JPH0253641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、圧力補償弁と方向切換弁とを組合
せ、アクチユエータの作動方向と速度を制御する
複合弁に係り、油圧ポンプのアンロード運転時の
圧力損失を小くするように改良したものである。

（従来の技術） 本発明の属する従来の技術としては、第３図
（実開昭54−97594号）に示されるものがある。以
下この技術に付いて説明する。

第３図によつて示された装置は、いずれも本願
発明より、油圧ポンプのアンロード運転時の圧力
損失が大きな値となるものです。（尚、油圧ポン
プのアンロード運転時の圧力損失を小さな値にす
る理由は、不要な動力損失を極力少なくする事に
ある。）以下この点を中心に従来の技術に付いて
のべる。なを、本発明と同一の技術の分野にかか
る引例の圧力補償弁は、方向切換弁２と組み合わ
せて、アクチユエータＡの負荷変動に関係なく、
方向切換弁２の操作量に応じた流量をアクチユエ
ータＡに供給させる事を目的とするものである。
この目的を達成するために、圧力補償弁４は、圧
力流体源１とタンク３との間に設けられ、圧力流
体源１の吐出圧油の一部をタンク３に排出する油
量を加減して、前記圧力流体源１に接続する方向
切換弁２が形成する絞り９の前後の差圧を、アク
チユエータＡの負荷変動に関係なく一定に保もつ
機能を有する。

従来の技術がこの様な機能を果たす為に、圧力
補償弁４は、圧力流体源１とタンク３との間を制
御するスプール３６を有し、このスプール３６を
介して圧力室３９と、スプール３６を押すバネ４
９が設けてあるバネ室５２とを対抗して設け、こ
の圧力室３９に、絞り９の上流側の油圧（圧力流
体源１の吐出圧）を作用させ、バネ室５２に絞り
９の下流側の油圧を（アクチユエータＡの負荷
圧）を作用させる構成とされる。

このような構成を有する圧力補償弁４は、方向
切換弁２が操作されその絞り９の上流側と下流側
の油圧が、圧力室３９とバネ室５２に作用する
と、絞り９の前後の差圧を、バネ４９の押力に応
じた一定の値（方向切換弁２が有する圧力損失よ
り大きい値。）に制御する様に、スプール３６が
圧力流体源１の吐出油圧のタンク３への排出量を
制御する様に作動する。

圧力補償弁４の上述の作動において、方向切換
弁２が操作されたとき、圧力補償弁４のバネ室５
２にアクチユエータＡの負荷圧力が作用するもの
であり、この時の圧力流体源１の吐出油圧は、負
荷圧力とバネ４９の押力の加算値に応じた値にな
る。この時の圧力流体源１の吐出油圧とアクチユ
エータＡの負荷圧力との差は、方向切換弁２の圧
力降下を上回る圧力にしておく必要がある。こ
の、圧力流体源１の吐出油圧を、この圧力降下分
を上回る圧力にする働きは、バネ室５２に設けた
バネ４９である。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の技術は、方向切換弁２が中立位
置である時においても、圧力流体源１の吐出油圧
（アンロード圧力）は、バネ４９の押力に相当す
る圧力となつている。この、圧力は、アクチユエ
ータＡが作動するために必要な圧力でない。つま
り、動力損失となる。

本発明は、従来技術の前記の問題点を解決した
するものである。

（課題を解決するための技術的手段） 上記の問題点を解決するす本発明の技術的手段
は、圧力補償弁４を、圧力流体源１とタンク３と
の間を制御する制御部３０と、方向切換弁２の差
圧を設定するバネ４９を有するバネ室５２が設け
てあるパイロツト弁部３１とに分離し、制御部３
０の圧力室４０をパイロツト弁部３１で制御する
と共に、圧力室４０とタンク３との間に遮断弁５
を介在させ、前記パイロツト弁部３１と遮断弁５
とを、方向切換弁２が中立位置にある時タンク３
に接続し、切換位置にある時アクチユエータＡの
負荷側に接続するパイロツト通路５１に接続し、
この遮断弁５が、パイロツト通路５１にアクチユ
エータＡの負荷圧力が作用したとき、制御部３０
の圧力室４０とタンク３との間を遮断する構成と
したものである。

