JPH0723667Y2 - パイロット圧油のチェック弁付流量制御弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、油圧ショベルなど建設機械のアクチュエータ
の速度および方向を制御する油圧複合制御弁（以下、単
に複合制御弁と称する）と、この複合制御弁をパイロッ
ト圧油によって遠隔操作するパイロット弁との間に設置
されるパイロット圧油のチェック弁付流量制御弁装置に
係り、特に、このような装置の小形化ならびに付属パイ
ロット配管の簡素化に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種のパイロット圧油のチェック弁付流量制御
弁装置を説明する前に、まず、このような装置が装着さ
れる油圧回路の全体的構成について説明する。例えば油
圧ショベルの一般的油圧回路を示す第５図において、油
圧ショベルに設けられた各アクチュエータ10,12,14は、
それぞれに対応するパイロット弁16,18,20を操作するこ
とによって発生するパイロット圧油を介して遠隔操作さ
れる複合制御弁22に設けられ、それぞれのアクチュエー
タに対応する単位切換弁24,26,28によってその速度と駆
動方向とが制御されるように構成されている。

以下、例としてアクチュエータ10に関する制御について
述べれば、先ず、図示される状態においては、パイロッ
ト弁16は中立位置にあり、パイロットポート16a,16bは
共にタンク32に連通しており、パイロットポート16a,16
bにそれぞれ接続した単位切換弁24のパイロットポート2
4a,24bも共にタンク32と同じ圧力となっているので、単
位切換弁24も中立位置にあり、主ポンプ30からの吐出油
は複合制御弁22のポンプポート22aからセンタバイパス
通路22b、タンクポート22cを通ってタンク32へ還流され
ている。ここで、パイロット弁16の操作レバー16cを図
において、例えば左側へ傾動すると、パイロットポート
16aにパイロットポンプ34のパイロット圧油が流入して
前記傾動の角度量に比例したパイロット圧力がパイロッ
トポート16aに発生する。すると、このパイロット圧力
がパイロット配管36（36a,36b）を介して単位切換弁24
のパイロットポート24aに作用し、プランジャ24bがスプ
リング24cの力に抗して図示の中立位置から右側へ移動
し、これにより、主ポンプ30からの吐出油が複合制御弁
22のポンプポート22a、パラレル油路22d、軸直角穴22
l、軸心穴22e、チェック弁22f、軸直角穴22m、アクチュ
エータポート22gを介してアクチュエータ10へ供給さ
れ、アクチュエータ10が前記操作レバー16cの傾動角度
に対応した速度で駆動される。この時、アクチュエータ
10からの戻り油は、アクチュエータポート22h、軸直角
穴22n、軸心穴22i、チェック弁22j、軸直角穴ｏ、戻り
油路22k、タンクポート22cを介してタンク32へ還流され
る。なお、パイロット弁16の操作レバー16cを中立位置
に復帰すると、パイロットポート24aに圧力を作用させ
ていたパイロット圧油がパイロット配管36（36a,36
b）、パイロットポート16aを介してタンク32へ流出開放
されるので、単位切換弁24のプランジャ24bがスプリン
グ24cの力で中立位置に復帰し、したがって、駆動され
ていたアクチュエータ10が停止する。また、操作レバー
16cを前述とは逆方向へ、すなわち右側へ傾動するとパ
イロットポンプ34からのパイロット圧油は、パイロット
ポート16b、パイロット配管38を介してパイロットポー
ト24dに作用し、プランジャ24bが左側へ移動し、アクチ
ュエータ10は前述とは反対向きに駆動される。

しかるに、このような建設機械においては、アクチュエ
ータの急停止時に運転室内にショック（急停止ショッ
ク）を発生し居住性を害するので、近年、このような急
停止ショックを防止するためのチェック弁付流量制御弁
40（第５図に一点鎖線で示す）が開発され適用されるに
至っている。このチェック弁付流量制御弁（以下、単に
制御弁と称することがある）40は、第５図に示されてい
るように、チェック弁42と流量制御弁44とから構成さ
れ、そのA,B両ポートをそれぞれパイロット配管36a,38a
…ならびに36b,38b…に接続されるが、以下この制御弁4
0の構成について述べる。

