
路においては、可変容量ポンプの吐出流量は、アクチュ
エータの負荷圧に関係なく、方向切換弁のスプールスト
ローク位置に対応して一定に設定される。なお、スプー
ルの中立位置においては、方向切換弁がセンタクローズ
ド型に構成されていることから、ポンプ吐出流量はほぼ
０に設定される。In this type of load pressure compensation pump discharge flow rate control circuit, the discharge flow rate of the variable displacement pump is set constant in accordance with the spool stroke position of the directional control valve, regardless of the load pressure of the actuator. . Note that at the neutral position of the spool, the pump discharge flow rate is set to approximately 0 because the directional switching valve is configured as a center-closed type.
しかしながら、従来のこの種の負荷圧補償ポンプ吐出流
量制御回路においては、次に述べるような難点があった
。However, this type of conventional load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit has the following drawbacks.
まず初めに、スプール中立時においては、前述したよう
に、ポンプ吐出流量がほぼ０に設定されているため、ポ
ンプ吐出流量の増大応答性が遅れる。このため、アクチ
ュエータの応答特性が損われると共に、特にスプール中
立状態にメイクアップ効果を必要とする慣性負荷の大き
いアクチュエータ（例えば旋回用シリンダなど）におい
ては、往々にしてキャビテーションが発生する。しかも
、この場合ポンプ吐出流量は、前述したように、可変絞
りの上、下流側圧力間の差圧、すなわち吐出油流路内圧
力とシリンダボート内圧力との間の差圧によって制御さ
れるよう構成されているので、前記キャビテーションが
シリンダボート内に発生するとこのキャビテーションに
よって前記差圧が増大し、ポンプ吐出流量は減小する方
向に制御される。これにより、前記キャビテーションが
一層助長されることになる。さらにこの場合、ポンプ吐
出流量以上にシリンダボートからタンクボートに油を流
出させると（面積差も考慮に入れて）キャビテーション
を助長することになるので、シリンダからタンクへの開
口面積ならびに吐出油通路からシリンダへの開口面積の
設定には特別の注意を要することになる。First of all, when the spool is neutral, as described above, the pump discharge flow rate is set to approximately 0, so the responsiveness to increase the pump discharge flow rate is delayed. As a result, the response characteristics of the actuator are impaired, and cavitation often occurs, particularly in actuators with large inertial loads (for example, swing cylinders) that require a make-up effect in the spool's neutral state. Moreover, in this case, the pump discharge flow rate is controlled by the pressure difference between the pressure above the variable throttle and the downstream pressure, that is, the pressure difference between the pressure inside the discharge oil flow path and the pressure inside the cylinder boat, as described above. Therefore, when the cavitation occurs in the cylinder boat, the differential pressure increases due to the cavitation, and the pump discharge flow rate is controlled to decrease. This further promotes the cavitation. Furthermore, in this case, if oil flows from the cylinder boat to the tank boat at a rate greater than the pump discharge flow rate, cavitation will be promoted (taking into account the difference in area), so the opening area from the cylinder to the tank and the discharge oil passage Special care will be required in setting the opening area to the cylinder.
次に、ポンプ吐出流量を制御するためには、吐出油流路
内圧力とアクチュエータボート内圧力とを検出しなけれ
ばならないので、構成が複雑となり、コストが上昇する
。特に多連弁の場合には、最大負荷圧を検出するシャト
ル弁等をさらに必要とするので、さらにコストが上昇す
る。Next, in order to control the pump discharge flow rate, the pressure within the discharge oil flow path and the pressure within the actuator boat must be detected, which complicates the configuration and increases costs. In particular, in the case of multiple valves, a shuttle valve or the like for detecting the maximum load pressure is additionally required, which further increases costs.
また、スプール中立時にポンプ吐出流量がほぼ０に設定
されていることから、ポンプの応答性が一般的に悪く、
特にスプールをストローク位置から中立位置へ急激に戻
す操作においてサージ圧が発生し、このためアクチュエ
ータの操作性が損われ、前記サージ圧は、回路内にリリ
ーフ弁を設けても、リリーフ圧までの範囲内において発
生する。In addition, since the pump discharge flow rate is set to almost 0 when the spool is neutral, the responsiveness of the pump is generally poor.
In particular, surge pressure is generated when the spool is suddenly returned from the stroke position to the neutral position, which impairs the operability of the actuator. Occurs within.
そこで、本発明の目的は、アクチュエータの応答性なら
びに操作性が良好で、かつ種々の条件下でもキャビテー
ションの発生を効果的に抑制することができ、さらに構
造が簡単な負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a load pressure compensating pump discharge flow rate control that has good actuator responsiveness and operability, can effectively suppress the occurrence of cavitation under various conditions, and has a simple structure. The purpose is to provide circuits.
