(57)【要約】【課題】   流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設け、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができるようにした建設重装備用流量制御装置を提供することにある。【解決手段】  作業装置の負荷及び油圧ポンプの負荷圧力に関係なく設けられた、流量を一定するように供給する流量制御機能及び単純方向切換弁機能を行うことができる建設重装備用流量制御装置に関するものであって、パラレル通路と、第１負荷通路及び第２負荷通路が形成されるハウジングと、ハウジング内に移動可能に設けられる制御スプールとを含む制御弁、第１負荷通路とパラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを含む流量制御弁、第２負荷通路とパラレル通路との間に設けられかつ第２油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを含んでなされる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプの作動油が入力されるパラレル通路と、前記パラレル通路の作動油を第１油圧シリンダへ出力する第１負荷通路及び第２油圧シリンダへ出力する第２負荷通路が形成されるハウジングと、前記ハウジング内で移動可能に設けられ、前記第１負荷通路と前記第２負荷通路との何れかの一つを前記パラレル通路と選択的に連通させる制御スプールとを含む制御弁；
前記第１負荷通路と前記パラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、前記パラレル通路と前記ロジックチェック弁との間に設けられかつ前記ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを、含む流量制御弁；及び
前記第２負荷通路と前記パラレル通路との間に設けられ前記第２油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを、含んでなされることを特徴とする建設重装備用流量制御装置。
【請求項２】
前記ロジック制御弁は、前記パラレル通路側の圧力と前記第１負荷通路側の圧力との差に応じて前記ロジックチェック弁 の背圧室へ入力される流量を制限することによって、前記第１負荷通路へ出力される流量を一定するように保持することを、特徴とする請求項１に記載の建設重装備用流量制御装置。
【請求項３】
前記ロジックチェック弁は、前記第１負荷通路側から前記パラレル通路側への逆流を制限する逆流防止機能をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の建設重装備用流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設重装備用流量制御装置に関するものであって、制御弁のブロック内部に流量制御弁と単純方向切換弁とが設けられ、作業装置の負荷及び油圧ポンプの負荷圧力に関係なく設定された流量を一定するように供給する流量制御機能及び単純方向切換弁機能を果たすことができる建設重装備用流量制御装置に関する。
【０００２】
さらに詳細には、逆流防止用のチェック弁の機能と共に圧力補償型の流量調節弁機能とを備えることによって、作業装置の負荷圧力及び油圧ポンプの圧力変動が生じられる場合にも作業装置に供給される流量及び圧力が急激に変化されないようにして油圧システムの安定性を図ることができるようにした流量制御装置に関したものである。
【背景技術】
【０００３】
図１は、従来技術による建設重装備用流量制御装置の油圧回路図である。
【０００４】
従来技術による建設重装備用流量制御装置は、油圧ポンプ２００と、油圧ポンプ２００に連結されかつ供給される作動油により駆動される油圧シリンダ３００と、油圧ポンプ２００と油圧シリンダ３００との間の流路に設けられ油圧シリンダ３００を起動、停止及び方向切換を行わせるよう作動油を制御する制御弁１００と、制御弁１００と油圧シリンダ３００との間の負荷通路(６Ａ，６Ｂ)に設けられ、油圧シリンダ３００に供給される流量を制限し駆動速度を制御する流量制御弁(４００；４００Ａ，４００Ｂ)とを備える。
【０００５】
未説明符号４はセンタバイパス通路、５００は回路内に設定された圧力を超過する負荷発生の時に作動油をタンクＴへドレインさせるリリーフ弁である。
【０００６】
