JPH0454302A - 油圧制御弁装置 - 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〕 本発明は複数の油圧アクチュエータを１ポンプで駆動す
るシステムに好適な油圧制御弁装置に関する。

〔従来の技術及びその技術的課題〕

建設機械においては、単一の大容量油圧ポンプを使用し
、これからの吐出油で複数のアクチュエータたとえば、
パワーショベルにおいては、旋回用油圧モータ、左走行
用モータ、右走行用モータ、ブームシリンダ、アームシ
リンダおよびパケットシリンダを駆動することが一般的
である。

このシステムの制御手段として、各アクチュエータと油
圧ポンプとの間に複数の方向切換弁を接続し、かつ、負
荷の変動によりアクチュエータの動作速度が変化しない
ように方向切換弁に流れる油量を圧力補償弁で補償する
ことが行われている。

しかし、汎用の圧力補償弁はプランジャを開き方向に付
勢するスプリングのばね特性で制御圧力を設定していた
。このため、ポンプ吐出量の不足や負荷圧力の相違によ
り制御圧力差が十分に確保されにくく、アクチュエータ
の作動速度のバランスが崩れやすいという問題があった
。

この対策として、特開昭６０−１１７０６号公報におい
て、圧力補償弁の絞り開度を、ばね力でなく、ポンプ吐
出圧とシャトル弁からの信号圧力との圧力差で制御する
ようにしたものが提案されている。すなわち、この先行
技術は、切換弁の上流側に圧力補償弁を設け、該圧力補
償弁の閉じ側を切換弁に到る圧力で負荷し、開き側をア
クチュエータの負荷圧力で負荷するようにする一方、圧
力補償弁の閉じ側をシャトル弁で選択された稼動中のア
クチュエータの最大負荷圧で負荷し、また開き側をポン
プの吐出圧で負荷するようにしている。

しかし、この先行技術（以下先行技術１という）は油圧
回路の提示だけで実際のバルブとしては具体性に乏しく
、せいぜい独立した圧力補償弁とシャトル弁と切換弁と
を配管を使用して接続する構成を期待し得るに止まるた
め、装置が複雑、大型化することを避けられなかった。

そこで本出願人は、実開平１−１５０２０１号公報（以
下先行技術２という）において、切換弁と圧力補償弁と
シャトル弁とを１つのバルブボディに巧みに組込み、圧
力補償弁を具備しない通常の多連式制御弁と同程度の大
きさの制御弁として構成することに成功した。

しかし、この先行技術２は、圧力補償弁とシャトル弁と
を切換弁のバルブボディに組み込んでいるものの、圧力
補償弁とシャトル弁への負荷圧力導入通路の構成が複雑
であり、製作や組立てやが面倒になるという問題があっ
た。また、先行技術１および先行技術２は、いずれも、
アクチュエータの負荷圧力と切換弁の切欠き上流の圧力
を対向させる一方、ポンプ吐出圧とシャトル弁で選択さ
れた最大負荷圧力とを直接対向させ、その圧力差により
圧力補償弁の絞り開度を制御していた。このため、圧力
補償弁の絞り開度制御の自由度が乏しく、各アクチュエ
ータごとのさまざまな作動条件の要求に対し、個々的に
うまく適合させることが困難であった。

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その目的とするところは、圧力補償弁とシャ
トル弁を内蔵しながら通路構成が簡単で、圧力補償制御
の自由度が高く、最大負荷圧が変動しても圧力補償の制
御性が良好であり、その上、たとえば成るアクチュエー
タをゆっくりと動かし他のアクチュエータを急激に動か
すように同時操作したような場合にも、低負荷側のアク
チュエータに対する圧力補償弁を安定的に微小絞り開度
制御できるこの種の油圧制御弁装置を提供することにあ
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、単一の油圧ポンプと
これにより駆動される複数のアクチュエータとの間に配
され、バルブボディに方向切換弁のほかに、アクチュエ
ータの負荷圧力の高圧側を選択して信号圧力を送るシャ
トル弁と、メインポンプの吐出油を分流する機能を有す
る圧力補償弁とを組み込んだ複数のコントロールバルブ
と。

前記圧力補償弁より上流のメインポンプ吐出路に設けら
れ前記シャトル弁で検出された最大負荷圧で閉じ側に作
動するアンロードリリーフ弁と、圧力補償弁にパイロッ
ト油圧を供給するパイロットポンプと、 前記シャトル弁で検出された最高負荷圧とメインポンプ
吐呂圧との差圧を検出する検出器と、圧力補償弁の閉じ
側に作用する外部制御圧力を創成するための電磁比例圧
力制御弁と、該電磁比例圧力制御弁を前記検出器で検出
された差圧の大きさに応じて作動させる制御装置を備え
てなり、バルブボディには方向切換弁のスプールを摺動
させる横穴と直交する縦穴を有し、その上部側縦穴に前
記圧力補償弁が配されると共に、下部側縦穴にシャトル
弁が配され、 縦穴と横穴の交差部にはアクチュエータの負荷圧を導入
する油室が形成され、その油室に圧力補償弁の開き側第
１受圧面とシャトル弁の入口がそれぞれ臨み、さらに圧
力補償弁は、前記開き側第１受圧面の近傍に前記パイロ
ットポンプからのパイロット圧に接する開き側第２受圧
面を有し、上位にはブリッジ圧力が作用する閉じ側第１
受圧面を有し、頂部には前記電磁切換弁からの外部制御
圧力が作用する閉じ側第２受圧面を有し、しかも、前記
圧力補償弁の開き側第ユ受圧面領域に、閉じ側圧力を受
けたときに下降抵抗として働くスロットルチェック弁を
設ける構成としたものである。

また、本発明は、上記スロットルチェック弁に代え、圧
力補償弁の絞り領域に、圧力補償弁が全閉位置でも油圧
を圧力補償弁内部から供給ポートに導く切欠き通路を設
けたものである。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第９図は本発明による油圧制御弁装置を回路的に示して
おり、第８図はコントロールバルブの概要を示している
。

