JPH058003U - 方向切換弁の油圧制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクチエータの始動時よりも停止時における
方向切換弁の切換速度を低下させて、しかもアクチエー
タの正逆駆動を反覆して急激に切換える際には、アクチ
エータ停止時における方向切換弁の切換速度を自動的に
速くすると共に、暖機運転時間を短縮する。 【構成】 方向切換弁４の切換油室４ａ，４ｂにパイロ
ツト弁１２ａ，１２ｂがパイロツト油圧を供給する際に
全開するスローリタン弁状の流量制御弁１ａ，１ｂの切
換油室接続口３ａ，３ｂとドレーン油路６ａ，６ｂとの
間に、該切換油室接続口の圧力がパイロツト弁接続口２
ａ，２ｂの圧力と、方向切換弁の中立位置復帰ばねによ
つて戻り側の切換油室に生ずる最大戻り油圧との和より
若干高くなつた時に開くパイロツト操作の常閉弁５ａ，
５ｂを接続して、開放した常閉弁による戻り側切換油室
の排油が略完了するまで常閉弁の閉鎖を遅延させるスロ
ーリタン弁７ａ，７ｂを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はパワーシヨベルのように慣性の大きい可動部材の作動アクチエータを 制御する方向切換弁の油圧制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来中立位置復帰ばねを備える方向切換弁の両側の切換油室と、これに夫々パ イロツト油圧を給排するパイロツト弁との間の両側油路の途中に、該切換油室へ のパイロツト油圧の供給時には流路が全開し、又該切換油室からの油の排出時に は流路が絞られる流量制御弁を夫々挿入して、アクチエータ駆動位置から中立位 置への方向切換弁のばね復帰速度を、中立位置からアクチエータ駆動位置への方 向切換弁の切換速度より遅くすることにより、該アクチエータで駆動されていた 慣性の大きい可動部材の急停止時の衝撃を防止する方向切換弁の油圧制御回路に おいて、パワーシヨベルのブームシリンダの正逆駆動を急激に反覆して、該ブー ム先端にアームを介し支持されたバケツトにより地面の展圧作業を行う場合のよ うに、アクチエータの正逆駆動を急激に反覆して切換える場合は、前記衝撃防止 作用を生じないように、各流量制御弁に夫々その流路をパイロツト油圧で全開可 能な切換油室を設けて、該切換油室を夫々他側の流量制御弁のパイロツト弁接続 口に連通連結するようなことは、実開平１−１６３２０１号公報に開示されてい る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

この従来技術では、冬季の低温時にパワーシヨベルなどの各アクチエータの暖 機運転を行う場合には、先ず各方向切換弁を中立位置に維持して油圧ポンプを無 負荷運転することにより、タンクやセンタバイパス回路内の油温を上昇させ、次 いでパイロツト弁を反覆して急激に正逆操作して各アクチエータを空動きさせる のであるが、運転室内に取付けねばならぬパイロツト弁と流量制御弁との間の油 路が著しく長く、パイロツト弁を反覆して急激に正逆操作しても、流量制御弁内 の油が該油路内で往復するだけでタンク内の油と入替わらないため、アクチエー タを空動きさせる暖機運転時間が永くなつて、運転者が疲労したり、油圧機器各 部の寿命を短かくしたりする問題を生ずる。

