JPH02566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、１つのポンプで少なくとも２つの
アクチエータを作動させる油圧回路とその油圧回
路に利用するコントロールバルブに関する。

この種の油圧回路として典型的なのは、パワー
シヨベル用の油圧回路である。

パワーシヨベル用の油圧回路は、通常２つのポ
ンプを使用するが、それら各ポンプはそれぞれの
回路系統に別々に油を流すので、実質的には１つ
のポンプで複数のアクチエータを作動しているの
と同じことになる。

そして上記パワーシヨベルの一方の回路系統に
は、アクチエータとして通常は旋回用モータとア
ームシリンダとが接続されている。

この回路系統において、たとえば旋回用モータ
とアームシリンダとを同時に作動させると、いろ
いろな問題が生ずる。

たとえばアームシリンダの伸縮動作で作動する
アームは、その下降時に負荷が極端に低くなる。
したがつてアーム下降時に、前記旋回モータとア
ームシリンダとを同時に作動させると、ポンプか
らの油は負荷圧の低いアームシリンダに優先的に
流れてしまい、旋回モータの速度が極端に遅くな
つてしまう問題があつた。

この点を解決するものとして、第１，２図に示
す油圧回路とコントロールバルブが従来から知ら
れている。

第１図は油圧回路であつて、上流側のコントロ
ールバルブ１は旋回モータを制御し、下流側のコ
ントロールバルブ２はアームシリンダを制御する
ためのものである。

上記両コントロールバルブ１，２が中立位置に
あるとき、ポンプ３の油は中立流路４を通つてタ
ンク５に戻る。

またアームシリンダを制御する下流側のコント
ロールバルブ２を単独で左側位置に切換えると、
上流側のコントロールバルブ１を通過した油は、
前記中立流路４を通つてロードチエツク弁６を押
し開き、コントロールバルブ２からアームシリン
ダに流入する。

上記コントロールバルブ２を右側位置に切換え
ると、ポンプ３からの油は一方のパラレル通路７
を通つてコントロールバルブ２に入り、そこから
アームシリンダに流入する。

したがつてコントロールバルブ２を単独で操作
するかぎり、ポンプ３からの油はスムーズにアー
ムシリンダに流入することになる。

一方両コントロールバルブ１，２を同時操作す
ると、その通路関係は次のとおりとなる。

すなわち上流側のコントロールバルブ１を左右
いずれかに切換えるとともに、下流側のコントロ
ールバルブ２を左側位置に切換えると、ポンプ３
からの油は、パラレル通路７，８のいずれかを通
つてコントロールバルブ１に入り、そこから旋回
モータに流入する。また下流側のコントロールバ
ルブ２には、パラレル通路８及び絞り９を通つて
油が入り、そこからアームシリンダに流入する。

したがつて上記の場合には、アームシリンダに
供給される油に絞り抵抗が付与されることにな
り、ポンプ３からの油は旋回モータに優先的に流
れる。つまり上記の切換え状態で、アームの下降
動作側の供給通路を構成すれば、旋回モータの速
度が遅くなることもない。

また下流側のコントロールバルブ２を右側位置
に切換えたときは、ポンプ３からの油がパラレル
通路７を通つてコントロールバルブ２に入り、そ
こからアームシリンダに流入する。つまり上記右
側位置においては、アームの上昇動作側の供給通
路を構成することになる。

そして前記第１図の回路図のコントロールバル
ブを具体的に示したのが第２図である。

このようにした従来の欠点は、両コントロール
バルブ１，２間をタンデムに接続する中立流路４
とそれらをパラレルに接続するパラレル通路８と
の両方を使いわけなければならず、しかも上記中
立流路４とパラレル通路８間にロードチエツク弁
６を挿入しなければならないことである。

つまり上記従来の場合には、その通路構成が特
殊となり、アームシリンダのコントロールバルブ
や旋回モータのコントロールバルブの配列が必ず
しも一定でないことを考えると、鋳物の標準化が
特に困難となる。

この発明は、回路構成それ自体を簡単にすると
ともに、当該回路構成の下でコントロールバルブ
も従来のものをわずかに改良すれば足りるように
し、コスト低減を図つたものである。

