JPH0942206A - パイロット制御弁の操作回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用部品のみを使用して停止時、逆操作時及
び起動時において衝撃を緩和したパイロット油圧回路を
提供することを課題としている。 【解決手段】 パイロット制御弁の左右のパイロットポ
ートと操作弁の左右のパイロットポートを流量制御弁を
介装した主管路で接続したパイロット制御弁の操作回路
において、流量制御弁の前段および後段から分岐した管
路を夫々設け、前段の分岐管路の開放端間に方向切換弁
を接続し、かつ、パイロット制御弁のスプールが一方向
に移動して中立点を通過する際に開口が閉じる第１開閉
弁と反対方向に移動して中立点を通過する際に開口が閉
じる第２開閉弁を前記パイロット制御弁に連動させて設
け、該スプールが移動して中立点を通過する際に方向切
換弁の導通している入出力ポートの油路が遮断されるよ
うに該方向切換弁の出力ポートと該開閉弁の入力ポート
を接続した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧によるパイ
ロット制御弁の操作回路、更に詳細には動作特性を改良
した操作回路に関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】大きな力を必要とする建設機械、工作機
械、乗物やロボットなどの遠隔操作や自動運転操作には
油圧を利用したパイロット操作回路が利用されている。
この様な油圧パイロット操作回路の操作特性、特に動特
性を改良する発明、考案が近年行われている。例えば、
実用新案公告公報第平６−３３２０３号には危急逆操作
時の特性を改良した回路が開示されている。この回路を
図６を用いて説明する。図６に示すように、パイロット
バルブ６（本願の操作弁に相当）のパイロットポート
は、流量制御弁３ａ、３ｂを介して、パイロットコント
ロールバルブ１（本願のパイロット制御弁に相当）のパ
イロットポート２ａ、２ｂにそれぞれ管路４、５により
接続されている。また、逆操作切換弁７のパイロットポ
ート８ａ、８ｂは管路４、５の前段管路４ａ、５ａから
分岐した分岐管路９ａ、９ｂによって管路４、５に接続
されている。さらに、逆操作切換弁７の入力ポートは、
管路４、５の後段管路４ｂ，５ｂから分岐した分岐管路
１０ａ、１０ｂにより管路４、５に接続されている。逆
操作切換弁７の出力ポートは油タンク１１に接続されて
いる。

【０００３】従って、上記回路において、アクチュエー
ター３０の起動時はパイロットバルブ６からのパイロッ
ト圧油が管路５ａ→制御弁３ｂ→管路５ｂ（又は管路４
ａ→制御弁３ａ→管路４ｂ）を介してパイロットコント
ロールバルブ１のパイロットポート２ｂ（又は２ａ）に
供給される。このとき、管路４ｂに残っている圧油は管
路１０ａ、逆操作切換弁７を介して油タンク１１に帰還
される。従って、パイロット制御弁１のスプールは急激
に動き、アクチュエータ３０に急激に圧油が流入する。
又、アクチュエータの危急操作時には、パイロットバル
ブ６から圧油が逆方向のパイロットコントロールバルブ
１のパイロットポート２ａ（又は２ｂ）に供給される。
一方管路５ｂに残っていた圧油は管路１０ｂ（又は１０
ａ）、逆操作切換弁７を介して油タンク１１に帰還され
る。従って、パイロット制御弁１のスプールは急激に逆
方向に動き、アクチュエータ３０の逆のポートに圧油が
急激に流入する。次に、油圧アクチュエータの停止時に
は、パイロットバルブ６からのパイロット圧油は管路４
ａ、９ａ及び５ａ、９ｂの何れにも供給されず、分岐管
路１０ａ、１０ｂは遮断される。パイロットコントロー
ルバルブ１のパイロットポート２ａ、２ｂからのパイロ
ット圧油は流量制御弁３ａ、３ｂを介して徐々にパイロ
ットバルブ６に供給され、油タンクに帰還される。

