JPH06193604A - 油圧制御弁装置及び油圧駆動装置 - Google Patents
油圧制御弁装置及び油圧駆動装置Info
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- JPH06193604A JPH06193604A JP5271949A JP27194993A JPH06193604A JP H06193604 A JPH06193604 A JP H06193604A JP 5271949 A JP5271949 A JP 5271949A JP 27194993 A JP27194993 A JP 27194993A JP H06193604 A JPH06193604 A JP H06193604A
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Abstract
プールタイプの流量制御弁を備えると共に、制御精度の
高い補助流量制御機能を持ちかつ圧力損失の増大や構造
の大型化を伴うことのないようにする。 【構成】スプールタイプの流量制御弁を備えた方向切換
弁装置は、フィーダ通路に補助可変絞りを形成するシー
ト弁体及びシート弁体の移動量に応じて開口面積を変化
させる制御可変絞りとを有するシート弁と;フィーダ通
路の補助可変絞りより上流側を制御可変絞りを介してフ
ィーダ通路の下流側に連絡しパイロット流量によってシ
ート弁体の移動量を決定するパイロットラインと;パイ
ロットラインに配置され流量制限信号に応じてパイロッ
トラインを流れる圧油の流量を制御するパイロット流量
制御弁とを備え、1対の主可変絞りに供給される圧油の
流量を制限して圧油の流量を補助的に制御する。
Description
に用いられる油圧制御弁装置に係わり、特に、スプール
タイプの流量制御弁を持ちかつ補助流量制御機能及びロ
ードチェック機能を有する油圧制御弁装置及びその油圧
制御弁装置を組み込んだ油圧駆動装置に関する。
油圧制御弁装置または油圧駆動装置として公知のものに
以下の従来技術がある。
96号公報、実開昭59−51861号公報にはセン
ターバイパスタイプの流量制御弁を有する弁装置を用い
た油圧駆動装置が記載されている。センターバイパスタ
イプの流量制御弁とは、ポンプポートをタンクに連絡す
るセンターバイパス通路をスプールの移動量に応じて絞
るようにしたものであり、センターバイパス通路を絞る
ことによりポンプの吐出圧力が上昇し、フィーダ通路及
びメータインの可変絞りを介して圧油がアクチュエータ
に供給される。フィーダ通路には圧油の逆流を防止する
ロードチェック弁が設置されている。
特公昭62−38496号公報、実開昭59−518
61号公報に記載の油圧駆動装置は油圧ショベル用とし
て構成され、そのうち特開昭60−5928号公報で
は、油圧ショベルのアームシリンダに圧油を供給するア
ーム用流量制御弁とポンプポートとの間に旋回のパイロ
ット圧力に応じて作動する旋回優先切換弁を接続し、旋
回モータに圧油を供給する旋回用流量制御弁とアーム用
流量制御弁との同時操作時に、アーム用流量制御弁に供
給される圧油の流量を絞って旋回用流量制御弁に供給さ
れる圧油の圧力を高くするようにしている。
油圧駆動装置では、同様の目的で、アーム用流量制御弁
とポンプポートとの間に旋回のパイロット圧力に応じて
作動する可変シーケンス弁を接続している。
油圧駆動装置では、同様の目的で、アーム用流量制御弁
の入口ポートに設置されるロードチェック弁に旋回用流
量制御弁の入口ポートの圧力をパイロット圧力として導
き、ロードチェック弁のポペットをパイロット圧力で押
し動かし、ロードチェック弁の通過流量を絞るようにし
ている。
び特開平2−134402号公報には、クローズドセ
ンタータイプの流量制御弁を有する弁装置を用いた油圧
駆動装置が記載されている。クローズドセンタータイプ
の流量制御弁とはスプールの位置に係わらずポンプポー
トをタンクに連絡させないようにしたものであり、通
常、油圧ポンプの吐出流量を負荷圧力に応じて制御する
ロードセンシングシステムと組み合わせて用いられる。
また、クローズドセンタータイプの流量制御弁の上流に
圧力補償弁を設置し、負荷の変動によって複数のアクチ
ュエータの動作速度が変化しないようにしている。圧力
補償弁と流量制御弁との間には圧油の逆流を防止するロ
ードチェック弁が配置されている。
報に記載の弁装置では、スプールタイプの流量制御弁と
圧力補償弁とロードチェック弁とを組み合わせて油圧制
御弁装置を構成する場合、配管の数を減らすこととコン
パクト化を目的として、これら3つの弁を1つのブロッ
ク内に組み込んで1つの弁装置として構成している。
には、スプールタイプでなくシート弁タイプの油圧制御
弁装置が提案されている。この油圧制御弁装置はシート
弁とパイロット制御弁との組み合わせで構成されてい
る。
8号公報及び特開昭62−38496号公報に記載の
油圧制御弁装置においては、アーム用流量制御弁の上流
のメイン流路にロードチェック弁と旋回優先切換弁また
は可変シーケンス弁が設置され、特開昭60−117
06号公報及び特開平2−134402号公報に記載
の油圧制御弁装置においても、流量制御弁の上流のメイ
ン流路にロードチェック弁と圧力補償弁が設置されてい
る。旋回優先切換弁、可変シーケンス弁、圧力補償弁は
それぞれアーム用流量制御弁に対して1種の補助流量制
御機能を果たす。しかし、これらの弁の追加設置によ
り、油圧ポンプからのアクチュエータに供給される圧油
はこれら弁とロードチェック弁、流量制御弁(主可変絞
り)の3つの弁を通ることになり、これら3つの弁の流
れ抵抗で圧力損失が増大し、エネルギ損失が大きくなる
という問題がある。
弁装置では、ロードチェック弁で流量を絞っているの
で、特別な弁の追加設置はなく、圧力損失は上記の弁装
置よりも少ない。しかし、ロードチェック弁のポペット
をパイロット圧力で押し動かすだけの構成なので、ロー
ドチェック弁の通過流量を正確に制御することはでき
ず、制御精度の高い補助流量制御機能を得ることはでき
ない。
記載の弁装置では、圧力補償弁のバランスピストンには
複雑な形状の多数の受圧室、通路等を形成する必要があ
った。即ち、バランスピストンの両端部にポンプポート
と独立して受圧室を形成し主可変絞りの入口圧力及び出
口圧力を導入する必要があり、また圧力補償弁の目標補
償差圧を可変にする場合は更に2つの受圧室を追設する
必要がある。また、バランスピストン内部にメイン回路
のロードチェック弁体を収容する内孔を形成する必要が
ある。このため、圧力補償機能なしのロードチェック弁
のみを備えた弁装置に比べ、バランスピストン周り及び
バランスピストン自体が大きくなって弁ブロックがバラ
ンスピストンの軸方向に長大になり、弁ブロックの外形
が大きくなる。また、弁ブロックの製作が複雑になる。
の油圧制御弁装置はスプールタイプの流量制御弁に代え
シート弁タイプを用いるものであり、長年の使用実績か
ら信頼性が高く、設計もし易いスプールタイプの流量制
御弁を用いることができない。
特開昭62−38496号公報に記載の油圧制御弁装
置においては、アーム用流量制御弁とポンプポートとの
間に旋回のパイロット圧力に応じて作動する旋回優先切
換弁または可変シーケンス弁を設けることで、旋回用方
向切換弁に供給される圧油の圧力を上昇させ、アームと
旋回の複合動作における操作性を改善している。しか
し、この従来技術では他の流量制御弁と共通のポンプラ
インに旋回優先切換弁または可変シーケンス弁を配置し
ているため、旋回優先切換弁または可変シーケンス弁の
操作の影響がアーム用流量制御弁以外の他の流量制御弁
にも及び、旋回用流量制御弁と他の流量制御弁との同時
操作時には旋回優先切換弁または可変シーケンス弁の作
動で複合操作性が阻害されてしまう。
流量制御弁を備えた油圧制御弁装置において、制御精度
の高い補助流量制御機能を持ちかつ圧力損失の増大や構
造の大型化を伴うことのない油圧制御弁装置及び油圧駆
動装置を提供することである。
タイプの流量制御弁を備えた油圧制御弁装置において、
複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作におい
て目的とする流量制御弁のみへの供給流量を補助的に制
御でき、複合操作性を向上できる油圧制御弁装置及び油
圧駆動装置を提供することである。
成するため、本発明の第1の概念によれば、ハウジング
と、前記ハウジング内に形成されたポンプ通路と、前記
ハウジング内に組み込まれた少なくとも1つの方向切換
弁手段とを備え、前記方向切換弁手段は、1対の可変絞
りを形成するよう前記ハウジング内に摺動自在に配置さ
れ流量制御弁を構成する主スプールと、前記ハウジング
内に形成され、前記ポンプ通路から前記1対の主可変絞
りに圧油を供給するフィーダ通路と、前記ハウジング内
に形成され、前記1対の主可変絞りを通過した圧油がそ
れぞれ流入する1対の負荷通路とを有する油圧制御弁装
置において、前記方向切換弁手段は、前記ポンプ通路か
ら前記フィーダ通路を介して前記1対の主可変絞りに供
給される圧油の流量を制限し、前記1対の負荷通路に流
入する圧油の流量を補助的に制御する補助流量制御手段
を更に有し、前記補助流量制御手段は、(a)前記フィ
ーダ通路に配置されたシート弁であって、前記ハウジン
グ内に移動自在に配置され、前記フィーダ通路に補助可
変絞りを形成するシート弁体と、前記シート弁体に形成
され、該シート弁体の移動量に応じて開口面積を変化さ
せる制御可変絞りとを有するシート弁と;(b)前記フ
ィーダ通路の前記補助可変絞りより上流側を前記制御可
変絞りを介して前記フィーダ通路の下流側に連絡し、そ
れを流れる圧油の流量によって前記シート弁体の移動量
を決定するパイロットラインと;(c)前記パイロット
ラインに配置されたパイロット可変絞り及び流量制限信
号を入力する手段を有し、前記入力された流量制限信号
に応じてそのパイロット可変絞りの開口面積を変化させ
パイロットラインを流れる圧油の流量を制御するパイロ
ット流量制御手段と;を備えることを特徴とする油圧制
御弁装置が提供される。
は、前記方向切換弁手段は、前記シート弁体をばねを介
して前記ハウジング内に保持する固定ブロックを更に有
し、前記パイロット流量制御手段は前記固定ブロックに
組み込まれたパイロットスプール弁を含む。この場合、
好ましくは、前記パイロットスプール弁は前記主スプー
ルと平行に配置されたパイロットスプールを含む。
主スプールに直交するよう配置されている。
前記補助可変絞りより上流側に位置し前記ポンプ通路に
連通する第1の通路部分と、前記フィーダ通路の前記補
助可変絞りより下流側で前記第1の通路部分の両側に位
置しそれぞれ前記1対の主可変絞りに連通する第2及び
第3の通路部分とを有し、前記シート弁はこの第1の通
路部分と第2及び第3の通路部分との接続点に配置され
ている。 更に、好ましくは、前記制御可変絞りは前記
シート弁の全閉位置でわずかに開くように開度特性が設
定され、前記方向切換弁手段は、前記パイロットライン
に配置され、圧油の逆流を防止する逆止弁を更に有し、
前記逆止弁は前記シート弁体内に組み込まれている。
は、前記ハウジング内に組み込まれた複数のスプールタ
イプの方向切換弁手段を備え、その内の少なくとも1つ
が前記補助流量制御手段を有する方向切換弁手段であ
る。
手段は、例えば、前記流量制限信号として前記方向切換
弁手段の外部で作られた圧力信号を入力する通路を有し
ている。
しくは、前記パイロット流量制御手段は、前記パイロッ
ト可変絞りを形成するパイロットスプールと、このパイ
ロットスプールに所定の付勢力を開弁方向に付与する第
1の付勢手段と、前記入力手段に接続され、前記パイロ
ットスプールに前記流量制限信号に応じた付勢力を閉弁
方向に付与する第2の付勢手段とを含む。
パイロットスプールを所定のプリセット力で開弁方向に
付勢するばねを有する。この場合、好ましくは、前記パ
イロット流量制御手段は、前記ばねのプリセット力を外
部から調整可能とする操作手段を更に含む。
は、前記パイロットスプールに開弁方向の所定の油圧力
を作用させる少なくとも1つの受圧室を有する。
は、前記パイロットスプールに前記流量制限信号に基づ
く閉弁方向の油圧力を作用させる少なくとも1つの受圧
室を有する。
しくは、前記入力手段は、前記流量制限信号として前記
方向切換弁手段の外部で作られた信号を前記第2の付勢
手段に導入する通路を有する。
段は、前記1対の主可変絞りの入口圧力が導入される受
圧室を有する。
は、前記ポンプ通路の圧力が導入される受圧室を有す
る。
ため、本発明の第2の概念によれば、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複数
の油圧アクチュエータと;それぞれ操作信号に応じて操
作され、前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧
油の流量をそれぞれ制御するスプールタイプの流量制御
弁を備えた少なくとも第1及び第2の方向切換弁手段を
備え、少なくとも第1の方向切換弁手段が前記補助流量
制御手段を有する方向切換弁手段である上記第1の概念
による油圧制御弁装置と;前記流量制限信号を前記第1
の方向切換弁手段の外部で生成し、これを前記パイロッ
ト流量制御手段の入力手段に導入する信号生成伝達手段
と;を備えることを特徴とする油圧駆動装置が提供され
る。
前記信号生成伝達手段は、前記第2の方向切換弁手段に
与えられる操作信号を検出する手段と、この操作信号を
前記流量制限信号として前記パイロット流量制御手段の
入力手段に導入する手段とを有する。
は、オペレータにより操作され設定信号を出力する設定
手段と、前記設定信号に応じた制御信号を生成する手段
と、この制御信号を前記流量制限信号として前記パイロ
ット流量制御手段の入力手段に導入する手段とを有す
る。
は、オペレータにより操作され設定信号を出力する手段
と、前記第2の方向切換弁手段に与えられる操作信号と
前記設定信号とに応じた制御信号を生成する手段と、こ
の制御信号を前記流量制限信号として前記パイロット流
量制御手段の入力手段に導入する手段とを有する。
前記流量制御弁はセンターバイパスタイプのスプール弁
である。
及び油圧駆動装置の作用は次のようである。
ル弁を中立位置から動かすと主可変絞りの1つが開き、
フィーダ通路の上流側の圧油は大部分がメイン流量とし
