JP2000257602A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイロット切換弁を操作した時の、その切り
換え応答性を維持し、かつ、ポンプ吐出量を無駄なく使
用できる装置を提供すること。 【解決手段】 ポンプＰに供給流路１を介して接続し、
ポンプからの圧油を優先流路４側のパイロット切換弁
５、６と余剰流路８側のパイロット切換弁７とに振り分
けるコンペンセータバルブ２と、供給流路に接続した分
岐流路１１と、分岐流路に設けた絞り１３と、絞り前後
の差圧を一定に保つ流量制御弁１２と、絞りの下流側に
設け、その上流側にパイロット圧を発生させるリリーフ
弁１６と、パイロット圧をパイロット切換弁５〜７のパ
イロット室に導くパイロット流路１７とを備え、コンペ
ンセータバルブの一方のパイロット室２ａに優先流路４
の上流の圧力を導き、他方のパイロット室２ｂにパイロ
ット圧を導く装置において、パイロット流路１７を、絞
り１３と流量制御弁１２との間の分岐流路に接続してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一台のポンプの
吐出油を分流して、これら分流した圧油をアクチュエー
タ用とパイロット用との両方に使用する油圧制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一台のポンプの吐出油を分流して、アク
チュエータ用とパイロット用との両方に使用する油圧制
御装置としては、例えば、図２に示すものがある。図２
に示すように、ポンプＰの吐出油が導かれる供給流路１
には、コンペンセータバルブ２を接続している。このコ
ンペンセータバルブ２は、その優先流ポート３に優先流
路４を接続している。この優先流路４には、図示してい
ないリフトシリンダを制御するパイロット切換弁５と、
図示していないチルトシリンダを制御するパイロット切
換弁６とを互いにパラレルに接続している。これらパイ
ロット切換弁５、６は、中立位置にあるとき、優先流路
４を遮断する構成となっている。

【０００３】また、コンペンセータバルブ２の余剰流ポ
ート９には、余剰流路８を接続している。そして、この
余剰流路８に図示しないアタッチメント用アクチュエー
タを制御するパイロット切換弁７を接続している。この
パイロット切換弁７は、中立位置にあるとき、余剰流路
８をタンクＴに連通する構成となっている。上記コンペ
ンセータバルブ２の切り換え位置は、一方のパイロット
室２ａの作用力と他方のパイロット室２ｂの作用力およ
びスプリング１０のバネ力の合計した力とのバランスに
よって決められるが、上記パイロット室２ａ、２ｂに導
かれるパイロット圧については、後で詳しく説明する。

【０００４】上記コンペンセータバルブ２の上流側の供
給流路１には、分岐流路１１を接続している。そして、
この分岐流路１１に、流量制御弁１２を接続し、その下
流に固定絞り１３を設けている。上記流量制御弁１２
は、その一方のパイロット室１２ａにダンパオリフィス
１４を介して固定絞り１３の上流側の圧力を導き、ま
た、スプリング１５を設けた他方のパイロット室１２ｂ
に、固定絞り１３の下流側の圧力を導いている。このよ
うにした流量制御弁１２は、固定絞り１３前後の差圧
を、スプリング１５のバネ力相当分に保ち、そこを通過
する流量を一定に保つ制御機能を発揮する。したがっ
て、固定絞り１３の下流側には、流量制御弁１２と固定
絞り１３とによって設定された一定の流量が供給され
る。また、このように一定の流量が供給される固定絞り
１３の下流側には、リリーフ弁１６を接続し、このリリ
ーフ弁１６の設定圧にその上流側の圧力を保つようにし
ている。

