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    公开号:WO1989008213A1
    申请号:PCT/JP1989/000184
    申请日:1989-02-23
    公开日:1989-09-08
    发明作者:Genroku Sugiyama；Toichi Hirata；Hideaki Tanaka；Kazumasa Yuasa；Yusaku Nozawa
    申请人:Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.；
    IPC主号:F15B13-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 弁装置 技術分野
    [0002] 本発明は建設機械等の油圧機械に設けられ、 油圧ァ クチユエ一夕の駆動を制御する弁装置に係わ り 、 特に 少ないェネルギーロスでカ ウンタノ ラ ンスノくルブと 同 等の機能を確保でき る油圧機械め弁装置に関する 。 背景技術
    [0003] 従来の油圧機械の油圧回路は、 一般的に例えば特開 昭 5 4 — 1 2 9 2 7号に記載のよ う に、 油圧ポンプと 、 この油压ポンプからの圧油によ って負荷 （ または慣性 体 ） を駆動する ァクチユエータ 、 例えば油圧モータ と 、 油圧ボンプから油圧モータ に供給される圧油の流れを 制御 し、 この油圧モータめ躯動を制御する弁装置、 例 えば方向切換弁と 、 この方向切換弁 と 油圧モータの間 に設けられ、 重力方向の負荷によ って油圧モータが逸 走する こ と を防ぐカ ウンタバラ ンスバルブと を備えて いる
    [0004] このよ う に構成された油圧回路においては、 例えば、 方向切換弁が中立の場合には、 油压ボンプの圧油は油 圧モータ に供給されず、 また重力方向の負荷によ って 油圧モータは回転しょ う と するが、 カ ウンタバラ ンス ノ ルブによ って油圧モータからの戻り油をタ ンタに導 く 主管路がしゃ断されて いるため、 戻り油を排出でき ず、 従って油圧モータは静止状態に保持される 。
    [0005] 方向切換弁が中立から一方向に切換え られる と 、 油 圧ポンプの圧油は主管路を経て油圧モータ に供給され る と共に、 その主管路に発生 した負荷を駆動させるた めのァクチユエータ駆動圧、 即ち油圧モータ駆動圧に よ ってカウ ンタ Jくラ ンスバルブも一方向に切換え られ る 。 これによ り 、 カ ウンタノくラ ンスバルブによ って し や断されていた排出厠の主管路がタ ンク と逄通 し、 油 圧モータから排出される戻 り油がタ ンク に導かれ、 油 圧モータは方向切換弁の切換え方向に対応 した方向、 咧えば重力に抗する方向に負荷を駆動する 。
    [0006] 方向切換弁が逆方向に切換え られる と 、 油压ポンプ の圧油は主管路から油圧モータに供給される と共に、 この主管路に発生 した油圧モータ駆動圧によ ってカウ ンタバラ ンスバルブも逆方向に切換え られる 。 これに よ り 、 排出（PJの主管路がタ ンク と連通し 、 油圧モータ からの戻 り油がタ ンク に導かれ、 油圧モータは重力方 向に： ¾荷を駆動する この場合、 油圧モー夕から排出 厠主管路に排出される戻り油の量が、 供給側主管路か ら供給される圧油の量よ り も増加する と 、 供給側主管 路内の圧油モータ駆動圧が減少してばねの力でカ ウン タバラ ンスバルブが中立方向に移動 し、 排出厠主管路 が絞られ、 これによ り油圧モータから排出される戻 り 油の量が制限される 。
    [0007] こめよ う に して 、 重力方向に負荷を駆動する場合は、 カ ウンタノくラ ンスバルブのばねに見合つた油圧モータ 駆動圧が供袷厠主管路に発生する よ う にカウンタバラ ンスバルブが作動 し、 排出側主管路を絞 り 、 戻 り油を 制限するため、 油圧モータの回転は供給側主管路から 油圧モータ .に供給される圧油に見合った回転以上にな る こ と はな く 、 重力によ る負荷方向の油圧モータの逸 走が防止される このこ と は、 油圧モータの代 り に慣 性力の作用する他のァクチユエータ を設けた場合 も 同 様である 。
    [0008] と ころで、 上述した従来の油圧回路にあっては、 油 圧ボンプと 油圧モータ と を連絡する主管路中にカ ウン タバラ ンスバルブを設け、 このカ ウンタ ノくラ ンスノくル ブで大油量を制御する こ と から 、 圧力き員失'によ るェネ ルギ πスが多い。 また、 圧力損失を少なく しょ う とす る と カウンタバランスバルブの大型化を招き 、 製作費 が高く なる 。
    [0009] 更に ， 大油量を制御するため、 カウ ンタ ノくラ ンスノ〈 ルブに働く 圧油によ る フ ローフ ォースが大き く な り 、 このフ ロ ー フ ォ ー ス に対応する部品設計が困難であ り 、 安定 した性能を得がたい。 また、 カ ウンタバランスバルブ以外の手段を採用 し カ ウンタバランスバルブと 同等の機能を与える ものと して U S P 4 , 4 2 5 , 7 5 9号明細 に記載の弁装 置がある 。 これは、 油圧ァクチユエ一夕に接続される 2つの主管路の各々 にァクチユエータに向かう 圧油の 流れのみを許す逆止弁を配置する と共に、 この逆止弁 に並列にァクチユエ一夕に接続された分岐主管路に油 圧制御式の圧力制限弁を配置し、 その出口ポー ト タ ン ク につながる. . -路に接続した ものである 。 圧力制 限弁の制御部には他方の主管路の圧力が導かれ、 その 主管骼の圧力に応じて設定圧を変化させる よ う になつ ている 。
