WO2001029430A1 - Appareil de vanne de commande a rupture de conduit - Google Patents

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WO2001029430A1
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Masao Kariya
Genroku Sugiyama
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Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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    • Y10T137/7723—Safety cut-off requiring reset
    • Y10T137/7726—Responsive to change in rate of flow
    • Y10T137/7727—Excessive flow cut-off

Definitions

  • the present invention relates to a pipe rupture control valve device (hose lab shear valve) that is provided in a hydraulic machine such as a hydraulic shovel and prevents a load from dropping when a cylinder hose breaks.
  • a pipe rupture control valve device hose lab shear valve
  • a pipe break control valve device called a hose lab shear valve is provided for such a need.
  • a conventional general pipe break control valve device is shown in Fig. 14 as a hydraulic circuit, and its sectional view is shown in Fig. 15.
  • the pipe break control valve device 200 has a housing 204 provided with two input / output ports 201, 202 and a tank boat 203, and the input / output boat 2 0 1 is directly attached to the bottom port of the hydraulic cylinder 102, and the inlet / outlet boat 202 is connected to one of the actuator boats of the control valve 103 via hydraulic piping 105, and the tank
  • the boat 203 is connected to the tank 109 via a drain pipe 205, and a main valve operated by a pilot pressure from a manual pilot valve 108, which is an external signal, is provided in the housing 204.
  • Spool 2 1 1 1 Check valve 2 1 2 for supply
  • a bar load relief valve 2 15 is provided.
  • the supply of the pressure oil to the bottom side of the hydraulic cylinder 102 is performed by supplying the pressure oil from the control valve 103 to the supply in the valve device 200. This is done by feeding through a check valve 2 1 2.
  • the hydraulic oil is discharged from the bottom side of the hydraulic cylinder 102 to the main
  • the spool 211 is actuated by a pilot pressure, which is an external signal.
  • the port valve element 214 controlled by the pilot section 211 provided on the main spool 211 is opened. This is performed by opening the variable throttle section 211a provided on the main spool 211 and discharging the tank to the tank 109 while controlling the flow rate of the pressure oil.
  • the port valve element 214 is provided in series with the main spool 211 so as to reduce the amount of leak while maintaining the load pressure on the bottom side of the hydraulic cylinder 102. Check function).
  • the overload relief valve 215 prevents the piping from being damaged by discharging hydraulic oil when excessive external force acts on the hydraulic cylinder 102 and the hydraulic oil supplied to the bottom side becomes high pressure. Things.
  • 107 a and 107 b are main relief valves for limiting the maximum pressure in the circuit.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-248411 discloses a pipe breakage control valve device in which a proportional valve is used to reduce the size of the entire valve device.
  • Figure 16 shows the pipe break control device.
  • the pipe break control valve device 300 has a housing 32 3 having an inlet port 320, a work boat 321, and a tank boat 32 2, and the inlet boat 320 has a control valve.
  • the tank boat 3 2 1 is connected to the bottom boat of the hydraulic cylinder 10 2, and the tank boat 3 2 2 is connected to one of the boats 1 to 3
  • a supply check valve 3 2 4 a proportional seat valve 3 2 5, an overload relief valve 3 2 6, and a pilot valve 3 4 0 are provided.
  • Pie mouth The pilot valve 340 is activated by pilot pressure from a manual pilot valve 108 (see Fig. 14), which is an external signal, and the pilot valve 340 activates the proportional seat valve 325.
  • the over-open relief valve 3 26 is incorporated in the proportional sheet valve 3 25.
  • the supply of pressure oil to the bottom side of the hydraulic cylinder 102 is performed by supplying the pressure oil from the control valve 103 through the supply check valve 324 in the valve device 300. .
  • the hydraulic fluid is discharged from the bottom side of the hydraulic cylinder 102 by operating the pilot valve 340 of the valve device 300 by the pilot pressure, which is an external signal, and opening the proportional seat valve 325. This is done by controlling the flow rate of pressurized oil and discharging it to tank 109.
  • the proportional seat valve 325 has a function of reducing the leak amount (load check function) while maintaining the load pressure on the bottom side of the hydraulic cylinder 102.
  • the overload relief valve 3 26 opens the proportional seat valve 3 2 5 when an excessive external force acts on the hydraulic cylinder 102 and the pressure oil supplied to the bottom side of the cylinder becomes high pressure. To prevent damage to the piping.
  • the main spool 2 11 and the port valve element 2 14 are provided in series, so that a large amount of oil passes through these two valve elements. Therefore, if these parts are housed in a housing 204 having a limited size, the size of each part is reduced, and a sufficient flow path is not secured, which may cause an increase in pressure loss. In addition, a large amount of oil passes through the two main spools 211 and the poppet valve element 214, which are provided in series, so that a pressure loss is inevitable.
  • the pipe break control valve device is attached to the bottom side of the boom cylinder or the mouth side of the arm cylinder, and the boom and arm to which the boom cylinder and the arm cylinder are attached are working members that are operated to rotate vertically. is there.
  • the housing 204 was sized in consideration of pressure loss, the possibility of damage due to obstacles such as rocks during operation of the boom or arm increased, making it difficult to design properly.
  • an overload relief valve 3 2 is provided for a proportional seat valve 3 25 controlled by a pilot valve 3 40.
  • the proportional seat valve 3 25 has the functions of the boat valve element 2 14 and the overload relief valve 2 15 in addition to the function of the main spool 211 of the prior art described above. ing.
  • the supply check valve 324 is still an indispensable part, and further improvement is desired in order to reduce the size of the valve device and reduce the manufacturing cost.
  • a pipe break control valve provided between a supply / discharge port of a hydraulic cylinder and a hydraulic pipe to control a flow rate of pressure oil flowing from the supply / discharge port to the hydraulic pipe according to an external signal.
  • a cylinder connection chamber connected to the supply / discharge port, a pipe connection chamber connected to the hydraulic pipe, and a housing provided with a back pressure chamber are slidably disposed in the housing.
  • a port valve body as a main valve that can shut off and communicate with the pipe connection chamber and changes the opening area according to the amount of movement, and connects between the back pressure chamber and the pipe connection chamber
  • a spool valve body that is provided in a pilot passage, is actuated by the external signal, and that shuts off and controls a flow rate of a pipe flowing through the pipe passage according to a movement amount;
  • the valve body has an initial opening area at the shutoff position of the boppet valve body, increases the opening area according to the amount of movement of the port valve body, and flows out from the cylinder connection chamber to the back pressure chamber.
  • Pilot flow rate Piping rupture control valve unit characterized in that provided feedback variable throttle passage for controlling the flow rate ".
  • valve device of the prior invention configured as described above, when the pressure oil is supplied to the bottom side of the hydraulic cylinder, since the feedback variable throttle passage has an initial opening area, the pressure in the pipe connection chamber rises and the load pressure is reduced. If it becomes higher, the bobpet valve element opens and the pressure oil can be supplied to the bottom side of the hydraulic cylinder (conventional supply-side check valve function).
  • the spool valve when the hydraulic oil is discharged from the bottom side of the hydraulic cylinder, the spool valve operates in response to an external signal, and when the pilot flow according to the amount of movement of the pilot valve flows, the spool flows in accordance with the pilot flow.
  • the valve body is opened and the amount of movement is controlled, most of the hydraulic oil on the bottom side of the hydraulic cylinder passes through the boat valve body, and the rest is the feedback variable throttle passage, back pressure chamber, After passing through the spool valve element, each is discharged to the tank (conventional main spool function).
  • valve device of the prior invention can perform the minimum functions (check valve function on the supply side, main spool function, and mouth check function) required for the pipe break control valve device. Further, in the valve device of the prior application, only the port valve element is disposed in the flow path through which a large flow rate flows, thereby reducing pressure loss and reducing the size of the entire valve device. And production cost can be reduced.
  • An object of the present invention is to improve the above-mentioned prior application, reduce the pressure loss while performing the minimum functions necessary for the pipe break control valve device, and reduce the size of the entire valve device and the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a pipe breakage control valve device which enables smooth flow control characteristics and enables a wide range of flow control characteristics to be set.
  • the present invention provides a hydraulic cylinder, which is provided between a supply / discharge boat of a hydraulic cylinder and a hydraulic pipe, and which is configured to supply hydraulic oil flowing from the supply / discharge port to the hydraulic pipe in response to an external signal.
  • a pipe break control valve device for controlling a flow rate a pipe connection chamber connected to the supply / discharge port, a pipe connection chamber connected to the hydraulic pipe, and a housing provided with a back pressure chamber are slidably disposed.
  • a variable throttle unit a second variable throttle that is disposed in a sub-passage connecting between the cylinder connection chamber and the pipe connection chamber, and that is activated by the external signal to block and control a sub flow rate flowing through the sub-passage; And a part.
  • Providing a port valve body and a first variable throttle section, and providing a feedback variable throttle passage having an initial opening area in the port valve body is the same as the invention of the prior application. It is possible to reduce the pressure loss while performing the minimum functions required for the pipe break control valve device, and to downsize the valve device as a whole and reduce the manufacturing cost.
  • the second variable throttle section has a flow control function in the fine operation area, and the second variable throttle section has the function of controlling the flow in the fine operation area.
  • the flow control and the control of the port valve element by the first variable restrictor can be performed separately, so that a smooth flow control characteristic can be obtained and the flow control characteristic can be set widely.
  • the opening timing of the first and second variable throttle units is set such that the second variable throttle unit is opened earlier than the first variable throttle unit by the external signal. Set.
  • the second variable throttle section is provided with a flow control function in the fine operation area, and the second variable throttle section controls the flow rate in the fine operation area and the first variable throttle section.
  • the control of the port valve body by the throttle unit can be performed separately.
  • the first variable throttle section and the second variable throttle section are provided on separate spool valve bodies.
  • the opening timing of each of the first variable throttle unit and the second variable throttle unit can be changed not only by the position of the notch of the variable throttle unit but also by the strength of the panel acting on the spool valve element.
  • the flow control characteristics can be set with high accuracy.
  • the first variable throttle unit and the second variable throttle unit are provided on the same spool valve body.
  • the number of parts of the valve device is reduced, and the size can be further reduced.
  • any one of the above (1) to (4) preferably, there is provided means for shutting off the sub-passage after opening the port valve body.
  • a sub passage and a second variable throttle are provided in addition to the pilot passage and the first variable throttle as described in (1) above, the pilot flow and the sub flow merge at the pipe connection chamber side.
  • the pressure in the back pressure chamber rises or fluctuates due to an increase in passage pressure loss due to an increase in the flow rate on the downstream side and a jet at the junction, and the opening area of the bot valve opens to the size specified by the external signal. And may affect the main flow control.
  • the pilot flow becomes a single flow after the sub passage is shut off. This suppresses the jet flow and reduces the effect on the main flow control.
  • the means for blocking the sub-passage is provided on a spool valve element provided with the second variable throttle portion, and the spool valve element moves by a predetermined distance or more. Then, it is a land section that blocks the flow path of the second variable throttle section.
  • FIG. 1 is a diagram showing a pipe break control valve device according to a first embodiment of the present invention together with a hydraulic drive device in which the device is disposed in a hydraulic circuit.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a port valve body and a first spool valve body of the pipe breakage control valve device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a small relief valve portion of the pipe breakage control valve device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the opening area of the boppet valve element and the opening area of the feedback slit with respect to the movement amount (stroke) of the poppet valve element.
  • Fig. 5 shows the characteristics of the flow rate of the pilot variable throttle section (pilot flow rate) with respect to the pilot pressure of the pipe break control valve device shown in Fig. 1, the characteristics of the flow rate of the boppet valve element (main flow rate), and the sub-variable throttle. It is a diagram showing the relationship between the characteristics of the passing flow rate (sub flow rate) of the section and the characteristics of the passing flow rate obtained by summing them.
  • FIG. 6 is a diagram showing, as a comparative example, a hydraulic circuit together with a hydraulic drive device in which the pipe break control valve device of the prior application is arranged.
  • Fig. 7 shows the relationship between the flow rate through the pilot variable throttle section of the spool valve body (pilot flow rate) and the flow rate through the boppet valve body (main flow rate) with respect to the pipe pressure of the pipe break control valve device shown in Fig. 6. It is a figure showing a relation.
  • FIG. 8 is a diagram showing a piping break control valve device according to a second embodiment of the present invention together with a hydraulic drive device in which the same is disposed in a hydraulic circuit.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure of a portion of a bob valve element and a spool valve element of the pipe break control valve device shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a piping break control valve device according to a third embodiment of the present invention in a hydraulic circuit together with a hydraulic drive device in which it is disposed.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a structure of a port valve body and a spool valve body of the pipe breakage control valve device shown in FIG.
  • Fig. 12 shows the relationship between the pipe pressure and the pipe pressure of the pipe break control valve device shown in Fig. 10.
  • the characteristics of the flow through the variable throttle (the pilot flow), the characteristics of the flow through the poppet valve (main flow), the characteristics of the flow through the sub variable throttle (the sub flow), and the total flow through FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between characteristics.
  • FIG. 13 is a sectional view of a main part of a pipe break control valve device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a conventional pipe break control valve device together with a hydraulic drive device in which the same is arranged by a hydraulic circuit.
  • FIG. 15 is a sectional view showing a structure of a port valve body and a spool valve body of the pipe breakage control valve device shown in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the opening area of the port valve body and the opening area of the feedback slit with respect to the movement amount (stroke) of the poppet valve body of the conventional pipe break control valve device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a pipe break control valve device according to a first embodiment of the present invention in a hydraulic circuit
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing the structure of the pipe break control valve device.
