JP3144915B2

JP3144915B2 - 油圧制御弁装置

Info

Publication number: JP3144915B2
Application number: JP29170692A
Authority: JP
Inventors: 玄六杉山; 東一平田; 勇作野沢; 正巳落合
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH06137304A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建設機械の油圧駆動装置
に用いられる油圧制御弁装置に係わり、特に、センター
バイパス方式の方向切換弁に圧力補償機能を付加した油
圧制御弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械では、一般
に、１つの油圧ポンプからの吐出圧油で複数のアクチュ
エータを駆動する油圧駆動装置が用いられており、その
一例として、例えば特開昭６０−５９２８号公報及び特
公昭６２−３８４９６号公報に記載のセンターバイパス
タイプの方向切換弁を備えた油圧駆動装置がある。この
油圧駆動装置では、油圧ポンプからの吐出圧油を複数の
センターバイパスタイプの方向切換弁を含む油圧制御弁
装置を介して複数のアクチュエータに供給しており、油
圧制御弁装置の各方向切換弁は、油圧ポンプに接続され
るポンプポート、アクチュエータに接続される負荷ポー
ト及びタンクに接続されるタンクポートと、ポンプポー
トとタンクポートを接続するセンターバイパス通路とを
有し、各方向切換弁のセンターバイパス通路は油圧回路
内で直列に接続されている。

【０００３】このように構成してある油圧駆動装置で
は、方向切換弁のスプール弁体の移動量に応じてセンタ
ーバイパス通路に設けられたブリードオフ用可変絞りの
開口面積が徐々に小さくなり、一方、ポンプポートと負
荷ポートとの間に設けられた主可変絞りの開口面積は徐
々に大きくなる。このため、油圧ポンプからセンターバ
イパスラインを通ってタンクに流出していた流量が減少
し、これに対応して油圧ポンプからの圧油が主可変絞り
を通ってアクチュエータに供給され、アクチュエータが
駆動される。

【０００４】一方、１つの油圧ポンプからの吐出圧油で
複数のアクチュエータを駆動する他の油圧駆動装置とし
て例えば特開昭６０−１１７０６号公報に記載のロード
センシングタイプの油圧駆動装置が知られており、この
油圧駆動装置ではクローズドセンタータイプの方向切換
弁と圧力補償弁とロードチェック弁とを組み合わせて用
いている。このように方向切換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駆動装置を構成する場
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することが考えられており、その
一例として特開平０２−１３４４０２号公報に記載の弁
装置がある。

【０００５】即ち、特開平０２−１３４４０２号公報に
記載の弁装置では、弁ブロック内に横孔を貫通形成する
と共に、この横穴の中央部に直交して縦孔を貫通形成
し、横孔に方向切換弁のスプールを摺動自在に挿入し、
縦孔に圧力補償弁のバランスピストンを摺動自在に収容
している。また、弁ブロックには油圧ポンプからの圧油
をアクチュエータに供給するメイン回路の一部としてポ
ンプポート、フィーダポート、アクチュエータポートが
形成され、方向切換弁のスプールにはフィーダ通路とア
クチュエータポートとを連絡可能な主可変絞りが形成さ
れ、バランスピストンにはポンプポートとフィーダ通路
を連絡する内孔が形成され、その内孔とフィーダ通路と
を圧力補償用の可変絞りを介して連絡している。また、
バランスピストンの内孔にはロードチェック弁の弁体が
摺動自在に収容されている。

【０００６】また、シート弁タイプの油圧制御弁装置と
して公知のものに特開昭５８−５０１７８１号公報があ
り、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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、建設機械の油圧
制御弁装置としては、スプール弁体を用いるスプールタ
イプの方向切換弁を備えたものが長年用いられており、
その長年の使用実績からスプールタイプの方向切換弁は
信頼性が高く、設計もし易い。上記センターバイパスタ
イプの方向切換弁もスプール弁体を使用しており、スプ
ールタイプの方向切換弁に分類される。しかし、従来の
センターバイパスタイプの方向切換弁を備えた制御弁装
置には次のような問題がある。

【０００８】センターバイパスタイプの方向切換弁を備
えた上記従来の油圧制御弁装置においては、複数の方向
切換弁はパラレル接続であるため、複数のアクチュエー
タの１つを駆動する単独操作から他のアクチュエータを
同時に駆動する複合操作に移行した場合に圧油の供給流
量が急変し、操作性が阻害される恐れがある。即ち、単
独操作でのアクチュエータの負荷圧力が比較的低くかつ
方向切換弁の操作量（スプール弁体のストローク量）が
比較的小さくアクチュエータが微速度で作動しており、
複合操作に移行したときの他のアクチュエータの負荷圧
力が先のアクチュエータ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のポンプ通路がパラ
レルに接続されているので、負荷圧力の低いアクチュエ
ータにより多くの圧油が流入し、複合操作によって予期
せぬアクチュエータの増速が開始される。このような挙
動は、油圧ショベルやクレーンにあっては、例えば低負
荷側のアクチュエータが旋回モータであって、高負荷側
のアクチュエータがブームシリンダーであり、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
ようとして方向切換弁を操作したときに起こり、この場
合、旋回モータ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。

【０００９】このような問題を解決するため、センター
バイパスタイプの方向切換弁においてもクローズドセン
タータイプの方向切換弁のようにポンプ通路に圧力補償
弁を配置することが考えられる。しかし、実際の方向切
換弁の本体に圧力補償弁を設ける場合は、方向切換弁の
ハウジング内に、当該圧力補償弁の弁スプールとこの弁
スプールを摺動自在に収納するボアとを設けることが必
要である。しかし、このように方向切換弁のハウジング
に新たな構成を追加することは、上記特開平０２−１３
４４０２号公報に記載の弁装置に見るごとく、構造が複
雑となりかつ寸法が大きくなり、コストなどの面で著し
く不利になる。

