WO2016072322A1 - ロードセンシングバルブ装置 - Google Patents

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WO2016072322A1
WO2016072322A1 PCT/JP2015/080276 JP2015080276W WO2016072322A1 WO 2016072322 A1 WO2016072322 A1 WO 2016072322A1 JP 2015080276 W JP2015080276 W JP 2015080276W WO 2016072322 A1 WO2016072322 A1 WO 2016072322A1
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pressure
chamber
pressure introduction
spool
competition
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翔太 水上
剛 寺尾
明夫 松浦
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Ｋｙｂ株式会社
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    • F15B2211/651—Methods of control of the load sensing pressure characterised by the way the load pressure is communicated to the load sensing circuit

Definitions

  • the present invention relates to a load sensing valve device.
  • JP2009-204086A discloses a load sensing valve device that maintains a constant diversion ratio according to the opening of each main valve regardless of load pressure fluctuations of a plurality of actuators. Further, as a technology related to this type, for example, there is a load sensing valve device 200 described in FIG.
  • a load sensing valve device 200 shown in FIG. 2 includes a valve body B in which a main valve V1 and a compensator valve V2 are incorporated.
  • the valve body B includes a pump port 1 connected to a variable displacement pump (not shown), a connection passage 2 that is bifurcated from the pump port 1, and an actuator port 3 connected to the actuator. 4 is formed.
  • the main spool MS of the main valve V1 is slidably provided on the valve body B.
  • a first annular groove 9 is formed in the center of the main spool MS, and a second annular groove 10 and a third annular groove 11 are formed on both sides of the first annular groove 9.
  • first annular recess 12 located in the center of the connection passage 2 a second annular recess 13 and a third annular recess 14 located outside the connection passage 2 are formed in the spool hole of the main spool MS.
  • the main spool MS is normally kept in the neutral position shown in FIG. 2 by the action of the spring force of the centering spring 15.
  • the first annular groove 9 faces the first annular recess 12
  • the second annular groove 10 and the third annular groove 11 face the actuator ports 3 and 4, respectively.
  • the compensator valve V2 is composed mainly of a competition spool CS that is slidably incorporated in the valve body B.
  • An annular first groove 18, second groove 19, and third groove 20 are formed in the competition spool CS.
  • the competition spool CS has one end facing the pressure chamber 21 and the other end facing the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • a passage 23 communicating with the pressure chamber 21 is formed in the competition spool CS.
  • the opening 23 a of the passage 23 communicates with a relay port 24 formed in the valve body B.
  • the opening 23a always opens to the relay port 24 regardless of the movement position of the competition spool CS.
  • a damper orifice 23b is formed between the opening 23a and the passage 23.
  • the relay port 24 always communicates with the first annular recess 12 of the main valve V1.
  • the pressure fluid flows from the pump port 1 to the relay port 24 and the pressure of the relay port 24 is passed through the passage 23 to the pressure chamber 21. Led to.
  • the competition spool CS is maintained at a position where the pressure led from the relay port 24 to the pressure chamber 21 and the maximum load pressure led to the maximum load pressure introduction chamber 22 are balanced.
  • the opening degree of the flow path flowing from the relay port 24 to the first groove 18, that is, the opening degree of the competition throttle portion a is minimum when the competition spool CS is at the position shown in FIG. It grows as you move in the direction.
  • a U-shaped flow passage 25 is formed in the bubble body B, and one end of the flow passage 25 is always in communication with the first groove 18 of the competition spool CS.
  • the pressure fluid that has flowed into the relay port 24 flows into the flow passage 25 via the competition throttle portion a.
  • the pressure fluid flowing into the flow passage 25 pushes open any of the load check valves 26 and 27.
  • the light is guided to either the second annular recess 13 or the third annular recess 14 via either the second groove 19 or the third groove 20.
  • the other end of the flow passage 25 communicates with the first pressure introduction port 28a and the second pressure introduction port 28b according to the movement position of the competition spool CS.
  • the first pressure introduction port 28a opens with respect to the flow passage 25 when the competition spool CS is in the position shown in FIG.
  • the competition spool CS is closed in the process of moving in the right direction in FIG.
  • the second pressure introduction port 28b is almost fully closed when the competition spool CS is in the position shown in FIG. 2, and communicates with the flow passage 25 when the competition spool CS moves to the right in FIG.
  • an orifice is formed in the second pressure introduction port 28b as shown in FIG. 2, so that the opening degree of the second pressure introduction port 28b is smaller than the opening degree of the first pressure introduction port 28a. It has become.
  • the first pressure introduction port 28a and the second pressure introduction port 28b communicate with a pressure introduction chamber 29 formed in the competition spool CS.
  • one end of the selection valve 30 faces.
  • the other end of the selection valve 30 faces the pressure relay chamber 31 that communicates with the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the pressure in the pressure introducing chamber 29, that is, the load pressure of the actuator connected to the main valve V 1 and the maximum load pressure guided to the maximum load pressure introducing chamber 22 act on the selection valve 30. .
