JPH0786361B2 - 油圧制御弁 - Google Patents

油圧制御弁

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JPH0786361B2
JPH0786361B2 JP63284593A JP28459388A JPH0786361B2 JP H0786361 B2 JPH0786361 B2 JP H0786361B2 JP 63284593 A JP63284593 A JP 63284593A JP 28459388 A JP28459388 A JP 28459388A JP H0786361 B2 JPH0786361 B2 JP H0786361B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、１つのポンプからの吐出油で複数のアクチュ
エータを駆動する場合に、各アクチュエータとポンプと
の間にそれぞれ接続される油圧制御弁であって、方向制
御弁と圧力補償弁とシャトル弁とを、１つの弁ブロック
内に組み込んだ油圧制御弁に関する。
［従来の技術］ パワーショベル等の建設機械においては、１つのポンプ
からの吐出油で複数のアクチュエータを駆動することが
多い。
例えば、第７図に示すパワーショベルでは、６つのアク
チュエータ（旋回用モータ、走行用左モータ、同右モー
タ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリン
ダ）A1〜A6を装備しており、これら６つのアクチュエー
タA1〜A6を、１つの大容量のポンプＰで駆動するように
している。
そして、各アクチュエータA1〜A6とポンプＰとの間に、
それぞれ流量調整可能な方向制御弁V1〜V6を接続し、こ
れら方向制御弁V1〜V6を個々に操作することにより、各
アクチュエータA1〜A6を制御するようにしている。ま
た、負荷の変動によってアクチュエータA1〜A6の動作速
度が変化しないように、方向制御弁V1〜V6に流れる油の
流量を、圧力補償弁（図示略）で圧力補償するようにし
ている。
ところで、パワーショベルでは、同時に複数のアクチュ
エータを複合操作する機会が多い。例えば、ブームシリ
ンダA4とアームシリンダA5とバケットシリンダA6とを同
時に動かしたり、旋回モータA1を動かしながらブームシ
リンダA4やアームシリンダA5を動かしたり、あるいは走
行モータA2、A3を駆動しながら旋回モータA1やアームシ
リンダA5を動かしたりする。
このような場合、同時稼働している各アクチュエータの
要求する総油量が極端に多くなると、ポンプＰの吐出能
力が不足し、供給圧が低下して、圧力補償弁のバネで設
定された制御圧力差が確保されず、圧力補償弁が正規の
作動をしなくなる。そして、その結果、軽負荷のアクチ
ュエータだけが駆動され、重負荷のアクチュエータが駆
動されなくなり、各アクチュエータ間の作業速度のバラ
ンスが崩れるという問題がある。
この問題を解消するものとして、油圧回路中にシャトル
弁を組み込み、このシャトル弁によって、稼働中のアク
チュエータの負荷圧力のうち最大のものを選択し、選択
した最大負荷圧力とポンプ吐出圧力との差圧に応じて、
圧力補償弁の絞り開度を制御するようにした技術が考え
られている（例えば、特開昭60-11706号公報参照）。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のように方向制御弁と圧力補償弁とシャ
トル弁とを組み合わせてアクチュエータの駆動回路を構
成する場合、実用化の段階で、上記３つの弁を、１つの
弁ブロック内に組み込んで無配管化することが、コンパ
クト化を図る上での必要条件となる。しかし、従来で
は、上記３つの弁を１つの弁ブロック内に組み込んだも
のとして満足すべきものが得られていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、方向制御
弁、圧力補償弁、シャトル弁を１つの弁ブロック内に配
設するに際し、上記３つの弁を相互接続する通路を単
純な経路で構成して全体をコンパクト化することがで
き、しかも１ブロック内において多連構造とするのに
有利な、油圧制御弁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］ 本発明の油圧制御弁は、１つのポンプからの吐出油で複
数のアクチュエータを駆動する場合に、各アクチュエー
タとポンプとの間にそれぞれ接続される油圧制御弁であ
り、アクチュエータへの油の方向と流量を制御する方向
制御弁と、該方向制御弁を流れる油の流量を圧力補償す
る圧力補償弁と、各アクチュエータに作用する負荷圧力
のうち最大のものを選択するためのシャトル弁とを具備
するものにおいて、 （イ）弁ブロック内に横孔を貫通形成するとともに、 （ロ）この横孔の略中央部に交差させて縦孔を貫通形成
し、 （ハ）上記横孔に上記方向制御弁のスプールを摺動自在
に挿入し、 （ニ）該スプールによって仕切られる上記縦孔の一端側
