JPH0239641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、パワーシヨベルやクレーン等に備え
る重重量の慣性体を駆動するようにした慣性体駆
動回路の改良に関するものである。

（従来の技術） 従来より、この種の慣性体駆動回路として、例
えば第３図に示すようなもの（例えば特開昭56−
59003号公報等）が知られている。すなわち、慣
性体ａを回転駆動するためのアクチユエータｂ
と、該アクチユエータｂに圧油を供給する油圧ポ
ンプｃと、アクチユエータｂへの圧油供給方向を
切換える方向切換弁ｄと、カウンタバランス弁ｅ
１および２個のクロスオーバリリーフ弁ｅ２，ｅ
２より成るブレーキ弁ｅと、油圧ポンプｃの最大
吐出圧を規制するメインリリーフ弁ｆとを備え、
方向切換弁ｄを中立位置から作動位置に切換える
ことにより、油圧ポンプｃからの油圧でもつてブ
レーキ弁ｅのカウンタバランス弁ｅ１を中立位置
から機能位置に切換えるとともに、油圧ポンプｃ
の最大吐出圧を、上記クロスオーバリリーフ弁ｅ
２，ｅ２又はメインリリーフ弁ｆにより設定リリ
ーフ圧に規制しながら、油圧ポンプｃからの圧油
をアクチユエータｂに供給して、慣性体ａを回転
駆動するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記クロスオーバリリーフ弁ｅ２，
ｅ２およびメインリリーフ弁ｆの設定リリーフ圧
は、通常、重重量の慣性体を加速性良く起動し得
るよう、予め所定の高圧力値（例えば210Kg／cm²）
に設定されるものである。このため、上記従来の
ものでは、慣性体ａの起動時、方向切換弁ｄを作
動位置に切換えると、アクチユエータｂにはこの
高圧力値（例えば210Kg／cm²）の圧油が瞬時に作
用して、慣性体ａの起動が唐突となつてシヨツク
を伴い、良好な運転性能を確保することができな
いという欠点があつた。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、方向切換弁
の作動位置への切換開始時には、上記の如きメイ
ンリリーフ弁等、油圧ポンプの最大吐出圧を規制
する圧力規制弁の設定圧を、方向切換弁の切換え
に伴つて零から漸次増大させるようにすることに
より、慣性体をシヨツクなくスムーズに起動し得
るようにすることを目的とするものである。

その場合、圧力規制弁の設定圧を漸次増大させ
るとしても、際限なく増大するときには、安全弁
としての機能が失われることになるので、最大設
定圧でその増大を強制的に停止させることをも本
発明の目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明では、油圧
ポンプと、該油圧ポンプの圧油を受けて作動する
慣性体駆動用アクチユエータと、該アクチユエー
タへの圧油供給方向を切換える方向切換弁と、前
記油圧ポンプの最大吐出圧を設定圧に規制する圧
力規制弁とを備えた慣性体駆動回路において、上
記圧力規制弁を設定圧可変の可変圧力規制弁で構
成するとともに、操作レバーの操作角度に応じた
操作力を発生する操作力可変機構を設け、該操作
力可変機構を前記方向切換弁のスプールおよび可
変圧力規制弁の設定圧可変機構のピストンに接続
し、さらに該設定圧可変機構のピストンの最大移
動量を制限して最大設定圧を規制する最大設定圧
規制部を設け、操作レバーの操作による慣性体の
駆動開始時、前記操作レバーに連動する操作力可
変機構により、方向切換弁を作動位置に切換える
と同時に、そのスプールのストロークの漸次増大
に併せて、可変圧力規制弁の設定圧を零から最大
設定圧までは漸次増大させるように構成したもの
である。

（作用） 上記の構成により、本発明では、操作レバーの
操作時には、方向切換弁のスプールのストローク
が漸次増大する。そして、これと同時に可変圧力
規制弁の設定圧が零から漸次増大して、油圧ポン
プの最大吐出圧も零から徐々に増大するので、慣
性体はシヨツクなくスムーズに起動されることに
なる。

