JP2001165104A - ショックレスバルブおよび流体圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方向および他方向の両方向流れでそれぞれ
機能するショックレスバルブを提供する。 【解決手段】 弁本体32内にプランジャ33を摺動自在に
嵌合し、プランジャ33の両側部にプランジャ33を中立位
置に保持するスプリング42を設ける。プランジャ33に一
体的にオリフィス45を設け、オリフィス45を介して相互
に連通する一方の開口46および他方の開口47をプランジ
ャ33に設ける。弁本体32に、プランジャ33の中立位置よ
り一方向への変位により一方の開口46を絞り制御する一
方のポート34と、プランジャ33の中立位置より他方向へ
の変位により他方の開口47を絞り制御する他方のポート
35とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝用のショック
レスバルブおよび流体圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械を急操作し、起動および停止を
行う場合、機体の位置および姿勢が急激に変化すること
により、接地面に対し機体の揺れが発生する。

【０００３】この揺れはオペレータのシートおよび操作
レバーをも揺らし、作業を中断しなければならない場合
もある。

【０００４】そこで、従来、急操作時のショックを緩和
するため、図３に示されるように操作レバーで直接制御
されるパイロット油圧制御用のリモコン弁10と、建設機
械の油圧シリンダおよび油圧モータなどのアクチュエー
タ11を制御するパイロット操作型のコントロール弁12と
の間に、パイロット油圧に応答遅れを発生させるショッ
クレスバルブ13を装着している。なお、リモコン弁10
は、パイロット油圧源14からコントロール弁12に供給さ
れるパイロット油、またはコントロール弁12からタンク
15に排出されるパイロット油をレバー操作量に応じて制
御する。

【０００５】ショックレスバルブ13は、アクチュエータ
11の動作停止時に応答遅れを発生させて停止ショックを
緩和するメータアウト型であるが、起動時に応答遅れを
発生させて起動ショックを緩和するメータイン型もあ
る。

【０００６】メータアウト型のショックレスバルブ13を
図３により説明すると、アクチュエータ11を起動すると
きは、リモコン弁10をレバー操作し、パイロット油圧源
14をポート16に連通することにより、パイロット油圧源
14からポート16に供給されたパイロット油は、固定オリ
フィス17の影響を受けることなく、主として通路18中の
チェック弁19を経て、コントロール弁12のスプール21の
一端パイロット油室22に供給され、スプール21をスプリ
ング23に抗して一側へ急速変位させる。なお、コントロ
ール弁12は、主油圧源20からアクチュエータ11に供給さ
れるとともにアクチュエータ11からタンク15へ排出され
る作動油を方向制御および流量制御する。

【０００７】一方、アクチュエータ11の動作を停止する
ときは、リモコン弁10をレバー操作し、ポート16をタン
ク15に連通することにより、スプリング23の復元力によ
りスプール21の一端パイロット油室22から押出された戻
りパイロット油がポート24に達し、この戻りパイロット
油はチェック弁19があるため固定オリフィス17を通過
し、さらに切換弁25内の通路を経てポート16へ流れ、リ
モコン弁10を経てタンク15へ排出されるから、コントロ
ール弁12のスプール21は中立位置に復帰する。

【０００８】このとき、切換弁25は流量制御弁として機
能し、パイロット油が設定流量以上に流れようとする
と、固定オリフィス17の前後に生じた切換設定圧を超え
る差圧が切換弁25の両端に作用するから、その差圧によ
る力がスプリング26の附勢力を上回ると、切換弁25はス
プリング26に抗して切換わり、可動オリフィス27により
通路28を絞る。

【０００９】要するに、動作停止時の戻りパイロット油
は、ショックレスバルブ13の切換弁25内の可動オリフィ
ス27で絞られ、すなわちショックレスバルブ13を通過す
る流量が可動オリフィス27で十分に規制されながらポー
ト16へ流れ、リモコン弁10を経てタンク15に排出される
から、圧力は徐々に降下して、コントロール弁12のスプ
ール21も徐々に中立位置に戻されて閉じる。このため、
主油圧源20からスプール21を経てアクチュエータ11へ供
給される作動油の流れも緩やかに止まるので、アクチュ
エータ11の停止時のショックが軽減される。

【００１０】また、メータイン型のショックレスバルブ
は、ポート16とポート24とを逆にした形態になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のシ
ョックレスバルブは、メータイン型またはメータアウト
型のいずれか一方であり、起動または停止の一方向のみ
作用し、他方向では作用しない。

