(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプのポンプ通路につながり駆動する油圧シリンダーと、油圧ポンプと油圧シリンダー間の油路に設けられ、パイロット印加の際に切替えられ、作動油の流れをコントロールする油量制御弁と、ポンプ通路とフィーダ通路間の油路に設けられ、負荷通路に流込まれる油量を補助的にコントロールするシート弁体を備える重装備用油量制御装置において、
前記シート弁体は、
ポンプ通路とフィーダ通路との間の油路に負荷通路の負荷圧力と油圧ポンプの吐出側の圧力差により移動し、該移動量に応じてポンプ通路とフィーダ通路間の開口面積を変化させる制御可変スロットルを有する第１シート弁と、
ピストン体外周面にハウジングに対して、補助制御可変スロットルを備え、パイロット圧油の供給による移動量に応じてピストン体外周面と前記シート弁体のハウジングとの間の開口面積が変化し、前記第１シート弁に対して移動し、第１シート弁の移動量決めを行うピストン体と、
パイロット圧油を供給する油路を開閉する可変スロットルを有し、パイロット信号圧印加により切替えられ前記可変スロットルを開閉し前記ピストン体外周面と前記シート弁体のハウジングとの間へ供給する油量をコントロールして、前記ピストン体の移動量決めを行うパイロットスプールと、
前記パイロットスプールの移動による可変スロットルの開き量と前記ピストン体の移動によるパイロット補助制御可変スロットルの開き量との差に比例して、前記ピストン体が移動し、前記第１シート弁の動きを制限することを特徴とする重装備用油量制御装置。
【請求項２】
前記パイロットスプールは負荷通路と油圧シリンダーポット間に設けられた主可変スロットルを前後の信号圧力差により切替えられ、油量のコントロールを行うことを特徴とする請求項１に記載の重装備用油量可変制御装置。
【請求項３】
前記シート弁体に形成のパイロット信号圧通路に逆流防止用チェック弁が設けられ、前記油圧シリンダー駆動の際、負荷通路内の負荷圧力がポンプ通路に逆流されることが防止できることを特徴とする請求項１に記載の重装備用油量可変制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクチュエータに供給される油量を可変制御できるようにした重装備用油量可変制御装置に関するものである。
【０００２】
さらに詳しくは、油圧シリンダーに流出し、流込まれる油量をコントロールする補助油量制御弁を方向切替え弁のブロック内部に設け、部品点数を減らし原価コストを削減し、コンパクトな構造により、設計の際にレイアウト上の干渉を防止して狭小なスペースにても用いられるようにした油量制御装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
図１に概略的に図示したように、従来技術による建設重装備用油量制御装置は、エンジンにつながる油圧ポンプ(２００)と、油圧ポンプ(２００)につながって供給される作動油により駆動する油圧シリンダー(３００)、油圧ポンプ(２００)と油圧シリンダー(３００)間の油路に設けられ、油圧シリンダー(３００)を起動、停止及び方向切替えさせるように作動油をコントロールする方向切替え弁(１００)と、方向切替え弁(１００)と油圧シリンダー(３００)間の負荷通路(６A、 ６B)に設けられ、油圧シリンダー(３００)に供給される油量を制限してこれの駆動速度をコントロールする補助制御弁(４００ ; ４００A、 ４００B)を備える。
【０００４】
説明符号無い４はセンターバイパス通路、５００は回路内に設定の圧力を越える負荷発生の際、作動油をタンク(T)へドレインさせるリリーフ弁である。
【０００５】
従って、オペレータがコントロールレバー(図示無し)を操作すると、パイロット信号圧が前述の方向切替え弁(１００)の右側端に印加され内部スプールを図面上、左側方向に切替えさせる。これにより、油圧ポンプ(２００)から吐出される作動油はポンプ通路(５)、切替えられた方向切替え弁(１００)を経由して負荷通路(６A)を通過して油圧シリンダー(３００)のラージ室(３０２)に供給され、同時に油圧シリンダー(３００)のスモール室(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)を経由してタンク(T)へ戻され、油圧シリンダー(３００)が伸長駆動を行う。
【０００６】
一方、前述の方向切替え弁(１００)が図面上、右側方向へ切替える際は、油圧ポンプ(２００)から吐出される作動油は油圧シリンダー(３００)のスモール室(３０１)へ供給されるので、油圧シリンダー(３００)は収縮駆動を行う。
【０００７】
作業条件によって前述した油圧シリンダー(３００)へ供給される油量を制限して油圧シリンダー(３００)の駆動速度をコントロール使用とする場合、スロットル(４０１A)の開放量に相当するパイロット圧力(４０２A、４０３A)と、予め設定の弁バネ(４０４A)との圧力差により補助油量制御弁(４００)が前述し
