JP2651885B2 - 流量応援用方向制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ポンプの吐出圧油
を複数の方向制御弁により複数のアクチュエータに供給
する圧油供給装置に用いられて複数のアクチュエータに
油圧ポンプの吐出圧油を供給して高速作動する流量応援
用方向制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ポンプの吐出圧油を複数のアクチュ
エータに供給する圧油供給装置としては、油圧ポンプの
吐出路に複数の方向制御弁を設けて複数のアクチュエー
タにそれぞれ圧油を供給するもの、例えば油圧ポンプの
吐出路にブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、バ
ケット用方向制御弁、旋回用方向制御弁、左右走行用方
向制御弁を設けてブームシリンダ、アームシリンダ、バ
ケットシリンダ、旋回モータ、左右走行モータに圧油を
供給するパワーショベルの油圧回路が知られている。

【０００３】このような油圧回路に用いる各方向制御弁
は共通化を企るために同一大きさとなり、各アクチュエ
ータに供給しうる最大流量は同一となって各アクチュエ
ータの最大作動速度は同一となるので、特定のアクチュ
エータを高速作動する場合には流量応援用方向制御弁を
設けて特定のアクチュエータに大流量を供給できるよう
にしている。

【０００４】例えば、前述のパワーショベルの油圧回路
をおいてはブームシリンダ、アームシリンダを高速作動
する必要があるので、ブーム用方向制御弁、アーム用方
向制御弁と並列にブーム流量応援用方向制御弁とアーム
流量応援方向制御弁を設けてブームシリンダ、アームシ
リンダに大流量を供給できるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにして特定
のアクチュエータに大流量を供給しようとすると大流量
を供給する特定のアクチュエータの数だけ流量応援用方
向制御弁が必要となり、その流量応援用方向制御弁は弁
ブロックにスプールを嵌挿したものであるから、弁ブロ
ックの数が大きくなって圧油供給装置が大型となり、設
置スペースが大きくなってしまう。

【０００６】なお、実開平４−１３４９６９号公報に示
すように１つの弁ブロックに２本のスプールを嵌挿し、
その２本のスプールを移動することで２つの回路を開閉
制御するようにした弁が知られているが、この弁は２本
のスプールをスプリングで一方向に付勢し、パイロット
圧でスプリングに抗して他方向に押す構造であるために
回路を開閉して圧油を流すか、圧油を流さないようにす
るかの機能を有するのみである。

【０００７】このために、前述の弁をブーム応援用方向
制御弁、アーム応援用方向制御弁として用いた場合には
ブームシリンダ、アームシリンダに圧油を供給したり、
その圧油の供給を停止するだけとなってブームシリン
ダ、アームシリンダからの戻り油の流れについては何ら
機能しない。

【０００８】しかしながら、アクチュエータからの戻り
油は方向制御弁のメータアウト開口を通ってタンクに流
出するために、アクチュエータの戻り油が多い場合には
流通抵抗大となって背圧大となるから、油圧馬力大、回
路ロスが大となってしまう。例えば、アームシリンダの
縮み室に圧油を供給して縮み作動する場合に、その伸び
室からの戻り油が多いために背圧大となり、従って駆動
圧大となってしまう。

【０００９】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした流量応援用方向制御弁を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】弁ブロック２０のスプー
ル孔２１の左右に第１・第２スプール２２，２３を嵌挿
し、このスプール孔２１の左右中間部に中間ポート２４
を形成して第１・第２スプール２２，２３の対向端面２
２ａ，２３ａに開口した第１受圧室４２とし、前記スプ
ール孔２１に第１スプール２２で連通・遮断される第１
ポンプポート２７と第１アクチュエータポート２９を形
成し、そのスプール孔２１に第２スプール２３で連通・
遮断される第２ポンプポート２８と第２アクチュエータ
ポート３０とタンクポートを形成し、前記第１スプール
２２を第１スプリング３６及びそのスプリング室３６ａ
内の圧油で各ポートを遮断する中立位置に保持し、第２
受圧室４７の圧油で第１ポンプポート２７と第１アクチ
ュエータポート２９を連通する第１位置に移動するよう
にし、かつ第１受圧室４２と前記スプリング室３６ａを
連通し、前記第２スプール２３を第２スプリング４１で
各ポートを遮断する中立位置に保持し、第３受圧室５２
の圧油で第２ポンプポート２８と第２アクチュエータポ
ート３０を連通し、かつ第２アクチュエータポート３０
とタンクポートを遮断する第１位置に移動し、前記第１
受圧室４２の圧油で第２アクチュエータポート３０をタ
ンクポートに連通し、かつ第２アクチュエータポート３
０と第２ポンプポート２８を遮断する第２位置に移動す
る構成とした流量応援用方向制御弁。