【０００４】さらに、実用新案公開公報平６−１８０２
号には起動時の操作特性を改良した操作回路が開示され
ている。図８を用いて、この回路を説明する。但し、同
じ部分は同一の参照番号を付して説明を省略する。図６
との比較から分かるように、この回路は前述の回路の流
量制御弁３ａ、３ｂの代わりに、絞り付切替弁１２ａ、
１２ｂを使用したものである。図８は絞り付切替弁１２
ｂ（１２ａと同じ）の構造を示した断面図である。同図
において、管路５ａ側の圧力は通路１４から油圧室１
５、通路１６を通り管路５ｂ側に伝達される。起動時の
バネの付勢力は弱いのでこれを無視し、管路５ｂ側（パ
イロットコントロールバルブ側）の圧力Ｐｃが条件 Ｐ
ｃ×Ａｃ≧Ｐｐ×Ａｐ を満たす場合はスプール１３は
管路５ａ側（パイロットバルブ側）へ移動し、上記の通
路は遮断される。なお、Ｐｐは５ａ側圧力、Ａｃ、Ａｐ
は５ｂ、５ａ側の受圧面積である。

【０００５】上記構成によると、起動時において上記関
係が満たされるまでは通路１４、油圧室１５、通路１６
は導通し、上記関係が満たされると、通路１４は遮断さ
れ、管路５ａ側の圧油は絞り１７からのみ管路５ｂ側に
供給される。従って、管路５ｂの油圧の急上昇による衝
撃が緩和される。また、危急逆操作をおこなうと、他方
の絞り付切替弁１２ａの管路４ａ側（パイロットバルブ
側）にパイロット圧油が供給され、パイロットコントロ
ールバルブ１のパイロットポート２ａにパイロット油圧
が供給され、同時にパイロットコントロールバルブ１の
パイロットポート２ｂに供給されていた圧油は分岐管１
０ｂを介してタンク１１に帰還される。従って、パイロ
ットコントロールバルブ１のパイロットポート２ａの油
圧の上昇と２ｂの油圧の減少が同時に発生するので、運
転者の逆操作に遅れることなくパイロットコントロール
バルブ１が動作開始する。しかし、管路４ｂの油圧が上
昇すると絞り付き切換弁１２ａの油路１４→１５→１６
は閉じ、絞り１７のみから圧油が供給されるため、パイ
ロットコントロール１の動きは減速される。また、パイ
ロットコントロールバルブ１の停止時にはパイロットポ
ート２ａ、２ｂからの圧油流れは絞り弁付切替弁１２
ａ、１２ｂによって制限されて、パイロットバルブ６に
供給されるので停止時の衝撃を緩和する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前者の回路では、アク
チュエーターの起動時においてパイロットコントロール
バルブ１に油圧が供給されるが、パイロットバルブ６か
らの油圧がそのままパイロットコントロールバルブに供
給されるので、油圧アクチュエータの起動時に運転者に
衝撃を与え操作感覚上問題がある。また、後者の回路で
はこの様な問題はないが、絞り付切替弁を使用してい
る。従って、特別にこの様な弁を製作する必要があり、
製作コストが高くつくという問題がある。この発明は、
上述のような背景の下になされたもので、汎用部品のみ
を使用して停止時、逆操作時及び起動時において衝撃を
緩和したパイロット油圧回路を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の装置は、アクチュエータを制御する
パイロット制御弁の左右のパイロットポートとパイロッ
ト圧油を選択的に給排油する操作弁の左右のパイロット
ポートを、管路の途中に絞り弁付きチェック弁等の流量
制御弁を介装した主管路で各々接続したパイロット制御
弁の操作回路において、主管路の流量制御弁の前段およ
び後段から分岐した第１分岐管路及び第２分岐管路を夫
々設け、第１分岐管路の開放端間に方向切換弁のパイロ
ットポートを接続し、主管路の一方にパイロット圧油を
供給したときに他方の主管路が方向切換弁の出力ポート
と導通するように第２分岐管路の開放端を方向切換弁の
入力ポートに接続し、かつ、パイロット制御弁のスプー
ルが一方向に移動して中立点を通過する際に開口が閉じ
る第１開閉弁と反対方向に移動して中立点を通過する際
に開口が閉じる第２開閉弁をパイロット制御弁に連動さ
せて設け、第１及び第２の開閉弁の出力ポートを油タン
クに接続すると共に、前記スプールが移動して中立点を
通過する際に方向切換弁の導通している入出力ポートの
油路が遮断されるように方向切換弁の出力ポートと開閉
弁の入力ポートを接続したことを特徴としている。