本発明による油圧制御弁装置は、まず、単一のメインポ
ンプＰと複数のアクチュエータＳの間に介在接続される
複数のコントロールバルブＭと、メインポンプＰと同軸
駆動又は単独駆動されるパイロットポンプＰｉと、コン
トロールバルブＭより上流のメインポンプＰの吐出路に
接続されたアンロードリリーフ弁６００とを備えている
。

前記コントロールバルブＭは、それぞれアクチュエータ
に対する方向切換弁１００と、該方向切換弁１００を流
れる油量を圧力補償する分流機能付きの圧力補償弁２０
０と、各アクチュエータに作用する負荷圧のうち最大の
負荷圧を選択するシャトル弁３００とをバルブボディ１
に組み込んでいる。

さらに本発明の油圧制御弁装置は、前記各圧力補償弁２
００に対する外部制御圧力を創成・供給するための複数
の電磁比例圧力制御弁８００と、アンロードリリーフ弁
６００よすも下流のメインポンプ吐出路に接続された差
圧検出器８１０、および差圧検出器８１０の出口側と接
続されこれからの信号で前記電磁比例圧力制御弁８００
を制御する制御装置８０５とを備えている。

まず、コントロールバルブＭは、複数のボディに上記方
向切換弁１００と圧力補償弁２００とシャトル弁３００
をそれぞれ組み込んでスタックする形式でもよいが、こ
の実施例では１ブロツク型のバルブボディ１を使用し、
これに各アクチュエータに対するコントロールバルブＭ
を複数個設けている。そして、このバルブボディ１は、
第８図のように、両側にアンロードリリーフ弁６００と
エンドプレート６５０がセットされ、タイロッド等によ
り一体化されている。

前記コントロールバルブＭは第１図ないし第５図に第１
実施例の詳細が示されている。まず、バルブボディ１に
は、横穴２が貫設されるとともに、横穴２と直交する関
係で縦穴３が貫設されている。

そして、前記横穴２には方向切換弁１００のスプール４
が摺動自在に挿入される一方、該スプール４で区分され
た縦穴３には、上側に圧力補償弁２０ｏが、下側にはシ
ャトル弁３００がそれぞれ取付けられている。スプール
４は公知の切換弁と同様に両端がバルブボディ１から突
出し、片側端がリターンスプリング機構で付勢されるこ
とで第１図に示すような中立位置に戻されるようになっ
ている。

前記横穴２と縦穴３との交差部位にはアクチュエータＳ
の負荷圧力を導入する油室（ロードセンシング室）２０
が形成され、この油室２ｏを中心として左右対称に、ブ
リッジ状の供給ポートＰＡ。

ＦＢと、アクチュエータポートＡ、Ｂおよびタンクポー
トＴ、Ｔが設けられており、供給ポートＰＡ、ＰＢはバ
ルブボディ中を立上り、縦穴３に通じている。タンクポ
ートＴは第３図に示すように共通通路により紙面に直角
に伸びている。

スプール４の外周にはアクチュエータポートＡ。

Ｂに対応する位置にそれぞれ絞り３１を有するロッド部
３０．３０が形成され、図示する中立位置でポートＰＡ
、ＰＢ、Ａ、Ｂ、Ｔがオールブロックとなり、スプール
４が右に移動したときにＰＡ→Ａ、Ｂ→Ｔ接続、左に移
動したときにＰＡ−）Ｂ、ＡＣＴ接続となる連通関係に
構成されている。

前記スプール４は中実でなく、軸線方向に連絡通路３２
Ａ、３２Ｂを有しているにれら連絡通路３２Ａ、３２Ｂ
はアクチュエータＳの負荷圧を前記油室２０に導くため
のもので、後端がプラグ５ａ、５ｂにより閉じられると
ともに、先端がスプール中央部位で閉じられ、がっ、ロ
ッド部３０゜３０の近傍と油室２ｏの領域に、それぞれ
外周面に開孔するｔＪＸ孔３４ａ、３５ａ、３４ｂ、３
５ｂが設けられている。

それら小孔３４ａ、３５ａ、３４ｂ、３５ｂはスプール
４が図示の中立位置にあるときに油室２０を左右のタン
クポートＴ、Ｔにそれぞれ連通させ、スプール４が移動
したときには、アクチュエータポートＡ、Ｂのうち供給
側として使用されるポートから油室２０に負荷圧を導入
するものであり、すなわち、スプール４が右に移動した
ときには、左側の小孔３４ａと３５ａにより油室２ｏと
アクチュエータポートＡ間を連通させる一方、右［（７
）小孔３４　ｂ　、　３５　ｂが油室２０とアクチュエ
ータポー８８間を遮断し、スプール４が左側に移動した
ときにはその逆に油室２ｏとアクチュエータボート３間
を連通させ、油室２ｏとアクチュエータホードＡ間を遮
断するのである。

前記縦穴３のうち上側の縦穴は、第３図と第４図のよう
に、バルブボディ１の上面から下底の内フランジ状の突
当て壁１２に到るように形成され。

突当て壁１２は通孔１３により油室２０に連通している
。上側縦穴は突当て壁１２から所要高さにわたって径が
ｄｌの小径穴５１となっており、この／ＩＸ径部５１か
ら上方は開孔に到るまで径がｄ２の大径穴５２となって
いる。そして、小径穴５１における下部域には油室２ｏ
と連通して負荷圧Ｐａを導く第１の油室Ｙ工が環状に形
成されており。

小径穴５１における上端域にはパイロットポンプ圧を導
く第２油室Ｙ２が形成されている。さらに、この第２油
室Ｙ２と前記供給ポートＰＡ、ＰＢの合流部位との間に
はポンプ圧を導くポンプ圧室Ｐ２が形成されている。各
コントロールバルブの第２油室Ｙ２とポンプ圧室Ｐｚは
、第３図と第４図のようにバルブボディ１を貫く共通通
路７００゜７１０により結ばれ、第９図のように寿部配
管によりメインポンプＰとパイロットポンプＰｉに接続
されるようになっている。