に上記圧力補償弁のバランスピストンを収容し、 （ホ）また同縦孔の他端側に上記シャトル弁を収容し、 （ヘ）さらに、上記横孔と縦孔の交差部に、アクチュエ
ータの負荷圧力が導入される油室を設け、 （ト）この油室に、上記圧力補償弁のバランスピストン
の先端及び上記シャトル弁の一方の入口を共に臨ませた ことを特徴としている。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
（実施例の構成） 第１図は実施例の油圧制御弁Ｍの断面を示し、第２図は
同弁Ｍの回路構成を示す。以下、第１図を中心に、第２
図を補助的に用いて説明する。
油圧制御弁Ｍは、共通の弁ブロック１内に３種の弁を具
備する。第１の弁はアクチュエータＳへの油の方向と流
量を制御する方向制御弁100、第２の弁は方向制御弁100
を流れる油の流量を圧力補償する圧力補償弁200、第３
の弁は各アクチュエータＳに作用する負荷圧力のうち最
大のものを選択するためのシャトル弁300である。
弁ブロック１は、上記３つの弁で構成される油圧制御弁
Ｍを、複数個１列に並べて収容するもの（第６図参照）
で、油圧制御弁Ｍを組み込む個数に応じた長さの略直方
体形をなしている。弁ブロック１は、各油圧制御弁Ｍ毎
にその占有領域が割り当てられており（第６図参照）、
各領域毎にそれぞれ油圧制御弁Ｍが構成されている。各
領域において弁ブロック１には、第１図に示すように油
圧制御弁Ｍの並び方向と直交する方向に横孔２が貫通形
成され、またその横孔２の略中央部に交差させて縦孔３
が貫通形成されている。そして、横孔２には、方向制御
弁100のスプール４が摺動自在に挿入されている。図は
スプール４が中立位置にある状態を示している。
また、縦孔３は、横孔２に挿入したスプール４によって
図中上端側と下端側に仕切られている。そして、その上
端側には圧力補償弁200のバランスピストン50が摺動自
在に挿入され、下端側にはシャトル弁300が収容されて
いる。
〈方向制御弁100について〉 方向制御弁100のスプール４の両端部は、弁ブロック１
の端面から突出している。そして、スプール４の図中左
側の端部は、プラグ５を介して弁操作レバー（図示略）
に連結され、またスプール４の右側の端部は、プラグ６
を介してセンタリングスプリング機構７に連結されてい
る。
センタリングスプリング機構７は、非操作状態のときに
スプリング８の力でスプール４を中立位置に保持する公
知の機構であり、１つのスプリング８と２つの座金９、
10によって構成されている。11はカバーである。
上記スプール４の挿入されている横孔２と縦孔３の交差
部には、アクチュエータＳの負荷圧力を導入するための
ポート（油室）20が設けられている。また、横孔２の内
面には、この負荷圧力導入ポート20を中心にして左右対
称的に、それぞれ３つのポートが間隔をおいて連絡して
いる。
中央の負荷圧力導入ポート20に近い側から順にいうと、
一番近い位置に、圧油を供給するための供給ポートPA、
PB、次にアクチュエータポートＡ、Ｂ、そして一番外側
に、タンクポートＴ、Ｔが設けられている。
アクチュエータポートＡ、Ｂは、縦孔３に沿って上方に
延びており、弁ブロック１の第１図中上面に開口してい
る。また、各油圧制御弁ＭのタンクポートＴは、第１図
において紙面と直交する方向（油圧制御弁Ｍの並び方
向）に延びている。タンクポートＴは、弁ブロック１を
第６図において上下方向に貫通する通路により、各油圧
制御弁Ｍ共通に構成されている。
スプール４の外周には、アクチュエータポートＡ、Ｂに
対応する位置に、環状の凹部（弁室）30、30が形成され
ている。また、それら各凹部30、30の両側のランドに
は、それぞれ切欠またはテーパを形成することにより、
絞り31が設けられている。
上記ポートPA、PB、Ａ、Ｂ、Ｔとスプール４の連通関係
は次の通りに規定されている。
（ｉ）スプール４が中立位置にあるときには、ポートP
A、PB、Ａ、Ｂ、Ｔはオールブロック状態にされる。
（ii）スプール４が第１図において右に移動したときに
は、ポートPA、Ａが絞り31を介して連通し、ポートＡ、
Ｔが遮断されたままとなる。同時に、ポートＢ、Ｔが絞
り31を介して連通し、ポートPB、Ｂが遮断されたままと
なる。
（iii）スプール４が第１図において左に移動したとき
には、ポートPB、Ｂが絞り31を介して連通し、ポート
Ｂ、Ｔが遮断されたままとなる。同時に、ポートＡ、Ｔ
が絞り31を介して連通し、ポートPA、Ａが遮断されたま
まとなる。
また、スプール４の内部には、左側、右側にそれぞれ、
アクチュエータＳの負荷圧力を中央の負荷圧力導入ポー
ト20に導くための連絡通路32A、32Bが設けられている。
左側の連絡通路32Aは、スプール４の左端面から軸方向
に穿設された内孔33Aと、半径方向に穿設された２つの
小孔34A、35Aとから構成されている。この連絡通路32A
は、スプール４が中立位置にあるとき負荷圧力導入ポー
ト20を左側タンクポートＴに連通させ、スプール４が右
に移動したとき負荷圧力導入ポート20をアクチュエータ
ポートＡに連通させる。また、スプール４が左に移動し
たときには、負荷圧力導入ポート20とアクチュエータポ
