(57)【要約】【課題】効果的なブリードオフを行なうことでハンチングによる障害を防ぎ、油圧制御弁の操作性を高め、作業効率の向上を可能とする油圧制御装置を提供する。【解決手段】可変容量ポンプ７と、同ポンプの吐出ライン１２を分岐した第１の吐出ライン１２Ａに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも１つ含む第１の切換弁群Ａと、前記吐出ラインを分岐した第２の吐出ライン１２Ｂに接続された第２の切換弁群Ｂと、前記第２の吐出ラインと第２の切換弁群を介して接続される圧力補償流量調整手段を構成する開閉弁１３６およびその下流に接続される補償弁１３８を具備し、同補償弁内部にブリードオフ用通路１４８を形成し、油圧回路の要求流量が比較的少ない場合はハンチングを抑制するようにブリードオフを遂行し、要求流量が増大する場合はブリードオフを遂行しないよう、ブリードオフの遂行を油圧回路の動作状態に応じて使い分けできるようにする。【選択図】図１
2006207800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第１の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも１つ含む第１の切換弁群と、
前記ロードセンシング機能を有する切換弁に対応して形成されたロードセンシングラインからの油圧信号を受け前記可変容量ポンプの吐出量を調整する吐出流量調整手段と、
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第２の吐出ラインに接続され少なくとも１つの切換弁を含む第２の切換弁群と、
前記第２の切換弁群の上流側にて前記第２の吐出ラインに接続され前記第２の切換弁群に属する切換弁への操作圧信号に対応して開閉および絞り機能を有する開閉弁と、
前記開閉弁の下流側に設けられその一側は前記開閉弁の出口側の油圧力および所定バネ力とからなる付勢力により付勢されその他側は前記第２の吐出ラインの油圧力による付勢力によって付勢されており、前記一側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油量を開方向に、前記他側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油量を閉方向となるよう作用しその出口側が前記第２の切換弁群に接続されてなる補償弁と、からなる油圧制御装置であって、
前記補償弁には、前記一側の付勢力が他側の付勢力より優勢な状態のとき前記開閉弁出口側と接続されタンク側と連通するブリードオフ用通路を設けたことを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記補償弁には、前記開閉弁出口側と前記ロードセンシングラインとの間に配置された逆止弁を有することを特徴とする油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁は油圧ショベルの旋回用油圧モータと接続される切換弁であることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁は、前記開閉弁を内部に組み込んだ切換弁であることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項５】
請求項４において、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁本体と前記補償弁本体とのポートが互いに共通となるよう両方の弁本体が一体的に形成されていることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁は、オープンセンター型切換弁であることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、前記第１の切換弁群の切換弁の１つが油圧ショベルのブーム操作用切換弁であり且つ、前記第２の切換弁群の切換弁の１つは油圧ショベルの旋回用油圧モータの切換弁であることを特徴とする油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械のように複数のアクチュエータを有する機械に最適な油圧制御装置に係り、特に複数のアクチュエータを同時操作する比較的重負荷を操作する場合と単独に操作する比較的軽負荷を操作する場合とでブリードオフ機能を使い分けるようにするものであって、軽負荷の場合にはブリードオフを機能させてハンチングによる障害を防ぎ、重負荷の場合にはブリードオフ機能を抑制して、制御弁の操作性を高め、作業効率の向上を図る油圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切換弁群Ａに含まれる切換弁及び分流補償弁の機能は、例えば図５において、切換弁Ａ−２を図中左方へ単独操作した場合、供給ライン１８Zの油は切換弁内の絞り５０Zを経て逆止弁５２Z、通路５３Z、５４Z、５５Zを経て油圧ショベルのアームシリンダ５６Zへ供給され、同時にアームシリンダ５６Zからの戻り油は通路５７Z、５８Z、戻りライン２９Zを経て分流補償弁２７Zに至り、更にタンクライン３１Zを経てタンク３８Zに至る。