(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータのうちの１つのアクチュエータに対する作動液の供給および排出を制御する制御弁であって、ポンプポート、一対の中継ポート、一対の給排ポートおよびタンクポートを有する制御弁と、
上流側中継ラインおよび下流側中継ラインにより前記一対の中継ポートと接続された、前記上流側中継ラインの圧力と信号圧との差圧に応じて作動する圧力補償弁と、
前記下流側中継ラインから分岐する負荷圧検出ラインと、
前記下流側中継ラインと接続された逃しラインであって、リリーフ弁が設けられた逃しラインと、
前記逃しラインに作動液が流れないときは前記信号圧として前記複数のアクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧を前記圧力補償弁へ導き、前記逃しラインに作動液が流れるときは前記信号圧としてポンプ圧を前記圧力補償弁へ導くように構成された切換弁と、
を備える、圧力補償ユニット。
【請求項２】
前記逃しラインには、前記リリーフ弁の上流側に絞りが設けられており、
前記切換弁は、第１パイロットラインにより前記下流側中継ラインと接続されているとともに、第２パイロットラインにより前記絞りと前記リリーフ弁の間で前記逃しラインに接続されている、請求項１に記載の圧力補償ユニット。
【請求項３】
前記圧力補償弁へは、パイロットラインを通じて前記上流側中継ラインの圧力が導かれ、
前記パイロットラインと前記下流側中継ラインとを接続するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた、前記バイパスラインに流れる作動液の流量を一定に保つように構成されたバイパス弁と、をさらに備える、請求項１または２に記載の圧力補償ユニット。
【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液圧回路に組み込まれる圧力補償ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアクチュエータを含むロードセンシング方式の液圧回路では、ポンプの吐出流量が、アクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧とポンプ圧との差圧が一定となるように制御される。このような液圧回路では、一般的に、各アクチュエータごとに、圧力補償弁を含む圧力補償ユニットが設けられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図４に示すような圧力補償ユニット１００が開示されている。この圧力補償ユニット１００は、アクチュエータ１１０に対する作動液の供給および排出を制御する制御弁１２０を含むとともに、全ての圧力補償ユニットを横断する流路を構成する、共通ポンプライン１０１、補助ポンプライン１０２、最高負荷圧ライン１０３および共通タンクライン１０４を含む。
【０００４】
制御弁１２０は、供給ライン１１１により共通ポンプライン１０１と接続され、一対の給排ライン１１４によりアクチュエータ１１０と接続され、排出ライン１１５により共通タンクライン１０４と接続されている。また、制御弁１２０は、上流側中継ライン１１２および下流側中継ライン１１３により圧力補償弁１３０と接続されている。圧力補償弁１３０は、第１パイロットライン１３１により上流側中継ライン１１２と接続されているとともに、第２パイロットライン１３２により切換弁１４０と接続されている。切換弁１４０は、第１信号圧ライン１６１により最高負荷圧ライン１０３と接続されているとともに、第２信号圧ライン１６２により共通ポンプライン１０１と接続されている。
【０００５】
また、最高負荷圧ライン１０３は、逃しライン１５１により排出ライン１１５と接続されている。逃しライン１５１には、リリーフ弁１５２が設けられているとともに、リリーフ弁１５２の上流側に絞り１５３が設けられている。切換弁１４０は、逃しライン１５１における絞り１５３とリリーフ弁１５２の間の圧力と最高負荷圧との差圧に応じて作動する。
【０００６】
最高負荷圧がリリーフ弁１５２の設定圧よりも小さければ、切換弁１４０は、図４の上側の中立位置に位置し、最高負荷圧を圧力補償弁１３０へ導く。これにより、圧力補償弁１３０は、上流側中継ライン１１２の圧力と最高負荷圧との差圧に応じて作動し、制御弁１２０の絞りの前後の差圧（ポンプ圧と上流側中継ライン１１２の圧力との差圧）を一定に維持する役割を果たす。それ故に、最高負荷圧が変動しても、アクチュエータ１１０に供給される作動液の流量が一定に保たれる。
