JPS59226702A - 負荷感応型油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、油圧アクチュエータ側において生じる負荷変
動に応じて油圧ポンプの吐出圧力を効率よく制御し得る
ようにした負荷感応型油圧装置に関する。

〔従来技術〕

種々の分野にて使用される各種の油圧機器装置は、一般
に、被駆動装置を駆動する油圧アクチュエータと、この
アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプを備え、さ
らにこれらアクチュエータ、ポンプ間を接続する供給通
路およびタンクへの戻シ通路、前記供給通路中の圧油の
一部をタンク側に還流させるリリーフ弁、前記アクチュ
エータをポンプに選択的に接続する制御部などが適宜付
設されている。

ところで、この種の油圧装置において、その油圧アクチ
ュエータ側にあっては、その作動、非作動時や被駆動装
置側で要求される仕事量に応じて負荷変動を生じるもの
で、このため油圧ポンプとして可変容量形のものが一般
に用いられ、このポンプを前記アクチュエータ側での負
荷の大小に応じて制御するように構成されている。そし
て、このようなポンプ制御を行なうことによって、油圧
装置全体の駆動効率を向上させ、かつ省エネルギ化を図
ることが可能となるもので、このようなポンプ制御機構
として種々の構成のものが従来から提案されている。

しかしながら、この種従来の装置では、その構成が複雑
で、コスト高となるばかりでなく、ポンプを迅速かつ適
切に制御することは困難で、応答性の面で問題であシ、
しかもアクチュエータ側での負荷変動が著しいものでは
ポンプの不安定な動きを招き易いといった欠点があり、
ポンプを効率よくしかも安定して制御し得る＼とは言え
ず、何らかの対策を講じることが望まれている。

すなわち、従来のこの種装置において、一般には、ポン
プからの供給通路途中に設けられたＩＪ　ＩＪ−フ弁に
対し、アクチュエータの入口側圧力を導びくことによっ
てこれを開閉制御し、その下流側で生じる圧力をパイロ
ット圧としてポンプ制御部に導びいてその吐出量を調節
するように構成されているが、このような構成では、リ
リーフ弁の作動タイミングの遅れからポンプを効率よく
制御することができないばかシでなく、負荷変動が大き
いとＩＪ　ＩＪ−フ弁の動きが安定せず、その結果ポン
プの動きも不安定となるといった欠点があった。

特に、このようなアクチュエータ側での負荷変動は、油
圧アクチュエータとして油圧シリンダや油圧モータなど
が複数段並設された装置において大きな問題となるもの
で、より簡単な構成によりポンプを効率よくかつ安定し
て制御し得る装置の出現が望まれている。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
油圧ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁のベント回
路に、この回路を開閉する弁体を有するパイロットパル
プを設け、かつこのパイロットバルブの弁体を弁閉方向
に付勢するセントスプリングのセット圧力を、油圧アク
チュエータの入口側圧力が導びかれることによ逆作動さ
れるピストンにて可変するように構成することによって
、簡単な構成にもかかわらず、アクチュエータ側での負
荷変動に応じてポンプ吐出圧力を効率よくかつ安定して
制御することができ、応答性の面でも優れてなる安価な
負荷感応型油圧装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第」図は本発明に係る負荷感応型油圧装置の一実施例を
示すものであり、同図において、符号１（ＩＡ、ＩＢ、
ＩＣ）は各種の被駆動装置（図示せず）を駆動する油圧
アクチュエータとしての油圧モータ、２はこれら各油圧
モータＩＡ、ＩＢ、ＩＣに対し圧油を供給する可変容量
形の油圧ポンプ、３は作動油を貯わえるタンクで、これ
ら油圧モータ１Ａ、ＩＢ、ＩＣ１ポンプ２およびタンク
３間には圧油供給通路４およびその戻シ通路５が設けら
れている。

