JP3667036B2 - 油圧制御回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、１台のポンプで、アクチュエータに対する作動圧と、制御弁を切り換えるパイロット圧とを発生させる油圧制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば除雪車などの作業車では、手動で切り換える制御弁と、パイロット圧で切り換える制御弁とを組み合わせた油圧制御回路を使用している。図３は、その従来の油圧制御回路を示したもので、ポンプＰには、分流弁３０を接続している。この分流弁３０は、ポンプＰの吐出油の一部を常に第１ポート３１側に供給し、それ以外の吐出油を第２ポート３２に供給する。この第２ポート３２には、供給通路３３を接続し、この供給通路３３にパラレルフィーダ７と中立通路５とを接続している。パラレルフィーダ７は、第１〜４制御弁１〜４の流入ポート４２〜４５に接続し、中立通路５は上記第１〜４制御弁１〜４の中立ポート５４〜５７を介してタンクにＴに接続している。したがって、この中立通路５は、上記第１〜４制御弁１〜４の全てが中立位置にあるときに、第２ポート３２とタンクＴとを連通する。
【０００３】
上記第１〜４制御弁１〜４のうち、第１、２制御弁１、２は、手動レバー３４、３５によって切り換わり、第３、４制御弁３、４は、パイロット圧によって切り換わる。また、第１〜４制御弁１〜４に設けた還流ポート３８〜４１は、タンク通路６に接続している。そして、第１〜４制御弁１〜４が切り換わると、中立ポートが閉じて、上記流入および還流ポートが図示していないアクチュエータに連通する。
【０００４】
一方、上記分流弁３０の第１ポート３１には、互いにパラレルにした第１リリーフ弁４６とアンロード弁５１とを接続している。第１リリーフ弁４６は、上記第３、４制御弁３、４を切り換えるためのパイロット圧を発生するもので、その設定圧は、上記分流弁３０の上流側に接続した第２リリーフ弁４７の設定圧よりも低くしている。アンロード弁５１は、第１ポート３１をタンクＴに連通したり遮断したりするもので、通常は、スプリング５２の弾性力によって図示するノーマル位置を保ち、第１ポート３１とタンク通路６とを連通する。また、ソレノイド５３が励磁して、図中右側の位置に切り換わると、第１ポート３１とタンク通路６との連通を遮断する。
なお、上記ソレノイド５３は、上記第３、４制御弁３、４のいずれかのソレノイド３６、３７を励磁すると、同時に励磁するようになっている。
【０００５】
上記第１リリーフ弁４６とアンロード弁５１との上流側には、パイロット通路４８を接続している。このパイロット通路４８には、上記第３、４制御弁３、４のパイロット室４９、５０を接続している。そして、これらパイロット室４９、５０には、パイロット通路４８との連通開度を制御するソレノイド３６、３７をそれぞれ設けている。
【０００６】
次に、この従来例の作用を説明する。
図３に示すように、全ての制御弁１〜４が中立位置にあるとき、アンロード弁５１のソレノイド５３が消磁状態を保つので、アンロード弁５１も図示のノーマル位置を保つ。したがって、第１ポート３１に導かれたポンプＰの吐出油は、アンロード弁５１を介してタンクＴに排出され、第２ポート３２に導かれた吐出油は、供給通路３３と中立通路５とを介してタンクＴに排出される。
【０００７】
上記の状態から手動レバー３４、３５を操作して、第１、２制御弁１、２のいずれかを切り換えると、その切り換えた制御弁の中立ポートが閉じられて、中立通路５とタンクＴとの連通が遮断される。同時に、この制御弁の還流ポートおよび流入ポートが図示していないアクチュエータに連通する。したがって、第２ポート３２から供給通路３３に供給されたポンプＰの吐出油は、パラレルフィーダ７を介して図示していないアクチュエータに供給される、また、このアクチュエータの戻り油が、タンク通路６を介してタンクＴに排出される。なお、このとき第１ポート３１の流体は、アンロード弁５１を介してタンクＴに排出されている。
【０００８】