てシート弁を通過してフィーダ通路の下流側に流出する
と共に、フィーダ通路上流側の圧油の残りはパイロット
流量としてパイロットラインを通過してフィーダ通路の
下流側に流出し、メイン流量と合流し、この合流した圧
油が主可変絞りを通過して負荷ポートに供給される。一
方、シート弁は特開昭58−501781号公報に記載
の原理で動作し、制御可変絞りを通過するパイロット流
量に応じてシート弁体の移動量が決定される。このパイ
ロット流量はパイロット流量制御手段において流量制限
信号に応じて制御される。すなわち、流量制限信号に応
じてシート弁体の移動量が決定し、シート弁を通過する
メイン流量が調整される。このようにして主可変絞りに
供給される圧油の流量が制限され、負荷通路に流入する
圧油の流量が精度よく補助的に制御される。
よりも高くなり、圧油が逆流しようとしたとき、パイロ
ット流量はゼロになり、シート弁体は閉弁方向に付勢さ
れ、シート弁は全閉する。このため、圧油の逆流は阻止
され、ロードチェック機能が果たされる。
従来ロードチェック弁のあったフィーダ通路にシート弁
を配置することにより、補助流量制御とロードチェック
の2つの機能を果たしている。このため、本発明の弁装
置は補助流量制御機能を持ちつつ、従来の補助流量制御
機能なしの油圧制御弁装置と同等の圧力損失で済み、補
助流量制御機能を持たせることによる圧力損失の増大が
回避される。
のように補助流量制御及びロードチェックの2つの機能
を果たすシート弁は従来ロードチェック弁のあったフィ
ーダ通路に配置され、パイロット流量制御手段はハウジ
ング以外の部分に設置可能である。このため、シート弁
のシート弁体回りの構成は簡素化され、ハウジングのシ
ート弁体が位置する部分のシート弁体の軸方向長さ(ス
プール弁に直交する方向の大きさ)は長大になることが
なくハウジングがコンパクトになりかつハウジングの製
作が容易になる。
を備えた油圧制御弁装置において、圧力損失の増大や構
造の大型化を伴うことなく制御精度の高い補助流量制御
機能が果たされ、本発明の第1の目的が達成される。
量制御弁をセンターバイパスタイプとし、上記流量制限
信号として外部信号を導入することにより、複数のアク
チュエータを同時に駆動する複合操作において目的とす
る流量制御弁のみへの供給流量が補助的に制御され、本
発明の第2の目的が達成される。
量制御弁をセンターバイパスタイプとし、上記流量制限
信号として主可変絞りの前後差圧を導入することによ
り、センターバイパスタイプの流量制御弁を備えた弁装
置に圧力補償機能が与えられる。
量制御弁をクローズドセンタータイプとし、上記流量制
限信号として主可変絞りの前後差圧を導入することによ
り、クローズドセンタータイプの流量制御弁を備えた弁
装置に圧力損失の増大や構造の大型化を伴うことなく圧
力補償機能が与えられる。
保持する固定ブロックを設け、この固定ブロックにパイ
ロット流量制御手段のパイロットスプール弁を組み込む
ことにより、ハウジング以外の部分として固定ブロック
を利用してパイロット流量制御手段を設置することがで
き、上記のようにハウジングがコンパクトになる。この
とき、パイロットスプール弁のスプールを主スプールと
平行に配置することにより、固定ブロック自体もコンパ
クトになる。
かに開くように開度特性を設定することにより、パイロ
ット流量の生成が安定しかつ制御可変絞りの加工が容易
となる。このとき、パイロットラインに逆止弁を設置す
ることにより液密性の高いロードチェック機能が得られ
る。なお、この逆止弁はパイロットラインに配置される
ため、これによりメイン回路(フィーダ通路)の圧力損
失が増大することはない。
ばねで構成することにより、補助流量制御として圧力補
償制御を行う場合、ばねのプリセット力により目標補償
差圧が設定される。このばねのプリセット力を外部から
調整可能とすることにより、目標補償差圧の任意の調整
が可能となる。第1の付勢手段を受圧室で構成した場合
は、受圧室が与える油圧力により目標補償差圧が設定さ
れる。この場合も、受圧室に可変圧力を導入することに
より目標補償差圧が調整可能であり、電磁比例減圧弁等
の使用により圧力の調整は容易であるので、決め細かい
目標補償差圧の調整が可能となる。
の油圧信号を導入することにより、上記の第2の目的に
係わる作用が達成される。すなわち、目的とする流量制
御弁のみへの供給流量を補助的に制御できる。
第2の方向切換弁手段に与えられる操作信号を外部信号
(流量制限信号)として第2の付勢手段に導入すること
により、複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操
作において、第2の方向切換弁手段の操作信号の大きさ
に応じて自動的に第1の方向切換弁手段の通過流量を補
助的に制御でき、複合操作性が向上する。
レータにより操作される設定手段からの設定信号に基づ
いて流量制限信号を生成することにより、オペレータの
意思でアクチュエータへの供給流量を補助的に制御で
き、複合操作性が更に向上する。
レータにより操作される設定手段からの設定信号と第2
の方向切換弁手段に与えられる操作信号とに基づいて流
量制限信号を生成することにより、オペレータの意思と
第2の方向切換弁装置の操作信号とに応じてアクチュエ
ータへの供給流量を補助的に制御でき、複合操作性が更
に向上する。
に、前記1対の主可変絞りの入口圧力を導入することに
より、アクチュエータの負荷圧力が低いときのみパイロ
ットスプールが動作してパイロット流量を減らし、選択
的に補助流量制御機能を発揮する。これにより良好な複
合操作を確保しながら、無用のエネルギロスが回避され
る。
入することにより、ポンプ圧力が流量制限信号との関係
で決まる所定の圧力まで高くなるとパイロット流量の制
御量が少なくなり、第2の方向切換弁手段に供給される
圧油の圧力(対応するアクチュエータの駆動圧力)は流
量制限信号に応じて変化し、これにより複合操作性が更
に向上する。
説明する。これら実施例において、第1〜第9の実施例
はセンターバイパスタイプの流量制御弁を備えた弁装置
に本発明を適用したものであり、第10〜第14の実施
例はクローズドセンタータイプの流量制御弁を備えた弁
装置に本発明を適用したものである。また、第1〜第5
の実施例はパイロット流量制御手段に与えられる流量制
限信号として外部信号を用いる実施例であり、第6〜第
14の実施例は流量制限信号として主可変絞りの前後差
圧を用い、圧力補償制御を行うものである。
る。本実施例から第5の実施例は、上記のようにセンタ
ーバイパスタイプの流量制御弁を備えた弁装置において
流量制限信号として外部信号を用いるものである。
御弁装置は全体的に符号100で示されており、この油
圧制御弁装置100は図2に示すように、油圧アクチュ
エータ701に供給される圧油の流れを制御するための
第1の方向切換弁装置100A、油圧アクチュエータ7
02に供給される圧油の流れを制御するための第2の方
向切換弁装置100B、油圧アクチュエータ703に供
給される圧油の流れを制御するための第3の方向切換弁
装置100Cを有している。
3の方向切換弁装置に共通のハウジング1と、ハウジン
グ1に一体的に取り付けられた第1の方向切換弁装置1
00A用の固定ブロック2とを有し、第1の方向切換弁
装置100Aは、ハウジング1内に組み込まれセンター
バイパスタイプの流量制御弁を構成する主スプール弁2
00Aと、ハウジング1内に組み込まれたシート弁30
0と、固定ブロック2内に組み込まれパイロット流量制
御弁を構成するパイロットスプール弁400とを有して
いる。
びパイロットスプール弁400はそれぞれ以下のように
構成されている。
れ、ボア3内に主スプール弁200Aの主スプール4A
が摺動自在に挿入されている。また、ハウジング1内に
は油圧ポンプ700に接続されるポンプポート5a(図
2参照)を有するポンプ通路5と、油圧アクチュエータ
702(図2参照)に接続される負荷ポート6a,6b
を有する負荷通路6A,6Bと、ポンプ通路5から分岐
し負荷通路6A,6Bに連絡可能なフィーダ通路7とが
形成され、フィーダ通路7はポンプ通路5に連通する通
路部分7Cと、この通路部分7Cの両側に位置する1対
の通路部分7A,7Bと、通路部分7Cと通路部分7
A,7Bとを連絡する環状の通路部分23とを有してい
る。以下、通路部分7A〜7C及び23をそれぞれ単に
フィーダ通路という。
に連通する環状の入側センターバイパス通路750と、
出側センターバイパス通路751(図2参照)に連通す
る環状の出側センターバイパス通路751A,751B
とが形成され、入側センターバイパス通路750と出側
センターバイパス通路751A,751Bとの間にはそ
れぞれランド部752A,752Bが形成されている。
またボア3には、フィーダ通路7A,7Bの一部を成す
環状のフィーダ通路8A,8B、負荷通路6A,6Bの
一部を成す環状の負荷通路9A,9B、タンクポート8
5(図2参照)に連通した環状の排出通路10A,10
Bが形成され、フィーダ通路8Aと負荷通路9Aとの間
及び負荷通路9Aと排出通路10Aとの間にはランド部
11A,12Aがそれぞれ形成され、フィーダ通路8B
と負荷通路9Bとの間及び負荷通路9Bと排出通路10
Bとの間にはランド11B,12Bがそれぞれ形成され
ている。タンクポート85はタンク704に接続されて
いる。
3B及び円筒部755が形成されている。ノッチ753
A及び円筒部755は上記ランド部752A,752B
と協働して入側センターバイパス通路750と出側セン
ターバイパス通路751A,751Bとの間に位置する
ブリードオフ用可変絞り754Aを形成し、この可変絞
り754Aは、図3のP−Tに示すように、主スプール
4Aの図示右方の移動量(スプールストローク)に応じ
て全開位置から全閉位置まで開口面積を変化させる。ノ
ッチ753B及び円筒部755は上記ランド部752
B,752Aと協働して入側センターバイパス通路75
0と出側センターバイパス通路751B,751Aとの
間に位置するブリードオフ用可変絞り754Bを形成
し、この可変絞り754Bは、図3のP−Tに示すよう
に、主スプール4Aの図示左方の移動量に応じて全開位
置から全閉位置まで開口面積を変化させる。
14B及びノッチ15A,15Bが形成されている。ノ
ッチ14Aは上記ランド部11Aと協働してフィーダ通
路8Aと負荷通路9Aとの間に位置するメータインの主
可変絞り16Aを形成し、この可変絞り16Aは、図3
のP−Aに示すように、主スプール4Aの図示右方の移
動量に応じて全閉位置から所定の最大開度まで開口面積
を変化させる。ノッチ14Bは上記ランド部11Bと協
働してフィーダ通路8Bと負荷通路9Bとの間に位置す
るメータインの主可変絞り16Bを形成し、この可変絞
り16Bは、図3のP−Aに示すように、主スプール4
Aの図示左方の移動量に応じて全閉位置から所定の最大
開度まで開口面積を変化させる。また、ノッチ15Bは
上記ランド部12Bと協働して負荷通路9Bと排出通路
10Bとの間に位置するメータアウトの主可変絞り17
Bを形成し、この可変絞り17Bは、図3のB−Tに示
すように、主スプール4Aの図示左方の移動量に応じて
全閉位置から所定の最大開度まで開口面積を変化させ
る。ノッチ15Aは上記ランド部12Aと協働して負荷
通路9Aと排出通路10Aとの間に位置するメータアウ
トの主可変絞り17Aを形成し、この可変絞り17A
は、図3のB−Tに示すように、主スプール4Aの図示
右方の移動量に応じて全閉位置から所定の最大開度まで
開口面積を変化させる。
A,7Bとの接続点である環状のフィーダ通路23の部
分にはシート弁300の弁体(以下、シート弁体とい
う)20が配置され、シート弁体20はハウジング1内
に形成されたボア3に直交するボア21内に摺動自在に
収納されている。ボア21は、図4に拡大して示すよう
に、フィーダ通路7Cの一部を兼ねるボア部分21a
と、ハウジング1の外壁表面に開口しボア部分21aよ
り大径のボア部分21bと、ボア部分21bに隣接して
位置しボア部分21aより大径でボア部分21bより小
径のボア部分21cとを有し、ボア部分21a,21c
間に上記の環状のフィーダ通路23が位置している。ボ
ア部分21bの開口端は上記固定ブロック2で閉じら
れ、ボア部分21bに油圧室24が形成されている。油
圧室24にはシート弁体20を閉弁方向に付勢するばね
25が配置されている。このばね25は振動吸収用に設
けたものであり、このばね25によるシート弁体20へ
の付勢力は無視できるほど小さい。
のフィーダ通路23間のエッジ部に触座可能なシート部
20a及びシート部20aの下側でボア部分21a内に
位置する摺動部20cと、ボア部分21b,21c内に
位置する摺動部20bとを有し、ボア部分21aとボア
部分21cの上記径の大小関係に対応して摺動部20b
が摺動部20cより大径になっている。摺動部20c
は、図示のように中央部に凹所26が形成された筒状を
なしており、その筒状側壁に複数の半円形ノッチ27が
貫通形成され、このノッチ27はハウジング1のシート
部と協働してフィーダ通路7Cとフィーダ通路23との
間に位置する補助可変絞り28を形成している。この補
助可変絞り28は、図5にF−Fで示すように、シート
弁体20の移動量(ストローク)に応じて全閉位置から
所定の最大開度まで開口面積を変化させる。
は、フィーダ通路7Cとシート弁体20の内部に形成さ
れた通路29,30を介して連通したパイロット流れ溝
31が形成されている。このパイロット流れ溝31はボ
ア部分21cとボア部分21bとの段部が形成するラン
ド部32と協働してフィーダ通路7Cと油圧室24との
間に位置する制御可変絞り33を形成している。この制
御可変絞り33はシート弁体20が全閉位置にあるとき
にはランド部23で完全に閉じられる位置に形成されて
おり、図5にF−Cで示すように、シート弁体20の移
動量(ストローク)に応じて図示の全閉位置から所定の
最大開度まで開口面積を変化させる。
4に連通した通路35と、ハウジング1に形成された通
路37を介してフィーダ通路23に連通した通路36と
が形成され、通路35と通路36との間にパイロットス
プール弁400が配置されている。通路35〜37と上
記の油圧室24、通路29,30及びパイロット流れ溝
31は、フィーダ通路7Cを制御可変絞り33を介して
フィーダ通路23,7A,7Bに連絡し、それを流れる
圧油の流量によってシート弁体20の移動量すなわちス