ートＡ間の連通、同ポート20と左側タンクポートＴ間の
連通を断つ。
また、右側の連絡通路32Bは、スプール４の右端面から
軸方向に穿設された内孔33Bと、半径方向に穿設された
２つの小孔34B、35Bとから構成されている。この連絡通
路32Bは、スプール４が中立位置にあるとき負荷圧力導
入ポート20を右側タンクポートＴに連通させ、スプール
４が左に移動したとき負荷圧力導入ポート20をアクチュ
エータポートＢに連通させる。また、スプール４が右に
移動したときには、負荷圧力導入ポート20とアクチュエ
ータポートＢ間の連通、同ポート20と右側タンクポート
Ｔ間の連通を断つ。
したがって、スプール４が中立位置から移動したときに
は負荷圧力導入ポート20に、アクチュエータポートＡ、
Ｂのうち供給側として使用されているポートからアクチ
ュエータＳの負荷圧力が導入される。
なお、連絡通路32A、32Bを構成する内孔33A、33Bは、共
に先端がスプール４の中央付近まで延びているが、両者
は先端で通じていない。また、両内孔33A、33Bの各開口
端は、それぞれプラグ５、６で封止されている。
〈圧力補償弁200について〉 次に、圧力補償弁200について説明する。
上述のように、圧力補償弁200のバランスピストン50
は、縦孔３の上部側に摺動自在に挿入されている。この
縦孔３の内面には、図中上端側に、上述の方向制御弁10
0の供給ポートPA、PBが連絡している。両供給ポートP
A、PBは縦孔３を介して互いに連続しており、両者でブ
リツジ状の通路を構成している。
また、縦孔３内面の、供給ポートPA、PBが連絡している
部分より下方位置には、メインポンプに接続されるポン
プポート70が形成されている。さらに、その下方位置に
はパイロットポンプに接続されるパイロットポンプポー
ト71が形成されている。ポンプポート70及びパイロット
ポンプポート71は、上記ブリッジ状の通路の内側に位置
しており、ともに紙面に直交する方向に延びている。こ
れらポンプポート70、パイロットポート71も、弁ブロッ
ク１を貫通する通路により、各油圧制御弁Ｍ共通に構成
されている。
一方、バランスピストン50の先端（図中下端）面は、縦
孔３内に形成された内フランジ状の突当壁12の通孔13を
介して、上述の負荷圧力導入ポート20に臨んでいる。こ
のバランスピストン50は、下端に径d1の小径の摺動部51
を有している。この摺動部51は、縦孔３内に形成された
摺動壁73に接し、それによって、突当壁12とバランスピ
ストン50の先端面との間に、負荷圧力導入ポート20に通
じる第１の油室Y1を構成している。
また、バランスピストン50は、上記小径の摺動部51より
上側に、径d2で統一された３段の大径の摺動部52、53、
54を有している。摺動部52、53間、摺動部53、54間の外
周面は環状の凹所55、56となっている。
径d2の摺動部のうち最下段の摺動部52は、パイロットポ
ンプポート71、ポンプポート70間の摺動壁74に接してい
る。そして、この摺動部52と上記小径の摺動部51の境の
段部が、パイロットポンプポート71に臨んでおり、この
パイロットポンプポート71が第２の油室Y2を構成してい
る。
また、中段の摺動部53は、ポンプポート70、供給ポート
PA（PB）間の摺動壁75に接し、凹所55がポンプポート70
に臨んでいる。さらに、最上段の摺動部54は供給ポート
PA（PB）より上側に形成された摺動壁76に接し、凹所56
が供給ポートPA（PB）に臨んでいる。
また、バランスピストン50は、上記摺動部54のさらに上
側に、径d3（但しd3＜d1＜d2）の小径の摺動部57を有し
ている。この摺動部57は、縦孔３の上方開口端に設けら
れたキャップアッセンブリ80の中に摺動自在に収容され
ている。
このキャップアッセンブリ80は、縦孔３の上方開口端の
ねじ部に螺合されたアダプタ81と、その中に収容された
芯合わせ用のキャップ状ブッシュ82と、上記アダプタ81
に螺合され、先端でキャップ状ブッシュ82の頭部の突起
を支承する管継手83とからなる。そして、上述のバラン
スピストン50の上端摺動部57は、キャップ状ブッシュ82
内に摺動自在に収容されている。
キャップアッセンブリ80は、バランスピストン50が挿入
された縦孔３に螺合された状態で、バランスピストン50
の摺動部57、50間の肩部を包囲する第３の油室Y3を構成
している。また、キャップ状ブッシュ82の内面と、バラ
ンスピストン50の摺動部57端面との間に、第４の油室Y4
を構成している。この第４の油室Y4は、キャップ状ブッ
シュ82に形成された小孔82a、及び管継手83に形成され
た小孔83aを介して、管継手83のポートＣに通じてい
る。
また、バランスピストン50は、先端面に振動吸収用のス
プリング58を収容した凹所59を有するとともに、内部に
図中上端側から形成された内孔を有している。内孔は、
下端側が小径、上端側がそれより大径に形成されてお
り、小径部と大径部との段部にバルブシート60を有して
いる。このバルブシート60は、ポンプポート70より上の
摺動部53の内側に位置している。そして、内孔の大径部
側には、ロードチェック弁体90が、バランスピストン50
