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技術 建設重装備用流量制御装置

出願人 ボルボコンストラクションイクイップメントアーベー
発明者 ハエキュンチェオン
出願日 2004年6月7日 (16年6ヶ月経過) 出願番号 2004-167999
公開日 2005年9月8日 (15年3ヶ月経過) 公開番号 2005-240994
状態 特許登録済
技術分野 逆止弁 流体圧回路(1)
主要キーワード 位置干渉 ロジック制御 負荷通路 バルブキャップ 収縮駆動 連結通路 伸長駆動 開き量
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁ブロック内部に設け、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができるようにした建設重装備用流量制御装置を提供することにある。

解決手段

作業装置負荷及び油圧ポンプ負荷圧力に関係なく設けられた、流量を一定するように供給する流量制御機能及び単純方向切換弁機能を行うことができる建設重装備用流量制御装置に関するものであって、パラレル通路と、第1負荷通路及び第2負荷通路が形成されるハウジングと、ハウジング内に移動可能に設けられる制御スプールとを含む制御弁、第1負荷通路とパラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを含む流量制御弁、第2負荷通路とパラレル通路との間に設けられかつ第2油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを含んでなされる。

概要

背景

図1は、従来技術による建設重装備用流量制御装置油圧回路図である。

従来技術による建設重装備用流量制御装置は、油圧ポンプ200と、油圧ポンプ200に連結されかつ供給される作動油により駆動される油圧シリンダ300と、油圧ポンプ200と油圧シリンダ300との間の流路に設けられ油圧シリンダ300を起動、停止及び方向切換を行わせるよう作動油を制御する制御弁100と、制御弁100と油圧シリンダ300との間の負荷通路(6A,6B)に設けられ、油圧シリンダ300に供給される流量を制限し駆動速度を制御する流量制御弁(400;400A,400B)とを備える。

未説明符号4はセンタバイパス通路、500は回路内に設定された圧力を超過する負荷発生の時に作動油をタンクTへドレインさせるリリーフ弁である。

調節レバー(図示せず)が操作され前記制御弁100の右側端パイロット信号圧印加されると、油圧ポンプ200から吐出される作動油は、ポンプ通路5、チェック弁3及び位置が切り換えられた制御弁100とを経由し、負荷通路6Aを通過して油圧シリンダ300のラージチェンバ302に供給され、且つ、油圧シリンダ300のスモールチェンバ301から吐出される作動油はチェック弁405B及び負荷通路6Bを経由しタンクTへ帰還されることによって油圧シリンダ300が伸長駆動される。

反対に、制御弁100が右側方向に切換されると油圧ポンプ200から吐出される作動油は油圧シリンダ300のスモールチェンバ301へ供給されるため、油圧シリンダが収縮駆動される。

作業条件によって、前述した油圧シリンダ300に供給される流量を制限しかつ油圧シリンダ300の駆動速度を制御しようとする場合、絞り(401A )の開き量相応するパイロット圧力(403A)と予め設定されたバルブスプリング(404A)との圧力差により、流量制御弁(400A)がラージチェンバ302へ流入される流量を調節する。

しかし、前述した従来流量制御装置によると、流量制御弁400を制御弁100の負荷通路(6A,6B)と油圧シリンダ300との間の流路に設けるためには別度のブロックが必要とされる。このため、構成部品数が多くなり原価コストが高くつき、且つ、部品間の設置位置の干渉による設計上の制限が生じ狭い空間には設置できないという問題点があった。

また、従来流量制御弁400には、前記油圧シリンダ300側の負荷圧力が油圧ポンプ200側の吐出圧力より高い場合に対応されるチェック機能が備えられていなかったため、チェック弁3を制御弁100のポンプ通路5に別度に設けられなければならないという問題点もあった。

