JPH0454081B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建設機械などの作業機を駆動する作
業機アクチユエータに圧油を供給するバルブに関
する。

例えば、弁本体にスプールを摺動自在に設け、
このスプールをバネ力で油圧ポンプの圧油を作業
機アクチユエータに供給しない中立位置に保持
し、油室に供給されたパイロツト圧油でスプール
を圧油供給位置に摺動させるパイロツト操作形式
バルブが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかるパイロツト操作形式のバルブであれば、
小型のパイロツトバルブを切換え操作することで
バルブのスプールを摺動できるから操作力を軽減
したり、リモートコントロールで切換操作できる
が、その反面、油室にパイロツト圧油を供給する
ためのパイロツト用油圧ポンプは、その吐出圧油
が油室に供給されるのみで、他に利用できから無
駄である。

そこで、本発明は前述の課題を解決できるよう
にしたバルブを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

弁本体９８に主圧油供給側の室６５とタンク側
の室５１と作業機アクチユエータの第１の室３５
と作業機アクチユエータ側の２の室５０をスプー
ル孔９９に開口してそれぞれ形成し、前記弁本体
９８のスプール孔９９内に各室を連通・遮断する
スプール１８を嵌挿し、このスプール１８をばね
力によつて各室を遮断する位置に保持し、そのス
プール１８を第１の油室４１の圧油で主圧油供給
側の室６５と作業機アクチユエータ側の第１の室
３５を連通しかつ作業機アクチユエータ側の第２
の室５０とタンク側の室５１を連通する第１の位
置となり、第２の油室４７内の圧油で主圧油供給
側の室６５と作業機アクチユエータ側の第２の室
５０を連通しかつ作業機アクチユエータ側の第１
の室３５とタンク側の室５１を連通する第２の位
置となるようにし、前記弁本体９８にパイロツト
圧供給側の第１の室３２とパイロツト圧供給側の
第２の室７３を形成し、そのパイロツト圧供給側
の第１の室３２を絞り部を介して前記作業機アク
チユエータ側の第１の室３５に連通し、この絞り
部を境としてパイロツト圧供給側の第１の室３２
寄りを前記第１の油室４１に連通し、かつ作業機
アクチユエータ側の第１の室３５寄りを前記第２
の油室４７に連通し、前記パイロツト圧供給側の
第２の室７３を絞り部を介して前記作業機アクチ
ユエータ側の第２の室５０に連通し、この絞り部
を境としてパイロツト圧供給側の第２の室７３寄
りを前記第２の油室４７に連通し、かつ作業機ア
クチユエータ側の第２の室５０寄りを前記第１の
油室４１に連通したバルブ。

これにより、パイロツト圧供給側の第１又は第
２の室３２，７３に供給された圧油は絞り部を通
つて作業機アクチユエータ側の第１又は第２の室
３５，５０に流れ、その絞り部の前後に差圧が生
じ、その差圧がスプール１８の第１又は第２の油
室４１，４７に供給されてスプール１８は第１又
は第２の位置となつて主圧油供給側の室６５と作
業機アクチユエータ側の第１又は第２の室３５，
５０が連通し、かつ作業機アクチユエータ側の第
２又は第１の室５０，３５がタンク側の室５１に
連通して主圧油供給側の室６５に供給された圧油
とパイロツト圧供給側の第１又は第２の室３２，
７３に供給された圧油は合流して作業機アクチユ
エータに供給されるスプール１８を切換えるパイ
ロツト圧油を作業機アクチユエータに供給して有
効利用できるバルブとなる。

また一方のパイロツト圧油供給側の室３２又は
７３にパイロツト圧油を供給してスプール１８を
切換えて一方の作業機アクチユエータ側の室３５
又は５０から作業機アクチユエータに圧油を供給
している時に作業機アクチユエータが外部負荷に
よつて作動されて他方の作業機アクチユエータ側
の室５０又は３５への戻り流量が増加した場合に
スプール１８の第１・第２の油室４１，４７の圧
力差を一方のパイロツト圧油供給側の室３２又は
７３側の絞り部前後の差圧で確保できるからスプ
ール１８が振動することがなく、作業機アクチユ
エータのハンチングを防止できる。