    [0010] この弁装置においては、 方向切換弁の切換えによ り 油圧ポンプの圧油は一方の主管路から逆止弁を介して ァクチユエータ に供給される と共に、 ァクチユエータ から他方の主管路に排出された圧油は圧力制限弁を通 して タ ンク に排出される このと き 、 ァクチユエータ から排出厠主管骼に排出される戻 り油の量が供給厠主 管路から供給される圧油の量よ り も増加する と 、 供給 厠主管路内のァクチユエータ駆動圧が滅少して 、 圧力 制限弁の設定圧を増加させ、 排出 J主管路が絞られ、 これによ り 油圧モータから排出される戻 り油の量が制 限される
    [0011] しか しながら 、 この弁装置において も 、 逆止弁及び 圧力制限弁が主管路に配置されて いる こ と は、 上述 し たカ ウンタバラ ンスバルブの場合と 同 じであ り 、 カ ウ ン夕バラ ンスバルブで上述 したのと 同様の問題を生 じ る 。
    [0012] —方、 油圧ァクチユエータ に供給される圧油の流れ を制御 し、 ァクチユエ一夕の駆動を制御する弁装置と しては、 シー ト型の主弁と主弁の開度を制御するパイ ロ ッ 卜弁を備えたパイ ロ ッ ト回路 と からなる ものが U S F> 4 , 5 3 5 , 8 0 9 号明細書に記載されて いる この弁装置においては、 主弁は、 入口ボー ト及び出口 ボー ト 、 シー ト型の弁体、 この弁体の変位に応 じて開 度を変化させる可変絞 り 、 及び入口ボー ト にこの可変 絞 り を介 して連通 し弁体を閉弁方向に付勢する背圧室 と からな り 、 パイ ロ ッ ト回路は主弁の背圧室と 出ロボ 一 卜 と の間に接続され、 パイ ロ '、/ 卜弁の全閉時に主弁 を閉塞 し、 ノ、"イ ロ ッ 卜弁の絞 り量に応 じて主弁の開度 を変化させる構成と なって いる 。 ただ しこの弁装置に は、 上述 したカウンタバラ ンスバルブと 同等の機能を 与え る手段は設けられて いない。
    [0013] 本発明は、 上記 した従来技術における実情に鑑みて なされた もので、 その目的は、 カ ウンタ ノくラ ンスバル ブと 同等の機能を小流量を制御する こ と で硗保でき る 弁装置を提供する こ と にある 。 /08213 184
    [0014] 6
    [0015] 発明の開示
    [0016] この目的を達成するために本発明は、 油圧ポンプと 、 この油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動され る油圧ァクチユエ一夕 と を有する油圧機械に設けられ、 前記ァクチユエ一夕の駆動を制御する弁装置において 、 前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記ァクチユエ ータに導く メータイ ン回路と 、 前記ァクチユエ一夕か らの戻 り油をタ ンク に導く メータァゥ ト回路と を有 し、 前記メータ アウ ト回路が、 前記ァクチユエ一夕からの 戻 り油を制御する主弁と 、 可変絞 り手段を含むパイ 口 ッ ト回路であって 、 前記主弁がこのバイ ロ ッ ト回路の 閉塞時に閉塞し、 前記可変絞り手段の絞 り量に応じて 開度を変化させる ものと 、 前記ァクチユエータの駆動 圧に応じて前記可変絞 り手段の絞 り量を変化させる制 御手段と を備える構成と している 。
    [0017] 弁装置のメータァゥ ト回路を このよ う に構成する こ と によ り 、 重力方向の : ¾荷や慣性体を駆動するァクチ ユエータの駆動圧に応 じてメータアウ ト回路のパイ 口 ッ 卜回路中の可変絞 り手段が作動 し、 この可変絞り手 段の作動に応じて主弁の開度が制御される 。 これによ り 、 パィ ロ ッ ト回路を流れる小流悬を可変絞 り手段で 制御する こ とでカ ウンタバランスバルブと 同等の機能 を確保でき 、 カウン タノく'ラ ンスバルブを設ける こ と に 伴 う 不具合を解消する こ とができ る 図面の簡単な説明
    [0018] 第 1 図は本発明の第 1 の実施例によ る弁装置を'含む 油圧回路を示す回路図であ り 、 第 2 図は本発明の第 2 の実施例によ る弁装置を含む油圧回路を示す回路図で あ り 、 第 3 図は本発明の第 3 の実施例によ る弁装置を 含む油圧回路を示す回路図であ り 、 第 4 図は本発明の 第 4 の実施例によ る弁装置を含む油圧回路を示す回路 図であ り 、 第 5 図は本発明の第 5 の実施例によ る弁装 置を示すを含む油圧回路を示す回路図であ り 、 第 6 図 はその弁装置の構造を示す断面図であ り 、 第 7 図は本 発明の第 6 の実施例によ る弁装置の構造を示す断面図 であ り 、 第 8図は本発明の第 7 の実施例によ る弁装置 の構造を示す断面図である 。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の好適実施例を図面に基づいて説明す る ¾
    [0019] まず、 本発明の第 1 の実施例によ る弁装置を第 1 図 によ り 説明する 。
    [0020] 第 1 図において 、 油圧ポンプ 1 と 、 油圧ボンプ 1 か ら吐出される圧油によ って駆動される油圧ァクチユエ ータ 、 例えば油圧モータ 2 と 、 タ ンク 3 と によ り油圧 回路が構成され、 油压ポンァ 1 及びタ ンク 3 と油圧モ 8
