JP2002181005A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定流量が必要な油圧アクチュエータに対す
る圧油供給制御を行うにあたり、部品点数の削減、回路
の簡略化を計る。 【解決手段】 一定流量が必要なアタッチメント用モー
タ１０の制御弁１１を、アタッチメント用モータに対す
る圧油供給を行わない中立位置Ｎと圧油供給を行う圧油
供給位置ＸまたはＹとに切換自在なメインスプール１９
内に、該メインスプールの圧油供給位置でアタッチメン
ト用モータに対する圧油供給量を一定にするべく作動す
るサブスプール２１Ｌ、２１Ｒを内蔵して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一定流量が必要な
油圧アクチュエータに対する圧油供給制御を行うための
制御弁の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業用機械に
は、作業内容に対応して種々のアタッチメントが装着さ
れるが、該アタッチメントが、例えば油圧ブレーカ、油
圧ニッパ、油圧オーガ等の一定流量の圧油供給を必要と
する油圧アクチュエータにより作動するものである場
合、該油圧アクチュエータへの圧油供給ラインに、流量
制御手段を設ける必要がある。この様な油圧回路とし
て、従来、図７に示すようなものが知られているが、該
図７において、７は油圧ポンプ、８はパイロットポン
プ、９は油タンク、１０は一定流量の圧油供給を必要と
するアタッチメント用の油圧アクチュエータ、２３はア
タッチメント用制御弁、２４は流量制御弁、１７はアタ
ッチメント用操作レバー１８の操作に基づいて上記アタ
ッチメント用制御弁２３にパイロット圧を出力するパイ
ロット弁であり、また１２〜１４は作業用機械に設けら
れる他の油圧アクチュエータ用の制御弁である。さら
に、Ａは油圧ポンプ７から各制御弁１２、１３、１４、
２３およびシグナルリリーフ弁１６を経由して油タンク
９に至るセンタバイパス油路、Ｂは油圧ポンプ７から各
制御弁１３、１４、２３に至るパラレル油路、Ｃは各制
御弁１２、１３、１４、２３から油タンク９に至るタン
ク油路であって、上記センタバイパス油路Ａのシグナル
リリーフ弁１６の上流側の圧力は、ネガティブコントロ
ールラインＤを介して油圧ポンプ７の容量可変手段７ａ
に導かれる。そして該容量可変手段７ａは、ネガティブ
コントロールラインＤの圧力（ネガティブコントロール
圧）が低圧のときには吐出量を多くし、ネガディブコン
トロール圧が高圧のときには吐出量を少なくするように
油圧ポンプ７の吐出量制御を行う構成になっている。一
方、前記アタッチメント用制御弁２３は、パイロットポ
ート２３ａ、２３ｂにパイロット圧が入力されていない
状態では、センタバイパス用油路ＰＴを開き、かつアタ
ッチメント用油圧アクチュエータ１０に対する圧油供給
排出を行わない中立位置Ｎに位置しているが、パイロッ
ト弁１７からのパイロット圧がパイロットポート２３
ａ、２３ｂに入力されることに基づき、センタバイパス
用油路ＰＴを閉じる一方、パラレル油路Ｂの圧油を流量
制御弁２４を介してアタッチメント用油圧アクチュエー
タ１０に供給する供給用油路ＰＭ、およびアタッチメン
ト用油圧アクチュエータ１０からの排出油を油タンク９
に流す排出用油路ＭＴを開く圧油供給位置ＸまたはＹに
切換るように構成されている。さらに前記流量制御弁２
４は、アタッチメント用制御弁２３からの供給圧油を一
定流量となるように調整してアタッチメント用油圧アク
チュエータ１０に供給するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したア
タッチメント用の油圧回路において、アタッチメント用
油圧アクチュエータ１０に対して圧油供給がなされてい
るとき、つまりアタッチメント用制御弁２３が圧油供給
位置ＸまたはＹに位置している状態では、該アタッチメ
ント用制御弁２３のセンタバイパス用油路ＰＴが閉じて
いてセンタバイパス油路Ａの下流側に油が流れないた
め、ネガティブコントロール圧が低圧になって油圧ポン
プ７は吐出量が多くなるように制御される。この場合、
油圧ポンプ７の吐出量は前記流量制御弁２４の要求流量
よりも多くなる、つまり流量制御弁２４の要求流量に対
して過剰の圧油が油圧ポンプ７から供給されることにな
るが、アタッチメント用油圧アクチュエータ１０のみが
作動していて他の油圧アクチュエータへの圧油供給が不
要の場合、上記過剰の圧油はメインリリーフ弁１５を経
由して油タンク９に排出されることになって、燃費が悪
くなるばかりか、オーバーヒートの原因となる。そこ
で、図７に示す如く、ネガティブコントロール圧制御用
の弁２５を設けることが提唱される。このネガティブコ
ントロール圧制御用弁２５は、アタッチメント用操作レ
バー１８が操作されたときに、ネガティブコントロール
圧を高くするための信号をネガティブコントロールライ
ンＤに出力するように構成されており、これにより油圧
ポンプ７の吐出量を流量制御弁２４の要求流量まで低下
させるようになっている。しかるにこのものは、流量制
御弁２４に加えて、ネガティブコントロール圧制御用弁
２５およびこれら制御弁用の配管が必要であって、部品
点数が増加する許りか、回路も複雑になるという問題が
あり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、一定流量が必要な油圧アクチュ
エータに対する圧油供給制御を行うための制御弁であっ
て、該制御弁は、上記油圧アクチュエータに対する圧油
供給を行わない中立位置と圧油供給を行う圧油供給位置
とに切換自在なメインスプール内に、該メインスプール
の圧油供給位置で油圧アクチュエータに対する圧油供給
量を一定にするべく作動するサブスプールを内蔵して構
成されるものである。そして、この様にすることによ
り、油圧アクチュエーターの圧油供給ラインに流量制御
弁を別途設ける必要がなくなって、部品点数の削減、回
路の簡略化を計ることができる。このものにおいて、サ
ブスプールは、メインスプールの圧油供給位置で、油圧
アクチュエータの圧油供給源である油圧ポンプから制御
弁に供給された圧油の一部を、油圧ポンプの吐出量制御
を行うためのポンプ制御用油路に流すように構成するこ
とにより、ポンプ制御用の回路を別途追加しなくても、
油圧ポンプの吐出量を油圧アクチュエータに対応するよ
う調整することができ、更なる部品点数の削減、回路の
簡略化に貢献できる。さらにこのものにおいて、サブス
プールは、油圧アクチュエータ側からの負荷圧に連動し
て、油圧アクチュエータに対する圧油供給量が一定にな
るよう油圧ポンプの吐出量制御を行うべくポンプ制御用
油路への流出量を調整するように構成することにより、
負荷圧が変動しても油圧アクチュエータには一定流量の
圧油が供給されることになって、負荷圧変動に左右され
ない高精度の流量制御を行うことができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベル
であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行
体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回
体３、該上部旋回体３に基端部が上下揺動自在に支持さ
れるブーム４、該ブーム４の先端部に前後揺動自在に支
持されるアーム５、該アーム５の先端部に装着されるバ
ケット６等の部材装置から構成されているが、作業現場
や作業内容により、上記バケット６に換えて、フォー
ク、油圧ブレーカ、油圧ニッパ、油圧オーガ等の種々の
アタッチメント（図示せず）が装着される。そして、こ
れらアタッチメントのうち、油圧ブレーカ、油圧ニッ
パ、油圧オーガ等のアタッチメントを動かすための油圧
アクチュエータは一定流量の圧油供給を必要とするが、
これら一定流量を必要とする油圧アクチュエータの圧油
供給排出制御を行う制御弁に、本発明が実施されてい
る。