【０００４】 本考案は方向切換弁の中立位置において油圧ポンプを無負荷運転する際は、該 方向切換弁の切換油室内の油がセンタバイパス回路を通る油からの熱伝導によつ て加熱されることに着目して、パイロツト弁を迅速に正逆反覆して操作する暖機 運転時に、タンクへの戻り側切換油室内の油が常閉弁より直接ドレーン油路に排 出されるように構成して、流量制御弁とパイロツト弁との間の油路内の油がタン ク内の油と入替わり易くすることにより、上記問題を解決すると共に、従来技術 と同様の機能を持たせることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案はこの目的を達成するため、各流量制御弁（１ａ，１ｂ）の切換油室接 続口（３ａ，３ｂ）に、夫々該切換油室接続口とパイロツト弁接続口（２ａ，２ ｂ）との圧力差によつてパイロツト操作され、且つ方向切換弁（４）の中立位置 復帰ばね弾力によつてその戻り側の切換油室（４ａ，４ｂ）に生ずる最大戻り油 圧よりも若干高いクラツキング圧力を持つ常閉弁（５ａ，５ｂ）を介して、タン クへのドレーン油路（６ａ，６ｂ）を接続し、且つ各切換油室接続口から対応常 閉弁への弁開パイロツト油圧の供給時に開くスローリタン弁（７ａ，７ｂ）を夫 々該切換油室接続口と常閉弁との間のパイロツト油路（８ａ，８ｂ）の途中に挿 入して、一旦該常閉弁が開いた場合は、対応する戻り側切換油室内の油圧の排出 完了と略同時に該常閉弁が閉じるように、スローリタン弁のリタン機能を設定し たものである。

【０００６】

【作用】

本考案は上記構成よりなるから、中立位置の方向切換弁の一方の切換油室（例 えば４ａ）にパイロツト油圧を供給するようパイロツト弁を操作して、アクチエ ータを始動する際は、該切換油室４ａにパイロツト油圧を供給する流量制御弁１ ａが全開すると共に、他方の切換油室４ｂの油をタンクに戻す流量制御弁１ｂの 流路は絞られたまゝとなり、又パイロツト弁を中立位置に戻してアクチエータを 停止する際は、前記一方の切換油室４ａの油をタンクに戻す流量制御弁１ａが絞 られると共に、他方の流量制御弁も絞られたまゝであるが、パイロツト油圧は方 向切換弁を、その中立位置復帰ばねの弾力に抗してアクチエータ駆動位置に切換 えねばならぬ関係上、該パイロツト油圧を中立位置復帰ばね弾力によつて戻り側 の切換油室に生ずる最大戻り油圧の１．５〜１．８倍程度にするのが普通である 。

【０００７】 このためパイロツト油圧により方向切換弁のスプールを中立位置からアクチエ ータ駆動位置に摺動するにつれ、中立位置復帰ばね弾力が初期弾力より次第に増 大するアクチエータ始動時には、戻り側の切換油室４ｂからの戻り油圧、即ち戻 り側流量制御弁１ｂにおける絞り前後の圧力差は、方向切換弁のスプールをアク チエータ駆動位置から中立位置にばね弾力だけで復帰させてアクチエータを停止 する際における戻り側の切換油室４ａからの戻り油圧、即ち戻り側流量制御弁１ ａにおける絞り前後の圧力差よりもスプールの摺動中は常に著しく大きい。

【０００８】 一方絞り内を流れる油の速度或いは流量は、その前後の圧力差に相当する油柱 高さの平方根に比例するから、結局方向切換弁のスプールを中立位置からアクチ エータ駆動位置に切換える際の切換速度は、該スプールをアクチエータ駆動位置 から中立位置にばね復帰させる際の切換速度より著しく大きい。しかも該スプー ルをアクチエータ駆動位置から中立位置にばね復帰させて、切換油室４ａ内の油 をタンクに排出する際は、他方の切換油室４ｂが流量制御弁１ｂの絞りを介して タンクの油を吸込まねばならないから、これによつてもスプールの中立位置復帰 抵抗を生じるのみならず、油の圧縮性の影響も加わるため、前記傾向は更に助長 される。

【０００９】 従つてアクチエータを始動する際における方向切換弁の切換速度よりも、慣性 の大きい可動部材を駆動していたアクチエータの停止時における方向切換弁の切 換速度を著しく低くして、該アクチエータ停止時に生ずる衝撃を防止できる。