トロークを決定するパイロットラインを形成する。
(図6参照)を有し他端が固定ブロックの外面に開口し
たボア40が形成され、このボア40内に摺動自在にパ
イロットスプール弁400のスプール41が配置されて
いる。ボア40は図示のごとく主スプール弁200Aの
ボア3と平行に形成され、これに対応してパイロットス
プール41も主スプール4Aに平行に配置されている。
に、その中央付近に通路35が開口する環状の入口通路
42及び通路36が開口する環状の出口通路43が形成
され、入口通路42と出口通路43との間に環状のラン
ド部44が位置している。入口通路42及び出口通路4
3も上記パイロットラインの一部を構成する。パイロッ
トスプール41は、ボア底部40a側に位置するスプー
ル部分41aと、ボア40の開口端側に位置するスプー
ル部分41bと、ランド部44付近に位置する小径部4
1cと、小径部41cとスプール部分41aとをつなぐ
傾斜部分41dとを有している。傾斜部分41dはラン
ド部44と協働して入口通路42と出口通路43との間
に位置するパイロット可変絞り45を形成し、この可変
絞り45は、図7に示すように、パイロットスプール4
1の移動量(ストローク)に応じて所定の最小開度から
所定の最大開度まで開口面積を変化させる。
で閉じられ、スクリュー46とパイロットスプール41
との間に、両端がこれらパイロットスプール41とスク
リュー46に当接しパイロットスプール41を閉弁方向
に付勢するばね47が配置されている。スクリュー46
はボア40の開口端部分に形成されたねじ孔48に取り
付けられ、このスクリュー46によりばね47にプリセ
ット力が与えられる。
aの端部との間には受圧室50が形成され、上記のばね
47が配置されるスクリュー46とスプール部分41b
との間には受圧室51が形成されている。固定ブロック
2には受圧室50,51にそれぞれ開口する通路80
0,801が形成されている。通路800は第2の方向
切換弁装置100Bの主スプール弁200Bの操作信号
であるパイロット圧力P2aまたはP2bを取り出すシ
ャトル弁802にライン803を介して接続され、これ
により受圧室50にはそのパイロット圧力P2aまたは
P2bが導入され、パイロットスプール41の閉弁方向
に印加される。通路801はライン804を介してタン
ク704に接続され、受圧室51をタンク圧に保ってい
る。これによりパイロットスプール弁400は、主スプ
ール弁200Bのパイロット圧力P2aまたはP2bに
応じて上記パイロットラインを流れるパイロット流量を
制御する。
はそれぞれハウジング1の端面から突出している。主ス
プール4Aの図示左側の端部はハウジング1に取り付け
られたカバー810が形成する受圧室811内に位置
し、カバー810には受圧室811に主スプール弁20
0Aの操作信号であるパイロット圧力P1aを導入する
通路812が形成されている。主スプール4Aの図示右
側の端部はプラグ76を介してセンタリングスプリング
機構77に連結されている。センタリングスプリング機
構77は、公知のごとく、操作レバーが操作されていな
いときに主スプール4Aを中立位置に保持するため、1
つのスプリング78と2つの座がね79,80とによっ
て構成されている。センタリングスプリング機構77は
ハウジング1に取り付けられたカバー81が形成する受
圧室813内に位置し、カバー81には受圧室813に
主スプール弁200Aの操作信号であるパイロット圧力
P1bを導入する通路814が形成されている。主スプ
ール4Aはパイロット圧力P1aが受圧室811に導入
されることで図示右方に移動し、パイロット圧力P1b
が受圧室813に導入されることで図示左方に移動す
る。
装置100B,100Cの構成は従来のセンターバイパ
スタイプの流量制御弁と同じである。すなわち、第2の
方向切換弁装置100Bは共通のハウジング1内に組み
込まれ流量制御弁を構成する主スプール弁200B及び
ロードチェック弁770とを有し、第3の方向切換弁装
置100Cは共通のハウジング1内に組み込まれ流量制
御弁を構成する主スプール弁200C及びロードチェッ
ク弁771とを有している。
様にハウジング1に形成されたボアに摺動自在に挿入さ
れた主スプール4Bを有し、この主スプール4Bに関連
して負荷通路773A,773B、フィーダ通路774
(774A,774B,774C)、メータインの主可
変絞り775A,775B及びメータアウトの主可変絞
り776A,776B等が形成され、また、ポンプポー
ト5a及び第1の方向切換弁装置100Aの入側センタ
ーバイパス通路750にそれぞれ直列に接続された入側
センターバイパス通路777及び出側センターバイパス
通路778とブリードオフ用可変絞り(図示せず)とが
形成されている。フィーダ通路774はポンプ通路5か
ら分岐し、ロードチェック弁770はフィーダ通路77
4Cとフィーダ通路774A,774Bとの間に配置さ
れている。
ジング1に形成されたボアに摺動自在に挿入された主ス
プール4Cを有し、この主スプール4Cに関連して負荷
通路783A,783B、フィーダ通路784(784
A,784B,784C)、メータインの主可変絞り7
85A,785B及びメータアウトの主可変絞り786
A,786B等が形成され、また、第1の方向切換弁装
置100Aの出側センターバイパス通路751の下流で
これに直列に接続された入側センターバイパス通路78
7及び出側センターバイパス通路788とブリードオフ
用可変絞り(図示せず)とが形成されている。フィーダ
通路784はポンプ通路5から分岐し、ロードチェック
弁771はフィーダ通路784Cとフィーダ通路784
A,784Bとの間に配置されている。
センターバイパス通路751、入側センターバイパス通
路777及び出側センターバイパス通路778及び入側
センターバイパス通路787及び出側センターバイパス
通路788は1本のセンターバイパスラインを形成し、
最下流のセンターバイパス通路788はタンクポート8
5を介してタンク704に接続される。
切換弁装置100A,100Cにはアクチュエータ70
2,703の負荷圧力の設定値以上の上昇を防止するリ
リーフ弁710A,710B及び711A,711Bが
組み込まれている。第1の方向切換弁装置100Aのリ
リーフ弁710A,710Bは図1では図示を省略して
いる。
御弁装置100において、第1の方向切換弁装置100
Aのシート弁300は、特開昭58−501781号公
報に記載の原理で動作する。すなわち、シート弁体20
に形成されたパイロット流れ溝31のランド部32に対
する開口面積(制御可変絞り33の開口面積)はシート
弁体20の移動量(ストローク)に応じて変化し、シー
ト弁体20の移動量はパイロット流れ溝31(制御可変
絞り33)を通過するパイロット流量に応じて決定され
る。また、パイロット流量はパイロットスプール弁40
0の可変絞り45の開口面積で決定される。その結果と
して、シート弁体20の補助可変絞り28を介してフィ
ーダ通路7Cからフィーダ通路23に流出するメイン流
量はそのパイロット流量に比例し、メイン流量はパイロ
ットスプール弁400の可変絞り45の開口面積で決定
される。
て、可変絞り45の開口面積は外部信号であるパイロッ
ト圧力P2aまたはP2bを流量制限信号としてそれに
応じて変化するよう制御される。
トライン24,29〜31,35〜37、パイロットス
プール弁400との組み合わせで、ポンプ通路5からフ
ィーダ通路7を介して主可変絞り16Aまたは16Bに
供給される圧油の流量をパイロット圧力P2aまたはP
2b(流量制限信号)に応じて制限し、1対の負荷通路
6A,6Bに流入する圧油の流量を補助的に制御する補
助流量制御機能を果たす。以下、このことを更に詳しく
説明する。
ィーダ通路7Cに位置する摺動部20cの端面の有効受
圧面積をAp、環状のフィーダ通路23に位置する環状
部部の有効受圧面積をAz、油圧室24に位置する摺動
部20bの端面の有効受圧面積をAcとし、フィーダ通
路7Cの圧力(ポンプ通路5内の供給圧力)をPp、フ
ィーダ通路23内の圧力をPz、油圧室24内の圧力を
Pcとすると、シート弁体20の受圧面積Ap,Az,
Acの釣り合いより、 Ac=Az+Ap …(1) が成り立ち、シート弁体20にかかる圧力の釣り合いよ
り、 Ap・Pp+Az・Pz=Ac・Pc …(2) が成り立つ。(1)式において、Ap/Ac=Kとおけ
ば、Az/Ac=1−Kが得られ、(2)式より、 Pc=K・Pp+(1−K)・Pz …(3) が得られる。ここで、パイロット流れ溝31の幅をwで
一定とすると、シート弁体20の移動量xにおける制御
可変絞り33の開口面積はwxとなる。このときのパイ
ロット流量をqsとすると、 qs=C1・wx・(Pp−Pc)1/2 …(4) ここで、C1:制御可変絞り33の流量係数 この(4)式に(3)式を代入すると、qs=C1・w
x{(1−K)(Pp−Pz)}1/2 となる。よって移
動量xは、 x=(qs/C1・w)/{(1−K)(Pp−Pz)}1/2 …(5) (5)式より、圧力Ppと圧力Pzの差圧が一定であれ
ば、移動量xはqsで決定されることが分かる。
絞り45の開口面積をaとおけば、パイロット流量qs
は開口面積aを通過することから、 qs=C2・a・(Pc−Pz)1/2 …(6) ここで、C2:可変絞り45の流量係数 (6)式を変形して、 qs=C2・a・{K・Pp+(1−K)Pz−Pz}1/2 =C2・a・K1/2 ・(Pp−Pz}1/2 …(7) (7)式を(5)式に代入すると、 x=(C2・a/C1・w){K/(1−K)}1/2 =(C2/C1・w){K/(1−K)}1/2 ・a …(8) よって(8)式に示すように、シート弁体20の移動量
xはパイロットラインに設けたパイロットスプール弁4
00の可変絞り45の開口面積aで制御される。
助可変絞り28を介してフィーダ通路7Cからフィーダ
通路23に流出するメイン流量をQsとし、摺動部20
cの外径をLとすると、摺動部20cの補助可変絞り2
8の開口面積は外径Lと移動量xとの積であるから、 Qs=C3・L・x・(Pp−Pz)1/2 …(9) ここで、C3:可変絞り28の流量係数 この式に(5)式を代入すると、 Qs={(C3・L/C1・w)/(1−K)1/2 }・qs …(10) ここで、α=(C3・L/C1・w)/(1−K)1/2
とおくと、 Qs=α・qs …(11) よって、メイン流量Qsはパイロット流量qsに比例す
ることが分かる。このため、シート弁300を通過する
全流量Qvは、 Qv=Qs+qs=(1+α)qs …(12) で表現される。
00において、スプール41にはばね47のプリセット
力が付勢力として開弁方向に付与され、第2の方向切換
弁装置100Bの主スプール弁200Bの操作信号であ
るパイロット圧力P2aまたはP2bが受圧室50にお
いて閉弁方向に作用するように印加される。このため、
ばね47のプリセット力の圧力換算値をF、ばね47の
ばね定数の圧力換算値をK、パイロット圧力P2aまた
はP2bをPi、パイロットスプール41の閉弁方向の
移動量をXとすると、パイロットスプール41にかかる
力の釣合は、 Pi=F+K・X …(13) で表現される。すなわち、パイロットスプール41の移
動量Xはパイロット圧力Piにより決定され、パイロッ
ト圧力Piが増加するとパイロット弁体41の移動量X
も増加し、パイロット可変絞り45の開口面積は減少す
る。
0の移動量xはパイロット可変絞り45の開口面積で制
御されるので、パイロット圧力P2aまたはP2bによ
りフィーダ通路7Cからフィーダ通路7Aまたは7Bに
流入する圧油の流量Qvを制御できる。すなわち、シー
ト弁300、パイロットライン24,29〜31,35
〜37等、パイロットスプール弁400により、ポンプ
通路5からフィーダ通路7を介して1対の主可変絞り1
6A,16Bに供給される圧油の流量はパイロット圧力
P2aまたはP2b(流量制限信号)に応じて制限さ
れ、1対の負荷通路6A,6Bに流入する圧油の流量が
補助的に制御される。
よりも高くなり、圧油が逆流しようとしたとき、油圧室
24の圧力も増大してシート弁体20は閉弁方向に移動
して補助可変絞り28は全閉し、制御可変絞り33も全
閉する。したがって、フィーダ通路7Aまたは7Bから
フィーダ通路7Cへの圧油の逆流は阻止され、シート弁
300はロードチェック機能を果たすことになる。
向切換弁装置100Aにおいてシート弁300と、パイ
ロットライン24,29〜31,35〜37、パイロッ
トスプール弁400との組み合わせにより補助流量制御
機能及びロードチェック機能が果たされ、これにより次
の作用効果が得られる。
Aは補助流量制御機能を有するので、複数のアクチュエ
ータを同時に駆動する複合操作において目的とする流量
制御弁のみへの供給流量を補助的に制御でき、複合操作
性が向上する。
制御弁装置100を油圧ショベルの油圧駆動装置に用
い、油圧アクチュエータ701が旋回台を回転駆動する
旋回モータ、油圧アクチュエータ702がアームを昇降
するアームシリンダであるとし、負荷圧力の低いアーム
シリンダ702と起動時の負荷圧力が高い旋回モータ7
01の同時操作を行う場合を考える。この場合、油圧ポ
ンプ700からの圧油はポンプポート5aからアーム用
主スプール弁200A及び旋回用主スプール弁200B
にパラレルに同時に供給されるが、第1の方向切換弁装
置100Aのパイロットスプール弁400には旋回用主
スプール弁200Bのパイロット圧力P2aまたはP2
bが流量制限信号として与えられ、シート弁300はそ
のパイロット圧力P2aまたはP2bに応じてシート弁
体20を絞り方向に移動し、主可変絞り16Aまたは1
6Bに供給される圧油の流量を減少するように制御す
る。このため、旋回用主スプール弁200Bに供給され
る圧油の圧力が上昇して旋回モータ701に必要な流量
の圧油が供給され、オペレータの意図通りの適切な複合
操作が可能となる。
0Aのフィーダ通路7上で従来の弁装置でロードチェッ
ク弁のあった位置に組み込まれている。このため、シー
ト弁300は目的とする主スプール弁200Aのみに対
して供給流量を補助的に制御するよう機能し、他の主ス
プール弁200B,200Cに対しては何ら影響を及ぼ
さない。したがって、アクチュエータ701とアクチュ
エータ703とを同時に駆動する場合は、通常通り複合
操作が可能である。また、シート弁300の設置がスプ