【００１２】このため、建設機械などの機体の揺れは、
起動時または停止時のいずれか一方で発生する問題があ
る。

【００１３】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、一方向および他方向の両方向流れでそれぞれ機能
するショックレスバルブと、このショックレスバルブを
用いてアクチュエータ起動時および停止時の両方でそれ
ぞれのショックを緩和する流体圧回路を提供することを
目的とし、さらに、建設機械の起動時および停止時の揺
れを防止して、作業効率を向上させることを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、弁本体と、弁本体内に摺動自在に嵌合された可動
弁体と、可動弁体を中立位置に保持するスプリングと、
可動弁体に一体的に設けられたオリフィスと、可動弁体
に設けられ中立位置より一方向への変位により絞り制御
される一方の開口と、可動弁体に設けられオリフィスを
介して一方の開口に連通されるとともに中立位置より他
方向への変位により絞り制御される他方の開口と、弁本
体に設けられ可動弁体の一方の開口に連通された一方の
ポートと、弁本体に設けられ可動弁体の他方の開口に連
通された他方のポートとを具備したショックレスバルブ
である。

【００１５】そして、一方のポートと他方のポートとの
間で流体流れが生ずると、その流れ方向にかかわらず可
動弁体のオリフィスの前後で差圧が発生する。両方のポ
ート間の流量が増大すると、オリフィス前後の差圧が増
大し、可動弁体はこの差圧によりスプリングに抗して流
れ方向に変位し、この可動弁体の変位方向により一方の
開口または他方の開口が絞られ、１つのショックレスバ
ルブが一方向および他方向のいずれ方向の流れに対して
も絞り効果を持つ。

【００１６】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載のショックレスバルブと、両方のポートのいずれか一
方に連通されたパイロット圧操作手段と、両方のポート
のいずれか他方にパイロット圧導入部を連通されアクチ
ュエータ作動流体を制御するパイロット操作型のコント
ロール弁とを具備した流体圧回路である。

【００１７】そして、パイロット圧操作手段からコント
ロール弁のパイロット圧導入部に供給されるパイロット
操作流体と、コントロール弁のパイロット圧導入部から
パイロット圧操作手段に排出されるパイロット操作流体
とに対して、１つのショックレスバルブがそれぞれ絞り
効果を持つから、コントロール弁の開方向および閉方向
のいずれ方向の動作に対してもショックレスバルブの絞
り効果が発揮され、コントロール弁の開閉動作と関連し
て生ずるアクチュエータ起動時および停止時のショック
が、１つのショックレスバルブにより緩和される。

【００１８】請求項３に記載された発明は、請求項２記
載の流体圧回路が建設機械の油圧回路として用いられた
ものである。

【００１９】そして、コントロール弁の開方向および閉
方向のいずれ方向の動作に対してもショックレスバルブ
の絞り効果が発揮され、コントロール弁の開閉動作と関
連して生ずるアクチュエータ起動時および停止時のショ
ックが緩和されるから、アクチュエータにより動作され
る建設機械の起動および停止の両操作時に生ずる機体の
揺れも１つのショックレスバルブにより防止され、機体
の揺れによる作業の中断をなくすことで建設機械の作業
効率が向上する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１および図２を参照しながら説明する。

【００２１】図１は、例えば油圧ショベルなどの建設機
械において、下部走行体に対し上部旋回体を旋回させる
旋回用油圧モータや、上部旋回体に装着されたブーム、
アームおよびバケットからなるフロント作業装置を駆動
する各種油圧シリンダなどのアクチュエータを制御する
ための流体圧回路としての油圧回路を示す。

【００２２】この図１において、31は、アクチュエータ
起動時および停止時の急激な加速および減速を防止して
ショックを緩和するショックレスバルブであり、このシ
ョックレスバルブ31は、ほぼ円筒形の弁本体32内にほぼ
円筒形の可動弁体としてのプランジャ33が摺動自在に嵌
合されている。

【００２３】弁本体32の周面部には、周方向および軸方
向の異なる位置にて、一方のポート34と他方のポート35
とが穿設され、これらのポート34，35に対応して弁本体
32の内周面に環状溝36，37がそれぞれ形成されている。
この弁本体32の左右両端部はスプリング受部38となって
いる。

【００２４】プランジャ33は、左右両側部に対して中央
部が肉厚に形成され、その左右両側部内にそれぞれ形成
されたスプリング装着穴41に圧縮コイル状のスプリング
42が嵌合され、これらのスプリング42によりプランジャ
33の中央部が挟圧されるように附勢され、プランジャ33
が中立位置に保持されている。

