JPS59208205A - フラツシング弁 - 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】 本発明は油圧回路に用いらハるフラッシング弁に係り、
特に油圧ポンプと片ロンドシリンダとが閉回路結合する
ことによって構成される油圧回路に好適な７ラツシング
弁に関する。

第１図は従来のブラッシング弁を用いん油圧回路図であ
る。図で、１は可変容量油圧ポンプ、２は油圧ポンプ１
で駆動される片ロンドシリンダである。油圧ポンプ１と
片ロッドシＩ２ンダ２のロンド側とは主管路Ａで、又、
油圧ポンプ１と片ロンドシリンダ２のヘッド側とは主管
路Ｂで接続さｎている。３は両生管路Ａ、Ｂ間に接続さ
れたクロスオー　バー　ＩＪ　ＩＪ−フ弁、４はフラッ
シング弁、５はフラッシング弁４の出力ポートに接続で
れたリリーフ弁、６．７はチェック弁、８はタンクであ
る。リリーフ弁５とタンク８とは低圧管路Ｃで接続さｔ
ている。

フラッシング弁４は、ボディ４ａ、受圧面積の’４　Ｌ
　イ受圧部４ｂ□、４ｂ２を有するスプール４ｂ。

両側からスプール４ｂを押圧するばね４　ｃ　ｒ　４　
ｄ　−。

ばね座４ｅ１４ｆ、スグール４ｂの両端が臨む圧力室４
ｇ、４ｈ、スプール４ｂが貫通している出口室４１．主
管路Ａと接続さｆ１４人カポ−ｚｊ。

主管路Ｂと接続さｎ７＋入カポ−）　４に、出口室４ｉ
と連通ずるとともにリリーフ弁５に接続された出力ボー
ト４１で構成されている。

このよう々フラッシング弁４において、主管路Ａ、Ｂの
圧油は入力ボート４ｊ、４に６経てそれぞｎ圧力室４ｇ
、４ｈＫ導かｎる。主管路Ａと主管路Ｂとの差圧が小さ
ｂ場合は、フラッシング弁４のスプール４ｂは図示のよ
うに中立位置にあシ、入力ボート４ｊ、４にとも出力ボ
ート４１と遮断状態ど］、主管路Ａ、Ｂとも低圧管路Ｃ
から遮圧力室４ｇ、４ｈ間に差圧が生じ、スプール４ｂ
が移動して高圧側の主管路を閉塞し、低圧側の主管路を
出力ボート４１に接続する。そして、低圧側の主管路に
油が余）、その圧力がリリーフ弁５の設定圧力以上ＶＣ
ｆｘるとｊｌ　ＩＪ−フ弁５炉開き、低圧側の主管路で
余った油は、フラッシング弁、４、リリーフ弁５、低圧
管路Ｃｋ通ってタンクに戻される。低圧側の主管路で油
が不足すると、タンク８からチェック弁６又はチェック
弁７を経て油が補給される。

ところで、片ロンドシリンダ２により駆動テハル負荷の
状態によシ、この片ロツドシリンダ２に力Ｆが矢印、即
ち片ロンドシリンダ２を縮める方向に加わっているもの
とする。この場合、主管路Ｂの圧力は主管路Ａの圧力よ
り高圧となるので、フラッシング弁４のスプール４ｂは
左方へ移動し、主管路Ａと出力ボート４１が週通し、主
管路Ｂと出力ボート４１とは遮断される。ここで、主管
路Ａの圧力’ｅＰａ、主管路Ｂの圧力”ｅＰｂ、片ロン
ドシリンダ２のロンド側の受圧面積をＡ、　、ヘッド側
の受圧面積’ｔＡｂとすると、 となる。

