JP7612944B2 - Fluid Pressure Control Device - Google Patents
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Description
本発明は、流体圧制御装置に関するものである。 The present invention relates to a fluid pressure control device.
作業機器の動作を制御する流体圧制御装置として、特開2010-101400号公報には、シリンダに対する作動油の給排を切り換えシリンダの伸縮動作を制御する制御弁と、シリンダの負荷側圧力室と制御弁とを接続するメイン通路に介装された負荷保持機構と、を備えるものが開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-101400 discloses a fluid pressure control device for controlling the operation of a work machine, which includes a control valve that switches the supply and discharge of hydraulic oil to and from a cylinder, thereby controlling the extension and contraction movement of the cylinder, and a load holding mechanism that is installed in a main passage that connects the load side pressure chamber of the cylinder and the control valve.
負荷保持機構は、オペレートチェック弁と、パイロット圧によって動作してオペレートチェック弁の動作を切り換えるメータアウト制御弁と、を備える。メータアウト制御弁は、スプールと、パイロット圧が導かれるパイロット室と、パイロット室に摺動自在に収容されパイロット圧を受けてスプールを移動させるピストンと、を備える。The load holding mechanism includes an operated check valve and a meter-out control valve that operates with pilot pressure to switch the operation of the operated check valve. The meter-out control valve includes a spool, a pilot chamber to which the pilot pressure is introduced, and a piston that is slidably accommodated in the pilot chamber and receives the pilot pressure to move the spool.
この種の流体圧制御装置では、パイロット室にパイロット圧が導かれた際にピストンの推力が効率良くスプールに伝達されるように、スプールとピストンの間にタンクへ連通するドレン室が区画されている。In this type of fluid pressure control device, a drain chamber connected to the tank is defined between the spool and the piston so that the thrust of the piston is efficiently transmitted to the spool when pilot pressure is introduced into the pilot chamber.
ピストンとハウジングの間には、パイロット室からドレン室への空気の排出のために、環状隙間が設けられる。作業機器の停止時には、ドレン室側の空気が、ピストンとハウジングの間の環状隙間を通じてパイロット室側へと移動してしまう。作業機器の始動時には、パイロット室側へ移動した空気の影響で、オペレータの入力操作に対してパイロット室のパイロット圧の上昇が遅れ、パイロット室側の空気がピストンとハウジングの間の環状隙間を通じてドレン室へ排出されてからパイロット室のパイロット圧の昇圧が完了する。 An annular gap is provided between the piston and the housing to allow air to be discharged from the pilot chamber to the drain chamber. When the work equipment is stopped, the air on the drain chamber side moves to the pilot chamber side through the annular gap between the piston and the housing. When the work equipment is started, the air that has moved to the pilot chamber side delays the increase in pilot pressure in the pilot chamber in response to the operator's input operation, and the increase in pilot pressure in the pilot chamber is completed only after the air on the pilot chamber side has been discharged to the drain chamber through the annular gap between the piston and the housing.
このように、パイロット室側の気体は、作業機器の始動時に、オペレータの入力操作に対する応答遅れの原因となる。 In this way, gas on the pilot chamber side can cause a delayed response to the operator's input operations when starting up the work equipment.
本発明は、ドレン側からパイロット室側への気体の移動を防止すると共に、気体の影響による応答遅れを抑制することを目的とする。 The present invention aims to prevent gas from moving from the drain side to the pilot chamber side and to suppress response delays caused by the influence of gas.
本発明のある態様によれば、負荷を駆動するシリンダの伸縮作動を制御する流体圧制御装置であって、前記シリンダへの作動流体の供給を制御する制御弁と、パイロット圧供給源から前記制御弁に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁と、前記制御弁が中立位置の場合に負荷による負荷圧が作用する前記シリンダの負荷側圧力室と前記制御弁とを接続するメイン通路と、前記メイン通路に設けられる負荷保持機構と、を備え、前記負荷保持機構は、前記制御弁から前記負荷側圧力室への作動流体の流れを許容する一方、背圧に応じて前記負荷側圧力室から前記制御弁への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁と、前記パイロット制御弁を通じて導かれるパイロット圧によって前記制御弁と連動して動作し、前記オペレートチェック弁の作動を切り換えるための切換弁と、を有し、前記切換弁は、前記パイロット制御弁を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室と、前記パイロット室のパイロット圧に応じて移動するスプールと、パイロット圧を受けて前記スプールに推力を付与するピストンと、前記スプールと前記ピストンによって区画されるドレン室と、前記ピストンに設けられ、前記パイロット室から前記ドレン室へ気体を排出するための気体抜き弁と、を有し、前記気体抜き弁は、前記パイロット室と前記ドレン室にわたって設けられる通路と、前記通路を開閉する弁体と、前記弁体を付勢する付勢部材と、を有し、前記弁体は、前記パイロット圧供給源の停止時には、前記付勢部材の付勢力によって第1シート部に接触して前記通路を遮断し、前記パイロット圧供給源の駆動時であって前記パイロット室のパイロット圧が、前記スプールが移動するパイロット圧よりも低い所定圧力未満の場合には、前記付勢部材の付勢力に抗して移動して前記第1シート部から離れ、前記パイロット室から前記ドレン室への流体の流れを許容する。According to one aspect of the present invention, there is provided a fluid pressure control device for controlling the extension and retraction of a cylinder that drives a load, the device comprising: a control valve for controlling the supply of hydraulic fluid to the cylinder; a pilot control valve for controlling the pilot pressure led to the control valve from a pilot pressure supply source; a main passage connecting the control valve to a load side pressure chamber of the cylinder on which a load pressure due to a load acts when the control valve is in a neutral position; and a load holding mechanism provided in the main passage. The load holding mechanism comprises an operate check valve that allows the hydraulic fluid to flow from the control valve to the load side pressure chamber, while allowing the hydraulic fluid to flow from the load side pressure chamber to the control valve in response to a back pressure; and a switching valve that operates in conjunction with the control valve by the pilot pressure led through the pilot control valve and switches the operation of the operate check valve. The switching valve is a pilot pressure-driven valve to which the pilot pressure is led through the pilot control valve. a pilot chamber, a spool that moves in response to pilot pressure in the pilot chamber, a piston that receives pilot pressure and applies thrust to the spool, a drain chamber partitioned by the spool and the piston, and a gas vent valve provided on the piston for discharging gas from the pilot chamber to the drain chamber, the gas vent valve having a passage provided between the pilot chamber and the drain chamber, a valve body that opens and closes the passage, and a biasing member that biases the valve body, when the pilot pressure supply source is stopped, the valve body comes into contact with a first seat portion by the biasing force of the biasing member to block the passage, and when the pilot pressure supply source is driven and the pilot pressure in the pilot chamber is less than a predetermined pressure that is lower than the pilot pressure at which the spool moves, the valve body moves against the biasing force of the biasing member and separates from the first seat portion to allow a flow of fluid from the pilot chamber to the drain chamber.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体圧制御装置について説明する。 Below, with reference to the drawings, we will explain the fluid pressure control device according to an embodiment of the present invention.