【０００８】この発明は従来の操作回路に、汎用品であ
る開閉弁を補助としてパイロット制御弁のスプールに連
動させて設け、また、切替弁を設けて、一方の給油管路
にパイロット圧油を供給した場合に反対側の給油管路の
圧油が起動時、逆操作時の初期段階で油タンクに帰還
し、ついでその帰還管路が遮断するように、配管の接続
を行っている。従って、起動、逆操作に対して速やかに
応答するが、衝撃は生じない。また、停止時には、両方
の帰還管路を遮断しているので、衝撃は生じない。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は請求項１の発明の実施形態
を示す回路の一例である。以下、図面を参照してこの発
明の実施形態について説明する。図１において、パイロ
ット制御弁１は、例えば、４ポート３位置方向切換弁で
あり、ポートＡ、Ｂは各々アクチュエータのポートに接
続されている（図６参照）。パイロット制御弁１のパイ
ロットポート２ａ、２ｂは各々絞り付きチェック弁３
ａ、３ｂを介して主管路４、５によって操作弁６に接続
されている。なお、絞り付きチェック弁３ａ、３ｂはア
クチュエータの動きを安定させるため、メータアウト回
路方式で接続している。また、主管路４、５の絞り付き
チェック弁３ａ、３ｂの前段の管路４ａ、５ａから第１
分岐管路９ａ、９ｂが分岐しており、この第１分岐管路
９ａ、９ｂの開放端には方向切換弁７のパイロットポー
トが接続されている。方向切換弁７として、例えば、４
ポート３位置方向切換弁を使用し、一方のパイロットポ
ート（例えば８ｂ）にパイロット圧が供給されると他方
の入出力ポート（右側入出力ポート）が導通する逆操作
切換弁を使用してもよい。また、主管路４、５の絞り付
きチェック弁３ａ、３ｂの後段の管路４ｂ、５ｂから第
２分岐管路１０ａ、１０ｂが分岐しており、第２分岐管
路１０ａ、１０ｂの他端は切換弁７の同一側入力ポート
に接続されている。

【００１０】パイロット制御弁１のスプール２１（図３
参照）に第１開閉弁２２と第２開閉弁２３の各スプール
が連動するように連結されている。開閉弁２２と２３
は、例えば、２ポート３位置切換弁を使用し、反対向き
に連結されている。即ち、一方の開閉弁（例えば開閉弁
２２）が遮断されているときは他方の開閉弁（例えば開
閉弁２３）は導通状態にある。更に、この開閉弁２２、
２３は中立の位置では何れも導通状態にある。開閉弁２
２、２３の入力ポートは各々切換弁７の出力ポートに帰
還管路２４ａ、２４ｂによって接続されている。この接
続は、方向切換弁７とパイロット制御弁１の同一側のパ
イロットポートに同時にパイロット圧を供給したとき
に、方向切換弁７の導通状態にある出力ポートと開閉弁
２２、２３の中で入出力ポートが遮断状態にある開閉弁
の入力ポートとを各々接続する。即ち、図１に示すよう
な場合には、同じ側同士を接続する。また、開閉弁２
２、２３の出力ポートは油タンク１１に接続されてい
る。

【００１１】図２は、パイロット制御弁の入出力ポート
と第１開閉弁２２、第２開閉弁２３の入出力ポートの導
通・遮断関係を示した図である。パイロット制御弁１の
パイロットポート２ｂにパイロット圧油を供給した場合
にパイロット制御弁１のポートＰとＡが導通し、ポート
ＢとＴが導通する。この場合、だい１開閉弁２２は導通
状態にあり、第２開閉弁２３は遮断状態にある。また、
パイロット制御弁１のパイロットポート２ａにパイロッ
ト圧油を供給した場合にパイロット制御弁１のポートＰ
とＢが導通し、ポートＡとＴが導通する。この場合、第
１開閉弁２２は遮断状態にあり、第２開閉弁２３は導通
状態にある。さらに、パイロット制御弁１が中立状態
（各ポートが遮断状態）にある場合、第１開閉弁２２、
第２開閉弁は共に２３は導通状態にある。なお、図２で
はパイロット制御弁１が遮断状態から導通状態に変わる
直前で第１開閉弁、第２開閉弁を各々遮断するようにし
ているが、その変化位置はこれに限るものではなく、も
う少し早めてもよいし、また、遅らせて一致させてもよ
い。

