(57)【要約】【課題】大きな油圧ロスを伴うことなくパイロットチェック弁を開放した状態に維持すること。【解決手段】パイロットチェック弁８０を介して油圧アクチュエータ１０の油室１０ｃ，１０ｄに油を流通させることにより油圧アクチュエータ１０を動作させる第１位置と、パイロットチェック弁８０にパイロット圧を作用させて油圧アクチュエータ１０の油室１０ｃ，１０ｄを油タンクＴに接続させる第２位置とに操作切換可能に構成した方向制御弁５０を備える油圧駆動装置であって、方向制御弁５０は、第２位置から操作力を加えた場合に配置される第３位置を有し、第３位置においては第２位置に配置された場合のパイロット圧を超えるパイロット圧をパイロットチェック弁８０に対して作用させるように構成した。【選択図】図１
2010133521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに対する油の供給制御を行う方向制御弁と、
これら油圧アクチュエータ及び方向制御弁の間に介在し、前記油圧アクチュエータから前記方向制御弁への油の流れを阻止する方向に配置したパイロットチェック弁と
を備えた油圧駆動装置であって、
前記方向制御弁は、前記第２位置から操作力を加えた場合に配置される第３位置を有し、当該第３位置においては前記第２位置に配置された場合のパイロット圧を超えるパイロット圧を前記パイロットチェック弁に対して作用させるように構成したことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
前記方向制御弁は、パイロットチェック弁を介して前記油圧アクチュエータの油室に至る通路に、スプールの動作に応じて開口面積が変化する第１絞り及び第２絞りを順次配設するとともに、これら第１絞りと第２絞りとの間の圧力をパイロット圧としてパイロットチェック弁に付与するパイロット通路を設け、前記第２位置に配置された場合においては上流側となる第１絞りの開口面積が下流側となる第２絞りの開口面積以下となる一方、前記第３位置に変位した場合には前記第１絞りの開口面積が前記第２絞りの開口面積を超えるようにそれぞれの絞りを構成したことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記方向制御弁は、操作力を付与している場合に前記第２位置から前記第３位置への移動を許容する一方、操作力を除去した場合には前記第３位置から前記第２位置に復帰させる復帰手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロットチェック弁を介して油圧アクチュエータの複数の油室に油を流通させるようにした油圧駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダアクチュエータを動作させる油圧駆動装置には、油圧シリンダアクチュエータの油圧室と方向制御弁との間にパイロットチェック弁を介在させたものがある。このパイロットチェック弁を備えた油圧駆動装置によれば、例えばロッド側油室からの油の排出を遮断することにより、油圧ポンプが駆動していない場合にも作動ロッドが自重で落下するのを防止することができるようになる。一方、パイロットチェック弁にパイロット圧を供給すると開放することになり、ロッド側油室から油が排出され、作動ロッドを動作させることができるようになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６２９５７４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のパイロットチェック弁は、開放した状態に維持するだけであれば大きな圧力を必要としない。しかしながら、例えば油圧シリンダアクチュエータの油室に油圧が籠もっている場合には、パイロットチェック弁を開放するために大きなパイロット圧が必要となり、油圧ポンプの吐出圧力を大きく設定しなければならない。この結果、上述の状態を維持した場合には、油圧ロスが大きくなり、省エネルギーの点で好ましいとはいえない。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、大きな油圧ロスを伴うことなくパイロットチェック弁を開放した状態に維持することのできる油圧駆動装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る油圧駆動装置は、油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する油の供給制御を行う方向制御弁と、これら油圧アクチュエータ及び方向制御弁の間に介在し、前記油圧アクチュエータから前記方向制御弁への油の流れを阻止する方向に配置したパイロットチェック弁とを備えた油圧駆動装置であって、前記方向制御弁は、前記第２位置から操作力を加えた場合に配置される第３位置を有し、当該第３位置においては前記第２位置に配置された場合のパイロット圧を超えるパイロット圧を前記パイロットチェック弁に対して作用させるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記方向制御弁は、パイロットチェック弁を介して前記油圧アクチュエータの油室に至る通路に、スプールの動作に応じて開口面積が変化する第１絞り及び第２絞りを順次配設するとともに、これら第１絞りと第２絞りとの間の圧力をパイロット圧としてパイロットチェック弁に付与するパイロット通路を設け、前記第２位置に配置された場合においては上流側となる第１絞りの開口面積が下流側となる第２絞りの開口面積以下となる一方、前記第３位置に変位した場合には前記第１絞りの開口面積が前記第２絞りの開口面積を超えるようにそれぞれの絞りを構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記方向制御弁は、操作力を付与している場合に前記第２位置から前記第３位置への移動を許容する一方、操作力を除去した場合には前記第３位置から前記第２位置に復帰させる復帰手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、方向制御弁の第３位置に配置させた場合にパイロットチェック弁に大きなパイロット圧を作用させ、その後、第２位置に配置することにより、小さいパイロット圧でパイロットチェック弁を開放した状態に維持することが可能である。