JP2701883B2 - 油圧パイロット操作式多連方向制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パイロット弁によってリモートコントロー
ルされるアクチュエータ制御用多連方向制御弁に係り、
殊にそのリモートコントロール用のパイロット配管系内
部の作動油、すなわちパイロット作動油のウオーミング
アップに関する。

〔従来の技術〕

建設機械などにおける各種のアクチュエータは、一般
に、油圧パイロット操作式の多連方向制御弁を介して、
運転席からリモートコントロールされる。第２図に、一
例として、油圧シヨベルに適用したこの種多連方向制御
弁を示す。

第２図において、多連方向制御弁10は３つの単位切換
弁12,14,16からなる。各単位切換弁12,14,16は、その両
端部に左右一対のパイロット室12a,12b;14a,14b;16a,16
bを有し、これらパイロット室の間にはそれぞれスプー
ル12c,14c,16cがスプリング12d,14d,16dを介して摺動自
在に内装される。各パイロット室12a,12b;14a,14b;16a,
16bはそれぞれ独立的にパイロット配管18a,18b;20a,20
b;22a,22bを介してそれぞれ各パイロット弁24,26,28の
左右弁体24a,24b;26a,26b;28a,28bに連結される。そし
て、各パイロット弁24,26,28にはエンジン（図示せず）
で駆動されるパイロットポンプ30から吐出されるパイロ
ット作動油がパイロットライン32を介して供給される。
なお、パイロットポンプ30からの吐出油は、各パイロッ
ト弁24,26,28の非操作時にはパイロットリリーフ弁34を
介して全量タンク36へ流出される。また、多連方向制御
弁10にはエンジンで駆動されるメインポンプ40から吐出
される作動油が油入口42から供給され、そして、各単位
切換弁12,14,16を介してそれぞれ油圧シヨベルのアーム
用アクチュエータ44,旋回用アクチュエータ46,走行用ア
クチュエータ48が作動，停止ならびに作動方向を制御さ
れる。なお、メインポンプ40からの吐出油は、各単位切
換弁が図示の中立位置にある時はセンタバイパス通路50
を通って油出口54から全量タンク36へ流れ、単位切換弁
を操作し、センタバイパス通路50がブロックされ、しか
も油入口42の圧力が規定圧力以上になった場合には、メ
インリリーフ弁52を通過して油出口54から全量タンク36
へ流出される。

このような構成において、例えばアーム駆動用アクチ
ュエータ44を駆動する際には、パイロット弁24の操作レ
バー24cを例えば左側へ操作する。すると、パイロット
ポンプ30からのパイロット作動圧油はパイロットライン
32を介して左側弁体24aに入り、ここで調圧された後パ
イロット配管18aを介して多連方向制御弁10の単位切換
弁12の左側パイロット室12aに入る。これにより、スプ
ール12cがスプリング12dの力に抗して、図において右行
して、メインポンプ40からの作動圧油がアーム用アクチ
ュエータポート101aに入りアクチュエータ44を駆動し、
アクチュエータ44からの戻り油はアクチュエータポート
101bから油出口54を通ってタンクへ流出する。なお、前
記スプール12cの右行に際しては、右側パイロット室12b
およびこれに接続したパイロット配管18bに充満してい
たパイロット作動油は、パイロット弁24の右側弁体24b
に入り、その内部通路を通ってタンク36へ戻る。た、走
行用アクチュエータ46ならびに旋回用アクチュエータ48
は、それぞれパイロット弁26,28を操作することにより
同様にして制御される。

このように、この種の多連方向制御弁によれば、各種
のアクチュエータを運転席からリモートコントロールで
きるので、操作性ならびに作業性が向上される。しかし
ながら、この種の多連方向制御弁においては、次に述べ
るようにパイロット作動油のウオーミングアップ性が悪
いという難点を基本的に有していた。すなわち、この種
の多連方向制御弁において、単位切換弁のパイロット室
に圧力を発生させるパイロット作動油はパイロット配管
系内に封入されているものであり、このパイロット作動
油は、前記スプールの移動時にこのスプールの移動容積
に相当する分量の流動を発生されるとはいえ、前記移動
容積は極めて小さいので、仮にスプールの移動を繰返し
たとしても、前記作動油の封入性が解除されるものでは
ない。このため、仮に、エンジンを駆動し、メインポン
プからの吐出油をメインリリーフ弁を通過させてタンク
へ循環させ、作動油全体をエンジンの暖気によりウオー
ミングアップしても、このウオーミングアップされた作
動油が前記封入されたパイロット作動油と置換されるこ
とがなく、パイロット作動油の温度は容易に上昇されな
い。このように、この種の多連方向制御弁においては、
そのパイロット作動油のウオーミングアップ性が悪く、
このためこの種の多連方向制御弁を殊に寒冷地で用いた
場合には、特にその作業開始時に、低温のパイロット作
動油の高い粘性抵抗によってスプールの移動速度が阻害
される。すなわち、パイロット弁を操作してからアクチ
ュエータが駆動されるまでの時間、あるいは停止される
までの時間が長くなり、操作性ならびに作業性が阻害さ
れると供に危険である。