この際、絞り５０Zを通過後の圧油は逆止弁５２Zの上流側で分岐しており、この分岐通路はさらに通路３９Zと通路４０Zとに分岐している。そして、通路３９Zは逆止弁４５Zを経てロードセンシングライン２５Zに接続されている。通路４０Zの圧力は、ばね４４Zとともに分流補償弁２７Zの開き方向に作用し、ロードセンシングライン２５Zの圧力は通路５９Zを経て分流補償弁２７Zの絞り方向に作用する。ただし、今の場合、切換弁Ａ−２の単独操作であるので、分流補償弁２７Zの開き方向に作用する通路４０Zの圧力と、その閉じ方向に作用する通路５９Zの圧力とは等しく、かつ、分流補償弁２７Zの開き方向には、ばね４４Zの力も作用しているので、分流補償弁２７Zは全開の位置に保持されている。
【０００３】
一方供給ライン１８Zからはバイパスライン３７Zが分岐され、このバイパスライン３７Z上に圧力調整手段３Zおよび圧力発生手段４Zが設けられている。この圧力調整手段３Zには、その閉じ方向にバネ４８Zによる力と、ロードセンシングライン４７Zを介してロードセンシングライン２５Zの圧力とが作用し、また、供給ライン１８Zの圧力が通路４９Zを経て圧力調整手段３Zの開き方向に作用している。さらにバイパスライン３７Zの圧力調整手段３Zの下流側であって圧力発生手段４Zの上流側の部分から通路５Zが分岐しており、この通路５Zの圧力は可変容量ポンプ１Zの吐出流量調整機構２Zに作用し、可変容量ポンプ１Zの吐出流量をネガティーブ方式で制御している。
【０００４】
従って、この様な構成における圧力調整手段３Zの開度は以下のようになる。圧力調整手段３Zの開き方向には、切換弁Ａ−２内の絞り５０Zの上流側の圧力が、通路４９Zを経て作用する。一方、圧力調整手段３Zの閉じ方向にはバネ４８Zの力と、ロードセンシングライン４７Zを介して切換弁Ａ−２内の絞り５０Zの下流側の圧力とが作用する。つまり圧力調整手段３は、切換弁Ａ−２内の絞り５０の前後の差圧に依る力とバネ４８の力とがバランスする開度に調整され、その開度に対応した流量の油が圧力発生手段４Zへ流れる。従って、圧力発生手段４Zの上流側には上記流量に対応した圧力が発生し、この圧力が通路５Zを介して吐出流量調整機構２Zに作用し、可変容量ポンプ１Zの吐出量が調整される。ここで、切換弁Ａ−２内の絞り５０Zの前後の差圧は、絞り５０Zの開度が一定であればアームシリンダ５６Zの負荷圧には無関係に一定となるので、圧力調整手段３Zの開度も一定となる。つまり圧力調整手段３Zの開度は、切換弁Ａ−２の絞り５０Zの開度にのみ依存することになる。切換弁Ａ−２の絞り５０Zの開度は切換弁Ａ−２の操作量によって変化するので、吐出流量調整機構２Zに作用する圧力、ひいては可変容量ポンプ１Zからアームシリンダ５６Zへ供給される油量は、アームシリンダ５６Zの負荷圧に関係なく切換弁Ａ−２の操作量に依って調整されることになる。
【０００５】
次に切換弁Ａ−２に加えて切換弁Ａ−１を操作し、かつ切換弁Ａ―１に接続されたブームシリンダ７０Zの負荷がアームシリンダ５６Zの負荷よりも大きいとする。この場合、切換弁Ａ―１に接続されたブームシリンダ７０Zの負荷圧力は通路４１Z、逆止弁４６Zを経てロードセンシングライン２５Zに作用する。ここで、切換弁ブームシリンダ７０Zの負荷の方がアームシリンダ５６Zの負荷よりも大きいので、その圧力は通路５９Zを経て、軽負荷側（つまりアームシリンダ５６Z）の分流補償弁２７Zに対して閉じる方向に作用するのでアームシリンダ５６Zの見かけの圧力が上昇し、結果的に両切換弁において絞り５０Z、５１Zでの差圧が等しくなり、これら切換弁Ａ−２、Ａ―１に接続されたアクチュエータはそれらの負荷が異なる場合でも同時に動かすことが出来ることになる。
【０００６】
次に、ブロックＣ（圧力補償流量調整手段）、及びこの下流に接続された切換弁群Ｂ（第二の切換弁群）について説明する。
【０００７】
ブロックＣには可変吐出ポンプ１Zの吐出ライン１７Zから分岐した供給ライン１９Zが設けられており、この下流に開閉弁８Zが設けられている。開閉弁８Zの下流には補償弁２２Zが設けてあり、更には、上記開閉弁８Zの下流であって、補償弁２２Zの上流側の圧力は通路２３Z及び逆止弁２４Zを経て切換弁群Ａのロードセンシングライン２５Zに接続されている。開閉弁８Zは、その開き方向には通路２０Zを経て開閉弁８Zの上流側の圧力が作用し、一方その閉じ方向には通路２３Z、通路６６Zを経て、開閉弁８Zの下流側の圧力がバネ９Zの力とともに作用している。尚、開閉弁８Zはバネ２１Zの力により中立位置にあるときは供給ライン１９Zから補償弁２２Zへの通路を遮断している。ブロックＣの下流には切換弁群Ｂが設けられ、補償弁２２Zを経た油は切換弁群Ｂの供給ライン６０Zに供給される。図５の場合、切換弁群Ｂを構成する切換弁Ｂ−１、Ｂ−２は通常のオープンセンター型の切換弁であり、供給ライン６０Zに供給された油は各切換弁が中立位置にあるときはセンターバイパス通路６１Z、３２Zを経てタンク３８Zへ放出される。さらに、切換弁Ｂ−１は図示してないパイロットバルブに信号ライン１３Z、１４Zを介して接続されており、信号ライン１３Z、１Z４は、シャトル弁１５Zを介して、信号ライン１１Zを経て開閉弁８Zの絞り側に接続されている。
