JPH0526204A - Hydraulic driving device - Google Patents
Hydraulic driving deviceInfo
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- JPH0526204A JPH0526204A JP17631291A JP17631291A JPH0526204A JP H0526204 A JPH0526204 A JP H0526204A JP 17631291 A JP17631291 A JP 17631291A JP 17631291 A JP17631291 A JP 17631291A JP H0526204 A JPH0526204 A JP H0526204A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、建設機械等の油圧駆動
装置に係り、殊にこのような回路における複合操作性な
らびに省エネ性の向上に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic drive system for construction machines and the like, and more particularly to improvement of combined operability and energy saving in such a circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械は、例えばバ
ケット、ブーム、アーム等の操作用或いは走行用等の各
種アクチュエータを備え、これらのアクチュエータは、
それぞれ方向切換弁を介して供給される油圧ポンプ（好
ましくは可変容量ポンプ）からの圧油によって駆動され
るように構成されている。ところで、このような油圧作
業回路において、個々のアクチュエータの必要圧油量の
合計が油圧ポンプの吐出容量を超過すると、各アクチュ
エータへの油量の分配が良好に行われず、いわゆるアク
チュエータの複合操作性を低下させる。このため、この
ような問題点を解決するものとして、例えば特開昭６０
−１１７０６号に開示されるような技術が知られてい
る。これによれば、ポンプと各方向切換弁との間にそれ
ぞれ補助弁を設け、アクチュエータの同時操作時には低
負荷側のアクチュエータの開度を制限することにより、
アクチュエータの複合操作性を向上するよう構成されて
いる。しかしながら、前記技術においては、補助弁がポ
ンプと方向切換弁の間に設けられていることから、アク
チュエータの複合操作時に例えばキャビテーションが発
生する等の難点があった。そこで、本出願人は先に新規
な技術を開発し特許出願を行った（特願平２−２３１９
３６号）。以下これについて簡単に説明する。2. Description of the Related Art Construction machines such as hydraulic excavators are provided with various actuators for operating buckets, booms, arms, etc. or for traveling, and these actuators are
Each of them is configured to be driven by pressure oil from a hydraulic pump (preferably a variable displacement pump) supplied via a direction switching valve. By the way, in such a hydraulic working circuit, when the sum of the required pressure oil amounts of the individual actuators exceeds the discharge capacity of the hydraulic pump, the oil amount is not well distributed to the respective actuators, so-called combined operability of the actuators. Lower. Therefore, as a means for solving such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60
The technology as disclosed in No. -11706 is known. According to this, an auxiliary valve is provided between the pump and each directional switching valve, and the opening degree of the actuator on the low load side is limited when the actuators are simultaneously operated,
It is configured to improve the combined operability of the actuator. However, in the above technique, since the auxiliary valve is provided between the pump and the direction switching valve, there is a drawback that cavitation occurs during composite operation of the actuators. Therefore, the present applicant previously developed a new technology and applied for a patent (Japanese Patent Application No. 2-2319).
36). This will be briefly described below.
【０００３】図６において、油圧駆動回路は、基本的に
は、吐出流量制御手段１０を有する可変容量ポンプ１２
からの吐出油が、吐出ライン１４を通り、次いでそれぞ
れ分岐吐出ライン１６，１８、チェック弁２０，２２、
方向切換弁２４，２６、一方のアクチュエータライン例
えば２８ａ，３０ａ、アクチュエータ３２，３４、他方
のアクチュエータライン２８ｂ，３０ｂ、タンクライン
３６，３８を通り、そしてタンクライン４０からタンク
４２へ排出されるよう構成されている。しかるに、本技
術においては、各方向切換弁２４，２６にはそれぞれの
シリンダポートの圧力を検出する負荷圧力検出手段−単
位信号圧力ライン４４，４６と、これら負荷圧力の中の
最高圧力を最高信号圧力として選択する最高圧力選択手
段−チェック弁４８，４８および最高信号圧力ライン５
０とが設けられると共に、各タンクライン３６，３８に
はそれぞれ補助弁５２，５４が設けられ、そしてこれら
各補助弁には各方向切換弁の単位信号圧力ライン（負荷
圧力）４４，４６とばね５２ａ，５４ａ圧とが開方向に
最高信号圧力ライン５０が閉方向に印加される（以上の
構成を、以下便宜上、複合操作装置５６と称する）。更
に、吐出ライン１４とタンク４２との間をバイパスする
バイパスライン５８には圧力補償付流量制御弁６０と圧
力発生手段６２とが設けられ、制御弁６０には最高信号
圧力ライン５０が印加されると共に、圧力発生手段６２
の上流側圧力が制御ライン６４を介して吐出流量制御手
段１０に印加される（以上の構成を、以下便宜上、ポン
プ吐出流量制御装置６６と称する）よう構成されてい
る。In FIG. 6, the hydraulic drive circuit basically has a variable displacement pump 12 having a discharge flow rate control means 10.
The discharge oil from the oil passes through the discharge line 14, and then the branch discharge lines 16 and 18, the check valves 20 and 22, respectively.
