JPH0193605A - 液圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は液圧装置に関するものである。

（従来の技術） 液圧装置の具体例は、例えば特開昭６０−２６３７０９
号公報に記載されている。第２図に、油圧ショベルの駆
動回路として構成された上記液圧装置の部分回路模式図
を示している。上記装置では走行用油圧モータミアーム
シリンダ、パケットシリンダ、ブームシリンダ等の複数
のアクチュエータをそれぞれ個別に制御するための複数
の流量方向制御弁が油圧源に互いに並列に接続されてお
り、第２図には上記ブームシリンダを駆動制御するため
の流貴方向制御弁５１を示している。図のように、流量
方向制御弁５１の一次側のポンプポートＰは逆止弁５２
を介してポンプライン５３に接続され、またタンクポー
トＴがタンクライン５４に接続されると共に、二次側の
シリンダポー）Ａ、Ｂが、それぞれライン５５．５６に
よってブームシリンダ（図示せず）に接続されている。

さらに上記各ライン５５．５６は、それぞれリリーフ弁
５７．５８の介設されたタンク通路５９．６０によって
タンクライン５４にも接続されており、これらのリリー
フ弁５７．５８によってブームシリンダへの供給最高圧
力が規制されるようになされている。

例えば走行用油圧モータは上記ブームシリンダより高い
適正動作圧を有しており、この走行用油圧モータの駆動
時には、ポンプラインの流体圧力はその動作圧に応じる
高い圧力となるように調整される。したがってこのとき
同時に、より低い適正動作圧を有する上記ブームシリン
ダを駆動すると、その適正動作圧を超えた高圧流体がブ
ームシリンダに流入して、例えば起動時に大きな衝撃を
発生することとなるために、上記のようにリリーフ弁５
７．５８を設け、流入流体圧力が適正動作圧力の上限を
超えないようにして衝撃の発生を防止するようになされ
ているのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記構成においては、例えば走行用油圧モ
ータと同時にブームシリンダを作動する場合には、常時
リリーフ弁が開弁状態となって大量のリリーフ流量が生
じ、このため動力損失が大きくなってしまうという欠点
があり、また上記リリーフ弁も高圧かつ容量の大きなリ
リーフ弁で構成する必要があるためにコスト高になると
いう問題もある。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、共通のポンプラインに複数のアクチュエータを互い
に並列に接続して制御する場合に、例えば他のアクチュ
エータよりも低い適正動作圧を有するアクチュエータへ
の供給圧力を上記適正動作圧の範囲内に維持する際に、
動力損失を低減し得ると共に、そのための製作費を安価
なものとなし得る液圧装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の液圧装置は、バイパス形の圧力制御弁
３にて圧力制御されるポンプライン２に複数のアクチュ
エータ７．８．９を互いに並列に接続すると共に、各接
続ライン４．５．６にそれぞれ圧力制御弁１１．１２．
１３と、その後位に通常閉の可変絞り１４．１５．１６
とを介設し、各圧力制御弁１１，１２．１３のバネ室２
４．２５．２６には上記各可変絞り１４．１５．１６の
後位の流体圧力を導くと共に、そのパイロット室２７．
２８．２９には上記各可変絞り１４．１５．１６の前位
の流体圧力を導いて相対向させる一方、上記各可変絞り
１４．１５．１６の後位の流体圧力をシャトル弁３２．
３３にて選択してその最高圧力を上記バイパス形の圧力
制御弁３のバネ室３５に作用させると共に、そのパイロ
ット室３６には該圧力制御弁３の２次側圧力を導いて相
対向させ、さらに上記バイパス形の圧力制御弁３のバネ
室３５をリリーフ弁４５を介してタンクへと連通して成
る液圧装置であって、上記各圧力制御弁１１．１２．１
３の少なくとも一つ１３のバネ室２６を上記よりもリリ
ーフ圧力の低いリリーフ弁４１を介してタンクライン１
８に接続している。

