(57)【要約】【課題】エンジン回転数が低い状態でも流量が一定とな領域の少ない流量特性を得ることができるようにする。【解決手段】ポンプの吐出圧ＰＰＳと最大負荷圧として取り出された負荷信号圧ＰＬＳとの差が制御差圧αとなるようにポンプ流量を制御するアフターオリフィス型のロードセンシングシステムを備えた作業機用の油圧回路構造において、負荷信号圧ＰＬＳをエンジン回転数に比例する差圧ゲインγで減じた減圧負荷信号圧ＰＬＳ’を、制御弁Ｖ１，Ｖ２の下流に配備した圧力補償弁ＣＶに作用させるよう構成してある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの吐出圧と最大負荷圧として取り出された負荷信号圧との差が制御差圧となるようにポンプ流量を制御するアフターオリフィス型のロードセンシングシステムを備えた作業機用の油圧回路構造において、
前記負荷信号圧をエンジン回転数に比例する差圧ゲインで減じた減圧負荷信号圧を、制御弁の下流に配備した圧力補償弁に作用させるよう構成してあることを特徴とする作業機用の油圧回路構造。
【請求項２】
複数の制御弁のうちの特定のものの圧力補償弁にのみ、前記減圧負荷信号圧を作用させるよう構成してある請求項１記載の作業機用の油圧回路構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックホウなどの作業機に利用される油圧回路構造に係り、特には、アフターオリフィス型のロードセンシングシステムを備えた油圧回路構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アフターオリフィス型のロードセンシングシステムを備えたバックホウの油圧回路構造においては、エンジン回転数に比例してポンプ吐出流量を変更するために、パイロット圧供給用のポンプの吐出油路から取り出した差圧ゲインをロードセンシングシステムの制御差圧に付加し、エンジン回転数が低下して差圧ゲインが下がると制御差圧が下がってポンプ吐出流量が減少されるよう構成されていた（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１９４７７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記アフターオリフィス型のロードセンシングシステムの基本構成が図４に示されている。ここで、Ｐ１は流量制御される第１ポンプ、Ｐ２はパイロット圧供給用の定容量型の第２ポンプ、Ｃ１，Ｃ２は油圧シリンダなどのアクチュエータ、Ｖ１，Ｖ２は各アクチュエータＣ１，Ｃ２を作動制御する制御弁（メインスプール）、ＣＶは各制御弁Ｖ１，Ｖ２の下流に配備された圧力補償弁、Ｖ３は流量制御用弁、ｂは流量制御用弁Ｖ３に制御差圧を印加するためのバネ、Ｖ４はアンロード弁、Ｖ５はシステムリリーフ弁、Ａｃは第１ポンプＰ１の斜板角度を変更して吐出量を変更するためのアクチュエータである。そして、制御差圧をα、圧力補償弁差圧をβ、第２ポンプＰ２の吐出路から取り出した差圧ゲインをγ、アンロード弁差圧をδ、バネｂの圧力をε、アクチュエータＣ１，Ｃ２に作用する負荷圧の最大値である負荷信号圧をＰＬＳ、第１ポンプＰの吐出圧をＰＰＳ、各制御バルブＶ１，Ｖ２におけるメインスプール開口面積をＡ、流量係数をＫとすると、ポンプ制御域において各制御バルブＶ１，Ｖ２を流れる流量Ｑが次式、
【０００５】
Ｑ＝Ｋ×Ａ×√（メインスプール前後差圧）
＝Ｋ×Ａ×√（ＰＰＳ−ＰＬＳ−圧力補償弁差圧β）
＝Ｋ×Ａ×√（制御差圧α−圧力補償弁差圧β）
＝Ｋ×Ａ×√〔（バネ圧ε＋差圧ゲインγ）−圧力補償弁差圧β〕
で表されるのに対して、アンロード域において制御バルブＶ１，Ｖ２を流れる流量Ｑは次式で表される。
Ｑ＝Ｋ×Ａ×√（アンロード弁差圧δ−圧力補償弁差圧β）
【０００６】
このように、従来ではエンジン回転数に比例して変化する差圧ゲインγによって制御差圧αを変化させるようにしているので、図５に示すように、スタンバイ流量がもたらされるアンロード域では流量が減少せず、アンロード域からポンプ制御域への切換りにおいて、メインスプール開口面積を変化させても流量が変化しない領域が存在することになり、しかも、この一定流量となる領域はエンジン回転数が下がると拡大するものであった。
【０００７】
また、バックホウなどの作業機では、フロント作業装置における各種のアクチュエータを作動制御する複数のバルブセクションがロードセンシングシステムに属することになるので、負荷信号圧ＰＬＳが回路損失やリークによって低下して流量が減少気味になり、作動速度が低下することがあった。
【０００８】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、エンジン回転数が低い状態でも流量が一定となる領域の少ない流量特性を得ることができるとともに、複数のバルブセクションがロードセンシングシステムに属する場合に、特定のセクションの作動特性の円滑化を図ることができるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、ポンプの吐出圧ＰＰＳと最大負荷圧として取り出された負荷信号圧ＰＬＳとの差が制御差圧αとなるようにポンプ流量を制御するアフターオリフィス型のロードセンシングシステムを備えた作業機用の油圧回路構造において、
