JPH1130205A - 油圧回路装置及び分流補償付き方向切換弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧ポンプの吐出流量をメータイン絞りの開口
面積比に応じて分流補償することができると共に、キャ
ビテーションの発生や逆流を防止できる油圧回路装置及
び分流補償付きの方向切換弁装置を提供する。 【解決手段】方向切換弁８のメータイン絞りの下流側に
ロードチェック弁２２が配置され、アクチュエータ６，
７からロードチェック弁２２の上流側への逆流を阻止す
る。方向切換弁のメータアウト絞りの下流側の排出路１
０ａ，１０ｂ上にはノーマルクローズ形の圧力制御弁２
１ａ，２１ｂが設けられ、方向切換弁８のメータイン絞
りとロードチェック弁２２との間には信号路３１ａ，３
１ｂが接続され、メータイン絞りの下流側の圧力が負荷
圧相当の信号圧として検出される。信号路にはチェック
弁２３が検出路３０に開放動作可能に接続されており、
信号路で検出した信号圧の中の最高圧力が最高信号圧と
して検出路３０に検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルや油
圧クレーンなどの油圧機械に備えられる油圧回路装置及
び方向切換弁装置に係わり、特に、アクチュエータとタ
ンクとを連絡するメータアウト通路上に圧力制御弁を有
する分流補償付き方向切換弁装置を備えた油圧回路装置
及びその方向切換弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ポンプの吐出圧油を複数の油圧アク
チュエータに供給するには、油圧ポンプの吐出路に並列
に複数の方向切換弁を接続し、かつこの複数の方向切換
弁をアクチュエータからの圧油をタンクへ排出可能なよ
うに接続し、この複数の方向切換弁を切り換え操作すれ
ばよい。しかし、このように複数の方向切換弁を並列接
続した場合、複数のアクチュエータを同時に駆動した際
には、低負荷側のアクチュエータに優先的に油圧ポンプ
の吐出流量が供給され、高負荷側のアクチュエータの駆
動が補償されなくなる。

【０００３】そこで、これを解決する方法として、例え
ば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８４４４００Ａ
１に開示されるような油圧回路装置が提案されている。

【０００４】この油圧回路装置では、可変容量型の油圧
ポンプからアクチュエータに至る方向切換弁のメータイ
ン通路上に圧力制御弁を配置すると共に、この圧力制御
弁の開方向と閉方向に付与される制御信号圧をそれぞれ
選択（切換・接続）可能な構成とすることにより、１つ
の圧力制御弁で圧力（分流）補償機能とロードチェック
機能を果たしかつアクチュエータの２方向作動に対応可
能としている。

【０００５】また、特開平４−１８５９０３号公報には
圧力制御弁をメータアウト配置した油圧回路装置が提案
されている。この油圧回路装置を図５に示す。

【０００６】図５において、油圧ポンプ１の吐出路３か
らの並列油路４に方向切換弁８０，８０が設けられると
共に、負荷油路１１，１２を介してアクチュエータ６，
７がそれぞれ並列接続されている。更に、方向切換弁８
０，８０からの排出路９０ａ，９０ｂが、（共通の）タ
ンクライン１０を介してタンク５へ接続される。

【０００７】上記並列油路４上にはチェック弁８２が配
置され、ポンプ吐出路３への逆流が阻止される。

【０００８】排出路９０ａ，９０ｂ上には、それぞれ分
流補償用の圧力制御弁８１ａ，８１ｂが設けられてい
る。

【０００９】この油圧回路装置に備えられたアクチュエ
ータ６，７の負荷圧は、方向切換弁８０，８０の切り換
え動作に伴って、信号路８４ａあるいは８４ｂを介して
検出路８４に導かれ、または方向切換弁８０の操作中立
時は信号路８４ｃによりタンク圧が検出路８４に導か
れ、更にチェック弁８３によって、当該油圧回路装置の
最高負荷圧が検出路７０で検出される。

【００１０】この最高負荷圧は検出路７０を介して油圧
ポンプ１の傾転制御手段であるレギュレータ２に導か
れ、その吐出圧が最高負荷圧よりも一定圧力高くなるよ
うに油圧ポンプ１の吐出容量を制御する、一般にロード
センシング制御と呼ばれる可変容量制御が行われる。

【００１１】また、検出路７０には絞り７３を介してタ
ンクへ接続されるドレン通路が備わり、各方向切換弁８
０の操作中立時、油圧ポンプ１のロードセンシング制御
に係わる最高負荷圧をアンロード状態とする。

【００１２】上記排出路９０ａ，９０ｂに備えられた圧
力制御弁８１ａ，８１ｂは、ノーマルオープン形であ
り、検出路８４に接続された信号油路７１ａ，７１ｂを
介し負荷圧が圧力制御弁８１ａ，８１ｂを開弁するよう
に導かれ、ばね７２と共に開方向の制御力が付与され、
更に最高負荷圧が、検出路７０、信号油路７０ａ，７０
ｂを介し圧力制御弁８１ａ，８１ｂを閉弁するように導
かれ、閉方向の制御力が付与される。したがって、圧力
制御弁８１ａ，８１ｂは、方向切換弁８０，８０の切り
換え方向に対応したメータイン絞り下流圧、即ちアクチ
ュエータ負荷圧が概ね最高負荷圧と等しくなるようにメ
ータアウト側で排出制御しており、これにより負荷圧の
異なるアクチュエータ６，７の複合駆動の場合でも、該
圧力制御弁の作用によって低負荷側アクチュエータから
タンクラインへの通路面積制限により、油圧ポンプ１の
吐出圧が高負荷側のアクチュエータ駆動圧レベルまで上
昇できるので、各方向切換弁８０，８０のメータイン絞
りの開口面積比に応じて油圧ポンプ１の吐出流量を分配
することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ドイツ連邦共和国特許
出願公開第３８４４４００Ａ１に記載の油圧回路装置で
は、方向切換弁の流入開度（つまりメータイン絞り開
度）に基づくメータイン側での分流補償であり、方向切
換弁の戻り開度（つまりメータアウト絞り開度）に関係
なく圧力制御弁で分流制限される。このため、負荷圧差
のあるアクチュエータの複合駆動の際、特にポンプ流量
が不足した分流状態では、例えば、メータアウト制御が
必要な低負荷側アクチュエータでは圧油の供給が不足
し、キャビテーションが発生し、騒音上や機器の信頼性
上の問題が生じる。