  • reference numeral 100 denotes a pipe breakage control valve device of the present embodiment.
  • a hydraulic drive device provided with the valve device 100 is provided with a hydraulic pump 101 and a hydraulic pump 101 which is discharged from the hydraulic pump 101.
  • Hydraulic actuator hydraulic cylinder
  • control valve 103 for controlling the flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 101 to the hydraulic cylinder 102
  • a main over-opening relief valve that connects to the actuating lines 105, 106, which are hydraulic lines extending from the control valve 103, and that limits the maximum pressure in the circuit, 107a, 107 b, a manual pilot valve 108, and a tank 109.
  • the pipe break control valve device 100 has a housing 3 provided with two input / output boats 1 and 2, and the input / output boat 1 is provided with a hydraulic cylinder 102. Attached directly to the bottom side supply / discharge boat 1 0 2 a, the input / output boat 2 is connected to the control valve 1 0 3 via the actuator line 1 0 5 It is connected to one of 03a and 103b. The actuator overnight port 103 b is connected to the rod-side supply / discharge port 102 b of the hydraulic cylinder 102 via the actuator line 106.
  • a poppet valve element 5 as a main valve and a pilot valve which operates by the pilot pressure from a manual pilot valve 108 which is an external signal and actuates the port valve element 5 are provided.
  • a small relief valve 7 is provided.
  • a cylinder connection chamber 8 connected to the input / output port 1, a pipe connection chamber 9 connected to the input / output port 2, and a back pressure chamber 10 are provided.
  • 5 receives the pressure of the back pressure chamber 10 on the back side, shuts off and communicates between the cylinder connection chamber 8 and the pipe connection chamber 9 and slides it inside the housing 3 to change the opening area according to the amount of movement. It is movably arranged.
  • the opening area of the poppet valve element 5 is increased according to the amount of movement of the poppet valve element 5, and the flow rate of the pilot flow from the cylinder connection chamber 8 to the back pressure chamber 10 is controlled according to the opening area.
  • Feedback A feed hack slit 11 serving as a variable throttle passage is provided.
  • the back pressure chamber 10 is closed by a plug 12 (see FIG. 2), and a panel 13 for holding the boppet valve element 5 in a shut-off position shown in the drawing is disposed in the back pressure chamber 10.
  • Pilot passages 15a and 15b connecting between the back pressure chamber 10 and the pipe connection chamber 9 are provided in the housing 3, and the first spool valve body 6 as a pilot valve is It is provided between the pilot passages 15a and 15b.
  • the pipe 15b is composed of two portions, the passage portions 15b1 and 15b2, and the passage portion 15b2 also serves as a part of the sub passage (described later).
  • the first spool valve element 6 has a pilot variable throttle section 6a composed of a plurality of notches that can communicate with the pilot passages 15a and 15b, and operates the first spool valve element 6 in the valve closing direction.
  • a panel 16 for setting the initial valve opening force of the pilot variable throttle section 6a is provided at the end, and the pilot pressure, which is the above-mentioned external signal, is provided at the operating end of the first spool valve body 6 in the valve opening direction.
  • a pressure receiving chamber 17 is provided to guide the pressure. The amount of movement of the first spool valve element 6 is determined by the control force by the pressure (external signal) and the urging force of the panel 16, and the opening area of the pilot variable throttle 6a changes according to this amount of movement.
  • the flow of the pilot flowing through the pilot passages 15a and 15b is cut off and controlled.
  • the spring 16 is supported by a spring receiver 18.
  • the spring receiver 18 has a screw portion 19 that can adjust the initial setting force of the spring 16 (the initial valve opening force of the pilot variable throttle portion 6a). Is provided.
  • the spring chamber 20 in which the panel 16 is disposed is connected to the tank via a drain passage 21 in order to smooth the movement of the first spool valve 6.
  • sub passages 15c and 15d for connecting between the cylinder connection chamber 8 and the pipe connection chamber 9, and the second spool valve element 50 is provided with the sub passages 1 and 2. It is located between 5c and 15d.
  • the sub passage 15 d is connected to the pipe connection chamber 9 via a portion 15 b 2 of the pilot passage 15. That is, the passage portion 15b2 is a pilot / sub passage.
  • the second spool valve element 50 has a variable sub-throttle section 50a composed of a plurality of notches that can communicate with the sub passages 15c and 15d, and the valve closing direction of the second spool valve element 50.
  • a panel 51 for setting the initial valve opening force of the sub-variable throttle section 50a is provided at the operation end, and the pilot signal which is the external signal is provided at the operation end of the second spool valve body 50 in the valve opening direction.
  • a pressure receiving chamber 52 into which the pressure is guided is provided, and the amount of movement of the second spool valve body 50 is controlled by the control force by the pilot pressure (external signal) guided by the pressure receiving chamber 52 and the urging force of the spring 51.
  • the spring 51 is supported by a spring receiver 53, and the screw receiver 53 allows the initial setting force of the spring 51 (the initial valve opening force of the sub-variable restrictor 50a) to be adjusted. Is provided.
  • the spring chamber 55 in which the spring 51 is disposed is connected to the tank via a drain passage 21 in order to make the movement of the second spool valve body 50 smooth.
  • a relief passage 15 e located on the inlet side of the small relief valve 7 and a drain passage 15 f located on the outlet side are provided, and the relief passage 15 e is provided in the cylinder connection chamber 8.
  • the drain passage 15; f is connected to the evening via the drain passage 21.
  • the drain passage 15 f has a throttle 3 4 is provided, and a signal passage 36 branches off between the small relief valve 7 and the throttle 34.
  • a signal passage 36 is connected to 35, and the pressure generated by the throttle 34 acts on the first spool valve body 6 as a driving force on the same side as the pilot pressure as an external signal.
  • Fig. 3 shows the specific configuration of the pressure receiving chambers 17 and 35.
  • the first spool valve element 6 is divided into a main spool section 6 b having a variable throttle section 6 a and a piston section 6 c in contact with the main spool section 6 on the side opposite to the spring 16, and the pressure receiving chamber 17 is a piston.
  • the pressure receiving chamber 35 is provided at an end of the portion 6c on the side opposite to the main spool portion 6b, and the pressure receiving chamber 35 is in contact with the main spool portion 6b and the piston portion 6c.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the opening area of the bopette valve element 5 and the opening area of the feedback slit 11 with respect to the movement amount (stroke) of the poppet valve element 5.
  • the feedback slit 11 has a predetermined initial opening area An, and the poppet valve element 5 starts to open from the shut-off position, and the moving amount increases. Therefore, the opening areas of the boat valve element 5 and the feedback slit 11 increase relatively.
  • Feedback slit 1 1 is the initial opening area A.
  • the valve valve element 5 functions as a conventional supply check valve.
  • Fig. 5 shows the flow rate (pilot flow rate) of the pilot variable throttle section 6a of the first spool valve element 6 and the flow rate of the flow rate (main flow rate of the main body 5) for the pilot pressure from the manual pilot valve 108, which is an external signal.
  • Flow rate the relationship between these and the flow rate (sub flow rate) of the sub-variable throttle section 50a of the second spool valve element 50a, and the total of these and the valve apparatus 100.
  • X 1 is a characteristic line of flow control of the pilot variable throttle unit 6 a
  • X 2 is a characteristic line of flow control of the poppet valve element 5
  • X 3 is a sub variable throttle unit Characteristic line of flow control of 0 a
  • X 4 is flow rate that sums them This is a characteristic line of control, that is, a characteristic line of flow control of the valve device 100.
  • Pilot variable according pilot pressure reaches the P 2
  • the pilot variable throttle portion 6 a of the first spool valve body 6 as shown by the characteristic line X 1 begins to open, the pilot pressure rises above P 2
  • the opening area of the throttle section 6a increases, and accordingly, the flow rate of the pilot variable throttle section 6a, that is, the pilot flow rate flowing through the pilot passages 15a and 15b also increases.
  • the pressure drop in the back pressure chamber 10 due to 1 is insufficient, and the boppet valve element 5 is kept in the shut-off position by the initial setting force of the panel 13.
  • the pilot pressure reaches P3 and the pilot flow reaches a predetermined flow rate
  • the port valve body 5 starts to open as shown by the characteristic line X2, and the port increases as the pilot pressure rises above P3.
  • the opening area of the valve element 5 increases, and accordingly, the flow rate through the poppet valve element, that is, the main flow rate, also increases.
  • the range from the pilot pressure of 0 to P is the dead zone of the sub-variable throttle section 50a of the second spool valve element 50.
  • the second spool valve The body 50 is in the overlapped area until the sub-variable restrictor 50a opens even if it is stopped by the initial setting force of the panel 51 or moves, and the sub-variable restrictor 50a is shut off. is there.
  • the sub-variable throttle portion 50a of the second spool valve element 50 begins to open as indicated by the characteristic line X3, and the pilot pressure rises above P, Accordingly, the opening area of the sub-variable restrictor 50a increases, and accordingly, the flow rate of the sub-variable restrictor 50a, that is, the sub-flow rate flowing through the sub passages 15c and 15d also increases.
  • the sub-variable throttle section 50a of the second spool valve element 50 is opened by the pilot pressure when the pilot variable throttle section of the first spool valve element 6 opens.
  • the opening timing is set so as to open earlier than 6a, and the sub-variable throttle section 50a is provided with a flow control function in the fine operation area.
  • the inclination of the characteristic line XI of the pilot variable restrictor 6a of the first spool valve element 6 can be adjusted by changing the size of the notch of the pilot variable restrictor 6a, and the characteristic line X
  • the starting point of 1, that is, the opening timing of the pilot variable throttle section 6a can be adjusted by adjusting the strength of the spring 16 (initial setting force) or the position of the notch of the pilot variable throttle section 6a.
  • the opening timing (the beginning of the characteristic line X2) can be adjusted.
  • the inclination of the characteristic line X3 of the sub-variable restrictor 50a of the second spool valve element 50 can be adjusted by changing the size of the notch of the sub-variable restrictor 50a.
  • the opening timing of the sub-variable diaphragm unit 50a can be adjusted by adjusting the intensity of the panel 51 (initial setting force) or the position of the notch of the variable diaphragm unit 50a.
  • the hydraulic oil of the hydraulic pump 101 changes the control valve 1 0 3
  • the pressure is supplied to the piping connection chamber 9 of the valve device 100 through the valve, and the pressure of the piping connection chamber 9 increases.
  • the pressure in the cylinder connection chamber 8 of the valve device 100 is the load pressure on the bottom side of the hydraulic cylinder 102, and the feedback slit 11 has the initial opening area A as described above.
  • the pressure in the back pressure chamber 10 is also at the load pressure, and therefore, while the pressure in the pipe connection chamber 9 is lower than the load pressure, the bobet valve element 5 is kept at the shut-off position.
  • the pilot flow according to the pilot pressure flows through the pilot passages 15a and 15b, and the port valve element 5 opens according to the pilot flow and The moving amount is controlled. Further, the pilot pressure from the manual pilot valve 108 is also guided to the pressure receiving chamber 2 of the second spool valve element 50, and the second spool valve element 50 is moved by the pilot pressure, and The pilot variable throttle portion 50a of the valve body 50 has an opening area commensurate with the amount of movement, and the sub flow according to the pilot pressure flows through the sub passages 15c and 15d as described above.
  • the pressure oil on the bottom side of the hydraulic cylinder 102 is controlled by the port valve element 5, the first spool valve element 6, and the second spool valve element 50 of the valve device 100. While discharging, it is discharged to the control valve 103 and further discharged to the tank 109.
  • the bobet valve element 5 in the shut-off position is Similar to the load check valve, it functions to maintain the load pressure and reduce the amount of leak (load check function).
  • the port valve element 5 in the shut-off position will be loaded with a load check valve (holding valve) as in the case of holding the suspended load described above. ), which prevents the hydraulic oil from flowing out at the bottom side of the hydraulic cylinder 102 and prevents the boom from falling. Also, when lowering the boom to a safe position in this state, when the operation lever of the manual pilot valve 108 is operated in the direction B in the drawing, the pilot pressure from the manual pilot valve 108 is spooled as described above.
  • a load check valve holding valve
  • the conventional pipe break control can be performed simply by providing the port valve body 5 in the flow path through which the entire amount of the pressure oil supplied and discharged to the hydraulic cylinder 102 passes. Since the function of the check valve, load check valve, and overload relief valve for supplying the valve device can be performed, a valve device with a small pressure loss can be configured, and efficient operation with a small energy loss can be performed. Further, since the valve device 100 can be miniaturized as compared with the conventional pipe break control valve device, the chance of breakage during operation decreases, and the degree of freedom in design increases. Furthermore, since the number of parts is small, the frequency of failures is reduced, reliability can be improved, and manufacturing can be performed at low cost.
  • the high pressure oil generated by an excessive external force acts on the small relief valve 7 to open the bot valve body 5, thereby opening the main overload relief valve 107 a.
  • the pressure oil passing through the small relief valve 7 has a small flow rate, so that the same function as the conventional overload relief valve can be realized by the small small relief valve 7.
  • a drain pipe dedicated to the overload relief valve of the valve device 100 is not provided. This is unnecessary, and the piping around the valve device 100 can be simplified.
  • valve device 100 of the present invention the sub-passages 15c and 15d and the second spool valve element 50 are added to the valve device of the prior application, whereby a smooth flow control characteristic is obtained. And the flow control characteristics can be set widely.