（作用） 上記の液圧装置においては、各可変絞り１４．１５．１
６の前位と後位との差圧が略一定となるように圧力補償
するための各圧力制御弁１１．１２．１３のうち、例え
ば適正動作圧が他のアクチュエータ７．８よりも低いア
クチュエータ９への接続ライン６に介設されている圧力
制御弁１３のバネ室２６を、リリーフ弁４１を介してタ
ンクライン１８に接続している。この結果、ポンプライ
ン２における圧力が高く、アクチュエータ９起動時にこ
のアクチエエタ９への供給圧力が高くなっていく場合に
は、上記供給圧力、すなわち可変絞り１６の後位の圧力
であると共に上記圧力制御弁１３のバネ室２６へ導入さ
れる圧力は、その上昇の途中で上記リリーフ弁４１が開
弁することによって、そのリリーフ設定圧力で規制され
ることとなる、そして、以後は上記バネ室２６がリリー
フ設定圧力で抑えられた圧力制御が上記圧力制御弁１３
によってなされることとなって供給圧力の上昇が抑えら
れる。したがって上記リリーフ設定圧力を、アクチュエ
ータ９起動時に衝撃を生じない適正動作圧の上限以下に
設定しておくことによって、滑らかな起動動作とするこ
とが可能となる。

そして上記リリーフ弁４１は、圧力制御弁１３のバネ室
２６に導入されるパイロット流量を制御するものであっ
て、リリーフ流量は少量であると共に、アクチュエータ
９が起動後に定常動作域に近づいてその負荷圧力が低下
し、供給圧力がリリーフ設定圧力以下になると閉弁状態
となり、したがって上記リリーフ弁４１の開弁動作期間
は、起動直後の短い間だけであるのでリリーフ流量の総
和も少なく、このため動力損失が大幅に低減されると共
に、上記リリーフ弁４１を小形、小容量のリリーフ弁で
構成できるので、製作費も安価なものとすることができ
る。

（実施例） 次にこの発明の液圧装置の具体的な実施例について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図には、高所作業車における作業ボックス（以下、
パケットと言う）の位置制御を行うための液圧装置とし
て構成したこの発明の一実施例における装置の回路図を
示している。図において、１は液圧ポンプであって、そ
の吐出路、すなわちポンプライン２には優先膨圧力補償
弁３が介設されると共に、この優先膨圧力補償弁３の二
次側におけるポンプライン２から三本の接続ライン４．
５．６が分岐され、これらの接続ライン４．５．６に、
上記パケットの位置制御用のアクチュエータとなる高さ
位置調整のための昇降シリンダ７及び傾斜シリンダ８、
そして回転角度位置調整のための液圧モータ９がそれぞ
れ接続されている。また上記各接続ライン４．５．６に
は、それぞれ圧力制御弁としての定差形の減圧弁１１．
１２．１３と、それらの各後位の位置に、通常閉の可変
絞りとしての機能を有する比例電磁式の流量方向制御弁
１４．１５．１６とがそれぞれ介設されている。

上記各流量方向制御弁１４．１５．１６は中立位置時に
全てのボートを閉じるオールポートブロック形のもので
構成しており、−次側の各ポンプボートＰが上記各減圧
弁１１．１２．１３の二次側に接続されると共に、各タ
ンクポートＴはタンク通路１７を介してタンクライン１
８に接続されている。そして二次側の各シリンダポー）
ＡＳＢが前記した各アクチュエータ７、き、９にそれぞ
れ接続されている。さらに上記各流量方向制御弁１４．
１５．１６には、各切換位置時にフィードバック通路２
０を介して、図示しない流量調整部後位の負荷圧力を検
出し得る負荷検出ボートｄを有している。この負荷検出
ボートｄは、各流量方向制御弁１４．１５．１６が中立
位置に存するときには、ベント通路２１を経由するライ
ン２２を介してタンクライン１８に連通ずるようになさ
れている。

上記各負荷検出ボー）ｄにおける検出圧力は、前記各減
圧弁１１．１２．１３のバネ室２４．２５．２６に導か
れると共に、これらの各減圧弁１１．１２．１３のパイ
ロット室２７．２８．２９は、その二次側に接続されて
いる。したがって各流量方向制御弁１４．１５．１６を
切換位置に設定したときには、各減圧弁１１．１２．１
３の二次側圧力と負荷圧力との差圧が略一定、すなわち
上記各減圧弁１１．１２．１３の各バネ室２４．２５．
２６におけるバネ力相当圧力となるように各流量方向制
御弁１４．１５．１６への供給圧力が各減圧弁１１．１
２．１３によって調整される。