流体圧制御装置は、油圧ショベル等の油圧作業機器の動作を制御するものである。本実施形態では、図1及び図2に示す油圧ショベルのアーム(負荷)1を駆動するシリンダ2の伸縮作動を制御する油圧制御装置100について説明する。流体圧制御装置は、フォークリフト等に搭載されるリフトシリンダの伸縮作動を制御するものであってもよい。以下では、シリンダ2の作動流体として、作動油が用いられる場合について説明するが、作動油に代わり、例えば水溶性代替液等を用いてもよい。
A fluid pressure control device controls the operation of hydraulic work equipment such as a hydraulic excavator. In this embodiment, a
まず、図2を参照して、油圧制御装置100の油圧回路について説明する。シリンダ2は、筒状のシリンダチューブ2cと、シリンダチューブ2cに摺動自在に挿入されシリンダチューブ2c内をロッド側室2aと反ロッド側室2bに区画するピストン2dと、一端がピストン2dに連結され、他端側がシリンダチューブ2cの外部へ延びてアーム1に連結されるロッド2eと、を備える。First, the hydraulic circuit of the
油圧ショベルには、エンジンや電動モータの動力源が搭載され、その動力によって流体圧供給源としてのポンプ4及びパイロット圧供給源としてのパイロットポンプ5が駆動する。パイロットポンプ5を廃止し、ポンプ4をパイロット圧供給源としても用いてもよい。つまり、ポンプ4を流体圧供給源及びパイロット圧供給源として用いてもよい。
The hydraulic excavator is equipped with a power source such as an engine or an electric motor, and the power drives the
油圧制御装置100は、ポンプ4からシリンダ2への作動油の供給を制御する制御弁6と、パイロットポンプ5から制御弁6に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁9と、を備える。The
制御弁6とシリンダ2のロッド側室2aとは第1メイン通路7によって接続され、制御弁6とシリンダ2の反ロッド側室2bとは第2メイン通路8によって接続される。The
制御弁6は、油圧ショベルのオペレータが操作レバー10を手動操作することに伴ってパイロットポンプ5からパイロット制御弁9を通じてパイロット室6a,6bに導かれるパイロット圧によって動作する。
The
具体的には、パイロット室6aにパイロット圧が導かれた場合には、制御弁6は位置6Aに切り換わり、ポンプ4から第1メイン通路7を通じてロッド側室2aに作動油が供給されると共に、反ロッド側室2bの作動油が第2メイン通路8を通じてタンクTへと排出される。これにより、シリンダ2は収縮作動し、アーム1は、図1に示す矢印18の方向へと上昇する。Specifically, when pilot pressure is introduced into the
一方、パイロット室6bにパイロット圧が導かれた場合には、制御弁6は位置6Bに切り換わり、ポンプ4から第2メイン通路8を通じて反ロッド側室2bに作動油が供給されると共に、ロッド側室2aの作動油が第1メイン通路7を通じてタンクTへと排出される。これにより、シリンダ2は伸長作動し、アーム1は、図1に示す矢印19の方向へと下降する。On the other hand, when pilot pressure is introduced into the
パイロット室6a,6bにパイロット圧が導かれない場合には、制御弁6は位置6Cとなり、シリンダ2に対する作動油の給排が遮断され、アーム1は停止した状態を保つ。When pilot pressure is not supplied to the
このように、制御弁6は、シリンダ2を収縮作動させる収縮位置6A、シリンダ2を伸長作動させる伸長位置6B、及びシリンダ2の負荷を保持する中立位置6Cの3ポジションを有し、シリンダ2における作動油の給排を切り換え、シリンダ2の伸縮作動を制御する。Thus, the
ここで、図1に示すように、バケット13を持ち上げた状態で、制御弁6を中立位置6Cに切り換えアーム1の動きを止めた場合には、バケット13及びアーム1等の自重によって、シリンダ2には伸長する方向の力が作用する。このように、アーム1を駆動するシリンダ2においては、ロッド側室2aが、制御弁6が中立位置6Cの場合に負荷圧が作用する負荷側圧力室となる。
Now, as shown in Figure 1, when the
負荷側圧力室であるロッド側室2aに接続された第1メイン通路7には、負荷保持機構20が設けられる。負荷保持機構20は、制御弁6が中立位置6Cの場合に、ロッド側室2aの負荷圧を保持するものであり、図1に示すように、シリンダ2の表面に固定される。A
なお、ブーム14(図1参照)を駆動するシリンダ15においては、反ロッド側室15bが負荷側圧力室となるため、ブーム14に負荷保持機構20を設ける場合には、反ロッド側室15bに接続されたメイン通路に負荷保持機構20が設けられる。
In the
負荷保持機構20は、第1メイン通路7に設けられたオペレートチェック弁21と、パイロット制御弁9を通じて導かれるパイロット圧によって制御弁6と連動して動作し、オペレートチェック弁21の作動を切り換えるための切換弁22と、を有する。The
オペレートチェック弁21は、第1メイン通路7を開閉する弁体24と、弁体24が着座するシート部28と、弁体24の背面に臨む背圧室25と、弁体24に形成されロッド側室2aの作動油を背圧室25へと常時導く通路26と、を有する。通路26には、通過する作動油に抵抗を付与する絞り26aが設けられる。The operated
第1メイン通路7は、ロッド側室2aとオペレートチェック弁21を接続するシリンダ側第1メイン通路7aと、オペレートチェック弁21と制御弁6を接続する制御弁側第1メイン通路7bと、を有する。The first
弁体24には、制御弁側第1メイン通路7bの圧力が作用する第1受圧面24aと、シリンダ側第1メイン通路7aを通じてロッド側室2aの圧力が作用する第2受圧面24bと、が形成される。The
背圧室25には、弁体24を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング27が収容される。背圧室25の圧力とスプリング27の付勢力とは、弁体24をシート部28に着座させる方向に作用する。The
弁体24がシート部28に着座した状態では、オペレートチェック弁21は、ロッド側室2aから制御弁6への作動油の流れを遮断する逆止弁としての機能を発揮する。つまり、オペレートチェック弁21は、ロッド側室2a内の作動油の漏れを防止して負荷圧を保持し、アーム1の停止状態を保持する。When the
切換弁22は、パイロット制御弁9を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室23と、パイロット室23のパイロット圧に応じて移動するスプール56(図3参照)と、スプール56を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング36と、スプリング36が収容されたスプリング室54(図3参照)と、スプール56を挟んでスプリング室54とは反対側に設けられるドレン室51(図3参照)と、スプリング室54及びドレン室51をタンクTへ接続するドレン通路76と、を有する。The
