(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧アクチュエータを作動させる際にポンプの吐出流量が少ない場合でも、ポンプの吐出圧を回路上限圧またはその近傍まで上昇させることができるようにする。【解決手段】油圧システム１は、可変容量型のポンプ２１と、複数の油圧アクチュエータ５用の複数の制御弁４を含むバルブユニット３と、ポンプの吐出圧と複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧が一定となるようにポンプの吐出流量を調整するレギュレータ２２であって、最小吐出流量がゼロよりも大きな値に機械的に設定されたレギュレータと、複数の制御弁の上流側に配置された、回路上限圧を規定するリリーフ弁６２と、複数の制御弁の下流側に配置された、複数の制御弁が操作されないときにポンプからタンクへの作動液の流通を許容し、複数の制御弁の少なくとも１つが操作されるときにポンプからタンクへの作動液の流通を阻害するアンロード弁１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量型のポンプと、
複数の油圧アクチュエータ用の複数の制御弁を含むバルブユニットと、
前記ポンプの吐出圧と前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧が一定となるように前記ポンプの吐出流量を調整するレギュレータであって、最小吐出流量がゼロよりも大きな値に機械的に設定されたレギュレータと、
前記複数の制御弁の上流側に配置された、回路上限圧を規定するリリーフ弁と、
前記複数の制御弁の下流側に配置された、前記複数の制御弁が操作されないときに前記ポンプからタンクへの作動液の流通を許容し、前記複数の制御弁の少なくとも１つが操作されるときに前記ポンプからタンクへの作動液の流通を阻害するアンロード弁と、
を備える、油圧システム。
【請求項２】
前記バルブユニットは、供給ラインにより前記ポンプと接続された流入口と、キャリオーバラインによりタンクと接続された流出口と、前記流入口から前記流出口まで前記複数の制御弁を通過しないように延びる主流路と、前記主流路を前記複数の制御弁と接続する複数の分配路と、を有する、請求項１に記載の油圧システム。
【請求項３】
前記リリーフ弁は、前記複数の分配路の上流側で前記主流路から分岐する、または前記供給ラインから分岐するタンクラインに設けられ、
前記アンロード弁は、前記キャリオーバラインに設けられている、請求項２に記載の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードセンシング方式の油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建設機械や産業車両などでは、ロードセンシング方式の油圧システムが採用されている。ロードセンシング方式の油圧システムでは、ポンプの吐出圧と複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧が一定となるように、可変容量型のポンプの吐出流量が調整される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の油圧アクチュエータ用の複数の制御弁の全てが中立状態でも、それらの制御弁を含むバルブユニットに作動液が流れるように構成されたロードセンシング方式の油圧システムが開示されている。これにより、全ての制御弁が中立状態である待機時にもバルブユニットが暖められ、低温条件下での応答性の低下が抑制される。
【０００４】
具体的に、特許文献１の油圧システムでは、複数の制御弁の下流側に、リリーフ弁およびアンロード弁が配置されている。リリーフ弁は、回路上限圧を規定するものである。アンロード弁は、複数の制御弁が操作されないときにポンプからタンクへの作動液の流通を許容し、複数の制御弁の少なくとも１つが操作されるときにポンプからタンクへの作動液の流通を阻害するものである。
【０００５】
より詳しくは、バルブユニットは、複数の制御弁を通過する主流路を有し、この主流路における複数の制御弁の下流側にリリーフ弁とアンロード弁が並列に設けられている。そして、ポンプの最低吐出流量は、ゼロよりも大きな値に機械的に設定されている。このため、待機時には、ポンプから一定流量の作動液が吐出され、その作動液が複数の制御弁およびアンロード弁を通ってタンクへ流れ込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７７３３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の油圧システムのように、リリーフ弁が複数の制御弁の下流側に配置されている場合には、ポンプからリリーフ弁までの距離が長くなるため、その距離に応じた圧力損失分だけリリーフ弁のリリーフ圧を回路上限圧から低く設定しなければならない。なお、リリーフ圧を決定するために使用される圧力損失は、ポンプの最大吐出流量に基づいて算出される。
【０００８】
しかしながら、油圧アクチュエータをゆっくりと作動させる場合であってポンプの吐出流量が少ない場合には、圧力損失が小さくなる。それ故に、ポンプの吐出圧は、回路上限圧よりも低いリリーフ圧と同程度までしか上昇できない。
【０００９】
