JPH0514001Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、油圧回路などに用いられる制御弁に
関するもので、特に、二つの流体圧源から供給さ
れる作動流体を合流させ、しかもその流れの方向
を制御することが可能な流体圧制御弁に関するも
のである。

（従来の技術） 複数台の油圧ポンプを備えた建設機械等におい
ては、小負荷の作業機は１台の油圧ポンプで駆動
し、大負荷の作業機に対しては、２台の油圧ポン
プからの吐出油を合流させて供給するようにして
いる。

第６図は、そのような場合に用いられる従来の
合流弁を示すものである。

この図から明らかなように、スプールが右位置
にある通常の使用状態では、油圧ポンプに接続さ
れた供給ポートP₁，P₂は、それぞれ対応する作
業機に接続された排出ポートP₃，P₄に連通して
いる。そして、スプールを左位置に移動させる
と、供給ポートP₁，P₂は共通の合流ポートＡに
連通する。したがつて、その合流ポートＡに接続
された大負荷の作業機を駆動することができる。

この合流弁はごく普通に考えられるもので、こ
れについて記載した文献はなかなか見つからない
が、例えば特開昭56−6832号公報には、同様に方
向切換弁を切り換えることによつて、２台の油圧
ポンプから吐出された作業油を合流させたり別個
の負荷に導くようにしたりするようにしたものが
記載されている。

第７図は、合流機能と方向制御機能とを備えた
従来のシステムを示すものである。

この図から明らかなように、このシステムには
通常の方向制御弁が２個併置されており、それぞ
れの供給ポートP₁，P₂が別個の油圧ポンプに接
続されるとともに、合流ポートA₁とA₂、合流ポ
ートB₁とB₂からの油路がそれぞれ合流するよう
にされ、その合流油路が作業機に接続されてい
る。したがつて、２個の弁のスプールを同時に右
又は左に移動させることにより、２台の油圧ポン
プの吐出油を合流させ、しかも、その流れの方向
を制御することができる。１台の油圧ポンプの容
量でまかなえる小負荷の作業機を駆動するときに
は、一方の方向制御弁のみを切り換えればよい。

このシステムと全く同じというわけではない
が、同様の原理に基づくものが実公昭58−47287
号公報に開示されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、第６図に示されているものは、
方向制御機能を有していないので、そのままで
は、作動油の流れ方向を切り換える必要のない油
圧ブレーカや油圧発電機等の作業機に対してしか
用いることができないという問題点を有してい
る。作動油の流れの方向を切り換える必要のある
クラムシエルバケツトやリヤスクレーパー等の作
業機を駆動するためには、更にその合流ポートＡ
に接続される合流油路に方向切換弁を設け、その
方向切換弁を操作することが必要となる。

また、第７図に示されているものは、前述のい
ずれのタイプの作業機に対しても用いることがで
きるが、２台の油圧ポンプに対応させて、２台の
作業機をそれぞれ独立して駆動させることはでき
ない。更に、２個の弁を必要とするばかりでな
く、それに付随する配管や機械的あるいは電気的
な連動機構を必要とするので、構造が複雑とな
り、コストが高くなるという問題点も有してい
る。

本考案は、このような実情に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、通常の使用状態におい
ては二つの流体圧源から供給される作動流体によ
つてそれぞれ別個の作業機を駆動するとともに、
大負荷の作業機を駆動する必要のあるときには、
それらの流体圧源からの作動流体を合流させて供
給し、しかもその流れの方向を自由に制御するこ
とのできる方向制御可能な合流弁を得ることであ
る。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本考案では、弁孔
を有する弁ハウジングに、それぞれ別個の流体圧
源に接続される一対の第１供給ポートを隣接させ
て穿設し、それら第１供給ポートの各外側に大負
荷の作業機に接続される一対の合流ポートを、更
にその各外側にはタンクに接続される一対の戻し
ポートを、それぞれ穿設するとともに、その戻し
ポートの各外側に、第１供給ポートから分岐する
第２供給ポートを穿設し、その第２供給ポートの
各外側に、それぞれ別個の作業機に接続される一
対の排出ポートを穿設するようにしている。