【０００７】
逆に、最高負荷圧がリリーフ弁１５２の設定圧よりも大きければ、切換弁１４０が図４の下側の圧力規制位置に移動し、ポンプ圧を圧力補償弁１３０へ導く。これにより、圧力補償弁１３０が上流側中継ライン１１２および下流側中継ライン１１３をブロックする。それ故に、アクチュエータ１１０の負荷圧を所望の圧力以下に抑えることができる。なお、アクチュエータ１１０と接続される給排ライン１１４にリリーフ弁を設け、アクチュエータへの作動液を直接リリーフ弁で制御する場合は、リリーフ弁を通過する作動液の流量が非常に大きくなり、他のアクチュエータが必要とする流量が不足するという不具合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８１５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に開示された圧力補償ユニット１００では、当該圧力補償ユニット１００の制御弁が中立位置にあっても、同じ液圧回路に組み込まれた他の圧力補償ユニットが対象とするアクチュエータの負荷圧がリリーフ弁１５２の設定圧を超えた場合には、作動液がリリーフ弁１５２を通過して流れる。従って、作動していない圧力補償ユニット１００で無駄な流れが生じ、エネルギーロスが発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、アクチュエータの負荷圧を所望の圧力以下に抑えることを可能としつつ、作動していない場合には無駄な流れが生じない圧力補償ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明の圧力補償ユニットは、アクチュエータに対する作動液の供給および排出を制御する制御弁であって、ポンプポート、一対の中継ポート、一対の給排ポートおよびタンクポートを有する制御弁と、上流側中継ラインおよび下流側中継ラインにより前記一対の中継ポートと接続された、前記上流側中継ラインの圧力と信号圧との差圧に応じて作動する圧力補償弁と、前記下流側中継ラインから分岐する負荷圧検出ラインと、前記下流側中継ラインと接続された逃しラインであって、リリーフ弁が設けられた逃しラインと、前記逃しラインに作動液が流れないときは前記信号圧として最高負荷圧を前記圧力補償弁へ導き、前記逃しラインに作動液が流れるときは前記信号圧としてポンプ圧を前記圧力補償弁へ導くように構成された切換弁と、を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、下流側中継ラインの圧力、すなわちアクチュエータの負荷圧がリリーフ弁の設定圧よりも小さければ、最高負荷圧が信号圧として圧力補償弁へ導かれるため、圧力補償弁によって上流側中継ラインの圧力と最高負荷圧との差圧が一定に維持される。これにより、最高負荷圧が変動しても、アクチュエータに供給される作動液の流量が一定に保たれる。一方、アクチュエータの負荷圧がリリーフ弁の設定圧よりも大きければ、ポンプ圧が信号圧として圧力補償弁へ導かれるため、アクチュエータの負荷圧を所望の圧力以下に抑えることができる。しかも、リリーフ弁が設けられた逃しラインは下流側中継ラインと接続されているので、圧力補償ユニットが複数ある場合に、一方のアクチュエータ（圧力補償ユニット）が作動しておらず、他のアクチュエータ（圧力補償ユニット）が作動している場合であっても、他のアクチュエータの負荷圧が一方のアクチュエータのリリーフ弁に作用することはない。したがって、作動している圧力補償ユニットの作動液が、作動していない圧力補償ユニットのリリーフ弁を経由して、排出されてしまうという不具合がなくなり、エネルギーロスを防止できる。
【００１３】
前記逃しラインには、前記リリーフ弁の上流側に絞りが設けられており、前記切換弁は、第１パイロットラインにより前記下流側中継ラインと接続されているとともに、第２パイロットラインにより前記絞りと前記リリーフ弁の間で前記逃しラインに接続されていてもよい。この構成によれば、切換弁を自動的に作動させることができる。
【００１４】
前記圧力補償弁へは、パイロットラインを通じて前記上流側中継ラインの圧力が導かれ、上記の圧力補償ユニットは、前記パイロットラインと前記下流側中継ラインとを接続するバイパスラインと、前記バイパスラインに設けられた、前記バイパスラインに流れる作動液の流量を一定に保つように構成されたバイパス弁と、をさらに備えてもよい。この構成によれば、アクチュエータの負荷圧の上昇を確実に小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アクチュエータの負荷圧を所望の圧力以下に抑えることを可能としつつ、作動していない場合には無駄な流れが生じない圧力補償ユニットが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力補償ユニットが組み込まれた液圧回路の概略構成図である。
