JP2003185042A

JP2003185042A - ラインリリーフ弁

Info

Publication number: JP2003185042A
Application number: JP2001383817A
Authority: JP
Inventors: Kimimasa Onda; 公正恩田; Hitoshi Iwasaki; 仁岩崎; Yoshio Aso; 由雄麻生; Masahiko Ueno; 政彦上野
Original assignee: AKASHI KIKAI SEISAKUSHO KK; Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: AKASHI KIKAI SEISAKUSHO KK; Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ラインリリーフ弁のリリーフ圧を容易に可変
設定できるようにする。【解決手段】油圧アクチュエータに連通したアクチュ
エータ側通路48と、タンク49に連通したリターン通路50
との間にメインポペット101を開閉自在に設ける。メイ
ンポペット101のアクチュエータ側通路48に対して反対
側のスプリング室105に導入したパイロット圧をパイロ
ットポペット77により制御する。パイロットポペット77
をパイロット圧閉込方向に付勢するスプリング92を設け
る。パイロットポペット77のスプリング92の付勢力を実
質的に可変制御するスプリング力制御手段として、スプ
リング92の付勢力を設定変更圧により可変制御するリリ
ーフ圧可変シリンダ52を設け、このリリーフ圧可変シリ
ンダ52に電磁比例弁から電気量に応じた設定変更圧を供
給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リリーフ圧を設定
変更可能のラインリリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等でバケットに替えてアタ
ッチメントを使用する場合、使用するアタッチメントに
よってはシステム圧を変更する必要が生じる。

【０００３】例えばアタッチメントがブレーカの場合で
は、ブレーカ保護のため、システム圧を一定の圧力に低
下させる必要があり、従来は配管内に設定したリリーフ
弁で変更を行っている。

【０００４】図７は、油圧ショベルの共用配管を示す簡
略油圧回路であり、油圧ポンプ11にコントロール弁12を
経てアタッチメント回路13が接続されている。このアタ
ッチメント回路13には、種々のアタッチメント14に対応
できるように複数の電気リリーフ弁15および電気チェッ
ク弁16が、タンク17への通路中に設けられている。

【０００５】すなわち、油圧ショベルのキャブ内のオペ
レータは、これらの電気リリーフ弁15および電気チェッ
ク弁16を電気的に切換えることにより、キャブ内から回
路の切換（単動、複動、１ポンプ使用、２ポンプ使用）
およびリリーフ圧の変更が可能である。

【０００６】また、コントロール弁12内には、アタッチ
メント14の油圧アクチュエータ14aを制御するためのパ
イロット作動式のスプール18とともに、回路内にバキュ
ームが発生した場合のメイクアップ作動が可能のメイク
アップ機能付きのラインリリーフ弁19が設置されてい
る。

【０００７】そして、コントロール弁12内のスプール18
が中立位置にある時、アタッチメント14の油圧アクチュ
エータ14aに外力が働いて、アタッチメント回路13内の
閉込油が高圧となった場合に、このラインリリーフ弁19
が働き、アタッチメント回路13内の回路圧をスプリング
により設定されたリリーフ圧に制限する。

【０００８】このラインリリーフ弁19は、メイクアップ
機能も保有しており、スプール18の中立時に、油圧アク
チュエータ14aに外力が作用して、油圧アクチュエータ1
4aのピストンが動く場合は、このピストンの動きに見合
う圧油の供給がないため、油圧アクチュエータ14a内が
バキュームとなる。

【０００９】このバキューム発生時に、メイクアップ機
能が作動して、タンク17への戻り油を油圧アクチュエー
タ14aのバキューム発生部へ補給し、バキュームを解消
する。

【００１０】図８に示されるように、電気リリーフ弁15
は、弁本体21の内部にメインポペット22が摺動自在に設
けられ、このメインポペット22は、スプリング23により
メインシート24に押付けられ、また、弁本体21の内部に
螺入されたアダプタ25によりシート体26が固定され、こ
のシート体26のパイロットシート27に対向して、アダプ
タ25内に摺動自在に嵌合されたパイロットポペット28が
進退自在に設けられ、弁本体21には、パイロットポペッ
ト28を軸方向移動するソレノイド29が取付けられてい
る。

【００１１】図９に示されるように、このソレノイド29
は、供給される電流値に比例して発生する右方向の推力
をプッシュロッド30に出力し、このプッシュロッド30に
よりパイロットポペット28をパイロットシート27に押圧
する。

【００１２】また、弁本体21の先端に設けられた入口ポ
ート31は、メインポペット22に設けられたオリフィス32
を経てスプリング室33に連通され、このスプリング室33
は、シート体26に設けられたオリフィス34、および後退
したパイロットポペット28により開口されたパイロット
シート27、アダプタ25に設けられた通孔35、アダプタ25
の外周面に沿って設けられた通路36、弁本体21に設けら
れた通孔37を経てタンク17内に連通されている。

