JPH05164104A - 油圧ポンプの流量制御信号回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の油圧回路では、操作レバーをフルストロ
ーク操作するとき、アクチュエータの始動時のショック
が大きく、油圧ポンプはキャビテーション現象を起しや
すい。本発明はこれらの問題を解決する油圧ポンプの流
量制御信号回路を提供することを目的とする。 【構成】本発明はポンプのネガティブ制御圧の立下りが
速いことによる不具合を防止するため、ネガティブ制御
信号圧の発生元であるコントロール弁２内の大きい絞り
５の上流側から分岐するパイロット流路１０に小さな絞
り６とコントロール弁２から油圧ポンプに向かう方向を
フリーフローとしたチェック弁７とを並列に組合せて構
成したスローリターン弁１９を挿入・設置することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧ショベルの油圧ポン
プに適用される流量制御信号回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３および図４は従来の油圧ショベルの
油圧ポンプ流量制御信号回路に関係する技術を示す。図
３において方向制御弁３が各アクチュエータ（図示省
略）を駆動しない位置すなわち中立の位置Ｎにある時は
可変容量油圧ポンプ１はアンロード状態にあり、その吐
出油はコントロール弁２のセンタバイパス通路９を通
り、次いで大きい絞り５を通って流路１８を経てタンク
８に還る。アクチュエータ（図示省略）を動かすため図
４の操作レバー１５をフルストローク操作すると、信号
圧Ａは信号油路１６及び１３を経てコントロール弁２に
伝わり方向制御弁３をＤ位置にシフトする。この時セン
タバイパス通路９は閉じられ可変容量油圧ポンプ１の吐
出油は方向制御弁３を経てアクチュエータ（図示省略）
への流路に向けられ、アクチュエータの負荷に応じた吐
出圧力となって可変容量油圧ポンプ１はオンロード状態
になる。

【０００３】前記のことより可変容量油圧ポンプ１のア
ンロード状態ではコントロール弁２におけるセンタバイ
パス通路９の終端に設けてある大きい絞り５の上流側に
は大きい絞り５を吐出油が通ることによる抵抗圧力が発
生し、これを信号圧力としてパイロット流路１０を通し
て可変容量油圧ポンプ１のネガティブ制御部１１に導
き、これにより可変容量油圧ポンプ１の吐出油量は最小
に抑えられ、吐出圧力は前記アンロード状態の大きい絞
り５での信号圧力に吐出油のコントロール弁２内でのセ
ンタバイパス通路９の流路抵抗が加わった程度の低いレ
ベルになる。

【０００４】又、可変容量油圧ポンプ１のオンロード状
態ではコントロール弁２内のセンタバイパス通路９の流
量はゼロになり、従って大きい絞り５の上流側の圧力は
ゼロとなるので、可変容量油圧ポンプ１のネガティブ制
御部１１に作用していた信号圧力はパイロット流路１
０、大きい絞り５、流路１８を通じてタンク８へ抜け
る。これにより可変容量油圧ポンプ１はネガティブ制御
から馬力制御の状態にかわり、可変容量油圧ポンプ１の
吐出圧力はアクチュエータ（図示省略）の負荷圧力に応
じたレベルになり吐出流量Ｑは吐出圧力Ｐに対して設定
された流量〜圧力特性（Ｐ−Ｑ特性）に従って変化す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれかのアクチュエ
ータ（図示省略）を動かすために図４の操作レバー１５
をフルストローク操作した時、前記のように可変容量油
圧ポンプ１はネガティブ制御から馬力制御の状態に移
る。その際の油圧ポンプ１のネガティブ制御圧およびポ
ンプ流量の変化の様子は図２の（１）に示すようにな
る。すなわち従来回路ではレバー操作の時間経過に対す
るネガティブ制御圧及びポンプ流量の変化は共に速く、
ポンプ流量の増加方向へ立上がりが速い。そのためアク
チュエータは始動時のショックが大きく、また油圧ポン
プは吸込ポート近傍でのキャビテーション現象を起こし
易くなるという問題がある。本発明はこれらの問題を解
決する流量制御信号回路を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 （第一の手段）

