JP2605795B2 - パイロット操作流体回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はパイロット操作流体回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

流体回路において、二次圧側に配置した各種機器を作
動及び停止させる切換弁をパイロット圧力にて切換作動
させる形式のものには、複雑な配管を回避するため主回
路と同一の流体源よりパイロット圧を得る構成のものが
ある。

例えば、産業車両の油圧回路では、第４図に示すよう
に油圧ポンプ51から延びる主回路53から分岐点52におい
て鎖線で示すパイロット回路が分岐されている。そして
主回路53の流れは複合油圧調整機構56の分流弁54にて二
分され、一方はステアリング装置55に、また他方は荷役
装置のシリンダ57に延びている。

前記調整機構56について説明すると、分流弁54は下流
側に配置されたリリーフ弁58に連通され、さらに電磁制
御パイロット式の第１の切換弁60に延びている。この切
換弁60は連通位置にあるとき、下流側において遮断位置
にある同じく電磁制御パイロット式の第２の切換弁61に
連通されるようになっている。

両切換弁60,61はそれぞれ連通位置及び遮断位置に保
持され、リリーフ弁58の圧力室64は消磁されている電磁
弁62を介してドレインタンク63に連通されて低圧状態に
あるとき、メインスプール65が弁室内において開放位置
に保持されている。これにより、メインスプール65のシ
ート面67がドレイン回路68を開放し、ここから流出する
圧油はドレインタンク63内に回収される。

上記の状態では第２の切換弁61にて駆動制御されるチ
ルトシリンダ等の荷役用油圧機器のシリンダ57が停止保
持されている。

このシリンダ57を作動させるには、電磁弁62を励磁し
て、第５図に示すようにリリーフ弁58の圧力室64とドレ
インタンク63とを遮断する。すると、圧力室64内の圧力
が上昇し、押しバネ72の力とともにスプール65を右方に
移動させ、シート面67にてドレイン回路68を閉鎖する。
よって、主回路53の圧力が上昇し、配管の分岐点52内に
も昇圧が生ずる。このため、パイロット管路内にも減圧
弁73にて設定されたパイロット圧が生ずる。このとき、
第２の切換弁61が励磁されると、操作部に導入されたパ
イロット圧により切換弁61の位置が切換えられる。そし
て、第１の切換弁60を迂回して流れる（第５図矢印方
向）圧油が連通位置にある第２の切換弁61を介して、シ
リンダ57のピストン室74がリリーフ弁58に、ロッド室75
がドレインタンク63に連通され、シリンダ57が駆動され
るようになっている。

また、第６図は複合油圧調整機構56内においてリリー
フ弁58に代えてシーケンス弁76を配置したものであり、
これのメインスプール77が押しバネ78により主回路53を
閉鎖している。そして、油圧ポンプ51から吐出される圧
油により、圧力室79の圧力が上昇すると押バネ78の力に
抗してスプール77が開方向に押圧され、圧力室79はセン
ターポート59に連通し、ドレインタンク63に開放され
る。

上記したシーケンス弁76の圧力室79内の昇圧に伴っ
て、主回路53の分岐点52を介してパイロット回路内にも
減圧弁73にて設定されたパイロット圧力が発生する。こ
のパイロット圧力により第２の切換弁61が遮断位置から
連通位置に切換えられ、シーケンス弁76のポート59及び
ドレインタンク63がシリンダ57のピストン室74及びロッ
ド室75にそれぞれ連通されることにより同シリンダ57が
作動される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した２種類のパイロット操作流体回路において、
前者は、第５図のように切換弁61を切換え負荷Ｗを下降
させる方向へシリンダ57を作動するとき、ポンプ51の回
転数が低く負荷Ｗが重負荷の場合には、主回路53から矢
印方向に従いシリンダー57のピストン室74に供給される
圧油の量が不定し、ピストン室74内の圧力が極めて低く
なり、ひいては主回路53の圧力低下を招来する。このた
め、分岐点52を介して連通されているパイロット回路
も、パイロット圧力の確保が困難となり、切換弁61の切
換え駆動に支障をきたし、シリンダ57の作動が不安定な
ものとなる。

