(57)【要約】【課題】ピストンポンプの平均吐出圧を馬力制御レギュレータに提供する油圧回路のオリフィス構造を提供すること。【解決手段】本発明は、２連ピストンポンプ１０から吐出された作動油をレギュレータ４０のスプールに供給する第１、第２メイン流路２０、２２とサブ流路とを備えた油圧回路において、サブ流路は、各メイン流路にそれぞれ連通する第１、２信号圧流路４６、４８と、第３信号圧流路５０を備え、第１、２信号圧流路にオリフィス５２、５４をそれぞれ設け、各オリフィスから吐出する作動油を第３信号圧流路に導くガイド８７を設けた油圧回路のオリフィス構造である。【選択図】図１
2008280942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により駆動され、吐出量が可変となる斜板式２連ピストンポンプと、
この斜板式２連ピストンポンプの馬力が一定となるように吐出圧に応じて、斜板の傾転角を変化させて吐出流量を制御する馬力制御レギュレータと、
前記斜板式２連ピストンポンプから吐出された作動油が流通する第１、第２メイン流路と、
これら第１、第２メイン流路から分岐して作動油の圧力を前記馬力制御レギュレータの馬力制御スプリングの対向してスプールに作用させるサブ流路とを備えた油圧回路において、
前記サブ流路は、前記第１、第２メイン流路にそれぞれ連通する第１、第２信号圧流路と、第１、第２信号圧流路が合流して前記馬力制御レギュレータに接続する第３信号圧流路とを備え、
前記第１、第２信号圧流路に、オリフィスをそれぞれ設け、
前記２つのオリフィスの間に位置して各オリフィスから吐出する作動油を互いに衝突することなく前記第３信号圧流路に導くガイドを設けたことを特徴とする油圧回路。
【請求項２】
前記ガイドは、前記オリフィス間でかつ前記第３信号圧流路の合流部に形成された隔壁であることを特徴とする請求項１に記載の油圧回路。
【請求項３】
前記第１、第２メイン流路と前記第３信号圧流路とを連通する連通流路を設け、
この連通流路に前記第１、第２メイン流路と前記第３信号圧流路との間の作動油の流れを制御するプラグを設置し、
このプラグは、前記第１メイン流路及び前記第２メイン流路に面する各端面からその中心軸に沿って前記隔壁を形成するように所定深さの孔部を穿設し、その底部がそれぞれ前記第３信号圧流路に開口し、
前記穿設された孔部が前記第１、第２メイン流路に相当するとともに、この孔部の一部を縮径して前記オリフィスを形成したことを特徴とする請求項２に記載の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧回路の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、馬力（即ち出力）が略一定となるような等馬力特性でポンプ吐出圧と吐出流量を制御する馬力制御レギュレータを備える斜板式ピストンポンプが知られている（特許文献１参照）。この斜板式ピストンポンプは、パワーショベル等の油圧機械に使用され、斜板式ピストンポンプは油圧機械のエンジンの出力により駆動されている。
【０００３】
このような従来の油圧機械の油圧回路において、斜板式ピストンポンプが一対の吸入口と吐出口とが二組形成される、いわゆる２連ピストンポンプである場合に、馬力制御レギュレータにそれぞれの吐出口下流の油圧が信号圧として供給される。
【特許文献１】特開２００２−２０２０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、馬力制御レギュレータのスプールにそれぞれ吐出口から吐出圧が独立して信号圧として供給されると、馬力制御レギュレータが大型化するため、吐出圧の平均圧を供給するように構成したものがある。
【０００５】
