(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量型のポンプと、このポンプの傾転角を制御するレギュレータと、上記ポンプに接続したアクチュエータと、これらポンプとアクチュエータとの間に設けたスプール弁と、上記ポンプの吐出圧を上記レギュレータに導く吐出圧用パイロット流路と、上記アクチュエータの負荷圧を上記レギュレータに導く負荷圧用パイロット流路とを備えたロードセンシング制御装置において、上記吐出圧用パイロット流路とポンプとを接続する接続ポイントと、負荷圧用パイロット流路とアクチュエータとを接続する接続ポイントとの間に、固定オリフィスを設け、スプールのフルストローク時に最大流量が固定オリフィスの開口で定まる構成にしたロードセンシング制御装置。
【請求項２】
上記スプール弁の下流側に圧力補償弁を設け、この圧力補償弁の上流に上記固定オリフィスを設けた請求項１記載のロードセンシング制御装置。
【請求項３】
上記スプール弁の上流側に圧力補償弁を設け、この圧力補償弁の下流に上記固定オリフィスを設けた請求項１記載のロードセンシング制御装置。
【請求項４】
上記スプール弁は、その弁本体にポンプポートとアクチュエータポートとを形成するとともに上記弁本体にはスプールを摺動自在に組み込み、スプールの移動位置に応じて上記ポンプポートとアクチュエータポートとを、弁本体に形成した供給流路を介して連通させる一方、上記供給流路に上記固定オリフィスを設けた請求項１〜３のいずれかに記載したロードセンシング制御装置。
【請求項５】
上記弁本体の供給流路に固定オリフィスを構成する絞り部材を組み付けた請求項４記載のロードセンシング制御装置。
【請求項６】
上記弁本体の供給流路に圧力補償弁を組み込むとともに、この圧力補償弁の弁体に上記固定オリフィスを形成した請求項４記載のロードセンシング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アクチュエータの負荷圧を検出して可変容量型のポンプの吐出量を制御するロードセンシング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として図６，７に示すものが従来から知られている。この従来の装置は、レギュレータ１によって傾転角が制御される可変容量型のポンプＰに、流路２，２を介してアクチュエータ３，３を並列に接続するとともに、上記流路２，２のそれぞれには、スプール弁Ｖを設け、さらにこのスプール弁Ｖの下流に圧力補償弁ＣＶを設けている。
【０００３】
そして、上記レギュレータ１には、吐出圧用パイロット流路４を経由してポンプＰの吐出圧が導かれるとともに、負荷圧用パイロット流路５を介して、アクチュエータ３，３の負荷圧が導かれるようにしている。なお、符号６は高圧選択弁で、この高圧選択弁６で最高負荷圧が選択されるとともに、その選択された高い負荷圧が上記負荷圧用パイロット流路５を介してレギュレータ１に導かれる。
このようにしてポンプ吐出圧と負荷圧とが導かれたレギュレータ１は、最高負荷圧に対して設定された差圧分だけ高い吐出圧を保つようにポンプＰの吐出量を制御する。
【０００４】
また、上記スプール弁Ｖの具体的な構成は、図７に示すとおりである。すなわち、スプール弁Ｖの弁本体７には、上記ポンプＰに接続したポンプポート８ａ，８ｂを形成するとともに、アクチュエータ３に接続したアクチュエータポート９，１０を形成している。
そして、上記弁本体７にはスプール１１を摺動自在に組み込むとともに、このスプール１１が図示の中立位置にあるとき、上記ポンプポート８ａ，８ｂと、弁本体７に形成した上流側供給流路１２ａとの連通が遮断される構成にしている。このようにした上流側供給流路１２ａは、弁本体７に組み込んだ圧力補償弁ＣＶを介して下流側供給流路１２ｂに連通する構成にしている。
【０００５】
そして、スプール１１が図示の中立位置から、例えば図面右方向に移動すると、スプール１１に形成した一方のノッチ１３ａが、上流側供給流路１２ａに連通する環状凹部１４に開口する。したがって、ポンプポート８ａに供給された圧油は、上流側供給流路１２ａに導かれるとともに、圧力補償弁ＣＶを押し開いてブリッジ状にした下流側供給流路１２ｂに導かれる。
【０００６】