【０００８】
次にブロックＣ及び切換弁群Ｂについて、切換弁群Ｂに含まれる切換弁のみが操作された場合の動作を図５、図６および７により説明する。切換弁群Ｂの切換弁Ｂ−１に、図示してないパイロットバルブを操作して信号ライン１３Zを介して信号圧力を与えると、切換弁Ｂ−１は図５において左方に移動する。これと同時に信号ライン１３Zの信号圧力はシャトル弁１５Z、信号ライン１１Zを経て、開閉弁８Zに作用しその通路を全閉位置から絞り位置に移動させる。つまり、開閉弁８Zは切換弁Ｂ−１の操作量に連動してその開度が調整される。尚、開閉弁内の絞り６４Zの開度は、図７に示すように通常、信号ライン１１Zの圧力の上昇に応じて次第に大きくなるように設定してある。信号ライン１３Zに信号圧力を与え、切換弁Ｂ−１、及び開閉弁８Zを操作し、切換弁Ｂ−１が移動すると供給ライン６０Zは逆止弁６２Zを介して旋回モータ３４Zへ接続されるとともに、この旋回モータ３４Zからの戻り油は図６のイの位置において対応する通路を経由し、戻りライン６５Zを経てタンク３８Zへ排出される。この場合供給ライン１９ZからブロックＣを経て供給ライン６０Zへ供給される油量は、切換弁８の絞り６４の開度と、補償弁２２の開度により決定される。
【０００９】
ここで補償弁２２Zの開度について説明する。補償弁２２Zには、開閉弁８Zの絞り６４Zの上流側の圧力がその閉じ方向に作用し、一方、開閉弁８Zの絞り６４Zの下流側の圧力とバネ９Zの力とがその開き方向に作用している。つまり補償弁２２Zは、開閉弁８Zの絞り６４Zの上流側と下流側との圧力差（つまり絞り６４Z前後の差圧）により閉じられようとし、バネ９Zの力により開かれようとすることになる。従って、補償弁２２Zの開度は、絞り６４Z前後の差圧とバネ９Zの力がバランスする開度に自動調整される。つまり補償弁２２Zの開度は、アクチュエータの作動圧力に関係無く、開閉弁８Zの開度、従って、切換弁Ｂ−１の操作量にのみ依存する。一方開閉弁８Zの下流側の圧力は通路２３Z、逆止弁２４Z、ロードセンシングライン２５Z、４７Zを経て圧力調整手段３Zの開き側へ導かれており、開閉弁８Zの絞り６４Zの上流側の圧力は、供給ライン１８Z、１９Z、通路４９Zを経て圧力調整手段３Zの閉じ側へ導かれている。従って、可変容量ポンプ１Zの吐出流量は開閉弁８Zの絞り６４Zに依る圧力降下（つまり絞り６４Z前後の差圧）がバネ４８Zの力とバランスするよう調整される。
【００１０】
信号ライン１３Zの圧力が上昇すると、開閉弁８Zの絞り６４Zの開度が増大するので、ブロックＣから切換弁群Ｂへ供給される油量は増大する。さらに、切換弁Ｂ−１はオープンセンター型の切換弁であるので、その操作量に応じて図６に示すようにセンターバイパス通路が次第に閉じられつつ旋回モータ３４Zへの通路の開度が次第に大きくなる、つまり切換弁Ｂ−１の操作量の増加に応じて旋回モータ３４Zへの圧油の供給量は増加するので、その操作性はスムースである。従って、たとえば旋回モータ３４Zが油圧ショベルの旋回モータ等の非常に慣性の大きなアクチュエータを駆動する場合でも、ロードセンシング機能によって常に圧力補償されているために発生する起動時の飛び出し感がなく、スムースな起動特性を得ることが出来る。
【００１１】
以上のような構成とすることにより、切換弁群Ａに接続されたアクチュエータに対してはロードセンシング機能を持たせると同時に、切換弁群Ｂに接続されたアクチュエータに対しては別ポンプを用意することなくオープンセンター型の機能を持たせることが出来る。つまり、ロードセンシング機能を持った切換弁との接続に適するアクチュエータと、オープンセンター型の機能を持った切換弁との接続に適するアクチュエータとを、共通の可変容量ポンプで駆動することができる。従って、油圧ショベルのようにそれぞれのアクチュエータによって慣性、負荷圧が非常に異なる複数のアクチュエータを同時に操作する場合でも、それぞれのアクチュエータの特性に最適な操作を行うことが出来るとともに、たとえば旋回用に別ポンプを設けることによるコスト上昇の問題、制御機器類のレイアウトが困難であるといった問題を解消することが出来る。
【００１２】
しかしながら、上述した図５の油圧制御回路を採用した油圧ショベル等の建設機械においても、旋回のような比較的大きな慣性負荷を持つアクチュエータを駆動する際には負荷の影響が大きく、特に小旋回姿勢すなわち、ブームが垂直方向姿勢になり慣性モーメントが小さくなると、当該油圧ショベルの操縦桿を操作している運転操作者を介して操作量がフィードバックされる影響もあって、油圧回路内でハンチング現象が発生し、アクチュエータの動作がぎこちないものとなり、更なる改善が必要であることが判明した。
【００１３】
このハンチング現象を解消する手段として、一般には、油圧回路中の油を、アクチュエータの動作中に、タンクラインとの間にある制御弁例えば、方向切換弁を開放して一部の圧油をタンクラインに開放することで油圧回路中の急激な圧力上昇を防ぐブリードオフ手法が提案されている（特許文献１）。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２９５４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
