JPH0893709A - 油圧式作業機械の油圧回路における衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 方向切換え弁の中立位置への衝撃的な復帰が
ないようにしたものでありながら、中立位置から第一、
第二位置に切換わるときには素速く切換わるようにす
る。 【構成】 第一、第二パイロット油路Ｃ、Ｄに、方向切
換え弁２側へのパイロット圧油の供給を自由とするチェ
ック弁８ｂ、９ｂと、方向切換え弁からの戻り油を絞る
絞り弁８ａ、９ａとを有した第一、第二の一方向絞り弁
８、９を設けると共に、逆の第二、第一パイロット油路
Ｄ、Ｃに圧油供給されたことに伴って前記チェック弁８
ｂ、９ｂの弁路を開くように構成してなる油圧式作業機
械の油圧回路における衝撃吸収装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の油圧
式作業機械の油圧回路における衝撃吸収装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
この種油圧式作業機械のなかには、油圧シリンダ等のア
クチュエータへの圧油供給を、第一、第二パイロット油
路に対する選択的なパイロット圧油の供給で、中立位置
を挟んで設定される第一切換え位置と第二切換え位置の
何れか一方に切換えられる方向切換え弁の切換え作動に
基づいて行われるようにしたものがあるが、このような
方向切換え弁には、通常、中立位置に復帰するための復
帰スプリングが備えられている。

【０００３】そしてこの様な方向切換え弁は、パイロッ
ト圧油の方向切換え弁側への供給については制限するこ
となく円滑に行って第一または第二切換え位置に迅速に
切換える必要がある一方で、該何れかの切換え位置から
中立位置に復帰する際に、復帰スプリングの付勢力を受
けることでパイロット油路の戻り油が急激に抜けて衝撃
的な中立位置への変化を回避する必要があり、そのた
め、各パイロット油路に、図１０に示すように、チェッ
ク弁２１ａ、２２ａおよび絞り弁２１ｂ、２２ｂが設け
られた一方向絞り弁手段２１、２２が設けられる。

【０００４】ところがこの場合、方向切換え弁２を、中
立位置から例えば第一の切換え位置に切換えようとして
第一パイロット油路Ｃに圧油供給すべく操作具を操作し
てパイロットバルブ６を切換えると、パイロット圧油
は、該パイロット油路Ｃに設けられるチェック弁２１ａ
を通って方向切換え弁２の第一パイロットポート２ｅに
供給され、これによって方向切換え弁２を第一切換え位
置側に切換えようとするが、このとき、第二パイロット
ポート２ｆからの戻り油が、該第二パイロット油路Ｄに
設けられる絞り弁２２ｂで絞られ、この結果、方向切換
え弁２の切換え速度が遅くなってアクチュエータの起動
にタイミング遅れを来す等の問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの欠点を一掃することができる油圧式作
業機械の油圧回路における衝撃吸収装置を提供すること
を目的として創案されたものであって、第一、第二パイ
ロット油路に対する選択的な圧油供給で中立位置を挟ん
で設定される第一切換え位置と第二切換え位置の何れか
一方に切換えられ、かつ中立位置に復帰するための復帰
スプリングを備えた方向切換え弁を設けてなる油圧式作
業機械において、前記第一、第二パイロット油路に、パ
イロット圧油の方向切換え弁側への供給を自由とし、方
向切換え弁からの戻り油を絞る第一、第二の一方向絞り
弁手段と、逆の第二、第一パイロット油路に圧油供給が
なされたことに伴い第一、第二パイロット油路を開放し
て戻り油の流れを自由とするパイロット油路開放手段と
を設けたことを特徴とするものである。

【０００６】そして本発明は、この構成によって、中立
位置への衝撃的な復帰がないようにしたものでありなが
ら、方向切換え弁の切換え速度が遅くなってアクチュエ
ータの起動にタイミング遅れを来すことがないようにし
たものである。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、１は油圧ショベル等の油圧式作業
機に設けられる油圧シリンダ等の油圧アクチュエータで
あって、該油圧アクチュエータ１への圧油供給は、方向
切換え弁２の切換え作動に基づいて行われるようになっ
ている。

