JPH0524964Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、油圧シヨベルや油圧クレーン等の旋
回回路、走行回路、ウインチのカウンタバランス
回路、油圧シリンダの負荷保持回路等において、
負荷の制動、停止のための圧力制御を行う場合等
に用いられる電磁比例圧力制御弁装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、油圧シヨベルの旋回制御回路において、
旋回を自動停止するために、旋回のオーバーロー
ドリリーフ弁に電気信号によりリリーフ圧力が制
御される可変リリーフ弁を用いたもの（たとえば
特開昭62−31703号公報）が知られている。

この従来の旋回制御回路は、第７図に示すよう
に油圧ポンプ１の吐出油を旋回方向切換弁２を介
して旋回モータ３に導くようにした旋回油圧回路
において、角度検出器４により検出した上部旋回
体の旋回角度検出値と、角度設定器５に設定した
旋回停止のための角度設定値と、圧力検出器６
ａ，６ｂにより検出した旋回モータ３の吸込み側
と吐出し側との圧力検出値とをそれぞれコントロ
ーラ７に入力し、ここで演算処理した後、旋回方
向切換弁２に電気信号を出力して旋回方向切換弁
２を切換えることにより、旋回モータ３を回転さ
せて旋回作業を行い、旋回停止時に、コントロー
ラ７からの信号により旋回方向切換弁２を中立に
戻すとともに、旋回モータ３の吸込み側と吐出し
側との間に設けられた可変リリーフ弁８，９のリ
リーフ圧力を制御することによつて、旋回モータ
３の吐出し側の圧力（ブレーキ圧力）を制御し、
上部旋回体を所定の旋回角度で停止させるように
構成されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来の旋回制御回路において、圧力制御の
ための可変リリーフ弁８，９には、一般にバラン
スピストン形リリーフ弁が用いられるが、従来の
バランスピストン形リリーフ弁８，９は、その制
御コイル部に入力される電気信号（電流）が０の
とき、リリーフ設定圧がほぼ０となるように構成
されている。

このような可変リリーフ弁８，９を用いた構成
では、たとえばコントローラ７と可変リリーフ弁
８，９との間で電気配線の断線、コネクタの外
れ、接触不良等の電気系統のトラブルが生じ、可
変リリーフ弁８，９に電気信号が入力されなくな
ると、リリーフ圧力がほぼ０となるために旋回の
制動、停止ができなくなるという問題があつた。

そこで本考案は、上記のような電気系統のトラ
ブルが発生したときは、リリーフ圧力を自動的に
上限設定圧として制動・停止作用を維持すること
ができる電磁比例圧力制御弁装置を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、バランスピストン形の電磁比例圧力
制御弁と、この電磁比例圧力制御弁を制御するコ
イルコントローラとを備え、上記電磁比例圧力制
御弁は、親弁と、この親弁の圧力制御部に接続さ
れた上限圧力設定用の固定リリーフ形第１子弁
と、この第１子弁と並列に接続された電磁比例可
変リリーフ形第２子弁と、この第２子弁の一次側
もしくは二次側に設けられ第２子弁の一次側もし
くは二次側を開通させる位置と遮断する位置との
間で切換わり作動する電磁切換弁とによつて構成
され、上記コントローラは、上記第２子弁に制御
信号が入力されているときにのみ上記電磁切換弁
に上記開通位置への切換信号を出力するように構
成されたものである。

〔作用〕

この構成によると、電磁比例圧力制御弁の第２
子弁にコントローラからの制御信号一が入力して
いるときは、第２子弁によりリリーフ圧力が制御
されて所定の圧力制御が行われる。

一方、電気系統のトラブルによつて第２子弁に
制御信号が入力されなくなると、電磁切換弁が遮
断位置に切換えられる。

このため、第２子弁が働かずに、上限設定圧に
設定された第１子弁が働き、制御圧力が上限圧力
となる。

従つて、旋回制御用として用いた場合、上記ト
ラブルの発生時に旋回が上限圧力で自動的に制動
停止される。

〔実施例〕 第１図ａに示す装置においては、内部ドレン形
の電磁比例圧力制御弁１０が用いられている。

この電磁比例圧力制御弁１０における入口ポー
ト１１と出口ポート１２との間に親弁１３が設け
られ、親弁１３のスプリング側に形成された圧力
制御部１４に、上限圧力が設定される固定リリー
フ弁構造の第１子弁１５と、コントローラ２０に
よつてリリーフ圧力が制御される電磁比例可変リ
リーフ弁構造の第２子弁１６とが並列に接続され
ている。