【００１４】また、圧力制御弁への信号圧の選択部や、
これに接続しなければならない複数の信号油路を設ける
必要があり、弁装置本体の構造が大型化、複雑化しやす
いため、製造・製作費の増加を招くなど欠点も生じる。

【００１５】特開平４−１８５９０３号公報に記載の油
圧回路装置では、上記のように圧力制御弁８１ａ，８１
ｂをメータアウト配置し、方向切換弁８０，８０の切り
換え方向に対応したメータイン絞り下流圧、即ちアクチ
ュエータ負荷圧が概ね最高負荷圧と等しくなるようにメ
ータアウト側で排出制御するため、負荷圧の異なるアク
チュエータの複合駆動の場合でも、圧力制御弁の作用に
よって低負荷側アクチュエータからタンクラインへの通
路面積制限により、油圧ポンプ１の吐出圧が高負荷側の
アクチュエータ駆動圧レベルまで上昇できるので、各方
向切換弁８０，８０のメータイン絞りの開口面積比応じ
て油圧ポンプ１の吐出流量を分配することができると共
に、アクチュエータ内でのキャビテーションの発生が防
止できる。

【００１６】しかしながら、ロードチェック弁８２下流
配置の方向切換弁８０のメータイン絞りの下流圧が検出
路８４、チェック弁８３を介し最高負荷圧の検出路７０
へ接続されると共に、該検出路７０は絞り７３を介しタ
ンク５へ接続するドレン通路が形成されているので、ア
クチュエータに外力が作用した場合や油圧ポンプ１の吐
出圧がアクチュエータの駆動圧レベルに達しない場合な
どに、アクチュエータ側からこのドレン通路を介した圧
油の流出が阻止できず、アクチュエータの作動劣化及び
これらアクチュエータによって駆動する作業機械本体の
作業性劣化を招く問題を生じる。

【００１７】また、圧力制御弁はノーマルオープン形で
あるため、例えばアームクラウドとブーム上げの複合操
作で行う水平引きなどのように、低負荷（アームクラウ
ド）と高負荷（ブーム上げ）の組み合わせによる複合操
作時には、低負荷側の圧力制御弁が絞られて始めて油圧
ポンプの吐出圧力が更に上昇し、高負荷側のアクチュエ
ータに圧油が供給可能な状態となるため、低負荷側のア
クチュエータに対して高負荷側のアクチュエータの動き
出しが鈍くなり、始動性が悪いという問題がある。

【００１８】本発明の第１の目的は、油圧ポンプの吐出
流量をメータイン絞りの開口面積比に応じて分流補償す
ることができると共に、キャビテーションの発生や逆流
を防止できる油圧回路装置及び分流補償付きの方向切換
弁装置を提供することである。

【００１９】本発明の第２の目的は、油圧ポンプの吐出
流量をメータイン絞りの開口面積比に応じて分流補償す
ることができると共に、キャビテーションの発生や逆流
を防止でき、更に複合操作での高負荷側のアクチュエー
タの良好な始動性を確保できる油圧回路装置及び分流補
償付きの方向切換弁装置を提供することである。

【００２０】本発明の第３の目的は、比較的簡素化され
た構成でキャビテーションの発生や逆流を防止できる分
流補償付きの方向切換弁装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

（１）上記第１の目的を達成するために、本発明は、油
圧ポンプを複数のアクチュエータのそれぞれに接続する
複数のメータイン通路と、前記複数のアクチュエータの
それぞれをタンクに接続する複数のメータアウト通路
と、同じアクチュエータに係わるメータイン通路及びメ
ータアウト通路上にそれぞれ配置された複数の方向切換
弁と、これら複数の方向切換弁のそれぞれのメータイン
絞りの下流側の圧力を信号圧として検出する第１検出手
段と、当該信号圧の中の最高圧力を最高信号圧として検
出する第２検出手段とを有し、前記第１検出手段で検出
した信号圧と第２検出手段で検出した最高信号圧が導か
れ、対応する方向切換弁のメータイン絞りの下流側の圧
力を制御する複数の圧力制御弁とを有する油圧回路装置
において、前記複数の圧力制御弁を前記複数のメータア
ウト通路のそれぞれに配置すると共に、前記複数の方向
切換弁のそれぞれのメータイン絞りの下流側にロードチ
ェック弁を配置し、前記第１検出手段を各メータイン絞
りとロードチェック弁との間の油路に接続し、この油路
の圧力を前記信号圧として検出するものとする。

【００２２】このように圧力制御弁をメータアウト通路
に配置することにより、油圧ポンプの吐出流量をメータ
イン絞りの開口面積比に応じて分流補償することができ
ると共に、従来分流時に起こりがちであったキャビテー
ションの発生を防止できる。

【００２３】また、メータイン絞り下流側にロードチェ
ック弁を配置し、このメータイン絞り下流側の圧力を信
号圧として検出する構成なので、アクチュエータに外力
が作用した場合や油圧ポンプの吐出圧がアクチュエータ
の駆動圧レベルに達しない場合などに、アクチュエータ
側から最高信号圧の検出路に接続したドレン通路を介し
た圧油の逆流が阻止できる。

【００２４】（２）また、上記第２の目的を達成するた
め、本発明は、上記（１）において、前記複数の圧力制
御弁をノーマルクローズ形の弁とし、かつ前記信号圧が
対応する圧力制御弁を開弁するように導かれ、開方向の
制御力が付与され、前記最高信号圧が全ての圧力制御弁
を閉弁するように導かれ、ばねと共に閉方向の制御力が
付与される構成としたものである。

【００２５】このように圧力制御弁をノーマルクローズ
形とすることにより、低負荷と高負荷の組み合わせで行
う複合操作時には、低負荷側の圧力制御弁は開方向に動
作して必要な絞り状態となるので、低負荷側の圧力制御
弁の閉まり方が不十分となることはなく、油圧ポンプの
吐出圧力も応答良く高圧側のアクチュエータへの圧油の
供給に必要な圧力まで上昇し、低負荷側のアクチュエー
タに対して高負荷側のアクチュエータの動き出しが鈍く
なることはなく、良好な始動性が確保できる。