の軸方向に沿って摺動自在に収容されている。
ロードチェック弁体90は、下端に、上記バルブシート60
に密着するポペット部90aを有している。また、ロード
チェック弁体90は、内孔の内部を、下側の圧力室91と上
側の背圧室92とに分けている。背圧室92には弱いスプリ
ング93が収容され、このスプリング93によりロードチェ
ック弁体90は、ポペット部90aをバルブシート60に密着
させるよう、図中下方に押されている。このロードチェ
ック弁体90及びバルブシート60は、ロードチェック弁40
0を構成している。
また、バランスピストン50は、ポンプポート70に対応す
る凹所55に複数の通孔61を有している。これにより、バ
ランスピストン50内部の圧力室91は、ポンプポート70に
連通している。
さらに、バランスピストン50は、ポンプポート70、供給
ポートPA（PB）間に位置する摺動部53外周に、環状溝62
を有している。この環状溝62の底面には、複数の通孔63
が明けられており、これら通孔63により、環状溝62はバ
ランスピストン50の内孔に通じている。上記通孔63は、
バルブシート60の上側、つまりバルブシート60よりも供
給ポートPA（PB）側に形成されている。したがって、ロ
ードチェック弁体90がバルブシート60から離れたとき環
状溝62と圧力室91が連通し、バルブシート60が閉じてい
るとき環状溝62と圧力室91間が遮断されるようになって
いる。
また、環状溝62の供給ポートPA（PB）側の縁には切欠65
が形成され、この切欠65と供給ポートPA（PB）側に形成
された環状溝66とで、ここに絞り67を構成している。そ
して、バランスピストン50が上方に変位することにより
絞り67が開き、バランスピストン50が下方に変位するこ
とにより絞り67が閉じる構成となつている。
一方、ロードチェック弁体90の背後側の背圧室92は、ロ
ードチェック弁体90の摺動部により環状溝62との連通を
遮断されている。そして、この背圧室92は、バランスピ
ストン50の凹所56に形成された小孔68により、供給ポー
トPA（PB）に通じている。また、第３の油室Y3は、上記
小孔68、背圧室92、及びバランスピストン50のプラグ50
Bに形成した通路69により供給ポートPA（PB）に通じて
いる。
以上の構成をまとめると、この圧力補償弁200において
は、バランスピストン50が上方に変位すると絞り67が開
き、下方に変位すると絞り67が閉じるようになってい
る。また、上記の構成から、第１の油室Y1に導入される
圧力及び第２の油室Y2に導入される圧力は、共にバラン
スピストン50を上方つまり開方向に押すように働く。ま
た、第３の油室Y3に導入される圧力及び第４の油室Y4に
導入される圧力は、共にバランスピストンを下方つまり
閉方向に押すように働くことがわかる。なお、バランス
ピストン50の下端に配置したスプリング58は、振動吸収
用に設けたものであり、このスプリング58によるバラン
スピストン50への作用力は無視できる程小さい。
ここで、上記第１の油室Y1には、負荷圧力導入ポート20
から、アクチュエータＳの負荷圧力Paが導入される。ま
た、第２の油室Y2には、パイロットポンプ圧力Piが導入
される。また、第３の油室Y3には、供給ポートPA（PB）
内の圧力、つまり圧力補償弁200から方向制御弁100に流
れる油の圧力（以下、「制御弁手前圧力」という）P2が
導入される。さらに、第４の油室Y4には、ポートＣか
ら、後述する最大負荷圧力Plとポンプ圧力Ｐとの圧力差
に応じて設定される外部制御圧力Pcが導入される。
したがって、このことを第２図の回路図に従って説明す
ると、この圧力補償弁200においては、アクチュエータ
Ｓの負荷圧力Pa、パイロットポンプ圧力Piの力が、絞り
67が開く方向の力として作用し、一方、制御弁手前圧力
P2及び外部制御圧力Pcが、絞り67を閉じる方向の力とし
て作用する。
次に、各油室Y1〜Y2における有効受圧面積（実際にバラ
ンスピストン50を変位させるのに有効な受圧面積）につ
いて検討してみる。
第１の油室Y1の有効受圧面積S1は、摺動部51の径d1で決
定される。また、第２の油室Y2の有効受圧面積S2は、摺
動部52の径d2と摺動部51の径d1との差で決定される。ま
た、第３の油室Y3の有効受圧面積S3は、摺動部54の径d2
と摺動部57の径d3との差で決定される。さらに第４の油
室Y4の有効受圧面積S4は、摺動部57の径d3で決定され
る。但し、上述の摺動部の径はd3＜d1＜d2の関係にあ
る。
したがって、 S1＝πd1 2/4 S2＝π（d2 2−d1 2）/4 S3＝π（d2 2−d3 2）/4 S4＝πd3 2/4 であり、開方向には、 （Pa×S1）＋（Pi×S2） の力が働き、閉方向には、 （P2×S3）＋（Pc×S4） の力が働く。なお、本実施例においては、径d1、d2、d3
を適当に設定することにより、 S1＝S3、S2＝S4 S1＞S2、S3＞S4 となっている。
そして、上記開方向の２つの力の合力と、閉方向の２つ
の力の合力との釣り合い条件により、圧力補償弁200の