【０００５】上記リリーフ弁１６と固定絞り１３との間
には、パイロット流路１７を接続している。そして、こ
のパイロット流路１７を、上記パイロット切換弁５〜７
の比例電磁式減圧弁１８ａ〜２０ａ、１８ｂ〜２０ｂに
接続している。また、パイロット流路１７には、シャト
ル弁２４を接続している。そして、このシャトル弁２４
をコンペンセータバルブ２の他方のパイロット室２ｂに
接続している。上記シャトル弁２４は、シャトル弁２３
に接続しているが、このシャトル弁２３は、パイロット
切換弁５、６のシリンダの負荷圧をそれぞれ導く負荷側
パイロット通路２１、２２に接続している。シャトル弁
２３は、パイロット切換弁５、６に接続したシリンダの
負荷圧のうち、高い方の負荷圧を選択してシャトル弁２
４に導く。したがって、シャトル弁２４は、このシャト
ル弁２３で選択された圧力と、リリーフ弁１６で設定さ
れた圧力とのうち、高い方の圧力を選択して、コンペン
セータバルブ２の他方のパイロット室２ｂに導く。

【０００６】一方、コンペンセータバルブ２の一方のパ
イロット室２ａには、パイロット切換弁５、６の上流側
の圧力を導いている。したがって、コンペンセータバル
ブ２は、リフトシリンダやチルトシリンダの負荷圧がパ
イロット圧よりも低い場合、パイロット切換弁５、６の
上流側の圧力と、リリーフ弁１６で設定されたパイロッ
ト圧とのバランスで動作し、リフトシリンダやチルトシ
リンダの負荷圧が、パイロット圧よりも高い場合、パイ
ロット切換弁５、６の上流側の圧力とその下流側の圧力
とのバランスで動作する。なお、符号２５、２６は、ダ
ンパオリフィスであり、符号２７は、メインリリーフ弁
である。

【０００７】上記のようにした従来の装置は、パイロッ
ト切換弁５、６を図示の中立位置すなわち閉位置に保っ
て、ポンプＰを駆動すると、優先流路４側にポンプ吐出
油が流れようとするが、パイロット切換弁５、６が閉じ
ているので、優先流路４には流れが生じない。ただ、こ
の優先流路４に発生した圧力は、コンペンセータバルブ
２の一方のパイロット室２ａに作用する。また、コンペ
ンセータバルブ２の上流側では、ポンプＰの吐出油が分
岐流路１１を通過するので、パイロット流路１７には、
リリーフ弁１６の設定圧に相当するパイロット圧が発生
する。そして、このパイロット流路１７に発生したパイ
ロット圧は、シャトル弁２４で選択されて、コンペンセ
ータバルブ２の他方のパイロット室２ｂに導かれる。

【０００８】したがって、コンペンセータバルブ２は、
一方のパイロット室２ａのパイロット圧の作用力と、他
方のパイロット室２ｂのパイロット圧の作用力およびス
プリング１０のバネ力とがバランスする位置を保つ。た
だし、この場合に、他方のパイロット室２ｂのパイロッ
ト圧は、リリーフ弁１６で設定された一定の圧力に保た
れる。そして、上記バランスした状態から、ポンプＰの
吐出圧が上昇すれば、コンペンセータバルブ２の一方の
パイロット室２ａの作用力が打ち勝って、コンペンセー
タバルブ２のスプールが左方向に移動し、図面右側のポ
ジションに切り換わる。したがって、ポンプＰの吐出油
が、余剰流路８およびパイロット切換弁７の中立流路を
介してタンクＴに排出される。そして、この状態でスタ
ンバイ状態となる。

【０００９】一方、上記リリーフ弁１６の上流側に発生
したパイロット圧は、パイロット流路１７を介して各パ
イロット切換弁５〜７の比例電磁式減圧弁１８ａ〜２０
ａ、１８ｂ〜２０ｂに導かれる。これら比例電磁式減圧
弁１８ａ〜２０ａ、１８ｂ〜２０ｂは、パイロット圧を
励磁電流に比例した圧力に減圧して、その減圧した圧油
を各パイロット室５ａ〜７ａ、５ｂ〜７ｂに導く。した
がって、各パイロット切換弁５〜７は、パイロット室５
ａ〜７ａ、５ｂ〜７ｂに導かれた圧力の作用によって切
り換わる。