The directional control valves 24 and 26, one actuator line such as 28a and 30a, actuators 32 and 34, the other actuator lines 28b and 30b, tank lines 36 and 38, and a tank line 40 to a tank 42. Has been done. However, in the present technology, the load pressure detecting means-unit signal pressure lines 44 and 46 for detecting the pressures of the respective cylinder ports are provided in the respective directional control valves 24 and 26, and the highest pressure among these load pressures is the highest signal. Maximum pressure selection means for selecting pressure-check valves 48, 48 and maximum signal pressure line 5
0, and each tank line 36, 38 is provided with an auxiliary valve 52, 54, respectively, and each auxiliary valve has a unit signal pressure line (load pressure) 44, 46 of each directional control valve and a spring. The pressures 52a and 54a are applied in the opening direction and the maximum signal pressure line 50 is applied in the closing direction (the above configuration is hereinafter referred to as a compound operation device 56 for convenience). Further, a bypass line 58 that bypasses between the discharge line 14 and the tank 42 is provided with a flow control valve 60 with pressure compensation and a pressure generating means 62, and the maximum signal pressure line 50 is applied to the control valve 60. Together with the pressure generating means 62
Is applied to the discharge flow rate control means 10 via the control line 64 (the above configuration is hereinafter referred to as a pump discharge flow rate control device 66 for convenience).
【０００４】そして、このような構成によれば、両アク
チュエータ３２，３４を同時駆動すべく両方向切換弁２
４，２６を同時に作動すると、そしてこの場合アクチュ
エータ３２の負荷圧が小さいとすると、ポンプ１２から
の圧油は方向切換弁２４を通りアクチュエータ３２側へ
のみ流れようとし、これにより方向切換弁２４のシリン
ダポート圧、すなわち単位信号圧力ライン４４内の圧力
が低下する。しかるに、方向切換弁２６においては圧油
は流動されないので、単位信号圧力ライン４６内の圧力
は一定に、すなわちポンプ吐出圧力に維持される。した
がって、補助弁５２は両端部に印加される低下された単
位信号圧力とポンプ吐出圧力を維持される最高信号圧力
ライン５０内の圧力との差圧により、図において右行
し、タンクライン３６が絞られる。したがって、アクチ
ュエータ３２への供給圧が上昇し、これによりポンプ吐
出圧力が結果的に高負荷側のアクチュエータ３４を駆動
し得る圧力まで上昇する。そしてこの時、ポンプ１２の
吐出流量制御手段１０はネガティブ流量制御であり、最
高信号圧力ライン５０により制御される圧力補償付流量
制御弁６０を通過するバイパス油によって発生するとこ
ろの圧力発生手段６２上流側圧力（すなわち、ポンプ流
量制御装置６６）により制御されているので、ポンプ１
２の吐出流量は、ポンプの吐出圧に関係なく、最高信号
圧力ライン５０内の圧力、すなわち結果的には方向切換
弁２４，２６の開度（操作量）のみによって設定され
る。このように、本技術（以降、従来技術と称する）に
よれば、負荷の異なるアクチュエータを確実に同時操作
することができる。しかもこの場合、ポンプ吐出流量は
最高信号圧力を介して方向切換弁の操作量に対応される
ので作業性が向上すると共に、一方補助弁はこれに対応
する戻りタンクライン内に設定されているので油圧駆動
装置内のキャビテーションの発生が確実に防止される。According to this structure, the two-way switching valve 2 is designed to drive both actuators 32 and 34 at the same time.
If 4, 4 and 26 are operated at the same time, and in this case the load pressure of the actuator 32 is small, the pressure oil from the pump 12 tries to flow only to the actuator 32 side through the directional control valve 24, which causes the directional control valve 24 to operate. The cylinder port pressure, that is, the pressure in the unit signal pressure line 44 decreases. However, since the pressure oil does not flow in the direction switching valve 26, the pressure in the unit signal pressure line 46 is kept constant, that is, the pump discharge pressure. Therefore, the auxiliary valve 52 moves to the right in the figure due to the differential pressure between the reduced unit signal pressure applied to both ends and the pressure in the maximum signal pressure line 50 that maintains the pump discharge pressure, and the tank line 36 is Squeezed. Therefore, the supply pressure to the actuator 32 rises, and as a result, the pump discharge pressure rises to a pressure capable of driving the high load side actuator 34. Then, at this time, the discharge flow rate control means 10 of the pump 12 is a negative flow rate control, and upstream of the pressure generation means 62, which is generated by the bypass oil passing through the pressure compensation flow rate control valve 60 controlled by the maximum signal pressure line 50. Since it is controlled by the side pressure (that is, the pump flow control device 66), the pump 1
The discharge flow rate of 2 is set only by the pressure in the maximum signal pressure line 50, that is, only by the opening degree (operation amount) of the directional control valves 24, 26 regardless of the discharge pressure of the pump. As described above, according to the present technology (hereinafter, referred to as a conventional technology), it is possible to reliably operate the actuators having different loads simultaneously. Moreover, in this case, since the pump discharge flow rate corresponds to the operation amount of the directional control valve via the maximum signal pressure, workability is improved, while the auxiliary valve is set in the corresponding return tank line. Occurrence of cavitation in the hydraulic drive is reliably prevented.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の技術においても、なお以下に述べるような大き
な省エネ上の改良を行う余地がある。すなわち、前記従
来の技術においては、可変容量ポンプの吐出流量制御
は、前述したように、方向切換弁からの最高信号圧力に
より制御される圧力補償付流量制御弁と圧力発生手段
（ポンプ流量制御装置）を介して行われるが、この場
合、ポンプバイパスラインからはポンプ吐出圧油がポン
プ吐出流量を制御するために圧力発生手段を介してタン
クへ排出されるので、該圧力発生手段の上流側圧力は比
較的低圧であるものの、これがタンクへ放出される際の
圧損によりエネルギ損失が発生していた。However, even in the above-mentioned conventional technique, there is still room for making significant energy-saving improvements as described below. That is, in the above-mentioned conventional technique, as described above, the discharge flow rate control of the variable displacement pump is controlled by the maximum signal pressure from the directional control valve and the pressure compensating flow rate control valve and the pressure generating means (the pump flow rate control device). In this case, since the pump discharge pressure oil is discharged from the pump bypass line to the tank via the pressure generating means for controlling the pump discharge flow rate, the pressure on the upstream side of the pressure generating means is increased. Although has a relatively low pressure, energy loss occurred due to pressure loss when it was discharged to the tank.
