JPH08232906A - 油圧操作回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作違和感を発生することなく、アクチュエ
ータ停止時のショックを充分に緩和することができる油
圧操作回路を提供する。 【構成】 パイロット弁１０からのパイロット圧Ｐp を
切換弁３０の油圧操作部３２ａ、３２ｂの操作油圧室３
４ａ（３４ｂ）内へ導入してこの切換弁のスプール３６
を操作することにより、油圧ポンプ１６からの圧油をア
クチュエータ１８へ給排する油圧操作回路において、パ
イロット弁と切換弁の操作油圧室との間に、ばね荷重４
２ａを負荷した圧力補償付流量制御弁部４０、４０′
と、絞りスプール５２の開度を切換弁の操作油圧室圧力
Ｐv に対応して開方向へ制御される可変絞り弁部５０、
５０′とをパラレルに配置した複合制御弁６０、６０′
を設け、そしてこの複合制御弁を介して、切換弁の操作
油圧室内の圧油を排出するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械等の油圧操作
回路、特にアクチュエータ駆動用の切換弁を、パイロッ
ト圧を介して操作する油圧操作回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アクチュエータ駆動用の切換弁
を、パイロット圧を介して操作する油圧操作回路（以
下、パイロット圧の油圧操作回路、或いは単に油圧操作
回路と称する）は、切換弁を遠隔的に操作することがで
きるので、すなわち各切換弁をそれぞれに操作する一般
的な方式に比較して簡便であるので、現在広く使用され
ている。

【０００３】なお、この種の油圧操作回路においては、
本来、切換弁の操作速度が速くなり、すなわちアクチュ
エータの起動および停止が急速或いは急激となり、この
ため起動および停止時の衝撃（ショック）を免れないこ
とから、一般的には、切換弁とパイロット弁の間に制御
弁を設けて、切換弁の前記操作速度を遅延させることに
より（例えば、実公平３−２７２２号公報参照）、前記
ショックを緩和し得るように構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のパイロット圧の油圧操作回路には、なお以下に述べ
るような改良すべき難点があった。

【０００５】すなわち、前記従来の油圧操作回路は、前
述したように、その回路内に制御弁を設けて、切換弁の
操作速度を遅延させることにより、アクチュエータのシ
ョックを緩和し得るように構成されている。さらに、詳
細には、前記制御弁は、通常は圧力補償付流量制御弁に
形成されていて、切換弁の油圧操作部からの圧油排出量
が比較的少ない一定量となるように、切換弁スプールの
移動速度を比較的小さい一定速度に制御することによ
り、アクチュエータに対する起動および停止時の圧油給
排油量を比較的少ない一定量に設定して、前記ショック
を緩和し得るように構成されている。すなわち、停止時
のショック緩和過程における（なお、ここで前記述来の
難点は、主としてこの停止過程に伴って発生する）回路
特性（図８参照）を、切換弁の油圧操作部圧力Ｐv に関
する変化時間（切換弁の応答時間）ｔ3 として表すと、
この応答時間ｔ3 は、後に再び説明する図５におけるパ
イロット圧Ｐp の対応変化時間（パイロット弁の操作時
間）ｔ1 に対比して、緩かな一定勾配をもって相当の時
間遅延している。

【０００６】しかるに、前記応答時間は、前述したよう
に緩かな一定勾配を有し、従って充分なショック緩和を
達成するには、相当の遅延時間を要する。換言すれば、
パイロット弁の操作に対して、切換弁が相当の応答遅れ
を発生する。このため、結果的には、実際の回路操作に
おいて、アクチュエータの動きが運転者の感覚に合致し
なくなる難点（操作違和感）を有していた。すなわち、
前記従来の油圧操作回路は、充分なショック緩和を達成
するには、操作違和感を免れない難点を有していた。な
お、この難点は、油圧操作回路全体の安全性および操作
性が低下することは明らかである。

【０００７】そこで、本発明の目的は、操作違和感を発
生することなく、アクチュエータ停止時のショックを充
分に緩和することができる油圧操作回路を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】先の目的を達成するた
め、本発明に係る油圧操作回路は、パイロット弁からの
パイロット圧を切換弁の操作油圧室へ導入し、この切換
弁のスプールを操作することにより、油圧ポンプからの
圧油をアクチュエータへ給排する油圧操作回路におい
て、前記パイロット弁と切換弁の操作油圧室との間に、
ばね荷重を負荷した圧力補償付流量制御弁部と、切換弁
の前記操作油圧室の圧力に対応して開度の調節を行う可
変絞り弁部とをパラレルに配置した複合制御弁を設け、
この複合制御弁を介して前記操作油圧室内の圧油を排出
することを特徴とする。