絞り67の開度が制御される。
〈シャトル弁300について〉 次に、シャトル弁300について説明する。
シャトル弁300は、スプール４によって仕切られた縦孔
３の下側部分に収容されている。このシャトル弁300
は、弁本体をなす２つの部材、すなわち縦孔３の内面に
油密に嵌合されたホルダ301及びその先端に螺合された
キャップ302と、その中に収容されたボール弁体303とか
らなる。
ホルダ301は、縦孔３の下端開口部から挿入されてお
り、該開口部に形成した座ぐり304にフランジ301aを嵌
合させている。フランジ301a及び座ぐり304は、偏心あ
るいは非円形に形成されており、これによりホルダ301
の回転方向の位置決めが行われている。ホルダ301は、
このように挿入された状態で、縦孔３の開口部に螺合し
たプラグ305により、縦孔３内に固定されている。ま
た、ホルダ301の挿入部外周にはＯリング306が配置さ
れ、これにより油密性が確保されている。
また、ホルダ301の内部には、先端面から弁体収容孔301
bが明けられている。この弁体収容孔301bのさらに奥に
は、キリ孔301cが明けられている。そして、弁体収容孔
301bとキリ孔301cとの段部に、バルブシート301dが設け
られている。
また、上記弁体収容孔301bの入口にはねじ部が設けら
れ、このねじ部にキャップ302がねじ込まれている。キ
ャップ302は、弁体収容孔301b内にボール弁体303を収容
してからねじ込まれている。
キャップ302は断面Ｔ字形の小ねじ状のもので、軸方向
に貫通した小孔302aを有している。この小孔302aの上端
開口部は上述の負荷圧力ポート20に臨み、また下端開口
部は弁体収容孔301b内に臨んでいる。そして、小孔302a
の下端開口部にはバルブシート302bが設けられている。
この小孔302aは、シャトル弁300の一方の入口IN1を構成
している。
また、このシャトル弁300においては、上記のキリ孔301
cに、もう一方の入口IN2が連通し、また弁体収容孔301b
に、出口OUTが連通している。これについて第３図を参
照しながら説明する。
第３図は第１図の断面と直交する断面を示す。この図に
示されるように、ホルダ301の外周には、周方向に180度
離れて２つの凹部301e、301fが設けられている。凹部30
1e、301f同士は互いに連通していない。そして、ホルダ
301の内部に形成された連通孔301gにより、一方の凹部3
01eとキリ孔301cとが連通され、また連通孔301hによ
り、他方の凹部301fと弁体収容孔301bとが連通されてい
る。
また、弁ブロック１には、一方の凹部301eに連通する通
路15と、他方の凹部301fに連通する通路16とが、縦孔３
を挟んで対称的に形成されている。これら通路15及び16
は、弁ブロック１を貫通する一本の貫通孔で構成されて
いる。
そして、通路15と、連通孔301gと、キリ孔301cとが、シ
ャトル弁300の他方の入口IN2を構成し、また、通路16
と、連通孔301hとが、シャトル弁300の出口OUTを構成し
ている。
このような構成のシャトル弁300においては、IN1側の圧
力よりIN2側の圧力が高ければ、ボール弁体303がIN1側
のバルブシート302bを塞ぎ、出口OUTからは、高い方の
圧力であるIN2側の圧力が出力される。また、IN1側の圧
力の方がIN2側の圧力より高ければ、ボール弁体303が逆
にIN2側のバルブシート301bを塞ぎ、出口OUTからは、高
い方の圧力であるIN1側の圧力が出力される。このよう
に、シャトル弁300は、２つの入口IN1、IN2から入力さ
れる圧力のうち高い方の圧力を選択して、出口OUTから
出力する。
したがって、第３図に示すように構成した場合、順次前
のシャトル弁300の出口OUTが、次のシャトル弁300の入
口IN2に連通する。そして、これにより、順次高い方の
圧力を選択し、最終段のシャトル弁300の出口OUTから
は、入力された圧力のうち最大のものが取り出される。
〈油圧制御弁Ｍの多連化について〉 弁ブロック１には、上述の構造の油圧制御弁Ｍが第５
図、第６図に示すように６個組み込まれており、それに
よりパワーショベルの制御弁を構成している。以下、第
３図〜第６図を参照しながら説明する。
第４図はパワーショベル駆動回路の一部を示している。
この回路に示すように、上述の油圧制御弁Ｍを回路中に
接続する場合は、アクチュエータポートＡをシリンダＳ
のヘッドSh側に接続し、アクチュエータポートＢをシリ
ンダＳのロッドSr側に接続する。また、第６図に示すよ
うに、油圧接続弁Ｍを、アンロードリリーフ弁600の弁
ブロック601と、エンドプレート650との間に挟み、互い
に連結してバルブユニットを構成する。
〈アンロードリリーフ弁600について〉 ここで、第６図を参照しながらアンロードリリーフ弁60
0について説明する。
このアンロードリリーフ弁600は、弁ブロック601内の図
中右側部分にアンロード弁600A、左側部分にリリーフ弁
600Bを配置している。弁ブロック601の左端面から穿設
された弁穴内には、アンロード弁体602が摺動自在に挿