調節レバー(図示せず)が操作され前記制御弁１００の右側端にパイロット信号圧が印加されると、油圧ポンプ２００から吐出される作動油は、ポンプ通路５、チェック弁３及び位置が切り換えられた制御弁１００とを経由し、負荷通路６Ａを通過して油圧シリンダ３００のラージチェンバ３０２に供給され、且つ、油圧シリンダ３００のスモールチェンバ３０１から吐出される作動油はチェック弁４０５Ｂ及び負荷通路６Ｂを経由しタンクＴへ帰還されることによって油圧シリンダ３００が伸長駆動される。
【０００７】
反対に、制御弁１００が右側方向に切換されると油圧ポンプ２００から吐出される作動油は油圧シリンダ３００のスモールチェンバ３０１へ供給されるため、油圧シリンダが収縮駆動される。
【０００８】
作業条件によって、前述した油圧シリンダ３００に供給される流量を制限しかつ油圧シリンダ３００の駆動速度を制御しようとする場合、絞り(４０１Ａ )の開き量に相応するパイロット圧力(４０３Ａ)と予め設定されたバルブスプリング(４０４Ａ)との圧力差により、流量制御弁(４００Ａ)がラージチェンバ３０２へ流入される流量を調節する。
【０００９】
しかし、前述した従来流量制御装置によると、流量制御弁４００を制御弁１００の負荷通路(６Ａ，６Ｂ)と油圧シリンダ３００との間の流路に設けるためには別度のブロックが必要とされる。このため、構成部品数が多くなり原価コストが高くつき、且つ、部品間の設置位置の干渉による設計上の制限が生じ狭い空間には設置できないという問題点があった。
【００１０】
また、従来流量制御弁４００には、前記油圧シリンダ３００側の負荷圧力が油圧ポンプ２００側の吐出圧力より高い場合に対応されるチェック機能が備えられていなかったため、チェック弁３を制御弁１００のポンプ通路５に別度に設けられなければならないという問題点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前述したような問題点を鑑み発明したものであって、本発明の目的は流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設け、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができるようにした建設重装備用流量制御装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設けることによって、部品数の低減によるコストダウンを図りつつ、部品間の設置位置の干渉をなくして自由な設計が可能になることによって狭い空間にも設置できる建設重装備用流量制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に果たすことができるように流量制御弁と単純方向切換弁とが制御弁のブロック内部に設けられる建設重装備用流量制御装置を提供する。
【００１４】
油圧ポンプの作動油が入力されるパラレル通路と、パラレル通路の作動油を第１油圧シリンダへ出力する第１負荷通路及び第２油圧シリンダへ出力する第２負荷通路が形成されるハウジングと、ハウジング内に移動可能に設けられかつ第１負荷通路と第２負荷通路との何れかの一つをパラレル通路と選択的に連通させる制御スプールを包含する制御弁、第１負荷通路とパラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、パラレル通路とロジックチェック弁との間に設けられ、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを含む流量制御弁及び、第２負荷通路とパラレル通路との間に設けられ第２油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを含んでなされる。
【００１５】
ロジック制御弁はパラレル通路側の圧力と第１負荷通路側の圧力との差によって、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御することによって第１負荷通路へ出力される流量を一定するように保持することが望ましい。
【００１６】
また、ロジックチェック弁は、第１負荷通路側からパラレル通路側への逆流を制限する逆流防止機能をさらに含むことができる。
【００１７】
本発明の目的と利点は以下の添付図面に基づいた詳細な説明により明白となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照とし説明するが、これは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施され得る程度で詳細に説明したものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。