【０００８】つまり、前記方向切換え弁２は、その第一
ポート２ａは油圧ポンプ３に、第二ポート２ｂは油タン
ク４に、第三ポート２ｃは油圧アクチュエータ１の第一
ポート１ａに、第四ポート２ｄは油圧アクチュエータ１
の第二ポート１ｂにそれぞれ接続されている。さらに、
この方向切換え弁２には、第一、第二パイロットポート
２ｅ、２ｆと、中立位置に復帰するための復帰スプリン
グ５が設けられている。そして、方向切換え弁２は、何
れのパイロットポート２ｅ、２ｆにもパイロット圧油が
供給されていない状態では、第一〜第四ポート２ａ〜２
ｄが全て閉じていて油圧アクチュエータ１に圧油が供給
されない中立位置に位置しているが、第一パイロットポ
ート２ｅにパイロット圧油が供給されることによって、
第一ポート２ａから第三ポート２ｃに至る弁路が開く第
一切換え位置に切換わり、これによって油圧ポンプ３か
ら油圧アクチュエータ１の第一ポート１ａに圧油が供給
されるように構成されている。一方、第二パイロットポ
ート２ｆにパイロット圧油が供給されたときには、方向
切換え弁２は、第一ポート２ａから第四ポート２ｄに至
る弁路が開く第二切換え位置に切換わり、これによって
油圧ポンプ３から油圧アクチュエータ１の第二ポート１
ｂに圧油が供給されるように構成されている。そして、
前記第一または第二切換え位置に切換えられた方向切換
え弁２は、パイロット圧油が供給されなくなったときに
復帰スプリング５の付勢力を受けて中立位置に復帰する
ようになっている。

【０００９】一方、６は操作具（図示せず）の操作に基
づいて切換わるパイロットバルブであって、該パイロッ
トバルブ６は、前記方向切換え弁２の第一パイロットポ
ート２ｅに接続される第一パイロットバルブ６Ａと、第
二パイロットポート２ｆに接続される第二パイロットバ
ルブ６Ｂとから構成されている。これら第一、第二パイ
ロットバルブ６Ａ、６Ｂには、パイロットポンプ７に接
続される第一ポート６ａ、油タンク４に接続される第二
ポート６ｂ、第一、第二パイロットポート２ｅ、２ｆに
接続される第三ポート６ｃがそれぞれ形成されている。
そして、操作具が操作されていない状態では、パイロッ
トバルブ６Ａ、６Ｂは、第一ポート６ａが閉じていてパ
イロットポンプ７からのパイロット圧油がパイロットポ
ート２ｅ、２ｆ側に流れないようになっているが、操作
具を操作することに基づいて第一、第二パイロットバル
ブ６Ａ、６Ｂの何れか一方が択一的に切換わり、該切換
った側のパイロットバルブ６Ａ、６Ｂの第一ポート６ａ
から第三ポート６ｃに至る弁路が開いて、対応する第一
または第二パイロットポート２ｅ、２ｆにパイロット圧
油が供給されるようになっている。

【００１０】さらに、Ｃは前記第一パイロットバルブ６
Ａと第一パイロットポート２ｅとを接続する第一パイロ
ット油路、またＤは第二パイロットバルブ６Ｂと第二パ
イロットポート２ｆとを接続する第二パイロット油路で
あって、これら第一、第二パイロット油路Ｃ、Ｄには、
第一、第二の一方向絞り弁８、９がそれぞれ設けられて
いるが、まず第一の一方向絞り弁８について、図１に示
す油圧回路図に基づいて説明する。

