(57)【要約】【課題】１台のポンプで複数のアクチュエータを作動させる場合に、必要とする供給流量が不足したとしても、所定のアクチュエータの作動速度を維持することができる油圧制御装置を提供することである。【解決手段】１台のポンプＰに供給通路ａを介して接続した複数の切換弁１〜３と、各切換弁１〜３の前後の圧力差を常に等しく維持する圧力補償手段４〜８と、供給通路ａから分岐させるとともにタンクに接続した分岐通路ｂと、分岐通路ｂに設けたアンロード弁９と、アンロード弁９よりも下流側に設けるとともに、その上流側に所定の圧力を発生させる圧力発生手段１３，１４と、上記複数の切換弁１〜３のうち、特定の切換弁１に設けたパイロット室１ａと、そのパイロット室１ａに導くパイロット圧を制御する比例減圧弁１ｂとを備え、比例減圧弁１ｂに、圧力発生手段１３，１４によって発生させた圧力を一次圧として導く構成にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台のポンプに供給通路を介して接続した複数の切換弁と、各切換弁の前後の圧力差を常に等しく維持する圧力補償手段と、上記供給通路から分岐させるとともにタンクに接続した分岐通路と、この分岐通路に設けたアンロード弁と、アンロード弁よりも下流側に設けるとともに、その上流側に所定の圧力を発生させる圧力発生手段と、上記複数の切換弁のうち、特定の切換弁に設けたパイロット室と、そのパイロット室に導くパイロット圧を制御する比例減圧弁とを備え、上記比例減圧弁に、上記圧力発生手段によって発生させた圧力を一次圧として導く構成にしたことを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】
圧力発生手段を、分岐通路に設けた絞りによって構成したことを特徴とする請求項１記載の油圧制御装置。
【請求項３】
圧力発生手段を、分岐通路に設けたリリーフ弁によって構成したことを特徴とする請求項１記載の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一台のポンプで複数のアクチュエータを作動させる油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示す従来の油圧制御装置は、破砕機になどに用いるものである。
ポンプＰの吐出ポートには、供給通路ａを接続するとともに、この供給通路ａに切換弁１、切換弁２、切換弁３を接続している。
上記切換弁１には、図示していないフィーダ用のアクチュエータを接続している。そして、この切換弁１を、図示する閉ポジションから開ポジションに切り換えると、ポンプＰの吐出油がアクチュエータに供給されて、フィーダが作動するようにしている。
【０００３】
また、上記切換弁２には、図示していない磁力選別機用のアクチュエータを接続している。そして、切換弁２を、図示する閉ポジションから開ポジションに切り換えると、ポンプＰの吐出油がアクチュエータに供給されて、磁力選別機のコンベヤが作動するようにしている。
さらに、切換弁３には、発電機用のアクチュエータを接続している。そして、切換弁３を、図示する閉ポジションから開ポジションに切り換えると、発電機用のアクチュエータに圧油が供給されて、発電機が作動するようにしている。
なお、この切換弁３の下流側において、供給通路ａを塞いでいる。
【０００４】
上記切換弁１〜３には、それぞれコンペンセータバルブ４〜６を設けている。
これらコンペンセータバルブ４〜６は、各切換弁１〜３が図示する閉ポジションから開ポジションに切り換わったときに、その一方のパイロット室４ａ〜６ａにポンプＰからの供給圧がそれぞれ導かれる。また、他方のパイロット室４ｂ〜６ｂには、第１シャトル弁７と第２シャトル弁８とによって選択されたアクチュエータの最高負荷圧が導かれる。
【０００５】
上記コンペンセータバルブ４〜６は、複数のアクチュエータを同時に作動させたときに、各アクチュエータに生じる負荷圧の大きさにバラツキがあったとしても、各切換弁１〜３の前後の圧力差を等しく保つ機能を発揮する。