さらに主圧油、パイロツト圧油が発生していな
い時でもパイロツト圧供給側の第２の室７３をタ
ンクに連通することで作業機アクチユエータを外
部負荷によつてゆつくりと降下できるし、そのタ
ンクへの連通面積を増大することで絞り部の前後
に差圧を生じさせてスプール１８を切換え作業機
アクチユエータを急速に降下できる。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図〜第３図を参照して説明
する。

第３図中１，２は第１、第２ポンプであり、３
はブレード用の第１コントールバルブ、４はチル
ト用の第２コントロールバルブ、５は第３コント
ロールバルブ、６はアンロードバルブ、１７は本
発明に係るバルブであるメインバルブ、５５はシ
ヤトル弁である。そして、第１コントロールバル
ブ３とアンロードバルブ６とで圧力補償付比例制
御弁Ａを構成している。

前記第３コントロールバルブ５は弁本体９１を
備えており、この弁本体９１にはスプール孔９２
が設けてあり、また弁本体９１にはスプール孔９
２に通じる室２３，３０，７５，７７，５３，２
２，２４，２８が設けてある。スプール孔９２に
はスプール１９が嵌挿してあり、スプール１９の
端部にはばね座９４，９５がそれぞれに肩部に接
して設けてあり、両ばね座９４，８５間にばね９
６が設けてある。前記室２２，２４は通路９７を
介して室２８に通じており、通路９７にチエツク
弁２７が設けてある。

そして通路９７、チエツク弁２７、室７７、室
３０で作動圧回路部Ｅを形成し、通路９７、室２
３及び通路９７、室２４、室５３でパイロツト圧
回路部Ｆを形成している。

前記メインバルブ１７は弁本体９８を備えてお
り、この弁本体９８にはスプール孔９９，１０
０，１０１が設けてある。

弁本体９８にはスプール孔９９に通じる室４
９，５１が設けてあり、また弁本体９８にはスプ
ール孔１００に通じる室３２，３５が設けてあ
り、弁本体９８にはスプール孔１０１に通じる室
５０，７３が設けてある。

前記スプール孔９９内にはスプール１８が嵌挿
してあり、このスプール１８は両端部においてば
ね４８，４８′により付勢されて中立に保持され
ており、スプール孔９９の両端部は油室４１，４
７になされており、これらで第１バルブ部を形
成している。

前記スプール孔１００内にはスプール３３が嵌
挿してあり、このスプール３３はばね３８により
中立に保持されている。スプール３３にはキリ穴
３７，４２が形成してあり、これらで第１バルブ
部Ｇを形成している。

前記スプール孔１０１内にはスプール７１が嵌
挿してあり、このスプール７１はばね３８′によ
り中立に保持されており、またスプール７１には
キリ穴７９，９１が形成してあり、これらで第２
バルブ部Ｈを形成している。

前記弁本体９８にはシヤトル弁４０，４５が設
けてある。

シヤトル弁４０のポート４０ａは室１０２に通
路３９を介して通じており、シヤトル弁４０のポ
ート４０ｂは通路９０を介して室８０に通じてお
り、またポート４０ｃは通路９０′を介して室４
１に通じている。

シヤトル弁４５のポート４５ａは通路９２を介
して室１０３に通じており、他のポート４５ｂは
通路４４を介して室４３に通じており、更に他の
ポート４５ｃは通路４６を介して室４７に通じて
いる。室６５から室４９にかけての通路１０４に
チエツク弁６６が設けてある。

前記シヤトル弁５５は弁本体７を備えており、
弁本体７にはスプール孔１１０が設けてあり、ス
プール孔１１０の端部にはプラグ５７が嵌着して
ある。スプール孔１１０にはスプール１２が設け
てあり、また、スプール１２の端部にはピストン
５６が嵌挿してある。スプール１２はばね５８に
よりプラグ５７側に付勢されている。弁本体７に
はスプール孔１２に通じる室９，５９，６０が設
けてある。