そこで、このようなパイロット作動油をウオーミング
アップ性の難点を解決するために、例えば、特開昭62−
110006号公報あるいは特開昭62−24080号公報に開示さ
れるような技術が提案されている。前者によれば、パイ
ロット弁に分岐油路ならびに油路切換弁が設けられ、後
者によれば、多連方向制御弁にドレン油路が別途に設け
られ、そしてこれにより、右路切換弁あるいはパイロッ
ト弁を操作することにより、パイロット配管内系内の作
動油がタンクを介して循環されることが開示されてい
る。したがって、前述したような技術によれば、タンク
内の作動油全体をウオーミングアップすることによりパ
イロット作動油もウオーミングアップされるので、前述
の難点を解決することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の技術においては、パイロット弁
に新たな分岐油路ならびに油路切換弁や、あるいは多連
方向制御弁に新たなドレン油路を必要とするので、構造
が複雑となると共にコストが上昇する欠点があった。

そこで、本発明の目的は、建設機械等の各種アクチュ
エータを制御するための油圧パイロット操作式多連方向
制御弁において、パイロット作動油のウオーミングアッ
プを速やかに達成することができ、かつ通常のこの種の
多連方向制御弁に簡単、容易に適用することができる油
圧パイロット操作式多連方向制御弁を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係る油圧パイロッ
ト操作式多連方向制御弁は、複数のアクチュエータをそ
れぞれ制御する複数の単位切換弁からなり、前記各単位
切換弁はその両端部に切換用パイロット圧を作用させる
左右一対のパイロット室を有し、前記一対のパイロット
室にはパイロット配管を介してそれぞれの単位パイロッ
ト弁が連結された建設機械等の各種アクチュエータを制
御するための油圧パイロット操作式多連方向制御弁にお
いて、前記いずれかのアクチュエータを制御する単位切
換弁の左右のパイロット室と、これと隣接する他のアク
チュエータを制御する単位切換弁の左右のパイロット室
との間に、オリフィスを設けて相互に連通し、前記各ア
クチュエータ制御用単位切換弁のパイロット配管並びに
パイロット室を含む系内のパイロット作動油を、タンク
内の温められた作動油と置換するよう構成したことを特
徴とする。

〔作用〕

何れか１つのパイロット弁を操作してそのパイロット
配管を介してパイロット室にパイロット作動油を導く
と、このパイロット室内の作動油は、切換スプールを移
動させると共に、隣接する他の切換弁のパイロット室内
にオリフィスを介して流動し、そして前記他の切換弁用
のパイロット配管を介してタンク内へ還流される。した
がって、タンク内の作動油がウオーミングアップされて
いれば、パイロット配管系内の作動油は前記流動によっ
て速やかにウオーミングアップされる。しかも本発明
は、多連方向制御弁の各パイロット室の間にオリフィス
を設けるのみであるので、通常の多連方向制御弁にコス
トを上昇することなく、簡単，容易に適用することがで
きる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る油圧パイロット操作式多連方向制
御弁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。なお、説明の便宜上、第２図に示す従来の
構造と同一構成部分については同一参照符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。