（作用） 以上の構成を有する本発明は、その圧力補償弁
が、方向切換弁２が中立位置の時に、制御部３０
の圧力室４０を遮断弁５により直接タンク３に接
続する。そして、方向切換弁２が操作されるとア
クチユエータＡの負荷圧力で遮断弁５が圧力室４
０とタンク３との間を閉塞するので、圧力室４０
がパイロツト弁部３１で制御される。このため、
本願発明のアンロード油圧は、方向切換弁２が有
する圧力降下に関係なく、制御部３０の圧力室４
０内に設けたばね４１（このばね４１の押力は、
圧力室４０と圧力室３９内の油圧が等しくなると
スプール３６を、圧力流体源１とタンク３を絞る
方向に作動させるだけのものでよい。）の押圧力
に相当する低い値にする事ができる。この様に本
発明は、方向切換弁２が操作された時、自動的に
圧力流体源１の油圧を上昇させるので、方向切換
弁２は中立位置にある時のアンロード油圧を極め
て小さい値にする事ができるものである。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例の回路図を示す第１図及
び断面図を含む回路図を示す第２図によつて説明
する。

第１図において、Ａは、アクチユエータであ
る。このアクチユエータは、圧力流体源１（以下
ポンプ１と記す。）が吐出回路８ａ，８ｂを介し
て接続する方向切換弁２に、負荷通路２０ａ，２
０ｂを介して接続してある。方向切換弁２は、そ
のスプール１６が操作されると負荷通路２０ａ又
は２０ｂと吐出回路８ｂとの間に絞り９ａ又は９
ｂを形成すると共に、パイロツト通路５１を、負
荷通路２０ａ又は２０ｂの負荷側へ接続する。吐
出回路８ａとタンク３との間には、圧力補償弁４
が設けてある。この圧力補償弁４は、ポンプ１の
吐出側に接続する圧力室３９とばね４１を有する
ばね室４０を有し、その押圧力によつてポンプ１
の吐出圧力流体の一部を、タンク３へ流出される
制御部３０と、この制御部３０のばね室４０とタ
ンクとの間に配置してあり、前記パイロツト通路
５１が接続するばね室５２を有するパイロツト弁
部３１とで形成される。この圧力補償弁４のばね
室４０は、遮断弁５を介してタンク接続する。こ
の遮断弁５は、パイロツト通路５１が接続する圧
力室５１の負荷圧力でばね室４０とタンク３との
間を閉鎖し、パイロツト通路５１がタンクに接続
されると、ばね室４０を、タンク３に連通する。

以上の構成において方向切換弁２が操作される
と、アクチユエータＡの負荷圧力がパイロツト通
路５１を介して、パイロツト弁部３１と遮断弁５
に作用する。すると遮断弁５がばね室４０とタン
クとの間を遮断し、制御弁部３０のばね室４０の
油圧が、パイロツト弁３１によつて制御される。
このとき、制御弁部３０のばね室４０内の油圧
は、パイロツト弁部３１のばね室５２のばね４９
による押圧力分だけ高く保持されるので、方向切
換弁２の絞りの前後差圧を、ばね４９によつて得
られる分だけ、負荷圧力より高くなるようにポン
プ１の吐出流体圧力を保持する。ポンプ１からア
クチユエータＡへの流量は、アクチユエータの負
荷変動に関係なく方向切換弁の操作量に応じた値
に制御される。なお、圧力補償弁４の制御部３０
のばね室４０のばね４１の押圧力は、圧力流体が
作用しなくなつたとき、そのスプール３６を第２
図の位置に保持するためのものであるから、極め
て弱い値にしてある。同様に遮断弁５のばね６２
の押圧もパイロツト圧力が低下したとき、スプー
ル５７を図示の位置に保持するためのものである
から弱い値でよい。パイロツト弁部３１のバネ室
５２のばね４９の押圧力は、方向切換弁２が形成
する絞りの前後差圧を決定するものである。な
お、制御部３０のばね室４０に設けたばね４１も
ばね４９と同様の働きをするが、ばね４１は、第
２図からも明かなように制御部３０のスプール３
６に直接当接しているので、制御時のタワミ量が
大きくなる。方向切換弁が形成する絞りの前後の
差圧を決定するばねは、圧力補償弁の特性上、タ
ワミ量に対する押圧力の変化が少ないばね（ばね
定数を低くする。）を用いる必要があるので、ば
ね４１にばね４９と同様の働きを行わせるとタワ
ミ量に対する押圧力の変化を少なくするためばね
を大型化する必要がある。しかし、ばね４９は、
その移動量が極めて微少（球弁５０のリフトに対
する開口面積が大きいため）にできる。このた
め、方向切換弁２が形成する絞りの前後差圧を設
定するためのばね力は、ばね４９によるものとし
た。