切換弁22の上流側には、バイパス通路30及び背圧通路31が接続され、切換弁22の下流側には下流通路38が接続される。バイパス通路30は、ロッド側室2aの作動油をオペレートチェック弁21をバイパスして制御弁側第1メイン通路7bへと導くための通路である。背圧通路31は、背圧室25の作動油を制御弁側第1メイン通路7bへと導くための通路である。下流通路38は、バイパス通路30及び背圧通路31からの作動油を制御弁側第1メイン通路7bへと導くための通路である。
The
切換弁22は、下流通路38に対するバイパス通路30及び背圧通路31の連通を切り換え、シリンダ2を伸長作動させる際にメータアウト側となる第1メイン通路7の作動油の流れを制御する。The
切換弁22は、バイパス通路30に連通する第1供給ポート32、背圧通路31に連通する第2供給ポート33、及び下流通路38に連通する排出ポート34の3つのポートを有する。また、切換弁22は、遮断位置22A、第1連通位置22B、及び第2連通位置22Cの3ポジションを有する。The
制御弁6のパイロット室6bにパイロット圧が導かれると、同時に、パイロット室23にもパイロット圧が導かれる。つまり、制御弁6を伸長位置6Bに切り換えた場合に、切換弁22も第1連通位置22B又は第2連通位置22Cに切り換わる。When pilot pressure is introduced to the
具体的に説明すると、パイロット室23にパイロット圧が導かれない場合には、スプリング36の付勢力によって、切換弁22は遮断位置22Aを保つ。遮断位置22Aでは、第1供給ポート32及び第2供給ポート33の双方が遮断される。Specifically, when pilot pressure is not introduced into the
パイロット室23に第1所定圧力以上第2所定圧力未満のパイロット圧が導かれた場合には、切換弁22は第1連通位置22Bに切り換わる。第1連通位置22Bでは、第1供給ポート32が排出ポート34と連通する。これにより、ロッド側室2aの作動油はバイパス通路30から切換弁22を通じて下流通路38へと導かれる。つまり、ロッド側室2aの作動油はオペレートチェック弁21をバイパスして制御弁側第1メイン通路7bへと導かれる。このとき、絞り37によって作動油の流れに抵抗が付与される。第2供給ポート33は遮断された状態を保つ。When a pilot pressure equal to or greater than the first predetermined pressure and less than the second predetermined pressure is introduced into the
パイロット室23に第2所定圧力以上のパイロット圧が導かれた場合には、切換弁22は第2連通位置22Cに切り換わる。第2連通位置22Cでは、第1供給ポート32が排出ポート34と連通すると共に、第2供給ポート33も排出ポート34と連通する。これにより、背圧室25の作動油は、背圧通路31から切換弁22を通じて下流通路38へと導かれる。このとき、背圧室25の作動油は、絞り37をバイパスして制御弁側第1メイン通路7bへと導かれ、制御弁6からタンクTへと排出される。これにより、絞り26aの前後にて差圧が発生し、背圧室25内の圧力が小さくなるため、弁体24に作用する閉方向の力が小さくなり、弁体24がシート部28から離れ、オペレートチェック弁21の逆止弁としての機能が解除される。When a pilot pressure equal to or greater than the second predetermined pressure is introduced into the
負荷保持機構20は、ロッド側室2aの圧力が所定圧力に達した場合に開弁し、ロッド側室2aの作動油をタンクTへ排出するリリーフ弁41を有する。リリーフ弁41は、バイパス通路30における切換弁22の上流から分岐するリリーフ通路40に設けられる。なお、リリーフ通路40は、シリンダ側第1メイン通路7aから分岐して設けられてもよいし、ロッド側室2aに直接接続されてもよい。The
ドレン通路76は、ドレン室51に接続された第1ドレン通路76aと、スプリング室54に接続された第2ドレン通路76bと、第1ドレン通路76aと第2ドレン通路76bが合流して形成される合流ドレン通路76cと、を有する。合流ドレン通路76cは、負荷保持機構20のボディ60(図3参照)の外面に開口するドレンポート77に連通する。ドレンポート77はドレンホース78を通じてタンクTに接続される。このように、ドレン室51及びスプリング室54のドレンは、合流ドレン通路76c、ドレンポート77、及びドレンホース78を通じてタンクTへ排出される。切換弁22のスプール56の両側にそれぞれ設けられるドレン室51とスプリング室54は双方ともタンクTに連通するため、切換弁22が遮断位置22Aの際には、スプール56の両端には大気圧が作用し、スプール56が意図せずに移動するような事態が防止される。The
制御弁側第1メイン通路7bには、制御弁側第1メイン通路7bの圧力が所定圧力に達した場合に開弁するリリーフ弁43が接続される。第2メイン通路8には、第2メイン通路8の圧力が所定圧力に達した場合に開弁するリリーフ弁44が接続される。リリーフ弁43及びリリーフ弁44は、アーム1に大きな外力が作用したときに、それぞれシリンダ2のロッド側室2a及び反ロッド側室2bに生じる高圧を逃がすためのものである。
A
次に、主に図3を参照して、切換弁22について詳細に説明する。図3は負荷保持機構20の断面図であり、パイロット室23にパイロット圧が導かれておらず切換弁22が遮断位置22Aである状態を示す。図3において、図2で示した符号と同一の符号を付したものは、図2で示した構成と同一の構成である。Next, the switching
切換弁22は、負荷保持機構20のボディ60に組み込まれる。ボディ60にはスプール孔60aが形成され、スプール孔60aには略円筒形状のスリーブ61が挿入される。スリーブ61内には、スプール56が摺動自在に組み込まれる。The switching
スプール56の一端面56aの側方には、キャップ57によってスプリング室54が区画される。スプリング室54は、スリーブ61の端面に形成された切り欠き61aを通じて第2ドレン通路76bに接続される。スプリング室54に漏れ込んだ作動油は、第2ドレン通路76bからタンクTへ排出される。A
スプリング室54には、スプール56の一端面56aに端面が当接すると共に中空部にスプール56の一端面56aに突出して形成されたピン部56cが挿入される環状の第1バネ受部材45と、キャップ57の底部近傍に配置された第2バネ受部材46と、が収容される。スプリング36は、第1バネ受部材45と第2バネ受部材46との間に圧縮状態で介装され、第1バネ受部材45を介してスプール56を閉方向に付勢する。The
スプール56の他端面56bの側方には、パイロット室23が区画される。パイロット室23は、スプール孔60aと連通して形成されたピストン孔60bと、ピストン孔60bを閉塞するキャップ58と、によって区画される。パイロット室23には、ボディ60に形成されたパイロット通路52を通じてパイロット圧油(パイロット流体)が導かれる。パイロット室23内には、背面にパイロット圧を受けてスプール56にスプリング36の付勢力に抗する推力を付与するピストン50が摺動自在に収容される。A
ピストン孔60b内には、スプール56とピストン50によってドレン室51が区画される。ドレン室51は第1ドレン通路76aに接続される。ドレン室51に漏れ込んだ作動油は、第1ドレン通路76aからタンクTへ排出される。Within the
ピストン50は、外周面がピストン孔60bの内周面に沿って摺動する摺動部50aと、摺動部50aと比較して小径に形成され、スプール56の他端面56bに対向する先端部50bと、摺動部50aと比較して小径に形成され、キャップ58の先端面に対向する基端部50cと、を有する。The
