JP2003194007A - 建設重装備用油量可変制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 油圧シリンダへの油量をコントロールする補
助油量制御弁を方向切替え弁のブロック内部に設け、部
品点数を減らし、コンパクトな構造により狭小なスペー
スにても用いられる制御装置を提供する。 【解決手段】 ポンプ通路とフィーダ通路との間に油路
に設けられ、可変スロットルに供給される油量を制御
し、負荷通路に流込まれる油量を補助的に制御するシー
ト弁体は、負荷通路の負荷圧力と油圧ポンプ吐出側の圧
力の差により移動を行ない、移動量によってポンプ通路
からフィーダ通路への開口面積を変化させる制御可変ス
ロットルを有する第１シート弁と、第１シート弁に対し
て移動を行ない、第１シート弁の移動量を決定し、移動
量に応じて開口面積を変化させるパイロット制御可変ス
ロットルを有する第２シート弁と、切替えの際、第２シ
ート弁のパイロット制御可変スロットルの移動量を決定
するパイロット可変スロットルを有するパイロットスプ
ール提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアクチュエータに供
給される油量を可変制御できるようにした重装備用油量
可変制御装置に関するものである。

【０００２】さらに詳しくは、油圧シリンダーに流出
し、流込まれる油量をコントロールする補助油量制御弁
を方向切替え弁のブロック内部に設け、部品点数を減ら
し原価コストを削減し、コンパクトな構造により、設計
の際にレイアウト上の干渉を防止して狭小なスペースに
ても用いられるようにした油量制御装置に関するもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】図１に概略的に図示したように、従来技
術による建設重装備用油量制御装置は、エンジンにつな
がる油圧ポンプ(２００)と、油圧ポンプ(２００)につな
がって供給される作動油により駆動する油圧シリンダー
(３００)、油圧ポンプ(２００)と油圧シリンダー(３０
０)間の油路に設けられ、油圧シリンダー(３００)を起
動、停止及び方向切替えさせるように作動油をコントロ
ールする方向切替え弁(１００)と、方向切替え弁(１０
０)と油圧シリンダー(３００)間の負荷通路(６A、６B)
に設けられ、油圧シリンダー(３００)に供給される油量
を制限してこれの駆動速度をコントロールする補助制御
弁(４００ ; ４００A、 ４００B)を備える。

【０００４】説明符号無い４はセンターバイパス通路、
５００は回路内に設定の圧力を越える負荷発生の際、作
動油をタンク(T)へドレインさせるリリーフ弁である。

【０００５】従って、オペレータがコントロールレバー
(図示無し)を操作すると、パイロット信号圧が前述の方
向切替え弁(１００)の右側端に印加され内部スプールを
図面上、左側方向に切替えさせる。これにより、油圧ポ
ンプ(２００)から吐出される作動油はポンプ通路(５)、
切替えられた方向切替え弁(１００)を経由して負荷通路
(６A)を通過して油圧シリンダー(３００)のラージ室(３
０２)に供給され、同時に油圧シリンダー(３００)のス
モール室(３０１)から吐出される作動油はチェック弁
(４０５B)及び負荷通路(６B)を経由してタンク(T)へ戻
され、油圧シリンダー(３００)が伸長駆動を行う。

【０００６】一方、前述の方向切替え弁(１００)が図面
上、右側方向へ切替える際は、油圧ポンプ(２００)から
吐出される作動油は油圧シリンダー(３００)のスモール
室(３０１)へ供給されるので、油圧シリンダー(３００)
は収縮駆動を行う。

【０００７】作業条件によって前述した油圧シリンダー
(３００)へ供給される油量を制限して油圧シリンダー
(３００)の駆動速度をコントロール使用とする場合、ス
ロットル(４０１A)の開放量に相当するパイロット圧力
(４０２A、４０３A)と、予め設定の弁バネ(４０４A)と
の圧力差により補助油量制御弁(４０４A)が前述したラ
ージ室(３０２)に流込まれる油量が調節できることにな
る。

【０００８】しかし、前述したような油量制御装置にお
いては、前述の補助油量制御弁(４００)を方向切替え弁
(１００)の負荷通路(６A、６B)と油圧シリンダー(３０
０)間の油路に設けるために、別のブロックが必要とな
り、当該部品点数の増加により原価コストが高くなり、
設計の際、レイアウト(LAY-OUT)上の干渉によりスペー
スが狭小な場所にては使用が不可能になるという問題点
を有する。