本発明の多連方向制御弁は、後述する各パイロット室
の間を順次連結するよう設けられるオリフィスを除いて
は、従来の構造と同一である。すなわち、第１図におい
て、多連方向制御弁10は３つの単位切換弁12,14,16から
なる。各単位切換弁12,14,16はその両端部に左右一対の
パイロット室12a,12b;14a,14b;16a,16bを有し、これら
パイロット室の間にはそれぞれスプール12c,14c,16cが
スプリング12d,14d,16dを介して摺動自在に内装され
る。各パイロット室12a,12b;14a,14b;16a,16bはそれぞ
れ独立的にパイロット配管18a,18b;20a,20b;22a,22bを
介してそれぞれ各パイロット弁24,26,28の左右弁体24a,
24b;26a,26b;28a,28bに連結される。そして、各パイロ
ット弁24,26,28にはエンジン（図示せず）で駆動される
パイロットポンプ30から吐出されるパイロット作動油が
パイロットライン32を介して供給される。なお、パイロ
ットポンプ30からの吐出油は、各パイロット弁24,26,28
の非操作時にはパイロットリリーフ弁34を介して全量タ
ンク36へ流出される。また、多連方向制御弁10にはエン
ジンで駆動されるメインポンプ40から吐出される作動油
が油入口42から供給され、そして各単位切換弁12,14,16
を介してそれぞれアーム用アクチュエータ44,旋回用ア
クチュエータ46,走行用アクチュエータ48が作動，停止
および作動方向を制御される。なお、メインポンプ40か
らの吐出油は、各単位切換弁が図示の中立位置にある時
はセンタバイパス通路50を通って油出口54から全量タン
ク36へ流れ、単位切換弁を操作し、センタバイパス通路
50がブロックされ、しかも油入口42の圧力が規定圧力以
上になった場合には、メインリリーフ弁52を通過して油
出口54から全量タンク36へ流出される。

しかるに、本発明においては、アーム用アクチュエー
タ44を制御する単位切換弁12の左側パイロット室12aと
旋回用アクチュエータ46を制御する単位切換弁14の左側
パイロット室14aとの間にはオリフィス60aが設けられ、
切換弁12の右側パイロット室12bと切換弁14の右側パイ
ロット室14bの間にはオリフィス60bが設けられている。

このような構成になる本発明においては、パイロット
配管系内部の作動油のウオーミングアップに際しては、
先ずエンジンを駆動し、単位切換弁を切換えてセンタバ
イパス通路50をブロックし、メインポンプ40からの吐出
油を油入口42,メインリリーフ弁52,油出口54,タンク36
へと循環して作動油全体をウオーミングアップし、その
上で、例えばアーム用パイロット弁24の操作レバー24c
を左へ操作する。すると、パイロットポンプ30からのパ
イロット作動油はパイロットライン32を介してパイロッ
ト弁24の左側弁体24aに入り、ここで調圧された後パイ
ロット配管18aを介して多連方向制御弁10のアーム用単
位切換弁12の左側パイロット室12aに入る。しかるにこ
の場合、旋回用パイロット弁26の操作レバー26cは中立
位置にあり、旋回用単位切換弁14の左側パイロット室14
aはパイロット配管20a,左側弁体26aを通ってタンク36に
連通しているので、前記パイロット室12a内の作動油は
オリフィス60aを通過し、パイロット室14a,パイロット
配管20a,左側弁体26aを通ってタンク36へ流動する。す
なわち、アーム用ならびに旋回用のパイロット配管18a,
20aならびにパイロット室12a,14aを含む系内のパイロッ
ト作動油は、タンク36内の温められた作動油によって置
換され、速やかにウオーミングアップが達成される。

なお、前記ウオーミングアップ中において、オリフィ
スを通過する油すなわちウオーミングアップ油は、その
流量の増加に伴ってパイロット室12a内の油圧を上昇
し、スプール12cをスプリング12dの力に抗してストロー
クエンドまで右行させ、パイロット室12b内の油をパイ
ロット配管18b,右側弁体24bを介してタンク36内へ流出
させる。したがって、パイロット作動油の流量は、スプ
ール12cを移動させる流量に前記ウオーミングアップ流
量を加算した流量を必要とするが、ウオーミングアップ
流量は僅かであるので、パイロットポンプ30の容量を従
来技術より極端に大きくする必要がない。また、ウオー
ミングアップ流量によるエネルギ損失も無視できる小さ
い範囲に止る。なお、パイロット配管18b,20bならびに
パイロット室12b,14bを含む系内のパイロット作動油の
ウオーミングアップは、操作レバー24cを右へ操作する
ことにより、同様にして達成されることは明らかであろ
う。また、前述したウオーミングアップは旋回用パイロ
ット弁26を操作しても、同様にして達成されることも明
らかであろう。

