ロジック弁、複合弁および油圧システム
【課題】 油量調整回路の組立工数を削減できるとともに、小型化の要請に応えることができる、ロジック弁、複合弁および油圧システムを提供する。
【解決手段】 第１ロジック弁２２は、排出油路３６ｄを開閉する第１ポペット４８と、第１ポペット４８の背面に内圧を作用させ得るように構成された第１油室５２とを有しており、第１ポペット４８の内部には、第１油室５２の内圧で作動する第１ピストンロッド５０が配置されている。一方、第２ロジック弁２４は、吸入油路３６ｅを開閉する第２ポペット８０と第２ポペット８０の背面に内圧を作用させ得るように構成された第２油室８４とを有しており、第２ポペット８０の内部には、第２油室８４の内圧で作動する第２ピストンロッド８２が配置されている。そして、第１ピストンロッド５０によって第２ロジック弁２４が開操作され、第２ピストンロッド８２によって第１ロジック弁２２が開操作される。
【解決手段】 第１ロジック弁２２は、排出油路３６ｄを開閉する第１ポペット４８と、第１ポペット４８の背面に内圧を作用させ得るように構成された第１油室５２とを有しており、第１ポペット４８の内部には、第１油室５２の内圧で作動する第１ピストンロッド５０が配置されている。一方、第２ロジック弁２４は、吸入油路３６ｅを開閉する第２ポペット８０と第２ポペット８０の背面に内圧を作用させ得るように構成された第２油室８４とを有しており、第２ポペット８０の内部には、第２油室８４の内圧で作動する第２ピストンロッド８２が配置されている。そして、第１ピストンロッド５０によって第２ロジック弁２４が開操作され、第２ピストンロッド８２によって第１ロジック弁２２が開操作される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉回路内の圧油の過不足を調整する油量調整回路を構成するロジック弁および複合弁ならびに油量調整回路を備える油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダを構成するシリンダの内部は、ピストンロッドによって加圧室と復帰室とに分けられており、ピストンロッドのロッド部が収容された復帰室の容量は加圧室の容量よりも小さいのが通常である。そのため、２方向型油圧ポンプを用いて油圧シリンダを操作する閉回路の油圧システムでは、加圧操作時に加圧室に供給される圧油の量が復帰操作時に復帰室に供給される圧油の量より多くなり、閉回路内において圧油の過不足が生じるという問題があった。つまり、加圧操作時には、復帰室からポンプへ戻される圧油が不足し、復帰操作時には、加圧室からポンプへ戻される圧油が過剰となるため、ポンプの吸入側と吐出側との間に圧力差が生じ、この圧力差によってポンプが破損されるのみならず、油圧回路が成り立たなくなるおそれがあった。
【０００３】
そこで、従来では、シャトル弁、パイロットチェック弁、チェック弁およびリリーフ弁等の既存の部品を組み合わせることによって、圧油の過不足を調整する油量調整回路（液量補償回路）を閉回路内に構成していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１３９００３号公報（公報の図１４〜図１７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来（特許文献１）では、既存の部品を組み合わせることによって油量調整回路（液量補償回路）を構成していたので、部品どうしを配管または回路構成板（マニホールド）で接続しなければならず、多大な工数と設置スペースとを要していた。また、シャトル弁、パイロットチェック弁、チェック弁およびリリーフ弁等は、必要油量が多くなればなるほど大きくなるため、油圧システムの小型化の要請に応えることができなかった。
【０００５】
それゆえに、本発明の主たる目的は、油量調整回路の組立工数を削減できるとともに小型化の要請に応えることができる、ロジック弁、複合弁および油圧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載した発明は、「油路３６ｄ，３６ｅを開閉するポペット４８，８０と、ポペット４８，８０の背面に内圧を作用させ得るように構成された油室５２，８４とを有するロジック弁２２，２４において、ポペット４８，８０の内部には、油室５２，８４の内圧を受けるピストンロッド５０，８２が配置されており、ピストンロッド５０，８２を構成するロッド部５０ｂ，８２ｂがポペット４８，８０の先端部から外部へ突出されていることを特徴とする、ロジック弁２２，２４」である。
【０００７】
本発明において、油室５２，８４の内圧が上昇すると、ポペット４８，８０の内部に配置されたピストンロッド５０，８２が押圧され、そのロッド部５０ｂ，８２ｂがポペット４８，８０の先端部から押し出される。したがって、ロッド部５０ｂ，８２ｂの先方に他の弁２４，２２のポペット８０，４８が配置されていると、ロッド部５０ｂ，８２ｂによって他の弁２４，２２のポペット８０，４８を開方向へ押圧することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、「油路３６ｄを開閉する第１ポペット４８と第１ポペット４８の背面に内圧を作用させ得るように構成された第１油室５２とを有する第１弁２２と、油路３６ｅを開閉する第２ポペット８０を有し、第１弁２２に対向して配置された第２弁２４とを備える複合弁１０であって、第１ポペット４８の内部には、第１油室５２の内圧を受ける第１ピストンロッド５０が配置されており、第１ピストンロッド５０を構成する第１ロッド部５０ｂによって第２ポペット８０が開方向へ押圧される、複合弁１０」である。
【０００９】