この場合、各吐出口に連通する流路から分岐した上流側信号圧流路にそれぞれオリフィスを設け、上流側信号圧流路は、オリフィスの下流で合流して下流側信号圧流路として馬力制御レギュレータに接続するように構成される。
【０００６】
ここで、部品作製上、一対のオリフィスは吐出口が対向するように同一中心軸上に形成され、オリフィスを通過した作動油が２つのオリフィス間において、その中心軸に直交する方向に設けられた下流側信号圧流路に流入するように形成されると、各オリフィスに作用する吐出圧に差がある場合、高圧側のオリフィスを吐出した作動油が下流側信号圧流路ではなく、低圧側のオリフィスに逆流して、この逆流時に下流側信号圧流路内の作動油を呼び込み、下流側信号圧流路内の圧力が吐出圧の平均圧より低下することがある。このように、信号圧としての平均圧が低下すると、等馬力特性を維持しようとポンプの吐出流量が増加し、エンジンに過大な負荷が生じるトルクオーバーを引き起こすことになる。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、斜板式２連ピストンポンプの油圧回路において、馬力制御レギュレータに供給される信号圧をそれぞれの吐出圧の平均圧に精度よく制御する油圧回路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】
【０００８】
本発明は、駆動源により駆動され、吐出量が可変となる斜板式２連ピストンポンプと、この斜板式２連ピストンポンプの馬力が一定となるように吐出圧に応じて、斜板の傾転角を変化させて吐出流量を制御する馬力制御レギュレータと、前記斜板式２連ピストンポンプから吐出された作動油が流通する第１、第２メイン流路と、これら第１、第２メイン流路から分岐して作動油の圧力を前記馬力制御レギュレータの馬力制御スプリングの対向してスプールに作用させるサブ流路とを備えた油圧回路において、前記サブ流路は、前記第１、第２メイン流路にそれぞれ連通する第１、第２信号圧流路と、第１、第２信号圧流路が合流して前記馬力制御レギュレータに接続する第３信号圧流路とを備え、前記第１、第２信号圧流路に、オリフィスをそれぞれ設け、前記２つのオリフィスの間に位置して各オリフィスから吐出する作動油を互いに衝突することなく前記第３信号圧流路に導くガイドを設けたことを特徴とする油圧回路である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガイドにより各オリフィスから吐出した作動油を衝突することなく第３信号圧流路に導くため、第３信号圧流路内の油圧を第１、第２メイン流路内の吐出圧の正確な平均圧力とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の油圧回路のオリフィス構造を適用する油圧回路図である。
【００１１】
本油圧回路には同軸上に配置され、エンジン１により駆動される３個のポンプが備えられる。第１ポンプ１０は、吐出流量可変可能な斜板式２連ピストンポンプであり、第２ポンプ１２、第３ポンプ１４はエンジン１の回転数に応じて吐出流量が規定される、例えば、ギアポンプで構成される。
【００１２】
第１ポンプ１０は２つの吐出口１６、１８を備え、それぞれの吐出口１６、１８に第１メイン流路２０、第２メイン流路２２が連通し、その第１、第２ポート２４、２６から作動油が、不図示の流路を通じて、例えばショベルのバケットを駆動するバケットシリンダに供給される。第２ポンプ１２の吐出口２８に第３メイン流路３０が連通し、第３ポート３２から作動油が供給される。さらに第３ポンプ１４の吐出口３４に第４メイン流路３６が連通し、第４ポート３８から低圧（いわゆるパイロット圧）の作動油が供給される。
【００１３】
油圧回路には、第１ポンプ１０の駆動馬力が略一定となるように吐出圧に応じて吐出流量を制御するため、第１ポンプ１０の斜板を傾転する馬力制御レギュレータ４０とを備える。
【００１４】
