(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧作業機の油圧回路内に設けられ、該油圧回路内の油圧を、油圧回路に接続される油圧シリンダ（１４）の起動・停止操作の開始時から一定時間経過するまでの間、緩勾配で上昇させ、一定時間経過後は、該油圧をリリーフ圧まで急勾配で上昇可能に構成したショックレス油圧バルブ（３１）において、
第一バネ（３３）の付勢力により閉塞されるバルブ（３２）の下流側に、ピストン（３５）が摺動可能に配置されるピストン摺動室（３４）を形成し、該バルブ（３２）内にバルブ上流側回路（３１ａ）とピストン摺動室（３４）とを連通する連通油路（３２ｂ）を穿設し、該ピストン（３５）をピストン摺動室（３４）の反バルブ（３２）側へ、第二バネ（３６）により付勢し、前記ピストン摺動室（３４）を第一バネ（３３）の外周部に形成し、
前記バルブ（３２）の上流側とピストン摺動室（３４）とを連通する前記連通油路（３２ｂ）内に、作動油がピストン摺動室（３４）側からバルブ（３２）の上流側へ流れる際に、該連通油路３２内の流量を減少させる絞り弁（３８）を設け、
該絞り弁（３８）は略筒状に形成され、該絞り弁（３８）の連通口（３２ａ）側の端部に第一オリフィス（３８ａ）を形成し、連通油路（３２ｂ）を流れる作動油の流量を小さくし、また、絞り弁（３８）の側壁には第二オリフィス（３８ｃ）を形成して、該第二オリフィス（３８ｃ）により、連通油路（３２ｂ）の絞り弁（３８）配設部に対する連通口３２ａ側と、絞り弁３８配設部に対するピストン３５側とを連通し、また、前記連通油路（３２ｂ）内においては、該絞り弁（３８）よりもピストン（３５）側に、該絞り弁（３８）を係止するストッパ（３７）を付設し、該絞り弁（３８）が該ストッパ（３７）と連通口（３２ａ）側の端部との間で摺動するように構成したことを特徴とする油圧作業機のショックレス油圧バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械等の油圧作業機において、油圧回路に接続したアクチュエータの起動・停止時に発生する作動ショックを緩和するための油圧作業機のショックレス油圧バルブの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から建設機械等の油圧作業機においては、油圧回路に設けられる油圧バルブを、油圧回路に接続した走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等のアクチュエータの起動・停止時に発生する作動ショックを緩和するショックレス油圧バルブに構成したものがあった。例えば、図１０に示す油圧バルブ８１のように、バネ８３の付勢力により閉塞されるバルブ８２の下流側にピストン摺動室８４を形成し、該ピストン摺動室８４内にはピストン８５が摺動可能に配置されている。バルブ８２には連通口８２ａ及び連通油路８２ｂが形成され、ピストン摺動室８４のバルブ８２側の壁面には連通油路８４ａが形成されて、該連通口８２ａ、連通油路８２ｂ、及び連通油路８４ａにより、バルブ８２の上流側回路８１ａとピストン摺動室８４とが連通されている。該連通口８２ａ及び連通油路８４ａは、開口面積を小さく形成して流量が小さくなるように構成している。また、ピストン摺動室８４の反連通油路８４ａ形成側には排出口８４ｂが形成されて油圧バルブ８１のドレン回路８１ｂと連通しており、該ピストン摺動室８４内のピストン８５は、連通油路８４ａ形成側端部に配置されている。
【０００３】
以上の如く構成される油圧バルブ８１の上流側回路８１ａに、油圧ポンプから圧送される作動油の油圧がかかった場合、図１１に示すように、時刻Ｔａ0 に油圧がかかり始め、時刻Ｔａ1 から時刻Ｔａ2 までの間において圧力Ｐａ1 よりも大きな値の油圧がかかると、連通口８２ａ、連通油路８２ｂ、及び連通油路８４ａを通過してピストン摺動室８４内に侵入した上流側回路８１ａからの圧油によりピストン８５が押圧されて反バルブ８２側へ移動し、アクチュエータにかかる油圧を圧力Ｐａ1 に保持する。また、時刻Ｔａ3 以降では圧力Ｐａ2 よりも大きな油圧がかかるとバルブ８２がバネ８３の付勢力に抗して開き、上流側回路８１ａの圧油がドレン回路８１ｂへ流出して、圧力Ｐａ2 を保持するように構成している。即ち、各時刻において図１１に示す制圧線８７よりも高い油圧がかかった場合には、当該時刻においてアクチュエータにかかる油圧は制圧線８７が示す圧力に制圧されるのである。
【０００４】
油圧バルブ８１を油圧回路に設けなかった場合には、図１１に示す油圧曲線８６の如く、アクチュエータ始動開始時Ｔａ0 から油圧が必要以上に急激に上昇するため、アクチュエータの起動時に作動ショックが発生することとなるが、該油圧バルブ８１により制圧線８７より高い圧力値を示す部分はカットされるため、油圧曲線８６のピーク部８６ａの部分がカットされて制圧されることとなる。これにより、油圧作業機の油圧回路におけるアクチュエータの始動時の作動ショックを緩和するようにしている。