従って、パイロットチェック弁を開放した状態に維持した場合にも、大きな油圧ロスを招く恐れはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明に実施の形態１である油圧駆動装置を示した油圧回路図である。ここで例示する油圧駆動装置は、モーターグレーダーと称される整地用の建設機械に搭載された２つのブレード用油圧シリンダアクチュエータ（以下、単に「油圧アクチュエータ１０」という）の駆動を制御するためのものである。油圧アクチュエータ１０は、それぞれ作動ロッド１０ａの先端を下方に向けた状態でシリンダ本体１０ｂを介して建設機械の車両本体Ａに取り付けたもので、個々の作動ロッド１０ａの下端部がそれぞれブレードＢに接続してある。
【００１２】
それぞれの油圧アクチュエータ１０は、共通の油圧ポンプ１２から供給された油によって駆動するものである。油圧ポンプ１２は、建設機械に搭載されたエンジン（図示せず）によって駆動される可変容量型のもので、容量制御ユニット２０を備えている。容量制御ユニット２０は、油圧ポンプ１２の斜板を駆動するポンプ容量制御シリンダ２２と、ポンプ容量制御シリンダ２２に対する油の供給制御を行うポンプ容量制御バルブ２４とを備えて構成したものである。ポンプ容量制御バルブ２４は、後述の負荷圧供給通路２６から供給される負荷圧力＋設定バネ２４ａの押圧力と、油圧ポンプ１２の吐出圧力とのバランスにより動作するものである。油圧ポンプ１２の吐出圧力が負荷圧供給通路２６の負荷圧力＋設定バネ２４ａの押圧力を超えた場合、ポンプ容量制御バルブ２４は、ポンプ容量制御シリンダ２２を介して油圧ポンプ１２の容量を小さくするように動作し、油圧ポンプ１２の吐出圧力を小さくするように機能する。つまり、油圧ポンプ１２は、容量制御ユニット２０の動作により、常に、負荷圧供給通路２６の負荷圧力よりも設定バネ２４ａの押圧力分だけ大きな吐出圧力の油を供給するように制御される。
【００１３】
この油圧ポンプ１２の吐出口には、油供給通路２８が接続してある。油供給通路２８は、その下流端部に２つの分岐通路３０，３０が接続し、さらにそれぞれが圧力補償弁３２、方向制御弁５０及びパイロットチェック弁８０を介して油圧アクチュエータ１０に接続してある。尚、圧力補償弁３２、方向制御弁５０及びパイロットチェック弁８０は、共通の構成を有したものであるため、以下にはそれぞれ一方についてのみ説明する。
【００１４】
圧力補償弁３２は、油圧ポンプ１２からそれぞれの分岐通路３０へ供給された油の圧力と負荷圧供給通路２６の負荷圧力＋設定バネ３２ａの押圧力とのバランスにより動作するものである。具体的には、圧力補償弁３２は、分岐通路３０に供給された油の圧力が負荷圧供給通路２６の負荷圧力＋設定バネ３２ａの押圧力を超えた場合にのみ下流への油の通過を許容するものである。
【００１５】
方向制御弁５０は、操作レバー５２が操作された場合に２つのアクチュエータポートａ，ｂ、２つのブリッジポートｃ，ｄ、負荷圧出力ポートｅ、ポンプポートｆ及び２つのドレンポートｇ，ｈの接続状態を切り換えるものである。本実施の形態１では、中立位置、上げ位置、下げ位置（第１位置）、浮き位置（第２位置）及びオーバーストローク位置（第３位置）の５位置に切り換え可能な方向制御弁５０を例示している。
【００１６】
２つのアクチュエータポートａ，ｂは、油圧アクチュエータ１０に対して油を流通させるもので、一方（以下、「第１アクチュエータポートａ」という）がロッド通路３４を介して油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに接続し、他方（以下、「第２アクチュエータポートｂ」という）がボトム通路３６を介して油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに接続してある。これらボトム通路３６及びロッド通路３４には、それぞれ上述のパイロットチェック弁８０が設けてある。パイロットチェック弁８０は、方向制御弁５０から油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄへの油の供給を常時許容する一方、パイロット通路３８を介して所定のパイロット圧が供給された場合にのみ油圧アクチュエータ１０のそれぞれの油室１０ｃ，１０ｄから方向制御弁５０への油の通過を許容するものである。２つのブリッジポートｃ，ｄは、パイロット圧出力通路４０を介して互いに連通するとともに、パイロット通路３８を介してパイロットチェック弁８０のパイロットポートに接続してあり、いずれか一方のアクチュエータポートａ，ｂから油圧アクチュエータ１０に対して油が供給されている場合にその供給圧力をパイロット圧としてパイロットチェック弁８０に出力するものである。負荷圧出力ポートｅは、いずれか一方のアクチュエータポートａ，ｂから油圧アクチュエータ１０に対して油が供給されている場合にその供給圧力を負荷圧力として出力するものである。各方向制御弁５０の負荷圧出力ポートｅには、それぞれ負荷圧吐出通路４２が接続してあり、さらに高圧選択弁４４を介して上述した負荷圧供給通路２６が接続してある。ポンプポートｆは、油圧ポンプ１２から吐出された油が分岐通路３０及び圧力補償弁３２を介して供給されるものである。ドレンポートｇ，ｈは、それぞれがドレン通路４６を通じて油タンクＴに接続されたものである。