次に第２図に示す断面図を含む回路図によつて
各部品の構成を説明する。

複合弁は、圧力流体源１（以下ポンプと記す。）
の吐出側とアクチユエータ（図示せず。）の間に
配置してあり、ポンプ１の吐出側とアクチユエー
タＡとの間に絞りを形成する方向切換弁２と、圧
力流体源１の吐出側とタンク３との間に配置して
あり、方向切換弁２が形成する絞りの上流側の流
体圧力が作用する圧力室とアクチユエータＡの負
荷側（下流側）の負荷圧力が作用しばねを有する
ばね室とを備え、前記方向切換弁２が形成する絞
りの上流側と下流側の流体圧力の差を一定の値に
制御する圧力補償弁４と、この圧力補償弁４のば
ね室とタンク３との間に配置してあり前記方向切
換弁２の絞りの下流側の流体圧力により作動しば
ね室とタンク３との間を遮断する遮断弁５とによ
り構成する。

方向切換弁２は、複数のランド部１０ａ，１０
ｂ，１１ａ，１１ｂ及び１２と、環状溝１３ａ，
１３ｂ，１４ａ，１４ｂと、内部通路１５とを備
えたスプール１６と、このスプール１６のランド
部１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２が摺動
自在に嵌入し、後述する複数の通路が開口する内
孔１７と、供給通路１８及びロードチエツク弁１
９を有する。前記、内孔１７に開口する複数の通
路は、アクチユエータに接続する負荷通路２０
ａ，２０ｂと、タンク３に接続するタンク通路２
１と、供給通路１８にロードチエツク弁１９を介
して接続するブリツジ通路２２、ポンプ１の吐出
側が接続する第１アンロード通路２３ａ，２３ｂ
と、後段に方向切換弁を接続したときは、後段の
第１アンロード通路へ、後段に方向切換弁を接続
しないときはタンク３へ接続する第２アンロード
通路２４とより構成してある。なお、パイロツト
通路２６ａ，２６ｂの一方は、後述する圧力補償
弁４、遮断弁５に接続すると共に、その他方は、
環状溝２５ａ，２５ｂに接続する。

このような、各通路とスプールを有するこの方
向切換弁２は、スプール１６が第１図に示す中立
位置にあるとき、負荷通路２０ａ，２０ｂの夫々
をサンド部１０，１１ａと１０ｂ，１１ｂとが遮
断し、第１、第２アンロード通路２３ａ，２３
ｂ，２４を環状溝１４ａ，１４ｂが接続すると共
にパイロツト通路２６ａ，２６ｂは、スプール１
６の内部通路１５を介してタンク通路２１へ接続
する。次にスプール１６を中立位置から右方向へ
操作し始めると、ランド部１１ａ，１２は、第
１、第２アンロード通路２３，２３ｂ，２４を閉
塞した時パイロツト通路２６ａが負荷通路２０ａ
に接続され、パイロツト通路２６がタンク通路２
１から遮断される。環状溝１３ｂが、負荷通路２
０ｂとタンク通路２１を接続する。そしてさらに
移動すると、ブリツジ通路２２と負荷通路２０ａ
が、ランド部１１ａの絞り９ａ、環状溝１３ａを
介して接続する。この位置では、ポンプ１から供
給通路１８に供給される圧力流体が、ロードチエ
ツク弁１９、ブリツジ通路２２、絞り９ａ、負荷
通路２０ａを介してアクチユエータＡへ流入す
る。そして、アクチユエータＡからの排出流体は
負荷通路２０ｂ、環状溝１３ｂ、タンク通路２１
を介してタンク３に流入する。なお、このとき、
パイロツト通路２６ａには、負荷通路２０ａの負
荷圧力が作用する。