例えば、３台のアクチュエータを同時に作動させた場合、コンペンセータバルブ４の一方の圧力室４ａには、上記したように供給圧が導かれ、他方のパイロット室４ｂには、最も高い負荷圧が導かれる。また、このとき、他の２つのコンペンセータバルブ５，６においても、その一方のパイロット室５ａ，６ａに供給圧が導かれ、他方のパイロット室５ｂ，６ｂに最高負荷圧が導かれる。そのため、全てのコンペンセータバルブ４〜６における両パイロット室４ａ〜６ａ，４ｂ〜６ｂの条件は等しくなる。
【０００６】
このようにコンペンセータバルブ４〜６の両パイロット室４ａ〜６ａ、４ｂ〜６ｂに作用する圧力が等しくなると、各コンペンセータバルブ４〜６の上流側の圧力、すなわち各切換弁１〜３の下流側の圧力は等しくなる。このとき、各切換弁１〜３の上流側の圧力も等しく保たれているので、各切換弁１〜３の前後の圧力差は全て等しくなる。
このように各切換弁１〜３の前後の圧力差が全て等しく保たれていれば、負荷圧の大きさにバラツキがあったとしても、各切換弁１〜３の開度に比例した流量がそれぞれのアクチュエータに供給される。そして、各切換弁１〜３の開度を等しくすると、各アクチュエータは、設定した速度で作動するようにしている。
【０００７】
仮に、コンペンセータバルブ４〜６がないとすると、負荷圧の大きさがばらついた場合に、負荷圧の小さいアクチュエータ側に多くの圧油が供給されて、負荷圧の大きいアクチュエータ側にはほとんど圧油が供給されなくなる。その結果、アクチュエータの作動速度に差が生じる。フィーダと磁力選別機というのは、両者が決められた速度で作動することによって、最大の選別能力が発揮されるようにしている。そのため、両者間に作動速度の差が生じると、選別能力が低下する。このような不都合を防止するために、上記コンペンセータバルブ４〜６を設けている。
【０００８】
上記切換弁１〜３のパイロット室１ａ〜３ａには、それぞれ電磁式比例減圧弁１ｂ〜３ｂを設けている。これら電磁式比例減圧弁１ｂ〜３ｂには、パイロットライン１０を介してパイロットポンプＰｐを接続している。そして、各電磁式比例減圧弁１ａ〜３ａのソレノイドを励磁すると、パイロットライン１２を介して導いた一次圧が減圧されて二次圧となり、その二次圧が各パイロット室１ａ〜３ａに導かれることになる。このようにして各パイロット室１ａ〜３ａに二次圧が供給されると、その圧力によって各切換弁１〜３が切り換わることになる。
【０００９】
また、上記供給通路ａには分岐通路ｂを接続し、この分岐通路ｂにアンロード弁９を設けている。このアンロード弁９は、その上流側の圧力が設定した圧力に達すると開き、不要な流量をタンクＴに排出する。このようにすることによって、ポンプＰのエネルギーロスを防止している。
なお、図中符号１０はリリーフ弁であり、このリリーフ弁１０によって回路内の最高圧を制御するようにしている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１９３７０４号公報（図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、コンペンセータバルブ４〜６によって各切換弁１〜３の前後の圧力差を等しく保っているために、次のような問題があった。
例えば、各切換弁１〜３が、その開度を全開にしたときに８０Ｌ／ｍｉｎの圧油をアクチュエータに供給する能力を有している場合、これら３台の切換弁１〜３を同時に切り換えると、合計要求流量は２４０Ｌ／ｍｉｎになる。このとき、ポンプＰの最大容量が２４０Ｌ／ｍｉｎ以上であれば、各アクチュエータに、それぞれ８０Ｌ／ｍｉｎの圧油が供給される。
【００１２】
しかし、ポンプＰの最大容量が例えば２００Ｌ／ｍｉｎの場合には、４０Ｌ／ｍｉｎの流量が不足する。このような場合にも、コンペンセータバルブ４〜６によって、ポンプＰからの流量が均等に分配される。すなわち、各アクチュエータには、２００Ｌの３分の１に相当する約６６Ｌ／ｍｉｎの圧油が供給されることになる。
【００１３】