【０００７】本発明に係る油圧ポンプの流量制御信号回
路は、油圧ポンプ１とコントロール弁２とタンク８から
なる油圧回路において、前記油圧ポンプ１はネガティブ
制御部１１と馬力制御部１２を具備し、ネガティブ制御
部１１は、スローリターン弁１９の小さな絞り６からパ
イロット流路１０を経てネガティブ制御圧を入力し、馬
力制御部１２は油圧ポンプ１の吐出部から制御信号を入
力し、前記コントロール弁２は方向制御弁３と大きい絞
り５とスローリターン弁１９を具備し、方向制御弁３は
操作レバー１５からの信号（Ａ，Ｂ）により制御され、
油圧ポンプ１から入力した油をアクチュエータ又はセン
タバイパス通路９へ入力し、大きい絞り５はコントロー
ル弁２のセンタバイパス通路９からの油をタンク８に導
き、コントロール弁２内の大きい絞り５の上流側から分
岐したパイロット流路１０に挿入したスローリターン弁
１９は、小さな絞り６とチェック弁７を並列に配置して
構成され、前記チェック弁７はコントロール弁２から油
圧ポンプ１に向かう方向をフリーフローとし、前記小さ
な絞り６は大きい絞り５の上流側のネガティブ制御圧を
パイロット流路１０を経て、油圧ポンプ１のネガティブ
制御部１１に作用させることを特徴とする。 （第二の手段）

【０００８】本発明に係る油圧ポンプの流量制御信号回
路は、第一の手段において、スローリターン弁１９は、
小さな絞り６とチェック弁７を並列に配置して構成さ
れ、前記チェック弁７はコントロール弁２から油圧ポン
プ１に向かう方向をフリーフローとし、前記小さな絞り
６は大きい絞り５の上流側のネガティブ制御圧を前記チ
エック弁７と共にパイロット流路１０を経て、油圧ポン
プ１のネガティブ制御部１１に作用させると共に、上流
側の方向制御弁３の切り換えによりセンタバイパス通路
９が閉止され大きい絞り５の上流側分岐点２０へ油圧ポ
ンプ１の吐出油が供給されなくなったときに、前記小さ
な絞り６によりパイロット流路１０の圧力の急激な降下
を防止させることを特徴とする。

【０００９】

【作用】アクチュエータを駆動すべく方向制御弁３を中
立位置ＮからＣまたはＤ位置にシフトするとコントロー
ル弁２のバイパス通路９の流量は阻止されるので、大き
い絞り５の上流側のネガティブ制御圧がゼロまで下がり
油圧ポンプ１はネガティブ制御から馬力制御の状態に移
る。

【００１０】本発明回路でのスローリターン弁１９は油
圧ポンプ１がネガティブ制御から馬力制御へ移る際、即
ち油圧ポンプ１がオンロードになる時、図２の（１）に
示すネガティブ制御圧の急激なゼロへの変化を抑える働
きをする。即ち油圧ポンプ１のネガティブ制御圧はパイ
ロット流路１０内の圧縮された油をスローリターン弁１
９のコントロールフロー機能により徐々に解放をする小
さな絞り６を経ることとなり、ネガティブ制御圧は従来
の回路に比べて緩やかに低下する。

【００１１】油圧ポンプ１のアンロード状態ではコント
ロール弁２のセンタバイパス通路９が開き、大きい絞り
５の上流側にはネガティブ制御圧が発生するが、スロー
リターン弁１９のチェック弁７は大きい絞り５の上流側
からネガティブ制御方向に対してはフリーフローになっ
ており、前記ネガティブ制御圧は従来のものと同じく早
い立上がりで油圧ポンプ１に作用する。

【００１２】それらの結果、本発明では図２の（２）に
示す如くネガティブ制御圧は油圧ポンプ１がアンロード
からオンロードへ移行する時は緩やかに降下し油圧ポン
プ吐出流量は緩やかに増加する。逆に油圧ポンプ１がオ
ンロードからアンロードへ移行する時は従来のものと変
わらずネガティブ制御圧は早く立上がり油圧ポンプもネ
ガティブ流量（最小流量）レベルに早く下がる。