【０００６】扨、図２に、前記油圧ショベル１の油圧回
路の一部概略図を示すが、該油圧回路図において、７は
油圧ポンプ、８はパイロットポンプ、９は油タンク、１
０は前記一定流量を必要とする油圧アクチュエータのう
ちの一例であるアタッチメント用モータ、１１は該アタ
ッチメント用モータ１０の圧油供給排出制御を行うアタ
ッチメント用制御弁、１２〜１４は油圧ショベル１に設
けられる他の油圧アクチュエータ用の制御弁であり、ま
た１５は油圧ポンプ７から制御弁１１〜１４を経由する
ことなく油タンク９に至るリリーフ油路に設けられるメ
インリリーフ弁である。さらに、前記図２において、Ａ
は、油圧ポンプ７から各制御弁１２、１３、１４、１１
を通り、シグナルリリーフ弁１６を経て油タンク９に至
るセンタバイパス油路である。またＢは、油圧ポンプ７
から各制御弁１３、１４、１１に至るパラレル油路であ
る。さらにＣは、各制御弁１２、１３、１４、１１から
油タンク９に至るタンク油路である。尚、前記アタッチ
メント用モータ１０は、正転側ポート１０ａへの圧油供
給および逆転側ポート１０ｂからの油排出で正方向に回
転し、また逆転側ポート１０ｂへの圧油供給および正転
側ポート１０ａからの油排出で逆方向に回転するように
構成されている。