【００１０】即ち、特開平０２−１３４４０２号公報に
記載の弁装置では、圧力補償弁の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。

【００１１】一方、特開昭５８−５０１７８１号公報に
記載の油圧制御弁装置はスプールタイプの方向切換弁に
代えシート弁タイプを用いるものであり、スプールタイ
プの上述した利点を生かすことができない。また、この
油圧制御弁装置ではシート弁をスプールタイプであるセ
ンターバイパスタイプの方向切換弁との組み合わせで用
いることは全く考えられていない。

【００１２】本発明の第１の目的は、センターバイパス
タイプの方向切換弁装置を備えた油圧制御弁装置におい
て、圧力補償機能を付加することにより単独操作から複
合操作へ移行する際の供給流量の急変を防止し、操作性
に優れた油圧制御弁装置を提供することである。

【００１３】本発明の第２の目的は、ハウジングの構造
を複雑にすることなくセンターバイパスタイプの方向切
換弁装置に圧力補償機能及びロードチェック機能を付加
し、コンパクトで製作が容易な油圧制御弁装置を提供す
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１及び第２の目的
を達成するために、本発明によれば、ハウジングと；前
記ハウジングに形成され、油圧源に接続されるポンプポ
ート及びタンクに接続されるタンクポートと；前記ハウ
ジング内に摺動自在に配置された第１のスプール弁体
と、前記ハウジング内に形成され、前記ポンプポートと
連通するポンプ通路、前記ポンプ通路に連通するフィー
ダ通路、第１のアクチュエータに接続される負荷ポート
を有する負荷通路及び前記タンクポートに連通する排出
通路と、前記ハウジング内に形成され、前記ポンプポー
トを前記タンクポートを連通させる第１のセンターバイ
パス通路と、前記フィーダ通路と前記負荷通路との間に
位置し、前記第１のスプール弁体の移動量に応じて開口
面積を変化させる主可変絞りと、前記センターバイパス
通路上に位置し、前記第１のスプール弁体の移動量に応
じて開口面積を変化させるブリードオフ用主可変絞りと
を有するセンターバイパスタイプの第１の方向切換弁装
置と；前記ハウジング内に摺動自在に配置された第２の
スプール弁体と、前記第１のセンターバイパス通路と直
列に接続された第２のセンターバイパス通路とを有し、
前記ポンプポートから第２のアクチュエータに供給され
る圧油の流量を制御するセンターバイパスタイプの第２
の方向切換弁装置とを備えた油圧制御弁装置において、
前記第１の方向切換弁装置は、前記主可変絞りの前後差
圧に応じて前記ポンプ通路から前記フィーダ通路を介し
て前記主可変絞りに供給される圧油の流量を補助的に制
御する補助流量制御手段を有し、前記補助流量制御手段
は、（ａ）前記ポンプ通路と前記フィーダ通路との間で
前記ハウジング内に摺動自在に配置されたシート弁体、
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、及び前記ポン
プ通路を前記制御可変絞りを介して前記フィーダ通路に
連絡するパイロット通路を有し、このパイロット通路を
通過するパイロット流量によって前記シート弁体の移動
量を決定するシート弁と；（ｂ）前記パイロット通路に
配置され、前記主可変絞りの前後差圧に応じて前記パイ
ロット流量を制御するパイロット制御手段と；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。

【００１５】上記油圧制御弁装置は、好ましくは、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備え、前記パイロット制御手段は前
記固定ブロックに組み込まれたパイロット制御弁であ
る。この場合、前記パイロット制御弁は前記スプール弁
体と平行に配置されたパイロット弁体を含むことが好ま
しい。

【００１６】好ましくは、前記第１の方向切換弁装置
は、前記パイロット通路に配置され、該パイロット通路
内での圧油の逆流を防止する逆止弁を更に備える。

【００１７】また、上記油圧制御弁装置において、好ま
しくは、前記パイロット制御手段は、摺動可能なパイロ
ット弁体と、このパイロット弁体に前記主可変絞りの前
後差圧に応じた付勢力を閉弁方向に付与する付勢手段
と、前記パイロット弁体に所定の付勢力を開弁方向に付
与し、前記主可変絞りの前後差圧の目標値を指示する目
標補償差圧指示手段とを含む。

【００１８】この場合、好ましくは、前記目標補償差圧
指示手段は前記パイロット弁体に作用するばねを含み、
このばねのプリセット力を前記所定の付勢力として開弁
方向に付与する。また、前記目標補償差圧指示手段は、
好ましくは前記ばねのプリセット力を調整可能とする操
作手段を更に含む。

【００１９】また、好ましくは、前記目標補償差圧指示
手段は、前記所定の付勢力として所定の油圧力を発生す
る油圧力発生手段を含む。この油圧力発生手段は、好ま
しくは可変圧力が導入される受圧室を含む。