  • this point will be described in detail with reference to the drawings.
  • FIG. 6 shows a valve device of the prior application as a comparative example, and this valve device will be described.
  • the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • reference numeral 200 denotes a valve device according to the invention of the prior application, and the valve device 200 includes a sub passage 15c, 15d shown in FIG. Except that the spool valve element 50 is not provided and the relief passage 15 e is connected to the back pressure chamber 10 instead of the cylinder connection chamber 8, the valve device 100 of the present embodiment shown in FIG. Is the same. Regarding the difference in the connection position of the relief passage 15 e, the high pressure of the hydraulic cylinder 102 can also be fed back by connecting the relief passage 15 e to the back pressure chamber 10 instead of the cylinder connection chamber 8. Since the power is transmitted to the relief passage 15 e via the pit 11 and the back pressure chamber 10, a similar overload relief function can be obtained. However, in this case, the feedback slit 11 between the hydraulic cylinder 102 and the relief passage 15 e
  • FIG. 7 shows the flow rate (pilot flow rate) and the flow rate through the pilot variable throttle portion 6a of the spool valve body 6 with respect to the pilot pressure as an external signal in the valve device 200 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the flow rate of the valve body 5 (main flow rate) and the relationship between the flow rate and the total flow rate of the valve device 200.
  • the characteristic line Y 2 is a characteristic line for flow control of the poppet valve element 5
  • the characteristic line Y 3 is a characteristic line for flow control obtained by adding them, that is, a characteristic line for flow control of the valve device 200.
  • the range from the point where the pilot pressure becomes 0 to P, is the dead zone of the pilot variable throttle portion 6a of the spool valve body 6, and during this period, even if the pilot pressure increases, the spool valve body Reference numeral 6 denotes an overlap area until the pilot variable throttle unit 6a opens even if the pilot variable throttle unit 6a is stopped or moved by the initial setting force of the panel 16, and the pilot variable throttle unit 6a is in a shut-off state.
  • the pilot variable throttle section 6a of the spool valve element 6 starts to open as shown by the characteristic line Y1, and as the pilot pressure rises beyond P12, the pilot variable throttle section increases.
  • the opening area of 6a increases, and accordingly, the flow rate of the pilot variable throttle section 6a, that is, the flow rate of the pilot flowing through the pilot passages 15a and 15b also increases.
  • the range until the pilot pressure pilot flow rate reaches a predetermined flow rate P, 2 OP) is a dead zone of the volume pets preparative valve body 5, during which the back by full Eid back slits 1 1 be the pilot flow occurs
  • P, 2 OP a predetermined flow rate
  • the pilot pressure reaches and the pilot flow rate reaches a predetermined flow rate
  • the boat valve element 5 starts to open as shown by the characteristic line Y2, and as the pilot pressure rises beyond P and 2,
  • the opening area of the valve element 5 increases, and accordingly, the flow rate through the poppet valve element, that is, the main flow rate, also increases.
  • the total flow rate of the valve device 200 changes as indicated by the characteristic line Y3. I do.
  • the flow control and the bottle control in the fine operation area are performed. Since the control of the valve element 5 is performed by the same pilot variable throttle section 6a of the spool valve element 6, if the flow control characteristic in the fine operation area is changed, the entire flow control width changes, and a smooth flow control characteristic is obtained. May not be obtained.
  • the flow rate control characteristic of the pilot variable throttle portion 6a of the spool valve element 6 is changed to change the characteristic line.
  • the opening timing of the port pets door valve body 5 from P i 2 points P! At three points, the characteristic line of the flow control of the port valve element 5 changes from Y2 to Y5, and the characteristic of the total passing flow rate of the valve device 200 changes as Y6. In this case, the fine operability is improved because the slope of the characteristic line Y4 is small, but the maximum flow rate through the valve device 200 (the flow rate at the maximum pilot pressure when the full lever is operated) is reduced, so that the overall flow rate is reduced.
  • the control width becomes small, and smooth flow control characteristics cannot be obtained.
  • the opening timing of the spool valve element 6 is shifted from the point, the opening timing of the poppet valve element 5 becomes P! Since the two points are similarly displaced, the flow control width becomes smaller and smooth flow control characteristics cannot be obtained.
  • a second spool valve element 50 is further provided, and the sub-variable throttle section 50a of the second spool valve element 50 is provided.
  • the pilot passages 15 a and 15 b of the valve body 5 are arranged in sub passages 15 c and 15 d different from the pilot passages 15 a and 15 b. For this reason, even if the flow control characteristic of the sub variable throttle section 50a is changed, the pilot flow rates of the pilot passages 15a and 15b do not change, and the opening timing of the boppet valve element 5 does not change.
  • the opening timing is set so that the sub-variable throttle section 50a opens earlier than the pilot variable throttle section 6a of the first spool valve element 6 in response to an increase in pilot pressure.
  • 0a is assigned to the flow control function in the fine operation area.
  • the flow control in the fine operation area and the control of the boat valve element 5 are separated by adding the sub-variable throttle section 50a of the second spool valve element 50. It is.
  • the opening timing of the port valve element 5 can be set regardless of the flow control in the fine operation area. Even if the flow control characteristics in the fine operation area are changed, the overall flow control width does not change, and smooth flow control is performed even when the slope of the flow control characteristic line is reduced to improve operability in the fine operation area. Characteristics are obtained.
  • the same may shifted opening evening Imingu the second sub-variable throttle portion 5 0 a spool valve body 5 0 P, from the point, the opening timing of the volume pets DOO valve body 5 P 3 points And the overall flow control width hardly changes.
  • the flow control characteristic in the fine operation area and the flow control characteristic of the port valve element 5 can be individually set, and even if the flow control characteristic in the fine operation area is changed, the overall flow control width is almost unchanged. Since there is almost no change, smooth flow control characteristics can be obtained even when the slope of the flow control characteristic line is reduced to improve operability in the fine operation range.
  • the pilot variable throttle unit 6a and the sub variable throttle unit 50a are provided on separate spool valve bodies 6, 50, respectively, so that the pilot variable throttle unit 6a and the sub variable throttle unit 50 are provided.
  • the opening timing can be changed not only by the notch position but also by the strength of the springs 16 and 51 acting on the first and second spool valve elements 6 and 50, respectively. Can be set.
  • FIGS. 1 and 2 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIGS. 1 and 2.
  • reference numeral 100 A denotes a pipe break control valve device of the present embodiment. Inside the housing 3 A of the valve device 100 OA, a manual pilot valve as an external signal is provided. A single spool valve element 60 operated by the pilot pressure from 108 is disposed, and this spool valve element 60 is the first spool valve element 6 and the second spool valve element of the first embodiment. 50.
  • the spool valve element 60 is divided into a piston section 6c and a main spool section 6d, and the main spool section 6d can communicate the pilot passage 15a with the pilot / sub passage 15h.
  • a variable pilot throttle section 6a comprising a plurality of notches, and a sub variable throttle section 50a comprising a plurality of notches capable of communicating with the sub passage 15c and the pipe / sub passage 15h,
  • a common outflow port 58 to which the pilot / sub passage 15h is connected is provided between the pilot variable throttle unit 6a and the sub variable throttle unit 50a.
  • a spring 16A for setting the initial valve opening force of the pilot variable throttle section 6a and the sub variable throttle section 50a is provided at the operating end of the main spool section 6d in the valve closing direction.
  • a pressure receiving chamber 17 into which the pilot signal, which is the above-mentioned external signal, is introduced is provided at the operation end of the valve in the valve opening direction, and the control force and the panel 1
  • the amount of movement of the spool valve body 60 is determined by the urging force of A, and the opening areas of the pilot variable throttle unit 6a and the sub variable throttle unit 50a are changed according to the amount of movement, and the pilot passage 15 Cut off and control the flow rate of the pipe flowing through a and the pilot / sub passage 15 h, and the sub flow rate flowing through the sub passage 15 c and the pipe / sub passage 15 h.
  • a pressure receiving chamber 35 is provided in a portion where the main spool 6 d and the piston 6 c are in contact with each other.
  • the pressure generated by the throttle 34 is conducted to the pressure receiving chamber 35. This contributes to the over-sip-and-relief function.
  • the flow control characteristics of the pilot variable throttle unit 6a, the poppet valve element 5, and the sub variable throttle unit 50a are the same as those shown in FIG. 5 of the first embodiment.
  • the opening timing is set so that 0a opens earlier than the pilot variable throttle section 6a, and the sub variable throttle section 50a is responsible for flow control in the fine operation area.
  • valve device 100A Other configurations of the valve device 100A are substantially the same as those of the valve device 100 of the first embodiment.
  • the size of the notch, the strength of the spring 16A, and the notch of each of the pilot variable throttle unit 6a and the sub variable throttle unit 50a By adjusting the position, the opening timing of the poppet valve element 5 can be adjusted regardless of the flow rate control in the fine operation area. For this reason, the flow control characteristic of the fine operation area and the flow control characteristic of the poppet valve element 5 can be individually set, and even if the flow control characteristic of the fine operation area is changed, the entire flow control width hardly changes. Smooth flow control characteristics can be obtained even when the slope of the characteristic line of flow control is reduced to improve operability in the operation area.
  • pilot variable throttle unit 6a and the sub variable throttle unit 50a are provided on the same spool valve body 60, so that the number of parts is smaller than in the first embodiment, and the valve device is more compact. The effect that can be obtained is obtained.
  • reference numeral 100B denotes a pipe breakage control valve device of the present embodiment.
  • a manual pilot valve as an external signal is provided inside the housing 3A of the valve device 100B.
  • a single spool valve element 60 B that is operated by the pilot pressure from 108 is disposed, and this spool valve element 60 B is also similar to the spool valve element 60 of the second embodiment in the first embodiment.
  • the configuration is such that the first spool valve element 6 and the second spool valve element 50 of the present embodiment are also used.
  • the spool valve element 60B in the present embodiment is divided into a piston section 6c and a main spool section 6e, and the main spool section 6e is connected to the pilot passage 15a and the pilot / sub passage 15 Pilot variable throttle section 6a consisting of a plurality of notches that can communicate with h, and sub variable throttle section 50a consisting of a plurality of notches that can communicate with the sub passage 15c and the pilot / sub passage 15h have.
  • the main spool portion 6e is provided with a land portion 61 on the outflow side of the sub variable throttle portion 50a.
  • the land portion 61 functions as a blocking means for the sub passage.
  • the land portion 61 serves as the pilot / sub passage 15 h is connected to the outflow boat 58 to which it is connected, and when the main spool portion 6 e moves a predetermined distance in the valve opening direction (downward in the figure) by a pilot pressure as an external signal, the land portion 61 becomes the housing 3 A.
  • outflow boat 5 Close the channel on the 8 side.
  • the predetermined distance at which the land section 61 closes the flow path of the sub variable throttle section 50a is defined as the main spool section 6e moving to open the pilot variable throttle section 6a, This is the stroke distance of the main spool 6e after opening 5.
  • Fig. 12 shows the characteristics (XI) of the passing flow rate (pilot flow rate) of the pilot variable throttle section 6a with respect to the pilot pressure, which is an external signal, the characteristics (X 2) of the passing flow rate (main flow rate) of the poppet valve element 5, and The relationship between the characteristic (X 3 B) of the passing flow rate (sub flow rate) of the sub-variable restrictor 50 a and the characteristic (X 4) of the passing flow rate obtained by summing them is shown.
  • the pilot pressure is P kids, begins to open the pilot variable throttle portion 6 a turn, the pilot pressure is increased apertures area of the pilot variable throttle portion 6 a according rises above P 2, in response thereto
  • the flow rate passing through the pilot variable throttle section 6a that is, the pilot flow rate flowing through the pilot passage 15a and the pilot / sub passage 15h also increases.
  • a land portion 51 is provided on the outflow side of the sub-variable throttle portion 50a of the spool valve body 60B , and the land portion 61 has a pilot pressure in the vicinity of ⁇ : ⁇ . reached when, beginning to close the sub-variable throttle portion 5 0 a flow passage of the outlet port 5 8 side, reducing the opening area of the flow path in accordance with the pilot pressure increases beyond P 3, the pilot pressure to P 4 When reached, the flow path is completely shut off.
  • the spool valve body 60B is provided with the land portion 51 functioning as a blocking means for the sub passage, so that the following effects can be obtained.
  • the pilot flow rate and the sub flow rate are reduced.
  • the flow rate increases at the junction and downstream thereof, and accordingly, The pressure loss in the passage increases.
  • the two flows collide and a jet is generated.
  • Such an increase in the passage pressure loss or the jet at the junction causes an increase or fluctuation in the pressure in the back pressure chamber 10, and the opening area of the port valve body 5 does not open to the size specified by the external signal. May affect main flow control.
  • the sub passage since the sub passage is closed by the land portion 61 after the poppet valve element 5 is opened as described above, the flow of the pilot flow becomes independent after the sub passage is cut off. This suppresses the increase in passage pressure loss and the jet flow due to the merging of the flow rate with the sub flow rate, reduces the effect on the flow rate control of the main flow, and enables smooth flow control of the main flow.
  • the pressure loss is reduced, the joining passage can be narrowed, and the valve device can be further downsized.
  • the land portion 61 is simply added to the spool valve body 60B (main main pool portion 6e), the sub passage can be shut off with a simple configuration.