    [0021] ータ 2 との間には、 油圧ボンプ 1 から油圧モータ 2 に 供給される圧油を制御するメータ イ ン回路 4 と 、 油圧 モータ 2 から タ ンク 3への戻 り油を制御するメータァ ゥ 卜回路 5 と を有する本発明の第 1 の実施例を構成す る弁装置 6 を設けて ある 。
    [0022] 弁装置 6 のメータイ ン回路 4 は、 油圧ポンプ 1 の吐 出管路 7 に接続される主管路 8 と 、 シー ト型の主弁 9 と 、 主弁 9 の開度を制御するパイ ロ ッ ト弁 1 0 を備え たノ ィ .ロ ·ゾ ト回路 1 1 a , 1 1 b と 、 油圧モータ 2 の 供給側主管路 1 2に接続される主管路 1 3 と からなつ て いる 主弁 9 は、 入口ポー ト 1 4及び出口ボー ト 1 5 、 シー ト型の弁体 1 6 、 この弁体 1 6 の変位に応じ て開度を変化させるス リ ッ トからなる可変絞 り 1 7 、 及び入口ポー ト 1 4 にこの可変絞 り 1 7 を介 して連通 し弁体 〗 6 を閉弁方向 （ 図示上方 ） に付勢する背圧室 1 Sで構成され、 ノ、。ィ ロ ッ ト回路 1 1 a , 1 1 b は主 弁の背圧室 1 8 と 出口ボー ト 1 5 と の間に接続され、 ノ、。ィ ロ ッ ト弁 1 0 の全閉時に主弁 9 を閉塞し、 パイ 口 ッ 卜弁 1 0 の絞り量に応じて主弁 9 の開度を変化させ る構成となって いる
    [0023] このよ う に構成された主弁 9 とバイ ロ ッ ト弁 1 0 を 備えたパ イ ロ ッ ト回路 1 1 a , l i b との組み合わせ からなる弁構造においては、 ノ 'ィ ロ ッ ト回路 1 1 a , 1 1 b を流れるノ イ ロ ッ ト流量にほぼ比例倍 した流量 が主弁 9 を流れる こ と は U S P 4 ， 5 3 5 , 8 0 9号 明細書から公知である 。 その結果、 パイ ロ ッ ト弁 1 0 の絞 り量によ ってパイ ロ ッ ト流量が制御され、 ノ、。ィ 口 ッ ト流量をほぼ比例倍 した大流量が主弁 9 を通って油 圧モータ 2 に供給される 。
    [0024] また、 弁装置 6 のメータアウ ト回路 5 は、 油圧モー タ 2 の排出厠主管路 2 0 に接続される主管路 2 1 と 、 シー ト型の主弁 2 2 と 、 主弁 2 2 の開度を制御する可 可変絞 り 弁 2. 3 を備えたパイ ロ ッ ト回路 2 4 a ， 2 4 と 、 タ ンク 3 に至る戻 り管路 2 5 に接続される主管 路 2 6 と からなって いる 主弁 2 2 は主弁 9 と 同様に 構成され、 同 じ部材には同 じ符号を付 してある 。 パイ ロ ッ ト 回路 2 4 a , 2 4 b は主弁 2 2 の背圧室 1 8 と 出口ボー ト 1 5 と の間に接続され、 可変絞 り弁 2 3 の 全閉時に主弁 2 2 を閉塞 し 、 可変絞 り弁 2 3 の絞 り量 に応 じて主弁 2 2 の開度を変化させる構成と なって い る 。 '
    [0025] このよ う に構成された主弁 2 2 と 可変絞 り弁 2 3 を 備えたノ ィ ロ ッ ト 回路 2 4 a , 2 4 b と の組み合わせ からなる弁構造においては、 上述 したメ ータ イ ン回路 6 の弁構造 9 , 1 0 , 1 1 a , l i b と 同様に機能し 、 可変絞 り弁 2 3 の絞 り 量によ つてパイ ロ ッ ト流量が制 御さ れ、 パィ ロ ッ ト流量をほぽ比例倍 した大流量が主 弁 2 2 を通って タ ン ク 3 に排出される ， そ して 、 メータアウ ト回路 5 の可変絞 り弁 2 3 には 油圧モータ 2の駆動圧力に応じて可変絞り弁 2 3 の絞 り量を変化させる制御手段が設けられてお り 、 この制 御手段は、 可変絞 り弁 2 3 の一端に設けられ、 メータ イ ン回路 4 の主管路 1 3 に接続された管路 2 7 を介 し て油圧モータ 2の駆動圧力が導入される第 1 の受圧部 2 8 と 、 可変絞り弁 2 3 の他端に設けられ、 主管路 2 6 に接続された管路 2 9 を介 して主弁 2 2 の出口圧力 が導入される第 2"-·の受圧部 3 0 と 、 第 2の受圧部 3 0 と 同 じ厠に配置されたばね 3 1 と からなって いる 。 即 ち、 第 1 の受圧部 2 8 、 第 2 の受圧部 3 0及びばね 3 1 は、 第 1 の受圧部 2 8の圧力によ る力 と第 2 の受圧 部 3 0 の圧力による力及びばね 3 1 の力とが互いに対 向 して作用する よ う に配置されて いる 。
    [0026] ここで、 第 1 の受圧部 2 8の受圧面積を a m と し、 第 2の受圧部 2 2 の受圧面積を a z とする と 、 これら 受圧面積は a m = a Z に設定されてお り 、 可変絞 り弁 2 3 は油圧モータ 2 の駆動圧力 と主弁 2 2の出口圧力 と の差压が所定の圧力以上となる よ う に絞 り量が制御 される 。 以下このこ と を説明する 。
    [0027] 可変絞 り弁 2 3 に作用する第 1 及び第 2 の受圧部 2 S , 2 2 の圧力によ る力 と ばね 3 1 の力 と によ る釣 り 合いは、 油圧モータ 2 の駆動圧力を P in 、 主弁 2 2 の 出口圧力を P z と し、 ばね 3 1 のばね定数を K z 、 ば ね 3 1 の変位を z 、 変位ク）初期値を ζ ο と する と 、
