JP3204975B2

JP3204975B2 - 弁装置

Info

Publication number: JP3204975B2
Application number: JP50510393A
Authority: JP
Inventors: 欣也高橋; 勇作野沢; 和幸猪野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: DE69227760D1; KR930702621A; WO1993005301A1; DE69227760T2; EP0559903A4; EP0559903B1; KR960000577B1; EP0559903A1; US5333449A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置
に用いられる弁装置に係わり、特にロードセンシングタ
イプの油圧駆動装置にオプション油圧アクチュエータを
搭載する場合に用いられる弁装置に関する。

背景技術近年、例えば油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装
置では、一方では経済性に鑑みて、複数の油圧アクチュ
エータの負荷圧力に対して油圧ポンプの吐出圧力を一定
値だけ高く制御するロードセンシングタイプが多く採用
されるようになり、他方では作業の多様化に鑑みて、フ
ロントの先端に例えば破砕機等のオプション油圧アクチ
ュエータ及び作業具を着脱自在に取付けられる構成が採
用されるようになった。

ロードセンシングタイプの油圧駆動装置では、例えば
特公昭60−11706号公報に記載のように、油圧ポンプか
ら油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御す
る方向切換弁として中立位置でセンターブロックされか
つ負荷圧力検出手段を有したクローズドセンター型の方
向切換弁が用いられる。一方、中立位置でセンターが連
通状態に保たれるオープンセンター型の方向切換弁を備
えた油圧駆動装置はかなり以前から知られており、その
方向切換弁はごく一般的なものになっている。ロードセ
ンシングタイプの油圧駆動装置に用いられるクローズド
センター型の方向切換弁はオプンセンター型の方向切換
弁に比較すると現時点では一般的といえない。

また、ロードセンシングタイプの油圧駆動装置では、
複数のアクチュエータを同時駆動したときに各アクチュ
エータの独立性を保つため、方向切換弁の流量制御部の
前後差圧を一定に保持する圧力補償弁が配置される。従
来、流量制御機能と圧力補償機能を持つ単体の弁装置と
しては、例えば実用油圧ポケットブック（1986年版）,1
90頁−（社）日本油圧工業会発行、Oil Hydraulic Powe
r And Its Industrial Applications,246,249及び250
頁,Walter Ernst,1960年,McGraw−Hill Book Company,I
nc.等に記載のものがある。この弁装置は、入口室及び
出口室と、入口室と出口室とを連絡する通路、この連絡
通路と前記出口室との間に配置され、変位により開度を
変化させる開口部を備えたスプール及びこのスプールに
当接し開口部の開度を設定する手動操作可能なアジャス
タを有する流量制御弁部と、前記入口室と前記連絡通路
との間に配置され、連絡通路内の圧力と出口室内の圧力
との差圧、即ち前記開口部の前後差圧を一定に保持する
圧力補償弁部とを有し、流量制御弁部には、スプールを
開口部の開き方向に付勢してアジャスタに当接させるば
ねが配置され、アジャスタを外部から手動操作すること
により開口部の開度が設定される。

発明の開示油圧駆動装置にオプション油圧アクチュエータを取り
付ける場合、このオプション油圧アクチュエータに対し
ても方向切換弁が設けられ、このオプション油圧アクチ
ュエータに方向切換弁を設ける場合、設計、製作者サイ
ドでは上述したようにより一般的で、入手しやすいオー
プンセンター型方向切換弁を設けたいという要望があ
る。これはロードセンシングタイプの油圧駆動装置にオ
プション油圧アクチュエータを装着する場合も同様であ
る。しかし、ロードセンシングタイプの油圧駆動装置に
オープンセンター型の方向切換弁を取り付けた場合、そ
のままではロードセンシング制御を行えない。その理由
は以下のようである。

オープンセンター型の方向切換弁は、上記のように中
立位置でセンターが連通状態に保たれる。これは、オー
プンセンター型の方向切換弁が中立位置にあるとき油圧
ポンプが方向切換弁を介してタンクに連通することを意
味する。したがって、オプション油圧アクチュエータの
不使用時、方向切換弁が中立位置にあると、油圧ポンプ
からの圧油がこの方向切換弁を通してタンクに流出して
しまい、他の通常のアクチュエータを駆動しようとして
対応する方向切換弁を操作しても、ポンプ吐出圧力を上
げることができずロードセンシング制御を行えなくな
る。

一方、オプション油圧アクチュエータには幾つかの種
類があり、その種類によってアクチュエータの容量が異
なる。このため、通常方向切換弁は、容量が最大のアク
チュエータを取り付けたときに必要な流量を供給できる
ようにスプール及びその開口部の仕様が定められる。こ
のため、オプション油圧アクチュエータを最大容量から
それよりも容量の小さいものに交換したときには安全性
の観点から、方向切換弁に供給される流量を使用しよう
とするオプション油圧アクチュエータの容量に見合った
小流量に制限し、アクチュエータに供給される最大流量
を制限する必要がある。