次に、いずれかのソレノイド３６、３７を励磁すると、同時にアンロード弁５１のソレノイド５３も励磁する。そのため、アンロード弁５１が図中右側の位置に切り換わり、第１ポート３１とタンク通路６との連通を遮断する。このように第１ポート３１がタンクＴとの連通を遮断すると、アンロード弁５１の上流側に圧力が発生する。この圧力は、第１リリーフ弁４６の設定圧によって決まり、この圧力がパイロット圧としてパイロット通路４８に導かれる。そして、このパイロット通路４８に導かれたパイロット圧は、ソレノイド３６、３７によって制御されて、各パイロット室４９、５０に供給される。このようにパイロット室に圧力が供給されると、制御弁が切り換わり、第２ポート３２からパラレルフィーダ７を介して導かれたポンプＰの吐出油が、この制御弁に接続した図示していないアクチュエータに供給される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の油圧制御回路は、ポンプＰの吐出油の一部を、分流弁３０の第１ポート３１からタンクＴに流出させているので、吐出油の全量をアクチュエータに供給することができなかった。つまり、第１ポート３１から流出する分、エネルギーロスが生じていた。
また、第３、４制御弁３、４を切り換える場合、アンロード弁５１を切り換えて、これら制御弁３、４を切り換えるためのパイロット圧を維持していた。そのために、アンロード弁５１を切り換えるソレノイド５３を励磁状態に保たなければならなかった。したがって、その分、電力が多くかかっていた。
この発明の目的は、エネルギーロスがなく、かつ、省エネルギーで作動する油圧制御回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ポンプと、このポンプに接続するとともに切換位置に応じて第１、第２ポートへの流量を制御する分流タイプの絞り切換弁と、上記第１ポートとタンクとの間に接続したリリーフ弁と、このリリーフ弁と上記第１ポートとの間に接続し、ノーマル位置でリリーフ弁と第１ポートとの連通を遮断するとともに切換位置に応じてリリーフ弁と第１ポートとを連通させるアンロード弁と、このアンロード弁とリリーフ弁との間の圧力を、ノーマル位置のアンロード弁を介してタンクに排出する排出通路と、上記第１ポートとリリーフ弁との間に設けた絞りと、この絞りの上流側の圧力を上記絞り切換弁の一方のパイロット室に導く第１パイロット通路と、絞りの下流側の圧力を上記絞り切換弁の他方のパイロット室に導く第２パイロット通路と、上記第２ポートに接続するとともに互いにパラレルにした複数の制御弁からなる第１弁群と、同じく第２ポートに接続するとともに互いにパラレルにした複数の制御弁からなる第２弁群と、これら第１、２弁群の全ての制御弁が中立位置にあるときに、第２ポートをタンクに連通する中立通路と、ポンプに接続するとともに上記絞り切換弁とパラレルにした減圧弁と、この減圧弁に接続したメインパイロット通路と、このメインパイロット通路に導いたパイロット圧を制御して第１弁群の制御弁を切り換える第１切換手段と、第２弁群の制御弁を手動で切り換える第２切換手段とを備えている。
【００１１】
そして、上記第１切換手段の動作と同時にアンロード弁を切り換えると、絞り切換弁によってポンプと第２ポートとの連通が遮断される一方、上記減圧弁からメインパイロット通路に導かれた流体が所定の圧力に達したとき、アンロード弁をノーマル位置に戻すと、絞り切換弁が切り換わって、その第２ポートとポンプとを連通する構成にしたことを特徴とする
。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、２に示す実施例は、第１、２制御弁１、２にポンプＰの吐出油を供給する構成と、第３、４制御弁３、４のパイロット室４９、５０にパイロット圧を導く構成とが従来例と相違するが、第１〜４制御弁１〜４の構成は従来例と同じである。そこで、この実施例では、従来例と異なる構成について説明し、従来例と同じ構成についてはその詳細な説明を省略する。