【０００７】ここで、前記シグナルリリーフ弁１６の上
流側の圧力は、ネガディブコントロールラインＤを介し
て油圧ポンプ７の容量可変手段７ａに導かれる。そして
該容量可変手段７ａは、ネガディブコントロールライン
Ｄの圧力（ネガティブコントロール圧）が低圧のときに
は吐出量を多くし、ネガディブコントロール圧が高圧の
ときには吐出量を少なくするように油圧ポンプ７の吐出
量制御を行う構成になっている。

【０００８】また、前記図２において、１７はアタッチ
メント用のパイロット弁であって、該パイロット弁１７
は、アタッチメント用操作レバー１８の操作に基づい
て、前記アタッチメント用制御弁１１の正転用、逆転用
のパイロットポート１１ａ、１１ｂにパイロット圧を出
力するように構成されている。

【０００９】さらに、前記アタッチメント用制御弁１１
について、図３〜図６に基づいて説明すると、該アタッ
チメント用制御弁１１には、前記パイロット弁１７に接
続される正転用、逆転用パイロットポート１１ａ、１１
ｂ、センタバイパス油路Ａを介して油圧ポンプ７に接続
されるセンタバイパス用ポンプポート１１ｃ、パラレル
油路Ｂを介して油圧ポンプ７に接続されるポンプポート
１１ｄ、タンク油路Ｃを介して油タンク９に接続される
タンクポート１１ｅ、センタバイパス油路Ａを介して油
タンク９に接続されるセンタバイパス用タンクポート１
１ｆ、正転側油路Ｅを介してアタッチメント用モータ１
０の正転側ポート１０ａに接続される正転側モータ接続
ポート１１ｇ、逆転側油路Ｆを介してアタッチメント用
モータ１０の逆転側ポート１０ｂに接続される逆転側モ
ータ接続ポート１１ｈを備えている。

【００１０】さらに、１９はアタッチメント用制御弁１
１を構成するメインスプールであって、該メインスプー
ル１９は、バルブボディ２０に開設されるメインスプー
ル摺動孔２０ａに軸方向（図４〜図６における左右方
向、以下、メインスプール１９の軸方向を左右方向とし
て説明するが、これに限定されないことは勿論である）
摺動自在に内嵌されている。さらに、該メインスプール
摺動孔２０ａの左右両側には、前記正転側、逆転側パイ
ロットポート１１ａ、１１ｂにそれぞれ連通する左右の
パイロット室２０ｂ、２０ｃが形成されていると共に、
メインスプール摺動孔２０ａの外周側には、前記センタ
バイパス用ポンプポート１１ｃに連通する左右の第一環
状溝２０ｄ、ポンプポート１１ｄに連通する左右の第二
環状溝２０ｅ、タンクポート１１ｅに連通する左右の第
三環状溝２０ｆ、センタバイパス用タンクポート１１ｆ
に連通する第四環状溝２０ｇ、正転側モータ接続ポート
１１ｇに連通する第五環状溝２０ｈ、逆転側モータ接続
ポート１１ｈに連通する第六環状溝２０ｉが形成されて
いる。