圧力補償弁１００は、第１図と第２図に示されており、
縦穴に摺動自在に挿入されるバランスピストン６と、該
バランスピストン６の上部に挿着されたプラグ７と、バ
ランスピストン６の中間部位に組み込まれたロードチエ
ツク弁８と、バランスピストン６の下部に組み込まれた
スロットルチェック弁１１および縦穴開孔に取付けられ
るキャップアッセンブリ９とを備えている。

まず、バランスピストン６は、上端からポンプ圧室Ｐｚ
に対応する部位まで到る深さの上穴６０と、該上穴６０
との間に仕切壁を有せしめるように下端から凹設され、
開き側第１受圧面を構成する下穴６１とによりほぼ筒状
となっている。前記上穴６０の開口部にはめねじが設け
られ、ここにプラグ７のねじ部が螺着されることでバラ
ンスピストン６と一体化されている。

そして、バランスピストン６は環状の先端面が前記突当
て壁１２に当接し、この先端領域は前記小径穴５１に対
応する径ｄ１の細径部となっている。

この細径部は第２油室Ｙ２の中はどで終わり、その部位
より上側は開き側第２受圧面としての段部を介して前記
大径穴５２と径が一致する３段のランド部６２，６３．
６４が設けられている。

下位ランド部６２は第２油室Ｙ２とポンプ圧室Ｐｚ間の
大径穴に接し、中位ランド部６３がポンプ圧室Ｐｚと供
給ポート集合部間の大径穴に接し、上位ランド部６４が
供給ポート集合部よりも上側の大径穴に接している。そ
して、中位ランド部６３と下位ランド部６２間のロッド
部がポンプ圧室Ｐｚに臨み、この部位にはポンプ圧Ｐを
内部に導入する複数個の通孔６５が設けられている。上
位ランド部６２と中位ランド部６３間のロッド部は供給
ポートＰＡ、ＰＢに臨み、この部位に供給ポートＰＡ、
ＰＢからスプール４に到る圧油（以下ブリッジ圧と称す
）Ｐ８を導入する複数個の小孔６６が穿設されている。

前記ポンプ圧Ｐを内部に導入する通孔６５の上位上穴６
０にはポペット型のロードチエツク弁８が摺動自在には
められ、前記プラグ７に螺着されたばね産月プラグ１４
との間に介装された弱いばね力のスプリング８０により
内フランジ状のバルブシート部にシートされている。

このロードチエツク弁８の下流側すなわちシート部直近
の中位ランド部６３には、ポンプ圧油を供給ポートＰＡ
、ＰＢに導くため、第２図に示すように半径方向に開口
する供給孔６７が形成されている。そして、供給ポート
ＰＡ、ＰＢの集合部位の縦穴には前記供給孔６７と適度
のオーバラップを得るような関係で絞り用の環状溝（切
欠き）２２が形成され、バランスピストン６が上方に変
位したときにその変位量に応じて供給孔６７がら制御油
量を供給ポートＰＡ、ＰＢに導くようになっている。

前記プラグ７は、バランスピストン６のめねじに螺合す
る部位に続きバランスピストン６の上端面に密接する中
間鍔７０と、前記小径穴５１よりも小さい径ｄ、のヘッ
ド７１を一体に有し、このヘッド７１は縦穴に嵌挿した
キャップアッセンブリ９のボス９ｏに摺動自在に内挿さ
れ、そのボス９０の下端と中間鍔７０と縦穴で囲まれた
部位に、中間鍔７０を閉じ側第１受圧面とする第３油室
Ｙ３が形成されている。そして、前記ボス９０は○リン
グにより縦穴とシールされると共に、外部制御圧力導入
用のボートＣを有するコネクタ９１により保持されてお
り、このコネクタ９１とボス内面およびヘッド端面で囲
まれた領域に、ヘッド端面を閉じ側第２受圧面とする第
４油室Ｙ４が形成されている。コネクタ９１は適宜の方
法でバルブボディｌに固定される。

前記ロードチエツク弁８の背圧室８１すなわちスプリン
グ８０を収容した室は前記小孔６６と通じており、そし
て、その背圧室８１は、ブリッジ圧Ｐ２を導くため、ば
ね座州プラグ１４からヘッド７１にかけて穿設した軸穴
１４０と横孔１４１とにより前記第３油室Ｙ８に通じて
いる。

スロットルチェック弁１１は、第２図に示すように、バ
ランスピストン６の下穴６１に遊装される筒部１１０と
、筒部の底を構成するシート壁１１１と、該シート壁か
ら通孔１３に遊嵌して油室２０に伸びる突出部１１２と
を一体に有し、シート壁１１１と下穴底の間に介在させ
たスプリング１７により下向きに付勢され、それにより
シート壁１１１の下面が突当て壁１２に密接するように
なっている。そして、前記突出部１１２には油室２０と
筒部内を連絡する絞り１１３が設けられ、筒部下側には
下穴６１に通じる複数個の通孔１１４が穿設され、さら
にバランスピストン６の環状先端部には第１油室Ｙ工と
常時通じる複数個の切欠き６９が形成されている。

次にシャトル弁３００は、第１図と第５図に示されてい
る。シャトル弁３００は、下側の縦穴に非円形ないし偏
心形状のフランジ３０１ａをもって位置決めされつつ油
密に嵌挿されたホルダ３０１と、該ホルダ３０１の先端
に螺着されたキャップ３０２と、キャップ３０２とホル
ダ３０１間の弁体収容穴３０１ｂに収容されたボール弁
３０３およびホルダ３０１を固定するプラグ３０５とを
備えている。