タンクへ油を排出するブリードオフは、負荷が大きく急激な圧力上昇によって生じるハンチングに対して有効ではあるものの、油をタンクに排出すること自体は、圧力と流量の低下を生じ、従って作業効率の低下を招く原因ともなる。一方、旋回単独操作のように油圧回路の要求流量が比較的少ない場合はブリードオフしない場合と、ブリードオフする場合との流量や圧力の差は顕著には現れない。しかし、重量物を持ち上げるなどの重負荷と旋回との複合操作など圧油の要求流量が増大する場合には流量や圧力の差が顕著となりブリードオフをした場合には前述の如く作業そのものの効率が悪くなるという事情がある。
【００１６】
また、旋回用モータ等特定のアクチュエータへの圧油の給排を制御する前記切換弁の中にブリードオフを可能にするようスプールと弁本体内に油路を形成した場合、このブリードオフ油路により、結果として重負荷と旋回との複合操作など圧油の要求流量が増大する場合もブリードオフが行われることとなり、作業効率が悪くなる。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、効果的なブリードオフを行なうことでハンチングによる障害を防ぎ、油圧制御弁の操作性を高め、作業効率の向上を図ることを可能にする油圧制御装置を提供することにある。ここで効果的なブリードオフとは、旋回単独操作のように油圧回路の要求流量が比較的少ない場合はハンチングを抑制するようにブリードオフを遂行し、重負荷と旋回との複合操作など圧油の要求流量が増大する場合はブリードオフを遂行しないよう、ブリードオフの遂行を油圧回路の動作状態に応じて使い分けできるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するための本発明に係る油圧制御装置は、可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第１の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも１つ含む第１の切換弁群と、前記ロードセンシング機能を有する切換弁に対応して形成されたロードセンシングラインからの油圧信号を受け前記可変容量ポンプの吐出量を調整する吐出流量調整手段と、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第２の吐出ラインに接続され少なくとも１つの切換弁を含む第２の切換弁群と、前記第２の切換弁群の上流側にて前記第２の吐出ラインに接続され前記第２の切換弁群に属する切換弁への操作圧信号に対応して開閉および絞り機能を有する開閉弁と、前記開閉弁の下流側に設けられその一側は前記開閉弁の出口側の油圧力および所定バネ力とからなる付勢力により付勢されその他側は前記第２の吐出ラインの油圧力による付勢力によって付勢されており、前記一側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油量を開方向に、前記他側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油量を閉方向となるよう作用しその出口側が前記第２の切換弁群に接続されてなる補償弁と、からなる油圧制御装置であって、前記補償弁には、前記一側の付勢力が他側の付勢力より優勢な状態のとき前記開閉弁出口側と接続されタンク側と連通するブリードオフ用通路を設けたことを特徴とする。
【００１９】
その場合、前記補償弁には、前記開閉弁出口側と前記ロードセンシングラインとの間に配置された逆止弁を有することができる。
【００２０】
また、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁は油圧ショベルの旋回用油圧モータと接続される切換弁として構成することができる。
【００２１】
さらにまた、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁は前記開閉弁を内部に組み込んだ切換弁として構成することができる。
【００２２】
その場合、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁本体と前記補償弁本体とのポートが互いに共通となるよう両方の弁本体が一体的に形成されることができる。
【００２３】
また、前記第２の切換弁群の少なくとも１つの切換弁は、オープンセンター型切換弁として構成することができる。
【００２４】
さらに、前記第１の切換弁群の切換弁の１つが油圧ショベルのブーム操作用切換弁であり且つ、前記第２の切換弁群の切換弁の１つは油圧ショベルの旋回用油圧モータの切換弁として構成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第１の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも１つ含む第１の切換弁群と、