また、第２子弁１６の一次側（二次側でもよ
い）に電磁切換弁１７が直列に接続され、両子弁
１５，１６の二次側が親弁１３の二次側に接続さ
れている。

１８はスイツチ、１９は圧力指令回路である。

なお、上記電磁比例減圧弁１０は、第１図にｂ
に示す外部ドレイン形としてもよい。

電磁切換弁１７は、コントローラ２０から第２子
弁１６のソレノイド１６ａへの制御信号i₂の入力
時のみにコントローラ２０からソレノイド１７ａ
に切換信号i₃を受けて図右側の開通位置イにセツ
トされ、それ以外はスプリングにより図左側のブ
ロツク位置ロにセツトされる。

このような作用を得るためのコントローラ２０
の構成例を第２図に示している。

同図において、制御信号i₂が第２子弁１６のソ
レノイド１６ａに流れると、Ａ点は抵抗１００に
よつて電位Vaを持つ。

このＡ点の電位Vaが比較器１０１に入力され
て基準電位Vbと比較され、その差が一定以上と
なるとトランジスタ１０２が導通する。

これにより、リレー１０３が通電され、その接
点１０３ａが閉じて電磁切換弁１７のソレノイド
１７ａに電流が流れる。

すなわち、第２子弁１６への制御信号i₂の入力
時に電磁切換弁１７に切換信号ｉ３が入力され
て、同切換弁１７が開通位置イにセツトされる。

一方、たとえばコントローラ２０とソレノイド
１６ａ，１７ａとの間の配線１０４，１０５が切
断されると、ソレノイド１６ａへの制御信号i₂が
停止し、これと同時にＡ点の電位Vaも０となる
ため、トランジスタ１０２がオフとなつてソレノ
イド１７ａへの通電も停止し、電磁切換弁１７が
遮断位置ロに切換わる。

なお、上記電磁比例圧力制御弁１０は第１図ｂ
に示すように外部ドレン形としてもよい。

次にこの装置全体の作用を説明すると、スイツ
チ１８がオンされ、圧力指令回路１９からコント
ローラ２０に圧力指令信号i₁が入力されると、こ
の信号i₁に基づいてコントローラ２０から第２子
弁１６に制御信号i₂が出力される。

このとき、スイツチ１８がオンされている限
り、圧力指令回路１９からの信号i₁が０であつて
も、コントローラ２０から第２子弁１６に対して
制御信号i₂の最低値（たとえば最低電流50mA〜
100mA）が出力され、第２子弁１６のリリーフ
圧力が最低値P₁（P₁＞０、たとえば10Kg／cm²）に
制御される。

一方、コントローラ２０からの制御信号i₂が第
２子弁１６に入力されると、これと同時に電磁切
換弁１７に切換信号i₃が入力され、電磁切換弁１
７が開通位置イに切換えられる。

その後、圧力指令信号i₁が大きくなるに伴つて
制御信号i₂も大きくなり、第２子弁１６のリリー
フ圧力も高くなるように制御される。

こうして、圧力指令信号i₁が０から最大値の範
囲で変化するに伴つて第２子弁１６のリリーフ圧
力P₁が０から最大値P₃（たとえば220Kg／cm²）の
範囲で制御される。

ただしこの場合、第２子弁１６と並列に接続さ
れた第１子弁１５の設定値（上限設定値）P₂が
第２子弁１６の最高リリーフ圧力P₃よりやや低
く（たとえば210Kg／cm²）に設定されているので、
電磁比例圧力制御弁１０の制御上限値は第１子弁
１５によつて決まる。

従つて、電磁比例圧力制御弁１０の入口側の圧
力Paは第３図に示すように圧力指令信号i₁に比例
してP₁〜P₂（たとえば10Kg／cm²〜210Kg／cm²）の
範囲でポジテイブ制御方式により制御されること
になる。

一方、上記圧力制御時に、電気系統のトラブル
が発生し、第２子弁１６に制御信号i₂が入力され
なくなると、前記したように同時に電磁切換弁１
７にも切換信号i₃が入力されなくなり、電磁切換
弁１７がスプリングにより自動的に遮断位置ロに
オフセツトされ、第２子弁１６の一次側がブロツ
クされる。

このため第２子弁１６が働かなくなり、電磁比
例圧力制御弁１０の入口側に導かれた圧油は上限
設定圧P₂に設定された第１子弁１５でリリーフ
され、その制御圧力Paが圧力指令信号i₁に関係な
く、上限設定圧P₂となり、安全側に制御される
ことになる。

