JP2963162B2 - 多連制御弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベル等の建設機械に適用される多
連制御弁装置に係り、特にこれら弁装置における複合操
作性ならびにキャビテーション防止機能を向上すると共
に比較的簡単な構成からなる多連制御弁装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、油圧ショベル等に適用される制御弁は、アク
チュエータの駆動方向を規制すると同時に駆動速度をア
クチュエータ負荷に関係なく一定に制御することを求め
られるが、このような制御弁としては、例えば特開昭59
−34006号に開示されるような技術が知られている。

すなわち、第６図において、制御弁は、流量方向調整
弁10と圧力補償弁12とから構成され、流量方向調整弁10
には、そのボディー内に、ポンプポートＰ、シリンダポ
ートA,B、タンクポートＴが備えられると共にスプール1
4が摺動自在に内蔵されている。そして、このような構
成によれば、アクチュエータ16の駆動方向は、スプール
14を図において左もしくは右側に移動してポンプ18から
の吐出油をポートＰ→Ａ…Ｂ→ＴもしくはＰ→Ｂ…Ａ→
Ｔを介してタンク20へ排出することにより、図において
右もしくは左方向に規制される。一方この時、圧力補償
弁12の開度を流量方向調整弁10のメータイン側の差圧に
より調整し、圧力補償弁12のバイパス量をアクチュエー
タ16の負荷圧に関係なくスプール14の移動量（開度）に
見合った一定量にすることにより、流量方向調整弁10へ
の供給量も一定となる方法が開示されている。また、第
７図においては、圧力補償弁12はタンクポートＴとタン
ク20との間のタンクライン上に配置されているが、この
場合は流量方向調整弁10のメータアウト側の差圧を検知
することにより、同様に圧力補償弁12のバイパス量を一
定にする方法が開示されている。

したがって、多連弁装置を構成する場合には、第６図
においてはポンプライン22上に複数の流量方向調整弁10
をパラレスに接続することにより、また第７図において
ポンプライン22ならびにタンクライン24上にそれぞれ複
数の流量方向調整弁10ならびに圧力補償弁12をそれぞれ
パラレルに接続することにより達成されることは、容易
に着想されるところである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の技術においては次に述べるよう
な難点があった。

すなわち、第６図のような場合は、複数の流量方向調
整弁10の信号ラインの間に最高圧選択手段を設け、これ
によって選択された最高信号圧力を圧力補償弁12に印加
するように構成すれば、各流量方向調整弁10は単独に操
作される。しかしながら、これらの流量方向調整弁を同
時に操作した場合には、ポンプ吐出油は低負荷側へのみ
流れ、したがって複数のアクチュエータを同時に操作す
ることはできない。また、第７図のような場合は、メー
タアウト制御によりシリンダポートＡまたはＢからタン
クポートＴへ排出される油量と、ポンプ18からポンプラ
イン22を経てシリンダポートＢまたはＡへ補給される油
量との間には何等の関係も規制されていないので、ポン
プ18からの吐出油量によっては補給油量が不足してしま
い、特に複数の流量方向調整弁10を同時操作した場合に
はこの傾向が顕著になり、アクチュエータの同時操作性
が損なわれる。

そこで、本発明の目的は、多連制御弁装置において、
複数のアクチュエータの同時操作性いわゆる複合操作性
を向上すると共に、アクチュエータへの供給油量を負荷
圧力に関係なく一定にすることができる、すなわち、圧
力補償機能を備えた、しかも比較的簡単な構成からなる
制御弁装置を提供することにある。

なお、このような目的、すなわち複合操作性に優れま
た圧力補償機能を備えた多連制御弁装置は、例えば特開
平２−31004号（特願昭63−177132号）公報に開示され
るような技術をもって達成され得ることは勿論である。
しかしながら、このような技術においては、各アクチュ
エータのそれぞれの制御弁単位にはそのメータイン側に
それぞれ分流補償弁を必要とし、しかもこの分流補償弁
には制御弁単位の前後差圧が作用される。さらに、低圧
アクチュエータに対応する分流補償弁にはその駆動を制
限する制限手段を必要とする。そして、前記分流補償弁
あるいは前記制御手段などの構成は極めて複雑となる。
したがって、このような多連制御弁装置は、装置全体が
大型化しかつ高価となる不利を本質的に避けられないも
のであった。