パイロット通路52を通じてパイロット室23内にパイロット圧油が供給されると、基端部50cの背面と摺動部50aの環状背面とにパイロット圧が作用する。これにより、ピストン50は、前進し、先端部50bがスプール56の他端面56bに当接してスプール56を移動させる。このように、スプール56は、ピストン50の背面に作用するパイロット圧に基づいて発生するピストン50の推力を受け、スプリング36の付勢力に抗して移動する。基端部50cの背面がキャップ58の先端面に当接している場合であっても、基端部50cは摺動部50aと比較して小径であり、摺動部50aの環状背面にパイロット圧が作用するため、ピストン50は前進可能である。When pilot pressure oil is supplied into the
ピストン50の一端部はパイロット室23に臨み、他端部はタンクTに接続されたドレン室51に臨んでいるため、パイロット室23のパイロット圧に基づいて発生するピストン50の推力は効率良くスプール56に伝達される。
One end of the
スプール56は、一端面56aに作用するスプリング36の付勢力と他端面56bに作用するピストン50の推力とがバランスした位置で停止し、そのスプール56の停止位置にて切換弁22の切り換え位置が設定される。The
ピストン50には、パイロット室23からドレン室51へ空気を排出するための気体抜き弁80(図4参照)が設けられる。気体抜き弁80については、後に詳しく説明する。なお、図2では、気体抜き弁80の図示を省略している。The
スリーブ61には、バイパス通路30(図2参照)に連通する第1供給ポート32、背圧通路31(図2参照)に連通する第2供給ポート33、及び下流通路38(図2参照)に連通する排出ポート34の3つのポートが形成される。The
スプール56の外周面は部分的に環状に切り欠かれ、その切り欠かれた部分とスリーブ61の内周面とで、第1圧力室64、第2圧力室65、第3圧力室66、及び第4圧力室67が形成される。The outer peripheral surface of the
第1圧力室64は、排出ポート34に常時連通している。第3圧力室66は、第1供給ポート32に常時連通している。スプール56のランド部72の外周面には、スプール56がスプリング36の付勢力に抗して移動することによって、第3圧力室66と第2圧力室65を連通する複数の絞り37が形成される。第4圧力室67は、スプール56に軸方向に形成された導圧通路68を通じて第2圧力室65に常時連通している。The
操作レバー10が操作されずパイロット室23にパイロット圧が導かれない場合には、スプリング36の付勢力によってスプール56に形成されたポペット弁70が、スリーブ61の内周に形成された弁座71に押し付けられ、第2圧力室65と第1圧力室64の連通が遮断される。したがって、第1供給ポート32と排出ポート34との連通が遮断される。これにより、ロッド側室2aの作動油が排出ポート34へと漏れることはない。この状態が、切換弁22の遮断位置22Aに相当する。スプリング36の付勢力によってポペット弁70が弁座71に着座した状態では、第1バネ受部材45の端面とスリーブ61の端面との間には僅かな隙間が存在するため、ポペット弁70は弁座71に対してスプリング36の付勢力によって確実にシートされる。When the operating
操作レバー10が操作されパイロット室23にパイロット圧が導かれ、スプール56に作用するピストン50の推力がスプリング36の付勢力よりも大きくなった場合には、スプール56はスプリング36の付勢力に抗して移動する。これにより、ポペット弁70が弁座71から離れると共に、第3圧力室66と第2圧力室65が複数の絞り37を通じて連通するため、第1供給ポート32は第3圧力室66、第2圧力室65、及び第1圧力室64を通じて排出ポート34と連通する。第1供給ポート32と排出ポート34の連通によって、ロッド側室2aの作動油は、絞り37を通じて下流通路38(図2参照)へ導かれる。この状態が、切換弁22の第1連通位置22Bに相当する。When the operating
パイロット室23に導かれるパイロット圧が大きくなると、スプール56はスプリング36の付勢力に抗してさらに移動し、第2供給ポート33に第4圧力室67が連通する。これにより、第2供給ポート33は、第4圧力室67、導圧通路68、第2圧力室65、及び第1圧力室64を通じて排出ポート34と連通する。第2供給ポート33と排出ポート34の連通によって、背圧室25の作動油は、絞り37をバイパスして下流通路38(図2参照)へ導かれる。この状態が、切換弁22の第2連通位置22Cに相当する。When the pilot pressure introduced to the
次に、図2及び図3を参照して、油圧制御装置100の動作について説明する。Next, the operation of the
制御弁6が中立位置6Cの場合には、ポンプ4が吐出する作動油はシリンダ2に供給されない。このとき、切換弁22のパイロット室23にはパイロット圧が導かれないため、切換弁22は遮断位置22Aの状態となる。When the
このため、オペレートチェック弁21の背圧室25は、ロッド側室2aの圧力に維持される。ここで、弁体24における閉方向の受圧面積(弁体24の背面の面積)は、開方向の受圧面積である第2受圧面24bの面積よりも大きいため、背圧室25の圧力による弁体24の背面に作用する荷重とスプリング27の付勢力とによって、弁体24はシート部28に着座した状態となる。このように、オペレートチェック弁21によって、ロッド側室2a内の作動油の漏れが防止され、アーム1の停止状態が保持される。
Therefore, the
操作レバー10が操作され、パイロット制御弁9から制御弁6のパイロット室6aへとパイロット圧が導かれると、制御弁6は、パイロット圧に応じた量だけ収縮位置6Aへと切り換わる。制御弁6が収縮位置6Aへと切り換わると、ポンプ4の吐出圧がオペレートチェック弁21の第1受圧面24aへと作用する。このとき、切換弁22は、パイロット室23にパイロット圧が導かれず遮断位置22Aの状態であるため、オペレートチェック弁21の背圧室25は、ロッド側室2aの圧力に維持される。第1受圧面24aに作用する荷重が、背圧室25の圧力による弁体24の背面に作用する荷重とスプリング27の付勢力との合計荷重よりも大きくなった場合には、弁体24はシート部28から離れる。このようにしてオペレートチェック弁21が開弁すれば、ポンプ4から吐出された作動油はロッド側室2aに供給され、シリンダ2は収縮する。これにより、アーム1は、図1に示す矢印18の方向へと上昇する。When the operating
操作レバー10が操作され、パイロット制御弁9から制御弁6のパイロット室6bへとパイロット圧が導かれると、制御弁6はパイロット圧に応じた量だけ伸長位置6Bへと切り換わる。これと同時に、パイロット室23へもパイロット圧が導かれるため、切換弁22は、供給されるパイロット圧に応じて第1連通位置22B又は第2連通位置22Cに切り換わる。When the operating
パイロット室23に導かれるパイロット圧が第1所定圧力以上第2所定圧力未満の場合には、切換弁22は第1連通位置22Bに切り換わる。この場合、第2供給ポート33と排出ポート34との連通は遮断された状態であるため、オペレートチェック弁21の背圧室25はロッド側室2aの圧力に維持され、オペレートチェック弁21は閉弁状態を維持する。When the pilot pressure introduced into the
一方、第1供給ポート32は排出ポート34と連通するため、ロッド側室2aの作動油は、バイパス通路30から絞り37を通じて下流通路38へ導かれ、制御弁側第1メイン通路7bから制御弁6を通じてタンクTへと排出される。また、反ロッド側室2bには、ポンプ4から吐出される作動油が供給されるため、シリンダ2は伸長する。これにより、アーム1は、図1に示す矢印19の方向へと下降する。
