JP2002276608A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予備用切換弁に接続するアクチュエータへの
最大供給量を、無断階に設定することのできる油圧制御
装置を提供すること。 【解決手段】 複数の回路系統Ａ〜Ｃの最下流を合流さ
せた合流流路３４，３７に設けた予備用切換弁２６と、
予備用切換弁のアクチュエータに圧油を供給する流路に
設けた流量制御絞り４３と、合流流路とタンクとを連通
する排出流路４１に設けた流量制御弁４２と、流量制御
弁４２の上流側の圧力を設定する圧力設定機構４７と、
流量制御絞りの上流側に発生する圧力を流量制御弁の一
方のパイロット室に導く第１パイロットライン４５と、
流量制御絞りの下流側に発生する圧力を流量制御弁の他
方のパイロット室に導く第２パイロットライン４６と、
予備用切換弁がアクチュエータと合流流路との連通を遮
断したときに合流流路をタンクに開放する圧力開放機構
５０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧ショベルな
どの建設車両に用いる油圧制御装置に係わり、ポンプを
接続した回路系統を複数備えた油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示す従来の装置は、第１〜３ポン
プＰ１〜Ｐ３を備えるとともに、これら第１〜３ポンプ
Ｐ１〜Ｐ３のぞれぞれには、第１〜３回路系統ａ〜ｃを
接続している。上記第１回路系統ａは、第１ポンプＰ１
に接続した第１供給流路１に、オープンセンタータイプ
の第１〜３切換弁１１〜１３をパラレルに接続してい
る。これら第１〜３切換弁１１〜１３は、図示する中立
位置にあるときに、第１中立流路２を介して第１ポンプ
Ｐ１とタンク流路１０とを連通させる。そして、いずれ
かの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示
していないアクチュエータに第１パラレル流路３を介し
て圧油を供給するようにしている。なお、上記第１ポン
プＰ１の最大吐出量は、上記第１〜３切換弁１１〜１３
に接続する３台のアクチュエータの最大必要流量に基づ
いて設定している。

【０００３】上記第２回路系統ｂは、第２ポンプＰ２に
接続した第２供給流路４に、オープンセンタータイプの
第４〜６切換弁１４〜１６をパラレルに接続している。
これら第４〜６切換弁１４〜１６も、図示する中立位置
にあるときに、第２中立流路５を介して第２ポンプＰ２
とタンク流路１０とを連通させる。そして、いずれかの
切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示して
いないアクチュエータに第２パラレル流路６を介して圧
油を供給するようにしている。

【０００４】また、上記第６切換弁１６というのは、予
備用の切換弁である。この予備用切換弁１６というの
は、特殊なアクチュエータを用いる建設車両に対して予
め用意したものである。すなわち、第２回路系統ｂによ
って制御するアクチュエータが２台だけの場合には、予
備用切換弁１６は使用しないが、特殊なアクチュエータ
があって、第２制御系統ｂに接続するアクチュエータが
合計３台となる場合には、特殊なアクチュエータを予備
用切換弁１６に接続する。そして、この予備用切換弁１
６によって特殊なアクチュエータを制御するようにして
いる。なお、特殊なアクチュエータを用いる場合は希な
ので、第２ポンプＰ２の最大吐出量というのは、上記第
４、５切換弁１４，１５に接続する２台のアクチュエー
タの最大必要流量に基づいて設定している。

【０００５】一方、上記第３回路系統ｃは、第３ポンプ
Ｐ３に接続した第３供給流路７に、オープンセンタータ
イプの第７〜９切換弁１７〜１９をパラレルに接続して
いる。これら第７〜９切換弁１７〜１９は、図示する中
立位置にあるときに、第３中立流路８を介して第３ポン
プＰ３とその下流側とを連通し、いずれかの切換弁を切
り換えると、その切換弁に接続した図示していないアク
チュエータに第３パラレル流路９を介して圧油を供給す
るようにしている。なお、上記第３ポンプＰ３の最大吐
出量は、上記第７〜９切換弁１７〜１９に接続する３台
のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定してい
る。

【０００６】また、上記第３中立流路８の下流側を、第
２回路系統ｂの第２中立流路５に接続するとともに、こ
の第３中立流路８と第２中立流路５とを連通する流路に
合流切換弁２０を設けている。この合流切換弁２０は、
図示する開位置にあるときに、第３中立流路８と第２中
立流路５とを連通し、第３ポンプＰ３の吐出油を第２回
路系統ｂに供給する。また、閉位置に切り換わると、第
３中立流路８がタンク流路１０に連通する一方で第２中
立流路５との連通が遮断されて、第３ポンプＰ３の吐出
油が第２回路系統ｂに供給されなくなる。