〔課題を解決するための手段〕

先の目的を達成するために、本発明に係る多連制御弁
装置は、ボディ内にポンプポートとシリンダポートとタ
ンクポートとを備えると共に切換スプールを摺動自在に
内蔵し、前記切換スプールによりポンプポートの圧油を
シリンダポートへ供給しかつシリンダポートの圧油をタ
ンクポートへ排出する制御弁単位を複数固有し、各制御
弁単位はそれぞれのポンプポートを共通のポンプに接続
すると共に、それぞれのタンクポートを共通のタンクへ
接続してなる多連制御弁装置において、 各制御弁単位毎に、そのシリンダポートとタンクポー
トとの間に補助ポートを設けると共に、この補助ポート
からタンクポートへの排出油路中にこの排出油路中の開
度を調整する補助スプールを設け、さらに当該制御弁単
位の切換スプールが操作された時にポンプポートに接続
されるシリンダポートの供給圧力を検出する手段と、前
記供給圧力ならびに同時操作される他の制御弁単位の供
給圧力の中から最高圧力を最高供給圧力として選択する
手段とを設け、また前記補助スプールの両端部には油室
を設け、前記補助スプールに対してその一端部に当該制
御弁単位の前記供給圧力を開方向に印加すると共に他端
部に前記最高供給圧力を閉方向に印加するよう構成する
ことを特徴とする。

この場合、最高供給圧選択手段は、ボディ内に設けた
信号ポートと、切換スプールと、切換スプールの内部に
設けたチェック弁とから構成し、また補助スプールは、
両端部をバネで支持するよう構成すれば好適である。

さらに、補助スプールの他端部に閉方向に印加される
最高供給圧力は流量調整手段を介して導入するよう構成
することができ、また、補助ポートとシリンダポートと
の間には補助ポートからシリンダポートへの圧油の流れ
を許容するチェック弁を設けると共に補助スプール内に
は連通路を設け該連通路を両補助ポートおよびタンクポ
ートへ接続するよう構成することができ、さらに、最高
供給圧力を伝達する信号ラインには最低圧力補償手段を
設けることができる。

〔作用〕

アクチュエータを単独駆動すべくその制御弁を操作す
ると、その切換スプールの駆動量に対応したポンプ吐出
圧油が前記アクチュエータへ供給される。一方、この状
態で、さらに別の制御弁を操作すると、ポンプからの吐
出圧油は、最初は低負荷側のアクチュエータ側へのみ流
れようとするが、この時前記低負荷側アクチュエータに
対応する補助スプールが最高供給圧力によって絞られ
る。この結果、ポンプ吐出圧力が上昇し、ついには高、
低両アクチュエータに、それぞれの制御弁切換スプール
の操作移動量に比例したポンプ吐出圧油が供給されるに
至る。しかもこの時、各アクチュエータ内の圧油は充分
な高圧に保持されているので、キャビテーションを発生
することがない。

なおこの場合、補助スプールに対する最高供給圧力の
印加を流量調整手段を介して導入するよう構成すると、
特に、低負荷側のアクチュエータの操作時に高負荷側の
アクチュエータを操作した場合に低負荷側アクチュエー
タに発生される一時的流量変化の変動が緩やかになるの
で、この経過時に低負荷側アクチュエータに作用される
ショックが軽減される。また、補助ポートとシリンダポ
ートとの間にチェック弁を所定に設けると共に補助スプ
ール内に連通路を所定に設けると、特に、高、低両負荷
の２つのアクチュエータの同時操作時における低負荷側
のアクチュエータに対応する制御弁単位においては、メ
ータアウト側の戻り油が補助ポートを介してメータイン
側へ流入し再生利用されるので、作業スピードが増大さ
れると同時に省エネが達成される。さらに、最高供給圧
力の信号ラインに最低圧力補償手段を設けると、特に、
ポンプ吐出流量が低下した場合においても、タンクライ
ンへの圧油の排出が制限されるので、アクチュエータの
自重降下による逸走などの不都合が確実に防止される。

〔実施例〕

次に、本発明に係る多連制御弁装置の一実施例を添付
図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の
便宜上、第６図ならびに第７図に示す従来の構造と同一
の構成部分については同一の参照符号を付し、その詳細
な説明は省略する。

第１図において、ここに示す実施例には２つの制御弁
単位I,IIのみが示されており、そしてこれらは各々同一
に構成されるものであるから、同一構成部分には同一参
照符号を付すると共に一方の単位IIにはダッシュを付加
し、かつその詳細な説明は他方の単位Ｉについてのみ行
なうこととする。先ず、本発明の多連制御弁装置は、基
本的には、ボディ30内にポンプポートＰとシリンダポー
トA,Bと、タンクポートＴとを備えると共に切換スプー
ル32を摺動自在に内蔵し、この切換スプール32によりポ
ンプポートＰの圧油をシリンダポートA,Bへ供給しシリ
ンダポートA,Bの圧油をタンクポートＴへ排出するよう
構成された制御弁単位I,II,…からなる。各制御弁単位
Ｉ（II,…）は、それぞれのポンプポートＰ（Ｐ′，
…）をポンプライン22を介して共通のポンプ18と接続す
ると共にそれぞれのタンクポートＴ（Ｔ′，…）をタン
クライン24を介して共通のタンク20と接続する。