【０００６】そこで、本発明の目的は、複合操作性に優
れると同時に、優れた省エネ性を達成することができる
油圧駆動装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a hydraulic drive system which is excellent in combined operability and can achieve excellent energy saving.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】先の目的を達成するため
に、本発明に係る油圧駆動装置は、吐出流量制御手段を
有する可変容量ポンプと、この可変容量ポンプによって
負荷される複数のアクチュエータと、前記可変容量ポン
プと前記複数のアクチュエータの間にそれぞれ設けられ
前記可変容量ポンプの吐出油をそれぞれのアクチュエー
タに供給すると共にそれぞれのアクチュエータからの戻
り油をタンクへ排出する複数の方向切換弁とから構成さ
れる油圧駆動装置において、前記複数の方向切換弁はク
ローズセンタ形に構成し、これら各方向切換弁にはその
それぞれのシリンダポートの圧力を検出する負荷圧力検
出手段と複数の方向切換弁を同時操作した状態で前記検
出された負荷圧力の中の最高圧力を最高信号圧力として
選択する最高圧力選択手段とを設け、一方、前記各方向
切換弁とタンクとの間を接続するそれぞれのタンクライ
ン上にこのライン内の開度を調整する補助弁を設け、こ
れら各補助弁にはこれらが設けられるそれぞれの方向切
換弁のシリンダポートの前記負荷圧力とばね力とを開方
向に、前記選択された最高信号圧力を閉方向に印加し、
更に、前記可変容量ポンプの吐出ラインとタンクとの間
をバイパスするバイパスライン上に圧力補償付流量制御
弁と流量検出手段とを設け、前記圧力補償付流量制御弁
には前記選択された最高信号圧力とばね力とを一側に印
加しかつポンプ吐出圧力を他側に印加し、前記流量検出
手段にはこれによって検出される前記バイパス通過流量
の減少、増加に対応して可変容量ポンプの吐出流量を増
加、減少させる制御信号を可変容量ポンプの前記吐出流
量制御手段へ印加する制御信号手段を設けることを特徴
とする。In order to achieve the above object, a hydraulic drive system according to the present invention comprises a variable displacement pump having a discharge flow rate control means, and a plurality of actuators loaded by the variable displacement pump. , A plurality of directional switching valves that are respectively provided between the variable displacement pump and the plurality of actuators to supply the discharge oil of the variable displacement pump to the respective actuators and discharge return oil from the respective actuators to a tank. In the constituted hydraulic drive system, the plurality of directional control valves are of a closed center type, and each of the directional control valves has load pressure detecting means for detecting the pressure of its respective cylinder port and a plurality of directional control valves. Maximum pressure that selects the maximum pressure among the detected load pressures as the maximum signal pressure when operating simultaneously On the other hand, an auxiliary valve for adjusting an opening degree in each line is provided on each tank line connecting between the directional switching valve and the tank, and each auxiliary valve is provided with these auxiliary valves. Applying the load pressure and the spring force of the cylinder port of each directional control valve in the opening direction, and applying the selected maximum signal pressure in the closing direction,
Furthermore, a flow control valve with pressure compensation and a flow rate detection means are provided on a bypass line that bypasses between the discharge line of the variable displacement pump and the tank, and the selected maximum signal is provided to the flow control valve with pressure compensation. The pressure and the spring force are applied to one side and the pump discharge pressure is applied to the other side, and the flow rate detecting means discharges the variable displacement pump in response to the decrease or increase in the bypass flow rate detected by the flow rate detecting means. Control signal means for applying a control signal for increasing or decreasing the flow rate to the discharge flow rate control means of the variable displacement pump is provided.
【０００８】この場合、バイパスライン通過流量の検出
信号ならびに制御信号手段の制御信号は共に電気信号に
より構成すれば好適である。In this case, it is preferable that both the detection signal of the flow rate passing through the bypass line and the control signal of the control signal means are constituted by electric signals.
【０００９】[0009]
【作用】本発明の油圧駆動装置においては、各方向切換
弁はクローズセンタ形に構成され、この切換弁には負荷
圧力検出手段（単位信号圧力ライン）と最高圧力選択手
段（最高信号圧力ライン）とが設けられ、補助弁には前
記単位および最高信号圧力がそれぞれ所定に印加され
る。すなわち、複合操作装置が設けられる。一方、バイ
パスライン上には、最高信号圧力により制御される圧力
補償付流量制御弁と制御信号手段とを有する流量検出手
段が設けられる。すなわち、ポンプ流量制御装置が設け
られる。しかるに、ここで、複合操作装置の構成は前記
従来技術の構成と同一であるが、しかしながら、ポンプ
吐出流量制御装置を形成する流量検出手段の制御信号手
段の構成は、従来技術の構成とはその作動を正反対に、
すなわちバイパス通過流量が増大（減少）するとポンプ
吐出流量を減少（増大）するよう構成されている。In the hydraulic drive system of the present invention, each directional switching valve is of a closed center type, and the switching pressure control valve has load pressure detecting means (unit signal pressure line) and maximum pressure selecting means (maximum signal pressure line). Are provided, and the unit and the maximum signal pressure are respectively applied to the auxiliary valve in a predetermined manner. That is, a composite operating device is provided. On the other hand, on the bypass line, a flow rate detecting means having a pressure compensating flow rate control valve controlled by the maximum signal pressure and a control signal means is provided. That is, a pump flow rate control device is provided. However, here, the configuration of the composite operating device is the same as the configuration of the above-mentioned prior art, however, the configuration of the control signal means of the flow rate detecting means forming the pump discharge flow rate control device is the same as that of the prior art. The opposite of the operation,
That is, the pump discharge flow rate is decreased (increased) when the bypass flow rate is increased (decreased).