【００１７】
方向制御弁５０の切換動作について具体的に説明すると、まず、図１に示すように、中立位置にある場合には、２つのアクチュエータポートａ，ｂ、ブリッジポートｃ，ｄ及び負荷圧出力ポートｅがそれぞれドレンポートｇ，ｈに接続され、かつポンプポートｆが閉鎖した状態に維持される。従って、この中立位置においては、油圧ポンプ１２の駆動に関わらずパイロットチェック弁８０にパイロット圧が供給されることはなく、油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄ及びロッド側油室１０ｃの双方が閉鎖された状態に維持されることになる。これにより、例えば建設機械のエンジンを停止させた場合にも、２つの油圧アクチュエータ１０がロックされた状態となり、ブレードＢの位置が不用意に変化する恐れがない。
【００１８】
上述した中立位置から操作レバー５２を操作して方向制御弁５０を上げ位置に配置させた場合には、ポンプポートｆがブリッジポートｄ，ｃを介して油圧アクチュエータ１０の第１アクチュエータポートａ及び負荷圧出力ポートｅに接続される一方、油圧アクチュエータ１０の第２アクチュエータポートｂは、ドレンポートｈに接続される。この場合、方向制御弁５０においてポンプポートｆからブリッジポートｄまでの間に構成した上げ第１絞り５４は、その開口面積がブリッジポートｄから第１アクチュエータポートａまでの間に構成した上げ第２絞り５６の開口面積を超えるように構成してある。従って、油圧ポンプ１２が駆動した場合には、第１アクチュエータポートａから油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに油が供給され、さらにブリッジポートｃ，ｄからパイロット圧が出力されることになる。これにより、ボトム側油室１０ｄの油を油タンクＴに排出することができるようになり、油圧アクチュエータ１０が縮退動作してブレードＢが上昇する。尚、これらの動作の間においては、各油圧アクチュエータ１０の負荷圧力が負荷圧出力ポートｅから負荷圧吐出通路４２に出力され、さらに高圧選択弁４４を介して最高負荷圧力が負荷圧供給通路２６に供給されることになる。従って、この負荷圧供給通路２６に供給された最高負荷圧力に応じて油圧ポンプ１２からの油の吐出圧力が容量制御ユニット２０によって制御される。また、負荷圧供給通路２６に供給された最高負荷圧力に応じて圧力補償弁３２が動作することになり、低負荷圧力側となった油圧アクチュエータ１０にのみ油が供給される事態を招来する恐れもない。
【００１９】
これに対して操作レバー５２を逆方向に操作して方向制御弁５０を下げ位置に配置させた場合には、ポンプポートｆがブリッジポートｃ，ｄを介して第２アクチュエータポートｂ及び負荷圧出力ポートｅに接続される一方、第１アクチュエータポートａがドレンポートｇに接続される。この場合、図２に示すように、方向制御弁５０においてポンプポートｆからブリッジポートｃまでの間に構成した下げ第１絞り５８は、その開口面積がブリッジポートｄから第２アクチュエータポートｂまでの間に構成した下げ第２絞り６０の開口面積を超えるように構成してある。従って、油圧ポンプ１２が駆動した場合には、第２アクチュエータポートｂから油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに油が供給され、さらにブリッジポートｃ，ｄからパイロット圧が出力されることになる。これにより、ロッド側油室１０ｃの油を油タンクＴに排出することができるようになり、油圧アクチュエータ１０が伸長動作してブレードＢが下降する。尚、これらの動作の間においても、各油圧アクチュエータ１０の負荷圧力が負荷圧出力ポートｅから負荷圧吐出通路４２に出力され、さらに高圧選択弁４４を介して最高負荷圧力が負荷圧供給通路２６に供給されることになる。従って、この負荷圧供給通路２６に供給された最高負荷圧力に応じて油圧ポンプ１２からの油の吐出圧力が容量制御ユニット２０によって制御される。また、負荷圧供給通路２６に供給された最高負荷圧力に応じて圧力補償弁３２が動作することになり、低負荷圧力側となった油圧アクチュエータ１０にのみ油が供給される事態を招来する恐れもない。
【００２０】
さらに、上述した下げ位置の状態から操作レバー５２を操作して方向制御弁５０を浮き位置に配置させた場合には、ポンプポートｆがブリッジポートｃ，ｄを介して負荷圧出力ポートｅに接続されるとともに、浮き第１絞り６２を介してドレンポートｈに接続される。一方、第１アクチュエータポートａ及び第２アクチュエータポートｂの双方は、いずれもドレンポートｇ，ｈに接続される。従って、パイロットチェック弁８０が開放すれば、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに充填された油がそれぞれドレンポートｇ，ｈを通じて油タンクＴに排出され、ブレードＢが、いわゆる「浮き」と称される状態となり、例えば路面の起伏に応じて上下動できるようになる。
【００２１】
ここで、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに充填された油を確実にドレンポートｇ，ｈに排出するには、方向制御弁５０においてポンプポートｆからブリッジポートｃまでの間に構成した浮き第２絞り６４の開口面積を、上述のブリッジポートｄからドレンポートｈまでの間に構成した浮き第１絞り６２の開口面積を超えるように設定することが好ましい。すなわち、浮き第１絞り６２の開口面積を超えるように浮き第２絞り６４の開口面積を設定すれば、パイロットチェック弁８０に与えられるパイロット圧も大きなものとなる。従って、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに油圧が籠もっている場合であっても、この大きなパイロット圧によってパイロットチェック弁８０を確実に開放することができるようになる。