【００１３】

【実施例】図１および図４により本発明の油圧ショベル
における実施例を説明する。図３の従来の回路に対し図
１に示すように本発明では新規にスローリターン弁１９
を次ぎのように付加する。

【００１４】コントロール弁２内の大きい絞り５の上流
側におけるパイロット流路１０の分岐点２０の下流側
に、前記パイロット流路１０にスローリターン弁１９を
挿入する。スローリターン弁１９は小さな絞り６とチェ
ック弁７からなり、チェック弁７はコントロール弁２か
ら油圧ポンプ１に向かう方向をフリーフローとし小さな
絞り６とを並列に組合せて構成する。

【００１５】可変容量油圧ポンプ１のアンロード状態で
は大きい絞り５の上流側のネガティブ制御圧は前記スロ
ーリターン弁１９を通してパイロット流路１０を経て可
変容量油圧ポンプ１のネガティブ制御部１１に作用し吐
出流量を最小に抑える。

【００１６】アクチュエータ（図示省略）を駆動すべく
操作レバー１５をフルストローク操作し、方向制御弁３
を中立位置ＮからＣ又はＤの位置にシフトすると、コン
トロール弁２のセンタバイパス通路９の流量はゼロとな
る。その結果大きい絞り５の上流側分岐点２０の信号圧
は急速にゼロまで下がる。この時可変容量油圧ポンプ１
のネガティブ制御部１１に作用している、ある規定圧の
ネガティブ制御圧はスローリターン弁１９のチェック弁
７により流れを閉塞されるため、小さな絞り６を通り、
分岐点２０から大きい絞り５と流路１８を経てタンク８
につながるので、前記小さな絞り６の絞り効果によりゼ
ロまで緩やかに下がる。このことにより可変容量油圧ポ
ンプ１の斜板も緩やかに立ち上がって吐出流量を増加さ
せる。そして可変容量油圧ポンプ１の吐出油は方向制御
弁３を通してアクチュエータ（図示省略）に流れ、図２
の（２）に示すように本発明の場合には操作レバー１５
をフルストローク（１００％）操作しても、可変容量油
圧ポンプ１のネガティブ制御部１１に作用するネガティ
ブ制御圧は規定圧から緩やかに変化してゼロになる。そ
の結果可変容量油圧ポンプ１のネガティブ制御から馬力
制御への移行、即ち吐出流量の増加も時間経過に対して
緩やかに変化する。

【００１７】次いで操作レバー１５をフルストローク
（１００％）からゼロに戻す時、方向制御弁３はＣまた
はＤ位置から中立位置Ｎへシフトする。これによりコン
トロール弁２のセンタバイパス通路９が開き、可変容量
油圧ポンプ１の吐出流量がセンタバイパス通路９を流れ
るようになり、前記同様大きい絞り５の上流側に信号圧
力が発生する。スローリターン弁１９のチェック弁７は
コントロール弁２からポンプ１のネガティブ制御部１１
の方向にフリーフローとなっているため前記信号圧力は
抵抗なくネガティブ制御部１１に伝わる。従って本発明
の場合には図２の（２）に示すように操作レバー１５の
フルストローク（１００％）からゼロまでの戻りに対し
てネガティブ制御圧はゼロから規定圧まで急速に立上が
る。従って可変容量油圧ポンプ１も馬力制御からネガテ
ィブ制御の状態へ、即ち吐出流量の大きい状態から最小
流量の状態へ速やかに下がる。操作レバー１５のフルス
トロークからゼロまでの操作に対する変化は、図２の
（２）及び（１）に示すように本発明のものと従来のも
のとは全く同じである。

【００１８】本発明は大きい絞り５の上流に発生する信
号圧（ネガティブ制御圧）をパイロット流路１０を通し
て可変容量油圧ポンプ１のネガティブ制御部１１に作用
させるのに、スローリターン弁１９の機能を、油圧ポン
プ１からコントロール弁２への方向の流れは絞り効果の
あるコントロールフローとなるようにし、その逆方向の
流れはフリーフローとなるように用いたものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００２０】（１）図２の（２）に示すように操作レバ
ーをフルストローク（１００％）操作のままＯＦＦから
ＯＮにした場合、油圧ポンプのネガティブ制御圧の規定
圧からゼロに至る変化が緩和される。