【００１１】つまり、前記第一の一方向絞り弁８には、
第一パイロット油路Ｃの流量を絞る絞り弁８ａと、第一
パイロットバルブ６Ａから第一パイロットポート２ｅへ
のパイロット圧油の流れは自由であるが、第一パイロッ
トポート２ｅから第一パイロットバルブ６Ａへの戻り油
の流れは阻止するチェック弁８ｂとが並列状に設けられ
ている。ここで、チェック弁８ｂは、所謂パイロット操
作チェック弁であって、第一パイロットバルブ６Ａに接
続される第一ポート８ｃと、第一パイロットポート２ｅ
に接続される第二ポート８ｄとの他に、第二パイロット
油路Ｄから分岐形成される第二パイロット分岐油路Ｄ₁
に接続されるパイロットポート８ｅを有しており、そし
て、該第三ポート８ｅに第二パイロット分岐油路Ｄ₁か
らのパイロット圧油が供給されることに基づいて、第一
ポート８ｃと第二ポート８ｄとを双方向共に連通する弁
路を開くように設定されている。

【００１２】一方、第二の一方向絞り弁９は、前記第一
の一方向絞り弁８と同様のものであって、絞り弁９ａと
チェック弁９ｂとが並列状に設けられていると共に、チ
ェック弁９ｂには、第一パイロット油路Ｃから分岐形成
される第一パイロット分岐油路Ｃ₁に接続される第三ポ
ート９ｅが形成されており、該第三ポート９ｅに第一パ
イロット分岐油路Ｃ₁からのパイロット圧油が供給され
ることに基づいて、第一ポート９ｃと第二ポート９ｂと
を双方向共に連通する弁路を開くように設定されてい
る。

【００１３】扨、前記第一、第二の一方向絞り弁８、９
は、実施例では一つのバルブ本体１０に並列状に組込ま
れるものの同じ構造であるため、第一の一方向絞り弁８
を例にとってその構造を説明すると、バルブ本体１０に
は、略Ｌ字形状に貫通する油路８ｆが形成されており、
該油路８ｆの一端側には第一ポート８ｃが、他端側には
第二ポート８ｄがそれぞれ設けられている。さらに、油
路８ｆの第二ポート８ｄ側半部には、基端側（図４〜図
７において右側）が閉じた円筒状のポペット１１が往復
移動自在に内嵌されているが、該ポペット１１は、基端
部に絞り孔１１ａ（前述した絞り弁８ａに相当する）が
形成されている共に、第一弾機１２の付勢力によって基
端側に向けて常時付勢されている。

【００１４】そして、上記ポペット１１は、第一、第二
ポート８ｃ、８ｄの何れのポートからも圧油が供給され
ていない状態では、第一弾機１２の付勢力によって最も
基端側に位置しているが、この状態では、ポペット１１
に形成された傾斜段差部１１ｂが油路８ｆに形成された
段差状部８ｇに密閉状に接当していて、第一ポート８ｃ
と第二ポート８ｄとは、前記ポペット１１に形成された
絞り孔１１ａの部位のみを介して連通している状態とな
っている（図４参照）。

【００１５】一方、第一パイロットポート２ｅからの戻
り油が第二ポート８ｄに供給されたときには、該戻り油
の圧力がポペット１１に作用する方向と前記第一弾機１
２の付勢力の方向が同じであるため、ポペット１１は前
述した場合と同じく最も基端側に位置しており、絞り孔
１１ａの部位のみが連通状態となっている。従って、前
記第二ポート８ｄに流れ込んだ戻り油は、絞り孔１１ａ
を通って第一ポート８ｃ側に流れ、而して、第一パイロ
ットポート２ｅからの戻り油は絞られた状態で流れるよ
うに構成されている。