以下にはこれを図示の各実施例について説明す
る。

第３図は油圧回路の第１実施例で、各コントロ
ールバルブ１０〜１３は、それらに対応するアク
チエータを制御するもので、ポンプ１４からの油
流路を切換えるものである。

そして上記各コントロールバルブ１０〜１３
は、図示の中立位置にあるとき、それらの中立流
路１５〜１８がタンデムに接続される。この状態
においてポンプ１４からの油は、各バルブの中立
流路１５〜１８を通り、最下流のコントロールバ
ルブ１３の中立流路１８に接続されたタンク通路
１９からタンク２０に戻る。

このようにした上記各バルブは、それらの上流
側のコントロールバルブが図示の左右いずれかの
位置に切換えられると、その切換えられたコント
ロールバルブより下流側のコントロールバルブの
中立流路には油が流れず、パラレル通路２１を介
してポンプ１４からの油が到達することになる。

なおこの実施例においては、コントロールバル
ブ１２が旋回モータ２２を制御し、コントロール
バルブ１３がアームシリンダ２３を制御するもの
で、以下にはこれら両者を中心に説明する。

いまコントロールバルブ１２を図示のいずれか
一方に切換えると、ポンプ１４からの油は、パラ
レル通路２１からコントロールバルブ１２を通過
し、旋回モータ２２に流入する。そして旋回モー
タ２２からの戻り油は、コントロールバルブ１２
からタンク通路１９を通つてタンク２０に戻る。
そして旋回モータ２２への流通路２４，２５間に
はシヤトル弁２６を設け、両流通路２４，２５の
うちの供給側の高圧を、パイロツト通路２７に流
すようにしている。

また前記アームシリンダ２３はそのロツド側室
２８とピストン側室２９とを、流通路３０，３１
を介してコントロールバルブ１３に接続している
が、ロツド側室２８に圧油が供給されたときに当
該アームが上昇し、ピストン側室２９に圧油が供
給されたときにアームが下降する関係にしてい
る。そしてロツド側室２８に通じる流通路３０に
はパイロツト通路３２を接続している。

上記した２本のパイロツト通路２７，３２は、
パイロツト操作弁３３のそれぞれ反対側のパイロ
ツト室３４，３５に接続しているが、このパイロ
ツト操作弁３３の構成は次のとおりである。

すなわち上記パイロツト操作弁３３は、パラレ
ル通路２１であつて、コントロールバルブ１２へ
の分岐点より下流側に配置するとともに、自由流
通路位置３６と絞り通路位置３７との２位置を有
する。そして通常は図示のように、自由流通路位
置３６をパラレル通路２１と一致させている。

しかしてコントロールバルブ１３を単独に操作
して、それを左右いずれかに切換えると、旋回モ
ータ２２側が低圧に維持されるので、パイロツト
操作弁３３は図示の自由流通路位置３６を保持す
る。

一方コントロールバルブ１２を左右いずれかに
切換えると同時に、コントロールバルブ１３を図
示の右側位置に切換えると、ポンプ１４からの油
は旋回モータ２２に流入してそれを駆動させると
ともに、アームシリンダ２３のロツド側室２８に
も流入して当該アームを上昇させる。このときの
アームシリンダ２３の負荷圧は、旋回モータ２２
の負荷圧より高いので、パイロツト操作弁３３は
図示の自由流通路位置３６を保持する。

次にコントロールバルブ１３を図面左側位置に
切換えると、ポンプ１４からの油はアームシリン
ダ２３のピストン側室２９に流入し、当該アーム
を下降させる。このとき流通路３０がタンク圧に
なるので、パイロツト室３５内の圧力は、パイロ
ツト室３４内より低くなり、パイロツト操作弁３
３は、旋回モータ２２側のパイロツト圧によつて
絞り通路位置３７に切換わる。

パイロツト操作弁３３が絞り通路位置３７に切
換われば、その絞り３８によつて前記ピストン側
室２９への供給油に絞り抵抗が付与される。

したがつて当該アームの下降時にアームシリン
ダ２３の負荷圧が低くなつたとしても、アームシ
リンダ２３に優先的に油が流れて旋回モータ２２
の速度を遅くするようなこともなくなる。