【０００９】なお、前述の油圧シリンダー(３００)側の
負荷圧力が油圧ポンプ(２００)側の吐出圧力より高い場
合、逆流を防止するためのチェック機能が補助油量制御
弁(４００)には備われず、チェック弁(３)を方向切替え
弁(１００)のポンプ通路(５)に別に設けなければならな
いという問題点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、油量をコントロールする補助油量制御弁を方向切替
え弁のブロック内部に設け、当該部品点数を減らし原価
コストを節減して、コンパクトな構造により設計の際、
レイアウト上の干渉を防止し、狭小なスペースにても使
用できるようにした油量制御装置を提供することであ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、油圧ポンプの吐出圧
力より作業装置の負荷圧力が高い時、応答性に優れてい
る逆流防止のチェック機能を働き、信頼度を向上させる
ことができるようにした油量制御装置を提供することで
ある。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、作業装置の負
荷圧力及び油圧ポンプの圧力変動に関わらず、設定の作
動油を一定にアクチュエータへ供給できる、重装備油量
制御装置を用いた油圧回路を提供することである。

【００１３】

【課題を解決しようとする課題】前述した本発明の目的
は、油圧ポンプのポンプ通路につながり駆動するアクチ
ュエータと、油圧ポンプとアクチュエータ間の油路に設
けられ、パイロット信号圧印加の際、切替えられ作動油
の流れをコントロールする油量制御弁と、ポンプ通路と
フィーダ通路間の油路に設けられ、アクチュエータへ供
給される油量をコントロールし、負荷通路へ流込まれる
油量を補助的にコントロールするシート弁体を備える重
装備用油量制御装置において、前記シート弁体はポンプ
通路とフィーダ通路間の油路に負荷通路の負荷圧力と油
圧ポンプの吐出側の圧力差により移動を行い、該移動量
に応じてポンプ通路とフィーダ通路間の開口面積を変化
させる第１シート弁 ;前記第１シート弁に対して移動を
行い、第１シート弁と第２シート弁との間に挿入された
弾性手段を圧縮するので、前記第１シート弁の移動量を
決定する第２シート弁 ; 及びパイロット可変スロット
ルが形成され切替えられることにより、前記パイロット
可変スロットルの開度をコントロールして前記第２シー
ト弁の移動量を決定するパイロットスプール ; を備え
る。

【００１４】本発明の望ましい実施例によると、第１シ
ート弁は移動量に応じて、ポンプ通路からフィーダ通路
への開口面積を変化させる制御可変スロットルを有し、
前記第２シート弁は第２シート弁の外周面が前記シート
弁体のハウジングに対して斜めに形成される補助制御可
変スロットルを備え、第２シート弁の移動量によって第
２シート弁の外周面と前記シート弁体のハウジングとの
間の開口面積を変化させる。

【００１５】前記パイロットスプールは前記パイロット
信号圧の印加の際、切替えたり又は、負荷通路と油圧シ
リンダーポット間に設けられた主可変スロットルの前後
の信号圧力差により切替えられることができる。

【００１６】さらに、前記シート弁体に形成されたパイ
ロット信号圧通路に逆流防止用チェック弁が設けられ、
前記油圧シリンダー駆動の際、負荷通路内の負荷圧力が
ポンプ通路に逆流することが防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施例を
添付図面により詳しく説明するが、これは本発明の属す
る技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施
できるように詳細に説明するためであって、これにより
本発明の技術的な思想及びカテゴリが限定されることを
意味するものではない。

【００１８】図２、図３a、図３b及び図３cは本発明の
一実施例によるシート弁体の断面図であり、図４は前記
シート弁体を用いた油圧回路図である。

【００１９】図面を参照すると、本発明によるシート弁
体(５００)はポンプ通路(５)とフィーダ通路(７A、７B)
との上に設けられ、開度を制御する第１シート弁(５０
２)、前記第１シート弁の上乗量を制御する第２シート
弁(５０１)、前記第２シート弁(５０１)の圧力室(５２
４)にパイロット圧油を供給するパイロットスプール(４
１)を備える。