ール弁の配列に制約を与えることもなく、設計上の自由
度が向上する効果もある。
の第1の方向切換弁装置100Aにおいては、メイン回
路を構成するフィーダ通路7及び負荷通路6A,6Bに
はシート弁300と主スプール弁200Aの2つの弁が
配置されているだけなので、流量制御弁、ロードチェッ
ク弁、圧力補償弁の3つの弁がメイン回路に配置される
従来の油圧制御弁装置に比べ、圧油がメイン回路を通過
するときの圧力損失が低減し、エネルギ損失の小さいア
クチュエータ操作が可能となる。
御弁装置では、圧力補償弁のバランスピストンに複雑な
形状の多数の受圧室、通路等を形成する必要があった。
すなわち、バランスピストンの両端部にポンプ通路と独
立して受圧室を形成し主可変絞りの入口圧力及び出口圧
力を導入する必要があり、また圧力補償弁の目標補償差
圧を可変にする場合は更に2つの受圧室を追設する必要
がある。また、バランスピストン内部にメイン回路のロ
ードチェック弁体を収容する内孔を形成する必要があ
る。このため、圧力補償機能なしのロードチェック弁の
みを備えた従来の油圧制御弁装置に比べ、バランスピス
トン周り及びバランスピストン自体が大きくなって弁ブ
ロックがバランスピストンの軸方向、すなわち主スプー
ルに直角な方向に長大になり、弁ブロックの外形が大き
くなる。また、弁ブロックの製作が複雑になる。
なしの油圧制御弁装置においてロードチェック弁のあっ
たフィーダ通路7の位置にロードチェック弁の代わりに
シート弁300を配置しており、パイロットスプール弁
400はハウジング1と別体のシート弁体20を保持す
る固定ブロック2を利用して配置可能である。このた
め、ハウジング1のシート弁300が位置する部分の高
さLは、従来の圧力補償機能なしの弁装置のロードチェ
ック弁が位置する部分の高さ(第2及び第3の方向切換
弁装置100B,100Cのロードチェック弁770,
771が位置する部分の高さ)と同程度の小さい寸法で
よくなり、ハウジング1の全体寸法を小さくできる。ま
た、固定ブロック2もパイロットスプール41を主スプ
ール4Aと平行に配置することにより小さくできる。し
たがって、弁装置全体をコンパクトにでき、コスト的に
有利になると共に使用する建設機械に搭載する自由度を
増大できる。
ジングは鋳物で作られるのが普通であるが、本実施例の
弁装置では、シート弁体20が摺動自在に位置するボア
21周りの形状が簡素化されるので、複雑な中子構成を
簡略にすることができ、この面でもコスト的に有利に構
成できる。
体20の外周面にはパイロット流れ溝31が形成され、
シート弁体20の移動量に応じて開口面積を変化させる
制御可変絞り33を提供するが、その流量制御特性を決
定するハウジング1のランド32の位置も図3に示すよ
うに油圧室24に面する段部で与えられるので、その加
工も容易である。
ルタイプの流量制御弁であるスプール弁200Aを備え
た油圧制御弁装置100において、制御精度の高い補助
流量制御機能を与えることができる。また、補助流量制
御機能があるにも係わらず圧力損失は増大せず、少ない
エネルギ損失でアクチュエータを駆動することができ
る。また、ハウジングがコンパクトになり、建設機械へ
の搭載が容易になると共に、製作が容易になり、弁装置
の製作コストを低減できる。更に、センターバイパスタ
イプの流量制御弁を使用しつつ補助流量制御機能が与え
られるので、複数のアクチュエータを同時に駆動する複
合操作において目的とする流量制御弁のみの供給流量を
補助的に制御でき、複合操作性を向上することができ
る。
図中、図1〜図7に示す部材と同様の部材には同じ符号
を付している。本実施例は更に制御可変絞りの製作を容
易にしかつシート弁にロードチェック機能を果たさせる
ものである。
御弁装置101の第1の方向切換弁装置101Aはシー
ト弁301を有し、シート弁301のシート弁体20内
には図4に示す通路29に代え通路121が形成され、
この通路121にフィーダ通路7Cから油圧室24に向
かう圧油の流れは許し、逆方向の流れは阻止する逆止弁
122が配置されている。また、シート弁体20に形成
されるパイロット流れ溝31Aは、図10にF−Cで示
すように、シート弁体20が閉弁位置にあるときに制御
可変絞り33Aが少し開くようにランド部32に対する
位置関係が設定されている。
は、上述したように負荷圧力が供給圧力より高くなり圧
油が逆流しようとしたとき、シート弁体20が全閉位置
に移動し、この時パイロット流れ溝31に形成される制
御可変絞り33も全閉し、シート弁300がロードチェ
ック機能を果たす。しかし、シート弁体20が全閉位置
から開弁方向に移動するとき、制御可変絞り33がただ
ちに開かないと、開いた直後のパイロット流れが不安定
となる。このため、第1実施例の構成では、シート弁体
20が開弁方向に移動したとき制御可変絞り33もただ
ちに開くように、パイロット流れ溝31の上端とランド
部32との位置関係を精度よく加工しなければならな
い。
にシート弁体20が全閉位置に移動したとき、制御可変
絞り33Aは完全には閉じられないようにパイロット流
れ溝31Aの上端とランド部32との位置関係が設定さ
れている。これにより、安定したパイロット流れの生成
が可能となり、流量制御精度が向上すると共に、制御可
変絞り33Aの製作が容易となる。
一部をなすシート弁体20内の通路121に逆止弁12
2を配置したので、シート弁体20が閉弁位置にあると
きに制御可変絞り33Aが少し開いていても、パイロッ
トラインを通しての僅かの圧油の漏れも完全に阻止し、
液密性の高いロードチェック機能が得られる。なお、こ
の逆止弁122はパイロットラインに配置されているた
め、これによりフィーダ通路7Cからフィーダ通路7A
または7Bに流れるメイン流量の圧力損失が増大するこ
とはない。
逆止弁122を設けたが、逆止弁の設置位置はパイロッ
トライン上であればどこでもよく、例えば通路36と通
路37とを接続する固定部材2とハウジング1の間に逆
止弁を配置してもよい。
図中、図1、図2、図4、図6、図8及び図9に示す部
材と同等の部材には同じ符号を付している。本実施例は
パイロットスプール弁に自己の供給圧力を作用させ、補
助流量制御機能を選択使用するようにしたものである。
圧制御弁装置102の第1の方向切換弁装置102Aは
パイロットスプール弁401を有し、パイロットスプー
ル弁401のパイロットスプール820の内部には、軸
方向に伸び受圧室51に開口する受圧室821が追加的
に形成され、受圧室821の開口端側には一端がスクリ
ュー46に当接する摺動可能なピストン822が挿入さ
れている。また、パイロットスプール820には、受圧
室821を出口通路43に連絡する径方向の通路823
が形成され、受圧室821には環状のフィーダ通路23
及び通路36,37,43,823を介してフィーダ通
路7Aまたは7Bの圧力が導入され、その圧力がパイロ
ットスプール820の開弁方向に印加される。
は、シート弁301はパイロットスプール弁401との
組み合わせで次のように機能する。
ット力の圧力換算値をF、ばね47のばね定数の圧力換
算値をK、旋回用パイロット圧力P2aまたはP2bを
Pi、パイロットスプール820の閉弁方向の移動量を
Xとし、受圧室821に導入されるフィーダ通路7Aま
たは7Bの圧力による付勢力をFzとすると、パイロッ
トスプール820にかかる力の釣合は、第1の実施例に
係わる前述の(13)式と同様に、 Pi=F+K・X+Fz …(14) で表現される。すなわち、パイロットスプール820の
移動量Xはパイロット圧力Piと付勢力Fzにより決定
され、パイロット圧力Piが増加すればパイロットスプ
ール41の移動量Xは増加してパイロット可変絞り45
の開口面積は減少し、一方、付勢力Fzが増大すればパ
イロットスプール820は開弁方向に移動して移動量X
が減少し、パイロット可変絞り45の開口面積は増大す
る。
ームシリンダ702を同時に駆動する複合操作例におい
て、アームシリンダー702の負荷圧力が高圧のときに
は自動的にパイロットスプール820が開弁方向に移動
してパイロット可変絞り45の開口面積を増大させ、シ
ート弁301のシート弁体20の移動量xを増大させ、
実掘削時の無用のエネルギロスを回避できる。
エータ702の負荷圧力が低いときのみ補助流量制御機
能を発揮させ、良好な複合操作を確保しながら、無用の
エネルギロスを回避し経済性を向上できる。
る。図中、図1、図2、図4、図6、図8及び図9に示
す部材と同等の部材には同じ符号を付している。本実施
例はパイロットスプール弁に流量制限信号として他の流
量制御弁のパイロット圧力に代え、制御信号を導入する
ようにしたものである。
プであり、パイロットポンプの吐出管路500aにはリ
リーフ弁501が接続され、パイロットライン502の
圧力を一定圧力に保持している。このパイロットライン
502は電磁比例減圧弁504の一次側に接続され、電
磁比例減圧弁504の二次側はパイロットライン505
を介してパイロットスプール弁400の通路800に接
続されている。電磁比例減圧弁504は制御装置506
からの制御信号により制御され、その制御信号に応じた
制御圧力Pcを発生し、この制御圧力Pcが流量制限信
号としてライン505及び通路800を介して受圧室5
0に導入される。制御装置506はオペレータが操作す
る設定装置507からの設定信号を入力し、この設定信
号に基づき制御信号を作成する。
を図14に示す。制御装置506は入力部506a、演
算部506b、データ部506c及び出力部506dを
有している。設定装置507は旋回優先スイッチ507
aとアーム優先スイッチ507bとを有している。
ダ702を同時に駆動する複合操作に際して、旋回を優
先したい場合にはオペレータは旋回優先スイッチ507
aをONし、設定信号として旋回優先信号を制御装置5
06に出力する。制御装置506はこの旋回優先信号を
入力部506aを介して入力し、演算部506bでこの
旋回優先信号とデータ部506cに記憶したデータを用
いて流量制御量を演算し、対応する制御信号を出力部5
06dより電磁比例減圧弁504に出力する。電磁比例
減圧弁504は制御装置506からのこの制御信号によ
り制御され、対応した制御圧力Pcを発生し、この制御
圧力Pcが流量制限信号としてパイロットスプール弁4
00の受圧室50に導入される。パイロットスプール弁
400はこの制御圧力Pcにより、第1の実施例のパイ
ロット圧力Piの場合と同様にパイロット可変絞り45
の開口面積を制御し、パイロット流量を制御する。この
場合、旋回優先信号に対応して比較的大きな制御圧力P
cが生成され、パイロット可変絞り45の開口面積を比
較的大きく減少させる。これにより、シート弁も比較的
強く絞られ、旋回用主スプール弁200Bに供給される
圧油の圧力が比較的大きく上昇して、旋回速度が比較的
速い旋回優先の複合操作が可能となる。
ーム優先スイッチ507bをONすれば、上記と同様に
アーム優先信号が制御装置506に出力され、電磁比例
減圧弁504に対応する制御信号が出力され、パイロッ
トスプール弁400の受圧部50に対応する制御圧力P
cが導入される。この場合、制御圧力Pcは比較的小さ
く、パイロット可変絞り45の開口面積を少し減少させ
る。これにより、シート弁は比較的大きく開かれ、旋回
用主スプール弁200Bに供給される圧油の圧力の上昇
を少しにし、旋回速度は比較的遅くアーム上げは比較的
速いアーム優先の複合操作が可能となる。
ータの意思で旋回またはアームの優先の度合を調整可能
であり、複合操作性が更に向上する。
を図15に示す。図15において、510は旋回用主ス
プール弁200Bの操作信号であるパイロット圧力P2
aまたはP2bを生成するパイロット弁装置であり、操
作量に応じたパイロット圧力P2a,P2bをそれぞれ
生成するパイロット弁510a,510bを備えてい
る。パイロット弁510a,510bのパイロットライ
ンにはシャトル弁511が接続され、その出力ラインに
圧力検出器512が接続されている。制御装置506に
は上記の設定装置507からの設定信号に加えて、圧力
検出器512で検出したパイロット圧力の信号が入力さ
れる。制御装置506は設定装置507からの設定信号
と、旋回主スプール弁200Bの操作信号であるパイロ
ット圧力P2aまたはP2bの検出信号とに応じて、デ
ータ部506に予め記憶した演算式を用いて流量制御量
を演算し、対応する制御信号を出力する。したがって、
この制御システムではオペレータの意思と旋回主スプー
ル弁200Bの操作信号の大きさによってシート旋回ま
たはアームの優先の度合が調整され、更に複合操作性が
向上する。
る。図中、図1、図2、図4、図6、図8及び図9に示
す部材と同等の部材には同じ符号を付している。本実施
例はパイロットスプール弁に可変リリーフ機能を持たせ
たものである。
圧制御弁装置103の第1の方向切換弁装置103Aは
パイロットスプール弁403を有し、パイロットスプー
ル弁403のボア840には、受圧室50と入口通路4
2との間に環状の通路841が追加的に形成され、固定
ブロック2には環状の通路841に開口する通路842
が形成されている。また、パイロットスプール843の
内部には、軸方向に伸び受圧室51に開口する受圧室8
44が追加的に形成され、受圧室844の開口端側には
一端がスクリュー46に当接する摺動可能なピストン8
45が挿入されている。また、パイロットスプール84
3には、受圧室841を通路841に連絡する径方向の
通路846が形成されている。一方、通路842は図1
7に示すごとくポンプポート5に接続されている。した
がって、受圧室844には通路842,841,846
を介してポンプポート5の供給圧力が導入され、その圧
力がパイロットスプール843の開弁方向に印加され
る。
は、シート弁301とパイロットスプール弁403との
組み合わせで次のような機能を奏する。
ット力の圧力換算値をF、ばね47のばね定数の圧力換
算値をK、旋回用パイロット圧力P2aまたはP2bを
Pi、パイロットスプール820の閉弁方向の移動量を
Xとし、受圧室844に導入されるポンプポート5の供
給圧力による付勢力をFpとすると、パイロットスプー
ル843にかかる力の釣合は、第1の実施例に係わる前
述の(13)式と同様に、 Pi=F+K・X+Fp …(15) で表現される。すなわち、パイロットスプール843の
移動量Xはパイロット圧力Piと付勢力Fpにより決定