先の目的を達成するために、本発明に係る負荷圧補償ポ
ンプ吐出流量制御回路は、可変容量ポンプと、この可変
容量ポンプの吐出油によりアクチュエータの駆動方向を
切換えるセンタバイパス型方向切換弁と、このセンタバ
イパス型方向切換弁のセンタバイパス通路の下流側に設
けられセンタバイパス流量を制御する流量調整弁と、こ
の流量調整弁の下流側に設けられ前記可変容量ポンプの
吐出流量を制御するパイロット信号発生手段とからなり
、
前記流量調整弁を、前記センタバイパス型方向切換弁の
センタバイパス通路の開閉部開口面積に対応して制御さ
れるよう設定すると共に、
前記パイロット信号発生手段から取出されるパイロット
信号を、前記可変容量ポンプの吐出流量が前記センタバ
イパス型方向切換弁のスプール中立時において最小とな
るよう設定することを特徴とする。In order to achieve the above object, the load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to the present invention includes a variable displacement pump, a center bypass type directional control valve that switches the drive direction of an actuator by the discharge oil of the variable displacement pump, A flow rate adjustment valve provided downstream of the center bypass passage of the center bypass type directional switching valve to control the center bypass flow rate; and a pilot signal provided downstream of the flow rate adjustment valve to control the discharge flow rate of the variable displacement pump. a pilot signal generating means, the flow rate regulating valve is set to be controlled in accordance with the opening area of the opening/closing portion of the center bypass passage of the center bypass type directional switching valve, and a pilot signal generated by the pilot signal generating means; The signal is set so that the discharge flow rate of the variable displacement pump becomes a minimum when the spool of the center bypass type directional control valve is neutral.
この場合、流量調整弁は開閉弁から形成し、この開閉弁
の開度をセンタバイパス型方向切換弁のセンタバイパス
通路の上流側圧力と下流側圧力との差圧および圧縮ばね
の付勢力により制御するか、あるいは、差圧発生用の可
変絞りもしくは可変ばね荷重手段を有する圧力補償付流
量調整弁から形成し、前記可変絞りの開度あるいは荷重
手段のばね荷重を外部信号殊にセンタバイパス型方向切
換弁の切換弁操作信号で制御するよう構成すると好適で
ある。In this case, the flow rate adjustment valve is formed from an on-off valve, and the opening degree of this on-off valve is controlled by the differential pressure between the upstream side pressure and the downstream side pressure of the center bypass passage of the center bypass type directional control valve and the biasing force of a compression spring. Alternatively, it is formed from a pressure-compensated flow regulating valve having a variable throttle or variable spring load means for generating a differential pressure, and the opening degree of the variable throttle or the spring load of the load means is controlled by an external signal, especially in the center bypass type direction. It is preferable to configure the switching valve to be controlled by a switching valve operation signal of the switching valve.
また、パイロット信号発生手段は、圧力発生装置から形
成し、この圧力発生装置の上流側からパイロット信号を
取出して可変容量ポンプをネガティブ流量制御するよう
構成するか、あるいは、パイロット信号圧力用ポンプ装
置から形成し、このポンプ装置から取出されるパイロッ
ト信号によりセンタバイパス型方向切換弁を操作すると
共に、パイロット信号の最大ポンプ吐出流量制御用パイ
ロット信号を取出して可変容量ポンプをポジティブ流量
制御するよう構成することができる。The pilot signal generating means may be formed from a pressure generating device and configured to take out a pilot signal from the upstream side of this pressure generating device to perform negative flow rate control of the variable displacement pump, or alternatively may be configured to take out a pilot signal from the upstream side of this pressure generating device to perform negative flow rate control of the variable displacement pump, or from a pilot signal pressure pump device. The center bypass type directional control valve is operated by a pilot signal taken out from the pump device, and a pilot signal for controlling the maximum pump discharge flow rate of the pilot signal is taken out to perform positive flow control of the variable displacement pump. I can do it.
本発明の制御回路においては、方向切換弁がセンタバイ
パス型に構成され、そしてそのセンタバイパス通路を通
過するバイパス流量は、方向切換弁のスプールストロー
ク時にはこのストローク位置に対応した一定流量に設定
されるよう流量調整弁を介して制御されるしたがって、
ポンプ吐出流量ならびにアクチュエータ供給流量（ポン
プ吐出流量−バイパス流量）は、アクチュエータの負荷
圧に関係なく、スプールストローク位置に対応した一定
流量に設定される。すなわち、負荷圧補償が達成される
。In the control circuit of the present invention, the directional control valve is configured as a center bypass type, and the bypass flow rate passing through the center bypass passage is set to a constant flow rate corresponding to the stroke position during the spool stroke of the directional control valve. Therefore, the flow rate is controlled through the regulating valve, so
The pump discharge flow rate and the actuator supply flow rate (pump discharge flow rate - bypass flow rate) are set to constant flow rates corresponding to the spool stroke position, regardless of the load pressure of the actuator. That is, load pressure compensation is achieved.
一方、方向切換弁のスプール中立時には、前記バイパス
流量すなわちこの場合ポンプ吐出流量は、パイロット信
号発生手段を介して所定の最小流量に設定される。この
ように、本発明の制御回路においては、スプール中立時
においてもポンプ吐出流量が所定に設定され、そしてこ
の最小流量がバイパス通路を通過しているので、ポンプ
の応答遅れが抑制されると共に、回路内にサージ圧が発
生してもこのサージ圧はバイパス通路で吸収される。On the other hand, when the spool of the directional control valve is neutral, the bypass flow rate, that is, the pump discharge flow rate in this case, is set to a predetermined minimum flow rate via the pilot signal generating means. In this way, in the control circuit of the present invention, the pump discharge flow rate is set to a predetermined value even when the spool is neutral, and this minimum flow rate passes through the bypass passage, so that the response delay of the pump is suppressed, and Even if surge pressure occurs in the circuit, this surge pressure is absorbed by the bypass passage.