【００２６】（３）上記（２）において、好ましくは、
前記第２検出手段は圧力発生手段として機能する予張さ
れたばねを備えたチェック弁であり、このチェック弁の
ばねの予張力が前記圧力制御弁の閉方向の制御力を付与
するばねの予張力より大きくなるよう設定されている。

【００２７】このようにチェック弁のばねの予張力を圧
力制御弁のばねの予張力より大きくなるように設定する
ことにより、圧力制御弁がノーマルクローズ形であり、
閉方向に最高信号圧が作用する構成であっても、圧力制
御弁の開方向に信号圧が導かれると、圧力制御弁が確実
に開くようになる。

【００２８】（４）また、上記（１）において、好まし
くは、前記圧力制御弁が対応する方向切換弁のメータア
ウト絞りの下流側に配置されている。

【００２９】（５）上記（１）において、前記圧力制御
弁が対応する方向切換弁のメータアウト絞りの上流側に
配置されていてもよい。

【００３０】（６）また、上記目的を達成するために、
本発明は、油圧ポンプを複数のアクチュエータのそれぞ
れに接続する複数のメータイン通路と、前記複数のアク
チュエータのそれぞれをタンクに接続する複数のメータ
アウト通路と、同じアクチュエータに係わるメータイン
通路及びメータアウト通路上にそれぞれ配置された複数
の方向切換弁と、これら複数の方向切換弁のそれぞれの
メータイン絞りの下流側の圧力を信号圧として検出する
第１検出手段と、当該信号圧の中の最高圧力を最高信号
圧として選択する第２検出手段と、前記第１検出手段で
検出した信号圧と第２検出手段で検出した最高信号圧が
導かれ、対応する方向切換弁のメータイン絞りの下流側
の圧力を制御する複数の圧力制御弁とを有する分流補償
付き方向切換弁装置において、前記複数の圧力制御弁を
前記複数のメータアウト通路のそれぞれに配置すると共
に、前記複数の方向切換弁のそれぞれのメータイン絞り
下流側にロードチェック弁を配置し、前記第１検出手段
を各メータイン絞りとロードチェック弁との間の油路に
接続し、この油路の圧力を前記信号圧として検出するも
のとする。

【００３１】これにより上記（１）で述べたように、油
圧ポンプの吐出流量をメータイン絞りの開口面積比に応
じて分流補償することができると共に、キャビテーショ
ンの発生や逆流を防止できる。

【００３２】（７）上記（６）において、好ましくは、
前記複数の圧力制御弁はノーマルクローズ形の弁であ
り、かつ前記信号圧が対応する圧力制御弁を開弁するよ
うに導かれ、開方向の制御力が付与され、前記最高信号
圧が全ての圧力制御弁を閉弁するように導かれ、ばねと
共に閉方向の制御力が付与される。

【００３３】これにより上記（２）で述べたように、低
負荷と高負荷の組み合わせで行う複合操作時に低負荷側
の圧力制御弁の閉まり方が不十分となることはなく、低
負荷側のアクチュエータに対して高負荷側のアクチュエ
ータの動き出しが鈍くなることはなく、良好な始動性が
確保できる。

【００３４】（８）上記（７）において、好ましくは、
前記第２検出手段は圧力発生手段として機能する予張さ
れたばねを備えたチェック弁であり、このチェック弁の
ばねの予張力が前記圧力制御弁の閉方向の制御力を付与
するばねの予張力より大きくなるよう設定されている。

【００３５】これにより上記（３）で述べたように、圧
力制御弁がノーマルクローズ形であり、閉方向に最高信
号圧が作用する構成であっても、圧力制御弁の開方向に
信号圧が導かれると、圧力制御弁が確実に開くようにな
る。

【００３６】（９）更に、上記第３の目的を達成するた
め、本発明は、上記（７）において、前記複数の方向切
換弁の弁体を、それぞれ、ケーシング本体のスプール孔
に嵌挿された第１スプールで構成し、前記複数の圧力制
御弁の弁体を、同じケーシング本体のスプール孔に前記
メインスプールと平行に挿嵌された第２スプールで構成
し、この第２スプールは大径部と小径部を持つ段付きス
プールとして構成され、この段付きスプールの小径側端
面と大径側端面をそれぞれ第１受圧室と第２受圧室に位
置させ、かつ第１受圧室には前記第２検出手段で検出し
た最高信号圧を導き、第２受圧室には前記圧力制御弁の
閉方向の制御力を付与するばねを位置させ、更に前記段
付きスプールの小径側端面と大径側端面を貫通する軸方
向の油孔を形成し、第１受圧室に導かれた最高信号圧を
更に第２受圧室に導くものとする。

【００３７】このように圧力制御弁の弁体を段付きスプ
ールで構成し、このスプール内に両端を貫通する軸方向
の油孔を形成し、第１受圧室に導かれた最高信号圧を第
２受圧室に導くようにしたので、最高信号圧の検出路及
び信号路の構成を簡素化することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００３９】図１は本発明の第１の実施形態による油圧
回路装置を示す回路図であり、１は可変容量形の油圧ポ
ンプである。この可変容量形の油圧ポンプ１はレギュレ
ータ２により傾転が制御される。油圧ポンプ１の吐出路
３には並列油路４，４が接続されており、この並列油路
４，４に方向切換弁８，８が接続され、更に油路１３，
１４，負荷油路１１，１２を介して油圧アクチュエータ
（油圧シリンダ）６，７がそれぞれ並列接続されてい
る。また、方向切換弁８，８からの排出路１０ａ，１０
ｂが共通のタンクライン１０を介してタンク５へ接続さ
れる。

