JP3558806B2 - Hydraulic control valve device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷圧力が異なる複数のアクチュエータの同時駆動時に、負荷圧力の低いアクチュエータの供給通路を規制することにより、負荷圧力の高いアクチュエータを優先的に駆動できるように構成した油圧制御弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、図4に示すように、複数(図示例では2つ)のアクチュエータ10(例えばアームシリンダ),12(例えば旋回モータ)を、パラレル通路22で接続したそれぞれの制御弁14,16を介して1つのポンプ20で駆動する油圧回路において、制御弁14,16の中の特定の制御弁14にピストン手段32を備えたロードチェック弁34を併設して油圧制御弁装置30を形成し、そして、前記ピストン手段32に、前記とは別の油圧装置(例えば、制御弁)16からの信号圧力p(両信号圧力16a,16bの中からシャトル弁16cを介して選択されている)を、パイロット油路16dから作用させてロードチェック弁34を制御することにより、特定の制御弁14に接続した特定のアクチュエータ10よりも別の制御弁16に接続した別のアクチュエータ12を優先して駆動するように構成した装置は、公知(例えば、特公平6ー27522号公報参照)である。
【0003】
すなわち、前記装置において、先ず、その制御弁14は、そのスプール14aが信号圧力(図示せず)を介して左右いずれかに切換えられることにより、パラレル通路22およびロードチェック弁34を介して、ポンプ20に連通している供給通路14bがポート14cまたは14dに接続され、ポンプ20の吐出油をアームシリンダ10に供給すると共にアームシリンダ10からの戻り油をタンク通路14eまたは14fを介してタンク26に排出する。
【0004】
また、ピストン手段32は、シリンダ部32a内に画定される受圧面積の大きい大ピストン部32b側の圧力室32cと、受圧面積の小さい小ピストン部32d側の圧力室32eとを有する。また、ロードチェック弁34は、大ポペット36と小ポペット38とからなり、そして、大ポペット36は、パラレル通路22のシート部22aを開閉する大ポペット部36aを有し、小ポペット38は、大ポペット36の円筒部36b内に摺動自在に介装されて、大ポペット部36a内の連通口36cを開閉する小ポペット部38aを有する。なお、圧力室32eは、大ポペット円筒部36b上の周面溝36dを介して、供給通路14bに連通されており、一方、圧力室32cは、前述したように、制御弁16からの信号圧力pをパイロット油路16dから作用されている。
【0005】
従って、このような油圧制御弁装置30においては、アームシリンダ10と旋回モータ12を同時操作する場合、アームシリンダ10の負荷圧力(すなわち、供給通路14b内の圧力)P1 が、(旋回モータ12を駆動する圧力P2 よりも)低い場合には、ロードチェック弁34の大ポペット部36aは、ピストン手段32が両圧力室32c,32e間の作用力の差に応じて、図示の位置から更に下降して、大ポペット36を押圧するので、大ポペット部36aはシート部22aとの接触閉止を維持している。一方、小ポペット部38aは、パラレル通路の圧力Pが供給通路14bの圧力P1 より高くなればリフトされて連通口36cを開口する。従って、ポンプ20からの(すなわち、パラレル通路22内の)作動油は、連通口36cを通る通路から供給通路14bへ供給されて、アームシリンダ10を駆動するが、この場合にパラレル通路22内の圧力Pは、前記通路にオリフィス36eが介在していることから、このオリフィスの絞り効果によって所望の圧力に昇圧されるので、前記作動油は、制御弁16を介して旋回モータ12を駆動するに至る。
【0006】
なお、アームシリンダ10の負荷圧力P1 が、旋回モータ12を駆動できるほど充分高い場合には、ピストン手段32がリフトして、図示の位置に復帰するので、大ポペット部36aは、シート部22aからリフトして、ポンプ20からの作動油は規制されることなく供給通路14bへも供給される。従って、アームシリンダ10も、旋回モータ12と同様に駆動することができる。
【0007】
このように、この種の装置によれば、負荷圧力の高いアクチュエータを、負荷圧力の低いアクチュエータよりも優先して駆動することができる。
【0008】
しかしながら、前記従来の装置は、以下述べるような難点を有し、その改善が要望されていた。
【0009】
すなわち、前記装置のピストン手段32は、アームシリンダ10の負荷圧力P1 が低い場合には、ロードチェック弁34の大ポペット部36aをシート部22aに押圧維持するので、大ピストン部32b側の圧力室32cの作用力F1 =(大ピストン部32bの受圧面積S1 )×(信号圧力p)は、大ポペット部36aのシート部22a作用力F2 =(シート部22aの面積S2 )×(パラレル通路22内の圧力P2 )よりも大きくなければならない。
【0010】
しかるに、この場合、油圧ショベル等においては、通常旋回モータの負荷圧力P2 は20Mpa程度であり、一方その信号圧力pは3Mpa程度であるので、大ピストン部32bの面積S1 は、シート部22aの面積S2 の6倍以上必要となる。このため、前記従来の油圧制御弁装置においては、ピストン手段32の露出シリンダ部32aが特に大形となり、結果的にポート14c,14d部の配管と干渉する等の難点が招来されていた。