第１ポンプ１の吐出側は配管６４を介してメイ
ンンバルブ１７の室６５に接続してあり、また第
１ポンプ１の吐出側は分岐点６３を介してアンロ
ードバルブ６のポート６ａに接続してある。メイ
ンバルブ１７の室５１は配管７０を介してタンク
１１１に通じている。メインバルブ１７の室３
５，５０は配管３６，６８を介して作業機アクチ
ユエータＢであるリツパーシリンダ１６に接続し
てある。また、メインバルブ１７の室３２，７３
は配管３１，７４を介して第３コントロールバル
ブ５の室３０，７５に接続してある。

第２ポンプ２の吐出側は配管２０を介して第３
コントロールバルブ５の通路９７に接続してあ
り、この配管２０に他の作業機アクチユエータＣ
であるチルトシリンダ１１２の第２コントロール
バルブ４が設けてある。第３コントロールバルブ
５の室２３は配管２１を介してアンロードバルブ
６のポート６ｂに接続してあり、また前記室２３
は配管１５を介して第１コントロールバルブ３の
ポート３ａに接続してある。

第１コントロールバルブ３は他の作業機アクチ
ユエータＤであるブレードシリンダ１１３を操作
するものである。第３コントロールバルブ５の室
７７は配管７８を介してタンク１１１に接続して
ある。

第３コントロールバルブ５の室５３はパイロツ
ト管路５４を介してシヤトル弁５５の室５９に接
続してあり、シヤトル弁５５の室６０はパイロツ
ト管路６２を介してアンロードバルブ６のパイロ
ツトポート６ｄに接続してある。

このパイロツト管路６２に絞り１１が設けてあ
る。前記配管１５からパイロツト管路１１５が分
岐していて、このパイロツト管路１１５はアンロ
ードバルブ６のパイロツトポート６ｅに接続して
ある。

シヤトル弁５５の室９はパイロツト管路１３を
介してシヤトル弁１０に接続してある。

実施例の装置の作動 エンジン回転中において、第１、第２、第３コ
ントロールバルブ３，４，５が第１図の通り中立
状態にあるとき第１ポンプ１の流量は第１コント
ロールバルブ３が閉状態にあるので、アンロード
バルブ６の左端のパイロツト圧が上がり、またア
ンロードバルブ６の右端ののバネ側圧力は絞り１
１１、シヤトル弁５５のスプール１２に切欠かれ
た溝８を通じて室９につながり、パイロツト管路
１３を通じてシヤトル弁１０から第１コントロー
ルバルブ３よりドレン通路１４を通じてタンク１
１１と接続されているためアンロードバルブ６は
第２図の状態になつており、第１ポンプ１は低圧
でアンロード状態になつている。一方第２ポンプ
２の吐出側は第２、第３コントロールバルブ４，
５を通じて配管１５によつてアンロードバルブ６
に接続されているが、アンロードバルブ６が第２
図のようにポート側に連通ポジシヨンが位置した
状態にあり、第２ポンプ２も低圧でアンロード状
態にある。

なお、第１コントロールバルブ３と第３コント
ロールバルブ５の同時操作時、第１コントロール
バルブ３を優先させている。したがつて、シヤト
ル弁５５のスプール１２はプラグ５７に押しつけ
られた状態となり、アンロードバルブ６は第１コ
ントロールバルブ３へ第１、第２ポンプ１，２の
油を供給できる位置をとる。しかし、この場合、
第１コントロールバルブ３とメインバルブ１７と
の関係はパラレル回路となるため、負荷の軽い方
へポンプ油は流れる。第１図に示す回路において
は第１、第３コントロールバルブ３，５を同時操
作することは実用上希であり、その場合の流量配
分は特に考慮されていない。