【００１３】弁本体21には、メインポペット22がメイン
シート24から離間したときに入口ポート31と連通するタ
ンクポート38が設けられている。また、メインポペット
22には、オリフィス32の入口側にフィルタ39が設けられ
ている。

【００１４】次に、この従来の電気リリーフ弁15の作動
原理を説明する。

【００１５】先ず、ソレノイド29は、電流値Ｉに比例し
た推力Ｆ_１でパイロットポペット28の先端をシート体26
のパイロットシート27に押圧する。この時のソレノイド
推力Ｆ_１と電流値Ｉとは、図９に示す比例関係にあるも
のとする。

【００１６】（数式１）Ｆ_１＝ｋ_１・Ｉただし、ｋ_１は比例定数である。

【００１７】前記シート体26のパイロットシート27に着
座したパイロットポペット28の先端部における受圧面積
をＡpとし、メインポペット22のオリフィス32より上流
側における受圧面積および下流側における受圧面積を共
にＡmとする。また、スプリング23のプリセット荷重を
Ｆ_２とする。

【００１８】入口ポート31の入口圧ＰinがＦ_１／Ａpよ
り低い時は、パイロットポペット28によりパイロットシ
ート27が閉止されているため、入口圧Ｐinとスプリング
室33内の圧力は同圧でバランスしている。このため、メ
インポペット22は、スプリング23によりメインシート24
に密着され、入口ポート31とタンクポート38との間はメ
インポペット22により遮断されている。

【００１９】次に、入口圧Ｐinが上昇し、（数式２）Ｐin＝Ｆ_１／Ａp となった時、パイロットポペット28が左方へ押動され、
パイロットシート27が開口し、入口ポート31よりオリフ
ィス32、スプリング室33、シート体26のオリフィス34、
パイロットシート27、通孔35、通路36および通孔37を経
てタンク17内へ、パイロット流量Ｑ_１が流れる。

【００２０】ここで、便宜上、タンク圧＝０とすると、
メインポペット22に内蔵されたオリフィス32に前記流量
Ｑ_１が流れるので、次の数式３で表わされるオリフィス
32の前後差圧ΔＰが発生する。

【００２１】（数式３）Ｑ_１＝ｋ_２・Ａ_３・（ΔＰ）^1/2 ただし、ｋ_２は定数、Ａ_３はオリフィス32の開口断面積
である。

【００２２】そして、スプリング23のプリセット荷重Ｆ
_２に対し、Ｆ_２≦Ａm・ΔＰとなった時、メインポペッ
ト22は左方へ押動されて、入口ポート31とタンクポート
38とが導通され、かつ数式２が保たれる。

【００２３】つまり、数式１および数式２より、この電
気リリーフ弁15は、入口圧Ｐinを電流値Ｉにより任意に
設定でき、図７において電気チェック弁16が連通状態の
場合は、アタッチメント回路13のリリーフ圧を任意に設
定変更できる。

【００２４】また、ソレノイド29に供給される電流Ｉを
０にすると、入口圧Ｐinも０となるので、電気チェック
弁16が連通状態の場合は、アタッチメント回路13はアン
ロード状態に制御される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路で使用され
ているラインリリーフ弁19は、スプリングにより設定さ
れたリリーフ圧を簡単に変更することができず、これを
補うために、電気リリーフ弁15を併用せざるを得なかっ
た。

【００２６】また、従来の回路で使用されている電気リ
リーフ弁15は、非励磁の時（電流が印加されていない
時）はアンロードする特性となっているので、油圧ショ
ベルに搭載されたエンジンをかけていないとき、すなわ
ちバッテリから供給された電流を電気リリーフ弁15のソ
レノイド29に印加できないとき、アンロード状態の電気
リリーフ弁15ではアタッチメント回路13の回路圧を保持
できないため、装着しているアタッチメント14の油圧ア
クチュエータ14aを一定状態に保持できない。

【００２７】このため、図７に示されるように従来の油
圧ショベルの共用回路では、圧力を保持できるように電
気リリーフ弁15の上流側に、非通電時に逆止状態となる
電気チェック弁16を設けているが、油圧回路中に電気リ
リーフ弁15、電気チェック弁16およびメイクアップ機能
付きラインリリーフ弁19の各種弁を設置しているので、
回路構成が複雑になっている。

【００２８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、従来の回路に使用されていたラインリリーフ弁の
リリーフ圧を容易に可変設定できるようにすることを目
的とし、さらに、そのラインリリーフ弁に従来のメイク
アップ機能や、電気リリーフ弁に相当する機能を組込ん
だり、従来の電気チェック弁を不要にできる機能を組込
むことで、回路構成を簡単にすることを目的とするもの
である。