【００１１】一方、前記メインスプール１９の内部に
は、左右一対のサブスプール２１Ｌ、２１Ｒが内蔵され
ているが、これら左右のサブスプール２１Ｌ、２１Ｒ
は、左右対称状ではあるが同様のものであるため、左側
サブスプール２１Ｌを例にとって説明する。つまり、左
側サブスプール２１Ｌは、メインスプール１９の左半部
に形成されるサブスプール摺動孔１９ａに左右方向摺動
自在に内嵌されているが、該サブスプール摺動孔１９ａ
の左側には、左側サブスプール２１Ｌを右方に押圧する
押圧弾機２２が収納される弾機収納室１９ｂが形成され
ており、またサブスプール摺動孔１９ａの右側には油室
１９ｃが形成されている。さらに左側サブスプール２１
Ｌの外周面部には、環状の第一、第二凹部２１ａ、２１
ｂが凹設されていると共に、サブスプール２１Ｌの内部
には、上記第一凹部２１ａと前記油室１９ｃとを連通す
る第一内部通路２１ｃ、および第二凹部２１ｂと弾機収
納室１９ｂとを連通する第二内部通路２１ｄが形成され
ている。

【００１２】扨、前記メインスプール１９は、操作レバ
ー１８が操作されておらず中立位置に位置している状
態、つまりパイロット弁１７からパイロットポート１１
ａ、１１ｂにパイロット圧が出力されておらず、左右の
パイロット室２０ｂ、２０ｃにパイロット圧が入力され
ていない状態では、図示しない復帰弾機の付勢力によ
り、図４に示す中立位置Ｎに位置している。この状態で
は、左右の第一環状溝２０ｄと第四環状溝２０ｇとが、
メインスプール１９の外周部に形成される左右の第一凹
溝１９ｄを介して連通しており、而して、センタバイパ
ス用ポンプポート１１ｃから流入したセンタバイパス油
路Ａの圧油は、左右の第一環状溝２０ｄ、第四環状溝２
０ｇを通って、センタバイパス用タンクポート１１ｆか
ら流出するようになっている。

【００１３】さらに、前記メインスプール１９の中立位
置Ｎでは、左右の第二環状溝２０ｅおよび左右の第三環
状溝２０ｆはメインスプール１９の外周面により遮断さ
れた状態になっている。而して、ポンプポート１１ｄお
よびタンクポート１１ｅは閉鎖された状態になってい
て、パラレル油路Ｂからの圧油供給、およびタンク油路
Ｃへの油の排出は行われないようになっている。

【００１４】また、第五環状溝２０ｈには、正転側モー
タ接続ポート１１ｇを介して正転側油路Ｅの圧力、即ち
アタッチメント用モータ１０側からの負荷圧が導入され
るが、さらに該負荷圧は、メインスプール１９の中立位
置Ｎでは、メインスプール１９の外周部に形成される第
二凹溝１９ｆ、該第二凹溝１９ｆに連通するようメイン
スプール１９の外周部に形成される外周ノッチ１９ｇ、
メインスプール１９に形成される径方向を向く第一通路
１９ｈ、左側サブスプール２１Ｌの第一凹部２１ａ、第
一内部通路２１ｃを経由して油室１９ｃに導入される。
そして、該油室１９ｃに導入された負荷圧ＦＬは、左側
サブスプール２１Ｌを左方に押圧する力として作用する
が、前記押圧弾機２２が左側サブスプール２１Ｌを右方
に押圧する押圧力ＦＳは上記負荷圧ＦＬよりも大きく
（ＦＳ＞ＦＬ）設定されており、これにより左側サブス
プール２１Ｌは、右側端部がメインスプール１９側の当
接部１９ｉに当接してこれ以上の右方への移動が規制さ
れる閉鎖位置Ｃに保持されている。そして、該左側サブ
スプール２１Ｌが閉鎖位置Ｃに保持されている状態で
は、前記第五環状溝２０ｈから油室１９ｃに導入された
圧油の逃げ道はなく、これにより正転側モータ接続ポー
ト１１ｇは閉じられた状態になっている。また同様にし
て、右側サブスプール２１Ｒも閉鎖位置Ｃに保持されて
いて、逆転側モータ接続ポート１１ｈも閉じられた状態
になっており、而してアタッチメント用モータ１０への
圧油の供給排出はなされないようになっている。

