JP6982517B2 - Fluid pressure controller - Google Patents
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Description
本発明は、流体圧制御装置に関する。 The present invention relates to a fluid pressure control device.
高所作業車、クレーン車等において、ブームを起伏させる油圧シリンダと、油圧ポンプから油圧シリンダに供給される作動油の流れを制御する切換弁と、ブームの倒伏を防止するために、油圧シリンダのボトム側室に接続される負荷側管路に設けられる保持弁と、を備えた油圧回路が知られている(特許文献1参照)。 In a high-altitude work vehicle, crane vehicle, etc., a hydraulic cylinder that raises and lowers the boom, a switching valve that controls the flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder, and a hydraulic cylinder to prevent the boom from falling. A hydraulic circuit including a holding valve provided in a load-side pipeline connected to a bottom-side chamber is known (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の油圧回路では、例えば、ブームの下げ作動時に、保持弁(負荷保持機構)と切換弁(制御弁)との間のホースが破裂するなどして油漏れが発生した場合に、ブームが急激に降下してしまうおそれがある。
However, in the hydraulic circuit described in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ホースが破裂するなどして油漏れが発生したときに、アクチュエータが急激に動作してしまうことを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent the actuator from suddenly operating when an oil leak occurs due to a hose bursting or the like.
第1の発明は、流体圧制御装置であって、流体圧供給源からアクチュエータへの作動流体の流れを制御する制御弁と、制御弁が中立位置の場合に、負荷による負荷圧が作用する負荷側流路と、制御弁が中立位置の場合に、負荷圧が作用しない非負荷側流路と、負荷側流路の圧力を検出し、検出した圧力が予め定められた所定圧力未満に低下した場合に、負荷側流路の開口面積を減少させる流路制限装置と、を備え、流路制限装置は、負荷側流路に設けられ、制御弁からアクチュエータへの作動流体の流れを許容し、非負荷側流路の圧力に応じてアクチュエータから制御弁への作動流体の流れを許容または遮断するオペレートチェック弁と、非負荷側流路の圧力が作用する第1パイロット室、負荷側流路の圧力が作用する第2パイロット室、及び、第1パイロット室及び第2パイロット室の圧力に基づいて動作するスプールを有する切換弁と、を有し、切換弁は、第2パイロット室に作用する圧力が所定圧力以上の場合には、非負荷側流路の圧力をオペレートチェック弁に導き、オペレートチェック弁を開くことにより、アクチュエータから制御弁への作動流体の流れを許容する開位置に切り換えられ、第2パイロット室に作用する圧力が所定圧力未満の場合には、非負荷側流路とオペレートチェック弁との間の流路を遮断し、オペレートチェック弁を閉じることにより、アクチュエータから制御弁への作動流体の流れを遮断する閉位置に切り換えられることを特徴とする。 The first invention is a fluid pressure control device, which is a control valve that controls the flow of working fluid from a fluid pressure supply source to an actuator, and a load on which a load pressure due to a load acts when the control valve is in a neutral position. When the side flow path and the control valve are in the neutral position, the pressures of the non-load side flow path and the load side flow path on which the load pressure does not act are detected, and the detected pressure drops below a predetermined pressure. In some cases, a flow path limiting device that reduces the opening area of the load side flow path is provided , and the flow path limiting device is provided in the load side flow path to allow the flow of working fluid from the control valve to the actuator. An operating check valve that allows or blocks the flow of working fluid from the actuator to the control valve according to the pressure of the non-load side flow path, the first pilot chamber on which the pressure of the non-load side flow path acts, and the load side flow path. It has a second pilot chamber on which pressure acts and a switching valve having a spool that operates based on the pressure in the first and second pilot chambers, the switching valve being the pressure acting on the second pilot chamber. When is above the specified pressure, the pressure in the non-load side flow path is guided to the operating check valve, and by opening the operating check valve, it is switched to the open position that allows the flow of working fluid from the actuator to the control valve. When the pressure acting on the second pilot chamber is less than the predetermined pressure, the flow path between the non-load side flow path and the operation check valve is cut off, and the operation check valve is closed to transfer from the actuator to the control valve. It is characterized by being switched to a closed position that blocks the flow of working fluid.
第1の発明では、負荷側流路に作用する圧力が所定圧力未満に低下すると、負荷側流路
の開口面積が減少し、制御弁に向かう作動流体の流れが制限される。また、負荷側流路に作用する圧力が所定圧力未満に低下すると、オペレートチェック弁が閉じられるので、速やかにアクチュエータの動作に制限をかけることができる。
In the first invention, when the pressure acting on the load-side flow path drops below a predetermined pressure, the opening area of the load-side flow path is reduced and the flow of the working fluid toward the control valve is restricted. Further, when the pressure acting on the load-side flow path drops below a predetermined pressure, the operated check valve is closed, so that the operation of the actuator can be quickly restricted.
第2の発明は、スプールが、第1パイロット室の圧力が作用する第1受圧面と、第2パイロット室の圧力が作用する第2受圧面と、を有し、第2受圧面の受圧面積が、第1受圧面の受圧面積に比べて大きいことを特徴とする。 In the second invention, the spool has a first pressure receiving surface on which the pressure of the first pilot chamber acts, and a second pressure receiving surface on which the pressure of the second pilot chamber acts, and the pressure receiving area of the second pressure receiving surface. However, it is characterized in that it is larger than the pressure receiving area of the first pressure receiving surface.
第2の発明では、アクチュエータを作動させるために制御弁を切り換え、非負荷側流路の圧力が上昇した場合に、切換弁が閉位置に切り換えられてしまうことを防止できる。 In the second invention, the control valve is switched to operate the actuator, and it is possible to prevent the switching valve from being switched to the closed position when the pressure in the non-load side flow path rises.
第3の発明は、流体圧制御装置であって、流体圧供給源からアクチュエータへの作動流体の流れを制御する制御弁と、制御弁が中立位置の場合に、負荷による負荷圧が作用する負荷側流路と、制御弁が中立位置の場合に、タンクと連通するとともに負荷圧が作用しない非負荷側流路と、負荷側流路の圧力を検出し、検出した圧力が予め定められた所定圧力未満に低下した場合に、負荷側流路の開口面積を減少させる流路制限装置と、を備え、流路制限装置は、アクチュエータに作用する負荷圧を保持する負荷保持機構と、負荷保持機構と制御弁との間における負荷側流路の圧力を検出する圧力センサと、制御弁を制御するバルブ制御装置と、を有し、負荷保持機構が、負荷側流路に設けられ非負荷側流路の圧力が予め定められた設定圧未満では、負荷側流路を遮断し、非負荷側流路の圧力が設定圧以上となったときに負荷側流路を開放するカウンタバランス弁と、カウンタバランス弁に並列に設けられ制御弁からアクチュエータの負荷側圧力室への作動流体の流れのみを許容するチェック弁と、を有し、バルブ制御装置が、圧力センサで検出された負荷側流路の圧力が所定圧力未満に低下した場合に、制御弁を中立位置に戻すように制御することを特徴とする。 A third invention is a fluid pressure control device, which is a control valve that controls the flow of working fluid from a fluid pressure supply source to an actuator, and a load on which a load pressure due to a load acts when the control valve is in a neutral position. When the side flow path, the non-load side flow path that communicates with the tank and the load pressure does not act when the control valve is in the neutral position, and the load side flow path are detected, the detected pressure is predetermined. The flow path limiting device includes a flow path limiting device that reduces the opening area of the load side flow path when the pressure drops below the pressure, and the flow path limiting device includes a load holding mechanism that holds the load pressure acting on the actuator and a load holding mechanism. It has a pressure sensor that detects the pressure in the load side flow path between the control valve and the control valve, and a valve control device that controls the control valve. A load holding mechanism is provided in the load side flow path to provide a non-load side flow. A counter balance valve and a counter that shut off the load side flow path when the road pressure is less than the predetermined set pressure and open the load side flow path when the pressure of the non-load side flow path exceeds the set pressure. It has a check valve, which is provided in parallel with the balance valve and allows only the flow of working fluid from the control valve to the load side pressure chamber of the actuator, and the valve control device is the load side flow path detected by the pressure sensor. It is characterized in that the control valve is controlled to return to the neutral position when the pressure drops below a predetermined pressure.
