JPH02190604A

JPH02190604A - パイロット系の油圧回路

Info

Publication number: JPH02190604A
Application number: JP1010760A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshimatsu; 英昭吉松
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1990-07-26

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〕本発明は、油圧クレーンや油圧ショベル等の建設機械・
において、油圧パイロット操作する際に使用されるパイ
ロット系の油圧回路に関するものである。

（従来の技術）従来、操作レバーによりパイロット弁を操作してその二
次側にパイロット圧を出力し、このパイロット圧によっ
てパイロット式方向切換弁を切換えて油圧モータや油圧
シリンダ等の作動を１ｉＩＪＩＩｌするパイロット操作
方式が一般に採用されている。

上記パイロット操作方式において、寒冷時等に油温が低
下すると油の粘性が高くなり、操作の応答性が悪くなる
。この応答性を高めるために、従来、パイロット弁の二
次側からパイロット式方向切換弁のパイロット部にパイ
ロット圧を導くパイロット油路に対し、パイロットリリ
ーフ弁からリリーフさせた油を流入させることにより、
パイロット油路内の油温を上昇させるようにしたものが
知られている（たとえば特開昭６３−６７４１３号公報
）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来技術では、パイロットポンプが常
に大容量のメインタンクから冷えた油を吸込むものであ
るため、昇温効率が非常に悪い。

すなわちパイロットポンプによるメインタンクからの吸
込み油量（吐出油攪）ならびにパイロットリリーフ弁に
よりリリーフされる油量はメインタンク内の総油量に比
べてが僅少であり、また、パイロットリリーフ弁は低圧
設定であるため、そのリリーフによる発熱量も少なく、
このためリリーフ後の油の温度はメインタンク内の油温
より僅かに（約３℃）上昇する程度であり、この僅かに
昇温したリリーフ後の油をパイロット油路からパイロッ
ト弁のリターン油路を経てメインタンクに戻し、メイン
タンク内の冷えた油に直接混合させるので、メインタン
ク内の全量を昇温させるためには時間がかかり、とくに
寒冷時においてエンジンの起動後にメインタンク内の油
温ならびにパイロット油路内の油温を適正温度（５０〜
７０℃）まで上昇させるために長時間を要する。

なお、メインタンク内の油温を上昇させるために、高吐
出量のメインポンプからの吐出油を高圧設定のメインリ
リーフ弁によりリリーフさせてメインタンクに戻し、あ
るいはそのリリーフ油をパイロット弁の二次側に接続さ
れたパイロット油路に流入させるようにしたものが知ら
れている（特開昭５８−２１００６号公報）。

しかしこの従来技術では、メインリリーフ弁でリリーフ
させるためにメイン回路のたとえば油圧シリンダを無理
やり伸長状態もしくは短縮状態に作動させたままで保持
させる必要があり、その操作が面倒であるとともに、油
圧シリンダ等が過負荷状態となり好ましくない。しかも
、エンジンの起動時にこのようにいきなり負荷を掛けて
運転するといわゆるエンストするおそれがある。そのた
めに起動時は暫くの間エンジンをローアイドルで無負荷
運転し、ウオーミングアツプする必要があり、その間待
機しなければならず、それだけ油温の上昇が遅くなる。

本発明の目的は、上記従来の問題を解消し、特別な操作
をしなくても、パイロット系の油温をエンジン起動後に
効率よく急速上昇させて短時間で適正な高温状態に保持
できるようにし、パイロット系の応答遅れをな（して操
作性を向上できるパイロット系の油圧回路を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のために、本発明は次のように構成してい
る。

（１）コントロール用ポンプの吐出油を操作用アクチュ
エータの一次側に流入させるコントロール油路の途中に
、上記ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁を接続し
、このリリーフ弁からタンクへのリターン油路とタンク
から上記ポンプへの吸込み油路との間にバイパス油路を
設けるとともに、油温が設定温度未満のときはリリーフ
弁の戻り油をポンプの吸込み側に流入させ、設定温度以
上になると上記戻り油をタンクに流入させる切換手段を
設けているパイロット系の油圧回路。

（２）上記構成（１）において、タンクがメインタンク
に連通して設けられた小容量のサブタンクであるパイロ
ット系の油圧回路。なお、サブタンクはメインタンク内
に装備させてもよいし、メインタンクの外部に隣接して
配置してもよい。

（３）上記構成（１）または（２）において、リリーフ
弁のリターン油路中でバイパス油路の分岐点よりもタン
ク（メインタンクまたはサブタンク）側に背圧弁を設け
、感温ばねを用いて油温が設定温度未満のときに背圧弁
の設定圧よりも低圧となり、設定温度以上になると背圧
弁の設定圧よりも高圧となる設定圧可変のチェック弁を
上記バイパス油路に設けているパイロット系の油圧回路
。

（４）上記構成（１）または（２）において、リリーフ
弁のリターン油路中でバイパス油路の分岐点よりもタン
ク（メインタンクまたはサブタンク）側に背圧弁を設け
、バイパス油路に設定圧一定のチェック弁を設け、上記
背圧弁は＠温ばねを用いて油温が設定温度未満のときに
上記チェック弁の設定圧よりも高圧となり、設定温度以
上になると上記チェック弁の設定圧よりも低圧となるよ
うに設定圧可変に構成したパイロット系の油圧回路。

（５）コントロール用ポンプの吐出油を操作用アクチュ
エータの一次側に流入させるコントロール油路の途中に
、上記ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁を接続し
、メインタンクに小容量のサブタンクを互いに連通ずる
ように付設し、上記ポンプの吸込み油路とリリーフ弁か
らのリターン油路とをサブタンクを介して連通させ、サ
ブタンクにメインタンクへの油流出口を設けるとともに
、サブタンク内の油温が設定温度未満のときに油流出口
を閉じ、設定温度以上になると油流出口を開く感温蓋を
設けているパイロット系の油圧回路。