たラージ室(３０２)に流込まれる油量が調節できることになる。
【０００８】
しかし、前述したような油量制御装置においては、前述の補助油量制御弁(４００)を方向切替え弁(１００)の負荷通路(６A、６B)と油圧シリンダー(３００)間の油路に設けるために、別のブロックが必要となり、当該部品点数の増加により原価コストが高くなり、設計の際、レイアウト(LAY-OUT)上の干渉によりスペースが狭小な場所にては使用が不可能になるという問題点を有する。
【０００９】
なお、前述の油圧シリンダー(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、逆流を防止するためのチェック機能が補助油量制御弁(４００)には備われず、チェック弁(３)を方向切替え弁(１００)のポンプ通路(５)に別に設けなければならないという問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、油量をコントロールする補助油量制御弁を方向切替え弁のブロック内部に設け、当該部品点数を減らし原価コストを節減して、コンパクトな構造により設計の際、レイアウト上の干渉を防止し、狭小なスペースにても使用できるようにした油量制御装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、油圧ポンプの吐出圧力より作業装置の負荷圧力が高い時、応答性に優れている逆流防止のチェック機能を働き、信頼度を向上させることができるようにした油量制御装置を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、作業装置の負荷圧力及び油圧ポンプの圧力変動に関わらず、設定の作動油を一定に油圧シリンダーへ供給できる、重装備油量制御装置を用いた油圧回路を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、請求項1の発明は油圧ポンプのポンプ通路につながり駆動する油圧シリンダーと、油圧ポンプと油圧シリンダー間の油路に設けられ、パイロット印加の際に切替えられ、作動油の流れをコントロールする油量制御弁と、ポンプ通路とフィーダ通路間の油路に設けられ、負荷通路に流込まれる油量を補助的にコントロールするシート弁体を備える重装備用油量制御装置において、
前記シート弁体は、
ポンプ通路とフィーダ通路との間の油路に負荷通路の負荷圧力と油圧ポンプの吐出側の圧力差により移動し、該移動量に応じてポンプ通路とフィーダ通路間の開口面積を変化させる制御可変スロットルを有する第１シート弁と、
ピストン体外周面にハウジングに対して、補助制御可変スロットルを備え、パイロット圧油の供給による移動量に応じてピストン体外周面と前記シート弁体のハウジングとの間の開口面積が変化し、前記第１シート弁に対して移動し、第１シート弁の移動量決めを行うピストン体と、
パイロット圧油を供給する油路を開閉する可変スロットルを有し、パイロット信号圧印加により切替えられ前記可変スロットルを開閉し前記ピストン体外周面と前記シート弁体のハウジングとの間へ供給する油量をコントロールして、前記ピストン体の移動量決めを行うパイロットスプールと、
前記パイロットスプールの移動による可変スロットルの開き量と前記ピストン体の移動によるパイロット補助制御可変スロットルの開き量との差に比例して、前記ピストン体が移動し、前記第１シート弁の動きを制限することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、ピストン体はピストン体の外周面にハウジングに対して、補助制御可変スロットルを備え、ピストン体の移動量に応じてピストン体の外周面と前記シート弁体のハウジングとの間の開口面積が変化することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１において、パイロットスプールは負荷通路と油圧シリンダーポット間に設けられた主可変スロットルを前後の信号圧力差により切替えられ、油量のコントロールを行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１において、シート弁体に形成のパイロット信号圧通路に逆流防止用チェック弁が設けられ、前記油圧シリンダー駆動の際、負荷通路内の負荷圧力がポンプ通路に逆流されることが防止できることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面により詳しく説明するが、これは本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明するためであって、これにより本発明の技術的な思想及びカテゴリが限定されることを意味するものではない。
【００１８】
図２、図３a、図３b及び図３cは本発明の一実施例によるシート弁体の断面図であり、図４は前記シート弁体を用いた油圧回路図である。
【００１９】