その際、可変圧力規制弁の設定圧は、漸次増大
するものの、その最大圧は最大設定圧規制部によ
り最大設定圧に規制されるので、例えば操作レバ
ーのミス操作により大きな操作力が設定圧可変機
構に作用しても、可変圧力規制弁の設定圧はこの
最大設定圧の上限圧に規制されるので、油圧ポン
プの最大吐出圧もこの上限値に規制されて、駆動
回路の油圧の異常上昇が防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図は、可変ポンプを用いて慣性体を回転駆
動するようにした本発明の慣性体駆動回路を示
し、１は可変容量形の油圧ポンプ、２は該油圧ポ
ンプ１からの圧油を受けて作動するモータよりな
る慣性体駆動用アクチユエータ、３は、該アクチ
ユエータ２への圧油供給方向を切換える方向切換
弁であつて、該方向切換弁３は、アクチユエータ
２への圧油供給を阻止する中立位置３ａと、圧油
の順方向流れを許容する順作動位置３ｂと、逆方
向流れを許容する逆作動位置３ｃとを有すると共
に、負荷圧検出ポートＲ１，Ｒ２を備え、該一方
の負荷圧検出ポートＲ２は、中立位置３ａ時には
パイロツト通路４を介してタンク５に連通されて
いる。また、該方向切換弁３は、そのスプールが
中立位置３ａから順作動位置３ｂおよび逆作動位
置３ｃに切換わる時、該方向切換弁３の前後に絞
り３ｄが形成される絞り切換弁で構成されてい
る。さらに、６は上記方向切換弁３とアクチユエ
ータ２との間に介設されたブレーキ弁であつて、
該ブレーキ弁６はカウンターバランス弁６ａと、
設定リリーフ圧が高圧力値（例えば210Kg／cm²）
に設定された２個のクロスオーバリリーフ弁６
ｂ，６ｂとから成る。

また、７は上記油圧ポンプ１からの吐出圧およ
び吐出量を負荷圧に応じて制御するためのロード
センシング弁であつて、該ロードセンシング弁７
は、油圧ポンプ１の斜板１ａを傾角制御する吐出
量制御部１ｂをタンク８に開放する停止位置７ａ
と、油圧ポンプ１の吐出圧を上記吐出量制御部１
ｂにフイードバツクする作動位置７ｂとの２位置
を有しているとともに、バネ７ｃが配設されたバ
ネ室７ｄはパイロツト通路９ａを介して方向切換
弁３の負荷圧検出ポートＲ１に接続されている。
一方、該バネ室７ｄに対抗するパイロツト室７ｅ
にはパイロツト通路９ｂを介して油圧ポンプ１の
吐出圧が作用しており、この油圧ポンプ１の吐出
圧とバネ室７ｄに作用する全出力との圧力関係に
より位置決めし、、バネ室７ｄに作用する全圧力
の方が大きいときには停止位置７ａに位置付け
て、吐出量制御部１ｂのタンク開放により斜板１
ａを最大傾斜角位置に位置付ける一方、油圧ポン
プ１の吐出圧の方が大きいときには作動位置７ｂ
に位置付けて、吐出量制御部１ｂへの吐出圧のフ
イードバツクにより斜板１ａを直立方向に傾角制
御するように構成されている。よつて、方向切換
弁３が中立位置３ａにあるときには、バネ室７ｄ
をパイロツト通路９および４を介してタンク５に
開放することにより、油圧ポンプ１の吐出圧をバ
ネ７ｃの付勢力に相当する圧力に規制しながら、
吐出量を略零に制御する一方、方向切換弁３が順
および逆の各作動位置３ｂ，３ｃに切換えられた
ときには、パイロツト室７ｅに作用する油圧ポン
プ１の吐出圧（方向切換弁３の絞り３ｄ前位の圧
力）に対し、バネ室７ｄに負荷圧（方向切換弁３
の絞り３ｄ後位の圧力）を作用せしめて、方向切
換弁３の絞り３ｄ前後の圧力をバネ７ｃの付勢力
に等しい圧力に保持することにより、油圧ポンプ
１の吐出圧および吐出量を、アクチユエータ２の
要求する圧力および流量を制御するようにしてい
る。