概要

流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設け、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができるようにした建設重装備用流量制御装置を提供することにある。作業装置の負荷及び油圧ポンプの負荷圧力に関係なく設けられた、流量を一定するように供給する流量制御機能及び単純方向切換弁機能を行うことができる建設重装備用流量制御装置に関するものであって、パラレル通路と、第1負荷通路及び第2負荷通路が形成されるハウジングと、ハウジング内に移動可能に設けられる制御スプールとを含む制御弁、第1負荷通路とパラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを含む流量制御弁、第2負荷通路とパラレル通路との間に設けられかつ第2油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを含んでなされる。

目的

本発明は前述したような問題点を鑑み発明したものであって、本発明の目的は流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設け、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができるようにした建設重装備用流量制御装置を提供することにある。

効果

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請求項1

油圧ポンプ作動油が入力されるパラレル通路と、前記パラレル通路の作動油を第1油圧シリンダへ出力する第1負荷通路及び第2油圧シリンダへ出力する第2負荷通路が形成されるハウジングと、前記ハウジング内で移動可能に設けられ、前記第1負荷通路と前記第2負荷通路との何れかの一つを前記パラレル通路と選択的に連通させる制御スプールとを含む制御弁;前記第1負荷通路と前記パラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、前記パラレル通路と前記ロジックチェック弁との間に設けられかつ前記ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを、含む流量制御弁;及び前記第2負荷通路と前記パラレル通路との間に設けられ前記第2油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを、含んでなされることを特徴とする建設重装備用流量制御装置

請求項2

前記ロジック制御弁は、前記パラレル通路側の圧力と前記第1負荷通路側の圧力との差に応じて前記ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制限することによって、前記第1負荷通路へ出力される流量を一定するように保持することを、特徴とする請求項1に記載の建設重装備用流量制御装置。

請求項3

前記ロジックチェック弁は、前記第1負荷通路側から前記パラレル通路側への逆流を制限する逆流防止機能をさらに含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の建設重装備用流量制御装置。

技術分野

0001

本発明は、建設重装備用流量制御装置に関するものであって、制御弁ブロック内部に流量制御弁と単純方向切換弁とが設けられ、作業装置負荷及び油圧ポンプ負荷圧力に関係なく設定された流量を一定するように供給する流量制御機能及び単純方向切換弁機能を果たすことができる建設重装備用流量制御装置に関する。

0002

さらに詳細には、逆流防止用チェック弁の機能と共に圧力補償型の流量調節弁機能とを備えることによって、作業装置の負荷圧力及び油圧ポンプの圧力変動が生じられる場合にも作業装置に供給される流量及び圧力が急激に変化されないようにして油圧システムの安定性を図ることができるようにした流量制御装置に関したものである。

背景技術

0003

図1は、従来技術による建設重装備用流量制御装置の油圧回路図である。

0004

従来技術による建設重装備用流量制御装置は、油圧ポンプ200と、油圧ポンプ200に連結されかつ供給される作動油により駆動される油圧シリンダ300と、油圧ポンプ200と油圧シリンダ300との間の流路に設けられ油圧シリンダ300を起動、停止及び方向切換を行わせるよう作動油を制御する制御弁100と、制御弁100と油圧シリンダ300との間の負荷通路(6A,6B)に設けられ、油圧シリンダ300に供給される流量を制限し駆動速度を制御する流量制御弁(400;400A,400B)とを備える。

0005

未説明符号4はセンタバイパス通路、500は回路内に設定された圧力を超過する負荷発生の時に作動油をタンクTへドレインさせるリリーフ弁である。

0006

調節レバー(図示せず)が操作され前記制御弁100の右側端パイロット信号圧印加されると、油圧ポンプ200から吐出される作動油は、ポンプ通路5、チェック弁3及び位置が切り換えられた制御弁100とを経由し、負荷通路6Aを通過して油圧シリンダ300のラージチェンバ302に供給され、且つ、油圧シリンダ300のスモールチェンバ301から吐出される作動油はチェック弁405B及び負荷通路6Bを経由しタンクTへ帰還されることによって油圧シリンダ300が伸長駆動される。