そこで、本発明は、油圧アクチュエータを作動させる際にポンプの吐出流量が少ない場合でも、ポンプの吐出圧を回路上限圧またはその近傍まで上昇させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、可変容量型のポンプと、複数の油圧アクチュエータ用の複数の制御弁を含むバルブユニットと、前記ポンプの吐出圧と前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧が一定となるように前記ポンプの吐出流量を調整するレギュレータであって、最小吐出流量がゼロよりも大きな値に機械的に設定されたレギュレータと、前記複数の制御弁の上流側に配置された、回路上限圧を規定するリリーフ弁と、前記複数の制御弁の下流側に配置された、前記複数の制御弁が操作されないときに前記ポンプからタンクへの作動液の流通を許容し、前記複数の制御弁の少なくとも１つが操作されるときに前記ポンプからタンクへの作動液の流通を阻害するアンロード弁と、を備える、油圧システムを提供する。
【００１１】
上記の構成によれば、リリーフ弁が複数の制御弁の上流側に配置されているので、ポンプからリリーフ弁までの距離が短くなる。従って、その距離に応じた圧力損失も小さくなり、リリーフ弁のリリーフ圧を回路上限圧とほぼ等しくすることができる。その結果、油圧アクチュエータを作動させる際にポンプの吐出流量が少ない場合でも、ポンプの吐出圧を回路上限圧またはその近傍まで上昇させることができる。
【００１２】
前記バルブユニットは、供給ラインにより前記ポンプと接続された流入口と、キャリオーバラインによりタンクと接続された流出口と、前記流入口から前記流出口まで前記複数の制御弁を通過しないように延びる主流路と、前記主流路を前記複数の制御弁と接続する複数の分配路と、を有してもよい。この構成によれば、主流路の流路面積を比較的大きくすることが可能で、バルブユニットの流入口から流出口までの圧力損失を比較的小さくすることができる。
【００１３】
例えば、前記リリーフ弁は、前記複数の分配路の上流側で前記主流路から分岐する、または前記供給ラインから分岐するタンクラインに設けられ、前記アンロード弁は、前記キャリオーバラインに設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、油圧アクチュエータを作動させる際にポンプの吐出流量が少ない場合でも、ポンプの吐出圧を回路上限圧またはその近傍まで上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧システムの概略構成図である。
【図２】レギュレータの概略構成図である。
【図３】バルブユニットの上面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図４のV−V線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係るロードセンシング方式の油圧システム１を示す。油圧システム１は、例えば、トラクタや油圧ショベルのような建設機械または産業機械に搭載される。
【００１７】
具体的に、油圧システム１は、可変容量型のポンプ２１と、複数の油圧アクチュエータ５と、ポンプ２１と油圧アクチュエータ５の間に介在するバルブユニット３を含む。図例では、各油圧アクチュエータ５が油圧シリンダであるが、各油圧アクチュエータ５は油圧モータであってもよい。また、図例では、油圧アクチュエータ５の数が３つであるが、油圧アクチュエータ５の数は適宜変更可能である。
【００１８】
バルブユニット３は、油圧アクチュエータ５用の複数（油圧アクチュエータ５と同数）の制御弁４を含んでいる。各制御弁４は、一対の給排ライン３７により対応する油圧アクチュエータ５と接続されており、その油圧アクチュエータ５に対する作動液の供給および排出を制御する。
【００１９】
また、バルブユニット３は、流入口３１、流出口３２および主流路３３を有している。本実施形態では、主流路３３が流入口３１から流出口３２まで全ての制御弁４を通過しないように延びている。そして、主流路３３は、全ての制御弁４が並列に並ぶように、複数（制御弁４と同数）の分配路３４により制御弁４と接続されている。各分配路３４には、圧力補償弁３５が設けられている。
【００２０】
より詳しくは、図３〜図５に示すように、バルブユニット３は、流入口３１が形成された第１ブロック３Ａと、流出口３２が形成された第２ブロック３Ｂと、第１ブロック３Ａと第２ブロック３Ｂとで挟持された複数の中間ブロック３Ｃを含む。そして、主流路３３は、全てのブロック３Ａ，３Ｂ，３Ｃを横断するように延びている。
【００２１】
各中間ブロック３Ｃには、１つの制御弁４が組み込まれている。つまり、中間ブロック３Ｃの数は制御弁４の数と等しく、各中間ブロック３Ｃには、給排ライン３７の中間に位置する一対の給排口３６が形成されている。
【００２２】
図１および図５に示すように、各制御弁４は、複数のランド部を有するスプール４１と、スプール４１を軸方向の両側に付勢する一対のスプリング４２と、スプール４１を軸方向の一方または他方に駆動する一対の駆動手段４３を含む。なお、図５では、図面の簡略化のために、スプリング４２を省略している。
【００２３】
本実施形態では、各駆動手段４３が、スプール４１にパイロット圧を付与してスプール４１を駆動する。ただし、各駆動手段４３は、これに限られるものではなく、例えば電磁式の直動機構であってもよい。
【００２４】