【００４０】ここで、並列油路４，４、油路１３，１
４、負荷油路１１は油圧ポンプ１をアクチュエータ６，
７のそれぞれに接続するメータイン通路を構成し、負荷
油路１２、排出路１０ａ，１０ｂはアクチュエータ６，
７のそれぞれをタンク５に接続するメータアウト通路を
構成している。また、向切換弁８，８はメータイン絞り
８ａ１，８ａ２及びメータアウト絞り８ｂ１，８ｂ２を
有し、油路１３，１４、負荷油路１１はメータイン絞り
８ａ１，８ａ２の下流側に位置し、排出路１０ａ，１０
ｂはメータアウト絞り８ｂ１，８ｂ２の下流側に位置し
ている。

【００４１】方向切換弁８，８のメータイン絞り８ａ
１，８ａ２の下流側となる油路１３と油路１４の間には
ロードチェック弁２２が配置され、アクチュエータ６，
７からロードチェック弁２２の上流側への逆流は阻止す
ることができる。更に、方向切換弁８，８のメータアウ
ト絞り８ｂ１，８ｂ２の下流側の排出路１０ａ，１０ｂ
上には、それぞれ圧力制御弁２１ａ，２１ｂが設けられ
ている。

【００４２】方向切換弁８，８のメータイン絞り８ａ
１，８ａ２とロードチェック弁２２との間に位置する油
路１３には信号路３１ａ，３１ｂが接続され、方向切換
弁８，８が図示の中立位置から切り換えられたときに
は、メータイン絞り８ａ１，８ａ２の下流側の圧力であ
る油路１３の圧力がアクチュエータ６，７の負荷圧力に
相当する信号圧として検出され、方向切換弁８，８が図
示の中立位置にあるときはタンク５に接続したタンク油
路１５ａ又は１５ｂ及び方向切換弁８，８内の信号路１
５ｃを介してタンク圧が信号路３１ａ，３１ｂに導かれ
る。

【００４３】また、信号路３１ａ，３１ｂにはチェック
弁２３が検出路３０に開放動作可能に接続されており、
このチェック弁２３により信号路３１ａ，３１ｂで検出
した信号圧の中の最高圧力が最高信号圧として検出路３
０に検出される。検出路３０は絞り３３を介してタンク
５へ至るドレン通路３０ａが接続されている。

【００４４】また、チェック弁２３には圧力発生手段と
して機能する予張されたばね２４が備えられ、信号路３
１ａ，３１ｂの信号圧の中の最高圧力がばね２４の予張
力に相当する分だけ少し減圧され、この減圧された圧力
が上記最高信号圧として検出される。

【００４５】検出路３０に検出された最高信号圧は信号
路３０ｂを介して油圧ポンプ１のレギュレータ２に導か
れ、ロードセンシング制御が行われると共に、信号路３
０ｃを介して油圧ポンプ１の吐出路３に接続されたアン
ロード弁５０に導かれ、方向切換弁８，８が中立位置に
あるとき、油圧ポンプ１の吐出圧をアンロード状態とす
る。また、上記のドレン通路３０ａにより、方向切換弁
８，８が中立位置にあるとき、油圧ポンプ１のロードセ
ンシング制御に係わる最高信号圧をアンロード状態とす
る。

【００４６】排出路１０ａ，１０ｂに設けられた圧力制
御弁２１ａ，２１ｂは、ノーマルクローズ形であり、信
号路３１ａ，３１ｂに検出された信号圧（油路１３の圧
力）が圧力制御弁２１ａ、２１ｂを開弁するように導か
れ、開方向の制御力が付与されており、更に検出路３０
に検出された最高信号圧が、信号路３０ｄ，３０ｅを介
し圧力制御弁２１ａ，２１ｂを閉弁するように導かれ、
ばね３２と共に閉方向の制御力が付与されている。

【００４７】ここで、チェック弁２３のばね２４の予張
力は、圧力制御弁２１ａ，２１ｂのばね３２の予張力よ
り大きくなるように設定されている。これにより圧力制
御弁２１ａ，２１ｂがノーマルクローズ形であり、閉方
向に最高信号圧が作用する構成になっていても、信号路
３１ａ，３１ｂに信号圧が導かれると圧力制御弁２１
ａ，２１ｂが確実に開くようになっている。

【００４８】以上のように構成した本実施形態の油圧回
路装置の動作を説明する。

【００４９】方向切換弁８，８が図示の中立位置にあ
り、アクチュエータ６，７のいずれも駆動されていない
ときは、検出路３０の圧力はドレン通路３０ａによりア
ンロードされ、タンク圧となっている。このため、油圧
ポンプ１の吐出流量はレギュレータ２により最小流量
（最小傾転）に制御されると共に、油圧ポンプ１の吐出
圧力はアンロード弁５０によりタンク圧よりアンロード
設定差圧分だけ高い最小圧力に制御されている。

【００５０】このような状態から、例えば、アクチュエ
ータ６を単独駆動すべく、対応する方向切換弁８を図示
右方へ切り換え操作すると、油圧ポンプ１の吐出油は並
列油路４、方向切換弁８のメータイン絞り８ａ１を経て
油路１３へ導かれる。この最初の時点ではロードチェッ
ク弁２２はまだ閉弁しており、この状態で油路１３の圧
力が信号路３１ａ，３１ｂに導かれ、ばね３２の予張力
に打ち勝って圧力制御弁２１ａ，２１ｂを開弁すると同
時に、信号路３１ａ，３１ｂの圧力がばね２４で予張さ
れていたチェック弁２３を開け、検出路３０に最高信号
圧として検出される。この検出路３０に検出された圧力
はレギュレータ２及びアンロード弁５０に導かれ、最初
はアンロード弁５０の作用により油圧ポンプ１の吐出圧
力が上昇する。この上昇した油圧ポンプ１の吐出圧力は
再び油路１３へ導かれ、更に検出路３０で最高信号圧と
して検出され、油圧ポンプ１の吐出圧力は更に上昇し、
このことが繰り返され油圧ポンプ１の吐出圧力がアクチ
ュエータ６を伸長駆動するに足る圧力まで上昇すると、
ロードチェック弁２２が開き、油圧ポンプ１からの吐出
油がアクチュエータ６に供給可能となる。