【００１０】 上述の方向切換弁の通常の制御時において、流量制御弁のパイロツト弁接続口 の圧力が切換油室接続口の圧力より高くなる場合は、常閉弁がその両側パイロツ ト操作部間の圧力差と、クラツキング圧力を設定する弁閉ばねの弾力とにより閉 鎖付勢されているため、該常閉弁が開く恐れはなく、又逆に切換油室接続口の圧 力がパイロツト弁接続口の圧力より高くなる場合は、戻り側の切換油室内の油が タンクに戻る際に生ずるが、その最大の圧力差は方向切換弁の中立位置復帰ばね 弾力によって該切換油室内に生ずる最大戻り油圧に等しいか、或いはこれより低 いから、常閉弁が開く恐れはない。

【００１１】 又アクチエータの正逆駆動を急激に反覆して切換える場合は、パイロツト弁の 操作レバーを一方向、例えば正方向に操作して方向切換弁を正方向駆動位置に切 換えることによつて、アクチエータを正方向に駆動している状態において、該操 作レバーを急激に逆方向に操作して方向切換弁の逆方向ヘの切換油室（例えば４ ｂ）にパイロツト油圧を供給することにより、方向切換弁を逆方向駆動位置に切 換え始めると、その時のタンクへの戻り側の切換油室４ａ内の油は、中立位置復 帰ばね弾力と、パイロツト油圧によるスプール押圧力とを同時に受けて、常閉弁 ５ａのクラツキング圧力より高圧となるため、この高圧の油圧がスローリタン弁 ７ａを開いて該常閉弁を開き、該戻り側切換油室４ａ内の油圧がドレーン油路６ ａに排出され始める。この場合流量制御弁１ａはその絞りによる抵抗が大きいた め、該排出油圧は抵抗の小さい常閉弁５ａの方に殆ど流れる。

【００１２】 戻り側切換油室４ａの油圧がドレーン油路６ａに排出され始めると、常閉弁の 一次側油圧が低下するのみならず、方向切換弁の逆方向駆動位置への切換え終端 近くでは、戻り側切換油室内の油にパイロツト油圧によるスプール押圧力と中立 位置復帰ばね弾力との差に相当する圧力が作用するようになるため、該戻り側切 換油室内の油圧が常閉弁のクラツキング圧力以下に下がって該常閉弁が閉じ始め るが、該戻り側切換油室内の油圧が略排出完了した時に常閉弁が閉じるようにス ローリタン弁が作動するから、アクチエータの正逆駆動を反覆して行い得る。

【００１３】

【実施例】

以下油圧ポンプ９より圧油を供給されるタンデムセンタ形の方向切換弁４によ つて、パワーシヨベルのブームシリンダ（アームシリンダ或いはバケツトシリン ダでもよい）１０を伸縮するように構成した本考案の図示実施例について説明す る。

【００１４】 アキユムレータ等のパイロツト油圧源１１から一定パイロツト油圧を供給され る一対のパイロツト弁１２ａ，１２ｂの出力ポートは、夫々油路１３ａ，１３ｂ を介して圧力補償付き流量制御弁１ａ，１ｂのパイロツト弁接続口２ａ，２ｂに 接続され、該両パイロツト弁を選択的に制御する操作レバー１４が図１に示す中 立位置にある場合は、該パイロツト弁が夫々油路１３ａ，１３ｂをタンクＴに接 続しているが、操作レバー１４を図の左側に回動した時は左側油路１３ａに、又 該操作レバーを図の右側に回動した時は右側油路１３ｂに夫々パイロツト油圧が 供給される。

【００１５】 流量制御弁１ａ，常閉弁５ａ，スローリタン弁７ａは１個の弁ブロツク１５ａ を構成し、又流量制御弁１ｂ，常閉弁５ｂ，スローリタン弁７ｂも１個の弁ブロ ツク１５ｂを構成していて、該両弁ブロツクは全く同構成であるため、以下弁ブ ロツク１５ａの構成について説明するが、弁ブロツク１５ａの各構成部分の数字 符号の末尾に付したａをｂに変えたものは、弁ブロツク１５ｂの対応構成部分で ある。