【００２２】
油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄにおいて油圧の籠もりが一旦解消されれば、以降、パイロットチェック弁８０を開放する際に大きなパイロット圧を要しない。しかしながら、浮き第１絞り６２の開口面積を超えるように浮き第２絞り６４の開口面積を構成した場合には、上述した「浮き」の状態を継続する間、油圧ポンプ１２が高い吐出圧力を維持しなければならず、油圧ロスもきわめて大きなものとなる。
【００２３】
そこで、上述した油圧駆動装置では、図３に示すように、ポンプポートｆからブリッジポートｃまでの間に構成した浮き第２絞り６４の開口面積を、ブリッジポートｄからドレンポートｈまでの間に構成した浮き第１絞り６２の開口面積を超えるように設定した「オーバーストローク位置」を新たに設け、上述の浮き位置においては、ポンプポートｆからブリッジポートｃまでの間に構成した浮き第２絞り６４の開口面積を、上述のブリッジポートｄからドレンポートｈまでの間に構成した浮き第１絞り６２の開口面積以下となるように設定している。方向制御弁５０がオーバーストローク位置に配置された場合、ポンプポートｆがブリッジポートｃ，ｄを介して負荷圧出力ポートｅに接続されるとともに、浮き第１絞り６２を介してドレンポートｈに接続され、第１アクチュエータポートａ及び第２アクチュエータポートｂの双方がいずれもドレンポートｇ，ｈに接続されるのは、浮き位置と同様である。
【００２４】
この方向制御弁５０には、中立復帰機構６６及びデテント機構６８が設けてある。中立復帰機構６６は、方向制御弁５０を上げ位置及び下げ位置に配置した状態で操作レバー５２の操作力を除去した場合、一対の復帰バネ６６ａ，６６ｂの押圧力によって中立位置に復帰するように機能するものである。一方、デテント機構６８は、方向制御弁５０を浮き位置に配置した状態で操作力を除去した場合、復帰バネ６６ａ，６６ｂの押圧力に抗して浮き位置を維持するように機能するものである。さらに、このデテント機構６８は、方向制御弁５０を浮き位置からオーバーストローク位置に配置した状態で操作力を除去した場合、浮き位置に復帰するように機能するものである。つまり、オペレータが意識的にオーバーストローク位置へ操作しない限り、ポンプポートｆからブリッジポートｃまでの間に構成した浮き第２絞り６４の開口面積が、ブリッジポートｄからドレンポートｈまでの間に構成した浮き第１絞り６２の開口面積を超えた状態に維持されることはない。
【００２５】
従って、油圧アクチュエータ１０の油室１０ｃ，１０ｄに油圧が籠もった状態からブレードＢを「浮き」の状態とする場合には、一旦操作レバー５２をオーバーストローク位置まで操作すれば大きなパイロット圧が作用してパイロットチェック弁８０が開放し、各油室１０ｃ，１０ｄの油が油タンクＴに排出されることになる。その後、操作レバー５２の操作力を除去すれば、方向制御弁５０が浮き位置に復帰し、ポンプポートｆからブリッジポートｃまでの間に構成した浮き第２絞り６４の開口面積が、ブリッジポートｄからドレンポートｈまでの間に構成した浮き第１絞り６２の開口面積以下となるため、油圧ポンプ１２の吐出圧力を小さくした状態でブレードＢの浮き状態を維持することができるようになり、大きな油圧ロスを招来することがない。
【００２６】
図４〜図７は、上述した方向制御弁５０及びパイロットチェック弁８０の具体的な構成を示したものである。これらの図からも明らかなように、本実施の形態１の方向制御弁５０は、弁本体５１に図示の左側から順次ドレンポートｇ、第１アクチュエータポートａ、ブリッジポートｃ、ポンプポートｆ、負荷圧出力ポートｅ（ブリッジポートｄ）、ドレンポートｈを形成し、さらにこれらのポートｇ，ａ，ｃ，ｆ，ｅ，ｈを連通するように設けたスプール孔５１ａにスプール５３を配設することによって構成してある。ブリッジポートｃと負荷圧出力ポートｅとは、弁本体５１に設けたブリッジ通路５１ｂによって互いに連絡している。尚、２つのドレンポートｇ，ｈがそれぞれドレン通路４６を介して油タンクＴに接続してある点、第１アクチュエータポートａがパイロットチェック弁８０を介して油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに接続してある点、ポンプポートｆが圧力補償弁３２を介して油圧ポンプ１２に接続してある点、負荷圧出力ポートｅが負荷圧吐出通路４２及び高圧選択弁４４を介して負荷圧供給通路２６に接続してある点、第２アクチュエータポートｂがパイロットチェック弁８０を介して油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに接続してある点は、それぞれ図１において説明したとおりである。
【００２７】
パイロットチェック弁８０は、第１アクチュエータポートａから油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに至るロッド通路３４、並びに第２アクチュエータポートｂから油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに至るボトム通路３６に介在させたもので、それぞれが弁体８１及び開放ピストン８２を備えている。尚、パイロットチェック弁８０は、共通の構成を有したものであるため、以下にはロッド通路３４に介在させたものを代表して説明する。
【００２８】