（６）　　コントロール用ポンプの吐出油を操作用アク
チュエータの一次側に流入させるコントロール油路の途
中に、上記ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁を接
続し、メインタンクに小容量のサブタンクを互いに連通
するように付設し、サブタンクに上記ポンプの吸込み油
路を連通させるとともに、油温検出手段を設け、この検
出手段により検出された油温が設定温度未満のときにリ
リーフ弁からのリターン油路をサブタンクに連通させ、
設定温度以上のときに上記リターン油路をメインタンク
に連通させる切換手段を設けているパイロット系の油圧
回路。

（７）上記構成（６）において、リリーフ弁からのリタ
ーン油路に、この油路をサブタンクに連通させる低温作
業位置と、メインタンクとサブタンクの双方に連通させ
る過渡位置と、メインタンクに連通させるａｆＡ作業位
置とに切換自在のパイロット切換弁を設け、コントロー
ル油路から一次圧を入力して二次側に上記パイロット切
換弁の切換え用パイロット圧を出力する電磁比例減圧弁
と、油温検出手段により検出された油温に基づいて電磁
比例減圧弁に制御信号を出力するコントローラとを設け
、コントローラは上記油温が低温設定温度未満のときに
上記パイロット切換弁を低温作業位置に、高ｍ設定温度
以上のときにパイロット切換弁を高温作業位置に、その
中間温度のときにパイロット切換弁を過渡位置に切換え
るようにＮ磁比側減圧弁を制御する制御手段を備えてい
るパイロット系の油圧回路。

（８）上記構成（１）乃至（７）のいずれかにおいて、
操作用アクチュエータがパイロット弁で、その二次側に
パイロット油路を介してパイロット式方向切換弁のパイ
ロット部を接続し、リリーフ弁のリターン油路から分岐
させた分岐油路を、パイロット油路側への流入を許容す
るチェック弁を介してパイロット油路の上記バイ０ット
部近傍に接続しているパイロット系の油圧回路。

〔作　用〕

上記構成（１）により、エンジンが起動されると、コン
トロール用ポンプから吐出された油がリリーフ弁により
リリーフされ、このリリーフによる発熱でリリーフ弁か
らの戻り油の温度が上昇する。

そして、油温が設定温度未満のときはこのリリーフ弁か
らの戻り油がタンクには戻されずにバイパス油路を経て
ポンプに吸込まれ、したがってタンクで冷やされること
なく昇温したままでポンプに吸込まれ、再度リリーフ弁
に導かれてリリーフされ、さらに昇温されつつポンプと
リリーフ弁との間を循環する。この循環中に、循環系の
油量がほぼ一定で少量のため、油温が加速度的に上昇す
る。

その後、油温が設定温度以上になると、切換手段により
リリーフ弁からの戻り油がタンクに戻され、ポンプはタ
ンクから冷たい油を吸込み、これに伴ってコントロール
油路内の油温ならびにリリーフ弁からのリリーフ油の濃
度が一旦低下し、次に、上記切換手段の働きによりリリ
ーフ弁からの戻り油が再度バイパス油路を経てポンプに
吸込まれ、以下、上記の作用が繰返される。

この繰返しにより油の昇温効率が高められ、系内の油温
が急速上昇し、寒冷時であっても、かつ、特別な操作を
しなくても上記油温が短８Ｉ［で適正な高部状態となり
、パイロット系の応答遅れが防止され、操作性が向上さ
れる。また、上記切換手段により油温が適正範囲に自動
制御され、ポンプの焼付きが防止される。

上記構成（２）のように小容量のサブタンクを使用する
ことにより、大容量のメインタンク内の油を昇温させる
場合に比べてサブタンクの油温を短時間で上昇させるこ
とができ、バイ０ツト系内の油温を適正温度にするまで
の時間がさらに短縮される。

上記構成（３）または（４）によれば、背圧弁とチェッ
ク弁のいずれかで感温ばねによる設定圧切換え機能が発
揮されて油路が自動的に切換えられ、簡単な構成で上記
部の昇温ｔＩＩＩＷＡが円滑に行われる。

上記構成（５）によれば、小容量のサブタンクの使用に
よりパイロット系内の油温が短時間で適正温度にまで上
昇されるとともに、サブタンク内の上昇油とメインタン
ク内の油との置換が効率よく行われ、昇温効率がさらに
高められる。

上記構成（６）または（７）によれば、電気的制御によ
りパイロット系内の油温が適正にｌｌｌ０され、また、
油温の設定ならびに変更が容易となり、外気温や作業内
容等に対応した制御が可能となり、常に適正な油１　ｉ
ｌｌ　ａｌｌが行われる。

上記構成（８）によれば、パイロット系の一次側の油だ
けではなく、二次側の油の温度も効率よく昇温され、系
全体の応答性が大幅に向上される。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すものであり、この図にお
いて、コントロール用ポンプ２はエンジン２１により駆
動され、タンク１内の油を吸込み油路２２を介して吸込
み、コントロール油路２３に吐出する。コント０−ル油
路２３の先端はバイ０ツト弁（操作用アクチュエータ）
３の一次側に接続している。パイロット弁３は一次側に
上記油路２３から一定の一次圧を入力し、レバー３１の
操作角に応じて二次側にパイロット圧を出力し、そのパ
イロット圧をパイロット油路３２を介してメイン回路に
設けられた方向切換弁３３のパイロット部に入力させ、
方向切換弁３３を切換えて油圧シリンダ等の７クチユエ
ータの作動を１１１０する。