【０００９】この場合、複合制御弁の圧力補償付流量制
御弁部と可変絞り弁部とは、これらを一体的に形成する
と共に、圧力補償付流量制御弁部のばね荷重は、切換弁
の操作油圧室の圧力に対応して変化するように構成する
ことができる。また、複合制御弁の可変絞り弁部は、切
換弁スプールのストロークの途中で閉成されるように構
成すれば好適である。

【００１０】

【作用】本発明においては、切換弁の操作油圧室内の信
号油の、アクチュエータ停止時における排出は、複合制
御弁の圧力補償付流量制御弁部と可変絞り弁部の両部を
介して行われ、そしてこの信号油の排出パターンは、可
変絞り弁部がその絞り開度（通過流量）を操作油圧室内
の圧力に対応して調節されていることから、初期の急速
排出領域から終期の緩速排出領域へと移行される。すな
わち、アクチュエータの停止動作は、急速動作から低速
動作へと移行される。従って、本発明によれば、切換弁
の応答時間が短縮されて操作違和感が解消されると同時
に、アクチュエータの停止が緩衝的に行われて、停止時
のショックも充分に緩和することができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係る油圧操作回路の実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１２】図１において、先ず本発明の油圧操作回路
は、基本的には、この種の一般的回路と同様に、パイロ
ット弁１０からのパイロット圧を、パイロット信号ライ
ン１２、１４および１２′、１４′を介して切換弁３０
の油圧操作部３２ａ、３２ｂの操作油圧室３４ａ（３４
ｂ）〔図２参照〕へそれぞれ導入して、この切換弁３０
のスプール３６を操作することにより、油圧ポンプ１６
からの圧油をポンプ吐出ライン１６ａおよびアクチュエ
ータライン１８ａ、１８ｂを介してアクチュエータ１８
へ給排し、負荷２０を駆動するように構成されている。
なお、図中の参照符号２２はタンクを示す。

【００１３】しかるに、本発明においては、前記構成に
おいて、パイロット弁１０と切換弁３０の操作油圧室３
４ａ（３４ｂ）との間、すなわちパイロット信号ライン
１２、１４および１２′１４′のそれぞれの間には、圧
力補償付流量制御弁部４０、４０′と、可変絞り弁部５
０、５０′とをそれぞれパラレルに配置した複合制御弁
６０、６０′が設けられる。そして、この複合制御弁６
０、６０′を介して、切換弁３０の操作油圧室３４ａ
（３４ｂ）内の圧油を排出するように構成されている。

【００１４】なお、ここで前記複合制御弁６０、６０′
を説明する前に、このような構成における本発明のパイ
ロット弁１０と切換弁３０につき簡単に説明すると、先
ずパイロット弁１０は、そのパイロット圧（ライン１２
または１２′内の圧力）Ｐpが、図３に示すように、レ
バー１０ａの操作角度θに略比例するように構成されて
いる。

【００１５】次に、切換弁３０は、図２において（既に
部分的に説明したが）、両端部の油圧室内スプリング３
５ａ、３５ｂを介して中立位置に保持されているスプー
ル３６が、例えば図示の左側の操作油圧室３４ａ内にパ
イロット圧により圧力Ｐv が発生すると、この圧力Ｐv
に比例して（図４参照）、ストッパ３８ａ（３８ｂ）で
規制される最大ストロークＬmax の範囲を右行するよう
に構成されている。

【００１６】そこで、以下に前記複合制御弁６０、６
０′について説明する。なお、ここで前記両複合制御弁
６０、６０′は、同一の構成からなることは明らかであ
るので、以下の説明では、一方の弁のみに限定して行
う。すなわち、一方の複合制御弁６０の、先ず圧力補償
付流量制御弁部４０は、ばね荷重４２ａを負荷された圧
力補償付流量制御弁４２からなり、切換弁３０側からの
圧油（戻り油）流量を制御するように構成されている。
なお、この制御弁４２の外側には、パイロット弁１０側
からの圧油（パイロット信号油）を切換弁３０側へ通過
させるチェック弁４４が付加されている。

