JPH0235161B2 - Jusenseigyosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、たとえばパワーシヨベルの油圧回
路において、旋回モータとアームシリンダとを同
時操作するとき、旋回モータを優先的に作動させ
る優先制御装置に関する。

（従来の優先制御装置） 第１図に示した従来の装置は、一対の回路系統
１，２を有するとともに、これら各回路系統に
は、方向制御弁３〜６，７〜１０を連設してい
る。

そして上記回路系統のそれぞれに、ポンプ１
１，１２を接続している。

上記のようにした回路系統のうち、一方の回路
系統１側の方向制御弁５が旋回モータ１３を制御
し、方向制御弁６がアームシリンダ１４を制御す
る関係にしている。

そして両回路系統のそれぞれの方向制御弁は、
それらが図示の中立位置にあるとき、その中立流
路１５，１６を開いてタンデムに接続される関係
にしている。

このように各方向制御弁が中立位置に保持され
ている状態において、ポンプ１１，１２からの油
はタンク通路１７，１８を経由してタンク１９に
そのまま戻る。

そして一方の回路系統１側に、この発明が解決
しようとする旋回モータ１３の優先機構が組込ま
れているので、この一方の回路系統についてのみ
説明する。

上記一方の回路系統１において、上流側の方向
制御弁を上中立位置から左右いずれかに切り換え
ると、その下流側の方向制御弁の中立流路１５が
閉ざされる。

上記のように中立流路１５が閉ざされると、上
記下流側の方向制御弁に対しては、ポンプ１１か
らの油がパラレル通路２０から供給される。すな
わち上流側の方向制御弁が切り換わると、下流側
の方向制御弁がパラレルに接続されることにな
る。

そして旋回モータ１３を制御する方向制御弁５
とアームシリンダ１４を制御する方向制御弁６と
の間に位置する中立流路１５には、分岐通路２１
を接続し、この分岐通路２１を上記方向制御弁６
に通じるパラレル通路２０に連通させている。

なお符号２２は、上記分岐通路２１に設けたチ
エツク弁である。

さらに前記パラレル通路２０であつて、そのパ
ラレル通路２０を方向制御弁５に連通させる流通
路２３より下流側に絞り２４を設けている。

しかしていまアームシリンダ１４のみを単独操
作するときには、次のようになる。

すなわちアームシリンダ１４のみを単独操作す
るときには、最下流の方向制御弁６のみを左右い
ずれかに切り換えるとともに、他の方向制御弁を
図示の中立位置に保持する。

上記のようにすれば、ポンプ１１からの油は、
上流側の方向制御弁を経由して前記分岐通路２１
から上記最下流の方向制御弁６に達する。

最下流の方向制御弁に到達した油は、そのまま
アームシリンダ１４に流入し、当該アームシリン
ダ１４を作動させる。

次に旋回モータ１３を制御する方向制御弁５も
同時に操作すると、当該方向制御弁５には前記中
立流路１５あるいはパラレル通路２０からポンプ
１１の油が流入し、当該旋回モータ１３を作動さ
せる。

またこのときアームシリンダ１４を制御する上
記最下流の方向制御弁６に対しては、パラレル通
路２０からのみポンプ１１の油が流入する。この
ようにパラレル通路２０から方向制御弁６に流入
する油は、前記絞り２４の作用で絞り抵抗が付与
される。

したがつてたとえば当該アームシリンダ１４が
伸長するときの負荷が低いときにも、上記絞り抵
抗の作用で旋回モータ１３に優先的に油が流れる
ことになる。

上記のようにした従来の装置では、確かに旋回
モータを優先的に作動させうるが、ポンプ１１か
らの流量を効率的に利用するということを考慮す
ると次のような欠点がある。

すなわち旋回モータ１３の起動時には、高い起
動圧力が必要であるが、流量はほとんど必要とし
ない。

この旋回モータ１３の圧力と流量との関係を示
したのが第２図である。

この第２図において、曲線ａは旋回モータ１３
の圧力特性を示し、曲線ｂは流量特性を示してい
る。

上記の図から明らかなように、当該旋回モータ
の起動時には、高い圧力を必要とするが、その流
量はほとんど必要としていない。また旋回モータ
が定常回転に達すると、圧力が低くなるととも
に、流量が増加する。