【００２０】前記第１シート弁(５０２)はポンプ通路
(５)とフィーダ通路(７A、 ７B)との間に油路上に位置
し、移動量によってポンプ通路(５)からフィーダ通路
(７A、７B)への開口面積を変化する制御可変スロットル
(５１１)を備え、前記第２シート弁(５０１)は圧力室
(５２４)にパイロット作動油路(５２１)を介してパイロ
ット圧油の供給の際、第１シート弁(５０２)に対して移
動を行い、第１シート弁(５０２)の移動量を決定する。
なお、第２シート弁(５０１)は移動量によってハウジン
グ(１)と第２シート弁(５０１)の外周面との間の開口面
積を変化するパイロット補助制御可変スロットル(５１
２)を備える。

【００２１】前記第１シート弁(５０２)と前記第２シー
ト弁(５０１)間には、弾性手段であるバネが挿入され、
第２シート弁(５０１)の位置が第１シート弁(５０２)の
上下移動に影響を与える。

【００２２】ポンプ通路(５)の油圧はポンプ圧力パイロ
ット連結通路(５２３、５２２a、５２２、 ５２１)を介
して第２シート弁(５０１)の圧力室(５２４)へ作用を行
なう。この時、パイロットスプール(４１)が５２２と５
２１との間に位置し、パイロットスプール(４１)が切替
えられることにより、パイロットスプール(４１)に形成
の可変スロットル(５２５)が移動により前記通路５２２
と５２１が開閉する。

【００２３】パイロットスプール(４１)の移動による可
変スロットル(５２５)の開き量とパイロット制御可変ス
ロットル(５１２)の開き量との差に比例して、第２シー
ト弁(５０１)が下方へ移動し、これは第１シート弁(５
０２)の上方への動きを制限する。

【００２４】この時、図３に示したように、前述の油圧
シリンダー(３００)駆動の際、負荷通路(６A、６B)内の
負荷圧力がポンプ通路(５)へ逆流することが防止できる
ように、パイロット信号圧通路(５２２a、５２３)との
間に逆流防止用チェック弁(５５１)が設けることができ
る。

【００２５】図４は前記シート弁体(５００)の圧力室
(５３１)にパイロット信号圧を印加して油量を制御する
油量制御装置の回路図である。

【００２６】図４を参考すると、本実施例による油量制
御装置は油圧ポンプ(７００)と、油圧ポンプ(７００)の
ポンプ通路(５)につながり駆動するアクチュエータ(７
０１、７０２、７０３)と、油圧ポンプ(７００)とアク
チュエータ(７０１、７０２、７０３)との間の油路に設
けられ、パイロット信号圧印加の際、切替えられアクチ
ュエータ(７０１、７０２、７０３)を起動、停止及び方
向切替えさせるように作動油の流れ方向を制御する油量
制御弁(２００A、２００B、２００C)と、ポンプ通路
(５)とフィーダ通路(７)との間の油路に設けられ、アク
チュエータに供給される油量を制御し、負荷通路(６A、
６B)に油圧される油圧を補助的に制御するシート弁体
(５００)を備え、前記圧力室(５３１)にはパイロット信
号圧が印加される。

【００２７】以下から、本発明による重装備用油量可変
制御装置の作動を図２乃至図４を参照して詳細に説明す
る。

【００２８】先ず、パイロット信号圧(５３１)が印加さ
れない場合、第１シート弁体(５０２)は負荷通路(６A、
６B)における負荷圧力と油圧ポンプ(７００)との上方側
通路(７C)にて圧力の差により上下移動を行なうことに
なり、負荷通路(６A、６B)にて圧力が油圧ポンプ(７０
０)からの吐出圧力より高くなる場合にも、時間遅れす
ることなく、上流側通路(７C)とフィーダ通路(７)との
下流側通路(７A、７B)間を遮断することにより、油圧シ
リンダー(７０２)に高負荷が発生する場合にも逆流が防
止できるようになる。