【００１０】したがって、本発明の油圧駆動装置によれ
ば、複合操作装置の作用により、優れた複合操作性が発
揮されることは明らかであるが、しかも更に、ポンプ流
量制御装置の作用により、バイパス通過流量が増大する
とポンプ吐出流量が減少するので、結果的に絞り捨て量
が最少に抑制され、優れた省エネ性が達成される。Therefore, according to the hydraulic drive system of the present invention, it is clear that the combined operation device exerts excellent combined operability, and further, by the operation of the pump flow rate control device, the bypass operation is performed. Since the pump discharge flow rate decreases as the passing flow rate increases, as a result, the throttling amount is suppressed to the minimum and excellent energy saving is achieved.
【００１１】[0011]
【実施例】次に、本発明に係る油圧駆動装置の一実施例
を添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、
説明の便宜上、図６に示す従来の構造と同一の構成部分
には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a hydraulic drive system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In addition,
For convenience of description, the same components as those of the conventional structure shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００１２】先ず初めに、図１において、本発明の油圧
駆動装置は、前述したことからも判るように、図６に示
す従来技術において、ポンプ流量制御装置を新規に構成
したものである。したがって、以下の説明においては、
前記新規構成（技術）についてのみ説明するが、この前
に、重複するが基本的（全体的）構成と複合操作装置と
について簡単に説明する。すなわち、基本的構成は、可
変容量ポンプ１２とチェック弁２０，２２とクローズセ
ンタ形方向切換弁２４，２６とアクチュエータ３２，３
４とタンク４２とからなり、一方複合操作装置５６は、
負荷圧力検出手段−単位信号圧力ライン４４，４６と最
高圧力選択手段−チェック弁４８，４８、最高信号圧力
ライン５０と補助弁５２，５４とから構成されている。First, referring to FIG. 1, the hydraulic drive system of the present invention has a new pump flow controller in the prior art shown in FIG. 6, as can be seen from the above description. Therefore, in the following description,
Only the new configuration (technique) will be described, but before this, the overlapping (basic (overall) configuration and the composite operation device will be briefly described. That is, the basic structure is such that the variable displacement pump 12, the check valves 20 and 22, the close center type directional control valves 24 and 26, and the actuators 32 and 3 are arranged.
4 and the tank 42, while the combined operating device 56
It comprises load pressure detecting means-unit signal pressure lines 44 and 46, maximum pressure selecting means-check valves 48 and 48, maximum signal pressure line 50 and auxiliary valves 52 and 54.
【００１３】しかるに、本発明の新規技術、すなわちポ
ンプ流量制御装置７０は、可変容量ポンプ１２の吐出ラ
イン１４とタンク４２との間をバイパスするバイパスラ
イン５８上に設けられる圧力補償付流量制御弁７２と流
量検出手段７４とから構成され、そして、圧力補償付流
量制御弁７２にはその一側部に最高信号圧力ライン５０
とばね７２ａの圧力が印加されると共に他側部にはポン
プ吐出力圧力ライン７２ｂの圧力が印加される。一方、
流量検出手段７４には吐出流量制御手段１０へ制御信号
を印加する制御信号手段７６が設けられる。なお、ここ
で、流量検出手段７４は、好適には、通過流量をタービ
ンの回転数またはスプールのストローク量に変換し、次
いで前記回転数或いはストローク量を更に電気信号に変
換する形式のものから構成し、これにより、流量検出手
段７４における圧損を極力抑制できるようにする。ま
た、制御信号手段７６は、検出信号ライン７８上の信
号、すなわちバイパス通過流量ｑの検出電気信号ｎを制
御信号ライン８２上に制御電気信号ｉとして出力する演
算増幅器８０と、制御電気信号ｉを制御油圧信号Ｐｐに
変換して吐出流量制御手段１０に印加する電油変換弁８
４と、この電油変換弁８４に操作圧油を供給する補助ポ
ンプ８６手段とから構成される。しかるに、流量検出手
段７４、演算増幅器８０および電油変換弁８４の特性
は、それぞれ図２，３，４に示されるようにポジティブ
に形成され、一方吐出流量制御手段１０の特性は、図５
に示されるようにネガティブに形成されているので、こ
れにより、ポンプ吐出流量Ｑは、バイパス通過流量ｑの
減少、増加に対応して増加、減少する。However, the novel technique of the present invention, that is, the pump flow rate control device 70, is provided with a pressure compensation flow rate control valve 72 provided on a bypass line 58 that bypasses between the discharge line 14 of the variable displacement pump 12 and the tank 42. And a flow rate detecting means 74, and the flow control valve with pressure compensation 72 has a maximum signal pressure line 50 on one side thereof.