【００１０】例えば、スタンバイ状態から、比例電磁式
減圧弁１８ａのみを励磁して、パイロット切換弁５を切
り換えたとすると、このパイロット切換弁５は、その切
り換え量に応じた絞り開度を保つ。そして、上記パイロ
ット切換弁５の開度によって構成された絞りの上流側の
圧力がコンペンセータバルブ２の一方のパイロット室２
ａに導かれ、また、絞りの下流側の圧力がシャトル弁２
３を経由してシャトル弁２４に導かれる。上記の状態に
おいて、上記絞りの下流側の圧力、すなわちパイロット
切換弁５に接続したリフトシリンダの負荷圧が、リリー
フ弁１６の設定圧以上になれば、このリフトシリンダに
対してコンペンセータ２がロードセンシング機能を発揮
する。すなわち、コンペンセータバルブ２が、パイロッ
ト切換弁５の開度によって決まる絞り前後の差圧を一定
になるように制御する。したがって、リフトシリンダに
は、その負荷変動に係わりなく一定の流量が供給され
る。

【００１１】また、パイロット切換弁５とパイロット切
換弁６とを同時に切り換えた場合には、コンペンセータ
バルブ２が、それらパイロット切換弁５、６に接続した
シリンダのうち、高い方の負荷圧で制御される。しか
し、このときには、優先流路４に供給される流量が制御
されるだけで、個々のパイロット切換弁５、６に接続し
たシリンダに対して、コンペンセータバルブ２がロード
センシング機能を発揮するわけではない。もし、個々の
パイロット切換弁５、６に接続したシリンダに対して
も、ロードセンシング機能を発揮させようとすれば、両
パイロット切換弁５、６のそれぞれにコンペンセータバ
ルブを設けなければならない。

【００１２】なお、優先流路４に供給される流量以上の
流量は、余剰流量として余剰流路８に供給される。した
がって、図示していないアタッチメント用シリンダは、
この余剰流路８に供給される余剰流量で作動することと
なる。

【００１３】一方、上記スタンバイ状態から、パイロッ
ト切換弁７の比例電磁式減圧弁２０ａのみを励磁して、
このパイロット切換弁９だけを切り換えた場合には、ア
タッチメント用アクチュエータに圧油が供給されて、そ
れが作動することとなる。そして、この場合には、アタ
ッチメント用アクチュエータの負荷圧が余剰流路８に生
じる。コンペンセータバルブ２の優先流ポート３と余剰
流ポート９とは、実際には連通した状態になっているた
め、上記余剰流路８に生じた負荷圧は、コンペンセータ
バルブ２の一方のパイロット室２ａに導かれる。そし
て、この一方のパイロット室２ａに導かれた負荷圧が、
スタンバイ状態におけるポンプＰの吐出力よりも大きく
なると、コンペンセータバルブ２のスプールがさらに左
方向に押されて、フルストロークした状態になる。

【００１４】上記のようにコンペンセータバルブ２のス
プールが左方向にフルストロークした状態から、比例電
磁式減圧弁１８ａを励磁して、パイロット室５ａにパイ
ロット圧を導くと、パイロット切換弁５が切り換わる。
このようにパイロット切換弁５が切り換わると、優先流
路４と図示していないリフトシリンダとが連通し、優先
流路４内に流れが生じてその圧力が低下する。そのた
め、優先流路４に連通するコンペンセータバルブ２の一
方のパイロット室２ａの圧力も低下する。

【００１５】上記のように一方のパイロット室２ａの圧
力が低下すると、コンペンセータバルブ２のスプール
は、図面左方向にフルストロークした状態から、図面右
方向に移動する。したがって、ポンプＰの吐出油は、コ
ンペンセータバルブ２の切り換え位置に応じて、優先流
路４側と余剰流路８側とに分流されることとなる。