【図２】図１に示す圧力補償ユニットの概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧力補償ユニットの概略構成図である。
【図４】従来の圧力補償ユニットの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図２に、本発明の第１実施形態に係る圧力補償ユニット２Ａを示し、図１にその圧力補償ユニット２Ａが複数組み込まれた液圧回路１を示す。図１では、圧力補償ユニット２Ａが２つのみ描かれているが、圧力補償ユニット２Ａの数は３つ以上であってもよい。
【００１８】
各圧力補償ユニット２Ａは、共通ポンプライン２１、最高負荷圧ライン２３および共通タンクライン２４を含む。隣り合う圧力補償ユニット２Ａでは、対応するライン同士（共通ポンプライン２１同士、最高負荷圧ライン２３同士、共通タンクライン２４同士）が接続されており、これによって全ての圧力補償ユニット２Ａを横断する流路が構成されている。
【００１９】
末端の圧力補償ユニット２Ａの共通ポンプライン２１は、吐出ライン１３により可変容量型のポンプ１１と接続されている。吐出ライン１３からは、逃しライン１５が分岐しており、この逃しライン１５はタンクへつながっている。逃しライン１５には、リリーフ弁１６が設けられている。
【００２０】
ポンプ１１の吐出流量は、レギュレータ１２により制御される。レギュレータ１２へは、吐出ライン１３から分岐する吐出圧検出ライン１４がつながっている。また、レギュレータ１２へは、末端の圧力補償ユニット２Ａの最高負荷圧ライン２３もつながっている。レギュレータ１２は、吐出圧検出ライン１４を通じて導かれるポンプ圧Ｐｐと最高負荷圧ライン６５を通じて導かれる最高負荷圧ＰＬｍとの差圧ΔＰが一定となるように、ポンプ１１の吐出流量を制御する。
【００２１】
各圧力補償ユニット２Ａは、アクチュエータ１０に対する作動液（例えば、作動油）の供給および排出を制御する制御弁３を含む。アクチュエータ１０は、液圧シリンダであってもよいし、液圧モータであってもよい。
【００２２】
図２に示すように、制御弁３は、ポンプポート３１、一対の中継ポート３２、一対の給排ポート３３およびタンクポート３４を有している。ポンプポート３１は、供給ライン２５により共通ポンプライン２１と接続されており、一対の中継ポート３２は、上流側中継ライン４１および下流側中継ライン４２により圧力補償弁４と接続されている。また、一対の給排ポート３３は、一対の給排ライン２６によりアクチュエータ１０と接続されており、タンクポート３４は、排出ライン２７により共通タンクライン２４と接続されている。
【００２３】
制御弁３が中立位置に位置するとき、制御弁３は、供給ライン２５、上流側中継ライン４１および一対の給排ライン２６をブロックするとともに、下流側中継ライン４２を排出ライン２７と連通させる。制御弁３が作動すると、供給ライン２５が上流側中継ライン４１と連通し、下流側中継ライン４２が一対の給排ライン２６の一方と連通し、一対の給排ライン２６の他方が排出ライン２７と連通する。制御弁３における供給ライン２５と上流側中継ライン４１との間に介在する流路３０が絞りとして機能する。
【００２４】
各圧力補償ユニット２Ａでは、下流側中継ライン４２から負荷圧検出ライン５１が分岐している。下流側中継ライン４２には、負荷圧検出ライン５１が分岐する点よりも下流側に逆止弁４５が設けられている。
【００２５】
負荷圧検出ライン５１の先端には高圧選択弁５２が接続されている。隣り合う圧力補償ユニット２Ａでは、高圧選択弁５２同士が高圧選択ライン２２により接続されている。換言すれば、液圧回路１は、アクチュエータ１０の負荷圧ＰＬのうちで最高負荷圧ＰＬｍが検出されるように構成されている。末端の圧力補償ユニット２Ａの高圧選択ライン２２は、圧力補償ユニット２Ａの外側で最高負荷圧ライン２３と接続されている。つまり、最高負荷圧ＰＬｍは、末端の圧力補償ユニット２Ａの高圧選択ライン２２から最高負荷圧ライン２３を通じてレギュレータ１２へ導かれる。
【００２６】