本発明において、第１弁２２における第１油室５２の内圧が上昇すると、第１ポペット４８の内部に配置された第１ピストンロッド５０が押圧され、第１ポペット４８の先端部から第１ロッド部５０ｂが押し出される。そして、第１ロッド部５０ｂで第２ポペット８０が直接的または間接的に押圧されることによって第２弁２４が開操作される。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した「複合弁１０」において、「第２弁２４は、第２ポペット８０の背面に内圧を作用させ得るように構成された第２油室８４を有しており、第２ポペット８０の内部には、第２油室８４の内圧を受ける第２ピストンロッド８２が配置されており、第２ピストンロッド８２を構成する第２ロッド部８２ｂによって第１ポペット４８が開方向へ押圧される」ことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、第１弁２２を構成する第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂによって第２弁２４が開操作され、また、第２弁２４を構成する第２ピストンロッド８２の第２ロッド部８２ｂによって第１弁２２が開操作される。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、請求項２または３に記載した「複合弁１０」において、「一端が油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに連通され、他端が２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａに連通される加圧側油路３６ａと、一端が油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに連通され、他端が２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂに連通される復帰側油路３６ｂと、圧油タンク１８に連通される吸排油路３６ｃと、加圧側油路３６ａと吸排油路３６ｃとを連通する排出油路３６ｄと、復帰側油路３６ｂと吸排油路３６ｃとを連通する吸入油路３６ｅとを有する本体部２６を備えており、本体部２６の内部に第１弁２２および第２弁２４が組み込まれており、排出油路３６ｄが第１ポペット４８によって開閉され、吸入油路３６ｅが第２ポペット８０によって開閉される」ことを特徴とする。
【００１３】
本発明において、第２弁２４が開操作されると、吸入油路３６ｅが開かれ、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂから２方向型油圧ポンプ１４へ戻される圧油の不足分が圧油タンク１８から吸排油路３６ｃおよび吸入油路３６ｅを通して２方向型油圧ポンプ１４の吸入側に補充される。一方、第１弁２２が開操作されると、排出油路３６ｄが開かれ、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａから２方向型油圧ポンプ１４へ戻される圧油の過剰分が排出油路３６ｄおよび吸排油路３６ｃを通して圧油タンク１８へ排出される。
【００１４】
請求項５に記載した発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載した「複合弁１０」において、「本体部２６は、第１弁２２の第１油室５２と２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａとを連通する第１パイロット油路６８と、第２弁２４の第２油室８４と２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂとを連通する第２パイロット油路９０とを有する」ことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、油圧シリンダ１６を加圧操作する際には、２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａから吐出された圧油が、加圧側油路３６ａを通して油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに供給されるとともに第１パイロット油路６８を通して第１弁２２の第１油室５２に供給され、第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂで第２弁２４が開操作されることによって圧油の不足分が圧油タンク１８から補充される。一方、油圧シリンダ１６を復帰操作する際には、２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂから吐出された圧油が、復帰側油路３６ｂを通して油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに供給されるとともに第２パイロット油路９０を通して第２弁２４の第２油室８４に供給され、第２ピストンロッド８２の第２ロッド部８２ｂで第１弁２２が開操作されることによって圧油の過剰分が圧油タンク１８へ排出される。
【００１６】
請求項６に記載した発明は、請求項４または５に記載した「複合弁１０」において、「第１油室５２および／または第２油室８４には、内圧を逃がすためのリリーフ弁２８，３０が設けられている」ことを特徴とする。
【００１７】
本発明において、油室５２，８４の内圧をリリーフ弁２８，３０から逃がすと、ポペット４８，８０の背面に作用する圧力が先端面に作用する圧力よりも小さくなり、この圧力差でポペット４８，８０が開方向へ移動されることによって排出油路３６ｄまたは吸入油路３６ｅが開かれる。これにより、加圧側油路３６ａまたは復帰側油路３６ｂの内圧が圧油タンク１８へ逃がされ、閉回路の内圧の異常上昇が抑止される。
【００１８】
請求項７に記載した発明は、請求項２ないし６のいずれかに記載した「複合弁１０」において、「本体部２６は板状に形成されており、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂは、本体部２６を厚み方向へ貫通して形成されており、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂの両端に形成されたポートＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は互いに対向している」ことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、加圧側油路３６ａのポートＡ１，Ａ２が互いに対向しており、また、復帰側油路３６ｂのポートＢ１，Ｂ２が互いに対向しているので、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂをほぼ真直ぐに構成することができる。したがって、圧油の流通抵抗が極めて小さくなり、大量の圧油を必要とする大型の油圧システム１２に適する。