このように、片ロンドシリンダ２が力ＦＫより縮む方向
に押されて静止している状態から、操作者が片ロンドシ
リンダ２を縮める方向に駆動すると、主管路Ｂの油は瞬
間的に油圧ポンプｌに吸込まｎて主管路Ａに流込み、主
管路Ｂの圧力が低下し、それにし大かつて片ロツド７リ
ンｉ督縮む方向に駆動される。このとす１．主管路Ｂか
ら主管路ＡＫ流ｎ込んだ油は、その一部が片ロンドシリ
ンダ２を駆動する油として用いらｎ１残シの油はフラッ
シング弁４、リリーフ弁５、低圧管路Ｃを経てタンク８
に放出さｎる。ところが、′リリーフ弁５を経て瞬間的
に大量の油が放出でれる場合、圧力損失が生じてフラッ
シング弁４の圧力室４ｇの圧力が圧力室４ｈの圧力よ多
瞬間的に太きくなる。

このような事態は図示の油圧回路の使用中しばしば生じ
る。圧力室４ｇの圧力が圧力室４ｈの圧力よシ太さく々
ると、スプール４ｂは右側に移動し、主管路Ｂと出力ボ
ート４１が連通するので、主管路Ｂの油はフラッシング
弁４、リリーフ弁５、低圧管路Ｃを通って急激にタンク
８に放出される。

このため、片ロンドシリンダ２は急速に縮む方向に駆動
さｎる。片ロンドシリンダ２が急速に縮むと主管路Ｂの
圧力は上昇し、フラッシング弁４の圧力室４ｈの圧力も
大きく愈り圧力室４ｇの圧力を超えるので、スプール４
ｂは左側に移動して主管路Ｂと出カポ−）４ｊｌ！’（
ｒ遮断し、主管路Ａと出力ボート４１を導通する。主管
路Ｂの遮断′により、片ロンドシリンダ２の縮む速１度
は急激に遅くなるＱこのような動作は周囲の榮件によっ
ては何回も繰返えされることになる。

このような動作の発生は、例えば第２図に示−［ような
油圧ショベルにおいて、特にブームシ１ノンダおよびブ
ーム系油圧回路にしばしばみらｎる。

第２図で、１０はブーム、１１はアーム、１２はバケソ
）、１３はパケットリンク、１４．ａはブームシリンダ
グ、１４ｂはアームシリンダ、１４ｃはノくケラトシリ
ンダである。この油圧ショベルにおいて、ブームシリン
ダ１４ａとして　’ｉ、７１図に示す片ロンドシリンダ
が用いらＦると、ブームシ１ｊンダ１４ａには、ブーム
１０、アーム１１、ノくケラト１２、パケットリンク１
３、アームシリンダ１４ｂ１ノくケラトシリンダ１４Ｃ
の合計重量に応じｌζ力がブームシリンダ１４ａを縮ま
せる方向に加えらｒる。この力が第１図矢印で示す力Ｆ
Ｋ相当する。力・くして、この力はブームシリンダ１４
ａのヘント°側に接続式れ大主管路の圧力をロンド側に
接続さｎｆｃ主管路の圧力より高圧とする。この結果、
油圧ショベルのオペレータがブームシリンダ１４ａｋ縮
める操作をすると、前述した動作が発生することＫなる
。

そして、この動作はブームシリンダ１４ａ’ｅ滑らかに
駆動せしめることを困難にし、シ穴がって、その速度の
制御も自由にならず、周囲の状況によっては危険が発生
するおそｎもある。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、片ロンド
シリンダを滑らかに駆動させることができ、ひいてはそ
の速度の制御を支障なく行なうことかでさる７ラソシン
グ弁を提供するにある。

この目的を達ｂＸ、ｊるなめ、本発明は、片ロンドシリ
ンダのヘッド側に接続は！する主管路の圧力を受ける第
２受圧部の受圧面積を、片ロンドシリンダのロンド倶に
接続される主管路の圧力を受ける第１受圧部の受圧面積
よシ太きく設定し、片ロンドシリンダのロンド側がヘッ
ド側よシある程度高圧となっても、第２受圧部の力が第
１受圧部の力より犬さくなるようにしｋことを特徴とす
る〇以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する０ 第３図は本発明の第１の実施例に係るフラッシング弁を
用Ｉ／また油圧回路図である。図で、第１図に示す部分
と同一部分には同一符号が付しである。