【００１７】次に、他方の可変絞り弁部５０は、ばね荷
重５２ａを負荷された絞りスプール５２からなり、その
開度を、切換弁３０側からの圧力（油圧室３４ａ圧力）
Ｐvに対応して調節するように構成されている。

【００１８】そこで、このように構成された本発明の油
圧操作回路は、以下のように作動する。すなわち、先
ず、レバー１０ａを操作して、パイロット弁１０からの
信号油を、例えば信号ライン１２へ送出すると、この信
号油は、複合制御弁６０の制御弁部４０内のチェック弁
４４（なお、この時、両弁部４０、５０の流量制御弁４
２および絞りスプール５２は共に閉成されている）およ
び信号ライン１４を経て、切換弁３０の油圧操作部３２
ａへ達し、スプール３６を反対側スプリング３５ｂのば
ね力に抗し、図示において右行させる。これにより、油
圧ポンプ１６からの圧油を、ポンプ吐出ライン１６ａ、
アクチュエータライン１８ａ、１８ｂおよびタンクライ
ン２２ａを介してアクチュエータ１８へ給排し、そして
負荷２０を駆動する。なお、ここでパイロット弁１０の
レバー１０ａの操作角度θと、切換弁３０のスプール３
６のストロークＬとの関係は、操作角度θとパイロット
圧Ｐp とは略比例しており（図３参照）、一方ストロー
クＬはその範囲が限定されているので（図４参照）、ス
プールスプリング３５ａ、３５ｂのばね定数等を適宜に
調節することにより、レバー１０ａの全操作角度θmax
の時点で、スプール３６を全ストロークＬmax させるよ
うに構成することができる。

【００１９】次に、前記状態において、アクチュエータ
１８を停止すべく、パイロット弁１０を中立位置へ急操
作復帰させると、切換弁３０の操作油圧室３４ａ内の信
号油は、前記操作に対応して中立位置へ復帰するスプー
ル３６の作動により、信号ライン１４、複合制御弁６０
を介して信号ライン１２内（この時、その内部パイロッ
ト圧Ｐp は、前記急操作により既に消滅している）へ排
出される。そして、この排出は、複合制御弁６０の一方
の圧力補償付流量制御弁部４０においては、漸次低下す
る操作油圧室圧力Ｐv を介して、流量制御弁４２から順
次排出されるので、比較的少ない一定量に設定される。

【００２０】しかるに、他方の可変絞り弁部５０におい
ては、その絞りスプール５２の開度が、信号ライン５４
から作用される操作油圧室圧力Ｐv の大きさに対応し
て、開方向へ制御されるように構成されているので、前
記操作油圧室圧力Ｐv は漸次低減されて、その前記排出
量は、初期の大排出量から終期の小排出量へと変化す
る。従って、これら両弁部４０、５０（すなわち、複合
制御弁６０）からの信号油の排出パターンは、初期の急
速排出領域から終期の緩速排出領域へと移行する。すな
わち、図６は、前記排出パターンを切換弁３０の操作油
圧室圧力Ｐv に関する応答時間ｔ2 として、前述した従
来の応答時間ｔ2 （図８参照）に対応するように示した
ものであるが、これらから分かるように、応答時間ｔ2
は全体的に相当短縮され、また操作油圧室圧力Ｐv はそ
の終端部で充分緩かに停止している。

【００２１】従って、本発明によれば、切換弁の応答時
間が短縮されることにより、操作違和感が解消されると
同時に、アクチュエータの停止が緩衝的に行われて、停
止時のショックも充分に緩和し得ることができる。な
お、駆動時における油圧ポンプとアクチュエータ間の圧
油の接続状態の切換は、切換弁の前記応答（作動）時間
の終端部で行われるので、停止時のショックの緩和に
は、前記終端部における切換弁の穏やかな停止が不可欠
である。

【００２２】図７は、本発明の油圧操作回路における複
合制御弁の別の実施例を示すものである。本実施例の複
合制御弁６２は、先の実施例の複合制御弁６０におい
て、その圧力補償付流量制御弁部４０の流量制御弁４２
と可変絞り弁部５０の絞りスプール５２とを一体的に形
成すると共に、圧力補償付流量制御弁部４０には、先の
ばね荷重４２ａの他に更に別のばね荷重４２ｂを設け、
そしてこのばね荷重４２ｂを切換弁３０の操作油圧室圧
力Ｐv に対応して変化するように構成したものである。
すなわち、本実施例においては、複合制御弁５２の作動
状態において、例えば切換弁３０の操作油圧室圧力Ｐv
が低下すると、これによって絞りスプール５２が上昇
（矢印参照）し、そして流量制御弁４２が上昇して、ば
ね荷重４２ｂが減少し（前記圧力低下に対応して）、こ
の結果流量制御弁４２の通過（排出）流量が増大する。
なお、このことは、切換弁の応答時間の短縮に、特に有
効であることは明らかである。

