(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧ショベル等の建設機械の操作性向上に寄与する油圧機器を提供する。【解決手段】摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室６１と、反対の一端に自己圧力が導入される作用室６０と、第１の作動油の経路Ｄとしての弁体外側に流量を制御するための切欠き５３と、前記切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、第２の作動油の経路Ｅとしての弁体内部通路５６と、前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞り５２ａと、前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、更に，前記弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁６４を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流する。【選択図】図２
2014009777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧油供給用ポンプを搭載し、前記ポンプからの圧油が供給される多連型の油圧制御弁を制御すると共にメータイン側に圧力補償弁を配置した建設機械の油圧制御装置であって、
摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、
反対の一端に自己圧力が導入される作用室と、
第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するための切り欠きと、
前記切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、
第２の作動油の経路としての弁体内部通路と、
前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞りと、
前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、
更に，前記弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
前記圧力補償弁は、チェック弁をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】
圧油供給用ポンプを搭載し、前記ポンプからの圧油が供給される多連型の油圧制御弁を制御する建設機械の油圧制御装置のメータイン側に配置される圧力補償弁であって、
摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、
反対の一端に自己圧力が導入される作用室と、
第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するためのノッチと呼ばれる切欠きと、
切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、
第２の作動油の経路としての弁体内部通路を有し、前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞りと、
前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、
更に，弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流することを特徴とする建設機械の油圧制御装置に配置される圧力補償弁。
【請求項４】
圧油供給用ポンプを搭載し、前記ポンプからの圧油が供給される多連型の油圧制御弁を制御すると共にメータイン側に圧力補償弁を配置した油圧制御装置を搭載する建設機械であって、
摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、
反対の一端に自己圧力が導入される作用室と、
第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するための切欠きと、
前記切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、
第２の作動油の経路としての弁体内部通路と、
前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞りと、
前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、
更に，前記弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流することを特徴とする油圧制御装置を搭載する建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
