(57)【要約】油圧制御装置を改良し、ハンチングの発生を防止すると供に、小型化を図る。　この油圧制御装置は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システム１に用いる。油圧制御装置は、ＰＬＳポートを備える。ＰＬＳポートには、システム内の最高負荷圧力が供給される。油圧制御装置のコンペンセータに絞りを設け、これに逆止弁に相当する機能を持たせた。コンペンセータにシャトル弁（切換弁）の機能を持たせ、コンペンセータとは独立して動作させることにより、圧力ＰＬＳの調節を常時行うようにした。
2002029256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量形ポンプで制御される複数のアクチュエータを有し、当該アクチュエータの負荷圧力の中の最高負荷圧力を検出し、可変容量形ポンプの吐出圧力が上記検出した最高負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように制御するロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムに使用され、
当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える油圧制御装置において、
可変オリフィスを介して、ポンプポートと連通する第１流路が入力ポートに接続され、所定のアクチュエータに接続される油圧制御装置の出力ポートに連通する第２流路が出力ポートに接続され、第２流路内の圧力に応じて第１流路の圧力を制御するために開口量が変化する絞りを有するコンペンセータと、
上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１流路と最高負荷圧力ポートを連通する切換弁とを備えることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】
可変容量形ポンプで制御される複数のアクチュエータを有し、当該アクチュエータの負荷圧力の中の最高負荷圧力を検出して、可変容量形ポンプの吐出圧力が上記検出した最高負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように制御するロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用され、
当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える油圧制御装置において、
可変オリフィスを介して、ポンプポートと連通する第１流路が入力ポートに接続され、所定のアクチュエータに接続される油圧制御装置の出力ポートに連通する第２流路が出力ポートに接続され、第２流路内の圧力に応じて第１流路の圧力を制御するために開口量が変化する絞りを有するコンペンセータと、
上記可変オリフィス及びコンペンセータとは独立して作動し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第２流路と最高負荷圧力ポートを連通する切換弁とを備えることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
上記切換弁が上記コンペンセータに内蔵されている油圧制御装置。
【請求項４】
請求の範囲第２項に記載の油圧制御装置において、
上記切換弁が上記コンペンセータに内蔵されている油圧制御装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
上記切換弁は、
第１流路に繋がる第１孔と、
最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、
最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動する切換弁であって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔を閉じ、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備える切換弁とで構成される油圧制御装置。
【請求項６】
請求の範囲第３項に記載の油圧制御装置において、
上記切換弁は、
第１流路に繋がる第１孔と、
最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、
最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動する切換弁であって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔を閉じ、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備える切換弁とで構成される油圧制御装置。
【請求項７】
請求の範囲第２項に記載の油圧制御装置において
上記切換弁は、
第２流路に繋がる第１孔と、
最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、
最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記コンペンセータとは独立して摺動するピストンであって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔と第２孔とを遮断し、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備えるピストンとで構成される油圧制御装置。
【請求項８】
請求の範囲第４項に記載の油圧制御装置において
上記切換弁は、
第２流路に繋がる第１孔と、
最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、
最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記コンペンセータとは独立して摺動するピストンであって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔と第２孔とを遮断し、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備えるピストンとで構成される油圧制御装置。
【請求項９】
請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
さらに、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備える油圧制御装置。
【請求項１０】
請求の範囲第３項に記載の油圧制御装置において、
さらに、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備える油圧制御装置。
【請求項１１】
請求の範囲第５項に記載の油圧制御装置において、
さらに、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備える油圧制御装置。
【請求項１２】
請求の範囲第６項に記載の油圧制御装置において、
さらに、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備える油圧制御装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項１４】
請求の範囲第３項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項１５】
請求の範囲第５項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項１６】
請求の範囲第６項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項１７】
請求の範囲第９項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１０項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項１９】
請求の範囲第１１項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２０】
請求の範囲第１２項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２１】
請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２２】
請求の範囲第３項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２３】
請求の範囲第５項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２４】
請求の範囲第６項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２５】
請求の範囲第９項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２６】
請求の範囲第１０項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２７】
請求の範囲第１１項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【請求項２８】
請求の範囲第１２項に記載の油圧制御装置において、
上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有するコンペンセータであって、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するものである油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、たとえば、油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械の油圧制御システムに用いられる油圧制御装置に関するものである。
〔技術背景〕
従来、油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械には、多連型の油圧制御システムが採用されている。このシステムは、１つの給油ポンプから吐出される加圧された流体を複数の油圧制御装置に供給し、各油圧制御装置に接続されているアクチュエータを駆動するというものである。
上記の油圧制御システムでは、ロードセンシング機能を備えるものが知られている（たとえば、特開平６−５８３０５号公報参照）。この機能は次のようなものである。
油圧制御システムにおいて可変容量形の油圧ポンプを使用し、各アクチュエータに供給する加圧された流体の圧力のうち最高のもの（以下、最高負荷圧力ＰＬＳという）をフィードバック制御量として取り扱う。そして、上記油圧ポンプの吐出圧Ｐと上記最高負荷圧力ＰＬＳとの差が一定となるように上記油圧ポンプを制御する。
上記ロードセンシング機能を備える油圧制御装置は、パイロット圧力として供給される流体の圧力または手動操作量に応じて開口する絞りと、当該絞りの前後の差圧を一定に制御するコンペンセータと、加圧された流体の出力ポートと各ポンプポートとの間に配置された逆止弁とを有する。この逆止弁は、加圧された流体の逆流を防止するものである。
図１３は、従来の油圧制御装置５００の断面図である。この油圧制御装置５００は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用されるものである。油圧制御装置５００は、本体５０１と、スプール弁５０２と、当該スプール弁５０２と交わる各流路５３０〜５３８と、ポンプポート５１０と、圧力室５１５に連通する最高負荷圧力ポート（ＰＬＳポート）５１３と、タンクポート５１１と、圧力室５１５に備えられたバネ５１４によって図面下向きに付勢されたコンペンセータ５０７と、当該コンペンセータ５０７と一体に形成されているシャトル弁５０４と、逆止弁５０３ａ，５０３ｂと、リリーフ弁５０５，５０６とを有する。
スプール弁５０２は、図示するように複数の小径部と、絞りとして働く切欠部とを備える。スプール弁５０２は、左側にスライドすることにより、ポンプポート５１０と流路５３０とを連通し、スライド量の増加に伴い流路５３０に多くの流体を供給する。また、スプール弁５０２が左側にスライドすることにより、流路５３１と流路５３３とが連通され、流路５３３と流路５３５，５３６とが遮断され、流路５３２と流路５３４とが遮断され、流路５３４が流路５３７および流路５３８に連通される。ここで、流路５３７は、タンクポート５１１に繋がるものであり、流路５３８は、リリーフ弁５０５に繋がるものである。
スプール弁５０２を図面左側にスライドさせた場合、ポンプポート５１０の圧力は、流路５３０、コンペンセータ５０７、逆止弁５０３ｂ、流路５３１、および、流路５３３を介して、ポートＡに出力される。このポートＡは、図示しないアクチュエータに接続されている。この場合、上記図示しないアクチュエータからポートＢに戻ってくる流体は、流路５３４および流路５３７を介してタンクポート５１１に排出される。なお、突発的に高い圧力が発生した場合には、リリーフ弁５０５が作動してスプール弁５０２の故障を防ぐようになっている。