しかるに、本発明の制御弁単位Ｉ（II,…）には、そ
のシリンダポートA,BとタンクポートＴとの間に補助ポ
ート34a,34bが設けられると共に、この補助ポート34a,3
4bからタンクポートＴへの排出油路中にこの排出油路の
開度を調整する補助スプール36が設けられる。さらに、
切換スプール32が操作された時にポンプポートＰへ接続
されるシリンダポートA,Bの供給圧力を検出する手段
と、および各制御弁単位I,II,…の前記供給圧力の中か
ら最高圧力を最高供給圧力として選択する手段とが設け
られ、そして補助スプール36の両端部に対して前記供給
圧力と最高供給圧力とが、それぞれ開方向ならびに閉方
向へ印加されるよう構成される。なお、供給圧力検出手
段はシリンダポート圧検出孔38a,38bから構成され、最
高圧力選択手段は、ボディ30内に設けた信号ポート40a,
40bと、切換スプール32と、この切換スプール32に設け
たチェック弁42a,42bとから構成されるが、これら両手
段の詳細な構成については、次の作動の項において詳述
する。また、切換スプール32は、その両端部のいずれか
一方に作用するパイロット信号圧力によって操作される
が、通常はバネ32a,32bにより中立位置に保持されてお
り、そしてこの状態においては、各シリンダポートA,B
はブロックされ、一方補助ポート34a,34bはタンクポー
トＴと連通している。

このような構成において、制御弁単位Ｉを単独操作す
べくその切換スプール32の例えば左端にパイロット信号
圧を印加すると、切換スプール32はバネ32bの力に抗し
て前記信号圧に比例したストローク量だけ図において右
方へ移動する。すると、シリンダポート圧検出孔38bな
らびにノッチ64bはシリンダポートＢへ開口し、つまり
ポンプポートＰはシリンダポートＢへ接続される。一
方、ノッチ46aはシリンダポートＡへ開口し、つまりシ
リンダポートＡは補助ポート34aを経てタンクポートＴ
へ接続される。またこれと同時に、切換スプール32内に
おいて、通路48bはセンスポート44bに開口し、溝50aは
センスポート44aに開口する。したがって、検出口38bか
ら検出されたシリンダポートＢの圧力は、通路52bを経
た上で、一方においては、通路48b、センスポート44b、
通路54bを介して油室56bへ伝達されると同時に、他方に
おいては、チェック弁42b、通路58b、信号ポート40b、
信号ライン60、信号ポート40a、溝50a、センスポート44
a、通路54aを介して油室56aへ伝達される。この結果、
ポンプ18からの吐出油は、ポンプライン22、チェック弁
62、ポンプポートＰ、ノッチ64b、シリンダポートＢを
介してアクチュエータ16へ供給され、そしてこのアクチ
ュエータ16からの戻り油は、シリンダポートＡ、ノッチ
46a、補助ポート34a、タンクポートＴ、タンクライン24
を介してタンク20へ排出される。しかるに、前記作動に
おいて、補助スプール36の両端部の油室56a,56bには、
前述のように、共にシリンダポートＢの供給圧力が印加
されるので、補助スプール36は図示される中立位置にあ
り、したがって、制御弁単位Ｉを単独に操作した場合に
は、例えば信号ライン60の信号圧をロードセンシングタ
イプのポンプ18の吐出流量制御機構66に印加すると、ア
クチュエータ16への供給油量は切換スプール32のメータ
イン側ノッチ64bの開度に見合った流量に設定される。

