JPS58217803A - 優先制御装置 - 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】 この発明は、たとえばパワーショベルの油圧回路におい
て、旋回モータとアームシリンダとを同時操作するとき
、旋回モータを優先的に作動させる優先制御装置に関す
る。

（従来の優先制御装置） 第１図に示した従来の装置は、一対の回路系統１．２を
有するとともに、これら各回路系統には、方向制御弁３
〜６．７〜１０を連設している。

そして上記回路系統のそれぞれに、ポンプ１１．１２を
接続している。

上記のようにした回路系統のうち、一方の回路系統ｌ側
の方向制御弁５が旋回モータ１３を制御し、方向制御弁
６がアームシリンダ１４を制御する関係にしている。

そして両回路系統のそれぞれの方向制御弁は、それらが
図示の中立位置にあるとき、その中立流路工５．１８を
開いてタンデムに接続される関係にしている。

このように各方向制御弁が中立位置に保持されている状
態において、ポンプ１１．１２からの油はりンク通路１
７．１８を経由してタンク１９にそのまま戻る。

そして一方の回路系統１側に、この発明が解決しようと
する旋回モータ１３の優先機構が組込まれているので、
この一方の回路系統についてのみ説明する。

上記一方の回路系統ｌにおいて、上流側の方向制御弁を
上中立位置から左右いずれかに切り換えると、その下流
側の方向制御弁の中立流路１５が閉ざされる。

上記のように中立流路１５が閉ざされると、上記下流側
の方向制御弁に対しては、ポンプ１１からの油がパラレ
ル通路２０から供給される。すなわち上流側の方向制御
弁が切り換わると、下流側の方向制御弁がパラレルに接
続されることになる。

そして旋回モータ１３を制御する方向制御弁５とアーム
シリンダ１４を制御する方向制御弁６との間に位置する
中立流路１５には、分岐通路２１を接続し、この分岐通
路２１を上記方向制御弁６に通じるパラレル通路２０に
連通させている。

なお符号２２は、上記分岐通路２１に設けたチェック弁
である。

さらに前記パラレル通路２０であって、そのパラレル通
路２０を方向制御弁５に連通させる流通路２３より下流
側に絞り２４を設けている。

しかしていまアームシリンダ１４のみを単独操作すると
きには、次のようになる。

すなわちアームシリンダ１４のみを単独操作するときに
は、最下流の方向制御弁６のみを左右いずれかに切り換
えるとともに、他の方向制御弁を図示の中立位置に保持
する。

上記のようにすれば、ポンプ１１からの油は、上流側の
方向制御弁を経由して前記分岐通路２１から上記最下流
の方向制御弁６に達する。

最下流の方向制御弁に到達した油は、そのままアームシ
リダ１４に流入し、当該アームシリンダ１４を作動させ
る。

次に旋回モータ１３を制御する方向制御弁５も同時に操
作すると、当該方向制御弁５には前記中立流路１５ある
いはパラレル通路２０からポンプ１１の油が流入し、当
該旋回モータ１３を作動させる。

またこのときアームシリンダ１４を制御する上記最下流
の方向制御弁６に対しては、パラレル通路２０からのみ
ポンプ１１の油が流入する。このようにパラレル通路２
０から方向制御弁６に流入する油は、前記絞り２４の作
用で絞り抵抗が付与される。

したがってたとえば当該アームシリンダ１４が伸長する
ときの負荷が低いときにも、上記絞り抵抗の作用で旋回
モータ１３に優先的に油が流れることになる。

上記のようにした従来の装置では、確かに旋回モータを
優先的に作動させうるが、ポンプ１１からの流量を効率
的に利用するということを考慮すると次のような欠点が
ある。

すなわち旋回モータ１３の起動時には、高い起動圧力が
必要であるが、流量はほとんど必要としない。

この旋回モータ１３の圧力と流量との関係を示したのが
第２図である。

この第２図において、曲線ａは旋回モータ１３の圧力特
性を示し、曲線すは流量特性を示している。

上記の図からも明らかなように、当該旋回モータの起動
時には、高い圧力を必要とするが、その流量はほとんど
必要としていない。また旋回モータが定常回転に達する
と、圧力が低くなるとともに、流量が増加する。