The pressure of the spring 72a is applied and the pressure of the pump discharge force pressure line 72b is applied to the other side portion. on the other hand,
The flow rate detection means 74 is provided with control signal means 76 for applying a control signal to the discharge flow rate control means 10. The flow rate detecting means 74 is preferably of a type that converts the passing flow rate into the rotational speed of the turbine or the stroke amount of the spool, and then further converts the rotational speed or stroke amount into an electric signal. However, this makes it possible to suppress the pressure loss in the flow rate detecting means 74 as much as possible. Further, the control signal means 76 outputs the signal on the detection signal line 78, that is, the operational amplifier 80 for outputting the detection electric signal n of the bypass passage flow rate q as the control electric signal i on the control signal line 82, and the control electric signal i. An electro-oil conversion valve 8 which converts the control oil pressure signal P p and applies it to the discharge flow rate control means 10.
4 and auxiliary pump 86 means for supplying operating pressure oil to the electro-oil conversion valve 84. However, the characteristics of the flow rate detecting means 74, the operational amplifier 80 and the electro-hydraulic conversion valve 84 are formed positive as shown in FIGS. 2, 3 and 4, respectively, while the characteristics of the discharge flow rate controlling means 10 are shown in FIG.
Therefore, the pump discharge flow rate Q increases / decreases in response to the decrease / increase in the bypass passage flow rate q.
【００１４】次に、このような構成からなる本発明の油
圧駆動装置の作動について説明する。なお、以下の説明
において、殊に複合操作装置５６の作動は従来技術と同
一であるので一部重複する。Next, the operation of the hydraulic drive system of the present invention having such a structure will be described. In the following description, the operation of the combined operating device 56 is the same as that of the prior art, and thus some of the operations will be repeated.
【００１５】先ず、各方向切換弁２４，２６が中立状態
にある際には、各単位信号圧力ライン４４，４６はそれ
ぞれ単位タンクライン３６，３８、補助弁５２，５４を
経てタンクライン４０へ接続され、また最高信号圧力ラ
イン５０は微小絞り８８を経てタンクライン５８ｂに接
続されている。したがって、各補助弁５２，５４の両端
部に作用する信号圧力は同じ低圧タンクライン圧力とな
るので、各補助弁５２，５４は図示される全開位置にあ
る。一方、圧力補償付流量制御弁７２においては、その
一端部に最高信号圧力ライン５０の圧力が印加される
が、この圧力は前記低圧タンクライン圧力であるので、
他端部に印加される吐出圧力ライン７２ｂのポンプ吐出
圧により、制御弁７２は図において左行して開口し、し
たがって、可変容量ポンプ１２からの吐出油は前記制御
弁７２、ライン５８ａ、流量検出手段７４、タンクライ
ン５８ｂを経てタンク４２へ排出される。しかるに、こ
のバイパス通過流量ｑは、これが増加するとポンプ流量
制御装置７０を介してポンプ吐出流量Ｑが減少するの
で、最小に抑制される。First, when the directional control valves 24 and 26 are in the neutral state, the unit signal pressure lines 44 and 46 are connected to the tank line 40 via the unit tank lines 36 and 38 and the auxiliary valves 52 and 54, respectively. Further, the maximum signal pressure line 50 is connected to the tank line 58b via the micro restriction 88. Therefore, the signal pressures acting on both ends of each auxiliary valve 52, 54 have the same low pressure tank line pressure, so that each auxiliary valve 52, 54 is in the fully open position shown. On the other hand, in the flow control valve with pressure compensation 72, the pressure of the maximum signal pressure line 50 is applied to one end thereof, but since this pressure is the low pressure tank line pressure,
Due to the pump discharge pressure of the discharge pressure line 72b applied to the other end, the control valve 72 opens to the left in the figure, and therefore the discharge oil from the variable displacement pump 12 is the control valve 72, the line 58a, and the flow rate. It is discharged to the tank 42 through the detecting means 74 and the tank line 58b. However, the bypass passage flow rate q is suppressed to the minimum because the pump discharge flow rate Q decreases via the pump flow rate control device 70 when the bypass passage flow rate q increases.
【００１６】次に、例えば方向切換弁２６を左方へ操作
すると、可変容量ポンプ１２からの吐出圧油は、吐出ラ
イン１４、分岐吐出ライン１８、チェック弁２２を経て
アクチュエータライン３０ａへ接続され、またこれと同
時に単位信号圧力ライン４６にも接続される。すると、
単位信号圧力ライン４６内の圧力は、ばね５４ａの力と
協働して補助弁５４に対して開方向に作用すると同時
に、チェック弁３８、最高信号圧力ライン５０を介して
各補助弁５４，５２に対して閉方向に作用する。この結
果、補助弁５４は両端部に作用する信号圧が同一である
ので図示の全開位置を維持するが、他方の補助弁５２は
信号圧を閉方向にのみ印加されるので閉じられる。なお
ここで、最高信号圧力ライン５０内の前記圧力は、圧力
補償付流量制御弁７２に対しても作用しているが、しか
るにこの圧力は、アクチュエータ３４が作動され始める
までは絞り２６内において圧損が発生しないことから、
ポンプ吐出圧、すなわち吐出圧力ライン７２ｂ内の圧力
と同一に維持されるので、前記制御弁７２はばね７２ａ
の力によって閉じられる。したがって、方向切換弁２６
の操作当初においては、可変容量ポンプ１２からの全吐
出圧油がアクチュエータライン３０ａへ送られ、そして
これによりアクチュエータ３４が駆動される。ところ
で、このようにしてアクチュエータ３４が駆動され始め
ると、すなわち方向切換弁２６の絞り２６ａ内にポンプ
吐出圧油が流動し始めると、絞り２６ａ内に圧力降下が
発生し、この分だけ信号圧力ライン４６，５０内の圧力
が降下し、この結果圧力補償付流量制御弁７２が開口す
ることとなる。Next, for example, when the direction switching valve 26 is operated to the left, the discharge pressure oil from the variable displacement pump 12 is connected to the actuator line 30a via the discharge line 14, the branch discharge line 18, and the check valve 22. At the same time, it is also connected to the unit signal pressure line 46. Then,
The pressure in the unit signal pressure line 46 acts in the opening direction on the auxiliary valve 54 in cooperation with the force of the spring 54a, and at the same time, via the check valve 38 and the maximum signal pressure line 50, each auxiliary valve 54, 52. Acts in the closing direction against. As a result, the auxiliary valve 54 maintains the fully open position shown in the figure because the signal pressure acting on both ends is the same, but the other auxiliary valve 52 is closed because the signal pressure is applied only in the closing direction. Here, the pressure in the maximum signal pressure line 50 also acts on the flow control valve with pressure compensation 72, but this pressure is lost in the throttle 26 until the actuator 34 is activated. Does not occur,
Since the pump discharge pressure, that is, the pressure in the discharge pressure line 72b, is maintained at the same level, the control valve 72 has a spring 72a.