【0011】
そこで、本出願人は、先に、前記難点を克服すべく、新規な技術を開発し提案(特願平8−35924号)を行った。
【0012】
すなわち、前記新規技術は、前述したピストン手段付ロードチェック弁を併設形成した油圧制御弁装置40(図1参照)において、図5に示すように、
先ず、ピストン手段42は、受圧面積の大きい大ピストン部42bの圧力室42cと、受圧面積の小さい小ピストン部42dの圧力室42eと、この小ピストン部の圧力室42eのピストン作用力F3 (後述される)を相殺する延長小ピストン部42fの補償圧力室42gとから形成し、
そして、前記大ピストン部の圧力室42cには、別の制御弁16からの信号圧力pを作用させることにより、作用力F1 を発生させ、小ピストン部の圧力室42eには、パラレル通路22の圧力Pが特定の制御弁14の供給通路14bの圧力P1 より低い際にはこの特定の制御弁の供給通路圧力P1 を作用させると共に、パラレル通路22の圧力Pが特定の制御弁の供給通路圧力P1 より高い際にはパラレル通路圧力Pないしこの圧力および前記特定の制御弁の供給通路圧力の中間圧力(実質的にはP)をそれぞれ作用させることにより、前記作用力F3 および作用力F5 を発生させ、そして、補償圧力室42gには、小ピストン部の圧力室42eに作用する前記圧力をそのまま導入作用させることにより、前記作用力F3 を相殺する反対方向の作用力F4 を発生させる、ように構成されている。
【0013】
なお、この場合、ロードチェック弁44には、前記作用力F5 に対向する作用力F2 がパラレル通路22の圧力Pから発生(負荷)されている。また、小ピストン部42dと延長小ピストン部42fとは同一直径に構成されている。また、参照符号42aおよび42hはそれぞれケーシングおよび油路を示す。
【0014】
従って、このような構成によれば、ロードチェック弁44を開口しようとする作用力F2 は作用力F5 により、作用力F3 は圧力室42eおよび補償圧力室42gで発生される作用力F4 によってほぼ或いは完全に相殺される。換言すれば、圧力室42cで発生されるべき作用力F1 は極めて小さくて良く、この結果、大ピストン部42bの面積、すなわち、ピストン手段42の大きさは可及的に小さく設定される。すなわち、前記難点が解消されることができる。
【0015】
なお、因みに、この新規技術のロードチェック弁の構成および全体の作動につき以下簡単に説明する。
【0016】
先ず初めに、ロードチェック弁44は、基本的には、ピストン手段42の構成に対応するように、大ポペット46と小ポペット48とからなる。そして、大ポペット46は、その円筒部46aが圧力室42e内に摺動自在に介装されると共に、大ポペット部46bでパラレル通路22のシート部22aを開閉する。一方、小ポペット48は、その円筒部48aが大ポペット46の円筒部46a内に摺動自在に介装されると共に、その小ポペット部48bで大ポペット部46bのシート部22bを開閉する。なお、ピストン手段42とロードチェック弁44との間に介装されているばね42i,42jは、いずれも微弱で、ピストン手段42およびロードチェック弁44の作動を妨げるものではない。また、参照符号の46cは連通口を、46dはオリフィスを、48cは油路をそれぞれ示す。
【0017】
次に、全体の作動は、先ず、負荷圧力の低いアームシリンダ10と負荷圧力の高い旋回モータ12とを同時に操作する場合には、大ポペット46の大ポペット部46bが、作用力F1 により図示(図5)位置から押圧降下されるピストン手段42を介してパラレル通路22のシート部22aに接触閉止されている間に、パラレル通路22内の作動油がオリフィス46dの絞り効果を介して所望の圧力まで昇圧されることにより、前記作動油により別の制御弁16を介して、前記負荷圧力の高い旋回モータ12が優先的に駆動される。一方、負荷圧力の低いアームシリンダ10を単独で操作する場合には、前記大ポペット部46bが、図6に示すように、パラレル通路22内の作動油の圧力Pによってシート部22aからリフトされることにより、このリフトされた開口部60を通り供給通路14bへ流れる前記作動油を介して、前記負荷圧力の低いアームシリンダ10が駆動される。なおこの場合、前記開口部60の面積は、前記駆動を良好な省エネ性で達成するよう充分な大きさに設定されている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記新規技術においても、なお、特定の条件下では、次に述べるような難点を発生することが判明した。
【0019】
すなわち、前記新規技術によれば、前述したように、負荷圧力の高いアクチュエータを負荷圧力の低いアクチュエータより優先して駆動できると共に、しかもその構造を小形に構成することができる。
【0020】
しかるに、前記新規技術においては、負荷圧力の低いアクチュエータの単独操作時−特に作動油の流量が大きい高速駆動時−に、装置の省エネ性および安定性が損われる場合があった。
【0021】
すなわち、図6において、大ポペット46の大ポペット部46bとパラレル通路22のシート部22aとの間の開口部60に作動油が流れると、開口部60にはいわゆるフローフォースと呼ばれる力が発生するので、大ポペット部46bは、図示下向きの吸引力fを受けて図示のリフト位置Lから破線の吸引位置L1 へと降下され、この結果、パラレル通路22の圧力Pと供給通路14bの圧力P1 との間には圧力損失ΔPが発生する。なお、この圧力損失ΔPは、アームシリンダ10の駆動に際して、エネルギを損失することは明らかである。