一方、その弁孔内に摺動自在に嵌合されるスプ
ールには、そのスプールが中立位置にあるとき
に、一対の第１供給ポート間を遮断する第１大径
部、各合流ポートを遮断する第２大径部、各排出
ポートと各第２供給ポートとの間を遮断する第３
大径部、及び排出ポートの各外側に位置する第４
大径部を設け、それらの大径部間に、それぞれ第
１小径部、第２小径部、及び第３小径部を設ける
ようにしている。それらの大径部及び小径部は、
スプールが中立位置から左右いずれかの位置に移
動したとき、その移動方向側の合流ポートが一対
の第１小径部を介して一対の第１供給ポートに連
通するとともに、その移動方向と反対側の合流ポ
ートが第２小径部を介して隣接する戻しポートに
連通するように構成されている。そして、そのと
きには、第２供給ポートがそれぞれ遮断されるよ
うになつている。

（作用） このように構成することにより、スプールが中
立位置にあるときには、各流体圧源から吐出され
た作動流体は、それぞれ第２供給ポート、第３小
径部、及び排出ポートを通つて各作業機に供給さ
れる。したがつて、各流体圧源により、それぞれ
対応する作業機が独立して駆動される。

大負荷の作業機を駆動するときには、スプール
を中立位置からいずれか一方向に移動させる。す
ると、二つの流体圧源からそれぞれ第１供給ポー
トに供給された作動流体は、スプールの第１小径
部を介して合流し、一方の合流ポートから作業機
に供給される。そして、作業機からの戻り流体
は、他方の合流ポート、第２小径部、戻しポート
を通つてタンクに戻される。スプールを逆方向に
移動させると、それまで戻り流体が流入していた
合流ポートから合流流体が送出され、合流流体が
送出されていた合流ポートに戻り流体が流入する
ようになる。このようにして、スプールを左右に
移動させることにより、作業機に対する作動流体
の流れの方向が制御される。

作動流体の流れの方向を切り換える必要のない
大負荷の作業機を駆動するときは、２個の合流ポ
ートにそれぞれ別個の作業機を接続することがで
きる。そして、スプールを左右に移動させること
により、それぞれの作業機を選択的に駆動するこ
とができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

図中、第１〜５図は本考案による合流弁の一実
施例を示すもので、第１図はスプールが中立位置
にある状態を示す水平断面図であり、第２図はそ
の横断側面図である。また、第３図はスプールが
左位置にある状態を示す水平断面図であり、第４
図はスプールが右位置にある状態を示す水平断面
図である。そして、第５図はこの合流弁の使用態
様を示す回路図である。

第５図から明らかなように、一対の流体圧源で
ある２台の油圧ポンプ１ａ，１ｂからの吐出油
は、中立位置にある合流弁２及び一対の方向制御
弁３ａ，３ｂを介して、小負荷の作業機のアクチ
ユエータである２台の油圧モータ４ａ，４ｂにそ
れぞれ供給されるようになつている。その各油圧
モータ４ａ，４ｂは、それぞれの方向制御弁３
ａ，３ｂを切り換えることによつて、独立して正
逆転及び停止させることができるようにされてい
る。

大負荷の作業機のアクチユエータである複動シ
リンダ５に２台の油圧ポンプ１ａ，１ｂからの吐
出油を供給するときには、合流弁２のスプール６
を例えば左方向に移動させる。すると、合流油は
複動シリンダ５の前室５ａに流入し、ピストン７
を右方へ押圧する。このとき、シリンダ５の後室
５ｂからの戻り油は、合流弁２を介して油タンク
８に戻される。そして、合流弁２のスプール６を
右方向に移動させると、作動油の流れの方向が逆
転し、ピストン７を左方向へ押圧する。このよう
にして、合流弁２の切り換えにより、２台の油圧
ポンプ１ａ，１ｂからの吐出油を合流させて、複
動シリンダ５のピストン７を往復駆動することが
できる。