【００２０】

【作用】以上のように構成した本発明の油圧制御弁装置
において、第１の方向切換弁装置のスプール弁体を中立
位置から操作すると主可変絞りが開き、ポンプ通路の圧
油の大部分はメイン流量としてシート弁を通過してフィ
ーダ通路に流出すると共に、ポンプ通路の圧油の一部は
パイロット流量としてシート弁のパイロット通路を通過
してフィーダ通路に流出する。これらのメイン流量及び
パイロット流量はフィーダ通路で再び合流し、この合流
した圧油は主可変絞りを通過して負荷ポートに供給され
る。また、圧油が主可変絞りを通過するとき主可変絞り
に前後差圧が発生し、パイロット制御手段はその主可変
絞りの前後差圧に応じてパイロット流量を制御する。一
方、シート弁においては、特開昭５８−５０１７８１号
公報に記載のシート弁と同様に、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の作用でパイ
ロット流量に応じてシート弁体の移動量を決定する。こ
のため、主可変絞りの前後差圧に応じてパイロット流量
が制御されると、これに対応してシート弁体の移動量が
調整され、シート弁を通過するメイン流量が調整され
る。このメイン流量の調整により主可変絞りに供給され
る圧油の流量が補助的に制御され、主可変絞りの前後差
圧が制御される。即ち、負荷圧力または供給圧力の変動
に係わらず主可変絞りの前後差圧は所定値に保たれ、圧
力補償機能が付加される。

【００２１】また、負荷が増大して負荷圧力が供給圧力
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０になるのでシート弁体の移動量も０とな
り、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。以上のように
第１の方向切換弁装置にはロードチェック機能に加え圧
力補償機能が付加されたことから、複数のアクチュエー
タの１つを駆動する単独操作から他のアクチュエータを
同時に駆動する複合操作に移行した場合に先のアクチュ
エータへの圧油の供給流量の急変を防止し、操作性が向
上する。

【００２２】また、本発明の油圧制御弁装置では、メイ
ン回路を構成するポンプ通路、フィーダ通路及び負荷通
路にはシート弁と主可変絞りの２つの弁が配置されてい
るだけなので、従来の圧力補償機能なしのセンターバイ
パスタイプの方向切換弁とロードチェック弁とをを備え
た油圧制御弁装置と圧力損失は同等であり、圧力損失を
増大させることなく圧力補償機能が付加される。

【００２３】また、本発明の油圧制御弁装置では、従来
の圧力補償機能なしのクローズドセンター型の方向切換
弁を備えた油圧制御弁装置のロードチェック弁のあった
ハウジング内の位置にシート弁のシート弁体を配置し、
このシート弁とは別にパイロット制御手段を設け、シー
ト弁体の移動量を決定するパイロット流量をこのパイロ
ット制御手段で制御するようにしている。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
さは長大になることがなくハウジングがコンパクトにな
ると共に、ハウジングの製作が容易になる。

【００２４】パイロット制御手段を、シート弁体を保持
する固定ブロックに組み込まれたパイロット制御弁で構
成することにより、固定ブロックを利用してパイロット
制御手段を配置することができる。パイロット制御弁の
パイロット弁体をスプール弁体と平行に配置することに
より、固定ブロックもコンパクトになる。

【００２５】パイロット通路に圧油の逆流を防止する逆
止弁を配置することにより、より液密性の高いロードチ
ェック機能が得られる。

【００２６】パイロット制御手段が付勢手段と目標補償
差圧指示手段とを含む本発明の油圧制御弁装置において
は、負荷圧力または供給圧力が変動すると、パイロット
弁体は付勢手段が付与する主可変絞りの前後差圧に応じ
た付勢力と目標補償差圧指示手段が付与する付勢力との
バランスで動作してパイロット流量を制御し、シート弁
は目標補償差圧指示手段が指示する目標補償差圧に一致
するよう主可変絞りの前後差圧を制御する。

【００２７】目標補償差圧指示手段の最もシンプルな形
態はばねであり、この場合、ばねのプリセット力が目標
補償差圧の指示値となる。ばねのプリセット力を調整可
能とする操作手段を設けることにより、目標補償差圧が
容易に調整可能となる。

【００２８】目標補償差圧指示手段は油圧力発生手段で
構成してもよく、この場合は発生した油圧力が目標補償
差圧の指示値となる。また、受圧室に可変圧力を導入す
ることにより同様に目標補償差圧が調整可能である。更
にこの場合、電磁比例減圧弁等を用いることにより圧力
の調整は容易であるので、主可変絞りの前後差圧の制御
により主可変絞りを通過する流量を更に微妙に制御する
ことができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。まず、本発明の第１の実施例を図１〜図５により説
明する。図１及び図２において、本実施例の油圧制御弁
装置は全体的に符号１００で示されており、この実施例
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を駆動するための第１方向切換弁装置１
００Ａ、油圧アクチュエータ７０２を駆動するための第
２の方向切換弁装置１００Ｂ、油圧アクチュエータ７０
３を駆動するための第３の方向切換弁装置１００Ｃを有
している。

【００３０】また、油圧制御弁装置１００は、第１〜第
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
組み込まれたセンターバイパスタイプの方向切換弁２０
０Ａ及びシート弁３００と、固定ブロック２内に組み込
まれたパイロット制御弁４００とを有している。シート
弁３００はパイロット制御弁４００と協働して圧力補償
弁としての補助流量制御機能とロードチェック機能を果
たす。

【００３１】方向切換弁２００Ａ、シート弁３００及び
パイロット制御弁４００はそれぞれ以下のように構成さ
れている。ハウジング１内にはボア３が貫通形成され、
ボア３内に方向切換弁２００Ａのスプール弁体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５ｂと、ポンプ通路５ｂから分
岐したポンプ通路５と、油圧アクチュエータ７０１（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と負荷通路６Ａ，６
Ｂとの間に位置するフィーダ通路７Ａ，７Ｂとが形成さ
れている。