【００２０】
請求項８に記載した発明は、「油圧シリンダ１６と、油圧シリンダ１６へ圧油を供給する２方向型油圧ポンプ１４と、圧油の不足分を圧油タンク１８から補充するとともに、圧油の過剰分を圧油タンク１８へ排出する油量調整回路２０とを備える閉回路の油圧システム１２であって、油量調整回路２０は、圧油タンク１８から補充される圧油を通す吸入油路３６ｅと、圧油タンク１８へ排出される圧油を通す排出油路３６ｄと、排出油路３６ｄを開閉する第１ポペット４８を有する第１弁２２と、吸入油路３６ｅを開閉する第２ポペット８０を有する第２弁２４とを備えており、第１ポペット４８の内部には、第２弁を開操作する第１ピストンロッド５０が配置されており、第２ポペット８０の内部には、第１弁２２を開操作する第２ピストンロッド８２が配置されている、油圧システム１２」である。
【００２１】
本発明では、第１弁２２を構成する第１ピストンロッド５０で第２弁２４が開操作されることによって、吸入油路３６ｅが開かれる。また、第２弁２４を構成する第２ピストンロッド８２で第１弁２２が開操作されることによって、排出油路３６ｄが開かれる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜８に記載した発明によれば、ポペットの先端部から外部へ突出したロッド部によって他の弁を開操作することができるので、他の弁を開操作するための機構を別途設ける必要はない。したがって、これらの発明を油量調整回路に適用した場合には、組立工数を削減できるととともに、小型化の要請に応えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明（請求項２〜７）が適用された複合弁１０の具体的構成を示す平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）であり、図２は、複合弁１０の構造を簡明に示した簡略図であり、図３は、ポペット４８と加圧側油路３６ａとの位置関係を示す断面図であり、図４は、複合弁１０の機構を記号で示した回路図である。また、図５は、本発明（請求項８）が適用された油圧システム１２を示す平面図（Ａ）および正面図（Ｂ）であり、図６は、油圧システム１２の構造を簡明に示した簡略図であり、図７は、油圧システム１２の機構を記号で示した回路図である。
【００２４】
ここで、油圧システム１２（図５〜図７）は、２方向型油圧ポンプ１４から供給される圧油で油圧シリンダ１６を駆動する閉回路システムであり、油圧システム１２には、閉回路内の圧油の不足分を圧油タンク１８から補充するとともに、圧油の過剰分を圧油タンク１８へ排出する油量調整回路２０（図７）が組み込まれている。そして、本発明（請求項２〜７）が適用された複合弁１０が、油量調整回路２０の主要部品として用いられており、本発明（請求項１）が適用された第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４が、複合弁１０の構成部分として用いられている。
【００２５】
複合弁１０は、図１〜図４に示すように、本体部２６と、本体部２６に組み込まれた第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４と、第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４の背方に配設された第１リリーフ弁２８および第２リリーフ弁３０とによって構成されている。
【００２６】
本体部２６は、加圧側油路３６ａ，復帰側油路３６ｂ，吸排油路３６ｃ，排出油路３６ｄおよび吸入油路３６ｅを有する略四角形の板状部材であり、加圧側油路３６ａと吸排油路３６ｃとが排出油路３６ｄを介して連通されており、復帰側油路３６ｂと吸排油路３６ｃとが吸入油路３６ｅを介して連通されている。より詳述すると、吸排油路３６ｃは、本体部２６を厚み方向へ貫通して形成されており、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂは、吸排油路３６ｃを挟む位置において、本体部２６を厚み方向へ貫通して形成されている。また、排出油路３６ｄは、加圧側油路３６ａと吸排油路３６ｃとを連通するように、これらに対して垂直に形成されており、吸入油路３６ｅは、復帰側油路３６ｂと吸排油路３６ｃとを連通するように、これらに対して垂直に形成されている。
【００２７】
そして、加圧側油路３６ａの一端には、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに形成された加圧ポートａに連通されるポートＡ１が形成されており、加圧側油路３６ａの他端には、２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａに連通されるポートＡ２がポートＡ１と対向して形成されている。また、復帰側油路３６ｂの一端には、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに形成された復帰ポートｂに連通されるポートＢ１が形成されており、復帰側油路３６ｂの他端には、２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂに連通されるポートＢ２がポートＢ１と対向して形成されている。さらに、吸排油路３６ｃの一端には、圧油タンク１８に連通されるポートＴが形成されており、吸排油路３６ｃの他端には、２方向型油圧ポンプ１４のドレンポート１４ｃに連通されるポートＤｒがポートＴと対向して形成されている。したがって、加圧側油路３６ａ，復帰側油路３６ｂおよび吸排油路３６ｃは、本体部２６を厚み方向へほぼ真直ぐに貫通することになり、圧油の流通抵抗が極めて小さく抑えられている。
【００２８】
また、本体部２６の内部において、加圧側油路３６ａを挟んで排出油路３６ｄと対向する位置には、第１ロジック弁２２を構成する第１ロジック弁室３８が形成されており、復帰側油路３６ｂを挟んで吸入油路３６ｅと対向する位置には、第２ロジック弁２４を構成する第２ロジック弁室４０が形成されている。