On the other hand, because the
ここで、切換弁22を第1連通位置22Bに切り換えるのは、バケット13に取り付けた搬送物を、目的の位置に下ろすクレーン作業を行う場合が主である。クレーン作業では、シリンダ2を低速で伸長作動させてアーム1を矢印19の方向へとゆっくりと下降させる必要があるため、制御弁6のパイロット室6bに導かれるパイロット圧は小さく、制御弁6は伸長位置6Bにわずかに切り換えられるだけである。このため、切換弁22のパイロット室23に導かれるパイロット圧も小さく、第1所定圧力以上第2所定圧力未満となり、切換弁22は第1連通位置22Bまでしか切り換わらない。したがって、ロッド側室2aの作動油は絞り37を通過して排出されることになり、アーム1はクレーン作業に適した低速で下降する。
Here, the switching
また、切換弁22が第1連通位置22Bの場合において、制御弁側第1メイン通路7bが破裂などして作動油が外部へと漏れるような事態が発生したとしても、ロッド側室2aから排出される作動油の流量は絞り37によって制限されるため、バケット13の落下速度は抑制される。このため、バケット13が地面に落下する前に、切換弁22を遮断位置22Aに切り換えることができ、バケット13の急落下を防止することができる。
In addition, when the switching
このように、絞り37は、オペレートチェック弁21の閉弁時におけるシリンダ2の下降速度を抑えると共に、制御弁側第1メイン通路7bの破裂時におけるバケット13の落下速度を抑えるためのものである。In this way, the
パイロット室23に導かれるパイロット圧が第2所定圧力以上の場合には、切換弁22は第2連通位置22Cに切り換わる。この場合、第2供給ポート33が排出ポート34と連通するため、オペレートチェック弁21の背圧室25の作動油は、背圧通路31から絞り37をバイパスして下流通路38へ導かれ、制御弁側第1メイン通路7bから制御弁6を通じてタンクTへと排出される。これにより、絞り26aの前後で差圧が発生し、背圧室25内の圧力が小さくなるため、弁体24に作用する閉方向の力が小さくなり、弁体24がシート部28から離れ、オペレートチェック弁21の逆止弁としての機能が解除される。When the pilot pressure introduced into the
このように、オペレートチェック弁21は、制御弁6からロッド側室2aへの作動油の流れを許容する一方、背圧室25の圧力である背圧に応じてロッド側室2aから制御弁6への作動油の流れを許容するように動作する。In this way, the operated
オペレートチェック弁21が開弁すると、ロッド側室2aの作動油は第1メイン通路7を通りタンクTへと排出されるため、シリンダ2は素早く伸長する。つまり、切換弁22を第2連通位置22Cに切り換えると、ロッド側室2aから排出される作動油の流量が多くなるため、反ロッド側室2bに供給される作動油の流量が多くなり、シリンダ2の伸長速度は速くなる。これにより、アーム1は矢印19の方向へと素早く下降する。When the operate
切換弁22を第2連通位置22Cに切り換えるのは、掘削作業等を行う場合であり、制御弁6のパイロット室6bに導かれるパイロット圧は大きく、制御弁6は伸長位置6Bに大きく切り換えられる。このため、切換弁22のパイロット室23に導かれるパイロット圧も大きく、第2所定圧力以上となるため、切換弁22は第2連通位置22Cまで切り換わる。The switching
次に、主に図4を参照して、ピストン50に設けられる気体抜き弁80について説明する。図4は、ピストン50周辺の断面図である。なお、図3では、気体抜き弁80の図示を省略している。以下では、気体抜き弁80がパイロット室23からドレン室51へ空気を排出する場合について説明するが、気体抜き弁80が排出するのは空気には限られず、その他の気体であってもよい。Next, the
ピストン50とボディ60の間、具体的には、ピストン50の摺動部50aの外周面とボディ60のピストン孔60bの内周面との間には、環状の隙間69が設けられる。従来の切換弁では、この隙間69は、パイロット室23側の空気をドレン室51側へ排出するための通路として機能していた。しかし、ピストン50とボディ60の間に隙間69が設けられることによって、油圧ショベルの停止時には、ドレン室51側の空気が隙間69を通じてパイロット室23側へと移動してしまう。具体的に説明すると、油圧ショベルが停止すると、パイロット室23及びパイロット通路52の作動油が重力でタンクTへ流れ落ちることにより、パイロット室23及びパイロット通路52が負圧となり、その結果、タンクTから合流ドレン通路76c及び第1ドレン通路76aに吸い込まれた空気が、隙間69を通じてパイロット室23及びパイロット通路52へ移動する。また、アーム1を駆動するシリンダ2に設けられる負荷保持機構20は、図1に示すように、油圧ショベルのなかで最も高い位置に設けられる。したがって、油圧ショベルが停止した状態が長時間続くと、ドレン室51、第1ドレン通路76a、第2ドレン通路76b、合流ドレン通路76c、ドレンホース78に空気が溜まる。その溜まった空気は、隙間69を通じてパイロット室23及びパイロット通路52に移動する。Between the
このようにして、ドレン室51側からパイロット室23側へ空気が移動してしまうと、油圧ショベルが停止状態から始動した際には、パイロット室23側へ移動した空気の影響で、オペレータの入力操作に対してパイロット室23のパイロット圧の上昇が遅れ、パイロット室23側の空気が隙間69を通じてドレン室51へ排出されてからパイロット室23のパイロット圧の昇圧が完了する。このように、パイロット室23側の空気は、油圧ショベルの始動時に、オペレータの入力操作に対するシリンダ2の応答遅れの原因となる。
If air moves from the
この対策として、本実施形態では、ピストン50とボディ60の間の隙間69は、シール部材としてのOリング99によって封止され、隙間69を通じた空気の流れは遮断される。また、ピストン50に設けられる気体抜き弁80は、パイロット室23からドレン室51へ空気を排出すると共に、ドレン室51からパイロット室23への空気の流れを遮断する。以下に詳細に説明する。As a countermeasure, in this embodiment, the
気体抜き弁80は、パイロット室23とドレン室51にわたって設けられる通路81と、通路81を開閉する弁体82と、弁体82を付勢する付勢部材としてのスプリング83と、を有する。通路81は、ピストン50の移動方向に沿ってピストン50を貫通して形成される。弁体82は、球体であって、通路81の途中に設けられる。スプリング83は、弁体82とピストン50の間に圧縮して設けられる。The
通路81は、弁体82を収容する弁体収容部81aを有する。弁体収容部81aの内径は、弁体82の外径よりも大きい。通路81では、弁体収容部81a以外の内径は、弁体82の外径よりも小さい。スプリング83は、一端側が弁体収容部81a内に収容されて弁体82に接触し、他端側が弁体収容部81a外に設けられピストン50に形成された段部50fに接触している。これにより、弁体収容部81aには、スプリング83の付勢力によって弁体82が接触する環状の第1シート部81bと、パイロット室23の圧力によって弁体82が接触する第2シート部81cと、が形成される。弁体82は、弁体収容部81a内において、第1シート部81bと第2シート部81cの間を移動する。The
ピストン50の先端部50bにおけるスプール56に対向する端面にはスリット50dが形成される。スリット50dは、通路81に連通すると共に、先端部50bの外周面に開口する。ピストン50の端面にスリット50dが形成されることによって、ピストン50の先端部50bがスプール56に接触した状態であっても、通路81がスプール56によって閉塞されることはない。A