また、図中６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）は各油圧モータＩＡ
、ＩＢ、ＩＣに対しポンプ２から供給される圧油を制御
する圧油制御部で、前記供給通路４および戻シ通路５か
ら各油圧モータｌＡ、ＩＢ、ＩＣに至る分岐通路７ａ、
８ａ；７ｂ、８１）；７ｃ、８ｃ部分に設けられている
。そして、との圧油制御部６は、図示されるように、モ
ータ１への圧油供給方向を切換えてモータ１を正、逆側
方向に回転させる方向切換弁９と、この方向切換弁９内
に組込まれた可変オリフィス１０ａ、ｉＱｂにて圧油の
供給量を所望の量に制御するフローコントロールバルブ
１１などから構成されている。

なお、図中１２ａ、１２ｂは上述した可変オリフィス１
０ａ、１０ｈの上、下流側の油圧をフローコントロール
パルプ１１に導びくパイロット王通路、９ａは方向切換
弁９を手動切換え操作するだめの操作レバーである。

また、図中１３は前記圧油供給通路４の途中からタンク
３に接続された還流路１４に設けられポンプ２吐出量の
余剰油をタンク３に還流させるバランスピストン型リリ
ーフ弁で、その下流側には安全弁１５とオリフィス１６
ａを有するバイパス路１６が並列して設けられ、これら
が全体として圧油供給通路４内の圧油を選択的にタンク
３側に還流させるリリーフ弁（図中１７で示す）として
機能するように構成されている。

さて、本発明によれば、上述した回路構成において、油
圧アクチュエータ１としての油圧モータＩＡ、ＩＢ、Ｉ
Ｃ側での負荷変動に応じてリリーフ弁１３のリリーフ圧
を制御することも油圧ポンプ２を制御するパイロットバ
ルブ２０を、リリーフ弁１３のベントボー）　１３ｍと
ポンプ２０制御シリンダ部２１に至るパイロット圧通路
２２との間に設けたところに特徴を有している。

これを詳述すると、このパイロットバルブ２０は、第２
図から明らかなように、前記リリーフ弁１３のベント回
路を構成する左方室２３と右方室２４とを開閉する弁体
としての針弁２５と、この針弁２５を弁閉方向に付勢す
るセットスプリング２Ｂ（２６Ａ、２６Ｂ）と、このセ
ットスプリング２６０セツト圧力を前記油圧モータＩＡ
、ＩＢ、ＩＣの入口側圧力の大小に応じて可変するピス
トン２７とによって構成されている。そして、前記左方
室２３は通路２３＆を介して前記ＩＪ　ＩＪ−フ弁１３
のベントポート１３＆に接続され、このリリーフ弁１３
を介して圧油供給通路４内の圧油がパイロット圧として
導びかれるとともに、その右方室２４は前記リリーフ弁
１３と安全弁１５との間の還流路１４に通路２４ａを介
して接続され、さらにバイパス路１６のオリフィス１６
ａ上流側を経て前記パイロット圧通路２２によって前記
ポンプ２の制御シリンダ部２１の左方室Ｈａに接続され
ている。なお、図中２１ｂは制御シリンダ部２１のピス
トン、２１ｃはこのピストン２１ｂを左方室２ｉａ側に
付勢する右方室２１ｄ内に配設されたスプリングで、こ
れによシ、左方室２１１Ｌ内に導ひかれるパイロット圧
の大小によシピストン２１ｂが左右方向に移動し、ポン
プ２の吐出量を可変制御することは周知の通シである。

また、第２図中２８は前記一対のセットスプリング２６
Ａ、２６Ｂ間に介在されスリーブ２８ａ内で摺動自在に
支持されたガイド部材で、これは軸線方向に沿って連続
して配設される一対のセットスプリング２６Ａ　、　２
６Ｂをガイドし、その付勢力の総和がセット圧力として
針弁２５に加わるようにするためのものである。

ｊｆ、前記ピストン２７はバルブ本体２０ａ内で摺動自
在に支持されるとともに、その左側受圧萌２７ｍには前
記針弁２５の右方室２４と同じくリリーフ弁１３のベン
ト回路を構成する通路２４ａ内の圧力が通路２９を介し
て導びかれ、また右側受圧面２７ｂには通路３０を介し
て前記油圧モータＩＡ。