【００２９】

【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、流体圧アクチュエータに連通されたアクチュエー
タ側通路とタンクに連通されたリターン通路との間に開
閉自在に設けられた主弁と、主弁のアクチュエータ側通
路に対して反対側に導入されたパイロット圧を制御する
パイロット弁と、パイロット弁をパイロット圧閉込方向
に付勢するスプリングと、スプリングの付勢力を実質的
に可変制御するスプリング力制御手段とを具備したライ
ンリリーフ弁であり、スプリング力制御手段によりスプ
リングの付勢力を実質的に可変制御することで、パイロ
ット弁により制御されるパイロット圧を可変調整し、主
弁により制御されるアクチュエータ側通路のリリーフ圧
を容易に可変設定できるようにする。

【００３０】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載のラインリリーフ弁において、リターン通路の戻り流
体の圧力がアクチュエータ側通路の圧力より高圧のとき
に開き作動して戻り流体を流体圧アクチュエータ側に補
給するメイクアップ作動弁体を具備したラインリリーフ
弁であり、メイクアップ作動弁体を設けることで、ライ
ンリリーフ弁にメイクアップ機能を組込んで、リターン
通路の戻り流体の圧力がアクチュエータ側通路の圧力よ
り高圧のときは、戻り流体をラインリリーフ弁から流体
圧アクチュエータ側に補給し、流体圧アクチュエータ側
でのバキュームの発生を防止する。

【００３１】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２記載のスプリング力制御手段が、パイロット弁の
スプリングの付勢力を設定変更圧により可変制御するリ
リーフ圧可変シリンダと、リリーフ圧可変シリンダに電
気量に応じた設定変更圧を供給する電磁比例弁とを具備
したラインリリーフ弁であり、電磁比例弁から電気量に
応じて供給された設定変更圧により、リリーフ圧可変シ
リンダがパイロット弁のスプリングの付勢力を実質的に
可変制御するので、ラインリリーフ弁に従来の電気リリ
ーフ弁に相当する機能が組込まれ、回路構成が簡単にな
る。

【００３２】請求項４に記載された発明は、請求項１乃
至３のいずれか記載のスプリング力制御手段が、スプリ
ングの付勢力に抗する方向の力をパイロット弁に付与す
るネガティブ特性を具備したラインリリーフ弁であり、
スプリング力制御手段は、スプリングの付勢力に抗する
方向の力をパイロット弁に付与するネガティブ特性によ
り、回路停止などによりスプリングの付勢力に抗する方
向の力が付与されないときは、回路圧を最も高いリリー
フ圧で保持でき、従来の電気リリーフ弁のような非励磁
時のアンロード特性に対処するための電気チェック弁を
不要にでき、回路構成が簡単になるとともに、回路停止
時のアクチュエータ保持が可能である。

【００３３】請求項５に記載された発明は、請求項１乃
至４のいずれか記載のラインリリーフ弁が、油圧ショベ
ルのアーム先端に装着されたアタッチメントに作動油を
供給するアタッチメント回路に設けられたものであり、
油圧ショベルのアタッチメントを交換したときに、スプ
リング力制御手段によりスプリングの付勢力を実質的に
可変制御することで、パイロット弁により制御されるパ
イロット圧を可変調整し、主弁により圧力制御されるア
タッチメント回路のリリーフ圧を、交換したアタッチメ
ントに適合する圧に容易に可変設定できるようにする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１乃至図６に示
された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

【００３５】図４は、油圧ショベルのアタッチメント共
用配管を示す簡略油圧回路であり、エンジン40により駆
動される複数のメインポンプ41にコントロール弁42が接
続され、このコントロール弁42を介してアタッチメント
回路43が接続されている。

【００３６】このアタッチメント回路43は、アタッチメ
ント44に組込まれた流体圧アクチュエータとしての油圧
アクチュエータ44aに作動流体としての作動油を供給す
る。アタッチメント44は、油圧ショベルのアーム先端に
脱着可能に装着された油圧ブレーカ、油圧式圧砕機など
である。

【００３７】コントロール弁42には、各メインポンプ41
の吐出口にそれぞれ連通された負荷圧保持用のロードホ
ールドチェック弁45が内蔵され、これらのロードホール
ドチェック弁45を経て供給された作動油を方向制御およ
び流量制御してアタッチメント44の油圧アクチュエータ
44aの動作を制御するパイロット作動式の複数のスプー
ル46が内蔵されている。

【００３８】さらに、コントロール弁42には、一方のス
プール46からの出力通路47よりそれぞれ分岐された複数
のアクチュエータ側通路48と、タンク49に連通されたリ
ターン通路50との間に複数のラインリリーフ弁51がそれ
ぞれ設置されている。

【００３９】これらのラインリリーフ弁51は、コントロ
ール弁42内のスプール46が中立位置にあるとき、アタッ
チメント44の油圧アクチュエータ44aに外力が働いて、
スプール46よりアタッチメント44側の回路内に閉込めら
れた油が高圧となった場合に、その油をタンク49に逃し
てアタッチメント44側の回路圧を設定圧力に制限するラ
インリリーフ機能を有する。