【００５１】一方、このとき、圧力制御弁２１ａ，２１
ｂの閉方向には検出路３０の最高信号圧力が作用する
が、チェック弁２３に備えれたばね２４が圧力発生手段
として機能し、検出路３０には信号路３１ａ，３１ｂの
圧力よりもその分減圧した圧力が検出されると共に、チ
ェック弁２３のばね２４の予張力は、圧力制御弁２１
ａ，２１ｂのばね３２の予張力より大きくなるように設
定されているため、圧力制御弁２１ａ，２１ｂの閉方向
に作用する検出路３０の最高信号圧とばね３２による制
御力は圧力制御弁２１ａ，２１ｂの開方向に作用する信
号路３１ａ，３１ｂの圧力により制御力より大きくなら
ず、圧力制御弁２１ａ，２１ｂは開放され続ける。

【００５２】したがって、油圧ポンプ１の吐出油は、並
列油路４、方向切換弁８のメータイン絞り８ａ１を経て
油路１３へ導かれ、更にロードチェック弁２２、油路１
４、負荷油路１１を経てアクチュエータ６へ導かれると
共に、アクチュエータ６からの戻り油が負荷油路１２、
方向切換弁８のメータアウト絞り８ｂ１を経て、排出路
１０ｂ上の圧力制御弁２１ｂを介してタンクライン１
０、タンク５へ導かれる回路が構成される。

【００５３】これと同時に、レギュレータ２に導かれた
最高信号圧により油圧ポンプ１はロードセンシング制御
され、方向切換弁８の操作量（メータイン絞り８ａ１又
は８ａ２の開度）に応じた流量になるよう油圧ポンプ１
の吐出流量は増大し、アクチュエータ６には方向切換弁
８の操作量に応じた流量が供給され、アクチュエータ６
の意図した駆動制御ができる。

【００５４】次いで、この状態でアクチュエータ７を同
時駆動すべく、アクチュエータ７に対応する方向切換弁
８を図示右方へ切り換え操作したとする。このとき、ア
クチュエータ７の負荷圧力はアクチュエータ６の負荷圧
力よりも高いと仮定する。

【００５５】油圧ポンプ１は上記のように低負荷側であ
るアクチュエータ６の負荷圧力を基にした吐出圧力にあ
り、したがって、アクチュエータ７側のロードチェック
弁２２は、方向切換弁８の操作開始直後は開放できず、
よって方向切換弁８のメータイン絞り８ａ１の下流の油
路１３には油圧ポンプ１の吐出油が直接導かれ、油路１
３の圧力が油圧ポンプ１の吐出圧力まで上昇すると共
に、この圧力はチェック弁２３を介して検出路３０へも
導かれるので、最高信号圧が上昇し始めて、ロードセン
シング制御による油圧ポンプ１の吐出容量制御が再調整
される。これにより油圧ポンプ１の吐出流量は増大し、
アクチュエータ６，７の双方にそれぞれの方向切換弁
８，８の操作量（メータイン絞り８ａ１又は８ａ２の開
度）に応じた流量が供給され、アクチュエータ６，７の
意図した複合駆動制御ができる。

【００５６】また、このとき、アクチュエータ７の駆動
方向に対応するメータアウト通路である排出路１０ｂに
設けられた圧力制御弁２１ｂは、上述の通りばね２４と
ばね３２の予張力の大小関係により開放作動する。これ
と同時に、低負荷側であるアクチュエータ６のメータア
ウト通路である排出路１０ｂ上の圧力制御弁２１ｂは、
上昇した最高信号圧が圧力制御弁２１ｂの閉方向接続の
信号路３０ｂにより導かれるので、当該メータアウト通
路からの戻り油は圧力制御弁２１ｂで絞られ、低負荷側
であったアクチュエータ６の負荷圧が上記最高信号圧と
概ね等しくなるように上昇制御され、結果的には、油圧
ポンプ１の吐出圧力が高負荷側のアクチュエータ７の駆
動圧レベルまで上昇する。

【００５７】このように圧力制御弁２１ａ，２１ｂは、
方向切換弁８の切り換え方向に対応したメータイン絞り
８ａ１，８ａ２の下流側の圧力、即ちアクチュエータ負
荷圧が概ね最高負荷圧と等しくなるようにメータアウト
側で排出制御しており、これにより負荷圧力の異なるア
クチュエータの複合駆動の場合でも、圧力制御弁の作用
によって低負荷側アクチュエータからタンクラインへの
通路面積制限により、油圧ポンプ１の吐出圧が高負荷側
のアクチュエータの駆動圧レベルまで上昇できるので、
各方向切換弁８のメータイン絞り８ａ１，８ａ２の開口
面積比に応じて油圧ポンプ１の吐出流量を分配すること
ができると共に、アクチュエータ内でのキャビテーショ
ンの発生が防止できる。

【００５８】また、方向切換弁８の操作開始時や、アク
チュエータに外力が作用した時など、油圧ポンプ１の吐
出圧がまだアクチュエータの駆動圧レベルに達しない場
合にも、信号路３１ａ，３１ｂによりロードチェック弁
２２の上流側の圧力を信号圧として検出するので、当該
信号路３１ａ，３１ｂへのアクチュエータ側からの逆流
は阻止でき、該信号路にチェック弁２３を介して接続さ
れた最高信号圧の検出路３０に形成されたドレン通路３
０ａからの流出も防止でき、したがって作業機の作動劣
化を防止できる。

【００５９】更に、圧力制御弁２１ａ，２１ｂはノーマ
ルクローズ形であるため、例えばアームクラウドとブー
ム上げの複合操作で行う水平引きなどのように、低負荷
（アームクラウド）と高負荷（ブーム上げ）の組み合わ
せで行う複合操作時には、低負荷側の圧力制御弁は開方
向に動作して必要な絞り状態となるので、低負荷側の圧
力制御弁の閉まり方が不十分となることはなく、油圧ポ
ンプの吐出圧力も応答良く高圧側のアクチュエータへの
圧油の供給に必要な圧力まで上昇し、低負荷側のアクチ
ュエータに対して高負荷側のアクチュエータの動き出し
が鈍くなることはなく、良好な始動性が確保できる。