【００２９】
そして、第１ロジック弁室３８の背方には、第１リリーフ弁２８を構成する第１リリーフ弁室４２が形成されており、第２ロジック弁室４０の背方には、第２リリーフ弁３０を構成する第２リリーフ弁室４４が形成されている。さらに、本体部２６の隅部には、油圧システム１２（図５）を構成する他の構成部品と複合弁１０とを接続するためのボルト（図示省略）を通す接続孔４６（図１（Ａ））が形成されている。
【００３０】
第１ロジック弁２２は、第１ロジック弁室３８内に摺動自在に配置された第１ポペット４８と、第１ポペット４８の内部に配置された第１ピストンロッド５０と、第１ロジック弁室３８の内部における第１ポペット４８の背方に確保された第１油室５２と、第１ポペット４８を閉方向へ押圧するコイルバネ５４とによって構成されている。
【００３１】
第１ポペット４８は、第１ロジック弁室３８の内面に沿う外面を有する中空円筒部材であり、第１ポペット４８の先端外周部は、排出油路３６ｄの内周縁（すなわち弁座）に当接し得るようにテーパー状に形成されている。そして、この先端外周部には、排出油路３６ｄと第１ポペット４８の内部空間Ｓとを連通する通油路５６が形成されており、先端中央部には、第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂが挿通される貫通孔５８が形成されている。さらに、第１ポペット４８の後端開口部には、中央部に貫通孔６０ａを有する蓋体６０が固着されている。したがって、第１油室５２に圧油を充填すると、蓋体６０すなわち第１ポペット４８の背面に第１油室５２の内圧が作用することになる。
【００３２】
第１ピストンロッド５０は、第１ポペット４８の内部を摺動する第１ピストン部５０ａと、第１ピストン部５０ａから延びる第１ロッド部５０ｂとを有しており、第１ピストン部５０ａの外周面には、シールリング６２が装着されている。そして、第１ロッド部５０ｂが第１ポペット４８の先端中央部に形成された貫通孔５８から外部へ突出されており、第１ポペット４８の内部における第１ロッド部５０ｂの周囲には、第１ピストンロッド５０を第１油室５２の内圧に抗して押し戻すためのコイルバネ６４が配置されている。
【００３３】
第１油室５２は、第１ポペット４８の背面に内圧を作用させ得るように構成されており、第１油室５２の底部には、第１油室５２と第１リリーフ弁室４２とを連通する通油路６６が形成されており、第１油室５２の側部には、第１油室５２と２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａとを連通する第１パイロット油路６８が形成されている。そして、通油路６６および第１パイロット油路６８には、それらの孔径を調整するためのオリフィス７０ａおよび７０ｂが装着されている。
【００３４】
第１リリーフ弁２８は、第１リリーフ弁室４２内において通油路６６を開閉する第１ポペット７２と、第１ポペット７２を閉方向へ押圧するコイルバネ７４と、コイルバネ７４の押圧力を調整する押圧力調整ボルト７６とによって構成されており、第１リリーフ弁室４２の側部には、第１リリーフ弁室４２と吸排油路３６ｃとを連通する油路７８が形成されている。
【００３５】
第１リリーフ弁２８は、加圧側油路３６ａの内圧が異常上昇した際に、第１油室５２の内圧を逃がすことによって第１ロジック弁２２を開操作し、加圧側油路３６ａの圧力を圧油タンク１８へ逃がす機能を有している。この機能を有効に発揮させるために、通油路６６に装着されたオリフィス７０ａの孔径は、第１パイロット油路６８に装着されたオリフィス７０ｂの孔径よりも大きく設定されている。なお、第１リリーフ弁２８の機能については後述する。
【００３６】
第２ロジック弁２４は、吸入油路３６ｅを開閉し得るように本体部２６の内部において第１ロジック弁２２に対向して配設されており、第２ロジック弁２４の具体的構成は、第１ロジック弁２２と同様である。すなわち、第２ロジック弁２４は、第２ロジック弁室４０内に摺動自在に配置された第２ポペット８０と、第２ポペット８０の内部に配置された第２ピストンロッド８２と、第２ロジック弁室４０の内部における第２ポペット８０の背方に確保された第２油室８４と、第２ポペット８０を閉方向へ押圧するコイルバネ８６とによって構成されている。そして、第２油室８４の底部には、第２油室８４と第２リリーフ弁室４４とを連通する通油路８８が形成されており、第２油室８４の側部には、第２油室８４と２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂとを連通する第２パイロット油路９０が形成されており、通油路８８および第２パイロット油路９０には、それらの孔径を調整するためのオリフィス９２ａおよび９２ｂが装着されている。
【００３７】
上述した第１ロジック弁２２と第２ロジック弁２４とは、第１ピストンロッド５０および第２ピストンロッド８２によって互いに開操作し得るように構成されており、第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４を閉じた状態において、第１ロッド部５０ｂと第２ロッド部８２ｂとの間には、相互の干渉を防止するために隙間が確保されている（図１（Ｂ），図２）。
【００３８】
第２リリーフ弁３０は、復帰側油路３６ｂの圧力を圧油タンク１８へ逃がす機能を有するものであり、第２リリーフ弁３０の具体的構成は、第１リリーフ弁２８と同様である。すなわち、第２リリーフ弁３０は、第２リリーフ弁室４４内において通油路８８を開閉する第２ポペット９４と、第２ポペット９４を閉方向へ押圧するコイルバネ９６と、コイルバネ９６の押圧力を調整する押圧力調整ボルト９８とによって構成されており、第２リリーフ弁室４４の側部には、第２リリーフ弁室４４と吸排油路３６ｃとを連通する油路１００が形成されている。
【００３９】