したがつて当該旋回モータの起動時に、アーム
シリンダ１４を同時に作動させると、ポンプ１１
からの油はパラレル通路２０に設けた絞り２４を
経由してアームシリンダ１４に流入するが、その
絞り２４があるためにかえつて圧力が上昇し、メ
インリリーフ弁２５が作動してドレーンする。そ
のために流量損失が多くなつてしまつた。

（本発明の目的） この発明は、当該モータの起動時の特性を考慮
し、そのモータの圧力を感知して他のアクチエー
タの流路に設けた絞りを切り換える構成にした優
先制御装置の提供を目的にする。

（本発明の実施例） 第３図はこの発明の優先制御装置を用いた回路
図で、前記従来の場合と同様に２つの回路系統２
６，２７を設け、これら回路系統２６，２７のそ
れぞれに方向制御弁２８〜３１，３２〜３５を連
設するとともに、各回路系統にポンプ３６，３７
を接続している。

そして一方の回路系統２６側にこの発明の優先
制御装置を設けているので、上記一方の回路系統
２６側についてのみ説明する。

上記一方の回路系統２６の上記方向制御弁のう
ち最下流の方向制御弁３１がアームシリンダ３８
を制御し、それより上流の方向制御弁３０が旋回
モータ３９を制御する関係にしている。

そして上記各方向制御弁は、それらが図示の中
立位置に保持されているとき、それらの中立流路
４０を介してタンデムに接続される。各方向制御
弁が上記のようにタンデムに接続されている状態
においては、ポンプ３６からの油は各方向制御弁
を通過してタンク通路４１からタンク４２にその
まま戻る。

またいずれか上流側の方向制御弁を左右いずれ
かに切り換えると、その切り換えられた方向制御
弁より下流側にある方向制御弁は、パラレル通路
４３を介してポンプ３６に連通する。

上記した構成は従来と同様であり、ポンプから
の油の流通系統も従来と同様である。

そしてこの発明においては、上記パラレル通路
４３に優先制御弁Ｖを設けた点が従来と相違す
る。

上記優先制御弁Ｖは、パラレル通路４３の流通
油に対して絞り抵抗を付与する絞り４４を設けた
第１ポジシヨン４５と、上記流通油になんらの抵
抗を与えない第２ポジシヨン４６とを保持してい
る。

そしてこの優先制御弁Ｖは、前記パラレル通路
４３の圧力をパイロツト圧として導き、そのパイ
ロツト圧に応じて上記第１ポジシヨン４５から第
２ポジシヨン４６に切り換わる構成にしている。

このように優先制御弁Ｖは、パラレル通路４３
の圧力をパイロツト圧として動作するが、そのパ
イロツト圧を導くパイロツト通路４７は次のよう
にしてなる。

すなわち前記旋回モータ３９を制御する方向制
御弁３０と当該パラレル通路４３とを連通させる
流通路４８よりも下流側であつて、当該優先制御
弁Ｖよりも上流側に上記パイロツト通路４７の一
端を接続している。

上記のようにした優先制御弁の構成を具体的に
示したのが第５〜８図である。

この優先制御弁は、弁本体４９にスプール５０
を内装しているが、このスプール５０を内装する
弁孔５１の両端にアジヤスタ５２，５３をら合し
ている。

そして一方のアジヤスタ５２とスプール５０と
の間にはスプリング５４を介在させ、そのスプリ
ング５４の作用で通常はその突部５５を上記他方
のアジヤスタ５３に接しさせ、当該スプールとの
間にパイロツト圧室５６を形成する関係にしてい
る。

上記のように突部５５が他方のアジヤスタ５３
に接している状態において、当該スプールの環状
凹部５７が前記パラレル通路４３に接続した上流
側のポートＡに連通するとともに、スプールに形
成の絞り４４が、同じくパラレル通路４３に接続
した下流側のポートＢと連通する関係にしてい
る。

そして上記絞り４４は、上記環状凹部５７に隣
接して形成するとともに、複数の溝を放射状にし
てなる。しかも上記溝は、環状凹部５７に向つて
徐々に深く、かつその溝幅を広くしている。