次に、前述の状態において、制御弁単位IIをさらに操
作すべくその切換スプール32′の同じく左端にパイロッ
ト信号圧を印加すると、そしてこの時仮にアクチュエー
タ16′の負荷圧がアクチュエータ16の負荷圧より低いと
仮定すると、ポンプ18からの吐出圧油はポンプライン22
を介して負荷圧が軽い方へ流れようとし、すなわち制御
弁単位II側のチェック弁62′、ポンプポートＰ′、ノッ
チ64b′を介してシリンダポートＢ′へ流入する。一方
この時、高負荷側の制御弁単位Ｉにおいては、ノッチ64
bはポンプポートＰへ開口してはいるものの、ポンプポ
ートＰの圧力はアクチュエータ16を駆動するレベルの圧
力まで達していないので、ノッチ64bには圧油が流れ
ず、この結果、シリンダポートＢの圧力はポンプポート
Ｐの圧力とほぼ等しくなる。つまり、シリンダポートＢ
の圧力はシリンダポートＢ′の圧力より高くなる。とこ
ろで、制御弁単位Ｉにおいては、信号ポート40bの圧力
すなわちシリンダポートＢの圧力は、信号ライン60を介
して制御弁単位IIの信号ポート40b′にも伝達されてい
る。一方、制御弁単位II側においては、信号ポート40
b′の圧力すなわちシリンダポートＢ′の圧力は、検出
孔38b′、通路52b′、通路48b′、センスポート44b′、
通路54b′を介して油室56b′へは伝達されている。しか
し、油室56a′に対しては、チェック弁42b′が閉じられ
ているために、シリンダポートＢの圧力＝信号ポート40
bの圧力＞シリンダポートＢ′の圧力＝通路52b′の圧力
の関係にあるので、シリンダポートＢ′の圧力の伝達が
遮断されている。この結果、補助スプール36において
は、その両端部の油室56a,56bに共にシリンダポートＢ
の圧力が印加されることとなる。一方、補助スプール3
6′においては、一方の油室56a′には信号ライン60、信
号ポート40a′、溝50a′、センスポート44a′、通路54
a′を介してシリンダポートＢの圧力が印加され、他方
の油室56b′には、前述のように、シリンダポートＢ′
の圧力が印加されることとなる。

したがって、高負荷側においては、補助スプール36は
中立位置にあり、補助ポート34aとタンクポートＴとの
間が開放されているが、低負荷側においては、油室56
a′内の圧力が油室56b′内の圧力より高いので、補助ス
プール36′が図において右行し、この結果、補助スプー
ル36′の肩部68a′とボディ30′のランド70a′間の通路
面積が制限される。これにより、シリンダポートＡ′か
らタンクポートＴ′へ排出される戻り油に圧損が発生
し、この分だけアクチュエータ16′の駆動圧力つまりポ
ンプポートP,P′の圧力が上昇し、ついには高負荷側の
所要圧力にまで上昇し、両アクチュエータ16,16′が同
時に駆動されるに至る。そして、この時の両アクチュエ
ータ16,16′の駆動速度は、それぞれの切換スプール32,
32′の移動量、すなわち両制御弁単位I,IIの操作量に比
例した速度に設定される。

このように、本発明の多連制御弁装置によれば、１台
のポンプを使用して、複数のアクチュエータを、その負
荷圧に関係なく、同時に確実に操作することができる。
しかもこの場合、アクチュエータの内部にキャビテーシ
ョンが発生することはない。

次に、第２図に、本発明に係る多連制御弁装置の別の
実施例を示す。本実施例は、第１図に示す実施例におい
て、補助スプールに対する最高供給圧力の印加を流量調
整手段を介して印加するよう構成したものである。すな
わち第２図において、制御弁単位Ｉにはその切換スプー
ル32に絞り80a,80bが設けられ、一方、制御弁単位IIに
はその切換スプール32′に絞り80a′,80b′が設けられ
ると共に弁体内部の通路54a′,54b′にも絞り82a′,82
b′が設けられている。

このような構成において、その作動は、基本的には勿
論、第１図に示す実施例の場合と同様に行われる。すな
わち、第１図における場合と同様に、低負荷側アクチュ
エータ16′の操作時に高負荷側アクチュエータ16を同時
に駆動すると、制御弁単位Ｉで操作される高負荷側アク
チュエータ16の供給圧力（最高供給圧力）が信号ライン
60を介して低負荷側アクチュエータ16′を操作する制御
弁単位IIの補助スプール油室56a′へ流入し、補助スプ
ール36′が右行し、補助スプール36′の肩部68a′とボ
ディ30′のランド70a′と間で設定される戻り通路の開
口面積が絞られ、低負荷側アクチュエータ16′の速度が
低減され、結果的に両アクチュエータ16,16′が同時に
所定の速度で駆動されるに至る。ところで、前記過程に
おいて、低負荷側アクチュエータ16′はその間の速度変
動のために一時的なショックを負荷されるが、本実施例
においては、信号ライン60から油室56a′内への圧油の
流入速度が絞り80a′および82a′によって制限される。
したがって、補助スプール36′の移動速度が遅くなり、
圧油の前記戻り通路開口面積の変化が緩やかになり、低
負荷側アクチュエータ16′の速度変動の幅が抑制され
る。すなわち、前記一時的なショックが抑制される利点
が発揮される。