また、スプール１１が上記のように右方向に移動すれば、その一方の環状溝１５を介して、上記下流側供給流路１２ｂと一方のアクチュエータポート９とが連通する。したがって、下流側供給流路１２ｂに導かれた圧油は、一方のアクチュエータポート９を経由してアクチュエータ３に供給される。このとき、スプール１１に形成した他方の環状溝１６がタンク通路１７に開口するので、他方のアクチュエータポート１０の戻り油は図示していないタンクに戻される。
【０００７】
スプール１１が上記とは反対側に移動すると、今度は、他方のノッチ１３ｂが上記環状凹部１４に開口するとともに、下流側供給流路１２ｂと他方のアクチュエータポート１０が環状溝１６を介して連通し、一方のアクチュエータポート９とタンク通路１７とが環状溝１５を介して連通する。したがって、ポンプポート８ｂに供給された圧油は、上流側供給流路１２ａを経由して他方のアクチュエータポート１０からアクチュエータ３に供給される。また、アクチュエータ３からの戻り油は、一方のアクチュエータポート９からタンク通路１７を通って上記タンクに戻される。
【０００８】
さらに、上記圧力補償弁ＣＶは、上記上流側供給流路１２ａとは反対側に形成されるパイロット室１８にスプリング１９を設けるとともに、このパイロット室１８にはアクチュエータ３のどちらか高い方の負荷圧が導かれるようにしている。また、この圧力補償弁ＣＶの弁体２０には、上流側供給流路１２ａと下流側供給流路１２ｂとを連通させる制御絞り２１を形成している。そして、この圧力補償弁Ｃは、上記上流側供給流路１２ａの圧力が最高負荷圧＋スプリング１９のばね力になるように、上記制御絞り２１の開度を制御する。これによって、ノッチ１３ａの前後差圧が、レギュレータ１で設定された差圧からスプリング１９のばね力を引いたものと等しくなる。
なお、図中符号２２は、センタリングスプリングであり、このスプリング２２のばね力の作用で、スプール１１は通常は図示の中立位置を保つことになる。
【０００９】
上記のようにした装置において、スプール１１をフルストロークすると、スプール１１に形成した環状溝２３，２４と環状凹部１４との連通がノッチ１３ａあるいは１３ｂで制御されることになる。したがって、上記ノッチ１３ａあるいは１３ｂでアクチュエータ３の最高速度が制御されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３７７６０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の装置では、スプール１１をフルストロークさせたときに、当該アクチュエータの速度が最高になるが、スプール１１のストロークにばらつきがあると、アクチュエータの最高速度にもばらつきが発生し、極端な場合にはオペレータに違和感を与えることがあった。
【００１２】
また、例えば、一対の油圧モータを駆動して走行をする建設機械において、それら一対の油圧モータのそれぞれを最高速度で作動させて直進走行をする場合に、それら両油圧モータの最高速度にばらつきがあると、直進走行ができなくなるという問題も生じる。
なお、スプール１１のノッチ１３ａ、１３ｂの形成位置の公差、ストローク量を決定するキャップやスプリングシートの寸法公差など、もろもろの寸法公差が累積した結果発生するものである。
【００１３】
この発明の目的は、スプールのフルストロークにばらつきがあっても、アクチュエータの最高作動速度が一定になるようにしたロードセンシング制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、可変容量型のポンプと、このポンプの傾転角を制御するレギュレータと、上記ポンプに接続したアクチュエータと、これらポンプとアクチュエータとの間に設けたスプール弁と、上記ポンプの吐出圧を上記レギュレータに導く吐出圧用パイロット流路と、上記アクチュエータの負荷圧を上記レギュレータに導く負荷圧用パイロット流路とを備えたロードセンシング制御装置に関するものである。
【００１５】
そして、第１の発明は、上記吐出圧用パイロット流路とポンプとを接続する接続ポイントと、負荷圧用パイロット流路とアクチュエータとを接続する接続ポイントとの間に、固定オリフィスを設け、スプールのフルストローク時に最大流量が固定オリフィスの開口で定まる構成にした点に特徴を有する。
第２の発明は、上記スプール弁の下流側に圧力補償弁を設け、この圧力補償弁の上流に上記固定オリフィスを設けた点に特徴を有する。