気体抜き弁80は、ピストン50に取り付けられピストン50の一部を構成する筒状のハウジング84を有する。ピストン50の基端部50cにおけるパイロット室23に面する端面には、穴50eが形成され、ハウジング84は穴50e内に取り付けられる。ハウジング84の外周面と穴50eの内周面との間には、両者の間を通じたパイロット圧油の漏れを防止するために、シール部材としてのOリング98が設けられる。Oリング98を設ける代わりに、ハウジング84を穴50e内に圧入してもよい。The
ハウジング84には、パイロット室23に連通する小径孔84aと、小径孔84aと連通し小径孔84aよりも大きな内径を有する大径孔84bと、が形成される。小径孔84a及び大径孔84bは、通路81の一部を構成する。大径孔84bは弁体収容部81aを区画する。小径孔84aと大径孔84bの間に形成された段差部は、第1シート部81bを構成する。穴50eの底面に形成された通路81の開口縁は、第2シート部81cを構成する。The
気体抜き弁80をピストン50に取り付ける際には、ハウジング84の大径孔84bに弁体82を収容した状態で、弁体82とピストン50の段部50fとの間にスプリング83が介在するように、ハウジング84をピストン50の穴50e内に挿入して取り付ける。When attaching the
次に、気体抜き弁80の動作及び作用について説明する。Next, the operation and function of the
油圧ショベルに搭載された動力源が停止状態であってパイロットポンプ5の停止時には、パイロット室23のパイロット圧はゼロであるため、弁体82は、スプリング83の付勢力によって第1シート部81bに接触して通路81を遮断する(図4に示す状態)。これにより、油圧ショベルの停止時であっても、通路81を通じたドレン室51側からパイロット室23側への空気の移動が防止される。また、ピストン50とボディ60の間にはOリング99が設けられているため、ピストン50とボディ60の間の隙間69を通じたドレン室51側からパイロット室23側への空気の移動も防止される。When the power source mounted on the hydraulic excavator is stopped and the
一方、油圧ショベルに搭載された動力源が運転状態であってパイロットポンプ5の駆動時には、弁体82は、スプリング83の付勢力に抗して移動して第1シート部81bから離れる。この際、弁体82は、パイロット室23のパイロット圧が所定圧力未満の場合には第2シート部81cに接触せず、パイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合には第2シート部81cに接触する。これについて、図5も参照して詳しくする。図5は、パイロット室23のパイロット圧と、パイロット室23からドレン室51へ流れる空気流量との関係を示すグラフ図である。On the other hand, when the power source mounted on the hydraulic excavator is in operation and the
パイロットポンプ5の駆動時であって、オペレータが操作レバー10を操作していない状態では、パイロットポンプ5から吐出されたパイロット圧油は、パイロット制御弁9を通じてタンクTへと排出され、パイロット室23にはほぼ導かれない。しかし、このような状態であっても、パイロットポンプ5の駆動時には、パイロット通路52及びパイロット室23には、最低限のパイロット圧、具体的には、0.05~0.2MPa程度のパイロット圧が作用する。この状態では、弁体82は、スプリング83の付勢力に抗して移動して第1シート部81bから離れる一方、第2シート部81cには接触しない。つまり、弁体82は、パイロット室23のパイロット圧とスプリング83の付勢力とのバランスにより、第1シート部81bと第2シート部81cの間に位置する。この状態が、パイロット室23のパイロット圧が所定圧力未満の場合である。この状態では、図5に示すように、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51への空気の流れが許容され、パイロット室23側の空気がドレン室51側へ排出される。したがって、油圧ショベルが停止状態から始動した際には、オペレータが操作レバー10を操作する前に、パイロット室23側の空気がドレン室51側へ自然と排出されるため、オペレータが操作レバー10の操作を開始した際には、操作に対するシリンダ2の応答遅れが抑制される。When the
オペレータが操作レバー10を操作して作業する際には、パイロット室23には、0.3MPa以上のパイロット圧が作用する。この状態では、弁体82は、スプリング83の付勢力に抗して移動して第2シート部81cに接触する。この状態が、パイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合である。この状態では、図5に示すように、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51への空気の流れが遮断されると共に、パイロット圧油の流れも遮断される。したがって、パイロット室23には所望のパイロット圧が作用し、ピストン50の移動によりスプール56が移動可能となるため、通路81がシリンダ2の動作に悪影響を及ぼすことはない。When the operator operates the operating
弁体82が第2シート部81cに接触するパイロット圧である所定圧力は、スプール56が移動するパイロット圧よりも低い圧力に設定され、本実施形態では0.3PMa程度である。この所定圧力は、パイロットポンプ5の容量や、パイロット通路52の内径及び長さ等に応じて設定される。そして、その設定された所定圧力以上で弁体82が第2シート部81cに接触するように、スプリング83の初期荷重が設定される。The predetermined pressure, which is the pilot pressure at which the
以上のように、気体抜き弁80により、パイロットポンプ5の停止時には、ドレン室51側からパイロット室23側への空気の移動が防止され、パイロットポンプ5の駆動時には、オペレータが操作レバー10を操作する前に、パイロット室23側の空気がドレン室51側へ自然と排出されるため、オペレータの入力操作に対するシリンダ2の応答遅れが抑制される。さらに、オペレータが操作レバー10を操作する作業時には、パイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れが遮断されるため、気体抜き弁80が切換弁22及びシリンダ2の動作に悪影響を及ぼすことはない。As described above, the
なお、油圧ショベルが停止状態から始動した際に、オペレータが操作レバー10を操作することによって、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51への空気抜きを行うようにしてもよい。ただ、この場合には、弁体82が第2シート部81cに接触しないように(本実施形態ではパイロット室23のパイロット圧が0.3MPa以上とならないように)、操作レバー10を操作する必要がある。つまり、スプール56が移動しないように操作レバー10を操作する必要がある。
When the hydraulic excavator is started from a stopped state, the operator may operate the
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are achieved.