【０００７】上記のように合流させる流路を設けたの
は、予備用切換弁１６に接続した特殊なアクチュエータ
に供給する流量が、不足しないようにするためである。
すなわち、予備用切換弁１６には、第２ポンプＰ２の吐
出油を供給しているが、この第２ポンプＰ２の最大吐出
量というのは、第４，５切換弁１４，１５に接続するア
クチュエータの最大必要流量に基づいて設定されてお
り、予備用切換弁１６に接続する特殊なアクチュエータ
に供給する流量を考慮していない。そのため、この特殊
なアクチュエータを作動させた場合に、供給流量不足が
生じることがある。そこで、上記したように、第３ポン
プＰ３の吐出油を合流させることによって、その供給流
量不足を補うようにしている。なお、合流切換弁２０に
よって、第３ポンプＰ３からの圧油の流入をカットでき
るようにしたのは、予備用切換弁１６に接続する特殊な
アクチュエータの種類によっては、第２ポンプＰ２から
の流量だけで足りる場合があるからである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
例では、予備用切換弁１６に接続したアクチュエータに
十分な流量を供給することができる。ところが、この従
来例では、アクチュエータに供給する最大供給量を、第
２ポンプによる単独供給と、第２ポンプおよび第３ポン
プによる合計供給との２段階にしか設定することができ
ない。しかも、この２段階の流量も、各ポンプの最大吐
出量によってほぼ決まってしまう。つまり、予備用切換
弁に接続したアクチュエータへの最大供給量を、細かく
設定することができなかった。

【０００９】そのため、予備用切換弁に接続するアクチ
ュエータの種類によっては、そのアクチュエータに最適
な最大供給量に設定することができず、その作動速度が
速すぎたり遅すぎたりして、オペレータが制御しにくく
なることがあった。この発明の目的は、予備用切換弁に
接続するアクチュエータへの最大供給量を、無断階に設
定することのできる油圧制御装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、複数のポ
ンプと、各ポンプに接続したオープンセンタータイプの
切換弁からなる回路系統と、これら回路系統の最下流を
合流させた合流流路と、この合流流路に設けた予備用切
換弁と、この予備用切換弁のアクチュエータに圧油を供
給する流路に設けた流量制御絞りと、上記合流流路とタ
ンクとを連通する排出流路と、この排出流路に設けた流
量制御弁と、この流量制御弁に設けるとともに、その上
流側の圧力を設定する圧力設定機構と、上記流量制御絞
りの上流側に発生する圧力を流量制御弁の一方のパイロ
ット室に導く第１パイロットラインと、上記流量制御絞
りの下流側に発生する圧力を流量制御弁の他方のパイロ
ット室に導く第２パイロットラインと、上記予備用切換
弁がアクチュエータと合流流路との連通を遮断したとき
に、合流流路をタンクに開放する圧力開放機構とを備
え、上記予備用切換弁によってアクチュエータに圧油を
供給するときに、流量制御絞り前後に生じる差圧を流量
制御弁によって一定に保つ一方、上記予備用切換弁の中
立時には、合流流路が圧力開放機構によってタンクに開
放される構成にしたことを特徴とする。

【００１１】第２の発明は、上記第１の発明における圧
力解放機構を、流量制御弁とこの流量制御弁に設けたス
プリングの弾性力を制御する制御シリンダとから構成し
たことを特徴とする。第３の発明は、上記第１の発明に
おける圧力解放機構を、流量制御弁をバイパスするよう
に合流流路に接続されたパイロットチェック弁と、この
パイロットチェック弁にパイロット圧を導くパイロット
ラインとから構成したことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示す第１実施例は、第１〜
３ポンプＰ１〜Ｐ３を備えるとともに、これら第１〜３
ポンプＰ１〜Ｐ３のぞれぞれには、第１〜３回路系統Ａ
〜Ｃを接続している。上記第１回路系統Ａは、第１ポン
プＰ１に接続した第１供給流路３０に、オープンセンタ
ータイプの第１〜３切換弁２１〜２３をパラレルに接続
している。これら第１〜３切換弁２１〜２３は、図示す
る中立位置にあるときに、第１中立流路３１を介して第
１ポンプＰ１とタンク流路４０とを連通させる。そし
て、いずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接
続した図示していないアクチュエータに第１パラレル流
路３２を介して圧油を供給するようにしている。なお、
上記第１ポンプＰ１の最大吐出量は、上記第１〜３切換
弁２１〜２３に接続する３台のアクチュエータにおける
最大必要流量に基づいて設定している。