複合弁１０を用いて油圧システム１２（図５〜図７）を構成する際には、図６および図７に示すように、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに形成された加圧ポートａが加圧側油路３６ａのポートＡ１に連通され、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに形成された復帰ポートｂが復帰側油路３６ｂのポートＢ１に連通される。また、２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａが加圧側油路３６ａのポートＡ１および第１パイロット油路６８のポートＰＰＡに連通され、２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂが復帰側油路３６ｂのポートＢ２および第２パイロット油路９０のポートＰＰＢに連通される。さらに、２方向型油圧ポンプ１４のドレンポート３４ｃが吸排油路３６ｃのポートＤｒに連通され、圧油タンク１８が吸排油路３６ｃのポートＴに連通される。
【００４０】
油圧システム１２において、油圧シリンダ１６を加圧操作する際には、図８に示すように、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油が加圧側油路３６ａを通して油圧シリンダ１６の加圧室３２ａへ供給され、一方、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂから排出された圧油が復帰側油路３６ｂを通して２方向型油圧ポンプ１４へ戻される。このとき、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油は、第１パイロット油路６８を通して第１油室５２にも供給され、第１油室５２の内圧が高められる。したがって、第１ロジック弁２２においては、第１油室５２の内圧によって第１ポペット４８および第１ピストンロッド５０が押圧され、第１ポペット４８によって排出油路３６ｄが閉じられるとともに、第１ピストンロッド５０によって第２ロジック弁２４が開操作される。つまり、第１ピストンロッド５０によって第２ロジック弁２４の第２ピストンロッド８２が押圧され、それに伴って第２ポペット８０が開方向へ移動される。第２ロジック弁２４が開操作されると、吸入油路３６ｅが開かれるので、圧油タンク１８からの圧油が吸排油路３６ｃおよび吸入油路３６ｅを通して復帰側油路３６ｂに供給され、閉回路内における圧油の不足分が補充される。
【００４１】
油圧シリンダ１６を加圧操作している最中に、加圧側油路３６ａの内圧が異常上昇すると、図９に示すように、第１ロジック弁２２が開操作されることによって加圧側油路３６ａの内圧が２方向型油圧ポンプ１４の吸入側へ逃がされる。つまり、加圧側油路３６ａの内圧が異常上昇した際には、第１油室５２の内圧も異常上昇するため、第１リリーフ弁２８が開操作されて通油路６６が開かれる。すると、通油路６６に装着されたオリフィス７０ａの孔径が第１パイロット油路６８に装着されたオリフィス７０ｂの孔径よりも大きいことから、通油路６６から排出される圧油の量が第１パイロット油路６８から取り込まれる圧油の量より大きくなり、第１油室５２の内圧が急激に低下する。したがって、第１油室５２の内圧（低圧）と加圧側油路３６ａの内圧（高圧）との間に圧力差が生じ、この圧力差によって第１ポペット４８が開方向へ移動され、排出油路３６ｄが開かれて加圧側油路３６ａの内圧が逃がされる。これにより、加圧側油路３６ａの内圧は瞬時に平常圧に戻されることとなり、油圧システム１２の回路全体が保護される。
【００４２】
油圧シリンダ１６を復帰操作する際には、２方向型油圧ポンプ１４が逆回転され、図１０に示すように、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油が復帰側油路３６ｂを通して油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂへ供給され、一方、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａから排出された圧油が加圧側油路３６ａを通して２方向型油圧ポンプ１４へ戻される。このとき、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油は、第２パイロット油路９０を通して第２油室８４にも供給され、第２油室８４の内圧が高められる。したがって、第２ロジック弁２４においては、第２油室８４の内圧によって第２ポペット８０および第２ピストンロッド８２が押圧され、第２ポペット８０によって吸入油路３６ｅが閉じられるとともに、第２ピストンロッド８２によって第１ロジック弁２２が開操作される。つまり、第２ピストンロッド８２によって第１ロジック弁２２の第１ピストンロッド５０が押圧され、それに伴って第１ポペット４８が開方向へ移動される。第１ロジック弁２２が開操作されると、排出油路３６ｄが開かれるので、閉回路内の圧油の過剰分が排出油路３６ｄおよび吸排油路３６ｃを通して圧油タンク１８へ排出される。
【００４３】
油圧シリンダ１６を復帰操作している最中に、復帰側油路３６ｂの内圧が異常上昇すると、図１１に示すように、第２ロジック弁２４が開操作されることによって復帰側油路３６ｂの内圧が圧油タンク１８または２方向型油圧ポンプ１４の吸入側へ逃がされる。つまり、復帰側油路３６ｂの内圧が異常上昇した際には、第２油室８４の内圧も異常上昇するため、第２リリーフ弁３０が開操作されて通油路８８が開かれる。すると、通油路８８に装着されたオリフィス９２ａの孔径が第２パイロット油路９０に装着されたオリフィス９２ｂの孔径よりも大きいことから、通油路８８から排出される圧油の量が第２パイロット油路９０から取り込まれる圧油の量より大きくなり、第２油室８４の内圧が急激に低下する。したがって、第２油室８４の内圧（低圧）と復帰側油路３６ｂの内圧（高圧）との間に圧力差が生じ、この圧力差によって第２ポペット８０が開方向へ移動され、吸入油路３６ｅが開かれて復帰側油路３６ｂの内圧が逃がされる。これにより、復帰側油路３６ｂの内圧は瞬時に平常圧に戻されることとなり、油圧システム１２の回路全体が保護される。
【００４４】
なお、上述の実施例では、第１ロジック弁２２、第２ロジック弁２４、第１リリーフ弁２８および第２リリーフ弁３０を本体部２６に一体的に組み込んでいるが、図１２に示すように、第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４を本体部２６に組み込み、第１リリーフ弁２８および第２リリーフ弁３０は既存の部品を用いて独立に構成してもよい。
