JP2688493B2 - 油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧ショベルや油圧ショベルローダ
等において１つの油圧ポンプの吐出油を複数のアクチュ
エータ装置へ供給する油圧回路すなわちパラレル回路に
係り、殊にこのようなパラレル回路のタンデム回路化に
関する。

〔従来の技術〕 一般に、前述のような油圧パラレル回路において、複
数のアクチュエータ装置が同時に駆動される際にこれら
各アクチュエータ装置のそれぞれの所要油量の合計がポ
ンプの最大吐出流量を上回る場合には、アクチュエータ
装置の操作性が阻害されると共に危険が増大する。そこ
で、このような場合におけるパラレル回路では、通常ア
クチュエータ装置に優先と非優先の関係が予め設定され
ており、優先側の駆動時には非優先側の駆動が不能とな
るよう構成されている。

そしてこのようなための油圧回路は、従来は通常、油
圧回路を構成する弁体すなわちアクチュエータ装置本体
において、例えば非優先側への油通路は切換弁スプール
を有するセンターバイパス通路に形成し、優先側の駆動
時には前述切換弁スプールを介して前記センターバイパ
ス通路を閉塞するよう構成するか、あるいは例えば、非
優先側への油通路と優先側への油通路をブロック切換弁
を有するパラレル通路に形成し、優先側の駆動時にはそ
の駆動信号を介して前記ブロック切換弁によりパラレル
通路の中の非優先側への通路を閉塞するよう構成されて
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述のような従来の油圧回路の構成
は、次のような不利な点を有していた。

すなわち、この種の油圧回路の弁体すなわちアクチュ
エータ装置の本体は通常鋳物製品で構成される。したが
って、前述のような特別の構成を必要とする油圧回路の
弁体は、一般通常の弁体とは別に、その都度特別な鋳物
製品として構成されなければならなかった。すなわち、
新規の金型費と共に多品種少量生産に伴う多大の諸経費
を余儀なくされるものであった。

そこで、本発明の目的は、油圧回路における主要な油
通路を変更することなく、一般のパラレル油圧回路をタ
ンデム油圧回路に変更できるよう構成することにより、
この種タンデム油圧回路の弁体すなわちアクチュエータ
装置の本体の製造原価を低減できる油圧回路を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明に係る油圧回路
は、１つの油圧ポンプの吐出油を、それぞれ流量を調節
する可変絞りを有しかつ優先と非優先との関係が定まっ
ている複数のアクチュエータ装置に対し、それぞれ供給
するように構成してなる油圧回路において、 非優先側アクチュエータ装置に前記可変絞りを通過す
る流量を制御する圧力補償弁を設け、 油圧ポンプの吐出ラインより吐出され該ポンプのネガ
ティブ流量制御装置へ伝達される制御圧力の一部を供給
または遮断する切換弁を備えたパイロットラインを設け
ると共に、 優先側アクチュエータ装置が駆動される時に生ずる油
圧信号をパイロット信号として前記切換弁に供給して該
切換弁の切換えを行うパイロットラインを設け、 前記切換弁によって供給されるパイロット圧力を導入
して前記非優先側アクチュエータ装置に対して設けた圧
力補償弁を閉止するよう作動する油圧シリンダ装置を前
記圧力補償弁に付設し、 優先側アクチュエータ装置の駆動時に前記切換弁を介
して前記油圧シリンダ装置を作動させ、前記圧力補償弁
を閉止して、ポンプ吐出油が前記可変絞りを通過するの
を遮断するように構成することを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係るタンデム油圧回路は、一般に可変絞りと
圧力補償弁とを備えて構成される通常のパラレル油圧回
路における前記圧力補償弁に油圧シリンダ装置を付設す
ることにより構成される。したがって、本発明のタンデ
ム油圧回路の弁体は、通常のパラレル油圧回路の弁体鋳
物金型を利用して鋳造することが可能となり、製造原価
を大幅に低減することができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る油圧回路の一実施例につき添付図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、本発明の油圧回路は、基本的には、
１つの油圧ポンプ100と、優先側ならびに非優先側の２
つのアクチュエータ装置102,104と、優先側アクチュエ
ータ装置102が駆動される時に生ずる油圧信号によって
作動される油圧シリンダ装置106とからなる。