  • the selection valve 30 is activated by the action of the load pressure of the actuator. Is opened, and the load pressure of the actuator is guided to the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the selection valve 30 is kept closed by the action of the pressure in the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the highest load pressure among the load pressures of the actuators connected to the plurality of main valves is selected and introduced into the maximum load pressure introduction chamber 22 of each main valve and a tilt angle control unit (not shown). ).
  • the second pressure introduction port is provided in parallel with the first pressure introduction port in order to improve the responsiveness of the regulator at the initial stage of the load fluctuation of the actuator and slightly reduce the responsiveness after the initial stage.
  • an orifice is formed in the second pressure introduction port.
  • the present invention improves the responsiveness of the tilt angle control of the variable displacement pump at the initial stage of load fluctuation, and can reduce the responsiveness after the initial stage, reduce the processing cost, and perform the processing.
  • An easy load sensing valve device is provided.
  • a plurality of valve bodies that are associated with a plurality of actuators and have an actuator port that guides a working fluid to the plurality of actuators, and a plurality of slidably incorporated in the plurality of valve bodies, respectively.
  • Main spools and a plurality of competition spools incorporated in parallel with each other in the axial direction of the plurality of main spools, and the competition spool is operated from the variable displacement pump in response to switching of the main spools.
  • a selection valve for selecting a high pressure from the chamber and the maximum load pressure introduction chamber, and a groove is formed around the pressure introduction port, and the groove is formed in the process of moving the competition spool.
  • a load sensing valve device is provided in which the opening area of the pressure introduction port is reduced by relative movement between a passage communicating with the actuator side.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a load sensing valve device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a load sensing valve according to the related art of the present invention.
  • the load sensing valve device 100 is used in, for example, a construction machine, particularly a power shovel, and includes a plurality of actuators and a main valve connected to each actuator.
  • the load sensing valve device 100 includes a valve body B in which a main valve V1 and a compensator valve V2 are incorporated.
  • the valve body B configured as a set with the main valve V1 and the compensator valve V2 is provided for each of a plurality of actuators (not shown). Normally, these valve bodies B are manifolded.
  • the valve body B includes a pump port 1 connected to a variable displacement pump (not shown), a connection passage 2 that is bifurcated from the pump port 1, and an actuator port 3 connected to the actuator. 4 is formed.
  • the load sensing valve device 100 includes relief valves 5 and 6 that return the working fluid of the actuator ports 3 and 4 to the return passages 7 and 8 when the load pressure of the actuator ports 3 and 4 becomes equal to or higher than the set pressure.
  • the main spool MS of the main valve V1 is slidably provided on the valve body B.
  • a first annular groove 9 is formed in the center of the main spool MS, and a second annular groove 10 and a third annular groove 11 are formed on both sides of the first annular groove 9.
  • first annular recess 12 located in the center of the connection passage 2 a second annular recess 13 and a third annular recess 14 located outside the connection passage 2 are formed in the spool hole of the main spool MS.
  • the main spool MS is normally kept in the neutral position shown in FIG. 1 by the action of the spring force of the centering spring 15.
  • the first annular groove 9 faces the first annular recess 12
  • the second annular groove 10 and the third annular groove 11 face the actuator ports 3 and 4, respectively.
  • the first annular recess 12 and the connection passage 2 communicate with each other via the first annular groove 9 and the second annular recess 13 and the actuator port. 3 communicates with the second annular groove 10.
  • the actuator port 4 and the return passage 8 communicate with each other via the third annular groove 11.
  • the first annular recess 12 and the connection passage 2 communicate with each other via the first annular groove 9, and the third annular recess 14 and the actuator. 4 communicates with the third annular groove 11.
  • the actuator port 3 and the return passage 7 communicate with each other via the second annular groove 10.
  • the communication portion constitutes a variable throttle portion of the main valve V1. Therefore, the opening of the variable throttle is proportional to the amount of movement of the main spool MS.
  • the variable throttle portion of the main valve V1 is referred to as a main throttle portion.
  • the compensator valve V2 is composed mainly of a competition spool CS that is slidably incorporated in the valve body B.
  • An annular first groove 18, second groove 19, and third groove 20 are formed in the competition spool CS.
  • the second groove 19 and the third groove 20 are always in communication with the second annular recess 13 and the third annular recess 14 of the main valve V1, respectively.
  • the competition spool CS has one end facing the pressure chamber 21 and the other end facing the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • a passage 23 communicating with the pressure chamber 21 is formed in the competition spool CS.
  • the opening 23 a of the passage 23 communicates with a relay port 24 formed in the valve body B.
  • the opening 23a always opens to the relay port 24 regardless of the movement position of the competition spool CS.
  • a damper orifice 23b is formed between the opening 23a and the passage 23.
  • the relay port 24 always communicates with the first annular recess 12 of the main valve V1.
  • the pressure fluid flows from the pump port 1 to the relay port 24 and the pressure of the relay port 24 is passed through the passage 23 to the pressure chamber 21. Led to.
  • the competition spool CS is maintained at a position where the pressure led from the relay port 24 to the pressure chamber 21 and the maximum load pressure led to the maximum load pressure introduction chamber 22 are balanced.