前記ロードセンシング機能を有する切換弁に対応して形成されたロードセンシングラインからの油圧信号を受け前記可変容量ポンプの吐出量を調整する吐出流量調整手段と、
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第２の吐出ラインに接続され少なくとも１つの切換弁を含む第２の切換弁群と、
前記第２の切換弁群の上流側にて前記第２の吐出ラインに接続され前記第２の切換弁群に属する切換弁への操作圧信号に対応して開閉および絞り機能を有する開閉弁と、
前記開閉弁の下流側に設けられその一側は前記開閉弁の出口側の油圧力および所定バネ力とからなる付勢力により付勢されその他側は前記第２の吐出ラインの油圧力による付勢力によって付勢されており、前記一側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油量を全開方向に、前記他側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油量を絞るよう作用しその出口側が前記第２の切換弁群に接続されてなる補償弁と、からなる油圧制御装置であって、
前記補償弁には、前記一側の付勢力が他側の付勢力より優勢な状態のとき前記開閉弁出口側と接続されタンク側と連通するブリードオフ流路を設けたので、複数のアクチュエータを同時操作する比較的重負荷を操作する場合と単独に操作する比較的軽負荷を操作する場合とでブリードオフ機能を使い分けるようにし、軽負荷の場合にはブリードオフを機能させてハンチングによる障害を防ぎ、重負荷の場合にはブリードオフ機能を抑制して操作圧油の圧力低下および供給油量の不足を防ぐことにより油圧制御装置の操作性を高め、作業効率の向上を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態に係る実施例を、図１乃至図４により説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１において、参照符号７は可変容量ポンプであり、この吐出ライン１２は吐出ライン１２Ａ、１２Ｂに分岐され、第１の切換弁群Ａ（以下切換弁群Ａと称する）は吐出ライン１２Ａを介して可変容量ポンプ７に接続されている。第二の切換弁群Ｂ（以下切換弁群Ｂと称する）は、吐出ライン１２Ｂと、開閉弁１３６および補償弁１３８からなる圧力補償流量調整手段とを介して可変容量ポンプ７に接続されている。切換弁群Ａには切換弁Ａ−１とＡ−２が吐出ライン１２Ａを介して吐出ライン１２にパラレルに接続されているとともに各切換弁の戻りライン５０、５２とタンクライン５４、５６との間に分流補償弁５８、６０がそれぞれ設けられておりタンクライン５４、５６からの排出油はタンク２８へ排出される。なお、前記第１の切換弁群Ａおよびその周辺部分については図５で説明したのでその詳細についてはここでは省略する。
【００２８】
なお、参照符号１３は可変容量ポンプ７の吐出量を制御する斜板駆動用のシリンダ、参照符号１４はシリンダ１３への供給圧を吐出ライン１２およびロードセンシングライン１１の圧力に応じて生成する制御弁である。参照符号１５は圧力発生手段である。参照符号１６は制御弁１４を付勢するバネであって、吐出ライン１２の圧力が常にロードセンシングライン１１の圧力よりも所定圧αだけプラスされるよう機能する。これらシリンダ１３、制御弁１４、圧力発生手段１５およびバネ１６は本発明における吐出流量調整手段を構成している。
【００２９】
可変容量ポンプ７の吐出ライン１２から分岐した吐出ライン１２Ｂの下流には前述のように、開閉弁１３６が設けられ、開閉弁１３６の下流には補償弁１３８が設けてある。開閉弁１３６の右側にはバネ２６が設けられ切換弁Ｂへの操作圧信号がないときにはこのバネによる付勢によって開閉弁１３６は遮断される。更に、上記開閉弁１３６の下流であって、補償弁１３８の上流側の圧力は通路１８及び逆止弁１５０を経て切換弁群Ａのロードセンシングライン１１に接続されている。ここで、ロードセンシングライン１１の圧力が開閉弁１３６の出口側圧力より低い場合、例えば切換弁群Ａは動作されておらず旋回用油圧モータ６のみが駆動されているときその負荷圧がライン２２を介して開閉弁１３６の出口側に伝わり逆止弁１５０を経て新たなロードセンシングライン１１の圧力となり制御弁１４に供給される。一方、ロードセンシングライン１１の圧力が開閉弁１３６の出口側圧力より高い場合、旋回用油圧モータ６の負荷圧は逆止弁１５０により阻止されるので、その負荷圧はロードセンシングライン１１に反映されない。
【００３０】
補償弁１３８は、その閉じ方向には通路１４４を経て開閉弁１３６の上流側の圧力すなわち、吐出ライン１２Ｂが付勢され、一方その開き方向には通路１４６、通路１８を経て、開閉弁１３６の下流側の圧力がバネ１４０とともに付勢されている。補償弁１３８の下流には切換弁群Ｂが設けられ、補償弁１３８を経た油は切換弁群Ｂの吐出ライン２２に供給される。なお、図１では切換弁群Ｂを構成する切換弁として切換弁Ｂのみを示してある。この切換弁Ｂは通常のオープンセンター型の切換弁であり、吐出ライン２２に供給された圧油は切換弁Ｂが中立位置にあるときはセンターバイパス通路２２、タンクライン８を経てタンク２８へ放出される。さらに、切換弁Ｂは図示してないパイロットバルブにそれぞれ信号ライン３０、３２を介して接続されており、信号ライン３０、３２は、シャトル弁３４を介し、信号ライン３６を経て開閉弁１３６の絞り側（左側）に接続されている。なお、本発明の目的からすれば前記バネ１４０の付勢力はバネ１６と同等またはそれ以上に設定されることが好ましい。