このように流量が均等に分配されると、例えば発電機用のアクチュエータには、８０Ｌ／ｍｉｎの流量を供給しておきたいという場合であっても、その流量が供給できなくなる。その結果、アクチュエータが必要とする作動速度が得られなくなり、発電機の出力が低下する。この発電機によって作業灯の電力を供給している場合には、発電機の出力の低下によって作業灯が消えてしまうことがある。
特に、この作業灯が水銀灯である場合には、一度消えるとなかなか点灯しない。
そのため、夜間の作業においては、作業灯が点灯するまでの間、作業を中断しなければならず、非常に不便であった。
【００１４】
一方、破砕機においてフィーダ用のアクチュエータというのは、その作動速度が遅くなると、供給能力が低下するが、上記のように作業を中断するといった不都合は生じない。すなわち、フィーダとは、破砕物を磁力選別機に供給する機能を有しているが、磁力選別機への破砕物の供給量が減ったとしても、選別処理能力が低下するだけであって、処理不能になることはない。
このようなことを考慮すると、供給流量が不足した場合には、フィーダ用のアクチュエータの作動速度を遅くしたとしても、発電機の作動速度を維持した方がよい。
しかし、上記従来例では、各アクチュエータに流量が均等に分配されるために、作動速度を維持することができず、上記したように作業灯が消えてしまうという問題を解消することができなかった。
【００１５】
なお、吐出容量が２４０Ｌ／ｍｉｎ以上のポンプＰを用いれば、上記のような不都合は解消される。しかし、この場合には、ポンプＰが大型化したり、コストが高くなるといった不都合が生じる。
また、３台のアクチュエータを同時に使用する頻度というのは、それほど高くないため、３台のアクチュエータを同時に使用することを前提にポンプＰの能力を選定すると、ほとんどの場合に無駄な流量を吐出することになり、それだけエネルギーロスが大きくなるという問題もある。
この発明の目的は、１台のポンプで複数のアクチュエータを作動させる場合に、必要とする供給流量が不足したとしても、所定のアクチュエータの作動速度を維持することができる油圧制御装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、１台のポンプに供給通路を介して接続した複数の切換弁と、各切換弁の前後の圧力差を常に等しく維持する圧力補償手段と、上記供給通路から分岐させるとともにタンクに接続した分岐通路と、この分岐通路に設けたアンロード弁と、アンロード弁よりも下流側に設けるとともに、その上流側に所定の圧力を発生させる圧力発生手段と、上記複数の切換弁のうち、特定の切換弁に設けたパイロット室と、そのパイロット室に導くパイロット圧を制御する比例減圧弁とを備え、上記比例減圧弁に、上記圧力発生手段によって発生させた圧力を一次圧として導く構成にしたことを特徴とする。
【００１７】
第２の発明は、上記第１の発明において、圧力発生手段を、分岐通路に設けた絞りによって構成したことを特徴とする。
【００１８】
第３の発明は、上記第１の発明において、圧力発生手段を、分岐通路に設けたリリーフ弁によって構成したことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の実施形態を示すが、前記従来例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
ポンプＰの吐出ポートには、供給通路ａを接続するとともに、この供給通路ａに切換弁１、切換弁２、及び切換弁３を接続している。
上記切換弁１には、図示していないフィーダ用のアクチュエータを接続している。そして、切換弁１を図示する閉ポジションから開ポジションに切り換えると、ポンプＰから吐出された圧油がアクチュエータに供給されて、フィーダが作動するようにしている。
【００２０】
また、上記切換弁２には、図示していない磁力選別機のコンベヤ用のアクチュエータを接続している。そして、切換弁２を、図示する閉ポジションから開ポジションに切り換えると、ポンプＰから吐出された圧油がアクチュエータに供給されて、磁力選別機のコンベヤが作動するようにしている。