上記パイロット弁３の一次圧を一定に制御するために、
その−次側に接続されたコントロール油路２３にリリー
フ弁４を接続している。この場合、＾混油をパイロット
弁３の直ぐ近くまで導くためにリリーフ弁４は油路２３
のパイロット弁３にできるだけ近い箇所に接続するのが
望ましい。また油温の上昇効率を高めるためにリリーフ
弁４からタンク１へのリターン油路４１と、タンク１か
らポンプ２への吸込み油路２２との間にバイパス油路４
２を設け、かつ、リリーフ弁４からの戻り油の流路切換
手段として、リターン油路４１中でバイパス油路４２の
分岐点よりもタンク１側に、設定圧Ｐ１が一定（１，５
Ｎｙ／ａｉ＞の通常のチェック弁からなる背圧弁５を接
続し、バイパス油路４２中に油ａ！ｔによって設定圧Ｐ
２が所定の範囲（１，０〜２．０υ／ｄ）で変化する設
定圧可変のチェック弁６を設けている。上記パイロット
弁３からタンク１へのリターン油路３４はそのままタン
ク１に接続している。

チェック弁６は、弁本体６１内に入口ボート６２と出口
ボート６３とを連通ずる通路６４を備えたガイド部材６
５を収納し、このガイド部材６５に入口ボート６２を開
閉する弁体６６を摺動自在に支持させ、弁体６６を感温
ばね６７により入口ボート６２を閉じる方向に付勢して
なるものであり、感温ばね６７はたとえばＴｉ−Ｎｉ合
金等の形状記憶合金製のコイルスプリングにより構成し
、雰囲気温度すなわち油温に応じてばね定数が変化し、
チェック弁６の設定圧Ｐ２が第２図に示すように変化す
る。弁体６６はその背面のばね室に油を導く小孔６８を
有し、その入口ボート６２側の受圧面積と、背面の受圧
面積との差を有効受圧面積として作動する面積差型とな
っている。面積差型としたのはばね６７のばね力を弱く
するためである。

この構成において、エンジン２１を起動すると、ポンプ
２が駆動され、タンク１内の作動油が吸込み油路２２を
介して吸込まれ、コントロール油路２３に吐出されてパ
イロット弁３の一次側に入力される。そして、油路２３
内の圧力すなわち一次圧がリリーフ弁４の設定圧Ｐｏ　
　（５０Ｋｙ／ｄ）になると、上記ポンプ吐出油がリリ
ーフ弁４によりリリーフされてリターン油路４１に導力
鬼れ、背圧弁５とバイパス油路４２中のチェック弁６と
に流入される。ここで、油ｍｔに応じてチェック弁６の
設定圧Ｐ２が変化し、リリーフ弁４からの戻り油（リリ
ーフ油）の流れの方向が次のようにｉｌＪ　御される。

すなわち、チェック弁６に流入したリリーフ油の温度ｔ
がｌ温ばね６７の変ｉ温度β１　（５８℃）未満であれ
ば、感温ばね６７のばね定数が低く、チェック弁６の設
定圧Ｐ２は最低値ｐ２ｍｉｎ（１゜０ｍ／ａｔ）であり
、背圧弁５の設定圧Ｐｔ（１゜５Ｃｙ／ｃｄ＞よりも低
いため、上記リリーフ油はすべてバイパス油路４２のチ
ェック弁６を経てポンプ２の吸込み油路２２に吸込まれ
、さらにポンプ２を経て再度コントロール油路２３に吐
出され、その油が矢印方向に循環され、この循環中に油
温が次第に上昇する。この場合、循環系の油量はほぼ一
定で少量であるため、油温は急速上昇する。

そして、県内の油温ｔが上記温度β１　（５８℃）以上
になると、感温ばね６７のばね定数が次第に高くなると
ともに、チェック弁６の設定圧Ｐ２が次第に高くなり、
油温ｔが変態温度β２　（６９℃）になると感温ばね６
７のばね定数が最大で、チェック弁６の設定値Ｐ２も最
高１１Ｐ２ｗａｘ　　（２，０Ｋｙ／ａｌ）となり、背
圧弁５の設定圧Ｐｔ（１，５句／ｃｄ　）より高くなる
。この間にチェック弁６を流れる油の流量が次第に少な
くなり、油温ｔが温度β２　（６９℃）で上記リリーフ
油の全量が背圧弁５を経てタンク１に戻されるとともに
、ポンプ２はタンク１から冷たい油を吸込むことになる
。

これに伴ってコントロール油路２３内の油温が低下する
とともに、リリーフ弁４によりリリーフされてチェック
弁６に流入される油の温度も低くなる。

その後、油１ｔが上記温度β２　（６９℃）より下がっ
た場合、低温時の変態温度α２　（６５℃）までは感温
ばね６７のばね定数が最大のままで、チェック弁６の設
定圧Ｐ２も最高値Ｐ２１ａＸ（２゜０　都／ｃｄ　”）
に保持されたままであり、油温ｔが変態温度α２　（６
５℃）以下になるとばね定数が低くなり、設定圧Ｐ２が
低下し始め、次いで、変態温度α１　（５４℃）でばね
定数が最低値で、チェック弁６の設定圧Ｐ２が最低値Ｐ
２　ｓｉｎ　　（１，０、Ｋｇ／ａｌ）となり、背圧弁
５の設定圧Ｐ１　（１，５Ｋｇ／ＣＩＩ）よりも低くな
る。この間に背圧弁５を経てタンク１に戻される油の流
量が次第に少なくなり、チェック弁６を経てポンプ２の
吸込み側に流入される流量が次第に増大し、油温ｔが温
度α１以下でリリーフ弁４からのリリー°ノ油の全量が
再度ポンプ２の吸込み側に流入され、以下、上記の作用
が繰返される。これによって上記循環系内の油温ｔが速
やかに適正な高温状態（５４〜６９℃）に保持され、操
作系の高い応答性が確保されるとともに、油温ｔの異常
な上昇が防止され、ポンプ２の焼付き等のトラブルの発
生が防止される。