【００３１】
参照符号１４８は補償弁１３８に形成したブリードオフ用の内部通路である。このブリードオフ用通路１４８の上流側は図示のように開閉弁１３６の出口側から分流して接続され、その下流側はタンク２８へ戻されている。
【００３２】
上記のように構成された補償弁１３８では、切換弁Ｂへの操作圧信号により旋回用油圧モータ６が駆動されさらに切換弁群Ａの１つ例えばブームシリンダ１００用の切換弁Ａ−１にも同時に操作圧信号が供給されているとロードセンシングライン１１の圧力が高くなり、ライン１４４とライン１４６との差圧がバネ１４０の付勢力より大きく、優勢になると、補償弁１３８のブリードオフ用通路１４８は閉じられることとなり、ブリードオフは機能しない。一方、切換弁群Ａは動作されておらず旋回用油圧モータ６のみが駆動されているときは、ライン１４４とライン１４６との差圧よりもバネ１４０の付勢力が大きく、優勢になると、補償弁１３８のブリードオフ用通路１４８は開かれることとなり、ブリードオフが機能することとなる。
【実施例２】
【００３３】
図２は、図１における開閉弁１３６の機能を旋回用油圧モータ６の方向切換弁５の内部に組み込んだ例を示す。なお、図２において、図１と同一構成部分については同一の参照符号を示してある。以下では新規な構成部分について主として説明する。
【００３４】
図２において、参照符号２は図１の補償弁１３６に対応する補償弁である。その補償弁２のスプール２ａ（図３、図４参照）はスプリング３によって開方向に付勢され、補償弁２の圧力室１０には方向切換弁５の可変絞り１の上流すなわち、吐出ライン１２Ｂと接続され、補償弁２の圧力室９は可変絞り１の下流であり、補償弁２の上流と接続される。従って、補償弁２のスプール２ａには、スプリング３の付勢力に対し可変絞り１の上流と下流の圧力差分が対向している。さらに、補償弁２のスプール２ａの内部通路２０（図３、図４参照）は、ロードセンシングライン１１に接続され、可変容量ポンプ７の制御圧力として導かれている。さらに補償弁２のスプール２ａにタンク通路４を設け、補償弁２のスプール２ａの移動によりそのタンク通路４が閉じるように構成されている。また、上記方向切換弁５の下流であって、補償弁２の上流側の圧力は通路９及び逆止弁２４を経て切換弁群Ａのロードセンシングライン１１に接続されている。なお、参照符号１４８Ａはブリードオフ用の通路である。
【００３５】
図２に示されるように、補償弁２の油圧回路の構成は図１の補償弁１３８と同じであり、また、補償弁２とロードセンシングライン１１および吐出ライン１２Ｂとの接続構成も同じである。したがって、ブリードオフ用の分流接続された通路１４８Ａにおけるブリードオフ機能についても前述した図１における油圧回路の動作と同様である。なお、図２で方向切換弁５は一見すると補償弁２の上方に配置されているが圧油の流れにおいては図１の場合と同様である。すなわち、旋回用油圧モータ６を駆動するため、方向切換弁５を図示の中立状態から左側に切り換えたとすると、吐出ライン１２Ｂからの圧油は可変絞り１を通過し、さらに補償弁２（図示の状態）を通過する。このときライン１７Ａとタンクライン８とは方向切換弁５で遮断されているので補償弁２を通過した圧油は逆止弁１９を通過し、ライン１７Ｂから再度方向切換弁５へ戻り、さらに、ライン１７Ｃを経て旋回用油圧モータ６に供給されその戻り油はライン１７Ｄを通過し、方向切換弁５を経てタンクライン１７Ｅからタンク２８に流れる。したがって、この状態では可変絞り１が図１における開閉弁１３６の絞り機能に対応しているのである。
【実施例３】
【００３６】
図３、図４は、図２に示す油圧回路構成において方向切換弁５と補償弁２の弁本体を一体的に形成した各弁体内部の状態を示す。方向切換弁５の中立状態では方向切換弁５のスプール５ａ（図３、図４参照）は、ポート１３４（図３、図４参照）がタンク２８とタンクライン８により接続される。一方、スプール５ａは、通路１７Ａを介して補償弁２の下流と接続される。
【００３７】
図３および図４は、本発明に係る油圧制御装置の旋回単独動作時、および旋回と他のアクチュエータ複合操作の場合の全体の軸方向断面図をそれぞれ示す。各図３、図４に示すように、方向切換弁５と補償弁２の各弁本体は、一体的に形成されており、図示のように６個の共通ポートで接続され図面の左側より第１ポート、第２ポートから図面右側まで第６ポートとされる。なお、図３ではスプール５ａが右端へ移動され、スプール２ａも右端に移動された状態を示し、一方、図４ではスプール５ａが右端へ移動され、スプール２ａは左端に移動された状態を示す。
【００３８】
なお、図３、図４において、方向切換弁５のスプール５ａが方向切換弁５の中央に位置し、アクチュエータを作動させない場合は、可変絞り１が閉じられているので可変容量ポンプ７からの圧油は供給されない。
【００３９】