  • the third embodiment described above is a modification of the second embodiment in which the pilot variable throttle unit and the sub variable throttle unit are provided on the same pilot valve element, and the pilot valve element has a flow path for the sub variable throttle unit.
  • the shutoff means is provided, a similar change can be made to the first embodiment in which the pilot variable throttle unit and the sub variable throttle unit are provided on separate pipe valve bodies.
  • FIG. 13 is an enlarged view of the second spool valve element when such a change is made to the first embodiment.
  • a land portion 6 1 C is provided on a portion of the inflow boat 59 on the inflow side of the sub variable throttle portion 50 a of the second spool valve element 50 C and to which the sub passage 15 c is connected. Is provided.
  • This land portion 61C has a second spool valve body 50C as shown in the figure. When in the inoperative position (neutral position), it is located in the inflow port 59, and the second spool valve element 50C moves a fixed distance in the valve opening direction (downward in the figure) due to the pilot pressure as an external signal.
  • the poppet valve element 5 see FIG. 1 is opened, the poppet valve element 5 is fitted into the sprue hole of the housing 3 to close the flow path on the inflow port 59 side of the sub-variable restrictor 50a.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION while achieving various functions required as a pipe break control valve device, it is possible to reduce pressure loss, to reduce the size of the entire valve device, and to reduce manufacturing costs. Also, by merely providing the second variable throttle section in the sub passage, smooth flow control characteristics can be obtained, and the flow control characteristics can be set widely, so that the degree of freedom in design increases, and various types of actuators can be used. Hydraulic cylinder).
  • the means for blocking the sub passage by providing the means for blocking the sub passage, it is possible to reduce the influence of the pressure loss of the joining passage and the amount of jet flow at the joining portion on the amount of movement of the boat, and to provide a highly accurate and The flow rate can be controlled, and the junction passage can be narrowed, so that the valve device can be further downsized.

Description

明細書 配管破断制御弁装置 技術分野
本発明は、 油圧ショベル等の油圧機械に設けられ、 シリンダ用ホースの破断時 に負荷の落下を防止する配管破断制御弁装置 （ホースラブチヤバルブ） に関する。 背景技術
油圧機械、 例えば油圧ショベルにおいては、 アーム等の負荷を駆動するァクチ ユエ一夕である油圧シリンダに圧油を輸送するホース又は鋼管が万一破損した場 合でも、 負荷の落下を防止できるようにしたいというニーズがあり、 このような ニーズに対してホースラブチヤバルブと呼ばれる配管破断制御弁装置が設けられ ている。 従来の一般的な配管破断制御弁装置を図 1 4に油圧回路で示し、 その断 面図を図 1 5に示す。
図 1 4及び図 1 5において、 配管破断制御弁装置 2 0 0は 2つの入出力ポート 2 0 1， 2 0 2及びタンクボート 2 0 3を備えたハウジング 2 0 4を有し、 入出 カボート 2 0 1は油圧シリンダ 1 0 2のボトムポートに直接取り付けられ、 入出 カボート 2 0 2は油圧配管 1 0 5にを介してコントロールバルブ 1 0 3のァクチ ユエ一夕ボートの 1つに接続され、 タンクボート 2 0 3はドレン配管 2 0 5を介 してタンク 1 0 9に接続されており、 ハウジング 2 0 4内には、 外部信号である 手動パイロット弁 1 0 8からのパイロット圧によって作動するメインスプール 2 1 1、 供給用のチェックバルブ 2 1 2、 メインスプール 2 1 1に設けられたパイ ロット部 2 1 3によって制御されるボぺット弁体 2 1 4、 異常圧を開放するォー バーロードリリーフバルブ 2 1 5が設けられている。
このような従来の配管破断制御弁装置 2 0 0において、 油圧シリンダ 1 0 2の ボトム側への圧油の供給は、 コントロールバルブ 1 0 3からの圧油を弁装置 2 0 0内の供給用のチェックバルブ 2 1 2を介して供給することにより行われる。 ま た、 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側からの圧油の排出は、 弁装置 2 0 0のメイン スプール 2 1 1を外部信号であるパイロット圧によって作動させ、 まずこのメイ ンスプール 2 1 1に設けられたパイロット部 2 1 3によって制御されるポぺット 弁体 2 1 4を開放状態とし、 更にメインスプール 2 1 1に設けられた可変絞り部 2 1 1 aを開口し、 圧油の流量をコントロールしながらタンク 1 0 9に排出する ことによって行われる。
ポぺット弁体 2 1 4は、 メインスプール 2 1 1と直列に設けられ、 油圧シリン ダ 1 0 2のボトム側の負荷圧を保持する状態で、 リーク量を減少させる機能 （口 —ドチェック機能） を有している。
オーバ一ロードリリーフバルブ 2 1 5は、 過大な外力が油圧シリンダ 1 0 2に 作用し、 そのボトム側に供給する圧油が高圧となった場合に圧油を排出して配管 の破損を防止するものである。
また、 コントロールバルブ 1 0 3から入出力ボート 2 0 2に至る油圧配管 1 0 5力 万一、 破損した場合、 チェックバルブ 2 1 2及びポぺット弁体 2 1 4は閉 じ、 油圧シリンダ 1 0 2が支える負荷の落下が防止される。 このとき、 手動パイ ロット弁 1 0 8からのパイロット圧によりメインスプール 2 1 1を操作し、 可変 絞り部 2 1 1 aの開口面積を調整することにより、 負荷の自重でゆつくりと油圧 シリンダ 1 0 2を縮め、 負荷を安全な位置に移動することができる。
1 0 7 a , 1 0 7 bは回路内の最大圧力を制限するメインリリーフバルブであ る。
また、 特開平 3— 2 4 9 4 1 1号公報には比例シート弁を利用して弁装置全体 の小型化を図った配管破断制御弁装置が開示されている。 図 1 6にその配管破断 制御装置を示す。
図 1 6において、 配管破断制御弁装置 3 0 0は入口ポート 3 2 0、 ワークボー ト 3 2 1、 タンクボート 3 2 2を備えたハウジング 3 2 3を有し、 入口ボート 3 2 0はコントロールバルブ 1 0 3のァクチユエ一夕ボートの 1つに接続され、 ヮ —クボート 3 2 1は油圧シリンダ 1 0 2のボトムボートに接続され、 タンクボー ト 3 2 2はドレン配管 2 0 5を介してタンク 1 0 9に接続されており、 ハウジン グ 3 2 3内には、 供給用のチェックバルブ 3 2 4、 比例シート弁 3 2 5、 オーバ —ロードリリーフバルブ 3 2 6、 パイロット弁 3 4 0が設けられている。 パイ口 ット弁 3 4 0は外部信号である手動パイロット弁 1 0 8 (図 1 4参照） からのパ イロット圧によって作動し、 このパイロット弁 3 4 0の作動により比例シート弁 3 2 5が作動する。 オーバー口一ドリリーフバルブ 3 2 6は比例シ一ト弁 3 2 5 に組み込まれている。
油圧シリンダ 1 0 2のボトム側への圧油の供給は、 コントロールバルブ 1 0 3 からの圧油を弁装置 3 0 0内の供給用のチェックバルブ 3 2 4を介して供給する ことにより行われる。 また、 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側からの圧油の排出は、 弁装置 3 0 0のパイロット弁 3 4 0を外部信号であるパイロット圧によって作動 させ、 比例シート弁 3 2 5を開弁し、 圧油の流量をコントロールしながらタンク 1 0 9に排出することによって行われる。 また、 比例シート弁 3 2 5は、 油圧シ リンダ 1 0 2のボトム側の負荷圧を保持する状態で、 リーク量を減少させる機能 (ロードチェック機能） を有している。
オーバーロードリリーフバルブ 3 2 6は、 過大な外力が油圧シリンダ 1 0 2に 作用し、 そのボトム側に供給する圧油が高圧となった場合に比例シート弁 3 2 5 を開弁し、 圧油を排出して配管の破損を防止する。
また、 コントロールバルブ 1 0 3から入口ポート 3 2 0に至る配管 1 0 5が、 万一、 破損した場合、 チェックバルブ 3 2 4及び比例シート弁 3 2 5は閉じ、 油 圧シリンダ 1 0 2が支える負荷の落下が防止される。 このとき、 パイロット圧に よりパイロッ卜弁 3 4 0のスプール 3 4 1を操作し、 比例シート弁 3 2 5の開口 面積を調整することにより、 負荷の自重でゆつくりと油圧シリンダ 1 0 2を縮め、 負荷を安全な位置に移動することができる。 発明の開示
しかしながら、 上記従来技術では圧力損失を低減しかつ弁装置全体を小型化及 び製造コストの低減を図ることが困難であるという問題があつた。
つまり、 図 1 4及び図 1 5に示した従来技術では、 供給用のチェックバルブ 2 1 2、 メインスプール 2 1 1、 メインスプール 2 1 1に設けられたパイロット部 2 1 3によって制御されるポぺット弁体 2 1 4、 及びオーバーロードリリーフノ ルブ 2 1 5の各部品が、 それぞれの機能に対応して個別に設けられている。 この ため、 これら部品を限られた大きさのハウジング 2 0 4内に収めるためには、 各 部品の大きさが制限される。 また、 製造コストの低減も困難であった。
一方、 メインスプール 2 1 1には、 油圧シリンダ 1 0 2から排出される圧油の 全油量が通過するため、 大径のスプール弁体とする必要がある。 また、 メインス プール 2 1 1とポぺット弁体 2 1 4は直列に設けられており、 このため、 大油量 がこれらの 2つの弁要素を通過することとなる。 したがって、 これら部品を限ら れた大きさのハウジング 2 0 4内に収めると、 各部品の大きさが小さくなつて、 十分な流路が確保されず、 圧力損失の上昇を招く場合があった。 また、 直列に設 けられたメインスプール 2 1 1とポペット弁体 2 1 4の 2つを大油量が通過する 構成であり、 このことによつても圧力損失が不可避であつた。
ここで、 配管破断制御弁装置はブ一ムシリンダのボトム側やアームシリンダの 口ッド側に装着され、 ブームシリンダゃアームシリンダが取り付けられるブーム やアームは上下方向に回動操作される作業部材である。 このため、 ハウジング 2 0 4を圧損を考慮した大きさとすると、 ブームやアームの作動中に岩石等の障害 物に当たって破損する恐れが増大し、 適切な設計が困難であった。
図 1 6に示した特開平 3— 2 4 9 4 1 1号公報に記載の従来技術では、 パイ口 ット弁 3 4 0で制御される比例シート弁 3 2 5にオーバーロードリリーフバルブ 3 2 6を組み込むことにより、 比例シート弁 3 2 5に上記従来技術のメインスプ —ル 2 1 1の機能の他、 ボぺット弁体 2 1 4及びオーバーロードリリーフバルブ 2 1 5の機能を持たせている。 このため、 上記従来技術に比べ部品点数が減り、 圧損を低減しつつある程度の小型化が達成される。 しかし、 この従来技術でも、 供給用のチェックバルブ 3 2 4は依然として必須の部品であり、 弁装置の小型化 及び製造コス卜の低減のため更なる改善が望まれている。