第３図に本発明に係る多連制御弁装置のさらに別の実
施例を示す。本実施例は、第１図に示す実施例におい
て、第３図に示すように、補助ポート34a,34bおよび34
a′,34b′とシリンダポートA,BおよびＡ′,B′との間に
補助ポートからシリンダポートへの圧油の流れを許容す
るチェック弁88a,88bおよび88a′,88b′をそれぞれ設け
ると共に、補助スプール36,36′にはその周壁部に油路8
4a,84t,84bおよび84a′,84t′,84b′をそしてその内部
に前記油路を連通させる連通路84cおよび84c′をそれぞ
れ設けたものである。なお、前記油路は、補助スプール
36,36′の中立時に油路84aおよび84a′が補助ポート34a
および34a′へ、油路84tおよび84t′がタンクポートＴ
およびＴ′へ、油路84bおよび84b′が補助ポート34bお
よび34b′へそれぞれ開口されるよう構成されている。
このような構成になる本実施例の多連制御弁装置は、基
本的には、第１図に示す実施例の場合と同様に作動する
が、分り易くするために、第１図の実施例と同様に以下
詳細に説明する。

今仮に、制御弁単位Ｉを単独操作すべくその切換スプ
ール32の例えば左端にパイロット信号圧を印加すると、
切換スプール32はバネ32bの力に抗して前記信号圧に比
例したストローク量だけ図において右方へ移動する。す
ると、シリンダポート圧検出孔38bならびにノッチ64bは
シリンダポートＢへ開口し、つまりポンプポートＰはシ
リンダポートＢへ接続される。一方、ノッチ46aはシリ
ンダポートＡへ開口し、つまりシリンダポートＡは補助
ポート34aおよび補助スプール36に設けられた油路84b、
連通路84cを経て油路84tからタンクポートＴへ、また油
路84bを経て補助ポート34bへ接続される。またこれと同
時に、切換スプール32内において、通路48bはセンスポ
ート44bに開口し、溝50aはセンスポート44aに開口す
る。したがって、検出口38bから検出されたシリンダポ
ートＢの圧力は、通路52bを経た上で、一方において
は、通路48b、センスポート44b、通路54bを介して油室5
6bへ伝達されると同時に、他方においては、チェック弁
42b、通路58b、信号ポート40b、信号ライン60、信号ポ
ート40a、溝50a、センスポート44a、通路54aを介して油
室56aへ伝達される。この結果、ポンプ18からの吐出油
は、ポンプライン22、チェック弁62、ポンプポートＰ、
ノッチ64b、シリンダポートＢを介してアクチュエータ1
6へ供給され、そしてこのアクチュエータ16からの戻り
油は、シリンダポートＡ、ノッチ46a、補助ポート34a、
油路84a、連通路84c、油路84tを経てタンクポートＴ、
タンクライン24を介してタンク20へ排出される。しかる
に、前記作動において、補助スプール36の両端部の油室
56a,56bには、前述のように、共にシリンダポートＢの
供給圧力が印加されるので、補助スプール36は図示され
る中立位置にあり、したがって、制御弁単位Ｉを単独に
操作した場合には、例えば信号ライン60の信号圧をロー
ドセンシングタイプのポンプ18の吐出流量制御機構66に
印加すると、アクチュエータ16への供給油量は切換スプ
ール32のメータイン側ノッチ64bの開度に見合った流量
に設定される。

次に、前述の状態において、制御弁単位IIをさらに操
作すべくその切換スプール32′の同じく左端にパイロッ
ト信号圧を印加すると、そしてこの時仮にアクチュエー
タ16の負荷圧がアクチュエータ16′の負荷圧より、第１
図に示した実施例とは逆に、低いと仮定すると、ポンプ
18からの吐出圧油はポンプライン22を介して負荷圧が軽
い方へ流れようとし、すなわち制御弁単位Ｉ側のチェッ
ク弁62、ポンプポートＰ、ノッチ64bを介してシリンダ
ポートＢへ流入する。一方この時、高負荷側の制御弁単
位IIにおいては、ノッチ64b′はポンプポートＰ′へ開
口してはいるものの、ポンプポートＰ′の圧力はアクチ
ュエータ16′を駆動するレベルの圧力まで達していない
ので、ノッチ64b′には圧油が流れず、この結果、シリ
ンダポートＢ′の圧力はポンプポートＰ′の圧力とほぼ
等しくなる。つまり、シリンダポートＢ′の圧力はシリ
ンダポートＢの圧力より高くなる。ところで、制御弁単
位IIにおいては、信号ポート40b′の圧力すなわちシリ
ンダポートＢ′の圧力は、信号ライン60を介して制御弁
単位Ｉの信号ポート40bにも伝達されている。一方、制
御弁単位Ｉ側においては、信号ポート40bの圧力すなわ
ちシリンダポートＢの圧力は、検出孔38b、通路52b、通
路48b、センスポート44b、通路54bを介して油室56bへは
伝達されている。しかし、油室56aに対しては、チェッ
ク弁42bが閉じられているために、シリンダポートＢ′
の圧力＝信号ポート40b′の圧力＞シリンダポートＢの
圧力＝通路52bの圧力の関係にあるので、シリンダポー
トＢの圧力伝達が遮断されている。この結果、補助スプ
ール36′においては、その両端部の油室56a′,56b′に
共にシリンダポートＢ′の圧力が印加されることとな
る。一方、補助スプール36においては、一方の油室56a
には信号ライン60、信号ポート40a、溝50a、センスポー
ト44a、通路54aを介してシリンダポートＢ′の圧力が印
加され、他方の油室56bには、前述のように、シリンダ
ポートＢの圧力が印加されることとなる。