【００１６】なお、上記パイロット切換弁５〜７は、流
量制御弁１２と固定絞り１３とで決められた一定のパイ
ロット流量の範囲内で切り換えるようにしている。そし
て、このパイロット流量は、パイロット切換弁５〜７の
いずれか２台を、同時に所定の速度で切り換えるのに必
要とされる流量に基づいて決めている。このようにパイ
ロット流量を決めた理由を、以下に説明する。

【００１７】パイロット切換弁５〜７を所定の速度で切
り換えるためには、これらパイロット切換弁５〜７のパ
イロット室５ａ〜７ａ、５ｂ〜７ｂに、所定の圧力に保
ったパイロット流量を、スプールのストローク量に比例
した量だけ供給しなければならない。例えば、全てのパ
イロット切換弁５〜７を、所定の速度で同時に切り換え
る場合には、３つのパイロット室に供給する分のパイロ
ット流量が必要となる。ただし、オペレータが３台のア
クチュエータを同時に作動させるということはほとんど
なく、３台の切換弁５〜７を同時に切り換えることは、
ほどんどないのが実状である。

【００１８】また、この従来例では、１台のポンプＰの
吐出油を分流させて、パイロット用とアクチュエータ用
との両方に使用しているので、ポンプＰの吐出量が一定
ならば、パイロット流量を増やすと、アクチュエータ用
の流量が相対的に減る。そのため、パイロット流量を増
やすと、アクチュエータの最大作動速度が遅くなるとい
う問題がある。そこで、この従来の装置では、実際の使
用状況や、アクチュエータの最大作動速度を考慮して、
パイロット流量を、パイロット切換弁５〜７のうち、い
ずれか２台のパイロット切換弁を同時に所定の速度で換
えるために必要なだけの流量に設定している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置は、パ
イロット切換弁５〜７の操作状態によって、コンペンセ
ータバルブ２の応答性が悪くなり、それが原因で供給流
路１の圧力が低下し、パイロット切換弁５〜７に接続し
たアクチュエータの応答性が悪くなるという問題があっ
た。この従来の装置の問題について、詳しく以下に説明
する。

【００２０】例えば、上記したように、パイロット切換
弁７に接続したアタッチメント用アクチュエータを作動
させることにより、コンペンセータバルブ２のスプール
が図中左方向にフルストロークしている状態から、パイ
ロット切換弁７を中立に戻すとともに、パイロット切換
弁５を切り換えると、パイロット切換弁７が開いて余剰
流路８とタンクＴとを連通し、また、パイロット切換弁
５が開いて優先流路４と図示していないリフトシリンダ
とを連通する。このとき、パイロット切換弁７では、そ
のスプールが中立に戻ることによってそのパイロット室
７ｂにパイロット流量が吸い込まれ、パイロット切換弁
５では、そのパイロット室５ａにパイロット流量が供給
される。

【００２１】また、上記のようにコンペンセータバルブ
２のスプールが図中左方向にフルストロークしている状
態で、パイロット切換弁７が開いて余剰流路８とタンク
Ｔとが連通すると、コンペンセータバルブ２を介してポ
ンプＰとタンクＴが連通状態に保たれる。そのため、瞬
間的にポンプ圧が低下して、供給流路４内の圧力も低下
する。このように優先流路４の圧力が低下すると、コン
ペンセータバルブ２の一方のパイロット室２ａの圧力も
低下する。したがって、コンペンセータバルブ２のスプ
ールは、一方のパイロット室２ａ側の推力にうち勝っ
て、図中右方向に移動し始める。

【００２２】このときコンペンセータバルブ２のスプー
ルは、図面左方向にフルストロークした位置から右方向
に移動するため、そのストローク量が多くなっている。
パイロット流量は、ストローク量に比例するので、この
ようにストローク量が多いと、他方のパイロット室２ｂ
に供給される流量も多くなる。ところが、パイロット流
量は、上記したように、パイロット切換弁を２台同時に
切り換えるだけの流量に設定されているため、上記のよ
うに２台のパイロット切換弁５、７のパイロット室５
ａ、７ｂにパイロット流量を供給し、かつ、コンペンセ
ータバルブ２のパイロット室２ｂにもパイロット流量を
供給すると、パイロット流量が不足気味になる。したが
って、パイロット圧が低下して、所定の圧力でコンペン
セータバルブ２のスプールを押すことができなくなる。
そのため、コンペンセータバルブ２の切り換え応答性が
悪くなる。