さらに、切換弁３には、発電機用のアクチュエータを接続している。そして、切換弁３を図示する閉ポジションから開ポジションに切り換えると、発電機用のアクチュエータに圧油が供給されて、発電機が作動するようにしている。
なお、この切換弁３の下流側において、供給通路ａを塞いでいる。
【００２１】
上記切換弁１〜３には、それぞれコンペンセータバルブ４〜６を設けている。これらコンペンセータバルブ４〜６は、各切換弁１〜３が図示する閉ポジションから開ポジションに切り換わったときに、その一方のパイロット室４ａ〜６ａにポンプＰからの供給圧がそれぞれ導かれる。また、他方のパイロット室４ｂ〜６ｂには、第１シャトル弁７と第２シャトル弁８とによって選択されたアクチュエータの最高負荷圧が導かれる。
【００２２】
例えば、３台のアクチュエータを同時に作動させた場合、コンペンセータバルブ４の一方の圧力室４ａには、上記したように供給圧が導かれ、他方のパイロット室４ｂには、最も高い負荷圧が導かれる。また、このとき、他の２つのコンペンセータバルブ５，６においても、その一方のパイロット室５ａ，６ａに供給圧が導かれ、他方のパイロット室５ｂ，６ｂに最高負荷圧が導かれる。そのため、全てのコンペンセータバルブ４〜６における両パイロット室４ａ〜６ａ，４ｂ〜６ｂの条件は等しくなる。
【００２３】
このようにコンペンセータバルブ４〜６の両パイロット室４ａ〜６ａ、４ｂ〜６ｂに作用する圧力が等しくなると、各コンペンセータバルブ４〜６の上流側の圧力、すなわち各切換弁１〜３の下流側の圧力は等しくなる。このとき、各切換弁１〜３の上流側の圧力も等しく保たれているので、各切換弁１〜３の前後の圧力差は全て等しくなる。
このように各切換弁１〜３の前後の圧力差が全て等しく保たれていれば、負荷圧の大きさにバラツキがあったとしても、各切換弁１〜３の開度に比例した流量がそれぞれのアクチュエータに供給される。そして、各切換弁１〜３の開度を等しくすると、各アクチュエータは、設定した速度で作動するようにしている。
なお、上記コンペンセータバルブ４〜６と第１、２シャトル弁７，８とによって、この発明の圧力補償手段を構成している。
【００２４】
上記切換弁１〜３のパイロット室１ａ〜３ａには、それぞれ電磁式比例減圧弁１ｂ〜３ｂを設けている。これら電磁式比例減圧弁１ｂ〜３ｂのうち、切換弁１の電磁式比例減圧弁１ｂには、第１パイロットライン１１を接続している。
この第１パイロットライン１１は、供給通路ａから分岐した分岐通路ｂに接続している。すなわち、分岐通路ｂは、その下流をタンクＴに接続したものであり、その途中にはアンロード弁９とリリーフ弁１３とを設けている。また、上記リリーフ弁１３の前後を、絞り通路１４を介して連通させている。そして、上記アンロード弁９とリリーフ弁１３との間に生じる圧力を、第１パイロットライン１１を介して切換弁１の電磁式比例減圧弁１ｂに導くようにしている。つまり、アンロード弁９の下流側に生じる圧力を、切換弁１を切り換えるための一次圧として利用している。
なお、上記リリーフ弁１３もしくは絞り通路１４が、この発明の圧力発生手段に相当するものである。
【００２５】
一方、切換弁２，３の電磁式比例減圧弁２ｂ，３ｂには、第２パイロットライン１２を接続している。そして、この第２パイロットライン１２にパイロットポンプＰｐを接続し、その吐出油を一次圧として各電磁式比例減圧弁２ｂ，３ｂに導くようにしている。
【００２６】
上記電磁式比例減圧弁１ａ〜３ａのソレノイドを励磁すると、第１パイロットライン１１又は第２パイロットライン１２を介して導いた一次圧が、励磁電流に応じて減圧されて、二次圧が生成される。そして、この二次圧がパイロット圧として各パイロット室１ａ〜３ａに導かれると、その圧力作用によって、各切換弁１〜３が切り換わる。
なお、この実施形態では、ソレノイドを用いた電磁式の比例減圧弁を用いているが、比例減圧弁は操作レバーで作動する手動タイプのものであってもよい。
また、図中符号１０はリリーフ弁であり、このリリーフ弁１０によって回路内の最高圧を制御するようにしている。
