JP3317448B2 - 圧力補償式油圧回路の負荷圧検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つの油圧ポンプの吐
出圧油を複数の油圧アクチュエータに供給する圧力補償
式油圧回路の負荷圧検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１つの油圧ポンプの吐出圧油を複数の油
圧アクチュエータに供給するには、油圧ポンプの吐出路
に複数の操作弁を設け、その操作弁を切換えることで各
油圧アクチュエータに圧油を供給すれば良いが、このよ
うにすると複数の油圧アクチュエータに圧油を同時に供
給する際に、負荷の小さな油圧アクチュエータにのみ圧
油が供給されて負荷の大きな油圧アクチュエータに圧油
が供給されなくなってしまう。このことを解消する圧力
補償式油圧回路として、例えば特公平２−４９４０５号
公報に示すものが提案されている。

【０００３】かかる圧力補償式油圧回路を模式的に示す
と図１に示すようになる。つまり、油圧ポンプ１の吐出
路１ａに複数の操作弁２を設け、各操作弁２と各油圧ア
クチュエータ３を接続する回路４に圧力補償弁５をそれ
ぞれ設けると共に、各回路４の圧力、つまり負荷圧にお
ける最も高い圧力をチェック弁６で負荷圧検出路７に検
出し、その検出した負荷圧を各圧力補償弁５の受圧部５
ａに作用してその負荷圧に見合う圧力にセットし、各操
作弁２の出口側圧力を等しくして各操作弁２を同時操作
した時に各操作弁の開口面積に比例した分流比で各油圧
アクチュエータ３に圧油を供給できるようにしてある。

【０００４】かかる圧力補償式油圧回路であると、圧力
補償弁５の機能によって各油圧アクチュエータ３の負荷
の大小に無関係に操作弁２の開口面積に比例した流量分
配ができるから、１つの油圧ポンプ１の吐出圧油を操作
弁２の操作量に比例して各油圧アクチュエータ３にそれ
ぞれ供給できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる圧力補償式油圧
回路における負荷圧を検出する装置としては種々のもの
が提案されている。例えば、操作弁のスプールに複数の
ポートと負荷圧検出孔を形成してアクチュエータポート
の圧油を負荷圧検出ポートに導入する装置が知られてい
るが、この負荷圧検出装置であるとスプールに複雑な穿
孔加工をするので、その加工が大変面倒となって加工コ
ストが高くなる。