ポンプ100は、パイロットポート12の圧力が予め設定
されたポンプ制御圧力以上になるとポンプ吐出流量を減
少させポンプ制御圧力以下になるとポンプ吐出流量を増
大させるネガティブ流量制御装置14を有する。

両アクチュエータ装置102,104は、非優先側アクチュ
エータ装置104において油圧シリンダ装置106が付設され
ている点を除いて同一の構成を有する。すなわち、両ア
クチュエータ装置102,104は、それぞれ方向制御弁装置1
6を備えたアクチュエータ18と、アクチュエータ18の駆
動速度ならびに駆動方向を設定するアクチュエータ速度
設定器20と、速度設定器20の設定値に対応して開口面積
が制御される可変絞り22,22と、負荷圧力に係らず可変
絞り22,22の前記開口面積に比例した流量の油を可変絞
り22,22に対して通過させるための圧力補償弁24とから
なる。

そして、前記ポンプ100および両アクチュエータ装置1
02,104の油圧回路において、ポンプ100の吐出油は、吐
出ライン26を介してそれぞれ両アクチュエータ装置102,
104に供給されるように構成されていると共に、両アク
チュエータ装置102,104のそれぞれの可変絞り22の後側
通路28は、それぞれのパイロットライン30,32およびシ
ャトル弁34,パイロットライン36を介してバイパス弁38
のスプリング38a側へ伝達されるよう構成されている。
なお、前記シャトル弁34はパイロットライン30,32の内
の高い方の圧力をパイロットライン36に伝達するよう構
成されている。また、バイパス弁38は、吐出ライン26と
パイロットライン36との間の圧力差が予め設定された規
定値より小さい場合はスプリング38aによって閉塞され
ているが、前記圧力差が前記規定値より大きくなると吐
出ライン26の油をバイパスライン40へ排出するよう構成
されている。更に、バイパスライン40のタンク44に連通
する延長部分にはオリフィスからなる圧力発生器46が設
けられており、吐出ライン26からバイパスライン40へ油
が排出されるとその流量に応じたポンプ制御圧力を発生
し、この圧力がパイロットライン42を介してパイロット
ポート12に伝達されるよう構成されている。なお、参照
符号48は、バイパスライン40への排出油の急増時に圧力
の急上昇を防止するためのリリーフ弁を示す。

次に、油圧シリンダ装置106は、優先側アクチュエー
タ装置102のパイロットライン30に接続したパイロット
ライン50の圧力によって操作される切換弁52を介して作
動するよう構成されており、切換弁52は、パイロットラ
イン50の圧力が低く図示の位置にある時は、油圧シリン
ダ60の左側シリンダ室（第２図参照）に接続したパイロ
ットライン54と前記バイパスライン40に接続して前記制
御圧力を有するパイロットライン56とを接続し、パイロ
ットライン50の圧力が高くなりスプリング52がたわんで
右側の位置に移行すると、前記パイロットライン54をタ
ンク44に接続し、パイロットライン56をブロックするよ
う構成されている。

油圧シリンダ60は、第２図にも示すように、非優先側
アクチュエータ装置104の本体における圧力補償弁24に
付設して構成される。すなわち、油圧シリンダ60は、出
力軸62のラム64部分を収容する左側シリンダ室66とスプ
リング68を収納する右側シリンダ室70とからなり、図に
おいて左側シリンダ室66は穴71,パイロット通路72を介
してパイロットライン54に連通されており、右側シリン
ダ室70は穴74,パイロット通路76を介してタンク44に連
通されている。更に詳細に説明すると（第２図参照）、
出力軸62は穴78内に摺動自在に組込まれるとともに、こ
の出力軸62の反対側には同径の補償軸80が穴82内に摺動
自在に組込まれ、そしてこれら両軸62,80の中心部には
貫通穴84が穿設されていて、出力軸62の左端面に作用す
る油圧による右向きの推力と出力軸80の右端面に作用す
る左向きの推力とが相殺されるよう構成されている。