【００４５】
また、上述の実施例では、第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂと第２ピストンロッド８２の第２ロッド部８２ｂとを突き合わせるようにしているが、図１３に示すように、第１ロッド部５０ｂを第２ポペット８０に当接させるとともに、第２ロッド部８２ｂを第１ポペット４８に当接させるようにしてもよい。
【００４６】
また、本発明の「複合弁」は、油圧システム１２の油量調整回路２０（図７）以外の用途に適用してもよい。その場合、対向する２つの弁の一方は、図１４に示すような通常型のロジック弁１０２であってもよいし、図１５に示すようなロジック弁とは異なる弁１０４であってもよい。これらの場合でも、ピストンロッド１０６を備えるロジック弁１０８によって対向する弁１０２または１０４を開操作することができるので、開操作の機構を別途設ける場合に比べて、油圧システムの全体を小型化することができる。
【００４７】
さらに、本発明の「ロジック弁」は、複合弁以外の用途に適用してもよい。つまり、本発明の「ロジック弁」は、他のシステム要素を操作するピストンロッドを備える点に特徴があり、この点に着目すれば、ピストンロッドで弁以外のシステム要素（感圧スイッチ等）を操作することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】複合弁の具体的構成を示す平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）
【図２】複合弁の構造を簡明に示した簡略図
【図３】ポペットと加圧側油路との位置関係を示す断面図
【図４】複合弁の機構を記号で示した回路図
【図５】複合弁が用いられた油圧システムを示す平面図（Ａ）および正面図（Ｂ）
【図６】油圧システムの構造を簡明に示した簡略図
【図７】油圧システムの機構を記号で示した回路図
【図８】加圧操作時における油圧システムの動作を示す図
【図９】加圧操作時における圧力開放動作を示す図
【図１０】復帰操作時における油圧システムの動作を示す図
【図１１】復帰操作時における圧力開放動作を示す図
【図１２】リリーフ弁を独立させた複合弁を示す簡略図
【図１３】ロッド部をポペットに当接させるようにした複合弁を示す簡略図
【図１４】対向する弁の一方に通常型のロジック弁を用いた複合弁を示す簡略図
【図１５】対向する弁の一方にロジック弁以外の弁を用いた複合弁を示す簡略図
【符号の説明】
【００４９】
１０… 複合弁
１２… 油圧システム
１４… ２方向型油圧ポンプ
１６… 油圧シリンダ
１８… 圧油タンク
２０… 油量調整回路
２２… 第１ロジック弁
２４… 第２ロジック弁
２６… 本体部
２８… 第１リリーフ弁
３０… 第２リリーフ弁
３６ａ… 加圧側油路
３６ｂ… 復帰側油路
３６ｃ… 吸排油路
３６ｄ… 排出油路
３６ｅ… 吸入油路
３８… 第１ロジック弁室
４０… 第２ロジック弁室
４２… 第１リリーフ弁室
４４… 第２リリーフ弁室
４８… 第１ポペット
５０… 第１ピストンロッド
５０ａ… 第１ピストン部
５０ｂ… 第１ロッド部
５２… 第１油室
６８… 第１パイロット油路
８０… 第２ポペット
８２… 第２ピストンロッド
８４… 第２油室
９０… 第２パイロット油路
１０２… 通常型のロジック弁
１０４… ロジック弁とは異なる弁
１０６… ピストンロッド
１０８… ロジック弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉回路内の圧油の過不足を調整する油量調整回路を構成するロジック弁および複合弁ならびに油量調整回路を備える油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダを構成するシリンダの内部は、ピストンロッドによって加圧室と復帰室とに分けられており、ピストンロッドのロッド部が収容された復帰室の容量は加圧室の容量よりも小さいのが通常である。そのため、２方向型油圧ポンプを用いて油圧シリンダを操作する閉回路の油圧システムでは、加圧操作時に加圧室に供給される圧油の量が復帰操作時に復帰室に供給される圧油の量より多くなり、閉回路内において圧油の過不足が生じるという問題があった。つまり、加圧操作時には、復帰室からポンプへ戻される圧油が不足し、復帰操作時には、加圧室からポンプへ戻される圧油が過剰となるため、ポンプの吸入側と吐出側との間に圧力差が生じ、この圧力差によってポンプが破損されるのみならず、油圧回路が成り立たなくなるおそれがあった。
【０００３】
そこで、従来では、シャトル弁、パイロットチェック弁、チェック弁およびリリーフ弁等の既存の部品を組み合わせることによって、圧油の過不足を調整する油量調整回路（液量補償回路）を閉回路内に構成していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１３９００３号公報（公報の図１４〜図１７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来（特許文献１）では、既存の部品を組み合わせることによって油量調整回路（液量補償回路）を構成していたので、部品どうしを配管または回路構成板（マニホールド）で接続しなければならず、多大な工数と設置スペースとを要していた。また、シャトル弁、パイロットチェック弁、チェック弁およびリリーフ弁等は、必要油量が多くなればなるほど大きくなるため、油圧システムの小型化の要請に応えることができなかった。
【０００５】
それゆえに、本発明の主たる目的は、油量調整回路の組立工数を削減できるとともに小型化の要請に応えることができる、ロジック弁、複合弁および油圧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載した発明は、「油路３６ｄ，３６ｅを開閉するポペット４８，８０と、ポペット４８，８０の背面に内圧を作用させ得るように構成された油室５２，８４とを有するロジック弁２２，２４において、ポペット４８，８０の内部には、油室５２，８４の内圧を受けるピストンロッド５０，８２が配置されており、ピストンロッド５０，８２を構成するロッド部５０ｂ，８２ｂがポペット４８，８０の先端部から外部へ突出されていることを特徴とする、ロジック弁２２，２４」である。