され、パイロット圧力Piが増加すればパイロットスプ
ール41の移動量Xは増加してパイロット可変絞り45
の開口面積は減少し、一方、付勢力Fp(ポンプポート
圧力)が増大すればパイロットスプール843は開弁方
向に移動して移動量Xが減少し、パイロット可変絞り4
5の開口面積は増大する。
ームシリンダ702を同時に駆動する複合操作例におい
て、シート弁301の絞り作用により旋回用主スプール
弁200Bに供給される圧油の圧力が上昇し、旋回用パ
イロット圧力Piとポンプポート圧力とが受圧室50と
受圧室844の受圧面積比に等しくなるまでポンプポー
ト圧力が上昇すると、パイロットスプール843は開弁
方向に移動し始めて開口面積を増大させ、シート弁30
1の絞り作用を少なくする。このため、旋回用主スプー
ル弁200Bに供給される圧油の圧力は旋回用パイロッ
ト圧力Piに応じた値となり、旋回モータ701の駆動
圧力をパイロット圧力Piに応じて調整することができ
る。
パイロット圧力Piに応じて旋回モータ701の駆動圧
力を調整可能であり、これにより複合操作性が更に向上
する。
弁装置を構成する複数の方向切換弁装置のうちの1つに
シート弁とパイロットスプール弁との組み合わせで補助
流量制御機能を持たせたが、他の方向切換弁装置の1つ
または全てにも同様の構成を採用し補助流量制御機能を
与えてもよく、これによりその方向切換弁装置に関して
流量制御性を向上し、同様の効果を得ることができる。
る。本実施例から第9の実施例はセンターバイパスタイ
プの流量制御弁を備えた弁装置において流量制限信号と
して自身の主可変絞りの前後差圧を用い、圧力補償制御
をするものである。図中、図1、図2、図4、図6に示
す部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明は省略す
る。
圧制御弁装置は全体的に符号105で示されており、こ
の油圧制御弁装置105は図19に示すように、油圧ア
クチュエータ701に供給される圧油の流れを制御する
ための第1の方向切換弁装置105A、油圧アクチュエ
ータ702に供給される圧油の流れを制御するための第
2の方向切換弁装置105B、油圧アクチュエータ70
3に供給される圧油の流れを制御するための第3の方向
切換弁装置105Cを有している。
3の方向切換弁装置に共通のハウジング1と、ハウジン
グ1に一体的に取り付けられた第1の方向切換弁装置1
05A用の固定ブロック2とを有し、第1の方向切換弁
装置105Aはハウジング1内に組み込まれセンターバ
イパスタイプの流量制御弁を構成する主スプール弁20
1Aと、ハウジング1内に組み込まれたシート弁300
と、固定ブロック2内に組み込まれパイロット流量制御
弁を構成するパイロットスプール弁405とを有してい
る。
作である点を除いて第1の実施例の主スプール弁200
Aと同じであり、シート弁300は関連するパイロット
ラインを含め第1の実施例のシート弁300と全く同じ
である。
信号として1対の主可変絞り16A,16Bの前後差圧
が導入される構成となっている点を除いて第1の実施例
のパイロットスプール弁400と同じである。すなわ
ち、図5に拡大して示すように、パイロットスプール9
41は、ボア底部40a側に位置するスプール部分94
1aと、ボア40の開口端側に位置するスプール部分9
41bと、ランド部44付近に位置する小径部941c
と、小径部941cとスプール部分941aとをつなぐ
傾斜部分941dとを有している。傾斜部分941dは
ランド部44と協働して入口通路42と出口通路43と
の間に位置するパイロット可変絞り45を形成してい
る。この可変絞り45は、図7に示したように、パイロ
ットスプール941の移動量に応じて所定の最小開度か
ら所定の最大開度まで開口面積を変化させる。
ル941との間に配置されたばね47のプリセット力
は、後述するごとく主スプール弁201Aのメータイン
の主可変絞り16A,16Bの前後差圧の目標値、すな
わち目標補償差圧を設定しており、ばね47は目標補償
差圧設定手段として機能する。
3を受圧室50に連絡する通路52,53が形成されて
いる。受圧室50にはフィーダ通路23、通路36,3
7及び出口通路43とこの通路52,53を介してフィ
ーダ通路7A,7Bの圧力が導入され、その圧力がパイ
ロットスプール941の閉弁方向に印加される。また、
固定ブロック2には受圧室51に開口する通路54、ハ
ウジング1に形成された通路55,56を介して負荷通
路6A,6Bに連絡する通路57,58が形成され、通
路54と通路57,58との間には通路57,58の高
圧側の圧力を通路54に取り出すシャトル弁59が配置
されている。受圧室51にはこれら通路55,56、通
路57,58、シャトル弁59及び通路54を介して負
荷通路6A,6Bの高圧側の圧力が導入され、その圧力
がパイロットスプール941の開弁方向に印加される。
この受圧室50,51の構成によりパイロットスプール
弁405は主可変絞り16A,16Bの前後差圧を流量
制限信号として、通路29〜31,35〜37等で構成
されるパイロットラインを流れるパイロット流量を制御
する。
部はそれぞれハウジング1の端面から突出している。主
スプール4Aの図示左側の端部はプラグ75を介して図
示しない操作レバーに連結され、主スプール4Aの図示
右側の端部はプラグ76を介してセンタリングスプリン
グ機構77に連結されている。センタリングスプリング
機構77はハウジング1に取り付けられたカバー81で
覆われている。
弁装置105B,105Cの構成は従来のセンターバイ
パスタイプの流量制御弁と同じであり、かつ第1の実施
例の方向切換弁装置100B,100Cと主スプール弁
201B,201Cが手動操作方式である点を除いて同
じである。
御弁装置105において、第1の方向切換弁装置105
Aのシート弁300は、第1の実施例と同様に特開昭5
8−501781号公報に記載の原理で動作する。すな
わち、シート弁体20に形成されたパイロット流れ溝3
1のランド部32に対する開口面積(制御可変絞り33
の開口面積)はシート弁体20の移動量(ストローク)
に応じて変化し、シート弁体20の移動量はパイロット
流れ溝31(制御可変絞り33)を通過するパイロット
流量に応じて決定される。また、パイロット流量はパイ
ロットスプール弁405の可変絞り45の開口面積で決
定される。その結果として、シート弁体20の補助可変
絞り28を介してフィーダ通路7Cからフィーダ通路2
3に流出するメイン流量はそのパイロット流量に比例
し、メイン流量はパイロットスプール弁405の可変絞
り45の開口面積で決定される。
て、可変絞り45の開口面積は主可変絞り16Aまたは
16Bの前後差圧を流量制限信号としてそれに応じて変
化するよう制御される。
トライン24,29〜31,35〜37(図4参照)、
パイロットスプール弁405との組み合わせで、ポンプ
通路5からフィーダ通路7を介して主可変絞り16Aま
たは16Bに供給される圧油の流量を主可変絞り16A
または16Bの前後差圧(流量制限信号)に応じて制限
し、1対の負荷通路6A,6Bに流入する圧油の流量を
補助的に制御する補助流量制御機能を果たす。以下、こ
のことを更に詳しく説明する。
施例で説明したように前述した(1)〜(12)式が成
立する。
て、パイロットスプール941には目標補償差圧設定手
段としてのばね47のプリセット力が付勢力として開弁
方向に付与されるとともに、フィーダ通路7Aまたは7
B内の圧力が受圧室50において閉弁方向に作用するよ
うに印加され、また負荷通路6Aまたは6B内の負荷圧
力が受圧室51において開弁方向に作用するように印加
される。このため、負荷圧力をPLとし、ばね47のプ
リセット力の圧力換算値をFとし、かつ受圧室50,5
1におけるパイロットスプール941の受圧面積が等し
いとすると、フィーダ通路7Aまたは7B内の圧力は上
記のシート弁300のフィーダ通路23内の圧力Pzに
等しいので、パイロットスプール941にかかる力の釣
合は、 PL+F=Pz …(16) で表現される。
たは16Bの開口面積をAとすれば、シート弁300を
通過した流量Qvが主可変絞り16Aまたは16Bを通
過するときの流量と前後差圧との関係は、 Qv=C4・A・(Pz−PL)1/2 …(18) で表わされる。
8)式を変形すると、 qs=C4・A/(1+α)・F1/2 …(19) が得られる。また、(17)式を用いて(18)式を変
形すると、 Qv=C4・A・F1/2 …(20) が得られる。
Aの主可変絞り16Aまたは16Bを通過する流量(ポ
ンプ通路5から負荷通路6Aまたは6Bに供給される流
量)Qvが、ポンプ通路5内の供給圧力及び負荷通路6
Aまたは6B内の負荷圧力と無関係に、プリセット力F
と主可変絞り16Aまたは16Bの開口面積Aで決定さ
れることを意味している。このときの主可変絞り16A
または16Bの前後差圧Pz−PLの目標値は、上記
(17)式よりプリセット力Fで設定された値となる。
トライン24,29〜31,35〜37(図4参照)、
パイロットスプール弁405との組み合わせで、主可変
絞り16Aまたは16Bに供給される圧油の流量を主可
変絞り16Aまたは16Bの前後差圧(流量制限信号)
に応じて制限する補助流量制御機能を果たし、このとき
の主可変絞り16Aまたは16Bの前後差圧Pz−PL
は、負荷圧力または供給圧力の変動に係わらずばね47
のプリセット力Fが設定する目標補償差圧に一致するよ
う圧力補償制御される。
5の第1の方向切換弁装置105Aは圧力補償機能を有
しているので、第1の方向切換弁装置105Aの流量制
御精度が向上し、単独操作から複合操作へ移行するとき
の操作性が向上する。
御弁装置105を油圧ショベルの油圧回路装置に用い、
油圧アクチュエータ701が旋回台を回転駆動する旋回
モータ、油圧アクチュエータ702がブームを昇降する
ブームシリンダであるとし、旋回モータ701を駆動す
る単独の旋回操作からブームシリンダ702を同時に駆
動する旋回とブーム上げの複合操作に移行した場合を考
える。この場合、単独の旋回操作での旋回モータ701
の負荷圧力は比較的低くかつ方向切換弁装置105Aの
操作量(主スプール4Aの移動量)が比較的小さく旋回
モータ701が微速度で回転しており、複合操作でのブ
ームシリンダ702の負荷圧力が旋回モータ701の負
荷圧力よりも高い場合には、両アクチュエータの方向切
換弁装置105A,105Bのフィーダ通路7,774
が並列に接続されているので、負荷圧力の低いアクチュ
エータである旋回モータ701により多くの圧油が流入
しようとする。このとき、もし第1の方向切換弁装置1
05Aに上記の圧力補償機能がなく、第1の方向切換弁
装置105Aが第2の方向切換弁装置105Bと同じ構
成であるとすると、複合操作によって予期せぬ旋回モー
タ701の増速が開始される。このような挙動は、釣り
荷を吊って旋回させながらのクレーン作業中にブームを
上げようとして第2の方向切換弁装置105Bを操作し
たときに起こり、旋回モータ701への供給流量が急増
し、旋回速度が急変して非常に危険な状態となる。
置105Aに上記の圧力補償機能が与えられているの
で、主可変絞り16Aまたは16Bを通過する流量Qv
が、ポンプ通路5内の供給圧力及び負荷通路6Aまたは
6B内の負荷圧力と無関係に、プリセット力Fと主可変
絞り16Aまたは16Bの開口面積Aで決定される。こ
のため、上記したような旋回モータ701への供給流量
の急増及び旋回速度の急変は起こらず、安全に旋回の単
独操作から旋回とブーム上げの複合操作に移行できる。
能を果たすこと、ハウジング1の高さLが増大しないこ
と、構造がシンプルであることなどは第1の実施例と同
様である。
タイプの流量制御弁であるスプール弁201Aを備えた
油圧制御弁装置105において、制御精度の高い補助流
量制御機能(圧力補償機能)を与えることができる。ま
た、補助流量制御機能があるにも係わらず圧力損失は増
大せず、少ないエネルギ損失でアクチュエータを駆動す
ることができる。また、ハウジングがコンパクトにな
り、建設機械への搭載が容易になると共に、製作が容易
になり、弁装置の製作コストを低減できる。更に、セン
ターバイパスタイプの流量制御弁を使用しつつ圧力補償
機能が与えられるので、流量制御精度が向上し、単独操
作から複合操作に移行するときの操作性を向上すること
ができる。
る。図中、図8及び図9、図18〜図20に示す部材と
同等の部材には同じ符号を付している。本実施例は、第
6の実施例に第2の実施例と同様の修正をしたものであ
り、油圧制御弁装置106の第1の方向切換弁装置10
6Aにおいて、シート弁301のシート弁体20内に図
18に示す通路29に代え通路121が形成され、この
通路121にフィーダ通路7Cから油圧室24に向かう
圧油の流れは許し、逆方向の流れは阻止する逆止弁12
2が配置されている。また、シート弁体20に形成され
るパイロット流れ溝31Aは、図10にF−Cで示した
ように、シート弁体20が閉弁位置にあるときに制御可
変絞り33Aが少し開くようにランド部32に対する位
置関係が設定されている。なお、逆止弁の設置位置はパ
イロットライン上であればどこでもよい。
安定したパイロット流れの生成が可能となり、流量制御
精度が向上すると共に、制御可変絞り33Aの製作が容
易となる。また、パイロットラインからの僅かの圧油の
漏れも完全に阻止し、液密性の高いロードチェック機能
が得られる。
る。図中、図18〜図20及び図21に示す部材と同等
の部材には同じ符号を付している。本実施例はパイロッ
トスプール弁におけるばねのプリセット力を外部から調
整可能としたものである。
圧制御弁装置107の第1の方向切換弁装置107Aは
パイロットスプール弁406を有し、パイロットスプー
ル弁406のボア40の開口端はアジャスタスクリュー
130で閉じられ、アジャスタスクリュー130はボア
40の開口端部分に形成されたねじ孔48に取り付けら
れている。また、アジャスタスクリュー130の頭部に
は六角レンチを差し込んでこれを回転するための操作部
131が一体に設けられている。アジャスタスクリュー
130とパイロットスプール941との間には、第6の
実施例と同様に、両端がこれらパイロットスプール94
1とスクリュー130に当接したばね47が配置され、
このばねのプリセット力がパイロットスプール941の
閉弁方向に付勢力として与えられている。