ＰＬＳポート５１３には、上記圧力ＰＬＳが供給される。この圧力ＰＬＳは、上述したように、多連型の油圧制御システムを構成する各油圧制御装置に供給される流体の油圧のうち最高の圧力である。
ＰＬＳポート５１３は、圧力室５１５に連通している。この圧力室５１５にはバネ５１４が納められており、このバネ５１４によって、コンペンセータ５０７が下側に付勢されている。
コンペンセータ５０７は、最高負荷圧力ＰＬＳが作用して生じる力ＰＬＳ×Ｓ（但し、Ｓはコンペンセータ５０７の上面の面積）と、コンペンセータ５０７の上昇に応じて増加するバネの弾性力Ｆとを加えた力（以下、ＰＬＳ×Ｓ＋Ｆと表す）によって下側に付勢されている。コンペンセータ５０７は、流路５３０に供給される流体の圧力Ｐ１によってコンペンセータ５０７の下面（面積Ｓ）に作用する力Ｐ１×Ｓが、上記ＰＬＳ×Ｓ＋Ｆより大きくなった場合に上昇する。コンペンセータ５０７は、上昇に伴い開口する絞りを備え、当該コンペンセータ５０７の入口の圧力（すなわち、流路５３０内の圧力Ｐ１）が圧力ＰＬＳと同等程度の圧力となるように調整する。コンペンセータ５０７を通過した流体は、逆止弁５０３ａ，５０３ｂを介して、流路５３１，５３２に流れ込む。なお、当該場合において、流路５３１，５３２は、スプール弁５０２が図面左右へ移動することによって生じる開口部を通じて、流路５３３，５３４と連通する。
シャトル弁５０４は、コンペンセータ５０７と一体形成されている。シャトル弁５０４は、コンペンセータ５０７から上方に延びる縦孔５２０と、当該縦孔５２０と交差する横孔５２１とを備える。この横孔５２１は、コンペンセータ５０７と共にシャトル弁５０４が所定量だけ上昇した場合にのみ、ＰＬＳポート５１３および圧力室５１５と連通するように形成されている。流路５３０内の圧力Ｐ１の上昇に伴って、シャトル弁５０４が上記所定量だけ上昇すると、流路５３０とＰＬＳポート５１３とが上記縦孔５２０および横孔５２１を介して連通し、流路５３０内の圧力Ｐ１が最高負荷圧力ＰＬＳになる。
上述したように、油圧制御装置５００では、コンペンセータ５０７とポートＡおよびＢとの間に、コンペンセータ５０７を通過した流体の逆流を防止する逆止弁５０３ａ，５０３ｂを備える。当該逆止弁５０３ａおよび５０３ｂを配置するためには、ある程度のスペースが必要となるため、油圧制御装置５００の小型化の妨げとなっていた。
また、上記油圧制御装置５００では、流路５３０内の圧力Ｐ１が他の連の最高負荷圧力ＰＬＳよりも大きくなっても、直ちに最高負荷圧力ＰＬＳの更新は行われない。すなわち、流路５３０内の油圧によってコンペンセータ５０７の底面（面積Ｓ）に作用する力（Ｐ１×Ｓ）が、圧力ＰＬＳによってコンペンセータ５０７の上面（面積Ｓ）に作用する力（ＰＬＳ×Ｓ）と前記所定量だけ上昇した位置でのバネ５１４の弾性力Ｆとを加えた力（ＰＬＳ×Ｓ＋Ｆ）よりも大きくなり、且つコンペンセータ５０７が一定量ストロークした場合に、最高負荷圧力ＰＬＳが更新される。
この結果、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムにおいて、ポンプの傾転制御に必要な信号圧力である最高負荷圧力ＰＬＳと、油圧制御装置内５００に実際に生じている最高負荷圧力との間に偏差が生じる時間が長くなり、そのため、油圧制御装置５００およびポンプを含めたシステムにおいて、ハンチングが発生し易くなる。
〔発明の開示〕
本発明の課題は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムに使用される油圧制御装置であって、小型で、且つ、上記最高負荷圧力ＰＬＳと実際の油圧装置内の最高負荷圧力との偏差が生じる時間を短くする機能を備えた油圧制御装置を提供することである。
そこで、上記課題を解決するため、本願に係る油圧制御装置は、可変容量形ポンプで制御される複数のアクチュエータを有し、これらのアクチュエータの負荷圧力の中の最高負荷圧力を検出して可変容量形ポンプの吐出圧力がその最高負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように制御するロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用され、当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える油圧制御装置において、
可変オリフィスを介して、ポンプポートと連通する第１流路が入力ポートに接続され、所定のアクチュエータに接続される油圧制御装置の出力ポートに連通する第２流路が出力ポートに接続され、第２流路内の圧力に応じて第１流路の圧力を制御するために開口量が変化する絞りを有するコンペンセータと、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１流路と最高負荷圧力ポートを連通するシャトル弁とを備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本願に係る油圧制御装置は、可変容量形ポンプで制御される複数のアクチュエータを有し、当該アクチュエータの負荷圧力の中の最高負荷圧力を検出して、可変容量形ポンプの吐出圧力が上記検出した最高負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように制御するロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用され、当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える油圧制御装置において、
可変オリフィスを介して、ポンプポートと連通する第１流路が入力ポートに接続され、所定のアクチュエータに接続される油圧制御装置の出力ポートに連通する第２流路が出力ポートに接続され、第２流路内の圧力に応じて第１流路の圧力を制御するために開口量が変化する絞りを有するコンペンセータと、上記可変オリフィス及びコンペンセータとは独立して作動し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第２流路と最高負荷圧力ポートを連通する切換弁とを備えることを特徴とする。
これら油圧制御装置において、上記シャトル弁が上記コンペンセータに内蔵されていてもよい。
さらに、上記油圧制御装置において、上記シャトル弁は、第１流路に繋がる第１孔と、最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動する切換弁であって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔を閉じ、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備える切換弁とで構成することもできる。
また、上記油圧制御装置において、上記切換弁は、第２流路に繋がる第１孔と、最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記コンペンセータとは独立して摺動するピストンであって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔と第２孔とを遮断し、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備えるピストンとで構成することもできる。
さらに、上記油圧制御装置において、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備えることもできる。
加えて、上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも大きな面積で、前記切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有し、上記第１面に作用する力と上記第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するように構成することもできる。
また、上記コンペンセータは、第１流路内の圧力の作用する第１面と、当該第１面の反対側に、当該第１面よりも小さな面積で、前記の切換弁を介して入力される最高負荷圧力と所定のバネの力が作用する第２面を有し、第１面に作用する力と第２面に作用する力の大小に応じて開口して入力ポートと出力ポートとを連通する絞りを有するように構成することができる。
すなわち、本発明の油圧制御装置は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用される。この油圧制御装置は、当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える。この油圧制御装置の特徴とするところは、当該油圧制御装置が備えるコンペンセータに、従来の油圧制御装置が備える逆止弁（たとえば、図１４に示した従来の油圧制御装置５００の逆止弁５０３ａ，５０３ｂ）に相当する機能を持たせた点、および当該コンペンセータに内蔵され、コンペンセータとは独立して動作することにより、最高負荷圧力の調節を常時行うシャトル弁を備えた点である。
コンペンセータに逆止弁の機能を付加したので、部品点数が減り、装置の小型化を図ることができる。また、独立動作するシャトル弁を備えたので、油圧制御システム内の最高負荷圧力の更新を常時行うことができ、油圧制御システムにおける最高負荷圧力と実際の油圧制御装置内の最高負荷圧力との間に偏差が生じるのを防止することができる。
〔発明を実施するための最良の形態〕
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る油圧制御装置１００，２００，３００を使用した多連式の油圧制御システム１の構成を油圧系統図で示したものである。図２は、油圧制御装置１００の断面図であって、油圧制御装置１００の具体的な構成を図示している。図３は、図２に示した調整弁１１０近傍の拡大図である。
可変容量形ポンプ制御部１０から伸びる給油ライン５０は、各油圧制御装置１００，２００，３００のポンプポート１２０，２２０，３２０に接続されている。各油圧制御装置１００，２００，３００のタンクポート１２１，２２１，３２１は、排油ライン５１を介して排油タンク１６に接続されている。各油圧制御部１００，２００，３００の最高負荷圧力ＰＬＳポート（以下、「ＰＬＳポート」という。）１８３，２８３，３８３は、ＰＬＳライン１８に接続されている。ＰＬＳライン１８は、可変容量形ポンプ制御部１０の入力部２０に接続されている。この入力部２０は、最高負荷圧力ＰＬＳが入力されるようになっている。
なお、ＰＬＳライン１８には、絞り弁２１が設けられている。この絞り弁２１は、切換弁１０３に作用する圧力を制御するために、回路内に常に加圧された油（以下、適宜「作動油」という。）の流れが生じるようにするものである。この絞り弁２１によって、回路内を流れる作動油のうち微量の作動油（１％程度）が、排油タンク１６に戻されるようになっている。この絞り弁２１は、可変容量形ポンプの傾転を制御するための切換弁（以下、「切換弁」という。）１４内に、同様の機能を有する構造として設けることもできる。
（１）可変容量形ポンプ制御部によるロードセンシング機能
可変容量形ポンプ制御部１０は、入力部２０に入力される最高負荷圧力ＰＬＳの値をフィードバック制御量として用い、当該最高負荷圧力ＰＬＳの値と可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐとの差（基準差圧Ｐｒｅｆ）が常に一定となるように、可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐを制御する。
可変容量形ポンプ制御部１０は、可変容量形ポンプ１１と、傾転制御装置１３と、切換弁１４と、タンク１５とにより構成される。
可変容量形ポンプ１１は、フィードバックレバー１２を備える。このフィードバックレバー１２は、図中反時計回りの方向に操作されることにより、吐出量を減少させるようになっている。フィードバックレバー１２の上端部は、傾転制御装置１３の制御棒に接続されている。この制御棒には、バネ１３ａが備えられている。
傾転制御装置１３の制御棒には、給油ライン５０の分岐管内の圧力により図中右向きの力と、切換弁１４の下部ポート１４ａから導かれる圧力により図中左向きの力と、スプリング力とが作用する。したがって、かかる力の相互作用によって、制御棒が左右に動くようになっている。
切換弁１４は、３つのポートを備えており、２つの状態に切り換えることができる。当該切換弁１４は、可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐに基づく力にバネ１３ａによる力を加えた力と、最高負荷圧力ＰＬＳに所定の基準圧力Ｐｒｅｆを付加した圧力（ＰＬＳ＋Ｐｒｅｆ）に基づく力との関係（強弱）に応じて切り換わるようになっている。
可変容量形ポンプ１１は、上記圧力Ｐｒｅｆに相当するスプリングを備えている。可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐが上記圧力（ＰＬＳ＋Ｐｒｅｆ）よりも高い場合、切換弁１４は図中左側の接続状態に切り換る。そして、傾転制御装置１３の右側のポートに可変容量形ポンプ１１から吐出された作動油が送り込まれ、傾転制御装置１３の制御棒が図中左側に移動する。これにより、可変容量形ポンプ１１のフィードバックレバー１２が反時計回りに動いて、可変容量形ポンプ１１の吐出量が減少する。