【００１１】

【作 用】第１スプール２２を第１位置に移動するこ
とで第１の特定アクチュエータに圧油を供給できるし、
第２スプール２３を第１位置に移動することで第２の特
定アクチュエータに圧油を供給でき、しかもその第１・
第２スプール２２，２３は１つの弁ブロック２０に設け
てあるからコンパクトにでき、さらに第２スプール２３
を第２位置に移動することで第２の特定アクチュエータ
の戻り油をタンクに流出でき、その第２の特定アクチュ
エータから大流量をタンクに流出できて第２の特定アク
チュエータをスムーズに作動できる。

【００１２】

【実 施 例】図１に示すように、一対の油圧ポンプ１
の吐出路１ａは合流弁２を経てアーム用方向制御弁３、
左走行用方向制御弁４、旋回用方向制御弁５、ブーム用
方向制御弁６、右走行用方向制御弁７、バケット用方向
制御弁８、本発明に係る流量応援用方向制御弁９の入口
側に接続し、それぞれの方向制御弁によってアームシリ
ンダ１０、左走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ
１１、右走行モータ、バケットシリンダに圧油が供給さ
れる。前記流量応援用方向制御弁９はアーム用部９ａと
ブーム用部９ｂを備え、そのアーム用部９ａはアーム応
援用回路１２でアームシリンダ１０の伸び室１０ａに接
続し、ブーム用部９ｂはブーム応援回路１４でブームシ
リンダ１１の伸び室１１ａに接続している。１５はロッ
ク弁である。

【００１３】前記流量応援用方向制御弁９の詳細を図２
に基づいて説明する。弁ブロック２０のスプール孔２１
の左右に第１スプール２２と第２スプール２３が摺動自
在に嵌挿され、そのスプール孔２１の左右中間部には中
間ポート２４が形成されていると共に、この中間ポート
２４を境として左右に第１・第２出口ポート２５，２
６、第１・第２ポンプポート２７，２８、第１・第２ア
クチュエータポート２９，３０、第１・第２タンクポー
ト３１，３２がそれぞれ形成され、第１スプール２２に
は第１出口ポート２５と第１ポンプポート２７を連通・
遮断する第１小径部３３と第１切欠３４及び第１アクチ
ュエータポート２９と第１タンクポート３１を連通・遮
断する第２小径部３５が形成されていると共に、第１ス
プリング３６で各ポートを遮断する中立位置に保持さ
れ、前記第２スプール２３は第２出口ポート２６と第２
ポンプポート２８を連通・遮断する第３小径部３７と第
２切欠３８及び第２アクチュエータポート３０と第２タ
ンクポート３２を連通・遮断する第４小径部３９と第３
切欠４０が形成されていると共に、第２スプリング４１
で各ポートを遮断する中立位置に保持してある。

【００１４】前記第１・第２スプール２２，２３の対向
端面２２ａ，２３ａは中間ポート２４に臨み中間ポート
２４とで第１受圧室４２を構成し、この第１受圧室４２
は第１スプール２２の軸孔４３で第１スプリング３６の
スプリング室３６ａに連通している。

【００１５】前記弁ブロック２０の左端面２０ａにはプ
レート４３ａを介してスプリング受け筒体４４が固着さ
れ、第１スプール２２の一端小径部２２ｂはプレート４
３ａの孔４５よりスプリング受け筒体４４内に突出し、
かつピストン４６がボルト止めされ、そのピストン４６
がスプリング受け筒体４４の内周面４４ａに嵌合して前
記スプリング室３６ａを構成し、前記ピストン４６と一
端小径部２２ｂとスプリング受け筒体４４と弁ブロック
２０の左端面２０ａとの間に第２受圧室４７を構成し、
この第２受圧室４７に供給される圧油でピストン４６を
介して第１スプール２２を左方に移動して第１位置とす
る。

【００１６】前記弁ブロック２０の右端面２０ｂにはス
プリング受け筒体４８が取付けられ、このスプリング受
け筒体４８内に設けた杆体４９が第２スプール２３に連
結され、この杆体４９に設けた第１・第２スプリング受
け５０，５１間に第２スプリング４１が設けられて第２
スプール２３を中立位置に保持し、前記第１受圧室４２
の圧油で第２スプール２３は第１位置に移動し、かつ前
記スプリング受け筒体４８内の第３受圧室５２の圧油で
第２位置に移動する。

【００１７】前記弁ブロック２０には左右の圧力補償弁
５３が設けられ、この圧力補償弁５３は弁本体５４にポ
ペット５５を設け、そのポペット５５をバネ５６で弁ブ
ロック２０の弁座５７に圧着して第１・第２出口ポート
２５，２６と第１・第２アクチュエータポート２９，３
０を遮断し、バネ室５６ａに供給される負荷圧とポペッ
ト５５に作用する入口側圧力で出口側圧力を設定する。

