JP2927872B2 - コントロールバルブ - 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、建設機械において油圧駆動力ある
いは油圧推力を大きくするべく高圧セットリリーフバル
ブと低圧セットリリーフバルブとの切換をなすコントロ
ールバルブに係り、特に、構成の簡略化及び小型化を図
ったものに関する。

（従来の技術） 例えば、建設機械において、走行時あるいはブーム上
げ時には、油圧駆動力あるいは油圧推力を大きくするこ
とがなされる。すなわち、リリーフバルブの作動圧力を
高くすることにより、油圧駆動力あるいは油圧推力を大
きくするものである。

このような昇圧システムとしては、例えば、実開昭63
−91556号公報、特開平１−102131号公報、特開平１−1
05823号公報、特開平１−198930号公報に記載されたも
のがある。

そこで、第３図を参照して、そのような従来の昇圧シ
ステムについて説明する。まず、油圧ポンプ101があ
り、この油圧ポンプ101によって、タンク103内の油を吸
引加圧して、油圧配管105を介して、図示しない各種ア
クチュエータに供給する。

上記油圧配管105には、高圧セットリリーフバルブ107
が分岐接続されているとともに、低圧セットリリーフバ
ルブ109が分岐接続されている。

上記高圧セットリリーフバルブ107は、常時は圧縮コ
イルスプリング111によって、図に示すような状態にあ
り、予め設定された高設定圧を超えた場合には、油圧配
管105より吐出される圧油をタンク113に排出する。

一方、低圧セットリリーフバルブ109も、常時医は圧
縮コイルスプリング115によって、図に示すような状態
にあり、予め設定された低設定圧を超えた場合には、油
圧配管105より吐出される圧油をタンク117に排出する。

低圧セットリリーフバルブ109を作動状態にしたり、
不作動状態にすることによって、当該回路の設定圧の切
換を行うのが、処理回路119である。すなわち、油圧駆
動力あるいは油圧推力を大きくするために、この処理回
路119によって、低圧セットリリーフバルブ109を作動状
態から、不作動状態とし、高圧セットリリーフバルブ10
7を作動状態に保つものである。

上記処理回路119は、昇圧切換弁121と、信号セレクタ
弁123と、シャットル弁125とから構成されている。又、
処理回路119には、Ａ信号、Ｂ信号、Ｃ信号が適宜入力
され、それら信号入力により作動して、当該回路の設定
圧の切換を行う。

尚、低圧セットリリーフバルブ109と処理回路119との
間には、オリフィス118、弁120が介挿されている。

例えば、信号Ａ、Ｂ、ＣがいずれもＯの場合には、昇
圧切換弁121は、圧縮コイルスプリング127によって切換
位置ｃに切換わっていて、低圧セットリリーフバルブ10
9のパイロット室が、昇圧切換弁121を介してタンク122
に連通している。

この場合には、低圧セットリリーフバルブ109が作動
状態にある。

次に、信号Ａのみが入力された場合には、シャットル
弁125を介して、昇圧切換弁121に圧力が作用し、それに
よって、昇圧切換弁121は、圧縮コイルスプリング127に
抗して、切換位置ｄに切換わる。これによって、低圧セ
ットリリーフバルブ109のパイロット室とタンク122とは
遮断された状態となる。

この場合には、オリフィス118の前後に差圧が発生せ
ず、油圧配管105により吐出される圧油の圧力がいくら
上昇しても、低圧セットリリーフバルブ109は、圧縮コ
イルスプリング115によって、常に図に示すような状態
に保持される。

よって、油圧配管105より吐出される圧油の圧力が、
低圧セットリリーフバルブ109の低設定圧を超えても、
低圧セットリリーフバルブ109は作動しない。したがっ
て、この場合の当該回路の最高圧は、高圧セットリリー
フバルブ107の設定圧に維持される。

信号Ａ、Ｂが同時に入力された場合には、昇圧切換弁
121の両側から圧力信号Ａ、Ｂが作用する。しかし、圧
力信号Ａが低く、その圧力信号Ａによる作用力が、反対
側に作用する圧力信号Ｂと圧縮コイルスプリング127と
の作用力よりも弱ければ、この昇圧切換弁121は図示の
ノーマル位置を保つ。したがって、この場合には、低圧
セットリリーフバルブ109が作動状態となり、当該回路
の最高圧が、低圧セットリリーフバルブ109の設定圧に
維持される。