加えて、第４図においてシリンダ57が非作動状態にあ
るとき、主回路53の圧油はスプール65のシート面67を経
由してドレインタンク63へ開放されているがシート面67
を通過する際の圧力損失が大きなものとなり、圧油が有
効に使用されない。

また、後者においては荷役装置57の非作動時にもシー
ケンス弁76の圧力室79の昇圧により主回路53の分岐点52
に圧力上昇が生ずる。従って、切換弁61を作動させる必
要のない、すなわちパイロット圧力が不必要な場合で
も、常にパイロット圧力を確保できる圧力が主回路53に
存在し、前者の圧力損失と同じく圧油の有効利用につい
て改良の余地を残す。

この発明は上記した問題点を解決しようするものであ
り、その目的は主回路の二次圧側機器を駆動するとき、
適宜にパイロット圧力を発生させ、機器の安定した作動
を保証するとともに、二次圧側機器の駆動しないときの
主回路内における圧力損失を低減させ、作動流体を有効
に利用し得るパイロット操作流体回路を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記した目的を達成するために、流体源と
二次圧側の機器を接続する主回路と、前記主回路内にお
いて流体源と二次圧側の機器を連通又は遮断して、連通
時には機器を駆動する駆動手段と、前記主回路に対し駆
動手段よりも流体源側において分岐され、かつ駆動手段
の操作部に接続されたパイロット回路とを備えたパイロ
ット操作流体回路であって、前記主回路中の前記パイロ
ット回路との分岐部位よりも下流側に設けられ、前記流
体源と二次圧側との間の開度を調節する弁体及び該弁体
の両側の室を備え、前記流体源からの流体圧力を前記両
側の室のうち一方の室よりも他方の室の方が減圧状態と
なるように設定すると共に、前記弁体を前記他方の室か
ら一方の室へ向け付勢する付勢手段を設け、それら両側
の室から弁体に作用する力のバランスによって流体源と
二次圧側との間の開度を調節する開度調節手段と、前記
開度調節手段の前記他方の室の流体圧力と前記パイロッ
ト回路の流体圧力とを対抗させて、前記他方の室の流体
圧力を昇圧させる圧力受承室と、前記パイロット回路内
において切換操作され、前記パイロット回路と前記圧力
受承室とを連通又は遮断する切換手段とを備え、前記切
換手段の切換操作により前記パイロット回路と前記圧力
受承室とが連通され、パイロット回路から前記圧力受承
室へパイロット回路内の流体圧力が供給されたとき、当
該流体圧力に対抗する前記他方の室の流体圧力が昇圧さ
れ、前記開度調節手段により流体源と二次圧側との間の
開度が減少されるように構成したことをその要旨とす
る。

〔作用〕

この発明は上記した手段を採用したことにより、切換
手段を切換操作してパイロット回路と圧力受承室とを連
通させると、パイロット回路から圧力受承室へパイロッ
ト回路内の流体圧力が供給される。この圧力受承室に供
給されたパイロット回路内の流体圧力には、減圧状態と
なる他方の室の流体圧力が対抗され、パイロット回路内
の流体圧力によって他方の室の流体圧力が昇圧される。
この他方の室の流体圧力が昇圧されることにより、開度
調節手段の弁体にかかる力のバランスが崩れ、そのバラ
ンスがとれるように弁体が移動し、流体源と二次圧側と
の間の開度が減少される。これにより、開度調整手段よ
りも流体源側の主回路の流体圧力が昇圧される。主回路
とパイロット回路との分岐部位は開度調節手段よりも流
体源側に配設されているため、主回路の流体圧力の上昇
に伴いパイロット回路内の流体圧力も昇圧される。

〔実施例〕

以下、この発明を産業車両におけるパイロット操作油
圧回路に具体化し、その第１の実施例を第1,2図に従っ
て詳述する。

油圧ポンプ１は二点鎖線にて包囲される複合バルブ機
構２に接続され、同バルブ機構２内でポンプ１より延び
る主管路３から接続点Ｐにおいてパイロット管路４が分
岐されている。前記ポンプ１には、バルブ機構２内に配
置した開度調節手段としての分流弁５の流入ポート６に
連通されている。