なお、第１、２制御弁１、２をこの発明の第２弁群Ｂとし、第３、４制御弁３、４をこの発明の第１弁群Ａとする。そして、第１、２制御弁１、２に設けた手動レバー３３、３４をこの発明の第２切換手段とし、第３、４制御弁３、４に設けたパイロット室４９、５０およびソレノイド３６、３７をこの発明の第１切換手段とする。
【００１３】
図１に示すように、ポンプＰには、分流タイプの絞り切換弁８を接続している。この絞り切換弁８は、その切換位置に応じて第１、第２ポート９、１０への供給流量を制御する。この絞り切換弁８の第２ポート１０には、供給通路３３を接続し、この供給通路３３には、パラレルフィーダ７と中立通路５とを接続している。そして、パラレルフィーダ７には、従来例と同様に第１〜４制御弁１〜４を接続し、中立通路５は、第１〜４制御弁１〜４の全てが中立位置にあるときに、供給通路３３とタンクＴとを連通する。
【００１４】
一方、上記絞り切換弁８の第１ポート９には、第１通路１３を介してアンロード弁１１を接続している。このアンロード弁１１のポート１２には、第２通路１６を介してこの発明のリリーフ弁に相当する第１リリーフ弁１４を接続している。この第１リリーフ弁１４は、その上流側の圧力が設定圧に達すると、第２通路１６とタンク通路６とを連通する。
【００１５】
また、上記アンロード弁１１は、通常図示するノーマル位置を保ち、第１通路１３と第２通路１６との連通を遮断する。また、このノーマル位置のとき、アンロード弁１１は、第２通路１６と排出通路２９とを連通する。
さらに、このアンロード弁１１は、ソレノイド１５の励磁によって切り換わるようになっていて、切り換わると第１通路１３と第２通路１６とを連通する。
なお、上記ソレノイド１５は、上記第３、４制御弁３、４に設けたソレノイド３６、３７を励磁すると同時に励磁する。
【００１６】
上記第１通路１３には、絞り１７を設けている。そして、この絞り１７の上流側の圧力を、第１パイロット通路１８を介して絞り切換弁８の一方のパイロット室８ａに導いている。また、絞り切換弁８の他方のパイロット室８ｂには、第２パイロット通路１９を介して第２通路１６の圧力を導いている。
【００１７】
一方、上記絞り切換弁８の上流側には、分岐通路２０を接続している。この分岐通路２０には、減圧弁２１を接続し、その下流側にメインパイロット通路２２を接続している。このメインパイロット通路２２は、上記第３、４制御弁３、４のパイロット室４９、５０に接続していてる。そして、これらパイロット室４９、５０には、メインパイロット通路２２との連通開度を制御するソレノイド３６、３７を設けている。
なお、上記減圧弁２１の２次側の最高圧は、上記第１リリーフ弁１４の設定圧とほぼ同じにしている。また、符号２３は、回路内の圧力をその設定圧以内に抑える第２リリーフ弁を示し、その設定圧は、第１リリーフ弁１４の設定圧よりも高く設定している。
【００１８】
次に、この実施例の作用を説明する。
第３、４制御弁３、４がともに中立位置にあるとき、アンロード弁１１のソレノイド１５が消磁状態なので、このアンロード弁１１はノーマル位置を保ち、第１ポート９と第１リリーフ弁１４との連通を遮断する。そのため、第１通路１３内に、ポンプＰの吐出圧による圧力が発生する。この圧力は、第１パイロット通路１８を介して絞り切換弁８の一方のパイロット室８ａに導かれる。このようにして導かれたパイロット圧は、図２(a)に示すように、絞り切換弁８のスプール２４の一端２４ａに作用する。したがって、このスプール２４が、パイロット室８ｂ内に設けたスプリング２５の弾性力に抗しながら図中右方向に移動する。このスプール２４の移動によって第１ポート９が閉じられて、第２ポート１０がポンプＰに連通する。そのため、ポンプＰの全吐出油が、第２ポート１０から供給通路３３に供給される。
【００１９】
このとき、第１、２制御弁１、２の手動レバー３４、３５を切り換えると、その切り換えた制御弁の中立ポートが閉じられて、中立通路５とタンクＴとの連通が遮断される。また、同時にこの制御弁の流入ポートおよび還流ポートが図示していないアクチュエータに連通する。したがって、供給通路３３からパラレルフィーダ７に導かれたポンプＰの全吐出油が、所定の制御弁を介して図示していないアクチュエータに供給される。そして、このアクチュエータからの戻り油がタンクＴに排出される。