【００２９】パイロット信号圧は、油圧モータ(７０１)
の駆動のために油圧シリンダー(７０２)へ流込まれる作
動圧の油量を制限しようとする場合等に印加される。

【００３０】圧力室(５３１)にパイロット信号圧が印加
されると、印加される信号圧の大きさに比例してパイロ
ットスプール(４１)が図面の上、左側方向へ移動しスプ
ール(４１)が移動することにより可変スロットル(５２
５)が開放される。従って、パイロット油路(５２２、５
２１)がつながり、ポンプ通路(５)の油圧がパイロット
油路(５２３、５２２a、５２２、５２１)を経て圧力室
(５２４)に作用し第２シート弁(５０１)を下方へ加圧す
る。

【００３１】従って、第２シート弁(５０１)が下方へ移
動を行なうことにより、バネを加圧しポンプ通路(５)と
フィーダ通路(７A、 ７B)との間に位置した第１シート
弁(５０２)の上方の動きを制御することにより、油圧ポ
ンプ(７００)の上流側通路(７C)からフィーダ通路(７)
への油量を調整できるようになる。

【００３２】図５、図６は本発明によるシート弁体を用
いて油圧を制御する他の実施例であって、図６は方向切
替え弁の主可変スロットルの前後圧力を夫々本発明によ
るシート弁体の圧力室につなげた油圧回路を示し、図５
は前記シート弁体が形成の方向切替え弁の断面図であ
る。

【００３３】図６を参照すると、本実施例による油量制
御装置は油圧ポンプ(２００)と、油圧ポンプ(２００)と
のポンプ通路(５)に並列につながり駆動するアクチュエ
ータ(３００)と、油圧ポンプ(２００)とアクチュエータ
(３００)との間の油路に設けられ、パイロット信号圧の
印加の際に切替えられ、アクチュエータ(３００)を起
動、停止及び方向切替えさせるように作動油の流れ方向
を制御する方向切替え弁(１００)と、ポンプ通路(５)と
フィーダ(７)間の油路に設けられ、アクチュエータに供
給される油量を制御し、負荷通路(６A、 ６B)に流込ま
れる油量を補助的に制御するシート弁体(５００)を備え
る。

【００３４】本実施例におけるパイロットスプール(４
１)は、前述の実施例と異なり、方向切替え弁(１００)
の主可変スロットル(１０２A、１０２B)の前後圧力(２
１、２２)により状態が決定される。即ち、パイロット
スプール(２５)の左右両側にて圧力室の圧力の差により
パイロットスプール(４１)が切替えられるものである。

【００３５】本実施例により油量が制御される過程を図
５を参照して述べる。

【００３６】油圧シリンダーの作動速度を制御する等の
目的のために、制御油圧シリンダー(３００)に供給され
る油量を制限しようとする場合、方向切替え弁(１００)
の右側端にパイロット信号圧(b)を印加させ、方向切替
え弁(１００)内部のスプール(１２)を図面の上、左側方
向へ切替えさせる。

【００３７】方向切替え弁(１００)のスプール(１２)が
切替えられると、方向切替え弁(１００)の主可変スロッ
トル(１０２A、１０２B)以前の圧力(２１)はパイロット
切替え弁(２４)のパイロット圧力室(５３１)につなが
り、主可変スロットル(１０２A、１０２B)以後の圧力は
スプール(１２)に形成お圧力通路(５２)を介して通路
(５０)へ作用する。前記通路(５０)の圧力は圧力ライン
(２２)を介してパイロット圧力室(５３０)に作用する。

【００３８】パイロットスプール(４１)は中立の際、ポ
ンプ通路(５)の圧油がパイロット通路(５２３、５２２
a、５２２、５２１)を経由して圧力室(５２４)へ作用す
ることを遮る。

【００３９】パイロットスプール(４１)は方向切替え弁
(１００)の主可変スロットル(１０２A、 １０２B)前後
圧力(２１、２２)及び、予め設定された弁バネ(２３)の
弾性力により位置が決められ、パイロットスプール(４
１)の左右両側圧力室(５３０、５３１)の圧力の差が前
記弁バネの弾性力を越えると切替えられる。

【００４０】この時、ポンプ通路(５)の作動油がパイロ
ット通路(５２３、５２２a、５２２、５２１)を経由し
て圧力室(５２４)へ流込み、パイロット可変スロットル
(５１２)の開き量と第２シート弁(５０１)に形成の補助
パイロット可変スロットル(５１２)の開き用の差に比例
し、第１シート弁(５０２)が図面の上、下方へ移動を行
うことにより、第１シート弁(５０２)の上乗量を制限す
るようになる。これにより、フィーダ通路(７A、７B)及
び負荷通路(６A、６B)に流込まれる油量がコントロール
できることになる。