弁体８１は、チェックバネ８３によって弁座部材８４に押圧され、弁座部材８４との協働によって常時ロッド通路３４を閉塞するものである。この弁体８１は、ロッド側油室１０ｃに油が充填された場合、キリ孔８１ａを介してその油圧が作用し、ロッド通路３４を閉塞する方向に押圧するように構成してある。開放ピストン８２は、ピストン部８２ａと押圧ロッド部８２ｂとを有したもので、押圧ロッド部８２ｂを弁体８１の先端に対向させた状態で弁本体５１のパイロット圧力室５１ｃに収容してある。弁本体５１のパイロット圧力室５１ｃは、パイロット通路３８を介して負荷圧出力ポートｅに連通している。
【００２９】
このパイロットチェック弁８０では、負荷圧出力ポートｅに油圧が生じると、その油圧がパイロット通路３８を通じてパイロット圧力室５１ｃのピストン部８２ａに作用し、押圧ロッド部８２ｂを介して弁体８１を弁座部材８４から離隔する方向に押圧する。負荷圧出力ポートｅに生じた油圧による開放ピストン８２の押圧力がチェックバネ８３の押圧力＋ロッド側油室１０ｃの油圧による弁体８１の押圧力を上回った場合には、弁体８１が弁座部材８４から離隔し、ロッド通路３４が開放されることになる。
【００３０】
方向制御弁５０のスプール５３は、外周面に第１環状溝５３ａ、第２環状溝５３ｂ、第３環状溝５３ｃ、第４環状溝５３ｄ、第５環状溝５３ｅ及び第６環状溝５３ｆを有した円柱状を成す部材であり、その軸心方向に沿って移動可能となるように弁本体５１のスプール孔５１ａに嵌入してある。スプール５３の第１環状溝５３ａには、第１切欠５３ｇ及び第２切欠５３ｈが連通している。第３環状溝５３ｃには、第３切欠５３ｉ及び第４切欠５３ｊが連通している。第５環状溝５３ｅには、第５切欠５３ｋ及び第６切欠５３ｍが連通している。第１環状溝５３ａとこれに連通する第１切欠５３ｇ及び第２切欠５３ｈとは、第１アクチュエータポートａをドレンポートｇに連通した状態とブリッジポートｃに連通した状態とを切り換えるためのものである。第２切欠５３ｈには、上述した上げ第２絞り５６が構成してある。第３環状溝５３ｃとこれに連通する第３切欠５３ｉ及び第４切欠５３ｊとは、ポンプポートｆをブリッジポートｃに連通した状態と負荷圧出力ポートｅに連通した状態とに切り換えるためのものである。第３切欠５３ｉには、上述した下げ第１絞り５８が構成してあり、第４切欠５３ｊは、上述した上げ第１絞り５４を構成するものである。第５環状溝５３ｅとこれに連通する第５切欠５３ｋ及び第６切欠５３ｍとは、第２アクチュエータポートｂを負荷圧出力ポートｅに連通した状態とドレンポートｈに連通した状態とに切り換えるためのものである。第５切欠５３ｋには、上述した下げ第２絞り６０が構成してあり、第６切欠５３ｍには、浮き第１絞り６２が構成してある。さらに、スプール５３には、第３環状溝５３ｃと第４環状溝５３ｄとの間の外周面に第７切欠５３ｎが設けてある。この第７切欠５３ｎは、両端が閉塞するように構成したもので、第４切欠５３ｊとともに上述した浮き第２絞り６４を構成するものである。
【００３１】
スプール５３と弁本体５１との間には、中立復帰機構６６及びデテント機構６８が設けてある。中立復帰機構６６及びデテント機構６８は、スプール５３において弁本体５１から突出した突出端部５３Ｘと、この突出端部５３Ｘを収容する態様で弁本体５１に設けた収容体５５との間に構成したものである。本実施の形態１では、スプール５３と収容体５５との間に復帰バネ６６ａを介在させることによって中立復帰機構６６を構成している。また、デテント機構６８は、スプール５３における突出端部５３Ｘの外周面にデテントボール６８ａを設ける一方、収容体５５の内周面に環状突起５５ａを設けることによって構成してある。
【００３２】
復帰バネ６６ａは、弁本体５１に対してスプール５３が中立位置から上げ位置及び下げ位置に移動した場合にいずれも圧縮されるようにスプール５３の突出端部５３Ｘと収容体５５との間に配設してある。上げ位置、もしくは下げ位置に移動した後に操作レバー５２の操作力を除去した場合には、復帰バネ６６ａの押圧力によりスプール５３が中立位置に復帰されることになる。
【００３３】
デテント機構６８のデテントボール６８ａは、スプール５３に内蔵したデテントバネ６８ｂの押圧力により、スプール５３の外周面から常時突出する方向に押圧された球体である。環状突起５５ａは、収容体５５の内周面から内方に向けて突出した環状部分である。このデテント機構６８では、スプール５３を下げ位置からさらに操作して浮き位置に配置させる際にデテントボール６８ａが環状突起５５ａを乗り越えることになり、操作者に対し操作レバー５２を通じてクリック感を付与することができる。デテントボール６８ａが環状突起５５ａを乗り越えた場合には、上述した中立復帰機構６６の復帰バネ６６ａが圧縮されることになるが、この復帰バネ６６ａの押圧力によってはデテントボール６８ａが再び環状突起５５ａを乗り越えることはなく、スプール５３が浮き位置に維持される。浮き位置から操作力を付与して操作レバー５２を下げ位置に向けて操作すれば、デテントボール６８ａが環状突起５５ａを乗り越え、スプール５３を中立位置へ復帰させることができる。一方、浮き位置から先とは逆方向に操作力を付与して操作レバー５２を操作すると、スプール５３がオーバーストローク位置に配置される。オーバーストローク位置において操作レバー５２の操作力を除去すると、復帰バネ６６ａの押圧力によってスプール５３が浮き位置に復帰することになる。
【００３４】