【００２７】
次に、この実施形態の作用を説明する。
各切換弁１〜３を図示する閉位置に保った状態で、ポンプＰを作動させると、供給通路ａ内の圧力が上昇する。そして、この供給通路ａ内の圧力が所定の設定圧に達するとアンロード弁９が開き、その下流側に圧油が導かれる。アンロード弁９の下流側に導かれた圧油は、リリーフ弁１３が閉じている間は、絞り通路１４を介してタンクＴに排出される。そして、この絞り通路１４を通過する際に生じる流動抵抗によって、その上流側に圧力が発生する。この圧力は、アンロード弁９を介して排出される流量の増加に伴って増加して、リリーフ弁１３のセット圧力に達すると、このリリーフ弁１３が開く。このようにリリーフ弁１３が開くと、それ以降はほとんどの流量が、このリリーフ弁１３を介してタンクＴに排出されることになる。
【００２８】
上記アンロード弁９の下流側の圧力というのは、第１パイロットライン１１を介して第１切換弁１の電磁式比例減圧弁１ｂに導かれている。このパイロットライン１１に導かれる一次圧と、アンロード弁９を通過する流量との関係は、図２に示すように、アンロード弁９を通過する流量が、絞り通路１４を介して排出されている間、つまりリリーフ弁１３が閉じている間は、絞り通路１４の開度によって決まる。そして、このときのアンロード弁９の通過流量と一次圧との関係は、二次曲線を描きながら増加する。
上記の状態からリリーフ弁１３が開くと、アンロード弁９の通過流量と一次圧との関係が、このリリーフ弁１３の特性によってほとんど決まり、図示するように直線的に増加する。
なお、リリーフ弁１３の設定圧Ｐ１は、切換弁１が全開に切り換わるために必要とする圧力とほぼ等しくしている。
【００２９】
上記リリーフ弁１３を介して圧油をタンクＴに排出している状態から、３台の切換弁１〜３を開ポジションに切り換えると、各切換弁１〜３に接続したアクチュエータにそれぞれ圧油が供給される。ここで、開度を全開にしたときに各切換弁１〜３が８０Ｌ／ｍｉｎの流量を供給する能力を有しているとすると、合計要求流量は２４０Ｌ／ｍｉｎになる。このとき、ポンプＰの最大容量が２００Ｌ／ｍｉｎとすると、４０Ｌ／ｍｉｎの流量が不足することになる。
【００３０】
このように供給流量が不足すると、アンロード弁９を介してタンクＴに排出される流量、すなわちアンロード弁９を通過する流量が少なくなる。アンロード弁９を通過する流量が減少すると、図２に示したように、第１パイロットライン１１内の圧力も減少する。第１パイロットライン１１内の圧力が低下すると、第１切換弁１の電磁式比例減圧弁１ｂに導く一次圧も低下する。一次圧が減少すると、ソレノイドの励磁電流が一定に保たれていても二次圧が減少するので、それによって切換弁１の開度が小さくなる。切換弁１の開度が小さくなれば、その前後の圧力差が他の切換弁２，３と等しく保たれていたとしても、切換弁１のアクチュエータに供給される流量が減少する。切換弁１のアクチュエータに供給される流量が減少すれば、その分、他の切換弁２，３に接続したアクチュエータに供給される流量が増える。したがって、切換弁２，３に接続したアクチュエータの作動速度が維持されることになる。
【００３１】
以上のように、この実施形態によれば、供給流量が不足したときに、切換弁１の開口面積が自動的に小さくなり、それによって他の切換弁２，３に接続したアクチュエータへの供給流量が増えるようにしている。
したがって、切換弁１に接続したフィーダ用のアクチュエータの作動速度が遅くなるが、切換弁３に接続した発電機用のアクチュエータの作動速度を維持することができ、作業灯が消えるといった不都合を防止することができる。
【００３２】
また、この実施形態では、上記したように、リリーフ弁１３の設定圧Ｐ１を切換弁１の開度を全開にするために必要とする圧力と等しくしているが、このようにしたのは、アンロード弁９を通過する流量が増加したときに、その下流側に必要以上の圧力が発生することを防止するためである。すなわち、アンロード弁９の下流側に発生する圧力が、絞り通路１４の特性だけによって決まってしまうと、全ての切換弁１〜３を閉ポジションにしたときに、アンロード弁９の下流側に非常に大きな圧力が発生してしまう。このようにアンロード弁９の下流側に大きな圧力が発生するとということは、それだけポンプＰの動力損失が大きくなり、アンロード弁の機能が実質的に損なわれることになる。