【００１９】
本発明の一実施例による建設重装備用流量制御装置の断面図を示している図２を参照すると、本発明による流量制御装置１０は、ハウジング１２とハウジング１２内で移動可能に設けられる制御スプール１４とを包含する制御弁１１と、流量制御弁２０及びロッドチェック弁３０とを、含んでなされる。
【００２０】
ハウジング１２は、各種バルブと流路とが設けられるブロックからなされ制御弁１１の本体を構成する。
【００２１】
このハウジング１２内には、油圧ポンプ２００の作動油が入力されるパラレル通路４０と、パラレル通路４０へ供給される作動油を第１油圧シリンダ２０１へ出力する第１負荷通路４１及び第２油圧シリンダ２０２へ出力する第２負荷通路４２とが形成される。
【００２２】
ハウジング１２内には、制御スプール１４が左右に移動可能に設けられ、制御スプール１４が左右方向に移動されることによって前記第１負荷通路４１と第２負荷通路４２のうち何れかの一つが前記パラレル通路４０と選択的に連通される。
【００２３】
また、ハウジング１２内には第１油圧シリンダ２０１へ供給される流量を制御する流量制御弁２０が設けられるが、流量制御弁２０はロジックチェック弁２１とロジック制御弁２２とを包含しなされる。
【００２４】
ロジックチェック弁２１は前記第１負荷通路４１とパラレル通路４０との間に開閉可能に設けられ、ロジック制御弁２２は前記パラレル通路４０とロジックチェック弁２１との間に設けられる。
【００２５】
ロジックチェック弁２１は、ハウジング１２内で上下方向に移動可能に設けられるピストン２３と、ばね２４により弾性支持されかつピストン２３に対して移動可能に設けられるロジックチェックポペット２５とを包含しなされる。
【００２６】
ロジックチェックポペット２５は、前記パラレル通路４０と第１負荷通路４１とを連結する第１連結通路４３上に開閉可能に設けられるため、パラレル通路４０と第１負荷通路４１とを連結又は閉鎖する機能を果たすと共に、第１負荷通路４１の圧力が増加する場合にピストン２３に対し下側へ移動し逆流を制限するチェック弁の機能をも行う。
【００２７】
ピストン２３の上端には背圧室２１ａが備えられ、その下側に背圧室２１ａと連通されるオリフィス２３ａが形成される。
【００２８】
また、ロジックチェックポペット２５には、その中央を貫通し、前記オリフィス２３ａと第１負荷通路４１とを連通させるロジックチェック流路２５ａが形成される。
【００２９】
前記ロジックチェック弁２１の背圧室２１ａへ入力される流量を制御するロジック制御弁２２は、信号圧が入力されることに応じてハウジング１２内で左右に移動可能に設けられる。
【００３０】
ロジック制御弁２２は、入力される信号に応じて左右に移動されながらロジック制御入口ライン４５とロジック制御出口ライン４６とを連結/閉鎖するが、ロジック制御入口ライン４５は第１連結通路４３に繋がりかつロジック制御出口ライン４６は前記ロジックチェック弁２１の背圧室２１ａと連結されていて、パラレル通路４０からロジックチェック弁 ２１の背圧室２１ａへ供給される流量をロジック制御弁２２が制御する。
【００３１】
また、ロジック制御弁２２は、ポンプ圧信号ライン４７と負荷信号ライン４８とを介して供給される信号圧に応じて左右に移動される。
【００３２】
ポンプ圧信号ライン４７は、第１負荷通路４１の供給側４１ａの圧力を感知し、負荷信号ライン４８は第１負荷通路４１の出力側４１ｂの圧力を感知する。
【００３３】
ポンプ圧信号ライン４７は、ロジック制御弁２２の左側圧力室２２ａへ信号圧を供給し、負荷信号ライン４８はロジック制御弁２２の右側圧力室２２ｂへ信号圧を供給する。
【００３４】
ロジック制御弁２２は、右側圧力室２２ｂの方向にばね２２ｃにより弾性支持され、左側圧力室２２ａへ入力される信号圧と右側圧力室２２ｂへ入力される信号圧及びばね力との差によって左右に移動される。
【００３５】
ポンプ圧信号ライン４７と負荷信号ライン４８とは制御弁１１の制御スプール１４が中立位置にあるときにはタンクＴへ連結されるが、パイロット信号圧により制御スプール１４が左・右側に切り換わるとポンプ圧信号ライン４７と負荷信号ライン４８の信号圧はロジック制御弁２２へ入力される。
【００３６】
前記第２負荷通路４２とパラレル通路４０との間にはロッドチェック弁３０が設けられ、第２油圧シリンダ２０２からの逆流を制限する役割を果たす。