以下、図４〜図７を適宜参照しながら、方向制御弁５０及びパイロットチェック弁８０の動作について説明する。いま、スプール５３が図４に示す中立位置に配置された場合には、第１環状溝５３ａ及び第１切欠５３ｇを介して第１アクチュエータポートａがドレンポートｇ，ｈに連通し、かつ第５環状溝５３ｅ及び第６切欠５３ｍを介して第２アクチュエータポートｂがドレンポートｇに連通している。このとき、第３環状溝５３ｃとこれに連通する第３切欠５３ｉ及び第４切欠５３ｊは、いずれもポンプポートｆにのみ開口した状態となり、第７切欠５３ｎもポンプポートｆにのみ開口した状態である。さらに、図には明示していないが、負荷圧出力ポートｅは、開口α及び開口βを有した内部通路によってドレンポートｈに連絡され、さらにドレン通路１４６を通じて油タンクＴに接続された状態にある。従って、この中立位置においては、負荷圧出力ポートｅに油圧が生じることはなく、パイロットチェック弁８０が閉鎖した状態、つまり油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄ及びロッド側油室１０ｃの双方が閉鎖された状態に維持されることになる。これにより、例えば建設機械のエンジンを停止させた場合にも、２つの油圧アクチュエータ１０がロックされた状態となり、ブレードＢの位置が不用意に変化する恐れがない。
【００３５】
この中立位置から弁本体５１に対してスプール５３を図４において左方に移動し、下げ位置に配置させた場合には、図５に示すように、第３環状溝５３ｃとこれに連通する第３切欠５３ｉとによってポンプポートｆがブリッジポートｃに接続されるとともに、第５環状溝５３ｅとこれに連通する第５切欠５３ｋとによって負荷圧出力ポートｅが第２アクチュエータポートｂに接続される。さらに、第１環状溝５３ａとこれに連通する第１切欠５３ｇとによって第１アクチュエータポートａがドレンポートｇ，ｈに接続される。ポンプポートｆとブリッジポートｃとの間を接続する第３切欠５３ｉの下げ第１絞り５８は、その開口面積が負荷圧出力ポートｅと第２アクチュエータポートｂとの間を接続する第５切欠５３ｋの下げ第２絞り６０の開口面積を超えるように構成してある。従って、この下げ位置において油圧ポンプ１２が駆動した場合には、ポンプポートｆ、第３切欠５３ｉ、ブリッジポートｃ、ブリッジ通路５１ｂ、負荷圧出力ポートｅ、第５切欠５３ｋ及び第２アクチュエータポートｂを介して油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに油が供給される。さらに、下げ第１絞り５８と下げ第２絞り６０との開口面積の相違からブリッジポートｃに油圧が発生し、この油圧がパイロット圧としてパイロット通路３８を介してパイロットチェック弁８０に与えられることになる。この結果、パイロットチェック弁８０が開放することにより、ロッド側油室１０ｃの油が油タンクＴに排出されるため、油圧アクチュエータ１０が伸長動作してブレードＢが下降する。
【００３６】
上述の下げ位置から弁本体５１に対してスプール５３を図５において左方に移動し、浮き位置に配置させた場合には、図６に示すように、第３環状溝５３ｃとこれに連通する第３切欠５３ｉとによってポンプポートｆがブリッジポートｃに接続されるとともに、第５環状溝５３ｅとこれに連通する第６切欠５３ｍによって負荷圧出力ポートｅが第２アクチュエータポートｂに接続され、第６環状溝５３ｆによって第２アクチュエータポートｂがドレンポートｈに接続される。ポンプポートｆとブリッジポートｃとの間を接続する第４切欠５３ｊの浮き第２絞り６４は、その開口面積が負荷圧出力ポートｅと第２アクチュエータポートｂとの間を接続する第６切欠５３ｍの浮き第１絞り６２の開口面積以下となるように構成してある。従って、負荷圧出力ポートｅに発生する圧力は小さいものとなり、油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに油圧が籠もっていた場合、パイロットチェック弁８０を開放することができない虞れがある。
【００３７】
この場合には、図６においてスプール５３を弁本体５１に対してさらに左方に移動させ、オーバーストローク位置に配置させれば、図７に示すように、上述の浮き位置の状態に比べてポンプポートｆとブリッジポートｃとの間の油の通路が第４切欠５３ｊの開口面積に対して第７切欠５３ｎの開口面積を加えたものとなる。この結果、負荷圧出力ポートｅに発生する圧力が高くなり、パイロット通路３８を介してパイロットチェック弁８０に与えられるパイロット圧も上昇するようになる。これにより、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに油圧が籠もっている場合であっても、パイロットチェック弁８０を確実に開放することができ、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに充填された油がそれぞれドレンポートｇ，ｈを通じて油タンクＴに排出され、ブレードＢを、いわゆる「浮き」と称される状態にすることができる。
【００３８】
その後、操作レバー５２の操作力を除去すれば、復帰バネ６６ａの押圧力によって方向制御弁５０が浮き位置に復帰し、ポンプポートｆとブリッジポートｃとの間を接続する第４切欠５３ｊの浮き第２絞り６４が、負荷圧出力ポートｅと第２アクチュエータポートｂとの間を接続する第６切欠５３ｍの浮き第１絞り６２の開口面積以下となる。これにより、油圧ポンプ１２の吐出圧力を小さくした状態でブレードＢの浮き状態を維持することができるようになり、大きな油圧ロスを招来することがない。
【００３９】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２である油圧駆動装置を示した油圧回路図である。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態１と同様、モーターグレーダーと称される整地用の建設機械に搭載された２つのブレード用油圧シリンダアクチュエータ（以下、単に「油圧アクチュエータ１０」という）の駆動を制御するためのもので、上述した実施の形態１とは２つの油圧アクチュエータ１０それぞれに個別の油圧ポンプ１１２が用意してある点、圧力補償弁３２がない点及び方向制御弁５０の構成のみが異なっている。尚、実施の形態２においては、方向制御弁１５０が共通の構成を有したものであるため、以下には一方についてのみ説明する。