ることによりアジャスタスクリュー130の挿入深さが
変化し、これに対応してばね47のプリセット力が変化
する。前述したように、ばね47のプリセット力は主ス
プール弁201Aの主可変絞り16A,16Bの前後差
圧の目標値(目標補償差圧)を設定し、主可変絞り16
A,16Bの通過流量を制御するシート弁301の圧力
補償特性を設定する。このため、アジャスタスクリュー
130を操作することにより目標補償差圧が調整され、
シート弁301の圧力補償特性を調整し、第1の方向切
換弁装置107Aの流量特性を調整することができる。
向切換弁装置107Aが駆動するアクチュエータの種
類、その負荷の種類等の用途に応じて最適の圧力補償特
性及び流量特性を設定し、更に操作性を向上することが
できる。
る。図中、図18〜図20及び図21に示す部材と同等
の部材には同じ符号を付している。本実施例はパイロッ
トスプール弁の目標補償差圧設定手段としてばねの代わ
りに油圧力発生手段を設け、これに導入される圧力を可
変にすることにより目標補償差圧を調整可能とするもの
である。
圧制御弁装置108の第1の方向切換弁装置108Aは
パイロットスプール弁407を有し、このパイロットス
プール弁407は次のように構成されている。
を有し、他端が固定ブロックの外面に開口したボア14
0が形成され、このボア140内に摺動自在にパイロッ
トスプール弁407のスプール弁体(以下パイロットス
プールという)141が配置されている。ボア140も
先の実施例と同様に主スプール弁201Aのボア3と平
行に形成され(図1参照)、これに対応してパイロット
スプール141も主スプール4A(図18参照)に平行
に配置されている。
の受圧室150が形成され、ボア140の中央付近に
は、通路35が開口する環状の入口通路142及び通路
36が開口する環状の出口通路143と、通路54が開
口する環状の通路151とが形成され、入口通路142
と出口通路143との間及び出口通路143と通路15
1との間にそれぞれ環状のランド部144,152を提
供している。また、ボア140の開口端側には環状の通
路153が形成され、ボア140の開口端部分にはねじ
孔148が形成されている。また、このねじ孔148に
スクリュー146が取り付けられ、ボア140の開口端
を閉じている。スクリュー146とパイロットスプール
141との間に通路153と連通する受圧室154が形
成されている。
40a側に位置するスプール部分141aと、ボア14
0の開口端側に位置するするスプール部分141bと、
ランド部144付近に位置する小径部141cと、小径
部141cとスプール部分141aとをつなぐ傾斜部分
141dとを有している。傾斜部分141dはランド部
144と協働して、入口通路142と出口通路143と
の間にパイロットスプール141の移動量に応じて、図
7に示したように、所定の最小開度から所定の最大開度
まで開口面積を変化させるパイロット可変絞り145を
形成している。
方向に伸びボア底部140a側に開口する受圧室155
と、軸方向に伸び受圧室154側に開口する受圧室15
6とが形成され、受圧室155の開口端側には一端がボ
ア底部140aに当接する摺動可能なピストン157が
挿入され、受圧室156の開口端側には一端がスクリュ
ー148に当接する摺動可能なピストン158が挿入さ
れている。また、パイロットスプール141には、受圧
室155を出口通路143に連絡する径方向の通路15
9と、受圧室156を通路151に連絡する径方向の通
路160とが形成されている。受圧室155にはシート
弁のフィーダ通路23及び通路36,37と出口通路1
43と通路159を介してフィーダ通路7Aまたは7B
の圧力が導入され、その圧力がパイロットスプール14
1の閉弁方向に印加される。受圧室156には通路5
5,56、通路57,58、シャトル弁59及び通路5
4を介して負荷通路6A,6Bの高圧側の圧力が導入さ
れ、その圧力がパイロットスプール141の開弁方向に
印加される。受圧室155,156は内径が同一で、ピ
ストン157,158も外径が同一であり、受圧室15
5,156の受圧面積及びピストン157,159の受
圧面積をそれぞれ等しくしてある。
一定圧油を導入するための通路161と、通路150に
可変圧油を導入するための通路162とが形成されてい
る。受圧室154に導入された一定圧力はパイロットス
プール141の開弁方向に印加され、受圧室150に導
入された圧力はパイロットスプール141の閉弁方向に
印加される。
ットスプール141に当接し他端がスクリュー146に
当接するばね163が配置されているが、このばね16
3は振動吸収用に設けたものであり、このばね163に
よるパイロットスプール141への付勢力は無視できる
ほど小さい。
定圧力による開弁方向の油圧力と受圧室150に導入さ
れた可変圧力による油圧力との差が、図18に示す実施
例の目標補償差圧設定手段としてのばね47のプリセッ
ト力の代わりに付勢力として作用し、しかもこの付勢力
は、受圧室150に導入される圧力を制御することで調
整可能である。
圧室150に導入される可変圧力を発生する構成の一例
が図10に合わせて示されている。図25において、5
00aはパイロットポンプであり、パイロットポンプの
吐出管路507にはリリーフ弁501が接続され、パイ
ロットライン502の圧力を一定圧力Piに保持してい
る。このパイロットライン502はパイロットライン5
03を介して上記の通路161に接続され、一定圧力P
iが受圧室154に導入される。また、パイロットライ
ン502は電磁比例減圧弁504の一次側に接続され、
電磁比例減圧弁504の二次側はパイロットライン50
5を介して上記の通路162に接続されている。電磁比
例減圧弁504は制御装置506Aからの制御信号によ
り制御され、その制御信号に応じた可変圧力Pcを発生
し、この可変圧力Pcが受圧室150に導入される。
は、シート弁301(図26)はパイロットスプール弁
407との組み合わせで次のように機能する。
圧力を第1の実施例と同様にそれぞれPz,PLとし、
受圧室154に導入された一定圧力Piと受圧室150
に導入された可変圧力Pcとの差による付勢力をFhと
すると、パイロットスプール141にかかる力の釣り合
いは、第1の実施例に係わる前述の(16)式と同様
に、 PL+Fh=Pz …(21) で表現される。
絞り16Aまたは16Bを通過するときの流量と前後差
圧との関係を表わす前述の(18)式を変形すると、 qs=C4・A/(1+α)・Fh1/2 …(23) が得られ、また、(22)式を用いて(18)式を変形
すると、 Qv=C4・A・Fh1/2 …(24) が得られる。すなわち、第6の実施例と同様に、主スプ
ール弁201Aの主可変絞り16Aまたは16Bを通過
する流量Qvが、供給圧力及び負荷圧力と無関係に付勢
力Fhと主可変絞り16Aまたは16Bの開口面積Aで
決定され、このときの主可変絞りの前後差圧Pz−PL
は上記(22)式より付勢力Fhで指示される値とな
る。
弁301は主可変絞り16Aまたは16Bに供給される
圧油の流量を制限する補助流量制御手段として機能し、
このときの主可変絞り16Aまたは16Bの前後差圧P
z−PLは、負荷圧力または供給圧力の変動に係わらず
付勢力Fhが設定する目標補償差圧に一致するよう圧力
補償制御される。すなわち、シート弁301に圧力補償
機能とロードチェック機能を持たせるとができる。
ことにより上記付勢力Fdが調整可能であり、また圧力
Pcの調整は制御装置506A、電磁比例減圧弁504
等を使用することにより容易にかつ制御性良く行うこと
ができる。したがって、目標補償差圧のより決め細かい
調整が可能であり、これにより一層適切に主スプール弁
201Aの主可変絞り16Aまたは16Bを通過する流
量Qvを制御し、アクチュエータの操作性を更に向上す
ることができる。
弁装置を構成する複数の方向切換弁装置のうちの1つに
シート弁とパイロットスプール弁との組み合わせで補助
流量制御機能を付加したが、他の方向切換弁装置の1つ
または全てにも同様の構成を採用し補助流量制御機能を
付加してもよく、これによりその方向切換弁装置に関し
て流量制御性を向上し、同様の効果を得ることができ
る。
する。本実施例から第14の実施例はクローズドセンタ
ータイプの流量制御弁を備えた弁装置において、流量制
限信号として自身の主可変絞りの前後差圧を用い、圧力
補償制御をするものである。図中、図1、図2、図4、
図6、図18〜図20に示す部材と同等の部材には同じ
符号を付し、説明は省略する。
圧制御弁装置は全体的に符号110で示されており、こ
の油圧制御弁装置110は図28に示すように、第1及
び第2の方向切換弁装置110A,110Bを含む複数
の方向切換弁装置を有している。また、油圧制御弁装置
110は、複数の方向切換弁装置に共通のハウジング1
と、ハウジング1に一体的に取り付けられ、複数の方向
切換弁装置のそれぞれに対して設けらた固定ブロック2
とを有し、第1の方向切換弁装置110Aはハウジング
1内に組み込まれクローズドセンタータイプの流量制御
弁を構成する主スプール弁200と、ハウジング1内に
組み込まれたシート弁300と、固定ブロック2内に組
み込まれパイロット流量制御弁を構成するパイロットス
プール弁405とを有している。
ている。ハウジング1内にはボア3が貫通形成され、ボ
ア3内に主スプール弁200の主スプール4が摺動自在
に挿入されている。また、ハウジング1内には図示しな
い油圧源に接続されるポンプポート5a(図28参照)
を有するポンプ通路5と、図示しないアクチュエータに
接続される負荷ポート6a,6bを有する負荷通路6
A,6Bと、ポンプ通路5から分岐し負荷通路6A,6
Bに連絡可能なフィーダ通路7(7A,7B,7C)と
が形成されている。
を成す環状のフィーダ通路8A,8B、負荷通路6A,
6Bの一部を成す環状の負荷通路9A,9B、タンクポ
ート85(図28参照)に連通した環状の排出通路10
A,10Bが形成され、フィーダ通路8Aと負荷通路9
Aとの間及び負荷通路9Aと排出通路10Aとの間には
ランド部11A,12Aがそれぞれ形成され、フィーダ
通路8Bと負荷通路9Bとの間及び負荷通路9Bと排出
通路10Bとの間にはランド11B,12Bがそれぞれ
形成されている。また、ボア3の中央付近には負荷圧力
を検出するための負荷検出通路12が形成され、ハウジ
ング1には負荷検出通路内12で検出された負荷圧力を
外部に取り出すための負荷検出ポート13が形成されて
いる。
びノッチ15A,15Bが形成されている。ノッチ14
Aは上記ランド部11Aと協働してフィーダ通路8Aと
負荷通路9Aとの間に位置するメータインの主可変絞り
16Aを形成し、この可変絞り16Aは主スプール4の
図示右方の移動量に応じて全閉位置から所定の最大開度
まで開口面積を変化させる。ノッチ14Bは上記ランド
部11Bと協働してフィーダ通路8Bと負荷通路9Bと
の間に位置するメータインの主可変絞り16Bを形成
し、この可変絞り16Bは主スプール4の図示左方の移
動量に応じて全閉位置から所定の最大開度まで開口面積
を変化させる。また、ノッチ15Bは上記ランド部12
Bと協働して負荷通路9Bと排出通路10Bとの間に位
置するメータアウトの主可変絞り17Bを形成し、この
可変絞り17Bは主スプール4の図示左方の移動量に応
じて全閉位置から所定の最大開度まで開口面積を変化さ
せる。ノッチ15Aは上記ランド部12Aと協働して負
荷通路9Aと排出通路10Aとの間に位置するメータア
ウトの主可変絞り17Aを形成し、この可変絞り17A
は主スプール4の図示右方の移動量に応じて全閉位置か
ら所定の最大開度まで開口面積を変化させる。
300と同じであり、パイロットスプール弁405及び
関連するパイロットラインは第6の実施例のパイロット
スプール弁405及び関連するパイロットラインと同じ
である。
向切換弁装置の構成も第1の方向切換弁装置110Aの
構成と同じである。
御弁装置110においては、シート弁300に関し、第
6の実施例と同様に第1の実施例で説明した(1)〜
(12)式及び第6の実施例で説明した(16)〜(2
0)式が成り立つ。すなわち、第1の方向切換弁装置1
1A0のシート弁300において、シート弁体20に形
成されたパイロット流れ溝31のランド部32に対する
開口面積(制御可変絞り33の開口面積)はシート弁体
20の移動量(ストローク)に応じて変化し、シート弁
体20の移動量はパイロット流れ溝31(制御可変絞り
33)を通過するパイロット流量に応じて決定される。
また、パイロット流量はパイロットスプール弁405の
可変絞り45の開口面積で決定される。その結果とし
て、シート弁体20の補助可変絞り28を介してフィー
ダ通路7Cからフィーダ通路23に流出するメイン流量
はそのパイロット流量に比例し、メイン流量はパイロッ
トスプール弁405の可変絞り45の開口面積で決定さ
れる。
て、可変絞り45の開口面積は主可変絞り16Aまたは
16Bの前後差圧を流量制限信号としてそれに応じて変
化するよう制御される。
トライン24,29〜31,35〜37(図4参照)、
パイロットスプール弁405との組み合わせで、ポンプ
通路5からフィーダ通路7を介して主可変絞り16Aま
たは16Bに供給される圧油の流量を主可変絞り16A
または16Bの前後差圧(流量制限信号)に応じて制限
し、1対の負荷通路6A,6Bに流入する圧油の流量を
補助的に制御する補助流量制御機能を果たす。
能を果たすこと、ハウジング1の高さLが増大しないこ
と、構造がシンプルであることなどは第1、第6の実施
例と同様である。
タイプでクローズドセンタータイプの流量制御弁である
スプール弁200を備えた油圧制御弁装置110におい
て、制御精度の高い補助流量制御機能(圧力補償機能)
が与えることができる。また、圧力補償機能及びロード
チェック機能があるにも係わらず圧力損失は増大せず、
少ないエネルギ損失でアクチュエータを駆動することが
できる。また、ハウジングがコンパクトになり、建設機
械への搭載が容易になると共に、製作が容易になり、弁
装置の製作コストを低減できる。
する。図中、図8及び図9、図27及び図28に示す部
材と同等の部材には同じ符号を付している。本実施例
は、第10の実施例に第2の実施例と同様の修正をし、
油圧制御弁装置111の第1の方向切換弁装置111A
において、シート弁301の通路121に逆止弁122