第４図に示した油圧回路の第２実施例は、その
パイロツト操作弁３９のパイロツト通路を第１実
施例と少し相違させただけで、その他の構成は第
１実施例と同様である。

すなわちこの第２実施例のパイロツト操作弁３
９は、その一方のパイロツト室４０とコントロー
ルバルブ１３近傍のパラレル通路２１とをパイロ
ツト通路４１で繋ぎ、他方のパイロツト室４２を
パイロツト通路４３を介して前記シヤトル弁２６
に連通したものである。

しかして両コントロールバルブ１２，１３を同
時操作し、かつアームシリンダ２３の負荷圧が低
いアームの下降時には、パラレル通路２１の供給
圧も低くなるから、相対的には旋回モータ２２の
負荷圧が高くなる。したがつてその差圧によつて
パイロツト操作弁３９は絞り通路位置に切換わ
り、第１実施例と同様の機能を果す。

第５図は、コントロールバルブの第１実施例
で、この実施例は、弁本体４４内に設けたスプー
ル４５が図示の中立位置にあるとき、その中立流
路４６を開く。そしてスプール４５を左右いずれ
かに切換えると、この中立流路４６が閉ざされる
とともに、いずれか一方のアクチエータポート４
７あるいは４８が連絡通路４９と連通し、他方の
アクチエータポート４８あるいは４７が、いずれ
か一方のタンク通路５０あるいは５１に連通する
関係にしている。

上記スプール４５とアーチ形をした連絡通路４
９との間にパラレル通路５２を設け、このパラレ
ル通路５２と連絡通路４９間にこの発明のパイロ
ツト操作弁Ｐを設けているが、当該パイロツト操
作弁Ｐの具体的構成は次のとおりである。

すなわちこのパイロツト操作弁Ｐは、ロードチ
エツクポペツト５３とピストン５４とを主たる構
成部品としてなり、ロードチエツクポペツト５３
は、その円筒部５５をハウジング５６内に摺動自
在にはめ込むとともに、円筒部５５内とピストン
５４との間に介在させたスプリング５７の作用
で、通常はそのポペツト部５８をシート部５９に
接しさせている。このシート部５９はパラレル通
路５２における連絡通路４９の開口部に形成さ
れ、したがつてパラレル通路５２から連絡通路４
９への油の流通のみが許容されることになる。

そして前記ピストン５４は、ロードチエツクポ
ペツト５３の円筒部５５上に摺動自在に設けら
れ、このピストン５４を境にパイロツト室６０，
６１を区画している。

パイロツト室６０は前記円筒部５５内と共通で
あり、ハウジング５６と円筒部５５外周とのわず
かなすき間から、連絡通路４９、すなわちパラレ
ル通路５２の圧力がパイロツト圧として導入され
る。

またパイロツト室６１には、パイロツト導入孔
６２、パイロツト通路４３及びシヤトル弁２６を
介して前記旋回モータ２２のパイロツト圧が導入
される関係にしている。

しかしていま、スプール４５を第５図右方向に
移動させると、アクチエータポート４７と連絡通
路４９とが通じて、アクチエータポート４８とタ
ンク通路５１とが通じる。したがつてポンプ１４
からの油は、パラレル通路５２を通つてロードチ
エツクポペツト５３を押し開き、連絡通路４９か
らアクチエータポート４７に達し、そこからアー
ムシリンダ２３のロツド側室２８に流入する。ま
たアクチエータポート４８はタンク通路５１と連
通するので、アームシリンダ２３のピストン側室
２９の戻り油はタンク２０に戻り、アームシリン
ダ２３はそのアームを上昇させる方向に作動す
る。

このようにアームが上昇するときには、アーム
シリンダ２３の負荷圧は、旋回モータ２２の負荷
圧より高くなる。

上記アームシリンダの高い負荷圧はパイロツト
圧として一方のパイロツト室６０に流入し、旋回
モータ２２の低い負荷圧は他方のパイロツト室６
１に流入する。

つまり両パイロツト室６０，６１間で圧力差が
生じるが、ピストン５４はその差圧に応じて移動
する。すなわち上記の場合には、ピストン５４が
上方に移動してロードチエツクポペツト５３から
離れたところに位置する。ピストン５４がロード
チエツクポペツト５３から離れれば離れるほど、
当該ポペツト５３のリフト量を大きくとれる。リ
フト量を大きくとれるということは、当該ポペツ
ト５３の開口が大きくなり、パラレル通路５２か
らロツド側室２８への流通過程での圧損が少なく
なり、大きな力でアームシリンダ２３を作動させ
うる。