一方、上記圧力（ＰＬＳ＋Ｐｒｅｆ）が吐出圧Ｐよりも高い場合、切換弁１４は図中右側の接続状態に切り換る。そして、傾転制御装置１３の右側のポートからタンク１５に作動油が抜け、傾転制御装置１３の制御棒が右側に移動する。これにより、可変容量形ポンプ１１のフィードバックレバー１２が時計方向に動いて、可変容量形ポンプ１１の吐出量が増加する。
このような切換弁１４の動作により、ＰＬＳライン１８に生じる最高負荷圧力と可変容量形ポンプ１１から吐出される吐出圧Ｐとの差は、常に所定の基準値Ｐｒｅｆに維持される。
（２）油圧制御装置
油圧制御システム１は、油圧制御装置１００，２００，３００を備える。各油圧制御装置１００，２００，３００の構成は、同じである。以下、油圧制御装置１００についてのみ説明する。
油圧制御装置１００は、大きく分けて、スプール弁１０１と、一体型油圧調整弁（以下、「調整弁」という。）１１０とにより構成される。
スプール弁１０１は、そのスライド量に応じて可変オリフィス１０１ａ，１０１ｂを開き、ポンプポート１２０に供給される作動油を可変オリフィス１０１ａ，１０１ｂを介して調整弁１１０に出力する。また、スプール弁１０１は、スライドの向き（左右）に応じて、調整弁１１０から出力される作動油をポートＡ１（油圧制御装置の出力ポート）またはポートＢ１（油圧制御装置の出力ポート）に出力する。
調整弁１１０は、従来より知られている油圧制御装置のコンペンセータ（たとえば、図１４の従来の油圧制御装置５００のコンペンセータ５０７）、逆止弁（たとえば、図１４の従来の油圧制御装置５００の逆止弁５０３ａ，５０３ｂ）およびシャトル弁（たとえば、図１４の従来の油圧制御装置５００のシャトル弁５０４）に相当する機能を有する。
調整弁１１０は、コンペンセータ１０２と、切換弁１０３とにより構成されている。コンペンセータ１０２は、２つのポートを備えており、２つの状態を切り換えることができる。
切換弁１０３は、上記コンペンセータ１０２の内部に配置されている。切換弁１０３は、４つのポートを備えており、２つの状態を切り換えることができる。切換弁１０３は、コンペンセータ１０２に対して独立して機能する。
上記コンペンセータ１０２は、以下に示す合計圧力（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ、またはＰ２１＋Ｆ／Ｓ；但し、Ｓは、作用面の面積）の高低により切り換わる。コンペンセータ１０２が作動することにより、コンペンセート部（絞り）１５９の開口面積が制御され、調整弁１１０に供給される作動油の圧力Ｐ１１が制御されるようになっている。ここで、合計圧力とは、切換弁１０３によって選択して出力される最高負荷圧力ＰＬＳ（後に詳述）とバネ１６５（図２参照）とを合計した圧力、または、第２流路１３１，１３２（図２参照）内の圧力Ｐ２１に当該調整弁１１０に備えられたバネ（図３に示すバネ１６５に相当）の弾性力Ｆにより加算される圧力とを合計した圧力である。
圧力Ｐ１１が上記合計圧力（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ）以下の場合には、入力ポート１０２ａと出力ポート１０２ｂの間が閉じられる方向に作用する。その結果、開口面積が小さくなり、Ｐ１１＝（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ）となるように制御される。すなわち、図において絞り１５９が絞られた状態となる。
また、圧力Ｐ１１が上記合計圧力（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ）よりも高い場合には、入力ポート１０２ａは、圧力Ｐ１１の値に応じて開口する絞り１５９および逆止弁１５９ａ（係止部１５９ａ）を介して出力ポート１０２ｂに接続される。このとき、絞り１５９の開きが大きくなり、Ｐ１１＝（Ｐ２１＋Ｆ／Ｓ）となる。
切換弁１０３は、４つのポートを備えており、２つの状態を切り換えることができる。切換弁１０３は、ＰＬＳポート１８３に導かれる最高負荷圧力ＰＬＳと、上記コンペンセータ１０２の出力ポート１０２ｂから出力される作動油の圧力Ｐ２１との高低によって切り換る。
最高負荷圧力ＰＬＳが圧力Ｐ２１よりも高い場合、ＰＬＳポート１８３から伸びるラインが、コンペンセータ１０２の入力部１０２ｃに接続される。一方、最高負荷圧力ＰＬＳが圧力Ｐ２１よりも低い場合、調整弁１１０に供給された作動油（圧力Ｐ１１）は、最高負荷圧力ＰＬＳポート１８３に供給される。また、後述するように圧力Ｐ１１が減圧されてＰ２１と同等の圧力となる。それにより、油圧制御システム１内の最高負荷圧力ＰＬＳがＰ２１に更新される。さらに、コンペンセータ１０２の入力部１０２ｃに、コンペンセータ１０２の出力ポート１０２ｂから伸びるラインが接続される。
（３）油圧制御装置の具体的な構成
以下、油圧制御装置１００の具体的な構成および機能について詳細に説明する。
油圧制御装置１００は、本体１０５と、スプール弁１０１と、当該スプール弁１０１と交わる各流路１３０〜１３６と、ポンプポート１２０と、タンクポート１２１ａ，１２１ｂと、ＰＬＳポート１８３と、バネ１６５により図中下向きに付勢された調整弁１１０と、リリーフ弁１４０，１４１と、ポートＡ１（出力ポート）およびポートＢ１とを備えている。なお、油圧制御装置１００の特徴部分である調整弁１１０およびその近傍の構成については、後に拡大図（図３）を用いて詳細に説明する。
スプール弁１０１は、図示するように複数の小径部と、絞りとして働く切欠部とを備えている。スプール弁１０１が図中左側にスライドすることにより、ポンプポート１２０と流路１３０とが連通される。そして、スプール弁１０１のスライド量の増加に伴い可変オリフィス１０１ａ、１０１ｂの開度が大きくなり、多くの作動油が流れる。
また、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３２と流路１３４とが連通され、流路１３３と流路１３５とが連通される。流路１３５は、タンクポート１２１ｂおよびリリーフ弁１４０に繋がっている。さらに、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３４と流路１３６とが遮断され、流路１３１と流路１３３とが遮断される。流路１３６は、タンクポート１２１ａおよびリリーフ弁１４１に繋がっている。
スプール弁１０１が図中左側にスライドされた場合、ポンプポート１２０に供給された作動油は、流路１３０、調整弁１１０の絞り１５９、流路１３２および流路１３４を介してポートＡ１に供給される。ポートＡ１は、図示しないアクチュエータに接続されている。このアクチュエータからポートＢ１に戻ってくる作動油は、流路１３３を介してタンクポート１２１ｂに排出される。なお、突発的に高い圧力が発生した場合には、リリーフ弁１４０が動作してスプール弁１０１等の故障を防止する。
また、スプール弁１０１が図中右側にスライドされることにより、ポンプポート１２０と流路１３０とが連通される。そして、スプール弁１０１のスライド量の増加に伴い可変オリフィス１０１ａ、１０１ｂの開度が大きくなり、多くの作動油が供給される。
また、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３１と流路１３３とが連通され、流路１３３と流路１３５とが連通される。流路１３５は、タンクポート１２１ｂおよびリリーフ弁１４０に繋がっている。さらに、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３２と流路１３４とが遮断され、流路１３４と流路１３６とが連通される。流路１３６は、ポート１２１ａおよびリリーフ弁１４１に繋がっている。
スプール弁１０１が図中右側にスライドされた場合、ポンプポート１２０に供給される作動油は、流路１３０、調整弁１１０の絞り１５９、流路１３１、流路１３３を介してポートＢ１に供給される。ポートＢ１は、図示しないアクチュエータに接続されている。このアクチュエータからポートＡ１に戻ってくる作動油は、流路１３４を介してタンクポート１２１ａに排出される。なお、突発的に高い圧力が発生した場合には、リリーフ弁１４０が動作してスプール弁１０１等の故障を防ぐ。
スプール弁１０１の形状および動作は、油圧制御装置１００の特徴部分でないため、これ以上の説明は省く。
調整弁１１０は、本体１０５に設けられた所定形状のシリンダとカバー１７０との間に収納されている。後に説明するように、圧力室１６４には、ＰＬＳポート１８３または流路１３０から油圧制御システム１内で最大の圧力ＰＬＳが供給される。したがって、調整弁１１０は、最高負荷圧力ＰＬＳが作用して生じる力ＰＬＳ×ＳＤ４（但し、ＳＤ４は、最高負荷圧力ＰＬＳが作用する調整弁１１０の直径Ｄ４の上面の面積）に、当該調整弁１１０の位置に応じて決まるバネ１６５の弾性力Ｆを加算した力（ＰＬＳ×ＳＤ４＋Ｆ）で下向きに付勢されている。また、調整弁１１０は、流路１３０に流れ込む作動油により、力Ｐ１１×ＳＤ３（但し、Ｐ１１は、流路１３０内の圧力。ＳＤ３は、圧力Ｐ１１が作用する調整弁１１０の直径Ｄ３の下面の面積）で上向きに付勢されている。
調整弁１１０は、大きく分けて、シャトル弁と、逆止弁として機能する環状の係止部１５７と、絞り１５９とにより構成される。シャトル弁は、孔１５０、孔１５１（他の連の最高負荷圧力を導く流路）、孔１５２（第２孔）、孔１５４、孔１５６（第１孔）およびピストン１５５で構成される。
油圧制御装置１００の本体１０５には、直径Ｄ１，深さＬ１の第１シリンダ部、直径Ｄ２，深さＬ２の第２シリンダ部および直径Ｄ３，深さＬ３の第３シリンダ部が同軸上に連続して設けられている。第１シリンダ部の側部には、ＰＬＳポート１８３が設けられている。第１シリンダ部から第２シリンダ部にかけての連結部は、テーパ状に加工されている。第２シリンダ部と第３シリンダ部の連結部には、段差が設けられている。第２シリンダ部の下部側面には、流路１３１および流路１３２に繋がる開口部が設けられている。
本体１０５との間で調整弁１１０を収納するカバー１７０は、下方に開口部を有する直径Ｄ２の略円筒状の形状を有する。カバー１７０は、フランジ１７０ａによって本体１０５に位置決めされる。図示するように、第１シリンダ部と本体１０５との間には、パッキン１７３およびパッキン１７４によって気密な空間が形成されている。また、カバー１７０は、貫通孔１７２（第２孔）を備えている。この貫通孔１７２は、上記気密な空間を区画する面に設けられている。ＰＬＳポート１８３に供給される最高負荷圧力ＰＬＳは、貫通孔１７２を通じてカバー１７０の内側へと導かれる。
調整弁１１０は、直径Ｄ４の円柱状のピストンにより構成されており、その下部に直径Ｄ３の絞り１５９を備えている。調整弁１１０は、孔１５０、孔１５１、孔１５２、孔１５４、孔１５６、小径部１５３、ピストン１５５および係止部１５７により構成される。
円柱状の小径部１５３は、少なくとも、調整弁１１０の上下移動に伴って調整弁１１０がカバー１７０の貫通孔１７２を通過する範囲に設けられている。
孔１５２は、小径部１５３の適当な箇所から中心軸方向に延びている。孔１５１は、孔１５２と交わるように縦向きに設けられており、その上部が閉塞されている。孔１５４は、孔１５１，１５０および絞り１５９と連通する孔１５６と交わるように横向きに設けられている。
ピストン１５５は、孔１５４内に気密な状態で左右に摺動するように収納されている。孔１５０は、孔１５４と交わり、圧力室１６４に連通するように縦向きに設けられている。孔１５６は、孔１５４と交わり、絞り１５９を通って流路１３０に連通するように縦向きに設けられている。
係止部１５７は、環状の突起部であり、絞り１５９の上部に設けられている。係止部１５７は、図に示すように上方に行くほど直径が大きくなるように加工されており、本体１０５の直径Ｄ３，深さＬ３の第３シリンダ部の上端部に当接するように設計されている。
調整弁１１０は、図に示すような側部を有する。この側部は、係止部１５７が第２シリンダ部と第３シリンダ部の段差部分に接している場合に、流路１３１，１３２を完全に閉塞するために十分な長さを有する。つまり、上記孔１５４は、係止部１５７が第２シリンダ部と第３シリンダ部の段差部分に接している状態であっても、図示する位置、すなわち、カバー１７０よりも下側の位置にまで降りてこない場所に設けられる。
なお、上記側部には、切欠部１６０および流路１６１が設けられている。これらは、流路１３２、流路１３１および孔１５４と連通する。
流路１３０内の圧力が流路１３２および流路１３１の圧力より低下した場合、係止部１５７は、流路１３０と流路１３１および流路１３２との間を遮断し、流路１３１および流路１３２から流路１３０へと作動油が逆流するのを防止する。このとき、第２シリンダ部と第３シリンダ部の段差部分に設けられた円錐状の部分は、弁座として機能する。
係止部１５７の下側には、上記絞り１５９が設けられている。この絞り１５９によって、流路１３０が流路１３１および流路１３２に連通される。この絞り１５９は、調整弁１１０の上昇に伴い開口面積が増加する。
絞り１５９は、その前後の差圧、すなわち、流路１３０（第１流路）に流れる作動油の圧力Ｐ１１と、ポンプポート１２０（第２流路）の圧力との差が一定となるように働く。