【００２５】このプランジャ33の一方のスプリング装着
穴41には、穴付きねじなどの押え部材43によりオリフィ
ス板44が一体的に固定され、このオリフィス板44の中心
部には、通過するパイロット操作流体としてのパイロッ
ト油に絞り抵抗を付与する一定開口面積のオリフィス45
が設けられている。

【００２６】さらに、プランジャ33には、一方の開口46
および他方の開口47が径方向に穿設されている。一方の
開口46は、プランジャ33の中央部に軸方向に穿設された
穴48、前記オリフィス45、前記押え部材43の穴49および
前記スプリング装着穴41を経て、他方の開口47に連通さ
れている。

【００２７】一方の開口46は、プランジャ33の中立位置
では弁本体32により絞られずに連通する径方向の孔であ
るが、プランジャ33の中立位置より右方向への変位によ
り一方のポート34と対応する環状溝36の縁部51により絞
り制御される。

【００２８】また、他方の開口47は、プランジャ33の中
立位置では弁本体32により絞られずに連通する径方向の
孔であるが、プランジャ33の中立位置より左方向への変
位により他方のポート35と対応する環状溝37の縁部52に
より絞り制御される。

【００２９】このように構成されたショックレスバルブ
31の一方のポート34には、パイロット圧操作手段として
のリモートコントロール弁（以下、「リモコン弁」とい
う）53のパイロット油圧出力口部54が通路55により連通
されている。このリモコン弁53の元圧供給口部56には、
パイロットポンプなどのパイロット油圧源57が連通さ
れ、また、パイロット油排出口部58にはタンク59が連通
されている。

【００３０】また、ショックレスバルブ31の他方のポー
ト35には、パイロット操作型のコントロール弁61のパイ
ロット圧導入部62が連通されている。

【００３１】このパイロット操作型のコントロール弁61
は、リモコン弁53からショックレスバルブ31を経てパイ
ロット圧導入部62に導かれたパイロット油圧により変位
するスプールを有し、このスプールにより、主油圧源20
（図３）から供給された作動流体としての作動油を方向
制御および流量制御し、前記油圧モータおよび油圧シリ
ンダなどのアクチュエータ11（図３）を動作制御する。

【００３２】次に、図１に示された実施の形態の作用を
図２を参照しながら説明する。

【００３３】図２（Ａ）に示されるように、アクチュエ
ータ起動時は、リモコン弁53からコントロール弁61のパ
イロット圧導入部62へパイロット油を供給するメータイ
ンにおいて、オリフィス45の前後で発生する差圧により
プランジャ33は左方へシフトし、環状溝37の縁部52によ
り開口47を絞り、流量を規制する。

【００３４】また、図２（Ｂ）に示されるように、アク
チュエータ停止時は、コントロール弁61のパイロット圧
導入部62からリモコン弁53へパイロット油を排出するメ
ータアウトにおいて、オリフィス45の前後で発生する差
圧によりプランジャ33は右方へシフトし、環状溝36の縁
部51により開口46を絞り、流量を規制する。

【００３５】すなわち、アクチュエータ起動時において
も停止時においても、一方のポート34と他方のポート35
との間で流体流れが生ずると、その流れ方向にかかわら
ずプランジャ33のオリフィス45の前後で差圧が発生す
る。この差圧は、両方のポート34，35間の流量が増大す
るとともに増大し、プランジャ33はこの差圧によりスプ
リング42に抗して流れ方向に変位し、このプランジャ33
の変位方向により一方の開口46または他方の開口47が絞
られ、１つのショックレスバルブ31が一方向および他方
向のいずれ方向の流れに対しても絞り効果を持つ。

【００３６】そして、リモコン弁53からコントロール弁
61のパイロット圧導入部62に供給されるパイロット油
と、コントロール弁61のパイロット圧導入部62からリモ
コン弁53に排出されるパイロット油とに対して、１つの
ショックレスバルブ31がそれぞれ絞り効果を持つから、
コントロール弁61の開方向および閉方向のいずれ方向の
動作に対してもショックレスバルブ31の絞り効果が発揮
され、コントロール弁61の開閉動作と関連して生ずるア
クチュエータ起動時および停止時のショックが、１つの
ショックレスバルブ31により緩和される。

【００３７】このようにして、アクチュエータ起動時お
よび停止時のショックが緩和されるから、アクチュエー
タ11（図３）により動作される建設機械の起動および停
止の両操作時に生ずる機体の揺れも１つのショックレス
バルブ31により防止される。

【００３８】例えば、油圧ショベルの上部旋回体を旋回
起動または停止させる際、あるいはフロント作業装置を
起動または停止させる際のショックによる機体の揺れを
防止することで、作業の中断をなくすことができ、建設
機械の作業効率が向上する。