【００１５】一方、操作レバー１８を中立位置からモー
タ正転側に操作すると、パイロット弁１７から出力され
たパイロット圧が正転側パイロットポート１１ａを介し
て左側のパイロット室２０ｂに入力され、これによりメ
インスプール１９は前記中立位置Ｎから右方向に移動し
て、図５、図６に示す正転側位置Ｘに位置する。そし
て、該メインスプール１９の正転側位置Ｘでは、左右の
第一環状溝２０ｄと第四環状溝２０ｇとを連通する油路
が閉鎖され、而してセンタバイパス用ポンプポート１１
ｃからセンタバイパス用タンクポート１１ｆへの油の流
れは遮断される。

【００１６】また、前記メインスプール１９の正転側位
置Ｘにおいて、メインスプール１９の左半部では、左側
の第二環状溝２０ｅと第五環状溝２０ｈとが、外周ノッ
チ１９ｇ、第二凹溝１９ｆを介して連通し、これにより
パラレル油路Ｂの圧油が、ポンプポート１１ｄ、左側第
二環状溝２０ｅ、第五環状溝２０ｈ、正転側モータ接続
ポート１１ｇを経由してアタッチメント用モータ１０の
正転側ポート１０ａに供給されるが、該正転側ポート１
０ａへの供給流量については後述する。一方、メインス
プール１９の右半部では、第六環状溝２０ｉと右側第三
環状溝２０ｆとが第二凹溝１９ｆを介して連通し、これ
によりアタッチメント用モータ１０の逆転側ポート１０
ｂからの排出油が、逆転側モータ接続ポート１１ｈ、第
六環状溝２０ｉ、右側第三環状溝２０ｆ、タンクポート
１１ｅを経由してタンク油路Ｃに流れる。而して、パラ
レル油路Ｂの圧油がアタッチメント用モータ１０の正転
側ポート１０ａに供給される一方、逆転側ポート１０ｂ
からの排出油が油タンク９に流れて、アタッチメント用
モータ１０が正方向に回転するようになっている。