【００３２】ボア３の中央付近には、ポンプポート５ａ
に連通した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）に連通し
た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に連通した環
状のフィーダ通路８Ａ，８Ｂ、負荷通路６Ａ，６Ｂに連
通した環状の負荷通路９Ａ，９Ｂ、タンクポート８５
（図２参照）に連通した環状の排出通路１０Ａ，１０Ｂ
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１
１Ａ，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。タンクポート８５はタンク７０４に接続される。

【００３３】スプール弁体４Ａにはノッチ７５３Ａ，７
５３Ｂ及び円筒部７５５が形成されている。ノッチ７５
３Ａ及び円筒部７５５は上記ランド部７５２Ａ，７５２
Ｂと協働してブリードオフ用可変絞り７５４Ａを形成
し、この可変絞り７５４Ａは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
との間に位置し、スプール弁体４Ａの図示右方の移動量
（スプールストローク）に応じて図３のＰ−Ｔに示すよ
うに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と協働してブリードオフ用可変絞り７５４
Ｂを形成し、この可変絞り７５４Ｂは入側センターバイ
パス通路７５０と出側センターバイパス通路７５１Ｂ，
７５１Ａとの間に位置し、スプール弁体４Ａの図示左方
の移動量に応じて図３のＰ−Ｔに示すように全開位置か
ら全閉位置まで開口面積を変化させる。

【００３４】またスプール弁体４Ａには、ノッチ１４
Ａ，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と協働してメー
タインの主可変絞り１６Ａを形成し、この可変絞り１６
Ａはフィーダ通路８Ａと負荷通路９Ａとの間に位置し、
スプール弁体４Ａの図示右方の移動量に応じて図３のＰ
−Ａに示すように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
と協働してメータインの主可変絞り１６Ｂを形成し、こ
の可変絞り１６Ｂはフィーダ通路８Ｂと負荷通路９Ｂと
の間に位置し、図３のＰ−Ａに示すようにスプール弁体
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。また、ノッチ１５Ｂ
は上記ランド部１２Ｂと協働してメータアウトの主可変
絞り１７Ｂを形成し、この可変絞り１７Ｂは負荷通路９
Ｂと排出通路１０Ｂとの間に位置し、スプール弁体４Ａ
の図示左方の移動量に応じて図３のＢ−Ｔに示すように
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と協働してメー
タアウトの主可変絞り１７Ａを形成し、この可変絞り１
７Ａは負荷通路９Ａと排出通路１０Ａとの間に位置し、
スプール弁体４Ａの図示右方の移動量に応じて図３のＢ
−Ｔに示すように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。

【００３５】また、ポンプ通路５とフィーダ通路７Ａ，
７Ｂとの間にはシート弁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、ポンプ通路５に開口しシート弁３００の入口
通路２２を形成するボア部分２１ａと、ハウジング１の
外壁表面に開口するボア部分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２
１ａより大径でボア部分２１ｂより小径のボア部分２１
ｃとを有し、ボア部分２１ａ，２１ｃ間にはフィーダ通
路７Ａ，７Ｂに連通する環状の出口通路２３が形成され
ている。また、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。

【００３６】シート弁体２０は、ボア部分２１ａ内に位
置するシート部２０ａ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
の方がシート部２０ａより大径になっている。シート部
２０ａ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可変絞り２８を形成している。この
可変絞り２８は入口通路２２と出口通路２３との間に位
置し、シート弁体２０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。

【００３７】シート弁体２０の摺動部２０ｂの外周面に
は、入口通路２２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と協働して制御可変絞り３３を形成している。この
制御可変絞り３３は入口通路２２と油圧室２４との間に
位置し、シート弁体２０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。

【００３８】図１に戻り、固定ブロック２には油圧室２
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を介して出口通路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制御弁
４００が配置されている。通路３５〜３７は上記のポン
プ通路５を入口通路２２、通路２９，３０及びパイロッ
ト流れ溝３１（制御可変絞り３３）を介してフィーダ通
路７Ａ，７Ｂに連絡するパイロット通路を形成する。制
御可変絞り３３はこのパイロット通路を通過するパイロ
ット流量によって油圧室２４内の圧力を変化させ、シー
ト弁体２０の移動量即ちストローク位置を決定する。

【００３９】また、固定ブロック２内には一端に底部４
０ａ（図５参照）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
在にパイロット制御弁４００のスプール弁体（以下パイ
ロット弁体という）４１が配置されている。ボア４０は
図示のごとく方向切換弁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弁体４１もスプール弁
体４Ａに平行に配置されている。

【００４０】ボア４０には、図５に拡大して示すよう
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を提供している。入口通路４２及び出口通路４
３も上記パイロット通路の一部を構成する。パイロット
弁体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４１ｃ
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は入口通路４２と出口通路４３と
の間に位置し、パイロット弁体４１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。

【００４１】また、ボア４０の開口端はスクリュー４６
で閉じられ、スクリュー４６とパイロット弁体４１との
間に、両端がこれらパイロット弁体４１とスクリュー４
６に当接しパイロット弁体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。ばね４７のこのプリセット力は、後述するごと
く方向切換弁２００Ａのメータインの主可変絞り１６
Ａ，１６Ｂの前後差圧の目標値、即ち目標補償差圧を指
示しており、ばね４７は目標補償差圧指示手段を構成す
る。

【００４２】ボア４０の底部４０ａとスプール部分４１
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。パイロット弁
体４１には出口通路４３を受圧室５０に連絡する通路５
２，５３が形成されている。受圧室５０には上記の出口
通路２３、通路３６，３７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弁体４１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５５，５
６を介して負荷通路６Ａ，６Ｂに連絡する通路５７，５
８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弁体４１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
ト制御弁４００は主可変絞り１６Ａ，１６Ｂの前後差圧
に応じて上記パイロット通路を流れるパイロット流量を
制御する。