なお、上記各減圧弁１１．１２．１３の二次側と各流量
方向制御弁１４．１５．１６のポンプボートＰとの間に
は、各流量方向制御弁１４．１５．１６が最大開度状態
における流量を各アクチュエータ７．８．９に応じた量
とするための手動式の可変絞り３０と、逆流防止用の逆
止弁３１とをそれぞれ介設している。

上記各流量方向制御弁１４．１５．１６の各負荷検出ボ
ートｄにおける検出圧力は、さらにシャトル弁３２．３
３に導かれ、これらのシャトル弁３２．３３によってそ
の最大圧力が選択されると共に、この選択された最大圧
力は、絞り３４を介して、前記したポンプライン２に介
設されている優先膨圧力補償弁３のバネ室３５へと導か
れている。またこの優先膨圧力補償弁３のパイロット室
３６にはその二次側の圧力が導かれ、上記バネ室３５の
圧力と対抗している。この結果、上記優先膨圧力補償弁
３は、その二次側の流体圧力が、バネ室３５に導かれた
負荷圧力とバネ３７のバネ力に相当する流体圧力との総
和よりも高い場合には、その余剰流量をベントライン３
８へとバイパスし、上記優先膨圧力補償弁３の二次側に
おけるポンプライン２内の流体圧力を負荷圧力よりもバ
ネ３７のバネ力分だけ高い圧力で維持するような作動を
なす、なお上記ベントライン３８には、例えば前記傾斜
シリンダ８の作動により傾斜角度に変化を与えてい（際
に、パケットの水平状態を維持するための角度補正シリ
ンダ等のその他のパケット位置微調整用のアクチュエー
タを制御する制御弁３９・・３９が接続される。

そして上記実施例においては、液圧モータ９が接続され
た接続ライン６における減圧弁１３のバネ室２６を、リ
リーフ弁４１の介設されたタンク通路４２によってタン
クライン１８に接続し、上記バネ室２６に導入される流
体注力が上記リリーフ弁４１における°リリーフ設定圧
力を超えないようになされている。なお、前記優先膨圧
力補償弁３のバネ室３５及び液圧ポンプ１から上記優先
膨圧力補償弁３に至るポンプライン２は、それぞれリリ
ーフ弁４５．４６を介してタンク４７に連通させており
、過負荷による各機器の損傷を防止し得るようになされ
ている。

次に上記した液圧装置の作動状態について説明する。

まず、各流量方向制御弁１４．１５．１６のうち、例え
ば昇降シリンダ７用、及び傾斜シリンダＢ用の各流量方
向制御弁１４．１５がそれぞれ切換位置に存する場合、
これらの流量方向制御弁１４．１５の各流量調整部後位
の各負荷圧力のうちの高い方の圧力が最大負荷圧力とし
て優先膨圧力補償弁３のバネ室３５へと送られる。その
結果、優先膨圧力補償弁３の二次側のポンプライン２内
の流体圧力が、上記最大負荷圧力よりもバネ３７のバネ
力分だけ高い圧力に維持される。そしてさらに上記のポ
ンプライン２内における流体圧力を供給−次側圧力とし
て、減圧弁１１及び減圧弁１２によってそれぞれ流量方
向制御弁１４．１５への流入流体圧力が以下のように調
整される。つまり、各減圧弁１１．１２のバネ室２４．
２５に導入される個々の負荷圧力とバネ力相当圧力との
総和が、各減圧弁１１．１２の二次側に接続されている
パイロット室２７．２８における流体圧力と対抗するよ
うに上記各減圧弁１１．１２による圧力調整がなされる
結果、各減圧弁１１．１２の二次側から可変絞り３０及
び逆止弁３１を介して各流量方向制御弁１４．１５を流
れる流体の差圧が、上記各バネ室２４．２５におけるバ
ネ力相当圧力となるように調整されるのである。したが
ってこれらの流量方向制御弁１４．１５は圧力補償され
て各流量調整部の開度に比例した流量が流れることにな
る。このような作動状態は、各アクチュエータ７．８．
９をそれぞれ単独で作動する際、或いは上記とは異なる
その他の組合せで作動する際においても同様の圧力制御
が行われる。すなわちポンプライン２における流体圧力
が、動作中のアクチュエータにおける最高負荷圧力に応
じてまず調整され、さらに各減圧弁１１．１２．１３に
よって、各流量方向制御弁１４．１５．１６をそれらの
開度に比例した流量が流れるように各接続ライン４．５
．６における個々の圧力制御がなされるのである。

