JP2000145703A - 油圧作業機のショックレス油圧バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のショックレス油圧バルブでは、ある特
定の油圧パターンにしか有効に作用せず作動ショックの
緩和効果が少なかった。そして、緩和効果を大きくしよ
うとすると、アクチュエータの作動応答性が悪くなって
しまっていた。 【解決手段】 第一バネ３により閉塞されるバルブ２の
下流側に、ピストン５が摺動可能に配置されるピストン
摺動室４を形成し、該バルブにバルブ上流側回路１ａと
ピストン摺動室とを連通する連通油路２ａ・２ｂ・４ａ
を形成し、該ピストンをピストン摺動室のバルブ側方向
へ第二バネ６により付勢してショックレス油圧バルブ１
を構成し、油圧回路２１・２２内の油圧を、油圧シリン
ダ１４の起動・停止時から一定時間経過するまでの間、
緩勾配で上昇させ、一定時間経過後は、該油圧をリリー
フ圧まで急勾配で上昇可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械等の油圧
作業機において、油圧回路に接続したアクチュエータの
起動・停止時に発生する作動ショックを緩和するための
油圧作業機のショックレス油圧バルブの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から建設機械等の油圧作業機におい
ては、油圧回路に設けられる油圧バルブを、油圧回路に
接続した走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等のアク
チュエータの起動・停止時に発生する作動ショックを緩
和するショックレス油圧バルブに構成したものがあっ
た。例えば、図１０に示す油圧バルブ８１のように、バ
ネ８３の付勢力により閉塞されるバルブ８２の下流側に
ピストン摺動室８４を形成し、該ピストン摺動室８４内
にはピストン８５が摺動可能に配置されている。バルブ
８２には連通口８２ａ及び連通油路８２ｂが形成され、
ピストン摺動室８４のバルブ８２側の壁面には連通油路
８４ａが形成されて、該連通口８２ａ、連通油路８２
ｂ、及び連通油路８４ａにより、バルブ８２の上流側回
路８１ａとピストン摺動室８４とが連通されている。該
連通口８２ａ及び連通油路８４ａは、開口面積を小さく
形成して流量が小さくなるように構成している。また、
ピストン摺動室８４の反連通油路８４ａ形成側には排出
口８４ｂが形成されて油圧バルブ８１のドレン回路８１
ｂと連通しており、該ピストン摺動室８４内のピストン
８５は、連通油路８４ａ形成側端部に配置されている。

【０００３】以上の如く構成される油圧バルブ８１の上
流側回路８１ａに、油圧ポンプから圧送される作動油の
油圧がかかった場合、図１１に示すように、時刻Ｔａ₀
に油圧がかかり始め、時刻Ｔａ₁ から時刻Ｔａ₂ までの
間において圧力Ｐａ₁ よりも大きな値の油圧がかかる
と、連通口８２ａ、連通油路８２ｂ、及び連通油路８４
ａを通過してピストン摺動室８４内に侵入した上流側回
路８１ａからの圧油によりピストン８５が押圧されて反
バルブ８２側へ移動し、アクチュエータにかかる油圧を
圧力Ｐａ₁ に保持する。また、時刻Ｔａ₃ 以降では圧力
Ｐａ₂ よりも大きな油圧がかかるとバルブ８２がバネ８
３の付勢力に抗して開き、上流側回路８１ａの圧油がド
レン回路８１ｂへ流出して、圧力Ｐａ₂ を保持するよう
に構成している。即ち、各時刻において図１１に示す制
圧線８７よりも高い油圧がかかった場合には、当該時刻
においてアクチュエータにかかる油圧は制圧線８７が示
す圧力に制圧されるのである。

【０００４】油圧バルブ８１を油圧回路に設けなかった
場合には、図１１に示す油圧曲線８６の如く、アクチュ
エータ始動開始時Ｔａ₀ から油圧が必要以上に急激に上
昇するため、アクチュエータの起動時に作動ショックが
発生することとなるが、該油圧バルブ８１により制圧線
８７より高い圧力値を示す部分はカットされるため、油
圧曲線８６のピーク部８６ａの部分がカットされて制圧
されることとなる。これにより、油圧作業機の油圧回路
におけるアクチュエータの始動時の作動ショックを緩和
するようにしている。

【０００５】また、アクチュエータ起動時の作動ショッ
クを緩和するために油圧バルブを次のように構成したも
のもあった。即ち、図１２に示す油圧バルブ９１の如
く、バネ９３の付勢力により閉塞されるバルブ９２の下
流側にピストン摺動室９４を形成し、該ピストン摺動室
９４内にピストン９５を摺動可能に配置して、該ピスト
ン９５の反バルブ９２側に圧力室９４ａを形成してい
る。バルブ９２には連通口９２ａ及び連通油路９２ｂが
形成され、ピストン９５には連通油路９５ａが形成され
て、該連通口９２ａ、連通油路９２ｂ、及び連通油路９
５ａにより、バルブ９２の上流側回路９１ａと圧力室９
４ａとが連通されている。該連通口９２ａ及び連通油路
９５ａは、開口面積を小さく形成して流量が小さくなる
ように構成している。また、ピストン９５はバネ９３に
より反バルブ９２側へ付勢されており、ピストン摺動室
９４のバルブ９２側端部には該ピストン９５を係止する
突起部９４ｂが形成されている。