以上の問題点を解決するため本出願人は特願平 1 0— 1 1 0 7 7 6号 （出願日 ：平成 1 0年 4月 2 1日 ；米国出願 09/294, 431、 E P出願 99201 251 . 8、 韓国出願 1 999- 13956、 中国出願 99105093. 2にそれぞれ対応） にて次のような発明を提案し た。
「油圧シリンダの給排ポートと油圧配管の間に設けられ、 外部信号に応じて前 記給排ポートから前記油圧配管に流出する圧油の流量を制御する配管破断制御弁 装置において、 前記給排ポートに接続されるシリンダ接続室、 前記油圧配管に接 続される配管接続室、 及び背圧室を設けたハウジングに摺動自在に配置され、 前 記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通可能でありかつ移動量 に応じて開口面積を変化させる主弁としてのポぺット弁体と、 前記背圧室と配管 接続室との間を接続するパイロット通路に設けられ、 前記外部信号で作動し、 移 動量に応じて前記パイ口ット通路を流れるパイ口ット流量を遮断及び制御するパ ィロット弁としてのスプール弁体とを備え、 前記ポペット弁体に、 このボペット 弁体の遮断位置で初期開口面積を有し、 ポぺット弁体の移動量に応じて開口面積 を増大させ、 前記シリンダ接続室から前記背圧室へ流出する前記パイロット流量 の通過流量を制御するフィードバック可変絞り通路を設けたことを特徴とする配 管破断制御弁装置」 。
このように構成した先願発明の弁装置においては、 油圧シリンダのボトム側へ の圧油供給時は、 フィードバック可変絞り通路が初期開口面積を有することから、 配管接続室の圧力が上昇し負荷圧より高くなると、 ボペット弁体は開弁し、 油圧 シリンダのボトム側に圧油が供給可能となる （従来の供給側のチェックバルブ機 能） 。
また、 油圧シリンダのボトム側から圧油を排出する場合は、 スプール弁体が外 部信号で作動し、 パイロット弁体の移動量に応じたパイロット流量が流れると、 パイロット流量に応じてポぺット弁体が開弁しかつその移動量が制御され、 油圧 シリンダのボトム側の圧油の大部分はボぺット弁体を通過し、 残りがフィードバ ック可変絞り通路、 背圧室、 スプール弁体を通過し、 それぞれタンクに排出され る （従来のメインスプール機能） 。
更に、 油圧シリンダのボトム側の負荷圧を保持する場合は、 ポペット弁体が遮 断位置にあり、 このボペット弁体が負荷圧を保持し、 リーク量を減少させる （口 —ドチェック機能） 。
以上のように先願発明の弁装置では、 配管破断制御弁装置として必要な最低限 の諸機能 （供給側のチェックバルブ機能、 メインスプール機能及び口一ドチェッ ク機能） を果たせる。 また、 先願発明の弁装置では、 大流量が流れる流路に配置 される部品はポぺット弁体だけであり、 圧力損失を低減しかつ弁装置全体の小型 化及び製造コストの低減が図れる。
本発明の目的は、 上記先願発明を改良し、 配管破断制御弁装置として必要な最 低限の諸機能を果たしつつ圧力損失を低減しかつ弁装置全体の小型化及び製造コ ス卜の低減を可能とすると共に、 滑らかな流量制御特性が得られかつ流量制御特 性を幅広く設定可能とする配管破断制御弁装置を提供することである。
( 1 ) 上記目的を達成するために、 本発明は、 油圧シリンダの給排ボートと油圧 配管の間に設けられ、 外部信号に応じて前記給排ポー卜から前記油圧配管に流出 する圧油の流量を制御する配管破断制御弁装置において、 前記給排ポートに接続 されるシリンダ接続室、 前記油圧配管に接続される配管接続室、 及び背圧室を設 けたハウジングに摺動自在に配置され、 前記シリンダ接続室と前記配管接続室と の間を遮断及び連通可能でありかつ移動量に応じて開口面積を変化させる主弁と してのボぺット弁体と、 前記ポぺット弁体に設けられ、 このポぺット弁体の遮断 位置で初期開口面積を有し、 ポぺッ卜弁体の移動量に応じて開口面積を増大させ るフィードバック可変絞り通路と、 前記背圧室と配管接続室との間を接続するパ イロット通路に配置され、 前記外部信号で作動し前記シリンダ接続室から前記フ イードバック可変絞り通路、 背圧室及びパイロット通路を通って前記配管接続室 へと流れるパイロット流量を遮断及び制御する第 1の可変絞り部と、 前記シリン ダ接続室と前記配管接続室との間を接続するサブ通路に配置され、 前記外部信号 で作動し前記サブ通路を流れるサブ流量を遮断及び制御する第 2の可変絞り部と を備えるものとする。
ポぺット弁体と第 1の可変絞り部を設け、 ボぺット弁体に初期開口面積を有す るフィードバック可変絞り通路を設けることは先願発明と同じであり、 これによ り配管破断制御弁装置として必要な最低限の諸機能を果たしつつ圧力損失を低減 しかつ弁装置全体の小型化及び製造コス卜の低減が可能となる。
また、 サブ通路に第 2の可変絞り部を配置することにより、 第 2の可変絞り部 に微操作領域での流量制御機能を受け持たせ、 第 2の可変絞り部による微操作領 域での流量制御と第 1の可変絞り部によるポぺット弁体の制御を分けて行うこと ができるようになり、 滑らかな流量制御特性が得られかつ流量制御特性が幅広く 設定可能となる。 ( 2 ) 上記 （1 ) において、 好ましくは、 前記外部信号により前記第 2の可変絞 り部が前記第 1の可変絞り部より早く開くように第 1及び第 2の可変絞り部の開 口タイミングを設定する。
これにより上記 （1 ) で述べたように第 2の可変絞り部に微操作領域での流量 制御機能を受け持たせ、 第 2の可変絞り部による微操作領域での流量制御と第 1 の可変絞り部によるポぺッ卜弁体の制御を分けて行えるようになる。
( 3 ) また、 上記 （1 ) において、 好ましくは、 前記第 1の可変絞り部と第 2の 可変絞り部をそれぞれ別々のスプール弁体に設ける。
これにより第 1の可変絞り部と第 2の可変絞り部は、 それぞれ、 可変絞り部の ノツチの位置だけでなくスプール弁体に働くパネの強さによっても開口タイミン グを変えれるようになり、 精度良く流量制御特性を設定できる。
( 4 ) 更に、 上記 （1 ) において、 好ましくは、 前記第 1の可変絞り部と第 2の 可変絞り部を同じスプール弁体に設ける。
これにより弁装置の部品点数が少なくなり、 一層の小型化が可能となる。
( 5 ) また、 上記 （1 ) 〜 （4 ) のいずれかにおいて、 好ましくは、 前記ポぺッ ト弁体の開弁後に前記サブ通路を遮断する手段を設ける。
上記 （1 ) のようにパイロット通路及び第 1の可変絞り部に加えサブ通路及び 第 2の可変絞り部を設けると、 パイロット流量とサブ流量が配管接続室側で合流 するため、 合流部及びその下流側での流量の増加による通路圧損の増加や合流部 での噴流により背圧室の圧力が上昇或いは変動し、 ボぺット弁体の開口面積が外 部信号の指令通りの大きさまで開かず、 メインの流量制御に影響を与える可能性 がある。
ボぺット弁体の開弁後にサブ通路を遮断することにより、 サブ通路の遮断後は パイロッ卜流量単独の流れとなるため、 パイロット流量とサブ流量との合流によ る通路圧損の増加や噴流を抑え、 メインの流量制御への影響を低減できる。
( 6 ) 更に、 上記 （5 ) において、 好ましくは、 前記サブ通路を遮断する手段は、 前記第 2の可変絞り部を設けたスプール弁体に設けられ、 このスプール弁体が所 定距離以上移動すると第 2の可変絞り部の流路を遮断するランド部である。
これによりスプール弁体にランド部を追加形成しただけなので、 簡単な構成で サブ通路を遮断することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施形態による配管破断制御弁装置をこれが配置され る油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
図 2は、 図 1に示す配管破断制御弁装置のポぺット弁体と第 1のスプール弁体 部分の構造を示す断面図である。
図 3は、 図 1に示す配管破断制御弁装置の小リリーフバルブ部分の構造を示す 断面図である。
図 4は、 ポペット弁体の移動量 （ストローク） に対するボペット弁体の開口面 積及びフィードバックスリッ卜の開口面積の関係を示す図である。
図 5は、 図 1に示す配管破断制御弁装置のパイロット圧に対するパイロット可 変絞り部の通過流量 （パイロット流量） の特性、 ボペット弁体の通過流量 （メイ ンの流量） の特性、 サブ可変絞り部の通過流量 （サブ流量） の特性、 それらを合 計した通過流量の特性の関係を示す図である。
図 6は、 比較例として、 先願発明の配管破断制御弁装置をこれが配置される油 圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
図 7は、 図 6に示す配管破断制御弁装置のパイ口ット圧に対するスプール弁体 のパイロット可変絞り部の通過流量 （パイロット流量） とボペット弁体の通過流 量 （メインの流量） との関係を示す図である。
図 8は、 本発明の第 2の実施形態による配管破断制御弁装置をこれが配置され る油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
図 9は、 図 8に示す配管破断制御弁装置のボぺット弁体とスプール弁体部分の 構造を示す断面図である。
図 1 0は、 本発明の第 3の実施形態による配管破断制御弁装置をこれが配置さ れる油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
図 1 1は、 図 1 0に示す配管破断制御弁装置のポぺット弁体とスプール弁体部 分の構造を示す断面図である。
図 1 2は、 図 1 0に示す配管破断制御弁装置のパイ口ット圧に対するパイ口ッ 卜可変絞り部の通過流量 （パイロット流量） の特性、 ポペット弁体の通過流量 (メインの流量） の特性、 サブ可変絞り部の通過流量 （サブ流量） の特性、 それ らを合計した通過流量の特性の関係を示す図である。
図 1 3は、 本発明の第 4の実施形態による配管破断制御弁装置の要部の断面図 である。
図 1 4は、 従来の配管破断制御弁装置をこれが配置される油圧駆動装置ととも に油圧回路で示す図である。
図 1 5は、 図 1 4に示す配管破断制御弁装置のポぺット弁体とスプール弁体部 分の構造を示す断面図である。
図 1 6は、 従来の配管破断制御弁装置のポペット弁体の移動量 （ストローク） に対するポぺッ卜弁体の開口面積及ぴフィードバックスリッ卜の開口面積の関係 を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図 1は本発明の第 1の実施形態による配管破断制御弁装置を油圧回路で示す図 であり、 図 2及び図 3はその配管破断制御弁装置の構造を示す断面図である。 図 1において、 1 0 0は本実施形態の配管破断制御弁装置であり、 この弁装置 1 0 0が備えられる油圧駆動装置は、 油圧ポンプ 1 0 1と、 この油圧ポンプ 1 0 1から吐出された圧油により駆動される油圧ァクチユエ一夕 （油圧シリンダ） 1 0 2と、 油圧ポンプ 1 0 1から油圧シリンダ 1 0 2に供給される圧油の流れを制 御するコントロールバルブ 1 0 3と、 コントロールバルブ 1 0 3から伸びる油圧 配管であるァクチユエ一夕ライン 1 0 5， 1 0 6に接続され、 回路内の最大圧力 を制限するメインのオーバー口一ドリリーフバルブ 1 0 7 a， 1 0 7 bと、 手動 パイロット弁 1 0 8と、 タンク 1 0 9とを有している。
配管破断制御弁装置 1 0 0は、 図 1及び図 2に示すように、 2つの入出力ボ一 ト 1， 2を備えたハウジング 3を有し、 入出力ボート 1は油圧シリンダ 1 0 2の ボトム側給排ボート 1 0 2 aに直接取り付けられ、 入出力ボート 2はァクチユエ 一夕ライン 1 0 5を介してコントロールバルブ 1 0 3のァクチユエ一夕ボート 1 0 3 a , 1 0 3 bの 1つ 1 0 3 aに接続されている。 ァクチユエ一夕ポート 1 0 3 bはァクチユエ一夕ライン 1 0 6を介して油圧シリンダ 1 0 2のロッド側給排 ポート 1 0 2 bに接続されている。
ハウジング 3内には、 主弁としてのポペット弁体 5と、 外部信号である手動パ イロット弁 1 0 8からのパイロッ卜圧によって作動しポぺット弁体 5を作動させ るパイロット弁としての第 1のスプール弁体 6と、 この第 1のスプール弁体 6と 同じパイロット圧で作動し小流量域の流量を制御する第 2のスプール弁体 5 0と、 オーバーロードリリーフバルブの機能を有する小リリーフバルブ 7とが設けられ ている。
ハウジング 3内には、 また、 入出力ポート 1に接続されるシリンダ接続室 8、 入出力ポート 2に接続される配管接続室 9、 背圧室 1 0が設けられ、 主弁として のボペット弁体 5は背圧室 1 0の圧力を背面で受け、 シリンダ接続室 8と配管接 続室 9との間を遮断及び連通しかつ移動量に応じて開口面積を変化させるようハ ウジング 3内に摺動自在に配置されている。 ポペット弁体 5には、 ポペット弁体 5の移動量に応じて開口面積を増大させ、 その開口面積に応じてシリンダ接続室 8から背圧室 1 0へ流出するパイロット流量の通過量を制御するフィードバック 可変絞り通路となるフィードハックスリット 1 1が設けられている。 背圧室 1 0 はプラグ 1 2により閉じられ （図 2参照） 、 背圧室 1 0内にはボペット弁体 5を 図示の遮断位置に保持するパネ 1 3が配設されている。
ハウジング 3内には、 また、 背圧室 1 0と配管接続室 9との間を接続するパイ ロット通路 1 5 a , 1 5 bが設けられ、 パイロット弁としての第 1のスプール弁 体 6はこのパイロット通路 1 5 a， 1 5 b間に設けられている。 ここで、 パイ口 ット 1 5 bは通路部分 1 5 b 1， 1 5 b 2の 2部分からなり、 通路部分 1 5 b 2 はサブ通路 （後述） の一部を兼ねている。