さらに、本発明の制御回路においては、慣性負荷の大き
い旋回用シリンダなどにキャビテーションが発生しても
、この時バイパス流量が減少してパイロット信号圧力が
低下し、これによりポンプ吐出流量が増大するので、シ
リンダへの供給流量が充分に確保され、したがって前記
キャビテーションが有効に抑制される。Furthermore, in the control circuit of the present invention, even if cavitation occurs in a rotating cylinder with a large inertial load, the bypass flow rate decreases, the pilot signal pressure decreases, and the pump discharge flow rate increases. , a sufficient flow rate of supply to the cylinder is ensured, and therefore the cavitation is effectively suppressed.
次に、本発明に係る負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路
の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。Next, embodiments of the load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第１図において、本発明に係る制御回路は、可変容量ポ
ンプ２０と、このポンプ２０の吐出油を供給流路２２を
介して供給され、負荷Ｗに接続されたアクチュエータ（
シリンダ）２４の駆動方向を切換えるセンタバイパス型
方向切換弁２６と、この方向切換弁２６のセンタバイパ
ス通路２８を通る流路３０内に設けられ、センタバイパ
ス流量Ｑ２（第２図参照）を制御する流量調整弁（本実
施例では開閉弁３２から形成されている）とおよびポン
プ２０の吐出流量Ｑｌ（第２図参照）を制御するパイロ
ット信号発生手段３６とから構成される。なお、開閉弁
３２は制御用圧縮ばね３４を有する。また、図中、参照
符号３８は回路圧力の異常上昇を防止するメインリリー
フ弁を示し、参照符号４０はタンクを示す。In FIG. 1, the control circuit according to the present invention includes a variable displacement pump 20, an actuator (
A center bypass type directional switching valve 26 that switches the driving direction of the cylinder) 24 and a flow path 30 passing through the center bypass passage 28 of this directional switching valve 26 are provided to control the center bypass flow rate Q2 (see Fig. 2). It is comprised of a flow rate regulating valve (formed by an on-off valve 32 in this embodiment) and a pilot signal generating means 36 for controlling the discharge flow rate Ql of the pump 20 (see FIG. 2). Note that the on-off valve 32 has a control compression spring 34. Further, in the figure, reference numeral 38 indicates a main relief valve for preventing an abnormal increase in circuit pressure, and reference numeral 40 indicates a tank.
開閉弁３２は、センタバイパス通路２８の上流側圧力と
下流側圧力との差圧ΔＰおよび圧縮ばね３４の付勢力に
より開閉し、センタバイパス通路２８の開閉部開口面積
により制御されるよう設定する。すなわち、開閉弁３２
は、センタバイパス通路２８の開閉部開口面積が大きい
場合（前記差圧ΔＰが小さい場合）には、圧縮ばね３４
により充分大きく開口されているが、開閉部開口面積が
小さくなると（差圧ΔＰが大きくなると）、圧縮ばね３
４の付勢力に抗して開口面積が縮小するように構成され
ている。したがって、センタバイパス通路２８を通過す
るバイパス流量Ｑ２は、供給流路２２の圧力に関係なく
、通路２８の開閉部開口面積に対応した一定流量に設定
される。なお、開閉弁３２は、流路３０内においてセン
タバイパス通路２８の上流側に設けることもできる。ま
た、センタバイパス通路２８の開閉部開口面積は、方向
切換弁２６のスプール中立時に最大となり゛、スプール
ストロークエンドで最小となり、ストローク途中では開
閉弁３２との関係から定まる最適な大きさに設定されて
いる。したがって、バイパス流量Ｑ２は、スプール中立
時に最大となる。The on-off valve 32 is opened and closed by the pressure difference ΔP between the upstream pressure and the downstream pressure of the center bypass passage 28 and the biasing force of the compression spring 34, and is set to be controlled by the opening area of the opening/closing portion of the center bypass passage 28. That is, the on-off valve 32
When the opening area of the opening/closing part of the center bypass passage 28 is large (when the differential pressure ΔP is small), the compression spring 34
However, when the opening area of the opening/closing part becomes smaller (when the differential pressure ΔP becomes larger), the compression spring 3
The opening area is configured to be reduced against the urging force of No. 4. Therefore, the bypass flow rate Q2 passing through the center bypass passage 28 is set to a constant flow rate corresponding to the opening area of the opening/closing part of the passage 28, regardless of the pressure in the supply passage 22. Note that the on-off valve 32 can also be provided within the flow path 30 on the upstream side of the center bypass passage 28. Furthermore, the opening area of the opening/closing part of the center bypass passage 28 is maximum when the spool of the directional control valve 26 is in the neutral position, is minimum at the end of the spool stroke, and is set to an optimal size determined from the relationship with the opening/closing valve 32 during the stroke. ing. Therefore, the bypass flow rate Q2 is maximum when the spool is neutral.
パイロット信号発生手段３６は、例えばオリフィスおよ
び低圧リリーフ弁から構成される圧力発生装置からなり
、センタバイパス通路２８および開閉弁３２の下流側に
設けられる。そして、この発生手段３６の上流側がら取
出されるパイロット信号が、可変容量ポンプ２０の吐出
流量Ｑ１を、パイロット圧力が高い時は小さくなるよう
に、逆に低い時は大きくなるようにネガティブ流量制御
する。しかしこの場合、このパイロット信号は、ポンプ
吐出流量Ｑ１が、方向切換弁２６のスプール中立時に所
定の最小流量となるよう設定される。The pilot signal generating means 36 is composed of a pressure generating device composed of, for example, an orifice and a low pressure relief valve, and is provided downstream of the center bypass passage 28 and the on-off valve 32. The pilot signal taken from the upstream side of the generating means 36 controls the discharge flow rate Q1 of the variable displacement pump 20 so that it becomes smaller when the pilot pressure is high and becomes larger when the pilot pressure is low. do. However, in this case, this pilot signal is set so that the pump discharge flow rate Q1 becomes a predetermined minimum flow rate when the spool of the directional control valve 26 is in the neutral state.