【００１６】また、第一パイロットバルブ６Ａからのパ
イロット圧油が第一ポート８ｃに供給されたときには、
ポペット１１は、該パイロット圧油の圧力によって第一
弾機１２の付勢力に抗して先端側（図４〜図７において
左側）に移動し、これによって、ポペット１１の傾斜段
差部１１ｂと油路８ｆの段差状部８ｇとのあいだに連通
路８ｈ（前述したチェック弁８ｂの弁路に相当する）が
形成されるようになっている（図６参照）。そして前記
第一ポート８ｃに供給されたパイロット圧油は、上記連
通路８ｈ、およびポペット１１に穿設の油孔１１ｃを通
って第二ポート８ｄ側に流れるようになっており、これ
によって第一パイロットバルブ６Ａからのパイロット圧
油は、殆ど抵抗なく自由に第一パイロットポート２ｅに
供給されるように構成されている。

【００１７】さらに、バルブ本体１０には、前記ポペッ
ト１１の基端側に、ポペット１１の往復移動軸芯方向の
延長線上を往復移動自在なピストン１３が内嵌されてい
るが、該ピストン１３は、第二弾機１４の付勢力によっ
て基端側に向けて常時付勢されていると共に、ピストン
１３から先端側に向けて突設された作動部１３ａの先端
部は、ポペット１１の基端部に対向している。さらにバ
ルブ本体１０には、上記ピストン１３の基端側面部と対
向する部位に第三ポート８ｅが形成されているが、該第
三ポート８ｅは、前述したようにバルブ本体１０に第一
の一方向絞り弁８と並列状に設けられる第二の一方向絞
り弁９の第一ポート９ｃに、通路９ｉ（前述の第二パイ
ロット分岐油路Ｄ₁に相当する）を介して接続されてい
る。

【００１８】そして、ピストン１３は、第三ポート８ｅ
からパイロット圧油が供給されていないときには、第二
弾機１４の付勢力を受けて最も基端側に位置している
が、この状態では、作動部１３ａの先端部はポペット１
１の基端部から離間しており、ピストン１３はポペット
１１に何ら干渉することがないように設定されている。
一方、第二パイロットバルブ６Ｂからのパイロット圧油
が第二の一方向絞り弁９の第一ポート９ｃに供給される
と、該パイロット圧油は、通路９ｉを通って第一の一方
向絞り弁８の第三ポート８ｅにも供給される。そして、
該第三ポート８ｅに供給されたパイロット圧油の圧力が
ピストン１３の基端側面部に働くことで、ピストン１３
は第二弾機１４の付勢力に抗して先端側に移動し、これ
に伴ってピストン先端部の作動部１３ａがポペット１１
の基端部を押圧して、ポペット１１を第一弾機１２の付
勢力に抗して先端側に移動せしめ、これによって、前述
の第一パイロットバルブ６Ａからのパイロット圧油が第
一ポート８ｃに供給された場合と同様に、ポペット１１
の傾斜段差部１１ｂと油路８の段差状部８ｇとのあいだ
に、第一ポート８ｃと第二ポート８ｄとを連通する連通
路８ｈが形成されるようになっている（図７参照）。而
して、第二パイロットバルブ６Ｂからのパイロット圧油
が第三ポート８ｅに供給されることに伴って、第一パイ
ロットポート２ｅから第二ポート８ｄに流れ込んだ戻り
油が、殆ど抵抗なく自由に第一ポート８ｃ側に流れるよ
うになっている。

【００１９】叙述のごとく構成された本発明の実施例に
おいて、方向切換え弁２の中立位置から第一、第二切換
え位置への切換え作動は、操作具の操作に基づいて第
一、第二パイロットバルブ６Ａ、６Ｂが切換わり、これ
によってパイロット圧油がパイロット油路Ｃ、Ｄを経由
して第一、第二パイロットポート２ｅ、２ｆに供給され
ることで行われることになるが、例えば第一切換え位置
に切換えるべく操作具を操作した場合、第一パイロット
バルブ６Ａから供給されたパイロット圧油は、第一パイ
ロット油路Ｃに設けられた第一の一方向絞り弁８のチェ
ック弁８ｂを通ることで、自由に第一パイロットポート
２ｅ側に流れることになる。また、このときの第二パイ
ロットポート２ｆからの戻り油は、前記第一パイロット
バルブ６Ａからのパイロット圧油の供給に伴って、第二
パイロット油路Ｄに設けた第二の一方向絞り弁９のチェ
ック弁９ｂの弁路が開くことで第二パイロット油路Ｄが
開放され、これによって戻り油は自由に第二パイロット
バルブ６Ｂ側に流れることになる。