【００４０】
方向制御弁１５０は、操作レバー１５２が操作された場合に２つのアクチュエータポートａ，ｂ、パイロット圧出力ポートｃ、２つのポンプポートｄ，ｅ及び２つのドレンポートｆ，ｇの接続状態を切り換えるものである。本実施の形態２では、中立位置、上げ位置、下げ位置（第１位置）、浮き位置（第２位置）及びオーバーストローク位置（第３位置）の５位置に切り換え可能な方向制御弁１５０を例示している。
【００４１】
２つのアクチュエータポートａ，ｂは、油圧アクチュエータ１０に対して油を流通させるもので、一方（以下、「第１アクチュエータポートａ」という）がロッド通路１３４を介して油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに接続し、他方（以下、「第２アクチュエータポートｂ」という）がボトム通路１３６を介して油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに接続してある。これらボトム通路１３６及びロッド通路１３４には、それぞれパイロットチェック弁８０が設けてある。パイロット圧出力ポートｃは、パイロット圧出力通路１４０を介してパイロットチェック弁８０のパイロットポートに接続してあり、いずれか一方のアクチュエータポートａ，ｂから油圧アクチュエータ１０に対して油が供給されている場合にその供給圧力をパイロット圧としてパイロットチェック弁８０に出力するものである。２つのポンプポートｄ，ｅは、油圧ポンプ１１２から吐出された油が供給されるもので、一方（以下、「第１ポンプポートｄ」という）が直接油圧ポンプ１１２に接続してある一方、他方（以下、「第２ポンプポートｅ」という）がチェック弁１１４を介して油圧ポンプ１１２に接続してある。２つのドレンポートｆ，ｇは、それぞれがドレン通路１４６を通じて油タンクＴに接続されたものである。
【００４２】
方向制御弁１５０の切換動作について具体的に説明すると、まず、図８に示すように、中立位置にある場合には、第１ポンプポートｄがドレンポートｇ及びパイロット圧出力ポートｃに接続され、かつ２つのアクチュエータポートａ，ｂ及び第２ポンプポートｅが閉鎖された状態に維持される。第１ポンプポートｄからドレンポートｇに至る通路には、絞りが存在しない。従って、この中立位置においては、油圧ポンプ１１２の駆動に関わらずパイロットチェック弁８０にパイロット圧が供給されることはなく、油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄ及びロッド側油室１０ｃの双方が閉鎖された状態に維持されることになる。これにより、例えば建設機械のエンジンを停止させた場合にも、２つの油圧アクチュエータ１０がロックされた状態となり、ブレードＢの位置が不用意に変化する恐れがない。
【００４３】
上述した中立位置から操作レバー１５２を操作して方向制御弁１５０を上げ位置に配置させた場合には、第２ポンプポートｅが第１アクチュエータポートａ及びパイロット圧出力ポートｃに接続され、かつ第２アクチュエータポートｂがドレンポートｆに接続される。第１ポンプポートｄは、閉鎖された状態となる。この場合、方向制御弁１５０において第２ポンプポートｅから第１アクチュエータポートａに至るまでの間においてパイロット圧出力ポートｃよりも上流側となる上げ第１絞り１５４は、その開口面積がパイロット圧出力ポートｃよりも下流側となる上げ第２絞り１５６の開口面積を超えるように構成してある。従って、油圧ポンプ１１２が駆動した場合には、第１アクチュエータポートａから油圧アクチュエータ１０のロッド側油室１０ｃに油が供給され、さらにパイロット圧出力ポートｃからパイロット圧が出力されることになる。これにより、ボトム側油室１０ｄの油を油タンクＴに排出することができるようになり、油圧アクチュエータ１０が縮退動作してブレードＢが上昇する。
【００４４】
これに対して操作レバー１５２を逆方向に操作して方向制御弁１５０を下げ位置に配置させた場合には、第２ポンプポートｅが第２アクチュエータポートｂ及びパイロット圧出力ポートｃに接続され、かつ第１アクチュエータポートａがドレンポートｆに接続される。第１ポンプポートｄは、閉鎖された状態となる。この場合、方向制御弁１５０において第２ポンプポートｅから第２アクチュエータポートｂに至るまでの間においてパイロット圧出力ポートｃよりも上流側となる下げ第１絞り１５８は、その開口面積がパイロット圧出力ポートｃよりも下流側となる下げ第２絞り１６０の開口面積を超えるように構成してある。従って、油圧ポンプ１１２が駆動した場合には、第２アクチュエータポートｂから油圧アクチュエータ１０のボトム側油室１０ｄに油が供給され、さらにパイロット圧出力ポートｃからパイロット圧が出力されることになる。これにより、ロッド側油室１０ｃの油を油タンクＴに排出することができるようになり、油圧アクチュエータ１０が伸長動作してブレードＢが下降する。
【００４５】
さらに、上述した下げ位置の状態から操作レバー１５２を操作して方向制御弁１５０を浮き位置に配置させた場合には、第１ポンプポートｄ、第２ポンプポートｅ、第１アクチュエータポートａ、第２アクチュエータポートｂがドレンポートｆに接続される。従って、パイロットチェック弁８０が開放すれば、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに充填された油がそれぞれドレンポートｆを通じて油タンクＴに排出され、ブレードＢが、いわゆる「浮き」と称される状態となり、例えば路面の起伏に応じて上下動できるようになる。
【００４６】