0007

反対に、制御弁100が右側方向に切換されると油圧ポンプ200から吐出される作動油は油圧シリンダ300のスモールチェンバ301へ供給されるため、油圧シリンダが収縮駆動される。

0008

作業条件によって、前述した油圧シリンダ300に供給される流量を制限しかつ油圧シリンダ300の駆動速度を制御しようとする場合、絞り(401A )の開き量相応するパイロット圧力(403A)と予め設定されたバルブスプリング(404A)との圧力差により、流量制御弁(400A)がラージチェンバ302へ流入される流量を調節する。

0009

しかし、前述した従来流量制御装置によると、流量制御弁400を制御弁100の負荷通路(6A,6B)と油圧シリンダ300との間の流路に設けるためには別度のブロックが必要とされる。このため、構成部品数が多くなり原価コストが高くつき、且つ、部品間の設置位置の干渉による設計上の制限が生じ狭い空間には設置できないという問題点があった。

0010

また、従来流量制御弁400には、前記油圧シリンダ300側の負荷圧力が油圧ポンプ200側の吐出圧力より高い場合に対応されるチェック機能が備えられていなかったため、チェック弁3を制御弁100のポンプ通路5に別度に設けられなければならないという問題点もあった。

発明が解決しようとする課題

0011

本発明は前述したような問題点を鑑み発明したものであって、本発明の目的は流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設け、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができるようにした建設重装備用流量制御装置を提供することにある。

0012

本発明の他の目的は、流量制御弁と単純方向切換弁とを制御弁のブロック内部に設けることによって、部品数の低減によるコストダウンを図りつつ、部品間の設置位置の干渉をなくして自由な設計が可能になることによって狭い空間にも設置できる建設重装備用流量制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

前記目的を達成するために、本発明は流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に果たすことができるように流量制御弁と単純方向切換弁とが制御弁のブロック内部に設けられる建設重装備用流量制御装置を提供する。

0014

油圧ポンプの作動油が入力されるパラレル通路と、パラレル通路の作動油を第1油圧シリンダへ出力する第1負荷通路及び第2油圧シリンダへ出力する第2負荷通路が形成されるハウジングと、ハウジング内に移動可能に設けられかつ第1負荷通路と第2負荷通路との何れかの一つをパラレル通路と選択的に連通させる制御スプール包含する制御弁、第1負荷通路とパラレル通路との間に開閉可能に設けられるロジックチェック弁と、パラレル通路とロジックチェック弁との間に設けられ、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御するロジック制御弁とを含む流量制御弁及び、第2負荷通路とパラレル通路との間に設けられ第2油圧シリンダからの逆流を制限するロッドチェック弁とを含んでなされる。

0015

ロジック制御弁はパラレル通路側の圧力と第1負荷通路側の圧力との差によって、ロジックチェック弁の背圧室へ入力される流量を制御することによって第1負荷通路へ出力される流量を一定するように保持することが望ましい。

0016

また、ロジックチェック弁は、第1負荷通路側からパラレル通路側への逆流を制限する逆流防止機能をさらに含むことができる。

0017

本発明の目的と利点は以下の添付図面に基づいた詳細な説明により明白となる。

発明を実施するための最良の形態

0018

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照とし説明するが、これは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施され得る程度で詳細に説明したものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。

0019

本発明の一実施例による建設重装備用流量制御装置の断面図を示している図2を参照すると、本発明による流量制御装置10は、ハウジング12とハウジング12内で移動可能に設けられる制御スプール14とを包含する制御弁11と、流量制御弁20及びロッドチェック弁30とを、含んでなされる。

0020

ハウジング12は、各種バルブと流路とが設けられるブロックからなされ制御弁11の本体を構成する。

0021

このハウジング12内には、油圧ポンプ200の作動油が入力されるパラレル通路40と、パラレル通路40へ供給される作動油を第1油圧シリンダ201へ出力する第1負荷通路41及び第2油圧シリンダ202へ出力する第2負荷通路42とが形成される。