次に、このような構成になる本発明に係る油圧回路の
動作について説明する。

先ず、優先側アクチュエータ装置102ならびに非優先
側アクチュエータ装置104が共に駆動されていない場合
は、両アクチュエータ装置102,104の可変絞りスプール5
8,58は共に図示の位置にあり、それぞれのパイロットラ
イン30,32は共にタンク44に連通されている。したがっ
てこの状態においては、優先側装置102のパイロットラ
イン30に連通するパイロットライン50の圧力もタンク圧
となっており、切換弁52はそのスプリング52aの力によ
って図示の位置にあり、パイロットライン54はパイロッ
トライン56を介してバイパスライン40に連通している。
したがって、バイパスライン40のポンプ制御圧力が油圧
シリンダ60の左側シリンダ室66に伝達されてその圧力が
ラム64に作用し、ラム64はスプリング68をたわませて右
行し、すなわち図示の位置にあり、出力軸62は非優先側
装置104の圧力補償弁24を左方向へ押圧する力を発生す
ることはない。

また、この時パイロットライン36もタンク44に連通し
ているので、ポンプ100の吐出ライン26に吐出された油
はバイパス弁38を開き、バイパスライン40に流れ、更に
オリフィス46を通過してタンク44へ還流する。なお、こ
の時オリフィス46の作用でバイパスライン40にはパイロ
ット圧力が発生するが、このパイロット圧力はパイロッ
トライン42を介してポンプ100のネガティブ流量制御装
置14に伝達され、このパイロット圧力を検知してネガテ
ィブ流量制御装置14がポンプ100の吐出量を最小に保
つ。更に、この時吐出ライン26の圧力はバイパス弁38の
制御圧力と同じになるが、この圧力は圧力補償弁24の制
御圧力、すなわちスプリング24aの力をスプール90の断
面積で除した値より予め低く設定されているので、圧力
補償弁24のスプール90はスプリング24aの力によって右
に移動し（第２図において）、圧力補償弁24,24は共に
全開し、ポンプ100の吐出ライン26と可変絞り22,22の前
側通路86,86は共に連通している。なお、バイパス弁38
の制御圧力はバイパス弁のスプリング38aの力をバイパ
ス弁スプール（図示せず）で除した値である。

次に、前記状態において、非優先側アクチュエータ装
置104を駆動するために非優先側装置104のアクチュエー
タ速度設定器20のレバー20aを操作して例えばパイロッ
トライン88a側にパイロット圧力を加えると、スプール5
8が右行し、可変絞りの後側通路28と室92とがブロック
され、これにより後側通路28がタンク44から切離され
（第２図参照）、後側通路28は可変絞り22を介して前側
通路86ならびにポンプ吐出ライン26に連通される。この
場合、吐出ライン26の圧力は少なくともバイパスライン
40のポンプ制御圧力以上となっているので、この吐出ラ
イン26の圧力が前側通路86,可変絞り22,後側通路28を介
してパイロットライン32に伝達される。一方、優先側装
置102のパイロットライン30はタンク44に連通している
ので、パイロットライン36にはシャトル弁34を介して前
記パイロットライン32の圧力すなわち吐出ライン26の圧
力が負荷される。これにより、バイパス弁38がそのスプ
リング38aの力によって閉じられ、バイパスライン40に
排出される油が減少し、圧力発生器46を通って流れる油
の流量が減少し、バイパスライン40の圧力が低下する。
この状態を、パイロットライン42を介してネガティブ流
量制御装置14が検知し、ポンプ100の吐出流量を増大さ
せ、この増大した流量の油が可変絞り22を通過して流れ
る。更に、可変絞り22の前後に規定の差圧が発生するま
でポンプ流量が増大すると、閉じられたバイパス弁38が
再び開くのでバイパスライン40に排出される油が増大し
てバイパスライン40の圧力が再び予め設定されたポンプ
制御圧力に復帰し、ポンプ100は吐出流量の増加を停止
する。すなわち、非優先側アクチュエータ装置104には
所定の油量が供給され、アクチュエータ18が速度設定器
20で設定された速度で駆動される。