【００６０】次に、上述した油圧回路装置に用いる方向
切換弁装置の弁構造の一実施形態を図２により説明す
る。

【００６１】図２において、１００は方向切換弁装置の
ケーシング本体であり、このケーシング本体１００には
第１スプール孔１００ａが形成され、この第１スプール
孔１００ａに方向切換弁８のスプール１０１が嵌挿され
ている。

【００６２】また、ケーシング本体１００の第１スプー
ル孔１００ａの周囲には、油圧ポンプ１の吐出路３に接
続するポンプポート１０４と、メータインポート１０５
ａと、切換ポート１０６ａ，１０６ｂと、アクチュエー
タポート１０７ａ，１０７ｂと、メータアウトポート１
０８ａ，１０８ｂと、タンクポート１０９ａ、１０９ｂ
とが形成され、スプール１０１の各ランド部（大径部）
にはメータイン絞り８ａ１，８ａ２用のノッチ、メータ
アウト絞り８ｂ１，８ｂ２用のノッチと切換用のノッチ
８ｃ１，８ｃ２が形成され、これらノッチとランド部に
より上記各ポートは連通・遮断される。

【００６３】更にケーシング本体１００には、メータイ
ンポート１０５ａに連通接続する通路１０５ｂが形成さ
れると共に、切換ポート１０６ａ，１０６ｂに連通接続
する通路ブリッジ１０６ｃが形成され、通路１０５ｂは
ロードチェック弁２２の弁体２２ｖを介して通路ブリッ
ジ１０６ｃに連通している。

【００６４】また、スプール１０１内には軸方向の油孔
１０２が設けられ、この軸方向の油孔１０２には径方向
の細孔１０２ａ，１０２ｂが連通形成され、このうち細
孔１０２ａはメータインポート１０５ａに、細孔１０２
ｂはタンクポート１０９ｂに、それぞれスプール１０１
の作動状況に応じてそれぞれ連通・遮断するよう接続さ
れる。

【００６５】更に、ケーシング本体１００には第２スプ
ール孔２０９ａ，２０９ｂが形成され、これら第２スプ
ール孔２０９ａ，２０９ｂに圧力制御弁２１ａ，２１ｂ
の弁体となるスプール２１０ａ，２１０ｂが嵌挿されて
いる。

【００６６】また、ケーシング本体１００にはメータイ
ンポート１０５ａに連通接続する通路ブリッジ１０５ｃ
が形成され、かつこの通路ブリッジ１０５ｃに連通接続
する第１補助ポート２００ａ，２００ｂ及び信号路２０
０ｃが形成されると共に、上記メータアウトポート１０
８ａ，１０８ｂにそれぞれ通路１１０ａ，１１０ｂを介
して連通接続する第２補助ポート２０１ａ，２０１ｂ
と、タンクポート１０９ａ，１０９ｂにそれぞれ通路１
１０ｃ，１１０ｄを介して連通接続する第３補助ポート
２０２ａ，２０２ｂとが形成され、圧力制御弁２１ａ，
２１ｂの弁体（スプール）２１０ａ，２１０ｂのランド
部に形成される絞り部により第２補助ポート２０１ａと
第３補助ポート２０２ａとが連通・遮断され、第２補助
ポート２０１ｂと第３補助ポート２０２ｂとが連通・遮
断される。

【００６７】一方、信号路２００ｃは、ばね２４を備え
るチェック弁２３の弁体２３ｖを介して受圧室２０３に
連絡されると共に、当該受圧室２０３は貫通孔２０４に
よって他のケーシング本体の受圧室２０３と貫通接続さ
れ、最高信号圧の検出路３０が形成され、よって該受圧
室２０３で最高信号圧が検出される。

【００６８】圧力制御弁２１ａ，２１ｂのスプール２１
０ａ，２１０ｂは中央に位置する大径部２１２ａ，２１
２ｂと、受圧室２０３に位置する小径部２１１ａ，２１
１ｂと、反対側の受圧室２０５ａ，２０５ｂに位置する
ストッパであるショルダ部２１３ａ，２１３ｂとを有す
る段付きスプールであり、スプール２１０ａ，２１０ｂ
内には、このスプールの両端を貫通する軸方向の油孔２
１４ａ，２１４ｂが設けられ、小径部２１１ａ，２１１
ｂ側の上記受圧室２０３とショルダ部２１３ａ，２１３
ｂ側の受圧室２０５ａ，２０５ｂとがそれぞれ連通接続
されると共に、受圧室２０５ａ，２０５ｂにはスプール
２１０ａ，２１０ｂを閉弁方向へ付勢するばね３２がそ
れぞれ設けらている。更に、スプール２１０ａ，２１０
ｂの大径部２１２ａ，２１２ｂの一端が、上記第１補助
ポート２００ａ，２００ｂにそれぞれ配置されている。

【００６９】したがって、圧力制御弁２１ａ，２１ｂの
弁体であるスプール２１０ａ，２１０ｂにおいては、シ
ョルダ部２１３ａ，２１３ｂと小径部２１１ａ，２１１
ｂとに導かれた最高信号圧による受圧面積差による閉方
向の油圧力とばね３２の押圧力とにより閉方向の制御力
が付与され、第１補助ポート２００ａ，２００ｂに配設
された大径部２１２ａ，２１２ｂと小径部２１１ａ，２
１１ｂとの間の環状受圧面に導かれた上記メータイン絞
り８ａ１，８ａ２の下流側のメータインポート１０５ａ
で検出した信号圧による開方向の制御力が付与される。

【００７０】また、更には、チェック弁２３のばね２４
の予張力は、圧力制御弁２１ａ，２１ｂのばね３２の予
張力を上回るように初期取付が行われている。

【００７１】以上の図２に示す弁構造において、図１に
示す各油路又は通路との対応関係は次のようである。

【００７２】ポンプポート１０４：並列油路４ 油路１３：通路１０５ｂ 油路１４：通路ブリッジ１０６ｃ 排出路１０ａ：通路１１０ａ，１１０ｃ 排出路１０ｂ：通路１１０ｂ，１１０ｄ 信号路３１ａ，３１ｂ：通路ブリッジ１０５ｃ及び信号
路２００ｃ 信号路３０ｄ，３０ｅ：受圧室２０３、油孔２１４ａ，
２１４ｂ 信号路１５ｃ：油孔１０２，１０２ａ，１０２ｂ このように構成された本実施形態の方向切換弁装置おい
ては、図１で示した本発明の油圧回路装置の構成を基に
しており、図１で説明した上述の効果を得ることができ
る。