入され、同弁穴開口端にはプラグ603がねじ込み固定さ
れている。
アンロード弁体602の外周面には、弁ブロック１に形成
したポンプ通路604、及びタンク通路605が互いに離間し
て臨んでおり、アンロード弁体602が図中左方向に移動
することにより、ポンプ通路604とタンク通路605とが連
通し（つまり弁が開き）、右方向に移動する（図示の状
態）ことにより両通路604、605の連通が遮断される（つ
まり弁が閉じる）ようになっている。
また、アンロード弁体602の右端部分には、同弁体内部
の通路606を介してポンプ通路604Pに連通するパイロッ
ト室607が設けられ、左端部分には、弁ブロック601に形
成した信号通路608に絞り609を介して連通する背圧室61
0が設けられている。また、背圧室610内には、アンロー
ド弁体602を右方向（閉方向）へ付勢するスプリング611
が設けられている。そして、パイロット室607内圧力、
背圧室610内圧力、及びスプリング610の力のバランスに
より、弁が開閉するようになっている。
上記アンロード弁体602の左端には、弁穴内に嵌合固定
されたブッシュ612によって摺動を案内されるようにな
っており、このブッシュ612に、上記絞り609が形成され
ている。また、このブッシュ612には、左側からプラグ6
03の先端が嵌合され、プラグ603の先端面で上記スプリ
ング611を受けている。
このプラグ603の内部には、スプリング室613が形成さ
れ、このスプリング室613は、プラグ603先端に形成した
連通孔614により、タンク通路615に連通している。ま
た、スプリング室613の軸線方向先端には、上記背圧室6
10と通じる通路孔616が設けられ、スプリング室613内に
は、この通路孔616を開閉するパイロット型のリリーフ
弁体617が配されている。このリリーフ弁体617は、該リ
リーフ弁体617と、スプリング室613の後端開口部を塞ぐ
調整ねじ618との間に配されたスプリング619により常時
閉方向に付勢されている。
また、このアンロードリリーフ弁600においては、上述
のポンプ通路604の一端が油圧制御弁Ｍとの合わせ面601
A（図中上面）に開口し、ポンプ通路604の他端は図示し
ない集中配管面に開口している。また、信号通路608
は、油圧制御弁Ｍのシャトル弁300の出口OUTに対応する
よう合わせ面601Aに開口している。さらに、タンク通路
605、615も、その一端が合わせ面601Aに開口し、他端は
合流させて集中配管面に開口している。また、その他に
油圧制御弁Ｍのパイロットポンプポートに連絡する通路
も形成されており、すべてこのアンロードリリーフ弁60
0の弁ブロック601において集中的に配管の接続が行える
ようになっている。なお、このアンロードリリーフ弁60
0も、上述の油圧制御弁Ｍを組み込んだ弁ブロック１内
に一体に組み込むことができる。
そして、このように構成されたアンロードリリーフ弁60
0と油圧制御弁Ｍの合わせ面同士を密着させ、それによ
りポンプポート70とポンプ通路604、タンクポートＴと
タンク通路605、615、パイロットポンプポート71とパイ
ロットポンプ通路（図示せず）、最終段のシャトル弁30
0の出口と信号通路608を、それぞれ連通させる。
また、第４図に示すように、アンロードリリーフ弁600
のポンプ通路604にメインポンプＰを接続し、パイロッ
トポンプ通路にパイロットポンプPiを接続し、タンク通
路605、615をタンクＴに接続する。
ここで、パイロットポンプPiの吐出側には、第４図に示
すようにリリーフ弁700を接続し、パイロットラインの
圧力を一定圧Piに保持する。このパイロットラインは、
アンロードリリーフ弁600の弁ブロック601内に形成した
パイロット通路を介して、各圧力補償弁200のパイロッ
トポンプポート71に接続されている。
また、このパイロットラインは、第４図に示されるよう
に、アクチュエータ毎に設けた各電磁比例圧力制御弁80
0の入側に接続されている。電磁比例圧力制御弁800の出
側は、それぞれ各圧力補償弁200のポートＣに接続され
ており、それにより、圧力補償弁200の第４の油室Y4
に、電磁比例圧力制御弁800から出力された外部制御圧
力Pcが導入されるようになっている。
符号805で示すものは、各電磁比例圧力制御弁800に個別
に制御信号を供給する制御装置である。この制御装置80
5は、差圧検出器810の検出値に基づいて制御値を演算
し、信号電流を各電磁比例圧力制御弁800に供給する。
差圧検出器810は、メインポンプＰからの吐出圧Ｐと、
シャトル弁300で選択された最大負荷圧力Plとの差圧を
検出し、差圧の大きさを電流値に変換して出力するもの
であり、制御装置805はその差圧検出器810からの入力値
に基づいて差圧が大きいほど小さな信号電流を出力し、
差圧が小さいほど大きい信号電流を出力する。
そして、最終的にはパイロットポンプ圧力Piと外部制御
圧力Pcとの差圧を、メインポンプ圧力Ｐと最大負荷圧力
Plとの差圧に等しくなるように制御する。なお、上記制
御装置805は、各電磁比例圧力制御弁800への出力を個別
に手動で設定できる機能も有しており、必要な場合に