上記の作用において、油の上昇温度を考察すると、次の
通りである。

すなわちリリーフ弁４を通過する油の発熱量は、発熱１
＝　（ＰｘＱ／　４５０）ｘｌｏ、５（にｃａｌ／１ｎ
　）°、’　　　１　ＰＳ＝６３２．　５　　（Ｋｃａ
ｌ／ｈｒ）１０．５（にＣａｌ／Ｗｉｎ　　）Ｐ：リリーフ弁４を通過する油の圧力（リリーフ弁の設
定圧Ｐｏ：に９／ａｉ）、Ｑ：同流量（ポンプ２の吐出流量：　Ｑ　／ｓｉｎ　）
となる。またタンク１の容＃ｉ（総油量）をＶｄ１油の
比重扮を０．８７９／ｒｉ、比熱を０．４５とし、発熱
量のすべてが油温上昇になるとすると、油の単位時間当
りの上昇温度ΔＴ　（’Ｃ／１ｎ　）は、Δ■−発熱量
／（総油＄×比重量×比熱）−（（ＰｘＱ／４５０）ｘ
ｌ　０．５ｘ１０’　）／　（ＶｘＯ，８７ｘＯ，４５
＞　　・・・・・・■で求められる。

ここで、総油量Ｖを３０００ｃａｒ、リリーフ弁４の設
定圧Ｐａを５（１ｇ／ｃ＃ｌ、エンジン２１がローアイ
ドルで、ポンプ２の吐出量Ｑを５ρ／■ｉｎとすれば、
上記０式により、 ΔＴ＝５．　０　　　℃／ｗｉｎとなる。なお、エンジン２１がハイアイドルで、ポンプ
２の吐出ｆｆ１Ｑを１５１１／ｓｉｎとすると、ΔＴ−
１５，９℃／ａ＋ｔｎとなる。

因みに、気温（油温）が０℃で、エンジン２１をローア
イドルでウオーミングアツプした場合、パイロット弁３
の一次側に接続されたコントロール油路２３内の油温ｔ
は、第３図（ａ）の実線に示すようにエンジン２１の起
動後約５分でパイロット弁３の操作に適した高温状１（
５４〜６９℃）となる。その後、レバー３１を操作すれ
ば、上記の適正温度に昇温された油がレバー操作量に応
じた圧力（パイロット圧）でパイロット油路３２に導か
れ、その圧力でメイン回路の方向切換弁３３が応答性よ
く切換えられ、所定の作業が行われる。

ここで、メイン回路でシミベルの掘削作業等の重作業を
繰返し行うと、メイン回路の高圧設定のメインリリーフ
弁によりリリーフされた油がタンク１に戻されることに
より、タンク１内の油温が第３図（ａ）の破線に示すよ
うに上昇するが、タンク１内の油の全量が上記適正温度
に上昇するまでに約２０分かかる。しかしながらタンク
１内の油の全量が適正温度に上昇するまでに、上記の制
御によりコントロール油路２３内の油が適正温度に上昇
するので、エンジン２１の起動後、短時間で操作系統の
応答性が高められ、適正な操作ならびに作業が可能とな
り、作業能率がアップされる。

とくに、軽作業の繰返しであると、タンク１内の油温が
第３図（ｂ）の破線に示すように適正温度に上昇するま
でに長時間を要するが、上記の制御によりコントロール
油路２３内の油温は短時間で適正温度まで上昇している
ので、とくに効果的であるといえる。

次に別の実施例について説明する。

第４図の実施例ではバイパス油路４２に設定圧Ｐ４が一
定（０，１！／７）のチェック弁６ａを設け、リリーフ
弁４からタンク１へのリターン油路４１に、油温ｔに応
じて設定圧Ｐ３が上記設定値Ｐ４の上下所定の範囲（０
，１〜３．　（１９／ｃａｌ＞で変化する背圧弁５ａを
設けている。

上記背圧弁５ａは、入口ボート５１１と出口ボート５１
２とを有するハウジング５１内に、弁口５２１を備えた
弁シート５２を設け、弁シート５２に連結部材５３を介
してガイド部材５４を取付け、ガイド部材５４の外部に
弁体５５を摺動自在に支持させるとともに、内部にスプ
ール５７を軸方向に摺動自在に支持させて構成している
。弁体５５は主ばね５６により弁口５２１を閉じる方向
に付勢し、入口ボート５１１にフィルタ５３１、絞り５
３２、通路５４１を介して常時連通する中間油室５４２
をガイド部材５４と弁体５５との間に設け、ガイド部材
５４内に設けたスプール５７を、油温によってばね定数
が変る形状記憶合金製の感温ばね５８と、ばね定数が一
定の通常のばね材にからなるバイアスばね５９とによっ
て支持させ、その感温ばね５８のばね力とバイアスばね
５９のばね力との差によって、油温が高温時に入口ボー
ト５１１に連通した中間油室５４２を通路５４３．５７
１．５７２を介して出口ボート５１２に連通させ、油温
が低温時にその連通を遮断するように構成している。他
の構成ならびに作用は第１図に示した実施例の場合と実
質的に同一である。