0022

ハウジング12内には、制御スプール14が左右に移動可能に設けられ、制御スプール14が左右方向に移動されることによって前記第1負荷通路41と第2負荷通路42のうち何れかの一つが前記パラレル通路40と選択的に連通される。

0023

また、ハウジング12内には第1油圧シリンダ201へ供給される流量を制御する流量制御弁20が設けられるが、流量制御弁20はロジックチェック弁21とロジック制御弁22とを包含しなされる。

0024

ロジックチェック弁21は前記第1負荷通路41とパラレル通路40との間に開閉可能に設けられ、ロジック制御弁22は前記パラレル通路40とロジックチェック弁21との間に設けられる。

0025

ロジックチェック弁21は、ハウジング12内で上下方向に移動可能に設けられるピストン23と、ばね24により弾性支持されかつピストン23に対して移動可能に設けられるロジックチェックポペット25とを包含しなされる。

0026

ロジックチェックポペット25は、前記パラレル通路40と第1負荷通路41とを連結する第1連結通路43上に開閉可能に設けられるため、パラレル通路40と第1負荷通路41とを連結又は閉鎖する機能を果たすと共に、第1負荷通路41の圧力が増加する場合にピストン23に対し下側へ移動し逆流を制限するチェック弁の機能をも行う。

0027

ピストン23の上端には背圧室21aが備えられ、その下側に背圧室21aと連通されるオリフィス23aが形成される。

0028

また、ロジックチェックポペット25には、その中央を貫通し、前記オリフィス23aと第1負荷通路41とを連通させるロジックチェック流路25aが形成される。

0029

前記ロジックチェック弁21の背圧室21aへ入力される流量を制御するロジック制御弁22は、信号圧が入力されることに応じてハウジング12内で左右に移動可能に設けられる。

0030

ロジック制御弁22は、入力される信号に応じて左右に移動されながらロジック制御入口ライン45とロジック制御出口ライン46とを連結/閉鎖するが、ロジック制御入口ライン45は第1連結通路43に繋がりかつロジック制御出口ライン46は前記ロジックチェック弁21の背圧室21aと連結されていて、パラレル通路40からロジックチェック弁 21の背圧室21aへ供給される流量をロジック制御弁22が制御する。

0031

また、ロジック制御弁22は、ポンプ圧信号ライン47と負荷信号ライン48とを介して供給される信号圧に応じて左右に移動される。

0032

ポンプ圧信号ライン47は、第1負荷通路41の供給側41aの圧力を感知し、負荷信号ライン48は第1負荷通路41の出力側41bの圧力を感知する。

0033

ポンプ圧信号ライン47は、ロジック制御弁22の左側圧力室22aへ信号圧を供給し、負荷信号ライン48はロジック制御弁22の右側圧力室22bへ信号圧を供給する。

0034

ロジック制御弁22は、右側圧力室22bの方向にばね22cにより弾性支持され、左側圧力室22aへ入力される信号圧と右側圧力室22bへ入力される信号圧及びばね力との差によって左右に移動される。

0035

ポンプ圧信号ライン47と負荷信号ライン48とは制御弁11の制御スプール14が中立位置にあるときにはタンクTへ連結されるが、パイロット信号圧により制御スプール14が左・右側に切り換わるとポンプ圧信号ライン47と負荷信号ライン48の信号圧はロジック制御弁22へ入力される。

0036

前記第2負荷通路42とパラレル通路40との間にはロッドチェック弁30が設けられ、第2油圧シリンダ202からの逆流を制限する役割を果たす。

0037

ロッドチック弁30は、パラレル通路40と連結される第2連結通路44上に開閉可能に設けられ、前記制御スプール14が移動されることによってパラレル通路40から供給される作動油を、第2連結通路44を経由し第2負荷通路42側へ供給する。