前記ボール弁３０３はキャップ３０２の先端と弁体収容
穴３０１ｂの奥部にそれぞれ形成したシート部に接離可
能となっており、キャップ３０２には油室２０から弁体
収容穴３０１ｂに当該コントロールバルブの属するアク
チュエータＳの負荷圧を導入する第１人口孔３０２ａが
穿設されている。

一方、ホルダ３０１の外周には、第５図に示すように１
８０度変１した関係で互いに連通しない凹部３０１ｅ、
３０１ｆが設けられており、一方の凹部３０１ｅは弁体
収容穴３０１ｂの底に設けたキリ穴３０１ｃと連通孔３
０１ｇにより通じあうことで第２人口孔が構成され、他
方の凹部３０１ｆは弁体収容穴３０１ｂと連通孔３０１
ｈにより通じあうことで出口孔が構成されている。そし
て、バルブボディ１には凹部３０１ｅと凹部３０１ｆに
通じる通路１５．１６が縦穴と直交するように穿設され
ている。

このシャトル弁３００の弁体収容穴３０１ｂには、当該
アクチュエータの負荷圧が油室２０を介して第１人口孔
３０２ａから、また隣接するアクチュエータからの負荷
圧が通路ＩＳを介して第２人口孔から導入され、第２人
口孔側の負荷圧が高ければボール弁３０３がキャップ側
のシートを塞ぎ、第１人口孔３０２ａ側の負荷圧が高け
れば弁体収容穴底側のシートを塞ぎ、連通孔３Ｃ）ｌｈ
から通路１６を経て次のシャトル弁に到る。そしてここ
でも同様の選択が行われ、最終のシャトル弁から負荷圧
のうち最大のものＰＩが取り出される。

その最大負荷圧ＰＩは、第９図のように右端のコンロー
ルバルブＭのバルブボディから通路１８に導かれ１分岐
路１８０，１８１により差圧検出器８１０とアンロード
リリーフ弁６００に送られるようになっている。

アンロードリリーフ弁６００は第８図に示されている。

このアンロードリリーフ弁６００は、ボディ６０１の右
側領域にロード弁６００Ａを、左側領域にリリーフ弁６
００Ｂを配置している。いうまでもなくアンロード弁６
００Ａは方向切換弁を操作していないときにメインポン
プＰから吐出された圧油を低圧で開放するものであり、
リリーフ弁６００Ｂは設定圧に達したときにメインポン
プからの圧油を全量タンクへ逃すものである。

詳しくは、ボディ６０１にポンプ通路６０４とその両側
にタンク通路６０５，６１５が形成され、ポンプ通路６
０４とタンク通路６０５は一端がコントロールバルブと
の合せ面に開口し、他端が図示しない集中配管面のポン
プポートとタンクポートに開口している。

ポンプ通路６０４とタンク通路６０５と直交する弁穴に
ブツシュ６１２が内挿固定され、このブツシュ６１２の
内側にボディ６０１の開放側からねじ込まれたプラグ６
０３の先端が内挿され、弁穴の奥部にブツシュ６１２を
ガイドとするアンロード弁体６０２が摺動可能に内挿さ
れている。

アンロード弁体６０２は、面端から同軸状の２つのめく
ら穴６０６，６１０が穿設されており、左方のめくら穴
６１０の底と前記プラグ６０３の先端間にはスプリング
６１１が配され、このスプリング６１１によりアンロー
ド弁体６０２は常時右側に付勢され、これにより負荷圧
力室（背圧室）が構成されている。以下めくら六６１０
を負荷圧力室と称す、そして、アンロード弁体６０２の
中間部にはポンプ通路６０４と右方のめくら六６０６を
導通させる通路穴６２０が穿設され、めくら穴６０６の
口端には受圧室（パイロット室）６０７が形成されてい
る。

一方、前記プラグ６０３にはスプリング室６１３が形成
され、その先端側方にタンク通路６１５と常時通じる通
路穴６１４が設けられると共に。

スプリング室６１３の軸線方向には、前記負荷圧力室６
１０とタンク通路６１５を連通させる通路穴６１６が穿
設されている。そして、スプリング室６１３には前記通
路穴６１６を開閉するパイロット型リリーフ弁体６１７
が配され、後端の調整ねじ６１８間に配されたスプリン
グ６２１により常時閉じ側に付勢されている。

前記ブツシュ１１２は負荷圧力室６１０に通じる絞り６
０９が形成されており、この絞り６０９はボディ６０１
の合せ面から穿設された信号通路６０８に通じている。

前記のような構成のアンロードリリーフ弁６００とコン
トロールバルブＭは合せ面同士が密着させられ、ポンプ
通路６０４とポンプ圧室Ｐｚ、タンク通路６０５，６１
５とタンクボートＴ、パイロットポンプ通路（図示せず
）とパイロットポンプボートとしての共通通路７１０、
および信号通路６０８と最終のシャトル弁３００の出口
（分岐路１８１）とがそれぞれ連通している。

（Ｍ　″″ＦＦ金 白して、前記アンロードリリーフ弁６００のポンプ通路
６０４にメインポンプＰが接続され、パイロットポンプ
通路にパイロットポンプＰｉが接続され、タンク通路６
０５，６１５はタンクに接続されている。パイロットポ
ンプＰｉからのパイロットライン１９には第９図のよう
にリリーフ弁７００が接続され、これによりパイロット
ポンプ圧Ｐｉを一定に保持するようになっている。さら
に、パイロットライン１９はアクチュエータごとに設け
た３ポ一ト２位置切換式の各電磁比例圧カ制御井８００
の入側に接続されており、電磁比例圧力制御弁８００の
出側はそれぞれ各圧力補償弁２００のボートＣに接続さ
れ、第４油室Ｙ、を介して閉じ側第２受圧面に外部制御
圧力Ｐｃを作用させるようになっている。