第3の発明では、制御弁が切り換えられてアクチュエータが作動している場合に、負荷保持機構と制御弁との間における負荷側流路に作用する圧力が所定圧力未満に低下すると、制御弁が中立位置に戻って非負荷側流路の圧力が低下するため、カウンタバランス弁によって負荷側流路を閉じることにより制御弁に向かう作動流体の流れを制限することができる。 In the third invention, when the control valve is switched and the actuator is operating, when the pressure acting on the load side flow path between the load holding mechanism and the control valve drops below a predetermined pressure, the control valve is operated. Since the pressure in the non-load side flow path drops after returning to the neutral position, the flow of the working fluid toward the control valve can be restricted by closing the load side flow path with the counterbalance valve.
本発明によれば、ホースが破裂するなどして油漏れが発生したときに、アクチュエータが急激に動作してしまうことを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the actuator from suddenly operating when an oil leak occurs due to a hose bursting or the like.
<第1実施形態>
図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態に係る流体圧制御装置について説明する。流体圧制御装置は、クレーン、高所作業装置等の油圧作業機械の動作を制御するものであり、本第1実施形態では、図1に示すクレーンのブーム(負荷)1を駆動するシリンダ2の伸縮作動を制御する油圧制御装置について説明する。
<First Embodiment>
The fluid pressure control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The fluid pressure control device controls the operation of hydraulic work machines such as cranes and aerial work platforms. In the first embodiment, the
クレーンは、旋回体(不図示)に起伏可能に取り付けられるブーム1と、ブーム1を起伏するための油圧アクチュエータであるシリンダ2と、を備える。
The crane includes a
シリンダ2は、筒状のシリンダチューブ2cと、シリンダチューブ2cに摺動自在に挿入されシリンダチューブ2c内をロッド側室2aと反ロッド側室2bに区画するピストン2dと、一端がピストン2dに連結され、他端側がシリンダチューブ2cの外部へ延びてブーム1に連結されるロッド2eと、を備える。
The
クレーンにはエンジン(不図示)が搭載され、そのエンジンの動力によって流体圧供給源としてのポンプ4及びパイロット圧供給源としてのパイロットポンプ5が駆動する。 An engine (not shown) is mounted on the crane, and the power of the engine drives a pump 4 as a fluid pressure supply source and a pilot pump 5 as a pilot pressure supply source.
油圧制御装置は、ポンプ4からシリンダ2への作動油の流れを制御する制御弁160と、パイロットポンプ5から制御弁160に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁9と、複数の弁を有する弁ユニット150と、を備える。
The hydraulic control device has a
制御弁160とシリンダ2のロッド側室2aとは第1メイン通路7によって接続され、制御弁160とシリンダ2の反ロッド側室2bとは第2メイン通路8によって接続される。弁ユニット150は、第1メイン通路7及び第2メイン通路8に介装される。
The
制御弁160は、クレーンのオペレータが操作レバー10を手動操作することに伴ってパイロットポンプ5からパイロット制御弁9を介してパイロット室161,162に導かれるパイロット圧によって動作する。
The
具体的には、パイロット室161にパイロット圧が導かれた場合には、制御弁160は下げ位置(L)に切り換わり、ポンプ4から第1メイン通路7を通じてロッド側室2aに作動油が供給されると共に、反ロッド側室2bの作動油が第2メイン通路8を通じてタンクTへと排出される。これにより、シリンダ2が収縮作動し、ブーム1が倒伏する方向(ブーム下げ方向)に回動する。
Specifically, when the pilot pressure is guided to the
一方、パイロット室162にパイロット圧が導かれた場合には、制御弁160は上げ位置(U)に切り換わり、ポンプ4から第2メイン通路8を通じて反ロッド側室2bに作動油が供給されると共に、ロッド側室2aの作動油が第1メイン通路7を通じてタンクTへと排出される。これにより、シリンダ2が伸長作動し、ブーム1が起立する方向(ブーム上げ方向)に回動する。
On the other hand, when the pilot pressure is guided to the
パイロット室161,162にパイロット圧が導かれない場合には、制御弁160は中立位置(N)となり、シリンダ2に対する作動油の給排が遮断される。このとき、後述する負荷保持機構120によってシリンダ2の負荷が保持されることにより、吊り荷3及びブーム1の自重による下降が阻止され、ブーム1は停止した状態を保つ。
When the pilot pressure is not guided to the
このように、制御弁160は、シリンダ2を収縮作動させる下げ位置(L)、シリンダ2を伸長作動させる上げ位置(U)、及びシリンダ2の負荷を保持する中立位置(N)の3ポジションを有し、シリンダ2に対する作動油の給排を切り換え、シリンダ2の伸縮作動を制御する。
In this way, the
吊り荷3を吊り上げた状態で、制御弁160を中立位置(N)に切り換え、ブーム1の動きを止めた場合には、吊り荷3とブーム1等の自重によって、シリンダ2には収縮する方向の力が作用する。このように、ブーム1を駆動するシリンダ2においては、反ロッド側室2bが、制御弁160が中立位置(N)の場合に負荷圧が作用する負荷側圧力室となる。つまり、制御弁160が中立位置(N)の場合、第2メイン通路8が負荷による負荷圧が作用する負荷側流路となり、第1メイン通路7が負荷による負荷圧が作用していない非負荷側流路となる。
When the
弁ユニット150は、負荷保持機構120と流路制限装置130とを有する。負荷保持機構120は、第2メイン通路8に設けられる。負荷保持機構120は、制御弁160が中立位置(N)の場合に、反ロッド側室2bに作用する負荷圧を保持するものであり、シリンダ2に固定される。
The
負荷保持機構120は、第2メイン通路8に設けられたカウンタバランス弁121と、カウンタバランス弁121に並列に設けられたチェック弁122と、を有する。
The
カウンタバランス弁121は、第1メイン通路7内の圧力、すなわち、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力をパイロット圧として作動する弁であり、第1メイン通路7に連通するパイロット室121bを有する。カウンタバランス弁121は、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力が設定圧Ps未満では閉弁し、第2メイン通路8を遮断する。これにより、シリンダ2の反ロッド側室2bから作動油が排出されることが阻止される。つまり、カウンタバランス弁121は、シリンダ2に作用する負荷圧を保持し、ブーム1の倒伏方向の動作を停止する。
The
カウンタバランス弁121は、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力が、設定圧Ps以上となったときに開弁し、第2メイン通路8を開放する。カウンタバランス弁121は、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力が高くなるにつれて開度が大きくなるように作動する。
The
上記設定圧Psは、リターンスプリング121aにより予め定められる。設定圧Psは、ブーム1を倒伏方向に動作させる際、ブーム1の自重に起因して、シリンダ2に供給される作動油の流量に相応する速さよりも速くブーム1が倒伏方向に動作することを防止するために設定される。
The set pressure Ps is predetermined by the
