JPH07279905A - 作動シリンダの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで、しかも主リリーフ弁を複数の
作動シリンダで共通にできるようにする。 【構成】 方向制御弁２３の第１アクチュエーポート２
６をロック弁３４を介して作動シリンダ３０の保持圧発
生室３１に接続し、このロック弁３４を保持圧によって
遮断方向に押す受圧部３６を切換弁４０を介してタンク
４２に接続し、その切換弁４０をばね力で遮断位置とな
り、受圧部４４の圧力で連通位置となるようにし、その
受圧部４４に方向切換弁切換用のパイロット圧を供給
し、前記ロック弁３４の出力側を逆止弁４７を介して主
リリーフ弁４５に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルのブーム
シリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等の作動
シリンダに圧油を供給して伸び、縮み制御する作動シリ
ンダの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】作動シリンダに圧油を供給する制御装置
としては、油圧ポンプの吐出圧油を方向制御弁により作
動シリンダの第１室と第２室の一方に供給すると共に、
第１室と第２室の他方の圧油をタンクに流出して作動シ
リンダを伸び、縮み作動するものが一般的である。

【０００３】前述の方向制御弁は弁ブロックのスプール
孔にスプールを摺動自在に嵌挿し、そのスプールを中立
位置から第１位置、第２位置に切換えることでポンプポ
ートを第１・第２アクチュエータポートの一方に連通
し、かつタンクポートを第１・第２アクチュエータポー
トの他方に連通することで前述のように圧油を供給し、
スプールを中立位置とすると各ポートを遮断して第１・
第２アクチュエータポートに流入した作動シリンダから
の戻り油がタンクに流出しないようにしている。

【０００４】しかしながら、弁ブロックのスプール孔と
スプールとの間には微少な隙間があって油が洩れ、一方
作動シリンダの第１室又は第２室には外部負荷によって
保持圧が発生し、その保持圧によって戻り油の一部が前
述の隙間よりタンクに流れて作動シリンダが伸び又は縮
み作動（以下自然降下という）してしまう。

【０００５】このために、従来は作動シリンダの保持圧
が生じる室と方向制御弁のアクチェータポートを接続す
る回路にロック弁を設け、方向制御弁が中立位置の時に
はこのロック弁によって作動シリンダからの戻り油が方
向制御弁のアクチュエータポートに流れないようにして
自然降下を防止し、方向制御弁を第１・第２位置とした
時にはロック弁を開いて方向制御弁と作動シリンダとの
間に圧油を流通できるようにしている。

【０００６】しかしながら、前述のようにロック弁を設
けると作動シリンダに慣性負荷や外力が作用した時に保
持圧が異常昇圧してしまう。

【０００７】このことを解消する作動シリンダ制御装置
としては、例えば実開平２−９１２０１号公報の第３図
に示すように方向制御弁の１つのアクチュエータポート
と作動シリンダの保持圧発生室を接続する回路にシーケ
ンス弁と呼ばれるロック弁を設け、このロック弁と作動
シリンダとの間の回路にリリーフ弁を設けて慣性負荷や
外力が作用した時に保持圧が昇圧するとリリーフ弁より
タンクにリリーフ作動するようにしたものが知られてい
る。

【０００８】また、実開平２−９１２０１号公報の第１
図に示すものが知られている。つまり図１に示すよう
に、方向制御弁１の１つのアクチュエータポート２と作
動シリンダ３の保持圧発生室４を接続する回路５にロジ
ック弁と呼ばれるロック弁６を設け、このロック弁６の
ばね室７とタンク８を連通・遮断するパイロット弁９を
設け、作動シリンダ３の保持圧発生室４内の保持圧が高
圧となるとパイロットリリーフ弁１０がリリーフ作動
し、そのリリーフした圧油でパイロット弁９を連通位置
としてロック弁６のばね室７をタンク８に連通してロッ
ク弁６を開き、保持圧発生室４を回路５に連通し、作動
シリンダ３の保持圧を主リリーフ弁１１よりリリーフ作
動するようにしたものが知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前者のものであるとリ
リーフ弁は大容量が流通するために大型となり、そのリ
リーフ弁とロック弁を組み合せたユニットが大型化し、
複数の作動シリンダを有する場合にはその作動シリンダ
の数だけのユニットを設置するので設定面積が大きくな
ってしまう。

【００１０】後者のものであると、ロック弁６とパイロ
ット弁９とパイロットリリーフ弁１０を用いているか
ら、構成部品が多くコストが高くなるし、大型化し、前
述と同様に複数の作動シリンダを有する場合には設置面
積が大きくなってしまう