【０００６】以上の如く構成される油圧バルブ９１の上
流側回路９１ａに、油圧ポンプから圧送される作動油の
油圧がかかった場合、図１３に示すように、時刻Ｔｂ₀
に油圧がかかり始め、時刻Ｔｂ₁ から時刻Ｔｂ₂ までの
間において、時刻Ｔｂ₁ における圧力Ｐｂ₁ と時刻Ｔｂ
₂ における圧力Ｐｂ₂ とを結んだ線よりも大きな値の油
圧がかかると、連通口９２ａ、連通油路９２ｂ、及び連
通油路９４ａを通過して圧力室９４ａ内に侵入した上流
側回路９１ａからの圧油によりピストン９５が押圧さ
れ、バネ９３の付勢力に抗してバルブ８２側へ移動す
る。また、時刻Ｔｂ₂ 以降では圧力Ｐｂ₂ よりも大きな
油圧がかかるとバルブ９２がバネ９３の付勢力に抗して
開き、上流側回路９１ａの圧油がドレン回路９１ｂへ流
出する。このピストン９５及びバルブ９２の動きによ
り、各時刻において図１３に示す制圧線９７よりも高い
油圧がかかった場合には、前述の場合と同様に、当該時
刻においてアクチュエータにかかる油圧は制圧線９７が
示す圧力に制圧される。

【０００７】油圧バルブ９１を油圧回路に設けなかった
場合には、図１３に示す油圧曲線９６の如く、アクチュ
エータ始動開始時Ｔｂ₀ から油圧が必要以上に急激に上
昇するため、アクチュエータの起動時に作動ショックが
発生することとなるが、該油圧バルブ９１により制圧線
９７より高い圧力値を示す部分をカットするように構成
しているため、油圧曲線９６のピーク部９６ａの部分が
カットされて制圧されることとなる。これにより、油圧
作業機の油圧回路におけるアクチュエータの始動時の作
動ショックを緩和するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ショックレス
油圧バルブを前述の図１０、図１１における油圧バルブ
８１の如く構成した場合、一度アクチュエータを始動さ
せ、油圧曲線８６のピーク部８６ａを制圧してカットし
てしまうと、ピストン８５がピストン摺動室８４の反バ
ルブ８２側端まで移動したままとなってしまい、再度ア
クチュエータを始動させた際にはそのままでは作動ショ
ックを緩和することができなかったので、アクチュエー
タの作動後にピストン８５をピストン摺動室８４のバル
ブ８２側端まで戻す必要があった。また、油圧バルブ８
１は一旦構成してしまうと時刻Ｔａ₁ から時刻Ｔａ₂ ま
での間に制圧する圧力Ｐａ₁ 、及び、圧力Ｐａ₁ を保持
してピーク部８６ａをカットするショックレス期間ΔＴ
ａを変更することができないので、ある特定のパターン
の油圧曲線にしか有効に作用させることができなかっ
た。

【０００９】また、前述の図１２、図１３における油圧
バルブ９１の如く構成した場合、ピストン９５を付勢す
るバネ９３の付勢力を変化させることにより、時刻Ｔｂ
₁ における圧力Ｐｂ１、及び、圧力Ｐｂ１から圧力Ｐｂ
２までの圧力変化の度合いを調節することができるた
め、様々なパターンの油圧曲線に対応することが可能で
あるが、カットすることができる油圧曲線９６のピーク
部９６ａの範囲が小さいため、作動ショックの緩和効果
が少なかった。そして、作動ショックの緩和効果を大き
くするために、圧力Ｐｂ１から圧力Ｐｂ２までの圧力変
化度合いを小さく設定すると、作動ショックを緩和する
期間であるショックレス期間ΔＴｂが長くなってしま
い、アクチュエータの作動応答性が悪くなってしまって
いた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、請求項１においては、油圧作
業機の油圧回路内に設けられる油圧バルブにおいて、該
油圧回路内の油圧を、油圧回路に接続されるアクチュエ
ータの起動・停止時から一定時間経過するまでの間、緩
勾配で上昇させ、一定時間経過後は、該油圧をリリーフ
圧まで急勾配で上昇可能に構成した。

【００１１】また、請求項２においては、油圧作業機の
油圧回路内に設けられる油圧バルブにおいて、第一バネ
の付勢力により閉塞されるバルブの下流側に、ピストン
が摺動可能に配置されるピストン摺動室を形成し、該バ
ルブにバルブ上流側回路とピストン摺動室とを連通する
連通油路を形成し、該ピストンをピストン摺動室のバル
ブ側方向へ第二バネにより付勢した。