一方、方向切換弁５のスプール５ａが図示のように、図面上の方向切換弁５の右方に位置し、アクチュエータを作動させる際は、通路１７Ａとタンクライン８はスプール５ａによって遮断される。
【００４０】
また、可変容量ポンプ７より吐出された油は、吐出ライン１２、１２Ｂを通過して方向切換弁５のスプール５ａ中央の可変絞り１と、可変絞り１に隣接するポート１０８を通過して、方向切換弁５と一体に形成される補償弁２の中央にスプリング３に付勢されながら摺動可能に設けられる補償弁２のスプール２ａの側面に刻設された溝部１１０とを通過し、チェック弁１９と通路１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を通過して旋回用油圧モータ６に供給される。
【００４１】
図４に示すように、スプール５ａが右端へフルストロークした場合において、補償弁２のスプール２ａに設けた内部通路２０と貫通する子穴１１３を介してタンク通路４を通過しタンクライン８と連通するよう構成される。
【００４２】
旋回用油圧モータ６からの圧油は通路１２４、１２８、１３０、１３２を通過してタンク２８へ戻る。可変絞り１の上流側圧力は圧力室１０に作用する。一方、可変絞り１の下流側圧力（ロードセンシング圧力）は補償弁２のスプール２ａに設けた内部通路２０を通過して圧力室９及びロードセンシングライン１１に作用する。
【００４３】
次に、旋回のみを単独で行なう旋回単独操作の場合について説明する。可変容量ポンプ７の吐出流量は、旋回動作時のロードセンシング圧力（ＬＳ）と吐出流量調整手段１３と、圧力調整用の制御弁１４と、圧力発生手段１５から決定される。更に、スプリング３は、可変絞り１の上流側と下流側の差圧に抗している。よって、スプリング３の付勢力を、制御弁１４に設けられたバネ１６の付勢力より同等又は、強く設定しておくことで補償弁２のスプール２ａは紙面右側に固定され、常にタンク通路４を介してタンク２８に接続されブリードオフが可能となる。
【００４４】
続いて、旋回と他のアクチュエータとの複合操作の場合について図４を参照して説明する。図４は、本発明に係る油圧制御装置における旋回とアクチュエータの複合動作時の軸方向全体断面図を示す。他のアクチュエータの負荷が旋回の負荷より重負荷である場合は、可変容量ポンプ７の吐出流量は、重負荷に対応するロードセンシング圧力ＬＳと、吐出流量調整手段１３と、圧力調整用の制御弁１４および圧力発生手段１５とから決定されるため、旋回要求流量より過大な流量が旋回用油圧モータ６へ流れようとする。スプリング３の付勢力より可変絞り１の上流側と下流側の圧力差が大きくなり、補償弁２のスプール２ａは、閉方向である紙面向かって左側へ移動する。この結果、吐出流量が過大となることを未然に防ぐことができる。圧力補償弁２のスプール２ａに設けられたタンク通路４の位置は、補償弁２のスプール２ａの制御位置より、先に補償弁２のスプール穴２ｂの鋳物壁に隠れるように寸法設定し、補償弁２のスプール２ａの移動とともにタンク通路４が封鎖される。この結果、図３では圧油を通過させていたタンク通路４が封鎖されてブリードオフが停止される。このために、複合操作時の作業効率の低下を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
油圧ショベル等の建設機械のように複数のアクチュエータを有する機械に最適な油圧制御装置に係り、特に複数のアクチュエータを同時操作する比較的重負荷を操作する場合と単独に操作する比較的軽負荷を操作する場合とでブリードオフ機能を使い分けるようにするものであって、軽負荷の場合にはブリードオフを機能させてハンチングによる障害を防ぎ、重負荷の場合にはブリードオフ機能を抑制して、制御弁の操作性を高め、作業効率の向上を図る油圧制御装置に適用できることから、パワーショベルやその他の油圧重機、ならびに、複数の油圧駆動部を有する機械のための油圧制御装置に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る第１の実施例に対応する油圧制御装置の油圧回路図である。
【図２】本発明に係る第２の実施例に対応する油圧制御装置の油圧回路図である。
【図３】本発明に係る第３の実施例に対応する油圧制御装置の旋回単独動作を説明するための各弁体内部の軸方向全体断面図である。
【図４】本発明に係る第３の実施例に対応する油圧制御装置の旋回とアクチュエータの複合動作を説明するための各弁体内部の軸方向全体断面図である。
【図５】従来の油圧制御装置の油圧回路図である。
【図６】図５における切換弁Ｂ−１の中間切換位置を示す図である。
【図７】図５における開閉弁の中間切換位置を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    可変絞り
２    補償弁
２ａ  スプール
２ｂ  スプール穴
３    スプリング
４    タンク通路
５    方向切換弁
５ａ  スプール
６    旋回用油圧モータ
７    可変容量ポンプ
８    タンクライン
９    圧力室
１０  圧力室
１１  ロードセンシングライン
１２、１２Ａ、１２Ｂ  吐出ライン
１３  吐出流量調整手段