なお上記の場合には、旋回モータ２２を作動さ
せているかどうかに関係なく、アームシリンダ２
３を大きな力で作動させうること明らかである。

次にスプール４５を第５図左方向に移動させる
と、こん度はアームシリンダ２３のロツド側室２
８内の油がタンク２０に戻るとともに、ピストン
側室２９にポンプ１４からの油が流入し、当該ア
ームを下降させる。

このとき旋回モータ２２を同時に作動させてい
れば、その負荷圧はアームシリンダ２３の負荷圧
より高くなる。したがつてピストン５４がロード
チエツクポペツト５３に近づき、そのリフト量を
少なくする。リフト量が少なくなれば、当該ポペ
ツト５３の開口が小さくなり、パラレル通路５２
と連絡通路４９との間の絞り抵抗が大きくなり、
アームシリンダ２３に優先的に油が流れて旋回モ
ータ２２の速度を遅くするようなこともなくな
る。

また上記スプール４５を左側に移動させた状態
で、旋回モータ２２を駆動させていないときに
は、パイロツト室６１に圧力が導入されないの
で、前記ポペツト５３部分では自由流となる。

第６，７図に示したコントロールバルブの第２
実施例は、いわゆるバンクタイプのコントロール
バルブに、実質的には第１実施例と同様のパイロ
ツト操作弁Ｐを備えたものである。

すなわちこの実施例のロードチエツクポペツト
６３は、パラレル通路６４の油を一方のパイロツ
ト室６５に導く孔６６を形成し、他方のパイロツ
ト室６７には、隣接するハウジングあるいはスペ
ーサ等６８に形成のパイロツト導入孔６９から旋
回モータ２２側のパイロツト圧を導く構成にして
いる。

その他は前記実施例と機能も同様である。

第８図に示したコントロールバルブの第３実施
例は、実質的には第１実施例と同様であるが、そ
のロードチエツクポペツト７０の構成を少し相違
させたものである。

すなわち当該ポペツト７０のポペツト部７１に
は突部７２を設け、この突部７２にオリフイス７
３を形成したものである。そして当該ポペツト７
０のリフト量に応じてこのオリフイス７３が開口
したり、あるいは突部７２端の切欠部７４が開口
したりするようにしたものである。

以上の説明から明らかなように、請求の範囲第
１項の発明は、１つのポンプで少なくとも２つの
アクチエータを作動させるとともに、これら各ア
クチエータに対応するコントロールバルブを備
え、かつこれらコントロールバルブは、その中立
流路をタンデムに接続する一方、パラレル通路を
介してパラレルにも接続した油圧回路において、
前記パラレル通路に、自由流通路と絞り通路とを
備えたパイロツト操作弁を設けるとともに、この
パイロツト操作弁には、前記一方のアクチエータ
における作動圧と他方のアクチエータの作動圧と
をパイロツト圧として導き、それら両パイロツト
圧の差圧によつて、前記自由流通路位置あるいは
絞り通路位置のいずれかに切換わる構成にしたも
のである。

この発明のパイロツト操作弁は、一方のアクチ
エータにおける作動圧と他方のアクチエータの作
動圧とをパイロツト圧として導き、それら両パイ
ロツト圧の差圧によつて、前記自由流通路位置あ
るいは絞り通路位置のいずれかに切換わる構成に
したので、例えば、負荷の大きい一方のアクチエ
ータが動作し始めたときには、当該アクチエータ
に作動油が優先的に供給される。そして、このア
クチエータが慣性で動き出して負荷が小さくなれ
ば、その優先状態が解除され、他方のアクチエー
タに対しても十分な作動油が供給されることにな
る。したがつて、この他方のアクチエータを効率
よく作動させることができるものである。

さらに、この発明の回路は、パラレル通路にパ
イロツト操作弁を設けたので、第１図に示した従
来の回路のように、パラレル通路を特別に設ける
必要がなくなり、それだけ回路構成が簡単にな
る。

