JPH0320562Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、液圧により負荷の上昇または下降駆
動を行なう昇降装置の液圧回路に関する。

（従来技術） 従来、昇降装置の液圧による昇降駆動に用いら
れる液圧回路としては、例えば第３図に示すもの
が知られている。

第３図において、１は負荷２を昇降駆動する昇
降用液圧シリンダ、３はストレート、中立、クロ
スの３切換位置をもつた４ポートの方向切換弁、
４はパイロツト付きチエツク弁、５はチエツク弁
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのブリツジ接続した双方
向回路、６は双方向回路を通る流量のパルスモー
タによる絞りの開度調整で可変するデイジタル流
量制御弁である。

この従来回路では、方向切換弁３を右側のクロ
ス位置に切換えると、液圧源７よりの液圧は双方
向回路５のチエツク弁５ａ、デイジタル流量制御
弁６、チエツク弁５ｂ、更にパイロツト付チエツ
ク弁４を介して昇降用液圧シリンダ１の上昇用液
室１ａに供給され、下降用液室１ｂは方向切換弁
３を介してタンク８に連通されることから、負荷
２を上昇駆動する。

一方、負荷２の下降駆動は、昇降用液圧シリン
ダ１の各液室１ａ，１ｂをタンク８に連通すれば
負荷の自重により下降させることが可能である
が、自重落下では負荷によつて下降速度が変化し
たり、負荷が軽過ぎて動かないか若しくは動いて
も遅い場合がある。

そこで、下降時には、方向切換弁３を左側のス
トレート位置に切換えることで液圧源７から昇降
用液圧シリンダ１の下降用液室１ｂに液圧を供給
し、液圧の導入で強制的に負荷２を下降駆動する
ようにしている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の液圧回路にあ
つては、電磁ソレノイドへの通電で方向切換弁３
を中立位置からクロスまたはストレート位置に切
換えるときに切換シヨツクが発生する。例えば、
中立位置から下降駆動のためにストレート位置に
切換えたとすると、切換により液圧源７の回路圧
がそれまで無圧状態にあつた昇降用液圧シリンダ
１の下降用液室１ｂ及びその管路に加わり、タン
ク側に切換えられる上昇用液室１ａおよびその管
路の液は若干の圧縮性をもつため、昇降用液圧シ
リンダ１で切換シヨツクが発生する。

この切換シヨツクを抑えるために、双方向回路
５にデイジタル流量制御弁３を設け、切換時に流
量を絞り、切換後に徐々に開くようにしている
が、切換時に回路圧力が直接昇降用液圧シリンダ
１に加わつてしまうため、デイジタル流量制御弁
６を使用しても切換シヨツクを取り切れないとい
う問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、昇降用液圧シリンダを昇降切換え
したときの切換シヨツクを防止するようにした昇
降装置用の液圧回路を提供することを目的と次の
ように構成したものである。

即ち、第１図の液圧回路図を参照するに、主ラ
インの液圧切換により負荷２を昇降駆動する液圧
シリンダ１と、中立、上昇及び下降の各切換位置
に応じてポンプポートＰ及びタンクポートＴと液
圧シリンダ１に対するの負荷接続ポートＣ１，Ｃ
２との間を切換制御する方向制御弁１０と液圧シ
リンダ１と方向制御弁１０との間の一方の液圧系
統に設けられ液圧シリンダ１からの戻りライン圧
力を受けて閉鎖すると共にパイロツト圧力の供給
で開放するパイロツトチエツク弁４と、パイロツ
トチエツク弁４に直列接続されると共に方向制御
弁１０の負荷接続ポートＣ１とポンプポートＰま
たはタンクポートＴとの間の前後差圧をセンシン
グ圧力として入力し、方向制御弁の上昇（ストレ
ート接続）または下降（クロス接続）切換位置に
おいてその前後差圧を一定に保つように作動する
双方向圧力補償弁９とを設ける。

更に、方向制御弁１０は中立、クロス接続とな
る上昇切換位置及びストレート接続となる下降切
換位置の他に、中立位置から上昇位置への切換直
前からポンプポートＰを双方向圧力補償弁９の一
方のセンシングポートに連通すると共に下降位置
への切換でセンシングポートをタンクポートＴに
連通する第１のパイロツトポートＰ−と、上昇位
置への切換でパイロツトチエツク弁４のパイロツ
トポートをタンクポートＴに連通すると共に中立
位置から下降位置への切換えの直前からパイロツ
トチエツク弁４のパイロツトポートをポンプポー
トＰに連通する第２のパイロツトポートＰ−を設
けるようにしている。