なお、上記調整弁１１０において、最高負荷圧力ＰＬＳの作用する面の面積ＳＤ４と、流路１３０内を流れる圧力Ｐ１１が作用する面の面積ＳＤ３との大小関係を調節することで、負荷圧に対する流量制御特性を調整することができる。
すなわち、ＳＤ４＞ＳＤ３（たとえば、ＳＤ４をＳＤ３に比べて１％〜１０％程度大きくする）とすれば、負荷圧に依存して絞り１５９による補正量が制限される。また、ＳＤ４＜ＳＤ３（たとえば、ＳＤ４をＳＤ３に比べて１％〜１０％程度小さくする）とすれば、ＳＤ４＝ＳＤ３の場合に制御される流量よりも多い作動油が分流し、絞り１５９による過剰補正が行われる。さらに、ＳＤ４＝ＳＤ３とすれば、流量制御特性が負荷圧に依存しない標準的なロードセンシングシステムが構成される。
図４は、ピストン１５５の斜視図である。
ピストン１５５は、円柱状の小径部１５５ａを有し、この小径部１５５ａに図に示すような十字孔１５５ｂが設けられている。さらに、当該十字孔１５５ｂの交差点に連通する孔１５５ｃと、油圧バランス用の油溝１５５ｄとが設けられている。なお、上記小径部１５５ａの位置および長さは、図３において、ピストン１５５が孔１５４の左側にあるときに孔１５６と孔１５１とが連通し、ピストン１５５が孔１５４の右側にあるときに孔１５６と孔１５０とが連通するように設定されている。
ＰＬＳポート１８３、小径部１７１、孔１７２、小径部１５３、孔１５２および孔１５１を介して孔１５４に入力される作動油（この作動油の圧力は、最高負荷圧力ＰＬＳ）は、ピストン１５５の小径部１５５ａ，十字孔１５５ｂおよび孔１５５ｃを介して孔１５４の左側の部屋に供給される。これにより、図３において、ピストン１５５は、圧力の大小関係に応じて左右に移動する。
他方、流路１３２内の作動油（この作動油の圧力はＰ２１）は、切欠部１６０、流路１６１を介して孔１５４の右側の部屋に供給される。これにより、図３において、ピストン１５５は、圧力の大小関係に応じて左右に移動する。このように、ピストン１５５は、絞り１５９とは独立して作動する。
ここで、再び図３を参照する。図３は、流路１３２内の圧力Ｐ２１の方がシステム１内の他の連の最高負荷圧力ＰＬＳよりも高い場合におけるピストン１５５の状態を示す図である。
この場合において、絞り１５９上に設けた孔１５６がピストン１５５を介して孔１５１，１５２に接続され、流路１３０内の作動油（この作動油の圧力はＰ１１）がＰＬＳポート１８３に供給される。また、流路１３２内の作動油（この作動油の圧力はＰ２１）は、切欠部１６０、流路１６１を介して圧力室１６４に導かれる。これにより、油圧制御システム１の最高負荷圧力ＰＬＳが圧力Ｐ２１に更新される。最高負荷圧力ＰＬＳは、後述のようにしてＰ２１に減圧される。
なお、ピストン１５５は、図示するように左端より僅かに右よりの位置で停止する。これは、孔１５６と孔１５１とが連通する部分の面積が調整されるためである。すなわち、作動油は、面積が調整された絞り部を通過し、ＰＬＳライン１８および絞り弁２１を経てタンクライン５１１に流出する。その際に作動油の圧力が減圧される。言い換えると、孔１５４の左側部分に導かれる圧力が右側に導かれる圧力Ｐ２１と同等の圧力となり、ピストン１５５に働く力がバランスされるためである。この場合において、ピストン１５５の小径部１５５ａは、孔１５０と孔１５１を連通しないように設けておく。
図５は、最高負荷圧力ＰＬＳが流路１３２の圧力Ｐ２１よりも高い場合におけるピストン１５５の状態を示す図である。
この場合、絞り１５９上に設けた孔１５６は、ピストン１５５によって閉じられており，ＰＬＳポート１８３を介して供給される作動油（この作動油の圧力は最高負荷圧力ＰＬＳ）は、孔１５１および孔１５０を介して圧力室１６４へと導かれることになる。
この場合において、調整弁１１０は、実際には、流路１３０内の圧力Ｐ１１の大きさに応じた分だけ絞り１５９の開口量を調整するように上昇している。すなわち、圧力室１６４の圧力が、調整弁１１０に作用する力とバネ１６５のバネ力を合わせた力とバランスするように、圧力Ｐ１１が調整される。
以上のように、上記調整弁１１０を採用しているから、絞り１５９による圧力調整動作とは独立して、常時最高負荷圧力ＰＬＳの調節を行うことができるようになる。また、絞り１５９の上側に逆止弁として機能する係止部１５９ａを備えているから、圧力制御装置１００の小型化を図ることができる。
（４）実際の駆動例
図６ないし図８は、上記油圧制御装置１００，２００，３００を用いる油圧制御システム１における実際の動作状態を説明するための図である。理解の容易のため、油圧制御装置２００および油圧制御装置３００の各部を表す参照番号には、既に説明した油圧制御装置１００の対応する部位を示す参照番号を２００番台および３００番台に置き換えたものを採用する。
図６は、油圧制御装置１００（第１連）のみが動作している状態を表す図である。具体的には、油圧制御装置１００のスプール弁１０１が右へ所定量Ｌ１だけスライドし、残りの２つの油圧制御装置２００，３００のスプール弁２０１，３０１を中立位置にした状態を表す。
この場合において、油圧制御装置１００には、可変容量形ポンプ１１からたとえば８０リットル／分の作動油が供給される。また、油圧制御装置１００には、たとえば５ＭＰａの負荷が接続されている。したがって、流路１３２内の圧力Ｐ３１は、５ＭＰａである。
また、油圧制御装置２００（第２連）には、たとえば２０ＭＰａの負荷が接続されている。したがって、流路２３２内の圧力Ｐ３２は、２０ＭＰａである。油圧制御装置３００（第３連）は無負荷状態である。当該状況下において、絞り１５９は、図示する最大開口位置で均衡する（拡大図を参照）。
油圧制御装置１００のみが制御状態であるため、供給される作動油の圧力が最大となり、ピストン１５５が左端から僅かに右寄りの位置で釣り合い、流路１３０内の圧力Ｐ２１がわずかに減圧されてＰ３１となる。このＰ３１が最高負荷圧力ＰＬＳ（＝Ｐ４１）となる。
図７は、上記図６の状態で、油圧制御装置２００のスプール弁２０１を右側に所定量Ｌ２だけスライドさせた状態を表す。油圧制御装置２００には、可変容量形ポンプ１１からたとえば９０リットル／分の作動油が供給される。
前述のように油圧制御装置２００には、２００ＭＰａの負荷が接続されており、スプール弁２０１のスライドにより流路２３２と流路２３４とが連通し、流路２３２、切欠部２６０、流路２６１（図７では図示していないが、図２および図３にならい参照符号の番号を２００番台に置き換える。以下、同様。）を介して、孔２５４の右端部に前記負荷圧力が作用する。
このため、ピストン２５５は左方へ移動して孔２５０を介して圧力室２６４に前記負荷圧力を導かれる。また、孔２５６、ピストン２５５の小径部２５５ａ、孔２５１、孔２５２を介して、流路２３０（絞り２５９の入口ポート）とＰＬＳポート２８３とが接続される。
また、スプール弁２０１のスライドにより、可変オリフィスを介してポンプポート２２０と流路２３０とが連通する。このとき、ポンプポート２２０には油圧制御装置１００の負荷に対応する圧力しか生じていないから、流路２３０の圧力Ｐ２２＜Ｐ４２（圧力室２６４の圧力）となる。調整弁２１０は下降して係止部２５７が本体２０５のシート部に当接し、流路２３２から流路２３０への逆流が防止される。
調整弁２１０が流路２３０と流路２３２との連通を遮断することにより、流路２３０の作動油の流れはなくなる。このため、流路２３０の圧力Ｐ２２は、ポンプポート２２０の圧力Ｐ２１と等しくなる。流路２３０は、前述のようにＰＬＳポート２８３と連通し、ＰＬＳポート２８３はＰＬＳライン１８を介して油圧制御装置１００のＰＬＳポート１８３と連通しているから、流路２３２の圧力Ｐ２２（＝Ｐ１２）は、ＰＬＳポート１８３に導かれ、さらに、孔１７２、孔１５２、孔１５１、ピストン１５５の小径部１５５ａ、孔１５５ｃを介してピストン１５５が収容された孔１５４の左側に導かれる。
一方、上記孔１５４の右側には、流路１３２の圧力Ｐ３１が作用しているが、Ｐ２２（＝Ｐ１２）＞Ｐ３１である。このため、ピストン１５５は、図に示すように右側に移動して、孔１５１と孔１５６との連通を遮断すると共に、孔１５１と孔１５０とを連通させる。したがって、圧力室１６４には、ＰＬＳポート１８３の圧力Ｐ２２（＝Ｐ１２）が導かれる。
圧力室１６４に導かれた圧力Ｐ２２は、ポンプポート１２０の圧力Ｐ１１と等しい。また、流路１３０の圧力Ｐ２１＜Ｐ２２（圧力室１６４の圧力＝Ｐ１１）である。このため、調整弁１１０が下降して絞り１５９の開口面積が小さくなる。したがって、流路１３０から流路１３２への流れが制限され、流路１３０の圧力Ｐ２１およびポンプポート１２０の圧力Ｐ１１が上昇する。
上昇したポンプポート１２０の圧力Ｐ１１は、油圧制御装置２００のＰＬＳポート２８３を介して油圧制御装置１００の圧力室１６４へ導かれる。したがって、上述したと同様に、連鎖的にポンプポート１２０、２２０の圧力が上昇し、この圧力が油圧制御装置２００の負荷圧力を超えて、流路２３０の圧力Ｐ２２（＝Ｐ１１，Ｐ２１）＞流路２３２の圧力Ｐ３２（２０ＭＰａ）＋Ｆ／ＳＤ４（Ｆはバネ２６５により加えられる圧力、ＳＤ４は調整弁２１０の上部面積）になると、調整弁２１０が上昇して流路２３０と流路２３２とが連通される。つまり、アクチュエータに作動油が供給され、当該アクチュエータが駆動される。
この場合、ピストン２５５の左端部に作用する圧力は、右端部に作用する圧力よりもＦ／ＳＤ４だけ大きくなり、ピストン２５５は右側へ移動する。一方、この場合、孔２５６とピストン小径部２５５ａとを連通する流路の開口面積は小さくなるので、ピストン２５５の左端部に作用する圧力は減圧され、当該左端部の圧力Ｐ２２−Ｆ／ＳＤ４＝Ｐ３２となったところで、ピストン２５５の左端部に作用する圧力と右端部の圧力Ｐ３２とが釣り合い、その位置でピストン２５５が保持される。
したがって、ＰＬＳポート２８３は、流路２３０との接続状態が維持され、このＰＬＳポート２８３には流路２３２の圧力Ｐ３２（負荷圧力）まで減圧された圧力が導かれる。このＰＬＳポート２８３は、ＰＬＳライン１８を介して油圧制御装置１００の圧力室１６４と連通しているから、調整弁１１０が油圧制御装置２００の負荷圧力に応じて制御される。
このように、調整弁１１０、２１０、３１０を各油圧制御装置の最高負荷圧力に応じて制御することで、各油圧制御装置に接続されるアクチュエータを同時に操作することができる。
なお、図８は、上記図７の状態における状態の推移を表すものである。油圧制御装置１００において、圧力室１６４内の圧力Ｐ４１は、さらに上昇する。結果的にＰ４１＋Ｆ／Ｓ＝Ｐ２１（ここで、Ｆ／Ｓはバネ力）となるが、圧力Ｐ４１が上昇するのに伴い、圧力Ｐ２１も上昇する。このように連鎖的に上昇した後、絞り１５９は下降し始め、コンペン動作が行われる。
最終的には油圧制御装置２００の絞り２５９も開き、圧力Ｐ３２（２０ＭＰａ）が圧力Ｐ４２に導かれ、Ｐ２２＝Ｐ３２（２０ＭＰａ）＋Ｆ／ＳＤ４（Ｆは、バネ２６５により加えられる圧力、ＳＤ４は、調整弁１１０の上部面積）となる。
この場合、絞り２５９は、全開している。また、油圧制御装置１００の絞り１５９が動作するのに伴って圧力ＰＬＳが２０ＭＰａとなるため、油圧制御装置２００は、作動油を供給することができるようになる。ピストン２５５は、左端の圧力がＰ２２−Ｆ／ＳＤ４＝Ｐ３２となるように調圧を行い、左端よりわずかに離れた位置で釣り合う。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態に係る油圧制御装置６００の構成を示す図である。この油圧制御装置６００は、一体型の油圧調整弁６１０を備え、上記第１の実施形態と同様に、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムに使用される。
油圧制御装置６００は、本体６０５と、スプール弁６０１と、当該スプール弁６０１と交わる各流路６３０〜６３８と、ポンプポート６２０と、タンクポート６２１，６２２と、最高負荷圧力ＰＬＳポート６８３と、バネ６６５により図中下向きに付勢された上記油圧調整弁６１０と、リリーフ弁６４０，６４１と、ポートＡおよびポートＢとを備えている。
ポンプポート６２０には、上記油圧制御システムに備えられた可変容量形の油圧ポンプから所定圧力の作動油が供給される。また、ＰＬＳポート６８３には、上記油圧制御システム内で検出された最高負荷圧力ＰＬＳの作動油が供給される。
なお、油圧制御装置６００の特徴部分である調整弁６１０およびその近傍の構成については、後に拡大図（図１１）を用いて詳細に説明する。
スプール弁６０１は、図示するように複数の小径部と、絞りとして働く切欠部とを備える。スプール弁６０１が図中左側にスライドされることにより、ポンプポート６２０と流路６３０とが連通される。スプール弁６０１のスライド量の増加に伴って、可変オリフィス６０１ａ、６０１ｂが開かれて多くの作動油が供給される。すなわち、スプール弁６０１のスライドに伴って、流路６３２と流路６３４とが連通され、流路６３６と流路６３８とが連通される。また、スプール弁６０１のスライドに伴って、流路６３８とタンクポート６２１とが遮断された状態となり、流路６３５と流路６３７とが遮断された状態となる。さらに、スプール弁６０１のスライドに伴って、流路６３７とタンクポート６２１とが連通される。