【００１１】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした作動シリンダの制御装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】方向制御弁２３のアクチ
ュエータポートと作動シリンダ３０の保持圧発生室３１
を接続する回路に設けられ、方向制御弁２３の出力圧と
作動シリンダ３０の保持圧によって連通方向に押され、
かつ受圧部３６に作用する作動シリンダ３０の保持圧と
ばね３５で遮断方向に押されるロック弁３４と、前記ロ
ック弁３４の受圧部３６をタンク４２に連通・遮断する
切換弁４０と、この切換弁４０を常時遮断位置とし、作
動シリンダの保持圧発生室３１をタンクに連通した時に
連通位置とする切換手段と、前記回路におけるロック弁
３４より保持圧発生室３１寄りを主リリーフ弁４５の上
流側回路４６に接続する逆止弁４７より構成した作動シ
リンダの制御装置。

【００１３】

【作 用】切換弁４０を遮断位置とすればロック弁３
４は保持圧で遮断位置となるから作動シリンダ３０の自
然降下を防止できるし、作動シリンダ３０に慣性負荷、
外力が作用したにはその高圧油が逆止弁４７より主リリ
ーフ弁４５からリリーフ作動するから異常高圧を防止で
きる。切換弁４０を連通位置とすればロック弁３４は保
持圧、つまり作動シリンダ３０の戻り油で連通位置とな
るから、作動シリンダ３０からの戻り油を方向制御弁２
３に流出できる。主リリーフ弁４５の上流側回路４６に
逆止弁４７を介して接続しているから、複数の作動シリ
ンダ３０に設けたロック弁３４の出力側を１つの主リリ
ーフ弁４５に接続して主リリーフ弁４５を共通とするこ
とができる。

【００１４】

【実 施 例】図２に示すように油圧ポンプ２０の吐出
路２１には複数の圧力補償弁２２が設けられ、各圧力補
償弁２２の出力側に方向制御弁２３がそれぞれ設けてあ
り、この方向制御弁２３はポンプポート２４、タンクポ
ート２５、第１・第２アクチュエータポート２６，２
７、負荷圧検出ポート２８を連通・遮断するものであ
り、その第１アクチュエータポート２６が第１回路２９
で作動シリンダ３０の保持圧発生室３１に接続し、第２
アクチュエータポート２７が第２回路３２で作動シリン
ダ３０の他の室３３に接続している。

【００１５】前記第１回路２９にはロック弁３４が設け
られ、このロック弁３４は第１回路２９の圧油で連通方
向に押され、ばね３５と受圧部３６の圧力で遮断方向に
押され、その受圧部３６には絞り３７を備えた回路３８
で作動シリンダ３０の保持圧発生室３１の圧力が作用
し、かつ絞り３９と切換弁４０を備えたドレーン路４１
でタンク４２に接続し、その切換弁４０はばね４３で遮
断位置に保持され、受圧部４４の圧力で連通位置に押さ
れる。

【００１６】主リリーフ弁４５の上流側回路４６には前
記第１回路２９におけるロック弁３４より作動シリンダ
３０側及び第２回路３２が逆止弁４７を介してそれぞれ
接続され、各第１回路２９、第２回路３２における最も
高い圧力が主リリーフ弁４５のセット圧以上となると主
リリーフ弁４５がリリーフ作動するようにしてある。こ
のようにすることで複数の作動シリンダを備えた回路に
おいて主リリーフ弁を１つのみとすることができる。

【００１７】前記方向制御弁２３はポンプポート２４と
第１・第２アクチュエータポート２６，２７をそれぞれ
遮断し、負荷圧検出ポート２８をタンクポート２５に連
通する中立位置Ａに保持され、第１受圧室４８に供給さ
れる圧油で第１圧油供給位置Ｂとなり、第２受圧室４９
に供給される圧油で第２圧油供給位置Ｃとなる。

【００１８】方向制御弁２３が第１圧油供給位置Ｂとな
るとポンプポート２４が第１アクチュエータポート２６
と負荷圧検出ポート２８に連通し、第２アクチュエータ
ポート２７がタンクポート２５に連通し、第２圧油供給
位置Ｃとなるとポンプポート２４が第２アクチュエータ
ポート２７と負荷圧検出ポート２８に連通し、第１アク
チュエータポート２６がタンクポート２５に連通する。

【００１９】前記圧力補償弁２２はチェック弁部５０と
減圧弁部５１を備え、そのチェック弁５０は受圧部ａに
作用する入口側圧力で連通方向に押され、受圧部ｂに作
用する出口側圧力で遮断方向に押され、その入口５２が
吐出路２１に接続し、出口５３が方向制御弁２３のポン
プポート２４に連通している。