以上が中間操作位置でアクチユエータＡへ供給
される圧力流体の流量を絞り９ａの絞り量により
制御するものである。そして、さらにスプール１
６を右方向へ操作すると負荷通路２０とブリツジ
通路２２とが環状溝１３ａを介して接続する完全
操作位置となる。このとき他の通路の接続関係
は、中間操作位置と同様である。逆にスプール１
６を左方向へ操作するときも、負荷通路２０ａが
タンク通路２１へ接続し負荷通路２０ｂがブリツ
ジ通路２２に接続し、中間操作位置では、絞り９
ｂがこの間を絞る以外、すなわち通路の接続の関
係が逆になるのみで前述の場合とほぼ同一である
ので、その詳細な説明は省略する。

圧力補償弁４は、ポンプ１の吐出圧力流体をタ
ンク３へ排出する機能を有する制御部３０とこの
制御部３０に連設してあり前記方向切換弁に接続
したアクチユエータに作用する負荷に応じた圧力
流体（以下、負荷圧力と記す。）が作用するパイ
ロツト部３１とより構成している。

制御部３０は、ポンプ１の吐出側に接続した吐
出回路８ａ及び前記方向切換弁２の供給通路１８
へ接続する吐出回路８ｂが接続する環状溝３２と
タンク３に接続する環状溝３２と、２つのランド
部３４ａ，３４ｂ、小径部３５を有するスプール
３６が摺動自在に嵌入する内孔３７を形成してな
る本体３８と、この本体３８の内孔３７とスプー
ル３６で形成し、スプール３６の内部通路４２を
介して環状溝３２に接続する圧力室３９とスプー
ル３６を左方向へ常時押圧する張力を有するばね
４１を有し内部通路４２を介して環状溝３２に接
続すると共に後述するパイロツト部３１の球弁５
０で閉鎖される通路４３が開口するばね室４０と
より形成する。パイロツト部３１は、制御部３０
の本体３８と一体的に形成し、内部にプランジヤ
４６が摺動自在に嵌入する内孔４７と、通路５１
を介してタンク３に連通し内孔４７に連設すると
共に球弁５０が内在する内孔４８とで形成してあ
り、パイロツト通路５１が接続すると共にばね４
９を張設するばね室５２とより形成する。

この圧力補償弁４のスプール３６は、圧力室３
９内に作用する流体圧力による押圧力と、ばね室
４０内に作用する流体圧力による押圧力とばね４
１の押圧力との和、との差によつて作動し環状溝
３２，３３の間に絞りを形成する。そして、ばね
室４０内の流体圧力は、パイロツトプランジヤ３
１によつて制御されるように構成してある。

圧力補償弁４のばね室４０とタンク３との間に
配置した遮断弁５は、圧力補償弁４のばね室４０
が接続する環状溝５５とタンク３に接続する環状
溝５６を備えてスプール５７が摺動自在に嵌入す
る内孔５８を有する本体４５と、この本体４５の
内孔５８とスプール５７のランド５９によつて形
成しパイロツト通路５１が接続する圧力室６１
と、内孔５８とランド６０によつて形成してあ
り、スプール５７の内部通路６３を介して常時タ
ンク３に接続すると共にばね６２を張設したばね
室６４とで構成する。この遮断弁５は、パイロツ
ト通路５１内の流体圧力によりスプール５７が左
方に移動して、圧力補償弁４のばね室４０とタン
ク３との間を遮断する。なお７０は、ポンプ１の
吐出回路８ａとタンク３との間に設けたリリーフ
弁でありポンプ１の吐出流体圧力を制御する。