【０００５】
また、アクチュエータ起動時の作動ショックを緩和するために油圧バルブを次のように構成したものもあった。即ち、図１２に示す油圧バルブ９１の如く、バネ９３の付勢力により閉塞されるバルブ９２の下流側に、ピストン摺動室９４を形成し、該ピストン摺動室９４内にピストン９５を摺動可能に配置して、該ピストン９５の反バルブ９２側に圧力室９４ａを形成している。バルブ９２には連通口９２ａ及び連通油路９２ｂが形成され、ピストン９５には連通油路９５ａが形成されて、該連通口９２ａ、連通油路９２ｂ、及び連通油路９５ａにより、バルブ９２の上流側回路９１ａと圧力室９４ａとが連通されている。該連通口９２ａ及び連通油路９５ａは、開口面積を小さく形成して流量が小さくなるように構成している。また、ピストン９５はバネ９３により反バルブ９２側へ付勢されており、ピストン摺動室９４のバルブ９２側端部には該ピストン９５を係止する突起部９４ｂが形成されている。
【０００６】
以上の如く構成される油圧バルブ９１の上流側回路９１ａに、油圧ポンプから圧送される作動油の油圧がかかった場合、図１３に示すように、時刻Ｔｂ0 に油圧がかかり始め、時刻Ｔｂ1 から時刻Ｔｂ2 までの間において、時刻Ｔｂ1 における圧力Ｐｂ1 と時刻Ｔｂ2 における圧力Ｐｂ2 とを結んだ線よりも大きな値の油圧がかかると、連通口９２ａ、連通油路９２ｂ、及び連通油路９４ａを通過して圧力室９４ａ内に侵入した上流側回路９１ａからの圧油によりピストン９５が押圧され、バネ９３の付勢力に抗してバルブ８２側へ移動する。また、時刻Ｔｂ2 以降では圧力Ｐｂ2 よりも大きな油圧がかかるとバルブ９２がバネ９３の付勢力に抗して開き、上流側回路９１ａの圧油がドレン回路９１ｂへ流出する。このピストン９５及びバルブ９２の動きにより、各時刻において図１３に示す制圧線９７よりも高い油圧がかかった場合には、前述の場合と同様に、当該時刻においてアクチュエータにかかる油圧は制圧線９７が示す圧力に制圧される。
【０００７】
油圧バルブ９１を油圧回路に設けなかった場合には、図１３に示す油圧曲線９６の如く、アクチュエータ始動開始時Ｔｂ0 から油圧が必要以上に急激に上昇するため、アクチュエータの起動時に作動ショックが発生することとなるが、該油圧バルブ９１により制圧線９７より高い圧力値を示す部分をカットするように構成しているため、油圧曲線９６のピーク部９６ａの部分がカットされて制圧されることとなる。これにより、油圧作業機の油圧回路におけるアクチュエータの始動時の作動ショックを緩和するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ショックレス油圧バルブを前述の図１０、図１１における油圧バルブ８１の如く構成した場合、一度アクチュエータを始動させ、油圧曲線８６のピーク部８６ａを制圧してカットしてしまうと、ピストン８５がピストン摺動室８４の反バルブ８２側端まで移動したままとなってしまい、再度アクチュエータを始動させた際に、そのままでは作動ショックを緩和することができなかったので、アクチュエータの作動後にピストン８５をピストン摺動室８４のバルブ８２側端まで戻す必要があった。
また、油圧バルブ８１は一旦構成してしまうと時刻Ｔａ1 から時刻Ｔａ2 までの間に制圧する圧力Ｐａ1 、及び、圧力Ｐａ1 を保持してピーク部８６ａをカットするショックレス期間ΔＴａを変更することができないので、ある特定のパターンの油圧曲線にしか有効に作用させることができなかった。
【０００９】
また、前述の図１２、図１３における油圧バルブ９１の如く構成した場合、ピストン９５を付勢するバネ９３の付勢力を変化させることにより、時刻Ｔｂ1 における圧力Ｐｂ１、及び、圧力Ｐｂ１から圧力Ｐｂ２までの圧力変化の度合いを調節することができるため、様々なパターンの油圧曲線に対応することが可能であるが、カットすることができる油圧曲線９６のピーク部９６ａの範囲が小さいため、作動ショックの緩和効果が少なかった。そして、作動ショックの緩和効果を大きくするために、圧力Ｐｂ１から圧力Ｐｂ２までの圧力変化度合いを小さく設定すると、作動ショックを緩和する期間であるショックレス期間ΔＴｂが長くなってしまい、アクチュエータの作動応答性が悪くなってしまっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