したがつてこの絞り４４は、上記スプリング５
４に抗して移動すればするほど、その実質的な開
口面積が大きくなる。

なお図中符号５８は前記中立流路４０に設けた
チエツク弁で、アームシリンダ３８からの油の逆
流を防止するためのものである。ただし第６図に
示す中立流路４０は前記ポートＢと合流する関係
にしている。

また符号５９はドレン通路で、前記スプリング
５４を内装したスプリング室６０を前記タンク通
路４１に連通させるためのものである。

しかしていま、方向制御弁３１，３２を操作し
て、旋回モータ３９とアームシリンダ３８とを同
時に作動させると、その旋回モータの圧力が、ポ
ートＡから環状凹部５７を経由して小孔６１から
パイロツト圧室５６に流入し、当該スプール５０
の突部５５側の端面に作用する。

上記のようにスプール端面にパイロツト圧が作
用すると、当該スプールは前記スプリング５４に
抗して移動する。スプールがスプリングに抗して
移動すれば、前記絞り４４の実質的な開口面積が
大きくなるので、その絞り抵抗が少なくなる。し
たがつてパラレル通路４３からの油は、アームシ
リンダ３８に十分流れる。

そして上記したスプール５０が開くときの圧力
はアジヤスタ５２で調整し、上記絞り４４の開度
はアジヤスタ５３で調整する。

すなわちアジヤスタ５２を回転させてスプリン
グ５４の撓み量を調整すれば、当該スプールが開
くときの圧力を調整できる。

またアジヤスタ５３を回転させてスプール５０
設定位置を調整しておけば、当該絞り４４とポー
トＢとの初期のラツプ量すなわち絞り４４の開度
を設定できる。このように絞りの初期の開度を調
整しておけば、この絞りを通過する流量を調整で
きること明らかである。

したがつて旋回モータ３９とアームシリンダ３
８とを同時に操作した場合、旋回モータの圧力す
なわちパイロツト圧がアジヤスタ５２で調整した
圧力より低いときには、当該スプールが移動しな
い。

上記のように旋回モータの圧力が低いというこ
とは、前記第２図からも明らかなように、当該旋
回モータが定常回転に達しているときである。

このように旋回モータが定常回転しているとき
に、スプール５０が移動しないので、絞り４４の
開度はアジヤスタ５３で設定した開度を維持し、
アームシリンダ３８に流入する油に対して、上記
開度に応じた絞り抵抗を付与する。アームシリン
ダ３８に達する油に対して絞り抵抗を付与するの
で、アームシリンダ３８の負荷圧がたとえ低くて
も、ポンプ３６からパラレル通路４３に流入した
油は、旋回モータ３９に優先的に流れることにな
る。

また流量をさほど必要としない旋回モータの起
動時には、その負荷圧が高くなるので、スプール
５０はスプリング５４に抗して移動し、絞り４４
の開口面積を実質的に大きくする。絞りの開口面
積が大きくなれば、パラレル通路４３に流入した
ポンプからの油は、アームシリンダに十分流れる
ことになり、その流量を有効に利用できる。

そして旋回モータの圧力すなわちパイロツト圧
と、アームシリンダへの流量との関係を示したの
が第９図である。

上記第９図において、曲線ｄはこの発明の特性
を示し、曲線ｅは固定絞りを用いた従来の特性を
示している。

しかして上記曲線ｄは、パイロツト圧がある一
定の高さになると、アームシリンダへの流量が増
加し、パイロツト圧が低くなるとアームシリンダ
への流量が少なくなることを示している。

そして上記曲線ｄのd₁〜d₃までの範囲ｌをアジ
ヤスタ５２で調整し、アームシリンダへの初期流
量d₁をアジヤスタ５３で調整する。つまりアジヤ
スタ５２でスプリング５４の撓み量を多くすれ
ば、上記ｌは長くなるし、反対にその撓み量を少
なくすれば、上記ｌは短くなる。このｌの長短
は、当該旋回モータの起動時の圧力をもとにし
て、どのようにも調整できる。