【０００６】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした圧力補償式油圧回路の負荷圧検出装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、油圧ポンプＰ
の吐出路に複数の操作弁Ａを設け、各操作弁Ａと油圧ア
クチュエータＤを接続する回路に圧力補償弁Ｂをそれぞ
れ設け、前記各油圧アクチュエータＤの負荷圧の最高圧
を前記各圧力補償弁Ｂに供給する圧力補償式油圧回路に
おいて、操作弁本体１０のスプール孔１１の左右両側に
出力ポート１２、ポンプポート１３、アクチュエータポ
ート１４、タンクポート１５をそれぞれ形成し、このス
プール孔１１に嵌挿したスプール１９の左右両側にメー
タイン絞り部ａとメータアウト絞り部ｂをそれぞれ形成
して前記操作弁Ａとし、前記スプール孔１１の左右中間
部に負荷圧検出ポート１６を形成し、前記スプール１９
を軸方向に連続した軸孔５０を有する形状とし、その軸
孔５０の軸方向両端部を閉塞すると共に、このスプール
１９に、軸孔５０の軸方向中間部を前記負荷圧検出ポー
ト１６に開口する流出孔５１及び軸孔５０を左右の出力
ポート１２，１２に開口する左右の第１孔５２，５２並
びに軸孔５０を左右のアクチュエータポート１４に開口
する左右の第２孔５３，５３をそれぞれ形成し、前記ス
プール１９が中立位置の時には流出孔５１が負荷圧検出
ポート１６に開口し、かつ左右の第１孔５２及び左右の
第２孔５３がそれぞれ閉塞され、 前記スプール１９を中
立位置から第１位置又は第２位置に向けて左右に摺動し
たストローク途中の時には、流出孔５１が負荷圧検出ポ
ート１６に開口し、左右一方のメータイン絞り部ａが開
口して左右一方のポンプポート１３と左右一方の出力ポ
ート１２が連通し、かつ左右他方のメータイン絞り部ａ
が閉じて左右他方のポンプポート１３と左右他方の出力
ポート１２が遮断し、左右のメータアウト絞り部ｂが開
口して左右のアクチュエータポート１４が左右のタンク
ポート１５にそれぞれ連通し、左右一方の第１ポート５
２が左右一方の出力ポート１２に連通し、かつ左右他方
の第１ポート５２が閉塞され、左右一方の第２ポート５
３が左右一方のアクチュエータポート１４に連通し、か
つ左右他方の第２ポート５３が閉塞し、 前記スプール１
９を中立位置から左右に摺動して第１位置又は第２位置
とした 時には、流出孔５１が負荷圧検出ポート１６に開
口し、左右一方のメータイン絞り部ａが開口して左右一
方のポンプポート１３と左右一方の出力ポート１２が連
通し、かつ左右他方のメータイン絞り部ａが閉じて左右
他方のポンプポート１３と左右他方の出力ポート１２が
遮断し、左右一方のメータアウト絞り部ｂが閉じて左右
一方のアクチュエータポート１４と左右一方のタンクポ
ート１５が遮断し、かつ左右他方のメータアウト絞り部
ｂが開いて左右他方のアクチュエータポート１４が左右
他方のタンクポート１５に連通し、左右一方の第１ポー
ト５２が左右一方の出力ポート１２に連通し、かつ左右
他方の第１ポート５２が閉塞され、左右一方の第２ポー
ト５３が左右一方のアクチュエータポート１４に連通
し、かつ左右他方の第２ポート５３が閉塞される構成と
したことを特徴とする圧力補償式油圧回路の負荷圧検出
装置である。

【０００８】

【作 用】本発明によれば、スプール１９は、軸方向に
連続した軸孔５０、流出孔５１、左右の第１孔５２，５
２、左右の第２孔５３，５３を有すると共に、その軸孔
５０の軸方向両端部を閉塞した形状であるので、スプー
ル１９を１本の鋼管等の中空形状の素材を用いて複数の
孔加工だけで負荷圧検出装置となるから、そのスプール
１９の加工が容易で加工コストを安くできる。また、ス
プール１９が中立位置から第１位置又は第２位置に向け
て左右に摺動したストローク途中の時には一方の第２孔
５３が一方のアクチュエータポート１４を経て一方のタ
ンクポート１５に連通し、かつ他方の第２孔５３が閉塞
する。スプール１９が第１位置又は第２位置の時には前
記一方のアクチュエータポート１４と一方のタンクポー
ト１５が遮断して一方の第２孔５３が一方のタンクポー
ト１５に連通しないと共に、他方の第２孔５３が閉塞さ
れる。よって、スプール１９がストローク途中の時には
軸孔５０に流入した負荷圧の一部がタンクポート１５に
流出してブリードオフするので、操作弁Ａを微操作した
時には検出される負荷圧が低下して油圧アクチュエータ
Ｄの駆動時のショックを低減できる。しかも、スプール
１９がフルストロークして第１位置又は第２位置の時に
は前述の負荷圧の一部がタンクポート１５に流出せずに
実際の負荷圧が検出されるので、操作弁Ａをフル操作し
た時は通常どおりの制御ができる。