油圧作業機の油圧回路内に設けられ、該油圧回路内の油圧を、油圧回路に接続される油圧シリンダ（１４）の起動・停止操作の開始時から一定時間経過するまでの間、緩勾配で上昇させ、一定時間経過後は、該油圧をリリーフ圧まで急勾配で上昇可能に構成したショックレス油圧バルブ（３１）において、第一バネ（３３）の付勢力により閉塞されるバルブ（３２）の下流側に、ピストン（３５）が摺動可能に配置されるピストン摺動室（３４）を形成し、該バルブ（３２）内にバルブ上流側回路（３１ａ）とピストン摺動室（３４）とを連通する連通油路（３２ｂ）を穿設し、該ピストン（３５）をピストン摺動室（３４）の反バルブ（３２）側へ、第二バネ（３６）により付勢し、前記ピストン摺動室（３４）を第一バネ（３３）の外周部に形成し、前記バルブ（３２）の上流側とピストン摺動室（３４）とを連通する前記連通油路（３２ｂ）内に、作動油がピストン摺動室（３４）側からバルブ（３２）の上流側へ流れる際に、該連通油路３２内の流量を減少させる絞り弁（３８）を設け、該絞り弁（３８）は略筒状に形成され、該絞り弁（３８）の連通口（３２ａ）側の端部に第一オリフィス（３８ａ）を形成し、連通油路（３２ｂ）を流れる作動油の流量を小さくし、また、絞り弁（３８）の側壁には第二オリフィス（３８ｃ）を形成して、該第二オリフィス（３８ｃ）により、連通油路（３２ｂ）の絞り弁（３８）配設部に対する連通口３２ａ側と、絞り弁３８配設部に対するピストン３５側とを連通し、また、前記連通油路（３２ｂ）内においては、該絞り弁（３８）よりもピストン（３５）側に、該絞り弁（３８）を係止するストッパ（３７）を付設し、該絞り弁（３８）が該ストッパ（３７）と連通口（３２ａ）側の端部との間で摺動するように構成したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明のショックレス油圧バルブを、油圧ポンプ吐出側と油圧シリンダとの間、特に方向流量制御弁と油圧シリンダとの間に設けた油圧回路を示す図、図２はショックレス油圧バルブの構成を示す概略図、図３はアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線を示す図、図４はショックレス油圧バルブの別実施例を示す側面断面図、図５は作動油がバルブの連通油路内を上流側回路側からピストン側方向へ流れる場合における該連通油路内部に設けた絞り弁を示す概略図、図６は作動油がバルブの連通油路内をピストン側から上流側回路側方向へ流れる場合における該連通油路内部に設けた絞り弁を示す概略図、図７は図１における油圧シリンダをブームを上下回動させるためのアクチュエータとして使用した状態の油圧回路を示す図である。
【００１４】
図８はショックレス油圧バルブを油圧ポンプと方向流量制御弁との間に設けた状態の油圧回路を示す図、図９はショックレス油圧バルブを方向流量制御弁と操作レバーとの間に設けた状態の油圧回路を示す図、図１０は従来のショックレス油圧バルブの構成を示す概略図、図１１１１は従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線を示す図、図１２は従来のショックレス油圧バルブの別構成例の構成を示す概略図、図１３は従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線の別構成例を示す図である。
【００１５】
まず、本発明のショックレス油圧バルブを、油圧ポンプ吐出側と油圧シリンダとの間、特に方向流量制御弁と油圧シリンダとの間に設けた油圧回路について説明する。
図１に示すように、油圧シリンダ１４は、方向流量制御弁１７を介して油圧ポンプ１６と接続されており、該方向流量制御弁１７の切り換えにより伸長動作と縮小動作との切り換えを行うように構成している。該方向流量制御弁１７は操作レバー１５により切換操作が行われる。
【００１６】
該油圧シリンダ１４のシリンダ側１４ａに接続される油圧回路２１、及び、ロッド側１４ｂに接続される油圧回路２２における、油圧シリンダ１４と方向流量制御弁１７との間には、それぞれショックレス油圧バルブ１が設けられており、該ショックレス油圧バルブ１により油圧シリンダ１４の起動・停止時に発生する作動ショックを緩和するように構成している。即ち、例えば、図１の如く方向流量制御弁１７が停止状態に切り換えられて油圧シリンダ１４が作動していない状態から、該油圧シリンダ１４の作動状態に方向流量制御弁１７を切り換えた直後には、急激に油圧回路２１又は油圧回路２２へ圧油が流入する。これにより、大きな油圧が油圧回路２１内又は油圧回路２２内、及び油圧ポンプ１６の吐出圧に発生して、そのままでは作動ショックが発生することとなるが、ショックレス油圧バルブ１のショックレス部１ｄによりその過剰な油圧を吸収することにより油圧シリンダ１４の作動ショックを緩和するように構成しているのである。
【００１７】
そして、該ショックレス油圧バルブ１は、油圧回路２１と油圧回路２２との両方に設けているので、油圧シリンダ１４の伸長動作の起動・停止時、及び、縮小動作の起動・停止時の作動ショックを緩和することを可能としている。また、ショックレス油圧バルブ１は前記ショックレス部１ｄと、油圧回路２１内又は油圧回路２２内の圧力が設定圧以上になることを防止するリリーフ弁部１ｃとで構成されている。
【００１８】