【0022】
そこで、本発明の目的は、前述したピストン手段付ロードチェック弁を併設形成した(すなわち、負荷圧力の高いアクチュエータを負荷圧力の低いアクチュエータより優先して駆動できるように構成した)油圧制御弁装置において、装置全体を比較的小形に構成できると共に、しかも、負荷圧力の低いアクチュエータの単独操作時(特に、作動油の流量が大きい高速駆動時)にも装置の良好な省エネ性を達成することができる、油圧制御弁装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る油圧制御弁装置は、パラレルに接続された複数の制御弁を介して複数のアクチュエータを1つのポンプで駆動する油圧回路における前記制御弁の中の特定の制御弁に、ピストン手段付ロードチェック弁を併設形成した油圧制御弁装置からなり、前記ピストン手段に前記特定の制御弁とは別の油圧装置からの信号圧力を作用させて前記ロードチェック弁を制御することにより、前記特定の制御弁に接続した特定のアクチュエータよりも別の制御弁に接続した別のアクチュエータを優先して駆動するように構成した油圧制御弁装置において、
前記ピストン手段は、受圧面積の大きい大ピストン部の圧力室と受圧面積の小さい小ピストン部の圧力室とこの小ピストン部の圧力室のピストン作用力を相殺する補償圧力室とから形成すると共に、
前記ロードチェック弁には、前記小ピストン部の圧力室と当該制御弁の供給通路との間を接続する接続部を形成し、
前記大ピストン部の圧力室には、別の油圧装置からの前記信号圧力を作用させ、前記小ピストン部の圧力室には、パラレル通路の圧力が特定の制御弁の供給通路圧力より低い際には前記特定の制御弁の供給通路圧力を作用させると共にパラレル通路の圧力が前記特定の制御弁の供給通路圧力より高い際にはパラレル通路の圧力ないしこの圧力と前記特定の制御弁の供給通路圧力との中間圧力を作用させ、前記補償圧力室には、小ピストン部の圧力室に作用する前記圧力をそのまま導入作用させると共に、
前記接続部は、前記ロードチェック弁が閉止している際にはブロックされフル開口している際には連通される
ように構成することを特徴とする。
【0024】
従って、このような構成になる本発明によれば、先ず、負荷圧力の異なる複数のアクチュエータの同時駆動時に負荷圧力の低いアクチュエータのロードチェック弁のポペットに作用する作用力は、前記従来技術の場合と同様に、大ピストン部の圧力室の作用力を除きほぼ相殺される。従って、前記大ピストン部の圧力室の作用力は極めて小さくて良く、すなわち、前記大ピストン部の面積(すなわち、装置全体の構成)は可及的に小さく設定される。
【0025】
また、負荷圧力の低いアクチュエータの単独駆動に際して大ポペットとパラレル通路との間の開口部に発生される圧力損失は−この場合、前記開口部の開口リフト量は、大ピストン部の圧力室と供給通路との間の接続部が連通されることによりフルリフト位置に保持されるので−、前記新規技術の場合とは異なり、最低限に維持される。従って、前記圧力損失に起因する難点、すなわち、装置駆動における省エネ性の悪化を防ぐことができる。
【0026】
【実施例】
次に、本発明に係る油圧制御弁装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図4ないし図6に示す従来の構造と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0027】
先ず初めに、本発明に係る油圧制御弁装置は、前述したことから既に明らかであるが、本出願人の先の提案に係る前記新規技術の改良に関する。従って、以下の説明において、前記新規技術における記載と重複する部分がある。
【0028】
図1において、先ず、本発明に係る油圧制御弁装置40は、基本的には、パラレル通路22に接続された2つ(複数)の制御弁14,16を介して2つのアクチュエータ(アームシリンダおよび旋回モータ)10,12を1つのポンプ20で駆動する油圧回路において、その特定の制御弁14に、ピストン手段42を備えたロードチェック弁44を併設形成し、そして、ピストン手段42に前記とは別の制御弁16からの信号圧力pをパイロット油路16dから作用させて、ロードチェック弁44を制御することにより、特定の制御弁14に接続した特定のアクチュエータ10よりも、別の制御弁16に接続した別のアクチュエータ12を、優先して駆動するよう構成されている。
【0029】
すなわち、本発明は、前記構成において(以下、図2および図3を併せ参照)、ピストン手段42には、受圧面積の大きい大ピストン部42bの圧力室42cと、受圧面積の小さい小ピストン部42dの圧力室42eと、この小ピストン部42dの圧力室42eのピストン作用力F3 (後述される)を相殺する作用力F4 を発生させるための延長小ピストン部42fの補償圧力室42gとから形成する。そして更に、ロードチェック弁44には、小ピストン部42dの圧力室42eと当該制御弁14の供給通路14bとの間を接続する(圧力室42eの上部外周拡大部42e′と大ポペット部46aの下部外周縦溝46a′とからなる)接続部62を形成する。
【0030】