【００１２】本実施形態は以上のように構成されてお
り、起動時、停止時および危急逆操作時において以下の
ように動作する。即ち、起動時において、例えば、パイ
ロット弁６のレバーＨを左側（図の矢印方向）に倒した
ときにパイロット圧油が管路５ａに供給される場合を考
える。この場合、パイロット圧油は流量制御弁３ｂのチ
ェック弁を通って、管路５ｂを流れ、パイロットポート
２ｂに供給される。一方、管路５ａから分岐した第１分
岐管路９ｂを通って方向切換弁７のパイロットポート８
ｂにもパイロット圧油が供給され、管路１０ａと管路２
４ａが導通する。従って、管路４ｂにある圧油は管路４
ｂ→管路１０ａ→管路２４ａを通って第２開閉弁２３の
入力ポートに流れる。第２開閉弁２３は図２に示すよう
に、最初は導通状態にあるが、パイロット制御弁１のス
プール２１が少し移動すると、遮断されてしまう。従っ
て、起動時の初期段階ではパイロット制御弁１のパイロ
ットポート２ｂにパイロット圧油が流れ始め、パイロッ
トポート２ａ側の管路の圧油は開閉弁２３を通って、油
タンク１１に帰還されるため、パイロット制御弁１のス
プールは急速に動き始める。

【００１３】しかし、該スプール２１が起動方向に移動
すると、開閉弁２３の入出力ポートの油路が遮断される
ため、管路４ｂ→管路１０ａ→管路２４ａ→開閉弁２３
→油タンク１１の圧油流れは遮断され、管路４ｂの圧油
は流量制御弁３ａの絞り弁を通ってパイロット弁６を通
って油タンク１１に帰還される。従って、パイロット制
御弁１のスプール２１の移動速度は減速される。その結
果、起動時においては、アクチュエータはパイロット弁
６のレバーＨの動きに速やかに応答開始するが、動き始
めるとその速度が減少されるのでアクチュエータに流入
する油流量は減少し、操作者に衝撃を与えることはな
い。

【００１４】次に、危急操作時においては、操作者は危
急な状態を回避するため、パイロット弁６のレバーＨを
反対方向に瞬時に切り換える。例えば、図の矢印方向と
逆方向に瞬時にレバーＨを切り換えた場合について説明
する。レバーＨを右側に倒すと、管路４ａにパイロット
圧油が供給され、その圧油は流量制御弁３ａのチェック
弁及び管路４ｂを通って、パイロット制御弁１のパイロ
ットポート２ａに供給される。同時にパイロット圧油は
方向切換弁７のポート８ａにも供給される。従って、そ
れまで管路５ｂに供給されていた圧油は第１分岐管路１
０ｂ、方向切換弁７、開閉弁２２を通って、油タンク１
１に帰還される。その結果、パイロット制御弁１のスプ
ール２１は速やかに逆方向に移動開始をし、入出力ポー
トの接続を遮断した後、逆方向の接続に切り替わる。入
出力ポートの接続が逆方向の接続に切り替わるときに第
１開閉弁２２の入出力ポートの通路は遮断され、管路５
ｂの圧油は流量制御弁３ｂ、パイロット弁６のみを通過
して油タンク１１に帰還される。従って、アクチュエー
タは、レバーＨを逆方向に切り換えると速やかに停止
し、更に逆方向に動き始めるが、逆方向速度は減速され
ている。