ＩＢ、ＩＣの入口側圧力がパイロット圧として導びかれ
ている。ここで、これら各油圧モータＩ　Ａ、　Ｉ　Ｂ
。

１Ｃでの入口側圧力としては、方向切換弁９よ）もモー
タ側で可変オリフィス１０ｍ、１０ｂの下流側圧力を検
出するパイロット圧通路１２ｂを利用し、これら各パイ
ロット圧通路１２ｂから分岐された分岐通路３１ｍ、３
１ｂ、３１ｏを、シャトル弁３２ｍ、３２ｂを介して接
続し、その出力を前記通路３０に導入するように構成さ
れている。そして、上述したシャトル弁３２ａ、３２ｂ
により各モータ１Ａ、１Ｂ、ＩＣの入口側圧力のうち、
最も高い圧力が通路３０にてピストン２７側に導びかれ
る。勿論、各モータ＝９−７ １Ａ、ＩＢ、ＩＣの方向切換弁９が非作動位置に切換え
られているときにはパイロット圧は生ぜず、またいずれ
か１台のモータのみが作動されたときにはこれに応じて
パイロット圧がピストン２７を作動させるように動作す
る。なお、第２図中３３は前記セットスプリング２６Ａ
、２６Ｂと共にピストン２７を制御するスプリングで、
ピストン２７はその右方室２７ｂに加わった油圧による
力とこれらスプリング３３　；　２６Ａ、２６Ｂの張力
とがつり合うまで移動されるもので、これによりスプリ
ング２６Ａ、２６Ｂの張力によって前記リリーフ弁１３
のリリーフ圧力が決定されるものである。

このような構成による油圧装置によれば、前記パイロッ
トバルブ２０によりポンプ２は油圧モータＩＡ、ＩＢ、
ＩＣ側の負荷変動に応じて次のように制御される。

すなわち、ポンプ２が作動される一方、油圧モータＩＡ
、ＩＢ、ＩＣ側がすべて非作動状態にあるときには、圧
油供給通路４中の圧油の一部が、還流路１４およびリリ
ーフ弁１３のベント回路とな１０− る通路１３ａ、２３ａを経てパイロットパルプ２０の針
弁２５を開放方向に作動させ、これによって高いパイロ
ット圧が、通路２４ｍ、１６．２２を経てポンプ２の制
御シリンダ部２１に作用し、これを必要最小限の吐出量
にて作動するように制御する。

そして、油圧モータＩＡ、ＩＢ、ＩＣのいずれかが作動
するまでは、その吐出量とこれによるパイロットパルプ
２０で生じるパイロット圧とがバランスしながらその状
態を維持する。これは、各モータＩＡ、ＩＢ、ＩＣでの
入口側圧力が生じないため、ピストン２７には何ら作用
力が働かず、その結果パイロットパルプ２０の針弁２５
は、セットスプリング２６Ａ、２６Ｂ自身のもつ付勢力
のみで開閉制御されることから明らかであろう。

また、１台のモータ、たとえば１人が作動すると、その
入口側圧力が負荷に応じて通路１２ｂ、３１ｍさらに３
０を介してピストン２７に作用し、これを移動させるこ
とによシセットスプリング２６Ａ。

２６Ｂを圧縮してそのセット圧力を可変させる。すると
、このパイロットパルプ２０の針弁２５の開度が負荷の
大きさに応じて絞られ、リリーフ弁１３は実負荷に見合
った圧力すなわち（実負荷子の）ＥＥ力でリリーフされ
ることになシ、これによりポンプ２側に送られるパイロ
ット圧力が減少してポンプ２の吐出量を増加させるよう
に制御する。

そして、この制御量は前記ピストン２７に作用するモー
タ１Ａ側からのパイロット圧に追随して迅速かつ適切に
制御されるもので、応答性の面でも、動作性能の面でも
優れているといった利点がある。

このような負荷変動に応じたポンプ２の制御は、２台ま
たは３台のモータが並列して駆動されている場合にも同
様であシ、モータ側での入口側圧力とパイロット圧通路
２２内のパイロット圧との大きさによシピストン２７が
バランスよく作動して針弁２５に対するセット圧力を可
変し、その開度を適切に制御するものである。