【００１２】また、請求項３においては、前記ピストン
摺動室を第一バネの外周部に形成した。

【００１３】また、請求項４においては、前記バルブの
上流側とピストン摺動室とを連通する前記連通油路内
に、作動油がピストン摺動室側からバルブの上流側へ流
れる際に、該連通油路の流量を減少させる絞り弁を設け
た。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明のショックレス油圧バルブを、油圧
ポンプ吐出側と油圧シリンダとの間、特に方向流量制御
弁と油圧シリンダとの間に設けた油圧回路を示す図、図
２はショックレス油圧バルブの構成を示す概略図、図３
はアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス
油圧バルブによる制圧線を示す図、図４はショックレス
油圧バルブの別実施例を示す側面断面図、図５は作動油
がバルブの連通油路内を上流側回路側からピストン側方
向へ流れる場合における該連通油路内部に設けた絞り弁
を示す概略図、図６は作動油がバルブの連通油路内をピ
ストン側から上流側回路側方向へ流れる場合における該
連通油路内部に設けた絞り弁を示す概略図、図７は図１
における油圧シリンダをブームを上下回動させるための
アクチュエータとして使用した状態の油圧回路を示す
図、図８はショックレス油圧バルブを油圧ポンプと方向
流量制御弁との間に設けた状態の油圧回路を示す図、図
９はショックレス油圧バルブを方向流量制御弁と操作レ
バーとの間に設けた状態の油圧回路を示す図、図１０は
従来のショックレス油圧バルブの構成を示す概略図、図
１１は従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とシ
ョックレス油圧バルブによる制圧線を示す図、図１２は
従来のショックレス油圧バルブの別実施例の構成を示す
概略図、図１３は従来のアクチュエータ作動開始時の油
圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線の別実施
例を示す図である。

【００１５】まず、本発明のショックレス油圧バルブ
を、油圧ポンプ吐出側と油圧シリンダとの間、特に方向
流量制御弁と油圧シリンダとの間に設けた油圧回路につ
いて説明する。図１に示すように、油圧シリンダ１４
は、方向流量制御弁１７を介して油圧ポンプ１６と接続
されており、該方向流量制御弁１７の切り換えにより伸
長動作と縮小動作との切り換えを行うように構成してい
る。該方向流量制御弁１７は操作レバー１５により切換
操作が行われる。

【００１６】該油圧シリンダ１４のシリンダ側１４ａに
接続される油圧回路２１、及び、ロッド側１４ｂに接続
される油圧回路２２における、油圧シリンダ１４と方向
流量制御弁１７との間には、それぞれショックレス油圧
バルブ１が設けられており、該ショックレス油圧バルブ
１により油圧シリンダ１４の起動・停止時に発生する作
動ショックを緩和するように構成している。即ち、例え
ば、図１の如く方向流量制御弁１７が停止状態に切り換
えられて油圧シリンダ１４が作動していない状態から、
該油圧シリンダ１４の作動状態に方向流量制御弁１７を
切り換えた直後には、急激に油圧回路２１又は油圧回路
２２へ圧油が流入する。これにより、大きな油圧が油圧
回路２１内又は油圧回路２２内、及び油圧ポンプ１６の
吐出圧に発生して、そのままでは作動ショックが発生す
ることとなるが、ショックレス油圧バルブ１のショック
レス部１ｄによりその過剰な油圧を吸収することにより
油圧シリンダ１４の作動ショックを緩和するように構成
しているのである。

【００１７】そして、該ショックレス油圧バルブ１は、
油圧回路２１と油圧回路２２との両方に設けているの
で、油圧シリンダ１４の伸長動作の起動・停止時、及
び、縮小動作の起動・停止時の作動ショックを緩和する
ことを可能としている。また、ショックレス油圧バルブ
１は前記ショックレス部１ｄと、油圧回路２１内又は油
圧回路２２内の圧力が設定圧以上になることを防止する
リリーフ弁部１ｃとで構成されている。

【００１８】次に、ショックレス油圧バルブ１の構成に
ついて説明する。図２に示すショックレス油圧バルブ１
は、第一バネ３の付勢力により上流側回路１ａ方向に付
勢されて閉塞されるバルブ２の下流側（図２における右
側）にピストン摺動室４を形成し、該ピストン摺動室４
内にはピストン５が摺動可能に配置されている。該ピス
トン５は第二バネ６によりバルブ２方向に付勢され、ピ
ストン摺動室４のバルブ２側端部に位置している。ま
た、ピストン摺動室４の図２における左右方向の途中部
にはピストン５が係止する突出部４ｃが形成されてい
る。

【００１９】前記バルブ２には連通口２ａ及び連通油路
２ｂが形成され、ピストン摺動室４のバルブ２側の壁面
には連通油路４ａが形成されて、該連通口２ａ、連通油
路２ｂ、及び連通油路４ａにより、バルブ２上流側の上
流側回路１ａとピストン摺動室４とが連通されている。
該連通口２ａ及び連通油路４ａは、開口面積を小さく形
成して流量が小さくなるように構成している。また、ピ
ストン摺動室４の反連通油路４ａ形成側の壁面には圧抜
き口４ｂが形成されて油圧バルブ１のドレン回路１ｂと
連通している。尚、ショックレス油圧バルブ１の上流側
回路１ａは、図１における油圧回路２１又は油圧回路２
２と接続され、ドレン回路１ｂはオイルタンクＴに接続
されている。また、本例においてはアクチュエータとし
て油圧シリンダ１４を設けているが、油圧モータ等とし
てもよい。