各油圧ポンプ１ａ，１ｂから供給される油圧
は、リリーフ弁９ａ，９ｂによつて一定圧に制御
されるようになつている。

次に、第１〜４図に基づいて、上記合流弁２の
具体的構造を説明する。

第１，２図から明らかなように、合流弁２の弁
ハウジング２ａには、円筒状の弁孔２ｂが設けら
れている。そして、その弁孔２ｂに開口するよう
にして、それぞれ一対の第１供給ポートP₁，P₂、
合流ポートＡ，Ｂ、戻しモートT₁，T₂、第２供
給ポートP₁′，P₂′、及び排出ポートP₃，P₄が、
中央から両外側部に順に穿設されている。弁孔２
ｂの中央部に隣接して開口する第１供給ポート
P₁，P₂は、２台の油圧ポンプ１ａ，１ｂのそれ
ぞれに接続されるようになつている。その第１供
給ポートP₁，P₂の各外側位置に開口する合流ポ
ートＡ，Ｂは、複動シリンダ５の前室５ａ及び後
室５ｂにそれぞれ接続されている。そして、その
合流ポートＡ，Ｂの各外側位置に開口する戻しポ
ートT₁，T₂は、集合油路１０を介して油タンク
８に接続されている。また、その戻しポートT₁，
T₂より外側位置に開口する第２供給ポートP₁′，
P₂′は、第１供給ポートP₁，P₂から分岐するもの
で、それぞれ油圧ポンプ１ａ，１ｂからの吐出油
が供給されるようになつている。更に、第２供給
ポートP₁′，P₂′の各外側位置に開口する排出ポ
ートP₃，P₄には、油圧モータ４ａ，４ｂがそれ
ぞれ接続されている。

第２図に示されているように、第１供給ポート
P₁，P₂及び第２供給ポートP₁′，P₂′は、弁孔２
ｂから弁ハウジング２ａの一側面に向けて設けら
れており、弁孔２ｂを挟んでこれと反対側に、戻
しポートT₁，T₂が設けられている。また、これ
らに対して直交する方向に、合流ポートＡ，Ｂ及
び排出ポートP₃，P₄がそれぞれ設けられている。

この実施例においては、この弁ハウジング２ａ
内に、更にリリーフ弁９ａ，９ｂが設けられてい
る。このリリーフ弁９ａ，９ｂは、第１及び第２
供給ポートP₁，P₂；P₁′，P₂′の側部に設けられ
ており、そのポート内の油圧によつて開閉して、
その油圧が設定値を超えたとき、集合油路１０を
通して作動油を油タンク８に戻すようにされてい
る。

弁孔２ｂ内にはスプール６が摺動自在に嵌合さ
れており、マニユアルあるいはソレノイド等によ
つて、中立位置及び左右位置の３位置に切り換え
られるようになつている。第１図に示されている
ように、このスプール６には、その中央部に、中
立位置において第１供給ポートP₁，P₂間を遮断
する第１大径部１１が設けられている。そして、
その第１大径部１１の両側に、それぞれ第１小径
部１２ａ，１２ｂ、第２大径部１３ａ，１３ｂ、
第２小径部１４ａ，１４ｂ、第３大径部１５ａ，
１５ｂ、第３小径部１６ａ，１６ｂ、及び第４大
径部１７ａ，１７ｂが、順に形成されている。ス
プール６が中立位置にあるときには、第２大径部
１３ａ，１３ｂはそれぞれ合流ポートＡ，Ｂを塞
ぐ位置、第３大径部１５ａ，１５ｂは戻しポート
T₁，T₂と第２供給ポートP₁′，P₂′との間をそれ
ぞれ遮断する位置、第４大径部１７ａ，１７ｂは
排出ポートP₃，P₄より外側の位置に、それぞれ
位置するようにされている。したがつて、このと
きには、第３小径部１６ａ，１６ｂによつて、第
２供給ポートP₁′，P₂′と排出ポートP₃，P₄とが
それぞれ連通するようになつている。