【００４３】図１に再び戻り、スプール弁体４Ａの両端
部はそれぞれハウジング１の端面から突出している。ス
プール弁体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、スプール弁体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、操作レバーが操作されていないときに
スプール弁体４Ａを中立位置に保持する公知の機構であ
り、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で覆わ
れている。

【００４４】図２において、第２及び第３の方向切換弁
装置１００Ｂ，１００Ｃの構成は従来のセンターバイパ
スタイプの方向切換弁と同じである。即ち、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
れた方向切換弁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内に組み込まれた方向切換弁２００Ｃ及びロード
チェック弁７７１とを有している。

【００４５】方向切換弁２００Ｂは第１の実施例と同様
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
たスプール弁体４Ｂで構成され、このスプール弁体４Ｂ
に関連してポンプ通路７７２及び負荷通路７７３Ａ，７
７３Ｂ、フィーダ通路７７４Ａ，７７４Ｂ、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、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。ロードチェック弁７７０はポンプ通路７７２とフ
ィーダ通路７７４Ａ，７７４Ｂとの間に配置されてい
る。

【００４６】方向切換弁２００Ｃは上記と同様にハウジ
ング１に形成されたボアに摺動自在に挿入されたスプー
ル弁体４Ｃで構成され、このスプール弁体４Ｃに関連し
てポンプ通路７８２及び負荷通路７８３Ａ，７８３Ｂ、
フィーダ通路７８４Ａ，７８４Ｂ、メータインの主可変
絞り７８５Ａ，７８５Ｂ及びメータアウトの主可変絞り
７８６Ａ，７８６Ｂ等が形成され、また、第２の方向切
換弁装置１００Ｂの出側センターバイパス通路７７８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７８７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。ロ
ードチェック弁７７１はポンプ通路７８２とフィーダ通
路７８４Ａ，７８４Ｂとの間に配置されている。

【００４７】入側センターバイパス通路７５０及び出側
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７７８はタンクポート７
８９を介してタンク７０４に接続される。

【００４８】また、第２及び第３の方向切換弁装置１０
０Ｂ，１００Ｃにはアクチュエータ７０２，７０３の負
荷圧力の設定値以上の上昇を防止するリリーフ弁７１０
Ａ，７１０Ｂ及び７１１Ａ，７１１Ｂが組み込まれてい
る。

【００４９】以上のように構成された本実施例の油圧制
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、基本的には特開昭５８−５０１
７８１号公報に記載のシート弁と同様に作動する。即
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（ストローク位
置）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
パイロット制御弁４００の可変絞り４５の開口面積で決
定される。更に、シート弁体２０の可変絞り２８を介し
て入口室２２から出口通路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、したがってメイン流量は
パイロット制御弁４００の可変絞り４５の開口面積で決
定される。以下、このことを更に詳細に説明する。

【００５０】図４において、シート弁体２０の入口室２
２に位置するシート部２１ａの有効受圧面積をＡｐ、出
口通路２３に位置する環状部２１ｃの有効受圧面積をＡ
ｚ、油圧室２４に位置する摺動部２０ｂの有効受圧面積
をＡｃとし、入口室２２内の入口圧力（ポンプ通路５内
の供給圧力）をＰｐ、出口通路２３内の出口圧力をＰ
ｚ、油圧室２４内の制御圧力を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、入口圧力Ｐｐと出口圧力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。

【００５１】更に、パイロット制御弁４００の可変絞り
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・Ｋ^1/2・（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はパイロット通路に設けたパイロット制御弁４００の
可変絞り４５の開口面積ａで制御される。

【００５２】一方、シート弁３００のシート部２１Ａの
可変絞り２８を介して入口室２２から出口通路２３に流
出するメイン流量をＱｓとし、シート部２１ａの外径を
Ｌとすると、シート部２１ａの可変絞り２８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。

【００５３】本実施例においては、上記のように動作す
るシート弁３００は更にパイロット制御弁４００との組
み合わせで次のように機能する。

【００５４】パイロット制御弁４００のパイロット弁体
４１には、目標補償差圧指示手段としてのばね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７Ｂ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５０，５１におけるパイロット弁
体４１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の出口通路
２３内の出口圧力Ｐｚに等しいので、パイロット弁体４
１にかかる力の釣合は、ＰＬ＋Ｆ＝Ｐｚ …（１３）で表現される。

【００５５】この（１３）式を変形して、Ｐｚ−ＰＬ＝Ｆ …（１４）また、スプール弁体４Ａに設けられた主可変絞り１６Ａ
または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 …（１５）で表わされる。

【００５６】（１２）式及び（１４）式を用いて（１
５）式を変形すると、ｑｓ＝Ｃ４・Ａ／（１＋α）・Ｆ^1/2 …（１６）が得られる。また、（１４）式を用いて（１５）式を変
形すると、Ｑｖ＝Ｃ４・Ａ・Ｆ^1/2 …（１７）が得られる。

【００５７】上記の（１７）式は、方向切換弁２００Ａ
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
（１４）式よりプリセット力Ｆで指示された値となる。

【００５８】したがって、シート弁３００は主可変絞り
１６Ａまたは１６Ｂに供給される圧油の流量を補助的に
制御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ばね４７のプ
リセット力Ｆ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３００は圧力補償機能を果たす。

【００５９】また、負荷が増大して負荷圧力が供給圧力
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は閉じられる。こ
のことは、入口室２４から油圧室２４に向かうパイロッ
ト流量が０となり、上記（５）式からシート弁体２０の
移動量が０となることからも分かる。また、シート弁体
２０の移動量が０のとき、パイロット流れ溝３１が形成
する制御可変絞り３３も全閉される。したがって、負荷
通路６Ａまたは６Ｂからポンプ通路５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。