【００３７】
ロッドチック弁３０は、パラレル通路４０と連結される第２連結通路４４上に開閉可能に設けられ、前記制御スプール１４が移動されることによってパラレル通路４０から供給される作動油を、第２連結通路４４を経由し第２負荷通路４２側へ供給する。
【００３８】
ロッドチェック弁３０は、ハウジング１２に固定されるバルブキャップ３１に挿入され、ばね３２により弾支された状態で上下移動可能に設けられるポペット３３を包含しなされる。
【００３９】
従って、パラレル通路４０から作動油が供給され圧力が増加すると、ポペット３３が上側へ移動しパラレル通路４０と第２連結通路４４とを連結し、第２油圧シリンダ２０２側の負荷が増加し第２負荷通路４２側の圧力が増加すると、ポペット３３が下側に移動しパラレル通路４０と第２連結通路４４とを閉鎖させることによって、第２油圧シリンダ２０２からの逆流を制限する。
【００４０】
以下では、本発明による建設重装備用流量制御装置の作動を添付図面を参照しながら詳しく説明する。
【００４１】
図２に示したように、制御スプール１４が中立状態にある時には油圧ポンプ２００からの作動油は制御スプール１４のセンタバイパス通路４９を経由しタンクＴへ排出される。
【００４２】
制御スプール１４の右側にパイロット信号圧ｂが入力されると、制御スプール１４が左側に移動され、油圧ポンプ２００からパラレル通路４０へ供給される作動油がロッドチェック弁３０のポペット３３を上側に押し上げることによって、パラレル通路４０と第２連結通路４４とが連結され、作動油が第２連結通路４４と第２負荷通路４２を経由し第２油圧シリンダ２０２へ供給され第２油圧シリンダ２０２が駆動される。
【００４３】
第２油圧シリンダ２０２の作動中、第２油圧シリンダ２０２の負荷上昇により第２負荷通路４２側の圧力が増加するとポペット３３が下側へ移動しパラレル通路４０と第２連結通路４４との連結を遮断することによって、第２油圧シリンダ２０２からの逆流を制限する。
【００４４】
制御スプール１４の左側にパイロット信号圧ａが入力されると、制御スプール１４が右側へ移動され、制御スプール１４の可変オリフィス１４ａにより第１負荷通路４１の供給側４１ａと出力側４１ｂとが連通される。
【００４５】
従って、パラレル通路４０の作動油は、可変オリフィス１４ａの開口面積により流量が変化され、第１負荷通路４１を経由し第１油圧シリンダ２０１側へ供給され、第１油圧シリンダ２０１が駆動される。
【００４６】
ロジックチェック弁２１とロジック制御弁２２とを包含する流量制御弁２０は、第１油圧シリンダ２０１側へ供給される流量が一定するように保持されるよう制御する機能を行う。
【００４７】
第１連結通路４３からロジックチェックポペット２５を通過した流量が一定流量以上に増加すると、第１負荷通路４１の供給側４１ａの圧力は上昇し、上昇された圧力がポンプ圧信号ライン４７を介してロジック制御弁２２の左側圧力室２２ａに印加される。
【００４８】
また、第１油圧シリンダ２０１に作用される負荷圧力は、第１負荷通路４１の出力側４１ｂに連結された負荷信号ライン４８を介してロジック制御弁２２の右側圧力室２２ｂに印加される。
【００４９】
ロジック制御弁２２の左側圧力室２２ａに作用する圧力と、右側圧力室２２ｂに作用する圧力及びばね２２ｃのばね力との差によってロジック制御弁２２が左右方向に移動される。
【００５０】
即ち、左側圧力室２２ａに作用する圧力をＰａ，受圧面積をＤａ，右側圧力室２２ｂに作用する圧力をＰｂ、受圧面積をＤｂ、ばね力をＦｓとすると、ロジック制御弁２２の左・右側に作用するパワーは以下のように示されうる。
Ｐａ× Ｄａ＝ Ｐｂ× Ｄｂ＋ Ｆｓ
【００５１】
従って、第１負荷通路４１の供給側４１ａの圧力が増加し左側圧力室２２ａの圧力が増加すると、ロジック制御弁２２は右側へ移動され、作動油がパラレル通路４０と連通されたロジック制御入口ライン４５を介してロジック制御出口ライン４６へ流出される。
【００５２】
ロジック制御出口ライン４６へ流出される作動油は、ロジックチェック弁２１の上端の背圧室２１ａへ供給され、背圧室２１ａと連通されるオリフィス２３ａ及びロジックチェック流路２５ａを経由し第１負荷通路４１の供給側４１ａへ供給される。
【００５３】
ここで、ロジック制御出口ライン４６の流量が増加すると背圧室２１ａの圧力が増加するのでロジックチェック弁２１が下側方向に移動し、第１連結通路４３と第１負荷通路４１とを連結する通路面積が縮小されることによって第１負荷通路４１の供給側４１ａの流量が減少される。