は、ある電磁比例圧力制御弁800への出力をゼロとし
て、その外部制御圧力Pcをゼロにし、それによって第２
の油室Y2の圧力Piと第４の油室Y4の圧力Pcの差圧を最大
に設定し、絞り67を全開にして圧力補償弁200の機能を
解除することもできる。
（実施例の作用） 次に上記のように構成された油圧制御弁Ｍ及びそれを含
む回路全体の作用を説明する。
〈アンロードリリーフ弁600の作用〉 まず、アンロードリリーフ弁600の作用を説明する。メ
インポンプＰから吐出される圧油は、アンロードリリー
フ弁600のポンプ通路604に入る。
一方、方向制御弁100が中立位置にあるとき、第１図に
示すように、負荷圧力導入ポート20は、連絡通路32A、3
2Bを介してタンクポートＴに連通するから、低圧とな
る。全部の方向制御弁100が中立位置であれば、すべて
の負荷圧力ポート20は低圧となる。したがって、シャト
ル弁300で選択され、第６図のアンロードリリーフ弁600
の信号通路608に入力される最大負荷圧力Plは低圧とな
り、背圧室610が低圧となる。
そうすると、パイロット室607の圧力（ポンプ圧力）が
スプリング611のセット圧に抗してアンロード弁体602を
左方に移動させる。そして、それによりポンプ通路604
とタンク通路605が連通し、圧油は無負荷でタンクに戻
される。
また、いずれかの油圧制御弁Ｍに組み込まれた方向制御
弁100のスプール４を中立位置から移動すると、負荷圧
力導入ポート20にはアクチュエータの負荷圧力が導入さ
れ、この圧力がシャトル弁300、信号通路608をへて背圧
室610に入る。そして、背圧室610に圧力が作用すること
により、アンロード弁体602が第６図に示すように右方
に移動し、アンロード弁600Aを閉じる。
また、リリーフ作用についても先に説明すると、背圧室
610に導入される最大負荷圧力Ｃが、調整ねじ618で設定
されたあるリリーフ圧力に達したときには、パイロット
形のリリーフ弁体617が、スプリング619の力に抗して左
方に移動する。そして、背圧室610の圧力が下げられ、
アンロード弁体602に差圧が作用することにより、該弁
体602が左方に移動し、ポンプ通路604の圧油がタンク通
路605に逃がされる。
〈油圧制御弁Ｍの作用〉 次に、油圧制御弁Ｍの作用を説明する。
油圧制御弁Ｍに組み込まれた方向制御弁100のスプール
４を、例えば第１図中右方に移動させる。そうすると、
ポンプポート70に供給された圧油は、圧力補償弁200を
介して方向制御弁100に流れ、それからアクチュエータ
Ｓに流れる。
すなわち、ポンプポート70の圧油は、バランスピストン
50内部の圧力室91を通り、スプリング93に抗してロード
チェック弁体90を上に押し上げて、ロードチェック弁40
0を開弁させる。そして、通孔63、環状溝62、絞り67を
通って供給ポートPA、PBに流れ、さらに絞り31を介し、
アクチュエータポートＡを経て、シリンダ（アクチュエ
ータ）ＳのヘッドSh側に至る。また、ロッドSr側の油
は、アクチュエータポートＢ、絞り31、タンクポートＴ
を経てタンクＴに戻される。
また、スプール４を左方に移動すると、圧油は供給ポー
トPBに流れ、絞り31を介しアクチュエータポートＢを経
て、シリンダＳのロッドSr側に至る。また、ヘッドSh側
の油は、アクチュエータポートＡ、絞り31、タンクポー
トＴを経てタンクＴに戻される。
上記動作に際し、圧力補償弁200においては、アクチュ
エータの負荷圧力Paが第１の油室Y1の受圧面に作用し、
パイロットポンプ圧力Piが第２の油室Y2の受圧面に作用
し、これらの合力がバランスピストン50を開側に押す。
また、同時に供給ポートPA（PB）内の制御弁手前圧力P2
が第３の油室Y3の受圧面に作用し、さらに外部制御圧力
Pcが油室Y4の受圧面に作用し、これらの合力がバランス
ピストン50を閉側に押す。
そして、開側の力と、閉側の力のバランスにより絞り67
の開度が制御される。すなわち、この圧力補償弁200に
おいては、外部制御圧力Pcとパイロットポンプ圧力Piと
の圧力差に応じて、圧力補償弁200の制御圧力差が設定
され、外部制御圧力Pcが大きい程、言い換えると最大負
荷圧力Plが大きい程、回路全体の流量が絞られる。
したがって、例えば複数のアクチュエータを同時駆動し
ている場合、最大負荷圧力Plの大きさに応じて、アクチ
ュエータの要求する総油量が制限され、ポンプ吐出油量
の不足が緩和される。そして、軽負荷のアクチュエータ
も、重負荷のアクチュエータも、バランスよく作動する
ように制御される。
なお、上記の動作の際に、何等かの事情により、あるア
クチュエータについて圧力補償機能を解除したいという
要求が生じた場合は、制御装置805により、該当する電
磁比例圧力制御弁800への出力をゼロにする。そうする
と、電磁比例圧力制御弁800の出力すなわち外部制御圧
力Pcが「ゼロ」になり、制御圧力差が最大になって、圧
力補償弁200の絞り67が全開となり圧力補償が行われな
くなる。
また、以上の作用効果の他に、この油圧制御弁Ｍでは、
横孔２と縦孔３の交差部にアクチュエータの負荷圧力が