It is closed by the power of. Therefore, the directional control valve 26
At the beginning of the operation, the total discharge pressure oil from the variable displacement pump 12 is sent to the actuator line 30a, and the actuator 34 is driven thereby. By the way, when the actuator 34 starts to be driven in this way, that is, when the pump discharge pressure oil starts flowing in the throttle 26a of the direction switching valve 26, a pressure drop occurs in the throttle 26a, and the signal pressure line is reduced by that amount. The pressure in 46, 50 drops, and as a result, the flow control valve 72 with pressure compensation opens.
【００１７】そこで、この制御弁７２の開口について説
明する。今、方向切換弁２６の絞り２６ａ内における圧
力降下をΔｐ、信号圧力ライン４６，５０の圧力をｐｓ
（ライン内での圧損を無視する）、吐出圧力ライン７２
ｂの圧力をＰｄ（ポンプ吐出圧力）、前記圧力ｐｓ，Ｐ
ｄが作用する制御弁７２における面積をそれぞれａ（同
一とする）、そしてばね７２ａの荷重をＦとすると、Ｐ
ｄ−ｐｓ＝Δｐであるので、Δｐ・ａ＞Ｆの状態になる
と、制御弁７２が開口し、バイパスライン５８内に流動
が発生する。したがって、流量検出手段７４によってバ
イパス通過流量ｑが検出される。この時のアクチュエー
タ３４への供給圧油量は、Ｑ（ポンプ吐出流量）−ｑで
ある。しかるにこの場合、流量ｑが大きい（制御弁７２
の開口面積が大きい）と、ポンプ流量制御装置７０の作
用によりポンプ吐出流量Ｑが減少し、したがって絞り２
６ａ内通過流量（アクチュエータ３４供給油量）が減少
し、圧力降下Δｐが減少する。そして、この結果、Δｐ
・ａ＜Ｆの状態になると、制御弁７２の開口面積が減少
（流量ｑが減少）し、ポンプ吐出流量Ｑが増大し、圧力
降下Δｐが増加する。そして結果的に、Δｐ・ａ＝Ｆの
状態になるように、流量ｑ，Ｑが設定される。The opening of the control valve 72 will be described. Now, the pressure drop in the throttle 26a of the directional control valve 26 Delta] p, the pressure signal pressure line 46, 50 p s
(Ignoring pressure loss in the line), discharge pressure line 72
The pressure of b is Pd (pump discharge pressure), the pressure ps , P
When the area of the control valve 72 on which d acts is a (equal to each other) and the load of the spring 72a is F, P
Since in d-p s = Δp, when a state of Δp · a> F, and the control valve 72 is opened, flow occurs in the bypass line 58. Therefore, the bypass passage flow rate q is detected by the flow rate detecting means 74. The amount of pressure oil supplied to the actuator 34 at this time is Q (pump discharge flow rate) -q. In this case, however, the flow rate q is large (control valve 72
Is large), the pump discharge flow rate Q decreases due to the action of the pump flow rate control device 70, and therefore the throttle 2
The flow rate in 6a (the amount of oil supplied to the actuator 34) decreases, and the pressure drop Δp decreases. And as a result, Δp
When a <F, the opening area of the control valve 72 decreases (flow rate q decreases), the pump discharge flow rate Q increases, and the pressure drop Δp increases. As a result, the flow rates q and Q are set so that Δp · a = F.
【００１８】このように、本発明によれば、アクチュエ
ータに供給される油量Ｑ−ｑは、絞り２６ａにおける圧
力降下Δｐ、すなわち方向切換弁の操作量のみによって
設定される。しかもここで、バイパス通過流量ｑは、す
なわちアクチュエータに供給されることなく絞り捨てら
れる圧油量は、方向切換弁の中立時（アクチュエータの
非作動時）に最大となるが、前記ｑは、これが増加する
と、前述したようにポンプ流量制御装置を介してポンプ
吐出流量Ｑを減少するよう作用するので、すなわち、バ
イパス通過流量ｑは常に最小となるよう制御されるの
で、従来の装置に比較して、油圧駆動装置全体の省エネ
性が大幅に向上する。As described above, according to the present invention, the oil amount Q-q supplied to the actuator is set only by the pressure drop Δp in the throttle 26a, that is, the operation amount of the directional control valve. Moreover, here, the bypass passage flow rate q, that is, the amount of pressure oil that is throttled off without being supplied to the actuator becomes the maximum when the directional control valve is neutral (when the actuator is not operating). When it increases, it acts to decrease the pump discharge flow rate Q via the pump flow rate control device as described above, that is, the bypass passage flow rate q is controlled to be always the minimum, so that it can be compared with the conventional device. The energy efficiency of the entire hydraulic drive system is greatly improved.