チェック弁122は、制御弁160からシリンダ2の反ロッド側室2bに向かう方向の作動油の流れのみを許容する。つまり、チェック弁122は、シリンダ2の反ロッド側室2bから制御弁160に向かう方向の作動油の流れを阻止する。
The
流路制限装置130は、オペレートチェック弁140と、切換弁110と、を有する。オペレートチェック弁140は、第2メイン通路8における負荷保持機構120と制御弁160との間に設けられる。オペレートチェック弁140は、制御弁160からシリンダ2への作動油の流れを許容し、第1メイン通路7の圧力に応じてシリンダ2から制御弁160への作動油の流れを許容または遮断する。
The flow
主に図2及び図3を参照して、弁ユニット150の構造について説明する。図1及び図2に示すように、弁ユニット150は、カウンタバランス弁121と、チェック弁122と、オペレートチェック弁140と、切換弁110と、これらの弁を収容するバルブボディ151と、を備える。
The structure of the
図1及び図3に示すように、バルブボディ151は、制御弁160に接続されるAポート150A及びCポート150Cと、シリンダ2の反ロッド側室2bに接続されるBポート150Bと、シリンダ2のロッド側室2aに接続されるDポート150Dと、を備える。Cポート150CとDポート150Dとの間には、第1メイン通路7の一部を構成する弁内通路7aが設けられる。Aポート150AとBポート150Bとの間には、第2メイン通路8の一部を構成する弁内通路8aが設けられる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
以下、図2及び図3を参照して、本発明の第1実施形態に係る流路制限装置130の構造について詳しく説明する。なお、図2において、負荷保持機構120を構成するカウンタバランス弁121及びチェック弁122の図示は省略している。
Hereinafter, the structure of the flow
流路制限装置130を構成するオペレートチェック弁140の構造について説明する。図2に示すように、オペレートチェック弁140は、弁内通路8aを開閉する弁体143と、弁体143が着座するシート部144aを形成するシート形成部144と、弁体143の背面に画成された背圧室145と、背圧室145に配置された押しばね147と、を備える。弁体143には、シリンダ2の反ロッド側室2bの作動油を背圧室145へと導く通路143aが設けられる。背圧室145の圧力と、押しばね147の弾性力は、弁体143をシート部144aに着座させる方向に作用する。
The structure of the
オペレートチェック弁140は、背圧室145の圧力による付勢力及び押しばね147の弾性力による付勢力に抗して弁体143をシート部144aから離座させるピストン142と、シート形成部144とピストン142との間に画成された連通室148と、連通室148に配置されピストン142を弁体143から離す方向に付勢する戻しばね146と、戻しばね146の付勢力に抗してピストン142を弁体143に向けて付勢する制御圧室141と、をさらに備える。
The operated
弁体143がシート部144aに着座した状態では、オペレートチェック弁140は、シリンダ2の反ロッド側室2bから制御弁160への作動油の流れを遮断する。弁体143がシート部144aから離座した状態では、オペレートチェック弁140は、シリンダ2の反ロッド側室2bから制御弁160への作動油の流れを許容する。
When the
ピストン142は、弁ユニット150のバルブボディ151に設けられた円形状の開口部に摺動自在に挿入される。ピストン142は、弁体143に当接する小ピストン142aと、小ピストン142aの基部を収容する大ピストン142bと、を有する。制御圧室141には、切換弁110を通じて第1メイン通路7からの作動油が供給される。制御圧室141に作用する第1メイン通路7の圧力による付勢力が、戻しばね146の弾性力による付勢力よりも大きくなると、ピストン142が弁体143に向かって移動する。
The
制御圧室141に作用する第1メイン通路7の圧力が、所定圧力よりも大きくなると、ピストン142が弁体143を押圧し、弁体143がシート部144aから離座する。ここで、弁体143が離座する所定圧力を離座圧力と称する。離座圧力は、背圧室145の圧力、押しばね147の弾性力、及び、戻しばね146の弾性力により設定される。
When the pressure of the first
流路制限装置130を構成する切換弁110の構造について説明する。切換弁110は、オペレートチェック弁140の制御圧室141に導く圧力を制御することにより、オペレートチェック弁140の開閉を制御するパイロット式切換弁である。
The structure of the switching
図3に示すように、切換弁110は、バルブボディ151に形成される摺動孔159内に摺動自在に収容されるスプール113と、第1メイン通路7の圧力がスプール113を閉弁方向に付勢するパイロット圧として作用する第1パイロット室111と、第2メイン通路8の圧力がスプール113を開弁方向に付勢するパイロット圧として作用する第2パイロット室112と、第1パイロット室111の圧力に抗してスプール113を開弁方向に付勢する付勢部材としてのばね114と、を有する。
As shown in FIG. 3, the switching
スプール113は、第1パイロット室111及び第2パイロット室112の圧力に基づいて動作する弁体である。スプール113は、開弁したときに第1メイン通路7からオペレートチェック弁140の制御圧室141への作動油の流れを許容し、閉弁したときに第1メイン通路7からオペレートチェック弁140の制御圧室141への作動油の流れを遮断する。
The
スプール113は、軸方向に延在する貫通孔139aと、径方向に延在する複数の貫通孔139bと、を有する。貫通孔139aの一端はプラグ113pによって閉止され、貫通孔139aの他端は第1パイロット室111に臨んでいる。貫通孔139bの一端は貫通孔139aに臨み、貫通孔139bの他端は、オペレートチェック弁140の制御圧室141に連通する流路であるパイロット通路154に臨んでいる。つまり、貫通孔139a及び貫通孔139bは、第1パイロット室111とパイロット通路154とを連通するスプール内連通路139として機能する。
The
スプール113は、摺動孔159内を摺動する第1ランド部131と、第2ランド部132と、第3ランド部133と、第1ランド部131から軸方向に突出する突出部134と、を有する。突出部134は、第1パイロット室111と摺動孔159との間の小径開口部に摺動自在に収容される。また、スプール113は、第1ランド部131と第2ランド部132との間に設けられる環状溝137と、第2ランド部132と第3ランド部133との間に設けられる環状溝138と、を有する。上記貫通孔139bは、環状溝138に開口するように形成される。
The
突出部134は第1ランド部131よりも外径が小さく、突出部134と第1ランド部131との間には、段差面135が形成される。スプール113は、第2パイロット室112の圧力及びばね114の弾性力により開弁方向(図示右方向)に移動する際、スプール113の段差面135が、第1パイロット室111から延在する小径開口部と摺動孔159との間に形成される段差面156に当接することにより、その移動が規制される。
The outer diameter of the protruding
スプール113が閉弁方向(図示左方向)に移動すると、段差面135が段差面156から離れる。段差面135と段差面156との間は、ドレン室158とされる。このドレン室158には、タンクTに接続されるドレン通路157が形成される。ドレン通路157は、バルブボディ151のドレンポート150DR(図1参照)を介してタンクTに接続される。スプール113が開弁方向(図示右方向)に移動する際にドレン通路157を通じて作動油がタンクTへ排出される。
When the
仮に、段差面135と段差面156との間に形成される圧力室にドレン通路157が設けられていない場合、この圧力室の圧力がスプール113を閉弁方向に付勢するように作用する。このため、ドレン通路157が設けられていない場合、スプール113の開弁方向へのスムーズな移動が妨げられてしまうおそれがある。これに対して、本第1実施形態では、ドレン室158にドレン通路157が設けられているので、スプール113が開弁方向へスムーズに移動することができる。
If the
第1ランド部131は、常に、ドレン室158と、第2パイロット室112に連通する排出通路155との連通を遮断する。第2ランド部132及び環状溝137は、隣接するパイロット通路154と排出通路155とを連通または遮断する。
The
第2パイロット室112の圧力が所定圧力以上に上昇し、スプール113が図示右方へ移動して開位置(O)に位置すると、貫通孔139bがパイロット通路154に連通し、パイロット通路154と排出通路155との連通が第2ランド部132によって遮断される。つまり、スプール113が開位置(O)にあるときには、パイロット通路154及びスプール内連通路139を介して、制御圧室141と第1メイン通路7とが連通する。
When the pressure of the