第４図において、制御弁40は、並列に配置されたチェッ
ク弁42と流量制御弁44とから構成され、チェック弁42は
ＢポートからＡポートへの圧油の通過を阻止するチェッ
クポペット46とチェックシート48とを備え、流量制御弁
44はオリフィス50とこのオリフィス50の通過流量を所定
の流量に制御する流量制御スプール52と流量制御スプリ
ング64とを備える。そして、このような構成において、
パイロット弁16からパイロット配管36aを介してＡポー
トに流入したパイロット圧油は、室54、油路56を通りチ
ェック弁42のチェックポペット46を開いて油路58に至
り、自由にＢポートへ流れる。なおこの時、室54内の一
部のパイロット圧油はオリフィス50、室60、流量制御弁
油路62を通って前記油路58内に合流するが、この流量は
オリフィス50の開口面積が小さいのでチェック弁42を流
れる流量に比べて極めて僅かな流量である。また、パイ
ロットポート24aからパイロット配管36bを介してＢポー
トに流入したパイロット圧油は、一方において、油路58
から小穴46aを介してチェックポペット46の内部に流入
し、チェックポペット46をチェックシート48側に押圧し
てチェック弁42を閉じるが、他方において、前記油路58
内の圧油は、流量制御油路62、室60、オリフィス50、室
54を介して、Ａポートへ流れる。しかるにこの時、オリ
フィス50を流れる流量が所定の制御流量になるとオリフ
ィス50に所定の圧力差が発生し、これにより流量制御ス
プール52は前記オリフィス50の上流側の室60内の高い圧
力により図において左側へ押圧移動される。

なお、前記所定の圧力差は流量制御スプリング64の力を
流量制御スプール52の断面積で除した値となるように予
め定められている。したがって、所定流量以上のパイロ
ット圧油がオリフィス50を通って流れようとした場合、
流量制御スプール52が図において左へ移動し、流量制御
油路62と流量制御スプール52の環状油路52aとの間がブ
ロックされるので、所定流量以上のパイロット圧油がＢ
ポートからＡポートへ流れることなく、ＢポートからＡ
ポートへのパイロット圧油の流量は所定の流量に制御さ
れる。

したがって、このような制御弁40を備えた圧油回路にお
いては、アクチュエータ10を駆動すべくパイロット弁16
の操作レバー16cを左側へ傾動すると、パイロットポン
プ34からの吐出圧油の全流量がパイロット配管36a、制
御弁40、パイロット配管36bを介してパイロットポート2
4aに流入し、プランジャ24bが高速で操作されるので、
アクチュエータ10を短い応答時間で駆動することができ
る。一方、アクチュエータ10の高速駆動時にパイロット
弁16の操作レバー16cを急速に中立位置に復帰した場合
には、パイロットポート24aに接続した室24fの圧油は制
御弁40を介して予め設定された所定の流量でタンク32内
へ還流されるので、プランジャ24の中立位置への復帰速
度も所定の速度に制御され、アクチュエータ10が急停止
することがなく、したがって急停止ショックが発生する
ことがない。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述したチェック弁付流量制御弁におい
ては、次に述べるような難点があった。

すなわち、油圧ショベルなどの建設機械においては、限
られたスペース内に多数の油圧機器が配置されかつこれ
ら各機器は相互に配管で接続されるが、このような油圧
回路に、新たに前記チェック弁付流量制御弁ならびにそ
の接続配管を配置しようとすると、チェック弁付流量制
御弁は一般に総てのアクチュエータに必要とされかつそ
の形状が比較的大形で複合制御弁に直接組込むことがで
きないので、新たなスペースを必要とすると同時に、さ
らに油圧配管が複雑化してコストが上昇する欠点があっ
た。

そこで、本考案の目的は、チェック弁付流量制御弁を通
常の複合制御弁に対して直結できるように小形化するこ
とにより、装置全体をコンパクトにすると同時に油圧配
管を簡素化することができるパイロット圧油のチェック
弁付流量制御弁装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