圧力信号Ａが十分に高く、圧縮コイルスプリング127
側の作用力に打ち勝てば、昇圧切換弁121が図中右側の
切換位置ｄに切換わる。このように昇圧切換弁121が切
換位置ｄに切換われば、前記したように低圧セットリリ
ーフバルブ109が不作動状態となる。したがって、この
場合には、当該回路の最高圧力が、高圧セットリリーフ
バルブ107の設定圧に維持される。

圧力信号Ｃが入力すると、その圧力が信号セレクタ弁
123に作用し、この信号セレクタ弁123を切換位置ｅから
切換位置ｆに切換える。信号セレクタ弁123が右側位置
である切換位置ｆに切換われば、昇圧切換弁121の圧縮
コイルスプリング127側がタンクに連通する。したがっ
て、この場合にはＡ、Ｃ何れかの圧力信号が発生すれ
ば、昇圧切換弁121が切換位置ｄに切換わり、低圧セッ
トリリーフバルブ109を不作動状態にする。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成によると次のような問題があった。

まず、従来の場合には、処理回路119をコントロール
バルブの外部に設けているので、外部配管等が必要にな
る等構成が複雑化するとともに、昇圧応答遅れがあると
いう問題があった。

このような問題は、複数の信号の組み合わせにより、
低圧セットリリーフバルブ109を作動状態と不作動状態
とに切換える場合には、特に顕著であった。

これに対しては、処理回路119をコントロールバルブ
の内部に内蔵させるという考え方がある。

しかしながら、従来のような複雑な構成をなす処理回
路119をそのまま内蔵させる場合には、コントロールバ
ルブが大型化してしまうとともに、その構成も複雑にな
ってしまうという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその
目的とするところは、処理回路を内蔵させたものにおい
て、その構成を簡略化させて小型化を図ることが可能な
コントロールバルブを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するべく本願発明によるコントロール
バルブは、油圧ポンプの吐出側に接続されたコントロー
ルバルブ本体と、上記コントロールバルブ本体に組込ま
れ上記油圧ポンプから吐出される圧油の圧力が予め設定
された高設定圧を超えた場合に作動して圧油を排出する
高圧セットリリーフバルブと、上記コントロールバルブ
本体に組込まれ上記油圧ポンプから吐出される圧油の圧
力が予め設定された低設定圧を超えた場合に作動して圧
油を排出する低圧セットリリーフバルブと、上記低圧セ
ットリリーフバルブ内に設けられたオリフィスと、上記
低圧セットリリーフバルブ内であって上記オリフィスの
二次側に設けられたパイロットバルブと、上記コントロ
ールバルブ本体に形成され流路を介して上記パイロット
バルブの二次側と連通した室と、上記室内に圧縮コイル
スプリングにより一方向に付勢された状態で摺動可能に
組込まれた昇圧切換スプールと、上記昇圧切換スプール
内に圧縮コイルスプリングにより一方向に付勢された状
態で摺動可能に組込まれた信号セレクタスプールと、上
記コントロールバルブ本体に形成された複数の信号圧ポ
ートと、上記昇圧切換スプール及び信号セレクタスプー
ルを介して上記流路と選択的に連通するように配置され
たタンクと、を具備し、上記信号圧ポートより入力され
る信号圧により、上記昇圧切換スプール及び上記信号セ
レクタスプールを適宜の方向に摺動させることにより、
上記パイロットバルブの二次側とタンクとの流路を介し
ての連通・非連通を制御し、それによって、低圧セット
リリーフバルブが作動する非昇圧状態と、高圧セットリ
リーフバルブが作動する昇圧状態とを選択するようにし
たことを特徴とするものである。

（作用） ボディに設けられた複数の信号圧ポートを介して、昇
圧切換スプールあるいは信号セレクタスプールに信号圧
が作用する。

その信号圧の作用により、昇圧切換スプールあるいは
信号セレクタスプールが適宜の方向に摺動して、パイロ
ットバルブの二次側とタンクとの流路を介しての連通・
非連通を制御する。

それによって、低圧セットリリーフバルブの作動状態
と不作動状態とが選択される。

（実施例） 以下第１図及び第２図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図は本実施例によるコントロールバルブ
の構成を示す断面図である。