【００３９】なお、本ショックレスバルブ31は、メータ
イン側およびメータアウト側に作用するが、一方の開口
46および他方の開口47の寸法を変更することで、メータ
イン側およびメータアウト側のショックレス効果を変更
することができる。

【００４０】すなわち、実機では、起動および停止に必
要となるショックレス効果は必ずしも一致しない。一般
に、メータアウト側すなわち停止側のショックレス効果
は、メータイン側すなわち起動側に比べ効かせぎみにす
る必要があり、本装置により一方の開口46および他方の
開口47を個別に最適化することで起動および停止ショッ
クを最適な条件で緩和することができる。

【００４１】以上のように、本装置は、従来一方向のみ
作用していたショックレスバルブを両方向に作用させる
もので、起動および停止の両方向に絞り効果をもたせ、
１つのショックレスバルブ31により起動時および停止時
の両方のショックを緩和できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、可動弁体
がオリフィス前後の差圧による一方向および他方向への
作動でそれぞれ絞り効果を持つ一方の開口および他方の
開口を有するから、１つのショックレスバルブを一方向
および他方向の両方向流れに適用できる。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、パイロット
圧操作手段からパイロット操作型のコントロール弁のパ
イロット圧導入部に供給されるパイロット操作流体と、
コントロール弁のパイロット圧導入部からパイロット圧
操作手段に排出されるパイロット操作流体とに対して、
１つのショックレスバルブがそれぞれ絞り効果を持つか
ら、コントロール弁の開方向および閉方向のいずれ方向
の動作に対してもショックレスバルブの絞り効果を発揮
でき、コントロール弁の開閉動作と関連して生ずるアク
チュエータ起動時および停止時のショックを、１つのシ
ョックレスバルブにより緩和できる。

【００４４】請求項３記載の発明によれば、コントロー
ル弁の開方向および閉方向のいずれ方向の動作に対して
も共通のショックレスバルブの絞り効果を発揮でき、コ
ントロール弁の開閉動作と関連して生ずるアクチュエー
タ起動時および停止時のショックを緩和できるから、ア
クチュエータにより動作される建設機械の起動および停
止の両操作時に生ずる機体の揺れも１つのショックレス
バルブにより防止でき、機体の揺れによる作業の中断を
なくすことで建設機械の作業効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるショックレスバルブおよび流体
圧回路の一実施の形態を示す断面図および回路図であ
る。

【図２】（Ａ）はアクチュエータ起動時における同上シ
ョックレスバルブの作用を示す断面図、（Ｂ）はアクチ
ュエータ停止時における同上ショックレスバルブの作用
を示す断面図である。

【図３】従来のショックレスバルブおよび流体圧回路を
示す回路図である。

【符号の説明】

31 ショックレスバルブ 32 弁本体 33 可動弁体としてのプランジャ 34 一方のポート 35 他方のポート 42 スプリング 45 オリフィス 46 一方の開口 47 他方の開口 53 パイロット圧操作手段としてのリモコン弁 61 コントロール弁 62 パイロット圧導入部

フロントページの続き (72)発明者 金澤 剛 長野県上水内郡豊野町浅野1671番地 仁科 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H060 AA09 BB03 CC01 CC11 DA04 DC05 DF02 FF02 GG16 HH04 HH18 3H066 AA04 BA38 EA12 3H089 AA67 BB06 BB07 CC01 DB63 DB79 EE22 GG02 JJ01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体と、 弁本体内に摺動自在に嵌合された可動弁体と、 可動弁体を中立位置に保持するスプリングと、 可動弁体に一体的に設けられたオリフィスと、 可動弁体に設けられ中立位置より一方向への変位により
   絞り制御される一方の開口と、 可動弁体に設けられオリフィスを介して一方の開口に連
   通されるとともに中立位置より他方向への変位により絞
   り制御される他方の開口と、 弁本体に設けられ可動弁体の一方の開口に連通された一
   方のポートと、 弁本体に設けられ可動弁体の他方の開口に連通された他
   方のポートとを具備したことを特徴とするショックレス
   バルブ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のショックレスバルブと、 両方のポートのいずれか一方に連通されたパイロット圧
   操作手段と、 両方のポートのいずれか他方にパイロット圧導入部を連
   通されアクチュエータ作動流体を制御するパイロット操
   作型のコントロール弁とを具備したことを特徴とする流
   体圧回路。
3. 【請求項３】 建設機械の油圧回路として用いられたこ
   とを特徴とする請求項２記載の流体圧回路。