0038

ロッドチェック弁30は、ハウジング12に固定されるバルブキャップ31に挿入され、ばね32により弾支された状態で上下移動可能に設けられるポペット33を包含しなされる。

0039

従って、パラレル通路40から作動油が供給され圧力が増加すると、ポペット33が上側へ移動しパラレル通路40と第2連結通路44とを連結し、第2油圧シリンダ202側の負荷が増加し第2負荷通路42側の圧力が増加すると、ポペット33が下側に移動しパラレル通路40と第2連結通路44とを閉鎖させることによって、第2油圧シリンダ202からの逆流を制限する。

0040

以下では、本発明による建設重装備用流量制御装置の作動を添付図面を参照しながら詳しく説明する。

0041

図2に示したように、制御スプール14が中立状態にある時には油圧ポンプ200からの作動油は制御スプール14のセンタバイパス通路49を経由しタンクTへ排出される。

0042

制御スプール14の右側にパイロット信号圧bが入力されると、制御スプール14が左側に移動され、油圧ポンプ200からパラレル通路40へ供給される作動油がロッドチェック弁30のポペット33を上側に押し上げることによって、パラレル通路40と第2連結通路44とが連結され、作動油が第2連結通路44と第2負荷通路42を経由し第2油圧シリンダ202へ供給され第2油圧シリンダ202が駆動される。

0043

第2油圧シリンダ202の作動中、第2油圧シリンダ202の負荷上昇により第2負荷通路42側の圧力が増加するとポペット33が下側へ移動しパラレル通路40と第2連結通路44との連結を遮断することによって、第2油圧シリンダ202からの逆流を制限する。

0044

制御スプール14の左側にパイロット信号圧aが入力されると、制御スプール14が右側へ移動され、制御スプール14の可変オリフィス14aにより第1負荷通路41の供給側41aと出力側41bとが連通される。

0045

従って、パラレル通路40の作動油は、可変オリフィス14aの開口面積により流量が変化され、第1負荷通路41を経由し第1油圧シリンダ201側へ供給され、第1油圧シリンダ201が駆動される。

0046

ロジックチェック弁21とロジック制御弁22とを包含する流量制御弁20は、第1油圧シリンダ201側へ供給される流量が一定するように保持されるよう制御する機能を行う。

0047

第1連結通路43からロジックチェックポペット25を通過した流量が一定流量以上に増加すると、第1負荷通路41の供給側41aの圧力は上昇し、上昇された圧力がポンプ圧信号ライン47を介してロジック制御弁22の左側圧力室22aに印加される。

0048

また、第1油圧シリンダ201に作用される負荷圧力は、第1負荷通路41の出力側41bに連結された負荷信号ライン48を介してロジック制御弁22の右側圧力室22bに印加される。

0049

ロジック制御弁22の左側圧力室22aに作用する圧力と、右側圧力室22bに作用する圧力及びばね22cのばね力との差によってロジック制御弁22が左右方向に移動される。

0050

即ち、左側圧力室22aに作用する圧力をPa,受圧面積をDa,右側圧力室22bに作用する圧力をPb、受圧面積をDb、ばね力をFsとすると、ロジック制御弁22の左・右側に作用するパワーは以下のように示されうる。
Pa× Da= Pb× Db+ Fs

0051

従って、第1負荷通路41の供給側41aの圧力が増加し左側圧力室22aの圧力が増加すると、ロジック制御弁22は右側へ移動され、作動油がパラレル通路40と連通されたロジック制御入口ライン45を介してロジック制御出口ライン46へ流出される。

0052

ロジック制御出口ライン46へ流出される作動油は、ロジックチェック弁21の上端の背圧室21aへ供給され、背圧室21aと連通されるオリフィス23a及びロジックチェック流路25aを経由し第1負荷通路41の供給側41aへ供給される。

0053

ここで、ロジック制御出口ライン46の流量が増加すると背圧室21aの圧力が増加するのでロジックチェック弁21が下側方向に移動し、第1連結通路43と第1負荷通路41とを連結する通路面積縮小されることによって第1負荷通路41の供給側41aの流量が減少される。