この構成により、背圧弁５ａの設定圧Ｐ３は油温ｔに応
じて上記第１実施例のチェック弁６の制御特性とは逆の
特性で制御され、第５図に示すように油温ｔが低温で温
度β１に上昇するまでは最高値Ｐ３１ａＸ　　（３，Ｏ
Ｎ９／ｃｄ）に保持され、リリーフ弁４からのリリーフ
油の全量がバイパス油路４２のチェック弁６ａを経てポ
ンプ２に吸込まれる。その後、油温が温度β１以上にな
ると設定値Ｐ３が下がり始め、温度β２で最低値ｐ３１
ｎ（０，１１Ｃ９／ｃｊ）となり、その途中で上記リリ
ーフ油の一部が背圧弁５ａを経てタンク１に戻され、温
度β２以上でリリーフ油の全量が背圧弁５ａを経てタン
ク１に戻される。また、油温が下がると温度α２までは
背圧弁５ａの設定圧Ｐ３が最低値ｐ３１ｔｎに保持され
、温度α２以下になると設定ＩｊｌｉＰ３が上がり始め
、温度α１で設定圧Ｐ３が最高値ｐ１ｓａｘとなり、そ
の途中で上記リリーフ油の一部がチェック弁６ａを経て
ポンプ２に吸込まれ、温度α１以下でリリーフ油の全量
がポンプ２に吸込まれる。以下、上記作用の繰返しによ
りコントロール油路２３の油温が急速上昇し、パイロッ
ト弁３による操作の応答性が短時間で高められ、かつ、
油温ｔの異常な上昇が防止され、適正な高温状態に保持
される。

なお、第１図および第４図の実施例において、タンク１
を小容量のサブタンクとしてもよい。こうすれば、サブ
タンク内の小容量の油の温度を効率よく上昇させること
ができ、さらに短時間で適正な高温状態にすることがで
きる。

第６図はサブタンク１１を用いた場合の具体例を示して
いる。サブタンク１１はメインタンク１に比べて小容量
で、底部に油流入口１２を、上部に油流出口１３を有し
、メインタンク１内に収納している。サブタンク１１の
一側部には上下に所定間隔でボート１４．１５を設け、
これにポンプ２の吸込み油路２２とリリーフ弁４からの
リターン油路４１とを接続している。サブタンク１１の
油流出口１３にはブラケット１３１を取付け、このブラ
ケット１３１にガイド軸１６１を介して感温１１１６を
軸方向に摺動自在（昇降自在）に支持させるとともに、
感温１１６を形状記憶合金製の感温ばね１７とばね定数
が一定のバイアスばね１８とにより油温に応じて昇降す
るように支持させ、油温が設定温度未満のときに油流出
口１３をｍじ、設定温度以上になると油流出口１３を開
くようにしている。感温ばね１７は第１図に示したチェ
ック弁６の感温ばね６７と同じ特性を有する。１６２は
ストッパ、１６３は空気抜き用小孔を示す。

パイロット弁３からのリターン油路３４は直接メインタ
ンク１に接続している。

この構成により、ポンプ２は常に小容量のサブタンク１
１から油を吸込み、コントロール油路２３に吐出する。

油路２３に吐出された油はリリーフ弁４により設定圧Ｐ
ａに保持されながらリリーフされ、このリリーフにより
昇温した油がリターン油路４１を経てサブタンク１１に
戻される。すなわちポンプ２はサブタンク１１から冷え
た油を吸込み、これをリリーフ弁４によりリリーフさせ
て昇温させた後、サブタンク１１に戻し、以下、これを
繰返しながら油を矢印方向に循環させることにより、サ
ブタンク１１内の油の温度を次第に上昇させる。

そして、サブタンク１１内の油温ｔが第７図に示すよう
に温度β１　（５８℃）まで上昇すると、感温ばね１７
のばね定数が高くなり始め、感温蓋１６が次第に押し上
げられて油流出口１３が開き始める。これに伴ってサブ
タンク１１内の上部の油が油流出口１３からメインタン
ク１内に逃げ始める。その後、サブタンク１１内の油温
ｔが温度β２　（６９℃）になると感温ばね１７のばね
定数が最大となり、感温蓋１６がストッパ１６２に規制
されるまで上昇し、油流出口１３が全面され、サブタン
ク１１からメインタンク１への流出流量が最大となる。

なお、サブタンク１１内の上部にはその底部の油に比べ
て高温油が充満しており、その高温油がメインタンク１
内に流出され、メインタンク１内の油の温度が次第に上
昇する。

一方、上記サブタンク１１からメインタンク１への高温
油の流出により、サブタンク１１の底部の油流入口１２
からサブタンク１１内にメインタンク１内の底部の冷え
た油が流入し、サブタンク１１内の油温ｔが低下し、そ
の油１ｔが温度α２（６５℃）まで低下すると感温ばね
１７のばね定数が下がり始め、バイアスばね１８により
感温蓋１６が降下し始め、油流出口１３が次第に閉じら
れ、温度α１　（５４・℃）で油流出口１３が全閉され
る。このときポンプ２はサブタンク１１内の高温油とサ
ブタンク１１の底部から吸込まれた低温油とが混じった
油を吸込み、これをリリーフ弁４によりリリーフしなが
ら昇温させてサブタンク１１に戻すことになり、サブタ
ンク１１内の油温ｔが再び上昇し始め、以下、上記の作
用が繰返される。この繰返しによりサブタンク１１内の
油温ｔが急速上昇し、また、サブタンク１１からメイン
タンク１への高温油の流出によりメインタンク１内の油
温が次第に上昇する。

この場合、サブタンク１１内の油量がメインタンク１内
の油量に比べて少ないので、サブタンク１１内で同タン
ク１１内の油と、リリーフにより昇温した戻り油との熱
交換が効率よく行われ、サブタンク１１内の油温ならび
にコントロール油路２３内の油温が短時間で急速上昇す
る。また、図示のようにリリーフ油をサブタンク１１の
底部に戻し、ポンプ２によりサブタンク１１内の上部か
ら油を吸込ませることにより、サブタンク１１内での昇
温効率がさらに高められる。これによりメインタンク１
内の全油量が適正温度に昇温するまでに、高温となった
サブタンク１１内の油を利用してパイロット弁３を適正
に操作でき、エンジン２１の起動後に短時間で応答性の
高い操作が可能となる。