【００４０】一方、これらのラインリリーフ弁51は、メ
イクアップ機能も有しており、スプール46の中立時にア
タッチメント44の油圧アクチュエータ44aに外力が作用
して、油圧アクチュエータ44aのピストンが動く場合
は、このピストンの動きに見合う圧油の供給がないた
め、油圧アクチュエータ44aが油を吸込む側の回路にバ
キュームが発生するが、このバキューム発生時にメイク
アップ機能が作動して、バキューム発生部分にリターン
通路50の戻り油を補給し、バキュームを解消する。

【００４１】これらのラインリリーフ弁51は、リリーフ
圧を可変調整するためのリリーフ圧可変シリンダ52をそ
れぞれ備え、これらのリリーフ圧可変シリンダ52は、パ
イロットポンプ53から外部の電磁比例弁54および通路55
を経てそれぞれ供給される設定変更圧により作動すると
ともに、リリーフ圧可変シリンダ52からの戻り油を通路
56を経てタンク49に排出する。

【００４２】電磁比例弁54は、パイロットポンプ53から
供給された１次圧を、ソレノイドに通電される電気量
（電流）に比例した２次圧すなわち設定変更圧に変換し
て、ラインリリーフ弁51のリリーフ圧可変シリンダ52に
出力するもので、通電量がないときはリリーフ圧可変シ
リンダ52への設定変更圧もゼロとなる。

【００４３】リリーフ圧可変シリンダ52および電磁比例
弁54により、スプリング力制御手段57が構成されてい
る。

【００４４】ラインリリーフ弁51の構造および諸機能の
詳細は、後で説明するが、このラインリリーフ弁51は、
上記ラインリリーフ機能、メイクアップ機能に加え、外
部の電磁比例弁54を介して電気リリーフ弁相当機能を備
え、さらに電気チェック弁不要機能も備えている。

【００４５】また、図４に示されるように、アタッチメ
ント44が背圧を嫌う場合には、外部配管から引出された
タンク49への通路58中に、非通電時は逆止状態であるが
通電時は連通状態へと切換わることができる電気チェッ
ク弁59を残す場合がある。

【００４６】そして、この電気チェック弁59を連通状態
にしてタンク49への直通通路を確保することで、アタッ
チメント44の背圧を下げることができる。

【００４７】図１および図２は、本来のラインリリーフ
機能およびメイクアップ機能に加えて、電気リリーフ弁
相当機能および電気チェック弁不要機能が組込まれた１
つのラインリリーフ弁51を示す。

【００４８】このラインリリーフ弁51は、外部の電磁比
例弁54から通路55を経て供給される設定変更圧に対し、
図３に示されるようなネガティブな特性でリリーフ圧を
変更できる機能を有する。

【００４９】図１に示されるように、このラインリリー
フ弁51の構造は、コントロール弁42の弁本体61に、円筒
状のアダプタ62の先端部がＯリング形シール63を介し液
密に嵌着されて一体化され、このアダプタ62の反対側の
開口部に、Оリング形シール64を介して液密にシート体
65が螺合され、このシート体65およびシート体65の開口
側端面に配置されたナット66の内側に、ガイド体67がО
リング形シール68を介し液密に嵌着されかつ螺合され、
このガイド体67に一体成形されたフランジ部69に、Оリ
ング形シール70を介して液密にリリーフ圧可変シリンダ
52のシリンダブロック71が嵌着され、ボルト72により一
体に固定されている。

【００５０】リリーフ圧可変シリンダ52は、シリンダブ
ロック71の中心軸部に形成されたピストン室73に、ピス
トン74がОリング形シール75を介して液密にかつ摺動自
在に嵌合され、このピストン74のロッド嵌着溝76に、パ
イロット弁としてのパイロットポペット77と一体成形さ
れたロッド部78が嵌着され、ねじ79により一体化されて
いる。

【００５１】ピストン室73のロッド側73rは、プラグ81
により開口部を閉塞された径方向の孔82と、ピストン74
と平行に設けられた軸方向の孔83とにより圧入口84に連
通されている。ピストン室73のヘッド側73hは、プラグ8
5により開口部を閉塞された径方向の孔86を介して、ド
レン口87に連通されている。

【００５２】また、このリリーフ圧可変シリンダ52のピ
ストン74により軸方向移動されるロッド部78は、ガイド
体67に嵌着された円筒状のシール部材88と液密にかつ摺
動自在に嵌合されている。

【００５３】ロッド部78の先端に一体成形されたパイロ
ットポペット77は、シート体65およびガイド体67の内部
に形成された弁室91内に軸方向移動自在に設けられ、こ
の弁室91内に嵌着されたスプリング92によりパイロット
圧閉込方向に付勢されて、シート体65のパイロットシー
ト93に離反可能に密着されている。