【００６０】以上のように本実施例の油圧制御弁装置１
００において第１の方向切換弁装置２００Ａは、シート
弁３００により圧力補償機能及びロードチェック機能が
付加され、これにより次の作用効果が得られる。

【００６１】まず第一に、本実施例の油圧制御弁装置１
００の第１の方向切換弁装置２００Ａには圧力補償機能
が付加されているので、第１の方向切換弁装置２００Ａ
の流量制御性が向上し、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。

【００６２】即ち、図２において、本実施例の制御弁装
置１００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２００Ａの操
作量（スプール弁体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２００Ａ，２００Ｂのポンプ通路５，７７２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１０
０Ａに上記の圧力補償機能が付加されておらず、第１の
方向切換弁装置１００Ａが第２の方向切換弁装置１００
Ｂ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２００
Ｂ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。

【００６３】本実施例においては、第１の方向切換弁装
置１００Ａに上記の圧力補償機能が付加されているの
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。

【００６４】第二に、本実施例の油圧制御弁装置１００
の第１の方向切換弁装置１００Ａにおいては、メイン回
路を構成するポンプ通路５、フィーダ通路７Ａ，７Ｂ及
び負荷通路６Ａ，６Ｂにはシート弁３００と方向切換弁
２００Ａの２つの弁が配置されているだけなので、クロ
ーズドセンタータイプの方向切換弁、圧力補償弁及びロ
ードチェック弁の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経済
的なアクチュエータ操作が可能となる。

【００６５】第三に、従来の上記油圧制御弁装置では、
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。

【００６６】本実施例においては、ハウジング１内にポ
ンプ通路５と出口通路２３と油圧室２４を設け、従来の
圧力補償機能なしの油圧制御弁装置のロードチェック弁
のあった位置にシート弁体２０を配置し、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
用してパイロット制御弁４００を配置している。このた
め、ハウジング１のシート弁３００が位置する部分のシ
ート弁３００の軸方向長さＬは従来の圧力補償機能付の
クローズドセンタータイプの方向切換弁を備えた弁装置
のように長大になることがなく、従来の圧力補償機能な
しの弁装置と同程度の寸法でよくなり、ハウジング１が
小さくなる。また、固定ブロック２もパイロット弁体４
１をスプール弁体４Ａと平行に配置することにより小さ
くなる。したがって、弁装置全体がコンパクトになり、
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
ることが困難となる不具合も解消される。

【００６７】第四に、一般に、このような弁装置のハウ
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。

【００６８】また、ハウジング１に摺動可能なシート弁
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。

【００６９】以上のように、本実施例の油圧制御弁装置
１００によれば、センターバイパスタイプの方向切換弁
装置に圧力補償機能が付加され、流量制御性が向上し、
単独操作から複合操作に移行するときの操作性が向上す
る。また、圧力補償機能が付加されるにも係わらず圧力
損失は増大せず、エネルギ損失の小さいアクチュエータ
の駆動が可能となる。また、ハウジングの外形がコンパ
クトになり、建設機械への搭載が容易になり、更に製作
が容易になり、弁装置の製作コストを低減できる。

【００７０】本発明の第２の実施例を図６及び図７によ
り説明する。図中、図１〜図５に示す部材と同様の部材
には同じ符号を付している。本実施例はより液密性の高
いロードチェック機能を得るものである。

【００７１】図６及び図７において、本実施例の油圧制
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３に示す通路２９に代え通路１２１が形成され、
この通路１２１に入口室２２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。

【００７２】図１〜図５に示す第１の実施例にあって
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、パイロット流れ溝３１も全閉し、シート弁３
００がロードチェック機能を果たす。しかし、パイロッ
ト流れ溝３１が形成されるシート弁体２０の摺動部２０
ｂの外周面とボア２１との間には摺動を可能とするため
僅かな隙間があり、負荷圧力が極めて高い場合、この隙
間からパイロット流れ溝３１を通してポンプ通路５内へ
と僅かの圧油が漏れ出る恐れがある。

【００７３】本実施例では、パイロット通路の一部をな
すシート弁体２０内の通路１２１に逆止弁１２２を配置
したので、そのようなパイロット通路からの僅かの圧油
の漏れも完全に阻止し、極めて液密性の高いロードチェ
ック機能が得られる。

【００７４】なお、本実施例では、シート弁体２０内に
逆止弁１２２を設けたが、逆止弁の設置位置はパイロッ
ト通路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。

【００７５】本発明の第３の実施例を図８及び図９によ
り説明する。図中、図１〜図５並びに図６及び図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
例はパイロット制御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。

【００７６】図８及び図９において、本実施例の油圧制
御弁装置１０２の第１の方向切換弁装置１０２Ａはパイ
ロット制御弁４０１を有し、パイロット制御弁４０１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
ロット弁体４１との間には、第１の実施例と同様に、両
端がこれらパイロット弁体４１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
パイロット弁体４１の閉弁方向に付勢力として与えられ
ている。

【００７７】本実施例では、操作部１３１を回転操作す
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のプリセット力は方向
切換弁２００Ａの主可変絞り１６Ａ，１６Ｂの前後差圧
の目標値（目標補償差圧）を指示し、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１０２Ａの流量特性を調整することができる。

【００７８】したがって、本実施例によれば、第１の方
向切換弁装置１０２Ａ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。

【００７９】本発明の第４の実施例を図１０及び図１１
により説明する。図中、図１〜図５並びに図６及び図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
実施例はパイロット制御弁の目標補償差圧指示手段とし
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。