さらに、１０は前記ロードセンシング弁７のバ
ネ室７ｄに作用する最高負荷圧を規制するパイロ
ツトリリーフ弁であつて、該パイロツトリリーフ
弁１０により、負荷圧が該パイロツトリリーフ弁
１０のバネ１０ａの付勢力に相当する圧力より大
きくなろうとすると、該パイロツトリリーフ弁１
０が開作動してロードセンシング弁７のバネ室７
ｄをパイロツト通路３１および３２を介してタン
ク２６に開放することにより、該ロードセンシン
グ弁７でもつて吐出量制御される油圧ポンプ１の
吐出圧を、最大、該パイロツトリリーフ弁１０の
バネ１０ａにより、このバネ１０ａの付勢力に相
当する圧力とロードセンシング弁７のバネ７ｃの
付勢力に相当する圧力（例えば５Kg／cm²）との合
計圧に等しい設定圧を規制するようにした圧力規
制弁を構成している。

そして、本発明の特徴として、上記パイロツト
リリーフ弁１０のバネ１０ａには、該バネ１０ａ
の付勢力を可変とするための設定圧可変機構１１
が連結されている。該設定圧可変機構１１は、上
記パイロツトリリーフ弁１０のバネ１０ａを押圧
縮少せしめるロツド１１ａと、該ロツド１１ａに
連結されたピストン１１ｅにより分割されたバネ
室１１ｂおよび油圧室１１ｃと、該バネ室１１ｂ
に縮装されたバネ１１ｄとから成り、油圧室１１
ｃに油圧が作用したとき、この油圧でもつてピス
トン１１ｅを介してロツド１１ａをバネ１１ｄの
付勢力に抗して図中左方に移動させることによ
り、リリーフ弁１０のバネ１０ａを押圧縮少せし
めてその付勢力の強く変更して、規制すべき油圧
ポンプ１の最大吐出圧（設定圧）を高く変化させ
るものである。そして、該設定圧可変機構１１と
上記パイロツトリリーフ弁１０とによつて設定圧
可変の可変圧力規制弁１２を構成している。

加えて、１３は本発明の重要部分を成す操作力
可変機構の一実施例で、方向切換弁３のスプール
およびパイロツトリリーフ弁１０の背圧力を油圧
力で操作する可変減圧弁であつて、該可変減圧弁
１３は、操作レバー１４を直立状態から図中左方
および図中右方に回動操作した時に、油圧源１５
からの一次油圧を上記操作レバー１４の操作角度
に応じた二次油圧に減圧するもので、該操作レバ
ー１４の図中左方への回動操作によつて得た二次
油圧は、パイロツト通路１６を介して接続した方
向切換弁３の順作動位置への弁切換用パイロツト
室３ｅに、また操作レバー１４の図中右方への回
動操作によつて得た二次油圧は、パイロツト通路
１７を介して接続した方向切換弁３の逆作動位置
への弁切換用パイロツト室３ｆにそれぞれ作用す
るとともに、上記各二次油圧は、それぞれチエツ
ク弁１８，１９が介設されたパイロツト通路２
０，２１および他のパイロツト通路２２を介して
接続した設定圧可変機構１１の油圧室１１ｃに作
用している。尚、２３は油圧ポンプ１を駆動する
原動機、２４はパイロツト通路９ａに介設された
絞り、２５は油圧源１５の油圧を設定圧以下に規
制するリリーフ弁、２６はタンクである。