    [0028] P m · 3 Πΐ = Ρ ζ · & ζ + Κ ζ ( ζ ο 十 ζ ) ··· (1) である こ こで a m = a z なので、 この関係を （ 1 ) 式 に代入する と 、
    [0029] P ill - P i = ( K z / a [& ) · ( z o 十 z )
    [0030] （ K z ん a m ) · z o …（2) と なる 。 即ち、 第 1 の受圧部 2 8 、 第 2 の受圧部 2 2 及びばね 3 1 からなる制御手段によ り 、 油圧モータ 2 の駆動圧力 P m 主弁 2 2 の出口圧力 P z と の差圧が 所定の圧力 （ K z Z a m ) · ζ θ 以上になる よ う に可 変絞 り弁 2 3 の駆動が制御される 。
    [0031] 次に、 このよ う に構成された弁装置の動作を説明す る 。
    [0032] 油圧ポンプ 1 を駆動 して いる状態でメ ータ ィ ン回路 4 のパイ ロ ッ ト弁 1 0 を図示の状態から図面上方に移 動させる よ う に操作する と 、 ノ ィ ロ ッ ト弁 1 0 のが開 かれ、 その絞 り 量に応 じて主弁 9 の弁体 ί 6 が図示下 ' 方に移動 して開かれる 。 このため、 油圧ボンプ 1 から 吐出 される圧油が主管路 7 , 8 、 主弁 9及び主管路 1 3 , 1 2 を介 して油圧モータ 2 に かれる 。 この と き 主弁 9 を通る流量は、 前述 したよ う にパイ ロ ッ ト弁 1 0 の絞 り £に応じて定ま るノ イ ロ ッ 卜流量をほぼ比例 倍 した流量と なる 。
    [0033] また、 主管路 1 3 の油圧モータ 2駆動圧力が管路 2 7 を介 して可変絞 り弁 2 3 の第 1 の受圧部 2 8に導か れ、 可変絞 り弁 2 3 が開かれ、 その絞 り量に応 じて主 弁 2 2 の弁体 1 6 が図示左方に移動して開かれる 。 こ れによ り油圧モータ 2 の戻り油が主管路 2 0 , 2 1 、 主弁 2 2 、 主管路 2 6 ， 2 5 を介して タ ンク 3 に専か れ、 油压モータ 2は負荷を破線で示す方向に移動させ る よ う に駆動する 。
    [0034] ここで、 第 1 図に示す状態から油圧モータ 2 の駆動 圧力 Ρ ηι が主弁 2 2 の出ロ圧カ 7 と ばね 3 5 の力 と の和よ り も大き く なる と 、 メ ータ アウ ト回路 5 の可変 絞り弁 2 3 の絞り 置が減少 し （ 開度が増加 し ） 、 パイ ロ ッ ト回路 2 4 a , 2 4 b を流れるノヽ。イ ロ ッ ト流量が 増加し、 逆に油圧モータ 2 の駆動圧力 P nt が主弁 2 2 の出口圧力 P Z とばね 3 5の力 との和よ り も小さ く な る と 、 メータ ァゥ 卜回路 5の可変絞 り弁 2 3 の絞 り量 が増加 し （ 開度が減少 し 〉 、 パイ ロ ッ ト回路 2 4 a , 2 4 b を流れるノ、。ィ ロ ッ ト流量が減少する 。 このため、 上述したよ う に主弁 2 2 にはパイ ロ ッ 卜流量をほぼ比 例倍 した流量が流れるので、 主弁 2 2 を通過する流置 もノ イ ロ '、/ ト流 iと 同様に絞られ、 油圧モータ 2 の戻 り油の排出が制限される 。
    [0035] 今このこ と を上述した（2 ) 式で見てみる と 、 油圧モ 一夕 2 の駆動圧力 P in が増加 し 、 駆動圧力 P IB と主弁 2 2 の出口圧力 P z と の差圧 P - P 1 が大と なる と 、 ばね 3 1 の変位即ち可変絞 り弁 2 3 の変位 z が大き く な り 、 可変絞 り弁 2 3 における絞 り量が小さ く なつて 主弁 2 2 を介 して主管骼 2 0 から タ ンク 3 に流出する 戻 り流量が増加する 。 また、 油圧モータ 2の駆動圧力 P ra が減少 し、 駆動圧力 P ra と 主弁 2 2 の出ロ压カ z と の差圧が小さ く なつた場合には、 可変絞 り弁 2 3 の変位 z が小さ く な り 、 可変絞 り弁 2 3 における絞 り 量が大き く なつて主弁 2 2 を介 して主管路 2 0 から タ ン ク 3 に流出する戻 り 流量が減少する 。
    [0036] そ して このと き 、 可変絞 り 弁 2 3 は、 油圧モータ 2 の駆動圧力 P m と主弁 2 2 の出口圧力 P z と の差圧が 所定の圧力 （ K z / a ηι ) · z o 以上になる よ う に制 御される その結果、 油圧モータ 2 の駆動に伴 う キヤ ビテージ ョ ンの発生や逸走を生 じる こ と がな く 、 油圧 モータ 2 の安定 した駆動性能を確保する こ と ができ る 。
    [0037] 以上のよ う に構成 した第 1 の実施例にあっては、 主 弁 2 2 と 、 可変絞 り弁 2 3 を含むパイ ロ ッ ト回路 2 4 a , 2 4 b と 、 第 1 の受圧部 2 8 、 第 2 の受圧部 3 0 、 ばね 3 1 及び管路 2 7 ， 2 9 からなる可変絞 り弁 2 3 の制御手段と を有するメ ータ ァゥ 卜回路 5 によ って 、 カ ウ ンタバラ ンスバルブと 同等の機能を確保でき 、 ま た可変絞 り弁 2 3 はパイ ロ ッ ト 回路 2 4 a , 2 4 b を 流れる小流量を制御する ものであ り 、 主管路 8 , 1 2 . 1 3 , 2 0 , 2 1 , 2 6 中にカ ウ ン タノくラ ンスバル ブ 又はそれに代わる手段は設置されていない。