  • the opening degree of the flow path flowing from the relay port 24 to the first groove 18, that is, the opening degree of the competition throttle part a is minimized when the competition spool CS is at the position shown in FIG. It grows as you move in the direction.
  • a U-shaped flow passage 25 is formed in the bubble body B, and one end of the flow passage 25 is always in communication with the first groove 18 of the competition spool CS.
  • the pressure fluid that has flowed into the relay port 24 flows into the flow passage 25 via the competition throttle portion a.
  • the pressure fluid flowing into the flow passage 25 pushes open any of the load check valves 26 and 27.
  • the light is guided to either the second annular recess 13 or the third annular recess 14 via either the second groove 19 or the third groove 20.
  • the pressure introduction port 32 is provided with a large opening 32a and a small opening 32b integrally.
  • the competition spool CS is at the position shown in FIG. Is fully open.
  • the competition spool CS moves to the right in FIG. 1, the large opening 32a is closed and the small opening 32b is opened with respect to the flow passage 25.
  • the small opening 32b can be formed by merely machining a groove on the outer peripheral surface of the competition spool CS, the machining is easy and the machining cost can be reduced.
  • the pressure introduction port 32 communicates with a pressure introduction chamber 29 formed in the competition spool CS.
  • one end of the selection valve 30 faces.
  • the other end of the selection valve 30 faces the pressure relay chamber 31 that communicates with the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the pressure in the pressure introducing chamber 29, that is, the load pressure of the actuator connected to the main valve V 1 and the maximum load pressure guided to the maximum load pressure introducing chamber 22 act on the selection valve 30. .
  • the selection valve 30 is activated by the action of the load pressure of the actuator. Is opened, and the load pressure of the actuator is guided to the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the selection valve 30 is kept closed by the action of the pressure in the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the highest load pressure among the load pressures of the actuators connected to the plurality of main valves is selected and introduced into the maximum load pressure introduction chamber 22 of the main valve, and the tilt angle control unit (not shown). ).
  • the actuator port 3 communicates with the second annular recess 13 of the main valve V1 via the second annular groove 10 of the main spool MS.
  • the actuator port 4 communicates with the return passage 8 via the third annular groove 11 of the main spool MS.
  • the pressure fluid that has flowed into the pump port 1 flows into the relay port 24.
  • the pressure of the pressure fluid flowing into the relay port 24 is lower than the pump discharge pressure by a pressure loss corresponding to the opening of the main throttle portion.
  • the opening of the competition throttle part a is determined by the position of the competition spool CS.
  • the position of the competition spool CS is determined by the pressure balance between the pressure on the relay port 24 side led to the pressure chamber 21 side and the maximum load pressure led to the maximum load pressure introduction chamber 22.
  • the pressure in the flow passage 25 becomes the load pressure of the actuator connected to the main valve V1.
  • the pressure of the flow passage 25, that is, the load pressure of the actuator is guided from the pressure introduction port 32 to the pressure introduction chamber 29. Therefore, when the pressure in the pressure introduction chamber 29 is compared with the maximum load pressure introduced into the maximum load pressure introduction chamber 22 and the maximum load pressure introduced into the maximum load pressure introduction chamber 22 is higher, the selection valve 30 is Keeping the valve closed, the competition spool CS maintains the current position, that is, the balance position described above.
  • the competition spool CS moves to the right in FIG. 1 due to the pressure action of the pressure chamber 21 that has risen and the pressure action of the highest load pressure guided to the highest load pressure introduction chamber 22, and the competition throttle section a is opened. The degree is increased.
  • the differential pressure before and after the main throttle is kept constant. If the differential pressure across the main throttle is kept constant, the flow rate passing through the main throttle does not change even if the load pressure of the actuator increases. In other words, the diversion ratio according to the opening degree of the plurality of main valves is kept constant regardless of the load pressure of the actuator connected to each main valve.
  • the competition spool CS moves to the left in FIG. 1 due to the reduced pressure action of the pressure chamber 21 and the pressure action of the highest load pressure guided to the highest load pressure introduction chamber 22, and the competition throttle portion a is opened.
  • the degree becomes smaller.
  • the differential pressure before and after the main throttle is kept constant. If the differential pressure before and after the main throttle part is kept constant, the flow rate passing through the main throttle part does not change, and as described above, the diversion ratio according to the opening degree of the plurality of main valves is different for each main valve. It is kept constant regardless of the load pressure of the actuator connected to V1.
  • the maximum load pressure guided to the maximum load pressure introduction chamber 22 is guided to the tilt angle control unit, and the tilt angle control unit controls the variable displacement pump to a tilt angle corresponding to the maximum load pressure. .
  • the opening degree of the pressure introduction port 32 of the present embodiment with respect to the flow passage 25 varies depending on the movement position of the competition spool CS.
  • the tilt angle control unit reacts quickly.
  • the opening of the large opening 32a of the pressure introduction port 32 with respect to the flow passage 25 becomes small.