【００２３】上記のようにコンペンセータバルブ２の切
り換え応答性が悪くなると、供給流路１と余剰流路８と
が連通した状態に保たれるが、このとき、余剰流路８
は、パイロット切換弁７を介してタンクＴに連通してい
るため、供給通路１の圧力が急激に低下する。このよう
に供給通路１の圧力が低下すると、分岐流路１１内の圧
力も低がり、リリーフ弁１６が閉じてしまう。リリーフ
弁１６が閉じれば、当然のこととしてパイロット流路１
７のパイロット圧もリリーフ弁１６の設定圧以下にな
り、所定のパイロット圧を保てなくなる。そして、この
ように所定のパイロット圧を維持できなくなると、パイ
ロット切換弁５の切り換え応答性が悪くなり、この切換
弁５に接続した図示していないリフトシリンダに作動遅
れが生じるという問題があった。

【００２４】この発明の目的は、パイロット切換弁をど
のように操作したとしても、そのパイロット切換弁の切
り換え応答性を維持することができ、しかも、ポンプの
吐出油を無駄なく使用することができる油圧制御装置を
提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ポンプと、
このポンプに接続した供給流路と、この供給流路に接続
するとともに、ポンプの吐出油を優先流路側と余剰流路
側とに振り分けるコンペンセータバルブと、上記優先流
路に接続したパイロット切換弁と、余剰流路に接続した
パイロット切換弁と、上記供給流路に接続した分岐流路
と、この分岐流路に設けた絞りと、この絞りの上流側に
設けるとともに、絞り前後の差圧を一定に保つ流量制御
弁と、絞りの下流側に設けるとともに、その上流側にパ
イロット圧を発生させるリリーフ弁と、このリリーフ弁
の上流側に発生させたパイロット圧を上記パイロット切
換弁のパイロット室に導くパイロット流路とを備えてい
る。

【００２６】そして、上記コンペンセータバルブは、そ
の一方のパイロット室に優先流路側の負荷圧を導くとと
もに、他方のパイロット室に上記パイロット流路を介し
てパイロット圧を導く構成にした油圧制御装置を前提と
する。この発明は、上記装置を前提にしつつ、上記パイ
ロット流路を、絞りと流量制御弁との間に接続したこと
を特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１に示す実施例の装置は、分岐
流路１１に接続したパイロット流路１７を、流量制御弁
１２と固定絞り１３との間に位置させた点に最大の特徴
を有する。また、このパイロット流路１７を分岐して、
コンペンセータバルブ２の他方のパイロット室２ｂに連
通させるとともに、その連通過程にシャトル弁２４を設
けている。そして、このシャトル弁２４で負荷圧とパイ
ロット圧とを高圧選択するようにしている。なお、その
他の構成は、図２に示した上記従来例と同じなので、同
一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細
な説明を省略する。

【００２８】図１に示す実施例の装置によれば、例え
ば、パイロット切換弁７のみに接続したアタッチメント
用アクチュエータを作動させて、コンペンセータバルブ
２のスプールを左方向にフルストロークさせている状態
から、パイロット切換弁７を中立に戻すと同時にパイロ
ット切換弁５をいずれかの方向に切り換えたとすると、
パイロット切換弁５、７のパイロット室と、コンペンセ
ータバルブ２の他方のパイロット室２ｂとに、パイロッ
ト流路１７を介してパイロット流量が供給される。