したがって、本発明の制御回路においては、第２図に示
すように、ポンプ吐出流量Ｑ１、バイパス流量Ｑ２およ
びシリンダ流ｊｉＱ３＝Ｑｌ−Ｑ２は、方向切換弁２６
のストローク位置、したがってバイパス通路２８の開閉
部開口面積に対応した一定流量に制御され、シリンダ２
４の負荷圧には関係されない。また、スプール中立時に
おいても最小量のポンプ吐出流量が確保され、その全量
がセンタバイパス通路を通過する。なお、前記バイパス
流量Ｑ２は、圧力発生装置３６を通過した後、タンク４
０に排出される。Therefore, in the control circuit of the present invention, as shown in FIG.
The cylinder 2
It is not related to the load pressure of 4. Further, even when the spool is in the neutral state, a minimum pump discharge flow rate is ensured, and the entire amount passes through the center bypass passage. Note that the bypass flow rate Q2 passes through the pressure generator 36 and then flows into the tank 4.
Ejected to 0.
次に、このような構成からなる本発明の制御回路の動作
について説明する。なお、この動作の説明に関しては、
前述した構成における説明と一部重複される。Next, the operation of the control circuit of the present invention having such a configuration will be explained. Regarding the explanation of this operation,
This description partially overlaps with the description of the configuration described above.
まず、センタバイパス型方向切換弁２６のスプールスト
ローク時には、可変容量ポンプ２０の吐出流量Ｑ１は、
供給流路２２を介してシリンダ２４へ供給される（シリ
ンダ流量Ｑ３）と同時に、その一部はセンタバイパス流
路３０を介してセンタバイパス通路２８、開閉弁３２、
圧力発生装置３６ヘバイパスされ（バイパス流量Ｑ２）
、タンク４０へ排出される。ところで、このスプールス
トローク時には、開閉弁３２の弁開口面積は、スプール
ストローク位置によって定まるセンタバイパス通路２８
の開閉部開口面積に対応した大きさに絞られているので
、バイパス流量Ｑ２はこれに見合った流量に減小してお
り、したがって圧力発生装置３６から取り出されるパイ
ロット圧力によって制御されるポンプ吐出流量Ｑ１は、
前記絞りに見合った流量に増大されている。しかもこの
場合、センタバイパス通路２８を通るバイパス流量Ｑ２
は、通路２８の開閉部開口面積に対応した一定流量にな
るように開閉弁３２を介して制御されている。この結果
、パイロット圧力およびポンプ吐出流量Ｑ１が一定とな
り、したがってシリンダ流量Ｑ３も一定に設定される。First, during the spool stroke of the center bypass type directional control valve 26, the discharge flow rate Q1 of the variable displacement pump 20 is:
At the same time as it is supplied to the cylinder 24 via the supply channel 22 (cylinder flow rate Q3), a part of it is supplied via the center bypass channel 30 to the center bypass channel 28, the on-off valve 32,
Bypassed to the pressure generator 36 (bypass flow rate Q2)
, is discharged to tank 40. By the way, during this spool stroke, the valve opening area of the on-off valve 32 is determined by the spool stroke position.
Since the bypass flow rate Q2 is reduced to a flow rate commensurate with the opening area of the opening/closing part, the pump discharge flow rate is controlled by the pilot pressure taken out from the pressure generator 36. Q1 is
The flow rate is increased to match the above-mentioned restriction. Moreover, in this case, the bypass flow rate Q2 passing through the center bypass passage 28
is controlled via the on-off valve 32 to maintain a constant flow rate corresponding to the opening area of the opening/closing portion of the passage 28. As a result, the pilot pressure and the pump discharge flow rate Q1 are constant, and therefore the cylinder flow rate Q3 is also set constant.
すなわち、シリンダ流量Ｑ３は、負荷圧に関係な（、ス
プールストローク位置に対応した一定流量に設定され、
負荷圧補償が達成される。That is, the cylinder flow rate Q3 is set to a constant flow rate that is related to the load pressure (corresponding to the spool stroke position,
Load pressure compensation is achieved.
なおこの場合、負荷Ｗの慣性力が大きいと、方向切換弁
２６を図において左方向へ操作した時にシリンダボート
内にキャビテーションが発生することがある。そこで、
この場合には、ポンプ吐出油が負荷の小さい側のシリン
ダポートに流れ込み、センタバイパス通路２８を流れる
バイパス流量Ｑ２が減少し、したがってパイロット圧力
が低下し、ポンプ吐出流量Ｑ１が増大する。この結果、
シリンダ流量Ｑ３が増大し、前記キャビテーションが有
効に抑制される。In this case, if the inertia of the load W is large, cavitation may occur within the cylinder boat when the directional control valve 26 is operated to the left in the figure. Therefore,
In this case, the pump discharge oil flows into the cylinder port on the side with a smaller load, the bypass flow rate Q2 flowing through the center bypass passage 28 decreases, the pilot pressure decreases, and the pump discharge flow rate Q1 increases. As a result,
The cylinder flow rate Q3 increases, and the cavitation is effectively suppressed.