第2パイロット室112の圧力が所定圧力未満に低下し、スプール113が図示左方へ移動して閉位置(C)に位置すると、貫通孔139bの開口端部に形成される環状溝138がバルブボディ151の摺動孔159の内周面によって閉塞される。これにより、パイロット通路154とスプール内連通路139の連通が遮断される。このとき、環状溝137を介して、パイロット通路154と排出通路155とが連通する。つまり、スプール113が閉位置(C)にあるときには、パイロット通路154及び排出通路155を介して制御圧室141と第2メイン通路8とが連通するとともに、制御圧室141と第1メイン通路7との連通が遮断される。
When the pressure of the
スプール113は、第1パイロット室111の圧力が作用する第1受圧面113aと、第2パイロット室112の圧力が作用する第2受圧面113bと、を有する。第1受圧面113aの受圧面積S1は、突出部134の直径をDaとしたとき、S1=π×(Da/2)2で表される。第2受圧面113bの受圧面積S2は、第3ランド部133の直径をDbとしたとき、S2=π×(Db/2)2で表される。第2受圧面113bの受圧面積S2は、第1受圧面113aの受圧面積S1に比べて大きい。受圧面積S1,S2は、制御弁160が下げ位置(L)に操作され、ポンプ4の吐出圧が第1パイロット室111に作用している場合に、切換弁110が開位置(O)を維持できるように設定される。換言すれば、第2受圧面113bの受圧面積S2が第1受圧面113aの受圧面積S1に比べて大きいので、制御弁160が下げ位置(L)に操作され、ポンプ4の吐出圧がロッド側室2aに作用した場合に、切換弁110が閉位置(C)に切り換えられてしまうことを防止できる。
The
図1に示すように、切換弁110は、開位置(O)と閉位置(C)との間で切り換えられる。切換弁110は、第2パイロット室112に作用する圧力が所定圧力P0以上の場合には、開位置(O)に切り換えられ、第2パイロット室112に作用する圧力が所定圧力P0未満の場合には、閉位置(C)に切り換えられる。所定圧力P0は、弁ユニット150と制御弁160とを接続する第2メイン通路8を構成する油圧ホースが破裂するなどして、油漏れが発生したか否かを検出するために、予め設定される圧力である。
As shown in FIG. 1, the switching
つまり、第2パイロット室112に作用する圧力が所定圧力P0以上の場合、切換弁110は、第2メイン通路8において油漏れが発生していないことを検出し、開位置(O)を維持する。一方、第2パイロット室112に作用する圧力が所定圧力P0未満の場合、切換弁110は、第2メイン通路8において油漏れが発生していることを検出し、閉位置(C)に切り換わる。
That is, when the pressure acting on the
開位置(O)は、第1メイン通路7の圧力をオペレートチェック弁140の制御圧室141に導き、オペレートチェック弁140を開く、すなわち弁体143をシート部144aから離座させるための切換位置である。したがって、切換弁110が開位置(O)に切り換えられているときには、オペレートチェック弁140は、シリンダ2から制御弁160への作動油の流れを許容する。
The open position (O) is a switching position for guiding the pressure of the first
閉位置(C)は、第1メイン通路7とオペレートチェック弁140の制御圧室141との間の流路を遮断し、オペレートチェック弁140を閉じる、すなわち弁体143をシート部144aに着座させるための切換位置である。したがって、切換弁110が閉位置(C)に切り換えられているときには、オペレートチェック弁140は、シリンダ2から制御弁160への作動油の流れを遮断する。
The closed position (C) shuts off the flow path between the first
このような、本第1実施形態に係る油圧制御装置の動作について説明する。 The operation of the hydraulic control device according to the first embodiment will be described.
図1に示すように、制御弁160が中立位置(N)の場合には、ポンプ4が吐出する作動油はシリンダ2に供給されない。このとき、カウンタバランス弁121のパイロット室121bはタンク圧となるため、カウンタバランス弁121は閉弁している。つまり、シリンダ2に作用する負荷圧がカウンタバランス弁121によって保持され、ブーム1が停止している。
As shown in FIG. 1, when the
操作レバー10が操作され、パイロット制御弁9から制御弁160のパイロット室161へ操作量に応じたパイロット圧が導かれると、制御弁160は、パイロット圧に応じた量だけ下げ位置(L)へと切り換わる。制御弁160が下げ位置(L)へと切り換わると、ポンプ4の吐出圧(すなわち、ロッド側室2aに作用する圧力)がカウンタバランス弁121のパイロット室121bへと作用する。パイロット室121bの圧力が設定圧Ps以上になると、カウンタバランス弁121がリターンスプリング121aの付勢力に抗して開く。
When the
このとき、切換弁110の第1パイロット室111に作用する第1メイン通路7の圧力は、第2パイロット室112に作用する第2メイン通路8の圧力よりも高い。しかしながら、第1パイロット室111の圧力が作用するスプール113の第1受圧面113aの受圧面積S1が、第2パイロット室112の圧力が作用するスプール113の第2受圧面113bの受圧面積S2に比べて小さいため、切換弁110は、開位置(O)に維持されている。
At this time, the pressure of the first
したがって、制御弁160が下げ位置(L)へと切り換えられているときには、カウンタバランス弁121及びオペレートチェック弁140が開弁し、反ロッド側室2bからカウンタバランス弁121、オペレートチェック弁140、制御弁160を通じて作動油がタンクTへと排出される。ポンプ4から吐出された作動油は、ロッド側室2aに供給され、シリンダ2が収縮する。これにより、ブーム1は、倒伏方向へと回動する。
Therefore, when the
操作レバー10が操作され、パイロット制御弁9から制御弁160のパイロット室162へ操作量に応じたパイロット圧が導かれると、制御弁160は、パイロット圧に応じた量だけ上げ位置(U)へと切り換わる。制御弁160が上げ位置(U)へと切り換えられているときには、ポンプ4から吐出された作動油が、オペレートチェック弁140、チェック弁122を通じて、反ロッド側室2bに供給されると共に、ロッド側室2aの作動油がタンクTへと排出され、シリンダ2が伸長する。これにより、ブーム1は、起立方向へと回動する。
When the
次に、制御弁160が下げ位置(L)に切り換えられているときに、弁ユニット150と制御弁160とを接続する第2メイン通路8を構成する油圧ホースが破裂するなどして、第2メイン通路8に油漏れが発生した場合における動作について説明する。制御弁160が下げ位置(L)に切り換えられているときには、反ロッド側室2bから排出される作動油は、制御弁160の絞り160aを通じてタンクTに排出される。このため、制御弁160と弁ユニット150との間の第2メイン通路8の圧力は、タンク圧Ptよりも数MPa程度高い圧力P1となっている。上記所定圧力P0は、この圧力P1よりも低い値であって、タンク圧Ptよりも高い値が設定される(Pt<P0<P1)。
Next, when the
制御弁160が下げ位置(L)に切り換えられているときに、弁ユニット150と制御弁160とを接続する第2メイン通路8を構成する油圧ホースが破裂するなどして、第2メイン通路8に油漏れが発生すると、切換弁110の第2パイロット室112に作用する圧力が低下する。第2パイロット室112に作用する圧力が、所定圧力P0未満まで低下すると、切換弁110が閉位置(C)に切り換わる。これにより、オペレートチェック弁140の制御圧室141はタンクTと連通し、制御圧室141の圧力が低下する。その結果、オペレートチェック弁140が閉弁し、オペレートチェック弁140によって第2メイン通路8の流路が遮断される。
When the
つまり、本第1実施形態によれば、制御弁160が下げ位置(L)に切り換えられているときに、第2メイン通路8に油漏れが発生した場合、シリンダ2の反ロッド側室2bの圧力がオペレートチェック弁140によって保持されるので、シリンダ2が急激に収縮動作してしまうことを防止できる。
That is, according to the first embodiment, if an oil leak occurs in the second
本第1実施形態では、オペレートチェック弁140を閉じることで、油漏れに起因するシリンダ2の収縮動作を停止させる構成である。このため、第2メイン通路8に作用する圧力が所定圧力P0未満に低下すると、オペレートチェック弁140が閉じられることにより、速やかにシリンダ2の動作に制限をかけ、停止させることができる。
In the first embodiment, the
上述した第1実施形態によれば、次の作用効果を奏する。 According to the first embodiment described above, the following effects are obtained.