【００１９】なお、方向切換弁２６を操作してアクチュ
エータ３４を駆動している前記状態において、他方のア
クチュエータ３２を複合操作すべく方向切換弁２４を操
作すると、この場合アクチュエータ３２の負荷圧が小さ
いとすれば、複合操作装置５６の作用により、前述した
従来技術と同様に、両アクチュエータ３２，３４が確実
に複合操作されると同時に、ポンプ吐出流量は、ポンプ
吐出圧に関係なく、方向切換弁の開度のみによって設定
されることは明らかであるので、改めて説明することを
省略する。なお、この場合においても、ポンプ流量制御
装置７０は同様に作動することは勿論である。If the direction switching valve 24 is operated to operate the other actuator 32 in a combined manner while the direction switching valve 26 is being operated to drive the actuator 34, the load pressure of the actuator 32 is small in this case. Then, by the action of the compound operation device 56, both the actuators 32 and 34 are reliably compounded as in the prior art described above, and at the same time, the pump discharge flow rate is irrespective of the pump discharge pressure. Since it is clear that it is set only by the opening degree of, the description thereof will be omitted. In this case, the pump flow rate control device 70 also operates in the same manner.
【００２０】また、実施例においては、アクチュエータ
が２つのみの場合について説明したが、３つ或いはそれ
以上のアクチュエータに対しても同様に本発明が適用さ
れ得ることは明らかである。更に、本発明は、前述した
油圧作動装置を単位油圧回路とし、この単位油圧回路を
合流弁を介して接続することにより複合油圧作動装置と
して構成することも可能である。In the embodiment, the case where only two actuators are used has been described, but it is obvious that the present invention can be similarly applied to three or more actuators. Furthermore, the present invention can be configured as a compound hydraulic operating device by using the hydraulic operating device described above as a unit hydraulic circuit and connecting the unit hydraulic circuits via a merging valve.
【００２１】以上、本発明を好適な一実施例について説
明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、
そ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。The present invention has been described above with reference to a preferred embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment.
Many design changes are possible without departing from the spirit.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る油圧
駆動装置は、可変容量ポンプにより複数のアクチュエー
タをそれぞれの方向切換弁を介して駆動する油圧駆動装
置において、各方向切換弁のそれぞれのタンクライン上
に補助弁を設け、各方向切換弁には負荷圧力検出手段と
最高圧力選択手段とを設けると共に、前記各補助弁には
前記両手段からの圧力を印加するようにして複合操作装
置を構成し、一方、ポンプ吐出ラインのバイパスライン
上に最高圧力選択手段からの圧力により制御される圧力
補償付流量制御弁と制御信号手段を有する流量検出手段
とを設けて、ポンプ流量制御装置を設けるよう構成した
ので、複合操作装置の作用によりアクチュエータの複合
操作性を確実に達成できると同時に、ポンプ流量制御装
置の作用により絞り捨て圧油量を抑制して油圧駆動装置
の省エネ性を大幅に向上することができる。As described above, the hydraulic drive system according to the present invention is a hydraulic drive system in which a plurality of actuators are driven by variable displacement pumps via the respective directional control valves. An auxiliary valve is provided on the tank line, load pressure detecting means and maximum pressure selecting means are provided for each directional control valve, and the pressure from both means is applied to each auxiliary valve. On the other hand, a pump flow rate control device is provided by providing a flow rate control valve with pressure compensation controlled by the pressure from the maximum pressure selection means and a flow rate detection means having a control signal means on the bypass line of the pump discharge line. Since it is configured to be provided, the combined operability of the actuator can be reliably achieved by the action of the combined operation device, and at the same time, the operation is reduced by the operation of the pump flow control device. By suppressing the amount of pressure oil discarded it can be greatly improved energy efficiency of the hydraulic drive system.
【図１】本発明に係る油圧駆動装置の一実施例を示す油
圧回路図である。FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of a hydraulic drive system according to the present invention.
【図２】図１に示す油圧回路図における流量検出手段の
特性線図である。FIG. 2 is a characteristic diagram of flow rate detecting means in the hydraulic circuit diagram shown in FIG.
【図３】図１に示す油圧回路図における演算増幅器の特
性線図である。3 is a characteristic diagram of an operational amplifier in the hydraulic circuit diagram shown in FIG.
【図４】図１に示す油圧回路図における電油変換器の特
性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of the electro-oil converter in the hydraulic circuit diagram shown in FIG.
【図５】図１に示す油圧回路図における吐出流量制御手
段の特性線図である。5 is a characteristic diagram of a discharge flow rate control unit in the hydraulic circuit diagram shown in FIG.
【図６】従来の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing a conventional hydraulic drive system.