【００８０】図１０及び図１１において、本実施例の油
圧制御弁装置１０３の第１の方向切換弁装置１０３Ａは
パイロット制御弁４０３を有し、このパイロット制御弁
４０３は次のように構成されている。固定ブロック２内
には一端に底部１４０ａを有し、他端が固定ブロックの
外面に開口したボア１４０が形成され、このボア１４０
内に摺動自在にパイロット制御弁４０３のスプール弁体
（以下パイロット弁体という）１４１が配置されてい
る。ボア１４０も先の実施例と同様に方向切換弁２００
Ａのボア３と平行に形成され（図１参照）、これに対応
してパイロット弁体１４１もスプール弁体４Ａ（図１参
照）に平行に配置されている。

【００８１】ボア１４０の底部１４０ａに隣接して環状
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とパイロット弁体１４
１との間に通路１５３と連通する受圧室１５４が形成さ
れている。

【００８２】パイロット弁体１４１は、ボア底部１４０
ａ側に位置するスプール部分１４１ａと、ボア１４０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１
４１ｃとスプール部分１４１ａとをつなぐ傾斜部分１４
１ｄとを有している。傾斜部分１４１ｄはランド部１４
４と協働して、入口通路１４２と出口通路１４３との間
にパイロット弁体１４１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パイロ
ット可変絞り１４５を形成している。

【００８３】パイロット弁体１４１の内部には、軸方向
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１５６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１
４８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、パイロット弁体１４１には、受圧室１５５
を出口通路１４３に連絡する径方向の通路１５９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にはシート弁の出口
通路２３及び通路３６，３７と出口通路１４３と通路１
５９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弁体１４１の閉弁方向に印
加される。受圧室１５６には通路５５，５６、通路５
７，５８、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
イロット弁体１４１の開弁方向に印加される。受圧室１
５５，１５６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１５５，１５６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。

【００８４】また、固定ブロック２には受圧室１５４に
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弁
体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弁体１４１の閉弁方向に印加され
る。

【００８５】なお、受圧室１５４内には、一端がパイロ
ット弁体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１６３は
振動吸収用に設けたものであり、このばね１６３による
パイロット弁体１４１への付勢力は無視できるほど小さ
い。

【００８６】したがって、受圧室１５４に導入された一
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１に示す実施例
の目標補償差圧指示手段としてのばね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。

【００８７】受圧室１５４に導入される一定圧力及び受
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１０において、５
００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。

【００８８】以上のように構成された本実施例において
は、シート弁３０１（図１１）はパイロット制御弁４０
３との組み合わせで次のように機能する。

【００８９】フィーダ通路７Ａ，７Ｂ内の圧力及び負荷
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、パイロット弁体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（１３）式と同様に、ＰＬ＋Ｆｈ＝Ｐｚ …（１８）で表現される。

【００９０】この（１８）式を変形して、Ｐｚ−ＰＬ＝Ｆｈ …（１９）前述の（１２）式及びこの（１９）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（１５）式を変形すると、ｑｓ＝Ｃ４・Ａ／（１＋α）・Ｆｈ^1/2 …（２０）が得られ、また、（１９）式を用いて（１５）式を変形
すると、Ｑｖ＝Ｃ４・Ａ・Ｆｈ^1/2 …（２１）が得られる。即ち、第１の実施例と同様に、方向切換弁
２００Ａ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
（１９）式より付勢力Ｆｈで指示される値となる。

【００９１】したがって、本実施例においてもシート弁
３０１は主可変絞り１６Ａまたは１６Ｂに供給される圧
油の流量を補助的に制御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。
即ち、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。

【００９２】また、本実施例では、圧力Ｐｃを調整する
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方向切換弁２０
０Ａ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。

【００９３】なお、以上の実施例においては、油圧制御
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制御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。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、第１の方向切換弁装置
に圧力補償機能及びロードチェック機能が付加されるの
で、複数のアクチュエータの１つを駆動する単独操作か
ら他のアクチュエータを同時に駆動する複合操作に移行
した場合に先のアクチュエータへの圧油の供給流量の急
変を防止し、操作性を向上することができる。

【００９５】また、シート弁で圧力補償機能とロードチ
ェック機能を持たせるので、メイン回路を構成するポン
プ通路、フィーダ通路及び負荷ポートにはシート弁と主
可変絞りの２つの弁が配置されるだけであり、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
損失を低減できる。

【００９６】更に、パイロット制御手段との組み合わせ
でシート弁に圧力補償機能及びロードチェック機能を持
たせるので、シート弁体回りの構成が簡素化され、ハウ
ジングがコンパクトになると共に、ハウジングの製作が
容易になる。

【００９７】また、シート弁体を保持する固定ブロック
を利用してパイロット制御手段を配置するので、パイロ
ット制御手段の設置も容易となり、更に、パイロット制
御弁のパイロット弁体をスプール弁体と平行に配置する
ので、固定ブロックもコンパクトになる。

【００９８】更に、パイロット通路に逆止弁を配置した
ので、より液密性の高いロードチェック機能が得られ
る。

【００９９】また、目標補償差圧指示手段をばねで構成
したので、構成がシンプルとなり、更にばねのプリセッ
ト力を調整可能としたので、目標補償差圧の調整が容易
となる。

【０１００】目標補償差圧指示手段を油圧力発生手段で
構成し、可変圧力を導入したので、目標補償差圧の調整
が一層容易となり、微妙な流量制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧制御弁装置の
断面図である。