【００１８】前記圧力補償弁５３は負荷の異なるアクチ
ュエータに圧油を同時に供給する際にポンプ吐出圧と最
も高い負荷圧によりセットされて圧力補償し、これによ
り負荷の異なるアクチュエータに圧油を同時に供給でき
るようにするためのものであり、前記各方向制御弁にも
設けられている。

【００１９】アームパイロット弁６０はパイロット油圧
ポンプ６１の吐出圧油を第１・第２パイロット回路６
２，６３に供給し、その第１・第２パイロット回路６
２，６３はアーム用方向制御弁３の第１・第２受圧部３
ａ，３ｂと前記第１・第３受圧室４２，５２にそれぞれ
接続している。

【００２０】ブームパイロット弁６４はパイロット油圧
ポンプ６１の吐出圧油を第１・第２パイロット回路６
５，６６に供給し、その第１・第２パイロット回路６
５，６６はブーム用方向制御弁６の第１・第２受圧部６
ａ，６ｂに接続し、第２パイロット回路６６が第２受圧
室４７に連通している。

【００２１】次に作動を説明する。 ブームシリンダ１１を伸ばしてブームを上昇する時。ブームパイロット弁６４を操作して第２パイロット回路
６６にパイロット圧油を出力する。このパイロット圧油
はブーム用方向制御弁６の第２受圧部６ｂと流量応援用
方向制御弁９の第２受圧室４７に供給される。 これによ
りブーム用方向制御弁６が上げ位置ａとなって油圧ポン
プ１の吐出圧油がブームシリンダ１１の伸び室１１ａに
供給されると共に、流量応援用方向制御弁９の第１スプ
ール２２が左に押されて第１位置となり、第１ポンプポ
ート２７と第１出口ポート２５が第１小径部３３、第１
切欠３４で連通し、第１アクチュエータポート２９と第
１タンクポート３１は遮断されたままとなるので、油圧
ポンプ１の吐出圧油が第１ポンプポート２７、第１出口
ポート２５に流れ、圧力補償弁５３のポペット５５を押
して弁座５７と離隔し、第１アクチュエータポート２９
よりブームシリンダ１１の伸び室１１ａに供給されるの
で、ブームシリンダ１１の伸び室１１ａに大流量が供給
される。

【００２２】アームシリンダ１０を伸ばしてアームを下
降して掘削する時。アームパイロット弁６０を操作して第２パイロット回路
６３にパイロット圧油を出力する。このパイロット圧油
はアーム用方向制御弁３の第２受圧部３ｂと流量応援用
方向制御弁９の第３受圧室５２に供給される。 これによ
りアーム用方向制御弁３が第１位置ｂとなって油圧ポン
プ１の吐出圧油がアームシリンダ１０の伸び室１０ａに
供給されると共に、流量応援用方向制御弁９の第２スプ
ール２３が左方に押されて第１位置となり、第２ポンプ
ポート２８と第２出口ポート２６が連通し、かつ第２ア
クチュエータポート３０と第２タンクポート３２は遮断
されたままとなり、油圧ポンプ１の吐出圧油が第２ポン
プポート２８、第２出口ポート２６に流れ、圧力補償弁
５３のポペット５５を押して弁座５７と離隔し、第２ア
クチュエータポート３０よりアームシリンダ１０の伸び
室１０ａに供給されるので、アームシリンダ１０の伸び
室１０ａに大流量が供給される。

【００２３】アームシリンダ１０を縮めてアームを上降
してダンプする時。アームパイロット弁６０を操作して第１パイロット回路
６２にパイロット圧油を出力する。このパイロット圧油
はアーム用方向制御弁３の第１受圧部３ａと流量応援用
方向制御弁９の第１受圧室４２に供給される。 これによ
りアーム用方向制御弁３が第２位置ｃとなって油圧ポン
プ１の吐出圧油がアームシリンダ１０の縮み室１０ｂに
供給され、伸び室１０ａ内の圧油はタンクに流出すると
共に、流量応援用方向制御弁９の第２スプール２３が右
方に押されて第２位置となり、第２ポンプポート２８と
第２出口ポート２６が遮断したままで第２アクチュエー
タポート３０と第２タンクポート３２が第４小径部３９
と第３切欠４０で連通され、アームシリンダ１０の伸び
室１０ａ内の圧油が第２アクチュエータポート３０、第
２タンクポート３２よりタンクに流出し、アームシリン
ダ１０の伸び室１０ａからタンクに大流量が流出する。