先の目的を達成するために、本考案に係るパイロット圧
油のチェック弁付流量制御弁装置は、複合制御弁（22）
とその操作圧油制御用パイロット弁（16）とを連通する
パイロット配管（36a、36b、38a、38b）にチェック弁付
流量制御弁（70）を接続配置し、パイロット圧油の前記
パイロット弁（16）から複合制御弁（22）方向への流動
時には、前記チェック弁付流量制御弁（70）のチェック
弁（72）を開いてパイロット圧油を自由に通過させ、パ
イロット圧油の前記複合制御弁（22）からパイロット弁
（16）方向への流動時には、前記チェック弁（72）を閉
じて前記チェック弁付流量制御弁（70）の流量制御弁
（74）によりパイロット圧油の通過流量を所定流量に制
御するよう構成してなるパイロット圧油のチェック弁付
流量制御弁装置において、 前記チェック弁付流量制御弁（70）は、そのパイロット
弁（16）側に接続したＡポートと、複合制御弁（22）側
に接続したＢポートとを、同一軸線上に配置すると共
に、そのチェック弁（72）を構成するチェックポペット
（76）の内側に、流量制御弁（74）を構成する流量制御
スプール（82）を摺動自在に配設し、前記複合制御弁
（22）に対して直結するように構成することを特徴とす
る。

この場合、チェック弁付流量制御弁（70）は、そのチェ
ック弁（72）をパイロット圧油の通過を阻止するチェッ
クポペット（76）とチェックシート（78）とから構成
し、流量制御弁（74）をオリフィス（80）とこのオリフ
ィス（80）の通過流量を所定流量に制御する流量制御ス
プール（82）と流量制御スプリング（92）とから構成
し、前記Ａポート、チェックシート（78）、チェックポ
ペット（76）および前記Ｂポートを同一軸線上に順次配
設し、前記チェックポペット（76）の外側にチェックシ
ート（78）とＢポートを連通するチェックポペット外周
油路（84）を設け、前記チェックポペット（76）の内側
に流量制御スプール（82）を摺動自在に配設し、さらに
前記チェックポペット（76）の側壁と前記流量制御スプ
ール（82）の側壁とにそれぞれチェックポペット外周油
路（84）と流量制御スプール（82）内の室（86）とを連
通する流量制御油路（88）と環状油路（90）とを設けた
構成とすることができる。

〔作用〕

チェック弁付流量制御弁は、同一軸線上に配置されるA,
B両ポートの間に一体直列的に構成される。したがっ
て、特にその軸直角方向の寸法が小さく形成され、複合
制御弁を構成する各々の間隔の狭い単位切換弁のパイロ
ットポートに並列状に隣接して支障なく直結することが
できる。すなわち、所要スペースが最低限に抑制される
と同時に、接続配管本数も減少し、機械全体の油圧配管
も複雑化することがない。

〔実施例〕

次に、本考案に係るパイロット圧油用のチェック弁付流
量制御弁装置の一実施例を添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

先ず初めに、本考案のチェック弁付流量制御弁が装着さ
れる油圧回路の全体的構成は、第５図に示す従来の構成
と全く同一であり、すでに述べた所であるので、ここで
は説明を省略する。

しかるに、本考案に係るチェック弁付流量制御弁は、次
に述べるように構成される。すなわち、第１図におい
て、制御弁70はチェック弁72と流量制御弁74とから構成
され、チェック弁72はパイロット圧油の通過を阻止する
チェックポペット76とチェックシート78とを備え、流量
制御弁74はオリフィス80とこのオリフィス80の通過油量
を所定の流量に制御する流量制御スプール82と流量制御
スプリング92とを備える。ここで、パイロット弁側に接
続したＡポートと複合制御弁側に接続したＢポートとは
同一軸線上に配置され、この同一軸線上にＡポート側か
らチェックシート78とチェックポペット76とが順次配設
され、チェックポペット76の外側にチェックシート78と
Ｂポートを連通するチェックポペット外周油路84が設け
られ、チェックポペット76の内側に流量制御スプール82
が摺動自在に配設される。チェックポペット76の側壁に
は、チェックポペット外周油路84と流量制御スプール82
のオリフィス上流側の室86との間を、スプール82に設け
た環状油路90を介して、相互に連通するための流量制御
油路88が設けられる。なお、前記外周油路84は、第２図
に断面で示されるように、まゆ形に形成され、その間を
軸直角油路84aで連通されている。また、第１図におけ
るスプール82の左方への移動によって、流量制御油路88
と前記環状油路90との間の開口面積は減少し、最終的に
は前記両油路88,90の間はブロックされる。さらに、参
照符号94,96,98はそれぞれ室、チェックスプリング、室
を示す。