したがって、高負荷側においては、補助スプール36′
は中立位置にあり、補助ポート34a′とタンクポート
Ｔ′との間が開放されているが、低負荷側においては、
油室56a内の圧力が油室56b内の圧力より高いので、補助
スプール36が図において右行する。そして、シリンダポ
ートＡから補助ポート34aへ流出した圧油は、補助スプ
ール36に設けた油路84a、連通路84c、油路84tを経てタ
ンクポートＴへ流出しようとするが、補助スプール36が
右行すると、油路84tがランド86によってその通路面積
を狭められる。これにより、シリンダポートＡからタン
クポートＴへ排出される戻り油に圧損が発生し、この分
だけアクチュエータ16の駆動圧力つまりポンプポートP,
P′の圧力が上昇し、ついには高負荷側の所要圧力にま
で上昇し、両アクチュエータ16,16′が同時に駆動され
るに至る。そして、この時の両アクチュエータ16,16′
の駆動速度は、それぞれの切換スプール32,32′の移動
量、すなわち両制御弁単位I,IIの操作量に比例した速度
に設定される。

しかるに、本実施例の多連制御弁装置においては、制
御弁単位Ｉの補助スプール36の前記作動において、補助
ポート34aからタンクポートＴへ排出される油は、この
時補助スプール36の油路84tが絞られ一方油路84bは大き
く開口されているので、補助スプール36の油路84a、連
通路84c、油路84bを経て補助ポート34bへも流れ、特に
油圧ポンプ18が図示されるようにエンジン90等により駆
動されその回転数が比較的低い状態で切換スプール32を
フル操作しかつ負荷が自重で降下するようなメータアウ
ト制御の場合には、シリンダポートＢに必要な油量はポ
ンプ吐出流量だけでは補いきれず、このためシリンダポ
ートＢの圧力が低下するので、前記補助ポート34bの油
はチェック弁88bを通ってシリンダポートＢへも流入す
る。このように、本実施例の多連制御弁装置によれば、
ポンプ回転数が低くポンプ吐出流量が比較的少ない場合
でも、メータアウト側（シリンダポートＡ）の油を絞り
捨てることなく他方のポート側（シリンダポートＢ）へ
流入し再生利用するので、作業スピードが大幅に向上す
ると共に省エネ上も有利となる利点が発揮される。

さらに第４図に、本発明に係る多連制御弁装置のさら
に別の実施例を示す。本実施例は、第１図に示す実施例
において、第４図に示すように、最高供給圧力を伝達す
る信号ライン60に最低圧力補助手段92を設けたものであ
り、この手段92は、タンク20とタンクポートT,T′との
間に設けた背圧発生手段94からなり、この背圧発生手段
94の上流側圧力をチェック弁96を介して信号ライン60に
接続するよう構成されている。なお、各制御弁単位I,II
のボディ30,30′内には、第３図に示す実施例の場合と
同様に、補助ポート34a,34bおよび34a′,34b′とシリン
ダポートA,BおよびＡ′,B′との間に補助ポートからシ
リンダポートへの圧油の流れを許容するチェック弁88a,
88bおよび88a′,88b′がそれぞれ設けられている。