0054

第1油圧シリンダ201側の負荷が増加し第1負荷通路41の出力側41bの圧力が増加すると、負荷信号ライン48を介して右側圧力室22bに作用される圧力も増加する。このため、ロジック制御弁22は左側に移動され、ロジック制御入口ライン45とロジック制御出口ライン46とを連通させるロジック制御弁22の開口面積が縮小され、ロジック制御出口ライン46を通過する流量も減少する。

0055

従って、ロジックチェック弁21の上端の背圧室21aに作用する圧力も減少してロジックチェック弁21が上側に移動されることによって、パラレル通路40と第1負荷通路41とを連結する通路開放される。

0056

即ち、第1油圧シリンダ201側の負荷が増加する場合には、ロジックチェック弁21が上側に移動され、第1負荷通路41の供給側41aに供給される流量が増加される。

0057

前述したように、油圧ポンプ200の圧力及び第1油圧シリンダ201側の圧力が変化される場合にも、流量制御弁20が圧力の変化を補償し第1負荷通路41の供給側41aに供給される流量を制御することによって、制御スプール14の可変オリフィス14aの開口面積に対応する流量を一定するように保持することができる。

0058

図3は、パイロット信号圧の変化による制御スプールの可変オリフィス開口面積の変化率を表し、図4は油圧ポンプの圧力変化に応じて第1油圧シリンダに供給される流量の変化率を表す。

0059

制御スプール14の左側にパイロット信号圧aが印加される時、制御スプール14が右側に移動され可変オリフィス14aの開口面積が変わるが、パイロット信号圧PiがAからB(A<B)へ増加される間、可変オリフィス14 aの開口面積もパイロット信号圧Piに比例し増加される。

0060

従って、図4に示したように、パイロット信号圧Piが図3のAに相当し可変オリフィス14aが部分的に開放された状態で、油圧ポンプ200からの圧力が増加しつつある場合には、前記流量制御弁20の作動により第1油圧シリンダ201へ供給される流量が一定するように保持される。また、パイロット信号圧Piが図3のBに相当し可変オリフィス14aが完全に開放された状態で、油圧ポンプ200からの圧力が増加しつつある場合にも、前記流量制御弁20の作動により第1油圧シリンダ201へ供給される流量が一定するように保持される。

0061

前述したように、本発明の建設重装備用流量制御装置は、流量制御弁と単純方向切換弁とが制御弁のブロック内部に設けられ、流量制御機能と単純方向切換弁機能とを共に行うことができる。

0062

また、流量制御弁と単純方向切換弁とが、制御弁のブロック内部に設けられるため、部品数を少なくしコストダウンを図ることができる。且つ、部品間の設置位置干渉が取り除かれ、自由な設計が可能なので狭い空間にでも設けられうる効果も奏する。

図面の簡単な説明

0063

従来技術による建設重装備用流量制御装置の油圧回路図である。
本発明の一実施例による建設重装備用流量制御装置の断面図である。
パイロット信号圧変化に応じる制御スプールの可変オリフィスの開口面積の変化率である。
油圧ポンプの圧力変化に応じて第1油圧シリンダに供給される流量の変化率を表す。

符号の説明

0064

10流量制御装置
11制御弁
12ハウジング
14制御スプール
20流量制御弁
21ロジックチェック弁
21a背圧室
22ロジック制御弁
23ピストン
23aオリフィス
24 ばね
25ロジックチェックポペット
25a ロジックチェック流路
30ロッドチェック弁
31バルブキャップ
33 ポぺット
40パラレル通路
41 第1負荷通路
42 第2負荷通路
43 第1連結通路
44 第2連結通路
45ロジック制御入口ライン
46 ロジック制御出口ライン
47ポンプ圧信号ライン
48負荷信号ライン
49センタバイパス
201 第1油圧シリンダ
202 第2油圧シリンダ

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