また、前述と同様に、両アクチュエータ装置102,104
が運転されていない状態で、優先側アクチュエータ装置
102を駆動するためにそのアクチュエータ速度設定器20
を操作すると、この優先側装置102は前述の非優先側ア
クチュエータ装置104における場合と同じ動作により、
前記速度設定器20で設定された速度で駆動される。すな
わち、速度設定器20の操作によりパイロットライン30に
伝達された吐出ライン26の圧力がシャトル弁34,パイロ
ットライン36を介してバイパス弁38に負荷され、これに
よりバイパスライン40の圧力が低下し、ポンプ100の吐
出流量が増加し、そしてポンプ100の吐出流量が所定の
流量に設定される。

この場合、パイロットライン30に負荷される前記吐出
ライン26の圧力は、このパイロットライン30に連通する
パイロットライン50を介して切換弁52に伝達され、その
スプリング52aをたわめて切換弁52を図において右の位
置へ移行させる。これによりパイロットライン54ならび
に油圧シリンダ60の左側シリンダ室66はタンク44に連通
し、ラム64はスプリング68の力によって左行し、非優先
側装置104の圧力補償弁24を左方向へ押圧する。この場
合、スプリング68は圧力補償弁24のスプリング24aより
その力を大きく設定されているので、非優先側アクチュ
エータ装置104においては、その前記圧力補償弁24によ
ってポンプ吐出ライン26と可変絞り22の前側通路86との
間がブロックされる。したがって、非優先側装置104の
速度設定器20を操作してパイロットライン88aあるいは8
8bにパイロット圧を負荷しても非優先側装置104には油
が流れず、すなわち駆動されることはない。

第３図は、本発明に係る油圧回路の別の実施例を示
す。本実施例は、第１図に示す実施例の油圧回路におい
て、優先側アクチュエータ装置が駆動される時に生ずる
油圧信号を非優先側アクチュエータ装置の油圧シリンダ
装置に伝達する構成を変更したものである。

すなわち、第３図において、優先側アクチュエータ装
置102における速度設定器20の左右両パイロットライン8
8a,88bの間にはシャトル弁94が設けられ、そしてこのシ
ャトル弁94と非優先側アクチュエータ装置104の油圧シ
リンダ装置106を操作する切換弁52とはパイロットライ
ン96によって接続されている。

このような構成において、優先側アクチュエータ装置
102を駆動するために速度設定器20のレバー20aを操作し
て例えばパイロットライン88a側にパイロット圧力を加
えると、このパイロット圧力はパイロットライン88aを
介してアクチュエータ18を作動すると同時に、シャトル
弁94ならびにパイロットライン96を介して切換弁52を作
動する。そして、この切換弁52の作動によって、第１図
に示す実施例の場合と全く同様にして、非優先側アクチ
ュエータ装置104に対する油の供給が遮断される。

このように、本発明によれば、通常のパラレル油圧回
路を構成する弁体の一部に油圧シリンダ装置106を付設
するだけで、パラレル油圧回路をタンデム油圧回路に簡
便に変更することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本
発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神
を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。