【００１３】上記第２回路系統Ｂは、第２ポンプＰ２に
接続した第２供給流路３３に、オープンセンタータイプ
の第４、５切換弁２４，２５をパラレルに接続してい
る。これら第４、５切換弁２４，２５は、図示する中立
位置にあるときに、第２中立流路３４を開放し、いずれ
かの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示
していないアクチュエータに第２パラレル流路３５を介
して圧油を供給する。なお、第２ポンプＰ２の最大吐出
量は、上記第４、５切換弁２４、２５に接続する２台の
アクチュエータにおける最大必要流量に基づいて設定し
ている。

【００１４】また、上記第２中立流路３４の下流側は、
排出流路４１と第３回路系統Ｂの第３中立流路３７とを
接続している。そして、排出流路４１には、流量制御弁
４２を接続している。なお、この流量制御弁４２の機能
については後で説明する。

【００１５】一方、上記第３回路系統Ｃは、第３ポンプ
Ｐ３に接続した第３供給流路３６に、オープンセンター
タイプの第７〜９切換弁２７〜２９をパラレルに接続し
ている。これら第７〜９切換弁２７〜２９も、図示する
中立位置にあるときに、第３中立流路３７を開放し、い
ずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した
図示していないアクチュエータに第３パラレル流路３８
を介して圧油を供給する。また、上記第７〜９切換弁２
７〜２９に接続する３台のアクチュエータにおける最大
必要流量に基づいて、上記第３ポンプＰ３の最大吐出量
を設定している。

【００１６】上記第３中立流路３７の第９切換弁２９よ
りも下流側には、予備用切換弁２６を接続している。こ
の予備用切換弁２６は、建設車両に特殊なアクチュエー
タがある場合に、そのアクチュエータを接続するための
ものであり、いずれか一方に切り換えると、その内部流
路に設けた流量制御絞り４３を介してアクチュエータに
圧油を供給する。なお、上記流量制御絞り４３は、予備
用切換弁２６のバルブストロークに応じてその開度を保
つ可変オリフィスからなるものである。また、この予備
用切換弁２６は、図示する中立位置で、そのアクチュエ
ータポートを遮断するとともに、第３中立流路３７を開
放する。そして、このとき、第３中立流路３７に導いた
圧油を、排出流路４１を介して上記流量制御弁４２に導
く。

【００１７】上記流量制御弁４２は、その一方のパイロ
ット室４２ａを、第１パイロットライン４５を介して排
出流路４１に接続し、スプリング４７を設けた他方のパ
イロット室４２ｂを、第２パイロットライン４６を介し
て流路４４に接続している。また、上記スプリング４７
の一端には、制御シリンダ５０のロッドを接続してい
る。そして、この制御シリンダ５０のボトム側室には、
パイロットライン５１を介して外部からパイロット圧を
導いている。上記パイロットライン５１には、分岐ライ
ン５２を接続し、この分岐ライン５２を予備用切換弁２
６のパイロットポートに接続している。このパイロット
ポートは、予備用切換弁２６が図示する中立位置にある
ときに、他方のパイロットポートを介してタンク流路４
０に連通しているが、いずれかの位置に切り換えると、
その連通が遮断される。

【００１８】上記のようにして分岐ライン５２とタンク
流路４０との連通が遮断されると、パイロットライン５
１の圧力が上昇して、その圧力作用によって制御シリン
ダ５０のロッドが伸張する。ロッドが伸張すると、スプ
リング４７が縮められて、所定の弾性力が流量制御弁４
２の図示していないスプールに作用する。そして、この
スプリング４７による所定の弾性力がスプールに作用し
たときに、流量制御弁４２がその制御機能を発揮するよ
うにしている。つまり、予備用切換弁２６を切り換えた
ときにのみ、流量制御弁４２の制御機能を発揮させ、そ
れ以外のときには、流量制御弁４２の制御機能が発揮し
ないようにしている。