次に、上記電磁比例圧力制御弁１０をいわゆる
ネガテイブ制御方式で使用する場合について説明
する。

スイツチ１８がオンされ、圧力指令回路１９か
らコントローラ２０に圧力指令信号i₁が入力され
ると、第４図ａに示すように圧力指令信号i₁が０
のときに最大となり、かつ、圧力指令信号i₁が大
きくなるに伴つて小さくなる制御信号i₂が第２子
弁１６に出力され、第２子弁６のリリーフ圧力が
圧力指令信号i₁に反比例して制御される。

このとき、前記したポジテイブ制御時と同様
に、コントローラ２０から第２子弁１６に制御信
号i₂が出力されると同時に電磁切換弁１７に切換
信号i₃が出力され、電磁切換弁１７が開通位置イ
に切換えられている。

これにより、電磁比例圧力制御弁１０の入口側
の圧力Paが第４図ｂに示すように圧力指令回路
１９からの圧力指令信号i₁に反比例してP₂〜P₁
（たとえば210Kg／cm²〜10Kg／cm²）の範囲でネガテ
イブ制御方式により制御される。

また、この圧力制御時において、たとえばコン
トローラ２０から第２子弁１６への信号ライン等
に断線、その他の電気的トラブルが発生し、第２
子弁１６に制御信号i₂が入力されなくなると、こ
の第２子弁１６のリリーフ圧力が直ちに０もしく
は最低値になるが、このとき、上記ポジテイブ制
御時と同様の作用により、電磁切換弁１７がスプ
リングによつて自動的に遮断位置ロにオフセツト
され、この第２子弁１６が働かずに、上限設定圧
P₂に設定された第１子弁１５が働き、電磁比例
圧力制御弁１０の制御圧力Paが上限設定圧P₂に
対応する圧力となり、安全側に制御されることに
なる。

上記のように構成した電磁比例圧力制御弁１０
は次のようにして使用することができる。

第５図は油圧クレーンのブームシリンダ等のよ
うに油圧シリンダ２３によつて負荷Ｗを保持する
油圧回路に上記電磁比例圧力制御弁１０を設けた
場合の実施例を示している。

この実施例において、油圧ポンプ２１の吐出油
を方向切換弁２２を介してシリンダ２３のヘツド
側油室２３ａと、ロツド側油室２３ｂとに切換自
在に供給するように構成し、負荷Ｗを保持するヘ
ツド側油室２３ａに接続した管路２４の途中から
バイパス管路２５を分岐させ、この管路２５とタ
ンク２７への戻り油管路２６との間に上記電磁比
例圧力制御弁１０を接続してコントローラ２０に
より制御するように構成している。

上記方向切換弁２２は手動で切換えてもよい
し、コントローラ２０からの電気信号またはパイ
ロツト弁（図示省略）からの油圧信号によつて切
換えるようにしてもよい。

第５図において、方向切換弁２２をたとえば図
面の左位置に切換え、ポンプ２１の吐出油を油圧
シリンダ２３のヘツド側油室２３ａに供給し、油
圧シリンダ２３を伸して負荷Ｗを押し上げた後、
方向切換弁２２を中立に戻し、シリンダ２３を停
止させて負荷Ｗを保持させる。

その後、コントローラ２０からの電気信号によ
り電磁比例圧力制御弁１０における第２子弁１６
のリリーフ圧力を制御するとともに、電磁切換弁
１７を連通位置に切換えることによつてシリンダ
２３のヘツド側油室２３ａの圧力（負荷保持圧
力）を制御し、この圧力制御により負荷Ｗを保持
もしくは降下させる。

この場合、正常時は電磁切換弁１７が連通位置
に切換えられた状態で上記の圧力制御により負荷
Ｗが正常に保持もしくは降下され、前述したよう
な電気的トラブルが発生した場合には電磁切換弁
１７が遮断位置ロに切換えられて第２子弁１６が
働かなくなり、上限設定圧に設定された第１子弁
１５の働きにより負荷Ｗが停止、保持される。

これにより負荷Ｗが急降下することが防止さ
れ、安全性が高められる。

第６図は油圧ウインチにおけるカウンタバラン
ス弁のリリーフ弁の代りに上記電磁比例圧力制御
弁１０を用いた場合の実施例を示している。

この実施例において、速度検出器３０により検
出したウインチの巻上（巻下）速度検出値と、速
度設定器３１に設定された速度設定値とをコント
ローラ２０に入力させ、これらの信号に基づいて
コントローラ２０から切換え信号を出力し、方向
切換弁３２を切換えることにより、油圧ポンプ３
３の吐出油をウインチ用油圧モータ３４に供給し
て巻上作業を行つた後、コントローラ２０からの
信号により電磁比例圧力制御弁１０における第１
子弁１６のリリーフ圧力を制御するとともに、電
磁切換弁１７を連通位置に切換えることによつて
吊荷の保持圧力を制御し、吊荷の保持もしくは降
下させる。