１４  制御弁
１５  圧力発生手段
１６  バネ
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ  通路
１８  通路
１９  逆止弁
２０  内部通路
２２  吐出ライン
３６  信号ライン
２４  逆止弁
２６  バネ
２８  タンク
３０、３２  信号ライン
３４  シャトル弁
３６  信号ライン
３８  絞り
４０  逆止弁
４２  戻りライン
５２  戻りライン
５０、５２  戻りライン
５４、５６  タンクライン
５６  タンクライン  
５８、６０  分流補償弁
６２  絞り
６４  逆止弁
６６、６８、７０  通路
７２    アームシリンダ
７４、７６  戻り油通路
７８  通路
８０  通路
８２  逆止弁
８４  ばね
８６  バイパスライン
８８  圧力調整手段
９０  バネ
９２  ロードセンシングライン
９４  通路
９６  圧力発生手段
９８  通路
１００  ブームシリンダ
１０２  通路
１０４  逆止弁
１０６  絞り
１０８  ポート
１１０  溝部
１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２８、１３０、１３２  通路
１３４  ポート
１３６  開閉弁
１３８  補償弁
１４０  バネ
１４２  切換弁
１４４  通路
１４６  通路
１４８、１４８Ａ  ブリードオフ用通路
１５０  逆止弁
Ａ    切換弁群
Ｂ    切換弁群
【図１】
2006207800.tif 000003
【図２】
2006207800.tif 000004
【図３】
2006207800.tif 000005
【図４】
2006207800.tif 000006
【図５】
2006207800.tif 000007
【図６】
2006207800.tif 000008
【図７】
2006207800.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第１の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも１つ含む第１の切換弁群と、
前記ロードセンシング機能を有する切換弁に対応して形成されたロードセンシングラインからの油圧信号を受け前記可変容量ポンプの吐出量を調整する吐出流量調整手段と、
前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第２の吐出ラインに接続され少なくとも１つの切換弁を含む第２の切換弁群と、
前記第２の切換弁群の上流側にて前記第２の吐出ラインに接続され前記第２の切換弁群に属する切換弁への操作圧信号に対応して開閉および絞り機能を有する開閉弁と、
前記開閉弁の下流側に設けられその一側は前記開閉弁の出口側の油圧力および所定バネ力とからなる付勢力により付勢されその他側は前記第２の吐出ラインの油圧力による付勢力によって付勢されており、前記一側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油圧を開方向に、前記他側の付勢力により前記開閉弁入口から供給される油圧を閉方向となるよう作用しその出口側が前記第２の切換弁群に接続されてなる補償弁と、からなる油圧制御装置であって、
前記補償弁には、前記一側の付勢力が他側の付勢力より優勢な状態のとき前記開閉弁出口側と接続されタンク側と連通するブリードオフ用通路を設けたことを特徴とする油圧制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記目的を達成するための本発明に係る油圧制御装置は、可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第１の吐出ラインに接続されロードセンシング機能を有する切換弁を少なくとも１つ含む第１の切換弁群と、前記ロードセンシング機能を有する切換弁に対応して形成されたロードセンシングラインからの油圧信号を受け前記可変容量ポンプの吐出量を調整する吐出流量調整手段と、前記可変容量ポンプの吐出ラインを分岐した第２の吐出ラインに接続され少なくとも１つの切換弁を含む第２の切換弁群と、前記第２の切換弁群の上流側にて前記第２の吐出ラインに接続され前記第２の切換弁群に属する切換弁への操作圧信号に対応して開閉および絞り機能を有する開閉弁と、前記開閉弁の下流側に設けられその一側は前記開閉弁の出口側の油圧力および所定バネ力とからなる付勢力により付勢されその他側は前記第２の吐出ラインの油圧力による付勢力によって付勢されており、前記一側の付勢力により前記開閉弁出口から供給される油圧を開方向に、前記他側の付勢力により前記開閉弁入口から供給される油圧を閉方向となるよう作用しその出口側が前記第２の切換弁群に接続されてなる補償弁と、からなる油圧制御装置であって、前記補償弁には、前記一側の付勢力が他側の付勢力より優勢な状態のとき前記開閉弁出口側と接続されタンク側と連通するブリードオフ用通路を設けたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006207800.tif 000010