【図２】図１に示す油圧制御弁装置の回路図である。

【図３】図１に示すブリードオフ可変絞り、メータイン
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。

【図４】図１に示す油圧制御弁装置におけるシート弁の
拡大図である。

【図５】図１に示す油圧制御弁装置におけるパイロット
制御弁の拡大図である。

【図６】本発明の第２の実施例による油圧制御弁装置の
断面図である。

【図７】図６に示す油圧制御弁装置の主要部の回路図で
ある。

【図８】本発明の第３の実施例による油圧制御弁装置の
断面図である。

【図９】図８に示す油圧制御弁装置の主要部の回路図で
ある。

【図１０】本発明の第４の実施例による油圧制御弁装置
のパイロット制御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１１】図１０に示す油圧制御弁装置の主要部の回路
図である。

【符号の説明】

１００油圧制御弁装置１００Ａ〜１００Ｃ第１〜第３の方向切換弁装置２００Ａ方向切換弁３００シート弁４００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スプール弁体５ポンプ通路６Ａ，６Ｂ負荷ポート７Ａ，７Ｂフィーダ通路１６Ａ，１６Ｂ主可変絞り２０シート弁体２１ボア３１パイロット流れ溝３３制御可変絞り３５，３６，３７パイロット通路４０ボア４１パイロット弁体４５パイロット可変絞り４７ばね（目標補償差圧指示手段）５０，５１受圧室（付勢手段）７５４Ａ，７５４Ｂブリードオフ用可変絞り１０１油圧制御弁装置１０１Ａ第１の方向切換弁装置３０１シート弁１２２逆止弁１０２油圧制御弁装置１０２Ａ第１の方向切換弁装置４０１パイロット制御弁１３０アジャスタスクリュー１３１操作部１０３油圧制御弁装置１０３Ａ第１の方向切換弁装置４０３パイロット制御弁１５０，１５４受圧室（目標補償差圧指示手段；油圧
力発生手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者落合正巳茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (56)参考文献特開平４−8902（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−41681（ＪＰ，Ａ) 特開平２−248701（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと；前記ハウジングに形成さ
れ、油圧源に接続されるポンプポート及びタンクに接続
されるタンクポートと；前記ハウジング内に摺動自在に
配置された第１のスプール弁体と、前記ハウジング内に
形成され、前記ポンプポートと連通するポンプ通路、前
記ポンプ通路に連通するフィーダ通路、第１のアクチュ
エータに接続される負荷ポートを有する負荷通路及び前
記タンクポートに連通する排出通路と、前記ハウジング
内に形成され、前記ポンプポートを前記タンクポートを
連通させる第１のセンターバイパス通路と、前記フィー
ダ通路と前記負荷通路との間に位置し、前記第１のスプ
ール弁体の移動量に応じて開口面積を変化させる主可変
絞りと、前記センターバイパス通路上に位置し、前記第
１のスプール弁体の移動量に応じて開口面積を変化させ
るブリードオフ用主可変絞りとを有するセンターバイパ
スタイプの第１の方向切換弁装置と；前記ハウジング内
に摺動自在に配置された第２のスプール弁体と、前記第
１のセンターバイパス通路と直列に接続された第２のセ
ンターバイパス通路とを有し、前記ポンプポートから第
２のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する
センターバイパスタイプの第２の方向切換弁装置とを備
えた油圧制御弁装置において、前記第１の方向切換弁装置は、前記主可変絞りの前後差
圧に応じて前記ポンプ通路から前記フィーダ通路を介し
て前記主可変絞りに供給される圧油の流量を補助的に制
御する補助流量制御手段を有し、前記補助流量制御手段
は、（ａ）前記ポンプ通路と前記フィーダ通路との間で前記
ハウジング内に摺動自在に配置されたシート弁体、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、及び前記ポンプ通
路を前記制御可変絞りを介して前記フィーダ通路に連絡
するパイロット通路を有し、このパイロット通路を通過
するパイロット流量によって前記シート弁体の移動量を
決定するシート弁と；（ｂ）前記パイロット通路に配置され、前記主可変絞り
の前後差圧に応じて前記パイロット流量を制御するパイ
ロット制御手段と；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備え、前記パイロット制御
手段は前記固定ブロックに組み込まれたパイロット制御
弁である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、前記パイロット制御弁は前記スプール弁体と平行に
配置されたパイロット弁体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、前記第１の方向切換弁装置は、前記パイロット通路
に配置され、該パイロット通路内での圧油の逆流を防止
する逆止弁を更に備えることを特徴とする油圧制御弁装
置。
【請求項５】請求項１記載の油圧制御弁装置におい
て、前記パイロット制御手段は、摺動可能なパイロット
弁体と、このパイロット弁体に前記主可変絞りの前後差
圧に応じた付勢力を閉弁方向に付与する付勢手段と、前
記パイロット弁体に所定の付勢力を開弁方向に付与し、
前記主可変絞りの前後差圧の目標値を指示する目標補償
差圧指示手段とを含むことを特徴とする油圧制御弁装
置。
【請求項６】請求項５記載の油圧制御弁装置におい
て、前記目標補償差圧指示手段は前記パイロット弁体に
作用するばねを含み、このばねのプリセット力を前記所
定の付勢力として開弁方向に付与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、前記パイロット制御手段は前記ばねのプリセット力
を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８】請求項５記載の油圧制御弁装置におい
て、前記目標補償差圧指示手段は、前記所定の付勢力と
して所定の油圧力を発生する油圧力発生手段を含むこと
を特徴とする油圧制御弁装置。
【請求項９】請求項８記載の油圧制御弁装置におい
て、前記油圧力発生手段は、可変圧力が導入される受圧
室を含むことを特徴とする油圧制御弁装置。