  • the opening degree of the pressure introduction port 32 becomes the opening degree of the small opening part 32b from the opening degree of the large opening part 32a. That is, since the opening area is reduced in the process of moving the competition spool CS toward the maximum load pressure introduction chamber, the tilt angle control gain of the tilt angle control unit is reduced, and thus stable control is possible. .
  • the small opening 32b can be formed only by machining a groove on the outer peripheral surface of the competition spool CS. For this reason, it is not necessary to form the second pressure introduction port in the competition spool CS and process the orifice for accurately maintaining the opening diameter. Therefore, the processing of the competition spool CS becomes easy and the processing cost can be reduced.
  • a groove is formed around the pressure introduction port 32, and the substantial opening degree of the pressure introduction port 32 with respect to the flow passage 25 is reduced in the process of moving the groove relative to the flow passage 25. I have to.
  • a plurality of small holes may be formed, and the opening of the pressure introduction port 32 may be reduced according to the total opening of these small holes.

Abstract

　ロードセンシングバルブ装置（１００）のコンペスプール（ＣＳ）は、圧力室（２１）と、コンペ絞り部（ａ）と、圧力導入室（２９）と、圧力導入ポート（３２）と、最高負荷圧導入室（２２）と、選択弁（３０）と、を有し、圧力導入ポート（３２）の周囲には溝（３２ｂ）が形成されており、コンペスプール（ＣＳ）が移動する過程で、溝（３２ｂ）がアクチュエータ側に連通する通路（２５）との間で相対移動して圧力導入ポート（３２）の開口面積を小さくする。

Description

ロードセンシングバルブ装置
　本発明は、ロードセンシングバルブ装置に関する。
　ＪＰ２００９－２０４０８６Ａには、複数のアクチュエータの負荷圧変動にかかわりなく、各メインバルブの開度に応じた分流比を一定に保つロードセンシングバルブ装置が開示されている。また、この種のものに関連する技術として、例えば、図２に記載されたロードセンシングバルブ装置２００がある。
　図２に示すロードセンシングバルブ装置２００は、メインバルブＶ１とコンペンセータバルブＶ２とが組み込まれたバルブボディＢを備えている。バルブボディＢには、可変容量型ポンプ（図示せず）と接続されるポンプポート１、ポンプポート１を基点にして二股状にされた接続通路２、及び、アクチュエータと接続されるアクチュエータポート３、４が形成される。
　バルブボディＢには、メインバルブＶ１のメインスプールＭＳが摺動自在に設けられる。メインスプールＭＳの中央には、第１環状溝９が形成され、第１環状溝９の両側には、第２環状溝１０、第３環状溝１１が形成される。
　また、メインスプールＭＳのスプール孔には、接続通路２の中央に位置する第１環状凹部１２、接続通路２の外側に位置する第２環状凹部１３及び第３環状凹部１４が形成される。
　メインスプールＭＳは、センタリングスプリング１５のばね力の作用で、通常は、図２に示す中立位置に保たれる。
　メインスプールＭＳが中立位置にあるときには、第１環状溝９が第１環状凹部１２に正対し、第２環状溝１０、第３環状溝１１がアクチュエータポート３、４にそれぞれ正対する。
　メインスプールＭＳが中立位置に保たれた状態から第１パイロット室１６及び第２パイロット室１７のいずれか一方にパイロット圧が導かれると、メインスプールＭＳは、図２における左右いずれかの方向に移動して切り換わる。
　コンペンセータバルブＶ２は、バルブボディＢに摺動自在に組み込まれたコンペスプールＣＳを主要素にしてなる。コンペスプールＣＳには、環状の第１溝１８、第２溝１９、及び、第３溝２０が形成されている。また、コンペスプールＣＳは、一端が、圧力室２１に臨み、他端が、最高負荷圧導入室２２に臨んでいる。