【００２０】以上の如く構成される油圧バルブ１によ
り、油圧シリンダ１４の伸長・縮小動作の起動・停止時
における油圧回路２１内及び油圧回路２２内の圧力を制
圧するように構成しており、例えば前記方向流量制御弁
１７が停止状態から作動状態へ切り換えられて、作動油
が油圧ポンプ１６から油圧回路２１内又は油圧回路２２
内へ圧送された際に、油圧回路２１内又は油圧回路２２
内の油圧、即ち上流側回路１ａにかかる油圧が、図３に
示す制圧線８で示される値を超えると、該制圧線８の値
に制圧するようにしている。

【００２１】図３には、ショックレス油圧バルブ１を設
けない場合の油圧シリンダ１４の始動時における油圧回
路２１内又は油圧回路２２内の油圧曲線７を示している
が、該油圧曲線７は、油圧シリンダ１４の起動開始時の
時刻Ｔ₀ から急激に立ち上がってピーク部７ａを形成
し、その後圧力Ｐｉに落ち着く。この、時刻Ｔ₁ から時
刻Ｔ₂ の範囲内で急激に立ち上がっているピーク部７ａ
の部分は、制圧線８よりも高い値を示している。従っ
て、該ピーク部７ａの制圧線８よりも高い値を示してい
る部分はカットされて該制圧線８の値に制圧される。

【００２２】次に、油圧回路２１内又は油圧回路２２内
のショックレス油圧バルブ１を設けた部分よりも下流側
（油圧ポンプ１６側）の油圧回路２１ａ又は油圧回路２
２ａに、前記制圧線８よりも高い圧力がかかった場合
の、該ショックレス油圧バルブ１による制圧機構につい
て説明する。図３に示すように、時刻Ｔ₀ において油圧
回路２１ａ又は油圧回路２２ａに油圧ポンプ１６からの
油圧がかかり始めると、上流側回路１ａから連通口２
ａ、連通油路２ｂ、及び連通油路４ａを通じてピストン
摺動室４内に作動油が侵入し、該上流側回路１ａ、及
び、油圧回路２１内又は油圧回路２２内のショックレス
油圧バルブ１を設けた部分よりも上流側の油圧回路２１
ｂ又は油圧回路２２ｂの圧力は時刻Ｔ₀ から時刻Ｔ₁ の
間において制圧線８の如く上昇する。

【００２３】時刻Ｔ₁ において上流側回路１ａの圧力が
圧力Ｐ₁ よりも大きくなると、ピストン摺動室４内に侵
入した作動油によりピストン５が押圧され、第一バネ３
の付勢力に抗して反バルブ２側へ移動する。上流側回路
１ａの油圧は、ピストン５の第二バネ６によるバルブ２
方向への付勢力相当圧力にバルブ２の第一バネ３による
付勢力相当圧力を加えたものに等しくなるよう、バルブ
２が第一バネ３の付勢力に抗して開き、上流側回路１ａ
からドレン回路１ｂへ作動油が流出し調圧されるため、
該上流側回路１ａの油圧はピストン５が反バルブ２側へ
移動した分だけリニアに上昇していく。時刻Ｔ₂ におい
てはピストン５が移動して突出部４ｃに係止し、それ以
上反バルブ２側へ移動できなくなるが、その時点での油
圧は圧力Ｐ₂ に達している。即ち、時刻Ｔ₁ から時刻Ｔ
₂ までの間においては、上流側回路１ａの油圧が圧力Ｐ
₁ から圧力Ｐ₂ まで徐々に上昇することとなる。その
後、時刻Ｔ₂ から時刻Ｔ₃ までの間は上流側回路１ａの
油圧は上昇し、時刻Ｔ₃ において圧力Ｐ₃ に達する。上
流側回路１ａの油圧が圧力Ｐ₃ に達すると、バルブ２が
第一バネ３の付勢力に抗して開き、上流側回路１ａから
ドレン回路１ｂへ作動油が流出し、以降は上流側回路１
ａの油圧は圧力Ｐ₃ に保持される。

【００２４】このようなピストン５及びバルブ２の動き
により、各時刻において油圧回路２１ａ又は油圧回路２
２ａに制圧線８よりも高い油圧がかかった場合には、上
流側回路１ａ及び油圧回路２１ａ・２２ａの油圧が制圧
線８が示す圧力に制圧されるのである。そして、ピスト
ン摺動室４、ピストン５、及び第二バネ６等にて構成さ
れるショックレス部１ｄが、油圧曲線７のピーク部７ａ
をカットして、油圧シリンダ１４の作動ショックを緩和
するショックレス機能を発揮し、バルブ２、第一バネ３
等にて構成されるリリーフ弁部１ｃが、油圧回路２１内
又は油圧回路２２内の油圧がある一定の設定圧よりも大
きくなると開いて、該油圧回路２１・２２内の油圧が設
定圧以上になることを防止するリリーフ機能を発揮する
こととなる。