１５はフラッシング弁であり、ボディ１５ａ１スプール
１５ｂｓ　ばね１５ｃ、１５ｄ、ばね座１５ｅ、１５ｆ
１圧力室１５ｇ、１５ｈ、出口室１５ｆ、入口ボート］
、　５ｊ。

１５に２出ロボー）１５１で構成されている。１５ｍは
圧力室１５ｇＫ臨むスプール］、　５　ｂの第１受圧部
であり、受圧面積Ａｍを有する。１５ｎは圧力室１５ｈ
Ｋ臨むスプール１５ｂの第２受圧部であり、受圧面積Ａ
ｎを有する。受圧面積Ａｎは受圧面積Ａ４１１よシ太き
く設定されている。各受圧面積Ａｍ、Ａｎは種々の条件
を考慮して定められるが、−例七して、次式を満足する
ように設定さＦる。

ここで、Ａｒは片ロンドシリンダ２のロンド側受圧面積
、Ａｂはヘッドｔ１１１受圧面積である。

次に、このフラッシング弁１５を用いた油圧回路の動作
全説明する。

今、片ロツドシリンダ２に矢印方向の力Ｆが加わってい
ると、主管路Ｂの圧力Ｐｂは主管路Ａの圧力Ｐａより高
圧となる。このときの圧力Ｐｂはとテリ、フラッシング
弁１５のスプール１５ｂの両端に加わる力のバランスは Ｐａ　＠Ａｍ＜Ｐｂ　”　Ａｎ とηる。し／とがって、スプール１５ｂは左側に移動す
る。この大め、主管路Ａと出カポ−１−ｌ　（！：が連
通し、主管路ＢＶｒ、遮断され、主管路Ａにおいて余つ
六油はフラッシング弁１５、リリーフ弁５、低圧管路Ｃ
ｋ通ってタンク８に放出さ１１主管路Ａの圧力Ｐａはリ
リーフ弁５の設定圧力と等しくなる０片ロツドシリンダ
２は力Ｆ”Ｋよシ縮む方向に′、Ｊ丁Ｈ＋はむてＤ止し
ている。

この状態から、操作者が片ロンドシリンダ２を縮める方
向に駆動すると、主管路Ｂの油Ｆｉ瞬間的に油圧ポンプ
１に吸込まねて主管路Ａに流込み、主管路Ｂの圧力が低
下し、片ロッドシリン゛ダ２は縮む方向に駆動される。

主管路Ｂから主管路ＡＫ流込んだ油は、その一部が片ロ
ンドシリンダ２を駆動する油として用いられ、残シの油
はフラッシング弁１５、リリーフ弁５、低′圧管路Ｃを
経てタンク８に放出さｎる。ところで、この場合、前述
のように圧力室１５ｇの圧力が瞬間的に圧力室１５ｈの
圧力よシ大きくなる場合がある。

しかしながら、スプール１５ｂの第２受圧部１５ｎの受
圧面積Ａｎは第１受圧部１５ｍの受圧面積Ａｍより大き
く設定されているので、主管路Ａの圧力（圧力室１５ｇ
の圧力）Ｐａが主管路Ｂの圧力（圧力室１５ｈの圧力）
Ｐｂ　よシ多少大きくなっても、前記力のバランス ＰａｌｌＡｍくＰｂ−Ａｎ は変らず、７ラツシング弁１５のスプール１５ｂＦｉ左
側に移動し大状態でそのまま保持される。したがって、
片ロンドシリンダ２に、とｆ’ｌ′ｆ！：縮める方向の
力Ｆが加わった状態で片ロンドシリング２を縮める操作
を行ない、こｎＫよシ主管路Ａ、ＢＫｒ４’ｆ　述（Ｄ
　Ｊ：　ウな圧力の不均衡が生じても、ブラッシング弁
１５のスプール１５ｂは左側に寄った位置を保持してい
るので、片ロンドシリンダ２を滑らかに駆動することが
できる。