【００２４】この時、第１受圧室４２に供給されたパイ
ロット圧油は第１スプール２２の軸孔４３でスプリング
室３６ａ内に供給されるので、第１受圧室４２とスプリ
ング室３６ａは同一圧力となるから、第１スプール２２
は左右に移動しない。

【００２５】図３は第２実施例を示し、第１アクチュエ
ータポート２９と通路５８が遮断されており、さらに圧
力補償弁５３のポペット５５で第１アクチュエータポー
ト２９より第１出口ポート２５に圧油が流れないように
してある。

【００２６】このようにすれば、ブームシリンダ１１の
伸び室１１ａ内の圧油がスプール孔２１と第１スプール
２２との隙間よりタンクに流出しないので、ブームシリ
ンダ１１が外力によって縮み作動してブームが自然降下
することを最小限にできると共に、図１に示すロック弁
１５を省略できる。つまり、図２に示す弁ブロック２０
はアーム用方向制御弁３、ブーム用方向制御弁６の弁ブ
ロックと共通とするために第１アクチュエータポート２
９を通路５８と連通させ、第１アクチュエータポート２
９を第１タンクポート３１に連通できるようにしてい
る。 このようにすると、第１アクチュエータポート２９
の圧油がスプール孔２１と第１スプール２２との隙間よ
りタンクに流出するので、ブームシリンダ１１に外 力が
作用して伸び室１１ａ内に高圧が発生した時に、その伸
び室１１ａ内の圧油が前述のようにタンクに流出するの
で、ブームシリンダ１１が外力によって縮み作動してブ
ームが自然降下する。 これに対して、図３に示すように
第１アクチュエータポート２９を通路５８と遮断すれ
ば、前述のように第１アクチュエータポート２９内の圧
油がスプール孔２１と第１スプール２２との隙間よりタ
ンクに流出しないので、ブームが自然降下しない。

【００２７】

【発明の効果】第１スプール２２を第１位置に移動する
ことで第１の特定アクチュエータに圧油を供給できる
し、第２スプール２３を第１位置に移動することで第２
の特定アクチュエータに圧油を供給でき、しかもその第
１・第２スプール２２，２３は１つの弁ブロック２０に
設けてあるからコンパクトにできる。しかも、第２スプ
ール２３を第２位置に移動することで第２の特定アクチ
ュエータの戻り油をタンクに流出でき、その第２の特定
アクチュエータから大流量をタンクに流出できて第２の
特定アクチュエータをスムーズに作動できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す圧油供給装置の全体説明
図である。

【図２】本発明の流量応援用方向制御弁の第１実施例を
示す断面図である。

【図３】本発明の流量応援用方向制御弁の第２実施例を
示す断面図である。

【符号の説明】

２０…弁ブロック、２１…スプール、２２…第１スプー
ル、２３…第２スプール、２５…中間ポート、２７…第
１ポンプポート、２８…第２ポンプポート、２９…第１
アクチュエータポート、３０…第２アクチュエータポー
ト、３２…第２タンクポート、３６…第１スプリング、
４１…第２スプリング、４２…第１受圧室、４７…第２
受圧室、５２…第３受圧室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−150818（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−2873（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−32584（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ブロック２０のスプール孔２１の左右
   に第１・第２スプール２２，２３を嵌挿し、このスプー
   ル孔２１の左右中間部に中間ポート２４を形成して第１
   ・第２スプール２２，２３の対向端面２２ａ，２３ａに
   開口した第１受圧室４２とし、前記スプール孔２１に第
   １スプール２２で連通・遮断される第１ポンプポート２
   ７と第１アクチュエータポート２９を形成し、そのスプ
   ール孔２１に第２スプール２３で連通・遮断される第２
   ポンプポート２８と第２アクチュエータポート３０とタ
   ンクポートを形成し、 前記第１スプール２２を第１スプリング３６及びそのス
   プリング室３６ａ内の圧油で各ポートを遮断する中立位
   置に保持し、第２受圧室４７の圧油で第１ポンプポート
   ２７と第１アクチュエータポート２９を連通する第１位
   置に移動するようにし、かつ第１受圧室４２と前記スプ
   リング室３６ａを連通し、 前記第２スプール２３を第２スプリング４１で各ポート
   を遮断する中立位置に保持し、第３受圧室５２の圧油で
   第２ポンプポート２８と第２アクチュエータポート３０
   を連通し、かつ第２アクチュエータポート３０とタンク
   ポートを遮断する第１位置に移動し、前記第１受圧室４
   ２の圧油で第２アクチュエータポート３０をタンクポー
   トに連通し、かつ第２アクチュエータポート３０と第２
   ポンプポート２８を遮断する第２位置に移動する構成と
   した流量応援用方向制御弁。