【００２０】
上記の状態から第３、４制御弁３、４のソレノイド３６、３７を励磁すると、アンロード弁１１に設けたソレノイド１５も同時に励磁する。ソレノイド１５が励磁すると、プッシュロッド２６によってアンロード弁１１のスプール２７が図中左方向に押される。そのため、スプール２７がスプリング２８の弾性力に抗しながら図中左方向に移動して、第１通路１３と第２通路１６とを連通する。また、これと同時に第２通路１６と排出通路２９との連通が遮断される。
【００２１】
このように両通路１３、１６が連通すると、これら通路１３、１６内の圧力は等しくなる。この等しい圧力は、第１、２パイロット通路１８、１９を介して絞り切換弁８の両パイロット室８ａ、８ｂに導かれる。そのため、スプール２４の両端に作用するパイロット圧は、互いに打ち消し合い、スプール２４が、スプリング２５の弾性力によって図中左方向にフルストロークする。スプール２４が左方向にフルストロークすると、ポンプＰと第１ポート９とが連通し、第２ポート１０とポンプＰとの連通が遮断される。
【００２２】
ポンプＰと第２ポート１０との連通が遮断されると、第１リリーフ弁１４の設定圧によって決められた圧力が、第１、２通路１３、１６に発生する。この発生した圧力は、分岐通路２０を介して減圧弁２１に導かれ、この減圧弁２１からメインパイロット圧としてメインパイロット通路２２に導かれる。メインパイロット通路２２に導かれたメインパイロット圧は、上記励磁したソレノイドによって制御されて、パイロット室に導かれる。そして、このパイロット室内の圧力によって制御弁が切換わる。つまり、制御弁を切り換えるメインパイロット圧は、ソレノイド３６、３７を励磁すると同時に発生するようになっている。
【００２３】
一方、上記第１、２通路１３、１６内の圧力が、第１リリーフ弁１４の設定圧以上になると、第１リリーフ弁１４が開き、第２流路１３とタンク通路６とが連通する。したがって、ポンプＰの吐出油は、絞り切換弁８→第１ポート９→第１通路１３→絞り１７→アンロード弁１１→ポート１２→第２通路１６→第１リリーフ弁１４→タンク通路６の順に流れる。このようにポンプＰの吐出油が流れると、絞り１７の上流側と下流側との間に圧力差が生じる。この圧力差は、第１、２パイロット通路１８、１９によって絞り切換弁８の両パイロット室８ａ、８ｂに伝えられる。したがって、絞り切換弁８のスプール２４は、図２(b)に示すように、絞り１７で生じる圧力差とスプリング２５の弾性力とがバランスする位置に移動する。
【００２４】
上記のようにスプール２４が移動すると、第１、２ポート９、１０の両方にポンプＰが連通する。そのため、ポンプＰの吐出油が第２ポート１０から供給通路３３およびパラレルフィーダ７に供給される。そして、このパラレルフィーダ７に供給された吐出油が、切り換わった制御弁を介して図示していないアクチュエータに供給される。
なお、このとき、ポンプＰの吐出圧の一部が、第１ポート９から第１リリーフ弁１４を介してタンクＴに流出するが、その流量は、第１リリーフ弁１４の上流側に設けた絞り１７の開度を小さくすることで少なくすることができる。
【００２５】
また、第３、４制御弁３〜４のいずれかが切り換わった後、アンロード弁１１のソレノイド１５への通電を止めて、ソレノイド１５を消磁すると、アンロード弁１１のスプール２７が、スプリング２８の弾性力によって図中右方向に移動する。そして、このスプール２７によって第１通路１３と第２通路１６との連通が遮断される。このように第１通路１３と第２通路１６との連通が遮断されれば、第１ポート９とタンクＴとの連通が完全に遮断される。そのため、ポンプＰの吐出油の全量が、第２ポート１０側に供給される。したがって、エネルギーロスが生じない。
【００２６】