【００１５】最後に停止する場合について説明する。レ
バーＨを矢印の方向に倒した状態から中立の状態に戻す
場合について説明する。なお、逆の場合は動作は同様で
あるので説明は省略する。この場合、管路４ａ、５ａへ
のパイロット圧油の供給は中断され、方向切換弁７の入
出力ポートの通路は何れも遮断される。従って、管路５
ｂの圧油は流量制御弁３ｂにより制限されて、管路５ａ
及びパイロット操作弁６を通過して油タンク（図示省
略）にゆっくりと帰還される。従って、停止時において
も衝撃は緩和されている。

【００１６】以上説明したように、この装置において
は、停止時、逆操作時のみならず、起動時にも衝撃が緩
和されると共に、汎用の部品のみで構成しており、しか
も従来の装置に一部部品を追加して、一部の配管を変更
するのみで構成できるので、従来の操作回路に比べてコ
ストを軽減することができるという効果が得られる。

【００１７】以上、この発明の実施形態及び実施例を図
面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態
及び実施例に限られるがものではなく、この発明の要旨
を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に
含まれる。例えば、開閉弁の連結方法として図４に示す
ように連結し、パイロットポートを開閉弁の各端に設け
てもよい。更に方向切換弁は逆操作切換弁に限られるも
のではなく、順操作切換弁を設けて管路の接続を逆にし
てもよい。また、他の方式の方向切換弁を用いてもよ
い。更に方向切換弁７は４ポートに限られるものではな
く、図５に示す３ポート切換弁を使用し、三つ又管を使
用して分岐してもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、汎用部品のみで回路を構成できるのでコストが
従来品より安価になると云う効果がある。また、図３の
様な構成にすれば、既に使用されてい回路を配管の接続
変更のみで使用できるので、本願発明を容易に実施でき
るという効果がある。さらに、従来と異なる構成を提供
できるため、技術の豊富化に役立つという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明の実施態様を示す機能構成図を示
す。

【図２】 本実施態様のパイロット制御弁と開閉弁の関
係を説明する図である。

【図３】 開閉弁の連結の態様を示した図である。

【図４】 開閉弁の連結の態様を示した図である。

【図５】 ３ポート切換弁を使用する場合の接続を示し
た図である。

【図６】 従来の操作回路の構成を示した図である。

【図７】 従来の別の操作回路の構成を示した図であ
る。

【図８】 図７の絞り付き切換弁の詳細断面図を示した
図である。

【符号の説明】

１ パイロット制御弁 ２ａ、２ｂ パイロットポート ４、５ 主管路 ６ 操作弁 ７ 方向切換弁 ８ａ、８ｂ パイロットポート ９ａ、９ｂ 第１分岐管路 １０ａ、１０ｂ 第２分岐管路 １１ 油タンク ２２、２３ 開閉弁 ２４ａ、２４ｂ 帰還管路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータを制御するパイロット制
   御弁の左右のパイロットポートとパイロット圧油を選択
   的に給排油する操作弁の左右のパイロットポートを、管
   路の途中に絞り弁付きチェック弁等の流量制御弁を介装
   した主管路で各々接続したパイロット制御弁の操作回路
   において、前記主管路の流量制御弁の前段および後段か
   ら分岐した第１分岐管路及び第２分岐管路を夫々設け、
   前記第１分岐管路の開放端間に方向切換弁のパイロット
   ポートを接続し、前記主管路の一方にパイロット圧油を
   供給したときに他方の主管路が該方向切換弁の出力ポー
   トと導通するように前記第２分岐管路の開放端を該方向
   切換弁の入力ポートに接続し、かつ、パイロット制御弁
   のスプールが一方向に移動して中立点を通過する際に開
   口が閉じる第１開閉弁と反対方向に移動して中立点を通
   過する際に開口が閉じる第２開閉弁を前記パイロット制
   御弁に連動させて設け、前記第１及び第２の開閉弁の出
   力ポートを油タンクに接続すると共に、前記スプールが
   移動して中立点を通過する際に前記方向切換弁の導通し
   ている入出力ポートの油路が遮断されるように該方向切
   換弁の出力ポートと該開閉弁の入力ポートを接続したこ
   とを特徴とする操作回路。