【００１７】ところで、前記メインスプール１９の正転
側位置Ｘにおいて、左側サブスプール２１Ｌの右方に形
成される油室１９ｃには、油圧ポンプ７のポンプ圧が、
パラレル油路Ｂ、ポンプポート１１ｄ、左側第二環状溝
２０ｅ、外周ノッチ１９ｇ、第一通路１９ｈ、左側サブ
スプール２１Ｌの第一凹部２１ａ、第一内部通路２１ｃ
を経由して導入される。そして、該油室１９ｃに導入さ
れたポンプ圧ＦＰは、左側サブスプール２１Ｌを左方に
押圧する力として作用する。一方、左側サブスプール２
１Ｌの左側に形成される弾機収納室１９ｂには、正転側
油路Ｅの圧力、即ちアタッチメント用モータ１０側から
の負荷圧が、正転側モータ接続ポート１１ｇ、第五環状
溝２０ｈ、メインスプール１９に形成される径方向を向
く第二通路１９ｊ、左側サブスプールの第二凹部２１
ｂ、第二内部通路２１ｄを経由して導入される。そし
て、該弾機収納室１９ｂに導入された負荷圧ＦＬは、左
側サブスプール２１Ｌを右方に押圧する力として作用す
る。つまり、左側サブスプール２１Ｌは、油室１９ｃに
導入されたポンプ圧ＦＰにより左方に押圧され、また弾
機収納室１９ｂに導入された負荷圧ＦＬおよび押圧弾機
２２の押圧力ＦＳにより右方に押圧されるが、該右方に
押圧する力（ＦＬ＋ＦＳ）が左方に押圧する力ＦＰより
も大きい（ＦＬ＋ＦＳ＞ＦＰ）場合、左側サブスプール
２１Ｌは、右側端部がメインスプール１９側の当接部１
９ｉに当接してこれ以上の右方への移動が規制される位
置、つまり前述した閉鎖位置Ｃに位置する（図５参
照）。そして、該左側サブスプール２１Ｌが閉鎖位置Ｃ
に位置している状態では、前述したように油室１９ｃか
らの油の逃げ道はなく、而してパラレル油路Ｂからポン
プポート１１ｄを介して第二環状溝２０ｅに供給された
圧油の全量が、外周ノッチ１９ｇ、第二凹溝１９ｆ、第
五環状溝２０ｈ、正転側モータ接続ポート１１ｇを経由
してアタッチメント用モータ１０の正転側ポート１０ａ
に供給されるようになっている。

【００１８】つまり、メインスプール１９が正転側位置
Ｘに位置しており、かつ左側サブスプール２１Ｌが閉鎖
位置Ｃに位置している状態では、パラレル油路Ｂからア
タッチメント用制御弁１１に供給された圧油の全量がア
タッチメント用モータ正転側ポート１０ａに供給される
一方、センタバイパス用タンクポート２０ｆからセンタ
バイパス油路Ａの下流側への油の流出はなく、これによ
り、センタバイパス油路Ａの流量が減少してシグナルリ
リー弁１６の上流側の圧力が低下し、前述したネガディ
ブコントロール圧による吐出量制御に基づいて油圧ポン
プ７の吐出量が増加する。そして、該油圧ポンプ７の吐
出量増加に伴い、前記油室１９ｃに導入されて左側サブ
スプール２１Ｌを左方に押圧するポンプ圧ＦＰが増加す
るが、該ポンプ圧ＦＰが、弾機収納室１９ｂに導入され
た負荷圧ＦＬと押圧弾機２２の押圧力ＦＳとにより左側
サブスプール２１Ｌを右方に押圧する力（ＦＬ＋ＦＳ）
よりも大きく（ＦＰ＞ＦＬ＋ＦＳ）なると、左側サブス
プール２１Ｌは前記閉鎖位置Ｃから左方に移動して、図
６に示す開放位置Ｏに変位する。

