JPH04113002A - リリーフ油量の減少装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクチエータの作動回路に、その方向切換弁へ
の圧油供給ポンプ或いはその駆動エンジンで駆動される
他のポンプによって他のアクチエータの作動をも可能と
する回路を附設した建設機械などの油圧回路に関する。

〔従来の技術〕

従来第６図に示すように、中立位置からのスプール変位
の増大に応じて高圧側或いは低圧側の内部流路の絞シ開
度が増大するパイロット操作のばねセンタ形の方向切換
弁１と、これにより作動を制御されるアクチエータ２と
の間の両側給排油路３ａ　、３ｂに夫々該アクチエータ
の最高圧規制用のリリーフ弁４ａ、４ｂの入口を接続し
て、該方向切換弁の両側パイロット操作部１ａ、１ｂを
夫々タンク（Ｔ）に接続する常時位置の両側パイロット
弁５ａ、５ｂが、常時位置からの操作レバー６の正逆操
作量に応じたパイロット油圧を出力するように、該両パ
イロット弁の一方を前記リリーフ弁の設定圧力よシ低い
一定圧力の油圧源７に選択的に接続可能な遠隔操作装置
を設けてなる油圧回路に、前記方向切換弁への圧油供給
ポンプ８或いはその駆動エンジンによって他の７クチエ
ータの作動可能な回路９を附設するようなことは、従前
普通に用いられている。例えば特開昭６２−１０３４１
号公報、特開平１−１７６８０３号公報や特公平１−６
０７０２号公報参照。

尚第６図の方向切換弁１は、中立位置（イ）とその両側
の切換位置（ロ）、に）との間に夫々該中立位置からの
スプール変位の増大に応じて高圧側或いは低圧側の内部
流路の絞シ開度が次第に増大すると共に、他のアクチエ
ータ作動回路９に圧油を供給するバイパス流路１０の絞
シ開度が次第に減少する過渡的な中間位置（ハ）、（ホ
）を備え、圧油供給ポンプ８と油圧源のパイロットポン
プ７や他の油圧ポンプとをオールスピードガバナ付のエ
ンジンで同時駆動するようにしてなる。尚他のアクチエ
ータ作動回路９がその方向切換弁の中立位置で作動する
無負荷回路を含むことは勿論である。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来型回路では、アクチエータの動作終端において
一方のリリーフ弁が開いた場合や、該リリーフ弁が開い
たま＼他のアクチエータを同時駆動する場合等に、タン
クへのリリーフ油量に応じた動力損失や騒音を生ずるし
、リリーフ弁自体が大型となることは避けられない。又
アクチエータの駆動時にパイロット油路或いは油圧パイ
ロット信号ラインの油が循環しないため、冬季の始動時
に低温による油の粘度増大によって方向切換弁の切換え
応答性が低下する問題を生ずる。

本発明はリリーフ油量をタンクに接続されている方のパ
イロット油路に排出するようにすると共に、方向切換弁
のスプールに背圧を与える絞シを該パイロット油路に設
けて、上記諸問題を解決しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は前記方向切換弁の両
側パイロット操作部を夫々対応パイロット弁に接続する
パイロット油路の途中に夫々絞シを挿入して、該各絞り
とこれに対応するパイロット操作部との間のパイロット
油路に、反対側のパイロット操作部の作動時における高
圧側の給排油路に接続した前記リリーフ弁の出口を夫々
接続し一方のパイロット操作部の作動時に生じる該リリ
ーフ弁の排出油圧によって、他方の非作動側パイロット
操作部に方向切換弁のスプール変位を減少させる背圧が
作用するように、前記絞シのオリフィス面積を設定した
ものである。

〔作　用〕

本発明は上記構成よシなるから、操作レバーの操作に応
じ方向切換弁の一方のパイロット操作部にパイロット油
圧を供給して、該方向切換弁のスプールを該パイロット
油圧に応じ摺動させることにより、アクチエータをその
動作終端まで作動させて、高圧側の給排油路に接続した
方のリリーフ弁が開いた時は、そのリリーフ油量がタン
クに連通している他方の非作動側パイロット操作部と絞
シとの間のパイロット油路に排出されて、該絞シによシ
非作動側パイロット操作部に、作動側パイロット操作部
によるスプール変位を減少させる背圧が作用するから、
該方向切換弁の内部流路の絞シ開度が減少してリリーフ
油量を減少させる。同時に油温が上昇したリリーフ油量
が非作動側パイロット操作部に連結したパイロット油路
を通ってタンクに排出されるから、アクチエータを正逆
作動させて両リリーフ弁を開かせる空動きをさせること
によシ、油圧パイロット信号ラインの油温を迅速に上昇
させることができる。