そして、各電磁比例圧力制御弁８０ｏのスプールをスプ
リングに抗して移動させる電磁部側には個別的に制御信
号（電流）を送る制御装置８０５が接続されている。そ
の制御装！！８０５は差圧検出器８１０の信号取出し口
と接続されている。差圧検出器８１０は先に述べたよう
にメインポンプＰの吐出路と最終シャトル弁３００から
の最大負荷圧送出路に介在され、メインポンプ吐出圧Ｐ
と最大負荷圧ＰＩとの差圧（Ｐ−ＰＩ）を検出し、その
大きさを電流値に変換して出力するものである。

制御装置８０５はその差圧検出器８１０からの電流値に
基いて制御値を演算する。すなわち、差圧検出器８１０
からの出力が大、きいとき（Ｐ−ＰＩが大きいとき）は
ど低い信号電流値を電磁比例圧力制御弁８００に送り、
差圧が小さいほど高い信号電流値を電磁比例圧力制御弁
８００に送る。

これにより、電磁比例圧力制御弁８００は外部制御圧力
Ｐｃ＝Ｐｉ　　　（Ｐ−ＰＩ）を閉じ側第２受圧面に送
り、圧力補償弁２００では、パイロットポンプ圧Ｐｉと
外部制御圧力Ｐｃとの差圧がメインポンプ圧力Ｐと最大
負荷圧ＰＩとの差圧に等しくなるように制御される。

なお、制御装置８０５は、各電磁比例圧力制御弁８０ｏ
への出力を個別に設定できる機能も有している。すなわ
ち、ある電磁比例圧力制御弁８００への出力を大きくま
たは小さくし、第２油室Ｙ２の圧力Ｐｉと第４油室Ｙ４
の差圧を大きくまたは小さくし、絞り６７の開度を調節
することで圧力補償弁２００の機能を変化させ、複合操
作を可能にする。また、特に必要な場合は、ある電磁比
例圧力制御弁８００への出力をゼロ（外部制御圧力ＰＣ
をゼロにする）にし、第２油室Ｙ２の圧力Ｐｉと第４油
室Ｙ４の差圧を最大に設定し、絞り６７を全開にして圧
力補償弁２００の機能を解除することもできる。

第６図と第７図は本発明の第２実施例を示している。こ
の第２実施例においては、バランスピストン６の下穴６
１にスロットルチェック弁が組み込まれておらず、下穴
６１の底と突当て壁１２との間に振動吸収用のスプリン
グ１７′が配される。

このスプリング１７′のばね力は弱く、バランスピスト
ン６への作用力は無視できるほど小さい。

そして、第１実施例のようにバランスピストン６が全閉
状態のときに環状溝３０が完全に閉じられる構成とせず
、第７図に明示するように、中位のランド部６３の上端
外周部位に、供給孔６７と常時通じる切欠き通路６３０
を縦設している。この切欠き通路６３０はＶ溝、Ｕ溝な
どからなっている。その他の構成は第１実施例と同じで
あるから、同じ部分に同符号を付し、説明は省略する。

〔実施例の作用〕

次に本発明による油圧制御弁装置の作用を説明する。

メインポンプＰから吐出された圧油はアンロードリリー
フ弁６００のポンプ通路６０４に入る。

各方向切換弁１００が中立位置にあるときには、第１図
と第６図のように油室（負荷圧導入ポート）２０が連絡
通路３２Ａ、３２ＢによりタンクボートＴと連通してい
るため、全部のコントロールバルブの油室２０の圧力と
シャトル弁３００で選択される圧力はいずれも低圧とな
り、アンロードリリーフ弁６００の信号通路６０８に入
力される最大負荷圧ＰＩも低圧であることから、負荷圧
力室６１０が低圧に保たれる。したがって、パイロット
室６０７のポンプ圧Ｐがスプリング６１１に抗してアン
ロード弁６０２を第８図で左方に移動させるため、ポン
プ通路６０４とタンク通路６０５が連通し、メインポン
プの吐出油は無負荷でタンクに戻される。

いずれかのコントロールバルブＭの方向切換弁１００の
スプール４を中立位置から移動させると、油室２０には
連絡通路３２Ａまたは３２Ｂを介してアクチュエータか
らの負荷圧が導入され、この圧力がシャトル弁３００、
信号通路６０８を介してアンロード弁の負荷圧力室６１
０に入る。これによりアンロード弁体６０２は第８図で
示すように右方に移動し、アンロード弁６００Ａを閉じ
る。

シャトル弁３００で選択され負荷圧力室６１０に導入さ
れる最大負荷圧ＰＩが、調整ねじ６１８で設定したある
圧力に達したときには、リリーフ弁体６１７がスプリン
グ６１９のばね力に抗して左方に移動する。これにより
負荷圧力室６１０の圧力が下げられ、アンロード弁体６
０２に差圧が生ずるため、該弁体が左方に移動し、ポン
プ通路６０４の圧油がタンク通路６０５に逃される。

今、コントロールバルブＭに組み込まれている方向切換
弁１００のスプール４を移動させると、共通通路７００
からポンプ圧室Ｐｚに供給された圧油は圧力補償弁２０
０から方向切換弁１００を経てアクチュエータＳに流れ
る。

すなわち、スプール４を右方に移動させると、ポンプ圧
室Ｐｚの圧油はバランスピストン６の通孔６５から上穴
６０に入り、スプリング８０に抗してロードチエツク弁
８を開弁させ、供給孔６７を経て環状溝２２から供給ポ
ートＰＡ、ＰＢに流れ、さらにスプール４の絞り３１で
流量が制御された後、アクチュエータポートＡを経てア
クチュエータたとえばシリンダのヘッド側に供給される
。

また、同時にアクチュエータのロンド側の油はアクチュ
エータポートＢから絞り３１、タンクポートＴを経てタ
ンクに戻される。また、スプール４を左方に移動させる
と、圧油は供給ポートＰＢ→絞り３１→アクチユエータ
ポートＢのルートでアクチュエータのロンド側に到り、
ヘッド側の油はアクチュエータポートＡ→絞り３１→タ
ンクボートＴのルートでタンクに戻される。