この場合も上記各実施例と同様に、正常時は上
記電磁比例圧力制御弁１０の圧力制御により吊荷
が正常に保持および降下制御され、また、電気的
トラブルの発生時には自動的に電磁比例圧力制御
弁１０の制御圧力が上限設定値となつて吊荷が確
実に保持され、吊荷が落下するおそれがなくな
り、安全性が高められる。

また、第７図に示した従来の旋回制御回路にお
いて、旋回モータ３の吸込み側と吐出し側との間
に設けられたオーバーロードリリーフ弁８，９の
代りにそれぞれ上記構成の電磁比例圧力制御弁１
０を用い、この電磁比例圧力制御弁１０の第２子
弁１６および電磁切換弁１７にコントローラ７
（第１図のコントローラ２０）から所定の信号を
入力させるようにしてもよい。

こうすれば、正常時は、コントローラ２０から
の信号に基づいて電磁比例圧力制御弁１０の圧力
制御作用により旋回モータ３のブレーキ圧力が制
御され、旋回モータ３が所定量回転した後、すな
わち上部旋回体が所定の角度旋回した後、適正に
停止される。

その後、前述したような電気系統のトラブルが
発生すると、コントローラ２０からの信号が第２
子弁１６および電磁切換弁１７に入力されなくな
り、電磁切換弁１７が自動的に遮断位置に切換え
られ、電磁比例圧力制御弁１０が第１子弁１５に
設定された上限設定値P₂でリリーフされながら、
旋回モータ３が速やかに停止されることになり、
旋回モータ３の慣性による暴走が防止され、安全
性を高めることができる。

この他、走行のカウンタバランス弁に上記電磁
比例圧力制御弁１０を用いて走行の自動制御なら
びに電気的トラブル発生時の自動停止を行うこと
もできる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によるときは、電気信号を
正常に入力しているときは、その電気信号に応じ
て第２子弁のリリーフ圧力を制御して所定の圧力
制御を行うことができる。

一方、電気系統のトラブルによつて第２子弁に
電気信号が入力されなくなると、上限設定圧に設
定された第１子弁の働きにより、制御圧力を自動
的に上限圧力とし、安全側に制御できる。

従つて、この電磁比例圧力制御弁装置を旋回の
ブレーキ圧力の制御、負荷保持用油圧シリンダや
ウインチ用油圧モータの負荷保持圧力の制御等に
用いることにより、正常時は上記圧力制御によつ
て旋回のブレーキ圧力の制御、シリンダの負荷保
持圧力の制御、吊荷の保持圧力の制御等を適正に
行うことができ、かつ、上記電気系統のトラブル
発生時には旋回、負荷、吊荷等を自動停止させて
安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは内部ドレン形の電磁比例圧力制御弁
を用いた実施例を示す構成図、同図ｂは外部ドレ
ン形の電磁比例圧力制御弁を用いた実施例を示す
構成図、第２図は同実施例におけるコントローラ
の内部構成例を示す図、第３図はポジテイブ制御
方式で使用した場合の制御特性図、第４図ａ，ｂ
はネガテイブ制御方式で使用した場合の圧力指令
信号i₁と制御信号i₂および制御圧力Paとの関係を
示す制御特性図、第５図、第６図はそれぞれ上記
電磁比例圧力制御弁装置の使用例を示す油圧回路
図、第７図は従来例の油圧回路図である。 １０……電磁比例圧力制御弁、１１……入口ポ
ート、１２……出口ポート、１３……親弁、１４
……制御部、１５……固定リリーフ弁構造の第１
子弁、１６……電磁比例可変リリーフ弁構造の第
２子弁、１７……電磁切換弁、１８……スイツ
チ、１９……圧力指令回路、２０……コントロー
ラ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バランスピストン形の電磁比例圧力制御弁と、
   この電磁比例圧力制御弁を制御するコントローラ
   とを備え、上記電磁比例圧力制御弁は、親弁と、
   この親弁の圧力制御部に接続された上限圧力設定
   用の固定リリーフ形第１子弁と、この第１子弁と
   並列に接続された電磁比例可変リリーフ形第２子
   弁と、この第２子弁の一次側もしくは二次側に設
   けられ第２子弁の一次側もしくは二次側を開通さ
   せる位置と遮断する位置との間で切換わり作動す
   る電磁切換弁とによつて構成され、上記コントロ
   ーラは、上記第２子弁に制御信号が入力されてい
   るときにのみ上記電磁切換弁に上記開通位置への
   切換信号を出力するように構成されたことを特徴
   とする電磁比例圧力制御弁装置。