【００５４】前記スプリング力制御手段57は、パイロッ
トポペット77に対して作用するスプリング92の付勢力を
実質的に可変制御するもので、スプリング92の付勢力に
抗する方向の力をパイロットポペット77に付与するネガ
ティブ特性を備えている。

【００５５】前記シート体65の先端部外周面には、メイ
クアップ作動弁体94の肩部94aより大径部分の中空部が
Оリング形シール95を介し液密にかつ軸方向摺動自在に
嵌合されている。

【００５６】このメイクアップ作動弁体94は、リターン
通路50の戻り油の圧力がアクチュエータ側通路48の圧力
より高圧のときに開き作動して、リターン通路50の戻り
油を油圧アクチュエータ44a側に補給するものである。

【００５７】また、アダプタ62とシート体65とメイクア
ップ作動弁体94との間にスプリング室96が形成され、シ
ート体65の外周面段部とメイクアップ作動弁体94の外周
面段部との間に嵌着されたスプリング97により、メイク
アップ作動弁体94は、アダプタ62から突出する方向に付
勢され、コントロール弁42の弁本体61に形成されたアク
チュエータ側通路48とリターン通路50とを連通するシー
ト98に、メイクアップ作動弁体94の先端部が離反可能に
密着されている。

【００５８】メイクアップ作動弁体94の肩部94aより小
径部分の中空部には、主弁としてのメインポペット101
が、Оリング形シール102を介し液密にかつ軸方向摺動
自在に嵌合されている。

【００５９】このメインポペット101も、油圧アクチュ
エータ44aに連通されたアクチュエータ側通路48と、タ
ンク49に連通されたリターン通路50との間に開閉自在に
設けられている。

【００６０】すなわち、シート体65の先端部に突設され
た環状凸部103と、これに対向するメインポペット101の
凹部104との間に形成されたスプリング室105にスプリン
グ106が嵌着され、このスプリング106によりメインポペ
ット101は、メイクアップ作動弁体94の先端部の内面側
に設けられたメインシート107に離反可能に密着されて
いる。

【００６１】このメインシート107は、メイクアップ作
動弁体94の先端中心部に穿設された入口ポート108と、
側面部に穿設されたタンクポート109との間に位置す
る。

【００６２】前記メインポペット101の中心部には、丸
棒状のピストン弁111が軸方向摺動自在に嵌合されてい
る。このピストン弁111の両端部を除くほぼ全長には、
オリフィスに相当する通路112が形成されている。

【００６３】このピストン弁111の通路112は、メインポ
ペット101のアクチュエータ側通路48に対して反対側の
スプリング室105にパイロット圧を導入する通路であ
る。

【００６４】このピストン弁111の内端側にはフランジ
部113およびスプリング嵌着部114が一体成形され、この
スプリング嵌着部114に前記スプリング106の一端が嵌着
され、このスプリング106の付勢力により、ピストン弁1
11の先端がメインポペット101の先端より突出されると
ともに、スプリング106の付勢力がフランジ部113を介し
てメインポペット101に伝えられる。また、ピストン弁1
11の内端は、パイロットポペット77の先端部に一体成形
された突棒部115と係合可能に対向されている。

【００６５】メインポペット101のスプリング室105は、
突棒部115の周囲に形成された通路116を経てパイロット
シート93に連通され、パイロットシート93は、パイロッ
トポペット77の弁室91、シート体65の径方向に穿設され
た通孔117を経て、メイクアップ作動弁体94のスプリン
グ室96に連通され、このスプリング室96は、アダプタ62
とメイクアップ作動弁体94との間に形成された通路118
を経て、前記コントロール弁42内のリターン通路50に連
通されている。

【００６６】次に、このラインリリーフ弁51が有する諸
機能を、図１乃至図６を参照しながら説明する。

【００６７】（ラインリリーフ機能）先ず、このライン
リリーフ弁51が有する本来のラインリリーフ機能を、図
１、図４および図５を参照しながら説明する。

【００６８】図４において、コントロール弁42内のスプ
ール46が中立位置にある時、アタッチメント44の油圧ア
クチュエータ44aに外力が働いて、アタッチメント回路4
3内の閉込油が高圧となった場合に、このラインリリー
フ弁51が働き、アタッチメント回路43内の圧力上昇を、
設定されたリリーフ圧に制限する。

【００６９】その際、電磁比例弁54は、ラインリリーフ
弁51のリリーフ圧可変シリンダ52に対し、通電量に比例
した設定変更圧を出力するので、電磁比例弁54に通電が
ない場合は、設定変更圧も出力されず、ラインリリーフ
弁51のラインリリーフ機能は、次に説明するように一定
のリリーフ圧で働く。