【０００９】

【実 施 例】図２に示すように、弁本体１０は上部面
１０ａと下部面１０ｂと左側面１０ｃと右側面１０ｄと
正面、背面を有するほぼ直方体形状となり、その弁本体
１０の上下方向中間部に左側面１０ｃと右側面１０ｄに
開口した左右方向に連続するスプール孔１１が形成して
ある。前記弁本体１０のスプール孔１１の左右両側に左
右一対の出力ポート１２，１２と左右一対のポンププー
ト１３，１３と左右一対のアクチュエータポート１４，
１４と左右一対のタンクポート１５，１５を形成し、か
つスプール孔１１の左右中間部に負荷圧検出ポート１６
を形成し、この負荷圧検出ポート１６は弁本体１０の上
部面１０ａに開口した負荷圧検出孔１７に連通し、この
上端面１０ａにシャトル弁１８が取付けてある。前記ス
プール孔１１に嵌挿したスプール１９の左右中間部に左
右一対の第１小径部２０，２０と左右一対の第１切欠溝
２１，２１が形成されてポンプポート１３と出力ポート
１２を連通・遮断する左右のメータイン絞り部ａを構成
しており、前記スプール１９の左右両側に一対の第２小
径部２２，２２と左右一対の第２・第３切欠溝２３，２
３、２４，２４が形成されてアクチュエータポート１４
とタンクポート１５を連通・遮断する左右のメータアウ
ト絞り部ｂを構成し、前記スプール１９は左右のバネ２
４，２４で図２に示す中立位置に保持されて各ポートを
遮断し、左側の受圧室２５にパイロット圧油を供給する
とスプール１９が右方に摺動して第１位置となって右側
のポンプポート１３と右側の出力ポート１２を連通し、
かつ左側のアクチュエータポート１４と左側のタンクポ
ート１５が連通し、右側の受圧室２６にパイロット圧油
を供給するとスプール１９が左方に摺動して第２位置と
なって左側のポンプポート１３と左側の出力ポート１２
が連通し、かつ右側のアクチュエータポート１４と右側
のタンクポート１５が連通する。これによって操作弁Ａ
を構成している。

【００１０】前記左右一対のポンプポート１３，１３は
入口油孔２７で弁本体１０の下部面１０ｂに開口し、前
記左右のアクチュエータポート１４，１４はアクチュエ
ータ用油孔２８で弁本体１０の上部面１０ａにそれぞれ
開口し、前記出力ポート１２は出力用油孔２９で前記ア
クチュエータ用油孔２５に開口し、かつその開口部に圧
力補償弁Ｂが設けてあって、その圧力補償弁Ｂは弁本体
１０の左右上部寄り位置にそれぞれ位置している。

【００１１】前記圧力補償弁Ｂは弁部３０と、その弁部
３０を閉じ側に押す押し部３１より成り、その弁部３０
は弁本体１０のシート座３２に圧着するシート面３３を
有するコーンタイプの弁を有し、出力ポート１２の圧油
で押されてシート面３３がシート座３２より離れる方向
に押される。前記押し部３１は弁本体１０のアクチュエ
ータ用油孔２８に開口した取付用穴４４に嵌合して固着
されたスリーブ３４を有し、このスリーブ３４の盲穴３
５内にピストン３６を嵌合し、そのピストン３６とスリ
ーブ３４の盲穴３５の底部との間にバネ３７を設け、取
付用穴４４とスリーブ３４との間の環状空間３８が細孔
３９、環状溝４０、孔４１、孔４２でバネ室４３に開口
し、バネ３７のバネ力とバネ室４３に供給される圧力と
でピストン３６が押されて弁部３０を押してシート面３
３をシート座３２に圧着する構成となる。

【００１２】前記アクチュエータポート１４とタンクポ
ート１５は連通孔６０で連通し、この連通孔６０は安全
弁又は吸込弁などの補助弁６１で連通・遮断される。

【００１３】前記シャトル弁１８は下面に開口した段付
孔６２を有する弁本体６３と、この段付６２の下部大径
孔６２ａに嵌合したシート６４と、段付孔６２の中間部
中間径孔６２ｂに嵌合したボールハウジング６５と、こ
のボールハウジング６５内に設けたボール６６より成
り、負荷圧検出孔１７より流入した圧油と上部小径孔６
２ｃに流入した圧油を比較して高い方の圧油を出口ポー
ト６７より負荷圧検出路６８に出力し、その負荷圧検出
路６８内の負荷圧が前記圧力補償弁Ｂの押し部３１にお
ける環状空間３８に接続している。

【００１４】前記スプール１９は鋼管等の軸方向に連続
した軸孔５０を有する中空形状となり、その外周面に前
述の小径部、切欠溝が加工されていると共に、スプール
１９の軸方向中間部に流出孔５１、中間部寄りに左右一
対の第１孔５２，５２、両側部寄りに左右一対の第２孔
５３，５３がスプール１９の径方向に向けて軸孔５０と
外周面に開口してそれぞれ形成されて負荷圧検出装置を
構成している。