以上の対策として、オープンセンター型の方向切換弁
の上流側に上記周知の流量制御機能と圧力補償機能を持
つ弁装置を配置することが考えられている。しかし、こ
の場合次ような問題が生じる。

従来の弁装置は、上記のように、流量制御弁部のスプ
ールをばねで開口部の開き方向に付勢してアジャスタに
当接させる構成となっている。これは弁装置が常時は開
であることを意味する。したがって、オプション油圧ア
クチュエータの不使用時、方向切換弁が中立位置にある
とき、油圧ポンプからの圧油が方向切換弁を通してタン
クに流出することを防止するためには、弁装置を閉じて
おかなければならない。即ち、オプション油圧アクチュ
エータを使用した後は、オペレータは手動操作でアジャ
スタを調節して開口部の開度をゼロに戻しておく必要が
生じる。

また、このように手動操作でスプールの開口部を閉じ
た場合、オプション油圧アクチュエータを再び使用する
ときには、オペレータは再びアジャスタを調節してスプ
ールの開口部を開ける必要が生じる。このとき、弁装置
から方向切換弁へ供給される圧油の流量はオプション油
圧アクチュエータの容量に応じた一定の流量に定められ
ているので、スプールの開口部は所定の開度に精度よく
設定しなければならない。

このように従来の弁装置では、オプション油圧アクチ
ュエータの使用時及び使用後にその都度オペレータがア
ジャスタを操作して開口量の調整を行わなければなら
ず、この調整は面倒であるばかりでなく、オプション油
圧アクチュエータ使用時の調整は、よほど精度よく行わ
ないと所定の開度に設定できずに流量が変化してしまう
ことが多く、非常に煩わしいものであった。

また、開口量の調整はアジャスタを操作することで行
うので、オペレータが直接操作せざるを得ず、遠隔操作
には不向きな構造であった。

本発明の目的は、開口部の開度の調整が容易に行えか
つ開度の再設定が正確に行え、操作性に優れた弁装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、開口部の開度の調整を遠隔操作
で行える弁装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明によれば、可変容量
型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油
により駆動される少なくとも１つの第１の油圧アクチュ
エータと、前記油圧ポンプから前記第１の油圧アクチュ
エータに供給される圧油の流れを制御するクローズドセ
ンター型の第１の方向切換弁と、前記第１の油圧アクチ
ュエータの負荷圧力が導かれる伝達手段と、前記伝達手
段に導かれた負荷圧力に基づいて前記油圧ポンプの押し
のけ容積を制御するロードセンシング制御用のレギュレ
ータと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動
されるオプションの第２の油圧アクチュエータと、前記
油圧ポンプから前記第２の油圧アクチュエータに供給さ
れる圧油の流れを制御するオープンセンター型の第２の
方向切換弁とを備える建設機械の油圧駆動装置に用いら
れる弁装置において、（ａ）前記油圧ポンプに接続され
る入口室及び前記オープンセンター型の第２の方向切換
弁に接続される出口室と；（ｂ）前記入口室と前記出口
室との間に配置され、変位により開度を変化させる開口
部を有するスプール及びこのスプールに当接し前記開口
部の開度を設定する手動操作可能なアジャスタ手段を有
する流量制御弁部と；（ｃ）前記開口部の前後差圧をを
一定に保持する圧力補償弁部；（ｄ）前記流量制御弁部
に設けられ、前記スプールを前記開口部の閉じ方向に付
勢するばね手段と；（ｅ）操作圧力が導入され、前記ス
プールを前記ばね手段の付勢に抗して前記開口部の開け
方向に変位させ前記アジャスタ手段に当接させる操作圧
力導入手段と；を備えることを特徴とする弁装置が提供
される。

以上のように構成した本装置において、オプションの
第２の油圧アクチュエータの不使用時は、操作圧力導入
及び駆動手段に操作圧力を導入せず、スプールをばね手
段の付勢力により変位させて開口部を閉じておく。これ
により、出口室からの圧油の流出が阻止され、オープン
センター型の第２の方向切換弁への圧油の供給が無くな
るので、ポンプ吐出圧力は上昇可能であり、第１の油圧
アクチュエータに対する第１の方向切換弁を操作するこ
とでレギュレータを駆動し、ロードセンシング制御が適
性に行える。

一方、オプションの第２の油圧アクチュエータを使用
するときは、操作圧力導入手段に操作圧力を導入し、ス
プールをばね手段の付勢力に抗して変位させアジャスタ
手段に当接させる。これによりスプールの開口部はアジ
ャスタ手段の設定開度まで開き、オペレータはアジャス
タ手段の調整作業をしなくても、流量制御弁部の通過流
量が正確に再設定され、オプション油圧アクチュエータ
の容量に見合った流量が方向切換弁に供給される。ま
た、操作圧力の導入を停止すれば、スプールはばね手段
の付勢力により閉じ方向に移動して、開口部の開度はゼ
ロとなる。ここで、操作圧力の導入の切換は、遠隔操作
で行うことができる。