この分流弁５は内部に移動可能に配置した弁体として
の中空状のスプール７によって左右の２つの圧力室8,9
に区画され、さらにスプール７の外周面の一部には小径
状の連通凹部10が形成され、同凹部10により流入ポート
６と荷役側の流出ポート11が連通されている。さらに、
スプール７の凹部10の外周面には右方圧力室９に連通す
るオリフィス12が、さらに左端大径部13には左方圧力室
８に連通するオリフィス14がそれぞれ透設されている。
前記凹部10から圧油が流入すると、左方圧力室８は右方
圧力室９よりも圧力が高くなる。また、右方圧力室９は
操舵側流出ポート15に連通している。

前記スプール７は右方圧力室９内に架装された付勢手
段としての押しバネ16により左方に付勢され、左方圧力
室８内の圧力に対する右方圧力室９内の圧力及び押しバ
ネ16の付勢力の差により、位置決めするスプール７の右
方大径部18の左右両端の荷役側及び操舵側流出ポート1
1,15の流体通過断面積がそれぞれ調整されるようになっ
ている。

前記荷役側流出ポート11の下流側には電磁制御パイロ
ット式の第１及び第２の切換弁19,20が配置されてい
る。第１図に示すように、第１の切換弁19が第２の切換
弁20に連通される連通位置に、また第２の切換弁20が荷
役用油圧シリンダ22から遮断される遮断位置にあると
き、主管路３の圧油は荷役側ポート11より両切換弁19,2
0を介してドレインタンク21に連通される。そして、第
２図に示すように、荷役用レバーの操作等によって切換
弁20が励磁されそれぞれ遮断位置及び連通位置に切換え
られると、主管路３は第１の切換弁19を経ることなく迂
回して、第２の切換弁20を介して二次圧側の油圧機器と
しての下流側の荷役用油圧シリンダ22のピストン室23に
連通され、さらにそのロッド室24が切換弁20を介してド
レインタンク21に連通される。

また、操舵側流出ポート15はステアリング装置25に連
通され、これらを結ぶ管路26には圧力受承室としてのプ
ランジャ室27が形成されている。このプランジャ室27内
にはパイロット圧力発生手段としてのプランジャ28が収
容され、常には第１図に示す非作動位置に保持されてい
る。そして、同プランジャ室27の後部に形成されたパイ
ロットゲイン部29内に圧力が付与されると、第２図に示
す作動位置に移動され、プランジャ28のシート面30がプ
ランジャ室27の前部のゲイン入口31を封鎖したとき、バ
イパス用オリフィス33を介してステアリング装置25に圧
油が流れ、同装置25に対して安定した流量供給を行うよ
うになっている。

前記パイロット回路４は減圧弁34を介して、各切換弁
19,20の操作部に接続され、さらに電磁式の三方向弁35
に連通されている。この三方向弁35が第１図に示す非励
磁位置にあるとき、パイロット回路４は閉鎖され、さら
にパイロットゲイン部29が三方向弁35を介してドレイン
タンク21に連通されている。そして、第２図に示すよう
に、三方向弁35が励磁位置にあるときには、パイロット
ゲイン部29はドレインタンク21から遮断されるととも
に、パイロット回路４に連通されるようになっている。

上記した分流弁５の作用を略述すると、第１図に示す
ようにステアリング装置25及び荷役用油圧シリンダ22の
いずれもが駆動されていないとき、ポンプ１から吐出さ
れる圧油は分流弁５の流入ポート６より連通凹部10内に
流入し、オリフィス14,12を介して左右の圧力室8,9内に
流入し、荷役側及び操舵側11,15の流出ポート11,15へと
流れる。そして、ステアリング装置25が操作されると、
パワーステアリング機構の特質により右方圧力室９内が
昇圧される。これにより、オリフィス12を挟んで、凹部
10及び右方圧力室９における差圧が減少するため、右方
圧力室９内への圧油の流入量も減少する。このため、操
舵側流出ポート15内に流れる圧油の量が減少するもの
の、凹部10と右方圧力室９の圧力の均衡化により、押し
バネ16の力を受けてスプール７は左方に移動する。従っ
て、操舵側流出ポート15の絞り量が増大されるととも
に、荷役側流出ポート11の絞り量が減少され、ポンプ１
から操舵側流出ポート15に供給される圧油の量が増加さ
れ、安定したステアリング操作が行われる。