一方、パイロットポンプＰｉはメインポンプＰと同時に
駆動され、リリーフ弁７００で一定圧に制御されたパイ
ロット圧Ｐｉが通路１９からバルブボディ１に到り、共
通通路７１０から第２油室Ｙ２に到って開き側の力とし
て働くとともに、通路１９から分岐して各電磁比例圧力
制御弁８００の入側に送られる。

また、上記のようにスプール４が右に移動すれば、右側
の連絡通路３２Ｂの小孔３５ｂは横穴２の内壁で閉じら
れ、左側の連絡通路３２Ａのノ」１孔３４ａがアクチュ
エータポートＡに連通ずる。逆にスプール４が左に移動
すれば、右側の連絡通路３２Ｂの小孔３４ｂがアクチュ
エータポートＢに連通ずる。これにより油室２０にはア
クチュエータからの負荷圧Ｐａが導入される。そして、
油室２０の負荷圧Ｐａは第１油室Ｙ１を介して圧力補償
弁２００に開き側の力として作用する一方、第１人口孔
３０２ａを介してシャトル弁３００に流入する。前記第
１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２の開き側圧力によりバランス
ピストン６は上昇し、ポンプ吐出油は供給孔６７を通り
、環状溝２２から供給ポートＦＡ、ＰＢに流れ、その圧
力（ブリッジ圧）Ｐ２が、半径方向の小孔６６からロー
ドチエツク弁４００の背圧室８１に入り、軸穴１４０と
横孔１４１から第３油室Ｙ３に流入してバランスピスト
ン６の閉じ側圧力として働く。

前記シャトル弁３００には隣接する他のシャトル弁３０
０から負荷圧が第２人口孔を経て導入され、その圧力の
高低によりボール弁３０３が移動し、高い方の負荷圧が
通路１６．１５を経て次のシャトル弁３００に到り、最
後のシャトル弁から最大負荷圧ＰＩが取り出され、それ
が差圧検出器８１０に送られると共に、アンロードリリ
ーフ弁６００に閉じ側パイロット圧として送られる。

差圧検出器８１０ではメインポンプＰの吐出圧と最大負
荷圧ＰＩが比較され、その差圧に応じた電流が制御装置
８０５に送られ、ここで制御電流が演算され、電磁比例
圧力制御弁８００が動かれ、外部制御圧力Ｐｃが作られ
る。その外部制御圧力ＰｃはＰｃ＝Ｐｉ−（Ｐ−ＰＩ）
つまり、最大負荷圧ＰＩとポンプ圧力Ｐとの圧力差に応
じて設定される圧力である。そしてこの外部制御圧力Ｐ
ｃはキャップアッセンブリ９のポートｃがら第４油室Ｙ
４に導入され、バランスピストン６の閉じ側圧力として
働く。

前記圧力補償弁２００は、バランスピストン６が上方に
変位すると、環状溝２２と供給孔６７からなる絞り機構
が開き、下方に変位すると絞りが閉じられる。そして、
第１油室Ｙ□にはアクチュエータＳの負荷圧Ｐａが導入
され第２油室Ｙ２にはパイロットポンプ圧Ｐｉが導入さ
れ、それらの合力が絞りを開くカとじて作用する。一方
、第３油室Ｙ、にはブリッジ圧Ｐ２が導入され、第４油
室Ｙ４には前記した外部制御圧力Ｐｃが導入され、これ
らの合力が絞りを閉じる圧力として作用し、それら開方
向の２つの方の合方と閉じ方向の２つの合力の釣合いに
より圧力補償弁２００の絞りの開度を制御することがで
きる。

詳述すると、前記方向切換弁１００のスプール４の移動
で一方のアクチュエータポートＡまたはＢに対応する絞
り３１の開度が増すと、負荷圧力Ｐａが大きくなるため
圧力補償弁２００の絞り開度は増し、これにより絞り３
１を渡れる流量が増し、アクチュエータへの供給油量が
増す。逆に方向切換弁１００の絞り３１の開度をホさく
した場合には、圧力補償弁２００の絞り開度は減少し、
アクチュエータへの供給油量を減少させる。したがって
、方向切換弁１００の操作量に応じてアクチュエータへ
の供給油量すなわちアクチュエータの駆動速度を制御で
きる。

そして、対応するアクチュエータの負荷が高くなり負荷
圧Ｐａが高くなると、ブリッジ圧Ｐ２を高めるように圧
力補償弁２０ｏの絞り開度が増大し、逆の場合にはブリ
ッジ圧Ｐ２を低めるように絞り開度が減少するから、ア
クチュエータの負荷の変動にかかわらず、方向切換弁１
００の操作量に応じてアクチュエータへの単位時間あた
りの油供給量を維持できる。

そして本発明では、バランスピストン６の閉じ側の圧力
として直接最大負荷圧を導入するのでなく、外部制御圧
力Ｐｃとパイロットポンプ圧力Ｐｊとの圧力差に応じて
圧力補償弁２００の制御圧力差を設定する。すなわち、
Ｐ２−　Ｐ　ａ　＝Ｋ（Ｐ　１−Ｐｃ）である。但し、
Ｋは第２油室の有効受圧面積／第１油室の有効受圧面積
。ここで外部制御圧力ＰｃはＰｉ−（Ｐ−ＰＩ）である
から、Ｐ２Ｐａ＝Ｋ（Ｐ−ＰＩ）となる。