馬力制御レギュレータ４０は、３ポート２位置切換弁であって、スプールの一端にはポジションａ、ｂで切り換わるように第１ポンプ１０の吐出圧の平均圧と第２ポンプ１２の吐出圧とが信号圧として供給される。スプールの他端には、供給される油圧に抗する馬力制御スプリング４４の付勢力が作用する。
【００１５】
馬力制御レギュレータ４０のスプールに第１ポンプ１０の平均吐出圧を供給するサブ流路は、第１ポンプ１０の各吐出口１６、１８に連通するメイン流路２０、２２からそれぞれ分岐した第１信号圧流路４６、第２信号圧流路４８と、これら第１、第２信号圧流路４６、４８が合流した第３信号圧流路５０とからなり、第３信号圧流路５０が馬力制御レギュレータ４０のスプールに油圧を供給する。第１、第２信号圧流路４６、４８にはオリフィス５２、５４が設置され、第１、第２メイン流路２０、２２の圧力脈動を緩和して伝達する。このオリフィス５２、５４の構成については図２を用いて詳しく後述する。
【００１６】
馬力制御レギュレータ４０は、スプールの一端に作用する第１ポンプ１０の平均吐出圧と第２ポンプ１２の吐出圧との合算の圧力に基づく信号圧と、他端に作用する馬力制御スプリング４４の付勢力との大小関係によりポジションａ、ｂが規定される。
【００１７】
馬力制御レギュレータ４０は、第１ポンプ１０の平均吐出圧と第２ポンプ１２の吐出圧との合算の圧力に基づく信号圧が馬力制御スプリング４４の付勢力より小さい場合にはポジションｂに切り換わり、サーボ弁であるロードセンシングバルブ４２に繋がる第３元圧流路７５と、ドレン流路５９を介して各ポンプの吸入側へ繋がる吸入側流路５６が連通状態となる。
【００１８】
一方、第１ポンプ１０の平均吐出圧と第２ポンプ１２の吐出圧との合算の圧力に基づく信号圧が馬力制御スプリング４４の付勢力より大きい場合には、ポジションａに切り換わり、メイン流路２０、２２のうち高圧側の作動油が導かれる第１元圧流路５８と第３元圧流路７５とが連通状態となる。
【００１９】
馬力制御レギュレータ４０によって切り換えられる第３元圧流路７５の圧力を第１ポンプ１０の斜板の傾転角を変える油圧アクチュエータ７６に伝達する第４元圧流路７４の途中にロードセンシングバルブ４２が設けられる。ロードセンシングバルブ４２は、第１−第３ポート２４、２６、３２等に作用する油圧回路負荷圧を検知して切り換わり、このため、ロードセンシングバルブ４２のスプールの両端には、スプールの位置決めのための信号圧がそれぞれ加わる。１つは第５ポート６０からの油圧であり、この第５ポート６０は、第１、第２ポート２４、２６下流に設置された不図示のコントロールバルブの上流側の圧力に基づく圧力が供給される。ここで、コントロールバルブは、油圧機械、例えばパワーショベルのバケットを操作するバケットシリンダを制御するためのバルブである。
【００２０】
また、第５ポート６０の油圧に基づく信号圧に抗して第６ポート６２からの油圧が２つ目の信号圧としてスプールの反対端に作用する。この第６ポート６２にはコントロールバルブ下流の流路が接続し、したがって、第６ポート６２からスプールに供給される油圧は、例えばバケットシリンダに供給される負荷圧に基づく圧力となる。
【００２１】
さらに第５ポート６０からの信号圧に抗する作用力として、油圧アクチュエータ６４の作用力がスプールに作用するように構成される。
【００２２】
油圧アクチュエータ６４には、第３ポンプ１４のパイロット作動油がピストンを挟んだ左右の油室に第１、第２差圧流路７０、７２を通じてそれぞれ供給されるが、図中右側の油室に接続する第２差圧流路７２途中にはオリフィス６８が設置されており、ロードセンシングバルブ４２のスプールに接続する油圧アクチュエータ６４のロッドを図中右側、すなわち、スプールを右側へ移動する作用力を生じる。
【００２３】