第３の発明は、上記スプール弁の上流側に圧力補償弁を設け、この圧力補償弁の下流に上記固定オリフィスを設けた点に特徴を有する。
【００１６】
第４の発明は、上記スプール弁に、その弁本体にポンプポートとアクチュエータポートとを形成するとともに、その弁本体にはスプールを摺動自在に組み込み、スプールの移動位置に応じて上記ポンプポートとアクチュエータポートとを、弁本体に形成した供給流路を介して連通させる一方、上記供給流路に上記固定オリフィスを設けた点に特徴を有する。
【００１７】
第５の発明は、上記弁本体の供給流路に固定オリフィスを構成する絞り部材を組み付けた点に特徴を有する。
第６の発明は、上記弁本体の供給流路に圧力補償弁を組み込むとともに、この圧力補償弁の弁体に上記固定オリフィスを形成した点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１８】
第１〜３の発明によれば、スプールがフルストロークされたとしても、そのときにアクチュエータに対する供給流量は固定オリフィスの開度で決まる。したがって、スプールのフルストローク時の供給流量は安定し、従来のようにそれがばらついたりしない。
【００１９】
第４の発明によれば、スプール弁の弁本体に形成した供給流路に固定オリフィスを設けたので、固定オリフィスを設けるために特別なスペースを確保する必要がなく、その分、当該装置を小型化できる。
第５の発明によれば、固定オリフィスを形成した絞り部材を上記供給流路に組み込むようにしたので、固定オリフィスを簡単に設けることができる。
第６の発明によれば、圧力補償弁の弁体に固定オリフィスを形成したので、スプール弁の弁本体に圧力補償弁を組み込むことによって、固定オリフィスを設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の回路図である。
【図２】第１実施形態のスプール弁の断面図である。
【図３】（ａ）はスプールのストロークとノッチの開口特性を示すグラフ、（ｂ）はスプールのストロークと固定オリフィスの開口特性を示すグラフ、（ｃ）はノッチおよび固定オリフィスの合成開口特性を示すグラフである。
【図４】第２実施形態のスプール弁の断面図である。
【図５】第３実施形態の回路図である。
【図６】従来のロードセンシング制御装置の回路図である。
【図７】従来のロードセンシング制御装置におけるスプール弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１，２に示した第１実施形態は、スプール弁Ｖと圧力補償弁ＣＶとの間に固定オリフィス２５を設けた点が従来と相違するもので、その他の構成は従来と同一である。そこで従来と同一の構成要素については、以下の説明において同一符号を用いるとともに、その詳細な説明は、従来の装置についての説明をそのまま援用する。
【００２２】
上記第１実施形態では、スプール弁Ｖと圧力補償弁ＣＶとの間に固定オリフィス２５を設けているが、図２に示すように、スプール弁Ｖの上流側供給流路１２ａに、固定オリフィス２５を形成した絞り部材２６を組み込んだものである。
このようにした第１実施形態では、上記絞り部材２６を上記のように上流側供給流路１２ａに組み込むだけで固定オリフィス２５を構成することができる。
【００２３】
上記のように構成することによって、スプール１１のストロークに対するノッチ１３ａ，１３ｂと固定オリフィス２５との合成開口特性は、図３（ｃ）に示すとおりである。すなわち、スプール１１のストロークに応じてノッチ１３ａ，１３ｂの開度は徐々に大きくなっていくが、当該ノッチがポンプポート８ａと環状凹部１４との境界を越えたときにポンプポート８ａ，８ｂが環状凹部１４に開口し、ノッチ１３ａ，１３ｂがその制御機能を失い、ポンプポート８ａ，８ｂが、上流側供給流路１２ａに対して全開状態を維持する。
【００２４】
つまり、図３（ａ）に示すように、スプール１１のストロークが点線の部分を越えたとき、上記のようにノッチ１３ａ，１３ｂがその制御機能を失い、上流側供給流路１２ａに対するポンプポート８ａ，８ｂの開口面積が急激に大きくなる。
ただし、第１実施形態では、上記のように固定オリフィス２５を設けているので、スプール１１のストロークにかかわりなく、その最大流量が固定オリフィス２５によって一定に保たれる。