【００２３】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る油圧
操作回路は、パイロット弁からのパイロット圧を切換弁
の操作油圧室へ導入し、この切換弁のスプールを操作す
ることにより、油圧ポンプからの圧油をアクチュエータ
へ給排する油圧操作回路において、前記パイロット弁と
切換弁の操作油圧室との間に、ばね荷重を負荷した圧力
補償付流量制御弁部と切換弁の前記操作油圧室の圧力に
対応して開度の調節を行う可変絞り弁部とをパラレルに
配置した複合制御弁を設け、この複合制御弁を介して前
記操作油圧室内の圧油を排出するように構成したことに
より、切換弁の操作油圧室内の信号油の、アクチュエー
タ停止時における排出パターンは、初期の急速排出領域
から終期の緩速排出領域へと移行する。すなわち、アク
チュエータの停止動作は、急速停止から低速停止へと移
行する。

【００２５】従って、本発明によれば、切換弁の応答時
間が短縮されて、操作違和感が解消されると同時に、ア
クチュエータの停止が緩衝的に行われて、停止時のショ
ックも充分に緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧操作回路の一実施例を示す油
圧回路図である。

【図２】図１に示す切換弁の操作油圧室の拡大図であ
る。

【図３】図１に示すパイロット弁のレバー操作角度θと
パイロット圧Ｐp の関係を示すグラフである。

【図４】図１に示す切換弁の操作油圧室圧力Ｐv とスプ
ールストロークＬの関係を示すグラフである。

【図５】図１に示すパイロット弁の駆動停止時における
パイロット圧Ｐp に関する操作時間ｔ1 を示すグラフで
ある。

【図６】図１に示す切換弁の駆動停止時における操作油
圧室内圧力Ｐv に関する応答時間ｔ2 を示すグラフであ
る。

【図７】本発明に係る油圧操作回路における複合制御弁
の別の実施例を示す油圧回路図である。

【図８】従来の油圧操作回路の切換弁の駆動停止時にお
ける操作油圧室内圧力Ｐv に関する応答時間ｔ3 を示す
グラフである。

【符号の説明】

１０ パイロット弁 １０ａ 操作レバー １２、１２′、１４、１４′ パイロット信号ライン １６ 油圧ポンプ １８ａ、１８ｂ アクチュエータライン ２０ 負荷 ２２ タンク ２２ａ タンクライン ３０ 切換弁 ３２ａ、３２ｂ 油圧操作部 ３４ａ（３４ｂ） 操作油圧室 ３５ａ、３５ｂ スプリング ３６ スプール ３８ａ（３８ｂ） ストッパ ４０、４０′ 圧力補償付流量制御弁部 ４２ 流量制御弁 ４２ａ、４２ｂ ばね荷重 ４４ チェック弁 ５０、５０′ 可変絞り弁部 ５２ 絞りスプール ５２ａ ばね荷重 ５４ 信号ライン ６０、６０′、６２ 複合制御弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイロット弁からのパイロット圧を切換
   弁の操作油圧室へ導入し、この切換弁のスプールを操作
   することにより、油圧ポンプからの圧油をアクチュエー
   タへ給排する油圧操作回路において、前記パイロット弁
   と切換弁の操作油圧室との間に、ばね荷重を負荷した圧
   力補償付流量制御弁部と、切換弁の前記操作油圧室の圧
   力に対応して開度の調節を行う可変絞り弁部とをパラレ
   ルに配置した複合制御弁を設け、この複合制御弁を介し
   て前記操作油圧室内の圧油を排出することを特徴とする
   油圧操作回路。
2. 【請求項２】 複合制御弁の圧力補償付流量制御弁部と
   可変絞り弁部とは、これらを一体的に形成すると共に、
   圧力補償付流量制御弁部のばね荷重は、切換弁の操作油
   圧室の圧力に対応して変化するように構成してなる請求
   項１記載の油圧操作回路。
3. 【請求項３】 複合制御弁の可変絞り弁部は、切換弁ス
   プールのストロークの途中で閉成されるように構成して
   なる請求項１または２記載の油圧操作回路。