【００１９】例えば、図示するように、全ての切換弁２
１〜２９が中立位置にあれば、第２，３ポンプＰ２，Ｐ
３からそれぞれ吐出された圧油は、排出流路４１を介し
て流量制御弁４２に導かれる。このとき、予備用切換弁
２６が中立位置にあるので、スプリング４７の弾性力が
流量制御弁４２のスプールに作用せず、その制御機能が
発揮されていない。

【００２０】したがって、排出流路４１からパイロット
ライン４５を介して流量制御弁４２のパイロット室４２
ａに圧油が導かれると、この流量制御弁４２は開位置を
保ち、排出流路４１に導いた圧油をそのままタンク流路
４０に排出する。つまり、予備用切換弁２６に接続した
特殊なアクチュエータを作動させない場合や、予備用切
換弁２６に特殊なアクチュエータを接続していない場合
には、第２，３ポンプＰ２，Ｐ３の圧油をそのまま排出
することによって、流量制御弁４２における圧力損失の
発生を防止するようにしている。

【００２１】一方、上記の状態から予備用切換弁２６を
いずれかの方向に切り換えると、その内部に設けた流量
制御絞り４３を介し、その開度に応じて第３中立流路３
７と流路４４とが連通する。そのため、第３中立流路３
７に導いた圧油が、可変オリフィスからなる流量制御絞
り４３→流路４４を介してアクチュエータに供給され
る。ここで、上記第３中立流路３７というのは、第２回
路系統Ｂの第２中立流路３４に連通している。そのた
め、アクチュエータには、第２ポンプＰ２の圧油と、第
３ポンプＰ３の圧油とを合計した流量が導かれる状態に
なっている。

【００２２】ただし、上記のように流量制御絞り４３に
流れが生じると、その開度に応じてこの流量制御絞り４
３の前後に差圧が発生する。そして、この流量制御絞り
４３の上流側の圧力を、第１パイロットライン４５を介
して上記流量制御弁４２の一方のパイロット室４２ａに
導き、流量制御絞り４３の下流側の圧力を、第２パイロ
ットライン４６を介してスプリング４７を設けた流量制
御弁４２の他方のパイロット室４２ｂに導く構成にして
いる。また、このとき、流量制御弁４２は、予備用切換
弁２６が切り換えられたことから、その制御機能を発揮
する状態になっている。すなわち、この流量制御弁４２
のスプールには、スプリング４７の所定の弾性力が作用
している。

【００２３】したがって、流量制御弁４２は、流量制御
絞り４３の前後の差圧を一定に保つように、その開度を
調節する。このようにすれば、予備用切換弁２６に接続
するアクチュエータには、流量制御絞り４３のそのとき
の流路面積と、スプリング４７の弾性力に相当する差圧
とによって決まる一定の流量が供給されることになる。

【００２４】以上のように、この第１実施例によれば、
予備用切換弁２６の内部流路に設けた流量制御絞り４３
の開度と、排出流路４１に設けた流量制御弁４２のスプ
リング４７のバネ力を調節することによって、この予備
用切換弁２６に接続するアクチュエータに供給される最
大流量を自由に設定し、調節することができる。したが
って、アクチュエータの種類に応じて最適な最大供給流
量に設定し、調節することができる。なお、この第１実
施例のスプリング４７が、この発明の圧力設定機構に相
当するものである。また、上記第５切換弁２５よりも下
流側の第２中立流路３４と、第９切換弁２９よりも下流
側の第３中立流路３７とによって、この発明の合流流路
を構成している。

【００２５】上記第１実施例では、制御シリンダ５０，
パイロットライン５１，分岐ライン５２によって、この
発明の圧力開放機構を構成しているが、この圧力開放機
構をパイロットチェック弁５４によって構成したもの
が、図２に示す第２実施例である。この第２実施例で
は、制御シリンダ５０に代えて、第２中立流路３４と第
３中立流路３７との合流箇所に流量制御弁４２をバイパ
スするようにパイロットチェック弁５４を接続してい
る。このパイロットチェック弁５４は、パイロットライ
ン５１を介して外部から所定のパイロット圧を導くと閉
状態を保つ。