したがって当該旋回モータの起動時に、アームシリンダ
１４を同時に作動させると、ポンプ１１がらの油はパラ
レル通路２０に設けた絞り２４を経由してアームシリン
ダ１４に流入するが、その絞り２４があるためにかえっ
て圧力が上昇し、メインリリーフ弁２５が作動してドレ
ーンする。そのために流量損失が多くなってしまった。

（本発明の目的） この発明は、当該モータの起動時の特性を考慮し、その
モータの圧力を感知して他のアクチェータの流路に設け
た絞りを切り換える構成にした優先制御装置の提供を目
的にする。

（本発明の実施例） 第３図はこの発明の優先制御装置を用いた回路図で、前
記従来の場合と同様に２つの回路系統２６．２７を設け
、これら回路系統２６．２７のそれぞれに方向制御弁２
８〜３１．３２〜３５を連設するとともに、各回路系統
にポンプ３Ｂ、３７を接続している。

そして一方の回路系統２６側にこの発明の優先制御装置
を設けているので、上記一方の回路系統２６側について
のみ説明する。

上記一方の回路系統２６の上記方向制御弁のうち最下流
の方向制御弁３１がアームシリンダ３８を制御し、それ
より上流の方向制御弁３０が旋回モータ３８を制御する
関係にしている。

そして上記各方向制御弁は、それらが図示の中立位置に
保持されているとき、それらの中立流路４０を介してタ
ンデムに接続される。各方向制御弁が上記のようにタン
デムに接続されている状態においては、ポンプ３６から
の油は各方向制御弁を通過してタンク通路４１からタン
ク４２にそのまま戻る。

またいずれか上流側の方向制御弁を左右いずれかに切り
換えると、その切り換えられた方向制御弁より下流側に
ある方向制御弁は、パラレル通路４３を介してポンプ３
８に連通する。

上記した構成は従来と同様であり、ポンプからの油の流
通系統も従来と同様である。

そしてこの発明においては、上記パラレル通路４３に優
先制御弁Ｖを設けた点が従来と相違する。

上記優先制御弁Ｖは、パラレル通路４３の流通油に対し
て絞り抵抗を付与する絞り４４を設けた第１ポジシヨン
４５と、上記流通油になんらの抵抗を与えない第２ボジ
シゴン４６とを保持している。

そしてこの優先制御弁Ｖは、前記パラレル通路４３の圧
力をパイロット圧として導き、そのパイロット圧に応じ
て上記第１ポジシゴン４５から第２ポジシヨン４６に切
り換わる構成にしている。

このように優先制御弁Ｖは、パラレル通路４３のな 圧力をパイロット圧として動作するが、そのパイロット
圧を導くパイロット通路４７は次にようにしてなる。

すなわち前記旋回モータ３９を制御する方向制御弁３０
と当該パラレル通路４３とを連通させる流通路４８より
も下流側であって、当該優先制御弁Ｖよりも」二流側に
上記パイロット通路４７の一端を接続している。

上記のようにした優先制御弁の構成を具体的に示したの
が第５〜８図である。

この優先制御弁は、弁本体４８にスプール５０を内装し
ているが、このスプール５０を内装する弁孔５１の両端
にアジャスタ５２．５３をら合している。

そして一方のアジャスタ５２とスプール５０との間には
スプリング５４を介在させ、そのスプリング５４の作用
で通常はその突部５５を上記他方のアジャスタ５３に接
しさせ、当該スプールとの間にパイロット圧室５６を形
成する関係にしている。

上記のように突部５５が他方のアジャスタ５３に接して
いる状態において、当該スプールの環状四部５７が前記
パラレル通路４３に接続した上流側のボートＡに連通ず
るとともに、スプールに形成の絞り４４が、同じくパラ
レル通路４３に接続した下流側のボートＢと連通ずる関
係にしている。

そして上記絞り４４は、上記環状四部５７に隣接して形
成するとともに、複数の溝を放射状にしてなる。しかも
上記溝は、環状凹部５７に向って徐々に深く、かつその
溝幅を広くしている。