上記弁装置は、好ましくは、前記出口室の圧力が導か
れる負荷ポートを更に備え、この負荷ポートは前記伝達
手段に接続され出口室の圧力を負荷圧力として該伝達手
段に導入する。このようにすれば、オープンセンター型
の第２の方向切換弁を使用しつつ、オプションの第２の
油圧アクチュエータの負荷圧力でレギュレータを駆動
し、第２の油圧アクチュエータの使用時にもロードセン
シング制御を行うことができ、しかも負荷圧力を導く配
管構造を簡素化できる。

また、上記弁装置において、好ましくは、前記操作圧
力導入手段に導入される操作圧力として、前記第２の方
向切換弁を操作するためのパイロット弁からのパイロッ
ト圧力を導入する。これにより、第２の方向切換弁の操
作に連動して、上記スプールの開口部の閉じ動作及びそ
の設定開度への開き動作が自動的に行われる。操作圧力
導入手段に導入される操作圧力として、代わりに、前記
流量制御弁部を操作するための専用のパイロット弁から
のパイロット圧力を導入してもよい。

図面の簡単な説明図１は、本発明の一実施例による弁装置を備えた建設
機械の油圧駆動装置を示す回路図である。

図２は、図１に示すレギュレータの詳細を示す回路図
である。

図３は、本実施例の弁装置の構造を示す断面図であ
る。

図４は、本発明の弁装置の操作手段の変形例を示す、
図１と同様な回路図である。

発明を実施するための最良の形態本発明の第１の実施例を図１〜図３により説明する。

まず、本実施例の弁装置が備えられるロードセンシン
グタイプの油圧駆動装置について説明する。図１におい
て、ロードセンシングタイプの油圧駆動装置は、メイン
回路1Aに圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプ１、メ
イン回路1Aに供給される圧油の最高圧力を規定するリリ
ーフ弁２、メイン回路1Aの最上流の供給ライン1aに接続
され、油圧ポンプ１からの圧油の流出方向及び流量を制
御するクローズドセンター型の第１の方向切換弁３、第
１の方向切換弁３の作動により駆動を制御される第１の
油圧アクチュエータ４、メイン回路1Aの最上流から２番
目の供給ライン1bに接続され、油圧ポンプ１からの圧油
の流出方向及び流量を制御する第２の方向切換弁５、第
２の方向切換弁５の作動により駆動を制御されるクロー
ズドセンター型の第２の油圧アクチュエータ６、メイン
回路1Aの最上流から３番目の供給ライン1cに接続され、
油圧ポンプ１からの圧油の流出方向及び流量を制御する
クローズドセンター型の第３の方向切換弁７、第３の方
向切換弁７の作動により駆動を制御される第３の油圧ア
クチュエータ８を有し、方向切換弁3,5,7は供給ライン1
a,1b,1cにより油圧ポンプ１に対して並列に接続されて
いる。また、供給ライン1a,1b,1cにはそれぞれ第１、第
２及び第３の方向切換弁3,5,7の前後差圧を一定に保持
するための圧力補償弁3a,5a,7aが配置されている。

また、当該油圧駆動装置は、メイン回路1Aの最下流の
供給ライン1dに接続され、油圧ポンプ１からの圧油の流
出方向及び流量を制御するオープンセンター型の第４の
方向切換弁12、第４の方向切換弁12の作動により駆動を
制御され例えば破砕器等の作業具を駆動するオプション
油圧アクチュエータ13を備えており、方向切換弁12の上
流側即ち供給ライン1dには本実施例の弁装置14が設置さ
れている。

油圧駆動装置は、また、油圧アクチュエータ4,6,8の
負荷圧力およびオプション油圧アクチュエータ13の負荷
圧力のうち最大負荷圧力を検出するチェック弁3b,5b,7
b,12a、その検出された最大負荷圧力が導入される伝達
ライン10、伝達ライン10内の最大負荷圧力が制御圧力と
して導入され、メイン回路1A内の圧力即ち油圧ポンプ１
の吐出圧力が最大負荷圧力よりも第１の一定値だけ高く
なるように油圧ポンプ１の押しのけ容積（容量）を制御
するロードセンシング制御用のレギュレータ９、伝達ラ
イン10内の圧力とメイン回路1A内の圧力とに応答して作
動し、最大負荷圧力よりもメイン回路1A内の圧力即ち油
圧ポンプ１の吐出圧力が第１の一定値よりも大きい第２
の一定値以上高くなると作動して、メイン回路1A内の圧
油をタンクに戻すアンロード弁11を備えている。