　コンペスプールＣＳには、圧力室２１に連通する通路２３が形成されている。通路２３の開口部２３ａは、バルブボディＢに形成された中継ポート２４に連通している。開口部２３ａは、コンペスプールＣＳの移動位置にかかわりなく中継ポート２４に常時開口する。また、開口部２３ａと通路２３との間には、ダンパーオリフィス２３ｂが形成されている。
　また、中継ポート２４は、メインバルブＶ１の第１環状凹部１２に常時連通する。メインスプールＭＳが図２に示す中立位置から左右いずれかの位置に切り換わると、圧力流体がポンプポート１から中継ポート２４に流入するとともに、中継ポート２４の圧力が通路２３を介して圧力室２１に導かれる。
　コンペスプールＣＳは、中継ポート２４から圧力室２１に導かれた圧力と最高負荷圧導入室２２側に導かれた最高負荷圧とがバランスする位置に保たれる。そして、中継ポート２４から第１溝１８に流れる流路の開度、すなわち、コンペ絞り部ａの開度は、コンペスプールＣＳが図２に示す位置にあるときに最小となり、コンペスプールＣＳが右方向に移動するにしたがって大きくなる。
　また、バブルボディＢにはＵ字状の流通路２５が形成されており、流通路２５の一端は、コンペスプールＣＳの第１溝１８に常時連通している。
　したがって、中継ポート２４に流入した圧力流体は、コンペ絞り部ａを経由して流通路２５に流入する。流通路２５に流入した圧力流体は、ロードチェック弁２６、２７のいずれかを押し開く。そして、第２溝１９及び第３溝２０のいずれかを経由し、第２環状凹部１３及び第３環状凹部１４のいずれかに導かれる。
　また、流通路２５の他端は、コンペスプールＣＳの移動位置に応じて、第１圧力導入ポート２８ａと第２圧力導入ポート２８ｂとに連通する。第１圧力導入ポート２８ａは、コンペスプールＣＳが図２に示す位置にあるときは、流通路２５に対して開口する。そして、コンペスプールＣＳが図２における右方向に移動する過程で閉じるようになっている。
　第２圧力導入ポート２８ｂは、コンペスプールＣＳが図２に示す位置にあるときは、ほぼ全閉状態となり、コンペスプールＣＳが図２における右方向に移動すると、流通路２５と連通する。
　ただし、第２圧力導入ポート２８ｂには図２に示すようにオリフィスが形成してあり、第１圧力導入ポート２８ａの開度よりも第２圧力導入ポート２８ｂの開度の方が小さくなるようになっている。
　第１圧力導入ポート２８ａ及び第２圧力導入ポート２８ｂは、コンペスプールＣＳに形成された圧力導入室２９に連通している。
　圧力導入室２９には、選択弁３０の一端が臨んでいる。また、選択弁３０の他端は、最高負荷圧導入室２２に連通する圧力中継室３１に臨んでいる。
　したがって、選択弁３０には、圧力導入室２９の圧力、すなわち、メインバルブＶ１に接続されたアクチュエータの負荷圧と、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧とが作用することになる。
　このときに、アクチュエータの負荷圧が最高負荷圧導入室２２の圧力に打ち勝つと、言い換えると、アクチュエータの負荷圧が他のアクチュエータの負荷圧よりも高くなると、アクチュエータの負荷圧の作用で選択弁３０が開弁し、アクチュエータの負荷圧が最高負荷圧導入室２２に導かれる。
　アクチュエータの負荷圧が最高負荷圧導入室２２の圧力よりも低い場合は、選択弁３０は、最高負荷圧導入室２２の圧力の作用により閉弁状態が維持される。
　このようにして、複数のメインバルブに接続したアクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧が選択され、各メインバルブの最高負荷圧導入室２２に導入されるとともに傾転角制御部（図示せず）に導かれる。
　上記の装置では、アクチュエータの負荷変動の初期段階ではレギュレータの応答性を良くし、初期段階を経過した後は応答性を少し落とすために、第１圧力導入ポートと並列に第２圧力導入ポートを形成するとともに第２圧力導入ポートにオリフィスを形成している。このようにオリフィスを形成することによって、各圧力導入ポートの開口面積に差ができるようにしていた。
　しかしながら、上記の装置では、第２圧力導入ポート内にオリフィスを形成しなければならないので、オリフィスの開口径を正確に保つことが難しく、加工コストが高くなる原因にもなっていた。
　本発明は、負荷変動の初期段階では可変容量型ポンプの傾転角制御の応答性をよくし、初期段階を経過した後は応答性を落とすことができるとともに、加工コストを軽減し、加工を容易にしたロードセンシングバルブ装置を提供する。
　本発明のある態様によれば、複数のアクチュエータに対応付けられ、前記複数のアクチュエータに作動流体を導くアクチュエータポートを備える複数のバルブボディと、前記複数のバルブボディにそれぞれ摺動自在に組み込まれる複数のメインスプールと、前記複数のメインスプールの軸方向に対してそれぞれ並行に組み込まれる複数のコンペスプールと、を備え、前記コンペスプールは、前記メインスプールの切り換えに応じて可変容量型ポンプからの作動流体が導かれる圧力室と、移動位置に応じて前記圧力室と前記アクチュエータポートとを連通させる開度が変化するコンペ絞り部と、前記圧力室の下流側にあって、前記アクチュエータの負荷圧が導かれる圧力導入室と、前記圧力導入室と前記アクチュエータポートとを連通する圧力導入ポートと、前記複数のアクチュエータの負荷圧のうち最高負荷圧が導かれる最高負荷圧導入室と、一端が前記圧力導入室に臨み他端が前記最高負荷圧導入室に臨むとともに、前記圧力導入室と前記最高負荷圧導入室とのうち高圧を選択する選択弁と、を有し、前記圧力導入ポートの周囲には溝が形成されており、前記コンペスプールが移動する過程で、前記溝が前記アクチュエータ側に連通する通路との間で相対移動して前記圧力導入ポートの開口面積を小さくするロードセンシングバルブ装置が提供される。