【００７３】また、圧力制御弁２１ａ，２１ｂの弁体を
段付きスプール２１０ａ，２１０ｂで構成し、この弁体
（スプール）内に両端を貫通する軸方向の油孔２１４
ａ，２１４ｂを形成し、受圧室２０３で検出された最高
信号圧を受圧室２０５ａ，２０５ｂに導くようにしたの
で、最高信号圧の検出路３０及び信号路３０ｄ，３０ｅ
の構成を簡素化することができる。

【００７４】本発明の第２の実施形態による油圧回路装
置を図３により説明する。図中、図１に示す部分又は機
能と同等のものには同じ符号を付し、説明を省略する。
図１に示す油圧回路装置では、方向切換弁のメータアウ
ト絞りの下流側に圧力制御弁を配置したが、本実施形態
では、方向切換弁のメータアウト絞りの上流側に圧力制
御弁を配置したものである。

【００７５】即ち、図３において、負荷油路１１，１２
からは排出路１０ｃ１，１０ｃ２がそれぞれ分岐し、圧
力制御弁２１ａ，２１ｂはこの排出路１０ｃ１，１０ｃ
２上に設けられ、圧力制御弁２１ａ，２１ｂは更に方向
切換弁８Ａのメータアウト絞り８ｂ１，８ｂ２の上流に
位置する排出路１０ｄ１，１０ｄ２に接続されている。

【００７６】図３に示す油圧回路装置に用いる方向切換
弁装置の弁構造の一実施形態を図４に示す。図中、図２
に示す部分と同等のものには同じ符号を付し、説明を省
略する。

【００７７】図４において、ケーシング本体３００には
第１スプール孔１００ａが形成され、この第１スプール
孔１００ａに方向切換弁８Ａのスプール３０１が嵌挿さ
れている。更にケーシング本体３００には第２スプール
孔２０９ａ，２０９ｂが形成され、これら第２スプール
孔２０９ａ，２０９ｂに圧力制御弁２１ａ，２１ｂの弁
体となるスプール２１０ａ，２１０ｂがそれぞれ嵌挿さ
れている。

【００７８】ここで、図２との相違点は、第２補助ポー
ト３０１ａ，３０１ｂが通路１１０ｅ，１１０ｆを介し
てアクチュエータポート１０７ａ，ｂに連通接続され、
第３補助ポート３０２ａ，３０２ｂが通路１１０ｇ，１
１０ｈを介してメータアウトポート１０８ａ，１０８ｂ
にそれぞれ連通接続されており、更に、スプール３０１
において、メータアウトポート１０８ａ，１０８ｂとタ
ンクポート１０９ａ，１０９ｂとの間のランド部（大径
部）にそれぞれメータアウト絞り８ｂ１，８ｂ２用のノ
ッチが形成されていることである。即ち、通路１１０
ｇ，１１０ｈが図３に示す排出路１０ｃ１，１０ｃ２に
相当し、通路１１０ｇ，１１０ｈが図３に示す排出路１
０ｄ１，１０ｄ２に相当する。

【００７９】このような構成においては、メータアウト
絞り８ｂ１，８ｂ２の圧力降下分、背圧が上昇した状態
で、圧力制御弁２１ａ，２１ｂが作動するだけであり、
本実施形態の構成においても、上記の図１及び図２の実
施形態と同等の効果を得ることができる。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、圧力制御弁をメータア
ウト側に配置したので、油圧ポンプの吐出流量をメータ
イン絞りの開口面積比に応じて分流補償することができ
ると共に、従来分流時に起こりがちであったキャビテー
ションの発生を防止できる。

【００８１】また、メータイン絞り下流側にロードチェ
ック弁を配置し、このメータイン絞り下流圧を信号圧と
して検出する構成なので、アクチュエータに外力が作用
した場合やポンプ圧が駆動圧レベルに達しない場合など
に、アクチュエータ側から最高信号圧の検出路に接続し
たドレン通路を介した圧油の流出が阻止できる。

【００８２】更に、圧力制御弁を段付きスプールにし、
信号圧の受圧部を形成すると共に、スプール内に両端を
貫通する油孔を設けたので、圧力制御弁に導かれる信号
路及び最高信号圧の検出路を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧回路装置を
示す油圧回路図である。

【図２】図１に示す油圧回路装置に用いられる方向切換
弁装置の弁構造の一実施形態を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態による油圧回路装置を
示す油圧回路図である。

【図４】図３に示す油圧回路装置に用いられる方向切換
弁装置の弁構造の一実施形態を示す断面図である。

【図５】従来の油圧回路装置を示す油圧回路図である。

【符号の説明】 １ 油圧ポンプ ２ レギュレータ ３ 吐出路 ４ 並列油路 ５ タンク ６，７ アクチュエータ ８ 方向切換弁 １０ タンクライン １０ａ，１０ｂ 排出路 １１，１２ 負荷油路 １３，１４ 油路 １５ａ，１５ｂ タンク油路 １５ｃ 信号路 ２１ａ，２１ｂ 圧力制御弁 ２２ ロードチェック弁 ２２ｖ 弁体 ２３ チェック弁 ２３ｖ 弁体 ２４ ばね ３０ 最高負荷圧検出路 ３０ａ ドレン通路 ３１ａ，３１ｂ 信号路 ３２ ばね ３３ 絞り １００ ケーシング本体 １００ａ 第１スプール孔 １０１ スプール １０２ 油孔 １０２ａ，１０２ｂ 細孔 １０４ ポンプポート １０５ａ メータインポート １０５ｂ 通路 １０５ｃ 通路ブリッジ １０６ａ，１０６ｂ 切換ポート １０７ａ，１０７ｂ アクチュエータポート １０８ａ，１０８ｂ メータアウトポート １０９ａ，１０９ｂ タンクポート ２００ａ，２００ｂ 第１補助ポート（受圧室） ２００ｃ 信号路 ２０１ａ，２０１ｂ 第２補助ポート ２０２ａ，２０２０ｂ 第３補助ポート ２０３ 受圧室 ２０４ 貫通孔 ２０５ａ，２０５ｂ 受圧室 ２０９ａ，２０９ｂ 第２スプール孔 ２１０ａ，２１０ｂ 圧力制御弁スプール ２１１ａ，２１１ｂ 小径部 ２１２ａ，２１２ｂ 大径部 ２１３ａ，２１３ｂ ショルダ部（ストッパ） ２１４ａ，２１４ｂ 油孔 ３００ ケーシング本体 ３０１ａ，３０１ｂ 第２補助ポート ３０２ａ，３０２ｂ 第３補助ポート