そして、このような構成において、大ピストン部42bの圧力室42cには、別の制御弁16からの信号圧力pを作用させることにより、作用力F1 を発生させ、小ピストン部42dの圧力室42eには、パラレル通路22の圧力Pが特定の制御弁14の供給通路14bの圧力P1 より低い際にはこの特定の制御弁14の供給通路圧力P1 を作用させると共に、パラレル通路22の圧力Pが特定の制御弁14の供給通路圧力P1 より高い際にはパラレル通路の圧力Pないしこの圧力と前記特定の制御弁の供給通路圧力との中間圧力(実質的にはP)をそれぞれ作用させることにより、小ピストン部42dに作用する前記作用力F3 および大ポペット46に作用するF5 を発生させ、そして、補償圧力室42gには、小ピストン部42dの圧力室42eに作用する前記圧力をそのまま導入することにより、前記作用力F3 を相殺する反対方向の作用力F4 を発生させる。そして大ポペット46の円筒部46aの直径はシート部22aの直径より小さいが、ほぼ等しく構成し、更に、接続部62は、ロードチェック弁44が(その大ポペット部46bをパラレル通路22のシート部22aに接触してパラレル通路22と供給通路14との間の開口部60を)閉止している際にはブロックされ、一方フル開口している際には連通されるように構成する。
【0031】
なお、この場合、ロードチェック弁44の大ポペット46には、前記作用力F5 に対向する作用力F2 がパラレル通路22の圧力Pにより作用している。また、小ピストン部42dと延長小ピストン部42fとは同一直径に構成されている。また、参照符号42aおよび42hはそれぞれケーシングおよび油路を示す。
【0032】
このように、本発明の油圧制御弁装置は、前記新規技術において、ロードチェック弁に、その小ピストン部の圧力室と供給通路との間を接続する接続部62を設け、そしてこの接続部を、ロードチェック弁がフル開口している際に連通するように構成したものである。
【0033】
従って、本発明によれば、この種の(すなわち、負荷圧力の高いアクチュエータを負荷圧力の低いアクチュエータより優先して駆動することができる)油圧制御弁装置において、先ず、その装置が小形化され得ることは、前記新規技術の場合と同様に、明らかある。
【0034】
すなわち、前記構成において、大ポペット46の円筒部46aの直径とシート部22aの直径がほぼ等しいので、大ポペット46を開口しようとする作用力F2 は、圧力室42eで発生される作用力F5 によってほぼ相殺されている。また、小ピストン部42dと延長小ピストン部42fの直径は等しいので、作用力F3 とF4 は完全に相殺される。換言すれば、圧力室42cで発生されるべき作用力F1 は極めて小さくて良く、従って、大ビストン部42bの面積、すなわち、ピストン手段42の大きさは可及的に小さく設定されることができる。
【0035】
しかるに、本発明においては、前記効果と同時に、更に、前記新規技術においてなお発生されていた難点(すなわち、負荷圧力の低いアクチュエータの単独操作時における装置の省エネ性の低下)が解消される。
【0036】
すなわち、開口部60に作動油が流れると、大ポペット部46bは、前述したように、フローフォースに起因する吸引力fを受けてリフト位置Lから降下されようとするが、しかるに、本発明においては、前記大ポペット部46bは、圧力室42e内の圧力が(接続部62が連通されていてパラレル通路22の圧力Pより低い)供給通路14bの圧力P1 に近い圧力になることから、前記吸引力fとは逆向きの押上げ力f′を受ける。従って、大ポペット部46bは降下されることがない。すなわち、開口部60における圧力損失ΔPは実質的に無視される程度となり、この結果、装置駆動の省エネ性は良好な状態を維持することができる。
【0037】
このように、本発明によれば、ピストン手段付ロードチェック弁を併設形成した(すなわち、負荷圧力の高いアクチュエータを負荷圧力の低いアクチュエータより優先して駆動できるように構成した)油圧制御弁装置において、装置全体を比較的小形に構成すると共に、しかも、負荷圧力の低いアクチュエータの単独操作時(特に、作動油の流量が大きい高速駆動時)にも良好な省エネ性を維持することができる油圧制御弁装置を提供することができる。
【0038】
なお、本発明に係わる制御弁装置全体の基本的な構成およびその作動は、前記新規技術のそれと同一であり、従って重複するが、分り易くするため以下再度説明する。
【0039】
先ず、制御弁14自体は、基本的にはスプール14aによって作動油の方向が制御されるスプール弁であり、このスプール14aを信号圧力(図示せず)を介して左右いずれかに切換えることにより、パラレル通路22およびロードチェック弁44を介して、ポンプ20に連通している供給通路14bが、ポート14cまたは14dに接続され、ポンプ20の吐出油をアームシリンダ10に供給すると共に、アームシリンダ10からの戻り油をタンク通路14eまたは14fを介してタンク26に排出するように構成されている。
【0040】
次に、ロードチェック弁44は、基本的には、ピストン手段42の構成に対応するように、大ポペット46と小ポペット48とからなる。そして、大ポペット46は、その円筒部46aが圧力室42e内に摺動自在に介装されると共に、大ポペット部46bでパラレル通路22のシート部22aを開閉する。一方、小ポペット48は、その円筒部48aが大ポペット46の円筒部46a内に摺動自在に介装されると共に、その小ポペット部48bで大ポペット部46bのシート部22bを開閉する。なお、ピストン手段42とロードチェック弁44との間に介装されているばね42i,42jは、いずれも微弱で、ピストン手段42およびロードチェック弁44の作動を妨げるものではない。また、参照符号の46cは連通口を、46dはオリフィスを、48cは油路をそれぞれ示す。