一方、上記のようにソレノイド１５の通電を止めると、第１ポート９はタンクＴとの連通を遮断される。また、第２ポート１０側には、図示していないアクチュエータの負荷による圧力が生じている。そのため、この状態でもメインパイロット通路２２内のメインパイロット圧は確保される。つまり、アンロード弁１１のソレノイド１５は、第３、４制御弁３、４が一旦切り換わってしまえば、励磁状態に保つ必要がない。したがって、ソレノイド１５への通電を止めれば、その分、使用電力を少なくできる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、第１、２弁群のいずれの制御弁を切り換える場合にも、ポンプの吐出油の全量を制御弁側に供給することができる。したがって、エネルギーロスが生じない。
また、メインパイロット通路に発生した所定のパイロット圧は、アンロード弁をノーマル位置に戻しても維持できる。そのため、このアンロード弁をソレノイド等で電気的に切り換える場合には、ソレノイドへの通電を止めれば、その分、使用電力を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の油圧回路図である。
【図２】実施例の構造図を示し、(a)はアンロード弁が非励磁の状態を示す図であり、(b)はアンロード弁が励磁の状態を示す図である。
【図３】従来例の油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 第２弁群を構成する第１制御弁
２ 第２弁群を構成する第２制御弁
３ 第１弁群を構成する第３制御弁
４ 第１弁群を構成する第４制御弁
５ 中立通路
６ タンク通路
８ 絞り切換弁
８ａ 一方のパイロット室
８ｂ 他方のパイロット室
９ 第１ポート
１０ 第２ポート
１１ アンロード弁
１４ この発明のリリーフ弁である第１リリーフ弁
１７ 絞り
１８ 第１パイロット通路
１９ 第２パイロット通路
２１ 減圧弁
２２ メインパイロット通路
２９ 排出通路
３４ この発明の第２切換手段を構成する手動レバー
３５ この発明の第２切換手段を構成する手動レバー
３６ この発明の第１切換手段を構成するソレノイド
３７ この発明の第１切換手段を構成するソレノイド
４９ この発明の第１切換手段を構成するパイロット室
５０ この発明の第１切換手段を構成するパイロット室
Ａ 第１弁群
Ｂ 第２弁群
Ｐ ポンプ
Ｔ タンク

Claims (1)

1. ポンプと、このポンプに接続するとともに切換位置に応じて第１、第２ポートへの流量を制御する分流タイプの絞り切換弁と、上記第１ポートとタンクとの間に接続したリリーフ弁と、このリリーフ弁と上記第１ポートとの間に接続し、ノーマル位置でリリーフ弁と第１ポートとの連通を遮断するとともに切換位置に応じてリリーフ弁と第１ポートとを連通させるアンロード弁と、このアンロード弁とリリーフ弁との間の圧力を、ノーマル位置のアンロード弁を介してタンクに排出する排出通路と、上記第１ポートとリリーフ弁との間に設けた絞りと、この絞りの上流側の圧力を上記絞り切換弁の一方のパイロット室に導く第１パイロット通路と、絞りの下流側の圧力を上記絞り切換弁の他方のパイロット室に導く第２パイロット通路と、上記第２ポートに接続するとともに互いにパラレルにした複数の制御弁からなる第１弁群と、同じく第２ポートに接続するとともに互いにパラレルにした複数の制御弁からなる第２弁群と、これら第１、２弁群の全ての制御弁が中立位置にあるときに、第２ポートをタンクに連通する中立通路と、ポンプに接続するとともに上記絞り切換弁とパラレルにした減圧弁と、この減圧弁に接続したメインパイロット通路と、このメインパイロット通路に導いたパイロット圧を制御して第１弁群の制御弁を切り換える第１切換手段と、第２弁群の制御弁を手動で切り換える第２切換手段とを備え、上記第１切換手段の動作と同時にアンロード弁を切り換えると、絞り切換弁によってポンプと第２ポートとの連通が遮断される一方、上記減圧弁からメインパイロット通路に導かれた流体が所定の圧力に達したとき、アンロード弁をノーマル位置に戻すと、絞り切換弁が切り換わって、その第２ポートとポンプとを連通する構成にしたことを特徴とする油圧制御回路。

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