【００２５】この場合、第二バネ６の付勢力等を変化さ
せることにより、図３における制圧線８の圧力Ｐ₁ ・Ｐ
₂ の値を変化することができるため、油圧パターンに応
じて圧力Ｐ₁ ・Ｐ₂ の値を調節し、作動ショックを緩和
するようにしている。例えば、図３に示す油圧曲線９の
ように、ピーク部９ａが制圧線８の圧力Ｐ₁・Ｐ₂ の範
囲内よりも低い値であれば、該ピーク部９ａをカットで
きないため作動ショックを緩和することができず、油圧
曲線１０のように、定常圧部１０ａが制圧線８の圧力Ｐ
₁ ・Ｐ₂ の範囲内よりも高ければ、作動ショックを緩和
することができなくなるため、発生し得る油圧曲線７の
定常圧部７ｂが圧力Ｐ₂ よりも低く、且つピーク部７ａ
が圧力Ｐ₁ よりも高くなるように該圧力Ｐ₁ ・Ｐ₂ の値
を設定して、確実にピーク部７ａをカットし作動ショッ
クを緩和するようにしている。即ち、様々な油圧曲線に
おけるピーク部の大きさや、定常圧力の大きさに対応し
て作動ショックを緩和することが可能となるとともに、
大きなショック緩和効果を得ることができるのである。

【００２６】即ち、該油圧回路２１・２２内の油圧を、
油圧回路に接続される油圧シリンダ１４の起動・停止の
開始時から一定時間経過するまでの間、例えば時刻Ｔ₂
までの間、圧力Ｐ₁ から圧力Ｐ₂ まで緩勾配で上昇さ
せ、一定時間経過後は、例えば時刻Ｔ₂ 以降は、該油圧
を急勾配でリリーフ圧まで上昇可能としている。これに
より、伸長・縮小動作の起動・停止時に、油圧回路２１
内及び油圧回路２２内の圧力が急激に立ち上がることを
防止することができ、作動ショックを緩和することが可
能となる。

【００２７】また、前記ショックレス油圧バルブ１を、
前述の如く、第一バネ３の付勢力により閉塞されるバル
ブ２の下流側に、ピストン５が摺動可能に配置されるピ
ストン摺動室４を形成し、該バルブ２にバルブ２の上流
側回路１ａとピストン摺動室４とを連通する連通口２ａ
及び連通油路２ｂを形成し、該ピストン５をピストン摺
動室４のバルブ２側方向へ第二バネ６により付勢して構
成することにより、該ピストン５が第二バネ６の付勢力
に抗して移動するので、油圧回路２１・２２内の油圧が
該ピストン５の移動量に応じてリニアに上昇することと
なる。これにより、該油圧回路２１・２２内の油圧が急
激に立ち上がることを防止することができ、作動ショッ
クを緩和することが可能となる。そして、第二バネ６の
付勢力等を変化させることにより、図３における制圧線
８の圧力Ｐ₁ から圧力Ｐ₂ までの傾きや、圧力Ｐ₁ ・Ｐ
₂ の値を変化することができるため、油圧が圧力Ｐ₁ か
ら圧力Ｐ₂ まで上昇しながら作動ショックを緩和する間
のショックレス期間ΔＴを増加させることなく、様々な
油圧パターン、即ち、様々な油圧曲線７のピーク部７ａ
の大きさや、定常圧力Ｐｉの大きさに対応して作動ショ
ックを緩和することが可能となるとともに、大きなショ
ック緩和効果を得ることができる。さらに、ピストン５
はバネ６によりバルブ２側へ付勢されているので、一旦
ショックレス油圧バルブ１を作動させた後に上流側回路
１ａに油圧がかからなくなると、該ピストン５は作動前
の位置へ自動的に戻ることとなるので、そのままの状態
で再度ショックレス油圧バルブ１を作動させて作動ショ
ックを緩和することができる。

【００２８】また、後述するように、前記ショックレス
油圧バルブ１を油圧ポンプ１６の吐出側と方向流量制御
弁１７との間に設けると、油圧ポンプ１６から送出され
る作動油の流れが急激に立ち上がることを防止すること
ができ、該油圧ポンプ１６により駆動されるアクチュエ
ータを複数設けて油圧回路を構成した場合、該油圧回路
に連なる全てのアクチュエータの起動時において、作動
ショックを緩和することが可能となる。

【００２９】そして、本実施例においては、該ショック
レス油圧バルブ１は油圧シリンダ１４と方向流量制御弁
１７との間に設けられているので、作動ショックを緩和
する対象とする油圧シリンダ１４に対して、確実に起動
・停止時の作動ショックを緩和することができる。即
ち、油圧回路に複数のアクチュエータを設けた場合、特
定のアクチュエータと該アクチュエータの作動を切り換
える方向流量制御弁との間にショックレス油圧バルブ１
を設けることで、特定のアクチュエータに対して作動シ
ョックを緩和することが可能となる。