方向切換弁3,5,7,12は油圧パイロット操作方式の弁で
あり、方向切換弁12に対して操作レバー15により操作さ
れる１対の油圧パイロット弁16a,16bが設けられてい
る。パイロット弁16a,16bは操作レバー15の操作量に応
じたパイロット圧力を発生し、これがパイロットライン
17a,17bを介して方向切換弁12のパイロット操作部に送
られ、方向切換弁12が操作される。図示しないが、方向
切換弁3,5,7に対しても同様な操作レバーを備えた油圧
パイロット弁が設けられている。

ロードセンシング制御用のレギュレータ９は、図２に
示すように、油圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構25を
駆動するピストン・シリンダ装置26と、前述の伝達ライ
ン10により導入される最大負荷圧力に応答してピストン
・シリンダ装置26へ供給される圧力の流量を調整し、油
圧ポンプ１の押しのけ容積を制御する第１のサーボ弁27
と、ポンプ吐出圧力に応答してピストン・シリンダ装置
26へ供給される圧油の流量を調整し、油圧ポンプ１の押
しのけ容積を制御する入力トルク制限用の第２のサーボ
弁28とを備えている。

本実施例の弁装置14は、概略的に言って、第４の方向
切換弁12に供給される圧油の流量を設定する流量制御弁
部14Aと、流量制御弁部14Aの前後差圧を一定に保持する
圧力補償弁部14Bとで構成されている。また、油圧パイ
ロット弁16a,16bのパイロットライン17a,17bにはパイロ
ット圧力を取り出すチェック弁18が設けられ、このパイ
ロット圧力はパイロットライン19により弁装置14の流量
制御弁部14Aに導入されている。

通常、方向切換弁3,5,7及びその圧力補償弁3a,5a,7a
は１つの弁集合体21として構成され、弁装置14は弁集合
体21と別体品として構成され、それと配管で接続され
る。また、方向切換弁12は弁装置14と更に別体の弁装置
22として構成され、弁装置14に配管で着脱可能に接続さ
れる。

以上の油圧駆動装置において、図示しない油圧パイロ
ット弁を操作し第１〜第３の方向切換弁3,5,7を適宜操
作すると、油圧ポンプ１からの圧油が第１〜第３の油圧
アクチュエータ4,6,8に供給され、同時に駆動されてい
る油圧アクチュエータの負荷圧力の最大が伝達ライン10
を介してレギュレータ９に導入されるため、上述したサ
ーボ弁27の作用により油圧ポンプ１の吐出圧力が最大負
荷圧力よりも一定値だけ高くなるように油圧ポンプ１の
押しのけ容積が制御される。このとき、弁装置14の流量
制御弁部14Aは閉じられており（後述）、第４の方向切
換弁がオープンセンター型であっても、油圧ポンプ１か
らの圧油はオプション用方向切換弁12を経てタンクに戻
ることはなく、メインライン1Aにはロードセンシング制
御にて油圧アクチュエータ4,6,8を駆動するのに有効な
圧力が生成される。

一方、油圧パイロット弁16aまたは16bを操作し第４の
方向切換弁12を適宜操作すると弁装置14の流量制御弁部
14Aが開き（後述）、流量制御弁部14Aの設定開度に応じ
た流量に制御された油圧ポンプ１からの圧油が第４の方
向切換弁12に供給され、方向切換弁12の操作量に応じた
圧油がオプション油圧アクチュエータ13に供給される。
このとき、油圧ポンプ１からの吐出油の圧力、つまり弁
装置14の流量制御弁部14Aの入口側の圧力が高くなれ
ば、圧力補償弁部14Bが絞り側に作動して流量制御弁部1
4Aの入口側の圧力を低くし、油圧ポンプ１からの吐出圧
油の圧力が低くなれば、圧力補償弁部14Bが開き側に作
動して流量制御弁部14Aの入口側の圧力を高くする。ま
た、油圧アクチュエータ13の負荷圧力、つまり流量制御
弁部14Aの出口側の圧力が高くなれば、圧力補償弁部14B
が開き側に作動して流量制御弁部14Aの入口側の圧力を
高くし、油圧アクチュエータ13の負荷圧力が低くなれ
ば、圧力補償弁部14Bが閉じ側に作動して流量制御弁部1
4Aの入口側の圧力を低くする。即ち、油圧ポンプ１の吐
出圧力の変動及び油圧アクチュエータ13の負荷圧力の変
動に応じて圧力補償弁部14Bが適宜作動し、流量制御弁
部14Aの前後差圧を一定に維持する。これにより弁装置1
4は流量制御弁部14Aの設定開度に応じた一定流量を方向
切換弁12に供給する。換言すれば、弁装置14はその一定
流量を方向切換弁12に供給する固定ポンプとして機能す
る。