次に、ショックレス油圧バルブ１の構成について説明する。
図２に示すショックレス油圧バルブ１は、第一バネ３の付勢力により上流側回路１ａ方向に付勢されて閉塞されるバルブ２の下流側（図２における右側）にピストン摺動室４を形成し、該ピストン摺動室４内にはピストン５が摺動可能に配置されている。該ピストン５は第二バネ６によりバルブ２方向に付勢され、ピストン摺動室４のバルブ２側端部に位置している。また、ピストン摺動室４の図２における左右方向の途中部にはピストン５が係止する突出部４ｃが形成されている。
【００１９】
前記バルブ２には連通口２ａ及び連通油路２ｂが形成され、ピストン摺動室４のバルブ２側の壁面には連通油路４ａが形成されて、該連通口２ａ、連通油路２ｂ、及び連通油路４ａにより、バルブ２上流側の上流側回路１ａとピストン摺動室４とが連通されている。該連通口２ａ及び連通油路４ａは、開口面積を小さく形成して流量が小さくなるように構成している。また、ピストン摺動室４の反連通油路４ａ形成側の壁面には圧抜き口４ｂが形成されて油圧バルブ１のドレン回路１ｂと連通している。尚、ショックレス油圧バルブ１の上流側回路１ａは、図１における油圧回路２１又は油圧回路２２と接続され、ドレン回路１ｂはオイルタンクＴに接続されている。また、本例においてはアクチュエータとして油圧シリンダ１４を設けているが、油圧モータ等としてもよい。
【００２０】
以上の如く構成される油圧バルブ１により、油圧シリンダ１４の伸長・縮小動作の起動・停止時における油圧回路２１内及び油圧回路２２内の圧力を制圧するように構成しており、例えば前記方向流量制御弁１７が停止状態から作動状態へ切り換えられて、作動油が油圧ポンプ１６から油圧回路２１内又は油圧回路２２内へ圧送された際に、油圧回路２１内又は油圧回路２２内の油圧、即ち上流側回路１ａにかかる油圧が、図３に示す制圧線８で示される値を超えると、該制圧線８の値に制圧するようにしている。
【００２１】
図３には、ショックレス油圧バルブ１を設けない場合の油圧シリンダ１４の始動時における油圧回路２１内又は油圧回路２２内の油圧曲線７を示しているが、該油圧曲線７は、油圧シリンダ１４の起動開始時の時刻Ｔ0 から急激に立ち上がってピーク部７ａを形成し、その後圧力Ｐｉに落ち着く。この、時刻Ｔ1 から時刻Ｔ2 の範囲内で急激に立ち上がっているピーク部７ａの部分は、制圧線８よりも高い値を示している。従って、該ピーク部７ａの制圧線８よりも高い値を示している部分はカットされて該制圧線８の値に制圧される。
【００２２】
次に、油圧回路２１内又は油圧回路２２内のショックレス油圧バルブ１を設けた部分よりも下流側（油圧ポンプ１６側）の油圧回路２１ａ又は油圧回路２２ａに、前記制圧線８よりも高い圧力がかかった場合の、該ショックレス油圧バルブ１による制圧機構について説明する。
図３に示すように、時刻Ｔ0 において油圧回路２１ａ又は油圧回路２２ａに油圧ポンプ１６からの油圧がかかり始めると、上流側回路１ａから連通口２ａ、連通油路２ｂ、及び連通油路４ａを通じてピストン摺動室４内に作動油が侵入し、該上流側回路１ａ、及び、油圧回路２１内又は油圧回路２２内のショックレス油圧バルブ１を設けた部分よりも上流側の油圧回路２１ｂ又は油圧回路２２ｂの圧力は時刻Ｔ0 から時刻Ｔ1 の間において制圧線８の如く上昇する。
【００２３】
時刻Ｔ1 において上流側回路１ａの圧力が圧力Ｐ1 よりも大きくなると、ピストン摺動室４内に侵入した作動油によりピストン５が押圧され、第一バネ３の付勢力に抗して反バルブ２側へ移動する。上流側回路１ａの油圧は、ピストン５の第二バネ６によるバルブ２方向への付勢力相当圧力にバルブ２の第一バネ３による付勢力相当圧力を加えたものに等しくなるよう、バルブ２が第一バネ３の付勢力に抗して開き、上流側回路１ａからドレン回路１ｂへ作動油が流出し調圧されるため、該上流側回路１ａの油圧はピストン５が反バルブ２側へ移動した分だけリニアに上昇していく。時刻Ｔ2 においてはピストン５が移動して突出部４ｃに係止し、それ以上反バルブ２側へ移動できなくなるが、その時点での油圧は圧力Ｐ2 に達している。即ち、時刻Ｔ1 から時刻Ｔ2 までの間においては、上流側回路１ａの油圧が圧力Ｐ1 から圧力Ｐ2 まで徐々に上昇することとなる。その後、時刻Ｔ2 から時刻Ｔ3 までの間は上流側回路１ａの油圧は上昇し、時刻Ｔ3 において圧力Ｐ3 に達する。上流側回路１ａの油圧が圧力Ｐ3 に達すると、バルブ２が第一バネ３の付勢力に抗して開き、上流側回路１ａからドレン回路１ｂへ作動油が流出し、以降は上流側回路１ａの油圧は圧力Ｐ3 に保持される。
【００２４】