【０００７】
本発明において、油室５２，８４の内圧が上昇すると、ポペット４８，８０の内部に配置されたピストンロッド５０，８２が押圧され、そのロッド部５０ｂ，８２ｂがポペット４８，８０の先端部から押し出される。したがって、ロッド部５０ｂ，８２ｂの先方に他の弁２４，２２のポペット８０，４８が配置されていると、ロッド部５０ｂ，８２ｂによって他の弁２４，２２のポペット８０，４８を開方向へ押圧することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、「油路３６ｄを開閉する第１ポペット４８と第１ポペット４８の背面に内圧を作用させ得るように構成された第１油室５２とを有する第１弁２２と、油路３６ｅを開閉する第２ポペット８０を有し、第１弁２２に対向して配置された第２弁２４とを備える複合弁１０であって、第１ポペット４８の内部には、第１油室５２の内圧を受ける第１ピストンロッド５０が配置されており、第１ピストンロッド５０を構成する第１ロッド部５０ｂによって第２ポペット８０が開方向へ押圧される、複合弁１０」である。
【０００９】
本発明において、第１弁２２における第１油室５２の内圧が上昇すると、第１ポペット４８の内部に配置された第１ピストンロッド５０が押圧され、第１ポペット４８の先端部から第１ロッド部５０ｂが押し出される。そして、第１ロッド部５０ｂで第２ポペット８０が直接的または間接的に押圧されることによって第２弁２４が開操作される。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した「複合弁１０」において、「第２弁２４は、第２ポペット８０の背面に内圧を作用させ得るように構成された第２油室８４を有しており、第２ポペット８０の内部には、第２油室８４の内圧を受ける第２ピストンロッド８２が配置されており、第２ピストンロッド８２を構成する第２ロッド部８２ｂによって第１ポペット４８が開方向へ押圧される」ことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、第１弁２２を構成する第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂによって第２弁２４が開操作され、また、第２弁２４を構成する第２ピストンロッド８２の第２ロッド部８２ｂによって第１弁２２が開操作される。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、請求項２または３に記載した「複合弁１０」において、「一端が油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに連通され、他端が２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａに連通される加圧側油路３６ａと、一端が油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに連通され、他端が２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂに連通される復帰側油路３６ｂと、圧油タンク１８に連通される吸排油路３６ｃと、加圧側油路３６ａと吸排油路３６ｃとを連通する排出油路３６ｄと、復帰側油路３６ｂと吸排油路３６ｃとを連通する吸入油路３６ｅとを有する本体部２６を備えており、本体部２６の内部に第１弁２２および第２弁２４が組み込まれており、排出油路３６ｄが第１ポペット４８によって開閉され、吸入油路３６ｅが第２ポペット８０によって開閉される」ことを特徴とする。
【００１３】
本発明において、第２弁２４が開操作されると、吸入油路３６ｅが開かれ、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂから２方向型油圧ポンプ１４へ戻される圧油の不足分が圧油タンク１８から吸排油路３６ｃおよび吸入油路３６ｅを通して２方向型油圧ポンプ１４の吸入側に補充される。一方、第１弁２２が開操作されると、排出油路３６ｄが開かれ、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａから２方向型油圧ポンプ１４へ戻される圧油の過剰分が排出油路３６ｄおよび吸排油路３６ｃを通して圧油タンク１８へ排出される。
【００１４】
請求項５に記載した発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載した「複合弁１０」において、「本体部２６は、第１弁２２の第１油室５２と２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａとを連通する第１パイロット油路６８と、第２弁２４の第２油室８４と２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂとを連通する第２パイロット油路９０とを有する」ことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、油圧シリンダ１６を加圧操作する際には、２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａから吐出された圧油が、加圧側油路３６ａを通して油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに供給されるとともに第１パイロット油路６８を通して第１弁２２の第１油室５２に供給され、第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂで第２弁２４が開操作されることによって圧油の不足分が圧油タンク１８から補充される。一方、油圧シリンダ１６を復帰操作する際には、２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂから吐出された圧油が、復帰側油路３６ｂを通して油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに供給されるとともに第２パイロット油路９０を通して第２弁２４の第２油室８４に供給され、第２ピストンロッド８２の第２ロッド部８２ｂで第１弁２２が開操作されることによって圧油の過剰分が圧油タンク１８へ排出される。