第 1のスプール弁体 6はパイロット通路 1 5 a , 1 5 bを連通可能な複数のノ ツチからなるパイロット可変絞り部 6 aを有し、 第 1のスプール弁体 6の閉弁方 向作動端部にはパイロット可変絞り部 6 aの初期開弁力を設定するパネ 1 6が設 けられ、 第 1のスプール弁体 6の開弁方向作動端部には上記外部信号であるパイ ロット圧が導かれる受圧室 1 7が設けられ、 この受圧室 1 7に導かれるパイロッ ト圧 （外部信号） による制御力とパネ 1 6の付勢力とによって第 1のスプール弁 体 6の移動量が決定され、 この移動量に応じてパイロット可変絞り部 6 aの開口 面積が変化し、 パイロット通路 1 5 a , 1 5 bを流れるパイロット流量を遮断及 び制御する。 バネ 1 6はバネ受け 1 8で支えられ、 このバネ受け 1 8にはバネ 1 6の初期設定力 （パイロット可変絞り部 6 aの初期開弁力） を調整可能とするネ ジ部 1 9が設けられている。 パネ 1 6が配置されるバネ室 2 0は第 1のスプール 弁体 6の動きをスムーズにするためドレン通路 2 1を介してタンクに接続されて いる。
ハウジング 3内には、 更に、 シリンダ接続室 8と配管接続室 9との間を接続す るサブ通路 1 5 c， 1 5 dが設けられ、 第 2のスプール弁体 5 0はこのサブ通路 1 5 c , 1 5 d間に配置されている。 サブ通路 1 5 dはパイロット通路 1 5 の 部分 1 5 b 2を介して配管接続室 9に接続されている。 即ち、 通路部分 1 5 b 2 はパイロット兼サブ通路となっている。
第 2のスプール弁体 5 0はサブ通路 1 5 c， 1 5 dを連通可能な複数のノッチ からなるサブ可変絞り部 5 0 aを有し、 第 2のスプール弁体 5 0の閉弁方向作動 端部にはサブ可変絞り部 5 0 aの初期開弁力を設定するパネ 5 1が設けられ、 第 2のスプール弁体 5 0の開弁方向作動端部には上記外部信号であるパイロット圧 が導かれる受圧室 5 2が設けられ、 この受圧室 5 2に導かれるパイロット圧 （外 部信号） による制御力とバネ 5 1の付勢力とによって第 2のスプール弁体 5 0の 移動量が決定され、 この移動量に応じてサブ可変絞り部 5 0 aの開口面積が変化 し、 サブ通路 1 5 c , 1 5 dを流れるサブ流量を遮断及び制御する。 バネ 5 1は バネ受け 5 3で支えられ、 このバネ受け 5 3にはバネ 5 1の初期設定力 （サブ可 変絞り部 5 0 aの初期開弁力） を調整可能とするネジ部 5 4が設けられている。 バネ 5 1が配置されるバネ室 5 5は第 2のスプール弁体 5 0の動きをスムーズに するためドレン通路 2 1を介してタンクに接続されている。
ハウジング 3内には、 また、 小リリーフバルブ 7の入側に位置するリリーフ通 路 1 5 eと出側に位置するドレン通路 1 5 f とが設けられ、 リリーフ通路 1 5 e はシリンダ接続室 8に接続され、 ドレン通路 1 5 ； f はドレン通路 2 1を介して夕 ンクに接続されている。 また、 ドレン通路 1 5 f には圧力発生手段である絞り 3 4が設けられ、 小リリーフバルブ 7と絞り 3 4との間から信号通路 3 6が分岐し ている。
上記の第 1のスプール弁体 6の開弁方向作動端部には、 パイロット圧 （外部信 号） が導かれる受圧室 1 7に加え、 もう 1つの受圧室 3 5が設けられ、 この受圧 室 3 5に信号通路 3 6を接続し、 絞り 3 4で発生した圧力を第 1のスプール弁体 6に外部信号であるパイロット圧と同じ側の駆動力として作用させる構成となつ ている。
受圧室 1 7， 3 5の具体的構成を図 3に示す。 第 1のスプール弁体 6は、 可変 絞り部 6 aを形成した主スプール部 6 bと、 反バネ 1 6側で主スプール部 6 に 接するピストン部 6 cに分割され、 受圧室 1 7はピストン部 6 cの反主スプール 部 6 b側の端部に設けられ、 受圧室 3 5は主スプール部 6 bとピストン部 6 c力 s 接する部分に設けられている。 このような構成により受圧室 1 7に導かれるパイ ロット圧と受圧室 3 5に導かれる絞り 3 4で発生した圧力が共に可変絞り部 6 a の開方向に作用する。
図 4はポペット弁体 5の移動量 （ストローク） に対するボペット弁体 5の開口 面積及びフィードバックスリット 1 1の開口面積の関係を示す図である。 ポぺッ ト弁体 5が遮断位置にあるとき、 フィードバックスリット 1 1は所定の初期開口 面積 A nを有しており、 ポペット弁体 5が遮断位置から開き始め、 移動量が増大す るにしたがってボぺット弁体 5及びフィードバックスリット 1 1の開口面積は比 例的に増大する。 フィードバックスリツト 1 1が初期開口面積 A。を有することに より、 ボぺット弁体 5が従来の供給用のチェックバルブの機能を果たしている
(後述） 。
図 5は外部信号である手動パイロット弁 1 0 8からのパイロット圧に対する第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aの通過流量 （パイロット流量） とボペット弁体 5の通過流量 （メインの流量） との関係、 これらと第 2のスプ一 ル弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aの通過流量 （サブ流量） との関係、 更にはこ れらと弁装置 1 0 0の総通過流量との関係を示す図であり、 X 1はパイロット可 変絞り部 6 aの流量制御の特性線、 X 2はポペット弁体 5の流量制御の特性線、 X 3はサブ可変絞り部 5 0 aの流量制御の特性線、 X 4はそれらを合計した流量 制御の特性線、 つまり弁装置 1 0 0の流量制御の特性線である。
図 5において、 パイ口ット圧が 0から P 2になるまでの範囲は第 1のスプール弁 体 6のパイロット可変絞り部 6 aの不感帯であり、 この間はパイロット圧が上昇 しても第 1のスプール弁体 6はバネ 1 6の初期設定力で停止しているか、 移動し たとしてもパイロット可変絞り部 6 aが開くまでのオーバ一ラップ領域であり、 パイロット可変絞り部 6 aは遮断状態にある。 パイロット圧が P 2に達すると、 特 性線 X 1で示すように第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aは開き 始め、 パイロット圧が P 2を越えて上昇するにしたがってパイロット可変絞り部 6 aの開口面積が増大し、 これに応じてパイロット可変絞り部 6 aの通過流量、 即 ちパイロット通路 1 5 a , 1 5 bを流れるパイロット流量も増大する。
また、 パイロット圧が P :i (> P 2) でパイロット流量が所定流量となるまでの 範囲はポぺット弁体 5の不感帯であり、 この間はパイロット流量が生じてもフィ ードバックスリット 1 1による背圧室 1 0の圧力低下が不十分であり、 ボペット 弁体 5はパネ 1 3の初期設定力により遮断位置に保たれている。 パイロット圧が P 3でパイロット流量が所定流量に達すると、 特性線 X 2で示すようにボぺット弁 体 5は開き始め、 パイロット圧が P 3を越えて上昇するにしたがってポぺット弁体 5の開口面積が増大し、 これに応じてポペット弁体の通過流量、 即ちメインの流 量も増大する。
更に、 パイロット圧が 0から P ,になるまでの範囲は第 2のスプール弁体 5 0の サブ可変絞り部 5 0 aの不感帯であり、 この間はパイロット圧が上昇しても第 2 のスプール弁体 5 0はパネ 5 1の初期設定力で停止しているか、 移動したとして もサブ可変絞り部 5 0 aが開くまでのオーバ一ラップ領域であり、 サブ可変絞り 部 5 0 aは遮断状態にある。 パイ口ット圧が P ,に達すると、 特性線 X 3で示すよ うに第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aは開き始め、 パイロット圧 が P ,を越えて上昇するにしたがってサブ可変絞り部 5 0 aの開口面積が増大し、 これに応じてサブ可変絞り部 5 0 aの通過流量、 即ちサブ通路 1 5 c， 1 5 dを 流れるサブ流量も増大する。
また、 P , < P 2であり、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aは前 記パイロット圧により開くとき、 第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aよりも早く開くように開口タイミングが設定され、 サブ可変絞り部 5 0 aに 微操作領域での流量制御機能を受け持たせている。
以上のように第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 a、 ポペット弁 体 5、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aの通過流量が変化する結 果、 弁装置 1 0 0の総通過流量は特性線 X 4で示すように変化する。
ここで、 図 5において、 第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aの 特性線 X Iの傾きは、 パイロット可変絞り部 6 aのノッチの大きさを変えること で調整でき、 特性線 X 1の始端つまりパイロット可変絞り部 6 aの開口タイミン グはバネ 1 6の強さ （初期設定力） あるいはパイロット可変絞り部 6 aのノッチ の位置を調節することで調整できる。 また、 このように第 1のスプール弁体 6の パイロット可変絞り部 6 aの特性線 X 1の傾きや開口タイミングを変えることで パイロット流量が所定流量となるパイロット圧が変わり、 ポペット弁体 5の開口 タイミング （特性線 X 2の始端） を調整できる。 更に、 第 2のスプール弁体 5 0 のサブ可変絞り部 5 0 aの特性線 X 3の傾きは、 サブ可変絞り部 5 0 aのノッチ の大きさを変えることで調整でき、 特性線 X 3の始端つまりサブ可変絞り部 5 0 aの開口タイミングはパネ 5 1の強さ （初期設定力） あるいは可変絞り部 5 0 a のノツチの位置を調節することで調整できる。
次に、 以上のように構成した配管破断制御弁装置 1 0 0の動作を説明する。 まず、 ァクチユエ一夕ライン 1 0 5が破断していない通常時の動作を説明する。
1 ) 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側への圧油供給時
手動パイロット弁 1 0 8の操作レバ一を図示 A方向に操作し、 コント口一ルバ ルブ 1 0 3を図示左側の位置に切り換えると、 油圧ポンプ 1 0 1の圧油がコント ロールバルブ 1 0 3を介して弁装置 1 0 0の配管接続室 9に供給され、 この配管 接続室 9の圧力が上昇する。 このとき、 弁装置 1 0 0のシリンダ接続室 8の圧力 は油圧シリンダ 1 0 2のボトム側の負荷圧になっており、 フィードバックスリツ ト 1 1が上記のように初期開口面積 A。を有することから、 背圧室 1 0の圧力も当 該負荷圧になっており、 このため配管接続室 9の圧力が負荷圧より低い間はボベ ット弁体 5は遮断位置に保たれるが、 配管接続室 9の圧力が負荷圧より高くなる と、 直ちにボペット弁体 5は図示上方へ移動し、 シリンダ接続室 8に圧油が流入 可能となり、 油圧ポンプ 1 0 1の圧油は油圧シリンダ 1 0 2のボトム側に供給さ れる。 なお、 ポペット弁体 5が上方へ移動する間、 背圧室 1 0の圧油はフィード バックスリット 1 1を通ってシリンダ接続室 8に移動し、 ボぺット弁体 5の開弁 はスムーズに行われる。 油圧シリンダ 1 0 2のロッド側からの圧油はコントロー ルバルブ 1 0 3を介してタンク 1 0 9に排出される。
2 ) 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側から圧油をコントロールバルブ 1 0 3へ排 出する場合
手動パイロッ卜弁 1 0 8の操作レバーを図示 B方向に操作し、 コント口一ルバ ルブ 1 0 3を図示右側の位置に切り換えると、 油圧ポンプ 1 0 1の圧油がコント ロールバルブ 1 0 3を介して油圧シリンダ 1 0 2のロッド側に供給される。 これ と同時に、 手動パイロット弁 1 0 8からのパイロット圧が第 1のスプール弁体 6 の受圧室 1 7に導かれ、 パイロット圧により第 1のスプール弁体 6が移動し、 第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aがその移動量に見合った開口面 積となる。 このため、 上記のようにパイロット通路 1 5 a , 1 5 bに当該パイ口 ット圧に応じたパイロッ卜流量が流れ、 このパイロット流量に応じてポぺット弁 体 5が開弁しかつその移動量が制御される。 また、 手動パイロット弁 1 0 8から のパイロッ卜圧が第 2のスプール弁体 5 0の受圧室 2にも導かれ、 パイロット圧 により第 2のスプール弁体 5 0が移動し、 第 2のスプール弁体 5 0のパイロット 可変絞り部 5 0 aがその移動量に見合った開口面積となり、 上記のようにサブ通 路 1 5 c， 1 5 dに当該パイロット圧に応じたサブ流量が流れる。 このため、 油 圧シリンダ 1 0 2のボトム側の圧油は弁装置 1 0 0のポぺット弁体 5、 第 1のス プール弁体 6、 第 2のスプール弁体 5 0に制御されながらコントロールバルブ 1 0 3へ排出され、 更にタンク 1 0 9へと排出される。
3 ) 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側の負荷圧の保持
コントロールバルブ 1 0 3の中立位置で吊り荷を保持する場合のように、 油圧 シリンダ 1 0 2のボトム側の負荷圧が高圧となる状態では、 遮断位置にあるボベ ット弁体 5が従来のロードチェック弁と同様に負荷圧を保持し、 リーク量を減少 させる機能 （ロードチェック機能） を果たす。