【００１６】 流量制御弁１ａは圧力補償付きで、図２に示すように円筒状のスプール１６ａ 内の中間に設けた固定絞り１７ａの両側には、夫々該スプールと協同する油室１ ９ａ，２０ａを弁筐１８ａ側に設けて、パイロツト弁接続口２ａに連通する弁筐 側の環状溝２１ａに隣接したランド２２ａと、これに対応して油室１９ａを形成 するスプール部分に設けた半径方向の孔とで可変絞り２３ａを形成させると共に 、他方の油室２０ａを、その外周のスプール部分に設けた半径方向の孔と、弁筐 側の環状溝２４ａとを順次介して切換油室接続口３ａに連通し、且つ弁筐側の環 状溝２１ａ，２４ａ間に形成されたランド２５ａと協同して開閉弁を形成する環 状溝２６ａをスプール１６ａ側に設けて、該スプール１６ａを図１或いは図２に 示す常時位置に挟持する弱い圧縮ばね２７ａ，２８ａを夫々油室１９ａ，２０ａ 内に取付けてなる。尚２９ａは方向切換弁の切換油室４ａに接続口３ａを接続す る油路を示す。

【００１７】 このため操作レバー１４を左方Ａに回動することにより、パイロツト弁接続口 ２ａから切換油室４ａにパイロツト油圧を供給して、方向切換弁４を図１に示す 中立位置より左側の駆動位置（ブーム下げ位置）に切換える場合は、略全開状態 の可変絞り２３ａよりパイロツト油圧を供給される油室１９ａの圧力は、該油室 より固定絞り１７ａを経てパイロツト油圧を供給される油室２０ａの圧力よりも 高いため、スプール１６ａは図２の常時位置より左方に摺動して、弁筐側のラン ド２５ａとスプール側の環状溝２６ａとよりなる開閉弁が開くから、弁筐側の環 状溝２１ａ，２４ａ間をスプール側の環状溝２６ａで連通して流路が全開状態と なり、パイロツト油圧は殆ど抵抗を受けないで切換油室４ａに供給され、他方の 切換油室４ｂ内の油は絞り１７ｂ，２３ｂ及びパイロツト弁１２ｂを順次通つて タンクＴに排出される。

【００１８】 又操作レバー１４を図示の中立位置に戻すことにより、ブーム下げ位置に切換 えられていた方向切換弁を中立位置にばね復帰させる場合は、切換油室４ａ内の 戻り油圧が接続口３ａより油室２０ａに供給されるに対し、接続口２ａはパイロ ツト弁１２ａを介してタンクＴに接続されるため、油室２０ａの圧力が油室１９ ａの圧力より高くなつて、スプール１６ａを図２の右方に摺動することにより、 固定絞り１７ａの両側の圧力差に応じ可変絞り２３ａを絞って該圧力差を一定に 保持し、従つて固定絞り１７ａの流量が−定に維持されて切換油室４ａ内の油の 排出を遅延させる。

【００１９】 常閉弁５ａは、両端に夫々ピストン状のランド３０ａ，３１ａを備えるロツド 状のスプール３２ａの中間に設けたランド３３ａと、弁筐側に設けられた切換油 室接続口３ａに連通する環状溝３４ａとドレーン油路６ａに連通する環状溝３５ ａとの間に形成されるランド３６ａとで摺動弁を構成し、且つパイロツト弁接続 口２ａにスプール３２ａ内のパイロツト油路３７ａを介して常時連通するランド ３０ａ側の作動油室３８ａ内にはクラツキング圧力を規制する弁閉ばね３９ａを 圧縮装入すると共に、ランド３１ａ側の作動油室４０ａは、パイロツト油路８ａ ，流量制御弁１ａの油室２０ａを順次介して切換油室接続口３ａに接続される。