【００３０】次に、ショックレス油圧バルブ１の別実施
例として、該ショックレス油圧バルブ１のピストン摺動
室４を第一バネ３の外周部に形成したショックレス油圧
バルブ３１の構成について説明する。図４に示すショッ
クレス油圧バルブ３１は、第一バネ３３の付勢力により
閉塞されるバルブ３２の下流側にピストン摺動室３４を
形成し、該ピストン摺動室３４内にピストン３５を摺動
可能に配置して、該ピストン３５の反バルブ３２側に圧
力室３４ａを形成している。バルブ３２には連通口３２
ａ及び連通油路３２ｂが形成され、該連通口３２ａ、及
び連通油路３２ｂにより、バルブ３２の上流側回路３１
ａと圧力室３４ａとが連通されている。該連通口３２ａ
は、開口面積を小さく形成して流量が小さくなるように
構成している。また、ピストン３５は第二バネ３６によ
り反バルブ３２側へ付勢されており、ピストン摺動室３
４のバルブ３２側端部には該ピストン３５を係止する突
起部３４ｂが形成されている。尚、第二バネ３６は、ピ
ストン３５とバルブ３２との間に介装されている。そし
て、第二バネ３６は第一バネ３３の外周に配置され、ピ
ストン摺動室３４は第一バネ３３の外周部に形成されて
いる。また、ピストン３５を反バルブ側へ付勢する第二
バネ３６は、ショックレス油圧バルブ３１のケーシング
３９とピストン３５との間に介装され、バルブ３２を上
流側回路３１ａ側に付勢する第一バネ３３は、バルブ３
２とケーシング３９のキャップ３９ａとの間に介装され
ている。

【００３１】以上の如く構成したショックレス油圧バル
ブ３１においても、前述のショックレス油圧バルブ１と
同様に制圧することができ油圧シリンダ１４の作動ショ
ックを緩和することが可能である。また、ショックレス
油圧バルブ３１はピストン摺動室３４を第一バネ３３の
外周部に形成しているので、第一バネ３３と第二バネ３
６とをピストン３５の摺動方向に対して並列的に配置す
ることができ、ショックレス油圧バルブ３１をコンパク
トに構成することができる。そして、第一バネ３３及び
第二バネ３６の一端を、ケーシング３９又はキャップ３
９ａに係止させることで、ショックレス油圧バルブ３１
の組立性を向上することを可能としている。即ち、ショ
ックレス油圧バルブ３１を組み立てる場合には、キャッ
プ３９ａを取り外したケーシング３９にバルブ３２及び
第二バネ３６を嵌挿し、その後バルブ３２の外周にピス
トン３５を嵌挿するとともに、該バルブ３２の内周側に
第一バネ３３を嵌挿して、ケーシング３９にキャップ３
９ａを螺挿するだけの簡単な作業でショックレス油圧バ
ルブ３１を組み立てることが可能となる。

【００３２】また、図４に示すショックレス油圧バルブ
３１においては、上流側回路３１ａか形成されている部
分の近傍に、方向流量制御弁１７が一体的に付設されて
おり、該ショックレス油圧バルブ３１と方向流量制御弁
１７とが占めるスペースを小さくして、作動ショックを
緩和するための機構を小型化することが可能となる。さ
らに、前記ショックレス油圧バルブ１と方向流量制御弁
１７とを一体的に形成した場合には、方向流量制御弁１
７のタンクラインに、ドレンライン３１ｂを接続するこ
とにより、前記ドレン回路１ｂの配管が不要となる。

【００３３】また、図４に示すように、バルブ３２の連
通油路３２ｂ内の連通口３２ａ側端部には、絞り弁３８
が長手方向に摺動可能に設けられている。図５に示すよ
うに、該絞り弁３８は略筒状に形成され、その連通口３
２ａ側端部に第一オリフィス３８ａを形成して、連通油
路３２ｂを流れる作動油の流量を小さくするようにして
いる。また、絞り弁３８の側壁には複数の第二オリフィ
ス３８ｃを形成して、該第二オリフィス３８ｃにより、
連通油路３２ｂの絞り弁３８配設部よりも連通口３２ａ
側と絞り弁３８配設部よりもピストン３５側とを連通し
ている。また、連通油路３２ｂ内においては、絞り弁３
８よりもピストン３５側に該絞り弁３８を係止するスト
ッパ３７を付設して、絞り弁３８が該ストッパ３７と連
通口３２ａ側端部との間で摺動するように構成してい
る。

【００３４】そして、作動油がバルブ３２の連通油路３
２ｂ内を、上流側回路３１ａ側からピストン３５側方向
へ流れる際には、図５に示すように、絞り弁３８がピス
トン３５側へ移動してストッパ３７に係止した状態とな
り、バルブ３２の連通口３８ａを通過した作動油は、絞
り弁３８の第一オリフィス３８ａと第二オリフィス３８
ｃ・３８ｃ・・・との両方を通じてピストン３５側方向
へ流れる。この場合、連通油路３２ｂ内を上流側回路３
１ａ側からピストン３５側方向へ流れる作動油は、その
流量を連通口３２ａで絞られるが、絞り弁３８において
は第一オリフィス３８ａと第二オリフィス３８ｃ・３８
ｃ・・・を通過するので開口面積が大きくさほど絞られ
ない。即ち、連通油路３２ｂ内を上流側回路３１ａ側か
らピストン３５側方向へ流れる作動油は、その流量をバ
ルブ３２の連通口３２ａにより絞られる。