したがってこの絞り４４は、上記スプリング５４に抗し
て移動すればするほど、その実質的な開口面積が大きく
なる。

なお図中符号５８は前記中立流路４０に設けたチェック
弁で、アームシリンダ３８からの油の逆流を防止するた
めのものである。ただし第６図に示す中立流路４０は前
記ボートＢと合流する関係にしている。

また符号５８はドレン通路で、前記スプリング５４を内
装したスプリング室６０を前記タンク通路４１に連通さ
せるためのものである。

しかしていま、方向制御弁３１．３２を操作して、旋回
モータ３９とアームシリンダ３８とを同時に作動させる
と、その旋回モータの圧力が、ボー）Ａか０ ら環状四部５７を経由して小孔６１からパイロ・ント圧
室５６に流入し、当該スプール５０の突部５５側の端面
に作用する。

上記のようにスプール端面にパイロット圧が作用すると
、当該スプールは前記スプリング５４に抗して移動する
。スプールがスプリングに抗して移動すれば、前記絞り
４４の実質的な開口面積が大きくなるので、その絞り抵
抗が少なくなる。したがってパラレル通路４３からの油
は、アームシリンダ３８に十分流れる。

そして上記したスプール５０が開くときの圧力はアジャ
スタ５２で調整し、上記絞り４４の開度はアジャスタ５
３で調整する。

すなわちアジャスタ５２を回転させてスプリング５４の
撓み量を調整すれば、当該スプールが開くときの圧力を
調整できる。

またアジャスタ５３を回転させてスプール５０設定位置
を調整しておけば、当該絞り４４とポートＢとの初期の
ラップ量すなわち絞り４４の開度を設定できる。このよ
うに絞りの初期の開度を調整してお１ けば、この絞りを通過する流量を調整できること明らか
である。

したがって旋回モータ３９とアームシリンダ３８とを同
時に操作した場合、旋回モータの圧力すなわちパイロッ
ト圧がアジャスタ５２で調整した圧力より低いときには
、当該スプールか移動しない。

上記のように旋回モータの圧力が低いということは、前
記第２図からも明らかなように、当該旋回モータが定常
回転に達しているときである。

このように旋回モータが定常回転しているときに、スプ
ール５０が移動しないので、絞り４４の開度はアジャス
タ５３で設定した開度を維持し、アームシリンダ３８に
流入する油に対して、上記開度に応じた絞り抵抗を付与
する。アームシリンダ３８に達する油に対して絞り抵抗
を付与するので、アームシリンダ３日の負荷圧がたとえ
低くても、ポンプ３Ｇからパラレル通路４３に流入した
油は、旋回モータ３９に優先的に流れることになる。

また流量をさほど必要としない旋回モータの起動時には
、その負荷圧が高くなるので、スプール２ ５０はスプリング５４に抗して移動し、絞り４４の開口
面積を実質的に大きくする。絞りの開口面積が大きくな
れば、パラレル通路４３に流入したポンプからの油は、
アームシリンダに十分流れることになり、その流量を有
効に利用できる。

そして旋回モータの圧力すなわちパイロット圧と、アー
ムシリンダへの流量との関係を示したのが第９図である
。

上記第９図において、曲線ｄはこの発明の特性を示し、
曲線ｅは固定絞りを用いた従来の特性を示している。

しかして上記曲線ｄは、パイロット圧がある一定の高さ
になると、アームシリンダへの流量が増加し、パイロッ
ト圧が低くなるとアームシリンダへの流量が少なくなる
ことを示している。

そして上記曲線ｄのｄ１〜ｄ３までの範囲文をアジャス
タ５２で調整し、アームシリンダへの初期流量ｄ１をア
ジャスタ５３で調整する。つまりアジャスタ５２でスプ
リング５４の撓み量を多くすれば、上記文は長くなるし
、反対にその撓み量を少３ なくすれば、上記文は短くなる。この文の長短は、当該
旋回モータの起動時の圧力をもとにして、どのようにも
調整できる。