また、ステアリング装置25が操作されていないとき、
即ち第１図に示す状態では、主回路３のポンプ１と分流
弁５との間においてポンプ１の圧油の吐出により発生す
る微小な圧力はパイロット圧を得るには不充分である。
このときには、三方向弁35を励磁して、第２図に示すよ
うに、パイロット回路４とパイロットゲイン部29とを連
通させる。

すると、主回路３の接続点Ｐからパイロット回路４を
介して、主回路３内の微小圧力がゲイン部29内に付与さ
れる。前記ゲイン入口31には、主回路３内の微小圧力よ
り分流弁５のオリフィス12及び操舵側流出ポート15の絞
り分だけさらに低い僅少圧力がかかっており、これら微
小圧力及び僅少圧力の差圧により、同プランジャ28が左
方に移動される。すると、プランジャ28のシート面30が
管路26を閉鎖する。これにより管路26内が昇圧され、ひ
いては分流弁５の右方圧力室９内の圧力が高まる。この
ため、スプール７が左方に移動して、荷役側流出ポート
11を絞る。これにより、凹部10内の圧力が増加し、ポン
プ１から分流弁５に流れる圧油の油圧力を上昇させる。

上記の理由により、主回路３の接続点Ｐを介してパイ
ロット回路４内には高い圧力の圧油が流れ、減圧弁34に
より予め設定したパイロット圧力に減圧される。そし
て、荷役用レバー等の操作により第２の切換弁20が励磁
されると、この切換弁20の操作部にパイロット圧が付与
され、同切換弁20が連通位置に切換えられる。従って、
ポンプ１から分流弁５の荷役側流出ポート11を経て流れ
る圧油は第１切換弁19の直前で矢印で示すように迂回し
て、第２切換弁20に達し、これから油圧シリンダ22のピ
ストン室23内に流入して、ピストンに圧力を加える。こ
れとともに、シリンダ22のロッド室24内の圧油がドレイ
ンタンク21へと強制的に流され、シリンダ22が作動され
る。

又、パイロット圧力を発生させ切換弁20により、シリ
ンダ22を作動しているときにステアリング装置25が操作
されゲイン出口32の圧力が、減圧弁34に設定されゲイン
圧力室29に導かれた圧力よりも高圧になった場合は、プ
ランジャ28は右方向に移動し、シート部30にて閉路され
ていた油路を開き不必要となった増圧機能を解除する。

続いて、この発明の第２の実施例を第３図に従って述
べる。

この実施例では分流弁40の下流に開度調節手段として
のシーケンス弁41を配置している。そのシーケンス弁41
には弁体としてのスプール42が収容され、同スプール42
を左方圧力室43内の油圧力と、右方圧力室44の油圧力及
び付勢手段としての軽重量の押しバネ45により位置決め
し、切換弁19,20に供給される油量を調整するものであ
る。前記右方圧力室44はプランジャ室27を介してドレイ
ンタンク21に連通され同プランジャ室27内には第１実施
例とほぼ同一のプランジャ28が配置されている。

そして、荷役用油圧シリンダ22及びステアリング装置
25の非操作時に主回路３内に生じた微小圧力が接続点Ｐ
を経てパイロット回路４内に流れ、、三方向弁35の励磁
によってパイロットゲイン部29内を昇圧させる。これに
より、プランジャ28のシート面30が弁座36に当接し、右
方圧力室44とドレインタンク21との間を閉鎖する。する
と、左方圧力室43からオリフィス46を介して右方圧力室
44に流入する圧油により、両圧力室43,44内が近似圧力
になり、押しバネ45の作用によりスプール42が左方に移
動されて、分流弁40と第１の切換弁19間の流量が絞られ
る。