ここで、オプション油圧アクチュエータには幾つかの
種類があり、その種類によってアクチュエータの容量が
異なる。このため、第４の方向切換弁12は、容量が最大
のアクチュエータを取り付けたときに必要な流量を供給
できるようにスプール及びその開口部の仕様が定められ
る。このため、オプション油圧アクチュエータを最大容
量からそれよりも容量の小さいものに交換したときには
安全性の観点から、方向切換弁に供給される流量を使用
しようとするオプション油圧アクチュエータの容量に見
合った小流量に制限する必要がある。弁装置14はこの流
量を制限する機能を有しており、油圧アクチュエータ13
が最大容量以下の容量を有するアクチュエータであると
すれば、流量制御弁部14Aの設定開度は油圧アクチュエ
ータ13の容量に応じた小流量の圧油が供給できるように
定められている。これにより、オペレータが誤って方向
切換弁12を大きく操作したとしてもその設定流量以上の
流量が油圧アクチュエータ13に供給されることはなく、
作業の安全性が確保される。

また、油圧アクチュエータ13の負荷に応じて変動する
流量制御弁部14Aの出口圧力は油圧アクチュエータ13の
負荷圧力と同等であり、この負荷圧力が最大負荷圧力と
して伝達ライン10を介してレギュレータ９に導入され、
油圧ポンプ１の吐出圧力が最大負荷圧力よりも一定値だ
け高くなるように油圧ポンプ１の押しのけ容積が制御さ
れる。即ち、オープンセンター型の方向切換弁12を操作
したときにも、クローズドセンター型の方向切換弁3,5,
7を操作したときと同様にロードセンシング制御が行わ
れる。

以上のように弁装置14を用いれば、ロードセンシング
タイプの油圧駆動装置に一般的で入手が容易なオープン
センター型の方向切換弁12を接続することができ、ロー
ドセンシングタイプの油圧駆動装置にオプション油圧ア
クチュエータを装備する際の生産性を高めることができ
る。また、方向切換弁12を最大に操作したとしても流量
制御弁部14Aの設定開度以上の流量はアクチュエータ13
に供給されないので、作業の安全性が確保される。

本実施例の弁装置14の構造を図３により説明する。弁
装置14はバルブボディ30を有し、バルブボディ30には油
圧ポンプ１にメイン回路1Aを介して接続される入口ポー
ト（図示せず）及び入口室31、オプション油圧アクチュ
エータ13の方向切換弁12に供給ライン1dを介して接続さ
れる出口ポート32及び出口室33、入口室31と出口室33と
を接続する連絡通路34とが形成されている。また、バル
ブボディ30の出口室33と連絡通路34とを連絡する位置に
はバルブボア35が形成され、入口室31と連絡通路34とを
連絡する位置にはバルブボア36が形成され、バルブボア
35には第１のスプール37が軸方向に摺動可能に挿入さ
れ、バルブボア36には第２のスプール38が軸方向に摺動
可能に挿入されている。第１のスプール37には連絡通路
34と出口室33を連通する開口部を郭定する円周方向の複
数のノッチ37aが形成され、第１のスプール37の変位即
ちスプールストロークによりノッチ37aの開口量（開口
部の開度）が変化する。第２のスプール38は筒状側壁38
aと底壁38bとを有する有底中空型のスプールであり、筒
状側壁38aには入口室31と連絡通路34を連通する開口部
を郭定する円周方向の複数の貫通孔38cが形成され、第
２のスプール38の変位即ちスプールストロークにより貫
通孔38cの開口量（開口部の開度）が変化する。

第１のスプール37の図示左側には、この第１のスプー
ル37に当り、第１のスプール37のノッチ37aの開け方向
の停止位置を決定するアジャスタ39が設けられている。
このアジャスタ39はキャップ40に螺合するネジ部39aを
有し、キャップ40はバルブボディ30にネジ部40aで固定
されている。アジャスタ39のネジ部39aの端部はキャッ
プ40の外に突出し、その突出した部分にロックナット41
が装着されている。また、ネジ部39aの端面にはレンチ
を差し込むための六角凹所が形成されている。オペレー
タはこの六角凹所にレンチを差し込み、ネジ部39aを回
転させることによりアジャスタ39を軸方向に変位させ、
第１のスプール37のノッチ37aの開け方向の停止位置を
決定する。この第１のスプール37の停止位置の決定はノ
ッチ37aの開口量を設定する。

また、キャップ40の内部にはばね室42が形成され、ば
ね室42には、一端がキャップ40の内壁に当接し他端がス
プール37の端面に当接するばね43が配置されている。こ
のばね43は第１のスプール37をノッチ37aの閉じ方向に
付勢している。