【００１９】前記左側サブスプール２１Ｌが開放位置Ｏ
に位置している状態では、油室１９ｃと第四環状溝２０
ｇとが、メインスプール１９に径方向を向いて形成され
る第三通路１９ｋを介して連通する。これにより、油室
１９ｃに流入した圧油が第四環状溝２０ｇを介してセン
タバイパス用タンクポート１１ｆから流出する。つま
り、パラレル油路Ｂからポンプポート１１ｄを介して第
二環状溝２０ｅに供給された圧油は、外周ノッチ１９
ｇ、第二凹溝１９ｆ、第五環状溝２０ｈ、正転側モータ
接続ポート１１ｈを経由してアタッチメント用モータ１
０の正転側ポート１０ａに供給されると共に、上記第二
環状溝２０ｅに供給された圧油の一部は、外周ノッチ１
９ｇ、第一通路１９ｈ、左側サブスプール２１Ｌの第一
凹部２１ａ、第一内部通路２１ｃ、油室１９ｃ、第三通
路１９ｋ、第四環状溝２０ｇを経由してセンタバイパス
用タンクポート１１ｆからセンタバイパス油路Ａの下流
側に流れる。これにより、センタバイパス油路Ａの流量
が増加してシグナルリリー弁１６の上流側の圧力が高く
なり、ネガディブコントロール圧による吐出量制御に基
づいて油圧ポンプ７の吐出量が減少する。この場合、上
記油室１９ｃから第四環状溝２０ｇに通じる油路の開口
面積は、左側サブスプール２１Ｌが左方に移動するほど
大きくなる。つまり、油圧ポンプ７の吐出量が増加して
ポンプ圧ＦＰが高くなると、左側サブスプール２１Ｌが
左方に移動してパラレル油路Ｂからセンタバイパス油路
Ａに逃がす油量を増加させ、これにより油圧ポンプ７の
吐出量が減少する。一方、油圧ポンプ７の吐出量が減少
してポンプ圧ＦＰが低くなると、左側サブスプール２１
Ｌが右方に移動してセンタバイパス油路Ａに逃がす油量
を減少させて、油圧ポンプ７の吐出量を増加させる。而
して油圧ポンプ７の吐出量は、ポンプ圧ＰＦが左側サブ
スプール２１Ｌを左方に押圧する力と、アタッチメント
用モータ１０側からの負荷圧ＦＬおよび押圧弾機２２の
押圧力ＦＳが左側サブスプール２１Ｌを右方に押圧する
力とが均衡する、つまり次式（１） ＦＰ＝ＦＬ＋ＦＳ （１） が成立する流量となるように制御される。ところで、ア
タッチメント用制御弁１１によりアタッチメント用モー
タ１０に供給される圧油の流量Ｑは、次式（２）で示さ
れる。 Ｑ＝ＣＡ（ΔＰ）^１／２ （２） 上記式（２）において、Ｃは定数、Ａはアタッチメント
用制御弁１１に形成されるアタッチメント用モータ１０
への供給油路（第二環状溝２０ｅから第五環状溝２０ｈ
に至る油路）の開口面積、ΔＰはポンプ圧ＦＰと負荷圧
ＦＬとの圧力差（ΔＰ＝ＦＰ−ＦＬ）であるが、前記式
（１）から、ＦＰ−ＦＬ＝ＦＳ（一定）となるため、圧
力差ΔＰは一定となる。また、開口面積Ａは、メインス
プール１９の移動量により決定されるものであって、操
作レバー１８がフル操作されていてメインスプール１９
がフルストロークまで移動している状態では開口面積Ａ
は一定であり、而して前記式（２）より、アタッチメン
ト用モータ１０に供給される圧油の流量Ｑは一定とな
る。そしてこの場合、油圧ポンプ７の吐出量は、常に式
（１）が成立するように制御されるから、アタッチメン
ト用モータ１０側からの負荷圧ＰＦが変動しても、これ
に連動して油圧ポンプ７の吐出量が変化することにな
り、而してアタッチメント用モータ１０には、常に一定
流量の圧油が供給されるようになっている。

【００２０】また、操作レバー１８を中立位置からモー
タ逆転側に操作すると、パイロット弁１７から出力され
たパイロット圧が逆転側パイロットポート１１ｂを介し
て右側のパイロット室２０ｃに入力され、これによりメ
インスプール１９は前記中立位置Ｎから左方向に移動し
て、逆転側位置Ｙに位置する。この逆転側位置Ｙは、前
述した正転側位置Ｘと左右対称状であるが同様のもので
あるため詳細な説明は省略するが、ポンプポート１１ｃ
から右側の第二環状溝２０ｅに供給されたパラレル油路
Ｂの圧油は、第六環状溝２０ｉ、逆転側モータ接続ポー
ト１１ｈを経由してアタッチメント用モータ１０の逆転
側ポート１０ｂに供給されると共に、右側サブスプール
２１Ｒの左側の油室１９ｃ、第四環状溝２０ｇ、センタ
バイパス用タンクポート１１ｆを経由してセンタバイパ
ス油路Ａの下流側に流れるようになっており、そして上
記アタッチメント用モータ１０の逆転側ポート１０ｂに
供給される圧油は、右側サブスプール２０Ｒによって常
に一定流量となるように制御される構成になっている。