【００２６】ただし、上記パイロットライン５１には分
岐ライン５２を接続し、この分岐ライン５２を、予備用
切換弁２６のパイロットポートに接続している。そし
て、この予備用切換弁２６が中立位置にあるときに、パ
イロットライン５１をタンク流路４０に連通させて、パ
イロットチェック弁５４が開くようにしている。この第
２実施例によれば、予備用切換弁２６が中立位置にあ
り、アクチュエータと第３中立流路３７との連通を遮断
している場合には、第３供給流路３７の圧油を、流量制
御弁４２を経由することなく、直接パイロットチェック
弁５４を介してタンク流路４０に排出する。したがっ
て、予備用切換弁２６が中立位置にあるときに、流量制
御弁４２での圧力損失の発生を防止できる。

【００２７】なお、この第２実施例では、スプリング４
７が、この発明の圧力設定機構に相当するものである。
このスプリング４７の弾性力を、アジャスターボルトな
どによって調節して、流量制御弁４２に作用する弾性力
を調節可能にしている。ただし、この発明の圧力設定機
構としては、比例ソレノイドや外部パイロット圧を利用
してもよい。比例ソレノイドや外部パイロット圧を用い
れば、装置を車両に組み込んだ後でも、流量制御弁４２
に作用させる推力を、外部から簡単に調節することがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、予備用切換弁のアク
チュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞り
前後の差圧を、流量制御弁によって一定に保つ構成にし
たので、流量制御絞りの開度と、流量制御弁の圧力設定
機構の圧力を調節すれば、アクチュエータに供給する最
大供給流量を、自由に設定し、調節することができる。
したがって、予備用切換弁に接続したアクチュエータの
作動を、制御しやすくできる。また、予備用切換弁がア
クチュエータと合流流路との連通を遮断したときに、合
流流路をタンク圧にする圧力開放機構を設けたので、ア
クチュエータ不使用時の流量制御弁における圧力損失を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回路図である。

【図２】第２実施例の回路図である。

【図３】従来例の回路図である。

【符号の説明】

Ａ〜Ｃ 回路系統 Ｐ１〜Ｐ３ ポンプ ２１〜２５，２７〜２９ 切換弁 ２６ 予備用切換弁 ３４ この発明の合流流路を構成する第２中立流路 ３７ この発明の合流流路を構成する第３中立流路 ４１ 排出流路 ４２ 流量制御弁 ４２ａ 流量制御弁の一方のパイロット室 ４２ｂ 流量制御弁の他方のパイロット室 ４３ 流量制御絞り ４５ 第１パイロットライン ４６ 第２パイロットライン ４７ この発明の圧力設定機構に相当するスプリング ５０ この発明の圧力開放機構を構成する制御シリンダ ５１ この発明の圧力開放機構を構成するパイロットラ
イン ５２ この発明の圧力開放機構を構成する分岐ライン ５４ この発明の圧力開放機構を構成するパイロットチ
ェック弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のポンプと、各ポンプに接続したオ
   ープンセンタータイプの切換弁からなる回路系統と、こ
   れら回路系統の最下流を合流させた合流流路と、この合
   流流路に設けた予備用切換弁と、この予備用切換弁のア
   クチュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞
   りと、上記合流流路とタンクとを連通する排出流路と、
   この排出流路に設けた流量制御弁と、この流量制御弁に
   設けるとともに、その上流側の圧力を設定する圧力設定
   機構と、上記流量制御絞りの上流側に発生する圧力を流
   量制御弁の一方のパイロット室に導く第１パイロットラ
   インと、上記流量制御絞りの下流側に発生する圧力を流
   量制御弁の他方のパイロット室に導く第２パイロットラ
   インと、上記予備用切換弁がアクチュエータと合流流路
   との連通を遮断したときに、合流流路をタンクに開放す
   る圧力開放機構とを備え、上記予備用切換弁によってア
   クチュエータに圧油を供給するときに、流量制御絞り前
   後に生じる差圧を流量制御弁によって一定に保つ一方、
   上記予備用切換弁の中立時には、合流流路が圧力開放機
   構によってタンクに開放される構成にしたことを特徴と
   する油圧制御装置。
2. 【請求項２】 圧力解放機構が、流量制御弁とこの流量
   制御弁に設けたスプリングの弾性力を制御する制御シリ
   ンダとからなることを特徴とする請求項１記載の油圧制
   御装置。
3. 【請求項３】 圧力解放機構が、流量制御弁をバイパス
   するように合流流路に接続されたパイロットチェック弁
   と、このパイロットチェック弁にパイロット圧を導くパ
   イロットラインとから構成されたことを特徴とする請求
   項１記載の油圧制御装置。