【００７０】コントロール弁42のスプール46よりアタッ
チメント44側にあるアタッチメント回路43内に圧油が発
生すると、図１に示されるように、その圧油はアクチュ
エータ側通路48からラインリリーフ弁51に作用し、ピス
トン弁111に沿った通路112を経て、スプリング室105に
入る。

【００７１】このスプリング室105に導かれた圧油が一
定のリリーフ圧に達していない時は、その圧油がパイロ
ットポペット77を開く力よりも、スプリング92がパイロ
ットポペット77を閉じる力の方が勝っているので、パイ
ロットポペット77はパイロットシート93を閉じている。

【００７２】したがって、アクチュエータ側通路48とス
プリング室105とが同圧となる。メイクアップ作動弁体9
4およびメインポペット101の通路48側の受圧面積とスプ
リング室105側の受圧面積とを比較すると、スプリング
室105側の受圧面積の方が大きいので、メイクアップ作
動弁体94およびメインポペット101は右方に押されて、
弁本体61のシート98およびメインシート107に密着して
いる。このため、アクチュエータ側通路48の圧油は、リ
ターン通路50に流れない。

【００７３】一方、アクチュエータ側通路48の圧油が一
定のリリーフ圧に達すると、ピストン弁111の通路112を
経てスプリング室105に導かれたリリーフ圧の圧油によ
りパイロットポペット77を開く力が、スプリング92によ
りパイロットポペット77を閉じる力より勝るので、図５
に示されるようにパイロットポペット77がスプリング92
の付勢力に抗して開く。

【００７４】これにより、アクチュエータ側通路48から
ピストン弁111のオリフィスに相当する通路112を通って
スプリング室105に流入する油量よりも、スプリング室1
05から通路116、パイロットシート93、弁室91、通孔11
7、スプリング室96、通路118を経てリターン通路50に流
出する油量の方が多いので、スプリング室105の圧力が
低下する。

【００７５】このスプリング室105の圧力低下により、
ピストン弁111は、アクチュエータ側通路48からの圧油
により押されるようにして、スプリング106に抗して左
方に移動し、パイロットポペット77の突棒部115に当接
される。

【００７６】このピストン弁111の移動状態では、通路1
12の右端がメインポペット101の内部に入ってしまうの
で、アクチュエータ側通路48の圧油は、ピストン弁111
の外周部で絞られて通路112に入り込めず、スプリング
室105に供給されない。このため、スプリング室105の圧
力低下状態が維持される。

【００７７】その結果、アクチュエータ側通路48の圧油
によりメインポペット101は左方に押され、メインシー
ト107が開き、アクチュエータ側通路48の圧油は、入口
ポート108からタンクポート109を経て、リターン通路50
に排出される。これにより、アクチュエータ側通路48の
圧力さらにはアタッチメント回路43の圧力は、一定のリ
リーフ圧より上昇せず、制限される。

【００７８】（メイクアップ機能）次に、図１、図４お
よび図６を参照しながら、このラインリリーフ弁51がメ
イクアップ弁として機能する場合を説明する。

【００７９】図４において、コントロール弁42内のスプ
ール46の中立時に、アタッチメント44の油圧アクチュエ
ータ44aに外力が作用して、油圧アクチュエータ44aのピ
ストンが動く場合は、上記のラインリリーフ機能が働い
て、アタッチメント回路43からタンク49へ油が放出され
るが、このピストンの動きに見合う圧油の供給がないた
め、油圧アクチュエータ44a内にバキューム部分が発生
する。

【００８０】例えば、油圧アクチュエータ44aのロッド
エンド側ｒの油が、図４左側のラインリリーフ弁51から
リターン通路50に放出されたときは、油圧アクチュエー
タ44aの反対側のヘッドエンド側ｈにバキュームが発生
する。

【００８１】このバキューム発生時に、図４右側のライ
ンリリーフ弁51のメイクアップ機能が同時に働き、図４
左側のラインリリーフ弁51からリターン回路50に放出さ
れた戻り油を、図４右側のラインリリーフ弁51で回収し
て、油圧アクチュエータ44aのヘッドエンド側ｈのバキ
ューム発生部へ補給し、バキュームを解消する。

【００８２】具体的には、図１においてアタッチメント
回路43、油圧アクチュエータ44a内にバキュームが発生
すると、ピストン弁111の通路112を通じてスプリング室
105もバキューム状態になり、メイクアップ作動弁体94
およびメインポペット101のスプリング室105側は負圧を
受けるが、メイクアップ作動弁体94の肩部94aには、リ
ターン通路50側からの戻り油圧が通路118を経て作用す
るので、図６に示されるようにメイクアップ作動弁体94
は左方へ押される。

【００８３】これにより、メイクアップ作動弁体94の先
端部が弁本体61のシート98から離れ、リターン通路50の
戻り油はアクチュエータ側通路48へ流れ、油圧アクチュ
エータ44aのバキュームを解消する。