【００３５】一方、作動油がバルブ３２の連通油路３２
ｂ内を、ピストン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ
流れる際には、図６に示すように、絞り弁３８が上流側
回路３１ａ側へ移動して連通油路３２ｂの上流側回路３
１ａ側端部に係止し、第二オリフィス３８ｃ・３８ｃ・
・・が閉塞されるので、連通油路３２ｂ内を流れる作動
油は、絞り弁３８の第一オリフィス３８ａのみを通じて
ピストン３５側から上流側回路３１ａ側へ流れる。この
場合、連通油路３２ｂ内をピストン３５側から上流側回
路３１ａ側方向へ流れる作動油は、その流量を第一オリ
フィス３８ａ及び連通口３２ａにて絞られる。

【００３６】従って、作動油が連通油路３２ｂ内をピス
トン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ流れる場合
は、ピストン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ流れ
る場合よりも大きく絞られるため、緩やかに流れること
となる。これにより、ショックレス油圧バルブ３１を、
図１に示す油圧回路にショックレス油圧バルブ１の如く
設けて、油圧シリンダ１４伸縮動作により重量物を上下
するように構成した場合、作動中の油圧シリンダ１４
を、方向流量制御弁１７を停止状態に切り換えて油圧シ
リンダ１４を停止させた際に、バルブ３２の連通油路３
２ｂを通じて作動油が急激に戻ることを防止して、慣性
力により一時的に重量物が下降することを防ぐことが可
能となる。

【００３７】また、例えば、図１における油圧シリンダ
１４を、図７に示すように、バックホー等の建設機械の
作業機４０における、先端部にアーム４２を介してバケ
ット４３を取り付けたブーム４１を上下回動させるため
のアクチュエータとして使用した場合、該作業機４０に
よる重量物作業時にブーム４１が停止した際、慣性力に
より該ブーム４１が下降することを防止することができ
る。また、油圧シリンダ１４は、アーム４２を回動動作
させるためのアクチュエータとして用いたり、バケット
４３を回動動作させるためのアクチュエータとして用い
たりすることもできる。これにより、バックホー等の建
設機械の作業機４０の作動開始・停止時の作動ショック
を緩和することができて、該作業機４０を円滑に作動さ
せることが可能となる。

【００３８】また、図８に示すように、前記ショックレ
ス油圧バルブ１を、油圧ポンプ１６の吐出側と油圧シリ
ンダ１４との間において、特に、油圧ポンプ１６と方向
流量制御弁１７との間に設けることもできる。このよう
に、油圧ポンプ１６と方向流量制御弁１７との間にショ
ックレス油圧バルブ１を設けることにより、油圧ポンプ
１６から送出される作動油の流れが急激に立ち上がるこ
とを防止することができ、複数のアクチュエータを油圧
回路に設けた場合、該油圧回路に接続される全てのアク
チュエータの起動時において、一括して作動ショックを
緩和することが可能となる。

【００３９】また、図９に示すように、前記ショックレ
ス油圧バルブ１を方向流量制御弁１７と操作レバー１５
との間に設けることもでき、本例の場合は方向流量制御
弁１７の両側にショックレス油圧バルブ１を設けてい
る。このように、方向流量制御弁１７と操作レバー１５
との間にショックレス油圧バルブ１を設けることによ
り、方向流量制御弁１７を作動させる作動油の流れが急
激に立ち上がることを防止して、操作レバー１５による
方向流量制御弁１７の切り換えを緩やかに行うことか可
能となる。これにより、油圧回路２１・２２内の油圧が
急激に上昇することを防いで、油圧シリンダ１４等のア
クチュエターの急発進を防止することが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１記載の如
く、油圧回路内の油圧を、油圧回路に接続されるアクチ
ュエータの起動・停止時から一定時間経過するまでの
間、緩勾配で上昇させ、一定時間経過後は、該油圧をリ
リーフ圧まで急勾配で上昇可能に構成したので、アクチ
ュエータの起動・停止時に、油圧回路内の圧力が急激に
立ち上がることを防止することができ、該アクチュエー
タの作動ショックを緩和することが可能となる。

【００４１】さらに、請求項２記載の如く、第一バネの
付勢力により閉塞されるバルブの下流側にピストンが摺
動可能に配置されるピストン摺動室を形成し、該バルブ
にバルブ上流側回路とピストン摺動室とを連通する連通
油路を形成し、該ピストンをピストン摺動室のバルブ側
方向へ第二バネにより付勢したので、該ピストンが第二
バネの付勢力に抗して移動し、油圧回路内の油圧が該ピ
ストンの移動量に応じてリニアに上昇することとなる。
これにより、該油圧回路内の油圧が急激に立ち上がるこ
とを防止することができ、該油圧回路に接続したアクチ
ュエータの作動ショックを緩和することが可能となる。
そして、第二バネの付勢力等を変化させることにより、
作動ショックを緩和する間のショックレス期間を増加さ
せることなく、様々な油圧パターン、即ち、様々な油圧
曲線のピーク部の大きさや、定常圧力の大きさに対応し
て作動ショックを緩和することが可能となるとともに、
大きなショック緩和効果を得ることができる。さらに、
ピストンはバネによりバルブ側へ付勢されているので、
一旦ショックレス油圧バルブを作動させた後に上流側回
路に油圧がかからなくなると、該ピストンは作動前の位
置へ自動的に戻ることとなるので、そのままの状態で再
度ショックレス油圧バルブを作動させて作動ショックを
緩和することができる。