このようなピストン５及びバルブ２の動きにより、各時刻において油圧回路２１ａ又は油圧回路２２ａに制圧線８よりも高い油圧がかかった場合には、上流側回路１ａ及び油圧回路２１ａ・２２ａの油圧が制圧線８が示す圧力に制圧されるのである。そして、ピストン摺動室４、ピストン５、及び第二バネ６等にて構成されるショックレス部１ｄが、油圧曲線７のピーク部７ａをカットして、油圧シリンダ１４の作動ショックを緩和するショックレス機能を発揮し、バルブ２、第一バネ３等にて構成されるリリーフ弁部１ｃが、油圧回路２１内又は油圧回路２２内の油圧がある一定の設定圧よりも大きくなると開いて、該油圧回路２１・２２内の油圧が設定圧以上になることを防止するリリーフ機能を発揮することとなる。
【００２５】
この場合、第二バネ６の付勢力等を変化させることにより、図３における制圧線８の圧力Ｐ1 ・Ｐ2 の値を変化することができるため、油圧パターンに応じて圧力Ｐ1 ・Ｐ2 の値を調節し、作動ショックを緩和するようにしている。例えば、図３に示す油圧曲線９のように、ピーク部９ａが制圧線８の圧力Ｐ1 ・Ｐ2 の範囲内よりも低い値であれば、該ピーク部９ａをカットできないため作動ショックを緩和することができず、油圧曲線１０のように、定常圧部１０ａが制圧線８の圧力Ｐ1 ・Ｐ2 の範囲内よりも高ければ、作動ショックを緩和することができなくなるため、発生し得る油圧曲線７の定常圧部７ｂが圧力Ｐ2 よりも低く、且つピーク部７ａが圧力Ｐ1 よりも高くなるように該圧力Ｐ1 ・Ｐ2 の値を設定して、確実にピーク部７ａをカットし作動ショックを緩和するようにしている。即ち、様々な油圧曲線におけるピーク部の大きさや、定常圧力の大きさに対応して作動ショックを緩和することが可能となるとともに、大きなショック緩和効果を得ることができるのである。
【００２６】
即ち、該油圧回路２１・２２内の油圧を、油圧回路に接続される油圧シリンダ１４の起動・停止の開始時から、一定時間経過するまでの間、例えば時刻Ｔ2 までの間、圧力Ｐ1 から圧力Ｐ2 まで緩勾配で上昇させ、一定時間経過後は、例えば時刻Ｔ2 以降は、該油圧を急勾配でリリーフ圧まで上昇可能としている。これにより、伸長・縮小動作の起動・停止時に、油圧回路２１内及び油圧回路２２内の圧力が急激に立ち上がることを防止することができ、作動ショックを緩和することが可能となる。
【００２７】
また、前記ショックレス油圧バルブ１を、前述の如く、第一バネ３の付勢力により閉塞されるバルブ２の下流側に、ピストン５が摺動可能に配置されるピストン摺動室４を形成し、該バルブ２にバルブ２の上流側回路１ａとピストン摺動室４とを連通する連通口２ａ及び連通油路２ｂを形成し、該ピストン５をピストン摺動室４のバルブ２側方向へ第二バネ６により付勢して構成することにより、該ピストン５が第二バネ６の付勢力に抗して移動するので、油圧回路２１・２２内の油圧が該ピストン５の移動量に応じてリニアに上昇することとなる。これにより、該油圧回路２１・２２内の油圧が急激に立ち上がることを防止することができ、作動ショックを緩和することが可能となる。そして、第二バネ６の付勢力等を変化させることにより、図３における制圧線８の圧力Ｐ1 から圧力Ｐ2 までの傾きや、圧力Ｐ1 ・Ｐ2 の値を変化することができるため、油圧が圧力Ｐ1 から圧力Ｐ2 まで上昇しながら作動ショックを緩和する間のショックレス期間ΔＴを増加させることなく、様々な油圧パターン、即ち、様々な油圧曲線７のピーク部７ａの大きさや、定常圧力Ｐｉの大きさに対応して作動ショックを緩和することが可能となるとともに、大きなショック緩和効果を得ることができる。さらに、ピストン５はバネ６によりバルブ２側へ付勢されているので、一旦ショックレス油圧バルブ１を作動させた後に上流側回路１ａに油圧がかからなくなると、該ピストン５は作動前の位置へ自動的に戻ることとなるので、そのままの状態で再度ショックレス油圧バルブ１を作動させて作動ショックを緩和することができる。
【００２８】
また、後述するように、前記ショックレス油圧バルブ１を油圧ポンプ１６の吐出側と方向流量制御弁１７との間に設けると、油圧ポンプ１６から送出される作動油の流れが急激に立ち上がることを防止することができ、該油圧ポンプ１６により駆動されるアクチュエータを複数設けて油圧回路を構成した場合、該油圧回路に連なる全てのアクチュエータの起動時において、作動ショックを緩和することが可能となる。
【００２９】
そして、本構成例においては、該ショックレス油圧バルブ１は油圧シリンダ１４と方向流量制御弁１７との間に設けられているので、作動ショックを緩和する対象とする油圧シリンダ１４に対して、確実に起動・停止時の作動ショックを緩和することができる。即ち、油圧回路に複数のアクチュエータを設けた場合、特定のアクチュエータと該アクチュエータの作動を切り換える方向流量制御弁との間にショックレス油圧バルブ１を設けることで、特定のアクチュエータに対して作動ショックを緩和することが可能となる。
【００３０】
次に、ショックレス油圧バルブ１の別構成例として、該ショックレス油圧バルブ１のピストン摺動室４を第一バネ３の外周部に形成したショックレス油圧バルブ３１の構成について説明する。