油圧作動の建設機械に使用される、多連型の油圧制御弁に関するもので、メータイン側の圧力補償弁を配置した、ロードセンシング方式と呼ばれる，流量制御方式の油圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロードセンシング方式と呼ばれる、流量制御の多連弁は図４に示すように１つのポンプで複数のアクチェータを制御する油圧制御装置で複数のアクチュエータの最高負荷圧力を検出し、ポンプの吐出圧力が検出圧力より一定の高い圧力になるように制御する方式である。このポンプ圧力に対する負荷圧力の差をロードセンシング差圧と呼ばれる。複数のアクチェータを作動させた場合に，最高負荷圧力に応じて作動する、圧力補償弁と呼ばれる切換弁が各アクチュエータ毎に配置され、この切換弁は、低負荷側のアクチェータを最高負荷圧力にまで昇圧させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２１９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ロードセンシング方式では１ポンプで複数のアクチェータを制御しなければならない為、前記の圧力袖償弁の制御性が油圧ショベルの操作性に大きな影響を与える。極端に負荷が異なる場合や低流量の制御では負荷の低いほうに作動油は流れてしまうとの問題が有った。
【０００５】
本発明は，上記問題を解決させる為になされたもので、従来に比べ、部品点数を増やすことなく、負荷圧力に差がある場合、低流量の場合においても、確実に負荷の高いアクチュエータに供給する事が可能で有り、更に、流量調整も可能になり、油圧ショベルの操作性向上に寄与する油圧機器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】
前記目的を達成するための第一の発明である建設機械の油圧制御装置は、圧油供給用ポンプを搭載し、前記ポンプからの圧油が供給される多連型の油圧制御弁を制御すると共にメータイン側に圧力補償弁を配置した建設機械の油圧制御装置であって、摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、反対の一端に自己圧力が導入される作用室と、第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するための切り欠きと、前記切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、第２の作動油の経路としての弁体内部通路と、前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞りと、前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、更に，前記弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流することを特徴とする。
【０００７】
前記目的を達成するための第二の発明である建設機械の油圧制御装置に配置される圧力補償弁は、圧油供給用ポンプを搭載し、前記ポンプからの圧油が供給される多連型の油圧制御弁を制御する建設機械の油圧制御装置のメータイン側に配置される圧力補償弁であって、摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、反対の一端に自己圧力が導入される作用室と、第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するためのノッチと呼ばれる切欠きと、切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、第２の作動油の経路としての弁体内部通路を有し、前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞りと、前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、更に，弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流することを特徴とする。
【０００８】
前記目的を達成するための第三の発明である油圧制御装置を搭載する建設機械は、圧油供給用ポンプを搭載し、前記ポンプからの圧油が供給される多連型の油圧制御弁を制御すると共にメータイン側に圧力補償弁を配置した油圧制御装置を搭載する建設機械であって、摺動自在な前記圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、反対の一端に自己圧力が導入される作用室と、第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するための切欠きと、前記切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、第２の作動油の経路としての弁体内部通路と、前記第２の作動油の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞りと、前記絞りを経由して、自己圧力の作用室導入口と弁体内部通路と分岐し、更に，前記弁体内部通路は、最大負荷圧力導入口とアクチュエータヘの供給通路に分岐し、前記最大負荷圧力導入通路はチェック弁を介して、最大負荷圧力通路と接続し、アクチュエータへの供給通路は第１の経路と合流することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、摺動自在な圧力補償弁の弁体の一端に他のアクチェータの最高負荷圧力が導入される作用室と、反対の一端に自己圧力が導入される作用室と第１の作動油の経路としての弁体外側に流量を制御するためのノッチと呼ばれる切欠きと、切欠きを経由してアクチュエータへの供給通路に接続され、第２の経路としての弁体内部通路を有し、第２の経路の入り口には作動油を圧力降下させる為の絞り設け、弁体内部通路を経由してアクチュエータヘの供給通路に接続される。従って，作動油は第１の経路と第２の経路と分岐して流れアクチュエータに供給され，第１の経路と第２の経路の分流比は開度によって決定される。第１の経路は圧力補償弁の移動によって閉じられ，自己圧力を昇圧させ，圧力補償弁は最大負荷圧力と自己圧力の差、すなわち、スプリング力になる位置で釣り合い、スプリング力は圧力と比較すると小さいことを考慮すると、最大負荷圧力すなわち、自己圧力の位置になる。第２の経路には絞りが設けられており、流量の通過によって圧力が降下する。降下した圧力は自己圧力作用室に導入され作用する。従って，圧力補償弁はより第１の経路を閉じる位置にて釣り合い，見かけ上，負荷圧力の低いアクチュエータと判断し圧力降下分高くなるように昇圧する。従って，絞り開度を任意に調整することにより，複合操作時のアクチュエータの速度を調整することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用される建設機械として代表的な油圧ショベルの概略構成を示す。
【図２】本発明に係る圧力補償弁とこの圧力補償弁と一体した油圧制御弁の横断面図である。
【図３】本発明に係る圧力補償弁の横断面図である。
【図４】従来の圧力補償弁の横断面図である。
【図５】本発明に係る圧力補償弁とこの圧力補償弁と一体化した油圧制御弁と従来の油圧制御弁とを比較したＢＭ負荷圧力対流量のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明が適用される建設機械として代表的な油圧ショベルの概略構成を示す。同図１において、油圧ショベル１０は、油圧モータにより駆動される下部走行体３０の上に旋回機構２８を介して上部旋回体１２が旋回自在に載置されている。上部旋回体１２には、その前方一側部にキャブ１４が設けられ、且つ、前方中央部にブーム１６が俯仰可能に取り付けられている。又、ブーム１６の先端にアーム２０が上下回動自在に取り付けられ、更にアーム２０の先端にバケット２４が取り付けられている。参照符号２６はブーム用の油圧シリンダ、１８はアーム用の油圧シリンダ、２２はバケット用の油圧シリンダである。なお、図示してないが、上部旋回体１２内には原動機と、同原動機により駆動される可変容量型ポンプが搭載され、その斜板の転動角をロードセンシング信号により制御する流量調整機構を備えている。また、油圧アクチュエータである、前記の下部走行体３０および上部旋回体１２用の油圧モータ、ブーム用の油圧シリンダ２６、アーム用の油圧シリンダ１８、バケット用の油圧シリンダ２２にそれぞれ対応した油圧制御弁が多連弁として積層されて配置されている。
【００１２】
図２は、油圧制御装置の多連弁に使用される本発明の油圧制御弁ＣＶの詳細断面を示す。図２において、油圧制御弁ＣＶのシリンダポートＰＡ、ＰＢには油圧ショベル１０の中の１つの油圧アクチュエータ３２がライン３２ａ、３２ｂを介して接続されている。油圧制御弁ＣＶのメータイン側に配置される圧力補償弁３４の中央部分には、両端部に圧油信号入力ポートａ、ｂを有し左右方向に摺動可能な主スプール３６が設けられている。参照符号４０はロードチェック部であって、圧力補償弁３４に固定したキャップ４０ａの内側に形成された下方開口部にはバネ４１が設けられ、端部に弁体シート部を有する逆止弁６６を下方に付勢するよう配置されている。
【００１３】
参照符号４２、４４は圧油供給路５８からの圧油により逆止弁６６が上昇したとき圧油供給路５８の圧油を、矢視Ａ、Ｂで示すように、通路６２ａへ、または６２ｂへ導く圧油供給路である。参照符号４６はポンプ４５から高圧圧油を供給するポンプ高圧供給通路であって、その左方には所定間隔を隔てて隣接する供給通路４８が形成され、主スプール３６が左方へストローク移動したとき、矢視Ｃで示すように、ポンプ高圧供給通路４６から圧油が供給される。
【００１４】
前記供給通路４８は圧力補償弁５４のスプール５４ａの右方部分が交差するよう配置されている。圧力補償弁５４のスプール５４ａの左端部にはバネ５４ｄが配置されスプール５４ａを常時右方へ付勢している。第２絞り５２ｂと連通している弁体内部通路５６上の最高負荷圧はスプール５４ａの左側側面に設けられる最高圧力通路６８に与えられている。この圧力が前記バネ５４ｄの弾発力より小さいときスプール５４ａは図示のように左端側に位置する。なお、参照符号５４ｂは弁本体に固定されたキャップである。