第２図は可変圧力規制弁１２の具体的構造を示
し、２７は弁本体、２８は弁本体２７に形成され
た油室、２９は油室２８の一端部（図で右端部）
に配設された弁座体であつて、上記油室２８は弁
座体２９に形成した弁座部２９ａおよび連通路３
０を介してパイロツト通路３１に連通されている
とともに、該油室２８にはタンク２６に連通する
パイロツト通路３２が開口している。また、上記
油室２８内には弁座体２９に着座可能な弁体３３
が該弁体３３は弁本体２７に設けたバネ受３４と
弁体３３との間に縮装されたバネ１０ａにより着
座方向に付勢されている。以上により、パイロツ
ト通路３２の油圧がバネ１０ａの付勢力より大き
くなつたとき、この油圧でもつて弁体３３をバネ
１０ａの付勢力に抗して離座させて、圧油をパイ
ロツト通路３１から連通路３０および油室２８を
介してタンク２６にリリーフするようにしたパイ
ロツトリリーフ弁１０を構成している。また、上
記弁座体２９は弁本体２７に対して前後方向（図
中左右方向）摺動自在に設けられているととも
に、該弁座体２９は、その前端面（弁座部側）と
弁本体２７との間に縮装したバネ１１ｄにより後
方（図で右方）に付勢されている一方、弁座体２
９の後端面中央には油圧室１１ｃが形成され、該
油圧室１１ｃにはパイロツト通路２２が開口して
いる。よつて、油圧室１１ｃにパイロツト通路２
２を介して可変減圧弁１３の二次油圧が作用する
と、この二次油圧でもつてピストン１１ｅとして
の弁座体２９をバネ１１ｄの付勢力に抗して前方
に移動させることにより、弁体３３を介してパイ
ロツトリリーフ弁１０のバネ１０ａを押圧縮少せ
しめてパイロツトリリーフ圧を可変にするように
した設定圧可変機構１１を構成している。

そして、第２図において、弁座体２９の前方に
は、弁本体２７に形成したストツパ１１ｆが形成
されていて、可変減圧弁１３の二次油圧によりピ
ストン１１ｅとしての弁座体２９が前方に移動す
るとき、その最大移動量をストツパ１１ｆで制限
することにより、バネ１０ａを押圧圧縮する量を
制限して、このバネ１０ａの最大付勢力を弁座体
２９の最大移動量の位置での付勢力値に制限し
て、可変圧力規制弁１２の最大設定圧を例えば
205Kg／cm²に規制するようにしている。よつて、
上記ストツパ１１ｆにより最大設定圧規制部を構
成している。

次に、上記実施例の作動について説明するに、
操作レバー１４が直立状態にある時、方向切換弁
３は中立位置３ａにあつて、ロードセンシング弁
７のバネ室７ｄはパイロツト通路９および４を介
してタンク５に開放されている。このため、この
状態で可変ポンプ１を駆動すると、ロードセンシ
ング弁７は直ちに作動位置７ｂに位置付けられ
て、吐出量および吐出圧が略零となるフエザーリ
ング状態となる。また、パイロツトリリーフ弁１
０のパイロツトリリーフ圧は、可変減圧弁１３に
よる二次油圧の非発生に伴い略零となつている。

そして、この状態で操作レバー１４が例えば図
中左方に若干回動操作されると、可変減圧弁１３
において、操作レバー１４の操作角度に応じた二
次油圧が発生して、パイロツト通路１６を経て方
向切換弁３の順作動位置３ｂへの弁切換用パイロ
ツト室３ｅに作用する。このため、方向切換弁３
は中立位置３ａから順作動位置３ｂに若干切換わ
るとともに、それに伴いブレーキ弁６のカウンタ
ーバランス弁６ａが油圧ポンプ１の吐出圧の作用
により停止位置から機能位置に切換わつて、油圧
ポンプ１の圧油は慣性体駆動用アクチユエータ２
に供給され、慣性体が回転駆動され始めることに
なる。