【００５４】
第１油圧シリンダ２０１側の負荷が増加し第１負荷通路４１の出力側４１ｂの圧力が増加すると、負荷信号ライン４８を介して右側圧力室２２ｂに作用される圧力も増加する。このため、ロジック制御弁２２は左側に移動され、ロジック制御入口ライン４５とロジック制御出口ライン４６とを連通させるロジック制御弁２２の開口面積が縮小され、ロジック制御出口ライン４６を通過する流量も減少する。
【００５５】
従って、ロジックチェック弁２１の上端の背圧室２１ａに作用する圧力も減少してロジックチェック弁２１が上側に移動されることによって、パラレル通路４０と第１負荷通路４１とを連結する通路が開放される。
【００５６】
即ち、第１油圧シリンダ２０１側の負荷が増加する場合には、ロジックチェック弁２１が上側に移動され、第１負荷通路４１の供給側４１ａに供給される流量が増加される。
【００５７】
前述したように、油圧ポンプ２００の圧力及び第１油圧シリンダ２０１側の圧力が変化される場合にも、流量制御弁２０が圧力の変化を補償し第１負荷通路４１の供給側４１ａに供給される流量を制御することによって、制御スプール１４の可変オリフィス１４ａの開口面積に対応する流量を一定するように保持することができる。
【００５８】
図３は、パイロット信号圧の変化による制御スプールの可変オリフィス開口面積の変化率を表し、図４は油圧ポンプの圧力変化に応じて第１油圧シリンダに供給される流量の変化率を表す。
【００５９】
制御スプール１４の左側にパイロット信号圧ａが印加される時、制御スプール１４が右側に移動され可変オリフィス１４ａの開口面積が変わるが、パイロット信号圧ＰｉがＡからＢ(Ａ＜Ｂ)へ増加される間、可変オリフィス１４ ａの開口面積もパイロット信号圧Ｐｉに比例し増加される。
【００６０】
従って、図４に示したように、パイロット信号圧Ｐｉが図３のＡに相当し可変オリフィス１４ａが部分的に開放された状態で、油圧ポンプ２００からの圧力が増加しつつある場合には、前記流量制御弁２０の作動により第１油圧シリンダ２０１へ供給される流量が一定するように保持される。また、パイロット信号圧Ｐｉが図３のＢに相当し可変オリフィス１４ａが完全に開放された状態で、油圧ポンプ２００からの圧力が増加しつつある場合にも、前記流量制御弁２０の作動により第１油圧シリンダ２０１へ供給される流量が一定するように保持される。
【００６１】
前述したように、本発明の建設重装備用流量制御装置は、流量制御弁と単純方向切換弁とが制御弁のブロック内部に設けられ、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができる。
【００６２】
また、流量制御弁と単純方向切換弁とが、制御弁のブロック内部に設けられるため、部品数を少なくしコストダウンを図ることができる。且つ、部品間の設置位置干渉が取り除かれ、自由な設計が可能なので狭い空間にでも設けられうる効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来技術による建設重装備用流量制御装置の油圧回路図である。
【図２】本発明の一実施例による建設重装備用流量制御装置の断面図である。
【図３】パイロット信号圧変化に応じる制御スプールの可変オリフィスの開口面積の変化率である。
【図４】油圧ポンプの圧力変化に応じて第１油圧シリンダに供給される流量の変化率を表す。
【符号の説明】
【００６４】
１０    流量制御装置
１１    制御弁
１２    ハウジング
１４    制御スプール
２０    流量制御弁
２１    ロジックチェック弁
２１ａ  背圧室
２２    ロジック制御弁
２３    ピストン
２３ａ  オリフィス
２４    ばね
２５    ロジックチェックポペット
２５ａ  ロジックチェック流路
３０    ロッドチェック弁
３１    バルブキャップ
３３    ポぺット
４０    パラレル通路
４１    第１負荷通路
４２    第２負荷通路
４３    第１連結通路
４４    第２連結通路
４５    ロジック制御入口ライン
４６    ロジック制御出口ライン
４７    ポンプ圧信号ライン
４８    負荷信号ライン
４９    センタバイパス
２０１  第１油圧シリンダ
２０２  第２油圧シリンダ
【図１】
2005240994.tif 000003
【図２】
2005240994.tif 000004
【図３】
2005240994.tif 000005
【図４】
2005240994.tif 000006