【００２０】 パイロツト油路８ａの途中に挿入したスローリタン弁７ａは、弱い圧縮ばね４ １ａで常時閉鎖付勢されるインライン形の逆止弁４２ａに常閉弁５ａの閉鎖を遅 延させる小孔４３ａを穿設してなり、戻り側切換油室４ａ内の油圧が常閉弁のク ラツキング圧力以上になって、スローリタン弁７ａ及び常閉弁５ａが図３のよう に開いた時には該常閉弁が前述のように直ちに閉じ始めるが、該戻り側切換油室 ４ａ内の油圧の排出完了と略同時に該常閉弁が閉じるように、スローリタン弁の 小孔４３ａの径が設定されている。

【００２１】 以上一実施例について説明したが、流量制御弁を圧力補償付きに構成すること は必ずしも必要条件ではなく、スローリタン弁にすることもできることは勿論で ある。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は前記構成よりなるから、アクチエータの駆動時間が比較的永い通常の 方向切換弁の制御時には、アクチエータ駆動位置から中立位置にばね復帰させる 方向切換弁の中立位置復帰速度を、中立位置からアクチエータ駆動位置への方向 切換弁の切換速度より遅くして、該アクチエータの急停止時に生ずる衝撃を防止 できるのみならず、アクチエータの正逆駆動を反覆して急激に切換える場合は、 該方向切換弁の中立位置復帰速度を自動的に増大する従来技術の効果を同様に持 たせて、しかも冬季の暖機運転時には、流量制御弁とパイロツト弁との間の油路 の油をタンクの油と交換し易くして、アクチエータによる可動部材の正逆空動き を反覆して迅速に切換える暖機運転時間の短縮、及びこれに基づく運転者の疲労 防止を計り、油圧機器各部の寿命を永くすることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案一実施例の油圧回路図である。

【図２】図１の一部の詳細図である。

【図３】図２の作動時の説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 流量制御弁 ２ａ，２ｂ パイロツト弁接続口 ３ａ，３ｂ 切換油室接続口 ４ 方向切換弁 ４ａ，４ｂ 切換油室 ５ａ，５ｂ 常閉弁 ６ａ，６ｂ ドレーン油路 ７ａ，７ｂ スローリタン弁 １０ パワーシヨベルのブームシリンダ １２ａ，１２ｂ パイロツト弁 １４ 操作レバー

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 中立位置復帰ばねを備える方向切換弁の
   両側の切換油室と、これに夫々パイロツト油圧を給排す
   るパイロツト弁との間の両側油路の途中に、該切換油室
   へのパイロツト油圧の供給時には流路が全開し、又該切
   換油室からの油の排出時には流路が絞られる流量制御弁
   を夫々挿入した方向切換弁の油圧制御回路において、各
   流量制御弁（１ａ，１ｂ）の切換油室接続口（３ａ，３
   ｂ）に、夫々該切換油室接続口とパイロツト弁接続口
   （２ａ，２ｂ）との圧力差によつてパイロツト操作さ
   れ、且つ方向切換弁（４）の中立位置復帰ばね弾力によ
   つてその戻り側の切換油室（４ａ，４ｂ）に生ずる最大
   戻り油圧よりも若干高いクラツキング圧力を持つ常閉弁
   （５ａ，５ｂ）を介して、タンクへのドレーン油路（６
   ａ，６ｂ）を接続し、且つ各切換油室接続口から対応常
   閉弁への弁開パイロツト油圧の供給時に開くスローリタ
   ン弁（７ａ，７ｂ）を夫々該切換油室接続口と常閉弁と
   の間のパイロツト油路（８ａ，８ｂ）の途中に挿入し
   て、一旦該常閉弁が開いた場合は、対応する戻り側切換
   油室内の油圧の排出完了と略同時に該常閉弁が閉じるよ
   うに、スローリタン弁のリタン機能を設定したことを特
   徴とする方向切換弁の油圧制御回路。