図面を参照すると、本発明によるシート弁体(５００)はポンプ通路(５)とフィーダ通路(７A、７B)との上に設けられ、開度を制御する第１シート弁(５０２)、前記第１シート弁の上方への動きを制限するピストン体(５０１)、前記ピストン体(５０１)の圧力室(５２４)にパイロット圧油を供給するパイロットスプール(４１)を備える。
【００２０】
前記第１シート弁(５０２)はポンプ通路(５)とフィーダ通路(７A、 ７B)との間の油路上に位置し、移動量によってポンプ通路(５)からフィーダ通路(７A、 ７B)への開口面積を変化する制御可変スロットル(５１１)を備え、
前記ピストン体(５０１)は圧力室(５２４)にパイロット作動油路(５２１)を介してパイロット圧油の供給の際、第１シート弁(５０２)に対して移動を行い、第１シート弁(５０２)の移動量を決定する。なお、ピストン体(５０１)は移動量によってハウジング(１)とピストン体(５０１)の外周面との間の開口面積を変化するパイロット補助制御可変スロットル(５１２)を備える。
【００２１】
前記第１シート弁(５０２)と前記ピストン体(５０１)間には、弾性手段であるバネが挿入され、ピストン体(５０１)の位置が第１シート弁(５０２)の上下移動に影響を与える。
【００２２】
ポンプ通路(５)の油圧はポンプ圧力パイロット連結通路(５２３、５２２a、５２２、 ５２１)を介してピストン体(５０１)の圧力室(５２４)へ作用を行なう。この時、パイロットスプール(４１)が通路５２２と５２１との間に位置し、パイロットスプール(４１)が切替えられることにより、パイロットスプール(４１)に形成の可変スロットル(５２５)の移動により前記通路５２２と５２１が開閉する。
【００２３】
パイロットスプール(４１)の移動による可変スロットル(５２５)の開き量とパイロット補助制御可変スロットル(５１２)の開き量との差に比例して、ピストン体(５０１)が下方へ移動し、これは第１シート弁(５０２)の上方への動きを制限する。
【００２４】
この時、図３に示したように、前述の油圧シリンダー(３００)駆動の際、負荷通路(６A、６B)内の負荷圧力がポンプ通路(５)へ逆流することが防止できるように、パイロット信号圧通路(５２２a、５２３)との間に逆流防止用チェック弁(５５１)が設けることができる。
【００２５】
図４は前記シート弁体(５００)の圧力室(５３１)にパイロット信号圧を印加して油量を制御する油量制御装置の回路図である。
【００２６】
図４を参考すると、本実施例による油量制御装置は油圧ポンプ(７００)と、油圧ポンプ(７００)のポンプ通路(５)につながり駆動する油圧シリンダー(７０１、７０２、７０３)と、油圧ポンプ(７００)と油圧シリンダー(７０１、７０２、７０３)との間の油路に設けられ、パイロット信号圧印加の際、切替えられ油圧シリンダー(７０１、７０２、７０３)を起動、停止及び方向切替えさせるように作動油の流れ方向を制御する油量制御弁(２００A、２００B、２００C)と、ポンプ通路(５)とフィーダ通路(７)との間の油路に設けられ、油圧シリンダーに供給される油量を制御し、負荷通路(６A、６B)に油圧される油圧を補助的に制御するシート弁体(５００)を備え、前記圧力室(５３１)にはパイロット信号圧が印加される。
【００２７】
以下に、本発明による重装備用油量可変制御装置の作動を図２乃至図４を参照して詳細に説明する。
【００２８】
先ず、圧力室（５３１）にパイロット信号圧が印加されない場合、第１シート弁体(５０２)は負荷通路(６A、６B)における負荷圧力と油圧ポンプ(７００)との上流側通路(７C)にて圧力の差により上下移動を行なうことになり、負荷通路(６A、６B)にて圧力が油圧ポンプ(７００)からの吐出圧力より高くなる場合にも、時間遅れすることなく、上流側通路(７C)とフィーダ通路(７)との下流側通路(７A、７B)間を遮断することにより、油圧シリンダー(７０２)に高負荷が発生する場合にも逆流が防止できるようになる。
【００２９】
パイロット信号圧は、油圧モータ(７０１)の駆動のために油圧シリンダー(７０２)へ流込まれる作動圧の油量を制限しようとする場合等に印加される。
【００３０】
圧力室(５３１)にパイロット信号圧が印加されると、印加される信号圧の大きさに比例してパイロットスプール(４１)が図面の上、左側方向へ移動しスプール(４１)が移動することにより可変スロットル(５２５)が開放される。従って、パイロット油路(５２２、５２１)がつながり、ポンプ通路(５)の油圧がパイロット油路(５２３、５２２a、５２２、５２１)を経て圧力室(５２４)に作用しピストン体(５０１)を下方へ加圧する。
【００３１】
従って、ピストン体(５０１)が下方へ移動を行なうことにより、バネを加圧しポンプ通路(５)とフィーダ通路(７A、 ７B)との間に位置した第１シート弁(５０２)の上方の動きを制御することにより、油圧ポンプ(７００)の上流側通路(７C)からフィーダ通路(７)への油量を調整できるようになる。
【００３２】