【0041】
そして、このロードチェック弁44は、先ず、負荷圧力の低いアームシリンダ10と負荷圧力の高い旋回モータ12とを同時に操作する場合には、大ポペット46の大ポペット部46bが、作用力F1 により図示(図2)位置から押圧降下されるピストン手段42を介してパラレル通路22のシート部22aに接触閉止されている間に、パラレル通路22内の作動油がオリフィス46dの絞り効果によって所望の圧力まで昇圧されることにより、前記作動油により別の制御弁16を介して、前記負荷圧力の高い旋回モータ12が優先的に駆動される。一方、負荷圧力の低いアームシリンダ10を単独で操作する場合には、前記大ポペット部46bが、図3に示すように、パラレル通路22内の作動油の圧力Pによってシート部22aからリフトされることにより、このリフトされた開口部60を通り供給通路14bへ流れる前記作動油を介して、前記負荷圧力の低いアームシリンダ10が駆動される。なおこの場合、前記開口部60の面積は、前記駆動を良好な省エネ性で達成するよう充分な大きさに設定されている。
【0042】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、その精神を逸脱しない範囲内において多くの改良変更が可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる油圧制御弁装置は、パラレルに接続された複数の制御弁を介して複数のアクチュエータを1つのポンプで駆動する油圧回路における前記制御弁の中の特定の制御弁に、ピストン手段付ロードチェック弁を併設形成した油圧制御弁装置からなり、前記ピストン手段に前記特定の制御弁とは別の油圧装置からの信号圧力を作用させて前記ロードチェック弁を制御することにより、前記特定の制御弁に接続した特定のアクチュエータよりも別の制御弁に接続した別のアクチュエータを優先して駆動するように構成した油圧制御弁装置において、前記ピストン手段は、受圧面積の大きい大ピストン部の圧力室と受圧面積の小さい小ピストン部の圧力室とこの小ピストン部の圧力室のピストン作用力を相殺する補償圧力室とから形成すると共に、前記ロードチェック弁には、前記小ピストン部の圧力室と当該制御弁の供給通路との間を接続する接続部を形成し、前記大ピストン部の圧力室には、別の油圧装置からの前記信号圧力を作用させ、前記小ピストン部の圧力室には、パラレル通路の圧力が特定の制御弁の供給通路圧力より低い際には前記特定の制御弁の供給通路圧力を作用させると共にパラレル通路の圧力が前記特定の制御弁の供給通路圧力より高い際にはパラレル通路の圧力ないしこの圧力と前記特定の制御弁の供給通路圧力との中間圧力を作用させ、前記補償圧力室には、小ピストン部の圧力室に作用する前記圧力をそのまま導入作用させると共に、前記接続部は、前記ロードチェック弁が閉止している際にはブロックされフル開口している際には連通されるように構成した。
【0044】
従って、このような構成になる本発明によれば、負荷圧力の高いアクチュエータを負荷圧力の低いアクチュエータより優先して駆動する油圧制御弁装置において、装置全体を比較的小形に形成すると共に、しかも、負荷圧力の低いアクチュエータの単独操作時(特に、作動油の流量が大きい高速駆動時)にも装置の省エネ性を良好に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧制御弁装置の一実施例を示す全体断面図である。
【図2】図1に示す油圧制御弁装置のロードチェック弁を示す拡大図である。
【図3】図1に示すロードチェック弁のリフト時の状態を示す、図2の部分図である。
【図4】従来の一般的な油圧制御弁装置を示す全体断面図である。
【図5】従来の(本出願人の提案に係る)新規な油圧制御弁装置のロードチェック弁を示す拡大図である。
【図6】図5に示すロードチェック弁のリフト時の状態を示す、図5の部分図である。
【符号の説明】
10 アームシリンダ
12 旋回モータ
14 制御弁
14a スプール
14b 供給通路
14c,14d ポート
14e,14f タンク通路
20 ポンプ
22 パラレル通路
22a シート部
26 タンク
40 油圧制御弁装置
42 ピストン手段
42a シリンダ部
42b 大ピストン部
42c 圧力室
42d 小ピストン部
42e 圧力室
42e′ 外周拡大部
42f 延長小ピストン部
42g 補償圧力室
42h 油路
42i,42j ばね
44 ロードチェック弁
46 大ポペット
46a 円筒部
46a′ 外周溝部
46b 大ポペット部
48 小ポペット
48a 円筒部
48b 小ポペット部
60 開口部
62 接続部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic control valve device configured to be able to preferentially drive an actuator having a high load pressure by regulating a supply passage of an actuator having a low load pressure when simultaneously driving a plurality of actuators having different load pressures. .