を設置したものである。また、シート弁体20に形成さ
れるパイロット流れ溝31Aは、図10にF−Cで示し
たように、シート弁体20が閉弁位置にあるときに制御
可変絞り33Aが少し開くようにランド部32に対する
位置関係が設定されている。なお、逆止弁の設置位置は
パイロットライン上であればどこでもよい。 本実施例
によれば、第2の実施例と同様、安定したパイロット流
れの生成が可能となり、流量制御精度が向上すると共
に、制御可変絞り33Aの製作が容易となる。また、パ
イロットラインからの僅かの圧油の漏れも完全に阻止
し、液密性の高いロードチェック機能が得られる。
する。図中、図23及び図24、図27及び図28、図
29に示す部材と同等の部材には同じ符号を付してい
る。本実施例は、第10の実施例に第8の実施例と同様
の修正をし、油圧制御弁装置112のパイロットスプー
ル弁406において、ボア40の開口端をアジャスタス
クリュー130で閉じ、アジャスタスクリュー130の
頭部に操作部131を設けたものである。
油圧制御弁装置112が駆動するアクチュエータの種
類、その負荷の種類等の用途に応じて最適の圧力補償特
性及び流量特性を設定し、操作性を向上することができ
る。
中、図25及び図26、図27及び図28、図29に示
す部材と同等の部材には同じ符号を付している。本実施
例は、第10の実施例に第9の実施例と同様の修正をし
たものであり、パイロットスプール弁の目標補償差圧設
定手段としてばねの代わりに油圧力発生手段を設け、こ
れに導入される圧力を可変にすることにより目標補償差
圧を調整可能としたものである。
圧制御弁装置113の方向切換弁弁装置113Aはパイ
ロットスプール弁407を有し、このパイロットスプー
ル弁407は、第9の実施例とのパイロットスプール弁
407と同様に構成されている。
及び受圧室150に導入される可変圧力を発生するた
め、第9の実施例と同様に図25に示すパイロットポン
プ500、電磁比例減圧弁504、制御装置506Aが
設けられている。
(21)〜(24)式が成り立ち、第9の実施例と同様
の効果が得られる。
01は主可変絞り16Aまたは16Bに供給される圧油
の流量を制限する補助流量制御手段として機能し、この
ときの主可変絞り16Aまたは16Bの前後差圧Pz−
PLは、負荷圧力または供給圧力の変動に係わらず付勢
力Fhが指示する目標補償差圧に一致するよう制御さ
れ、シート弁301は圧力補償機能を果たす。すなわ
ち、シート弁301に圧力補償機能とロードチェック機
能を持たせるとができる。
ことにより上記付勢力Fhが調整可能であり、また圧力
Pcの調整は制御装置506、電磁比例減圧弁504等
を使用することにより容易にかつ制御性よく行うことが
できる。したがって、目標補償差圧のより決め細かい調
整が可能であり、これにより一層適切に主スプール弁2
00の主可変絞り16Aまたは16Bを通過する流量Q
vを制御し、アクチュエータの操作性を更に向上するこ
とができる。
る。図中、図27及び図28、図29に示す部材と同等
の部材には同じ符号を付している。本実施例は、パイロ
ットスプール弁の目標補償差圧設定手段としてポンプ吐
出圧力と最大負荷圧力との差の圧力に基づく付勢力を付
与する手段を設けたものである。
圧制御弁装置114は第1の方向切換弁装置114A及
び第2の方向切換弁装置114Bを有し、第1の方向切
換弁装置114Aは主スプール弁204、シート弁30
1及びパイロットスプール弁408とを組み合わせて構
成されている。
内にはボア220が貫通形成され、ボア220内に主ス
プール弁204の主スプール221が摺動自在に挿入さ
れている。また、ハウジング1内には図示しないアクチ
ュエータに接続される負荷ポート6a,6bを有する負
荷通路6A,6Bと、ポンプポート5aを有するポンプ
通路5と、ポンプ通路5から分岐し負荷通路6A,6B
に連絡可能なフィーダ通路7(7A,7B,7C)とが
形成されている。
同様に、環状のフィーダ通路8A,8B、環状の負荷通
路9A,9B、環状の排出通路10A,10Bが形成さ
れ、これらの通路の間にランド部11A,11B及び1
1B,12Bがそれぞれ形成されている。また、ボア2
20の中央部には上記ポンプ通路5が環状の通路として
形成され、ポンプ通路5のポンプポート5aは油圧ポン
プ600に接続されている(図35参照)。
24B及びノッチ225A,225Bが形成されてい
る。ノッチ224Aは上記ランド部11Aと協働してフ
ィーダ通路8Aと負荷通路9Aとの間に位置するメータ
インの主可変絞り16Aを形成し、この可変絞り16A
は主スプール221の図示右方の移動量に応じて全閉位
置から所定の最大開度まで開口面積を変化させる。ノッ
チ224Bは上記ランド部11Bと協働してフィーダ通
路8Bと負荷通路9Bとの間に位置するメータインの主
可変絞り16Bを形成し、この可変絞り225Bは主ス
プール221の図示左方の移動量に応じて全閉位置から
所定の最大開度まで開口面積を変化させる。また、ノッ
チ225Bは上記ランド部12Bと協働して負荷通路9
Bと排出通路10Bとの間に位置するメータアウトの主
可変絞り17Bを形成し、この可変絞り17Bは主スプ
ール221の図示右方の移動量に応じて全閉位置から所
定の最大開度まで開口面積を変化させる。ノッチ225
Aは上記ランド部12Aと協働して負荷通路9Aと排出
通路10Aとの間に位置するメータアウトの主可変絞り
17Aを形成し、この可変絞り17Aは主スプール22
1の図示左方の移動量に応じて全閉位置から所定の最大
開度まで開口面積を変化させる。
A,7Bとの接続点にはシート弁301の弁体(以下、
適宜シート弁体という)20が配置されている。このシ
ート弁301の構成は図29に示す第2の実施例のもの
と同じであり、説明は省略する。
力を検出するための環状の負荷検出室230A,230
Bが形成され、ハウジング1には負荷検出室230A,
230Bにつながる負荷検出通路231A,231Bが
形成されている。負荷検出室230Aは、主スプール2
21が図示右方に移動したときに負荷通路9Aの負荷圧
力を取り出す位置に設けられ、負荷検出室230Bは、
主スプール221が図示左方に移動したときに負荷通路
9Bの負荷圧力を取り出す位置に設けられている。ま
た、主スプール221内には通路232A,233A,
234Aが形成され、負荷検出室230A及び負荷検出
通路231Aは、主スプール221が中立位置に戻った
ときこれらの通路232A,233A,234Aを介し
て排出通路10A内に連通し、検出した負荷圧力をタン
ク圧に低下させる。負荷検出室230B及び負荷検出通
路231Bに対しても主スプール221内に同様な通路
が設けられている。このように主スプール221の中立
時に検出した負荷圧力を低下させることにより、ロード
センシングタイプの油圧駆動装置に用いた場合に、中立
時の油圧ポンプの吐出圧力の無駄な上昇を防止すること
ができる。
ール弁408が組み込まれている。このパイロットスプ
ール弁408の構成は図25及び図33に示した実施例
のものに似ており、その構成を拡大して図36に示す。
図中、図25に示す部材と同等の部材には同じ符号を付
している。
ア240が形成され、このボア240内に摺動自在にパ
イロットスプール弁408のスプール(以下パイロット
スプールという)141が配置されている。
同様に、環状の受圧室150、環状の入口通路142、
環状の出口通路143、環状の通路151、環状の通路
153、及びねじ孔148が形成されており、ねじ孔1
48にスクリュー146が取り付けられ、ボア140の
開口端を閉じている。また、スクリュー146とパイロ
ットスプール141との間に通路153と連通する受圧
室154が形成され、受圧室154内に振動防止用の弱
いばね163が配置されている。入口通路142と出口
通路143との間に形成されるランド部144とパイロ
ットスプール141の傾斜部141dとの間にパイロッ
ト可変絞り145が形成されている。更に、受圧室15
0と入口通路142との間には別の環状の通路239が
形成されている。
方向に伸び、開口端側に摺動可能なピストン157,1
58が挿入された受圧室240,241が形成され、受
圧室240,241はそれぞれ径方向の通路242,2
43を介して通路239,151と連通している。
された通路250を介して受圧室150をフィーダ通路
7A,7Bに連通させる通路251と、通路153を負
荷検出通路231A,231Bに連通させる通路252
とが形成され、受圧室150には通路250,251を
介してフィーダ通路7Aまたは7Bの圧力が導入され、
その圧力がパイロットスプール141の閉弁方向に印加
され、受圧室154には負荷検出室230A,230
B、通路231A,231B、通路252及び通路15
3を介して負荷通路6Aまたは6Bの圧力が導入され、
その圧力がパイロットスプール141の開弁方向に印加
される。
ポンプ通路5に連通させる通路253,254と、負荷
検出通路231A,231Bに連通した通路255と、
図示しない方向切換弁の同様な負荷検出通路に連通した
通路256,257と、通路239に連通した通路25
8,259,260とが形成され、通路260と通路2
55,256との間には通路255,256の高圧側の
圧力を通路260に取り出すシャトル弁261が配置さ
れている。受圧室241にはこれら通路253,254
及び通路151,243を介してポンプポートの供給圧
力、すなわち油圧ポンプの吐出圧力が導入され、その圧
力がパイロットスプール141の開弁方向に印加され
る。また、受圧室240には通路255,256,25
7、シャトル弁261、通路258,259,260及
び通路239,242を介して複数のアクチュエータの
最大負荷圧力が導入され、その圧力がパイロットスプー
ル141の閉弁方向に印加される。
通し最大負荷圧力を外部に取り出すための負荷検出ポー
ト262が形成されている。
図35に示すように、第1の方向切換弁装置114Aと
実質的に同じ構造をしており、同等の部材には同じ符号
を付し、説明は省略する。
14が用いられる油圧駆動装置の回路構成を図35に合
わせて示す。図35において、600は可変容量型の油
圧ポンプであり、その押しのけ容積はロードセンシング
タイプのレギュレータ601により制御される。油圧ポ
ンプ600の吐出管路602は油圧制御弁装置114の
ポンプポート5aに接続される。また、603,604
は油圧アクチュエータであり、第1の方向切換弁装置1
14Aの負荷ポート6a,6bは第1のアクチュエータ
603にアクチュエータライン605A,605Bを介
して接続され、第2のアクチュエータ604は第2の方
向切換弁装置114Bの負荷ポート6a,6bにアクチ
ュエータライン606A,606Bを介して接続されて
いる。更に、第1及び第2の方向切換弁装置114A,
114Bのタンクポート85はタンクポート85を介し
てタンク607に接続されている。通路254には油圧
ポンプ600の吐出圧力が導入され、通路260には油
圧アクチュエータ603,604の高圧側の負荷圧力が
最大負荷圧力として導入され、更にそれぞれ上記の受圧
室241,240に導入される。
ライン608を介して油圧ポンプ600の吐出圧力が導
入され、負荷検出ポート262に接続されたパイロット
ライン609を介して最大負荷圧力が導かれる。レギュ
レータ601は公知のごとく、このポンプ吐出圧力及び
最大負荷圧力に基づいてそれらの差圧が所定の値を保つ
ように油圧ポンプ600の押しのけ容積を制御する。
において、受圧室240に導入されたポンプ吐出圧力と
受圧室241に導入された最大負荷圧力との差の圧力に
よる付勢力が図27に示す第10の実施例の目標補償差
圧設定手段としてのばね47のプリセット力の代わりに
作用し、第10の実施例と同様にシート弁301に圧力
補償機能及びロードチェック機能を持たせることができ
る。
積を同一とし、受圧室240,241の受圧面積を同一
とし、第10の実施例と同様にフィーダ通路7A,7B
内の圧力及び負荷圧力をそれぞれPz,PLとし、油圧
ポンプ600の吐出圧力をPp、最大負荷圧力をPLS
maxとすると、パイロットスプール141にかかる力
の釣り合いは、第10の実施例に係わる前述の(13)
式と同様に、 Pp+PL=Pz+PLSmax …(25) で表現される。
流量設定手段の付勢力Fdとなる。
式を用いて、主可変絞り16Aまたは16Bを通過する
ときの流量と前後差圧との関係を表わす前述の(18)
式を変形すると、パイロット流量qsと付勢力Fdとの
関係は、 qs=C4・A/(1+α)・Fd1/2 …(27) と表わされる。(26)式を用いて(18)式を変形す
ると、ポンプポートから負荷ポートに供給される流量Q
vは、 Qv=C4・A・Fd1/2 …(28) で表わされる。すなわち、第1の実施例と同様に、主ス
プール弁204の主可変絞り16Aまたは16Bを通過
する流量Qvが、供給圧力及び負荷圧力と無関係に付勢
力Fdと主可変絞り16Aまたは16Bの開口面積Aで
決定され、このときの主可変絞りの前後差圧Pz−PL
は上記(26)式より付勢力Fdに相当する値となる。
301は主可変絞り16Aまたは16Bに供給される圧
油の流量を制限する補助流量制御手段として機能し、こ
のときの主可変絞り16Aまたは16Bの前後差圧Pz
−PLは、負荷圧力または供給圧力の変動に係わらず付
勢力Fdにより設定される目標補償差圧に一致するよう
圧力補償制御される。すなわち、シート弁301に圧力
補償機能とロードチェック機能を持たせるとができる。
切換弁装置114A,114Bの主可変絞りの前後差圧
の目標値(目標補償差圧)が、ロードセンシング制御さ
れる油圧ポンプ600の吐出圧力と最大負荷圧力との差
圧による同じ付勢力Fdにより設定されるので、油圧ア
クチュエータ603,604の複合駆動中、油圧ポンプ
600の吐出流量が不足した場合は、ポンプ吐出圧力と
最大負荷圧力との差圧が減少し、主可変絞りの前後差圧
の目標値も2つの方向切換弁で共通に小さくなる。した
がって、特開昭60−11706号公報に記載の油圧駆
動装置と同様に、軽負荷側のアクチュエータに多くの圧
油が供給されて重負荷側のアクチュエータが駆動されな
くなる問題を解決し、適正な複合動作が可能となる。
機械に用いられる油圧制御弁装置及び油圧駆動装置にお
いて、長年の実績から信頼性が高く、設計もし易いスプ
ールタイプの流量制御弁を用い、圧力損失の増大や構造