【００２０】前記減圧弁部５１は受圧部ｃに作用する圧
力によって入口５４と出口５５を連通する方向に押さ
れ、受圧部ｄとばね５６で入口５４と出口５５を遮断
し、かつチェック弁部５０を遮断方向に押す方向に押さ
れ、その受圧部ｃは方向制御弁２３の負荷圧検出ポート
２８に接続し、受圧部ｄは出口５５に接続し、入口５４
は吐出路２１に接続し、各圧力補償弁２２の出口５５は
連通して負荷圧検出路５７に接続しており、これによっ
て複数の方向制御弁２３を同時操作して複数の作動シリ
ンダ３０を同時に作動する際に最も高い負荷圧によって
各圧力補償弁２２がセットされて負荷圧の異なる作動シ
リンダ３０に１つの油圧ポンプの吐出圧油を同時に供給
できるようにしてある。

【００２１】前記油圧ポンプ２０は斜板５８の傾転角度
を変更することで容量が増減する可変容量型となり、そ
の斜板５８の傾転角度を制御するシリンダ６０には制御
弁６１よりポンプ吐出圧が供給され、その制御弁６１は
ポンプ吐出圧と負荷圧検出路５７の負荷圧によって切換
えられる。

【００２２】以上の圧力補償弁２２、斜板５８を傾転す
るシリンダ６０、制御弁６１は１つの油圧ポンプ２０の
吐出圧油を複数の作動シリンダ３０に同時に供給される
ために設けたものであり、１つの作動シリンダ３０のみ
を作動する場合や、複数の作動シリンダ３０を同時作動
する必要がない場合には不要である。前記方向制御弁２
３の第１・第２受圧室４８，４９にはパイロット弁６２
によってパイロット圧油が供給され、切換弁４０の受圧
部４４には第２受圧室４９のパイロット圧油が供給され
る。

【００２３】次に作動を説明する。方向制御弁２３が中
立位置Ａの時には切換弁４０の受圧部４４にパイロット
圧が供給されずに切換弁４０が遮断位置となるから、作
動シリンダ３０の保持圧発生室３１内の圧力（保持圧）
はロック弁３４の受圧部３６に作用してロック弁３４は
ばね３５で遮断位置に保持され、保持圧が方向制御弁２
３に流れないのでタンクに洩れることがなく作動シリン
ダ３０の自然降下を防止できる。この時保持圧は主リリ
ーフ弁４５に作用するがセット圧より低いために主リリ
ーフ弁４５はリリーフ作動しない。

【００２４】前述の状態で慣性負荷や外力によって保持
圧受圧室３１内の圧力が異常昇圧すると、その圧力は逆
止弁４７より主リリーフ弁４５に作動して主リリーフ弁
４５のセット圧以上となるとリリーフ作動してタンクに
流出するから、保持圧が異常高圧となることを防止でき
る。

【００２５】パイロット弁６２を操作して方向制御弁２
３の第１受圧室４８にパイロット圧油を供給すると第１
圧油供給位置Ｂとなり、第１回路２９に圧油が供給され
てロック弁３４が開となる。

【００２６】パイロット弁６２を操作して方向制御弁２
３の第２受圧室４９にパイロット圧油を供給すると第２
圧油供給位置Ｃとなると共に、切換弁４０の受圧部４４
に圧油が供給されて連通位置となり、ロック弁３４のド
レーン路４１がタンク４２に連通するからロック弁３４
は開となり、作動シリンダ３０の保持圧発生室３１内の
圧油が方向制御弁２３のタンクポート２５よりタンクに
流出する。

【００２７】次に具体構造を説明する。方向制御弁２３
は図３に示すように弁ブロック７０を備え、この弁ブロ
ック７０のスプール７１にはポンプポート２４、第１・
第２負荷圧検出ポート２８−１、２８−２、第１・第２
アクチュエータポート２６，２７、第１・第２タンクポ
ート２５−１、２５−２が形成され、これらポートはス
プール孔７１に嵌挿したスプール７２を摺動することで
連通・遮断される。なお、第１・第２負荷圧検出ポート
２８−１，２８−２は図示しない油孔で連通している。

【００２８】前記スプール７２には第１・第２小径部７
３，７４と中間小径部７５が形成されスプール７２が図
３に示す中立位置の時には各ポートを遮断し、スプール
７２が図３で右方に摺動して第１圧油供給位置となると
ポンプポート２４が第２負荷圧検出ポート２８−２に連
通し、第１負荷圧検出ポート２８−１が第１アクチュエ
ータポート２６に連通し、第２アクチュエータポート２
７が第２タンクポート２５−２に連通してポンプポート
２４に流入した圧油は第１アクチュエータポート２６に
流入し、第２アクチュエータポート２７より第２タンク
ポート２５−２に戻り油が流出する。