【００４２】さらに、請求項３記載の如く、前記ピスト
ン摺動室を第一バネの外周部に形成したので、第一バネ
と第二バネとをピストンの摺動方向に対して並列的に配
置することができ、ショックレス油圧バルブをコンパク
トに構成することができる。

【００４３】さらに、請求項４記載の如く、前記バルブ
の上流側とピストン摺動室とを連通する前記連通油路内
に、作動油がピストン摺動室側からバルブの上流側へ流
れる際に、該連通油路の流量を減少させる絞り弁を設け
たので、ショックレス油圧バルブを油圧回路に設けて、
アクチュエータの動作により重量物を上下するように構
成した場合、作動中のアクチュエータを停止させた際
に、バルブの連通油路を通じて作動油が急激に戻ること
を防止して、慣性力により重量物が下降することを防ぐ
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のショックレス油圧バルブを、油圧ポン
プ吐出側と油圧シリンダとの間、特に方向流量制御弁と
油圧シリンダとの間に設けた油圧回路を示す図。

【図２】ショックレス油圧バルブの構成を示す概略図で
ある。

【図３】アクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショッ
クレス油圧バルブによる制圧線を示す図である。

【図４】ショックレス油圧バルブの別実施例を示す側面
断面図である。

【図５】作動油がバルブの連通油路内を上流側回路側か
らピストン側方向へ流れる場合における該連通油路内部
に設けた絞り弁を示す概略図である。

【図６】作動油がバルブの連通油路内をピストン側から
上流側回路側方向へ流れる場合における該連通油路内部
に設けた絞り弁を示す概略図である。

【図７】図１における油圧シリンダをブームを上下回動
させるためのアクチュエータとして使用した状態の油圧
回路を示す図である。

【図８】ショックレス油圧バルブを油圧ポンプと方向流
量制御弁との間に設けた状態の油圧回路を示す図であ
る。

【図９】ショックレス油圧バルブを方向流量制御弁と操
作レバーとの間に設けた状態の油圧回路を示す図であ
る。

【図１０】従来のショックレス油圧バルブの構成を示す
概略図である。

【図１１】従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線
とショックレス油圧バルブによる制圧線を示す図であ
る。

【図１２】従来のショックレス油圧バルブの別実施例の
構成を示す概略図である。

【図１３】従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線
とショックレス油圧バルブによる制圧線の別実施例を示
す図である。

【符号の説明】

１ ショックレス油圧バルブ １ａ 上流側回路 １ｂ ドレン回路 １ｃ リリーフ弁部 １ｄ ショックレス部 ２ バルブ ２ａ 連通口 ２ｂ 連通油路 ３ 第一バネ ４ ピストン摺動室 ４ａ 連通油路 ５ ピストン ６ 第二バネ ７ 油圧曲線 ７ａ ピーク部 ８ 制圧線 １４ 油圧シリンダ １５ 操作レバー １６ 油圧ポンプ １７ 方向流量制御弁 ２１・２２ 油圧回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧作業機の油圧回路内に設けられる油
   圧バルブにおいて、該油圧回路内の油圧を、油圧回路に
   接続されるアクチュエータの起動・停止時から一定時間
   経過するまでの間、緩勾配で上昇させ、一定時間経過後
   は、該油圧をリリーフ圧まで急勾配で上昇可能に構成し
   たことを特徴とする油圧作業機のショックレス油圧バル
   ブ。
2. 【請求項２】 油圧作業機の油圧回路内に設けられる油
   圧バルブにおいて、第一バネの付勢力により閉塞される
   バルブの下流側に、ピストンが摺動可能に配置されるピ
   ストン摺動室を形成し、該バルブにバルブ上流側回路と
   ピストン摺動室とを連通する連通油路を形成し、該ピス
   トンをピストン摺動室のバルブ側方向へ第二バネにより
   付勢したことを特徴とする油圧作業機のショックレス油
   圧バルブ。
3. 【請求項３】 前記ピストン摺動室を第一バネの外周部
   に形成したことを特徴とする請求項２に記載の油圧作業
   機のショックレス油圧バルブ。
4. 【請求項４】 前記バルブの上流側とピストン摺動室と
   を連通する前記連通油路内に、作動油がピストン摺動室
   側からバルブの上流側へ流れる際に、該連通油路の流量
   を減少させる絞り弁を設けたことを特徴とする請求項２
   に記載の油圧作業機のショックレス油圧バルブ。