切換弁110は、第2パイロット室112が負荷保持機構120と制御弁160との間における第2メイン通路8に接続され、第2メイン通路8の圧力を検出する圧力検出装置として機能する。切換弁110によって検出される圧力、すなわち第2パイロット室112に作用する圧力が予め定められた所定圧力P0未満に低下した場合、切換弁110が閉位置(C)に切り換えられる。切換弁110が閉位置(C)に切り換えられると、オペレートチェック弁140によって第2メイン通路8の開口面積が減少するので、制御弁160に向かう作動油の流れが制限される。本第1実施形態では、オペレートチェック弁140によって制御弁160に向かう作動油の流れが阻止される。
The switching
したがって、本実施形態では、制御弁160を下げ位置(L)へ切り換えてブーム1を倒伏動作させている場合において、油圧ホースが破裂するなどして油漏れが発生したときに、シリンダ2が急激に収縮動作してしまうことを防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the
<第2実施形態>
図4を参照して、本発明の第2実施形態に係る流体圧制御装置について説明する。流体圧制御装置は、クレーン、高所作業装置等の油圧作業機械の動作を制御するものであり、本第2実施形態では、図4に示すクレーンのブーム(負荷)1を駆動するシリンダ2の伸縮作動を制御する油圧制御装置について説明する。
<Second Embodiment>
The fluid pressure control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fluid pressure control device controls the operation of hydraulic work machines such as cranes and aerial work platforms. In the second embodiment, the
クレーンは、旋回体(不図示)に起伏可能に取り付けられるブーム1と、ブーム1を起伏するための油圧アクチュエータであるシリンダ2と、を備える。
The crane includes a
シリンダ2は、筒状のシリンダチューブ2cと、シリンダチューブ2cに摺動自在に挿入されシリンダチューブ2c内をロッド側室2aと反ロッド側室2bに区画するピストン2dと、一端がピストン2dに連結され、他端側がシリンダチューブ2cの外部へ延びてブーム1に連結されるロッド2eと、を備える。
The
クレーンにはエンジン(不図示)が搭載され、そのエンジンの動力によって流体圧供給源としてのポンプ4が駆動する。 An engine (not shown) is mounted on the crane, and the power of the engine drives the pump 4 as a fluid pressure supply source.
油圧制御装置は、ポンプ4からシリンダ2への作動油の流れを制御する制御弁260と、複数の弁を有する弁ユニット250と、を備える。
The hydraulic control device includes a
制御弁260とシリンダ2のロッド側室2aとは第1メイン通路7によって接続され、制御弁260とシリンダ2の反ロッド側室2bとは第2メイン通路8によって接続される。弁ユニット250は、第1メイン通路7及び第2メイン通路8に介装される。
The
制御弁260は、バルブ制御装置としてのコントローラ270から出力される操作信号に基づいて動作する。クレーンのオペレータが操作レバー10を手動操作すると、操作量センサ29によって操作レバー10の操作方向及び操作量が検出され、検出信号がコントローラ270に出力される。コントローラ270は、操作量センサ29で検出された操作方向及び操作量に基づいて、操作信号を制御弁260に出力する。
The
具体的には、ソレノイド261に操作信号(操作量に応じた励磁電流)が入力された場合には、制御弁260は下げ位置(L)に切り換わり、ポンプ4から第1メイン通路7を通じてロッド側室2aに作動油が供給されると共に、反ロッド側室2bの作動油が第2メイン通路8を通じてタンクTへと排出される。これにより、シリンダ2が収縮作動し、ブーム1が倒伏する方向(ブーム下げ方向)に回動する。
Specifically, when an operation signal (excitation current according to the operation amount) is input to the
一方、ソレノイド262に操作信号(操作量に応じた励磁電流)が入力された場合には、制御弁260は上げ位置(U)に切り換わり、ポンプ4から第2メイン通路8を通じて反ロッド側室2bに作動油が供給されると共に、ロッド側室2aの作動油が第1メイン通路7を通じてタンクTへと排出される。これにより、シリンダ2が伸長作動し、ブーム1が起立する方向(ブーム上げ方向)に回動する。
On the other hand, when an operation signal (excitation current according to the operation amount) is input to the
ソレノイド261,262に操作信号(操作量に応じた励磁電流)が導かれない場合には、制御弁260は中立位置(N)となり、シリンダ2に対する作動油の給排が遮断される。このとき、後述する負荷保持機構120によってシリンダ2の負荷が保持されることにより、吊り荷3及びブーム1の自重による下降が阻止され、ブーム1は停止した状態を保つ。
When the operation signal (excitation current according to the operation amount) is not guided to the solenoids 261,262, the
このように、制御弁260は、シリンダ2を収縮作動させる下げ位置(L)、シリンダ2を伸長作動させる上げ位置(U)、及びシリンダ2の負荷を保持する中立位置(N)の3ポジションを有し、シリンダ2に対する作動油の給排を切り換え、シリンダ2の伸縮作動を制御する。
As described above, the
吊り荷3を吊り上げた状態で、制御弁260を中立位置(N)に切り換え、ブーム1の動きを止めた場合には、吊り荷3とブーム1等の自重によって、シリンダ2には収縮する方向の力が作用する。このように、ブーム1を駆動するシリンダ2においては、反ロッド側室2bが、制御弁260が中立位置(N)の場合に負荷圧が作用する負荷側圧力室となる。つまり、制御弁260が中立位置(N)の場合、第2メイン通路8が負荷による負荷圧が作用する負荷側流路となり、第1メイン通路7が負荷による負荷圧が作用していない非負荷側流路となる。
When the
弁ユニット250は、負荷保持機構120を有する。負荷保持機構120は、第2メイン通路8に設けられる。負荷保持機構120は、制御弁260が中立位置(N)の場合に、反ロッド側室2bに作用する負荷圧を保持するものであり、シリンダ2に固定される。
The
負荷保持機構120は、第2メイン通路8に設けられたカウンタバランス弁121と、カウンタバランス弁121に並列に設けられたチェック弁122と、を有する。
The
カウンタバランス弁121は、第1メイン通路7内の圧力、すなわち、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力をパイロット圧として作動する弁であり、第1メイン通路7に連通するパイロット室121bを有する。カウンタバランス弁121は、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力が設定圧Ps未満では閉弁し、第2メイン通路8を遮断する。これにより、シリンダ2の反ロッド側室2bから作動油が排出されることが阻止される。つまり、カウンタバランス弁121は、シリンダ2に作用する負荷圧を保持し、ブーム1の倒伏方向の動作を停止する。
The
カウンタバランス弁121は、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力が、設定圧Ps以上となったときに開弁し、第2メイン通路8を開放する。カウンタバランス弁121は、シリンダ2のロッド側室2a内の圧力が高くなるにつれて開度が大きくなるように作動する。
The
上記設定圧Psは、リターンスプリング121aにより予め定められる。設定圧Psは、ブーム1を倒伏方向に動作させる際、ブーム1の自重に起因して、シリンダ2に供給される作動油の流量に相応する速さよりも速くブーム1が倒伏方向に動作することを防止するために設定される。
The set pressure Ps is predetermined by the
チェック弁122は、制御弁260からシリンダ2の反ロッド側室2bに向かう方向の作動油の流れのみを許容する。つまり、チェック弁122は、シリンダ2の反ロッド側室2bから制御弁260に向かう方向の作動油の流れを阻止する。
The
本第2実施形態に係る油圧制御装置は、第2メイン通路8の圧力に基づいて、第2メイン通路8の開口面積を制御する流路制限装置230を備える。流路制限装置230は、上記負荷保持機構120と、負荷保持機構120と制御弁260との間における第2メイン通路8の圧力を検出する圧力センサ272と、制御弁260が下げ位置(L)に切り換えられているときに、圧力センサ272で検出された第2メイン通路8の圧力が所定圧力P0未満に低下した場合に、制御弁260を中立位置(N)に戻すように制御するコントローラ270と、コントローラ270によって制御される遮断スイッチ271と、を有する。
The hydraulic control device according to the second embodiment includes a flow
コントローラ270は、動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ270は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
The
なお、動作回路としては、CPUに代えてまたはCPUとともに、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを用いることができる。 As the operating circuit, an MPU (Micro Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (application specific integrated circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like can be used instead of or together with the CPU. ..