そして、このようなパイロットパルプ２０を用いてリリ
ーフ弁１３のリリーフ圧を制御するようにすると、第３
図に示すように、実負荷の増減に　。

伴なってポンプ吐出圧が適切に制御されるもので、その
効果は大きい。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されるもので
はなく、各部の形状、構造等を適宜変形。

変更し得るものであることは勿論である。たとえばこの
種の油圧装置にて用いられる油圧アクチュエータとして
は種々の分野にて多数知られておシ、要は負荷変動を生
じる油圧アクチュエータに合わせて圧油供給用のポンプ
を適切かつ迅速に制御するものであればよい。また、本
発明において特徴とするパイロットパルプ２０の構成と
しても、第２図に示される具体例に限定されず、適宜変
更し得るものである。

さらに、本発明によれば、従来アクチュエータ側の最大
負荷に見合った最大圧力にてセットされ、これを可変で
きないリリーフ弁１３のリリーフ圧を、パイロットパル
プ２０にてアクチュエータ側の負荷に応じて可変制御し
得るため、上述した実施例で示す可変容量形のポンプに
限定されず、第４図に示すような固定容量形のポンプ２
に用いてもその効果を発揮し得るものである。これは、
パイロットパルプ２０にてリリーフ弁１３を（実負荷子
の）の圧力でリリーフさせポンプ２からの供給圧力を適
切に制御するとともに、ポンプ２に対する負荷を減少さ
せ、その駆動力を軽減して省エネルギ化を果すこととな
ることから容易に理解されよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る負荷感応型油圧装置
によれば、アクチュエータ側の入口側圧力が導びかれる
ことによって作動するピストンにてそのセット圧力が可
変される弁体な有するパイロットパルプにて、ポンプか
らの余剰流量を制御するリリーフ弁のリリーフ圧を制御
するようにしたので、簡単な構成にもかかわらず、アク
チュエータ側での負荷変動に応じたポンプ吐出圧力制御
を迅速かつ適切に行なうことができ、これにょシボンプ
を効率よくかつ安定して運転制御することができ省エネ
ルギ効果を発揮し得るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る負荷感応型油圧装置の一実施例を
示す概略構成図、第２図はその特徴とするパイロットバ
ルブの具体例を示す縦断面図、第３図は本発明装置の動
作状態を説明するための特性図、第４図は本発明の別の
実施例を示す図である。 １（ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ）　　・・・・油圧モータ（油田
アクチュエータ）、２・・・・油圧ポンプ、３・・・・
タンク、４・・・壷供給通路、５・・・・戻シ通路、９
・・・・方向切換弁、１２ｂ・・・・パイロット圧通路
、１３・・・・リリーフ弁、１３ａ・・・・ベントボー
ト、１４・・・・還流路、１６・・・・バイパス通路、
１６ａ・・・・オリフィス、２０・・・・パイロットバ
ルブ、２１・・・・ポンプの制御シリンダ部、２２・・
・・パイロット圧通路、２５・・・・針弁（弁体）、２
６（２６Ａ、２６Ｂ　）・・・・セットスプリング、２
７−−−−ピストン、３０　：　３１ａ、３１ｂ、３１
ｃ；斥・・・通路。 パ） １５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷変動が生じる油圧アクチュエータと、この油圧アク
   チュエータに対し油圧を供給する油圧ポンプと、この油
   圧ポンプ吐出量の余剰油をタンクに還流させるバランス
   ピストン型すリーフ弁ト、前記油圧アクチュエータ側の
   負荷の大小に応じてこのリリーフ弁のリリーフ圧を制御
   するパイロットパルプを備え、このパイロットパルプは
   、前記リリーフ弁のベント回路を開閉制御する弁体と、
   この弁体を弁閉方向に付勢するセットスプリングと、こ
   のセットスプリングによるセット圧力を前記油圧アクチ
   ュエータの入口側圧力が導びかれることにより可変する
   ピストンとから構成されていることを特徴とする負荷感
   応型油圧装置。