【００２０】一方、操作具を操作してパイロットポート
２ｅ、２ｆへのパイロット圧油の供給を止めたとき、方
向切換え弁２は復帰スプリング５の付勢力を受けて第
一、第二切換え位置から中立位置に復帰することになる
が、例えばいま、第一切換え位置から復帰する場合に、
第一パイロットポート２ｅからの戻り油は、第一の一方
向絞り弁８の絞り弁８ａによって絞られた状態で第一パ
イロットバルブ６Ａ側に流れることになる。因みにこの
場合、第一、第二パイロットバルブ６Ａ、６Ｂからパイ
ロットポート２ｅ、２ｆにパイロット圧油は供給されて
いないため、第二、第一パイロット分岐油路Ｄ₁、Ｃ₁か
ら第一、第二の一方向絞り弁８、９の第三ポート８ｅ、
９ｅにパイロット圧油は供給されず、従ってチェツク弁
８ｂ、９ｂの弁路が開くことはない。

【００２１】この様に、本発明が実施されたものにおい
ては、方向切換え弁２を中立位置から第一、第二切換え
位置に切換える場合、操作具の操作に基づき第一、第二
パイロットバルブ６Ａ、６Ｂからのパイロット圧油が自
由に第一、第二パイロットポート２ｅ、２ｆに供給さ
れ、また、このときの第二、第一パイロットポート２
ｆ、２ｅからの戻り油も制限されることなく第二、第一
パイロットバルブ６Ｂ、６Ａ側に流れることになって、
迅速なる方向切換え弁２の切換え作動が行われることに
なる。この結果、戻り油が絞られた状態で流れる従来の
もののように、油圧アクチュエータ１の起動にタイミン
グ遅れを来すようなことがなく、操作具の操作に素速く
応答できることになって、作業性の向上に寄与できる。

【００２２】しかも、方向切換え弁２が第一、第二切換
え位置から中立位置に復帰する場合は、第一、第二パイ
ロットポート２ｅ、２ｆからの戻り油は、第一、第二の
一方向絞り弁８、９の絞り弁８ａ、９ａによって絞られ
た状態で流れることになって、方向切換え弁２の中立位
置への衝撃的な復帰を回避できることになる。

【００２３】そのうえこのものにおいて、第一、第二の
一方向絞り弁８、９のチェック弁８ｂ、９ｂの開放は、
該チェック弁８ｂ、９ｂを、逆の第二、第一パイロット
油路Ｄ、Ｃから分岐形成される第二、第一パイロット分
岐油路Ｄ₁、Ｃ₁に接続する簡単な構造で行うことがで
き、コスト的にも不利になることがない。

【００２４】尚、本考案は上記実施例に限定されないこ
とは勿論であって、戻り油の流れを自由にするパイロッ
ト油路開放手段としては種々のものが考えられ、例え
ば、図８に示す第二実施例のように、絞り弁部１７ａ、
１８ａを有する二位置切換え弁１７、１８を用い、該切
換え弁１７、１８を、弾機１７ｂ、１８ｂの付勢力で常
時は絞り弁部１７ａ、１８ａが対応するパイロット油路
に連通するようにし、そして逆側のパイロット油路に圧
油供給されたことに伴って弁路が開放されるよう切換え
られる構成にしても良く、さらには、絞り弁を絞り状態
と開放状態とのあいだの調整ができる可変絞り弁とし、
そして逆側のパイロット油路に圧油供給されたことに伴
って弁路を全開するように構成してもよい。