【００８４】（電気リリーフ弁相当機能）次に、図１、
図３および図４を参照しながら、このラインリリーフ弁
51が図８に示された従来の電気リリーフ弁15と同等のリ
リーフ圧設定変更機能を有することを説明する。

【００８５】電磁比例弁54は、入力電流値に比例する設
定変更圧を出力する。この設定変更圧が、図５に示され
るようにラインリリーフ弁51のピストン室73のロッド側
73rに作用すると、（ピストン74の断面積−ロッド部78の断面積）×設定変
更圧の力が、ピストン74の図１右端面に働き、スプリング92
の反撥力を減少させる方向に作用する。

【００８６】したがって、スプリング92のリリーフ圧は
その分低下し、外部の電磁比例弁54から通路55を経て作
用する設定変更圧が高いほど、低いリリーフ圧を任意に
圧力設定することが可能となる。

【００８７】すなわち、図３に示されるように、リリー
フ圧は、電磁比例弁54から作用する設定変更圧に対しネ
ガティブに低下する特性となる。

【００８８】そして、このようにして外部からの設定変
更圧で任意に設定変更されたリリーフ圧により、前記の
ラインリリーフ機能が働く。

【００８９】（電気チェック弁不要機能）油圧ショベル
に搭載されたエンジン40をかけていないとき、すなわ
ち、エンジンキースイッチのオフ状態により、バッテリ
から供給される電流を電磁比例弁54のソレノイドに印加
できないエンジン停止時は、電磁比例弁54からラインリ
リーフ弁51のリリーフ圧可変シリンダ52に設定変更圧を
供給できないので、ラインリリーフ弁51のパイロットポ
ペット77は、スプリング92の最大の反撥力によってパイ
ロットシート93に押付けられており、従来の電気リリー
フ弁15のようなソレノイド非励磁時のアンロードの問題
は生じない。

【００９０】つまり、このとき、ラインリリーフ弁51
は、図３に示されたネガティブ特性により、アタッチメ
ント回路43の回路圧を最も高いリリーフ圧で保持でき
る。

【００９１】したがって、従来の電気リリーフ弁アンロ
ード時の回路圧を保持するための電気チェック弁16を不
要にできるとともに、油圧ショベルに装着されているア
タッチメント44の油圧アクチュエータ44aを、エンジン
停止による回路停止時も一定状態に保持できる。

【００９２】次に、図１乃至図６に示された実施の形態
の効果を列記する。

【００９３】スプリング力制御手段57によりスプリング
92の付勢力を実質的に可変制御することで、パイロット
ポペット77により制御されるパイロット圧を可変調整
し、メインポペット101により制御されるアクチュエー
タ側通路48のリリーフ圧を容易に可変設定できる。

【００９４】メイクアップ作動弁体94を設け、ラインリ
リーフ弁51にメイクアップ機能を組込むことで、油圧ア
クチュエータ44aの低圧側にバキュームが発生したとき
は、リターン通路50の戻り油の圧力が油圧アクチュエー
タ44aの低圧側より高圧となるので、リターン通路50の
戻り油をラインリリーフ弁51から油圧アクチュエータ44
aの低圧側に補給でき、油圧アクチュエータ44aの低圧側
でのバキュームの発生を解消できる。

【００９５】電磁比例弁54から電気量に応じて供給され
た設定変更圧により、リリーフ圧可変シリンダ52がパイ
ロットポペット77のスプリング92の付勢力を実質的に可
変制御するので、ラインリリーフ弁51に従来の電気リリ
ーフ弁15に相当する機能を組込むことができ、回路構成
を簡単にできる。

【００９６】スプリング力制御手段57が、スプリング92
の付勢力に抗する方向の力をパイロットポペット77に付
与するネガティブ特性を備えているので、回路停止など
によりスプリング92の付勢力に抗する方向の力が付与さ
れないときは、回路圧を最も高いリリーフ圧で保持で
き、従来の電気リリーフ弁15のような非励磁時のアンロ
ード特性に対処するための電気チェック弁16を不要にで
き、回路構成を簡単にできるとともに、回路停止時のア
クチュエータ保持を確実にできる。

【００９７】油圧ショベルのアタッチメント44を交換し
たときに、スプリング力制御手段57によりスプリング92
の付勢力を実質的に可変制御することで、パイロットポ
ペット77により制御されるパイロット圧を可変調整し、
メインポペット101により圧力制御されるアタッチメン
ト回路43のリリーフ圧を、交換したアタッチメント44に
適合する圧に容易に可変設定できる。

【００９８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、スプリン
グ力制御手段によりスプリングの付勢力を実質的に可変
制御することで、パイロット弁により制御されるパイロ
ット圧を可変調整し、主弁により制御されるアクチュエ
ータ側通路のリリーフ圧を容易に可変設定できる。