【００４１】一方、油圧ポンプ(２００)の吐出圧力より
油圧シリンダー(３００)の負荷圧力が高い場合には、第
１シート弁体(５０２)は遮られた状態であるので、チェ
ック弁の機能が行なえるようになる。

【００４２】

【発明の効果】以上からのように、望ましい実施例によ
ると以下のようなメリットを有する。油圧ポンプの吐出
圧力よりアクチュエータ側の負荷圧力が高くなり、逆流
防止のチェック機能を行なう際、応答性に優れて信頼度
が向上できる。なお、構造を簡素化し、製作が容易でか
つ原価及び製作コストを減らし、油圧システムの安定性
が確保できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による油量制御装置の油圧回路図であ
る。

【図２】本発明の一実施例によるシート弁が内部に形成
された方向切替え弁の断面図である。

【図３】（ａ）本発明の一実施例による油量制御装置の
内、シート弁体の正面視の断面図である。 （ｂ）図３aのA-Aの断面図である。 （ｃ）チェック弁が設けられた図３aシート弁体のA-Aの
断面図である。

【図４】本発明の一実施例による油量制御装置の油圧回
路図である。

【図５】本発明の他の実施例によるシート弁体が形成ら
れた方向切替え弁の断面図である。

【図６】本発明の他の実施例による油量制御装置の油圧
回路図である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H089 AA27 AA60 BB27 CC01 DA02 DB03 DB14 DB28 DB47 DB49 DB54 DB75 EE16 EE23 GG02 JJ01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプのポンプ通路につながり駆動
   するアクチュエータと、油圧ポンプとアクチュエータ間
   の油路に設けられ、パイロット印加の際に切替えられ、
   作動油の流れをコントロールする油量制御弁と、ポンプ
   通路とフィーダ通路間の油路に設けられ、負荷通路に流
   込まれる油量を補助的にコントロールするシート弁体を
   備える重装備用油量制御装置において、 前記シート弁体は ;ポンプ通路とフィーダ通路との間の
   油路に負荷通路の負荷圧力と油圧ポンプの吐出側の圧力
   差により移動し、該移動量に応じてポンプ通路とフィー
   ダ通路間の開口面積を変化させる第１シート弁 ;前記第
   １シート弁に対して移動し、前記第１シート弁の移動量
   決めを行う第２シート弁 ; 及びパイロット可変スロッ
   トル(throttle)が形成され切替えられることにより、前
   記パイロット可変スロットルの開度をコントロールし
   て、第２シート弁の移動量決めを行うパイロットスプー
   ル ;を備えることを特徴とする重装備用油量制御装置。
2. 【請求項２】 第１シート弁は第１シート弁の移動量に
   応じてポンプ通路とフィーダ通路間の開口面積を変化さ
   せる制御可変スロットルを備えることを特徴とする請求
   項第１に記載の重装備用油量制御装置。
3. 【請求項３】 前記第２シート弁は第２シート弁の外周
   面にハウジングに対して、補助制御可変スロットルを備
   え、第２シート弁の移動量に応じて第２シート弁の外周
   面と前記シート弁体のハウジングとの間の開口面積が変
   化することを特徴とする請求項第１に記載の重装備用油
   量制御装置。
4. 【請求項４】 前記パイロットスプールは前記パイロッ
   ト信号圧印加の際、切替えられ油量をコントロールする
   ことを特徴とする請求項第１に記載の重装備用油量制御
   装置。
5. 【請求項５】 前記パイロットスプールは負荷通路と油
   圧シリンダーポット間に設けられた主可変スロットルを
   前後の信号圧力差により切替えられ、油量のコントロー
   ルを行うことを特徴とする請求項第１に記載の重装備用
   油量可変制御装置。
6. 【請求項６】 前記シート弁体に形成の信号圧通路に逆
   流防止用チェック弁が設けられ、前記油圧シリンダー駆
   動の際、負荷通路内の負荷圧力がポンプ通路に逆流され
   ることが防止できることを特徴とする請求項第１に記載
   の重装備用油量可変制御装置。