    [0038] 従って 、 カウンタバランスバルブに伴う 圧力損失に よ るエネルギロスを抑制でき る と共に、 弁装置の小型 ィ匕を図る こ とができ 、 製作費を安くする こ とができ る。 更に、 可変絞り弁 2 3 は小流量を制御するのでフロー フォースが小さ く 、 安定した性能を確保する こ とがで き る
    [0039] 本発明の第 2の実施例を第 2 図によ り説明する 。 こ の第 2の実施例によ る弁装置 6 Aは、 メータ アウ ト回 路 5 Aの構成のみが若干上述の第 1 の実施例と異なつ て いる 。 即ち、 この第 2 の実施例のメータアウ ト回路 5 Aは、 ノ ィ ロ ッ ト回路 2 4 a ， 2 4 b に可変絞 り弁 4 0 に直列に主弁 2 2 の動作を制御するパイ ロ ッ ト弁 4 1 を設けて あ り 、 このパイ ロ ッ ト弁 4 1 によ ってパ イ ロ ッ 卜回路を閉塞可能になって いる 。 また可変絞 り 弁 4 0 は、 その最大絞 り 時にパイ 口 '' / ト回路を完全に は閉塞 しないよ う になって いる 。
    [0040] このよ う に構成 した第 2 の実施例にあっては、 メー タ イ ン回路 4 のパイ ロ ッ ト弁 1 0及びメータアウ ト回 路 5 Aのパイ ロ ッ ト弁 4 1 のそれぞれを図示の状態か ら図面上方に移動させる よ う に操作する と 、 第 1 の实 施例におけるのとほぼ同様に油圧モータ 2 の駆動の流 量.制御が行われる 。 また 、 油圧モータ 2の駆動圧力が 減少 した場合には可変絞 り弁 2 3がメータァゥ 卜回路 5 Aのノ、。ィ ロ ッ ト 回路 2 4 a , 2 4 b の絞 り 量を増加 ( 開度を減少 ） させる よ う に動作 し、 パイ ロ ッ ト 回路 2 4 a . 2 4 b を流れるノ イ ロ ッ 卜流量を減少させる ため、 油圧モータ 2 の戻 り油の過渡の排出を抑制 し、 カ ウンタバラ ンスバルブと 同等な機能を確保するする こ と ができ る 。
    [0041] また本実施例においては、 メータアウ ト回路 5 Aに · おいて 、 ノ、。 イ ロ ッ 卜弁 4 1 が操作されて いる と き 、 ノ ィ ロ ッ ト 回路. 2 4 a , 2 4 b は完全に閉塞される こ と がないので、 油圧モータ 2 の駆動圧力の変化や流量の 変化によ るハンチングを未然に防止でき 、 安定 した性 能を確保する こ と ができ る'。
    [0042] 本発明の第 3 ク）実施例を第 3 図によ り説明する 。 こ の第 3 の実施例によ る弁装置 6 は、 メ ータ アウ ト 回 路 5 Bの構成のみが若干上述の第 2 の実施例 と異なつ て いる 。 即ち、 こ の第 3 の実施例のメ一夕 アウ ト 回路 5 Bは 、 可変絞 り弁 2 3 の端部の う ちばね 3 1 が位置 する側の端部に設けられた第 2 の受圧部 3 0 に管路 4 2 を介 して 、 同 じ主弁下流の圧力であるが、 弁装置 6 B 内の主弁 2 2 の出口圧力でな く 、 弁装置 6 B外の戻 り管路 2 5 のタ ンク圧を導 く よ う に構成 して ある 。
    [0043] 本実施例において も 、 油圧モータ 2 の駆動圧力の減 少に応 じて可変絞 り弁 2 3 が作動 して メ ータ アウ ト 回 路 5 Bのバィ 口 ッ 卜 回路の絞 り 量が増加 し 、 カ ウ ンタ バラ ンスバルブと 同等の機能が果たされる 。 また、 本 実施例においては、 このと き タ ンク圧力はほぼ一定と 見做すこ とができ るので、 前述した（2 ) 式左辺の P z が一定なので、 油圧モータ 2 の駆動圧力 P m が一定値 以上になる よ う に制御する こ と ができ る 。
    [0044] 本発明の第 4 の実施例を第 4 図によ り説明する 。 こ の第 4 の実施例による弁装置 6 Cにあっては、 第 2図 に示す第 2 の実施例におけるメータイ ン回路 4 、 メー タ アウ ト回路 5 んと 同等のメータ イ ン回路 4 C 、 メ一 タアウ ト回路 5 C を.有する と共に、 これらのメータ ィ ン回路 4 C 、 メ ータアウ ト回路 5 C と それぞれ同等の 構成を有するメータイ ン回路 4 D 、 メータアウ ト回路 5 Dの組合わせを設けて ある 。 メータ イ ン回路 4 1>の 主弁 9 は入口ポー 卜が吐出管路 5 0 を介 して油圧ポン プ 1 に接続され、 出口ポー トが主管路 5 1 、 主管路 2 1 の一部及び主管路 2 0 を介 して油圧モータ 2 に接続 され、 主管路 5 】 には油圧モータ 2 からの圧油の流れ を阻止する逆止弁 5 2 が設けられて いる 。 メータ ァゥ ト回路 5 Dの主弁 2 2 ίま入口ポー トが主管路 1 3 の一 部及び主管路 1 2 を介 して油圧モータ 2 に接続され、 主管骼 2 6 , 2 5 を介 して タ ンク 3 に接続され、 主管 路 1 3 には油圧モータ 2からの压油の流れを阻止する 逆止弁 5 3 が設けられている
    [0045] そ して 、 メ ータ イ ン回路 4 Cの )、、。イ ロ ッ 卜弁 1 0 と メ ータ アウ ト回路 5 Cのパイ ロ ッ ト弁 4 1 と は一体的 に設けてあ り 、 連動する よ う になってお り 、 また別の メータ イ ン回路 4 1) の ノ イ ロ ッ ト弁 1 0 と メータァゥ ト回路 5 E> の ノ、。イ ロ ッ ト弁 4 1 と は一体的に設けてあ り 、 連動する よ う になって いる 。