以下、この実施例の作用について述べる。

方向切換弁２が中立位置にある状態でポンプ１
の吐出圧力流体は、吐出回路８ａ，８ｂを介して
供給通路１８、第１、第２アンロード通路２３
ａ，２３ｂ，２４に流入する。供給通路１８は、
ブリツジ通路２２がスプール１６で閉塞してある
ので、第１、第２アンロード通路２３ａ，２３
ｂ，２４を介してタンク３へ流出する一方、圧力
補償弁４のばね室４０は、遮断弁５を介してタン
ク３へ接続しているので、圧力補償弁４のスプー
ル３６は右方向に移動して吐出回路８ａをタンク
３へ接続する。従つて、ポンプ１の吐出圧力流体
は、切換弁２及び圧力補償弁４を介してタンク３
に流出する。このとき吐出回路８ａ，８ｂ内の流
体圧力は、ばね室４０のばね４１の張力に応じた
値になる。

次に方向切換弁２のスプール１６を右方向へ操
作し、第１、第２アンロード通路２３ａ，２３ｂ
と２４との間が遮断された後、ブリツジ通路２２
と負荷通路２０ａが絞り９ａを介して接続する中
間操作位置に達すると、ポンプ１の吐出圧力流体
は、供給通路１８、ロードチエツク弁１９、ブリ
ツジ通路２２、絞り９ａを介して負荷通路２０ａ
に流入する。このとき、負荷通路２０ａ内の流体
圧力は、パイロツト通路２６ａ，５１を介して、
遮断弁５の圧力室６１と、圧力補償弁４のパイロ
ツト部３１のばね室５２とに作用する。このた
め、遮断弁５のスプール５７は、右方向に移動し
てタンク３と圧力補償弁４のばね室４０との間を
遮断するので、ばね室４０内の流体圧力は、パイ
ロツト部３１のばね室５２内の流体圧力ばね４９
の押圧力に応じた流体圧力になり、スプール３６
が左方向へ移動し、環状溝３２と３３との間を絞
り始める。

ポンプ１の吐出回路８ａ，８ｂ内の流体圧力
は、圧力補償弁４の環状溝３２と３３間の絞り量
に応じて上昇し供給通路１８、ロードチエツク弁
１９、ブリツジ通路２２、絞り９ａ、負荷通路２
０ａを介してアクチユエータは流入する。このと
き、絞り９ａの上流側の流体圧力は、圧力補償弁
４のスプール３６の内部通路４２を介して圧力室
３９に作用するので、スプール３６は、環状溝３
２と３３との間を絞り９ａの上流側と下流側の流
体圧力が、パイロツト部３１のばね４９の押圧力
に応じた値に保持するように絞る。

次に、アクチユエータの作動中に、負荷の増加
または、減少があつても、その負荷圧力は、パイ
ロツト通路２６ａ，５１を介してパイロツト部３
１のばね室５２に作用するので、圧力補償弁４の
スプール３６が負荷圧力の増加、減少に応じて、
方向切換弁２の絞り９ａの上流側と下流側の流体
圧力を負荷圧力に応じて作動し、その差圧をパイ
ロツト部３１のばね室５２のばね４９の押圧力に
応じた一定の値に保つ。このためアクチユエータ
は、スプールの操作量に応じた一定の速度で作動
する。

以上方向切換弁２のスプール１６を右方向へ操
作した場合について述べたが、左方向へ操作した
場合も絞り９ｂの上流側と下流側の流体圧力の差
を圧力補償弁４が、そのパイロツト部３１のばね
室５２内のばね４９の押圧力に応じた一定の値に
保つ。なお、その他の作動は、前述の作用とほぼ
同一であるのでその詳細な説明は省く。

なお、上記した実施例において、方向切換弁２
は、センタバイパス型の方向切換弁としたが、特
にこの構造に限定されないものである。

すなわち、実施例の説明からも明かなように方
向切換弁２が中立位置にあるとき、ポンプ１の吐
出圧力流体は、圧力補償弁４でタンク３へ流出さ
せられるものであるから、方向切換弁２にセンタ
バイパス通路を必要としない。しかし、センタバ
イパス型であつても特に不都合は生じないもので
ある。