前記シヤトル弁５５においては、上記したよう
に第１コントロールバルブ３の回路を優先させる
ため、スプール１２とピストン５６とに面積差を
つけている。

第３コントロールバルブ５のスプール１９を引
の状態に操作すると配管２０から第３コントロー
ルバルブ５の室２２，２４からスプール１９のく
びれ部２５，２６を通つて流れていた第２ポンプ
２の流れは閉状態になり、それと同時に流れはチ
エツク弁２７をおし開き、室２８からスプール１
９のくびれ部２９のまわりを通つて室３０に通じ
る。室３０より管路３１を通じメインコントロー
ルバルブ１７の室３２よりスプール３３の切欠部
部３４を通つて室３５に流れ管路３６によつてリ
ツパーシリンダ１６のボトム側に流れ込むと同時
にスプール３３の切欠３４を通る前の高圧側の圧
力はスプール３３の中にあけたキリ穴３７よりス
プール３３の室１０２を通じ通路３９、シヤトル
弁４０を通じてメインバルブ１７のスプール１８
の一端の圧力室である室４１に導かれる。一方ス
プール３３の切欠３４を通つた後の低圧側の圧力
はスプール３３の中にあけたリ穴４２よりスプー
ル３３の一端の室４３を通じてスプール１８の他
端の圧力室である室４７に導かれる。この結果ス
プール１８は圧力室である室４１と４７の差圧と
室４７内のばね４８とバランスするまで移動し、
メインバルブ１７の室４９と室３５との連通を閉
か開の状態にする。またリツパーシリンダ１６の
ロツド側と接続されている室５０もメインバルブ
１７のタンクポートである室５１との関係を閉の
状態から開の状態にする。

また一方第３コントロールバルブ５の引の信号
でスプール１９に切欠いた切欠溝５２によつて室
２４と室５３の間を閉から開の状態にし、ポンプ
圧はパイロツト管路５４によつてシヤトル弁５５
のスプール１２の中に設けたピストン５６に作用
し、これはプラグ５７でおさえられているため、
スプール１２はばね５８に坑して左方に移動し、
室６０と室９を開けていた切欠８は閉となり、室
５９と室６０がスプール１２のくびれ部６１を経
て開となり、パイロツト管路６２、絞り１１を通
じてアンロードバルブ６のばね室側に導かれる。
この結果第２ポンプ２の圧力によつて第２図のア
ンロード状態にあつたアンロードバルブ６は強制
的にオンロード状態第３図のようになり、第１ポ
ンプ１も高圧となり分岐点６３より配管６４を通
じてメインバルブ１７のポンプポートである室６
５からチエツク弁６６を押し開け室４９、開状態
のスプール１８のくびれ部６７を通つて室３５で
第２ポンプ２の流量と合流し、シリンダボトム側
に流れリツパーシリンダ１６を伸ばしシリンダロ
ツド側からの戻り流量は配管６８から室５０、開
状態にあるスプール１８のくびれ部６９を通つて
タンクポートである室５１から配管７０を通つて
タンク１１１へ戻つている。

同様に第３コントロールバルブ５のスプール１
９を押位置にした場合ももリツパーシリンダ１６
を縮み側に駆動させることができる。

なお、前記メインバルブ１７において、前記室
３５は、第１ポンプ１の流量が第２ポンプ２の流
量と合流しても前記リツパーシリンダ１６が伸び
ている場合、室３２に対して下流側になつてい
る。よつて第１ポンプ１の流量が室３５で第２ポ
ンプ２の流量に合流して室３５の圧が上昇した分
室３２の圧を上昇する。このために圧力差は保た
れる。

また、油の流れによる差圧を利用しているため
リツパーシリンダ１５の負荷圧、負荷の方向に影
響されない。

すなわち、第１図でリツパーシリンダ１６の伸
び側が自然落下側とすると、前述のように第３コ
ントロールバルブ５のスプール１９を引位置とし
てリツパーシリンダ１６を伸び側に作動する際
に、リツパーシリンダ１６がリツパーの自重によ
つて伸び側に作動してボトム側の容積の増加が供
給流量以上速くなつてボトム側への供給流量が不
足して真空が発生しながらリツパーシリンダ１６
が伸び側に作動するので、 リツパーシリンダ１６のロツド側から室５０へ
の流量＞室３５からリツパーシリンダ１６のボト
ム側への流量 この場合の差圧はスプール７１の切欠７２前後
の圧力、つまり室５０（上流側）と室７３（下流
側）の圧で決定され、室５０の高圧の油はキリ穴
７９、室８０、通路９０を経由しシヤトル弁４０
のポート４ｃから室４１に導びかれ、スプール１
８を第３図において下方向に動かす、したがつ
て、第１ポンプ１の油は室３５に流れ、リツパー
シリンダ１６のボトム側に入る。