図４に示すショックレス油圧バルブ３１は、第一バネ３３の付勢力により閉塞されるバルブ３２の下流側にピストン摺動室３４を形成し、該ピストン摺動室３４内にピストン３５を摺動可能に配置して、該ピストン３５の反バルブ３２側に圧力室３４ａを形成している。バルブ３２には連通口３２ａ及び連通油路３２ｂが形成され、該連通口３２ａ、及び連通油路３２ｂにより、バルブ３２の上流側回路３１ａと圧力室３４ａとが連通されている。該連通口３２ａは、開口面積を小さく形成して流量が小さくなるように構成している。また、ピストン３５は第二バネ３６により反バルブ３２側へ付勢されており、ピストン摺動室３４のバルブ３２側端部には該ピストン３５を係止する突起部３４ｂが形成されている。なお、第二バネ３６は、ピストン３５とバルブ３２との間に介装されている。そして、第二バネ３６は第一バネ３３の外周に配置され、ピストン摺動室３４は第一バネ３３の外周部に形成されている。また、ピストン３５を反バルブ側へ付勢する第二バネ３６は、ショックレス油圧バルブ３１のケーシング３９とピストン３５との間に介装され、バルブ３２を上流側回路３１ａ側に付勢する第一バネ３３は、バルブ３２とケーシング３９のキャップ３９ａとの間に介装されている。
【００３１】
以上の如く構成したショックレス油圧バルブ３１においても、前述のショックレス油圧バルブ１と同様に制圧することができ油圧シリンダ１４の作動ショックを緩和することが可能である。また、ショックレス油圧バルブ３１はピストン摺動室３４を第一バネ３３の外周部に形成しているので、第一バネ３３と第二バネ３６とをピストン３５の摺動方向に対して並列的に配置することができ、ショックレス油圧バルブ３１をコンパクトに構成することができる。そして、第一バネ３３及び第二バネ３６の一端を、ケーシング３９又はキャップ３９ａに係止させることで、ショックレス油圧バルブ３１の組立性を向上することを可能としている。即ち、ショックレス油圧バルブ３１を組み立てる場合には、キャップ３９ａを取り外したケーシング３９に、バルブ３２及び第二バネ３６を嵌挿し、その後バルブ３２の外周にピストン３５を嵌挿するとともに、該バルブ３２の内周側に第一バネ３３を嵌挿して、ケーシング３９にキャップ３９ａを螺挿するだけの簡単な作業でショックレス油圧バルブ３１を組み立てることが可能となる。
【００３２】
また、図４に示すショックレス油圧バルブ３１においては、上流側回路３１ａか形成されている部分の近傍に、方向流量制御弁１７が一体的に付設されており、該ショックレス油圧バルブ３１と方向流量制御弁１７とが占めるスペースを小さくして、作動ショックを緩和するための機構を小型化することが可能となる。さらに、前記ショックレス油圧バルブ１と方向流量制御弁１７とを一体的に形成した場合には、方向流量制御弁１７のタンクラインに、ドレンライン３１ｂを接続することにより、前記ドレン回路１ｂの配管が不要となる。
【００３３】
また、図４に示すように、バルブ３２の連通油路３２ｂ内の連通口３２ａ側端部には、絞り弁３８が長手方向に摺動可能に設けられている。図５に示すように、該絞り弁３８は略筒状に形成され、その連通口３２ａ側端部に第一オリフィス３８ａを形成して、連通油路３２ｂを流れる作動油の流量を小さくするようにしている。また、絞り弁３８の側壁には複数の第二オリフィス３８ｃを形成して、該第二オリフィス３８ｃにより、連通油路３２ｂの絞り弁３８配設部に対して連通口３２ａ側と、絞り弁３８配設部に対してピストン３５側とを、連通している。また、連通油路３２ｂ内においては、絞り弁３８よりもピストン３５側に該絞り弁３８を係止するストッパ３７を付設して、絞り弁３８が該ストッパ３７と連通口３２ａ側端部との間で摺動するように構成している。
【００３４】
そして、作動油がバルブ３２の連通油路３２ｂ内を、上流側回路３１ａ側からピストン３５側方向へ流れる際には、図５に示すように、絞り弁３８がピストン３５側へ移動してストッパ３７に係止した状態となり、バルブ３２の連通口３８ａを通過した作動油は、絞り弁３８の第一オリフィス３８ａと第二オリフィス３８ｃ・３８ｃ・・・との両方を通じてピストン３５側方向へ流れる。この場合、連通油路３２ｂ内を上流側回路３１ａ側からピストン３５側方向へ流れる作動油は、その流量を連通口３２ａで絞られるが、絞り弁３８においては第一オリフィス３８ａと第二オリフィス３８ｃ・３８ｃ・・・を通過するので開口面積が大きくさほど絞られない。即ち、連通油路３２ｂ内を上流側回路３１ａ側からピストン３５側方向へ流れる作動油は、その流量をバルブ３２の連通口３２ａにより絞られる。
【００３５】
一方、作動油がバルブ３２の連通油路３２ｂ内を、ピストン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ流れる際には、図６に示すように、絞り弁３８が上流側回路３１ａ側へ移動して連通油路３２ｂの上流側回路３１ａ側端部に係止し、第二オリフィス３８ｃ・３８ｃ・・・が閉塞されるので、連通油路３２ｂ内を流れる作動油は、絞り弁３８の第一オリフィス３８ａのみを通じてピストン３５側から上流側回路３１ａ側へ流れる。この場合、連通油路３２ｂ内をピストン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ流れる作動油は、その流量を第一オリフィス３８ａ及び連通口３２ａにて絞られる。