    [0046] このよ う に構成した第 4 の実施例にあっては、 例え ばメータ イ ン回路 4 Cのパイ ロ ト弁 1 ひを操作する とノ°イ ロ ッ 卜弁 4 1 も連動 して移動 し、 これらのパイ 口 、'ノ ト弁 1 0 , 4 1 の操作量 （絞 り it ) に応 じた主弁 9 , 2 2 の開度が得られる 4 従って 、 油圧ポンプ 1 か ら吐出される圧油が主管路 7 、 主弁 9 、 主管路 1 3 、 1 2 を介 して油圧モータ 2 に供耠され、 油圧モータ 2 からの戻 り 油が主管路 2 0 , 2 1 、 主弁 2 2 、 主管 2 ら 、 戻 り 管路 2 5 を介 して タ ンク 3 に戻され、 油圧 モータ 2 は実線で示す矢印方向に回転する 。 また、 メ 一タ イ ン回路 4 Dのパイ ロ ッ ト弁 1 0 を操作する と パ ィ ロ ッ ト弁 4 1 も連動 して移動 し 、 これらのノ、 ¾ィ ロ ッ 卜弁 1 ϋ , 4 1 の操作量 （絞 り量 〉 に応 じた主弁 9 , 2 2 の開度が得られる 従って 、 油圧ボンプ 1 から吐 出される圧油が主管路 5 0 、 主弁 9 、 主管路 5 1 , 2 1 , 2 0 を介 して 油圧モー夕 2 に供給され、 油圧モー タ 2 からの戻 り油が主管路 1 2 、 主弁 2 2 、 主管路 2 6 、 戻 り 管路 2 5 を介 して タ ンク 3 に戻され、 油圧モ ータ 2 は破線で示す矢印方向に回転する 。 ここで、 油圧モータ 2が実線で示す矢印方向に回転 している時に重力方向の負荷や慣性力が勸いたとする と 、 これらの負荷や慣性力に伴って主管路 2 0 を流れ る流置が増加し、 主管路 1 2 の駆動圧力が減少した場 合には、 その駆動圧力が管路 2 7 を介してメータァゥ 卜回路 5 Cの可変絞り弁 4 0 の第 1 の受 JEE部 2 8に導 かれ、 この可変絞 り弁 4 0 が絞 り量を増加する よ う に 移動 し、 カウンタバランスバルブと 同等の機能を果た す。
    [0047] 本究明の第 5 の実施例を第 5 図及び第 6 図によ り説 明する 。 この第 5 の実施例によ る弁装置 6 Eは、 メー タアウ ト回路 5 Eにおける可変絞 り弁 2 3 の制御手段 の構成が第 1 図に示した第 1 の実施例と異なっている 。 即ち、 この第 5 の実施例においては、 可変絞 り弁 2 3 の制御手段は、 管路 6 0 を介 して主弁 2 2の背圧室 1 Sの背圧が導入される第 1 の受圧部 6 1 と 、 管路 6 2 を介 して主弁 2 2の入口圧力が導入される第 2 の受圧 部 6 3 と 、 管路 2 7 を介して油圧モータ 2 の駆動圧力 が導入される第 3 の受圧部 6 4 と 、 可変絞り弁 2 3 を 付勢するばね 3 1 と を有 し、 第 1 の受圧部 6 1 、 第 2 の受圧部 6 3 、 第 3 の受圧都 6 4及びばね 3 1 は、 第 1 の受圧部 6 1 の圧力によ る力及びばね 3 1 の力 と第 2及び第 3 の受圧部 6 3 , 6 4 の圧力によ る力 とが互 いに対向 して作用する よ う に可変絞 り弁 2 3 に設けら れて いる 。
    [0048] そ して 、 主弁 2 2 の弁体 1 6 の背圧室 1 8 に位置す る受圧部 6 5 の受圧面積を A c 、 主弁弁体 1 6 の入口 ボー ト 1 4 に位置する受圧部 6 6 の受圧面積を A S 、 主弁弁体 1 6 の出口ポー 卜 1 5 に位置する受圧部 6 7 の受圧面積を A Z と し、 可変絞 り弁 2 3 の制御手段の 第 1 の受圧都 6 〗 の受压面積を a c 、 第 2 の受圧部 6 3 の受圧面積を a s 、 第 3 の受圧部 6 4 の受圧面積を a m と した と き に、 主弁弁体 1 6 の受圧面積の比 A C ： A S ： A Z と 可変絞 り弁制御手段の第 1 〜第 3 の受圧 部の受圧面積の比 a C ： a s ： a m と がほぼ等 し く な る よ う に、 これら受圧面積が設定されて いる 。 即ち、 K を定数と して 、
    [0049] a C Z A C = a S ./ A s = a m / A l = K ··· (3) と なる よ う に、 上記 A C ， A S , A Z a C ， a S , a ni め受圧面積を設定 してある 。
    [0050] こ の第 5 の実施例では、 可変絞 り弁 2 3 に作用する 第 1 〜第 3 の受圧部 6 1 ， 6 3 , 6 4 の圧力によ る力 と ばね 3 1 の力 と によ る釣 り合いは、 油圧モータ 2め 駆動圧力を P m 、 主弁 2 2 の背圧を P C 、 主弁 2 2 の 入口圧力を P S . と し、 ばね 3 1 のばね定数を K Z 、 ば ね 3 1 の変位を Z 、 変位の初期値を z o とする と 、
    [0051] P s - a s m - a m
    [0052] = P c · a c 十 K Z ( z 0 十 z ) … （4) であ り 、 又、 主弁 2 2の弁体 1 6 に作用する圧力によ る力の釣 り合いは、
    [0053] P S - A s 十 P Z - A Z = P C - A C -" (5 ) である こ こで、 （3) 式を （5) 式に代入する と 、
    [0054] P s a s + P z - a m = P c - a c ··■ (6) となる 更に、 この（6) 式を上記（4) 式に代入する と