【００２９】スプール７２を図３の状態から左に摺動し
て第２圧油供給位置とすると、ポンプポート２４が第１
負荷圧検出ポート２８−１に連通し、第２負荷圧検出ポ
ート２８−２が第２アクチュエータポート２７に連通し
てポンプポート２４の圧油が第２アクチュエータポート
２７に流入し、第１アクチュエータポート２６が第１タ
ンクポート２５−１に連通する。

【００３０】前記弁ブロック７０のスプール長手方向の
一端面７０ａには第１のばね箱７６が取付けられ、この
第１のばね箱７６内に第１ばね受７７と第２ばね受７８
が設けてあり、その第１ばね受７７が弁ブロック７０の
一端面７０ａとスプール７２の端面に当接し、第２ばね
受７８が底壁７６ａとスプール７２の段部７９に当接
し、第１・第２ばね受７７，７８間にばね８０が設けら
れてスプール７２を中立位置に保持し、かつ第１のばね
箱７６内部が第１受圧室４８となっている。前記弁ブロ
ック７０の他端面７０ｂには第２のばね箱８１が取付け
られて第２受圧室４９を構成している。前記弁ブロック
７０の下部にはチェック弁部５０を構成するスプール８
２と、減圧弁部５１を構成するスプール８３が相対向し
て嵌挿してある。

【００３１】前記弁ブロック７０の合せ面７０ｃにはブ
ロック９０の合せ面９０ａが接合して連結され、このブ
ロック９０には第１合せ面９０ａに開口した第１油孔９
１と第２油孔９２が形成してあり、その第１油孔９１は
弁ブロック７０の合せ面７０ｃに開口した第１アクチュ
エータポート２６と連通し、第２油孔９２は弁ブロック
７０の合せ面７０ｃに開口した第２アクチュエータポー
ト２７に開口し、第１油孔９１にロック弁３４が設けて
ある。

【００３２】前記ロック弁３４はブロック９０の第２合
せ面９０ｂに開口した弁孔９３に嵌合したポペット９４
を有し、このポペット９４はばね３５で閉じ方向に押さ
れ、そのばね３５はブロック９０の第２合せ面９０ｂに
取付けた蓋９５で支持されてばね室９６（図２の受圧部
３６）を構成し、このばね室９６はポペット９４に形成
した軸孔９７、細孔９８（図２の絞り３７を有する回路
３８）で第１油孔９１に開口し、その軸孔９７は細孔９
９で弁孔９３のポート１００に連通している。

【００３３】前記ブロック９０には第１合せ面９０ａと
第２合せ面９０ｂに開口した孔１０１が形成され、この
孔１０１は前記ポート１００に油孔１０２で連通し、か
つ弁ブロック７０の合せ面９０ａに形成した凹部１０３
よりタンク４２に連通し、その孔１０１は前記切換弁４
０を構成するバルブ１０４が嵌挿され、そのバルブ１０
４は蓋９５の盲孔１０５に臨み、かつばね１０６で一方
向に付勢されて円錐部１０７が孔１０１のシート１０８
に圧接して前記ポート１００と凹部１０３を遮断し、そ
のばね室１０９（図２の受圧部４４）は蓋９５の油孔１
１０、ブロック９０の油孔１１１、弁ブロック７０の油
孔１１２で前記第２受圧室４９に連通し、その第２受圧
室４９の圧油が油孔１１２、油孔１１１、油孔１１０よ
りばね室１０９に流入してバルブ１０４を押し下げて円
錐部１０７がシート１０８より離れてポート１００と凹
部１０３が連通し、第１油孔９１内の圧油がタンク４２
に流出するようになって前述の切換弁４０を構成してい
る。

【００３４】前記弁ブロック７０にはドレーンポート１
１３が形成され、このドレーンポート１１３は第１逆止
弁１１４で第１油孔９１に連通し、かつ第２逆止弁１１
５で第２アクチュエータポート２７に連通し、この第１
・第２逆止弁１１４，１１５はバルブ１１６をばね１１
７でシート１１８に圧着して成り、第１逆止弁１１４は
第１油孔９１からドレーンポート１１３への圧油流れを
許容し、第２逆止弁１１５は第２アクチュエータポート
２７からドレーンポート１１３への圧油流れを許容す
る。