従って、シーケンス弁41の上流側の油圧値が上昇し、
これが接続点Ｐからパイロット回路４内の減圧弁34を介
して所定のパイロット圧に調整され、両切換弁19,20が
励磁された時これらの位置を切換える。よって、荷役用
油圧シリンダ22が駆動される。

なお、ゲイン部29内に付与される圧力は減圧弁34の設
定値を上回ることはなく、右方圧力室44内においてもプ
ランジャ28のゲイン部29断面積とシート部37断面積の比
に従う量のみ増圧される。又、ゲイン部29の圧力は減圧
弁34で設定された圧力以上にはならないため、前記断面
積比増圧分以上に右方圧力室44しいてはシーケンス弁41
の流入ポート47の圧力が高くなった場合はシート部37が
開きスプール42が右方に移動し流出ポート49の開口量が
増加する。従って、不必要な圧力増加を防ぐ事ができ
る。プランジャ28にはダンパオリフィス49aが形成さ
れ、このプランジャ28が弁座37に当接したときの衝撃を
緩和させる配慮がなされている。

このように構成しても、前記第１実施例と同様の効果
を発揮する。

なお、この発明は上記した実施例に拘束されるもので
はなく、例えば、 産業車両以外の油圧回路にも広く応用したり、 圧力流体として圧油に代えて圧縮空気を採用する、
等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて任意の変更
は無論可能である。

〔効果〕

以上詳述したように、この発明は必要時に適宜にパイ
ロット圧力を発生させることができ、二次圧側の機器の
安定した駆動が可能となるとともに、圧力損失が防止さ
れるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す回路図、第２図
は第１図における油圧回路の油圧機器駆動時の切換弁の
状態を示す回路図、第３図は第２の実施例を示す回路
図、第４図は従来例を示す回路図、第５図は第４図にお
ける油圧回路の油圧機器駆動時の切換弁の状態を示す回
路図、第６図は同じく従来例を示す回路図である。 流体源としての油圧ポンプ１、主回路３、パイロット回
路４、開度調節手段としての分流弁５及びシーケンス弁
41、弁体としてのスプール7,42、付勢手段としての押し
バネ16,45、駆動手段としての第１及び第２の切換弁19,
20、二次側の機器としての荷役用油圧シリンダ22、圧力
受承室としてのプランジャ室27、切換手段としての三方
向弁35。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−37105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−208608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−285512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−191498（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体源と二次圧側の機器を接続する主回路
   と、 前記主回路内において流体源と二次圧側の機器を連通又
   は遮断して、連通時には機器を駆動する駆動手段と、 前記主回路に対し駆動手段よりも流体源側において分岐
   され、かつ駆動手段の操作部に接続されたパイロット回
   路と、 を備えたパイロット操作流体回路であって、 前記主回路中の前記パイロット回路との分岐部位よりも
   下流側に設けられ、前記流体源と二次圧側との間の開度
   を調節する弁体及び該弁体の両側の室を備え、前記流体
   源からの流体圧力を前記両側の室のうち一方の室よりも
   他方の室の方が減圧状態となるように設定すると共に、
   前記弁体を前記他方の室から一方の室へ向け付勢する付
   勢手段を設け、それら両側の室から弁体に作用する力の
   バランスによって流体源と二次圧側との間の開度を調節
   する開度調節手段と、 前記開度調節手段の前記他方の室の流体圧力と前記パイ
   ロット回路の流体圧力とを対抗させて、前記他方の室の
   流体圧力を昇圧させる圧力受承室と、 前記パイロット回路内において切換操作され、前記パイ
   ロット回路と前記圧力受承室とを連通又は遮断する切換
   手段とを備え、 前記切換手段の切換操作により前記パイロット回路と前
   記圧力受承室とが連通され、パイロット回路から前記圧
   力受承室へパイロット回路内の流体圧力が供給されたと
   き、当該流体圧力に対抗する前記他方の室の流体圧力が
   昇圧され、前記開度調節手段により流体源と二次圧側と
   の間の開度が減少されるように構成したパイロット操作
   流体回路。