【００２１】叙述の如く構成されたものにおいて、アタ
ッチメント用制御弁１１は、操作レバー１８の操作に基
づき、アタッチメント用モータ１０に対する圧油供給排
出を行わない中立位置Ｎと、圧油供給排出を行う正転側
位置Ｘまたは逆転側位置Ｙとに切換るメインスプール１
９の内部に、アタッチメント用モータ１０に対する圧油
供給量を一定にするべく作動するサブスプール２１Ｌ、
２１Ｒが内蔵されている。この結果、アタッチメント用
モータ１０に一定流量を供給するための流量制御弁を、
アタッチメント用モータ１０への供給ラインに別途設け
る必要がなくなって、部品点数の削減、回路の簡略化を
計ることができる。しかもこのものにおいて、前記サブ
スプール２１Ｌ、２１Ｒは、油圧ポンプ７からアタッチ
メント用制御弁１１に供給される圧油の一部をセンタバ
イパス油路Ａに流し、これにより油圧ポンプ７の吐出量
をアタッチメント用モータ１０の要求流量に対応するよ
う調整する構成であるから、ネガティブコントロール圧
制御用の回路を別途追加しなくても、油圧ポンプ７から
過剰の圧油が供給されて該過剰の圧油がメインリリーフ
弁１５を経由して油タンク９に戻ってしまうようなエネ
ルギーロスをなくすことができ、更なる部品点数の削
減、回路の簡略化に貢献できる。さらに、前記サブスプ
ール２１Ｌ、２１Ｒによる油圧ポンプ７の吐出量調整
は、アタッチメント用モータ１０側の負荷圧に連動して
なされるから、負荷圧が変動してもアタッチメント用モ
ータ１０には一定流量の圧油が供給されることになっ
て、負荷圧変動に左右されない高精度の流量制御を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの斜視図である。

【図２】油圧ショベルの油圧回路の一部概略図である。

【図３】アタッチメント用制御弁の図記号である。

【図４】メインスプール中立位置のアタッチメント用制
御弁を示す断面図である。

【図５】メインスプール正転側位置でサブスプール閉鎖
位置のアタッチメント用制御弁を示す断面図である。

【図６】メインスプール正転側位置でサブスプール開放
位置のアタッチメント用制御弁を示す断面図である。

【図７】従来のアタッチメント用油圧アクチュエータの
油圧回路を示す図である。

【符号の説明】

７ 油圧ポンプ １０ アタッチメント用モータ １１ アタッチメント用制御弁 １９ メインスプール ２０Ｌ サブスプール ２０Ｒ サブスプール Ａ センタバイパス油路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定流量が必要な油圧アクチュエータに
   対する圧油供給制御を行うための制御弁であって、該制
   御弁は、上記油圧アクチュエータに対する圧油供給を行
   わない中立位置と圧油供給を行う圧油供給位置とに切換
   自在なメインスプール内に、該メインスプールの圧油供
   給位置で油圧アクチュエータに対する圧油供給量を一定
   にするべく作動するサブスプールを内蔵して構成される
   ことを特徴とする制御弁。
2. 【請求項２】 請求項１において、サブスプールは、メ
   インスプールの圧油供給位置で、油圧アクチュエータの
   圧油供給源である油圧ポンプから制御弁に供給された圧
   油の一部を、油圧ポンプの吐出量制御を行うためのポン
   プ制御用油路に流すように構成されていることを特徴と
   する制御弁。
3. 【請求項３】 請求項２において、サブスプールは、油
   圧アクチュエータ側からの負荷圧に連動して、油圧アク
   チュエータに対する圧油供給量が一定になるよう油圧ポ
   ンプの吐出量制御を行うべくポンプ制御用油路への流出
   量を調整するように構成されていることを特徴とする制
   御弁。