このような構成において、多連制御弁装置は、第１図
に示すものと同様に作動し、すなわち、例えば両制御弁
単位I,IIを同時に操作すると、両アクチュエータ16,1
6′はそれぞれ両制御弁単位I,IIの操作量に比例した速
度で駆動されることは明らかであるが、この場合、エン
ジン90の回転数が低くてポンプ18の吐出流量が少ない状
態でかつ負荷を動かす一方のアクチュエータ16がメータ
アウト制御される形式のものである場合には、本実施例
の装置においては次のように作動される。すなわち、前
記条件においては、単位制御弁Ｉのスプール32をフル操
作すると、シリンダポートＡは補助ポート34aへフルに
開口するので、アクチュエータ16に作用する負荷は自重
により急降下しようとする。ところが、ポンプ吐出流量
が少ないためにシリンダポート34bの油量が不充分とな
り、シリンダポート34bの圧力が大気圧程度に落ちてし
まう。またこの低下した圧力は油室56bへも導かれてい
る。一方、油室56aは前述のように信号ライン60に接続
されているが、この信号ライン60はチェック弁96を介し
てタンクライン24へ接続されている。しかるに、アクチ
ュエータ16から排出されている油は背圧発生手段94を経
てタンク20へ流出するので、背圧発生手段94とチェック
弁96との間には背圧が発生し、この背圧はチェック弁96
を開いて信号ライン60に流入し、さらに油室56aにも流
入する。したがって、油室56aの圧力＞油室56bの圧力と
なり、補助スプール36は図において右行し、補助ポート
34aからタンクライン24への圧油の排出を制限し、これ
によりアクチュエータ16の降下速度が制限される。すな
わち、アクチュエータ16の逸走が確実に防止される。な
お、もし仮にシリンダポートＡに低圧が発生した場合に
は、このシリンダポートＡには補助ポート34aからチェ
ック弁88aを介して油が流入するので、キャビテーショ
ンが発生されることはない。

第５図は、最低圧力補償手段92の別の実施例を示す
が、この手段92はパイロットポンプ98からなり、このパ
イロットポンプ98の吐出圧力を減圧弁100およびチェッ
ク弁102を介して信号ライン60に接続するよう構成され
ている。なお、減圧弁100は省略することもできる。こ
の実施例においても、前述と同様の作用が発揮されるこ
とは明らかであるので、説明は省略する。

以下、本発明は好適な実施例について説明したが、本
発明はこれら実施例に限定されることなく、その精神を
逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る多連制御弁装置
は、ボディ内にポンプポートとシリンダポートとタンク
ポートとを備えると共に切換スプールを摺動自在に内蔵
し、前記切換スプールによりポンプポートの圧油をシリ
ンダポートへ供給しかつシリンダポートの圧油をタンク
ポートへ排出する制御弁単位を複数個有し、各制御弁単
位はそれぞれのポンプポートを共通のポンプと接続する
と共に、それぞれのタンクポートを共通のタンクへ接続
してなる多連制御弁装置において、各制御弁単位毎に、
そのシリンダポートとタンクポートとの間に補助ポート
を設けると共に、この補助ポートからタンクポートへの
排出油路中にこの排出油路中の開度を調整する補助スプ
ールを設け、さらに当該制御弁単位の切換スプールが操
作された時にポンプポートと接続されるシリンダポート
の供給圧力を検出する手段と、前記供給圧力ならびに他
の制御弁単位の供給圧力の中から最高圧力を最高供給圧
力として選択する手段とを設け、前記補助スプールに対
してその一端部に当該制御弁単位の前記供給圧力を開方
向に印加すると共に他端部に前記最高供給圧力を閉方向
に印加するよう構成したことにより、アクチュエータの
複合操作時には、低負荷側に対応する制御弁単位の排出
油路が補助スプールによって絞られ、結果的に、ポンプ
吐出圧力が高負荷側アクチュエータの駆動レベル圧力ま
で上昇する。したがって、アクチュエータの複合操作を
確実に達成できる。また、アクチュエータ内でのキャビ
テーションの発生を防止することができる。しかも、本
発明の多連制御弁装置は、各々の制御弁単位のボディ内
に補助スプールを設けるだけで実質的に達成されるの
で、この種の多連制御弁装置を比較的簡単な構成で達成
することができる。