【００９９】請求項２記載の発明によれば、メイクアッ
プ作動弁体を設けることで、ラインリリーフ弁にメイク
アップ機能を組込んで、リターン通路の戻り流体の圧力
がアクチュエータ側通路の圧力より高圧のときは、戻り
流体をラインリリーフ弁から流体圧アクチュエータ側に
補給でき、流体圧アクチュエータ側でのバキュームの発
生を防止できる。

【０１００】請求項３記載の発明によれば、電磁比例弁
から電気量に応じて供給された設定変更圧により、リリ
ーフ圧可変シリンダがパイロット弁のスプリングの付勢
力を実質的に可変制御するので、ラインリリーフ弁に従
来の電気リリーフ弁に相当する機能を組込むことがで
き、回路構成を簡単にできる。

【０１０１】請求項４記載の発明によれば、スプリング
力制御手段が、スプリングの付勢力に抗する方向の力を
パイロット弁に付与するネガティブ特性を備えているの
で、回路停止などによりスプリングの付勢力に抗する方
向の力が付与されないときは、回路圧を最も高いリリー
フ圧で保持でき、従来の電気リリーフ弁のような非励磁
時のアンロード特性に対処するための電気チェック弁を
不要にでき、回路構成を簡単にできるとともに、回路停
止時のアクチュエータ保持を確実にできる。

【０１０２】請求項５記載の発明によれば、油圧ショベ
ルのアタッチメントを交換したときに、スプリング力制
御手段によりスプリングの付勢力を実質的に可変制御す
ることで、パイロット弁により制御されるパイロット圧
を可変調整し、主弁により圧力制御されるアタッチメン
ト回路のリリーフ圧を、交換したアタッチメントに適合
する圧に容易に可変設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るラインリリーフ弁の一実施の形態
を示す断面図である。

【図２】同上ラインリリーフ弁の正面図である。

【図３】同上ラインリリーフ弁の作動特性を示す特性図
である。

【図４】同上ラインリリーフ弁が組込まれた油圧回路の
一例を示す回路図である。

【図５】同上ラインリリーフ弁のラインリリーフ機能を
示す断面図である。

【図６】同上ラインリリーフ弁のメイクアップ機能を示
す断面図である。

【図７】従来の油圧回路を示す回路図である。

【図８】同上従来回路に組込まれた電気リリーフ弁を示
す断面図である。

【図９】同上電気リリーフ弁のソレノイド特性を示す特
性図である。

【符号の説明】

43 アタッチメント回路 44 アタッチメント 44a 流体圧アクチュエータとしての油圧アクチュエー
タ 48 アクチュエータ側通路 49 タンク 50 リターン通路 52 リリーフ圧可変シリンダ 51 ラインリリーフ弁 54 電磁比例弁 57 スプリング力制御手段 77 パイロット弁としてのパイロットポペット 92 スプリング 94 メイクアップ作動弁体 101 主弁としてのメインポペット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩崎仁東京都世田谷区用賀四丁目10番１号新キャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者麻生由雄兵庫県加古郡稲美町印南2337番地株式会社明石機械製作所土山工場内 (72)発明者上野政彦兵庫県加古郡稲美町印南2337番地株式会社明石機械製作所土山工場内Ｆターム(参考） 3H059 AA06 AA17 BB05 CA12 CD05 CD11 CD13 CE04 CE06 EE01 FF03 FF14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体圧アクチュエータに連通されたアク
チュエータ側通路とタンクに連通されたリターン通路と
の間に開閉自在に設けられた主弁と、主弁のアクチュエータ側通路に対して反対側に導入され
たパイロット圧を制御するパイロット弁と、パイロット弁をパイロット圧閉込方向に付勢するスプリ
ングと、スプリングの付勢力を実質的に可変制御するスプリング
力制御手段とを具備したことを特徴とするラインリリー
フ弁。
【請求項２】リターン通路の戻り流体の圧力がアクチ
ュエータ側通路の圧力より高圧のときに開き作動して戻
り流体を流体圧アクチュエータ側に補給するメイクアッ
プ作動弁体を具備したことを特徴とする請求項１記載の
ラインリリーフ弁。
【請求項３】スプリング力制御手段は、パイロット弁のスプリングの付勢力を設定変更圧により
可変制御するリリーフ圧可変シリンダと、リリーフ圧可変シリンダに電気量に応じた設定変更圧を
供給する電磁比例弁とを具備したことを特徴とする請求
項１または２記載のラインリリーフ弁。
【請求項４】スプリング力制御手段は、スプリングの付勢力に抗する方向の力をパイロット弁に
付与するネガティブ特性を具備したことを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか記載のラインリリーフ弁。
【請求項５】油圧ショベルのアーム先端に装着された
アタッチメントに作動油を供給するアタッチメント回路
に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か記載のラインリリーフ弁。