[0002]
[Prior art]
Generally, as shown in FIG. 4, a plurality (two in the illustrated example) of actuators 10 (for example, arm cylinders) and 12 (for example, a turning motor) are connected via
[0003]
That is, in the device, first, the
[0004]
The piston means 32 includes a pressure chamber 32c defined in the cylinder portion 32a and having a large pressure receiving area on the side of the large piston portion 32b, and a pressure chamber 32e having a small pressure receiving area on the side of the small piston portion 32d. The
[0005]
Therefore, in such a hydraulic
[0006]
When the load pressure P1 of the
[0007]
Thus, according to this type of device, an actuator having a high load pressure can be driven with a higher priority than an actuator having a low load pressure.
[0008]
However, the above-mentioned conventional apparatus has the following drawbacks, and improvement thereof has been demanded.
[0009]
That is, when the load pressure P1 of the
[0010]
However, in this case, in a hydraulic shovel or the like, the load pressure P2 of the normal swing motor is about 20 Mpa, and the signal pressure p is about 3 Mpa. Therefore, the area S1 of the large piston portion 32b is equal to the area of the seat portion 22a. Six times or more of S2 is required. For this reason, in the conventional hydraulic control valve device, the exposed cylinder portion 32a of the piston means 32 becomes particularly large, and as a result, there is a problem that the exposed cylinder portion 32a interferes with the piping of the
[0011]
Therefore, the present applicant has previously developed a new technology and proposed (Japanese Patent Application No. 8-35924) in order to overcome the above-mentioned difficulties.
[0012]
That is, in the hydraulic control valve device 40 (see FIG. 1) in which the above-described load check valve with piston means is additionally provided, as shown in FIG.
First, the piston means 42 includes a
By applying a signal pressure p from another
[0013]
In this case, an acting force F2 opposing the acting force F5 is generated (loaded) from the pressure P in the
[0014]
Therefore, according to such a configuration, the acting force F2 for opening the
[0015]
Incidentally, the configuration and overall operation of the load check valve of this new technology will be briefly described below.
[0016]
First, the
[0017]
Next, the overall operation is as follows. First, when the
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been found that even under the above-mentioned new technology, the following difficulties occur under specific conditions.
[0019]
That is, according to the new technology, as described above, an actuator having a high load pressure can be driven with a higher priority than an actuator having a low load pressure, and the structure can be reduced in size.
[0020]
However, in the above-described new technology, the energy saving performance and stability of the device may be impaired when the actuator with a low load pressure is operated alone, especially when the flow rate of the hydraulic oil is high and the actuator is driven at a high speed.