次に、このように構成された合流弁２の作用に
ついて説明する。

第１図に示されているようにスプール６が中立
位置にあるときには、第１供給ポートP₁，P₂、
合流ポートＡ，Ｂ、及び戻しポートT₁，T₂は、
互いに遮断されている。したがつて、２台の油圧
ポンプ１ａ，１ｂからの吐出油は、第２供給ポー
トP₁′，P₂′、第３小径部１６ａ，１６ｂ、及び
排出ポートP₃，P₄を通して、それぞれ油圧モー
タ４ａ，４ｂに供給される。

第３図に示されているようにスプール６を左方
向に移動させると、第１大径部１１が左側の第１
供給ポートP₁の開口位置に移動して、各第１供
給ポートP₁，P₂間が右側の第１小径部１２ｂを
介して連通し、更に左側の第１小径部１２ａを介
して左側の合流ポートＡに連通する。一方、この
ときには、左側の第２供給ポートP₁′は第３大径
部１５ａによつて遮断され、右側の第２供給ポー
トP₂′は第３大径部１５ｂと第４大径部１７ｂと
によつて遮断される。したがつて、２台の油圧ポ
ンプ１ａ，１ｂからの吐出油は合流して、合流ポ
ートＡから複動シリンダ５の前室５ａに供給され
る。また、合流ポートＢは第２小径部１４ｂを介
して戻しポートT₂に連通するので、複動シリン
ダ５の後室５ｂからの戻り油は油タンク８に戻さ
れる。

逆に、スプール６を第４図に示されているよう
に右方向に移動させると、左側の第１供給ポート
P₁は第１小径部１２ａを介して右側の第１供給
ポートP₂に連通し、更に、その第１供給ポート
P₂は第１小径部１２ｂを介して合流ポートＢに
連通するので、合流油は複動シリンダ５の後室５
ｂに供給される。そして、前室５ａからの戻り油
は、合流ポートＡ、第２小径部１４ａ、戻しポー
トT₁を通つて油タンク８に戻される。

なお、上述の実施例においては、大負荷の作業
機のアクチユエータとして複動シリンダ５を用
い、合流ポートＡ，Ｂに１台の複動シリンダ５を
接続するものとしているが、作動油の流れの方向
を変更する必要のない単動シリンダのようなアク
チユエータを用いる場合には、それぞれの合流ポ
ートＡ，Ｂに各１台のアクチユエータを接続し、
合流弁２の切り換えによつて選択的に駆動させる
ようにすることが可能である。作動流体として
も、油のほか、水やアルコールなどの液体、ある
いは圧縮空気などの気体を用いることができる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、スプールが中立位置にあるときには、二つの
流体圧源に接続される一対の供給ポートがそれぞ
れ対応する一対の排出ポートに連通し、スプール
を一方向に移動させたときには、一対の供給ポー
トが一方の合流ポートに連通するとともに他方の
合流ポートが戻しポートに連通するようにしてい
るので、例えば、２台の油圧ポンプによつて左右
の走行装置を別個に駆動して走行及び旋回を行う
ようにした建設機械において、大負荷の作業機
を、その２台の油圧ポンプの吐出油を合流させる
ことによつて駆動するようにすることができる。
しかも、そのような大負荷の作業機としては、ク
ラムシエルバケツトのような作動油の流れの方向
を切り換える必要のあるタイプのものであつて
も、あるいは油圧ブレーカのような作動油の流れ
の方向を切り換える必要のないタイプのものであ
つても、いずれにも適用することができる。