（作用） このような本考案の構成による方向制御弁１０
の各切換位置における作用は次のとうりである。

A.中立位置 方向制御弁１０の負荷接続ポートＣ１，Ｃ２は
ポンプポートＰ及びタンクポートＴから切り離さ
れているため液圧シリンダは停止状態を保つ。

またパイロツトチエツク弁４は閉鎖位置にあ
り、更に双方向圧力補償弁９は右側のセンシング
圧力がタンク圧力となつている。

B.上昇位置 まず切換初期の段階では、ポンプポートＰが第
１のパイロツトポートＰ−に連通すると共に、タ
ンクポートＴが第２パイロツトポートＰ−に連通
する。このため第１のパイロツトポートＰ−から
の液圧が双方向圧力補償弁９の一方のセンシング
ポートに供給され、負荷接続ポートＣ１に接続し
ている他方のセンシングポートはその圧力はポン
プ圧力より低いため双方向圧力補償弁９は全閉と
なる。

続いて上昇位置に切換わると、ストレート接続
によりポンプポートＴが負荷接続ポートＣ１に連
通し且つタンクポートＴが負荷接続ポートＣ２に
連通する。従つて、負荷接続ポートＣ１からの液
圧は全閉状態にある双方向圧力補償弁９に加わ
り、ライン側からセンシング圧力として入力し、
ポンプポートＰと負荷接続ポートＣ１との間の前
後差圧を一定に保つように双方向圧力補償弁９が
徐々に開き、パイロツトチエツク弁４を介して液
圧シリンダ１の上昇用シリンダ室１ａに液圧を供
給する。この時、下降用シリンダ室１ｂは負荷接
続ポートＣ２からタンクポートＴへ連通している
ため液の排出が行なわれ、負荷２を上昇駆動す
る。

上昇駆動中においては、双方向圧力補償弁９が
方向制御弁１０の前後差圧を一定に保つように圧
力補償動作を行ない、その結果、液圧シリンダ１
に対し一定の液量供給が行なわれるため、負荷を
定速で上昇駆動する。

一方、切換シヨツクの吸収は、切換直前で双方
向圧力補償弁９を第１のパイロツトポートＰ−か
らの液圧で全閉とし、切換時にセンシング圧力の
入力で徐々に開くようにしているため、液圧シリ
ンダ１は滑らかな上昇を始め、切換シヨツクは起
きない。

C.下降位置への切換 まず、下降位置への切換直前でポンプポートＰ
が第２のパイロツトポートＰ−に連通し、且つタ
ンクポートＴが第１のパイロツトポートＰ−に連
通する過渡状態を起こす。このため、第２のパイ
ロツトポートＰ−からパイロツトチエツク弁４の
パイロツトポートに液圧が供給されてパイロツト
チエツク弁４が開く。パイロツトチエツク弁４が
開くと、負荷の重量に応じて押された液圧シリン
ダ１の上昇用シリンダ室１ａの液圧が双方向圧力
補償弁９に供給され、この液圧がライン側の一方
のセンシングポートに作用し、他方のセンシング
ポートは第２のパイロツトポートＰ−からタンク
ポートＴへ連通されているため、双方向圧力補償
弁９は全閉となる。

続いて下降位置に切換わると、クロス接続によ
つてポンプポートＰが負荷接続ポートＣ２に連通
し、且つタンクポートＴが負荷接続ポートＣ１に
連通し、液圧シリンダ１の下降用シリンダ室１ｂ
に液圧が供給される。この液圧供給による押圧力
を受けて上昇用シリンダ室１ａの液圧も上昇し、
パイロツト圧力の供給で開放状態にあるパイロツ
トチエツク弁４を介して全閉状態にある双方向圧
力補償弁９に液圧が作用し、双方向圧力補償弁９
は方向制御弁１０における負荷接続ポートＣ１と
タンクポートＴとの間の前後差圧を一定に保つよ
うに徐々に開き、液圧シリンダ１からの液をタン
クに流して下降駆動を始める。この下降駆動中に
おいて、双方向圧力補償弁９はタンクに対する方
向制御弁１０の前後差圧を一定に保つように動作
するため、液圧シリンダ１からの排出流量が一定
に保たれ、液圧シリンダ１は一定速度で滑らかに
負荷２を下降駆動するようになる。