コントローラ270は、圧力センサ272で検出された第2メイン通路8の圧力が、所定圧力P0以上であるか否かを判定する。所定圧力P0は、弁ユニット250と制御弁260とを接続する第2メイン通路8を構成する油圧ホースが破裂するなどして、油漏れが発生したか否かを判定するために、予め設定される圧力であり、ROM,RAM等の記憶装置に記憶されている。
The
コントローラ270は、圧力センサ272で検出された第2メイン通路8の圧力が、所定圧力P0以上である場合、油漏れは発生していないと判定し、遮断スイッチ271にオン信号(接続信号)を出力する。遮断スイッチ271は、コントローラ270からオン信号が入力されると、オン位置(接続状態)に切り換わり、コントローラ270とソレノイド261とを接続する。
When the pressure of the second
コントローラ270は、圧力センサ272で検出された第2メイン通路8の圧力が、所定圧力P0未満である場合、油漏れが発生したと判定し、遮断スイッチ271にオフ信号(遮断信号)を出力する。遮断スイッチ271は、コントローラ270からオフ信号が入力されると、オフ位置(遮断位置)に切り換わり、コントローラ270とソレノイド261との接続を遮断する。コントローラ270とソレノイド261とが遮断スイッチ271によって遮断されている状態では、操作レバー10をブーム倒伏方向(下げ方向)に操作した場合であっても、ソレノイド261に操作量に応じた励磁電流が入力されない。
When the pressure in the second
このような、本第2実施形態に係る油圧制御装置の動作について説明する。 The operation of the hydraulic control device according to the second embodiment will be described.
制御弁260が中立位置(N)の場合には、ポンプ4が吐出する作動油はシリンダ2に供給されない。このとき、カウンタバランス弁121のパイロット室121bはタンク圧となるため、カウンタバランス弁121は閉弁している。つまり、シリンダ2に作用する負荷圧がカウンタバランス弁121によって保持され、ブーム1が停止している。
When the
操作レバー10が操作され、コントローラ270から制御弁260のソレノイド261へ操作量に応じた励磁電流が導かれると、制御弁260は、励磁電流に応じた量だけ下げ位置(L)へと切り換わる。制御弁260が下げ位置(L)へと切り換わると、ポンプ4の吐出圧(すなわち、ロッド側室2aに作用する圧力)がカウンタバランス弁121のパイロット室121bへと作用する。パイロット室121bの圧力が設定圧Ps以上になると、カウンタバランス弁121がリターンスプリング121aの付勢力に抗して開く。
When the operating
したがって、制御弁260が下げ位置(L)へと切り換えられているときには、カウンタバランス弁121が開弁し、反ロッド側室2bからカウンタバランス弁121、制御弁260を通じて作動油がタンクTへと排出される。ポンプ4から吐出された作動油は、ロッド側室2aに供給され、シリンダ2が収縮する。これにより、ブーム1は、倒伏方向へと回動する。
Therefore, when the
操作レバー10が操作され、コントローラ270から制御弁260のソレノイド262へ操作量に応じた励磁電流が導かれると、制御弁260は、励磁電流に応じた量だけ上げ位置(U)へと切り換わる。制御弁260が上げ位置(U)へと切り換えられているときには、ポンプ4から吐出された作動油が、チェック弁122を通じて反ロッド側室2bに供給されると共に、ロッド側室2aの作動油がタンクTへと排出され、シリンダ2が伸長する。これにより、ブーム1は、起立方向へと回動する。
When the operating
次に、制御弁260が下げ位置(L)に切り換えられているときに、弁ユニット250と制御弁260とを接続する第2メイン通路8を構成する油圧ホースが破裂するなどして、第2メイン通路8に油漏れが発生した場合における動作について説明する。制御弁260が下げ位置(L)に切り換えられているときには、反ロッド側室2bから排出される作動油は、制御弁260の絞り260aを通じてタンクTに排出される。このため、制御弁260と弁ユニット250との間の第2メイン通路8の圧力は、タンク圧Ptよりも数MPa程度高い圧力P1となっている。上記所定圧力P0は、この圧力P1よりも低い値であって、タンク圧Ptよりも高い値が設定される(Pt<P0<P1)。
Next, when the
制御弁260が下げ位置(L)に切り換えられているときに、弁ユニット250と制御弁260とを接続する第2メイン通路8を構成する油圧ホースが破裂するなどして、第2メイン通路8に油漏れが発生すると、圧力センサ272で検出される圧力が低下する。圧力センサ272で検出される圧力が、所定圧力P0未満となるまで低下すると、コントローラ270から遮断スイッチ271にオフ信号(遮断信号)を出力し、遮断スイッチ271によってコントローラ270からソレノイド261に導かれる励磁電流が遮断される。このため、ソレノイド261は消磁され、制御弁260が下げ位置(L)から中立位置(N)に切り換わる。この結果、第1メイン通路7の圧力がタンク圧となり、カウンタバランス弁121が閉弁し、カウンタバランス弁121によって第2メイン通路8の流路が遮断される。
When the
つまり、本第2実施形態によれば、制御弁260が下げ位置(L)に切り換えられているときに、第2メイン通路8に油漏れが発生した場合、シリンダ2の反ロッド側室2bの圧力がカウンタバランス弁121によって保持されるので、シリンダ2が急激に収縮動作してしまうことを防止できる。
That is, according to the second embodiment, if an oil leak occurs in the second
上述した第2実施形態によれば、次の作用効果を奏する。 According to the second embodiment described above, the following effects are obtained.
圧力センサ272によって検出される圧力が予め定められた所定圧力P0未満に低下した場合、制御弁260が中立位置(N)に切り換えられる。制御弁260が中立位置(N)に切り換えられると、カウンタバランス弁121によって第2メイン通路8の開口面積が減少するので、制御弁260に向かう作動油の流れが制限される。本第2実施形態では、カウンタバランス弁121によって制御弁260に向かう作動油の流れが阻止される。
When the pressure detected by the
したがって、本実施形態では、制御弁260を下げ位置(L)へ切り換えてブーム1を倒伏動作させている場合において、油圧ホースが破裂するなどして油漏れが発生したときに、シリンダ2が急激に収縮動作してしまうことを防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and the configurations shown in the modifications may be combined with the configurations described in the above-described embodiments, or the configurations described in the above-mentioned different embodiments may be combined, and the following differences may occur. It is also possible to combine the configurations described in the modified example.