したがって、ロードセンシングバルブ４２の位置は、スプールに作用する第５ポート６０からの作動油の油圧（信号圧）に対して、第６ポート６２からの作動油の油圧（信号圧）と油圧アクチュエータ６４の作用力との合計の作用力の大小関係により規定される。
【００２４】
ロードセンシングバルブ４２は３つのポートを備え、第５ポート６０からの信号圧が第６ポート６２等からの合算信号圧より大きいときにはスプールが図中左側へ移動し、ポジションｄの位置となり、高圧の作動油が流通する第２元圧流路７３と第１ポンプ１０の斜板を傾転する油圧アクチュエータ７６に接続する第４元圧流路７４とが連通する。
【００２５】
一方、第５ポート６０からの信号圧が第６ポート６２等の合算信号圧より小さいときにはスプールが図中右側へ移動し、ポジションｃの位置となり、馬力制御レギュレータ４０に連通する第３元圧流路７５と第４元圧流路７４とが連通する。
【００２６】
ロードセンシングバルブ４２から油圧アクチュエータ７６に供給される作動油圧が上昇すると、油圧アクチュエータ７６は斜板の傾転角度を少なくする方向、つまり第１ポンプ１０の吐出流量が少なくなる方向へ斜板を傾転させる。この作用力に抗する付勢力を生じるリターンスプリング７８が設けられ、油圧アクチュエータ７６に作用する油圧とリターンスプリング７８の付勢力との大小関係により油圧アクチュエータ７６のストローク量が規定される。
【００２７】
次に、馬力制御レギュレータ４０の作用を説明する。
【００２８】
このように構成された油圧回路において、油圧回路に負圧が作用しているとき、つまり、ロードセンシングバルブ４２が負荷を検出しているときには、ロードセンシングバルブ４２のスプールは作用する前記信号圧等の差に応じて図中右側へと移動し、所定負荷圧以上でポジションｃに切り換わる。この状態において、第１ポンプ１０の吐出圧が上昇すると、馬力制御スプリング４４の付勢力に抗して、馬力制御レギュレータ４０のスプールが図中右側へ移動し、ポジションａに切り換わり、第１ポンプ１０の吐出圧のうち高圧側の作動油が調圧されて第１、第３元圧流路５８、７５を通じてロードセンシングバルブ４２へ送られる。ロードセンシングバルブ４２はポジションｃの位置にあるため、第３元圧流路７５からの高圧の作動油が第３元圧流路７５を通じて油圧アクチュエータ７６に供給され、油圧アクチュエータ７６は供給される油圧に応じて第１ポンプ１０の斜板の傾転角度を小さくするようにストロークする。
【００２９】
したがって、第１ポンプ１０の吐出圧（平均吐出圧）が上昇すると、第１ポンプ１０の斜板の傾転角度を変化させ、吐出流量を低減する。
【００３０】
これに対して、第１ポンプ１０の吐出圧が低下すると、馬力制御レギュレータ４０のスプールが図中左側へ移動してポジションｂに切り換わり、第３元圧流路７５とドレン流路５９を介して吸入側流路５６とが連通する。第３元圧流路７５は、ロードセンシングバルブ４２のポジションｃを介して、第４元圧流路７４とが連通する。したがって油圧アクチュエータ７６の作動油が第４、３元圧流路７４、７５を通じて吸入側流路５６に排出され、第１ポンプ１０の斜板の傾転角度を規定する油圧アクチュエータ７６に作用する油圧が小さくなり、リターンスプリング７８により第１ポンプ１０の斜板の傾転角度を大きくする。これにより、第１ポンプ１０の吐出流量が増加する方向へと変化する。
【００３１】
ここで、馬力制御レギュレータ４０の馬力制御スプリング４４には第１ポンプ１０の斜板の傾転角がフィードバックされ、ポンプ吐出圧とバランスした位置で斜板を停止させる。つまり、馬力制御スプリング４４は、一端を第１ポンプ１０の斜板に連結されており、斜板が傾転して、吐出流量が減少する方向へ変化すると、馬力制御スプリング４４は付勢力が増大し、その反対側に斜板が傾転すると付勢力が減少する。このため、第１ポンプ１０の吐出圧の平均圧に対応する斜板傾転角となると馬力制御スプリング４４とのバランスにより馬力制御レギュレータ４０のポジションが交互に切り換わり、油圧アクチュエータ７６に供給される油圧が維持され、結局ポンプ吐出圧に応じて定まる吐出流量となる。