一方、下降位置へ切換えたときの切換シヨツク
の吸収は、切換直前でパイロツト圧力によりパイ
ロツトチエツク弁４を開いて双方向圧力補償弁１
０を全閉とし、切換時にセンシング圧力の入力で
徐々に開いて液圧シリンダ１から液を排出させる
ため、切換シヨツクは起きず負荷の滑らかな下降
駆動が開始される。

（考案の効果） このような構成及び作用を有する本願考案の液
圧回路によれば次の効果が得られる。

即ち、切換シヨツクを吸収するためのパイロツ
トチエツク弁及び双方向圧力補償弁の開閉を、液
圧シリンダ昇降のための主ラインの切換とは無関
係に切換直前のタイミングで行なう第１及び第２
のパイロツトポートを方向制御弁に設けているた
め、方向制御弁以外にパイロツトチエツク弁およ
び双方向圧力補償弁をを制御するための回路要素
を別途設ける必要がなく、簡潔な回路構成によつ
て上昇及び下降切換時に生ずる切換シヨツクを確
実に防止して負荷の滑らかな昇降駆動を行なうこ
とができる。

（実施例） 第２図は双方向圧力補償弁及び方向制御弁の具
体的な機構構造を断面にて示した液圧回路の説明
図である。

まず構成を説明すると、液圧シリンダ及びパイ
ロツト付チエツク弁４は公知の機構構造をもち、
双方向圧力補償弁９及び方向制御弁１０が第１図
の液圧回路図に示した回路機能を実現する構造を
有する。

まず、双方向圧力補償弁９の構造を説明する
と、バルブボデイ１１の内部にはランド１２ａ，
１２ｂを有するスプール１３が軸方向に摺動自在
に設けられ、スプール１３におけるランド１２
ａ，１２ｂの外側にパイロツト液圧室１４ａ，１
４ｂを形成し、ランド１２ａ，１２ｂの間にライ
ンポート１５ａと１５ｂにより外部回路と接続さ
れるライン液圧室１６を形成しており、パイロツ
ト液圧室１４ａに対してはラインポート１５ｂよ
りセンシングポート１７ａを分岐接続し、またパ
イロツト液圧室１４ｂについては独立したセンシ
ングポート１７ｂを設けている。更に、両側のパ
イロツト液圧室１４ａ，１４ｂにはスプリング１
８ａ，１８ｂが組み込まれ、スプール１３を図示
の中立位置に機械的に保持するようにしている。

このような構造をもつ双方向圧力補償弁９の作
用は、両側のパイロツト液圧室１４ａ，１４ｂに
圧力補償対象の前後差圧、即ちこの実施例にあつ
ては方向制御弁１０の前後差圧を導入し、パイロ
ツト液圧室１４ａ，１４ｂに導入した前後差圧に
応じたスプール１３の動きでラインポート１５ａ
をライン液圧室１６の間のランド１２ｂによる絞
り作用もしくはライン液圧室１６からラインポー
ト１５ｂに対するランド１２ａの動きによる絞り
作用で方向制御弁１０の前後差圧を常に一定に保
ち、このため、ライン液圧室１６を流れる液流量
を一定に保つ圧力補償動作を行なう。

次に、方向制御弁１０の構造を説明すると、バ
ルブボデイ２０の内部にはスプール２１が摺動自
在に設けられ、スプール２１は図示のランド形状
をもち、バルブボデイ２０には液圧源２２を接続
するポンプポートＰ、タンク２３を接続するタン
クポートＴ、ストレート接続またはクロス接続に
よりポンプポートＰ、タンクポートＴと切換接続
される負荷接続ポートＣ１，Ｃ２が設けられ、更
に双方向圧力補償弁９の一方のセンシングポート
１７ｂに接続される第１のパイロツトポートP_L
及びパイロツト付チエツク弁４のパイロツトポー
トに接続される第２のパイロツトポートPcを備
える。これらの各ポートをスプール２１の移動で
切換えるため、スプール２１には左側よりランド
２４，２５，２６，２７，２８及び２９が形成さ
れ、更にスプール２１のランド形成部に相対した
バルブボデイ２０のスプール摺動面には環状溝３
０，３１，３２，…３６が形成され、両側の環状
溝３０と３６は内部通路３７によつて連通され、
また環状溝３２と３５は内部通路３８によつてタ
ンクポートＴと連通され、一方、スプール２１に
も図示の中立位置でランド２６と２７の間を左側
のランド２４の環状溝３０と３１の間となる位置
に連通する内部通路３９が形成されている。