まず、油圧ポンプ１があり、この油圧ポンプ１によっ
て、タンク３内の油を吸引加圧して、油圧配管５を介し
て、図示しない各種アクチュエータに供給する。

上記油圧配管５には、高圧セットリリーフバルブ７が
分岐接続されているとともに、低圧セットリリーフバル
ブ９が分岐接続されている。これら高圧セットリリーフ
バルブ７あるいは低圧セットリリーフバルブ９を作動さ
せることにより、油圧配管５より吐出される圧油をタン
ク11に排出する。

上記高圧セットリリーフバルブ７及び低圧セットリリ
ーフバルブ９は、コントロールバルブ本体10に組込まれ
ている。

尚、低圧セットリリーフバルブ９であるが、まず、ボ
ディ13があり、このボディ13内には、パイロットバルブ
としてのパイロットポペット15が圧縮コイルスプリング
17によって図中左側に付勢された状態でセットされてい
る。

上記ボディ13の先端には、スリーブ19が取付けられて
いて、このスリーブ19内には、オリフィス16を備えた弁
体21が圧縮コイルスプリング23によって図中左側に付勢
された状態でセットされている。

本実施例によるコントロールバルブは、処理回路25を
内蔵した構成になっている。以下、この処理回路25の構
成を説明する。

まず、コントロールバルブ本体10には、キャップ27が
取付けられていて、このキャップ27内には、シャフト29
が収容されている。このシャフト29は、支持部材31、33
間に装着された圧縮コイルスプリング35によって位置保
持されている。

コントロールバルブ本体10には、室37が形成されてい
て、この室37内には、昇圧切換スプール39が摺動可能に
収容されている。この昇圧切換スプール39の図中右端に
は、既に述べたシャフト29が連結されている。よって、
昇圧切換スプール39は、既に述べた圧縮コイルスプリン
グ35によって図中左側に付勢されていることになる。

上記昇圧切換スプール39内には、信号セレクタスプー
ル41が摺動可能に収容されている。この信号セレクタス
プール41は、上記シャフト29との間に装着された圧縮コ
イルスプリング43によって、図中左側に付勢されてい
る。

コントロールバルブ本体10には、Ａ信号（走行単独信
号）が入力されるＡ信号圧ポート45、Ｂ信号（走行中に
他の作業機を同時に操作したい場合に出力される信号）
が入力されるＢ信号圧ポート47、Ｃ信号（例えば、ブー
ムのパワーリフト時に出力される信号）が入力されるＣ
信号圧ポート49が形成されている。

又、昇圧切換スプール39には、流路51、53、55、56が
形成されている。上記流路51と低圧セットリリーフバル
ブ９とは、コントロールバルブ本体10に形成された流路
57を介して接続されている。

以上の構成を基に、第２図をも参照して、その作用を
説明する。

尚、第２図は本実施例によるコントロールバルブの回
路図であり、処理回路25については、理解を容易にする
ために、異なる二つの状態を並列的に示している。

まず、Ａ信号圧ポート45、Ｂ信号圧ポート47、Ｃ信号
圧ポート49の何れからも信号が入力されない場合から説
明する。

この場合には、処理回路25は、第１図及び第２図中左
側に示すような状態となる。つまり、低圧セットリリー
フバルブ９は、流路57、流路51、昇圧切換スプール39の
内側、流路53を介して、タンク59に連通した状態にあ
る。

すなわち、低圧セットリリーフバルブ９が作動状態に
ある。したがって、油圧配管５より吐出される圧油の圧
力が、低圧セットリリーフバルブ９の低設定圧を超える
と、まず、パイロットポペット15が図中右側に移動し、
次に、弁体21が図中右側に移動して流路を開放とする。

それによって、油圧配管５より吐出される圧油は、タ
ンク11に排出される。

次に、Ａ信号圧ポート45よりＡ信号のみが入力された
場合について説明する。この場合には、圧力が流路55を
介して、信号セレクタスプール41に作用するので、信号
セレクタスプール41が図中右側に移動する。

それによって、流路57が閉塞されるので、低圧セット
リリーフバルブ９とタンク59とは遮断された状態にな
る。よって、低圧セットリリーフバルブ９は不作動状態
となり、したがって、高圧セットリリーフバルブ７が作
動する。

次に、Ａ信号圧ポート45、Ｂ信号圧ポート47を介し
て、Ａ信号及びＢ信号が同時に入力された場合について
説明する。

この場合には、信号セレクタスプール41に対して、流
路55と流路56を介して、両側から圧力が作用する。よっ
て、圧縮コイルスプリング43のスプリング力の分だけ図
中右側の力が大きくなり、信号セレクタスプール41は、
図に示すような状態となる。