また、弁の数が１個でよく、しかもその構造が
非常に簡単であるので、容易かつ安価に製作する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による合流弁の一実施例を、
スプールが中立位置にある状態で示す水平断面
図、第２図は、その合流弁の横断側面図、第３，
４図は、それぞれ、そのスプールが左位置及び右
位置にある状態を示す水平断面図、第５図は、そ
の合流弁の使用態様を示す回路図、第６図は、従
来の合流弁を示す回路図、第７図は、方向制御弁
を用いた従来の合流システムを示す回路図であ
る。 １ａ，１ｂ……油圧ポンプ（流体圧源）、２…
…合流弁、２ａ……弁ハウジング、２ｂ……弁
孔、４ａ，４ｂ……油圧モータ（小負荷の作業機
のアクチユエータ）、５……複動シリンダ（大負
荷の作業機のアクチユエータ）、６……スプール、
８……油タンク、１１……第１大径部、１２ａ，
１２ｂ……第１小径部、１３ａ，１３ｂ……第２
大径部、１４ａ，１４ｂ……第２小径部、１５
ａ，１５ｂ……第３大径部、１６ａ，１６ｂ……
第３小径部、１７ａ，１７ｂ……第４大径部、
Ａ，Ｂ……合流ポート、P₁，P₂……第１供給ポ
ート、P₁′，P₂′……第２供給ポート、P₃，P₄…
…排出ポート、T₁，T₂……戻しポート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 スプール６が中立位置と左右位置との間で摺動
   自在に嵌合される弁孔２ｂを備えた弁ハウジング
   ２ａに、 その弁孔２ｂに中央部において隣接して開口
   し、流体圧源１ａ，１ｂからそれぞれ流体が供給
   される一対の第１供給ポートP₁，P₂と、 その第１供給ポートP₁，P₂の各外側位置にお
   いてそれぞれ弁孔２ｂに開口し、大負荷の作業機
   ５に接続される合流ポートＡ，Ｂと、 その合流ポートＡ、Ｂの各外側位置においてそ
   れぞれ弁孔２ｂに開口し、タンク８に接続される
   戻しポートT₁，T₂と、 前記第１供給ポートP₁，P₂から分岐して、そ
   の戻しポートT₁，T₂の各外側位置においてそれ
   ぞれ弁孔２ｂに開口する第２供給ポートP₁′，
   P₂′と、 その第２供給ポートP₁′，P₂′の各外側位置に
   おいてそれぞれ弁孔２ｂに開口し、それぞれ小負
   荷の作業機４ａ，４ｂに接続される排出ポート
   P₃，P₄と、 を設け、 前記スプール６に、 そのスプール６が中立位置にあるとき前記第１
   供給ポートP₁，P₂間を遮断する第１大径部１１
   と、 その第１大径部１１の両側に隣接し、スプール
   ６が左右いずれかの位置に移動したとき、前記第
   １供給ポートP₁，P₂間を連通させるとともに、
   その第１供給ポートP₁，P₂をスプール６の移動
   方向側の合流ポートＡあるいはＢに連通させる一
   対の第１小径部１２ａ，１２ｂと、 その第１小径部１２ａ，１２ｂの各外側に隣接
   し、スプール６が中立位置にあるときには前記合
   流ポートＡ，Ｂをそれぞれ遮断し、スプール６が
   左右いずれかの位置に移動したとき、その移動方
   向側の合流ポートＡあるいはＢと戻しポートT₁
   あるいはT₂との間を遮断するとともに、その移
   動方向とは反対側の合流ポートＢあるいはＡと第
   １供給ポートP₁，P₂との間を遮断する第２大径
   部１３ａ，１３ｂと、 その第２大径部１３ａ，１３ｂの各外側に隣接
   し、スプール６が左右いずれかの位置に移動した
   とき、その移動方向とは反対側の合流ポートＢあ
   るいはＡを戻しポートT₂あるいはT₁に連通させ
   る第２小径部１４ａ，１４ｂと、 その第２小径部１４ａ，１４ｂの各外側に隣接
   し、前記戻しポートT₁，T₂と第２供給ポート
   P₁′，P₂′との間をそれぞれ遮断するとともに、
   スプール６が左右いずれかの位置に移動したと
   き、その移動方向側の第２供給ポートP₁′あるい
   はP₂′を遮断する第３大径部１５ａ，１５ｂと、 その第３大径部１５ａ，１５ｂの各外側に隣接
   し、スプール６が中立位置にあるとき、前記第２
   供給ポートP₁′，P₂′をそれぞれ前記排出ポート
   P₃，P₄に連通させる第３小径部１６ａ，１６ｂ
   と、 その第３小径部１６ａ，１６ｂの各外側に隣接
   し、スプール６が左右いずれかの位置に移動した
   とき、その移動方向とは反対側の排出ポートP₄
   あるいはP₃を遮断する第４大径部１７ａ，１７
   ｂと、 を形成してなる、 方向制御可能な合流弁。