【００３３】
しかし、この実施形態のように、リリーフ弁１３の設定圧を切換弁１の開度を全開にするために必要とするパイロット圧に設定しておけば、必要以上に大きい圧力が発生することがないので、アンロード機能を損なうことがない。
なお、アンロード弁９の下流側に所定の圧力を発生させるという観点からすると、絞り通路１４があれば、このリリーフ弁１３は必須の構成要素ではない。
【００３４】
ただし、上記絞り通路１４がない場合には、アンロード弁９の下流側に所定の圧力を発生させる目的で、リリーフ弁１３を設ける必要がある。この場合には、分岐通路ｂを介して圧油が排出されている間はリリーフ弁１３が開き、所定の圧力をアンロード弁９の下流側に発生させることになる。そして、供給流量が不足して分岐通路ｂ側に圧油が全く導かれなることでリリーフ弁１３が閉じると、このリリーフ弁１３の上流側の圧力が第１パイロットライン１１を介して切換弁１の電磁式比例減圧弁１ｂに導かれることになる。このとき、パイロットライン１１を介して切換弁１側に導かれる圧力というのは、リリーフ弁１１の設定圧以下である。したがって、この場合においても、上記と同様に、切換弁１の開度が減少し、他の切換弁２，３のアクチュエータへの供給流量が維持されることになる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、破砕機に用いる油圧制御装置として説明したが、この発明の油圧制御装置は、ポンプＰの供給流量不足が生じたときに特定のアクチュエータの供給流量を減らして、他のアクチュエータの作動速度を維持する必要性があるものであれば、破砕機以外の機器にも適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
第１の発明によれば、特定の切換弁を制御する比例減圧弁にのみ、アンロード弁の下流側に設けた圧力発生手段によって発生させた圧力を一次圧として導く構成にしたので、供給流量不足が生じたときに、特定の切換弁の比例減圧弁に導く一次圧が低下する。このように一次圧が低下すれば、この一次圧によって生成されるパイロット圧も低下するので、特定の切換弁の開度が小さくなる。このように特定の切換弁の開度が小さくなれば、その分、他の切換弁に接続したアクチュエータに供給される流量が増加するので、そのアクチュエータの作動速度を維持することができる。
【００３７】
第２の発明によれば、圧力発生手段を分岐通路に設けた絞りによって構成したので、アンロード弁を介して排出される流量が少なければ、圧力損失を自動的に小さくすることができる。
【００３８】
第３の発明によれば、圧力発生手段を分岐通路に設けたリリーフ弁によって構成したので、このリリーフ弁が開くことによって、アンロード状態における大きい圧力損失の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の回路図である。
【図２】アンロード弁を通過する流量とその下流側の圧力との関係を示すグラフである。
【図３】従来例の回路図である。
【符号の説明】
Ｐ  ポンプ
ａ  供給通路
ｂ  分岐通路
１  特定の切換弁
１ａ  パイロット室
１ｂ  電磁式比例減圧弁
２  切換弁
３  切換弁
４〜６  この発明の圧力補償手段を構成するコンペンセータバルブ
７  この発明の圧力補償手段を構成する第１シャトル弁
８  この発明の圧力補償手段を構成する第２シャトル弁
９  アンロード弁
１３  この発明の圧力発生手段を構成するリリーフ弁
１４  この発明の圧力発生手段を構成する絞り通路
【図１】
2004293566.tif 000003
【図２】
2004293566.tif 000004
【図３】
2004293566.tif 000005