スプール弁６０１が図中左側にスライドされた場合、ポンプポート６２０に供給される作動油は、流路６３０、調整弁６１０、流路６３２、流路６３４、逆止弁６８１、流路６３６、流路６３８を介してポートＡに供給される。ポートＡは、図示しないアクチュエータに接続されている。上記アクチュエータからポートＢに戻ってくる作動油は、流路６３７を介してタンクポート６２２に排出される。なお、突発的に高い圧力で加圧された流体が発生した場合には、リリーフ弁６４１が動作してスプール弁６０１等の故障を防止する。
また、スプール弁６０１が図中右側にスライドされることにより、ポンプポート６２０と流路６３０とが連通され、そのスライド量の増加に伴って、可変オリフィス６０１ａ、６０１ｂが開かれて多くの作動油が供給される。すなわち、スプール弁６０１のスライドに伴って、流路６３１と流路６３３とが連通され、流路６３５と流路６３７とが連通される。また、スプール６０１のスライドに伴って、流路６３７とタンクポート６２２とが遮断された状態となり、流路６３２と流路６３４とが遮断され、流路６３６と流路６３８とが遮断された状態となる。さらに、スプール弁６０１のスライドに伴って、流路６３８とタンクポート６２１とが連通される。
スプール弁６０１が図中右側にスライドされた場合、ポンプポート６２０に供給された作動油は、流路６３０、調整弁６１０、流路６３１、流路６３３、逆止弁６８０、流路６３５、流路６３７を介して、ポートＢに供給される。ポートＢは、図示しないアクチュエータに接続されている。上記アクチュエータよりポートＡに戻ってくる作動油は、流路６３８を介してタンクポート６２１に排出される。なお、突発的に高い圧力で加圧された流体が発生した場合には、リリーフ弁６４１が動作してスプール弁６０１等の故障を防ぐ。
スプール弁６０１の形状および動作は、油圧制御装置６００の特徴的部分でないため、これ以上の説明は省く。
図１０は、図９に示した調整弁６１０の近傍の拡大図である。
調整弁６１０は、本体６０５に設けられた所定形状のシリンダとカバー６１６との間に収納される。後に説明するように、圧力室６６４には、流路６３１，６３２から導かれる圧力、および、ＰＬＳポート６８３から導かれる他の連の最高負荷圧力のうち、油圧制御システム内で最高の負荷圧力ＰＬＳの作動油が導かれる。
調整弁６１０は、最高負荷圧力ＰＬＳに、調整弁６１０の位置に応じて決まるバネ６１５の弾性力Ｆを加算した力で下向きに付勢される。調整弁６１０は、コンペンセータ６１１の働きによって、流路６３０内の圧力Ｐ１が、圧力室６６４内の最高負荷圧力ＰＬＳにバネ６１５の弾性力Ｆに基づく圧力を加算した値（以下、ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓと表す。但しＳは作用面の面積）と釣り合うように調整される。
調整弁６１０は、コンペンセータ６１１、ピストン６１２およびカバー６１３の３つの部品で構成されている。コンペンセータ６１１は開口部６１１ｄ（絞り）を備える。この開口部６１１ｄは、流路６３０を流路６３１，６３２に連通すると共に、調整弁６１０の上昇に伴いその開口面積が増加する。当該開口部６１１ｄは、絞りとして機能し、ポンプポート部６２０の圧力Ｐと、流路６３０に流れる作動油の圧力Ｐ１との差を一定に維持するように働く。
コンペンセータ６１１の上部には、上方に開口した所定の直径のシリンダ部６１１ａが設けられている。当該シリンダ部６１１ａの底部には、横孔６０６が設けられている。当該横孔６０６が設けられている箇所には、小径部６０７が設けられている。
図１０の状態において、シリンダ部６１１ａは、小径部６０７および孔６０６を介して流路６３１，６３２と連通している。なお、小径部６０７を設ける代わりに、シリンダ部６１１ａと流路６３２を連通する孔を設ける構成を採用しても良い。
図示するようにピストン６１２は、上記コンペンセータ６１１の上部に設けたシリンダ部６１１ａと円筒状のカバー６１３との間に収納される。カバー６１３は、内側に作動油が流れ込むように、シリンダ部６１１ａの底面との間に所定の隙間を有する状態でコンペンセータ６１１に固定（ネジ止め）される。
図示するように、カバー６１３の内側にはシリンダ部６１３ａが設けられている。このシリンダ部６１３ａは、ピストン６１２を気密な状態で摺動可能に収納する。当該シリンダ部６１３ａは、円柱状の凹部６１７を備えている。この凹部６１７は、ピストン６１２が一番上まで上昇した際に、当該ピストン６１２に備えられた上溝６１８と下溝６１９とが連通される位置に設けられている。また、カバー６１３は、シリンダ部６１３ａから上部へと貫通する縦孔６１４が設けられている。
図１１は、ピストン６１２の斜視図である。
図示するように、ピストン６１２は円柱状に形成され、その上端および下端に小径部が設けられている。各小径部には、９０度間隔で切欠部６１２ａ，６１２ｂが設けられている。一方、大径部には、９０度間隔で長さＬ１の上溝６１８および長さＬ２の下溝６１９が設けられている。
上溝６１８と下溝６１９との間隔Ｌ３は、カバー６１３の内側に備える円柱状の凹部６１７の上下幅よりも小さく設定されている。なお、上下の小径部に設けられた切欠部６１２ａ，６１２ｂは、孔６０６から流入する作動油の圧力がピストン６１２の上下の面に作用し易くするためのものである。
ピストン６１２は、コンペンセータ６１１とは独立して上下に摺動する。すなわち、ピストン６１２は、孔６１４を介して導かれる油圧制御システムの他の連の最高負荷圧力ＰＬＳと、孔６０６を介して導かれる流路６３２内の圧力Ｐ２との高低により上下に摺動する。
流路６３２内の圧力Ｐ２の方が最高負荷圧力ＰＬＳよりも高い場合、ピストン６１２は、図１２に示すようにカバー６１３のシリンダ内の最も高い位置にまで上昇する。この場合、ピストン６１２の側面に設けてある下溝６１９が、カバー６１３の備える円柱状凹部６１７を介して上溝６１８に連通する。これにより、流路６３２内の圧力Ｐ２が孔６１４、圧力室６６４を介してＰＬＳポート６８３に伝わり、油圧制御システムの最高負荷圧力ＰＬＳがＰ２に更新される。
図１２は、ＰＬＳポート６８３を介して導かれる最高負荷圧力ＰＬＳの方が、流路６３２内の圧力Ｐ２よりも高い場合におけるピストン６１２の一例を示す図である。この場合、ピストン６１２の側部に設けられた下溝６１９と上溝６１８とが遮断されている。
上記構成の調整弁６１０を採用することで、コンペンセータ６１１による圧力調整動作とは独立して常時最高負荷圧力ＰＬＳの調節を行うことができるようになる。これにより、油圧制御システムにおける最高負荷圧力ＰＬＳと、実際の油圧制御装置内の最高負荷圧力ＰＬＳ（＝Ｐ２）との間に、ハンチングの原因となる偏差が生じるのを防ぐことができる。
〔産業上の利用の可能性〕
本発明に係る油圧制御装置によれば、コンペンセータとは独立して動作するシャトル弁が備えられているため、当該油圧制御システム内で可変容量形ポンプの傾転制御を行うための最高負荷圧力の更新を常時行うことができる。したがって、ポンプに与えられる最高負荷圧力ＰＬＳと実際の油圧装置内の最高負荷圧との偏差が生じる時間を短くしてハンチングの発生を抑制することができる。
また、上記シャトル弁がコンペンセータに内蔵されているので、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る油圧制御システムを油圧系統図で示したものである。
図２は、油圧制御装置の構成を表す断面図である。
図３は、調整弁の構成を詳細に示す図である。
図４は、調整弁の備えるピストンの斜視図である。
図５は、調整弁のある状態を示す図である。
図６は、油圧制御システムにおける油圧制御装置の実際の動作状態を説明するための図である。
図７は、油圧制御システムにおける油圧制御装置の実際の動作状態を説明するための図である。
図８は、油圧制御システムにおける油圧制御装置の実際の動作状態を説明するための図である。
図９は、本発明の第２の実施形態に係る油圧制御装置の構成を示す図である。
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る調整弁の近傍の拡大図である。
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るピストンの斜視図である。
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るピストンの動作の一例を示す図である。
図１３は、従来の油圧制御装置の構成を示す断面図である。
【図１】
2002029256.tif 000003
【図２】
2002029256.tif 000004
【図３】
2002029256.tif 000005
【図４】
2002029256.tif 000006
【図５】
2002029256.tif 000007
【図６】
2002029256.tif 000008
【図７】
2002029256.tif 000009
【図８】
2002029256.tif 000010
【図９】
2002029256.tif 000011
【図１０】
2002029256.tif 000012
【図１１】
2002029256.tif 000013
【図１２】
2002029256.tif 000014
【図１３】
2002029256.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成14年6月25日(2002.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【書類名】明細書
【発明の名称】油圧制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】可変容量形ポンプで制御される複数のアクチュエータを有し、当該アクチュエータの負荷圧力の中の最高負荷圧力を検出し、可変容量形ポンプの吐出圧力が上記検出した最高負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように制御するロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムに使用され、
当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える油圧制御装置において、
可変オリフィスを介して、ポンプポートと連通する第１流路が入力ポートに接続され、所定のアクチュエータに接続される油圧制御装置の出力ポートに連通する第２流路が出力ポートに接続され、第２流路内の圧力に応じて第１流路の圧力を制御するために開口量が変化する絞りと、当該絞りを閉じる方向に力を作用させる圧力室とを有するコンペンセータと、
上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１流路の圧力を第２流路の圧力まで減圧し、当該減圧された圧力を最高負荷圧力ポートに供給する切換弁とを備え、
当該切換弁は、上記コンペンセータに内蔵され、
当該切換弁が、最高負荷圧力ポートの圧力と第２流路の圧力との偏差によってスライドし、当該スライドによって第１流路の圧力を最高負荷圧力ポートに導いて最高負荷圧力とする機能と、スライドによって最高負荷圧力ポートの圧力をコンペンセータの圧力室に導いて絞りを閉じる機能とを有することを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
上記切換弁は、
第１流路に繋がる第１孔と、
最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、
最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動する切換弁であって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔を閉じ、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備える切換弁とで構成される油圧制御装置。
【請求項３】請求の範囲第１項に記載の油圧制御装置において、
さらに、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備える油圧制御装置。
【請求項４】請求の範囲第２項に記載の油圧制御装置において、
さらに、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備える油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、たとえば、油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械の油圧制御システムに用いられる油圧制御装置に関するものである。
〔技術背景〕
従来、油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械には、多連型の油圧制御システムが採用されている。このシステムは、１つの給油ポンプから吐出される加圧された流体を複数の油圧制御装置に供給し、各油圧制御装置に接続されているアクチュエータを駆動するというものである。
上記の油圧制御システムでは、ロードセンシング機能を備えるものが知られている（たとえば、特開平６−５８３０５号公報参照）。この機能は次のようなものである。