その際、方向切換弁３の順作動位置３ｂへの切
換えにより方向切換弁３の前位と後位とが連通す
るため、油圧ポンプ１の吐出圧がロードセンシン
グ弁７のバネ７ｃの付勢力より小さくなつて、ロ
ードセンシング弁７はバネ７ｃの付勢力により作
動位置７ｂから停止位置７ａに切換わる。このた
め、油圧ポンプ１の吐出量制御部１ｂはタンク８
に開放されて、斜板１ａは最大傾斜角位置に位置
付けられ、吐出量は一旦最大となつて吐出圧を高
めようとする。しかし、この状態は下記により直
ちに阻止される。すなわち、上記可変減圧弁１３
の二次油圧がパイロツト通路２０および２２を経
て設定圧可変機構１１の油圧室１１ｃに導入され
ているため、パイロツトリリーフ弁１０のバネ１
０ａは該設定圧可変機構１１のロツド１１ａによ
り若干押圧縮少されて、パイロツトリリーフ圧は
上記操作レバー１４の操作角度に応じた分だけ上
昇して零より若干大きな値となつている。このた
め、ロードセンシング弁７のバネ室７ｄに作用す
る圧力は、最大、零より若干大きいパイロツトリ
リーフ圧に規制されている。このことにより、油
圧ポンプ１の吐出圧は該ロードセンシング弁７に
よりこのパイロツトリリーフ圧よりロードセンシ
ング弁７のバネ７ｃの付勢力に相当する圧力だけ
高い小さな圧力値に制御されながら、吐出量はこ
の圧力値に応じた少流量に減少することになる。
そして、操作レバー１４がさらに図中左方に回動
操作されるのに伴いパイロツトリリーフ弁１０の
パイロツトリリーフ圧が次第に高圧力値となる
と、それに応じて油圧ポンプ１の吐出圧も零から
次第に上昇して高圧力値（例えば210Kg／cm²）に
達することになる。その結果、慣性体駆動用アク
チユエータ２はこの徐々に上昇する吐出圧によつ
てスムーズに作動して、慣性体はシヨツクなく駆
動され始めることになる。

その際、例えば操作レバー１４が不用意に大き
く操作された場合には、その操作角度に応じた高
油圧の二次油圧が設定圧可変機構１１の油圧室１
１ｃに導入されるものの、圧力規制弁１２の弁座
体２９の最大移動量がストツパー１１ｆで制限さ
れて、パイロツトリリーフ弁１０の設定圧が最大
設定圧（205Kg／cm²）に規制される。このことに
より、油圧ポンプ１の最大吐出圧はロードセンシ
ング弁７のバネ７ｃのバネ圧（５Kg／cm²）を加え
た210Kg／cm²に制限されるので、駆動回路の油圧
の異常上昇をパイロツトリリーフ弁１０の安全弁
としての機能により防止することができる。

その後、慣性体の駆動が定常状態に入ると、負
荷圧は低下して例えば30Kg／cm²となる。この時、
ロードセンシング弁７のバネ室７ｄには方向切換
弁３後位の圧力（上記負荷圧（例えば30Kg／cm²））
が作用し、パイロツト室７ｅには方向切換弁３前
位の圧力（油圧ポンプ１の吐出圧）が作用してい
るため、方向切換弁３前後の圧力差は該ロードセ
ンシング弁７によつてバネ７ｃの付勢力に相当す
る圧力に保持制御されている。このことにより、
操作レバー１４の回動操作に伴い方向切換弁３の
絞り３ｄの開度が大きくなると、それに応じて油
圧ポンプ１の吐出量も増大して、慣性体は加速性
良く駆動され続けることになる。尚、この時、パ
イロツトリリーフ弁１０は高リリーフ圧となつて
いるため、慣性体の駆動制御とは無関係となつて
いる。

以上、操作レバー１４の図中左方向への回動操
作により方向切換弁３を順作動位置３ｂに切換え
た場合について説明したが、操作レバー１４を図
中右方向に回動操作して方向切換弁３を逆作動位
置３ｃに切換える場合についても、その作動は上
記と同様である。