このような構成からなる本考案の制御弁70は、前述した
従来の制御弁40と基本的に同様に作動する。すなわち、
Ａポートに流入したパイロット圧油は、室94に至りチェ
ックスプリング96の付勢力に抗してチェック弁72を開
き、外周油路84、軸直角油路84a、室98を経て自由にＢ
ポートへ流れる。なおこの時、室94内の一部のパイロッ
ト圧油はオリフィス80、室86、環状油路90、流量制御油
路88を通って前記外周油路84内に合流するが、この流量
はオリフィス80の開口面積が小さいのでチェック弁72の
通過流量に比べて極めて僅かである。一方、Ｂポートに
流入したパイロット圧油は、一方において、チェックポ
ペット76をチェックシート78側に押圧してチェック弁72
を閉じるが、他方において、室98から外周油路84、流量
制御油路88、室86、オリフィス80、室94に至り、Ａポー
トへ流れる。しかるにこの時、オリフィス80を流れる流
量が所定の流量になるとオリフィス80に所定の圧力差が
発生し、これにより、流量制御スプール82は前記オリフ
ィス80の上流側の室86内の高い圧力により図において左
側へ押圧移動される。なお、前記所定の圧力差は流量制
御スプリング92の力を流量制御スプール82の断面積で除
した値となるよう予め定められているから、前記所定流
量以上のパイロット圧油がオリフィス80を通って流れよ
うとした場合、流量制御スプール82が図において左へ移
動し、流量制御油路88と流量制御スプール82の環状油路
90との間がブロックされるので所定流量以上の圧油がＢ
ポートからＡポートへ流れることはなく、Ｂポートから
Ａポートへのパイロット圧油の流量は所定の流量に制御
される。このように、アクチュエータの駆動時には、パ
イロットポンプからの吐出圧油の全流量が制御弁70を介
して複合制御弁に流入し、プランジャ24bが高速で操作
されるので、アクチュエータを短い応答時間で駆動する
ことができる。一方、アクチュエータの停止時には、パ
イロット圧油は制御弁70を介して予め設定された所定の
流量でタンク32に還流されるので、プランジャ24bの中
立位置への復帰速度も所定の速度に制御され、アクチュ
エータの急停止による急停止ショックが発生することは
ない。

ところで、このような構成になる本考案のチェック弁付
流量制御弁70は、チェック弁72と流量制御弁74とが一体
にかつ直列に構成されていることから、図示からも明ら
かなように、その形状、特に軸直角方向において大幅に
小形化することができる。したがって、図示されている
ように、通常の複合制御弁22の各単位切換弁24,26…に
対して並列状に隣接して支障なく直結することができ
る。すなわち、パイロット配管を介して接続される従来
の制御弁に比較して、所要スペースを最少限に縮小する
ことができると同時に、接続配管を簡素化することがで
きる。

第３図に、本考案に係るチェック弁付流量制御弁の別の
実施例を示す。本実施例の制御弁100は、第３図から明
らかなように、先の実施例においてチェックスプリング
96ならびにその室98を省略したものである。したがっ
て、無通油状態ならびにＢポートの圧力がＡポートの圧
力より若干高い場合には、チェックポペット76とチェッ
クシート78とは離間され、すなわち、チェック弁72は開
かれている。

したがって、この状態においてはＢポートからＡポート
へ自由に油が流れ、ＢポートからＡポートへの通過流量
を制御することが不可能のように考えられるが、しかし
ながら実際的には、通常複合制御弁22のプランジャのス
トローク制御圧力は、中立位置で約3kg/cm²、ストロー
クエンドで約20kg/cm²となるようにスプリング24の力を
設定しており、複合制御弁22のパイロットポート24aの
圧力が3kg/cm²以下の範囲においてはプランジャは中立
位置にあり、したがってパイロットポート24aから油が
排出されることはない。すなわち、ＢポートからＡポー
トへの通過流量を制御する必要はないので、チェック弁
72が開いていても何ら問題はない。また、Ｂポートの圧
力が3kg/cm²以上ある場合には、チェック弁72が閉止さ
れるよう、流量制御スプリング92の付勢力ならびにチェ
ックシート78の直径を適宜に決定することは設計上可能
であるので、このようにチェックスプリングを省略して
も実用的には何等問題は発生しない。