【００３２】
このように、第１ポンプ１０の吐出圧が上昇するとその吐出流量を減少させ、一方、吐出圧が低下すると吐出流量を増大させるように制御することで、吐出圧と吐出流量とに応じて定まる第１ポンプ１０の馬力を略一定に制御する等馬力制御することができる。
【００３３】
次に、ロードセンシングバルブ４２の作用について説明する。
【００３４】
ロードセンシングバルブ４２はスプール両端に作用する信号圧のバランスに応じて変位し、第６ポート６２から供給される負荷圧が所定圧以上（高負荷域）のときは、ロードセンシングバルブ４２はポジションｃに位置される。
【００３５】
この状態から負荷圧が低下すると、第５ポート６０からの信号圧と第６ポート６２等からの信号圧との差圧が変化して、差圧に応じてスプールが移動する。スプールの位置が、ポジションｃとポジションｄとの間の中間位置に設定される場合には、第２元圧流路７３と第３元圧流路７５とが第４元圧流路７４に連通する。ここで、第２元圧流路７３及び第３元圧流路７５とから供給される油圧は、ロードセンシングバルブ４２の開度に応じて合算され、第３元圧流路７５からのみの油圧より高圧となるように調圧されて第４元圧流路７４から油圧アクチュエータ７６に供給される。調圧された油圧は、第１ポンプ１０の斜板の傾転角を吐出流量が減少する方向に移動する。これにより、油圧回路の負荷が減少すると同一のポンプ吐出圧に対する吐出流量が相対的に減少する。
【００３６】
さらに、例えばバケットシリンダに供給される負荷圧が無負荷であるような低負荷の場合には、低い負荷圧に応じてロードセンシングバルブ４２がポジションｄに切り換わり、第１ポンプ１０の吐出圧を、第２元圧流路７３、第４元圧流路７４を通じて油圧アクチュエータ７６に供給する。
【００３７】
このように、負荷圧が無負荷状態のような低圧の場合には、等馬力制御を実施せずに第１ポンプ１０の吐出圧が低くても吐出流量を最小値まで減少させるようにする。
【００３８】
次にこれまで説明した油圧回路に用いられるオリフィス構造について図２、図３を用いて説明する。
【００３９】
まず図２を用いて、本発明のオリフィス構造を説明する。図は、ブロック１００に形成された作動油が流通する油圧回路の断面図であり、第１ポンプ１０の吐出口１６、１８にそれぞれ連通し、図中上下方向に互いに略平行に形成される第１、第２メイン流路２０、２２と、図中左方向から第１、第２メイン流路２０、２２に直交して形成され、第１、第２メイン流路２０、２２を連通するように第２メイン流路２２を貫通し、第１メイン流路２０に開口する横流路８０と、横流路８０内に嵌合されるプラグ８２と、第１、第２メイン流路２０、２２との間にこれらと略平行に形成され、横流路８０に連通する第３信号圧流路５０を示している。
【００４０】
横流路８０は段付形状を有し、第１メイン流路２０と第３信号圧流路５０との間に段部８９が形成される。この段部８９によって図中左方向から横流路８０内に嵌合された段付状のプラグ８２が位置決めされる。
【００４１】
プラグ８２は円柱状の部材からなり、その中心軸方向中央部に中心軸に直交する方向に穿設された一対の貫通孔８６が形成される。ここで貫通孔８６は、共に第３信号圧流路５０に連通する、例えば平行な２つの貫通孔であり、この貫通孔８６間にガイドとしての隔壁８７が形成される。または、１つの貫通孔を穿設して中央部を隔てる隔壁を形成するようにしてもよい。この貫通孔８６に向けてプラグ８２の両端面８８から所定深さの孔９０、９２が中心軸上に形成される。この際、孔９０、９２の深さは貫通孔８６に連通しない程度の深さである。そして、孔９０、９２と各貫通孔８６とは孔９０、９２より小径のオリフィス５２、５４を介して連通するように形成される。
【００４２】