また請求の範囲第２項の発明は、弁本体に、他
のバルブとタンデムに接続される中立流路と、同
じく他のバルブとパラレルに接続されるパラレル
通路と、このパラレル通路をスプールの移動に応
じてアクチエータポートに連通させる連絡通路と
を設けたコントロールバルブにおいて、前記パラ
レル通路から連絡通路への流通のみを許容するロ
ードチエツクポペツトと、このロードチエツクポ
ペツトの背圧作用側端と対向して設けたピストン
と、このピストンを境にして両側に形成されるパ
イロツト室とを備えたパイロツト操作弁を前記弁
本体に設けるとともに、前記一方のパイロツト室
には前記パラレル通路からのパイロツト圧を導入
する構成にし、他方のパイロツト室には他のコン
トロールバルブによつて制御されるアクチエータ
のパイロツト圧を導入する構成にし、両パイロツ
ト室内の差圧に応じて前記ピストンの移動位置が
定められ、そのピストン位置によつてロードチエ
ツクポペツトのリフト量を制御する構成にしたも
のである。

請求の範囲第２項記載の発明は、上記のように
構成したので、パイロツト室内の差圧に応じて前
記ピストンの移動位置が定められ、そのピストン
位置によつてロードチエツクポペツトのリフト量
が制御される。

したがつて、この場合にも、負荷の大きい一方
のアクチエータが動作し始めたときには、当該ア
クチエータに作動油が優先的に供給される。そし
て、このアクチエータが慣性で動き出して負荷が
小さくなれば、その優先状態が解除され、他方の
アクチエータに対しても十分な作動油が供給され
ることになる。

【図面の簡単な説明】

図面第１及び２図は従来の回路図及び断面図、
第３図はこの発明の油圧回路の第１実施例を示す
回路図、第４図は同じく第２実施例を示す回路
図、第５図はこの発明のコントロールバルブの第
１実施例を示す断面図、第６，７図は同じく第２
実施例を示す断面図、第８図は同じく第３実施例
の断面図である。 １０〜１３……コントロールバルブ、１４……
ポンプ、１５〜１８……中立流路、２１，５２，
６４……パラレル通路、３３……パイロツト操作
弁、４４……弁本体、４６……中立流路、４７，
４８……アクチエータポート、４９……連絡通
路、Ｐ……パイロツト操作弁、５３，６３，７０
……ロードチエツクポペツト、５４……ピスト
ン、６０，６１，６５，６７……パイロツト室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １つのポンプで少なくとも２つのアクチエー
   タを作動させるとともに、これら各アクチエータ
   に対応するコントロールバルブを備え、かつこれ
   らコントロールバルブは、その中立流路をタンデ
   ムに接続する一方、パラレル通路を介してパラレ
   ルにも接続した油圧回路において、前記パラレル
   通路に、自由流通路と絞り通路とを備えたパイロ
   ツト操作弁を設けるとともに、このパイロツト操
   作弁には、前記一方のアクチエータにおける作動
   圧と他方のアクチエータの作動圧とをパイロツト
   圧として導き、それら両パイロツト圧の差圧によ
   つて、前記自由流通路位置あるいは絞り通路位置
   のいずれかに切換わる構成にした油圧回路。 ２ 弁本体に、他方バルブとタンデムに接続され
   る中立流路と、同じく他のバルブとパラレルに接
   続されるパラレル通路と、このパラレル通路をス
   プールの移動に応じてアクチエータポートに連通
   させる連絡通路とを設けたコントロールバルブに
   おいて、前記パラレル通路から連絡通路への流通
   のみを許容するロードチエツクポペツトと、この
   ロードチエツクポペツトの背圧作用側端と対向し
   て設けたピストンと、このピストンを境にして両
   側に形成されるパイロツト室とを備えたパイロツ
   ト操作弁を前記弁本体に設けるとともに、前記一
   方のパイロツト室には前記パラレル通路からのパ
   イロツト圧を導入する構成にし、他方のパイロツ
   ト室には他のコントロールバルブによつて制御さ
   れるアクチエータのパイロツト圧を導入する構成
   にし、両パイロツト室内の差圧に応じて前記ピス
   トンの移動位置が定められ、そのピストン位置に
   よつてロードチエツクポペツトのリフト量を制御
   する構成にした回路に利用するコントロールバル
   ブ。