次に、センタバイパス型方向切換弁２６のスプール中立
時には、ポンプ吐出流量Ｑ１は、その全量がバイパス流
量Ｑ２として、センタバイパス通路２８、開閉弁３２、
および圧力発生装置３６を通過してタンク４０へ排出さ
れる。この時、センタバイパス通路２８の開閉部開口面
積は最大に設定されている（したがって開閉弁３２の弁
開口面積も最大に設定されている）ので、バイパス流量
Ｑ２’も最大となり、したがってパイロット圧力が最大
となり、可変容量ポンプ２０の吐出流量Ｑ１は最小流量
に設定される。なお、この最小流量が、前述したように
、最大バイパス流量に相当する。Next, when the spool of the center bypass type directional switching valve 26 is in neutral, the entire pump discharge flow rate Q1 becomes the bypass flow rate Q2, and the center bypass passage 28, the on-off valve 32,
Then, it passes through the pressure generator 36 and is discharged to the tank 40. At this time, since the opening area of the opening/closing part of the center bypass passage 28 is set to the maximum (therefore, the opening area of the opening/closing valve 32 is also set to the maximum), the bypass flow rate Q2' is also maximum, and therefore the pilot pressure is The discharge flow rate Q1 of the variable displacement pump 20 is set to the minimum flow rate. Note that this minimum flow rate corresponds to the maximum bypass flow rate, as described above.
このように、本発明の制御回路においては、スプール中
立時にも最小のポンプ吐出流量が設定され、そしてこの
流量がバイパス流量としてバイパス通路に流されている
ので、ポンプ応答遅れが抑制されると共に、回路内にサ
ージ圧が発生してもこのサージ圧はバイパス通路で吸収
される。また、前述のキャビテーションの発生に対して
も、特に圧力発生装置の上流側にメイクアップ回路を設
けた場合には、前記発生の抑制がさらに効果的に発揮さ
れる。In this way, in the control circuit of the present invention, the minimum pump discharge flow rate is set even when the spool is neutral, and this flow rate is sent to the bypass passage as a bypass flow rate, so that the pump response delay is suppressed, and Even if surge pressure occurs in the circuit, this surge pressure is absorbed by the bypass passage. Furthermore, the occurrence of cavitation described above can be suppressed more effectively, especially when a make-up circuit is provided upstream of the pressure generating device.
また、本発明の制御回路は、ポンプ吐出流量がスプール
ストローク位置に対応して直接的に制御されるので、構
造が比較的簡単に構成される。Further, the control circuit of the present invention has a relatively simple structure because the pump discharge flow rate is directly controlled in accordance with the spool stroke position.
第３図に、本発明に係る制御回路の別の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment of the control circuit according to the present invention.
本実施例は、先の実施例において可変容量ポンプの流量
制御をポジティブ制御するよう構成したものである。In this embodiment, the flow rate control of the variable displacement pump in the previous embodiment is configured to be positively controlled.
すなわち、第３図において、パイロット信号発注手段は
パイロット信号圧力用ポンプ４２からなり、そのパイロ
ット信号によりセンタバイパス型方向切換弁２６を操作
すると共に、パイロット弁４４およびシャトル弁４６を
介してパイロット信号の最大ポンプ吐出流量制御用パイ
ロット信号を取出し、これにより可変容量ポンプ２０を
ポジティブ流量制御するよう構成されている。なお、図
中参照符号４８は低圧リリーフ弁を示す。本実施例にお
いても、制御回路の基本的な構成ならびに作用は前述の
実施例の場合と同一であり、同様な効果が達成される。That is, in FIG. 3, the pilot signal ordering means consists of a pilot signal pressure pump 42, which operates the center bypass type directional control valve 26 using the pilot signal, and also outputs the pilot signal via the pilot valve 44 and the shuttle valve 46. A pilot signal for controlling the maximum pump discharge flow rate is taken out, and the variable displacement pump 20 is thereby controlled to have a positive flow rate. Note that reference numeral 48 in the figure indicates a low pressure relief valve. In this embodiment as well, the basic configuration and operation of the control circuit are the same as in the previous embodiment, and similar effects can be achieved.
但し、ポンプ吐出流量をポジティブ制御するため、前述
のネガティブ制御に比較して、外部パイロット信号（パ
イロット信号圧力用ポンプ）を必要とするなどの不利は
免れない。However, since the pump discharge flow rate is positively controlled, it is disadvantageous compared to the above-mentioned negative control, such as requiring an external pilot signal (pilot signal pressure pump).
第４図に、本発明に係る制御回路のさらに別の実施例を
示す。本実施例は、第１図に示す第１の実施例において
センタバイパス型方向切換弁を多連弁（図においては２
個）２６゜２６で構成したものである。FIG. 4 shows yet another embodiment of the control circuit according to the present invention. This embodiment replaces the center bypass type directional control valve with a multiple valve (in the figure, two valves) in the first embodiment shown in FIG.
) 26°26.