又、こむとは逆に、片ロンドシリンダ２を伸ばす方向に
駆動する場合であっても、ｋとえ主管路Ａ、ＢＫ多少の
圧力の不均衡が生じても、フラッシング弁１５のスプー
ル１５ｂは左側に寄ったままであるので、片ロツドシリ
ンダ２を滑らかに駆動することかで−きる。

ここで、第２図で示す油圧ショベルのブームシリンダ１
４　ａＫ　、　フラッシング弁１５を用い大第３１Ｘに
示す油圧回路を適用し、ジヤツキアップ動作を行なう場
合について説明する。力お、ジヤツキアップとは、ブー
ム１０’を下げ、アーム１１、バケツ）　１２　Ｆ５折
り込み、パケット１２を地面に接触でせ、この状態でブ
ームシリンダ１４ａを縮めることにより、パケット１２
を支点として油圧ショベル本体を持ち上げることを云う
。最初、ブームシリンダ１４ａＫは、ブームＩＯ、アー
ム１１、パケット１２等の重量によシ、これを縮める方
向に力が加わっている。この状態で、ジヤツキアップを
行なうべく、アーム１１およびパケット１２を折シ曲げ
、さらにブームシリンダ１４ａ’ｅ縮む方向に操作する
と、前述のようにフラッシング弁１５は左側位置のまま
であるので、ブームシリンダ１４ａは円滑に操作さｔ１
プームシリンダ１４ａの速度は主管路Ｂから油圧ポンプ
ＩＫ流入する油の流量によシ決定さｉる。ブーム１０７
）Ｅ下降してゆき、パケット１２が地面に接すると、今
までブームシリンダ１４ａに加わっていたフロントのＭ
量による力はなくなる。さらに、この状態においてブー
ムシリンダ１４ａ’に縮める操作を継続すると、ブーム
シリンダ１４ａは停止した状態のまま油圧ポンプ１が主
管路Ｂから油を吸込むこととなるので、主管路Ｂの圧力
Ｐｂは低下し、一方、主管路Ａの圧力Ｐａは、主管路Ｂ
から流入した多量の油が７シソシング弁１５を通るため
７ランシング弁１５で圧力損失を生じて上昇する。そし
て、フラッシング弁１５のスプール１５）＋にかかる力
のバランスはＰａ嗜Ａｍ＞Ｐｂ１Ａｎ とな多、スプール］、５ｂは瞬間的に右側に移動する。

し六がって、主管路Ｂはブラッシング弁１５、リリーフ
弁５、低圧管路Ｃを介してタンク８と接続サバ、ブーム
シリンダ１４ａはジヤツキアップに必要な大きな力を得
ることができ、がっ、油圧ポンプ１から主管路ＡＫ吐出
する流量にょ勺そのジヤツキアップの速度を制御するこ
とができる。。

以上は片ロンドシリンダ２をブームシリンダ１４ａとし
て用いた場合について述べ六が、これをアームシリンダ
として用いり場合、矢印方向に力が加わる掘削中のアー
ムシリンダの動き出し全溝らかに行々うことができる。

なお、フラッシング弁のスプールが第３図で左（ｉｌＧ
　Ｋ寄った状態において、片ロンドシリンダのロンド側
に接続ざｔ人生管路の圧力がヘッド側に接続は７１−た
主管路の圧力よりも相当程度大きくなシカのバランスが
、ＰａｌｌＡｍ＞Ｐｂ１ＩＡｎとなることもあり得るが
、現実の作業、例えば油圧ショベルにおけるブーム下げ
操作等の作業でこのような事態が生じることは極めて稀
である。

第４図は本発明の第１の実施例に係るフラッシング弁を
用いた他の油圧回路図である。図で、第３図に示す部分
と同一部分には同一符号が付しである。１６はチャージ
ポンプ、１７は蓄圧器、１８はチャージポンプ１６、蓄
圧器１７の最高圧力を設定するリリーフ弁である。チャ
ージポンプ１６および蓄圧器１７は主管路Ａおよび主管
路Ｂへの油の補給手段として設けらｎｆｃものであり、
これによシ、主管路Ａ、ＢＫ積極的に油が補充式ｊるこ
とになり、第３図に示す油圧回路におけるように、タン
ク８のみによる油の補給に比べて、閉回路内の油の入換
えを迅速に行ηうことができる。