そして上記においては、昇降シリンダ７及び傾斜シリン
ダ８よりも適正動作圧の低い液圧モータ９への接続ライ
ン６に介設された減圧弁１３のバネ室２６を、リリーフ
弁４１の介設されたタンク通路４２でタンクライン１８
にも接続しているために、例えば昇降シリンダ７を駆動
中、すなわちポンプライン２に上記昇降シリンダ７にお
ける高い負゛荷圧力に応じた高圧流体が供給されている
場合にも、上記液圧モータ９には上記ポンプライン２に
おける高圧圧力によらずに、その適正動作圧力範囲内の
圧力で流体を供給することが可能である。つまり上記リ
リーフ弁４１を介設したタンク通路４２を設けていない
場合には、上記液圧モータ９に通ずる流量方向制御弁１
６を中立位置から切換位置に切換えた直後において、液
圧モータ９の静止慣性力のために二〇液圧モータ９への
流入側流体圧力は、この液圧モータ９の適正動作圧力の
上限を超えてポンプライン２における高圧流体圧力付近
まで急激に上昇し、したがって液圧モータ９は過大な起
動力を受けて急速に加速され、このため衝撃的な回転開
始状態となったり、また上記流量方向制御弁１６の切換
直後の開度が小さい場合には、上記過大な起動力によっ
て急速回転を開始した液圧モータ９の回転に流入流体量
が追従せず、圧力の低下、回転の停止を生じ、再度圧力
上昇、急速回転の開始を繰返すような、いわゆるしゃく
り現象を生ずる起動状態となってしまう。

一方、上記実施例のようにリリーフ弁４１を設けた場合
には、流量方向制御弁１６を中立位置から切換位置に切
換えた直後における液圧モータ９の静止慣性力による回
転開始の遅れ期間中においても、上記液圧モータ９への
流入側流体圧力、すなわち負荷検出ポー）ｄで検出され
る流体圧力がリリーフ弁４１のリリーフ設定圧を超えた
ときには、上記リリーフ弁４１が開弁して、減圧弁１３
のバネ室２６には上記す・リーフ設定圧が導入されるこ
ととなり、上記減圧弁１３は、その二次側の圧力を上記
リリーフ設定圧とバネ室２６におけるバネ力相当圧力と
の総和と同等の圧力となる状態で保持することとなる。

したがって液圧モータ９への流入側流体圧力は以降の圧
力上昇を生じず、この状態を上記液圧モータ９への適正
動作圧力の上限以下となるように上記リリーフ設定圧を
設定しておくことによって、上記液圧モータ９には過大
な起動力は作用せず、したがって衝撃を感じない緩やか
な回転動作の開始と、流量方向制御弁１６切換直後の小
開度状態から徐々に開度を広げていく開度変化に追随し
た回転速度の上昇とが得られ、滑らかな起動状態を与え
ることが可能となる。

このように負荷圧力をバネ室２６に導いて液圧モータ９
へ流量方向制御弁１６の開度に応じた流量を供給するよ
うに制御する減圧弁１３の上記バネ室２６を、リリーフ
弁４１を介してタンクライン１８に接続しておくことに
より、他のアクチュエータ、例えば昇降シリンダ７の適
正動作圧力に応じて高圧の圧力流体がポンプライン２に
供給されている場合にも、上記液圧モータ９の起動時に
おいて、衝撃を生じることのない滑らかな回転起動状態
を得ることができる。そして上記リリーフ弁４１は、減
圧弁１３のバネ室２６に導入されるパイロット流量を制
御するものであって、その量弁時のリリーフ流量は少量
であると共に、液圧モータ９の停止状態から定常回転状
態への移行に伴って低下していく回転負荷がリリーフ設
定圧以下となる迄の短時間の間、開弁するのみであって
、リリーフ流量の総和も少なく、このため動力損失は従
来よりも大幅に低減されたものとなる。またこのような
小さなリリーフ流量であるために、小形で小容量のリリ
ーフ弁で構成でき、また液圧モータ９の正転、逆転の双
方に対して、−個のリリーフ弁４１のみで上記の起動制
御ができるので、構成が簡素となり、製作費を安価なも
のとすることができる。