【００２９】上記のように複数のパイロット室にパイロ
ット流量が供給されると、相対的にリリーフ弁１６側へ
供給される流量が少なくなろうとするが、このとき、流
量制御弁１２が、固定絞り１３前後の差圧を一定に保つ
機能を発揮して、その開度を大きくする。そのため、こ
の流量制御弁１２を通過する流量が増えて、その下流側
に供給される流量も増える。このように流量制御弁１２
の下流側に供給される流量が増えれば、リリーフ弁１６
がリリーフした状態を保ち、その上流側の圧力を、リリ
ーフ弁１６の設定圧に保つ。そのため、パイロット通路
１７の圧力も、常に所定の圧力に保たれている。

【００３０】このようにパイロット通路１７の圧力が、
常に所定の圧力に保たれていれば、パイロット切換弁
５、７やコンペンセータバルブ２に応答遅れが生じな
い。したがって、パイロット切換弁５、７に接続したア
クチュエータの作動遅れを防止できる。なお、コンペン
セータバルブ２の応答遅れもないので、従来例のように
供給通路１内の圧力が低下することもない。

【００３１】また、この実施例によれば、リリーフ弁１
６の上流側に所定のパイロット圧を発生させることがで
きれば、固定絞り１３の下流側に供給する流量は少なく
てすむ。つまり、固定絞り１３の下流側には、リリーフ
弁１６をリリーフさせるだけの流量を供給すれば足り
る。したがって、リリーフ弁１６の排出流量を少なくす
ることができ、このようにリリーフ弁１６の排出流量が
少なくてすめば、このリリーフ弁１６を小型化できる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、固定絞りと流量制御
弁との間にパイロット流路を接続して、パイロット流量
をこの固定絞りの上流側から供給する構成にしているの
で、必要とするパイロット流量が増えると、それに応じ
て流量制御弁が開き、そこを通過する流量を増やす。そ
のため、リリーフ弁は常にリリーフした状態に保たれ
る。 このようにリリーフ弁が常にリリーフした状態に
保たれれば、その上流側に接続したパイロット流路の圧
力も、リリーフ弁の設定圧に常に保たれる。したがっ
て、パイロット切換弁やコンペンセータバルブの切り換
え応答性を維持することができ、パイロット切換弁に接
続したアクチュエータの作動遅れを防止できる。

【００３３】また、この発明によれば、固定絞りの下流
側には、リリーフ弁をリリーフさせるだけの流量を供給
すれば足りる。したがって、リリーフ弁を介して排出す
る流量を少なく抑えることができ、このようにリリーフ
弁の排出流量を少なくできれば、このリリーフ弁を小型
化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の装置の回路図である。

【図２】従来の装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 供給流路 ２ コンペンセータバルブ ２ａ 一方のパイロット室 ２ｂ 他方のパイロット室 ４ 優先流路 ５〜７ パイロット切換弁 ５ａ〜７ａ、５ｂ〜７ｂ パイロット室 ８ 余剰流路 １１ 分岐流路 １２ 流量制御弁 １３ 固定絞り １６ リリーフ弁 １７ パイロット流路 Ｐ ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプと、このポンプに接続した供給流
   路と、この供給流路に接続するとともに、ポンプの吐出
   油を優先流路側と余剰流路側とに振り分けるコンペンセ
   ータバルブと、上記優先流路に接続したパイロット切換
   弁と、余剰流路に接続したパイロット切換弁と、上記供
   給流路に接続した分岐流路と、この分岐流路に設けた絞
   りと、この絞りの上流側に設けるとともに、絞り前後の
   差圧を一定に保つ流量制御弁と、絞りの下流側に設ける
   とともに、その上流側にパイロット圧を発生させるリリ
   ーフ弁と、このリリーフ弁の上流側に発生させたパイロ
   ット圧を上記パイロット切換弁のパイロット室に導くパ
   イロット流路とを備え、上記コンペンセータバルブは、
   その一方のパイロット室に優先流路側の負荷圧を導くと
   ともに、他方のパイロット室に上記パイロット流路を介
   してパイロット圧を導く構成にした油圧制御装置におい
   て、上記パイロット流路を、絞りと流量制御弁との間に
   接続したことを特徴とする油圧制御装置。