つまり、各圧力補償弁２００はブリッジ圧力Ｐ２と負荷
圧力Ｐａとの差がポンプ圧力Ｐと最大負荷圧ＰＩとの差
に比例するように制御する。このため、アクチュエータ
で要求される単位時間あたりの総油量がメインポンプＰ
の吐出能力を下回り、しかも最大負荷圧ＰＩがリリーフ
弁６００Ｂのリリーフ圧よりも低いときには、アンロー
ド弁６００Ａの作用でポンプ圧Ｐは最大負荷圧ＰＩより
スプリング６１１の弾性力に対応する圧力ΔＰだけ高く
なるように制御される。すなわち、ｐ、−ｐａ＝Ｋ・Δ
Ｐとなる。つまり、アクチュエータに対応する圧力制御
弁２００では、負荷圧Ｐａとブリッジ圧Ｐ２との圧力差
が一定値Ｋ・△Ｐとなるように制御し、これによりアク
チュエータの単位時間あたりの油供給量を方向切換弁１
００の絞り３１の開度に応じた量に維持する。

一方、アクチュエータで容器有される単位時間あたりの
総油量がメインポンプＰの吐出能力を上回り、メインポ
ンプＰの圧力Ｐが低下したときには、アンロード弁６０
０Ａが閉じ、ポンプ圧Ｐと最大負荷圧ＰＩとの差は前記
ΔＰより小さくなる。

したがってすべての圧力補償弁２００での圧力差（Ｐ２
−Ｐａ）がＫ・ΔＰより小さくなるから、駆動状態にあ
るすべてのアクチュエータへの単位時間あたりの油供給
量も小さくなり、アクチュエータの駆動速度が同じ割合
で遅くなる。それゆえ、駆動状態にあるアクチュエータ
の要求する総油量が制限され、すべての圧力補償弁２０
０の機能が確保され、低負荷状態のアクチュエータも重
負荷状態のアクチュエータもバランスよく作動制御され
る。

また、アクチュエータのうちいずれかが重負荷となり、
最大負荷圧ＰＩがリリーフ弁６００Ｂのリリーフ圧を超
えた場合、アンロード弁６００Ａで制御されたポンプ圧
が最大負荷圧に追随して変動しなくなり、最大ポンプ圧
Ｐｍａｘに維持される。このときの制御圧力ＰｃはＰｃ
＝Ｐｉ−（Ｐｍａｘ−ＰＩ）となり、したがって、Ｐ、
−Ｐａ＝Ｋ（Ｐ　ｍ　ａ　ｘ−Ｐ　Ｉ　）となる。（Ｐ
ｍａｘ−ＰＩ）は前記一定値ΔＰより小さく、最大負荷
圧ＰＩが大きくなるほど小さくなる。したがってこの場
合にも、圧力補償弁２００での圧力差（Ｐ、−Ｐａ）が
小さくなり、アクチュエータへの単位時間あたりの油供
給量も少なくなる。このとき、最大負荷圧ＰＩの生じて
いるアクチュエータに対応する圧力補償弁では、ＰＩ＝
Ｐａの関係となるため、この圧力補償弁ではＰ、−ＰＩ
＝Ｋ（Ｐ−ＰＩ）となる、この式でＫ＜１であるから、
ブリッジ圧Ｐ２は常にポンプ圧Ｐを下回る。したがって
、最大負荷圧ＰＩが生じているアクチュエータに対応す
る圧力補償弁でも、他の圧力補償弁と同様に絞りが全開
とならず、常に絞り機能を維持できる。

以上のように外部制御圧力Ｐｃが大きいほどつまり最大
負荷圧ＰＩが大きいほど、回路全体の流量が絞られ、し
たがって、複数のアクチュエータを同時駆動している場
合、最大負荷圧ＰＩの大きさに応じてアクチュエータの
要求する総油量が制限され、ポンプ吐出油量の不足が緩
和され、軽負荷のアクチュエータも重負荷のアクチュエ
ータもバランスよく作動されるように制御されるのであ
る。しかし、最大負荷圧ＰＩを制御した外部制御圧力Ｐ
ｃが第４油室Ｙ４に導入されバランスピストン６を閉じ
側に押圧すると、バランスピストン６は急激に下降する
。一方、開き側の第１油室Ｙ１は負荷圧の変動を直接受
けている。このため圧力補償弁２００の絞りが微小開度
のときにハンチングを起す危険がある。

しかし第１実施例では、第１油室Ｙ１にストロットルチ
ェック弁１１を組み込んでいるため、これによる下降抵
抗作用でハンチングが有効に防止される。すなわち、油
室２０に流入した負荷圧Ｐａは、突出部１１２の絞り１
１３から筒部１１０内に流入するとともに、突出部１１
２外周と通孔１３との隙間から流入して受圧面としての
シート壁１１１を押圧し、また通孔１１４からバランス
ピストン６の先端切欠き６９に流れ、これらにより所定
の受圧面積でバランスピストン６を上方に変位させる。

そして、前記のようにバランスピストン６が閉じ側に押
圧されたときには、第１油室Ｙ１の油は、初期には突出
部１１２の絞り１１３から抜けるとともに、シート壁１
１１と突当て壁１２との隙間から突出部１１２外周と通
孔１３との隙間を経て油室２０に流れるが、スプリング
１７のばね力でシート壁１１１が突当て壁１２に面でシ
ートされるため、このルートからの流出が止められ、以
後は絞り１１３により制限された微小量だけが流出する
。このため、バランスピストン６の急下降が抑制され、
安定した微小開度の制御を行える。さらに、突出部１１
２が突当て壁１２の通孔１３から突出しているため１組
立ても容易にすることができる。

また、第２実施例では、環状溝２１に位置する中位ラン
ド部６３に供給孔６７と連通ずる切欠き通路６３０を形
成している。このため、バランスピストン６がどの位置
にあってもすなわち全閉時においても供給ポートＰＡ、
ＰＢとロードチエツク弁８下流側とが連通し、密閉状態
とならない。

したがって、微小流量を制御したときにもハンチングを
的確に防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、切換弁と圧力補償弁とシ
ャトル弁とを有しながらスプールを納める横穴と交差す
る縦穴に圧力補償弁とシャトル弁を納めているためコン
パクトな構造とすることができ、しかも、圧力補償弁と
シャトル弁にアクチュエータの負荷圧を導入する機構と
して、縦穴と横穴との交差部に油室を形成し、ここに圧
力補償弁とシャトル弁を臨ませているため、負荷圧力導
入通路構成を単純化することができる。