〔莢　施　例〕

以下第６図の原理図に本発明を適用した場合の実施例を
第１図〜第４図について説明する。図中第６図と同一符
号を付した部品は相対応する部品を示し、油圧源７の吐
出圧力はリリーフ弁４ａ。

４ｂの設定圧力（Ｐｃ）よシ著しく低く、該リリーフ弁
４ａの出口はフィルタ１３ａを介してパイロット操作部
１ａと絞り１２ａとの間のパイロット油路１１ａに接続
され、又リリーフ弁４ｂの出口はフィルタ１３ｂを介し
てパイロット操作部１ｂと絞、９１２ｂとの間のパイロ
ット油路１１ｂに接続されている。尚図示してはいない
が、各パイロット弁５ａ、５ｂの吐出パイロット油圧を
夫々対応するパイロット操作部１ａ、１ｂＫ伝達可能な
逆止弁を夫々対応する絞、り１２ａ、１２ｂと並列にパ
イロット油路中に挿入してもよい。

操作レバー６を操作して一方のパイロット弁、例えば５
ａを第１図のように全ストローク（Ｓ）だけ切換えるこ
とによシ、油路１１ａを介して方向切換弁１のパイロッ
ト操作部１ａに油圧源７から最大パイロット油圧を供給
した時は、該方向切換弁のスプールは同図のように切換
位置（に）に切換えられる。この時に高圧側の給排油路
６ｂの回路圧力（Ｌ　Ｐ）がリリーフ弁４ｂの設定圧力
（Ｐｃ）よシ小さくて、該リリーフ弁が作動しなければ
、パイロット操作部１ａ、１ｂと対応する絞、Ｑ１２ａ
、１２ｂとの間の油路の圧力を夫々（Ｐ　ａ　／）、（
Ｐ　ｂ　／）とし、又該各校シと対応するパイロット弁
５ａ、５ｂとの間の油路の圧力を夫々（Ｐ　ａ　−２）
　ｒ　（Ｐ　ｂ　２）とすれば、Ｐａ／　　＝　Ｐａ２
　＝　Ｐ　’　　（ＪＥａ図参照）Ｐｂ／　＝　Ｐｂ２
　＝　０ 高圧側給排油路６ｂの回路圧力（Ｌ　Ｐ）がリリーフ弁
設定圧力（Ｐｃ）に達してＩＪ　ＩＪ−フ弁４ｂが開く
と、該リリーフ弁の出口よシ排出された油は順次フィル
タ１６ｂ、絞５１２ｂ、パイロット弁５ｂを経てタンク
に流れる。この時圧力（Ｐ　ｂ　／）と（Ｐ　ｂ　Ｊ）
の関係は絞、！１）１２ｂによる絞り効果によってＰ　
ｂ　／　）　Ｐ　ｂ　２　＞　０ となる。絞１２ｂとパイロット操作部１ｂとの間の油路
に圧力（Ｐ　ｂ　／）が発生すると、方向切換弁１のス
プールに作用する実質圧力は（Ｐａ／−Ｐｂ／）となる
が、この差圧は゛上述の（Ｐ′）よシ小さいため、該ス
プールは中立位置復帰ばねの弾力に抗して第２図のよう
に中間位置（ハ）に押し戻される。その結果（Ｐａ／＝
Ｐ’）であるにも拘らずリリーフ油量は減少して、回路
９の他のアクチエータの作動が可能となる。

次にスプールの押し戻し量及びＩＪ　ＩＪ−７油量と圧
力ＣＰ、　ｂ　／）との関係を第４図に示す。第４図の
右図は（Ｐａ／＝Ｐ’）の時の（Ｐ　ｂ　／）とリリー
フ油量即ち方向切換弁通過流量との関係を示し、曲線（
Ａ）はスプールの押し戻しによるリリーフ油量の減少を
考慮しない絞、？１２ｂのみによる絞シ効果を示す曲線
であシ、又曲線（Ｂ）は（Ｐ　ａ　／　ｍｐ　’）の状
態において方向切換弁１のパイロット操作部１ｂに作用
するパイロット油圧（Ｐｂ／）と該方向切換弁の高圧側
内部流路の絞シ通過流量即ちリリーフ油量との関係を示
す曲線である。