【００２５】
したがって、ノッチ１３ａ，１３ｂによる図３（ａ）に示した開口特性と、固定オリフィス２５による図３（ｂ）に示した開口特性とを合成すると、上記図３（ｃ）に示す開口特性を得ることができる。
このようにして得られた合成開口特性においては、スプール１１が一定以上ストロークすれば、その最大流量が一定になるので、例えば、スプール１１のストロークのばらつきによって最大流量が不安定になったりしない。
【００２６】
図４に示した第２実施形態は、固定オリフィス２７を圧力補償弁ＣＶに形成した点が第１実施形態と異なり、その他の構成はすべて第１実施形態と同じである。
したがって、この第２実施形態の説明においても、第１実施形態と同一符号を用いるとともに、重複する部分の詳細な説明は省略する。
【００２７】
上記圧力補償弁ＣＶは、その弁体２０に形成した上記制御絞り２１の上流側を円筒状にし、この円筒状にした部分の内側を固定オリフィス２７としている。
したがって、スプール１１のストロークに応じてノッチ１３ａ，１３ｂの開度は徐々に大きくなっていくが、当該ノッチがポンプポート８ａと環状凹部１４との境界を越えたときにポンプポート８ａ，８ｂが環状凹部１４に開口し、ノッチ１３ａ，１３ｂがその制御機能を失い、ポンプポート８ａ，８ｂが、上流側供給流路１２ａに対して全開状態を維持する。
【００２８】
つまり、図３（ａ）に示すように、スプール１１のストロークが点線の部分を越えたとき、上記のようにノッチ１３ａ，１３ｂがその制御機能を失い、上流側供給流路１２ａに対するポンプポート８ａ，８ｂの開口面積が急激に大きくなる。
ただし、この第２実施形態では固定オリフィス２７を設けているので、上記第１実施形態と同様に、スプール１１のストロークにかかわりなく、その最大流量が固定オリフィス２７によって一定に保たれる。
【００２９】
したがって、ノッチ１３ａ，１３ｂによる図３（ａ）に示した開口特性と、固定オリフィス２７による図３（ｂ）に示した開口特性とを合成すると、上記図３（ｃ）に示す開口特性を得ることができる。
このようにしてえられた合成開口特性においては、スプール１１が一定以上ストロークすれば、その最大流量が一定になるので、例えば、スプール１１のストロークのばらつきによって最大流量が不安定になったりしない。
【００３０】
図５に示した第３実施形態は、圧力補償弁ＣＶの下流側にスプール弁Ｖと固定オリフィス２８を設けたのもので、スプール弁Ｖおよび固定オリフィス２８は、第１，２実施形態のスプール弁Ｖおよび固定オリフィス２５，２７と同一の構成にすることができる。
そして、この第３実施形態においても、第１，２実施形態と同様に、スプール１１のストロークにかかわりなく、その最大流量が固定オリフィス２８によって一定に保たれる。
【００３１】
したがって、ノッチ１３ａ，１３ｂによる図３（ａ）に示した開口特性と、固定オリフィス２８による図３（ｂ）に示した開口特性とを合成すると、上記図３（ｃ）に示す開口特性を得ることができる。
このようにしてえられた合成開口特性においては、スプール１１が一定以上ストロークすれば、その最大流量が一定になるので、例えば、スプール１１のストロークのばらつきによって最大流量が不安定になったりしない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
ロードセンシング制御をするパワーショベル等の建設機械に最適である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｐ        ポンプ
１        レギュレータ
３        アクチュエータ
ＣＶ        圧力補償弁
４        吐出圧用パイロット流路
５        負荷圧用パイロット流路
Ｖ        スプール弁
７        弁本体
１１      スプール
１２ａ      上流側供給流路
１２ｂ      下流側供給流路
２５        固定オリフィス
２７        固定オリフィス
２８        固定オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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