[0021]
That is, in FIG. 6, when hydraulic oil flows through the
[0022]
Therefore, an object of the present invention is to provide a hydraulic control valve device in which the above-described load check valve with piston means is provided in parallel (that is, an actuator having a high load pressure is driven in preference to an actuator having a low load pressure). In addition, the whole device can be configured to be relatively small, and good energy saving of the device can be achieved even when the actuator with a low load pressure is operated alone (particularly during high-speed driving with a large flow rate of hydraulic oil). And a hydraulic control valve device.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a hydraulic control valve device according to the present invention includes a specific hydraulic control circuit in a hydraulic circuit that drives a plurality of actuators with one pump through a plurality of control valves connected in parallel. The control valve comprises a hydraulic control valve device in which a load check valve with piston means is formed in parallel, and the load check valve is controlled by applying a signal pressure from a hydraulic device different from the specific control valve to the piston means. By doing so, in a hydraulic control valve device configured to preferentially drive another actuator connected to another control valve over a specific actuator connected to the specific control valve,
The piston means is formed from a pressure chamber of a large piston portion having a large pressure receiving area, a pressure chamber of a small piston portion having a small pressure receiving area, and a compensation pressure chamber for canceling a piston acting force of the pressure chamber of the small piston portion,
The load check valve has a connection portion that connects between the pressure chamber of the small piston portion and the supply passage of the control valve,
The signal pressure from another hydraulic device is applied to the pressure chamber of the large piston portion, and the pressure chamber of the small piston portion is actuated when the pressure of the parallel passage is lower than the supply passage pressure of the specific control valve. Act on the supply passage pressure of the specific control valve and, when the pressure of the parallel passage is higher than the supply passage pressure of the specific control valve, the pressure of the parallel passage or this pressure and the supply passage pressure of the specific control valve. And the pressure acting on the pressure chamber of the small piston portion is introduced directly into the compensation pressure chamber,
The connection is blocked when the load check valve is closed and communicated when the load check valve is fully open.
It is characterized by the following configuration.
[0024]
Therefore, according to the present invention having such a configuration, first, when a plurality of actuators having different load pressures are simultaneously driven, the acting force acting on the poppet of the load check valve of the actuator having a low load pressure is the same as that of the conventional art. Similarly to the above, the pressure is almost canceled out except for the acting force of the pressure chamber of the large piston portion. Therefore, the acting force of the pressure chamber of the large piston portion may be extremely small, that is, the area of the large piston portion (that is, the configuration of the entire apparatus) is set as small as possible.
[0025]
The pressure loss generated in the opening between the large poppet and the parallel passage when the actuator having the low load pressure is driven alone is-in this case, the opening lift amount of the opening is equal to the supply pressure of the pressure chamber of the large piston portion. The connection to the passage is maintained in the full lift position by communication, so that it is kept to a minimum, unlike the new technology. Therefore, it is possible to prevent a difficulty caused by the pressure loss, that is, a deterioration in energy saving in driving the apparatus.
[0026]
【Example】
Next, an embodiment of a hydraulic control valve device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, the same components as those of the conventional structure shown in FIGS. 4 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0027]
First, the hydraulic control valve device according to the present invention, which is already clear from the foregoing, relates to an improvement of the novel technology according to the earlier proposal of the present applicant. Therefore, in the following description, the new technology will be described. Ke Description and duplication Do There are parts.
[0028]
In FIG. 1, first, a hydraulic
[0029]
That is, according to the present invention, the piston means 42 has a
[0030]
In such a configuration, by applying a signal pressure p from another
[0031]
In this case, the
[0032]
Thus, in the hydraulic control valve device of the present invention, in the above-described novel technology, the load check valve is provided with the connecting
[0033]
Therefore, according to the present invention, in a hydraulic control valve device of this kind (that is, an actuator having a high load pressure can be driven in preference to an actuator having a low load pressure), the device can first be downsized. This is clear as in the case of the new technology.
[0034]
That is, in the above configuration, since the diameter of the cylindrical portion 46a of the
[0035]
However, in the present invention, at the same time as the above-mentioned effects, the difficulties (that is, the decrease in the energy-saving property of the device when the actuator with a low load pressure is operated alone) that is still occurring in the above-mentioned new technology are further eliminated.
[0036]
That is, when the hydraulic oil flows through the
[0037]
As described above, according to the present invention, in the hydraulic control valve device in which the load check valve with the piston means is formed in parallel (that is, the actuator with the higher load pressure is driven in preference to the actuator with the lower load pressure). Hydraulic control that makes the whole device relatively small and can maintain good energy saving even when the actuator with low load pressure is operated alone (particularly during high-speed driving with a large flow rate of hydraulic oil) A valve device can be provided.
[0038]
The basic structure and operation of the entire control valve device according to the present invention are the same as those of the above-described novel technology, and are therefore duplicated, but will be described again below for easy understanding.
[0039]
First, the
[0040]
Next, the
[0041]
When the
[0042]
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and many improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the hydraulic control valve device according to the present invention provides a specific control among the control valves in a hydraulic circuit that drives a plurality of actuators with one pump via a plurality of control valves connected in parallel. A valve is provided with a hydraulic control valve device in which a load check valve with piston means is formed, and the load check valve is controlled by applying a signal pressure from a hydraulic device different from the specific control valve to the piston means. Thereby, in a hydraulic control valve device configured to drive a different actuator connected to another control valve with priority over a specific actuator connected to the specific control valve, the piston means may have a pressure receiving area. Compensation for canceling the piston working force of the large piston pressure chamber and the small piston pressure chamber with a small pressure receiving area and the small piston pressure chamber And the load check valve, the load check valve has a connection portion that connects between the pressure chamber of the small piston portion and the supply passage of the control valve, and the pressure chamber of the large piston portion has And applying the signal pressure from another hydraulic device to the pressure chamber of the small piston portion, when the pressure of the parallel passage is lower than the supply passage pressure of the specific control valve, the supply passage of the specific control valve. When the pressure is applied and the pressure in the parallel passage is higher than the supply passage pressure of the specific control valve, the pressure in the parallel passage or an intermediate pressure between this pressure and the supply passage pressure of the specific control valve is applied, The pressure acting on the pressure chamber of the small piston portion is directly introduced into the compensation pressure chamber, and the connection portion is blocked and fully opened when the load check valve is closed. And configured to be communicated to.