従って第２図の回路では、例えばリリーフ油量が過大に
流れようとすると、絞ｆｉ１２ｂによる絞シ効果によシ
圧力（Ｐ　ｂ　／）が上昇して、リリーフ油量が過大に
流れないように方向切換弁のスプールを押し戻すし、又
リリーフ油量が過小になろうとすると、圧力（Ｐ　ｂ　
／）が下降するため、スプールは高圧側内部流路の絞シ
開度増大方向に摺動してリリーフ油量を多くしようとす
るため、結局リリーフ油量は曲線（Ａ）　、　（Ｂ）の
交点である（Ｑ　／）になる。第４図の左図は（Ｐａ／
−Ｐ’）時にパイロット操作部１ｂに作用するパイロッ
ト油圧（Ｐ　ｂ　／）とスプールストロークとの関係を
示す線図であってリリーフ油量（Ｑ／）時のスプール押
し戻し量（Ｃ）を示す。尚（Ｓ）は全ストロークである
。

以上の説明で明らかなように第６図の従来型回路では、
圧力（Ｐ　ｂ　／）によるフィードバックが無いため、
第４図の（Ｑコ）の油量が１７１７−フしていたが、第
２図の回路ではリリーフ油量が（Ｑ　／＞に減少する。

しかもこの実施例では、アクチエータ２のリリーフ弁が
開いた状態で回路９の他のアクチエータを作動させ得る
から動力損失もそれだけ少なくなる。

第５図は前述の特開平１−１７６８０３号公報記載のロ
ードセンシングシステムに本発明を適用した実施例であ
って、同図中、第１図の部品符号と同一符号を付した部
材は相対応する部材を示す。

この実施例では、アクチエータ２への圧油供給ポンプ８
が可変容量形で、その余裕出力を利用して少くも１個の
他のアクチエータ２′を作動する回路９は、該可変容量
形ポンプ８の吐出口にアクチエータ２の作動回路と並列
に接続されている。アクチエータ２′の作動回路９にも
本発明が適用されておシ、アクチエータ２の作動回路の
部品符号にダッシュを付した符号の部材は、同様のリリ
ーフ油量の減少装置の構成部材を示すが、方向切換弁１
′の両側パイロット操作部を夫々制御するノくイロット
弁と、その操作レバーは図示を省略している。

１４．１４’は夫々可変容量形ポンプ８の吐出口と方向
切換弁１，１′のブレラシャボートとの間の油路に挿入
した減圧形の圧力補償弁で、該圧力補償弁１４．１４’
は夫々アクチエータの負荷の変動如何に拘らず、対応す
る方向切換弁の高圧側内部流路に形成される可変絞ｂｍ
の前後の圧力差を一定に保持する。

各７クチエータの負荷圧力の内の最も高い負荷圧力は、
各圧力補償弁１４．１４’へのパイロット油路１５，１
５’の間に接続したシャトル弁１６よシ取出され、該最
高負荷圧力とポンプ吐出圧力とは、パイロット油路１７
ａ、１７ｂによって可変容量形ポンプ８に設けたポンプ
吐出量制御装置の流量制御弁１７に伝達されて、該両圧
力間の差を常に一定に保持する流量だけポンプ吐出圧油
を該ポンプ吐出量制御装置の傾転角調節シリンダ１８に
供給する。従ってポンプ８からは、方向切換弁１．１′
で必要とする流量の圧油を吐出し、しかもその圧力は負
荷圧力よシ流量制御弁１７のスプリング力の分だけ高い
圧力となシ、エネルギーロスを少なくする。

尚全方向切換弁が中立位置の時は、図示のように前述の
パイロット油路１５，１５’が夫々タンク（Ｔ）に連通
して負荷圧力が無くなるため、ポンプ吐出口に接続した
アンロード弁（ブリードオフ形補償弁）１９が開くと共
に、流量制御弁１７が図の上位置に切換えられて、ポン
プは最小傾転角となシ、ポンプ吐出油は該アンロード弁
よシ全量タンクへ排出される。２０は建設機械の走行モ
ータの最高圧力を規制するポンプ系のリリーフ弁で、該
リリーフ弁の設定圧はアクチエータ側のリリーフ弁４ａ
、４ｂ等の設定圧よシも高い。

このような油圧回路は小形のパワーショベル等に用いら
れるが、該パワーショベルのアーム先端にパケットの代
）に取付けた鋏状のグラツプルで解体すべき建造物をつ
かみ、該グラツプル開閉アクチエータのリリーフ弁を作
動させながら旋回台を旋回アクチエータで旋回させるか
、或いは他のブーム或いはアームの作動アクチエータを
駆動する場合のように、複数アクチエータの高圧複合作
動を行う場合には、あるアクチエータのリリーフ弁が作
動すると、該リリーフ弁の設定圧に応じてポンプ吐出流
量が減少するのと、この減少したポンプ吐出流量が両ア
クチエータに分流されるのとによシ、アクチエータの作
動速度が著しく低下するが、リリーフしたアクチエータ
作動回路の方向切換弁、例えば１の両側パイロット操作
部を夫々対応パイロット弁５ａ、５ｂに接続するパイロ
ット油路１１ａ、１１ｂの途中に夫々絞り１２ａ。