図１は、本発明の実施形態に係るロードセンシングバルブ装置の断面図である。 図２は、本発明の関連技術に係るロードセンシングバルブの断面図である。
　以下、図１を参照しながら本発明の実施形態に係るロードセンシングバルブ装置１００について説明する。なお、図２に示すロードセンシングバルブ装置２００と同様の構成については同じ符号を付している。
　ロードセンシングバルブ装置１００は、例えば、建設機械、特にパワーショベルに用いられ、複数のアクチュエータを備えるとともに、各アクチュエータごとにメインバルブを接続した装置である。
　ロードセンシングバルブ装置１００は、図１に示すように、メインバルブＶ１とコンペンセータバルブＶ２とが組み込まれたバルブボディＢを備えている。このようにメインバルブＶ１及びコンペンセータバルブＶ２と一組にして構成されるバルブボディＢは、複数のアクチュエータ（図示せず）ごとに設けられる。また、通常は、これらバルブボディＢはマニホールド化されている。
　バルブボディＢには、可変容量型ポンプ（図示せず）と接続されるポンプポート１、ポンプポート１を基点にして二股状にされた接続通路２、及び、アクチュエータと接続されるアクチュエータポート３、４が形成される。
　なお、ロードセンシングバルブ装置１００は、アクチュエータポート３、４の負荷圧が設定圧以上になったときにアクチュエータポート３、４の作動流体を戻り通路７、８に戻すリリーフ弁５、６を備える。
　バルブボディＢには、メインバルブＶ１のメインスプールＭＳが摺動自在に設けられる。メインスプールＭＳの中央には、第１環状溝９が形成され、第１環状溝９の両側には、第２環状溝１０、第３環状溝１１が形成される。
　また、メインスプールＭＳのスプール孔には、接続通路２の中央に位置する第１環状凹部１２、接続通路２の外側に位置する第２環状凹部１３及び第３環状凹部１４が形成される。
　メインスプールＭＳは、センタリングスプリング１５のばね力の作用で、通常は、図１に示す中立位置に保たれる。
　メインスプールＭＳが中立位置にあるときには、第１環状溝９が第１環状凹部１２に正対し、第２環状溝１０、第３環状溝１１がアクチュエータポート３、４にそれぞれ正対する。
　メインスプールＭＳが中立位置に保たれた状態から第１パイロット室１６及び第２パイロット室１７のいずれか一方にパイロット圧が導かれると、メインスプールＭＳは、図１における左右いずれかの方向に移動して切り換わる。
　例えば、メインスプールＭＳが図１における右方向に移動して切り換わると、第１環状凹部１２と接続通路２とが第１環状溝９を介して連通するとともに、第２環状凹部１３とアクチュエータポート３とが第２環状溝１０を介して連通する。また、アクチュエータポート４と戻り通路８とが第３環状溝１１を介して連通する。
　反対に、メインスプールＭＳが図１における左方向に移動して切り換わると、第１環状凹部１２と接続通路２とが第１環状溝９を介して連通するとともに、第３環状凹部１４とアクチュエータ４とが第３環状溝１１を介して連通する。また、アクチュエータポート３と戻り通路７とが第２環状溝１０を介して連通する。
　なお、接続通路２が第１環状溝９を介して第１環状凹部１２と連通したときに、その連通部がメインバルブＶ１の可変絞り部を構成する。したがって、可変絞り部の開度は、メインスプールＭＳの移動量に比例する。なお、以下では、メインバルブＶ１の可変絞り部をメイン絞り部という。
　コンペンセータバルブＶ２は、バルブボディＢに摺動自在に組み込まれたコンペスプールＣＳを主要素にしてなる。コンペスプールＣＳには、環状の第１溝１８、第２溝１９、及び、第３溝２０が形成されている。
　なお、第２溝１９、第３溝２０は、メインバルブＶ１の第２環状凹部１３、第３環状凹部１４にそれぞれ常時連通するものである。
　また、コンペスプールＣＳは、一端が、圧力室２１に臨み、他端が、最高負荷圧導入室２２に臨んでいる。
　コンペスプールＣＳには、圧力室２１に連通する通路２３が形成されている。通路２３の開口部２３ａは、バルブボディＢに形成された中継ポート２４に連通している。開口部２３ａは、コンペスプールＣＳの移動位置にかかわりなく中継ポート２４に常時開口する。また、開口部２３ａと通路２３との間には、ダンパーオリフィス２３ｂが形成されている。
　また、中継ポート２４は、メインバルブＶ１の第１環状凹部１２に常時連通する。メインスプールＭＳが図１に示す中立位置から左右いずれかの位置に切り換わると、圧力流体がポンプポート１から中継ポート２４に流入するとともに、中継ポート２４の圧力が通路２３を介して圧力室２１に導かれる。
　コンペスプールＣＳは、中継ポート２４から圧力室２１に導かれた圧力と最高負荷圧導入室２２側に導かれた最高負荷圧とがバランスする位置に保たれる。そして、中継ポート２４から第１溝１８に流れる流路の開度、すなわち、コンペ絞り部ａの開度は、コンペスプールＣＳが図１に示す位置にあるときに最小となり、コンペスプールＣＳが右方向に移動するにしたがって大きくなる。