図５、図６は本発明によるシート弁体を用いて油圧を制御する他の実施例であって、図６は方向切替え弁の主可変スロットルの前後圧力を夫々本発明によるシート弁体の圧力室につなげた油圧回路を示し、図５は前記シート弁体が形成の方向切替え弁の断面図である。
【００３３】
図６を参照すると、本実施例による油量制御装置は油圧ポンプ(２００)と、油圧ポンプ(２００)とのポンプ通路(５)に並列につながり駆動する油圧シリンダー(３００)と、油圧ポンプ(２００)と油圧シリンダー(３００)との間の油路に設けられ、パイロット信号圧の印加の際に切替えられ、油圧シリンダー(３００)を起動、停止及び方向切替えさせるように作動油の流れ方向を制御する方向切替え弁(１００)と、ポンプ通路(５)とフィーダ(７)間の油路に設けられ、油圧シリンダーに供給される油量を制御し、負荷通路(６A、 ６B)に流込まれる油量を補助的に制御するシート弁体(５００)を備える。
【００３４】
本実施例におけるパイロットスプール(４１)は、前述の実施例と異なり、方向切替え弁(１００)の主可変スロットル(１０２A、１０２B)の前後圧力(２１、２２)により状態が決定される。即ち、パイロットスプール(４１)の左右両側にて圧力室の圧力の差によりパイロットスプール(４１)が切替えられるものである。
【００３５】
本実施例により油量が制御される過程を図５を参照して述べる。
【００３６】
油圧シリンダーの作動速度を制御する等の目的のために、油圧シリンダー(３００)に供給される油量を制限しようとする場合、方向切替え弁(１００)の右側端にパイロット信号圧(b)を印加させ、方向切替え弁(１００)内部のスプール(１２)を図面の上、左側方向へ切替えさせる。
【００３７】
方向切替え弁(１００)のスプール(１２)が切替えられると、方向切替え弁(１００)の主可変スロットル(１０２A、１０２B)以前の圧力(２１)はパイロット切替え弁(２４)のパイロット圧力室(５３１)につながり、主可変スロットル(１０２A、１０２B)以後の圧力はスプール(１２)に形成の圧力通路(５２)を介して通路(５０)へ作用する。前記通路(５０)の圧力は圧力ライン(２２)を介してパイロット圧力室(５３０)に作用する。
【００３８】
パイロットスプール(４１)は中立の際、ポンプ通路(５)の圧油がパイロット通路(５２３、５２２a、５２２、５２１)を経由して圧力室(５２４)へ作用することを遮る。
【００３９】
パイロットスプール(４１)は方向切替え弁(１００)の主可変スロットル(１０２A、 １０２B)前後圧力(２１、２２)及び、予め設定された弁バネ(２３)の弾性力により位置が決められ、パイロットスプール(４１)の左右両側圧力室(５３０、５３１)の圧力の差が前記弁バネの弾性力を越えると切替えられる。
【００４０】
この時、ポンプ通路(５)の作動油がパイロット通路(５２３、５２２a、５２２、５２１)を経由して圧力室(５２４)へ流込み、可変スロットル(５２５)の開き量とピストン体(５０１)に形成のパイロット補助制御可変スロットル(５１２)の開き量の差に比例し、第１シート弁(５０２)が図面の上、下方へ移動を行うことにより、第１シート弁(５０２)の上方への動きを制限するようになる。これにより、フィーダ通路(７A、７B)及び負荷通路(６A、６B)に流込まれる油量がコントロールできることになる。
【００４１】
一方、油圧ポンプ(２００)の吐出圧力より油圧シリンダー(３００)の負荷圧力が高い場合には、第１シート弁体(５０２)は遮られた状態であるので、チェック弁の機能が行なえるようになる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、油圧ポンプの吐出圧力よりアクチュエータ側の負荷圧力が高くなり、逆流防止のチェック機能を行なう際、応答性に優れて信頼度が向上できる。また、構造を簡素化し、製作が容易でかつ原価及び製作コストを減らし、油圧システムの安定性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術による油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シート弁が内部に形成された方向切替え弁の断面図である。
【図３】（ａ）本発明の一実施例による油量制御装置の内、シート弁体の正面視の断面図である。
（ｂ）図３aのA-Aの断面図である。
（ｃ）チェック弁が設けられた図３aのシート弁体のA-Aの断面図である。
【図４】  本発明の一実施例による油量制御装置の油圧回路図である。
【図５】  本発明の他の実施例によるシート弁体が形成られた方向切替え弁の断面図である。
【図６】  本発明の他の実施例による油量制御装置の油圧回路図である。
【図１】
0003924519.tif 000002
【図２】
0003924519.tif 000003
【図３】
0003924519.tif 000004
【図４】
0003924519.tif 000005
【図５】
0003924519.tif 000006
【図６】
0003924519.tif 000007