次に、第２図の実施例における方向制御弁１０
及び双方向圧力補償弁９の動きを中心に動作を説
明する。

まず、負荷２を停止する中立状態にあつては、
方向制御弁１０のスプール２１は図示の位置にあ
り、双方向圧力補償弁９のパイロツト液圧室１４
ｂは方向制御弁１０の第１のパイロツトポート
P_Lを介してタンクポートＴに連通し、またパイ
ロツトチエツク弁４にパイロツト液圧を供給する
方向制御弁１０の第２のパイロツトポートPcも
タンクポートＴに連通して操作圧力がなく、更に
主ラインを接続する負荷接続ポートＣ１，Ｃ２と
ポンプポートＰ及びタンクポートＴとの間も閉鎖
されているため、液圧シリンダ１はロツクされて
いる。

次に、液圧シリンダ１の上昇駆動を説明する。

まず、方向制御弁１０のスプール２１を右方向
に僅かに移動すると、スプール２１の右側に開口
した内部通路３９が第１のパイロツトポートP_L
に連通した環状溝３１に開口し、同時にランド２
４のエツジ部分によつて環状溝３１が環状溝３２
から分離されるため、内部通路３９を介して得ら
れるポンプポートＰからの液圧は第１のパイロツ
トポートP_Lを通つて双方向圧力補償弁９のセン
シングポート１７ｂに供給され、右側のパイロツ
ト液圧室１４ｂに液圧が作用する。このため、双
方向圧力補償弁９のスプール１３が左側に移動
し、ランド１２ｂによつてラインポート１５ａと
１５ｂの間を閉鎖する全閉状態となる。

更にスプール２１を右方向に移動すると、ラン
ド２６が環状溝３４へ移動してポンプポートＰを
負荷接続ポートＣ１に連通する流路が形成され、
同時にランド２８が環状溝３５に移動してタンク
ポートＴを負荷接続ポートＣ２に開く流路が形成
される。このため、双方向圧力補償弁９のライン
ポート１５ｂに方向制御弁１０の負荷接続ポート
Ｃ１よりライン液圧が供給され、センシングポー
ト１７ａを介して左側のパイロツト液圧室１４ａ
に方向制御弁１０の負荷接続ポートＣ１の出口液
圧が加わる。勿論、右側のパイロツト液圧室１４
ｂには第１のパイロツトポートP_Lからのポンプ
液圧が継続して加わつており、この結果、全閉状
態にあつた双方向圧力補償弁９のスプール１３が
ポンプポートＰと負荷接続ポートＣ１との間の前
後差圧を一定に保つように徐々に開き、パイロツ
ト付チエツク弁４を介して液圧シリンダ４の上昇
側シリンダ室１ａに駆動液圧を供給するようにな
る。このため、方向制御弁１０を上昇位置に切換
えると、液圧シリンダ１の上昇用シリンダ室１ａ
に全閉状態にあつた双方向圧力補償弁９が徐々に
開くことで緩やかな液圧供給が行なわれ、切換シ
ヨツクを起こすことなく負荷２の上昇駆動を開始
する。

このような液圧シリンダ１の上昇駆動中におい
て、双方向圧力補償弁９は方向制御弁１０のパイ
ロツトポートＰと負荷接続ポートＣ１との間の差
圧を一定に保つようにスプール１３の移動でシリ
ンダ供給液量の絞り作用を行ない、液圧シリンダ
１に対し常に一定の流量供給が行なわれるため、
液圧シリンダ１は負荷２を定速で上昇駆動する。

勿論、上昇駆動中に方向制御弁１０のスプール
２１を図示の中立位置に戻せば、再び液圧シリン
ダ１がロツク状態となり、任意の上昇駆動位置で
負荷２を停止保持することができる。