油圧制御システムにおいて可変容量形の油圧ポンプを使用し、各アクチュエータに供給する加圧された流体の圧力のうち最高のもの（以下、最高負荷圧力ＰＬＳという）をフィードバック制御量として取り扱う。そして、上記油圧ポンプの吐出圧Ｐと上記最高負荷圧力ＰＬＳとの差が一定となるように上記油圧ポンプを制御する。
上記ロードセンシング機能を備える油圧制御装置は、パイロット圧力として供給される流体の圧力または手動操作量に応じて開口する絞りと、当該絞りの前後の差圧を一定に制御するコンペンセータと、加圧された流体の出力ポートと各ポンプポートとの間に配置された逆止弁とを有する。この逆止弁は、加圧された流体の逆流を防止するものである。
図１３は、従来の油圧制御装置５００の断面図である。この油圧制御装置５００は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用されるものである。油圧制御装置５００は、本体５０１と、スプール弁５０２と、当該スプール弁５０２と交わる各流路５３０〜５３８と、ポンプポート５１０と、圧力室５１５に連通する最高負荷圧力ポート（ＰＬＳポート）５１３と、タンクポート５１１と、圧力室５１５に備えられたバネ５１４によって図面下向きに付勢されたコンペンセータ５０７と、当該コンペンセータ５０７と一体に形成されているシャトル弁５０４と、逆止弁５０３ａ，５０３ｂと、リリーフ弁５０５，５０６とを有する。
スプール弁５０２は、図示するように複数の小径部と、絞りとして働く切欠部とを備える。スプール弁５０２は、左側にスライドすることにより、ポンプポート５１０と流路５３０とを連通し、スライド量の増加に伴い流路５３０に多くの流体を供給する。また、スプール弁５０２が左側にスライドすることにより、流路５３１と流路５３３とが連通され、流路５３３と流路５３５，５３６とが遮断され、流路５３２と流路５３４とが遮断され、流路５３４が流路５３７および流路５３８に連通される。ここで、流路５３７は、タンクポート５１１に繋がるものであり、流路５３８は、リリーフ弁５０５に繋がるものである。
スプール弁５０２を図面左側にスライドさせた場合、ポンプポート５１０の圧力は、流路５３０、コンペンセータ５０７、逆止弁５０３ｂ、流路５３１、および、流路５３３を介して、ポートＡに出力される。このポートＡは、図示しないアクチュエータに接続されている。この場合、上記図示しないアクチュエータからポートＢに戻ってくる流体は、流路５３４および流路５３７を介してタンクポート５１１に排出される。なお、突発的に高い圧力が発生した場合には、リリーフ弁５０５が作動してスプール弁５０２の故障を防ぐようになっている。
ＰＬＳポート５１３には、上記圧力ＰＬＳが供給される。この圧力ＰＬＳは、上述したように、多連型の油圧制御システムを構成する各油圧制御装置に供給される流体の油圧のうち最高の圧力である。
ＰＬＳポート５１３は、圧力室５１５に連通している。この圧力室５１５にはバネ５１４が納められており、このバネ５１４によって、コンペンセータ５０７が下側に付勢されている。
コンペンセータ５０７は、最高負荷圧力ＰＬＳが作用して生じる力ＰＬＳ×Ｓ（但し、Ｓはコンペンセータ５０７の上面の面積）と、コンペンセータ５０７の上昇に応じて増加するバネの弾性力Ｆとを加えた力（以下、ＰＬＳ×Ｓ＋Ｆと表す）によって下側に付勢されている。コンペンセータ５０７は、流路５３０に供給される流体の圧力Ｐ１によってコンペンセータ５０７の下面（面積Ｓ）に作用する力Ｐ１×Ｓが、上記ＰＬＳ×Ｓ＋Ｆより大きくなった場合に上昇する。コンペンセータ５０７は、上昇に伴い開口する絞りを備え、当該コンペンセータ５０７の入口の圧力（すなわち、流路５３０内の圧力Ｐ１）が圧力ＰＬＳと同等程度の圧力となるように調整する。コンペンセータ５０７を通過した流体は、逆止弁５０３ａ，５０３ｂを介して、流路５３１，５３２に流れ込む。なお、当該場合において、流路５３１，５３２は、スプール弁５０２が図面左右へ移動することによって生じる開口部を通じて、流路５３３，５３４と連通する。
シャトル弁５０４は、コンペンセータ５０７と一体形成されている。シャトル弁５０４は、コンペンセータ５０７から上方に延びる縦孔５２０と、当該縦孔５２０と交差する横孔５２１とを備える。この横孔５２１は、コンペンセータ５０７と共にシャトル弁５０４が所定量だけ上昇した場合にのみ、ＰＬＳポート５１３および圧力室５１５と連通するように形成されている。流路５３０内の圧力Ｐ１の上昇に伴って、シャトル弁５０４が上記所定量だけ上昇すると、流路５３０とＰＬＳポート５１３とが上記縦孔５２０および横孔５２１を介して連通し、流路５３０内の圧力Ｐ１が最高負荷圧力ＰＬＳになる。
上述したように、油圧制御装置５００では、コンペンセータ５０７とポートＡおよびＢとの間に、コンペンセータ５０７を通過した流体の逆流を防止する逆止弁５０３ａ，５０３ｂを備える。当該逆止弁５０３ａおよび５０３ｂを配置するためには、ある程度のスペースが必要となるため、油圧制御装置５００の小型化の妨げとなっていた。
また、上記油圧制御装置５００では、流路５３０内の圧力Ｐ１が他の連の最高負荷圧力ＰＬＳよりも大きくなっても、直ちに最高負荷圧力ＰＬＳの更新は行われない。すなわち、流路５３０内の油圧によってコンペンセータ５０７の底面（面積Ｓ）に作用する力（Ｐ１×Ｓ）が、圧力ＰＬＳによってコンペンセータ５０７の上面（面積Ｓ）に作用する力（ＰＬＳ×Ｓ）と前記所定量だけ上昇した位置でのバネ５１４の弾性力Ｆとを加えた力（ＰＬＳ×Ｓ＋Ｆ）よりも大きくなり、且つコンペンセータ５０７が一定量ストロークした場合に、最高負荷圧力ＰＬＳが更新される。
この結果、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムにおいて、ポンプの傾転制御に必要な信号圧力である最高負荷圧力ＰＬＳと、油圧制御装置内５００に実際に生じている最高負荷圧力との間に偏差が生じる時間が長くなり、そのため、油圧制御装置５００およびポンプを含めたシステムにおいて、ハンチングが発生し易くなる。
〔発明の開示〕
本発明の課題は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムに使用される油圧制御装置であって、小型で、且つ、上記最高負荷圧力ＰＬＳと実際の油圧装置内の最高負荷圧力との偏差が生じる時間を短くする機能を備えた油圧制御装置を提供することである。
そこで、上記課題を解決するため、本願に係る油圧制御装置は、可変容量形ポンプで制御される複数のアクチュエータを有し、これらのアクチュエータの負荷圧力の中の最高負荷圧力を検出して可変容量形ポンプの吐出圧力がその最高負荷圧力よりも所定値だけ高くなるように制御するロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用され、当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える油圧制御装置において、
可変オリフィスを介して、ポンプポートと連通する第１流路が入力ポートに接続され、所定のアクチュエータに接続される油圧制御装置の出力ポートに連通する第２流路が出力ポートに接続され、第２流路内の圧力に応じて第１流路の圧力を制御するために開口量が変化する絞りと、当該絞りを閉じる方向に力を作用させる圧力室とを有するコンペンセータと、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１流路の圧力を第２流路の圧力まで調圧作動によって減圧し、当該減圧された圧力を最高負荷圧力ポートに導くシャトル弁（切換弁）とを備え、当該シャトル弁は、上記コンペンセータに内蔵され、当該切換弁が、最高負荷圧力ポートの圧力と第２流路の圧力との偏差によってスライドし、当該スライドによって第１流路の圧力を最高負荷圧力ポートに導いて最高負荷圧力とする機能と、スライドによって最高負荷圧力ポートの圧力をコンペンセータの圧力室に導いて絞りを閉じる機能とを有することを特徴とする。
さらに、上記油圧制御装置において、上記シャトル弁は、第１流路に繋がる第１孔と、最高負荷圧力ポートに繋がる第２孔と、最高負荷圧力ポートに供給される最高負荷圧力と第２流路内の圧力との高低に応じて、上記可変オリフィスおよびコンペンセータとは独立して作動する切換弁であって、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも高い場合に、第１孔と第２孔とを連通し、第２流路内の圧力が当該システム内の他の連の最高負荷圧力よりも低い場合、第１孔を閉じ、第２孔に当該システム内の他の連の最高負荷圧力を導く流路を備える切換弁とで構成することもできる。
さらに、上記油圧制御装置において、第２流路から第１流路への加圧された流体の逆流を遮断する逆止弁を、上記コンペンセータの入力ポートと出力ポートの間に備えることもできる。
すなわち、本発明の油圧制御装置は、ロードセンシング機能を備える多連型の油圧制御システムで使用される。この油圧制御装置は、当該システム内の最高負荷圧力が供給される最高負荷圧力ポートを備える。この油圧制御装置の特徴とするところは、当該油圧制御装置が備えるコンペンセータに、従来の油圧制御装置が備える逆止弁（たとえば、図１４に示した従来の油圧制御装置５００の逆止弁５０３ａ，５０３ｂ）に相当する機能を持たせた点、および当該コンペンセータに内蔵され、コンペンセータとは独立して動作することにより、最高負荷圧力の調節を常時行うシャトル弁を備えた点、シャトル弁（切換弁）は、第１流路の圧力を第２流路の圧力にまで減圧し、当該圧力を最高負荷圧力ポートへ導く点であり、最高負荷圧力は、第１流路の圧力、すなわちポンプ圧からシャトル弁（切換弁）の減圧作用を伴って直接に導かれる。
コンペンセータに逆止弁の機能を付加したので、部品点数が減り、装置の小型化を図ることができる。また、独立動作するシャトル弁を備えたので、油圧制御システム内の最高負荷圧力の更新を常時行うことができ、油圧制御システムにおける最高負荷圧力と実際の油圧制御装置内の最高負荷圧力との間に偏差が生じるのを防止することができる。
〔発明を実施するための最良の形態〕
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る油圧制御装置１００，２００，３００を使用した多連式の油圧制御システム１の構成を油圧系統図で示したものである。図２は、油圧制御装置１００の断面図であって、油圧制御装置１００の具体的な構成を図示している。図３は、図２に示した調整弁１１０近傍の拡大図である。
可変容量形ポンプ制御部１０から伸びる給油ライン５０は、各油圧制御装置１００，２００，３００のポンプポート１２０，２２０，３２０に接続されている。各油圧制御装置１００，２００，３００のタンクポート１２１，２２１，３２１は、排油ライン５１を介して排油タンク１６に接続されている。各油圧制御部１００，２００，３６０の最高負荷圧力ＰＬＳポート（以下、「ＰＬＳポート」という。）１８３，２８３，３８３は、ＰＬＳライン１８に接続されている。ＰＬＳライン１８は、可変容量形ポンプ制御部１０の入力部２０に接続されている。この入力部２０は、最高負荷圧力ＰＬＳが入力されるようになっている。
なお、ＰＬＳライン１８には、絞り弁２１が設けられている。この絞り弁２１は、切換弁１０３に作用する圧力を制御するために、回路内に常に加圧された油（以下、適宜「作動油」という。）の流れが生じるようにするものである。この絞り弁２１によって、回路内を流れる作動油のうち微量の作動油（１％程度）が、排油タンク１６に戻されるようになっている。この絞り弁２１は、可変容量形ポンプの傾転を制御するための切換弁（以下、「切換弁」という。）１４内に、同様の機能を有する構造として設けることもできる。
（１）可変容量形ポンプ制御部によるロードセンシング機能
可変容量形ポンプ制御部１０は、入力部２０に入力される最高負荷圧力ＰＬＳの値をフィードバック制御量として用い、当該最高負荷圧力ＰＬＳの値と可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐとの差（基準差圧Ｐｒｅｆ）が常に一定となるように、可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐを制御する。
可変容量形ポンプ制御部１０は、可変容量形ポンプ１１と、傾転制御装置１３と、切換弁１４と、タンク１５とにより構成される。
可変容量形ポンプ１１は、フィードバックレバー１２を備える。このフィードバックレバー１２は、図中反時計回りの方向に操作されることにより、吐出量を減少させるようになっている。フィードバックレバー１２の上端部は、傾転制御装置１３の制御棒に接続されている。この制御棒には、バネ１３ａが備えられている。
傾転制御装置１３の制御棒には、給油ライン５０の分岐管内の圧力により図中右向きの力と、切換弁１４の下部ポート１４ａから導かれる圧力により図中左向きの力と、スプリング力とが作用する。したがって、かかる力の相互作用によって、制御棒が左右に動くようになっている。
切換弁１４は、３つのポートを備えており、２つの状態に切り換えることができる。当該切換弁１４は、可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐに基づく力にバネ１３ａによる力を加えた力と、最高負荷圧力ＰＬＳに所定の基準圧力Ｐｒｅｆを付加した圧力（ＰＬＳ＋Ｐｒｅｆ）に基づく力との関係（強弱）に応じて切り換わるようになっている。