なお上記実施例はこの発明を限定するものではなく、こ
の発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば上記
実施例においては複動シリンダと正逆回転モータとから
なる各アクチュエータ７．８．９に応じて流量方向制御
弁１４．１５．１６を設けた例について説明したが、方
向切換えを必要としないアクチュエータを用いる場合に
は可変絞りで構成することが可能である。また上記実施
例ではポンプライン２に優先形圧力補償弁３を介設して
構成したが、この優先膨圧カ補償弁３に替えてバイパス
形圧力補償弁を用いることもできる。

また上記においては流量方向制御井三連構成の液圧装置
についての説明であるが、二連、或いは四速以上の多連
構成とすることも可能であり、またリリーフ弁の接続箇
所も必要に応じて増加することができる。さらに上記は
高所作業車へ適用した例についての説明であるが、例え
ば油圧シロベルやフォークリフト等のその他の建設機械
や作業機械等を駆動する液圧装置にもこの発明の適用が
可能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の液圧装置においては、ポンプラ
インから圧力制御弁と可変絞りとを介してアクチュエー
タに流体を供給してこれを駆動する回路において、上記
可変絞りにおける圧力補償を行うための上記圧力制御弁
のバネ室を、さらにリリーフ弁を介してタンクラインに
接続することによって、上記アクチュエータに対しては
過大な高圧圧力流体が上記ポンプラインに供給されてい
る場合にも、上記アクチュエータへの供給圧力を抑えて
、その起動を滑らかに行わせることが可能である。そし
てこのような起動制御を行うための上記リリーフ弁にお
けるリリーフ流量は極めて少量であるので、動力損失が
低減され、また小形・小容量のリリーフ弁で構成できる
ので、製作費を安価なものとすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における液圧装置の回路図
、第２図は従来装置における部分回路模式図である。 ２・・・ポンプライン、３・・・優先形圧力補償弁（圧
力制御弁）、４．５．６・・・接続ライン、７・・・昇
降シリンダ（アクチュエータ）、８・・・傾斜シリンダ
（アクチュエータ）、９・・・液圧モータ（アクチュエ
ータ）、１１．１２．１３・・・減圧弁（圧力制御弁）
、１４．１５．１６・・・流量方向制御弁（可変絞り）
、１８・・・タンクライン、２４．２５．２６・・・バ
ネ室、２７．２８．２９・・・パイロット室、３２．３
３・・・シャトル弁、３５・・・バネ室、３６・・・パ
イロット室、４１・・・リリーフ弁、４５・・・リリー
フ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．バイパス形の圧力制御弁（３）にて圧力制御される
   ポンプライン（２）に複数のアクチュエータ（７）（８
   ）（９）を互いに並列に接続すると共に、各接続ライン
   （４）（５）（６）にそれぞれ圧力制御弁（１１）（１
   ２）（１３）と、その後位に通常閉の可変絞り（１４）
   （１５）（１６）とを介設し、各圧力制御弁（１１）（
   １２）（１３）のバネ室（２４）（２５）（２６）には
   上記各可変絞り（１４）（１５）（１６）の後位の流体
   圧力を導くと共に、そのパイロット室（２７）（２８）
   （２９）には上記各可変絞り（１４）（１５）（１６）
   の前位の流体圧力を導いて相対向させる一方、上記各可
   変絞り（１４）（１５）（１６）の後位の流体圧力をシ
   ャトル弁（３２）（３３）にて選択してその最高圧力を
   上記バイパス形の圧力制御弁（３）のバネ室（３５）に
   作用させると共に、そのパイロット室（３６）には該圧
   力制御弁（３）の２次側圧力を導いて相対向させ、さら
   に上記バイパス形の圧力制御弁（３）のバネ室（３５）
   をリリーフ弁（４５）を介してタンクへと連通して成る
   液圧装置であって、上記各圧力制御弁（１１）（１２）
   （１３）の少なくとも一つ（１３）のバネ室（２６）を
   上記よりもリリーフ圧力の低いリリーフ弁（４１）を介
   してタンクライン（１８）に接続していることを特徴と
   する液圧装置。