上述した圧力補償弁４は、第１パイロットライン４３により上流側中継ライン４１と接続されているとともに、第２パイロットライン４４により切換弁７と接続されている。第２パイロットライン４４には、絞り４６が設けられている。
【００２７】
圧力補償弁４は、第１パイロットライン４３を通じて導かれる上流側中継ライン４１の圧力と第２パイロットライン４４を通じて導かれる信号圧との差圧に応じて作動する。圧力補償弁４は、バネ力相当圧と信号圧の和が上流側中継ライン４１の圧力よりも大きければ上流側中継ライン４１および下流側中継ライン４２をブロックし、バネ力相当圧と信号圧の和が上流側中継ライン４１の圧力よりも小さければ上流側中継ライン４１を下流側中継ライン４２と連通させる。
【００２８】
切換弁７は、圧力補償弁４へ導かれる信号圧を最高負荷圧ＰＬｍとポンプ圧Ｐｐとの間で切り換える。切換弁７は、第１信号圧ライン７１により最高負荷圧ライン２３と接続されているとともに、第２信号圧ライン７２により供給ライン２５と接続されている。ただし、切換弁７は、第２信号圧ライン７２により共通ポンプライン２１に接続されていてもよい。
【００２９】
上述した負荷圧検出ライン５１からは、逃しライン６１が分岐している。換言すれば、逃しライン６１は、負荷圧検出ライン５１を介して下流側中継ライン４２と接続されている。ただし、逃しライン６１は、直接的に下流側中継ライン４２と接続されていてもよい。また、逃しライン６１は、共通タンクライン２４に接続されている。逃しライン６１には、リリーフ弁６２が設けられているとともに、リリーフ弁６２の上流側に絞り６３が設けられている。
【００３０】
切換弁７は、逃しライン６１に作動液が流れないときは信号圧として最高負荷圧ＰＬｍを圧力補償弁４へ導き、逃しライン６１に作動液が流れるときは信号圧としてポンプ圧Ｐｐを圧力補償弁４へ導くように構成されている。具体的に、切換弁７は、第１パイロットライン７３により絞り６３の上流側で逃しライン６１と接続されているとともに、第２パイロットライン７４により絞り６３とリリーフ弁６２の間で逃しライン６１と接続されている。換言すれば、切換弁７は、第１パイロットライン７３により逃しライン６１および負荷圧検出ライン５１を介して下流側中継ライン４２と接続されている。このため、切換弁７は、下流側中継ライン４２の圧力と逃しライン６１における絞り６３とリリーフ弁６２の間の圧力との差圧に応じて作動する。ただし、切換弁７は、第２パイロットライン７４により直接的に下流側中継ライン４２と接続されていてもよい。
【００３１】
下流側中継ライン４２の圧力、換言すればアクチュエータ１０の負荷圧ＰＬがリリーフ弁６２の設定圧よりも小さい場合は、逃しライン６１に作動液が流れず、第１パイロットライン７３と第２パイロットライン７４の圧力は互いに等しい。従って、切換弁７は、バネ力によって図２の右側の中立位置に位置し、信号圧として最高負荷圧ＰＬｍを最高負荷圧ライン２３から第１信号圧ライン７１および第２パイロットライン４４を介して圧力補償弁４へ導く。これにより、圧力補償弁４は、上流側中継ライン４１の圧力と最高負荷圧ＰＬｍとの差圧に応じて作動し、制御弁３の絞り（流路３０）の前後の差圧（ポンプ圧Ｐｐと上流側中継ライン４１の圧力との差圧）を一定に維持する役割を果たす。それ故に、最高負荷圧ＰＬｍが変動しても、アクチュエータ１０に供給される作動液の流量が一定に保たれる。
【００３２】
逆に、アクチュエータ１０の負荷圧ＰＬがリリーフ弁６２の設定圧よりも大きければ、切換弁７が図２の左側の圧力規制位置に移動し、ポンプ圧Ｐｐを圧力補償弁４へ導く。これにより、圧力補償弁４が上流側中継ライン４１および下流側中継ライン４２をブロックする。それ故に、アクチュエータ１０の負荷圧ＰＬを所望の圧力以下に抑えることができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の圧力補償ユニット２Ａでは、アクチュエータ１０の負荷圧ＰＬを所望の圧力以下に抑えることができる。しかも、リリーフ弁６２が設けられた逃しライン６１は下流側中継ライン４２と接続されているので、一方のアクチュエータ１０（圧力補償ユニット２Ａ）が作動しておらず、他のアクチュエータ（圧力補償ユニット２Ａ）が作動している場合であっても、他のアクチュエータの負荷圧ＰＬが一方のアクチュエータのリリーフ弁に作用することはない。したがって、作動している圧力補償ユニット２Ａの作動液が、作動していない圧力補償ユニット２Ａのリリーフ弁６２を経由して、排出されてしまうという不具合がなくなり、エネルギーロスを防止できる。
【００３４】