    [0055] P ID a in — P z - a m = K z ( z o + z ) 即ち、
    [0056] P. m . - P z . = ( K z / a m ) · ( z o 十 z )
    [0057] ≥ ( K 2 ./ a IB ) · z 0 … ） と なる 。 即ち、 前述した （2) 式と 同 じ式が得られ、 第 5の実施例において も 、 第 1 〜第 3 の受圧部 6 1 , 6 3 , 6 4 及びばね 3 1 からなる制御手段によ り 、 油圧 モータ 2 の g区動圧力 P m と主弁 2 2 の出口圧力 P z と の差圧が所定の圧力 （ K z / a m ) · z 0 以上になる よ う に可変絞 り弁 2 3 の駆動が制御される 。
    [0058] このよ う に本実施例では、 可変较 り弁 2 3 の制御手 段と して 、 出口圧力 P z に代え主弁背圧 P c と入口圧 力 P s を用いる構成と して も 、 第 1 の実施例と 同様に 油圧モータ 2の駆動圧力 P m と主弁 2 2 の出口圧力 P z と の差圧を制御する こ とができ る 。
    [0059] なお、 本実施例においては、 （3) 式に示すよ う に受 圧面積の比 A C ： A S ； A Z と受圧面積の比 a c ： a s ： a m と を等 し く 設定したが、 主弁 2 2及び可変絞 り弁 2 3 における フ ローフ ォ ースの影響等を考慮 した 場合には完全に一致 しない比と して も よ い。
    [0060] 本発明の第 6 の実施例を第 7 図によ り説明する 。 こ の第 6 の実施例においてほ、 メ ータ アウ ト回路 7 0 に 配置される主弁 2 2 と 可変絞 り弁 2 3 の接続閲係に特 徴がある 。 即ち、 本実施例では主弁 2 2 の弁体 1 6 に 対 して可変絞 り弁 2 3 の弁体を構成するスプール 7 1 を 同軸的に摺動自在に配置する と共に、 主弁 2 2 の入 口圧力 P s .を可変絞 り 弁 2 3 の第 2 の受圧部 6 3 に導 く 手段を通路 7 2 と して主弁弁体 1 6 の内部に形成 し て ある 。 その他の構成は第 6 図に示す第 5 の実施例と 同等である
    [0061] このよ う に構成 した第 6 の実施例にあっては、 第 5 1 及び第 6 図に示す第 5 の実施例と 同等の効果を奏す る他、 可変絞 り弁 2 3 と 主弁 2 2 と を同軸的に相対的 動可能に設けたこ と から 、 全体構成がコ ンパク 卜に なる と 共に 、 内部通路 7 2 を設けるだけなので繁雑な 油路の簡略化を実現でき 、 この点で 製作費を安 く す る こ と ができ る 。
    [0062] 本発明め第 7 の実施例を第 8図によ り説明する 。 こ の第 7の実施例においては、 メータ アウ ト 回路 8 0 を 構成する可変絞 り弁 2 3 を配置 したパイ ロ ッ ト 回路 2 4 b に可変絞 り 弁 2 3 に直列に主弁 2 2 の動作を制御 するノ、。ィ ロ ッ ト弁 4 1 を配置する と共に、 ノ、。イ ロ ッ 卜 弁 8 1 の操作時にパイ ロ ッ ト回路 2 4 b を完全に閉塞 しないよ う に、 例えばパイ ロ ッ ト回路 2 4 b を主弁 2 2 の背圧室 1 8に連通させる通路 8 1 を設けた もので ある 。 その他の構成は第 7 図に示した第 6 の実施例と 同等である 。
    [0063] このよ う に構成した第 7 の実施例にあっては、 第 7 図に示した第 6の実施例と 同等の効果を奏する他、 パ イ ロ ッ ト弁 4 1 の操作時パイ ロ ッ ト回路 2 4 b を完全 - に閉塞する こ とがないので、 油圧モータ 2 の駆動圧力 の変化や流量の変化によるハンチングを防止でき 、 安 定した性能を確保でき る 。 即ち、 第 2 図に示 した第 2 の笑施例の効果を得る こ と ができ る 。 産業上の利用可能性
    [0064] 本発明の弁装置は、 以上のよ う に構成して ある こ と から 、 カウンタバラ ンスバルブと 同等の機能を小流量 の制御で確保する こ とができ るので、 従来のよ う な主 回路中へのカウンタ ノくランスバルブの配置に伴う 圧力 損失によるエネルギロスを抑制する こ とができ、 弁装 置の小型化を図る こ とができ 、 製作費を安くする こ と ができ る 。 また、 小流量を制御するのでフ ロー フ ォ ー スを小さ く 抑える こ とができ 、 安定 した性能を確保す る こ とができ る
    权利要求:
    Claims 請求の範囲
    1 . 油圧ポンプ （ 1 ) と 、 この油圧ボンプから吐出 された圧油によ って駆動される油圧ァクチユエ一夕
    ( 2 ) と を有する油圧機械に設けられ、 前記ァクチュ エータの躯動を制御する弁装置 （ 6 ) において 、
    前記油圧ポンプ （ 1 ) から吐出された圧油を前記ァ クチユエータ （ 2 ) に導く メータイ ン回路 （ 4 〉 と 、 前記ァクチユエータからの戻 り油を タ ンク （ 3 ) に 導く メ ータアウ ト回路 （ 5 ) と を有 し、
    前記メ ータ アウ ト 回路が、 前記ァクチユエータから の戻 り油を制御する主弁 （ 2 2 ) と 、 可変絞 り手段 ( 2 3 〉 を含むノ、。ィ ロ ッ ト回路 （ 2 4 a ， 1 2 4 b ) であって 、 前記主弁がこのパイ ロ ッ ト 回路の閉塞時に 閉塞 し 、 前記可変絞 り手段の絞 り 量に応 じて開度を変 ィ匕させる ものと 、 前記ァク チユエータ の駆動圧力に応 じて前記可変絞 り手段の絞 り 量を変化させる制御手段 ( 2 7 〜 3 1 ) と を備える こ と を特徴と する弁装置。