このように、本実施例では、フラッシング弁の第２受圧
部の受圧面績を第１受圧部の受圧面積よ勺も犬きく設定
し六ので、片ロンドシリンダを滑らかに駆動させること
がでキ、０・いてはその速度の制御を支障なく行なうこ
とができる。

第５図は本考案の第２の実施例に係る７ラソシング弁を
用いた油圧回路図である。図で第４囚に示す部分と同一
部分には同一符号が付でれている。

１９はフラッシング弁であシ、主管路Ａに接続さまたポ
ペット弁２０、主管路Ｂに接続さｎ大ポペット弁２１、
両端を主管路Ａと主管路Ｂに接続さｉた切換弁２２、絞
シ２３，２４で構成さｎている。ポペット弁２０は主管
路ＡＫ接続され大入口室２０ａ１低圧管路Ｃに接続さｆ
′Ｌ大出口室２０ｂ、入口室２０ａの圧力によって移動
し入口室２０ａと出口室２０ｂと全連通式せるポペツ）
　２０　ｃ、ポペット２０ｃの移動を阻止する方向に圧
力を作用させる圧力室２０ｄ、低圧管路ＣＫ接続され六
ときの主管路Ａ又は主管路ＢＬ：Ｄ最高圧力に応じてば
ね圧が設定さｉたばね２０ｅでＩｌδ１成されている。

ボベツート弁２１の構成も、その入口室２１ａが主管路
Ｂに接続さハている以外はポペット弁２０の上記構成と
同じである０ 切換弁２２は、主管路Ａπ接続された圧力室２２ａ１主
管路Ｂに接続さｉ大圧力室２２ｂ１圧力室２２ａの圧力
を受けて移動するボベソ）　２２　ｄ、圧力刃室２２ｂ
の圧力を受けて移動するポペット２２ｅ。

ポペツ）２２ｄとボペツ）’２２ｅとの間に介在し両者
の力を互いに伝達するブツシュロッド２２Ｃ１ポペツ）
２２ｄ、２２ｃｉをそｎぞｎ中立位置に戻す作用を行な
うばね２２ｆ、２２ｇ、低圧管路Ｃに接続はれた直通ボ
ー）２２ｈ、直通ボー）２２ｈＫ通じる切換室２２ｊ１
ポペツト弁２０の圧力室２０ｄに接続式ｆＬ六切換ポー
ト２２ｊ、ポペット弁２１の圧力室２１ｄに接続された
切換ボー）２２にで構成さｎている。この切換弁２２の
ボペツ）２２ｄは第１受圧部と７ｐ、Ａｍはその受圧面
積を示￥。又、切換弁２２のボベツ）２２ｅは第２受圧
部となシ、Ａｎはその受圧面積を示す。ポペット２２ｅ
の受圧面積Ａｎはポペット２２ｄの受圧面積Ａｍよシ大
きい面接に設定をれている。絞り２３は主管路Ａとポペ
ット弁２０の圧力室２０ｄとの間に設けらハ、絞り２４
は主管路Ｂとポペット弁２１の圧力室２１ｄとの間に設
けらむる。

今、図の矢印に示すような力Ｆがあると、主管路Ｂの圧
力が大きくなシ、切換弁２２のポペット２２ｅがブッシ
ュロッド２２ｃｅ押丁力はポペット２２ｄがグツシュロ
ッド２２ｃｋ押丁力よシ大きく、ブツシュロッド２２ｃ
は左９１１に移動している。このため、ポペット弁２０
の圧力室２０ｄは切換弁２２の切換ボート２２ｊを介し
て低圧管路Ｃと連通し、圧力室２０ｄの圧力は低下する
。し＋ｉ＝つて、ポペット弁２０のポペット２０ｃは図
で上方へ移動し、主管路Ａは入口室２０ａ、出口室２０
ｂ’に介して低圧管路Ｃに接続さする。主管路Ａにおい
て余った油は、ポペット弁２０、リリーフ弁１８を介し
てタンク８に放出さｎ１主管路Ａの圧力はリリーフ弁１
８の設２ビ圧力寸で低下する。一方、切換弁２２のブツ
シュロッド２２ｃが左側に寄っているため、切換ボー）
　２２１ｃはボベツ）２２ｅによシ閉止され、ポペット
弁２１の圧力室２１ｄの圧力は低下せず、主管路Ｂ　（
４低圧回路Ｃから遮断−ｇｉｎ、その圧力は低下しない
。