また、第１のスプール37には、出口室33とばね室42と
を連絡する内部室37b及び圧抜きポート37cと、内部室37
bを排出室37dに連絡する圧抜きポート37eとが形成され
ている。排出室37dはタンクに連絡している。圧抜きポ
ート37eは第１のスプール37が中立位置にあるときにの
み排出室37dに開口して出口室33及びばね室42内の圧力
をタンク圧まで低下させる。

一方、第１のスプール37の図示右側にはバルブボディ
30にネジ部44cで固定された操作圧力導入プラグ44が設
けられている。このプラグ44は、パイロットライン19の
配管を取り付ける内ネジの切られた取付穴44aと、パイ
ロットライン19のパイロット圧力が導入される油圧室を
形成する孔部44bとを有している。孔部即ち油圧室44bに
導入されたパイロット圧力は第１のスプール37の図示右
側の端面に作用し、第１のスプール37がアジャスタ39に
当るまでノッチ37aの開け方向に変位させる。また、プ
ラグ44の内端は第１のスプール37のノッチ37aの閉じ方
向の停止位置を与えるストッパの役割をなす。

上記の第１のスプール37、排出室37d、アジャスタ3
9、キャップ40、ロックナット41、ばね室42、ばね43、
操作圧力導入プラグ44は図１に示す流量制御弁部14Aを
構成している。

第２のスプール38の内側空間は連絡通路34の圧油の圧
力を導入する第１の油圧室50を形成し、この第１の油圧
室50に導入された圧油の圧力は底壁38bに作用し第２の
スプール38を貫通孔38cの閉じ方向に付勢する。また、
第２のスプール38の図示左側には、バルブボディ30にネ
ジ部51aで固定されたキャップ51が設けられ、キャップ5
1の内部には第２のスプール38の閉じ方向の停止位置を
与えるストッパ51aが配置されている。また、キャップ5
1の内部空間でストッパ51aと第２のスプール38の底壁38
bとの間には第２の油圧室52が形成されている。この第
２の油圧室52には、出口室33から分岐する通路53及び通
路53から分岐する通路54を介して出口室33の圧油の圧力
が導入され、その圧油の圧力は第２のスプール38の底壁
38bに作用し第２のスプール38を貫通孔38cの開け方向に
付勢する。第２の油圧室52はまたばね室を兼ねており、
このばね室には、一端がキャップ51の内壁に当接するス
トッパ51aのフランジ部51bに位置し他端が第２のスプー
ル38の底壁38bに当接するばね55が配置されている。こ
のばね55は第２のスプール37を貫通孔38cの開け方向に
付勢する。第２のスプール38は、第１の油圧室50内の圧
油の圧力による閉じ方向の付勢力と第２の油圧室52内の
圧油の圧力及びばね55による開け方向の付勢力とのバラ
ンスにより動作し、入口室31の連絡通路34に対する貫通
孔38cの開口量が制御される。

第２のスプール38、第１の油圧室50、キャップ51、ス
トッパ51a、第２の油圧室52、通路53,54及びばね55は図
１に示す圧力補償弁部14Bを構成している。

また、バルブボディ30には通路53に連通し、出口室33
の圧油の圧力即ち負荷圧力を外部に取り出す負荷ポート
60が設けられている。本実施例では、負荷ポート60はラ
イン61を介して図１に示すチェック弁12a及び伝達ライ
ン10に接続されている。

オプション油圧アクチュエータ13を使用しないときに
は、油圧パイロット弁16a,15bは操作されないので、プ
ラグ44の油圧室44bにはパイロット圧力は導入されてい
ない。このとき、第１のスプール37は、ばね43の付勢力
によりプラグ44の内端に当接するまで変位し、出口室33
の連絡通路34に対する開口量、つまりノッチ37aの開口
量をゼロにする。このため、油圧ポンプ１からの圧油は
出口室33を通過してオプション用方向切換弁12に供給さ
れることはなく、入口室31には油圧アクチュエータ4,6,
8を駆動するのに有効な圧力が作用する。

一方、オプション油圧アクチュエータ13を使用すると
きには、油圧パイロット弁16aまたは16bが操作され、パ
イロット圧力がプラグ44の油圧室44bに導かれる。この
とき、第１のスプール37は、パイロット圧力によりばね
43の付勢力に抗してアジャスタ39に向かって変位し、ア
ジャスタ39に当接して止まり、出口室33の連絡通路34に
対する開口部、つまりノッチ37aをアジャスタ39により
予め設定された開度まで開ける。これにより、入口室31
に流入した油圧ポンプ１からの圧油がノッチ37aの開口
量とその前後差圧に応じた所定の流量をもって連絡通路
34から出口室33へと流出し、オプション用方向切換弁12
に供給される。ここで、第４の方向切換弁12は操作され
ているので、オプション油圧アクチュエータ13には方向
切換弁12の操作量に応じた流量が供給され、アクチュエ
ータ13はこれに対応して駆動される。