気体抜き弁80の弁体82は、パイロットポンプ5の停止時にはスプリング83の付勢力によって第1シート部81bに接触して通路81を遮断するため、ドレン室51側からパイロット室23側への空気の移動が防止される。また、弁体82は、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が所定圧力未満の場合には、スプリング83の付勢力に抗して移動して第1シート部81bから離れ、パイロット室23からドレン室51への空気の流れを許容するため、パイロット室23側の空気がドレン室51側へ排出され、空気の影響によるシリンダ2の応答遅れが抑制される。When the
また、オペレータが操作レバー10を操作する作業時には、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れが遮断されるため、気体抜き弁80がシリンダ2の動作に悪影響を及ぼすことはない。
In addition, when the operator operates the operating
以下に、図6を参照して、上記実施形態の変形例について説明する。図6は、図4に対応する図であり、ピストン50周辺の断面図である。図6において、上記実施形態と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付す。本変形例では、気体抜き弁80の構成が上記実施形態と異なる。
Below, a modified example of the above embodiment will be described with reference to Figure 6. Figure 6 corresponds to Figure 4 and is a cross-sectional view of the
本変形例においても、弁体82は、パイロットポンプ5の停止時にはスプリング83の付勢力によって第1シート部81bに接触して通路81を遮断するため、ドレン室51側からパイロット室23側への空気の移動が防止される。また、弁体82は、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が所定圧力未満の場合には、スプリング83の付勢力に抗して移動して第1シート部81bから離れ、パイロット室23からドレン室51への空気の流れを許容するため、パイロット室23側の空気がドレン室51側へ排出され、空気の影響によるシリンダ2の応答遅れが抑制される。この点では、本変形例は、上記実施形態と同じである。In this modified example, when the
しかし、本変形例の気体抜き弁80では、パイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合であっても、弁体82は、スプリング83の付勢力に抗して移動するが第2シート部81c(図4参照)には接触せず、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れを遮断しない。これは、上記実施形態とは異なり、スプリング83の全体が弁体収容部81aに収容されるためである。具体的には、スプリング83は、弁体82とピストン50に形成される穴50eの底面との間に圧縮して設けられる。However, in the
本変形例では、パイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合であっても、弁体82は、第2シート部81c(図4参照)に接触しないため、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れを許容する。しかし、気体抜き弁80は、通路81に設けられパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れに抵抗を付与する絞りとしてのオリフィス85を有する。したがって、オペレータが操作レバー10を操作する作業時には、オリフィス85によりパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れに抵抗が付与され、パイロット室23には所望のパイロット圧が作用するため、気体抜き弁80がシリンダ2の動作に悪影響を及ぼすことはない。In this modified example, even if the pilot pressure in the
本変形例では、オリフィス85は、ハウジング84に形成される。しかし、オリフィス85は、通路81に設けられればよく、形成される位置は限定されない。例えば、通路81おける、穴50eの底面とスリット50dとの間にオリフィス85を設けてもよい。In this modified example, the orifice 85 is formed in the
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。The configuration, operation, and effects of the embodiments of the present invention are summarized below.
負荷1を駆動するシリンダ2の伸縮作動を制御する油圧制御装置100(流体圧制御装置)は、ポンプ4(流体圧供給源)からシリンダ2への作動流体の供給を制御する制御弁6と、パイロットポンプ5(パイロット圧供給源)から制御弁6に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁9と、制御弁6が中立位置6Cの場合に負荷1による負荷圧が作用するシリンダ2の負荷側圧力室2aと制御弁6とを接続するメイン通路7と、メイン通路7に設けられる負荷保持機構20と、を備え、負荷保持機構20は、制御弁6から負荷側圧力室2aへの作動流体の流れを許容する一方、背圧に応じて負荷側圧力室2aから制御弁6への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁21と、パイロット制御弁9を通じて導かれるパイロット圧によって制御弁6と連動して動作し、オペレートチェック弁21の作動を切り換えるための切換弁22と、を有し、切換弁22は、パイロット制御弁9を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室23と、パイロット室23のパイロット圧に応じて移動するスプール56と、パイロット圧を受けてスプール56に推力を付与するピストン50と、スプール56とピストン50によって区画されるドレン室51と、ピストン50に設けられ、パイロット室23からドレン室51へ空気(気体)を排出するための気体抜き弁80と、を有し、気体抜き弁80は、パイロット室23とドレン室51にわたって設けられる通路81と、通路81を開閉する弁体82と、弁体82を付勢するスプリング83(付勢部材)と、を有し、弁体82は、パイロットポンプ5の停止時には、スプリング83の付勢力によって第1シート部81bに接触して通路81を遮断し、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が、スプール56が移動するパイロット圧よりも低い所定圧力未満の場合には、スプリング83の付勢力に抗して移動して第1シート部81bから離れ、パイロット室23からドレン室51への流体の流れを許容する。A hydraulic control device 100 (fluid pressure control device) that controls the expansion and contraction operation of a
この構成では、パイロット室23からドレン側へ空気を排出するための気体抜き弁80がピストン50に設けられ、気体抜き弁80の弁体82は、パイロットポンプ5の停止時にはスプリング83の付勢力によって第1シート部81bに接触して通路81を遮断するため、ドレン室51側からパイロット室23側への空気の移動が防止される。また、弁体82は、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が所定圧力未満の場合には、スプリング83の付勢力に抗して移動して第1シート部81bから離れ、パイロット室23からドレン室51への流体の流れを許容するため、パイロット室23側の空気がドレン室51側へ排出され、空気の影響によるシリンダ2の応答遅れが抑制される。よって、ドレン側からパイロット室23側への空気の移動を防止すると共に、空気の影響による応答遅れを抑制することができる。In this configuration, the
また、弁体82は、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合には、スプリング83の付勢力に抗して移動して第2シート部81cに接触して通路81を遮断し、パイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れを遮断する。
In addition, when the
この構成では、弁体82は、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合には、通路81を通じたパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れを遮断するため、気体抜き弁80がシリンダ2の動作に悪影響を及ぼすことはない。
In this configuration, when the
また、弁体82は、パイロット室23のパイロット圧が前記所定圧力以上の場合であっても、パイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れを許容し、気体抜き弁80は、通路81に設けられパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れに抵抗を付与するオリフィス85(絞り)をさらに有する。In addition, the
この構成では、パイロットポンプ5の駆動時であってパイロット室23のパイロット圧が所定圧力以上の場合にはオリフィス85によりパイロット室23からドレン室51へのパイロット圧油の流れに抵抗が付与されるため、気体抜き弁80がシリンダ2の動作に悪影響を及ぼすことはない。
In this configuration, when the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The above describes embodiments of the present invention, but the above embodiments merely illustrate some of the application examples of the present invention and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments.