ところで、図４に示す従来の圧力補償ユニット１００では、切換弁１４０の切り換えに最高負荷圧ライン１０３からの作動液が必要となる。切換弁１４０が中立位置から圧力規制位置へ移動したときには、つまり、リリーフ弁１５２が作動したときには、最高負荷圧ライン１０３からの供給が必要になる流量としては、リリーフ弁１５２を介して共通タンクライン１０４へ排出される流量と、切換弁１４０の切換時に必要なボリューム分の流量がある。つまり、これらの流量が最高負荷圧ライン１０３から排出されることによって、一時的に、最高負荷圧ライン１０３の圧力、すなわちポンプのレギュレータへ導かれる圧力が低下して、ポンプの吐出流量が低下する。従来の圧力補償ユニット１００では、各アクチュエータ毎（各圧力補償ユニット毎）に設けられるリリーフ弁１５２や切換弁１４０（のパイロットポート）が最高負荷圧ライン１０３に接続されているため、最高負荷圧ライン１０３から排出される流量が大きくなる場合があり、ポンプの吐出流量の低下が顕著になる。これに対し、本実施形態では、各アクチュエータ（各圧力補償ユニット）毎に設けられるリリーフ弁６２や切換弁７（のパイロットポート）が自己の負荷圧検出ライン５１に接続されているため、従来の圧力補償ユニット１００のようにポンプの吐出流量が顕著に低下することもない。
【００３５】
また、従来の圧力補償ユニット１００では、圧力補償弁１３０のリークや応答遅れによって、下流側中継ライン１１３の圧力がポンプ圧Ｐｐまで上昇することがあった。これに対し、本実施形態の圧力補償ユニット２Ａでは、リリーフ弁６２が設けられた逃しライン６１が下流側中継ライン４２と接続されているので、下流側中継ライン４２の圧力がポンプ圧Ｐｐまで上昇することを防止することができる。
【００３６】
ところで、切換弁７はソレノイド式であってもよい。ただし、本実施形態のように切換弁７がパイロット式であれば、切換弁７を自動的に作動させることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係る圧力補償ユニット２Ｂを説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３８】
本実施形態の圧力補償ユニット２Ｂは、第１実施形態の圧力補償ユニット２Ａに対して、バイパスライン８１およびバイパス弁８２を加えたものである。バイパスライン８１は、圧力補償弁４の第１パイロットライン４３と下流側中継ライン４２とを接続する。バイパス弁８２は、バイパスライン８１に流れる作動液の流量を一定に保つ役割を果たす。
【００３９】
具体的に、バイパスライン８１には、バイパス弁８２の下流側に絞り８３が設けられている。バイパス弁８２は、第１パイロットライン８４により絞り８３の上流側部分と接続されているとともに、第２パイロットライン８５により絞り８３の下流側部分と接続されている。つまり、バイパス弁８２は、絞り８３の上流側部分の圧力と下流側部分の圧力との差圧に応じて作動する。
【００４０】
バイパスライン８１およびバイパス弁８２が設けられていない場合には、切換弁７が作動したとしても、アクチュエータ１０の負荷圧ＰＬが大きく上昇することがある。これに対し、バイパスライン８１およびバイパス弁８２が設けられていれば、アクチュエータ１０の負荷圧ＰＬの上昇を確実に小さく抑えることができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
本発明は上述した第１および第２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。
【００４２】
例えば、高圧選択弁５２および高圧選択ライン２２を省略し、負荷圧検出ライン５１を最高負荷圧ライン２３に接続するとともに負荷圧検出ライン５１に逆止弁を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０  アクチュエータ
２Ａ，２Ｂ  圧力補償ユニット
３    制御弁
３１  ポンプポート
３２  中継ポート
３３  給排ポート
３４  タンクポート
４    圧力補償弁
４１  上流側中継ライン
４２  下流側中継ライン
４３，４４  パイロットライン
５１  負荷圧検出ライン
６１  逃しライン
６２  リリーフ弁
６３  絞り
７    切換弁
７３  第１パイロットライン
７４  第２パイロットライン
８１  バイパスライン
８２  バイパス弁
【図１】
0006603560.tif 000002
【図２】
0006603560.tif 000003
【図３】
0006603560.tif 000004
【図４】
0006603560.tif 000005