[0044]
Therefore, according to the present invention having such a configuration, in a hydraulic control valve device that drives an actuator having a high load pressure in preference to an actuator having a low load pressure, the entire device is formed relatively small, and Even when the actuator with a low load pressure is operated alone (particularly during high-speed driving with a large flow rate of hydraulic oil), it is possible to maintain good energy saving of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall sectional view showing an embodiment of a hydraulic control valve device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a load check valve of the hydraulic control valve device shown in FIG.
FIG. 3 is a partial view of FIG. 2, showing a state of the load check valve shown in FIG. 1 at the time of lifting.
FIG. 4 is an overall sectional view showing a conventional general hydraulic control valve device.
FIG. 5 is an enlarged view showing a load check valve of a conventional new hydraulic control valve device (proposed by the present applicant).
6 is a partial view of FIG. 5, showing a state of the load check valve shown in FIG. 5 at the time of lifting.
[Explanation of symbols]
10 Arm cylinder
12 Swing motor
14 Control valve
14a spool
14b supply passage
14c, 14d port
14e, 14f Tank passage
20 pumps
22 Parallel passage
22a seat part
26 tanks
40 Hydraulic control valve device
42 piston means
42a cylinder
42b Large piston
42c pressure chamber
42d small piston
42e pressure chamber
42e 'outer periphery enlarged part
42f extension small piston part
42g compensation pressure chamber
42h oilway
42i, 42j spring
44 Load Check Valve
46 Large Poppet
46a cylindrical part
46a 'Outer peripheral groove
46b large poppet
48 Small Poppet
48a cylindrical part
48b Small poppet
60 opening
62 Connection
Claims (1)
前記ピストン手段は、受圧面積の大きい大ピストン部の圧力室と受圧面積の小さい小ピストン部の圧力室とこの小ピストン部の圧力室のピストン作用力を相殺する補償圧力室とから形成すると共に、
前記ロードチェック弁には、前記小ピストン部の圧力室と当該制御弁の供給通路との間を接続する接続部を形成し、
前記大ピストン部の圧力室には、別の油圧装置からの前記信号圧力を作用させ、前記小ピストン部の圧力室には、パラレル通路の圧力が特定の制御弁の供給通路圧力より低い際には前記特定の制御弁の供給通路圧力を作用させると共にパラレル通路の圧力が前記特定の制御弁の供給通路圧力より高い際にはパラレル通路の圧力ないしこの圧力と前記特定の制御弁の供給通路圧力との中間圧力を作用させ、前記補償圧力室には、小ピストン部の圧力室に作用する前記圧力をそのまま導入作用させると共に、
前記接続部は、前記ロードチェック弁が閉止している際にはブロックされフル開口している際には連通される
ように構成することを特徴とする油圧制御弁装置。A hydraulic control valve in which a load check valve with a piston means is formed in addition to a specific control valve among the control valves in a hydraulic circuit that drives a plurality of actuators with one pump via a plurality of control valves connected in parallel. By controlling the load check valve by applying a signal pressure from a hydraulic device different from the specific control valve to the piston means, the piston means is more controlled than a specific actuator connected to the specific control valve. In a hydraulic control valve device configured to preferentially drive another actuator connected to another control valve,
The piston means is formed from a pressure chamber of a large piston portion having a large pressure receiving area, a pressure chamber of a small piston portion having a small pressure receiving area, and a compensation pressure chamber for canceling a piston acting force of the pressure chamber of the small piston portion,
The load check valve has a connection portion that connects between the pressure chamber of the small piston portion and the supply passage of the control valve,
The signal pressure from another hydraulic device is applied to the pressure chamber of the large piston portion, and the pressure chamber of the small piston portion is actuated when the pressure of the parallel passage is lower than the supply passage pressure of the specific control valve. Act on the supply passage pressure of the specific control valve and, when the pressure of the parallel passage is higher than the supply passage pressure of the specific control valve, the pressure of the parallel passage or this pressure and the supply passage pressure of the specific control valve. And the pressure acting on the pressure chamber of the small piston portion is introduced directly into the compensation pressure chamber,
The hydraulic control valve device, wherein the connection portion is configured to be blocked when the load check valve is closed and communicated when the load check valve is fully opened.
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