【００３５】前記ドレーンポート１１３は図４に示すよ
うに弁ブロック７０の幅方向両側の接合面７０ｄにそれ
ぞれ開口し、複数の方向制御弁２３の弁ブロック７０を
接合することで各弁ブロック７０のドレーンポート１１
３が連通するようになり、その端部に位置する弁ブロッ
ク７０に主リリーフ弁４５を取付けるようにしてある。

【００３６】以上の様であるから、ロック弁３４と切換
弁４０を備えたブロック９０を弁ブロック７０で連結す
ることで図２に示す回路を構成できるから、方向切換弁
２３とロック弁３４と切換弁４０を配管で接続する必要
がなくなる。

【００３７】

【発明の効果】保持圧発生室３１内の異常高圧を防止す
る主リリーフ弁４５を別置きにできるので、ロック弁３
４と切換弁４０のみを設ければ良く、しかもその主リリ
ーフ弁４５は複数の作動シリンダ３０に共通することが
できるから、作動シリンダの自然降下を防止するユニッ
トの設置面積が小さくできるし、１つの主リリーフ弁を
設ければ良いからコストを安くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の説明図である。

【図２】本発明の実施例を示す説明図である。

【図３】方向制御弁の具体構造を示す断面図である。

【図４】図３の右側面図である。

【符号の説明】

２３…方向制御弁、２４…ポンプポート、２５…タンク
ポート、２６…第１アクチュエータポート、２７…第２
アクチュエータポート、２９…第１回路、３０…作動シ
リンダ、３１…保持圧発生室、３２…第２回路、３３…
他の室、３４…ロック弁、３５…ばね、３６…受圧部、
４０…切換弁、４３…ばね、４４…受圧部、４５…主リ
リーフ弁、４６…上流側回路、４７…逆止弁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方向制御弁２３のアクチュエータポート
   と作動シリンダ３０の保持圧発生室３１を接続する回路
   に設けられ、方向制御弁２３の出力圧と作動シリンダの
   保持圧によって連通方向に押され、かつ受圧部３６に作
   用する作動シリンダの保持圧とばね３５で遮断方向に押
   されるロック弁３４と、前記ロック弁３４の受圧部３６
   をタンク４２に連通・遮断する切換弁４０と、切換弁４
   ０を常時遮断位置とし、作動シリンダの保持圧発生室３
   １をタンクに連通した時には切換弁４０を連通位置とす
   る切換手段と、前記回路におけるロック弁３４より保持
   圧発生室３１寄りを主リリーフ弁４５の上流側回路４６
   に接続する逆止弁４７より構成した作動シリンダの制御
   装置。
2. 【請求項２】 ポンプポート２４とタンクポート２５と
   第１・第２アクチュエータポート２６，２７を備え、中
   立位置の時には第１・第２アクチュエータポート２６，
   ２７を遮断し、第１圧油供給位置の時にはポンプポート
   ２４と第１アクチュエータポート２６を連通し、かつ第
   ２アクチュエータポート２７をタンクポート２５に連通
   し、第２圧油供給位置の時にはポンプポート２４と第２
   アクチュエータポート２７を連通し、かつ第１アクチュ
   エータポート２６とタンクポート２５を連通する方向切
   換弁２３と、 前記第１アクチュエータポート２６を作動シリンダ３０
   の保持圧発生室３１に接続する第１回路２９と、第２ア
   クチュエータポート２７を他の室３３に接続する第２回
   路３２と、 前記第１回路２９に設けられ方向切換弁出力圧と保持圧
   の圧力で連通方向に押され、ばね３５と受圧部３６に作
   用する作動シリンダの保持圧で遮断方向に押されるロッ
   ク弁３４と、 前記ロック弁３４の受圧部３６に接続したドレーン路４
   １に設けられ、ばね４３で遮断位置に保持され受圧部４
   ４の圧力で連通位置となる切換弁４０と、 前記ロック弁３４と保持圧発生室３１との間の第１回路
   ２９及び第２回路３２を主リリーフ弁４５の上流側回路
   ４６にそれぞれ接続する逆止弁４７とを備え、 前記方向制御弁２３を第２圧油供給位置とする第２受圧
   室４９を前記切換弁４０の受圧部４４に接続した作動シ
   リンダの制御装置。
3. 【請求項３】方向制御弁２３の弁ブロック７０にロック
   弁３４と切換弁４０を備えたブロック９０を連結してロ
   ック弁３４の入口側を弁ブロック９０の第１アクチュエ
   ータポート２６に開口し、かつロック弁３４の出口側を
   アクチュエーポートとし、前記ブロック９０と弁ブロッ
   ク７０に切換弁４０のばね室１０９を方向切換弁２３の
   第２受圧室４９に連通する油孔を形成した請求項２記載
   の作動シリンダの制御装置。