（発明の効果） 以上述べた様に本発明は、圧力流体源とアクチ
ユエータとの間に絞りを形成するスプールを有す
る方向切換弁を設け、この方向切換弁の上流側に
圧力流体源の吐出圧力流体の一部をタンクに分流
して、前記方向切換弁の絞りの前後差圧を一定の
値に制御する圧力補償弁を設けてある複合弁にお
いて、 前記圧力補償弁を圧力流体源の吐出側に接続す
る圧力室と絞りを介して接続するばね室を有し、
前記圧力流体源とタンクとの間を制御するスプー
ルを設けた制御部を備え、この制御部のばね室の
油圧を、前記制御部のばね室とタンクの間に設け
てあり、差圧設定用のばねが設けられるばね室を
有するパイロツト弁部で制御し、このパイロツト
弁部のばね室に、前記方向切換弁が中立位置にあ
る時タンクに接続され、切換位置への操作によつ
てアクチユエータの負荷側に接続されるパイロツ
ト通路を接続した構成とし、前記制御部のばね室
とタンクの間に前記パイロツト通路からの負荷圧
力によつて、前記制御部のばね室とタンクの間を
閉鎖する遮断弁を設けた構成を有する。

方向切換弁を中立位置にし負荷圧力がタンク圧
となると圧力補償弁のばね室が遮断弁によつてタ
ンクに接続する。また、方向切換弁を操作パイロ
ツト通路に負荷圧力が作用すると圧力補償弁のば
ね室とタンクの間を遮断弁が遮断するので、圧力
補償弁のばね室の油圧がパイロツト弁により、パ
イロツト通路の負荷圧力に応じて制御され、圧力
補償弁が作動する。

以上の様に、本発明は圧力補償弁がその機能が
必要な時にのみばね室の油圧を、パイロツト通路
の負荷圧力に応じて制御する構成したので、方向
切換弁が中立位置にある時のアンロード油圧を低
くすることができる。（この点、従来の技術は、
圧力補償弁が常に方向切換弁の圧力損失以上のア
ンロード油圧を確保しておき、方向切換弁が操作
された時、この油圧のよつてアクチユエータへの
圧油の流れを確保するので、方向切換弁が中立位
置にある時も高いアンロード圧となる。） さらに、遮断弁の作動をパイロツト弁部に接続
した１本のパイロツト通路ので制御するので、方
向切換弁の操作に連動する事ができるので、アク
チユエータの操作性が良好になりしかも、動力損
失を少なくする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の回路図。第２図
は、第１図に示す回路と同様の断面図を含む回路
図。第３図は、従来技術の回路図。 １……圧力流体源、２……方向切換弁、３……
タンク、４……圧力補償弁、３０……制御部、３
１……パイロツト部、３６……スプール、３９…
…圧力室、４０……ばね室、４１……第１ばね、
４７……内孔、５２……ばね室、５７……スプー
ル、５８……内孔、６０……ランド、６１……圧
力室、６２……ばね室、５……遮断弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力流体源とアクチユエータとの間に絞りを
   形成するスプールを有する方向切換弁を設け、こ
   の方向切換弁の上流側に圧力流体源の吐出圧力流
   体の一部をタンクに分流して、前記方向切換弁の
   絞りの前後差圧を一定の値に制御する圧力補償弁
   を設けてなる複合弁において、 前記圧力補償弁を圧力流体源の吐出側に接続す
   る圧力室と絞りを介して接続するばね室を有し、
   前記圧力流体源とタンクとの間を制御するスプー
   ルを設けた制御部を備え、この制御部のばね室の
   油圧を、前記制御部のばね室とタンクの間に設け
   てあり、差圧設定用のばねが設けられるばね室を
   有するパイロツト弁部で制御し、このパイロツト
   弁部のばね室に、前記方向切換弁が中立位置にあ
   る時タンクに接続され、切換位置への操作によつ
   てアクチユエータの負荷側に接続されるパイロツ
   ト通路を接続した構成とし、前記制御部のばね室
   とタンクの間に前記パイロツト通路からの負荷圧
   力によつて、前記制御部のばね室とタンクの間を
   閉鎖する遮断弁を設けたことを特徴とする複合
   弁。