　また、バブルボディＢにはＵ字状の流通路２５が形成されており、流通路２５の一端は、コンペスプールＣＳの第１溝１８に常時連通している。
　したがって、中継ポート２４に流入した圧力流体は、コンペ絞り部ａを経由して流通路２５に流入する。流通路２５に流入した圧力流体は、ロードチェック弁２６、２７のいずれかを押し開く。そして、第２溝１９及び第３溝２０のいずれかを経由し、第２環状凹部１３及び第３環状凹部１４のいずれかに導かれる。
　また、流通路２５の他端は、コンペスプールＣＳの移動位置に応じて、圧力導入ポート３２と連通する。圧力導入ポート３２は、大開口部３２ａと小開口部３２ｂとを一体的に設けたもので、コンペスプールＣＳが図１に示す位置にあるときは、流通路２５に対して、大開口部３２ａが全開状態となる。そして、コンペスプールＣＳが図１における右方向に移動すると、流通路２５に対して大開口部３２ａが閉じて、小開口部３２ｂが開く。
　小開口部３２ｂは、コンペスプールＣＳの外周面に溝を加工するだけで形成できるので、加工が容易であり、加工コストも少なくてすむ。
　圧力導入ポート３２は、コンペスプールＣＳに形成された圧力導入室２９に連通している。
　圧力導入室２９には、選択弁３０の一端が臨んでいる。また、選択弁３０の他端は、最高負荷圧導入室２２に連通する圧力中継室３１に臨んでいる。
　したがって、選択弁３０には、圧力導入室２９の圧力、すなわち、メインバルブＶ１に接続されたアクチュエータの負荷圧と、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧とが作用することになる。
　このときに、アクチュエータの負荷圧が最高負荷圧導入室２２の圧力に打ち勝つと、言い換えると、アクチュエータの負荷圧が他のアクチュエータの負荷圧よりも高くなると、アクチュエータの負荷圧の作用で選択弁３０が開弁し、アクチュエータの負荷圧が最高負荷圧導入室２２に導かれる。
　アクチュエータの負荷圧が最高負荷圧導入室２２の圧力よりも低い場合は、選択弁３０は、最高負荷圧導入室２２の圧力の作用により閉弁状態が維持される。
　このようにして、複数のメインバルブに接続したアクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧が選択され、メインバルブの最高負荷圧導入室２２に導入されるとともに、傾転角制御部（図示せず）に導かれる。
　次に、本実施形態の作用を説明する。
　例えば、メインスプールＭＳを図１に示す中立位置から右方向に切り換えると、メインスプールＭＳの第２環状溝１０を介してアクチュエータポート３がメインバルブＶ１の第２環状凹部１３と連通する。
　また、アクチュエータポート４は、メインスプールＭＳの第３環状溝１１を介して戻り通路８と連通する。
　このとき、第１環状凹部１２が、メインスプールＭＳの第１環状溝９を介して接続通路２と連通するので、ポンプポート１に流入した圧力流体が、中継ポート２４に流入する。中継ポート２４に流入した圧力流体の圧力は、メイン絞り部の開度に応じた圧力損失分だけポンプ吐出圧よりも低くなる。
　このように、中継ポート２４に流入した圧力流体の圧力は、開口部２３ａ及びダンパーオリフィス２３ｂを経由して圧力室２１に導かれる。
　圧力室２１に中継ポート２４側の圧力が導かれることで、コンペスプールＣＳの一端には圧力室２１の圧力が作用し、他端には最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧が作用する。
　コンペ絞り部ａの開度は、コンペスプールＣＳの位置によって決まる。そして、コンペスプールＣＳの位置は、圧力室２１側に導かれた中継ポート２４側の圧力と最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧との圧力バランスによって決まる。
　また、流通路２５に導かれた圧力作動流体は、ロードチェック弁２６を押し開いてメインバルブＶ１の第２環状凹部１３に導かれ、メインスプールＭＳの第２環状溝１０を経由してアクチュエータポート３に供給される。
　したがって、流通路２５内の圧力は、メインバルブＶ１に接続されたアクチュエータの負荷圧となる。
　なお、アクチュエータの戻り流体は、アクチュエータポート４からメインスプールＭＳの第３環状溝１１を経由して戻り通路８に戻される。
　一方、流通路２５の圧力、すなわちアクチュエータの負荷圧は、圧力導入ポート３２から圧力導入室２９に導かれる。よって、圧力導入室２９の圧力と最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧とを比較して最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧の方が高いときには、選択弁３０が閉弁状態に保たれ、コンペスプールＣＳは、現状の位置、すなわち、上述したバランス位置を維持する。
　また、メインバルブＶ１を所定の切換位置に維持したままの状態で、メインバルブＶ１に接続したアクチュエータの負荷圧が高くなった場合は、それにともなって圧力室２１の圧力も上昇する。
　このとき、コンペスプールＣＳは、上昇した圧力室２１の圧力作用と最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧の圧力作用とにより図１における右方向に移動し、コンペ絞り部ａの開度が大きくなる。