したがって、低圧セットリリーフバルブ９とタンク59
とが連通され、低圧セットリリーフバルブ９が作動状態
となる。

次に、Ａ信号、Ｂ信号の入力の有無に拘らず、Ｃ信号
圧ポート49よりＣ信号が入力された場合について説明す
る。

この場合には、処理回路25は、第２図中右側に示すよ
うな状態となる。すなわち、昇圧切換スプール39が、圧
縮コイルスプリング35のスプリング力に抗して図中右側
に移動して、流路57を閉塞するので、低圧セットリリー
フバルブ９は作動状態となる。

以上本実施例によると以下のような効果を奏すること
ができる。

まず、処理回路25を内蔵させたコントロールバルブに
おいて、その構成を簡略化させることができるととも
に、小型化を図ることができる。

これは、昇圧切換スプール39内に、信号セレクタスプ
ール41を内蔵させることにより、従来別々に設けられて
いた昇圧切換弁と信号セレクタ弁とを一体化させて、コ
ントロールバルブ本体10内に内蔵させたからである。

又、それによって、Ａ信号ないしＣ信号を一箇所に集
中させるとともに、来必要であったシャットル弁を不要
とすることができたからである。

又、処理回路25を内蔵させたことにより、昇圧応答性
を向上できたことは勿論である。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではな
い。

例えば、信号の数は前記一実施例に限定されず、それ
に応じて昇圧切換スプールと信号セレクタスプールの構
成を変えればよい。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によるコントロールバルブ
によると、コントロールバルブ本体内に、昇圧切換スプ
ールを組込むとともに、この昇圧切換スプール内に、信
号セレクタスプールを組込んだ構成とし、信号圧を一箇
所に集中するように構成した。

よって、従来のように昇圧切換弁と信号セレクタ弁と
を別々に設けて、これを内蔵させようとした場合に比べ
て、構成を簡略化させることができるとともに、小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は油圧制御装置の断面図、第２図は作用を示す油圧回
路図、第３図は従来の油圧制御装置の回路図である。 １……油圧ポンプ、５……油圧配管、７……高圧セット
リリーフバルブ、９……低圧セットリリーフバルブ、15
……パイロットバルブとしてのパイロットポペット、16
……オリフィス、35……圧縮コイルスプリング、39……
昇圧切換スプール、41……信号セレクタスプール、43…
…圧縮コイルスプリング、45,47,49……信号圧ポート。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ポンプの吐出側に接続されたコントロ
   ールバルブ本体と、上記コントロールバルブ本体に組込
   まれ上記油圧ポンプから吐出される圧油の圧力が予め設
   定された高設定圧を超えた場合に作動して圧油を排出す
   る高圧セットリリーフバルブと、上記コントロールバル
   ブ本体に組込まれ上記油圧ポンプから吐出される圧油の
   圧力が予め設定された低設定圧を超えた場合に作動して
   圧油を排出する低圧セットリリーフバルブと、上記低圧
   セットリリーフバルブ内に設けられたオリフィスと、上
   記低圧セットリリーフバルブ内であって上記オリフィス
   の二次側に設けられたパイロットバルブと、上記コント
   ロールバルブ本体に形成され流路を介して上記パイロッ
   トバルブの二次側と連通した室と、上記室内に圧縮コイ
   ルスプリングにより一方向に付勢された状態で摺動可能
   に組込まれた昇圧切換スプールと、上記昇圧切換スプー
   ル内に圧縮コイルスプリングにより一方向に付勢された
   状態で摺動可能に組込まれた信号セレクタスプールと、
   上記コントロールバルブ本体に形成された複数の信号圧
   ポートと、上記昇圧切換スプール及び信号セレクタスプ
   ールを介して上記流路と選択的に連通するように配置さ
   れたタンクと、を具備し、上記信号圧ポートより入力さ
   れる信号圧により、上記昇圧切換スプール及び上記信号
   セレクタスプールを適宜の方向に摺動させることによ
   り、上記パイロットバルブの二次側とタンクとの流路を
   介しての連通・非連通を制御し、それによって、低圧セ
   ットリリーフバルブが作動する非昇圧状態と、高圧セッ
   トリリーフバルブが作動する昇圧状態とを選択するよう
   にしたことを特徴とするコントロールバルブ。