本実施例においても、前記第１の実施例と同様の効果が
達成されるが、さらに多連弁からなる方向切換弁のメー
タリング特性を向上できる利点が併せ発揮される。すな
わち、従来、通常の多連弁構成においては、開閉弁３２
を有しないため、方向切換弁２６のセンタバイパス２８
のメータリング時におけるバイパス流量制御用の開閉部
開口面積は、比較的少ないバイパス流量を比較的高い負
荷圧力において制御する必要から、がなり小さい開口面
積に設定されている。この結果、従来の多連弁において
は、方向切換弁２６．２６を同時に操作すると、回路内
に急激な圧力および流量の変動を発生し、方向切換弁２
６゜２６のメータリング特性が損われるという欠点が、
基本的に存在していた。しかしながら、本発明の制御回
路においては、バイパス流量が開閉弁によって制御され
るため、メータリング時における前記開閉部開口面積を
比較的大きく設定することができる。したがって、方向
切換弁の同時操作時においても、前述のような圧力およ
び流量の変動が発生せず、メータリング特性が損われる
ことがない。In this embodiment as well, the same effects as in the first embodiment are achieved, but there is also the advantage that the metering characteristics of the directional control valve consisting of multiple valves can be improved. That is, conventionally, in a normal multiple valve configuration, the on-off valve 32
The center bypass 28 of the directional control valve 26
The opening area of the opening/closing part for bypass flow rate control during metering is set to a relatively small opening area because it is necessary to control a relatively small bypass flow rate at a relatively high load pressure. As a result, in conventional multiple valves, when the directional valves 26 and 26 are operated simultaneously, sudden pressure and flow fluctuations occur in the circuit, and the directional valves 26 and 26 are operated simultaneously.
The drawback is that the metering characteristics of 6°26 are impaired.
basically existed. However, in the control circuit of the present invention, since the bypass flow rate is controlled by the on-off valve, the opening area of the on-off part during metering can be set relatively large. Therefore, even when the directional control valves are operated simultaneously, the pressure and flow rate fluctuations described above do not occur, and the metering characteristics are not impaired.
第５図に、本発明に係る制御回路のさらに別の実施例を
示す。本実施例は、第１図ないし第４図に示す実施例に
おいて、流量調整弁を開閉弁に代えて差圧発生用の可変
絞りを有する圧力補償付流量調整弁で構成すると共に、
前記可変絞りの開度を外部信号により制御するよう構成
したものである。FIG. 5 shows yet another embodiment of the control circuit according to the present invention. In this embodiment, in place of the on-off valve in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the flow regulating valve is constructed with a pressure-compensated flow regulating valve having a variable throttle for generating a pressure difference.
The opening of the variable diaphragm is controlled by an external signal.
すなわち、第５図において、流量調整弁５０は下流側に
圧力補償弁５２を備えた可変絞り弁５４から形成され、
その受圧部に絞り開度操作装置５６あるいは方向切換弁
操作装置５８からの操作信号が印加されるよう構成され
ている。なお、図中、参照符号６０は操作信号５６ある
いは５８を駆動する操作圧油供給ポンプを、参照符号６
２は回路内圧力の異常上昇を防止するリリーフ弁を、ま
た参照符号６４はシャトル弁をそれぞれ示す。That is, in FIG. 5, the flow rate adjustment valve 50 is formed of a variable throttle valve 54 equipped with a pressure compensation valve 52 on the downstream side,
It is configured such that an operating signal from the throttle opening operating device 56 or the directional switching valve operating device 58 is applied to the pressure receiving portion. In the figure, reference numeral 60 indicates an operating pressure oil supply pump that drives the operating signal 56 or 58.
Reference numeral 2 indicates a relief valve for preventing an abnormal increase in pressure within the circuit, and reference numeral 64 indicates a shuttle valve.
本実施例においても、前述の実施例の場合と同様な作用
および効果が達成されていることは明らかであるが、以
下簡単に説明する。It is clear that the present embodiment also achieves the same functions and effects as those of the above-mentioned embodiments, but they will be briefly explained below.
例えば、方向切換弁操作装置５８を介して可変絞り弁５
４を操作すると、可変絞り弁５４の可変絞り部は、同じ
く方向切換弁操作装置５８を介して操作される方向切換
弁２６の開閉部開口面積に対応して制御および調整され
る。したがって、シリンダ（アクチュエータ）に供給さ
れる圧油量は、アクチュエータの負荷圧に関係なく、方
向切換弁のスプールストローク位置に対応した一定流量
に設定される。For example, the variable throttle valve 5
4, the variable throttle portion of the variable throttle valve 54 is controlled and adjusted in accordance with the opening area of the opening/closing portion of the directional control valve 26, which is also operated via the directional control valve operating device 58. Therefore, the amount of pressure oil supplied to the cylinder (actuator) is set to a constant flow rate corresponding to the spool stroke position of the directional control valve, regardless of the load pressure of the actuator.
また、本実施例の方向切換弁２６は多連弁（２個）で構
成されているが、前記方向切換弁２６はセンタバイパス
型に構成されており、かつ回路内には流量調整弁５０が
設けられているので、方向切換弁２６．２６は同時に操
作しても、回路内に急激な圧力および流量の変動が発生
することがなく、シたがって、メータリング特性が損わ
れることはない。Further, the directional switching valve 26 of this embodiment is composed of multiple valves (two valves), but the directional switching valve 26 is constructed as a center bypass type, and a flow rate regulating valve 50 is provided in the circuit. Since they are provided, simultaneous operation of the directional valves 26, 26 will not cause sudden pressure and flow fluctuations in the circuit, and therefore the metering characteristics will not be impaired.
第６図に、本発明に係る制御回路のさらに別の実施例を
示す。本実施例は、第５図に示す実施例において流量調
整弁を可変ばね荷重手段を有する圧力補償付流量調整弁
で構成したものである。FIG. 6 shows yet another embodiment of the control circuit according to the present invention. In this embodiment, the flow regulating valve in the embodiment shown in FIG. 5 is constructed by a pressure compensated flow regulating valve having variable spring loading means.