図５に示すように、スプール４１は中間ブロック３Ｃを貫通していて、スプール４１の両端が中間ブロック３Ｃの両側面から露出している。中間ブロック３Ｃの両側面には、スプール４１の両端を覆うカバー４４が取り付けられている。
【００２５】
本実施形態では、図４および図５に示すように、主流路３３は、全ての中間ブロック３Ｃを横断する領域では、スプール４１から給排口３６側に少し離れた位置で、スプール４１の軸方向と直交する方向に真っ直ぐに延びている。
【００２６】
図１に戻って、バルブユニット３の流入口３１は、供給ライン１１によりポンプ２１と接続されており、バルブユニット３の流出口３２は、キャリオーバライン１２によりタンクと接続されている。そして、全ての制御弁４の上流側にリリーフ弁６２が配置されており、全ての制御弁４の下流側にアンロード弁１３が配置されている。つまり、キャリオーバライン１２はアンロード弁１３を介してタンクに接続されている。
【００２７】
ポンプ２１の吐出流量は、レギュレータ２２により調整される。レギュレータ２２には、第１信号圧ライン２３を通じてポンプ２１の吐出圧Ｐｄが導かれるとともに、第２信号圧ライン２４を通じて油圧アクチュエータ５の最高負荷圧ＰＬが導かれる。そして、レギュレータ２２は、ポンプ２１の吐出圧Ｐｄと最高負荷圧ＰＬとの差圧が一定となるように、ポンプ２１の吐出流量を調整する。
【００２８】
より詳しくは、図２に示すように、レギュレータ２２は、ポンプ２１の斜板２１ａを吐出流量が大きくなる方向に付勢するスプリング７２と、ポンプ２１の斜板２１ａをスプリング７２の付勢力に抗して吐出流量が小さくなる方向に押圧するピストン７１を含む。また、レギュレータ２２は、ピストン７１用の受圧室７４に導かれる制御圧を調整する差圧調整弁７６およびカットオフ弁７５を含む。差圧調整弁７６は、ポンプ２１の吐出圧Ｐｄと最高負荷圧ＰＬとの差圧が一定となるように制御圧を調整し、カットオフ弁７５は、ポンプ２１の吐出圧Ｐｄが設定値を超えないように制御圧を調整する。
【００２９】
さらに、レギュレータ２２では、ポンプ２１の最低吐出流量がゼロよりも大きな値に機械的に設定されている。つまり、レギュレータ２２には、ピストン７１の移動量を制限するストッパー７３が設けられている。
【００３０】
上述したリリーフ弁６２は、回路上限圧を規定するものである。本実施形態では、リリーフ弁６２が、全ての制御弁４の上流側でバルブユニット３の主流路３３から分岐してタンクへつながるタンクライン６１に設けられている。ただし、タンクライン６１は、供給ライン１１から分岐してもよい。
【００３１】
より詳しくは、リリーフ弁６２は、バルブユニット３の第１ブロック３Ａに組み込まれている。ただし、図３では、図面の簡略化のために、リリーフ弁６２を省略している。
【００３２】
アンロード弁１３は、全ての制御弁４が操作されないときにキャリオーバライン１２を通じたポンプ２１からタンクへの作動液の流通を許容し、制御弁４の少なくとも１つが操作されるときにポンプ２１からタンクへの作動液の流通を阻害するものである。本実施形態では、アンロード弁１３が、キャリオーバライン１２の圧力Ｐｔと最高負荷圧ＰＬとの差圧が設定値以下のときにキャリオーバライン１２をブロックし、キャリオーバライン１２の圧力Ｐｔと最高負荷圧ＰＬとの差圧が設定値よりも大きなときにキャリオーバライン１２を開放する（キャリオーバライン１２の上流側部分を下流側部分と連通する）。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の油圧システム１では、リリーフ弁６２が全ての制御弁４の上流側に配置されているので、ポンプ２１からリリーフ弁６２までの距離が短くなる。従って、その距離に応じた圧力損失も小さくなり、リリーフ弁６２のリリーフ圧を回路上限圧とほぼ等しくすることができる。その結果、油圧アクチュエータ５を作動させる際にポンプ２１の吐出流量が少ない場合でも、ポンプ２１の吐出圧Ｐｄを回路上限圧またはその近傍まで上昇させることができる。
【００３４】
また、アンロード弁１３が全ての制御弁４の下流側に配置され、かつ、ポンプ２１の最低吐出流量がゼロよりも大きいので、全ての制御弁４が中立状態である待機時でも、バルブユニット３に作動液が流れてバルブユニット３が暖められる。これにより、低温条件下での応答性の低下を抑制することができる。
【００３５】
（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００３６】
例えば、特許文献１と同様に、主流路３３が流入口３１から流出口３２まで全ての制御弁４を通過するように延びていてもよい。ただし、前記実施形態のように主流路３３が流入口３１から流出口３２まで全ての制御弁４を通過しないように延びていれば、主流路３３の流路面積を比較的大きくすることが可能で、バルブユニット３の流入口３１から流出口３２までの圧力損失を比較的小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    油圧システム
１１  供給ライン
１２  キャリオーバライン
１３  アンロード弁
２１  ポンプ
２２  レギュレータ
３    バルブユニット
３１  流入口
３２  流出口
３３  主流路
３４  分配路
４    制御弁
５    油圧アクチュエータ
６１  タンクライン
６２  リリーフ弁
【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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