１２ｂを挿入して、該絞シと対応するパイロット操作部
との間のパイロット油路に、反対側のパイロット操作部
の作動時における高圧側の給排油路３ｍ　、３ｂに接続
したリリーフ弁４ａ、４ｂの出口を夫々接続しているか
ら、一方のパイロット操作部、例えば１ａの作動時に生
じるリリーフ弁４ｂの出口からの排出油量によって他方
の非作動側パイロット操作部１ｂに方向切換弁１のスプ
ール変位を減少させる背圧が作用して、リリーフ油量を
減少させることができ、これに応じて他のアクチエータ
の作動速度が増大する。

以上可変容量形ポンプがロードセンシングシステムで制
御される場合について説明したが、該可変容量形ポンプ
が特開昭６２−１０３４１号公報記載のようにネガティ
ブ制御方式で制御される場合にも、本発明を適用し得る
ことは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明は前記構成よりなるから次のような効果を奏する
。

（１）アクチエータの動作終端においてそのＩＪ　ＩＪ
−フ弁が開いた場合など、該リリーフ弁の作動時におけ
るＩＪ　ＩＪ−７油量を従来よシ減少できるから、ＩＪ
　リーフ弁を小型化して、その作動時の騒音を少なくす
ることができる。

（コ）アクチエータの動作終端においてそのリリーフ弁
を作動させたま＼、他のアクチエータを同時駆動するに
際し、他のアクチエータの作動速度を従来より増大でき
る。

（３）冬季の暖機運転に際し、従来困難であった方向切
換弁の遠隔操作装置の油温上昇を迅速に行うことができ
、従来よシ暖機運転時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明一実施例の作動経過を示
す油圧回路図、第３図及び第４図は夫々機能脱明用線図
、第５図は他の実施例の油圧回路図、第６図は従来形油
圧回路図である。 １．１′・・・方向切換弁、１ａ、ｌｂ・・・パイロッ
ト操作部、２．２′・・・アクチエータ、３ａ　、　３
ｂ・・・給排油路、４ａ、４ｂ・・・リリーフ弁、５ａ
　、　ｓｂ・・・パイロット弁、６・・・操作レバー　
７・・・油圧源、８、・、圧油供給ポンプ、９・・・他
のアクチエータの作動回路、１１ａ、１１ｂ・・・パイ
ロット油路、１２ａ、１２ｂ・・・絞シ。 以上 第１図 第　２１Ｓ２Ｔ 第　３　語 第４−　図 第 第 肥

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中立位置からのスプール変位の増大に応じて内部流路の
   絞り開度が増大するパイロット操作のばねセンタ形方向
   切換弁（１）と、これにより作動を制御されるアクチエ
   ータ（２）との間の両側給排油路（３ａ，３ｂ）に夫々
   該アクチエータの最高圧規制用のリリーフ弁（４ａ，４
   ｂ）の入口を接続して、該方向切換弁の両側パイロット
   操作部（１ａ，１ｂ）を夫々タンクに接続する常時位置
   の両側パイロット弁（５ａ，５ｂ）が該常時位置からの
   操作レバー（６）の正逆操作量に応じたパイロット油圧
   を出力するように、該両パイロット弁の一方を前記リリ
   ーフ弁の設定圧力より低い一定圧力の油圧源（７）に選
   択的に接続可能な遠隔操作装置を設けてなる油圧回路に
   、前記方向切換弁への圧油供給ポンプ（８）或いはその
   駆動エンジンによつて他のアクチエータの作動可能な回
   路（９）を附設するに際し、前記方向切換弁の両側パイ
   ロット操作部（１ａ，１ｂ）を夫々対応パイロット弁に
   接続するパイロット油路（１１ａ，１１ｂ）の途中に夫
   々絞り（１２ａ，１２ｂ）を挿入して、該各絞りとこれ
   に対応するパイロット操作部との間のパイロット油路に
   、反対側のパイロット操作部の作動時における高圧側の
   給排油路に接続した前記リリーフ弁の出口を夫々接続し
   、一方のパイロット操作部の作動時に生じる該リリーフ
   弁の排出油圧によつて、他方の非作動側パイロット操作
   部に方向切換弁（１）のスプール変位を減少させる背圧
   が作用するように、前記絞り（１２ａ，１２ｂ）のオリ
   フィス面積を設定したことを特徴とするリリーフ油量の
   減少装置。