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ポンプを複数のアクチュエータのそれ
   ぞれに接続する複数のメータイン通路と、前記複数のア
   クチュエータのそれぞれをタンクに接続する複数のメー
   タアウト通路と、同じアクチュエータに係わるメータイ
   ン通路及びメータアウト通路上にそれぞれ配置された複
   数の方向切換弁と、これら複数の方向切換弁のそれぞれ
   のメータイン絞りの下流側の圧力を信号圧として検出す
   る第１検出手段と、当該信号圧の中の最高圧力を最高信
   号圧として検出する第２検出手段と、前記第１検出手段
   で検出した信号圧と第２検出手段で検出した最高信号圧
   が導かれ、対応する方向切換弁のメータイン絞りの下流
   側の圧力を制御する複数の圧力制御弁とを有する油圧回
   路装置において、 前記複数の圧力制御弁を前記複数のメータアウト通路の
   それぞれに配置すると共に、前記複数の方向切換弁のそ
   れぞれのメータイン絞りの下流側にロードチェック弁を
   配置し、前記第１検出手段を各メータイン絞りとロード
   チェック弁との間の油路に接続し、この油路の圧力を前
   記信号圧として検出することを特徴とする油圧回路装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧回路装置において、前
   記複数の圧力制御弁はノーマルクローズ形の弁であり、
   かつ前記信号圧が対応する圧力制御弁を開弁するように
   導かれ、開方向の制御力が付与され、前記最高信号圧が
   全ての圧力制御弁を閉弁するように導かれ、ばねと共に
   閉方向の制御力が付与されることを特徴とする油圧回路
   装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の油圧回路装置において、前
   記第２検出手段は圧力発生手段として機能する予張され
   たばねを備えたチェック弁であり、このチェック弁のば
   ねの予張力が前記圧力制御弁の閉方向の制御力を付与す
   るばねの予張力より大きくなるよう設定されていること
   を特徴とする油圧回路装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の油圧回路装置において、前
   記圧力制御弁が対応する方向切換弁のメータアウト絞り
   の下流側に配置されていることを特徴とする油圧回路装
   置。
5. 【請求項５】請求項１記載の油圧回路装置において、前
   記圧力制御弁が対応する方向切換弁のメータアウト絞り
   の上流側に配置されていることを特徴とする油圧回路装
   置。
6. 【請求項６】油圧ポンプを複数のアクチュエータのそれ
   ぞれに接続する複数のメータイン通路と、前記複数のア
   クチュエータのそれぞれをタンクに接続する複数のメー
   タアウト通路と、同じアクチュエータに係わるメータイ
   ン通路及びメータアウト通路上にそれぞれ配置された複
   数の方向切換弁と、これら複数の方向切換弁のそれぞれ
   のメータイン絞りの下流側の圧力を信号圧として検出す
   る第１検出手段と、当該信号圧の中の最高圧力を最高信
   号圧として選択する第２検出手段と、前記第１検出手段
   で検出した信号圧と第２検出手段で検出した最高信号圧
   が導かれ、対応する方向切換弁のメータイン絞りの下流
   側の圧力を制御する複数の圧力制御弁とを有する分流補
   償付き方向切換弁装置において、 前記複数の圧力制御弁を前記複数のメータアウト通路の
   それぞれに配置すると共に、前記複数の方向切換弁のそ
   れぞれのメータイン絞り下流側にロードチェック弁を配
   置し、前記第１検出手段を各メータイン絞りとロードチ
   ェック弁との間の油路に接続し、この油路の圧力を前記
   信号圧として検出することを特徴とする分流補償付き方
   向切換弁装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の分流補償付き方向切換弁装
   置において、前記複数の圧力制御弁はノーマルクローズ
   形の弁であり、かつ前記信号圧が対応する圧力制御弁を
   開弁するように導かれ、開方向の制御力が付与され、前
   記最高信号圧が全ての圧力制御弁を閉弁するように導か
   れ、ばねと共に閉方向の制御力が付与されることを特徴
   とする分流補償付き方向切換弁装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の分流補償付き方向切換弁装
   置において、前記第２検出手段は圧力発生手段として機
   能する予張されたばねを備えたチェック弁であり、この
   チェック弁のばねの予張力が前記圧力制御弁の閉方向の
   制御力を付与するばねの予張力より大きくなるよう設定
   されていることを特徴とする分流補償付き方向切換弁装
   置。
9. 【請求項９】請求項７記載の分流補償付き方向切換弁装
   置において、前記複数の方向切換弁の弁体は、それぞ
   れ、ケーシング本体のスプール孔に嵌挿された第１スプ
   ールで構成され、前記複数の圧力制御弁の弁体は、同じ
   ケーシング本体のスプール孔に前記メインスプールと平
   行に挿嵌された第２スプールで構成され、この第２スプ
   ールは大径部と小径部を持つ段付きスプールとして構成
   され、この段付きスプールの小径側端面と大径側端面を
   それぞれ第１受圧室と第２受圧室に位置させ、かつ第１
   受圧室には前記第２検出手段で検出した最高信号圧を導
   き、第２受圧室には前記圧力制御弁の閉方向の制御力を
   付与するばねを位置させ、更に前記段付きスプールの小
   径側端面と大径側端面を貫通する軸方向の油孔を形成
   し、第１受圧室に導かれた最高信号圧を更に第２受圧室
   に導いたことを特徴とする分流補償付き方向切換弁装
   置。