１０ 吐出流量制御手段 １２ 可変容量ポ
ンプ
１４ 吐出ライン １６，１８ 分岐
吐出ライン
２０，２２ チェック弁 ２４，２６ 方向
切換弁
２６ａ 絞り
２８ａ，２８ｂ アクチュエータライン
３０ａ，３０ｂ アクチュエータライン
３２，３４ アクチュエータ
３６，３８，４０ タンクライン
４２ タンク ４４，４６ 単位
信号圧力ライン
４８ チェック弁 ５０ 最高信号圧
力ライン
５２，５４ 補助弁 ５６ 複合操作装
置
５８ バイパスライン ５８ａ ライン
５８ｂ タンクライン ７０ ポンプ流量
制御装置
７２ 圧力補償付流量制御弁 ７４ 流量検出手
段
７６ 制御信号手段 ７８ 検出信号ラ
イン
８０ 演算増幅器 ８２ 制御信号ラ
イン
８４ 電油変換弁 ８６ 補助ポンプ
手段10 Discharge flow rate control means 12 Variable displacement pump 14 Discharge line 16,18 Branch discharge line 20,22 Check valve 24,26 Direction switching valve 26a Throttle 28a, 28b Actuator line 30a, 30b Actuator line 32, 34 Actuator 36, 38, 40 Tank line 42 Tank 44,46 Unit signal pressure line 48 Check valve 50 Highest signal pressure line 52,54 Auxiliary valve 56 Combined operating device 58 Bypass line 58a Line 58b Tank line 70 Pump flow control device 72 Flow control valve with pressure compensation 74 Flow rate Detection means 76 Control signal means 78 Detection signal line 80 Operational amplifier 82 Control signal line 84 Electro-hydraulic conversion valve 86 Auxiliary pump means
Claims (2)
と、この可変容量ポンプによって負荷される複数のアク
チュエータと、前記可変容量ポンプと前記複数のアクチ
ュエータの間にそれぞれ設けられ前記可変容量ポンプの
吐出油をそれぞれのアクチュエータに供給すると共にそ
れぞれのアクチュエータからの戻り油をタンクへ排出す
る複数の方向切換弁とから構成される油圧駆動装置にお
いて、 前記複数の方向切換弁はクローズセンタ形に構成し、こ
れら各方向切換弁にはそのそれぞれのシリンダポートの
圧力を検出する負荷圧力検出手段と複数の方向切換弁を
同時操作した状態で前記検出された負荷圧力の中の最高
圧力を最高信号圧力として選択する最高圧力選択手段と
を設け、一方、前記各方向切換弁とタンクとの間を接続
するそれぞれのタンクライン上にこのライン内の開度を
調整する補助弁を設け、これら各補助弁にはこれらが設
けられるそれぞれの方向切換弁のシリンダポートの前記
負荷圧力とばね力とを開方向に、前記選択された最高信
号圧力を閉方向に印加し、更に、前記可変容量ポンプの
吐出ラインとタンクとの間をバイパスするバイパスライ
ン上に圧力補償付流量制御弁と流量検出手段とを設け、
前記圧力補償付流量制御弁には前記選択された最高信号
圧力とばね力とを一側に印加しかつポンプ吐出圧力を他
側に印加し、前記流量検出手段にはこれによって検出さ
れる前記バイパス通過流量の減少、増加に対応して可変
容量ポンプの吐出流量を増加、減少させる制御信号を可
変容量ポンプの前記吐出流量制御手段へ印加する制御信
号手段を設けることを特徴とする油圧駆動装置。1. A variable displacement pump having a discharge flow rate control means, a plurality of actuators loaded by the variable displacement pump, and a discharge of the variable displacement pump provided between the variable displacement pump and the plurality of actuators. In a hydraulic drive device comprising a plurality of directional switching valves that supply oil to each actuator and discharge return oil from each actuator to a tank, the plurality of directional switching valves are configured as a closed center type, For each of these directional control valves, the maximum pressure among the detected load pressures is selected as the maximum signal pressure in the state where the load pressure detecting means for detecting the pressure of each cylinder port and a plurality of directional control valves are simultaneously operated. And a maximum pressure selecting means for connecting the directional control valve and the tank. An auxiliary valve for adjusting the opening degree in this line is provided on each of these tank lines, and each of these auxiliary valves is provided with these load pressure and spring force of the cylinder port of the directional switching valve in the opening direction. Applying the selected maximum signal pressure in the closing direction, and further providing a pressure compensation flow control valve and a flow detection means on a bypass line that bypasses between the discharge line of the variable displacement pump and the tank,
The selected maximum signal pressure and spring force are applied to one side and the pump discharge pressure is applied to the other side of the pressure-compensated flow control valve, and the bypass detected by the flow detection means is applied to the other side. A hydraulic drive device comprising control signal means for applying a control signal for increasing or decreasing the discharge flow rate of the variable displacement pump to the discharge flow rate control means of the variable displacement pump in response to a decrease or increase in the passing flow rate.
に制御信号手段の制御信号は共に電気信号である請求項
１記載の油圧駆動装置。2. The hydraulic drive system according to claim 1, wherein the detection signal of the flow rate passing through the bypass line and the control signal of the control signal means are both electric signals.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3176312A JP2981307B2 (en) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | Hydraulic drive |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3176312A JP2981307B2 (en) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | Hydraulic drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526204A true JPH0526204A (en) | 1993-02-02 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981307B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002295405A (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Toshiba Mach Co Ltd | Hydraulic controller, construction machine, and hydraulic shovel |
| CN104956092A (en) * | 2013-01-25 | 2015-09-30 | 日立建机株式会社 | Hydraulic driving device for construction machine |
| KR20170057829A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 나부테스코 가부시키가이샤 | Hydraulic operating apparatus |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP3176312A patent/JP2981307B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4668445B2 (en) * | 2001-03-29 | 2011-04-13 | 東芝機械株式会社 | Hydraulic control equipment, construction machinery and hydraulic excavators |
| CN104956092A (en) * | 2013-01-25 | 2015-09-30 | 日立建机株式会社 | Hydraulic driving device for construction machine |
| KR20170057829A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 나부테스코 가부시키가이샤 | Hydraulic operating apparatus |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2981307B2 (en) | 1999-11-22 |
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