なお、上記各実施例において、感温ばねの代りに、Ｐ１
１温局内に熱によって溶解し固体状態から液体状態へ変
化する際に著しい体積変化を生じる特殊なワックス等の
感温物質を充填し、その感温物質とダイヤフラム等を用
いて油温に応じて開閉するように構成した温度調節弁を
用いてもよい。

第８図はサブタンク１１を用いた場合の別の実施例を示
している。上記各実施例では油温に応じてばね定数が変
化する感温ばねを用いて油の流れの方向を切換えるよう
にしたが、この実施例では小容量のサブタンク１１を用
い、かつ、電気的に流路を切換えるようにしている。サ
ブタンク１１は底部にメインタンク１からの油流入口１
２を有するが、上部には空気抜き用の小孔１９を設ける
だけで、上記第３実施例のような油流出口や感温蓋等を
省略している。

第８図において、ポンプ２の吸込み油路２２はサブタン
ク１１に接続し、ポンプ２の吐出口に接続されたコント
ロール油路２３にはリリーフ弁４を接続するとともに、
電磁比例減圧弁７１を接続し、この電磁比例減圧弁７１
からのパイロット圧Ｐｔによって切換えられるパイロッ
ト切換弁７により、リリーフ弁４のリターン油路４１を
メインタンク１とサブタンク１１とに切換自在に接続し
ている。

油温検出器８１はポンプ２の吸込み油路２２の油温を検
出するようになっているが、サブタンク１１内の油温を
検出してもよいし、コント０−ル油路２３内の油温を検
出してもよい。コント０−ラ８は第９図に示すように油
温検出器８１により検出された油温ｔを入力して油温設
定器８２に設定された油温設定値と比較するとともに、
演算器８３により油温ｔに応じた制御信号ｔ（第１０図
参照）を演算して電磁比例減圧弁７１に出力する。

電磁比例減圧弁７１は一次側にリリーフ弁４により制御
されたコントロール油路２３の圧力（−次圧）を入力し
、二次側にコントローラ８からの制御信号ｔに応じた切
換え用パイロット圧Ｐｔ（第１１図参照）を出力する。

パイロット切換弁７はリターン油路４１に接続された入
口ボートＰからサブタンク１１に接続された出口ボート
Ａおよびメインタンク１に接続された出口ボートＴへの
開口面積を上記電磁比例減圧弁７１からのパイロット圧
Ｐｊに応じて制御する（第１２図参照）。

この構成において、ポンプ２は常に小容量のサブタンク
１１内の油を吸込み油路２２を介して吸込み、コントロ
ール油路２３に吐出する。この油路２３に吐出された油
はリリーフ弁４により設定圧Ｐｏに保持されてパイロッ
ト弁３の一次側に入力され、設定圧Ｐｏ以上でリリーフ
弁４によりリリーフされながらリターン油路４１に戻さ
れる。

このときポンプ２の吸込み油路２２内の油ｔｆｌｔが油
温検出器８１により検出され、その検出油温に基づいて
次のように制御される。

すなわちポンプ２の吸込み油路２２の油、温ｔが低温設
定値未満（ｔ＜３０℃）のときは、コントローラ８から
′Ｒ１１比例減圧弁７１に出力される制御信号ｔが最大
（ｊ＝７００ｍＡ＞で、電磁比例減圧弁７１の二次側か
ら出力されるパイロット圧Ｐｔも最大（Ｐｔ−３５６／
ｃｌＩ）となり、切換弁７は低温作業位置Ｃに最大スト
Ｏ−りで切換えられている。このためリリーフ弁４から
リターン油路４１にリリーフされた油は、その全量が切
換弁７のボートＰ→Ａを経てサブタンク１１に戻される
。このときリリーフ弁４からサブタンク１１への戻り油
とサブタンク１１からポンプ２への吸込み油の流量はほ
ぼ等しいので、サブタンク１１内だけでリリーフ弁４か
らの昇温した戻り油とサブタンク１１内の低温油とが混
ざりながら熱交換され、サブタンク１１内の油ｉｔが徐
々にしかも効率よく上昇される。

そして、ポンプ吸込み油路２２の油Ｉｔが低温設定値以
上（ｔ≧３０℃）になると、上記制御信号ｔが低下し始
め、上記パイロット圧Ｐｔも低下し始め、切換弁７が過
渡位Ｗｂの状態となる。ただし、ｊ＜６００ｍＡ、Ｐｊ
＜３０幻／ｄでは、切換弁７のボートＰ−Ａの開度の方
がボートＰ→Ｔの開度よりも圧倒的に大きいため、リリ
ーフ弁４の戻り油はその極一部がボートＰ−Ｔを経てメ
インタンク１に戻されるだけで、大部分はボートＰ−＋
Ａを経てサブタンク１１に戻されるので、サブタンク１
１内の油Ｉｔは上昇を続ける。

その後、油温ｔが中間設定温度（ｔ−５０℃）になると
、上記制御信号ｔおよびパイロット圧Ｐｔが、ｔ−３０
０ｍＡ、Ｐｔ−１５Ｋｙ／ａｉとなり、切換弁７のボー
トＰ→Ｔ、Ｐ−４Ａの開度が等しくなり、リリーフ弁４
からの戻り油は約１／２が直接メインタンク１に、残り
約１７２がサブタンク１１−に戻され、上記リリーフ弁
４からメインタンり１に戻された油量に対応する油量の
冷えた油がメインタンク１から下部の油流入口１２を経
てサブタンク１１内に流入する。このためサブタンク１
１内ではリリーフ弁４からの戻り油と、メインタンク１
から流入した冷えた油とが混じり合い、その混合油がポ
ンプ２に吸込まれ、サブタンク１１内の温度上昇はほぼ
平衡状態となる。