本願は2022年3月16日に日本国特許庁に出願された特願2022-41672に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。This application claims priority to Patent Application No. 2022-41672, filed with the Japan Patent Office on March 16, 2022, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
Claims (4)
前記シリンダへの作動流体の供給を制御する制御弁と、
パイロット圧供給源から前記制御弁に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁と、
前記制御弁が中立位置の場合に負荷による負荷圧が作用する前記シリンダの負荷側圧力室と前記制御弁とを接続するメイン通路と、
前記メイン通路に設けられる負荷保持機構と、を備え、
前記負荷保持機構は、
前記制御弁から前記負荷側圧力室への作動流体の流れを許容する一方、背圧に応じて前記負荷側圧力室から前記制御弁への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁と、
前記パイロット制御弁を通じて導かれるパイロット圧によって前記制御弁と連動して動作し、前記オペレートチェック弁の作動を切り換えるための切換弁と、を有し、
前記切換弁は、
前記パイロット制御弁を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室と、
前記パイロット室のパイロット圧に応じて移動するスプールと、
パイロット圧を受けて前記スプールに推力を付与するピストンと、
前記スプールと前記ピストンによって区画されるドレン室と、
前記ピストンに設けられ、前記パイロット室から前記ドレン室へ気体を排出するための気体抜き弁と、を有し、
前記気体抜き弁は、
前記パイロット室と前記ドレン室にわたって設けられる通路と、
前記通路を開閉する弁体と、
前記弁体を付勢する付勢部材と、を有し、
前記付勢部材の初期荷重は、前記弁体が、前記パイロット圧供給源の停止時には、前記付勢部材の付勢力によって第1シート部に接触して前記通路を遮断し、前記パイロット圧供給源の駆動時であって前記パイロット室のパイロット圧が、前記スプールが移動するパイロット圧よりも低い所定圧力未満の場合には、前記付勢部材の付勢力に抗して移動して前記第1シート部から離れ、前記パイロット室から前記ドレン室への流体の流れを許容するように設定される
流体圧制御装置。 A fluid pressure control device that controls the extension and contraction operation of a cylinder that drives a load,
a control valve for controlling the supply of hydraulic fluid to the cylinder;
a pilot control valve for controlling a pilot pressure introduced from a pilot pressure supply source to the control valve;
a main passage connecting the control valve to a load-side pressure chamber of the cylinder to which a load pressure due to a load acts when the control valve is in a neutral position;
a load retaining mechanism provided in the main passage,
The load holding mechanism includes:
an operated check valve that allows the flow of hydraulic fluid from the control valve to the load side pressure chamber, and also allows the flow of hydraulic fluid from the load side pressure chamber to the control valve in response to a back pressure;
a switching valve that operates in conjunction with the control valve by a pilot pressure introduced through the pilot control valve and switches the operation of the operated check valve;
The switching valve is
a pilot chamber to which a pilot pressure is introduced through the pilot control valve;
A spool that moves in response to the pilot pressure in the pilot chamber;
A piston that receives pilot pressure and applies thrust to the spool;
a drain chamber defined by the spool and the piston;
a gas vent valve provided in the piston for discharging gas from the pilot chamber to the drain chamber,
The gas vent valve is
a passage provided between the pilot chamber and the drain chamber;
a valve body for opening and closing the passage;
and a biasing member for biasing the valve body,
The fluid pressure control device is set so that, when the pilot pressure supply source is stopped, the valve body contacts the first seat portion due to the biasing force of the biasing member to block the passage, and when the pilot pressure supply source is driven and the pilot pressure in the pilot chamber is less than a predetermined pressure that is lower than the pilot pressure at which the spool moves, the valve body moves against the biasing force of the biasing member and separates from the first seat portion to allow fluid to flow from the pilot chamber to the drain chamber.
前記弁体は、前記パイロット圧供給源の駆動時であって前記パイロット室のパイロット圧が前記所定圧力以上の場合には、前記付勢部材の付勢力に抗して移動して第2シート部に接触して前記通路を遮断し、前記パイロット室から前記ドレン室へのパイロット流体の流れを遮断する
流体圧制御装置。 The fluid pressure control device according to claim 1,
When the pilot pressure supply source is driven and the pilot pressure in the pilot chamber is equal to or higher than the predetermined pressure, the valve body moves against the biasing force of the biasing member to contact a second seat portion, blocking the passage and blocking the flow of pilot fluid from the pilot chamber to the drain chamber.
前記弁体は、前記パイロット室のパイロット圧が前記所定圧力以上の場合であっても、前記パイロット室から前記ドレン室へのパイロット流体の流れを許容し、
前記気体抜き弁は、前記通路に設けられ前記パイロット室から前記ドレン室へのパイロット流体の流れに抵抗を付与する絞りをさらに有する
流体圧制御装置。 The fluid pressure control device according to claim 1,
the valve body allows pilot fluid to flow from the pilot chamber to the drain chamber even when the pilot pressure in the pilot chamber is equal to or higher than the predetermined pressure,
The gas vent valve further includes a throttle provided in the passage for providing resistance to the flow of pilot fluid from the pilot chamber to the drain chamber.
前記気体抜き弁の前記通路は、前記ピストンの移動方向に沿って前記ピストンを貫通して形成される流体圧制御装置。 The fluid pressure control device according to claim 1,
A fluid pressure control device, wherein the passage of the gas vent valve is formed through the piston along the direction of movement of the piston.
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