また、圧力補償弁に閉じ側の力を付与する片側圧力とし
て、最大負荷圧を直接使うのでなく、最大負荷圧とポン
プ圧との差圧に応じて設定された外部制御圧力を使用す
るため、圧力補償の制御自由度を良好にすることができ
る。

さらに、複数のアクチュエータを同時駆動し、軽負荷側
のアクチュエータに対する圧力補償弁を微小開度に制御
したときにも、ハンチングを起さず安定した微小流量制
御を行えるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による油圧制御弁装置に用いるコントロ
ールバルブの第１実施例を示す断面図、第２図はその一
部拡大図、第３図はコントロールバルブのバルブボディ
の断面図、第４図は第３図■〜■線に沿う断面図、第５
図は本発明におけるシャトル弁の相互の接続関係を示す
断面図、第６図は本発明の第２実施例を示す断面図、第
７図はその一部拡大図、第８図は本発明におけるアンロ
ードリリーフ弁の断面とコントロールバルブの関係を示
す説明図、第９図は本発明による油圧制御弁装置の回路
図である・ Ｐ・・・メインポンプ、Ｐｉ・・・パイロットポンプ、
Ｍ・・・コントロールバルブ、Ｓ・・・アクチュエータ
、１００・・・方向切換弁、２００・・・圧力補償弁、
３００・・・シャトル弁、６００・・・アンロードリリ
ーフ弁、８００・・・電磁比例圧力制御弁、８０５・・
・制御装置、８１０・・・圧力検出器、１・・・バルブ
ボディ、２・・・横穴、３・・・縦穴、４・・・スプー
ル、６・・・バランスピストン、１１・・・スロットル
チェック弁、２０・・・油室、６３０・・・切欠き通路 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 同　　日立建機株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一の油圧ポンプとこれにより駆動される複数の
   アクチュエータとの間に配され、バルブボデイに方向切
   換弁のほかに、アクチュエータの負荷圧力の高圧側を選
   択して信号圧力を送るシャトル弁と、メインポンプの吐
   出油を分流する機能を有する圧力補償弁とを組み込んだ
   複数のコントロールバルブと、 前記圧力補償弁より上流のメインポンプ吐出路に設けら
   れ前記シャトル弁で検出された最大負荷圧で閉じ側に作
   動するアンロードリリーフ弁と、圧力補償弁にパイロッ
   ト油圧を供給するパイロットポンプと、 前記シャトル弁で検出された最高負荷圧とメインポンプ
   吐出圧との差圧を検出する検出器と、圧力補償弁の閉じ
   側に作用する外部制御圧力を創成するための電磁比例圧
   力制御弁と、該電磁比例圧力制御弁を前記検出器で検出
   された差圧の大きさに応じて作動させる制御装置を備え
   てなり、 バルブボデイには方向切換弁のスプールを摺動させる横
   穴と直交する縦穴を有し、その上部側縦穴に前記圧力補
   償弁が配されると共に、下部側縦穴にシャトル弁が配さ
   れ、 縦穴と横穴の交差部にはアクチュエータの負荷圧を導入
   する油室が形成され、その油室に圧力補償弁の開き側第
   １受圧面とシャトル弁の入口がそれぞれ臨み、さらに圧
   力補償弁は、前記開き側第１受圧面の近傍に前記パイロ
   ットポンプからのパイロット圧に接する開き側第２受圧
   面を有し、上位にはブリッジ圧力が作用する閉じ側第１
   受圧面を有し、頂部には前記電磁切換弁からの外部制御
   圧力が作用する閉じ側第２受圧面を有し、 しかも、前記圧力補償弁の開き側第１受圧面領域に、閉
   じ側圧力を受けたときに下降抵抗として働くスロットル
   チェック弁を設けたことを特徴とする油圧制御弁装置。
2. （２）単一の油圧ポンプとこれにより駆動される複数の
   アクチュエータとの間に配され、バルブボデイに方向切
   換弁のほかに、アクチュエータの負荷圧力の高圧側を選
   択して信号圧力を送るシャトル弁と、メインポンプの吐
   出油を分流する機能を有する圧力補償弁とを組み込んだ
   複数のコントロールバルブと、 前記圧力補償弁より上流のメインポンプ吐出路に設けら
   れ前記シャトル弁で検出された最大負荷圧で閉じ側に作
   動するアンロードリリーフ弁と、圧力補償弁にパイロッ
   ト油圧を供給するパイロットポンプと、 前記シャトル弁で検出された最高負荷圧とメインポンプ
   吐出圧との差圧を検出する検出器と、圧力補償弁の閉じ
   側に作用する外部制御圧力を創成するための電磁比例圧
   力制御弁と、該電磁比例圧力制御弁を前記検出器で検出
   された差圧の大きさに応じて作動させる制御装置を備え
   てなり、 バルブボデイには方向切換弁のスプールを摺動させる横
   穴と直交する縦穴を有し、その上部側縦穴に前記圧力補
   償弁が配されると共に、下部側縦穴にシャトル弁が配さ
   れ、 縦穴と横穴の交差部にはアクチュエータの負荷圧を導入
   する油室が形成され、その油室に圧力補償弁の開き側第
   １受圧面とシャトル弁の入口がそれぞれ臨み、さらに圧
   力補償弁は、前記開き側第１受圧面の近傍に前記パイロ
   ットポンプからのパイロット圧に接する開き側第２受圧
   面を有し、上位にはブリッジ圧力が作用する閉じ側第１
   受圧面を有し、頂部には前記電磁切換弁からの外部制御
   圧力が作用する閉じ側第２受圧面を有し、 かつ、圧力補償弁の絞り領域に、圧力補償弁が全閉位置
   でも油圧を圧力補償弁内部から供給ポートに導く切欠き
   通路を設けたことを特徴とする油圧制御弁装置。