この時、スプール１８のストロークによつて決
まる室５０から室５１への開口面積が大きくなる
とリツパーシリンダ１６からの戻り流量の大部分
が室５０からスプール１８のくびれ部６９を通つ
て室５１へ流れるため、室５０から切欠７２を通
つて室７３へ流れる流量が減り切欠７２前後の差
圧が確保されなくなり、スプール１８がスプリン
グ４７により押し戻され、スプール１８のくびれ
部６９のその開口面積が減ることになり、それに
よつて室５０から切欠７２を通つて室７３への流
量が増し切欠７２前後の差圧が大きくなつてスプ
ール１８が再び押され、この動作がくり返して行
なわれてスプール１８が振動し、リツパーシリン
ダ１６がハンチングを起すことになる。しかし、
第２ポンプ２からの管路３１を通つて室３２から
室３５への流量で発生する差圧でスプール１８の
油室４１と油室４７の最低の差圧は確保されてい
るため、前述のスプール１８の振動もなく、リツ
パーシリンダ１６がハンチングすることもない。

このように、リツパーシリンダ１６に接続した
室３５，５０に連通する絞りを各々設けられるこ
とにより、スプール１８の全ストロークにわたつ
て安定した差圧が得られ、スムーズにリツパーシ
リンダの作動が可能となる。

またエンジンが停止し第１・第２ポンプ１，２
の流量がない時でも作業機を地上まで降す必要が
ある。例えば自重によつてリツパーシリンダ１６
が伸ばされる側に作用する場合を考えると、第３
コントロールバルブ５のスプール１９を引の位置
におくとリツパーシリンダ１６のロツド側の戻り
流量は配管６８から室５０を通つてスプール７１
の切欠７２を通つて室７３から配管７４を通じて
第３コントロールバルブ５の室７５に通じ、開状
態にあるスプール１９のくびれ部７６を通つてタ
ンクポートである室７７から配管７８を通じタン
ク１１１へ戻り、その流れによつてスプール７１
の切欠７２の前後に差圧が生じる。

前述のスプール１９の引の位置への操作ストロ
ークが小さく室７５と室７７の開口面積が小さい
場合には前述の切欠７２の前後の差圧が小さくス
プール１８は切換わらないので、リツパーシリン
ダ１６のロツド側の流量は前記スプール７１の切
欠７２のみを通つてタンク１１１に流れるから、
その流量が少なくリツパーシリンダ１６はゆつく
りと降下する。この時リツパーシリンダ１６のボ
トム側に真空が発生しながらリツパーシリンダ１
６は降下する。

そして、第３コントロールバルブ５のスプール
１９の引の位置への操作ストロークが大きい場合
には前述の流れによつてスプール７１の切欠７２
の前後に生じる差圧が大きくなつて高圧側のスプ
ール７１のキリ穴７９を生じ、室８０を経て通路
９０、シヤトル弁４０を通じてスプール１８の圧
力室４１に導かれ低圧側はスプール７１のキリ穴
９１から通路９２、シヤトル弁４５を経てスプー
ル１８の圧力室である室４７へ導かれている。こ
の結果スプール１８は下側に押し下げられ、室５
０と室５１の関係は閉から開の状態となりリツパ
ーシリンダ１６のヘツド側からの戻り流量はスプ
ール１８のくびれ部６９を通つてタンク１１１へ
の配管７０を経てタンク１１１へ多量に戻り、リ
ツパーシリンダ１６を急速に降下できる。この時
リツパーシリンダ１６のボトム側には真空が発生
する。以上のようにエンジンが停止していても第
３コントロールバルブ５のスプール１９を操作す
ることによつてリツパーシリンダ１６をゆつくり
降下させたり、メインバルブ１７のスプール１８
を切換えてリツパーシリンダ１６を急速に降下で
き、建設機械に必要とされる作業機の急落下を行
ない作業機の自重で刃先を地面に喰い込ませる
（エンジン停止時の非常ブレーキ）などが可能で
ある。