4 ) 過大な外力が油圧シリンダ 1 0 2に作用した場合 油圧シリンダ 1 0 2に過大な外力が作用し、 シリンダ接続室 8が高圧になると、 リリーフ通路 1 5 eの圧力が上昇して小リリーフバルブ 7が開き、 絞り 3 4を設 けたドレン通路 1 5 f に圧油が流れ込む。 この結果、 信号通路 3 6の圧力が上昇 し、 第 1のスプール弁体 6を移動してパイロット可変絞り部 6 aを開き、 パイ口 ット通路 1 5 a， 1 5 bにパイロット流量が流れる。 これによりポペット弁体 5 も開弁し、 外力により生じた高圧の圧油をァクチユエ一夕ライン 1 0 5に接続さ れたオーバー口一ドリリーフバルブ 1 0 7 aによりタンク 1 0 9へと排出し、 機 器の破損を防止する。 このとき、 小リリーフバルブ 7を通過する圧油は小流量で あるので、 従来のオーバーロードリリーフバルブと同等の機能を小型の小リリー フバルブ 7で実現することができる。
また、 万一、 ァクチユエ一夕ライン 1 0 5が破断したときは、 上述した吊り荷 を保持する場合と同様に、 遮断位置にあるポぺット弁体 5がロードチェック弁 (ホ一ルディングバルブ） として機能し、 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側の圧油 の流出を阻止し、 ブームの落下を防止する。 また、 その状態でブームを安全な位 置まで下げるときは、 手動パイロッ卜弁 1 0 8の操作レバーを図示 B方向に操作 すると、 上述したように手動パイロット弁 1 0 8からのパイロット圧がスプール 弁体 6の受圧室 1 7に導かれ、 パイロット圧によりスプール弁体 6が開弁しボベ ット弁体 5を開弁するため、 油圧シリンダ 1 0 2のボトム側の圧油を流量制御し ながら排出でき、 ブームをゆつくりと下げることができる。
以上のように本実施形態によれば、 油圧シリンダ 1 0 2に給排される圧油の全 油量が通過する流路にポぺット弁体 5を設けるだけで、 従来の配管破断制御弁装 置の供給用のチェックバルブ、 ロードチェックバルブ、 オーバ一ロードリリーフ バルブの機能を果たせるので、 圧力損失の少ない弁装置が構成でき、 エネルギ損 失の少ない効率の良い運転が可能となる。 また、 弁装置 1 0 0は従来の配管破断 制御弁装置に比較して小型化できるため、 作業上での破損の機会が減少し、 設計 上の自由度も増す。 更に、 部品点数が少ないため故障の頻度が低減し、 信頼性を 向上できるとともに、 低コストで製造できる。
また、 過大な外力により生じた高圧の圧油を小リリーフバルブ 7に作用させる ことでボぺット弁体 5を開弁しメインのオーバーロードリリーフバルブ 1 0 7 a からタンクへと開放するとき、 小リリーフバルブ 7を通過する圧油は小流量とな るから、 従来のオーバーロードリリーフバルブと同等の機能を小型の小リリーフ バルブ 7で実現することができる。 しかも、 小リリーフバルブ 7からタンクに開 放される圧油は従来あったドレンラインと同等のドレン通路 2 1を介してなされ るため、 弁装置 1 0 0のオーバーロードリリーフバルブ専用のドレン配管は不要 となり、 弁装置 1 0 0回りの配管の引き回しを簡素化できる。
以上の効果は本出願人の先願である特願平 1 0— 1 1 0 7 7 6号の発明によつ ても得られる効果である。
本発明の弁装置 1 0 0は、 先願発明の弁装置に対しサブ通路 1 5 c , 1 5 d及 び第 2のスプール弁体 5 0を追加しており、 これにより滑らかな流量制御特性が 得られかつ流量制御特性が幅広く設定可能となる。 以下、 この点について図面を 用いて詳しく説明する。
まず、 図 6に比較例として先願発明の弁装置を示し、 この弁装置を説明する。 図中、 図 1に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。
図 6において、 2 0 0が先願発明の弁装置であり、 この弁装置 2 0 0は、 ハウ ジング 2 0 3内に図 1に示したサブ通路 1 5 c， 1 5 d及び第 2のスプール弁体 5 0がなく、 リリーフ通路 1 5 eをシリンダ接続室 8でなく背圧室 1 0に接続し ている点を除いて、 図 1に示した本実施形態の弁装置 1 0 0と同じである。 リリーフ通路 1 5 eの接続位置の相違点に関し、 リリーフ通路 1 5 eをシリン ダ接続室 8でなく背圧室 1 0に接続することによつても、 油圧シリンダ 1 0 2の 高圧はフィードバックスリツト 1 1、 背圧室 1 0を介してリリーフ通路 1 5 eに 伝わるため、 同様のオーバ一ロードリリーフ機能が得られる。 ただし、 この場合 は、 油圧シリンダ 1 0 2とリリーフ通路 1 5 e間にフィードバックスリット 1 1
(絞り） が介在するため、 小リリーフバルブ 7の動作が動的に不安定になる可能 性がある。 図 1に示した本実施形態の弁装置 1 0 0では、 油圧シリンダ 1 0 2の 高圧を直接リリーフ通路 1 5 eに導いているので、 小リリーフバルブ 7を応答良 く動作させ、 安定したリリーフ機能が得られる。
図 7は図 6に示した弁装置 2 0 0での外部信号であるパイロット圧に対するス プール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aの通過流量 （パイロット流量） とボぺ ット弁体 5の通過流量 （メインの流量） との関係、 及びこれらと弁装置 2 0 0の 総通過流量との関係を示す図であり、 Y 1はパイロット可変絞り部 6 aの流量制 御の特性線、 Y 2はポペット弁体 5の流量制御の特性線、 Y 3はそれらを合計し た流量制御の特性線、 つまり弁装置 2 0 0の流量制御の特性線である。
図 7において、 パイ口ット圧が 0から P , ,になるまでの範囲はスプール弁体 6 のパイロット可変絞り部 6 aの不感帯であり、 この間はパイロッ卜圧が上昇して もスプール弁体 6はパネ 1 6の初期設定力で停止しているか、 移動したとしても パイロット可変絞り部 6 aが開くまでのオーバ一ラップ領域であり、 パイロット 可変絞り部 6 aは遮断状態にある。 パイロット圧が に達すると、 特性線 Y 1 で示すようにスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aは開き始め、 パイロッ ト圧が P 1 2を越えて上昇するにしたがつてパイロット可変絞り部 6 aの開口面積 が増大し、 これに応じてパイロット可変絞り部 6 aの通過流量、 即ちパイロット 通路 1 5 a， 1 5 bを流れるパイロッ卜流量も増大する。
また、 パイロット圧が P , 2 O P ) でパイロット流量が所定流量となるまで の範囲はボぺット弁体 5の不感帯であり、 この間はパイロット流量が生じてもフ イードバックスリット 1 1による背圧室 1 0の圧力低下が不十分であり、 ポぺッ ト弁体 5はパネ 1 3の初期設定力により遮断位置に保たれている。 パイロット圧 が でパイロット流量が所定流量に達すると、 特性線 Y 2で示すようにボぺッ ト弁体 5は開き始め、 パイロッ卜圧が P , 2を越えて上昇するにしたがってボぺッ ト弁体 5の開口面積が増大し、 これに応じてポペット弁体の通過流量、 即ちメイ ンの流量も増大する。
以上のようにスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 a、 ポぺット弁体 5の 通過流量が変化する結果、 弁装置 2 0 0の総通過流量は特性線 Y 3で示すように 変化する。
しかしながら、 上記先願発明の弁装置 2 0 0では、 微操作領域 （手動パイロッ ト弁 1 0 8のレバ一操作量が小さくパイ口ット圧の低い領域） での流量制御とボ ぺット弁体 5の制御をスプール弁体 6の同じパイロット可変絞り部 6 aで行って いるため、 微操作領域での流量制御特性を変えると全体の流量制御幅が変化し、 滑らかな流量制御特性が得られない場合がある。 例えば、 先願発明の弁装置 2 0 0で微操作領域での操作性 （微操作性） を良く するためスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aの流量制御特性を変更し特 性線を Y 1から Y 4のように小さな傾きに変えると、 ポぺット弁体 5の開口タイ ミングが P i 2点から P！ 3点にずれ、 ポぺット弁体 5の流量制御の特性線は Y 2か ら Y 5に変化し、 弁装置 2 0 0の総通過流量の特性は Y 6のように変化する。 こ の場合、 特性線 Y 4の傾きが小さいので微操作性は良くなるが、 弁装置 2 0 0を 通過する最大流量 （フルレバー操作した最高パイロット圧時の流量） が減少する ため、 全体の流量制御幅が小さくなり、 滑らかな流量制御特性が得られない。 ま た、 スプール弁体 6の開口タイミングを 点からずらした場合も、 ポペット弁 体 5の開口タイミングが P！ 2点から同様にずれるため、 流量制御幅が小さくなり、 滑らかな流量制御特性が得られない。
これに対し、 図 1に示した本実施形態の弁装置 1 0 0では、 第 2のスプール弁 体 5 0を更に設け、 この第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aをポベ ット弁体 5のパイロット通路 1 5 a , 1 5 bとは別のサブ通路 1 5 c , 1 5 dに 配置している。 このため、 サブ可変絞り部 5 0 aの流量制御特性を変えてもパイ ロット通路 1 5 a， 1 5 bのパイロット流量は変わらず、 ボペット弁体 5の開口 タイミングは変化しない。 また、 パイロット圧の上昇に対しサブ可変絞り部 5 0 aが第 1のスプール弁体 6のパイロッ卜可変絞り部 6 aよりも早く開くように開 口タイミングを設定し、 サブパイロット可変絞り部 5 0 aに微操作領域での流量 制御機能を受け持たせている。 つまり、 本実施形態では、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aを追加することで、 微操作領域での流量制御とボぺッ 卜弁体 5の制御を分けたものである。
このように微操作領域での流量制御とボぺット弁体 5の制御を分けることで、 微操作領域の流量制御に関係なくポぺット弁体 5の開口タイミングを設定できる ようになり、 微操作領域での流量制御特性を変えても全体の流量制御幅は変化せ ず、 微操作領域での操作性を良くするため流量制御の特性線の傾きを小さくした 場合でも滑らかな流量制御特性が得られる。
例えば、 図 5において、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aの特 性線が破線の X 5であった場合、 これを本実施形態の X 3に傾きが小さくなるよ うに変更しても、 ポペット弁体 5の開口タイミングの P 3点は変わらないので、 ポ ぺット弁体 5の流量制御特性も変わらず、 弁装置 1 0 0の総通過流量の特性は X 6から X 4に変化する。 つまり、 微操作領域での流量制御特性は変化するが、 弁 装置 1 0 0を通過する最大流量の変化は僅かであり、 全体の流量制御幅はほとん ど変化しない。 また、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aの開口夕 ィミングを P ,点からずらした場合も同様であり、 ボぺット弁体 5の開口タイミン グは P 3点から変化せず、 全体の流量制御幅はほとんど変化しない。
また、 逆に、 第 1のスプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aの特性 （特性 線 Xの傾きや開口タイミング） を変えてポぺット弁体 5の流量制御特性を変えて も、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aによる微操作領域での流量 制御特性は変わらない。
以上のように微操作領域の流量制御特性とポぺット弁体 5の流量制御特性を個 々に設定でき、 微操作領域での流量制御特性を変えても全体の流量制御幅はほと んど変化しないので、 微操作領域での操作性を良くするため流量制御の特性線の 傾きを小さくした場合でも滑らかな流量制御特性が得られる。
また、 第 2のスプール弁体 5 0のサブ可変絞り部 5 0 aの特性の変更と第 1の スプール弁体 6のパイロット可変絞り部 6 aの特性の変更 （ポぺット弁体 5の特 性の変更） を任意に組み合わせることにより流量制御特性の幅広い設定が可能と なる。 このため、 設計の自由度が増すので、 要求流量制御特性の異なる多種のァ クチユエ一夕 （油圧シリンダ） に適用することができる。
また、 本実施形態では、 パイロット可変絞り部 6 aとサブ可変絞り部 5 0 aを それぞれ別々のスプール弁体 6， 5 0に設けたので、 パイロット可変絞り部 6 a とサブ可変絞り部 5 0 aは、 それぞれ、 ノッチの位置だけでなく第 1及び第 2の スプール弁体 6， 5 0に働くバネ 1 6， 5 1の強さによっても開口タイミングを 変えることができ、 精度良く流量制御特性を設定できる。
本発明の第 2の実施形態を図 8及び図 9により説明する。 図中、 図 1及び図 2 に示す部材と同等のものには同じ符号を付している。
図 8及び図 9において、 1 0 0 Aは本実施形態の配管破断制御弁装置であり、 この弁装置 1 0 O Aのハウジング 3 A内には、 外部信号である手動パイロット弁 1 0 8からのパイロット圧によって作動する単一のスプール弁体 6 0が配置され、 このスプール弁体 6 0が第 1の実施形態の第 1のスプール弁体 6と第 2のスプー ル弁体 5 0とを兼ねる構成となっている。