    2 . 前記制御手段 （ 2 7〜 3 1 ) は、 前記ァクチュ エー夕 （ 2 ) め駆動圧力 と前記主弁 （ 2 2 〉 め下流 J 圧力 と の差圧が所定の圧力以上と なる よ う に前記可変 絞 り手段 （ 2 3 ) の絞 り iを変化させる こ と を特徴と する請求め範囲第 1 項記載の弁装置。
    3 . 前記制御手段は 、 前記可変絞 り手段 （ 2 3 ) に 設けられ、 前記ァクチユエータ に 2 ) の駆動圧力が ¾ 入される第 〗 の受圧部 （ 2 8 ) と 、 前記可変絞 り手段 に設けられ、 前記主弁 （ 2 2 ) の下流側圧力が導入さ れる第 2の受圧都 （ 3 0 ) と 、 前記可変絞 り手段を付 勢するばね （ 3 1 ) と を有 し 、 前記第 1 の受圧部、 第 2の受圧部及びばねを 、 第 1 の受圧部の圧力による力 と第 2の受圧部の圧力によ る力及びばねの力 とが互い に対向 して作用する よ う に配置 したこ と を特徴とする 請求の範囲第 1 項記載の弁装置。
    4 . 前記主弁下流厠の圧力が主弁 （ 2 2 ) の出口圧 力である こ と を特徴とする請求の範囲第 2又は 3項記 載の弁装置。
    5 . 前記主弁下流厠の圧力が前記タ ンク （ 3 ) の圧 力である こ と を特徴とする請求の範囲第 2又は 3項記 載の弁装置。
    6 . 前記ノ イ ロ ッ ト回路 （ 2 4 a ， 2 4 b ) は更に 前記主弁 （ 2 2 ) の動作を制御するパィ 口 -V ト弁 （ 4 1 ) を含むこ と を特徴とする請求の範囲第 1 項記載の 弁装置。
    7 . 前記メ ータイ ン回路 （ 4 C ， 4 D ) が、 前記ァ クチユエータ （ 2 ) に導かれる圧油を制御する主弁
    ( ) と 、 ノ イ ロ ッ 卜弁 （ 1 0 ) を含むパイ 口 ··/ 卜回 路 （ 1 1 a , 1 】 b ) であって 、 前記主弁がこのパィ π ·'.' ト 回路の閉塞時に閉塞 し 、 前記パィ 口 卜弁の絞 り置に応 じ て開度を変化させ る ものと を （1え 、 前記メ 一タ イ ン回路 （ 4 C , 4 D ) のノ イ ロ ッ ト弁 （ 〗 0 ) と 前記メータ アウ ト回路 （ 5 C ， 5 D ) のパイ ロ ッ ト 弁 （ 4 1 ) と を連動させたこ と を特徴と する請求の範 囲第 6項記載の弁装置。
    8 . 前記主弁 （ 2 2 ) は、 入口ポー 卜 （ 1 4 ) 及び 出口ボー ト （ 1 5 ) 、 シー ト型の弁体 （ 1 6 ) 、 この 弁体の変位に応じて開度を変化させる可変絞 り （ 1 7 ) 、 及び入口ポー トにこの可変絞 り を介 して連通 し弁体 を閉弁方向に付勢する背圧室 （ 1 8 ) と から構成され、 前記バィ 口 ッ 卜 回路 （ 2 4 a , 2 4 b ) は 、 前記主弁 の背圧室 （ 1 8 ) と 出口ポー 卜 （ 1 5 ) と の間に接続 されてお り 、 前記制御手段は、 前記可変絞 り 手段 （ 2
    3 ) に設けられ、 前記主弁の背圧が導入される第 1 の 受圧部 （ 6 1 ) と 、 前記可変絞 り手段に設けられ、 前 記主弁め入口圧力が導入される第 2 め受圧都 （ 6 3 ) と 、 前記可変絞 り 手段に設け られ、 前記ァク チユエ一 タ （ 2 〉 の躯動圧力が導入 される第 3 の受圧部 （ 6 4 ) と 、 前記可変絞 り手段を付勢するばね （ 3 1 ) と を有 し 、 前記第 1 の受圧部、 第 2 の受圧部、 第 3 の受圧部 及びばねを 、 第 】 の受圧部によ る力及びばねの力 と第 2 及び第 3 のの受圧部によ る力 と が互いに対向 して 作 用する よ う に配置 したこ と を特徴とする請求め範囲第 1 記載の弁装置。
    9 . 前記主弁弁体 ( 1 6 ) の背圧室 （ 1 S > の受压 面積を A C 、 主弁弁体の入口ボー ト （ 1 4 ) の受圧面 積を A s 、 主弁弁体の出口ポー ト （ 1 5 ) の受圧面積 を A Z と し 、 前記可変絞り手段 （ 2 3 ) の第 1 の受圧 部 （ 6 1 ) の受圧面積を a c 、 前記第 2の受圧部 （ 6 3 ) の受圧面積を a s 、 前記第 3の受圧部 （ 6 4 ) の 受圧面積を a m と したと き に、 主弁弁体の受圧面積の 比 A C ： A S ； A Z と前記可変絞り手段の第 1 〜第 3 の受圧部の受圧面積の比 a C ： a S ： a m と がほぼ等 し く なる よ う に、 これら受压面積を設定したこ と を特 徴とする請求の範囲第 8項記載の弁装置。
    1 0 . 前記主弁弁体 （ 1 6 ) と可変絞 り手段 （ 2 3 ) と を同軸的に互いに摺動自在に配置する と共に、 前記 主弁 （ 2 2 ) の入口圧力を前記可変絞 り手段の第 2の 受压部 （ 6 3 ) に導く 手段 （ 7 2 ) を前記主弁弁体の 内部に設けたこ と を特徴とする請求の範囲第 8項記载 の弁装置。
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    JP3969688||1988-02-24||
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