【００２５】さらに、図９に示す第三実施例の如く、第
一、第二の一方向絞り弁８、９に、戻り油の流量を調整
するための圧力補償付流量調節弁１９、２０を組み込む
こともできる。このようにした場合には、若干コストは
高くなるものの、方向切換え弁２が第一、第二切換え位
置から中立位置に復帰するときの復帰速度を一定速度に
コントロールすることができるという利点がある。

【００２６】

【作用効果】以上要するに、本発明は叙述の如く構成さ
れたものであるから、第一、第二パイロット油路に第
一、第二の一方向絞り弁手段を設け、これによって方向
切換え弁が復帰スプリングの付勢力を受けて中立位置に
復帰するときには戻り油を絞って衝撃的な復帰を回避で
きるようにしたものでありながら、方向切換え弁が中立
位置から第一、第二切換え位置に切換わるときには、前
記第一、第二の一方向絞り弁手段によって方向切換え弁
側へのパイロット圧油の供給が自由になされると共に、
パイロット油路開放手段が第一、第二パイロット油路に
圧油供給がなされたことに伴って逆の第二、第一パイロ
ット油路を開放し、これによって戻り油の流れも自由と
なる。この結果、方向切換え弁が中立位置から第一、第
二切換え位置に切換わるときに戻り油が絞られた状態で
流れる従来のもののように、方向切換え弁の切換え速度
が遅くなって油圧アクチュエータの起動にタイミング遅
れを来すようなことがなく、操作具の操作に素速く応答
できることになって、作業性の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】方向切換え弁へのパイロット供給油路を示す油
圧回路図である。

【図２】バルブ本体の平面図である。

【図３】バルブ本体の側面図である。

【図４】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】図２のＹ−Ｙ断面図である。

【図６】ポペットが先端側に移動した状態を示す一方向
絞り弁の断面図である。

【図７】ピストンが先端側に移動した状態を示す一方向
絞り弁の断面図である。

【図８】第二実施例を示す油圧回路図である。

【図９】第三実施例を示す油圧回路図である。

【図１０】従来例を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

２ 方向切換え弁 ５ 復帰スプリング ８ 第一の一方向絞り弁 ８ａ 絞り弁 ８ｂ チェック弁 ９ 第二の一方向絞り弁 ９ａ 絞り弁 ９ｂ チェック弁 Ｃ 第一パイロット油路 Ｃ₁ 第一パイロット分岐油路 Ｄ 第二パイロット油路 Ｄ₁ 第二パイロット分岐油路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一、第二パイロット油路に対する選択
   的な圧油供給で中立位置を挟んで設定される第一切換え
   位置と第二切換え位置の何れか一方に切換えられ、かつ
   中立位置に復帰するための復帰スプリングを備えた方向
   切換え弁を設けてなる油圧式作業機械において、前記第
   一、第二パイロット油路に、パイロット圧油の方向切換
   え弁側への供給を自由とし、方向切換え弁からの戻り油
   を絞る第一、第二の一方向絞り弁手段と、逆の第二、第
   一パイロット油路に圧油供給がなされたことに伴い第
   一、第二パイロット油路を開放して戻り油の流れを自由
   とするパイロット油路開放手段とを設けたことを特徴と
   する油圧式作業機械の油圧回路における衝撃吸収装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、戻り油の流れを自由
   とするパイロット油路開放手段は、一方向絞り弁手段に
   設けられるチェック弁の開放をするチェック弁開放手段
   であることを特徴とする油圧式作業機械の油圧回路にお
   ける衝撃吸収装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、戻り油の流れを自由
   とするパイロット油路開放手段は、一方向絞り弁手段に
   設けられる絞り弁を絞り状態から開放状態にする絞り弁
   開放手段であることを特徴とする油圧式作業機械の油圧
   回路における衝撃吸収装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、戻り油の流れを自由
   とするパイロット油路開放手段は、一方向絞り弁手段に
   対して並列回路で設けられ、逆側のパイロット圧油の供
   給を受けて弁路を開く制御弁であることを特徴とする油
   圧式作業機械の油圧回路における衝撃吸収装置。