また、本発明の多連制御弁装置は、その補助スプール
に対する最高供給圧力の印加を流量調整手段を介して導
入するよう構成すると、特に、低負荷側のアクチュエー
タの操作時に高負荷側のアクチュエータを操作した場合
に低負荷側アクチュエータに発生される一時的流量変化
の変動が緩やかになるので、この経過時に低負荷側アク
チュエータに作用されるショックを軽減することがで
き、また、補助ポートとシリンダポートとの間にチェッ
ク弁を所定に設けると共に補助スプール内に連通路を所
定に設けると、特に、高、低両負荷の２つのアクチュエ
ータの同時操作時における低負荷側のアクチュエータに
対応する制御弁単位においては、メータアウト側の戻り
油が補助ポートを介してメータイン側へ流入し再生利用
されるので、作業スピードが増大されると同時に省エネ
を達成することができ、またさらに、最高供給圧力の信
号ラインに最低圧力補償手段を設けると、特に、ポンプ
吐出流量が低下した場合においても、タンクラインへの
圧油の排出が制限されるので、アクチュエータの自重降
下による逸走などの不都合を確実に防止することができ
る利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は本発明に係る多
連制御弁装置のそれぞれ別の実施例を示す要部断面とそ
の油圧系統の説明図、第５図は第４図に示す実施例にお
ける最低圧力補償手段の別の実施例を示す油圧系統の説
明図、第６図および第７図はそれぞれ従来の制御弁装置
の概略構成とその油圧系統を示す説明図である。 I,II……制御弁単位 16,16′……アクチュエータ 18……ポンプ 20……タンク 22……ポンプライン 24……タンクライン 30,30′……ボディ 32,32′……切換スプール 32a,32b……バネ 34a,34b,34a′……補助ポート 36,36′……補助スプール 38a,38b……シリンダポート圧検出孔 40a,40b……信号ポート 40a′,40b′……信号ポート 42a,42b,42b′……チェック弁 44a,44b……センスポート 44a′,44b′……センスポート 46a,46b……ノッチ 48a,48b,48b′……通路 50a,50b,50a′,50b′……溝 52a,52b,52b′……通路 54a,54b……通路 54a′,54b′……通路 56a,56b……油室 56a′,56b′……油室 58a,58b,58a′,58b′……通路 60……信号ライン 62,62′……チェック弁 64a,64b,64b′……ノッチ 66……ポンプ吐出流量制御機構 68a′……肩部 70a′……ランド 80a,80b,80a′,80b′……絞り 82a′,82b′……絞り 84a,84t,84b……油路 84a′,84t′,84b′……油路 84c,84c′……連通路 86……ランド 90……エンジン 92……最低圧力補償手段 94……背圧発生手段 96……チェック弁 98……パイロットポンプ 100……減圧弁 102……チェック弁 P,P′……ポンプポート A,B,A′,B′……シリンダポート T,T′……タンクポート

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボディ内にポンプポートとシリンダポート
   とタンクポートとを備えると共に切換スプールを摺動自
   在に内蔵し、前記切換スプールによりポンプポートの圧
   油をシリンダポートへ供給しかつシリンダポートの圧油
   をタンクポートへ排出する制御弁単位を複数固有し、各
   制御弁単位はそれぞれのポンプポートを共通のポンプに
   接続すると共に、それぞれのタンクポートを共通のタン
   クへ接続してなる多連制御弁装置において、 各制御弁単位毎に、そのシリンダポートとタンクポート
   との間に補助ポートを設けると共に、この補助ポートか
   らタンクポートへの排出油路中にこの排出油路中の開度
   を調整する補助スプールを設け、さらに当該制御弁単位
   の切換スプールが操作された時にポンプポートに接続さ
   れるシリンダポートの供給圧力を検出する手段と、前記
   供給圧力ならびに同時操作される他の制御弁単位の供給
   圧力の中から最高圧力を最高供給圧力として選択する手
   段とを設け、また前記補助スプールの両端部には油室を
   設け、前記補助スプールに対してその一端部に当該制御
   弁単位の前記供給圧力を開方向に印加すると共に他端部
   に前記最高供給圧力を閉方向に印加するよう構成するこ
   とを特徴とする他連制御弁装置。
2. 【請求項２】最高供給圧選択手段は、ボディ内に設けた
   信号ポートと、切換スプールと、切換スプールの内部に
   設けたチェック弁とから構成してなる請求項１記載の多
   連制御弁装置。
3. 【請求項３】補助スプールは、両端部をバネで支持する
   よう構成してなる請求項１記載の多連制御弁装置。
4. 【請求項４】補助スプールの他端部に閉方向に印加され
   る最高供給圧力は流量調整手段を介して導入するよう構
   成してなる請求項１記載の多連制御弁装置。
5. 【請求項５】流量調整手段は切換スプールおよび／もし
   くは弁体内部に設けた絞りである請求項４記載の多連制
   御弁装置。
6. 【請求項６】補助ポートとシリンダポートとの間に補助
   ポートからシリンダポートへの圧油の流れを許容するチ
   ェック弁を設けると共に、補助スプール内に連通路を設
   け該連通路を両補助ポートおよびタンクポートへ接続す
   るよう構成してなる請求項１記載の多連制御弁装置。
7. 【請求項７】最高供給圧力を伝達する信号ラインに最低
   圧力補償手段を設けてなる請求項１記載の多連制御弁装
   置。
8. 【請求項８】最低圧力補償手段はタンクとタンクポート
   との間に設けた背圧発生手段からなり、前記背圧発生手
   段の上流側圧力をチェック弁を介して信号ラインに接続
   するよう構成する請求項７記載の多連制御弁装置。
9. 【請求項９】最低圧力補償手段はパイロットポンプから
   なり、前記パイロットポンプの吐出圧力をチェック弁も
   しくは減圧弁およびチェック弁を介して信号ラインに接
   続するよう構成する請求項７記載の多連制御弁装置。