このオプション油圧アクチュエータ13の駆動中におい
て、圧力補償弁部14Bの第２のスプール38は、入口室31
内の圧力（油圧ポンプ１の吐出圧力）と、出口室33内の
圧力（オプション油圧アクチュエータ13の負荷圧力）と
が変動しない限り、連絡通路34内の圧力（第１の油圧室
50内の圧力）と、出口室33内の圧力（第２の油圧室52内
の圧力）及びばね55の付勢力とがバランスする位置に止
まり、連絡通路34内の圧力と出口室33内の圧力との差圧
即ちノッチ37aの前後差圧はばね55で設定される一定値
に保たれる。圧力補償弁部14Bの第２のスプール38は、
入口室31内の圧力もしくは出口室33内の圧力が変化する
と、上記のバランスがくずれて左右いずれかに変位する
が、この変位は、第１の油圧室50内の圧力と、第２の油
圧室52内の圧力及びばね55の付勢力とがバランスするよ
うに変位するわけであるから、連絡通路34内の圧力と出
口室33内の圧力との差圧は常に一定に保たれる。この圧
力補償弁部14Bの動作により、圧油の粘度や連絡通路34
から出口室33に流出する圧油の流量係数等が一定である
ならば、出口室33を通過する流量はノッチ37aの開口量
に応じた一定量となる。

したがって、オプション油圧アクチュエータ13には方
向切換弁12の操作に応じた流量が供給され、アクチュエ
ータ13は所定の方向に所定の速度で駆動される。また、
ノッチ37aの開口量はアジャスタ39によりアクチュエー
タ13の容量に応じて設定されているので、方向切換弁12
を最大に操作したとしてもその設定開度以上の流量はア
クチュエータ13に供給されず、作業の安全性が確保され
る。

また、オプション油圧アクチュエータ13の駆動中にお
いて、出口室33の圧力はオプション油圧アクチュエータ
13の負荷圧力として油圧ポンプ１のレギュレータ９に導
入され、前述したように油圧ポンプ１の吐出圧力がアク
チュエータ13の負荷圧力（出口室33内の圧力）よりも一
定値だけ高くなるように油圧ポンプ１の押しのけ容積が
制御される。

油圧パイロット弁16aまたは16bの操作を止め、第４の
方向切換弁12を中立位置に戻すと、プラグ44の油圧室44
bに導入されていたパイロット圧力もなくなり、第１の
スプール37はばね43の付勢力により図示右方の閉じ方向
に移動して、プラグ44の内端に当接し、ノッチ37aの開
口量はゼロとなる。即ち、ノッチ37aは閉じる。

このように本実施例によれば、オプション油圧アクチ
ュエータ13の不使用時は、出口室33の連絡通路34に対す
る開口部、即ち第１のスプール37のノッチ37aの開口量
は、アジャスタ39側に配置されたばね43の付勢力で当該
第１のスプール37を変位させることによりゼロに設定さ
れるので、方向切換弁12がオープンセンター型の弁であ
っても油圧ポンプ１からの圧油が方向切換弁12を通して
タンクに流出してしまうことが無くなり、他のアクチュ
エータ4,6,8の駆動に際して適切にロードセンシング制
御を行うことができる。

また、オプションュ油圧アクチュエータ13を使用する
ときには、アジャスタ39の対向側でプラグ44の油圧室44
bにパイロット弁16aまたは16bからのパイロット圧力が
導入されることにより第１のスプール37がアジャスタ39
に向けて変位し、所定の設定開度が得られるので、一度
設定した開度が自動的に正確に再現される。また、負荷
ポート60からオプション油圧アクチュエータの負荷圧力
を取出し、オプション油圧アクチュエータ13の駆動もロ
ードセンシング制御で行うことができる。油圧パイロッ
ト弁16aまたは16bを中立に戻せば、オペレータがアジャ
スタ39を操作しなくても第１のスプール37のノッチ37a
の開口量は自動的にゼロに戻る。

即ち、本実施例の弁装置14は、開口部の開度の調整が
容易に行えかつ開度の再設定が正確に行え、操作性が向
上する。また、油圧パイロット弁16a,16bによる遠隔操
作が可能となり、特に方向切換弁12を操作するための油
圧パイロット弁16a,16bからのパイロット圧力を操作圧
力として用いるので、方向切換弁12の操作に連動して、
スプール37のノッチ37aの閉じ動作及びその設定開度へ
の開き動作が自動的に行える。

また、他のオプション油圧アクチュエータの使用に際
してそのアクチュエータ容量に応じた流量とすべく設定
流量の変更を行うときには、ロックナット41を緩めてア
ジャスタ39を回転させればよく、容易に設定流量の変更
を行うことができる。このとき、ロックナット41を用い
てアジャスタ39の回転にロックを掛けられるようにして
あるので、一旦設定したアジャスタ39の位置を常に維持
することができ、ノッチ37aの開口量を確実に一定に保
持することができる。