(変形例1)
上記第1実施形態では、油圧ホースが破裂するなどして油漏れが発生した場合に、オペレートチェック弁140を閉弁する例について説明し、上記第2実施形態では、油圧ホースが破裂するなどして油漏れが発生した場合に、カウンタバランス弁121を閉弁する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、油漏れが発生した場合に、電磁式可変絞り弁によって、第2メイン通路8の開口面積を減少させるようにしてもよい。このとき、開口面積は0にまで減少させる必要はない。開口面積を通常運転時の状態よりも小さくすることで、ブーム1の急激な倒伏動作を制限することができる。
(Modification 1)
In the first embodiment, an example of closing the
(変形例2)
上記実施形態では、負荷保持機構120をカウンタバランス弁121とチェック弁122とで構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、カウンタバランス弁121及びチェック弁122に代えて、オペレートチェック弁(パイロット式のチェック弁)により負荷保持機構を構成してもよい。第2実施形態の負荷保持機構120をオペレートチェック弁で構成した場合、油漏れが発生したときには、オペレートチェック弁により第2メイン通路8の開口面積を減少させることができる。
(Modification 2)
In the above embodiment, an example in which the
(変形例3)
上記第2実施形態では、遮断スイッチ271によってコントローラ270からソレノイド261に導かれる励磁電流を遮断する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。圧力センサ272で検出された圧力が所定圧力P0未満に低下した場合に、操作レバー10の操作量にかかわらず、コントローラ270からソレノイド261に出力される励磁電流を所定値(0または待機電流値)まで低下させるようにしてもよい。この場合、遮断スイッチ271を省略することができる。
(Modification 3)
In the second embodiment described above, an example in which the exciting current guided from the
(変形例4)
上記第2実施形態では、コントローラ270から出力される操作信号(励磁電流)に基づいて切り換わる電磁式の制御弁260を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。電磁式の制御弁260に代えて、油圧パイロット式の制御弁としてもよい。この場合、遮断スイッチ271に代えて、油圧パイロット式の制御弁のパイロット室とパイロット制御弁とを接続するパイロット油路を、コントローラからの信号に基づいて接続または遮断する遮断弁等の遮断機構を設ければよい。
(Modification example 4)
In the second embodiment described above, an
(変形例5)
上記実施形態では、中立位置(N)でシリンダ2のロッド側室2a及び反ロッド側室2bの双方をタンクTに連通する中立フリー式の制御弁160,260を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。中立位置(N)では、シリンダ2のロッド側室2aに接続されるポート、及び、シリンダ2の反ロッド側室2bに接続されるポートをそれぞれブロックする中立ブロック式の制御弁を採用してもよい。
(Modification 5)
In the above embodiment, an example of using the neutral free
(変形例6)
上記実施形態では、クレーンのブーム1を駆動するシリンダ2の伸縮作動を制御する油圧制御装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、高所作業車のブームを駆動するシリンダの伸縮作動を制御する油圧制御装置に本発明を適用してもよい。また、クレーンの巻上げ装置の油圧モータの巻上げ・巻下げ作動を制御する油圧制御装置に本発明を適用してもよい。すなわち、油圧制御装置で制御するアクチュエータは、油圧シリンダに限定されない。
(Modification 6)
In the above embodiment, the hydraulic control device for controlling the expansion / contraction operation of the
(変形例7)
上記実施形態では、アクチュエータの作動を作動油によって制御する油圧制御装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。水等、種々の作動流体によってアクチュエータの作動を制御する流体圧制御装置に本発明を適用することができる。
(Modification 7)
In the above embodiment, the hydraulic control device that controls the operation of the actuator by the hydraulic oil has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied to a fluid pressure control device that controls the operation of an actuator by various working fluids such as water.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiments. No.
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 Hereinafter, the configurations, actions, and effects of the embodiments of the present invention will be collectively described.
油圧制御装置は、ブーム1を駆動するシリンダ2の作動を制御する流体圧制御装置であって、ポンプ4からシリンダ2への作動油の流れを制御する制御弁160,260と、制御弁160,260が中立位置(N)の場合に、ブーム1による負荷圧が作用する第2メイン通路8と、制御弁160,260が中立位置(N)の場合に、上記負荷圧が作用しない第1メイン通路7と、第2メイン通路8の圧力を検出し、検出した圧力が予め定められた所定圧力P0未満に低下した場合に、第2メイン通路8の開口面積を減少させる流路制限装置130,230と、を備える。
The hydraulic control device is a fluid pressure control device that controls the operation of the
この構成では、第2メイン通路8に作用する圧力が所定圧力P0未満に低下すると、第2メイン通路8の開口面積が減少し、制御弁160,260に向かう作動油の流れが制限される。したがって、例えば、制御弁160,260を下げ位置(L)へ切り換えてブーム1を倒伏動作させている場合において、油圧ホースが破裂するなどして油漏れが発生したときに、シリンダ2が急激に収縮動作してしまうことを防止することができる。
In this configuration, when the pressure acting on the second
油圧制御装置は、流路制限装置130が、第2メイン通路8に設けられ、制御弁160からシリンダ2への作動油の流れを許容し、第1メイン通路7の圧力に応じてシリンダ2から制御弁160への作動油の流れを許容または遮断するオペレートチェック弁140と、第1メイン通路7の圧力が作用する第1パイロット室111、第2メイン通路8の圧力が作用する第2パイロット室112、及び、第1パイロット室111及び第2パイロット室112の圧力に基づいて動作するスプール113を有する切換弁110と、を有し、切換弁110が、第2パイロット室112に作用する圧力が所定圧力P0以上の場合には、第1メイン通路7の圧力をオペレートチェック弁140に導き、オペレートチェック弁140を開くことにより、シリンダ2から制御弁160への作動油の流れを許容する開位置(O)に切り換えられ、第2パイロット室112に作用する圧力が所定圧力P0未満の場合には、第1メイン通路7とオペレートチェック弁140との間の流路を遮断し、オペレートチェック弁140を閉じることにより、シリンダ2から制御弁160への作動油の流れを遮断する閉位置(C)に切り換えられる。
In the hydraulic control device, the flow
この構成では、第2メイン通路8に作用する圧力が所定圧力P0未満に低下すると、オペレートチェック弁140が閉じられるので、速やかにシリンダ2の動作に制限をかけることができる。
In this configuration, when the pressure acting on the second
油圧制御装置は、スプール113が、第1パイロット室111の圧力が作用する第1受圧面113aと、第2パイロット室112の圧力が作用する第2受圧面113bと、を有し、第2受圧面113bの受圧面積S2が、第1受圧面113aの受圧面積S1に比べて大きい。
In the hydraulic control device, the
この構成では、シリンダ2を作動させるために制御弁160を切り換え、第1メイン通路7の圧力が上昇した場合に、切換弁110が閉位置(C)に切り換えられてしまうことを防止できる。
In this configuration, the
油圧制御装置は、流路制限装置230が、シリンダ2に作用する負荷圧を保持する負荷保持機構120と、負荷保持機構120と制御弁260との間における第2メイン通路8の圧力を検出する圧力センサ272と、制御弁260を制御するコントローラ270と、を有し、負荷保持機構120が、第2メイン通路8に設けられ第1メイン通路7の圧力が予め定められた設定圧Ps未満では、第2メイン通路8を遮断し、第1メイン通路7の圧力が設定圧Ps以上となったときに第2メイン通路8を開放するカウンタバランス弁121と、カウンタバランス弁121に並列に設けられ制御弁260からシリンダ2の反ロッド側室2bへの作動油の流れのみを許容するチェック弁122と、を有し、コントローラ270が、圧力センサ272で検出された第2メイン通路8の圧力が所定圧力P0未満に低下した場合に、制御弁260を中立位置(N)に戻すように制御する。
In the hydraulic control device, the flow
この構成では、制御弁260が下げ位置(L)に切り換えられてシリンダ2が収縮作動している場合に、負荷保持機構120と制御弁260との間における第2メイン通路8に作用する圧力が所定圧力P0未満に低下すると、制御弁260が中立位置(N)に戻って第1メイン通路7の圧力が低下するため、カウンタバランス弁121によって第2メイン通路8を閉じることにより制御弁260に向かう作動油の流れを制限することができる。
In this configuration, when the
1・・・ブーム(負荷)、2・・・シリンダ(アクチュエータ)、4・・・ポンプ(流体圧供給源)、7・・・第1メイン通路(非負荷側流路)、8・・・第2メイン通路(負荷側流路)、110・・・切換弁、111・・・第1パイロット室、112・・・第2パイロット室、113・・・スプール、113a・・・第1受圧面、113b・・・第2受圧面、120・・・負荷保持機構、121・・・カウンタバランス弁、130,230・・・流路制限装置、140・・・オペレートチェック弁、154・・・パイロット通路(流路)、160,260・・・制御弁、270・・・コントローラ(バルブ制御装置)、272・・・圧力センサ,S1,S2・・・受圧面積 1 ... Boom (load), 2 ... Cylinder (actuator), 4 ... Pump (fluid pressure supply source), 7 ... 1st main passage (non-load side flow path), 8 ... 2nd main passage (load side flow path), 110 ... switching valve, 111 ... 1st pilot chamber, 112 ... 2nd pilot chamber, 113 ... spool, 113a ... 1st pressure receiving surface , 113b ... Second pressure receiving surface, 120 ... Load holding mechanism, 121 ... Counter balance valve, 130, 230 ... Flow path limiting device, 140 ... Operated check valve, 154 ... Pilot Passage (flow path), 160, 260 ... Control valve, 270 ... Controller (valve control device), 272 ... Pressure sensor, S1, S2 ... Pressure receiving area