次に、液圧シリンダの下降駆動を説明する。

まず、下降駆動は方向制御弁１０のスプール２
１を左方向に移動することによつて行なわれ、ス
プール２１を左方向に僅かに移動させると、スプ
ール２１に形成した内部通路３９が左側の環状溝
３０に開口し、同時にスプール２１の右側のラン
ド２９が環状溝３６を環状溝３５から分離させる
ため、内部通路３９より得られるポンプポートＰ
からのライン液圧は内部通路３７を介して第２の
パイロツトポートPcに供給され、第２のパイロ
ツトポートPcよりパイロツトチエツク弁４に対
し操作液圧を供給し、パイロツトチエツク弁４が
開放される。このパイロツトチエツク弁４の開放
で負荷２の荷重を受けて液圧シリンダ１の上昇側
液圧室１ａに発生している液圧が双方向圧力補償
弁９に供給され、ラインポート１５ｂよりセンシ
ングポート１７ａを介して左側のパイロツト液圧
室１４ａに加わる。このとき、方向制御弁１０の
第１のパイロツトポートP_LはタンクポートＴに
連通しているため、双方向圧力補償弁９における
右側のパイロツト液圧室１４ｂはタンク圧にあ
り、スプール１３がパイロツト液圧室１４ａの液
圧に押されて右方向に移動しランド１２ａがライ
ンポート１５ｂをライン液圧室１６から仕切るた
め、双方向圧力補償弁９が全閉状態となる。

続いて、方向制御弁１０のスプール２１を更に
左方向に移動すると、ポンプポートＰが負荷接続
ポートＣ２に連通すると共に負荷接続ポートＣ１
がタンクポートＴに連通し、負荷接続ポートＣ２
より液圧シリンダ１の下降用シリンダ室１ｂに供
給され、このときパイロツトチエツク弁４が操作
圧力の供給で開いているため、上昇用シリンダ室
１ａの液が双方向圧力補償弁９にパイロツトチエ
ツク弁４を介して供給される。そのため、全閉状
態にある双方向圧力補償弁９は方向制御弁１０に
おける負荷接続ポートＣ１とタンクポートＴとの
前後差圧を一定に保つようにスプール１３を移動
して徐々にバルブ流路を開き、切換シヨツクを起
こすことなく滑らかな液圧シリンダ１の下降駆動
を開始する。また、液圧シリンダ１の下降駆動中
は、双方向圧力補償弁９が方向制御弁１０におけ
る負荷接続ポートＣ１とタンクポートＴの前後差
圧を一定に保つようにスプール１３の動きによる
絞り作用を果たし、液圧シリンダ１からのタンク
２３に対する戻り流量が常に一定に保たれるた
め、液圧シリンダ１は一定速度で負荷２を下降駆
動するようになる。

勿論、下降駆動の途中で方向制御弁１０のスプ
ール２１を図示の中立位置に戻せば、液圧シリン
ダ１のロツク状態が得られ、任意の下降駆動位置
で負荷２を停止保持することができる。尚、シリ
ンダを単動形、即ちラム形シリンダを用いること
は勿論であり、その場合、負荷接続ポートＣ２は
閉鎖すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示した液圧回路図、第
２図は本考案の実施例を示した回路説明図、第３
図は従来の液圧回路図である。 １：液圧シリンダ、２：負荷、４：パイロツト
チエツク弁、９：双方向圧力補償弁、１０：方向
制御弁、Ｐ：ポンプポート、Ｔ：タンクポート、
Ｃ１，Ｃ２：負荷接続ポート、Ｐ：第１のパイロ
ツトポート、Ｐ：第２のパイロツトポート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主ラインの液圧切換により負荷を昇降駆動する
   液圧シリンダと、 中立、上昇及び下降の各切換位置に応じてポン
   プポート及びタンクポートと前記液圧シリンダに
   対する負荷接続ポートとの間を切換制御する方向
   制御弁と、 前記液圧シリンダと方向制御弁との間の一方の
   液圧系統に設けられ液圧シリンダからの戻りライ
   ン圧力を受けて閉鎖すると共にパイロツト圧力の
   供給で開放するパイロツトチエツク弁と、 該パイロツトチエツク弁に直列接続されると共
   に前記方向制御弁の前後差圧をセンシング圧力と
   して入力し、前記方向制御弁の上昇または下降切
   換位置においてその前後差圧を一定に保つように
   作動する双方向圧力補償弁とを備え、 更に前記方向制御弁に、上昇位置への切換直前
   からポンプポートを前記双方向圧力補償弁の一方
   のセンシングポートに連通する共に下降位置への
   切換で前記センシングポートをタンクポートに連
   通する第１のパイロツトポートと、上昇位置への
   切換で前記パイロツトチエツク弁のパイロツトポ
   ートをタンクポートに連通すると共に下降位置へ
   の切換直前からポンプポートを前記パイロツトチ
   エツク弁のパイロツトポートに連通する第２のパ
   イロツトポートを設けたことを特徴とする昇降装
   置の液圧回路。