よつて、慣性体の起動時、油圧ポンプ１の最大
吐出圧は零から最大設定圧までは漸次増大するよ
うに制御されるので、駆動回路の油圧の異常上昇
を防止しながら慣性体の起動をシヨツクなく、ス
ムーズに行うことができ、運転性能の向上を図る
ことができる。

また、本実施例においては、方向切換弁３の切
換制御と、慣性体起動時における圧油の圧力制御
と、慣性体の回転定常状態における圧油の流量制
御との３制御が１本の操作レバー１４のみによつ
て行われるので、操作性の向上を図ることができ
る。

しかも、可変ポンプ１とロードセンシング弁７
との組合せにより、負荷圧に応じた圧油の圧力制
御および流量制御が行われるので、省エネルギー
型とすることができる。

尚、上記実施例では、可変ポンプ１を用いて慣
性体を回転駆動するようにした慣性体駆動回路に
本発明を適用した場合について説明したが、本発
明はその他、固定ポンプを用いた慣性体駆動回路
についても同様に適用することができるのは勿論
である。この場合、固定ポンプの最大吐出圧を制
御するメインリリーフ弁の設定リリーフ圧を、操
作レバーの操作角度に応じて漸次増大させるよう
にすればよい。

また、操作力可変機構として油圧力を利用する
例について説明したが、油圧力に限ることはな
く、例えば電気力、エアー力等によつて方向切換
弁のスプールを移動させたり、パイロツトリリー
フ弁１０の背圧力を変えたりしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、重重量
の慣性体を駆動するようにした慣性体駆動回路に
おいて、操作レバーの操作により方向切換弁を作
動位置に切換えた際、該操作レバーの操作角度に
応じて発生する操作力可変機構の操作力でもつて
可変圧力規制弁の設定圧を上限圧以下の範囲で変
化せしめて、油圧ポンプの最大吐出圧を零から設
定上限圧まで漸次増大させるようにしたので、駆
動回路の油圧の異常上昇を防止しながら、重重量
の慣性体の起動をシヨツクなくスムーズに行うこ
とができ、その運転性能の著しい向上を図ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示し、
第１図は油圧回路図、第２図は可変圧力規制弁の
具体的構造を示す断面図、第３図は従来例を示す
油圧回路図である。 １……油圧ポンプ、２……慣性体駆動用アクチ
ユエータ、３……方向切換弁、３ｅ，３ｆ……弁
切換用パイロツト室、１０……パイロツトリリー
フ弁（圧力規制弁）、１１……設定圧可変機構、
１１ａ……ロツド、１１ｂ……バネ室、１１ｃ…
…油圧室、１１ｄ……バネ、１１ｅ……ピスト
ン、１１ｆ……ストツパ（最大設定圧規制部）、
１２……可変圧力規制弁、１３……可変減圧弁、
１４……操作レバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧ポンプ１と、該油圧ポンプ１の圧油を受
   けて作動する慣性体駆動用アクチユエータ２と、
   該アクチユエータ２への圧油供給方向を切換える
   方向切換弁３と、前記油圧ポンプ１の最大吐出圧
   を設定圧に規制する圧力規制弁１０とを備えた慣
   性体駆動回路において、上記圧力規制弁１０を設
   定圧可変の可変圧力規制弁１２で構成するととも
   に、操作レバー１４の操作角度に応じた操作力を
   発生する操作力可変機構１３を設け、該操作力可
   変機構１３を前記方向切換弁３のスプールおよび
   可変圧力規制弁１２の設定圧可変機構１１のピス
   トン１１ｅに接続し、さらに該設定圧可変機構１
   １のピストン１１ｅの最大移動量を制限して最大
   設定圧を規制する最大設定圧規制部１１ｆを設
   け、方向切換弁３のスプールのストロークを漸次
   増大させると同時に、可変圧力規制弁１２の設定
   圧を最大設定圧までは漸次増大させるように制御
   したことを特徴とする慣性体駆動回路。