【００１５】次に作動を説明する。スプール１９が図２
に示す中立位置の時にはスプール１９の第１・第２孔５
２，５３がスプール孔１１で閉じ、流出孔５１が負荷圧
検出ポート１６に開口して負荷圧検出ポート１６には圧
油が供給されない。

【００１６】図２の状態から左側受圧室２５にパイロッ
ト圧油を供給してスプール１９を第１位置に向けて若干
摺動すると、図３に示すように油圧ポンプＰの吐出圧油
は右側のポンプポート１３より右側のメータイン絞り部
ａを通って右側の出力ポート１２に流れ、右側の圧力補
償弁Ｂの弁部３０を押し開いて右側にアクチュエータ用
油孔２８から油圧アクチュエータＤの第１室Ｄ１ に流
れる。油圧アクチュエータＤの第２室Ｄ２ からの戻り
油は左側のアクチュエータ用油孔２８、左側のアクチュ
エータポート１４より左側のメータアウト絞り部ｂを通
って左側のタンクポート１５に流出する。

【００１７】右側のメータイン絞り部ａに流れた圧油は
右側の第１孔５２より軸孔５０に流入して流出孔５１よ
り負荷圧検出ポート１６に導入され、その圧油の一部は
右側の第２孔５３から右側のアクチュエータポート１４
に流れて右側の第３切欠溝２４から右側のタンクポート
１５にブリードオフされ、負荷圧検出ポート１６に導入
された負荷圧は減圧され、その負荷圧は負荷圧検出孔１
７、シャトル弁１８より負荷圧検出路６８に導入され
る。この負荷圧検出路６８に導入された負荷圧は圧力補
償弁Ｂの押し部３１の環状空間３８に流入し、各孔を通
ってバネ室４９に流入してピストン３６を押して弁部３
０を押すから、従来と同様に圧力補償できる。

【００１８】前述の図３に示す状態よりスプール１９を
ストロークエンドまで摺動すると図４に示すようにな
る。これによってスプール１９の右側の第３切欠溝２４
が右側のアクチュエータポート１４と離れて軸孔５０に
流入した圧油の一部が右側のタンクポート１５に流出せ
ずに全量負荷圧検出ポート１６に導入される負荷圧が右
側の出力ポート１２の圧力と等しくなる。

【００１９】

【００２０】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、スプール
１９は、軸方向に連続した軸孔５０、流出孔５１、左右
の第１孔５２，５２、左右の第２孔５３，５３を有する
と共に、その軸孔５０の軸方向両端部を閉塞した形状で
あるので、スプール１９を１本の鋼管等の中空形状の素
材を用いて複数の孔加工だけで負荷圧検出装置となるか
ら、そのスプール１９の加工が容易で加工コストを安く
できる。また、スプール１９が中立位置から第１位置又
は第２位置に向けて左右に摺動したストローク途中の時
には一方の第２孔５３が一方のアクチュエータポート１
４を経て一方のタンクポート１５に連通し、かつ他方の
第２孔５３が閉塞する。スプール１９が第１位置又は第
２位置の時には前記一方のアクチュエータポート１４と
一方のタンクポート１５が遮断して一方の第２孔５３が
一方のタンクポート１５に連通しないと共に、他方の第
２孔５３が閉塞される。よって、スプール１９がストロ
ーク途中の時には軸孔５０に流入した負荷圧の一部がタ
ンクポート１５に流出してブリードオフするので、操作
弁Ａを微操作した時には検出される負荷圧が低下して油
圧アクチュエータＤの駆動時のショックを低減できる。
しかも、スプール１９がフルストロークして第１位置又
は第２位置の時には前述の負荷圧の一部がタンクポート
１５に流出せずに実際の負荷圧が検出されるので、操作
弁Ａをフル操作した時は通常どおりの制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の油圧回路図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図３】スプールのストローク途中の動作説明図であ
る。