【００３６】
従って、作動油が連通油路３２ｂ内をピストン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ流れる場合は、ピストン３５側から上流側回路３１ａ側方向へ流れる場合よりも大きく絞られるため、緩やかに流れることとなる。これにより、ショックレス油圧バルブ３１を、図１に示す油圧回路にショックレス油圧バルブ１の如く設けて、油圧シリンダ１４伸縮動作により重量物を上下するように構成した場合、作動中の油圧シリンダ１４を、方向流量制御弁１７を停止状態に切り換えて油圧シリンダ１４を停止させた際に、バルブ３２の連通油路３２ｂを通じて作動油が急激に戻ることを防止して、慣性力により一時的に重量物が下降することを防ぐことが可能となる。
【００３７】
また、例えば、図１における油圧シリンダ１４を、図７に示すように、バックホー等の建設機械の作業機４０における、先端部にアーム４２を介してバケット４３を取り付けたブーム４１を上下回動させるためのアクチュエータとして使用した場合、該作業機４０による重量物作業時にブーム４１が停止した際、慣性力により該ブーム４１が下降することを防止することができる。また、油圧シリンダ１４は、アーム４２を回動動作させるためのアクチュエータとして用いたり、バケット４３を回動動作させるためのアクチュエータとして用いたりすることもできる。これにより、バックホー等の建設機械の作業機４０の作動開始・停止時の作動ショックを緩和することができて、該作業機４０を円滑に作動させることが可能となる。
【００３８】
また、図８に示すように、前記ショックレス油圧バルブ１を、油圧ポンプ１６の吐出側と油圧シリンダ１４との間において、特に、油圧ポンプ１６と方向流量制御弁１７との間に設けることもできる。このように、油圧ポンプ１６と方向流量制御弁１７との間にショックレス油圧バルブ１を設けることにより、油圧ポンプ１６から送出される作動油の流れが急激に立ち上がることを防止することができ、複数のアクチュエータを油圧回路に設けた場合、該油圧回路に接続される全てのアクチュエータの起動時において、一括して作動ショックを緩和することが可能となる。
【００３９】
また、図９に示すように、前記ショックレス油圧バルブ１を方向流量制御弁１７と操作レバー１５との間に設けることもでき、本例の場合は方向流量制御弁１７の両側にショックレス油圧バルブ１を設けている。このように、方向流量制御弁１７と操作レバー１５との間にショックレス油圧バルブ１を設けることにより、方向流量制御弁１７を作動させる作動油の流れが急激に立ち上がることを防止して、操作レバー１５による方向流量制御弁１７の切り換えを緩やかに行うことか可能となる。これにより、油圧回路２１・２２内の油圧が急激に上昇することを防いで、油圧シリンダ１４等のアクチュエターの急発進を防止することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
油圧作業機の油圧回路内に設けられ、該油圧回路内の油圧を、油圧回路に接続される油圧シリンダ（１４）の起動・停止操作の開始時から一定時間経過するまでの間、緩勾配で上昇させ、一定時間経過後は、該油圧をリリーフ圧まで急勾配で上昇可能に構成したショックレス油圧バルブ（３１）において、第一バネ（３３）の付勢力により閉塞されるバルブ（３２）の下流側に、ピストン（３５）が摺動可能に配置されるピストン摺動室（３４）を形成し、該バルブ（３２）内にバルブ上流側回路（３１ａ）とピストン摺動室（３４）とを連通する連通油路（３２ｂ）を穿設し、該ピストン（３５）をピストン摺動室（３４）の反バルブ（３２）側へ、第二バネ（３６）により付勢し、前記ピストン摺動室（３４）を第一バネ（３３）の外周部に形成し、前記バルブ（３２）の上流側とピストン摺動室（３４）とを連通する前記連通油路（３２ｂ）内に、作動油がピストン摺動室（３４）側からバルブ（３２）の上流側へ流れる際に、該連通油路３２内の流量を減少させる絞り弁（３８）を設け、該絞り弁（３８）は略筒状に形成され、該絞り弁（３８）の連通口（３２ａ）側の端部に第一オリフィス（３８ａ）を形成し、連通油路（３２ｂ）を流れる作動油の流量を小さくし、また、絞り弁（３８）の側壁には第二オリフィス（３８ｃ）を形成して、該第二オリフィス（３８ｃ）により、連通油路（３２ｂ）の絞り弁（３８）配設部に対する連通口３２ａ側と、絞り弁３８配設部に対するピストン３５側とを連通し、また、前記連通油路（３２ｂ）内においては、該絞り弁（３８）よりもピストン（３５）側に、該絞り弁（３８）を係止するストッパ（３７）を付設し、該絞り弁（３８）が該ストッパ（３７）と連通口（３２ａ）側の端部との間で摺動するように構成したので、油圧シリンダ１４の起動・停止操作開始時に、油圧回路内の圧力が急激に立ち上がることを防止することができ、該アクチュエータの作動ショックを緩和することが可能となる。