つまり、 スプール弁体 6 0は、 ピストン部 6 cと主スプール部 6 dとに分割さ れ、 主スプール部 6 dはパイロット通路 1 5 aとパイ口ット兼サブ通路 1 5 hを 連通可能な複数のノッチからなるパイロット可変絞り部 6 aと、 サブ通路 1 5 c とパイ口ット兼サブ通路 1 5 hを連通可能な複数のノツチからなるサブ可変絞り 部 5 0 aを有し、 パイロット可変絞り部 6 aとサブ可変絞り部 5 0 aとの間には パイロット兼サブ通路 1 5 hが接続される共通の流出ポート 5 8が設けられてい る。 また、 主スプール部 6 dの閉弁方向作動端部にはパイロット可変絞り部 6 a 及びサブ可変絞り部 5 0 aの初期開弁力を設定するバネ 1 6 Aが設けられ、 ピス トン部 6 cの開弁方向作動端部には上記外部信号であるパイロット圧が導かれる 受圧室 1 7が設けられ、 この受圧室 1 7に導かれるパイロット圧 （外部信号） に よる制御力とパネ 1 6 Aの付勢力とによってスプール弁体 6 0の移動量が決定さ れ、 この移動量に応じてパイロット可変絞り部 6 a及びサブ可変絞り部 5 0 aの 開口面積を変化させ、 パイロット通路 1 5 aとパイロット兼サブ通路 1 5 hを流 れるパイ口ット流量及びサブ通路 1 5 cとパイ口ット兼サブ通路 1 5 hを流れる サブ流量を遮断及び制御する。 また、 主スプール部 6 dとピストン部 6 cが接す る部分には受圧室 3 5が設けられ、 小リリーフバルブ 7の作動時、 絞り 3 4で発 生した圧力が受圧室 3 5に導かれ、 オーバ一口一ドリリーフ機能に寄与する。 ここで、 パイロット可変絞り部 6 a、 ポペット弁体 5、 サブ可変絞り部 5 0 a による流量制御特性は第 1の実施形態の図 5に示したものと同じであり、 サブ可 変絞り部 5 0 aはパイロット可変絞り部 6 aよりも早く開くように開口タイミン グが設定され、 サブ可変絞り部 5 0 aに微操作領域での流量制御を受け持たせて いる。
弁装置 1 0 0 Aのその他の構成は第 1の実施形態の弁装置 1 0 0と実質的に同 じである。
このように構成した本実施形態においても、 パイロット可変絞り部 6 aとサブ 可変絞り部 5 0 aのそれぞれのノッチの大きさとばね 1 6 Aの強さ及びノツチの 位置を調節することで微操作領域での流量制御に関係なくポペット弁体 5の開口 タイミングを調整できる。 このため、 微操作領域の流量制御特性とポペット弁体 5の流量制御特性を個々に設定でき、 微操作領域での流量制御特性を変えても全 体の流量制御幅はほとんど変化せず、 微操作領域での操作性を良くするため流量 制御の特性線の傾きを小さくした場合でも滑らかな流量制御特性が得られる。 ま た、 流量制御特性の幅広い設定が可能となり、 設計の自由度が増し、 要求流量制 御特性の異なる多種のァクチユエ一夕 （油圧シリンダ） に適用することができる。 また、 本実施形態では、 パイロット可変絞り部 6 aとサブ可変絞り部 5 0 aを 同じスプール弁体 6 0に設けたため、 第 1の実施形態に比べて部品点数が少なく、 弁装置をより小型化できるという効果が得られる。
本発明の第 3の実施形態を図 1 0〜図 1 2により説明する。 図中、 図 1、 図 2、 図 8及び図 9に示す部材と同等のものには同じ符号を付している。
図 1 0及び図 1 1において、 1 0 0 Bは本実施形態の配管破断制御弁装置であ り、 この弁装置 1 0 0 Bのハウジング 3 A内には、 外部信号である手動パイロッ ト弁 1 0 8からのパイロット圧によって作動する単一のスプール弁体 6 0 Bが配 置され、 このスプール弁体 6 0 Bも第 2の実施形態のスプール弁体 6 0と同様、 第 1の実施形態の第 1のスプール弁体 6と第 2のスプール弁体 5 0とを兼ねる構 成となっている。
つまり、 本実施形態におけるスプール弁体 6 0 Bは、 ピストン部 6 cと主スプ —ル部 6 eとに分割され、 主スプール部 6 eはパイロット通路 1 5 aとパイロッ ト兼サブ通路 1 5 hを連通可能な複数のノッチからなるパイロット可変絞り部 6 aと、 サブ通路 1 5 cとパイ口ット兼サブ通路 1 5 hを連通可能な複数のノッチ からなるサブ可変絞り部 5 0 aを有している。 また、 主スプール部 6 eにはサブ 可変絞り部 5 0 aの流出側にランド部 6 1が設けられている。 このランド部 6 1 は、 サブ通路の遮断手段として機能するものであり、 主スプール部 6 eが図示の 非作動位置 （中立位置） にあるときは、 ランド部 6 1はパイロット兼サブ通路 1 5 hが接続される流出ボート 5 8内に位置し、 外部信号であるパイロット圧によ り主スプール部 6 eが開弁方向 （図示下方） に所定距離移動すると、 ランド部 6 1はハウジング 3 Aのスプール孔に嵌入し、 サブ可変絞り部 5 0 aの流出ボート 5 8側の流路を閉じる。 ここで、 ランド部 6 1がサブ可変絞り部 5 0 aの流路を 閉じる所定距離とは、 主スプール部 6 eが移動してパイロット可変絞り部 6 aを 開口し、 ポぺット弁体 5を開口した後の主スプール部 6 eのストローク距離であ る。
図 1 2に外部信号であるパイロット圧に対するパイロット可変絞り部 6 aの通 過流量 （パイロット流量） の特性 （X I ) 、 ポペット弁体 5の通過流量 （メイン の流量） の特性 （X 2 ) 、 サブ可変絞り部 5 0 aの通過流量 （サブ流量） の特性 (X 3 B ) 、 それらを合計した通過流量の特性 （X 4 ) の関係を示す。
図 1 2において、 パイロット圧が P ,になるとサブ可変絞り部 5 0 aが開き始め、 パイロット圧が P ,を越えて上昇するにしたがってサブ可変絞り部 5 0 aの開口面 積が増大し、 これに応じてサブ可変絞り部 5 0 aの通過流量、 即ちサブ通路 1 5 c及びパイ口ット兼サブ通路 1 5 hを流れるサブ流量も増大する。
パイロット圧が P こ達すると、 今度はパイロット可変絞り部 6 aが開き始め、 パイロット圧が P 2を越えて上昇するにしたがってパイロット可変絞り部 6 aの開 口面積が増大し、 これに応じてパイロット可変絞り部 6 aの通過流量、 即ちパイ ロット通路 1 5 a及びパイ口ット兼サブ通路 1 5 hを流れるパイロット流量も増 大する。
パイロット圧が更に上昇し P :iに達すると、 ボペット弁体 5は開き始め、 パイ口 ット圧が P 3を越えて上昇するにしたがってボぺット弁体 5の開口面積が増大し、 これに応じてボぺッ卜弁体 5の通過流量、 即ちメインの流量も増大する。
以上の流量は第 1及び第 2の実施の形態のものと同じである。 本実施の形態で は、 スプール弁体 6 0 Bのサブ可変絞り部 5 0 aの流出側にランド部 5 1が設け られており、 このランド部 6 1は、 パイロット圧が Ρ :ί付近に達すると、 サブ可変 絞り部 5 0 aの流出ポート 5 8側の流路を閉じ始め、 パイロット圧が P 3を越えて 増大するにしたがって当該流路の開口面積を減らし、 パイロット圧が P 4に達する とその流路を完全に遮断する。 このため、 サブ可変絞り部 5 0 aの通過流量、 即 ちサブ流量はパイロット圧が P 3付近に達すると減り始め、 パイロット圧が P 3を 越えて増大するにしたがって減少し、 パイロット圧が P 4に達すると 0となる。 以上のように構成した本実施の形態によれば、 パイロット可変絞り部 6 aとサ ブ可変絞り部 5 0 aを同じスプール弁体 6 0 Bに設けたので、 第 2の実施形態と 同様の効果が得られる。
また、 本実施の形態では、 スプール弁体 6 0 Bにサブ通路の遮断手段として機 能するランド部 5 1を設けたので、 次の効果が得られる。
第 1及び第 2の実施形態のようにパイ口ット通路及びパイ口ット可変絞り部 6 aに加えサブ通路及びサブ可変絞り部 5 0 aを設けた場合は、 パイロット流量と サブ流量が配管接続室側、 例えば第 1の実施の形態では通路 1 5 b 2、 第 2の実 施形態では流出ポート 5 8で合流するため、 合流部及びその下流側で流量が増加 し、 それに伴って通路での圧力損失が増加する。 また、 パイロット流量とサブ流 量の合流部では 2つの流れが衝突し噴流が生じる。 このような通路圧損の増加や 合流部での噴流は背圧室 1 0に圧力の上昇或いは変動をもたらし、 ポぺッ卜弁体 5の開口面積が外部信号の指令通りの大きさまで開かず、 メインの流量制御に影 響を与える可能性がある。
本実施の形態では、 上記のようにポペット弁体 5の開弁後にランド部 6 1によ りサブ通路を遮断するので、 サブ通路の遮断後はパイロット流量単独の流れとな るため、 パイロット流量とサブ流量との合流による通路圧損の増加や噴流を抑え、 メインの流量制御への影響を低減でき、 スムーズなメインの流量制御が可能とな る。 また、 圧力損失が減るため合流通路を細くでき、 弁装置の一層の小型化が可 能となる。 また、 スプール弁体 6 0 B (主主プール部 6 e ) にランド部 6 1を追 加形成しただけなので、 簡単な構成でサブ通路を遮断することができる。
上述した第 3の実施の形態は、 パイロット可変絞り部とサブ可変絞り部と同じ パイロット弁体に設けた第 2の実施の形態を変更し、 そのパイロット弁体にサブ 可変絞り部の流路の遮断手段を設けたが、 パイロット可変絞り部とサブ可変絞り 部と別々のパイ口ット弁体に設けた第 1の実施の形態にも同様な変更を加えるこ とができる。 図 1 3は第 1の実施の形態にそのような変更を加えた場合の第 2の スプール弁体部分の拡大図である。
図 1 3において、 第 2のスプール弁体 5 0 Cのサブ可変絞り部 5 0 aの流入側 であって、 サブ通路 1 5 cが接続される流入ボート 5 9の部分にランド部 6 1 C が設けられている。 このランド部 6 1 Cは、 第 2のスプール弁体 5 0 Cが図示の 非作動位置 （中立位置） にあるときは、 流入ポート 5 9内に位置し、 外部信号で あるパイロット圧により第 2のスプール弁体 5 0 Cが開弁方向 （図示下方） に所 定距離移動しポペット弁体 5 (図 1参照） が開口すると、 ハウジング 3のスプ一 ル孔に嵌入し、 サブ可変絞り部 5 0 aの流入ポート 5 9側の流路を閉じるように 構成されている。
このように構成した本実施形態においても、 第 1の実施の形態と同様の効果が 得られると共に、 ボペット弁体の開弁後にランド部 6 1 Cによりサブ通路を遮断 するので、 サブ通路の遮断後はパイ口ット流量単独の流れとなるため、 パイ口ッ ト流量とサブ流量との合流による通路圧損の増加や噴流を抑え、 メインの流量制 御への影響を低減でき、 スムーズなメインの流量制御が可能となる。 また、 圧力 損失が減るため合流通路 （図 1に示した通路 1 5 b ) を細くでき、 弁装置の一層 の小型化が可能となる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 配管破断制御弁装置として必要な諸機能を果たしつつ圧力損 失を低減しかつ弁装置全体の小型化及び製造コス卜の低減が可能となる。 また、 サブ通路に第 2の可変絞り部を設けるだけで、 滑らかな流量制御特性が得られる と共に、 流量制御特性を幅広く設定可能とし、 設計上の自由度が増し、 多種のァ クチユエ一夕 （油圧シリンダ） に適用させることができる。
また、 本発明によれば、 サブ通路を遮断する手段を設けることで、 合流通路の 圧力損失や合流部の噴流によるボぺット移動量への影響を低減でき、 精度の良い スムーズなメインの流量制御が可能となると共に、 合流通路を細くでき、 弁装置 の一層の小型化が可能となる。

Claims

請求の範囲
1 . 油圧シリンダ （102) の給排ポート （102a) と油圧配管 （105) の間に設け られ、 外部信号に応じて前記給排ポートから前記油圧配管に流出する圧油の流量 を制御する配管破断制御弁装置 (100 ;腿；薦) において、
前記給排ポート （102a) に接続されるシリンダ接続室 （8) 、 前記油圧配管 （1 05) に接続される配管接続室 （9) 、 及び背圧室 （10) を設けたハウジング （3) に摺動自在に配置され、 前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び 連通可能でありかつ移動量に応じて開口面積を変化させる主弁としてのポぺット 弁体 （5) と、
前記ポぺッ卜弁体に設けられ、 このボぺット弁体の遮断位置で初期開口面積を 有し、 ボぺット弁体の移動量に応じて開口面積を増大させるフィードバック可変 絞り通路 （1 1) と、
前記背圧室と配管接続室との間を接続するパイロット通路 （15a, 15b ; 15a, 15h) に配置され、 前記外部信号で作動し前記シリンダ接続室から前記フィ一ドバック 可変絞り通路、 背圧室及びパイロット通路を通って前記配管接続室へと流れるパ ィロット流量を遮断及び制御する第 1の可変絞り部 （6a) と、
前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を接続するサブ通路 （ 15c， 15d： 15 c, 15h) に配置され、 前記外部信号で作動し前記サブ通路を流れるサブ流量を遮断 及び制御する第 2の可変絞り部 （50a) とを備えることを特徴とする配管破断制御
2 . 請求項 1記載の配管破断制御弁装置において、 前記外部信号により前記第 2の可変絞り部 （50a) が前記第 1の可変絞り部 （6a) より早く開くように第 1及 び第 2の可変絞り部の開口タイミングを設定したことを特徴とする配管破断制御
3 . 請求項 1記載の配管破断制御弁装置において、 前記第 1の可変絞り部 （6 a) と第 2の可変絞り部 （50a) をそれぞれ別々のスプール弁体 （6, 50) に設けた ことを特徴とする配管破断制御弁装置。
4. 請求項 1記載の配管破断制御弁装置において、 前記第 1の可変絞り部 （6 a) と第 2の可変絞り部 （50a) を同じスプール弁体 （60;60B) に設けたことを特 徴とする配管破断制御弁装置。
5. 請求項 1〜4のいずれか 1項記載の配管破断制御弁装置において、 前記ボ ペット弁体 （5) の開弁後に前記サブ通路 （15c，15h) を遮断する手段 （61) を設 けたことを特徴とする配管破断制御弁装置。
6. 請求項 5記載の配管破断制御弁装置において、 前記サブ通路 （15c，15h) を 遮断する手段 （61) は、 前記第 2の可変絞り部 （50a) を設けたスプール弁体 （6 OB, 6e) に設けられ、 このスプール弁体が所定距離以上移動すると第 2の可変絞り 部の流路を遮断するランド部 （61) であることを特徴とする配管破断制御弁装置。
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