導入されるポート20を設け、このポート20に圧力補償弁
200及びシャトル弁300の両方を臨ませているので、負荷
圧力導入通路の構成が極めて単純化されている。したが
って、弁ブロック１内部の通路構成が整然とされ、全体
がコンパクト化されている。
また、１本の縦孔３内に圧力補償弁200及びシャトル弁3
00を収容しているから、方向制御弁100、圧力補償弁20
0、シャトル弁300の３つの弁がほぼ一平面内にすべて収
まる。よって、横孔２及び縦孔３と直交する方向に邪魔
になるものがなく、油圧制御弁Ｍを無理なく多連化で
き、実施例のように１ブロック内に油圧制御弁Ｍを複数
個整然と配置することができる。しかも、その場合、横
孔２や縦孔３に連絡する油通路を弁ブロック内に直線的
に貫通させるだけで、相互連絡が可能になるので、油通
路を単純で無理のない経路で構成できる。
なお、上記実施例においては、圧力補償弁200の第２の
油室Y2にパイロットポンプ圧力Piを導入するように構成
しているが、ここに直接メインポンプ圧力を導入し、ポ
ートＣに直接最大負荷圧力Plを導入するようにしてもよ
い。そうした場合は、電磁比例圧力制御弁800や制御装
置805等が不要になる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の油圧制御弁によれば、次
の効果を奏する。
圧力補償弁、シャトル弁には共にアクチュエータの
負荷圧力を導入しなければならないが、横孔と縦孔の交
差部にアクチュエータの負荷圧力が導入される油室を設
け、この油室に圧力補償弁及びシャトル弁の両方を臨ま
せているので、圧力補償弁とシャトル弁への負荷圧力導
入通路の構成を極めて単純化できる。また、この油室に
は、アクチュエータポートＡ側及びＢ側から選択的に負
荷圧力を導入しなくてはならないが、この油室は横孔の
略中央部に位置しているので、両アクチュエータポート
側から負荷圧力を簡単な通路構成で導入することができ
る。したがって、内部通路を単純化できるので、製作容
易であり、また弁ブロックの外形を小さくでき、全体を
コンパクト化できる。
横孔と交差する１本の縦孔内に圧力補償弁、シャト
ル弁を収容しているから、方向制御弁、圧力補償弁、シ
ャトル弁の３つの弁がほぼ一平面内にすべて収まる。よ
って、本考案の油圧制御弁は、横孔及び縦孔と直交する
方向に容易に多連化することができるようになる。その
場合、１ブロック内での多連化も可能となり、そうした
場合は、組み立ての段階での油圧制御弁同士の接続が不
要となる上、回路全体の構造の簡略化を図ることができ
る。また、その場合、横孔や縦孔に連絡する油通路を弁
ブロック内に直線的に貫通させるだけで、油圧制御弁同
士の相互連絡が可能となるので、油通路を単純で無理の
ない経路で構成でき、製作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第６図は本発明の一実施例の説明図であり、第
１図は実施例の油圧制御弁Ｍの断面図、第２図は同油圧
制御弁Ｍの構成を示す回路図、第３図は各油圧制御弁Ｍ
のシャトル弁300相互の接続関係を示す断面図、第４図
は同油圧制御弁Ｍを利用したパワーショベル駆動回路の
一部を示す図、第５図は弁ブロック内部の主要通路の関
係を示す概略断面図、第６図は油圧制御弁Ｍとアンロー
ドリリーフ弁600の関係を示す図、第７図はパワーショ
ベルにおける油圧駆動系の一例を示す図である。 Ｍ……本発明の油圧制御弁、Ｐ……ポンプ、Ｓ……アク
チュエータ、100……方向制御弁、200……圧力補償弁、
300……シャトル弁、１……弁ブロック、２……横孔、
３……縦孔、４……スプール、20……負荷圧力導入ポー
ト（油室）,IN1……シャトル弁の一方側入口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１つのポンプからの吐出油で複数のアクチ
    ュエータを駆動する場合に、各アクチュエータとポンプ
    との間にそれぞれ接続される油圧制御弁であって、 アクチュエータへの油の方向と流量を制御する方向制御
    弁と、 該方向制御弁を流れる油の流量を圧力補償する圧力補償
    弁と、 各アクチュエータに作用する負荷圧力のうち最大のもの
    を選択するためのシャトル弁とを具備したものにおい
    て、 （イ）弁ブロック内に、横孔を貫通形成するとともに、 （ロ）この横孔の略中央部に交差させて縦孔を貫通形成
    し、 （ハ）上記横孔に上記方向制御弁のスプールを摺動自在
    に挿入し、 （ニ）該スプールによって仕切られる上記縦孔の一端側
    に上記圧力補償弁のバランスピストンを収容し、 （ホ）また同縦孔の他端側に上記シャトル弁を収容し、 （ヘ）さらに、上記横孔と縦孔の交差部に、アクチュエ
    ータの負荷圧力が導入される油室を設け、 （ト）この油室に、上記圧力補償弁のバランスピストン
    の先端及び上記シャトル弁の一方側入口を共に臨ませた ことを特徴とする油圧制御弁。
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