【００４１】
さらに、第一バネの付勢力により閉塞されるバルブの下流側にピストンが摺動可能に配置されるピストン摺動室を形成し、該バルブにバルブ上流側回路とピストン摺動室とを連通する連通油路を形成し、該ピストンをピストン摺動室のバルブ側方向へ第二バネにより付勢したので、該ピストンが第二バネの付勢力に抗して移動し、油圧回路内の油圧が該ピストンの移動量に応じてリニアに上昇することとなる。これにより、該油圧回路内の油圧が急激に立ち上がることを防止することができ、該油圧回路に接続したアクチュエータの作動ショックを緩和することが可能となる。
そして、第二バネの付勢力等を変化させることにより、作動ショックを緩和する間のショックレス期間を増加させることなく、様々な油圧パターン、即ち、様々な油圧曲線のピーク部の大きさや、定常圧力の大きさに対応して作動ショックを緩和することが可能となるとともに、大きなショック緩和効果を得ることができる。
さらに、ピストンはバネによりバルブ側へ付勢されているので、一旦ショックレス油圧バルブを作動させた後に上流側回路に油圧がかからなくなると、該ピストンは作動前の位置へ自動的に戻ることとなるので、そのままの状態で再度ショックレス油圧バルブを作動させて作動ショックを緩和することができる。
【００４２】
さらに、前記ピストン摺動室を第一バネの外周部に形成したので、第一バネと第二バネとをピストンの摺動方向に対して並列的に配置することができ、ショックレス油圧バルブをコンパクトに構成することができる。
【００４３】
さらに、前記バルブの上流側とピストン摺動室とを連通する前記連通油路内に、作動油がピストン摺動室側からバルブの上流側へ流れる際に、該連通油路の流量を減少させる絞り弁を設けたので、ショックレス油圧バルブを油圧回路に設けて、アクチュエータの動作により重量物を上下するように構成した場合、作動中のアクチュエータを停止させた際に、バルブの連通油路を通じて作動油が急激に戻ることを防止して、慣性力により重量物が下降することを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のショックレス油圧バルブを、油圧ポンプ吐出側と油圧シリンダとの間、特に方向流量制御弁と油圧シリンダとの間に設けた油圧回路を示す図である。
【図２】  ショックレス油圧バルブの構成を示す概略図である。
【図３】  アクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線を示す図である。
【図４】  ショックレス油圧バルブの実施例を示す側面断面図である。
【図５】  作動油がバルブの連通油路内を上流側回路側からピストン側方向へ流れる場合における該連通油路内部に設けた絞り弁を示す概略図である。
【図６】  作動油がバルブの連通油路内をピストン側から上流側回路側方向へ流れる場合における該連通油路内部に設けた絞り弁を示す概略図である。
【図７】  図１における油圧シリンダをブームを上下回動させるためのアクチュエータとして使用した状態の油圧回路を示す図である。
【図８】  ショックレス油圧バルブを油圧ポンプと方向流量制御弁との間に設けた状態の油圧回路を示す図である。
【図９】  ショックレス油圧バルブを方向流量制御弁と操作レバーとの間に設けた状態の油圧回路を示す図である。
【図１０】  従来のショックレス油圧バルブの構成を示す概略図である。
【図１１】  従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線を示す図である。
【図１２】  従来のショックレス油圧バルブの別構成例の構成を示す概略図である。
【図１３】  従来のアクチュエータ作動開始時の油圧曲線とショックレス油圧バルブによる制圧線の別構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  ショックレス油圧バルブ
１ａ  上流側回路
１ｂ  ドレン回路
１ｃ  リリーフ弁部
１ｄショックレス部
２  バルブ
２ａ  連通口
２ｂ  連通油路
３  第一バネ
４  ピストン摺動室
４ａ  連通油路
５  ピストン
６  第二バネ
７  油圧曲線
７ａ  ピーク部
８  制圧線
１４  油圧シリンダ
１５  操作レバー
１６  油圧ポンプ
１７  方向流量制御弁
２１・２２  油圧回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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