このような構成とすることにより、第１メイン流路２０の作動油は、横流路８０、プラグ８２の孔９０、オリフィス５２及び貫通孔８６を通じて第３信号圧流路５０へ流入する。一方、第２メイン流路２２内の作動油は、プラグ８２の孔９２、オリフィス５４及び貫通孔８６を通じて第３信号圧流路５０へ流入する。
【００４３】
ここで、第１ポンプ１０の吐出口に接続する第１メイン流路２０と第２メイン流路２２との間の吐出圧に差がある場合には、図３に示すような従来の構造、すなわち、２つのオリフィスが同軸上に対面して構成され、隔壁８７が設けられていない場合には、高圧側の作動油が一方のオリフィスから吐出し、他方の低圧側のオリフィスに流入する現象（以下、吹き抜けという。）が発生する。この吹き抜けが生じた場合に、第３信号圧流路５０内の作動油が吐出した作動油に導かれて他方のオリフィス内に入り込み、結果として第３信号圧流路５０内の圧力（平均圧）が低下することになる。前述したように第３信号圧流路５０は、馬力制御レギュレータ４０に連通しており、第３信号圧流路５０の作動油の油圧は、馬力制御レギュレータ４０のスプールに作用している。この油圧が低下すると、馬力制御レギュレータ４０が切り換わり、第３元圧流路７５とドレン流路５９とが連通し、第１ポンプ１０の斜板の傾転角度を制御する油圧アクチュエータ７６内の作動油が排出され、斜板の傾転角度が吐出流量が増加する方向へ変化する。このため、エンジンに過大な負荷が生じるトルクオーバーを招く虞が生じる。
【００４４】
しかしながら、本発明のオリフィス構造では、同一軸上に吐出方向が対向して設けられた２つのオリフィス５２、５４間に隔壁８７を設けたので、この隔壁８７がオリフィス５２、５４から吐出した作動油の流れを互いに衝突することなく第３信号圧流路５０へ導くガイドとなり、一方のオリフィス５２（５４）から吐出した作動油が他方のオリフィス５４（５２）に流入することがなく、作動油の吹き抜けを確実に防止し、馬力制御レギュレータに供給される平均圧の低下を防止することができる。このようにして第３信号圧流路５０に導かれる圧力が正確に第１、第２メイン流路２０、２２の平均圧となり、馬力制御レギュレータ４０によって精度の高い等馬力制御が実施できる。
【００４５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、油圧機械に用いられる油圧回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用する油圧回路図である。
【図２】本発明のオリフィス構造を説明する図である。
【図３】従来のオリフィス構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    エンジン
１０    第１ポンプ
２０    第１メイン流路
２２    第２メイン流路
４０    馬力制御レギュレータ
４２    ロードセンシングバルブ
４４    馬力制御スプリング
４６    第１信号圧流路
４８    第２信号圧流路
５０    第３信号圧流路
５２    オリフィス
５４    オリフィス
５６    吸入側流路
５８    第１元圧流路
５９    ドレン流路
６０    第５ポート
６２    第６ポート
７３    第２元圧流路
７４    第４元圧流路
７５    第３元圧流路
７６    油圧アクチュエータ
７８    リターンスプリング
８０    横流路
８２    プラグ
８６    貫通孔
８７    隔壁
８８    両端面
８９    段部
９０    孔
９２    孔
１００    ブロック
【図１】
2008280942.tif 000003
【図２】
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【図３】
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