可変容量形ポンプ１１は、上記圧力Ｐｒｅｆに相当するスプリングを備えている。可変容量形ポンプ１１の吐出圧Ｐが上記圧力（ＰＬＳ＋Ｐｒｅｆ）よりも高い場合、切換弁１４は図中左側の接続状態に切り換る。そして、傾転制御装置１３の右側のポートに可変容量形ポンプ１１から吐出された作動油が送り込まれ、傾転制御装置１３の制御棒が図中左側に移動する。これにより、可変容量形ポンプ１１のフィードバックレバー１２が反時計回りに動いて、可変容量形ポンプ１１の吐出量が減少する。
一方、上記圧力（ＰＬＳ＋Ｐｒｅｆ）が吐出圧Ｐよりも高い場合、切換弁１４は図中右側の接続状態に切り換る。そして、傾転制御装置１３の右側のポートからタンク１５に作動油が抜け、傾転制御装置１３の制御棒が右側に移動する。これにより、可変容量形ポンプ１１のフィードバックレバー１２が時計方向に動いて、可変容量形ポンプ１１の吐出量が増加する。
このような切換弁１４の動作により、ＰＬＳライン１８に生じる最高負荷圧力と可変容量形ポンプ１１から吐出される吐出圧Ｐとの差は、常に所定の基準値Ｐｒｅｆに維持される。
（２）油圧制御装置
油圧制御システム１は、油圧制御装置１００，２００，３００を備える。各油圧制御装置１００，２００，３００の構成は、同じである。以下、油圧制御装置１００についてのみ説明する。
油圧制御装置１００は、大きく分けて、スプール弁１０１と、一体型油圧調整弁（以下、「調整弁」という。）１１０とにより構成される。
スプール弁１０１は、そのスライド量に応じて可変オリフィス１０１ａ，１０１ｂを開き、ポンプポート１２０に供給される作動油を可変オリフィス１０１ａ，１０１ｂを介して調整弁１１０に出力する。また、スプール弁１０１は、スライドの向き（左右）に応じて、調整弁１１０から出力される作動油をポートＡ１（油圧制御装置の出力ポート）またはポートＢ１（油圧制御装置の出力ポート）に出力する。
調整弁１１０は、従来より知られている油圧制御装置のコンペンセータ（たとえば、図１４の従来の油圧制御装置５００のコンペンセータ５０７）、逆止弁（たとえば、図１４の従来の油圧制御装置５００の逆止弁５０３ａ，５０３ｂ）およびシャトル弁（たとえば、図１４の従来の油圧制御装置５００のシャトル弁５０４）に相当する機能を有する。
調整弁１１０は、コンペンセータ１０２と、切換弁１０３とにより構成されている。コンペンセータ１０２は、２つのポートを備えており、２つの状態を切り換えることができる。
切換弁１０３は、上記コンペンセータ１０２の内部に配置されている。切換弁１０３は、４つのポートを備えており、２つの状態を切り換えることができる。切換弁１０３は、コンペンセータ１０２に対して独立して機能する。
上記コンペンセータ１０２は、以下に示す合計圧力（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ、またはＰ２１＋Ｆ／Ｓ；但し、Ｓは、作用面の面積）の高低により切り換わる。コンペンセータ１０２が作動することにより、コンペンセート部（絞り）１５９の開口面積が制御され、調整弁１１０に供給される作動油の圧力Ｐ１１が制御されるようになっている。ここで、合計圧力とは、切換弁１０３によって選択して出力される最高負荷圧力ＰＬＳ（後に詳述）とバネ１６５（図２参照）とを合計した圧力、または、第２流路１３１，１３２（図２参照）内の圧力Ｐ２１に当該調整弁１１０に備えられたバネ（図３に示すバネ１６５に相当）の弾性力Ｆにより加算される圧力とを合計した圧力である。
圧力Ｐ１１が上記合計圧力（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ）以下の場合には、入力ポート１０２ａと出力ポート１０２ｂの間が閉じられる方向に作用する。その結果、開口面積が小さくなり、Ｐ１１＝（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ）となるように制御される。すなわち、図において絞り１５９が絞られた状態となる。
また、圧力Ｐ１１が上記合計圧力（ＰＬＳ＋Ｆ／Ｓ）よりも高い場合には、入力ポート１０２ａは、圧力Ｐ１１の値に応じて開口する絞り１５９および逆止弁１５９ａ（係止部１５９ａ）を介して出力ポート１０２ｂに接続される。このとき、絞り１５９の開きが大きくなり、Ｐ１１＝（Ｐ２１＋Ｆ／Ｓ）となる。
切換弁１０３は、４つのポートを備えており、２つの状態を切り換えることができる。切換弁１０３は、ＰＬＳポート１８３に導かれる最高負荷圧力ＰＬＳと、上記コンペンセータ１０２の出力ポート１０２ｂから出力される作動油の圧力Ｐ２１との高低によって切り換る。
最高負荷圧力ＰＬＳが圧力Ｐ２１よりも高い場合、ＰＬＳポート１８３から伸びるラインが、コンペンセータ１０２の入力部１０２ｃに接続される。一方、最高負荷圧力ＰＬＳが圧力Ｐ２１よりも低い場合、調整弁１１０に供給された作動油（圧力Ｐ１１）は、最高負荷圧力ＰＬＳポート１８３に供給される。また、後述するように圧力Ｐ１１が減圧されてＰ２１と同等の圧力となる。それにより、油圧制御システム１内の最高負荷圧力ＰＬＳがＰ２１に更新される。さらに、コンペンセータ１０２の入力部１０２ｃに、コンペンセータ１０２の出力ポート１０２ｂから伸びるラインが接続される。
（３）油圧制御装置の具体的な構成
以下、油圧制御装置１００の具体的な構成および機能について詳細に説明する。
油圧制御装置１００は、本体１０５と、スプール弁１０１と、当該スプール弁１０１と交わる各流路１３０〜１３６と、ポンプポート１２０と、タンクポート１２１ａ，１２１ｂと、ＰＬＳポート１８３と、バネ１６５により図中下向きに付勢された調整弁１１０と、リリーフ弁１４０，１４１と、ポートＡ１（出力ポート）およびポートＢ１とを備えている。なお、油圧制御装置１００の特徴部分である調整弁１１０およびその近傍の構成については、後に拡大図（図３）を用いて詳細に説明する。
スプール弁１０１は、図示するように複数の小径部と、絞りとして働く切欠部とを備えている。スプール弁１０１が図中左側にスライドすることにより、ポンプポート１２０と流路１３０とが連通される。そして、スプール弁１０１のスライド量の増加に伴い可変オリフィス１０１ａ、１０１ｂの開度が大きくなり、多くの作動油が流れる。
また、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３２と流路１３４とが連通され、流路１３３と流路１３５とが連通される。流路１３５は、タンクポート１２１ｂおよびリリーフ弁１４０に繋がっている。さらに、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３４と流路１３６とが遮断され、流路１３１と流路１３３とが遮断される。流路１３６は、タンクポート１２１ａおよびリリーフ弁１４１に繋がっている。
スプール弁１０１が図中左側にスライドされた場合、ポンプポート１２０に供給された作動油は、流路１３０、調整弁１１０の絞り１５９、流路１３２および流路１３４を介してポートＡ１に供給される。ポートＡ１は、図示しないアクチュエータに接続されている。このアクチュエータからポートＢ１に戻ってくる作動油は、流路１３３を介してタンクポート１２１ｂに排出される。なお、突発的に高い圧力が発生した場合には、リリーフ弁１４０が動作してスプール弁１０１等の故障を防止する。
また、スプール弁１０１が図中右側にスライドされることにより、ポンプポート１２０と流路１３０とが連通される。そして、スプール弁１０１のスライド量の増加に伴い可変オリフィス１０１ａ、１０１ｂの開度が大きくなり、多くの作動油が供給される。
また、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３１と流路１３３とが連通され、流路１３３と流路１３５とが連通される。流路１３５は、タンクポート１２１ｂおよびリリーフ弁１４０に繋がっている。さらに、スプール弁１０１のスライドに伴って、流路１３２と流路１３４とが遮断され、流路１３４と流路１３６とが連通される。流路１３６は、ポート１２１ａおよびリリーフ弁１４１に繋がっている。
スプール弁１０１が図中右側にスライドされた場合、ポンプポート１２０に供給される作動油は、流路１３０、調整弁１１０の絞り１５９、流路１３１、流路１３３を介してポートＢ１に供給される。ポートＢ１は、図示しないアクチュエータに接続されている。このアクチュエータからポートＡ１に戻ってくる作動油は、流路１３４を介してタンクポート１２１ａに排出される。なお、突発的に高い圧力が発生した場合には、リリーフ弁１４０が動作してスプール弁１０１等の故障を防ぐ。
スプール弁１０１の形状および動作は、油圧制御装置１００の特徴部分でないため、これ以上の説明は省く。
調整弁１１０は、本体１０５に設けられた所定形状のシリンダとカバー１７０との間に収納されている。後に説明するように、圧力室１６４には、ＰＬＳポート１８３または流路１３０から油圧制御システム１内で最大の圧力ＰＬＳが供給される。したがって、調整弁１１０は、最高負荷圧力ＰＬＳが作用して生じる力ＰＬＳ×ＳＤ４（但し、ＳＤ４は、最高負荷圧力ＰＬＳが作用する調整弁１１０の直径Ｄ４の上面の面積）に、当該調整弁１１０の位置に応じて決まるバネ１６５の弾性力Ｆを加算した力（ＰＬＳ×ＳＤ４＋Ｆ）で下向きに付勢されている。また、調整弁１１０は、流路１３０に流れ込む作動油により、力Ｐ１１×ＳＤ３（但し、Ｐ１１は、流路１３０内の圧力。ＳＤ３は、圧力Ｐ１１が作用する調整弁１１０の直径Ｄ３の下面の面積）で上向きに付勢されている。
調整弁１１０は、大きく分けて、シャトル弁と、逆止弁として機能する環状の係止部１５７と、絞り１５９とにより構成される。シャトル弁は、孔１５０、孔１５１（他の連の最高負荷圧力を導く流路）、孔１５２（第２孔）、孔１５４、孔１５６（第１孔）およびピストン１５５で構成される。
油圧制御装置１００の本体１０５には、直径Ｄ１，深さＬ１の第１シリンダ部、直径Ｄ２，深さＬ２の第２シリンダ部および直径Ｄ３，深さＬ３の第３シリンダ部が同軸上に連続して設けられている。第１シリンダ部の側部には、ＰＬＳポート１８３が設けられている。第１シリンダ部から第２シリンダ部にかけての連結部は、テーパ状に加工されている。第２シリンダ部と第３シリンダ部の連結部には、段差が設けられている。第２シリンダ部の下部側面には、流路１３１および流路１３２に繋がる開口部が設けられている。
本体１０５との間で調整弁１１０を収納するカバー１７０は、下方に開口部を有する直径Ｄ２の略円筒状の形状を有する。カバー１７０は、フランジ１７０ａによって本体１０５に位置決めされる。図示するように、第１シリンダ部と本体１０５との間には、パッキン１７３およびパッキン１７４によって気密な空間が形成されている。また、カバー１７０は、貫通孔１７２（第２孔）を備えている。この貫通孔１７２は、上記気密な空間を区画する面に設けられている。ＰＬＳポート１８３に供給される最高負荷圧力ＰＬＳは、貫通孔１７２を通じてカバー１７０の内側へと導かれる。
調整弁１１０は、直径Ｄ４の円柱状のピストンにより構成されており、その下部に直径Ｄ３の絞り１５９を備えている。調整弁１１０は、孔１５０、孔１５１、孔１５２、孔１５４、孔１５６、小径部１５３、ピストン１５５および係止部１５７により構成される。
円柱状の小径部１５３は、少なくとも、調整弁１１０の上下移動に伴って調整弁１１０がカバー１７０の貫通孔１７２を通過する範囲に設けられている。
孔１５２は、小径部１５３の適当な箇所から中心軸方向に延びている。孔１５１は、孔１５２と交わるように縦向きに設けられており、その上部が閉塞されている。孔１５４は、孔１５１，１５０および絞り１５９と連通する孔１５６と交わるように横向きに設けられている。
ピストン１５５は、孔１５４内に気密な状態で左右に摺動するように収納されている。孔１５０は、孔１５４と交わり、圧力室１６４に連通するように縦向きに設けられている。孔１５６は、孔１５４と交わり、絞り１５９を通って流路１３０に連通するように縦向きに設けられている。
係止部１５７は、環状の突起部であり、絞り１５９の上部に設けられている。係止部１５７は、図に示すように上方に行くほど直径が大きくなるように加工されており、本体１０５の直径Ｄ３，深さＬ３の第３シリンダ部の上端部に当接するように設計されている。
調整弁１１０は、図に示すような側部を有する。この側部は、係止部１５７が第２シリンダ部と第３シリンダ部の段差部分に接している場合に、流路１３１，１３２を完全に閉塞するために十分な長さを有する。つまり、上記孔１５４は、係止部１５７が第２シリンダ部と第３シリンダ部の段差部分に接している状態であっても、図示する位置、すなわち、カバー１７０よりも下側の位置にまで降りてこない場所に設けられる。
なお、上記側部には、切欠部１６０および流路１６１が設けられている。これらは、流路１３２、流路１３１および孔１５４と連通する。
流路１３０内の圧力が流路１３２および流路１３１の圧力より低下した場合、係止部１５７は、流路１３０と流路１３１および流路１３２との間を遮断し、流路１３１および流路１３２から流路１３０へと作動油が逆流するのを防止する。このとき、第２シリンダ部と第３シリンダ部の段差部分に設けられた円錐状の部分は、弁座として機能する。
係止部１５７の下側には、上記絞り１５９が設けられている。この絞り１５９によって、流路１３０が流路１３１および流路１３２に連通される。この絞り１５９は、調整弁１１０の上昇に伴い開口面積が増加する。
絞り１５９は、その前後の差圧、すなわち、流路１３０（第１流路）に流れる作動油の圧力Ｐ１１と、ポンプポート１２０（第２流路）の圧力との差が一定となるように働く。