【図４】スプールのフルストローク時の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

Ａ…操作弁、Ｂ…圧力補償弁、Ｄ…油圧アクチュエー
タ、Ｐ…油圧ポンプ、ａ…メータイン絞り部、ｂ…メー
タアウト絞り部、１０…操作弁本体、１１…スプール
孔、１２…出力ポート、１３…ポンプポート、１４…ア
クチュエータポート、１５…タンクポート、３０…弁
部、３１…押し部、５０…軸孔、５１…流出孔、５２…
第１孔、５３…第２孔。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプＰの吐出路に複数の操作弁Ａ
   を設け、各操作弁Ａと油圧アクチュエータＤを接続する
   回路に圧力補償弁Ｂをそれぞれ設け、前記各油圧アクチ
   ュエータＤの負荷圧の最高圧を前記各圧力補償弁Ｂに供
   給する圧力補償式油圧回路において、 操作弁本体１０のスプール孔１１の左右両側に出力ポー
   ト１２、ポンプポート１３、アクチュエータポート１
   ４、タンクポート１５をそれぞれ形成し、このスプール
   孔１１に嵌挿したスプール１９の左右両側にメータイン
   絞り部ａとメータアウト絞り部ｂをそれぞれ形成して前
   記操作弁Ａとし、 前記スプール孔１１の左右中間部に負荷圧検出ポート１
   ６を形成し、前記スプール１９を軸方向に連続した軸孔
   ５０を有する形状とし、その軸孔５０の軸方向両端部を
   閉塞すると共に、このスプール１９に、軸孔５０の軸方
   向中間部を前記負荷圧検出ポート１６に開口する流出孔
   ５１及び軸孔５０を左右の出力ポート１２，１２に開口
   する左右の第１孔５２，５２並びに軸孔５０を左右のア
   クチュエータポート１４に開口する左右の第２孔５３，
   ５３をそれぞれ形成し、 前記スプール１９が中立位置の時には流出孔５１が負荷
   圧検出ポート１６に開口し、かつ左右の第１孔５２及び
   左右の第２孔５３がそれぞれ閉塞され、 前記スプール１９を中立位置から第１位置又は第２位置
   に向けて左右に摺動したストローク途中の時には、流出
   孔５１が負荷圧検出ポート１６に開口し、左右一方のメ
   ータイン絞り部ａが開口して左右一方のポンプポート１
   ３と左右一方の出力ポート１２が連通し、かつ左右他方
   のメータイン絞り部ａが閉じて左右他方のポンプポート
   １３と左右他方の出力ポート１２が遮断し、左右のメー
   タアウト絞り部ｂが開口して左右のアクチュエータポー
   ト１４が左右のタンクポート１５にそれぞれ連通し、左
   右一方の第１ポート５２が左右一方の出力ポート１２に
   連通し、かつ左右他方の第１ポート５２が閉塞され、左
   右一方の第２ポート５３が左右一方のアクチュエータポ
   ート１４に連通し、かつ左右他方の第２ポート５３が閉
   塞し、 前記スプール１９を中立位置から左右に摺動して第１位
   置又は第２位置とした時には、流出孔５１が負荷圧検出
   ポート１６に開口し、左右一方のメータイン絞 り部ａが
   開口して左右一方のポンプポート１３と左右一方の出力
   ポート１２が連通し、かつ左右他方のメータイン絞り部
   ａが閉じて左右他方のポンプポート１３と左右他方の出
   力ポート１２が遮断し、左右一方のメータアウト絞り部
   ｂが閉じて左右一方のアクチュエータポート１４と左右
   一方のタンクポート１５が遮断し、かつ左右他方のメー
   タアウト絞り部ｂが開いて左右他方のアクチュエータポ
   ート１４が左右他方のタンクポート１５に連通し、左右
   一方の第１ポート５２が左右一方の出力ポート１２に連
   通し、かつ左右他方の第１ポート５２が閉塞され、左右
   一方の第２ポート５３が左右一方のアクチュエータポー
   ト１４に連通し、かつ左右他方の第２ポート５３が閉塞
   される構成としたことを特徴とする圧力補償式油圧回路
   の負荷圧検出装置。