【００１５】
供給通路４８と圧油供給路５８とは、第１の経路Ｄ及び第２の経路Ｅにより連結される。
【００１６】
第１の経路Ｄは、圧力補償弁５４のスプール５４ａの側面に設けられる切欠きであるノッチ５３を経由して連結される。
【００１７】
スプール５４ａの紙面左側一端には、最高負荷圧力が導入される作用室６１が設けられ、スプール５４ａの紙面右側他端には、自己圧力が作用する作用室６０が設けられる。
【００１８】
第２の経路Ｅは、ノッチ５３からスプール５４ａの内部に中心軸に沿って設けられる弁体内部通路５６と連通する第１絞り５２ａと、この第１絞り５２ａ連通する弁体内部通路５６と、この弁体内部通路５６と圧油供給路５８とを連通する第２絞り５２ｂと、圧油供給路５８とからなり、圧油供給路５８において第１の経路Ｄと合流する。
【００１９】
第１絞り５２ａの下流側の圧力は、自己圧力が作用する作用室６０に導入される。弁体内部通路５６の圧力は、弁体内部通路５６に連結されるチェック弁６４を開き、最高圧力通路６８に接続通路７０を介して接続されている。
【００２０】
次に、図３で作用を説明する。図３は他のアクチュエータにより、最高負荷圧力により紙面右側に移動した図である。第１の経路Ｄの作動油は圧力補償弁３４の移動によりノッチ５３と圧油供給路５８における開度が小さくなっている。この為、第１の経路Ｄの作動油は絞られ昇圧している。又、第１の経路Ｄが絞られることに応じて、第２の経路Ｅの作動油量は反対に増加している。第２の経路Ｅの作動油量は、第１絞り５２ａを通過することによって，圧力降下の影響を受け、自己圧力は圧力降下の分だけ低くなる。又，第１の経路Ｄの作動油は弁体内部通路５６を通り，アクチュエータへの圧油供給路５８に排出されて，第１の経路Ｄと合流する。従来の圧力補償弁では，スプリング力が非常に小さいものとして考えると、
【００２１】
【数１】
2014009777.tif 000003
【００２２】
（ｋ：定数、ＰＬＳ：最高負荷圧力，Ｑ：通過流量）で表すことができる。本発明では，全体の通過流量Ｑとし，第１の経路の通過流量ｑ１、第２の経路の通過流量ｑ２、絞り開度をＡ０とすると、
【００２３】
【数２】
2014009777.tif 000004
【００２４】
（ｋ：定数、ＰＬＳ：最高負荷圧力）となり、従って、この式から常に（従来の開度）＞（本発明の開度）となり，第１の経路Ｄの開度をより小さくし、高く昇圧していることが分かる。よって，負荷の低いアクチュエータをより昇圧し作動油を流れにくくすることが可能であるとともに，第１絞り５２ａの開度を調整することによって，任意に流量を調整することができる。又，第２の経路Ｅからの作動油の排出は接続通路７０を介して行うが，一般的にこのキリ穴形状での排出は流体力の影響を受けにくいことが知られており、より流体制御性の良い圧力補償弁となる。
【００２５】
図５によれば、本発明に係る圧力補償弁とこの圧力補償弁と一体した油圧制御弁と従来の油圧制御弁とを比較したＢＭ負荷圧力対流量のグラフで比較すると、従来の油圧制御弁では、２２ＭＰａより高い圧力では必要な流量を確保することができないのに対して、本発明に係る油圧制御弁では、図５のＢで示すように、３０ＭＰａまで流量が確保できることが示されている。従来例では、図５のＡで示すようにＢＭ負荷圧力が大きくなるにつれて、流量が無くなることが分かる。
【００２６】
以上本発明の好適な実施例について図面により説明したが、当業者であれば、上記の図面および説明に基づいて種々の変形をすることが可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  油圧ショベル
１２  上部旋回体
１４  キャブ
１６  ブーム
１８  アーム用の油圧シリンダ
２０  アーム
２２  バケット用の油圧シリンダ
２４  バケット
２６  ブーム用の油圧シリンダ
２８  旋回機構
３０  下部走行体
３２  油圧アクチュエータ
３２ａ、３２ｂ  ライン
３４  圧力補償弁
３６  主スプール
４０  参照符号
４０ａ  キャップ
４１  バネ
４２、４４  圧油供給路
４５  ポンプ
４６  ポンプ高圧供給通路
４８  供給通路
５２ａ  第１絞り
５２ｂ  第２絞り
５３  ノッチ
５４  圧力補償弁
５４ａ  スプール
５４ｂ  キャップ
５４ｄ  バネ
５６  弁体内部通路
５８  圧油供給路
６０  作用室
６１  作用室
６２ａ、６２ｂ  通路
６４  チェック弁
６６  逆止弁
６８  最高圧力通路
７０  接続通路
Ａ、Ｂ  矢視
Ｃ  矢視
ＣＶ  油圧制御弁
Ｄ  第１の経路
Ｅ  第２の経路
ＰＡ、ＰＢ  シリンダポート
ａ、ｂ  圧油信号入力ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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