Claims (3)
流体圧供給源から前記アクチュエータへの作動流体の流れを制御する制御弁と、
前記制御弁が中立位置の場合に、前記負荷による負荷圧が作用する負荷側流路と、
前記制御弁が中立位置の場合に、前記負荷圧が作用しない非負荷側流路と、
前記負荷側流路の圧力を検出し、検出した圧力が予め定められた所定圧力未満に低下した場合に、前記負荷側流路の開口面積を減少させる流路制限装置と、を備え、
前記流路制限装置は、
前記負荷側流路に設けられ、前記制御弁から前記アクチュエータへの作動流体の流れを許容し、前記非負荷側流路の圧力に応じて前記アクチュエータから前記制御弁への作動流体の流れを許容または遮断するオペレートチェック弁と、
前記非負荷側流路の圧力が作用する第1パイロット室、前記負荷側流路の圧力が作用する第2パイロット室、及び、前記第1パイロット室及び前記第2パイロット室の圧力に基づいて動作するスプールを有する切換弁と、を有し、
前記切換弁は、
前記第2パイロット室に作用する圧力が前記所定圧力以上の場合には、前記非負荷側流路の圧力を前記オペレートチェック弁に導き、前記オペレートチェック弁を開くことにより、前記アクチュエータから前記制御弁への作動流体の流れを許容する開位置に切り換えられ、
前記第2パイロット室に作用する圧力が前記所定圧力未満の場合には、前記非負荷側流路と前記オペレートチェック弁との間の流路を遮断し、前記オペレートチェック弁を閉じることにより、前記アクチュエータから前記制御弁への作動流体の流れを遮断する閉位置に切り換えられる
ことを特徴とする流体圧制御装置。 A fluid pressure control device that controls the operation of the actuator that drives the load.
A control valve that controls the flow of working fluid from the fluid pressure supply source to the actuator,
When the control valve is in the neutral position, the load side flow path on which the load pressure due to the load acts, and
When the control valve is in the neutral position, the non-load side flow path on which the load pressure does not act and the flow path on the non-load side
A flow path limiting device that detects the pressure of the load-side flow path and reduces the opening area of the load-side flow path when the detected pressure drops below a predetermined pressure is provided .
The flow path limiting device is
Provided in the load side flow path, the flow of the working fluid from the control valve to the actuator is allowed, and the flow of the working fluid from the actuator to the control valve is allowed according to the pressure of the non-load side flow path. Or an operating check valve that shuts off,
Operates based on the pressures of the first pilot chamber on which the pressure of the non-load side flow path acts, the second pilot chamber on which the pressure of the load side flow path acts, and the pressures of the first pilot chamber and the second pilot chamber. With a switching valve, which has a spool,
The switching valve is
When the pressure acting on the second pilot chamber is equal to or higher than the predetermined pressure, the pressure in the non-load side flow path is guided to the operating check valve, and the operating check valve is opened to allow the actuator to control the valve. Switched to an open position that allows the flow of working fluid to
When the pressure acting on the second pilot chamber is less than the predetermined pressure, the flow path between the non-load side flow path and the operation check valve is cut off, and the operation check valve is closed. A fluid pressure control device characterized in that it can be switched to a closed position that blocks the flow of working fluid from the actuator to the control valve.
前記スプールは、前記第1パイロット室の圧力が作用する第1受圧面と、前記第2パイロット室の圧力が作用する第2受圧面と、を有し、
前記第2受圧面の受圧面積は、前記第1受圧面の受圧面積に比べて大きい
ことを特徴とする流体圧制御装置。 In the fluid pressure control device according to claim 1,
The spool has a first pressure receiving surface on which the pressure of the first pilot chamber acts, and a second pressure receiving surface on which the pressure of the second pilot chamber acts.
A fluid pressure control device characterized in that the pressure receiving area of the second pressure receiving surface is larger than the pressure receiving area of the first pressure receiving surface.
流体圧供給源から前記アクチュエータへの作動流体の流れを制御する制御弁と、
前記制御弁が中立位置の場合に、前記負荷による負荷圧が作用する負荷側流路と、
前記制御弁が中立位置の場合に、タンクと連通するとともに前記負荷圧が作用しない非負荷側流路と、
前記負荷側流路の圧力を検出し、検出した圧力が予め定められた所定圧力未満に低下した場合に、前記負荷側流路の開口面積を減少させる流路制限装置と、を備え、
前記流路制限装置は、
前記アクチュエータに作用する前記負荷圧を保持する負荷保持機構と、
前記負荷保持機構と前記制御弁との間における前記負荷側流路の圧力を検出する圧力センサと、
前記制御弁を制御するバルブ制御装置と、を有し、
前記負荷保持機構は、
前記負荷側流路に設けられ前記非負荷側流路の圧力が予め定められた設定圧未満では、前記負荷側流路を遮断し、前記非負荷側流路の圧力が前記設定圧以上となったときに前記負荷側流路を開放するカウンタバランス弁と、
前記カウンタバランス弁に並列に設けられ前記制御弁から前記アクチュエータの負荷側圧力室への作動流体の流れのみを許容するチェック弁と、を有し、
前記バルブ制御装置は、前記圧力センサで検出された前記負荷側流路の圧力が前記所定圧力未満に低下した場合に、前記制御弁を前記中立位置に戻すように制御する
ことを特徴とする流体圧制御装置。 A fluid pressure control device that controls the operation of the actuator that drives the load.
A control valve that controls the flow of working fluid from the fluid pressure supply source to the actuator,
When the control valve is in the neutral position, the load side flow path on which the load pressure due to the load acts, and
When the control valve is in the neutral position, the non-load side flow path that communicates with the tank and does not act on the load pressure,
A flow path limiting device that detects the pressure of the load-side flow path and reduces the opening area of the load-side flow path when the detected pressure drops below a predetermined pressure is provided.
The flow path limiting device is
A load holding mechanism that holds the load pressure acting on the actuator,
A pressure sensor that detects the pressure in the load-side flow path between the load holding mechanism and the control valve, and
It has a valve control device that controls the control valve, and
The load holding mechanism is
When the pressure of the non-load side flow path provided in the load side flow path is less than a predetermined set pressure, the load side flow path is shut off and the pressure of the non-load side flow path becomes equal to or higher than the set pressure. A counterbalance valve that opens the load-side flow path when
It has a check valve provided in parallel with the counter balance valve and allowing only the flow of the working fluid from the control valve to the load side pressure chamber of the actuator.
The valve control device is characterized in that when the pressure of the load-side flow path detected by the pressure sensor drops below the predetermined pressure, the control valve is controlled to return to the neutral position. Pressure control device.
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