この状態で片ロッドシリンダ２が操作きｎｌその間にお
いて主管路Ａの圧力Ｐａが主管路ｉ゛の圧力Ｐ　ｌ）よ
りある程度間くなつた場合でも、切換弁２２のポペット
２２ｄ、２２ｅの受圧面積Ａ１１１　＋　Ａｎは　Ａｍ
＜Ａｎ　に設定でｎでいるため、両者の力のバランスは Ｐａ　−Ａｍ＜Ｐｂ　−Ａｎ となシ、切換弁２２のブツシュロッド２２ｃは左側に寄
ったｉｔの状態を保持する。し大がって、主管路Ａの圧
力はリリーフ弁１８の設定圧カーまで低下し、主管路Ｂ
の圧力は低下せず、片ロッドシリンダ２を滑らかに駆動
することができる。

このように、本実施例では、フラッシング弁を構成する
切換弁の第２受圧部となるポペットの受圧面積を第１受
圧部となるポペットの受圧面積よシも大きく設定したの
で、をきの実施例と同じ効果を奏する。

なお、上記実施例の説明においては、油圧ショベルのブ
ームシリンダへの適用について述べ介が、。

本発明の適用はこれに限定−ｇ　ｉ”Ｌないのは当然で
ある○ 以上述べ穴ように、不発明では、片ロツドシリンダのヘ
ッド側に接続で１１る主管路の圧力を受ける第２受圧部
の受圧面積を、片ロッドシリンダのロンド側に接続−ｇ
ｎる主管路の圧力を受ける第１受圧部の受圧面積より太
キくシタので、片ロッドシリンダを滑らかに駆動させる
ことがでさ、ひいてはその速度の制御を支隙なく行カう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の７ラソシング弁會用い六油圧回路図、μ
２図は油圧ショベルの概略構成の側面図。 第３図および卯、４図は本発つ」の第１の笑施例に係る
フラッシング弁を用い六油圧回路図、紀５図は本発明の
第２の実か′１ｉ例に係るフラッシング弁を用いた油圧
回路図である。 ２・・・・・・片ロッドシリンダ、５１　］８・・・・
・・リリーフ弁、１５．１．９・・・・・・フラッシン
グ弁、１５ｇ。 １５ｈ、２２ａ、２２ｂ　　・・・・・・圧力室、１５
ｍ・・・・・・第１受圧部、１５ｎ・・・・・・第２受
圧部、２２Ｃ・・・・・・ブツシュロッド、２２ｄ、２
２ｅ・・・・・・ポペット、Ａ、Ｂ・・・・・・主管路
、Ｃ・・・・・・低圧管路。 代理人　弁理士　　武　顕次部（ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧ポンプ上片ロンドシリンダとの間を閉回路結合する
   ２つの主管路と、タンクに通じる低圧管路とに接続さｎ
   １前記片ロンドシリンダのロンド側に接続される前記主
   管路の圧力を受ける第１受圧部の力と前記片ロンドシリ
   ンダのヘッド側に接続さする前記主管路の圧力を受ける
   第２受圧部の力との差によって、力の太きい受圧部側の
   前記主管路を前記低圧管路から遮断し、力の小さい受圧
   部側の前記主管路を前記低圧管路に接続するように動作
   するフラッシング弁において、前記第２受圧部の受圧面
   積を前記第１受圧部の受圧面積より大きく設定し大こと
   を特徴とするフラッシング弁。