また、弁装置14自体にに負荷ポート60を設けてあるの
で、特別な配管を用いなくても出口室33に伝達されるオ
プション油圧アクチュエータの負荷圧力をレギュレータ
９に導くことが可能となり、負荷圧力を導く配管構造を
簡素化できる。

なお、以上の実施例では弁装置14の流量制御弁部14A
に導かれる操作圧力として方向切換弁12を操作するパイ
ロット圧力を導いたが、図４に示すように、流量制御弁
部14Aを遠隔操作するための専用のパイロット弁70を設
け、そのパイロット圧力をライン71を介してプラグ44の
油圧室44bに導いてもよく、この場合もほぼ同様の効果
が得られる。この変形例は、手動操作方式の方向切換弁
3A,5A,7A,12Aを使用した場合に特に有用である。

産業上の利用可能性本発明によれば、オプション油圧アクチュエータの方
向切換弁として一般的で入手が容易なオープンセンター
型の方向切換弁を用い、他のアクチュエータの他のアク
チュエータ4,6,8の駆動に際して適切にロードセンシン
グ制御を行うことが可能となる。また、流量制御弁部の
開口部の開度の調整が容易に行えかつ開度の再設定が正
確に行えるので、オペレータの煩わしさを解消し、操作
性が向上する。また、操作圧力を用いるので遠隔操作が
可能となる。

また、オープンセンター型の方向切換弁を使用しつつ
オプション油圧アクチュエータの負荷圧力でロードセン
シング制御を行うに際して、その負荷圧力を導く配管構
造を簡素化できる。

また、第２の方向切換弁に対するパイロット圧力を操
作圧力として使用するので、スプールの開口部の閉じ動
作及びその設定開度への開き動作が自動的に行える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−9302（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−11706（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−134180（ＪＰ，Ａ) 特開平２−279829（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22 E02F 9/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】可変容量型の油圧ポンプ（１）と、前記油
圧ポンプから吐出される圧油により駆動される少なくと
も１つの第１の油圧アクチュエータ（4,6,8）と、前記
油圧ポンプから前記第１の油圧アクチュエータに供給さ
れる圧油の流れを制御するクローズドセンター型の第１
の方向切換弁（3,5,7）と、前記第１の油圧アクチュエ
ータの負荷圧力が導かれる伝達手段（10）と、前記伝達
手段に導かれた負荷圧力に基づいて前記油圧ポンプの押
しのけ容積を制御するロードセンシング制御用のレギュ
レータ（９）と、前記油圧ポンプから吐出された圧油に
より駆動されるオプションの第２の油圧アクチュエータ
（13）と、前記油圧ポンプから前記第２の油圧アクチュ
エータに供給される圧油の流れを制御するオープンセン
ター型の第２の方向切換弁（12）とを備える建設機械の
油圧駆動装置に用いられる弁装置（14）において、（ａ）前記油圧ポンプ（１）に接続される入口室（31）
及び前記オープンセンター型の第２の方向切換弁（12）
に接続される出口室（33）と；（ｂ）前記入口室と前記出口室との間に配置され、変位
により開度を変化させる開口部（37a）を有するスプー
ル（37）及びこのスプールに当接し前記開口部の開度を
設定する手動操作可能なアジャスタ手段（39）を有する
流量制御弁部（14A）と；（ｃ）前記開口部（37a）の前後差圧を一定に保持する
圧力補償部（14B）と；（ｄ）前記流量制御弁部（14A）に設けられ、前記スプ
ール（37）を前記開口部（37a）の閉じ方向に付勢する
ばね手段（43）と；（ｅ）操作圧力が導入され、前記スプール（37）を前記
ばね手段（43）の付勢に抗して前記開口部（37a）の開
け方向に変位させて前記アジャスタ手段（39）に当接さ
せる操作圧力導入手段（44）と；を備えることを特徴とする弁装置。
【請求項２】請求項１記載の弁装置において、前記出口
室（33）の圧力が導かれる負荷ポート（60）を更に備
え、この負荷ポートは前記伝達手段（10）に接続され出
口室（33）の圧力を負荷圧力として該伝達手段に導入す
ることを特徴とする弁装置。
【請求項３】請求項１記載の弁装置において、前記操作
圧力導入手段（44）に導入される操作圧力として、前記
第２の方向切換弁（12）を操作するためのパイロット弁
（16,16b）からのパイロット圧力を導入することを特徴
とする弁装置。
【請求項４】請求項１記載の弁装置において、前記操作
圧力導入手段（44）に導入される操作圧力として、前記
流量制御弁部（14A）を操作するための専用のパイロッ
ト弁（70）からのパイロット圧力を導入することを特徴
とする弁装置。