以上、本考案を好適な実施例について説明したが、本考
案はこれら実施例に限定されることなく、その精神を逸
脱することなく多くの設計変更が可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係るパイロット圧油のチ
ェック弁付流量制御弁装置は、制御弁を形成するチェッ
ク弁と流量制御弁とを一体的にかつ直列状に構成したの
で、前記両弁が並列的に構成されていた従来のチェック
弁付流量制御弁に比べ、制御弁の形状を特にその軸直角
方向において大幅に小形化することができ、複合制御弁
の各単位切換弁に対して並列状に隣接して直結すること
ができる。したがって、所要スペースを最低限に抑制す
ることができると同時に、接続配管を簡素化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るパイロット圧油のチェック弁付流
量制御弁装置の一実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のII−II線断面図、第３図は本考案に係るチェック弁
付流量制御弁の別の実施例を示す縦断面図、第４図は従
来のチェック弁付流量制御弁を示す縦断面図、第５図は
建設機械のアクチュエータ駆動油圧回路を示す回路図で
ある。 22……複合制御弁 24,26……単位切換弁 24a……パイロットポート 36a……パイロット配管 70……チェック弁付流量制御弁 72……チェック弁 74……流量制御弁 76……チェックポペット 78……チェックシート 80……オリフィス 82……流量制御スプール 84……外周油路 84a……軸直角油路 86……室 88……流量制御油路 90……環状油路 92……流量制御スプリング 94……室 96……チェックスプリング 98……室 100……チェック弁付流量制御弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複合制御弁（22）とその操作圧油制御用パ
   イロット弁（16）とを連通するパイロット配管（36a、3
   6b、38a、38b）にチェック弁付流量制御弁（70）を接続
   配置し、パイロット圧油の前記パイロット弁（16）から
   複合制御弁（22）方向への流動時には、前記チェック弁
   付流量制御弁（70）のチェック弁（72）を開いてパイロ
   ット圧油を自由に通過させ、パイロット圧油の前記複合
   制御弁（22）からパイロット弁（16）方向への流動時に
   は、前記チェック弁（72）を閉じて前記チェック弁付流
   量制御弁（70）の流量制御弁（74）によりパイロット圧
   油の通過流量を所定流量に制御するよう構成してなるパ
   イロット圧油のチェック弁付流量制御弁装置において、 前記チェック弁付流量制御弁（70）は、そのパイロット
   弁（16）側に接続したＡポートと、複合制御弁（22）側
   に接続したＢポートとを、同一軸線上に配置すると共
   に、そのチェック弁（72）を構成するチェックポペット
   （76）の内側に、流量制御弁（74）を構成する流量制御
   スプール（82）を摺動自在に配設し、前記複合制御弁
   （22）に対して直結するように構成することを特徴とす
   るパイロット圧油のチェック弁付流量制御弁装置。
2. 【請求項２】チェック弁付流量制御弁（70）は、そのチ
   ェック弁（72）をパイロット圧油の通過を阻止するチェ
   ックポペット（76）とチェックシート（78）とから構成
   し、流量制御弁（74）をオリフィス（80）とこのオリフ
   ィス（80）の通過流量を所定流量に制御する流量制御ス
   プール（82）と流量制御スプリング（92）とから構成
   し、前記Ａポート、チェックシート（78）、チェックポ
   ペット（76）および前記Ｂポートを同一軸線上に順次配
   設し、前記チェックポペット（76）の外側にチェックシ
   ート（78）とＢポートを連通するチェックポペット外周
   油路（84）を設け、前記チェックポペット（76）の内側
   に流量制御スプール（82）を摺動自在に配設し、さらに
   前記チェックポペット（76）の側壁と前記流量制御スプ
   ール（82）の側壁とにそれぞれチェックポペット外周油
   路（84）と流量制御スプール（82）内の室（86）とを連
   通する流量制御油路（88）と環状油路（90）とを設けて
   なる請求項１記載のパイロット圧油のチェック弁付流量
   制御弁装置。