ここで、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに充填された油を確実にドレンポートｆに排出するには、方向制御弁１５０において第２ポンプポートｅからドレンポートｆに至るまでの間においてパイロット圧出力ポートｃよりも上流側となる浮き第２絞り１６４の開口面積を、パイロット圧出力ポートｃよりも下流側となる浮き第１絞り１６２の開口面積を超えるように設定することが好ましい。すなわち、浮き第１絞り１６２の開口面積を超えるように浮き第２絞り１６４の開口面積を設定すれば、パイロットチェック弁８０に与えられるパイロット圧も大きなものとなる。従って、油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄに油圧が籠もっている場合であっても、この大きなパイロット圧によってパイロットチェック弁８０を確実に開放することができるようになる。
【００４７】
油圧アクチュエータ１０の各油室１０ｃ，１０ｄにおいて油圧の籠もりが一旦解消されれば、以降、パイロットチェック弁８０を開放する際に大きなパイロット圧を要しない。しかしながら、浮き第１絞り１６２の開口面積を超えるように浮き第２絞り１６４の開口面積を構成した場合には、上述した「浮き」の状態を継続する間、油圧ポンプ１１２が高い吐出圧力を維持しなければならず、油圧ロスもきわめて大きなものとなる。
【００４８】
そこで、上述した油圧駆動装置では、第２ポンプポートｅからドレンポートｆに至るまでの間においてパイロット圧出力ポートｃよりも上流側となる浮き第２絞り１６４の開口面積を、パイロット圧出力ポートｃよりも下流側となる浮き第１絞り１６２の開口面積を超えるように設定「オーバーストローク位置」を新たに設け、上述の浮き位置においては、第２ポンプポートｅからドレンポートｆに至るまでの間においてパイロット圧出力ポートｃよりも上流側となる浮き第２絞り１６４の開口面積を、パイロット圧出力ポートｃよりも下流側となる浮き第１絞り１６２の開口面積以下となるように設定している。方向制御弁１５０がオーバーストローク位置に配置された場合、第１ポンプポートｄ、第２ポンプポートｅ、第１アクチュエータポートａ、第２アクチュエータポートｂがドレンポートｆに接続されるのは、浮き位置と同様である。
【００４９】
この実施の形態２の方向制御弁１５０においても、実施の形態１と同様、中立復帰機構１６６及びデテント機構１６８が設けてある。従って、油圧アクチュエータ１０の油室１０ｃ，１０ｄに油圧が籠もった状態からブレードＢを「浮き」の状態とする場合には、一旦操作レバー１５２をオーバーストローク位置まで操作すれば大きなパイロット圧が作用してパイロットチェック弁８０が開放し、各油室１０ｃ，１０ｄの油が油タンクＴに排出されることになる。その後、操作レバー１５２の操作力を除去すれば、方向制御弁１５０が浮き位置に復帰し、第２ポンプポートｅからドレンポートｆに至るまでの間においてパイロット圧出力ポートｃよりも上流側となる浮き第２絞り１６４の開口面積が、パイロット圧出力ポートｃよりも下流側となる浮き第１絞り１６２の開口面積以下となるため、油圧ポンプ１１２の吐出圧力を小さくした状態でブレードＢの浮き状態を維持することができるようになり、大きな油圧ロスを招来することがない。
【００５０】
尚、上述した実施の形態１及び２では、いずれも建設機械に搭載された２つのブレード用油圧アクチュエータ１０を駆動するための油圧駆動装置を例示しているが、必ずしもブレード用油圧アクチュエータ１０を駆動するものである必要はなく、その他の油圧アクチュエータを駆動するものにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示した油圧駆動装置の方向制御弁が下げ位置に配置された場合にパイロット圧を出力するポートの前後に設けた絞りの開口面積とストロークとの関係を示すグラフである。
【図３】図１に示した油圧駆動装置の方向制御弁が浮き位置及びオーバーストローク位置に配置された場合にパイロット圧を出力するポートの前後に設けた絞りの開口面積とストロークとの関係を示すグラフである。
【図４】図１に示した油圧駆動装置において中立位置にある方向制御弁及びパイロットチェック弁の具体的な構成を示す油圧回路図である。
【図５】図１に示した油圧駆動装置において下げ位置にある方向制御弁及びパイロットチェック弁の具体的な構成を示す油圧回路図である。
【図６】図１に示した油圧駆動装置において浮き位置にある方向制御弁及びパイロットチェック弁の具体的な構成を示す油圧回路図である。
【図７】図１に示した油圧駆動装置においてオーバーストローク位置にある方向制御弁及びパイロットチェック弁の具体的な構成を示す油圧回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２である油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０      油圧アクチュエータ
１２      油圧ポンプ
２０      容量制御ユニット
３４      ロッド通路
３６      ボトム通路
３８      パイロット通路
４０      パイロット圧出力通路
５０      方向制御弁
６６      中立復帰機構
６６ａ，６６ｂ      復帰バネ
８０      パイロットチェック弁
１１２      油圧ポンプ
１３４      ロッド通路
１３６      ボトム通路
１４０      パイロット圧出力通路
１５０      方向制御弁
【図１】
2010133521.tif 000003
【図２】
2010133521.tif 000004
【図３】
2010133521.tif 000005
【図４】
2010133521.tif 000006
【図５】
2010133521.tif 000007
【図６】
2010133521.tif 000008
【図７】
2010133521.tif 000009
【図８】
2010133521.tif 000010