前記負荷信号圧ＰＬＳをエンジン回転数に比例する差圧ゲインγで減じた減圧負荷信号圧ＰＬＳ’を、制御弁の下流に配備した圧力補償弁ＣＶに作用させるよう構成してあることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、ポンプ制御域において制御弁を流れる流量Ｑは次式で表される。
【００１２】
Ｑ＝流量係数Ｋ×メインスプール開口面積Ａ×√（メインスプール前後差圧）
＝Ｋ×Ａ×√（ＰＰＳ−ＰＬＳ’−圧力補償弁差圧β）
＝Ｋ×Ａ×√（制御差圧α−圧力補償弁差圧β）
＝Ｋ×Ａ×√〔（ＰＰＳ−ＰＬＳ−差圧ゲインγ）−圧力補償弁差圧β〕
【００１３】
また、アンロード域において制御弁を流れる流量Ｑは次式で表される。
Ｑ＝Ｋ×Ａ×√（アンロード弁差圧δ＋差圧ゲインγ−圧力補償弁差圧β）
【００１４】
つまり、本発明の構成によると、ポンプ制御域のみならずアンロード域においてもエンジン回転数に比例する差圧ゲインγが作用するので、例えば、図２に示すように、エンジン低回転域でも流量一定となる領域が少なくなる。
【００１５】
従って、請求項１の発明によると、エンジン回転数が低い状態でも流量が一定となるアンロード域を少なくすることで段差の少ない流量特性を得ることができ、起動性に優れた円滑なアクチュエータ作動を現出できる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、複数の制御弁のうちの特定のものの圧力補償弁ＣＶにのみ、前記減圧負荷信号圧ＰＬＳ’を作用させるよう構成してあるものである。
【００１７】
上記構成によると、複数のバルブセクションがロードセンシングシステムに属する場合に、特定のセクションにおいて負荷信号圧が低下して作動速度が低下することを抑制でき、作動の滑らかさを高めた作動を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、アフターオリフィス型のロードセンシングシステムを備えた本発明に係る油圧回路構造の基本構成が例示されている。この図において、Ｐ１はアキシャルプランジャポンプからなる可変容量型の第１ポンプ、Ｐ２はギヤポンプからなるパイロット圧供給用の第２ポンプ、Ｃ１，Ｃ２は油圧シリンダなどの作業用のアクチュエータ、Ｖ１，Ｖ２は各アクチュエータＣ１，Ｃ２を作動制御するパイロット操作式あるいは人為操作式の制御弁（メインスプール）、ＣＶは各制御弁Ｖ１，Ｖ２の下流に配備された圧力補償弁、Ｖ３は流量制御用弁、ｂは流量制御用バルブＶ３に制御差圧を印加するためのバネ、Ｖ４はアンロード弁、Ｖ５はシステムリリーフ弁、Ｖ６は差圧減圧弁、Ａｃは第１ポンプＰ１の斜板角度を変更して吐出量を変更するためのアクチュエータ、ｓは第２ポンプＰ２からエンジン回転数に比例した差圧ゲインγを取り出すための絞りであり、前記バネｂの圧εと差圧ゲインγとの和が制御差圧αとなる。そして、第１ポンプＰ１の吐出圧ＰＰＳと、アクチュエータＣ１，Ｃ２に作用する最大負荷圧として取り出された負荷信号圧ＰＬＳとの差が制御差圧αとなるように（ＰＰＳ−ＰＬＳ＝α）ポンプ流量が制御されるようになっている。
【００１９】
前記差圧減圧弁Ｖ６は、前記吐出圧ＰＰＳを元にして圧力補償弁ＣＶに印加する減圧負荷信号圧ＰＬＳ’を得るものであり、減圧負荷信号圧ＰＬＳ’は、前記負荷信号圧ＰＬＳから差圧ゲインγを減じたものとなっている（ＰＬＳ’＝ＰＬＳ−差圧ゲインγ）。
【００２０】
ここで、圧力補償弁差圧をβ、アンロード弁差圧をδ、制御バルブＶ１，Ｖ２におけるメインスプール開口面積をＡ、流量係数をＫとすると、ポンプ制御域において各制御バルブＶ１，Ｖ２を流れる流量Ｑは次式で表される。
【００２１】
Ｑ＝Ｋ×Ａ×√（メインスプール前後差圧）
＝Ｋ×Ａ×√（ＰＰＳ−ＰＬＳ’−圧力補償弁差圧β）
＝Ｋ×Ａ×√（制御差圧α−圧力補償弁差圧β）
＝Ｋ×Ａ×√〔（ＰＰＳ−ＰＬＳ−差圧ゲインγ）−圧力補償弁差圧β〕
【００２２】
また、アンロード域において制御バルブＶ１，Ｖ２を流れる流量Ｑは次式で表される。
Ｑ＝Ｋ×Ａ×√（アンロード弁差圧δ＋差圧ゲインγ−圧力補償弁差圧β）
【００２３】
つまり、ポンプ制御域のみならずアンロード域においてもエンジン回転数に比例する差圧ゲインγが作用するので、図２に示すように、エンジン低回転域でも流量一定となる領域が少なくなる。
【００２４】
〔別実施形態〕
図３に示すように、複数のセクションのうちの特定のものにおいて、圧力補償弁ＣＶに減圧した前記負荷信号圧ＰＬＳ’を作用させることで、そのセクションの流量特性の滑らかさを他のセクションよりも高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す油圧回路図
【図２】流量特性線図
【図３】別の実施形態の油圧回路図
【図４】従来例の基本構成を示す油圧回路図
【図５】従来例の流量特性線図
【符号の説明】
Ｖ１                  制御弁
Ｖ２                  制御弁
ＣＶ                    圧力補償弁
ＰＰＳ                吐出圧
ＰＬＳ                負荷信号圧
ＰＬＳ’              減圧負荷信号圧
γ                      差圧ゲイン
【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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