の大型化を伴うことなく制御精度の高い補助流量制御機
能を持たせることができる。
弁を備えた油圧制御弁装置及び油圧駆動装置において、
複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作におい
て目的とする流量制御弁のみへの供給流量を補助的に制
御でき、複合操作性を向上することができる。
弁を備えた油圧制御弁装置及び油圧駆動装置において、
圧力補償機能を持ち、複合操作性を向上することができ
る。
御弁を備えた油圧制御弁装置及び油圧駆動装置におい
て、圧力補償機能を持ちかつ圧力損失の増大や構造の大
型化を回避することができる。
断面図である。
可変絞り及びメータアウト可変絞りの開度特性を示す図
である。
拡大図である。
性を示す図である。
スプール弁の拡大図である。
す図である。
断面図である。
ある。
度特性を示す図である。
の断面図である。
図である。
のパイロットスプール弁部分の断面図及びその流量制限
信号を発生するシステムの概略図である。
るシステムの構成例を示す図である。
るシステムの他の構成例を示す図である。
の断面図である。
る。
の断面図である。
る。
ットスプール弁の拡大図である。
の断面図である。
図である。
の断面図である。
図である。
のパイロットスプール弁部分の断面図及びその関連回路
構成の回路図である。
図である。
置の断面図である。
る。
置の断面図である。
る。
置の断面図である。
る。
置の回路図である。
置の断面図である。
る。
ット制御弁の拡大図である。
106A;107A;108A;110A;111A;
112A;113A;114A 方向切換弁装置 200A;201A;200;204 流量制御弁 300;301 シート弁 400;401;403;405;406;407;4
08 パイロット制御弁 1 ハウジング 2 固定ブロック 3 ボア 4A;4;221 主スプール 5a ポンプポート 5 ポンプ通路 6a,6b 負荷ポート 6A,6B 負荷通路 7(7A,7B,7C) フィーダ通路 16A,16B 主可変絞り 20 シート弁体 21 ボア 23 フィーダ通路(接続点) 24 油圧室(パイロットライン) 25 ばね 29,30 通路(パイロットライン) 28 補助可変絞り 31 パイロット流れ溝(パイロットライン) 33 制御可変絞り 35,36,37 パイロット通路(パイロットライ
ン) 40 ボア 41;820;843;941;141 パイロットス
プール 45 パイロット可変絞り 47 ばね(第1の付勢手段) 50,51 受圧室(第2の付勢手段) 122 逆止弁 130 アジャスタスクリュー(操作手段) 131 操作部(操作手段) 150,154 受圧室(第1の付勢手段) 155,156 受圧室(第2の付勢手段) 240,241 受圧室(第1の付勢手段) 504 電磁比例減圧弁 506 制御装置 507 設定装置 Pc 制御信号 500 パイロットポンプ(制御信号生成手段) 504 電磁比例減圧弁(制御信号生成手段) 505 パイロットライン(制御信号導入手段) 506 制御装置(制御信号生成手段) 507 設定装置(設定信号出力手段) 512 圧力検出器 701〜703 油圧アクチュエータ 800;52−59;159,54−59;231A,
231B,251,252 通路(入力手段) 802 シャトル弁(信号生成伝達手段) 803 ライン(信号生成伝達手段) 821 受圧室(第1の付勢手段) 844 受圧室(第1の付勢手段) P1a,P1b パイロット圧力(流量制限信号)
Claims (22)
- 【請求項1】 ハウジングと、前記ハウジング内に形成
されたポンプ通路と、前記ハウジング内に組み込まれた
少なくとも1つの方向切換弁手段とを備え、前記方向切
換弁手段は、1対の主可変絞りを形成するよう前記ハウ
ジング内に摺動自在に配置され流量制御弁を構成する主
スプールと、前記ハウジング内に形成され、前記ポンプ
通路から前記1対の主可変絞りに圧油を供給するフィー
ダ通路と、前記ハウジング内に形成され、前記1対の主
可変絞りを通過した圧油がそれぞれ流入する1対の負荷
通路とを有する油圧制御弁装置において、 前記方向切換弁手段は、前記ポンプ通路から前記フィー
ダ通路を介して前記1対の主可変絞りに供給される圧油
の流量を制限し、前記1対の負荷通路に流入する圧油の
流量を補助的に制御する補助流量制御手段を更に有し、
前記補助流量制御手段は、 (a)前記フィーダ通路に配置されたシート弁であっ
て、前記ハウジング内に移動自在に配置され、前記フィ
ーダ通路に補助可変絞りを形成するシート弁体と、前記
シート弁体に形成され、該シート弁体の移動量に応じて
開口面積を変化させる制御可変絞りとを有するシート弁
と; (b)前記フィーダ通路の前記補助可変絞りより上流側
を前記制御可変絞りを介して前記フィーダ通路の下流側
に連絡し、それを流れる圧油の流量によって前記シート
弁体の移動量を決定するパイロットラインと; (c)前記パイロットラインに配置されたパイロット可
変絞り及び流量制限信号を入力する手段を有し、前記入
力された流量制限信号に応じてそのパイロット可変絞り
の開口面積を変化させパイロットラインを流れる圧油の
流量を制御するパイロット流量制御手段と;を備えるこ
とを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の油圧制御弁装置におい
て、前記方向切換弁手段は、前記シート弁体をばねを介
して前記ハウジング内に保持する固定ブロックを更に有
し、前記パイロット流量制御手段は前記固定ブロックに
組み込まれたパイロットスプール弁を含むことを特徴と
する油圧制御弁装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の油圧制御弁装置におい
て、前記パイロットスプール弁は前記主スプールと平行
に配置されたパイロットスプールを含むことを特徴とす
る油圧制御弁装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の油圧制御弁装置におい
て、前記シート弁体は前記主スプールに直交するよう配
置されていることを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の油圧制御装置において、
前記フィーダ通路は、前記補助可変絞りより上流側に位
置し前記ポンプ通路に連通する第1の通路部分と、前記
フィーダ通路の前記補助可変絞りより下流側で前記第1
の通路部分の両側に位置しそれぞれ前記1対の主可変絞
りに連通する第2及び第3の通路部分とを有し、前記シ
ート弁はこの第1の通路部分と第2及び第3の通路部分
との接続点に配置されていることを特徴とする油圧制御
弁装置。 - 【請求項6】 請求項1記載の油圧制御弁装置におい
て、前記制御可変絞りはシート弁の全閉位置でわずかに
開くように開度特性が設定され、前記方向切換弁手段
は、前記パイロットラインに配置され、圧油の逆流を防
止する逆止弁を更に有することを特徴とする油圧制御弁
装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の油圧制御弁装置におい
て、前記逆止弁は前記シート弁体内に組み込まれている
ことを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項8】 請求項1〜6のいずれか1項記載の油圧
制御弁装置において、前記ハウジング内に組み込まれた
複数のスプールタイプの方向切換弁手段を備え、その内
の少なくとも1つが前記補助流量制御手段を有する方向
切換弁手段であることを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項9】 請求項1記載の油圧制御弁装置におい
て、前記パイロット流量制御手段の入力手段は、前記流
量制限信号として前記方向切換弁手段の外部で作られた
油圧信号を入力する通路を有することを特徴とする油圧
制御弁装置。 - 【請求項10】 請求項1記載の油圧制御弁装置におい
て、前記パイロット流量制御手段は、前記パイロット可
変絞りを形成するパイロットスプールと、このパイロッ
トスプールに所定の付勢力を開弁方向に付与する第1の
付勢手段と、前記入力手段に接続され、前記パイロット
スプールに前記流量制限信号に応じた付勢力を閉弁方向
に付与する第2の付勢手段とを含むことを特徴とする油
圧制御弁装置。 - 【請求項11】 請求項10記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記第1の付勢手段は、前記パイロットスプール
を所定のプリセット力で開弁方向に付勢するばねを有す
ることを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記パイロット流量制御手段は、前記ばねのプリ
セット力を外部から調整可能とする操作手段を更に含む
ことを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項13】 請求項10記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記第1の付勢手段は、前記パイロットスプール
に開弁方向の所定の油圧力を作用させる少なくとも1つ
の受圧室を有することを特徴とする油圧制御弁装置。 - 【請求項14】 請求項10記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記第2の付勢手段は、前記パイロットスプール
に前記流量制限信号に基づく閉弁方向の油圧力を作用さ
せる少なくとも1つの受圧室を有することを特徴とする
油圧制御弁装置。 - 【請求項15】 請求項10記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記入力手段は、前記流量制限信号として前記方
向切換弁手段の外部で作られた油圧信号を前記第2の付
勢手段に導入する通路を有することを特徴とする油圧制
御弁装置。 - 【請求項16】 請求項15記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記第1の付勢手段は、前記1対の主可変絞りの
入口圧力が導入される受圧室を有することを特徴とする
油圧制御弁装置。 - 【請求項17】 請求項15記載の油圧制御弁装置にお
いて、前記第1の付勢手段は、前記ポンプ通路の圧力が
導入される受圧室を有することを特徴とする油圧制御弁
装置。 - 【請求項18】 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複数の油圧アクチュエー
タと;それぞれ操作信号に応じて操作され、前記複数の
油圧アクチュエータに供給される圧油の流量をそれぞれ
制御するスプールタイプの流量制御弁を備えた少なくと
も第1及び第2の方向切換弁手段を備え、少なくとも第
1の方向切換弁手段が前記補助流量制御手段を有する方
向切換弁手段である請求項1記載の油圧制御弁装置と;
前記流量制限信号を前記第1の方向切換弁手段の外部で
生成し、これを前記パイロット流量制御手段の入力手段
に導入する信号生成伝達手段と;を備えることを特徴と
する油圧駆動装置。 - 【請求項19】 請求項18記載の油圧駆動装置におい
て、前記信号生成伝達手段は、前記第2の方向切換弁手
段に与えられる操作信号を検出する手段と、この操作信
号を前記流量制限信号として前記パイロット流量制御手
段の入力手段に導入する手段とを有することを特徴とす
る油圧駆動装置。 - 【請求項20】 請求項18記載の油圧駆動装置におい
て、前記信号生成伝達手段は、オペレータにより操作さ
れ設定信号を出力する設定手段と、前記設定信号に応じ
た制御信号を生成する手段と、この制御信号を前記流量
制限信号として前記パイロット流量制御手段の入力手段
に導入する手段とを有することを特徴とする油圧駆動装
置。 - 【請求項21】 請求項18記載の油圧駆動装置におい
て、前記信号生成伝達手段は、オペレータにより操作さ
れ設定信号を出力する手段と、前記第2の方向切換弁手
段に与えられる操作信号と前記設定信号とに応じた制御
信号を生成する手段と、この制御信号を前記流量制限信
号として前記パイロット流量制御手段の入力手段に導入
する手段とを有することを特徴とする油圧駆動装置。 - 【請求項22】 請求項18記載の油圧駆動装置におい
て、前記流量制御弁はセンターバイパスタイプのスプー
ル弁であることを特徴とする油圧駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5271949A JP2987279B2 (ja) | 1992-10-29 | 1993-10-29 | 油圧制御弁装置及び油圧駆動装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29170792 | 1992-10-29 | ||
JP4-291707 | 1992-10-29 | ||
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06193604A true JPH06193604A (ja) | 1994-07-15 |
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Family
ID=26549960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5271949A Expired - Lifetime JP2987279B2 (ja) | 1992-10-29 | 1993-10-29 | 油圧制御弁装置及び油圧駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2987279B2 (ja) |
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-
1993
- 1993-10-29 JP JP5271949A patent/JP2987279B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
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