次に、パイロット弁３を使用すると、コントロール油路
２３からパイロット弁３の一次側に入力されていた高温
油が、パイロット弁３の二次側に接続されたパイロット
油路３２に出力されて消費され、他方のパイロット油路
３２内の冷えた油がパイロット弁３のタンクボートから
リターン油路３４を経てメインタンク１に戻される。こ
れによりリリーフ弁４からサブタンク１１への戻り油流
量が上記パイロット油路３２に消費された分だけ減少し
、その分だけメインタンク１内の低温油が油流入口１２
からサブタンク１１内に流入して同タンク１１内の高温
油と混じりあい、サブタンク１１内の平衡油温はパイロ
ット弁３を使用しない場合に比べて若干低くなるが、そ
の後、リリーフ弁４によりリリーフされて昇温した油が
丈ブタンク１１内に戻されることによりサブタンク１１
内の油温ｔが再度昇温する。

また、メイン回路における油圧シリンダ等のアクチュエ
ータを作６動させ、メイン回路の油温が上昇し、メイン
タンク１内の油温が上昇すると、サブタンク１１内の油
温も上昇し、その油温ｔが高温設定値以上（ｔ≧６０℃
）になると、電磁比例減圧弁７１に対する制御信号ｔが
最低（ｔｉ　（：＝ＯｍＡ）、切換弁７に対するバイロ
ット圧Ｐ４も最低値（Ｐｔ−ＯＫｇ／ｃａｌ”）となり
、切換弁７が高温作業位置ａとなり、ボートＰ−）Ｔの
開口面積が零、Ｐ→Ａが開口面積が全開となり、リリー
フ弁４ｈ）らの戻り油は全量がメインタンク１に戻され
、ポンプ２はサブタンク１１を通してメインタンク１内
の油を吸込むことになるため、サブタンク１１内に熱が
たまって油温が必要以上に上界することがなくなる。す
なわち油温ｔが高温設定値以上（ｔ≧６０℃）ではサブ
タンク１１によるウオーミングアツプ機能は発揮されず
、また、その必要もなく、サブタンク・１１内が異常に
高温になることが防止される。

なお、電気配線の切断や電気コネクタの離脱等のトラブ
ルが発生して電磁比例減圧弁７１に信号（電流）が流れ
なくなった場合、切換弁７は高温作業位１ｉａに保持さ
れたままとなるので、上記のウオーミングアツプ機能は
発揮されなくなるが、サブタンク１１内が異常高温とな
ってポンプ２が焼付くというおそれはないので安全であ
る。

第８図の実施例において、切換弁７を電磁弁にしてオン
・オフ的に切換え、リリーフ弁４からのリターン油路４
１をサブタンク１１とメインタンク１とに対して択一的
に接続するようにしてもよいが、上記のようにパイロッ
ト切換弁７にして電磁比例減圧弁７１からの信号で切換
えるようにすれば、リリーフ弁４からサブタンク１１へ
の戻り油を連続的に′ｈｊｔｌｌｌでき、油温の変動幅
を狭くでき、ＭｗＪ性を向上できる。

上記各実施例ではいずれもパイロット弁３の一次側のみ
を昇温制御（ウオーミングアツプ）する場合について説
明したが、リリーフ弁４によりリリーフした油の一部を
パイロット弁３の二次側に接続ざ机だパイロット油路３
３にも流入させ、−次側と二次側の双方を昇温させるよ
うにしてもよい。

第１３図は第８図の実施例に二次側の昇温機能を追加し
たものであり、リリーフ弁４のリターン油路４１からバ
イパス油路４３を分岐させ、バイパス油路４３をチェッ
ク弁４４を介して方向切換弁３３の切換え用パイロット
部近くのパイロット油路３２に接続している。また、リ
リーフ弁４のリターン油路４１にはチェック弁４５を設
け、パイロット弁３のリターン油路３４をサブタンク１
１に接続している。他の構成ならびに作用は第８図の実
施例と実質的に同一である。

この実施例によれば、パイロット弁３を操作しなくても
、リリーフ弁４によりリリーフされて昇温した油の一部
が切換弁７に流入され、上記実施例と同様に一次側の昇
温制御が行われる一方、その残りがバイパス油路４３か
らチェック弁４４を経てパイロット油路３２に流入され
、パイロット３２内の油がパイロット弁３からリターン
油路３４を経てサブタンク１１に戻され、以下、その経
路を循環することにより、パイロット油路３２内の油温
も上昇して適正な高温状態に制御される。