【００２１】（２）そのためアンロード時の最小流量か
らオンロードの大流量に移る油圧ポンプ流量の時間的変
化も従来の技術すなわち図２の（１）と比べても大いに
緩和される。 （３）それらの結果、アクチュエータ始動時のショック
が緩和され、また油圧ポンプの吸入ポートでのキャビテ
ィーションも起きにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る油圧ショベルにおける油
圧ポンプ流量制御信号回路を示す図。

【図２】レバー操作に対する油圧ポンプの制御圧、流量
変化のダイヤグラム（従来技術と本発明の比較）。

【図３】従来の油圧ショベルにおける油圧ポンプ流量制
御信号回路を示す図。

【図４】操作レバーの部分図。

【符号の説明】

１…可変容量油圧ポンプ、２…コントロール弁、３…方
向制御弁、４…リリーフ弁、５…大きい絞り、６…小さ
な絞り、７…チェック弁、８…タンク、９…センタバイ
パス通路、１０…パイロット流路、１１…ネガティブ制
御部、１２…馬力制御部、１３…信号流路、１４…信号
流路、１５…操作レバー、１６…信号流路、１７…信号
流路、１８…流路、１９…スローリターン弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプ（１）とコントロール弁
   （２）とタンク（８）からなる油圧回路において、前記
   油圧ポンプ（１）はネガティブ制御部（１１）と馬力制
   御部（１２）を具備し、ネガティブ制御部（１１）はス
   ローリターン弁（１９）の小さな絞り（６）およびチエ
   ック弁（７）からパイロット流路（１０）を経てネガテ
   ィブ制御圧を入力し、馬力制御部（１２）は油圧ポンプ
   （１）の吐出部から制御信号を入力し、前記コントロー
   ル弁（２）は方向制御弁（３）と大きい絞り（５）とス
   ローリターン弁（１９）を具備し、方向制御弁（３）は
   操作レバー（１５）からの信号（Ａ，Ｂ）により制御さ
   れ、油圧ポンプ（１）から入力した油をアクチュエータ
   又はセンタバイパス通路（９）へ出力し、大きい絞り
   （５）はコントロール弁（２）のセンタバイパス通路
   （９）からの油をタンク（８）に導き、コントロール弁
   （２）内の大きい絞り（５）の上流側から分岐したパイ
   ロット流路（１０）に挿入したスローリターン弁（１
   ９）は、小さな絞り（６）とチェック弁（７）を並列に
   配置して構成され、前記チェック弁（７）はコントロー
   ル弁（２）から油圧ポンプ（１）に向かう方向をフリー
   フローとし、前記小さな絞り（６）は大きい絞り（５）
   の上流側のネガティブ制御圧を前記チエック弁（７）と
   共にパイロット流路（１０）を経て、油圧ポンプ（１）
   のネガティブ制御部（１１）に作用させることを特徴と
   する油圧ポンプの流量制御信号回路。
2. 【請求項２】 スローリターン弁（１９）は、小さな絞
   り（６）とチェック弁（７）を並列に配置して構成さ
   れ、前記チェック弁（７）はコントロール弁（２）から
   油圧ポンプ（１）に向かう方向をフリーフローとし、前
   記小さな絞り（６）は大きい絞り（５）の上流側のネガ
   ティブ制御圧を前記チエック弁（７）と共にパイロット
   流路（１０）を経て、油圧ポンプ（１）のネガティブ制
   御部（１１）に作用させると共に、上流側の方向制御弁
   （３）の切り換えによりセンタバイパス通路（９）が閉
   止され大きい絞り（５）の上流側分岐点（２０）へ油圧
   ポンプ（１）の吐出油が供給されなくなったときに、前
   記小さな絞り（６）によりパイロット流路（１０）の圧
   力の急激な降下を防止させることを特徴とする請求項１
   記載の油圧ポンプの流量制御信号回路。