　コンペ絞り部ａの開度が大きくなると、コンペ絞り部ａの前後の圧力損失が小さくなる。よって、メイン絞り部の前後の差圧は一定に保たれる。メイン絞り部の前後の差圧が一定に保たれれば、アクチュエータの負荷圧が高くなったとしても、メイン絞り部を通過する流量は変化しないことになる。言い換えると、複数のメインバルブの開度に応じた分流比は、各メインバルブに接続されたアクチュエータの負荷圧に関係なく一定に保たれることになる。
　また、メインバルブＶ１を所定の切換位置に維持したままの状態で、メインバルブＶ１に接続したアクチュエータの負荷圧が低くなった場合は、それにともなって圧力室２１の圧力も低下する。
　このとき、コンペスプールＣＳは、低下した圧力室２１の圧力作用と最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧の圧力作用とにより図１における左方向に移動し、コンペ絞り部ａの開度が小さくなる。
　コンペ絞り部ａの開度が小さくなると、コンペ絞り部ａの前後の圧力損失が大きくなる。よって、メイン絞り部の前後の差圧は一定に保たれる。メイン絞り部の前後の差圧が一定に保たれれば、メイン絞り部を通過する流量は変化せず、上述したように、複数のメインバルブの開度に応じた分流比は、各メインバルブＶ１に接続されたアクチュエータの負荷圧に関係なく一定に保たれる。
　なお、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧は、傾転角制御部に導かれるとともに、傾転角制御部によって可変容量型ポンプを最高負荷圧に応じた傾転角に制御する。
　また、本実施形態の圧力導入ポート３２は、コンペスプールＣＳの移動位置に応じて、流通路２５に対する開度が変化する。
　コンペスプールＣＳが図１の状態にあるときには、コンペスプールＣＳが圧力室２１側にフルストロークしているので、メインバルブＶ１に接続したアクチュエータの負荷圧は、他のアクチュエータの負荷圧よりも低いことになる。
　この状態からアクチュエータの負荷圧が上昇して、圧力室２１の圧力が最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧に打ち勝つと、それにともなってコンペスプールＣＳが図１の右方向に移動する。
　このように、コンペスプールＣＳが移動する初期の段階では、圧力導入ポート３２の大開口部３２ａが最大に開口している。したがって、最高負荷圧が反転する初期の段階では、傾転角制御部が迅速に反応することになる。
　そして、コンペスプールＣＳが所定量移動すると、流通路２５に対して圧力導入ポート３２の大開口部３２ａの開度が小さくなる。これにより、圧力導入ポート３２の開度が、大開口部３２ａの開度から、小開口部３２ｂの開度になる。つまり、コンペスプールＣＳが最高負荷圧導入室側に移動する過程で開口面積が小さくなるので、傾転角制御部の傾転角制御のゲインが小さくなり、その分、安定した制御が可能になる。
　以上述べたように、本実施形態によれば、コンペスプールＣＳの外周面に溝を加工するだけで小開口部３２ｂを形成できる。このため、コンペスプールＣＳに第２圧力導入ポートを形成するとともにその開口径を正確に保つためのオリフィスを加工する必要がない。よって、コンペスプールＣＳの加工が容易になり、加工コストも少なくて済む。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　例えば、上記実施形態では、圧力導入ポート３２の周囲に溝を形成し、この溝が流通路２５と相対移動する過程で、圧力導入ポート３２の流通路２５に対する実質的な開度が小さくなるようにしている。しかしながら、溝に変えて、複数の小孔を形成し、これら小孔の合計開度に応じて、圧力導入ポート３２の開度が小さくなるようにしてもよい。
　本願は２０１４年１１月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１４－２２７１５４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (1)

  1. 　複数のアクチュエータに対応付けられ、前記複数のアクチュエータに作動流体を導くアクチュエータポートを備える複数のバルブボディと、
    　前記複数のバルブボディにそれぞれ摺動自在に組み込まれる複数のメインスプールと、
    　前記複数のメインスプールの軸方向に対してそれぞれ並行に組み込まれる複数のコンペスプールと、を備え、
    　前記コンペスプールは、
    　前記メインスプールの切り換えに応じて可変容量型ポンプからの作動流体が導かれる圧力室と、
    　移動位置に応じて前記圧力室と前記アクチュエータポートとを連通させる開度が変化するコンペ絞り部と、
    　前記圧力室の下流側にあって、前記アクチュエータの負荷圧が導かれる圧力導入室と、
    　前記圧力導入室と前記アクチュエータポートとを連通する圧力導入ポートと、
    　前記複数のアクチュエータの負荷圧のうち最高負荷圧が導かれる最高負荷圧導入室と、
    　一端が前記圧力導入室に臨み他端が前記最高負荷圧導入室に臨むとともに、前記圧力導入室と前記最高負荷圧導入室とのうち高圧を選択する選択弁と、を有し、
    　前記圧力導入ポートの周囲には溝が形成されており、前記コンペスプールが移動する過程で、前記溝が前記アクチュエータ側に連通する通路との間で相対移動して前記圧力導入ポートの開口面積を小さくする、
    ロードセンシングバルブ装置。
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