すなわち、第６図において、流量調整弁７０は可変ばね
荷重手段７２を備えた圧力補償弁７８から構成されてい
る。なお、本実施例においては、前記可変ばね荷重手段
７２は両ばね７６ａ、７６ｂ間にピストン７４を介在し
て構成されており、また、センタバイパス流路３０には
固定絞り８０が挿入されている。このような構成におい
て、流量調整弁７０の圧力補償弁７８は、方向切換弁操
作装置５８を介して方向切換弁２６に対応して操作され
、これにより、圧力補償弁７８は、可変ばね荷重手段７
２を介してその開度を方向切換弁２６のセンタバイパス
通路２８の開閉部開口面積に対応するよう制御される。That is, in FIG. 6, the flow regulating valve 70 is comprised of a pressure compensating valve 78 equipped with variable spring loading means 72. In this embodiment, the variable spring load means 72 is configured with a piston 74 interposed between both springs 76a and 76b, and a fixed throttle 80 is inserted into the center bypass flow path 30. . In such a configuration, the pressure compensating valve 78 of the flow regulating valve 70 is operated correspondingly to the directional valve 26 via the directional valve operating device 58, whereby the pressure compensating valve 78 is operated by the variable spring loading means. 7
2, its opening degree is controlled to correspond to the opening area of the opening/closing portion of the center bypass passage 28 of the directional control valve 26.
したがって、本実施例においても、第５図に示す実施例
の場合と同様な作用および効果が達成されることは明ら
かであるので、これ以上の詳細な説明は省略する。Therefore, it is clear that the same functions and effects as in the embodiment shown in FIG. 5 can be achieved in this embodiment as well, and therefore, further detailed explanation will be omitted.
以上、本発明を好適な実施例につき説明したが、本発明
はこれら実施例に限定されることなく、その発明の精神
を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and many design changes can be made without departing from the spirit of the invention.
以上説明したように、本発明に係る負荷圧補償ポンプ吐
出流量制御回路は、方向切換弁をセンタバイパス型に構
成し、かつこのセンタバイパス通路を通過するバイパス
流量を、スプールストローク時には、流量調整弁を介し
て、スプールストローク位置に対応した一定流量に制御
すると共に、スプール中立時においても所定の最小流量
に設定するよう構成したので、ポンプ吐出流量およびア
クチュエータ供給流量を、アクチュエータの負荷圧に関
係なく、スプールストローク位置に対応した一定流量に
設定することができる。すなわち、負荷圧補償を確実に
達成することができる。As explained above, the load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to the present invention has a directional control valve configured as a center bypass type, and the bypass flow rate passing through the center bypass passage is controlled by the flow rate adjustment valve during the spool stroke. , the flow rate is controlled to a constant flow rate corresponding to the spool stroke position, and the flow rate is set to a predetermined minimum flow rate even when the spool is neutral, so the pump discharge flow rate and actuator supply flow rate can be controlled regardless of the load pressure of the actuator. , it is possible to set a constant flow rate corresponding to the spool stroke position. That is, load pressure compensation can be achieved reliably.
さらに、キャビテーションならびにサージ圧の発生を抑
制できる共にポンプの応答遅れを抑制することができ、
かつ、装置を比較的４゜
簡単な構造に構成することができる。Furthermore, it is possible to suppress the generation of cavitation and surge pressure, as well as suppress the response delay of the pump.
Moreover, the device can be constructed with a relatively simple structure of 4 degrees.
第１図は本発明に係る負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回
路の一実施例を示す油圧回路図、第２図は第１図に示す
制御回路におけるバイパス開口面積と流量との関係を説
明するグラフ、第３図ないし第６図は本発明に係る負荷
圧補償ポンプ吐出流量制御回路のそれぞれ別の実施例を
示す油圧回路図、第７図は従来の負荷圧補償ポンプ吐出
流量制御回路を示す油圧回路図である。
２０・・・可変容量ポンプ
２２・・・供給流路
２４・・・シリンダ
２６・・・センタバイパス型方向切換弁２８・・・セン
タバイパス通路
３０・・・センタバイパス流路
３２・・・流量調整弁（開閉弁）
３４・・・圧縮ばね
３
６・・・パイロット信号発生手段
（圧力発生装置）
８・・・メインリリーフ弁
０・・・タンク
２・・・パイロット信号圧力用ポンプ
４・・・パイロット弁
６・・・シャトル弁
８・・・低圧リリーフ弁
０・・・流量調整弁（可変絞り流量調整弁）２・・・圧
力補償弁
４・・・可変絞り弁
６・・・絞り開度操作装置
８・・・方向切換弁操作装置
０・・・操作圧油供給ポンプ
２ ・・・ リ リ − フ 弁４・・・シャト
ル弁
０・・・流量調整弁
（可変ばね荷重流量調整弁）
２・・・可変ばね荷重手段
７４・・・ピストン
７６ａ、７６ｂ−・・ばね
７８・・・圧力補償弁
８０・・・固定絞り
ＦＩＧ、２FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a graph explaining the relationship between the bypass opening area and the flow rate in the control circuit shown in FIG. 1. , FIGS. 3 to 6 are hydraulic circuit diagrams showing different embodiments of the load pressure compensation pump discharge flow rate control circuit according to the present invention, and FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing a conventional load pressure compensation pump discharge flow rate control circuit. It is a circuit diagram. 20... Variable capacity pump 22... Supply channel 24... Cylinder 26... Center bypass type directional switching valve 28... Center bypass passage 30... Center bypass channel 32... Flow rate adjustment Valve (on/off valve) 34... Compression spring 3 6... Pilot signal generating means (pressure generator) 8... Main relief valve 0... Tank 2... Pilot signal pressure pump 4... Pilot valve 6... Shuttle valve 8... Low pressure relief valve 0... Flow rate adjustment valve (variable throttle flow rate adjustment valve) 2... Pressure compensation valve 4... Variable throttle valve 6... Throttle opening degree Operating device 8... Directional switching valve operating device 0... Operating pressure oil supply pump 2... Relief valve 4... Shuttle valve 0... Flow rate adjustment valve (variable spring load flow rate adjustment valve) 2... Variable spring load means 74... Pistons 76a, 76b... Spring 78... Pressure compensation valve 80... Fixed throttle FIG, 2