また当然のこととして、アジヤスタ５３を調整
すれば上記初期流量を自由に調整できる。

これに対して、曲線ｅで示した従来の場合に
は、当該固定絞り２４の特性に限定されてしま
う。

第８図に示した第２実施例は、いわゆるバラン
スタイプのもので、バランス弁６２を介して前記
スプリング室６０をタンク６３に連通させてい
る。

そして上記バランス弁６２は、ポートＡからの
圧力に応じて開弁する構成にしている。

しかしてポートＡの圧力すなわち前記パイロツ
ト圧が設定圧以上になると、上記バランス弁６２
が開弁し、その開度に応じてスプリング室６０の
油をタンク６３に戻す。スプリング室の油がタン
クに戻れば、その戻り量に応じて前記スプールが
移動し、前記第１実施例と同様に作用する。

なお上記バランス弁６２の設定圧は、アジヤス
タ６４で調整する構成にしている。

（本発明の構成） この発明は、複数の方向制御弁を連設し、これ
ら各方向制御弁には、所要のアクチエータを接続
するとともに、それらアクチエータのうち下流側
のアクチエータに対して上流側のアクチエータに
優先的にポンプからの油を供給する構成にした優
先制御装置において、上記上流側のアクチエータ
と下流側のアクチエータとの通路過程に優先制御
弁を設け、この優先制御弁には、上流側のアクチ
エータの負荷圧が大きくなるにしたがつて大きく
移動するスプールを内装するとともに、当該スプ
ールが大きく移動すればするほど開口面積を大き
くする絞りを上記スプールに形成してなり、その
絞りの開口面積に応じて前記下流側のアクチエー
タへの供給流量を調整できるようにしたものであ
る。

上記の構成の下において、上流側のアクチエー
タの起動時すなわち当該アクチエータの圧力は高
いが、さほどの流量を必要としないときには、そ
の上流側のアクチエータの圧力を保持するが、必
要としない流量を下流側のアクチエータに供給さ
せられる。

また下流側のアクチエータの負荷圧が低く、し
かも上流側のアクチエータが定常運転にあつてそ
の圧力が低いときには、上記上流側のアクチエー
タに優先的に油が流れることになる。

（本発明の効果） この発明によれば、上記したように当該上流側
のアクチエータが定常運転にあるとき、常にその
上流側のアクチエータに油が優先的に流れるとと
もに、その上流側のアクチエータの起動時には、
必要以上の油を下流側のアクチエータに供給しう
るので、たとえばパワーシヨベルの油圧回路にお
いてはポンプからの油を有効的に使用できる。

すなわち当該パワーシヨベルにおいては、上流
側に旋回モータを設け、下流側にアームシリンダ
を設けるが、その旋回モータの起動時には十分な
流量をアームシリンダに供給できる。しかも当該
旋回モータの定常回転じには、アームシリンダに
優先してポンプからの油を旋回モータに供給しう
る。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は従来のパワーシヨベルの回路図、
第２図は旋回モータの起動時の圧力特性と流量特
性とを示した図、第３〜８図はこの発明の実施例
を示すもので、第３図は回路図、第４図は要部を
拡大した回路図、第５〜７図は優先制御弁の第１
実施例を示すもので、第５図は第７図の−線
断面図、第６図は同じく−線断面図、第７図
は第６図の−線断面図、第８図は優先制御弁
の第２実施例の断面図、第９図はパイロツト圧と
アームシリンダへの流量との関係を示した図であ
る。 ２８〜３１……方向制御弁、３６……ポンプ、
３８……下流側のアクチエータたるアームシリン
ダ、３９……上流側のアクチエータたる旋回モー
タ、Ｖ……優先制御弁、Ａ，Ｂ……ポート、４４
……絞り、５０……スプール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の方向制御弁を連設し、これら各方向制
   御弁には、所要のアクチエータを接続するととも
   に、それらアクチエータのうち下流側のアクチエ
   ータに対して上流側のアクチエータに優先的にポ
   ンプからの油を供給する構成にした優先制御装置
   において、上記上流側のアクチエータと下流側の
   アクチエータとの通路過程に優先制御弁を設け、
   この優先制御弁には、上流側のアクチエータの負
   荷圧が大きくなるにしたがつて大きく移動するス
   プールを内装するとともに、当該スプールが大き
   く移動すればするほど開口面積を大きくする絞り
   を上記スプールに形成してなり、その絞りの開口
   面積に応じて前記下流側のアクチエータへの供給
   流量を調整する関係にした優先制御装置。