なお、上記調整弁１１０において、最高負荷圧力ＰＬＳの作用する面の面積ＳＤ４と、流路１３０内を流れる圧力Ｐ１１が作用する面の面積ＳＤ３との大小関係を調節することで、負荷圧に対する流量制御特性を調整することができる。
すなわち、ＳＤ４＞ＳＤ３（たとえば、ＳＤ４をＳＤ３に比べて１％〜１０％程度大きくする）とすれば、負荷圧に依存して絞り１５９による補正量が制限される。また、ＳＤ４＜ＳＤ３（たとえば、ＳＤ４をＳＤ３に比べて１％〜１０％程度小さくする）とすれば、ＳＤ４＝ＳＤ３の場合に制御される流量よりも多い作動油が分流し、絞り１５９による過剰補正が行われる。さらに、ＳＤ４＝ＳＤ３とすれば、流量制御特性が負荷圧に依存しない標準的なロードセンシングシステムが構成される。
図４は、ピストン１５５の斜視図である。
ピストン１５５は、円柱状の小径部１５５ａを有し、この小径部１５５ａに図に示すような十字孔１５５ｂが設けられている。さらに、当該十字孔１５５ｂの交差点に連通する孔１５５ｃと、油圧バランス用の油溝１５５ｄとが設けられている。なお、上記小径部１５５ａの位置および長さは、図３において、ピストン１５５が孔１５４の左側にあるときに孔１５６と孔１５１とが連通し、ピストン１５５が孔１５４の右側にあるときに孔１５６と孔１５０とが連通するように設定されている。
ＰＬＳポート１８３、小径部１７１、孔１７２、小径部１５３、孔１５２および孔１５１を介して孔１５４に入力される作動油（この作動油の圧力は、最高負荷圧力ＰＬＳ）は、ピストン１５５の小径部１５５ａ，十字孔１５５ｂおよび孔１５５ｃを介して孔１５４の左側の部屋に供給される。これにより、図３において、ピストン１５５は、圧力の大小関係に応じて左右に移動する。
他方、流路１３２内の作動油（この作動油の圧力はＰ２１）は、切欠部１６０、流路１６１を介して孔１５４の右側の部屋に供給される。これにより、図３において、ピストン１５５は、圧力の大小関係に応じて左右に移動する。このように、ピストン１５５は、絞り１５９とは独立して作動する。
ここで、再び図３を参照する。図３は、流路１３２内の圧力Ｐ２１の方がシステム１内の他の連の最高負荷圧力ＰＬＳよりも高い場合におけるピストン１５５の状態を示す図である。
この場合において、絞り１５９上に設けた孔１５６がピストン１５５を介して孔１５１，１５２に接続され、流路１３０内の作動油（この作動油の圧力はＰ１１）がＰＬＳポート１８３に供給される。また、流路１３２内の作動油（この作動油の圧力はＰ２１）は、切欠部１６０、流路１６１を介して圧力室１６４に導かれる。これにより、油圧制御システム１の最高負荷圧力ＰＬＳが圧力Ｐ２１に更新される。最高負荷圧力ＰＬＳは、後述のようにしてＰ２１に減圧される。
なお、ピストン１５５は、図示するように左端より僅かに右よりの位置で停止する。これは、孔１５６と孔１５１とが連通する部分の面積が調整されるためである。すなわち、作動油は、面積が調整された絞り部を通過し、ＰＬＳライン１８および絞り弁２１を経てタンクライン５１１に流出する。その際に作動油の圧力が減圧される。言い換えると、孔１５４の左側部分に導かれる圧力が右側に導かれる圧力Ｐ２１と同等の圧力となり、ピストン１５５に働く力がバランスされるためである。この場合において、ピストン１５５の小径部１５５ａは、孔１５０と孔１５１を連通しないように設けておく。
図５は、最高負荷圧力ＰＬＳが流路１３２の圧力Ｐ２１よりも高い場合におけるピストン１５５の状態を示す図である。
この場合、絞り１５９上に設けた孔１５６は、ピストン１５５によって閉じられており，ＰＬＳポート１８３を介して供給される作動油（この作動油の圧力は最高負荷圧力ＰＬＳ）は、孔１５１および孔１５０を介して圧力室１６４へと導かれることになる。
この場合において、調整弁１１０は、実際には、流路１３０内の圧力Ｐ１１の大きさに応じた分だけ絞り１５９の開口量を調整するように上昇している。すなわち、圧力室１６４の圧力が、調整弁１１０に作用する力とバネ１６５のバネ力を合わせた力とバランスするように、圧力Ｐ１１が調整される。
以上のように、上記調整弁１１０を採用しているから、絞り１５９による圧力調整動作とは独立して、常時最高負荷圧力ＰＬＳの調節を行うことができるようになる。また、絞り１５９の上側に逆止弁として機能する係止部１５９ａを備えているから、圧力制御装置１００の小型化を図ることができる。
（４）実際の駆動例
図６ないし図８は、上記油圧制御装置１００，２００，３００を用いる油圧制御システム１における実際の動作状態を説明するための図である。理解の容易のため、油圧制御装置２００および油圧制御装置３００の各部を表す参照番号には、既に説明した油圧制御装置１００の対応する部位を示す参照番号を２００番台および３００番台に置き換えたものを採用する。
図６は、油圧制御装置１００（第１連）のみが動作している状態を表す図である。具体的には、油圧制御装置１００のスプール弁１０１が右へ所定量Ｌ１だけスライドし、残りの２つの油圧制御装置２００，３００のスプール弁２０１，３０１を中立位置にした状態を表す。
この場合において、油圧制御装置１００には、可変容量形ポンプ１１からたとえば８０リットル／分の作動油が供給される。また、油圧制御装置１００には、たとえば５ＭＰａの負荷が接続されている。したがって、流路１３２内の圧力Ｐ３１は、５ＭＰａである。
また、油圧制御装置２００（第２連）には、たとえば２０ＭＰａの負荷が接続されている。したがって、流路２３２内の圧力Ｐ３２は、２０ＭＰａである。油圧制御装置３００（第３連）は無負荷状態である。当該状況下において、絞り１５９は、図示する最大開口位置で均衡する（拡大図を参照）。
油圧制御装置１００のみが制御状態であるため、供給される作動油の圧力が最大となり、ピストン１５５が左端から僅かに右寄りの位置で釣り合い、流路１３０内の圧力Ｐ２１がわずかに減圧されてＰ３１となる。このＰ３１が最高負荷圧力ＰＬＳ（＝Ｐ４１）となる。
図７は、上記図６の状態で、油圧制御装置２００のスプール弁２０１を右側に所定量Ｌ２だけスライドさせた状態を表す。油圧制御装置２００には、可変容量形ポンプ１１からたとえば９０リットル／分の作動油が供給される。
前述のように油圧制御装置２００には、２００ＭＰａの負荷が接続されており、スプール弁２０１のスライドにより流路２３２と流路２３４とが連通し、流路２３２、切欠部２６０、流路２６１（図７では図示していないが、図２および図３にならい参照符号の番号を２００番台に置き換える。以下、同様。）を介して、孔２５４の右端部に前記負荷圧力が作用する。
このため、ピストン２５５は左方へ移動して孔２５０を介して圧力室２６４に前記負荷圧力を導かれる。また、孔２５６、ピストン２５５の小径部２５５ａ、孔２５１、孔２５２を介して、流路２３０（絞り２５９の入口ポート）とＰＬＳポート２８３とが接続される。
また、スプール弁２０１のスライドにより、可変オリフィスを介してポンプポート２２０と流路２３０とが連通する。このとき、ポンプポート２２０には油圧制御装置１００の負荷に対応する圧力しか生じていないから、流路２３０の圧力Ｐ２２＜Ｐ４２（圧力室２６４の圧力）となる。調整弁２１０は下降して係止部２５７が本体２０５のシート部に当接し、流路２３２から流路２３０への逆流が防止される。
調整弁２１０が流路２３０と流路２３２との連通を遮断することにより、流路２３０の作動油の流れはなくなる。このため、流路２３０の圧力Ｐ２２は、ポンプポート２２０の圧力Ｐ２１と等しくなる。流路２３０は、前述のようにＰＬＳポート２８３と連通し、ＰＬＳポート２８３はＰＬＳライン１８を介して油圧制御装置１００のＰＬＳポート１８３と連通しているから、流路２３２の圧力Ｐ２２（＝Ｐ１２）は、ＰＬＳポート１８３に導かれ、さらに、孔１７２、孔１５２、孔１５１、ピストン１５５の小径部１５５ａ、孔１５５ｃを介してピストン１５５が収容された孔１５４の左側に導かれる。
一方、上記孔１５４の右側には、流路１３２の圧力Ｐ３１が作用しているが、Ｐ２２（＝Ｐ１２）＞Ｐ３１である。このため、ピストン１５５は、図に示すように右側に移動して、孔１５１と孔１５６との連通を遮断すると共に、孔１５１と孔１５０とを連通させる。したがって、圧力室１６４には、ＰＬＳポート１８３の圧力Ｐ２２（＝Ｐ１２）が導かれる。
圧力室１６４に導かれた圧力Ｐ２２は、ポンプポート１２０の圧力Ｐ１１と等しい。また、流路１３０の圧力Ｐ２１＜Ｐ２２（圧力室１６４の圧力＝Ｐ１１）である。このため、調整弁１１０が下降して絞り１５９の開口面積が小さくなる。したがって、流路１３０から流路１３２への流れが制限され、流路１３０の圧力Ｐ２１およびポンプポート１２０の圧力Ｐ１１が上昇する。
上昇したポンプポート１２０の圧力Ｐ１１は、油圧制御装置２００のＰＬＳポート２８３を介して油圧制御装置１００の圧力室１６４へ導かれる。したがって、上述したと同様に、連鎖的にポンプポート１２０、２２０の圧力が上昇し、この圧力が油圧制御装置２００の負荷圧力を超えて、流路２３０の圧力Ｐ２２（＝Ｐ１１，Ｐ２１）＞流路２３２の圧力Ｐ３２（２０ＭＰａ）＋Ｆ／ＳＤ４（Ｆはバネ２６５により加えられる圧力、ＳＤ４は調整弁２１０の上部面積）になると、調整弁２１０が上昇して流路２３０と流路２３２とが連通される。つまり、アクチュエータに作動油が供給され、当該アクチュエータが駆動される。
この場合、ピストン２５５の左端部に作用する圧力は、右端部に作用する圧力よりもＦ／ＳＤ４だけ大きくなり、ピストン２５５は右側へ移動する。一方、この場合、孔２５６とピストン小径部２５５ａとを連通する流路の開口面積は小さくなるので、ピストン２５５の左端部に作用する圧力は減圧され、当該左端部の圧力Ｐ２２−Ｆ／ＳＤ４＝Ｐ３２となったところで、ピストン２５５の左端部に作用する圧力と右端部の圧力Ｐ３２とが釣り合い、その位置でピストン２５５が保持される。
したがって、ＰＬＳポート２８３は、流路２３０との接続状態が維持され、このＰＬＳポート２８３には流路２３２の圧力Ｐ３２（負荷圧力）まで減圧された圧力が導かれる。このＰＬＳポート２８３は、ＰＬＳライン１８を介して油圧制御装置１００の圧力室１６４と連通しているから、調整弁１１０が油圧制御装置２００の負荷圧力に応じて制御される。
このように、調整弁１１０、２１０、３１０を各油圧制御装置の最高負荷圧力に応じて制御することで、各油圧制御装置に接続されるアクチュエータを同時に操作することができる。
なお、図８は、上記図７の状態における状態の推移を表すものである。油圧制御装置１００において、圧力室１６４内の圧力Ｐ４１は、さらに上昇する。結果的にＰ４１＋Ｆ／Ｓ＝Ｐ２１（ここで、Ｆ／Ｓはバネ力）となるが、圧力Ｐ４１が上昇するのに伴い、圧力Ｐ２１も上昇する。このように連鎖的に上昇した後、絞り１５９は下降し始め、コンペン動作が行われる。
最終的には油圧制御装置２００の絞り２５９も開き、圧力Ｐ３２（２０ＭＰａ）が圧力Ｐ４２に導かれ、Ｐ２２＝Ｐ３２（２０ＭＰａ）＋Ｆ／ＳＤ４（Ｆは、バネ２６５により加えられる圧力、ＳＤ４は、調整弁１１０の上部面積）となる。
この場合、絞り２５９は、全開している。また、油圧制御装置１００の絞り１５９が動作するのに伴って圧力ＰＬＳが２０ＭＰａとなるため、油圧制御装置２００は、作動油を供給することができるようになる。ピストン２５５は、左端の圧力がＰ２２−Ｆ／ＳＤ４＝Ｐ３２となるように調圧を行い、左端よりわずかに離れた位置で釣り合う。
〔産業上の利用の可能性〕
本発明に係る油圧制御装置によれば、コンペンセータとは独立して動作するシャトル弁（切換弁）が備えられているため、当該油圧制御システム内で可変容量形ポンプの傾転制御を行うための最高負荷圧力の更新を常時行うことができる。したがって、ポンプに与えられる最高負荷圧力ＰＬＳと実際の油圧装置内の最高負荷圧との偏差が生じる時間を短くしてハンチングの発生を抑制することができる。
また、上記シャトル弁がコンペンセータに内蔵されているので、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る油圧制御システムを油圧系統図で示したものである。
図２は、油圧制御装置の構成を表す断面図である。
図３は、調整弁の構成を詳細に示す図である。
図４は、調整弁の備えるピストンの斜視図である。
図５は、調整弁のある状態を示す図である。
図６は、油圧制御システムにおける油圧制御装置の実際の動作状態を説明するための図である。
図７は、油圧制御システムにおける油圧制御装置の実際の動作状態を説明するための図である。
図８は、油圧制御システムにおける油圧制御装置の実際の動作状態を説明するための図である。
図１３は、従来の油圧制御装置の構成を示す断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】第９図
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】第１０図
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】第１１図
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】第１２図
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2002029256.tif 000016
2002029256.tif 000017
2002029256.tif 000018
2002029256.tif 000019