Claims (8)
によりアクチュエータの駆動方向を切換えるセンタバイ
パス型方向切換弁と、このセンタバイパス型方向切換弁
のセンタバイパス通路の下流側に設けられセンタバイパ
ス流量を制御する流量調整弁と、この流量調整弁の下流
側に設けられ前記可変容量ポンプの吐出流量を制御する
パイロット信号発生手段とからなり、 前記流量調整弁を、前記センタバイパス型方向切換弁の
センタバイパス通路の開閉部開口面積に対応して制御さ
れるよう設定すると共に、 前記パイロット信号発生手段から取出されるパイロット
信号を、前記可変容量ポンプの吐出流量が前記センタバ
イパス型方向切換弁のスプール中立時において最小とな
るよう設定することを特徴とする負荷圧補償ポンプ吐出
流量制御回路。(1) A variable displacement pump, a center bypass type directional control valve that switches the drive direction of the actuator using oil discharged from the variable displacement pump, and a center bypass flow rate provided downstream of the center bypass passage of the center bypass type directional control valve. and a pilot signal generation means provided downstream of the flow rate adjustment valve to control the discharge flow rate of the variable displacement pump, and the flow rate adjustment valve is connected to the center bypass type directional control valve. The control is set to correspond to the opening area of the opening/closing part of the center bypass passage, and the discharge flow rate of the variable displacement pump is set to be controlled according to the opening area of the opening/closing part of the center bypass passage, and the discharge flow rate of the variable displacement pump is set to be controlled according to the opening area of the opening/closing part of the center bypass passage. A load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit, characterized in that the load pressure compensation pump discharge flow rate is set to a minimum value in a neutral state.
をセンタバイパス型方向切換弁のセンタバイパス通路の
上流側圧力と下流側圧力との差圧および圧縮ばねの付勢
力により制御する請求項１記載の負荷圧補償ポンプ吐出
流量制御回路。(2) The flow rate adjustment valve consists of an on-off valve, and the opening degree of this on-off valve is controlled by the differential pressure between the upstream side pressure and the downstream side pressure of the center bypass passage of the center bypass type directional switching valve and the biasing force of a compression spring. The load pressure compensation pump discharge flow rate control circuit according to claim 1.
補償付流量調整弁からなり、前記可変絞りの開度を外部
信号により制御する請求項１記載の負荷圧補償ポンプ吐
出流量制御回路。(3) The load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to claim 1, wherein the flow rate regulating valve is a pressure compensated flow rate regulating valve having a variable throttle for generating a pressure difference, and the opening degree of the variable throttle is controlled by an external signal. .
イパス型方向切換弁の切換弁操作信号である請求項３記
載の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。(4) The load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to claim 3, wherein the external signal for controlling the opening degree of the variable throttle is a switching valve operation signal of a center bypass type directional switching valve.
する圧力補償付流量調整弁からなり、前記可変ばね荷重
手段のばね荷重を外部信号により制御する請求項１記載
の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。(5) The load pressure compensating pump according to claim 1, wherein the flow rate regulating valve comprises a flow rate regulating valve with pressure compensation having variable spring loading means for generating a pressure difference, and the spring load of the variable spring loading means is controlled by an external signal. Discharge flow rate control circuit.
は、センタバイパス型方向切換弁の切換弁操作信号であ
る請求項５記載の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。(6) The load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit according to claim 5, wherein the external signal for adjusting the spring load of the variable spring load means is a switching valve operation signal of a center bypass type directional switching valve.
、この圧力発生装置の上流側からパイロット信号を取出
して可変容量ポンプをネガティブ流量制御する請求項１
記載の負荷圧補償ポンプ吐出流量制御回路。(7) Claim 1 wherein the pilot signal generating means comprises a pressure generating device, and the pilot signal is extracted from the upstream side of the pressure generating device to control the variable displacement pump in a negative flow rate.
The load pressure compensation pump discharge flow control circuit described.
ポンプ装置からなり、このポンプ装置から取出されるパ
イロット信号によりセンタバイパス型方向切換弁を操作
すると共に、パイロット信号の最大ポンプ吐出流量制御
用パイロット信号を取出して可変容量ポンプをポジティ
ブ流量制御する請求項１記載の負荷圧補償ポンプ吐出流
量制御回路。(8) The pilot signal generating means consists of a pilot signal pressure pump device, which operates the center bypass type directional control valve with the pilot signal taken out from this pump device, and also generates a pilot signal for controlling the maximum pump discharge flow rate of the pilot signal. 2. The load pressure compensating pump discharge flow control circuit according to claim 1, wherein the load pressure compensating pump discharge flow rate control circuit is configured to perform positive flow control of the variable displacement pump.
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