また当然のこととして、アジャスタ５３を調整すれば上
記初期流量を自由に調整できる。

これに対して、曲線ｅで示した従来の場合には、当該固
定絞り２４の特性に限定されてしまう。

第８図に示した第２実施例は、いわゆるバランスタイプ
のもので、バランス弁６２を介して前記スプリング室６
０をタンク６３に連通させている。

そして上記バランス弁６２は、ポートＡからの圧力に応
じて開弁する構成にしている。

しかしてポートＡの圧力すなわち前記パイロット圧が設
定圧以上になると、上記バランス弁８２が開弁じ、その
開度に応じてスプリング室６０の油をタンク８３に戻す
。スプリング室の油がタンクに戻れば、その戻り量に応
じて前記スプールが移動し、前記第１実施例と同様に作
用する。

なお上記バランス弁８２の設定圧は、アジャスタ４ ６４で調整する構成にしている。

（本発明の構成） この発明は、複数の方向制御弁を連設し、これら各方向
制御弁には、所要のアクチェータを接続するとともに、
それらアクチェータのうち下流側のアクチェータに対し
て上流側のアクチェータに優先的にポンプからの油を供
給する構成にした優先制御装置において、上記上流側の
７クチエータと下流側のアクチェータとの通路過程に優
先制御弁を設け、この優先制御弁には、上流側の７クチ
エータの負荷圧が犬Ｓくなるにしたがって大きく移動す
るスプールを内装するとともに、当該スプールが大きく
移動すればするほど開口面積を大きくする絞りを上記ス
プールに形成してなり、その絞りの開口面積に応じて前
記下流側のアクチェータへの供給流量を調整する関係に
したものである。

上記の構成の下において、上流側のアクチェータの起動
時すなわち当該アクチェータの圧力は高いが、さほどの
流量を必要としないときには、そ５ の上流側のアクチェータの圧力を保持するが、必要とし
ない流量を下流側のアクチェータに供給させられる。

また下流側のアクチェータの負荷圧が低く、しかも上流
側のアクチェータが定常運転にあってその圧力が低いと
きには、上記上流側のアクチェータに優先的に油が流れ
ることになる。

（本発明の効果） この発明によれば、上記したように当該上流側のアクチ
ェータが定常運転にあるとき、常にその上流側の７クチ
エータに油が優先的に流れるとともに、その上流側のア
クチェータの起動時には、必要以上の油を下流側のアク
チェータに供給しうるので、たとえばパワーショベルの
油圧回路においてはポンプからの油を有効的に使用でき
る。

すなわち当該パワーショベルにおいては、上流側に旋回
モータを設け、下流側にアームシリンダを設けるが、そ
の旋回モータの起動時には十分な流量をアームシリンダ
に供給できる。しかも当該旋回モータの定常回転じには
、アームシリンダに６ 優先してポンプからの油を旋回モータに供給しうる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は従来のパワーショベルの回路図、第２図は
旋回モータの起動時の圧力特性と流量特性とを示した図
、第３〜８図はこの発明の実施例を示すもので、第３図
は回路図、第４図は要部を拡大した回路図、第５〜７図
は優先制御弁の第１実施例を示すもので、第５図は第７
図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は同じ＜　Ｖｌ−ＶＩ線断
面図、第７図は第６図の■−■線断面図、第８図は優先
制御弁の第２実施例の断面図、第９図はパイロット圧と
アームシリンダへの流量との関係を示した図である。 ２８〜３１−・・方向制御弁、３６・拳・ポンプ、３８
Φ・・下流側のアクチェータたるアームシリンダ、３８
・−・上流側のアクチェータたる旋回モータ、Ｖ−−−
優先制御弁、Ａ、Ｂ−−−ボート、４４・会・絞す、５
０・・・スプール。 代理人弁理士　嶋　宣之 ７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の方向制御弁を連設し、これら各方向制御弁には、
   所要のアクチェータを接続するとともに、それらアクチ
   ェータのうち下流側のアクチェータに対して上流側のア
   クチェータに優先的にポンプからの油を供給する構成に
   した優先制御装置において、上記上流側のアクチェータ
   と下流側のアクチェータとの通路過程に優先制御弁を設
   け、この優先制御弁には、上流側の７クチエータの負荷
   圧が大きくなるにしたがって大きく移動するスプールを
   内装するとともに、当該スプールが大きく移動すればす
   るほど開口面積を大きくする絞りを上記スプールに形成
   してなり、その絞りの開口面積に応じて前記下流側のア
   クチェータへの供給流量を調整する関係にした優先制御
   装置。