次に、本実施例においては、オリフィス60a,60b手段
はアーム用ならびに旋回用に対してのみ設けられている
が、走行用に対しても設けることができることは勿論で
ある。しかしながら、切換弁スプールの切換速度すなわ
ち応答性は特にアームおよび旋回用に対して重要視され
るものであり、また、小さいとはいえウオーミングアッ
プ流量によってエネルギ損失が発生されるので、走行用
に対しては通常オリフィス手段は必要とされない。しか
しながら、応答性が重要視される油圧シヨベルのブーム
・バケットなどのアクチュエータを制御する単位切換弁
が更に組込まれた場合には、これらに対して前記オリフ
ィス手段が必要とされることは勿論である。

以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本
発明はその精神を逸脱することなく多くの設計変更が可
能である。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明に係る油
圧パイロット操作式多連方向制御弁は、複数のアクチュ
エータをそれぞれ制御する複数の単位切換弁からなり、
前記各単位切換弁はその両端部に切換用パイロット圧を
作用させる左右一対のパイロット室を有し、前記一対の
パイロット室にはパイロット配管を介してそれぞれの単
位パイロット弁が連結された建設機械等の各種アクチュ
エータを制御するため油圧パイロット操作式多連方向制
御弁において、前記いずれかのアクチュエータを制御す
る単位切換弁の左右のパイロット室と、これと隣接する
他のアクチュエータを制御する単位切換弁の左右のパイ
ロット室との間に、オリフィスを設けて相互に連通し、
前記各アクチュエータ制御用単位切換弁のパイロット配
管並びにパイロット室を含む系内のパイロット作動油
を、タンク内の温められた作動油と置換する構成したこ
とにより、パイロット配管系内部のパイロット作動油
は、前記配管系内に封じ込められることなく、前記配管
系内を流動循環させることができる。

従って、本発明によれば、特に寒冷地においても、タ
ンク内の作動油全体を予め温めておくことにより、パイ
ロット配管系統内部の作動油のウオーミングアップを速
やかに達成することができると共に、ウオーミングアッ
プ流量も僅かで済むという利点が得られ、油圧ショベル
等の建設機械の操作性あるいは作業性を良好に維持する
ことができる。

しかも、本発明の多連方向制御弁は、前述したように
一側に設置されたパイロット室の間にオリフィスを設け
るのみで構成されるので、一般通常の多連方向制御弁
に、そのコストを上昇することなく、簡単かつ容易に適
用できる優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧パイロット操作式多連方向制
御弁の一実施例である制御弁の断面とその制御系を示す
説明図、第２図は従来の油圧パイロット操作式多連方向
制御弁の断面とその制御系を示す説明図である。 10……多連方向制御弁 12,14,16……単位切換弁 12a,14a,16a……左側パイロット室 12b,14b,16b……右側パイロット室 12c,14c,16c……スプール 12d,14d,16d……スプリング 18a,18b,20a,20b,22a,22b……パイロット配管 24,26,28……パイロット弁 24a,26a,28a……左側弁体 24b,26b,28b……右側弁体 30……パイロットポンプ 32……パイロットライン 34……パイロットリリーフ弁 36……タンク、40……メインポンプ 42……油入口 44……アーム用アクチュエータ 46……旋回用アクチュエータ 48……走行用アクチュエータ 50……センタバイパス通路 52……メインリリーフ弁 54……油出口、60a,60b……オリフィス

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のアクチュエータをそれぞれ制御する
   複数の単位切換弁からなり、前記各単位切換弁はその両
   端部に切換用パイロット圧を作用させる左右一対のパイ
   ロット室を有し、前記一対のパイロット室にはパイロッ
   ト配管を介してそれぞれの単位パイロット弁が連結され
   た建設機械等の各種アクチュエータを制御するための油
   圧パイロット操作式多連方向制御弁において、 前記いずれかのアクチュエータを制御する単位切換弁の
   左右のパイロット室と、これと隣接する他のアクチュエ
   ータを制御する単位切換弁の左右のパイロット室との間
   に、オリフィスを設けて相互に連通し、前記各アクチュ
   エータ制御用単位切換弁のパイロット配管並びにパイロ
   ット室を含む系内のパイロット作動油を、タンク内の温
   められた作動油と置換するよう構成したことを特徴とす
   る油圧パイロット操作式多連方向制御弁。