これによってパイロット弁３の一次側と二次側の双方が
適正な高温状態に保持され、パイロット弁３による操作
の応答性がざらに＾められる。

上記各実施例ではコントロール油路２３をパイロット弁
３の一次側に接続し、パイロット弁３によりパイロット
式方向切換弁を切換える場合のパイロット系に適用した
場合について説明したが、上記コントロール油路２３を
油圧クレーン等のブレーキ操作用減圧弁やクラッチ用切
換弁等の操作用アクチュエータを介してブレーキシリン
ダやクラッチシリンダに接続し、ブレーキやクラッチの
作動をＩＪ　ＩＩＩするパイロット系に適用しても上記
と同様の作用効果を発揮できるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、エンジンの起動後に特別な操作
をしなくてもまた、寒冷時であってもパイロット系内の
油温を効率よく急速上界させて、適正な高温状態に保持
できる。また、寒冷時であっても油温が上昇するまでの
待機時間を大幅に短縮でき、速やかに操作ならびに作業
可能な状態にでき、かつ、操作の応答遅れをなくし、操
作性ならびに作業性を向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第２図は第
１図の実施例に使用される設定圧可変のチェック弁の制
御特性図、第３図（ａ）（ｂ）は重作業時および軽作業
時における油温の変化状態を示す図、第４図は別の実施
例を示す油圧回路図、第５図は第４図の実施例に使用さ
れる設定圧可変の背圧弁の制御特性図、第６図はサブタ
ンクを用いた場合の実施例を示す油圧回路図、第７図は
第６図の実施例に使用される感温蓋の開閉制御特性図、
第８図はサブタンクを用いた場合の別の実施例を示す油
圧回路図、第９図はそのコントローラによる１１１１ブ
ロック図、第１０図はコントローラの制御特性図、第１
１図は電磁比例減圧弁の制御特性図、第１２図は切換弁
の制御特性図、第１３図はサブタンクを用いた場合のさ
らに別の実施例を示す油圧回路図である。１・・・タンク（メインタンク）、２・・・コントロー
ル用ポンプ、３・・・パイロット弁（操作用アクチュエ
ータ）、４・・・リリーフ弁、５・・・背圧弁（設定圧
一定）、５ａ・・・背圧弁（設定圧可変）、６・・・チ
ェック弁（設定圧可変）、６ａ・・・チェック弁（設定
圧一定）、７・・・パイロット切換弁、８・・・コント
ローラ、１１・・・サブタンク、１２・・・油流入口、
１３・・・油流出口、１６・・・感温蓋、１７・・・感
温ばね、１８・・・バイアスばね、２１・・・エンジン
、２２・・・吸込み油路、２３・・・コントロール油路
、３２・・・パイロット油路、３３・・・パイロット式
方向切換弁、４１・・・リターン油路、４２．４３・・
・バイパス油路、５５・・・弁体、５７・・・スプール
、５８・・・感温ばね、５９・・・バイアスばね、６６
・・・弁体、６７・・・感温ばね、７１・・・電磁比例
減圧弁、８１・・・油温検出器、８２・・・油温設定器
、８３・・・演算器。

Claims

【特許請求の範囲】

１．　コントロール用ポンプの吐出油を操作用アクチュ
エータの一次側に流入させるコントロール油路の途中に
、上記ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁を接続し
、このリリーフ弁からタンクへのリターン油路とタンク
から上記ポンプへの吸込み油路との間にバイパス油路を
設けるとともに、油温が設定温度未満のときはリリーフ
弁の戻り油をポンプの吸込み側に流入させ、設定温度以
上になると上記戻り油をタンクに流入させる切換手段を
設けていることを特徴とするパイロット系の油圧回路。
２．　上記タンクがメインタンクに連通して設けられた
小容量のサブタンクであることを特徴とする請求項１記
載のパイロット系の油圧回路。
３．　リリーフ弁のリターン油路中でバイパス油路の分
岐点よりもタンク側に背圧弁を設け、感温ばねを用いて
油温が設定温度未満のときに背圧弁の設定圧よりも低圧
となり、設定温度以上になると背圧弁の設定圧よりも高
圧となる設定圧可変のチェック弁を上記バイパス油路に
設けていることを特徴とする請求項１または２記載のパ
イロット系の油圧回路。
４．　リリーフ弁のリターン油路中でバイパス油路の分
岐点よりもタンク側に背圧弁を設け、バイパス油路に設
定圧一定のチェック弁を設け、上記背圧弁は感温ばねを
用いて油温が設定温度未満のときに上記チェック弁の設
定圧よりも高圧となり、設定温度以上になると上記チェ
ック弁の設定圧よりも低圧となるように設定圧可変に構
成したことを特徴とする請求項１または２記載のパイロ
ット系の油圧回路。
５．　コントロール用ポンプの吐出油を操作用アクチュ
エータの一次側に流入させるコントロール油路の途中に
、上記ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁を接続し
、メインタンクに小容量のサブタンクを互いに連通する
ように付設し、上記ポンプの吸込み油路とリリーフ弁か
らのリターン油路とをサブタンクを介して連通させ、サ
ブタンクにメインタンクへの油流出口を設けるとともに
、サブタンク内の油温が設定温度未満のときに油流出口
を閉じ、設定温度以上になると油流出口を開く感温蓋を
設けていることを特徴とするパイロット系の油圧回路。
６．　コントロール用ポンプの吐出油を操作用アクチュ
エータの一次側に流入させるコントロール油路の途中に
、上記ポンプの吐出圧力を制御するリリーフ弁を接続し
、メインタンクに小容量のサブタンクを互いに連通する
ように付設し、サブタンクに上記ポンプの吸込み油路を
連通させるとともに、油温検出手段を設け、この検出手
段により検出された油温が設定温度未満のときにリリー
フ弁からのリターン油路をサブタンクに連通させ、設定
温度以上のときに上記リターン油路をメインタンクに連
通させる切換手段を設けていることを特徴とするパイロ
ット系の油圧回路。
７．　リリーフ弁からのリターン油路に、この油路をサ
ブタンクに連通させる低温作業位置と、メインタンクと
サブタンクの双方に連通させる過渡位置と、メインタン
クに連通させる高温作業位置とに切換自在のパイロット
切換弁を設け、コントロール油路から一次圧を入力して
二次側に上記パイロット切換弁の切換え用パイロット圧
を出力する電磁比例減圧弁と、油温検出手段により検出
された油温に基づいて電磁比例減圧弁に制御信号を出力
するコントローラとを設け、コントローラは上記油温が
低温設定温度未満のときに上記パイロット切換弁を低温
作業位置に、高温設定温度以上のときにパイロット切換
弁を高温作業位置に、その中間温度のときにパイロット
切換弁を過渡位置に切換えるように電磁比例減圧弁を制
御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項６
記載のパイロット系の油圧回路。
８．　操作用アクチュエータがパイロット弁で、その二
次側にパイロット油路を介してパイロット式方向切換弁
のパイロット部を接続し、リリーフ弁のリターン油路か
ら分岐させた分岐油路を、パイロット油路側への流入を
許容するチェック弁を介してパイロット油路の上記パイ
ロット部近傍に接続していることを特徴とする請求項１
乃至７のいずれかに記載のパイロット系の油圧回路。