（発明の効果） パイロツト圧供給側の第１又は第２の室３２，
７３に供給された圧油は絞り部を通つて作業機ア
クチユエータ側の第１又は第２の室３５，５０に
流れ、その絞り部の前後に差圧が生じ、その差圧
がスプール１８の第１又は第２の油室４１，４７
に供給されてスプール１８は第１又は第２の位置
となつて主圧油供給側の室６５と作業機アクチユ
エータ側の第１又は第２の室３５，５０が連通
し、かつ作業機アクチユエータ側の第２又は第１
の室５０，３５がタンク側の室５１に連通して主
圧油供給側の室６５に供給された圧油とパイロツ
ト圧供給側の第１又は第２の室３２，７３に供給
された圧油は合流して作業機アクチユエータに供
給される。

したがつて、スプール１８の切えるパイロツト
圧油を作業機アクチユエータに供給して有効利用
できるバルブとなる。

また、パイロツト圧油供給側の第１・第２の室
３２，７３は絞り部を通つて作業機アクチユエー
タ側の第１・第２の室３５，５０にそれぞれ連通
しているから、一方のパイロツト圧油供給側の室
３２又７３にパイロツト圧油を供給してスプール
１８を切換えて一方の作業機アクチユエータ側の
室３５又は５０から作業機アクチユエータに圧油
を供給している時に作業機アクチユエータが外部
負荷によつて作動されて他方の作業機アクチユエ
ータ側の室５０又は３５への戻り流量が増加した
場合にスプール１８の第１・第２の油室４１，４
７の圧力差を一方のパイロツト圧油供給側の室３
２又は７３側の絞り部前後の差圧で確保できるか
らスプール１８が振動することがなく、作業機ア
クチユエータのハンチングを防止できる。

また、主圧油、パイロツト圧油が発生してない
時でもパイロツト圧供給側の第２の室７３をタン
クに連通することで作業機アクチユエータからの
戻り流量が絞り部を通してタンクに流れるから、
作業機アクチユエータを外部負荷によつてゆつく
りと降下できるし、そのタンクへの連通面積を増
大することで絞り部の前後に大きな差圧を生じさ
せてスプール１８を切換えることで作業機アクチ
ユエータからの戻り流量がタンク側の室５１より
タンクに多量に流れるから、作業機アクチユエー
タを外部負荷によつて急速に降下できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は構成説
明図、第２図、第３図はアンロードバルブの作動
説明図である。 １８はスプール、３２，７３はパイロツト圧供
給側の室、４１，４７は油室、３５，５０は作業
機アクチユエータ側の室、６５は主圧油供給側の
室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁本体９８に主圧油供給側の室６５とタンク
   側の室５１と作業機アクチユエータ側の第１の室
   ３５と作業機アクチユエータ側の第２の室５０を
   スプール孔９９に開口してそれぞれ形成し、前記
   弁本体９８のスプール孔９９内に各室を連通・遮
   断するスプール１８を嵌挿し、このスプール１８
   をばね力によつて各室を遮断する位置に保持し、
   そのスプール１８を第１の油室４１内の圧油で主
   圧油供給側の室６５と作業機アクチユエータ側の
   第１の室３５を連通しかつ作業機アクチユエータ
   側の第２の室５０とタンク側の室５１を連通する
   第１の位置となり、第２の油室４７内の圧油で主
   圧油供給側の室６５と作業機アクチユエータ側の
   第２の室５０を連通しかつ作業機アクチユエータ
   側の第１の室３５とタンク側の室５１を連通する
   第２の位置となるようにし、前記弁本体９８にパ
   イロツト圧供給側の第１の室３２とパイロツト圧
   供給側の第２の室７３を形成し、そのパイロツト
   圧供給側の第１の室３２を絞り部を介して前記作
   業機アクチユエータ側の第１の室３５に連通し、
   この絞り部を境としてパイロツト圧供給側の第１
   の室３２寄りを前記第１の油室４１に連通し、か
   つ作業機アクチユエータ側の第１の室３５寄りを
   前記第２の油室４７に連通し、前記パイロツト圧
   供給側の第２の室７３を絞り部を介して前記作業
   機アクチユエータ側の第２の室５０に連通し、こ
   の絞り部を境としてパイロツト圧供給側の第２の
   室７３寄りを前記第２の油室４７に連通し、かつ
   作業機アクチユエータ側の第２の室５０寄りを前
   記第１の油室４１に連通したことを特徴とするバ
   ルブ。