〔発明の効果〕

前述したように、本発明に係る油圧回路は、１つの油
圧ポンプの吐出油を、それぞれ流量を調節する可変絞り
を有しかつ優先と非優先との関係が定まっている複数の
アクチュエータ装置に対し、それぞれ供給するように構
成してなる油圧回路において、非優先側アクチュエータ
装置に前記可変絞りを通過する流量を制御する圧力補償
弁を設け、油圧ポンプの吐出ラインより吐出され該ポン
プのネガティブ流量制御装置へ伝達される制御圧力の一
部を供給または遮断する切換弁を備えたパイロットライ
ンを設けると共に、優先側アクチュエータ装置が駆動さ
れる時に生ずる油圧信号をパイロット信号として前記切
換弁に供給して該切換弁の切換えを行うパイロットライ
ンを設け、前記切換弁によって供給されるパイロット圧
力を導入して前記非優先側アクチュエータ装置に対して
設けた圧力補償弁を閉止するよう作動する油圧シリンダ
装置を前記圧力補償弁に付設し、優先側アクチュエータ
装置の駆動時に前記切換弁を介して前記油圧シリンダ装
置を作動させ、前記圧力補償弁を閉止して、ポンプ吐出
油が前記可変絞りを通過するのを遮断する構成としたこ
とにより、優先側アクチュエータ装置の駆動時には非優
先側アクチュエータ装置の駆動を自動的に阻止すること
ができる。そして、このように構成されるタンデム油圧
回路は、通常のパラレル油圧回路の弁体に前記油圧シリ
ンダ装置を付設することのみによって達成されるので、
従来のようにタンデム油圧回路化に際してその都度特別
の弁体を鋳造製造する必要がなくなり、アクチュエータ
装置全体の製造原価を大幅に低減することができる。

しかもこの場合、前記タンデム油圧回路化は、通常の
パラレル油圧回路の弁体に前記油圧シリンダ装置を付設
するのみによって達成されるので、従来のようにタンデ
ム油圧回路化に際してその都度特別の弁体を鋳造製作す
る必要がなくなり、アクチュエータ装置全体の製造原価
を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧回路の一実施例を示すフロー
チャート、第２図は第１図に示す本発明に係る油圧回路
の非優先側アクチュエータ装置における圧力補償弁およ
び油圧シリンダの断面構造図、第３図は本発明に係る油
圧回路の別の実施例を示すフローチャートである。 12……パイロットポート 14……ネガティブ流量制御装置 16……方向制御弁装置、18……アクチュエータ 20……速度設定器、20a……レバー 22……可変絞り、24……圧力補償弁 26……吐出ライン、28……後側通路 30,32,36,42,50,54,56……パイロットライン 34……シャトル弁、38……バイパス弁 38a……スプリング、40……バイパスライン 44……タンク、46……圧力発生器 48……リリーフ弁、52……切換弁 52a……スプリング、58……スプール 60……油圧シリンダ、62……出力軸 64……ラム、66……左側シリンダ室 68……スプリング、70……右側シリンダ室 72,76……パイロット通路、71,74,78,82……穴 80……補償軸、84……貫通穴 86……前側通路 88a,88b……操作パイロットライン 90……スプール、92……室 94……シャトル弁、96……パイロットライン 100……油圧ポンプ 102……優先側アクチュエータ装置 104……非優先側アクチュエータ装置 106……油圧シリンダ装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの油圧ポンプの吐出油を、それぞれ流
   量を調節する可変絞りを有しかつ優先と非優先との関係
   が定まっている複数のアクチュエータ装置に対し、それ
   ぞれ供給するように構成してなる油圧回路において、 非優先側アクチュエータ装置に前記可変絞りを通過する
   流量を制御する圧力補償弁を設け、 油圧ポンプの吐出ラインより吐出され該ポンプのネガテ
   ィブ流量制御装置へ伝達される制御圧力の一部を供給ま
   たは遮断する切換弁を備えたパイロットラインを設ける
   と共に、 優先側アクチュエータ装置が駆動される時に生ずる油圧
   信号をパイロット信号として前記切換弁に供給して該切
   換弁の切換えを行うパイロットラインを設け、 前記切換弁によって供給されるパイロット圧力を導入し
   て前記非優先側アクチュエータ装置に対して設けた圧力
   補償弁を閉止するよう作動する油圧シリンダ装置を前記
   圧力補償弁に付設し、 優先側アクチュエータ装置の駆動時に前記切換弁を介し
   て前記油圧シリンダ装置を作動させ、前記圧力補償弁を
   閉止して、ポンプ吐出油が前記可変絞りを通過するのを
   遮断するように構成することを特徴とする油圧回路。