【００１６】
請求項６に記載した発明は、請求項４または５に記載した「複合弁１０」において、「第１油室５２および／または第２油室８４には、内圧を逃がすためのリリーフ弁２８，３０が設けられている」ことを特徴とする。
【００１７】
本発明において、油室５２，８４の内圧をリリーフ弁２８，３０から逃がすと、ポペット４８，８０の背面に作用する圧力が先端面に作用する圧力よりも小さくなり、この圧力差でポペット４８，８０が開方向へ移動されることによって排出油路３６ｄまたは吸入油路３６ｅが開かれる。これにより、加圧側油路３６ａまたは復帰側油路３６ｂの内圧が圧油タンク１８へ逃がされ、閉回路の内圧の異常上昇が抑止される。
【００１８】
請求項７に記載した発明は、請求項２ないし６のいずれかに記載した「複合弁１０」において、「本体部２６は板状に形成されており、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂは、本体部２６を厚み方向へ貫通して形成されており、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂの両端に形成されたポートＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は互いに対向している」ことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、加圧側油路３６ａのポートＡ１，Ａ２が互いに対向しており、また、復帰側油路３６ｂのポートＢ１，Ｂ２が互いに対向しているので、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂをほぼ真直ぐに構成することができる。したがって、圧油の流通抵抗が極めて小さくなり、大量の圧油を必要とする大型の油圧システム１２に適する。
【００２０】
請求項８に記載した発明は、「油圧シリンダ１６と、油圧シリンダ１６へ圧油を供給する２方向型油圧ポンプ１４と、圧油の不足分を圧油タンク１８から補充するとともに、圧油の過剰分を圧油タンク１８へ排出する油量調整回路２０とを備える閉回路の油圧システム１２であって、油量調整回路２０は、圧油タンク１８から補充される圧油を通す吸入油路３６ｅと、圧油タンク１８へ排出される圧油を通す排出油路３６ｄと、排出油路３６ｄを開閉する第１ポペット４８を有する第１弁２２と、吸入油路３６ｅを開閉する第２ポペット８０を有する第２弁２４とを備えており、第１ポペット４８の内部には、第２弁を開操作する第１ピストンロッド５０が配置されており、第２ポペット８０の内部には、第１弁２２を開操作する第２ピストンロッド８２が配置されている、油圧システム１２」である。
【００２１】
本発明では、第１弁２２を構成する第１ピストンロッド５０で第２弁２４が開操作されることによって、吸入油路３６ｅが開かれる。また、第２弁２４を構成する第２ピストンロッド８２で第１弁２２が開操作されることによって、排出油路３６ｄが開かれる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜８に記載した発明によれば、ポペットの先端部から外部へ突出したロッド部によって他の弁を開操作することができるので、他の弁を開操作するための機構を別途設ける必要はない。したがって、これらの発明を油量調整回路に適用した場合には、組立工数を削減できるととともに、小型化の要請に応えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明（請求項２〜７）が適用された複合弁１０の具体的構成を示す平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）であり、図２は、複合弁１０の構造を簡明に示した簡略図であり、図３は、ポペット４８と加圧側油路３６ａとの位置関係を示す断面図であり、図４は、複合弁１０の機構を記号で示した回路図である。また、図５は、本発明（請求項８）が適用された油圧システム１２を示す平面図（Ａ）および正面図（Ｂ）であり、図６は、油圧システム１２の構造を簡明に示した簡略図であり、図７は、油圧システム１２の機構を記号で示した回路図である。
【００２４】
ここで、油圧システム１２（図５〜図７）は、２方向型油圧ポンプ１４から供給される圧油で油圧シリンダ１６を駆動する閉回路システムであり、油圧システム１２には、閉回路内の圧油の不足分を圧油タンク１８から補充するとともに、圧油の過剰分を圧油タンク１８へ排出する油量調整回路２０（図７）が組み込まれている。そして、本発明（請求項２〜７）が適用された複合弁１０が、油量調整回路２０の主要部品として用いられており、本発明（請求項１）が適用された第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４が、複合弁１０の構成部分として用いられている。
【００２５】
複合弁１０は、図１〜図４に示すように、本体部２６と、本体部２６に組み込まれた第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４と、第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４の背方に配設された第１リリーフ弁２８および第２リリーフ弁３０とによって構成されている。
【００２６】
本体部２６は、加圧側油路３６ａ，復帰側油路３６ｂ，吸排油路３６ｃ，排出油路３６ｄおよび吸入油路３６ｅを有する略四角形の板状部材であり、加圧側油路３６ａと吸排油路３６ｃとが排出油路３６ｄを介して連通されており、復帰側油路３６ｂと吸排油路３６ｃとが吸入油路３６ｅを介して連通されている。より詳述すると、吸排油路３６ｃは、本体部２６を厚み方向へ貫通して形成されており、加圧側油路３６ａおよび復帰側油路３６ｂは、吸排油路３６ｃを挟む位置において、本体部２６を厚み方向へ貫通して形成されている。また、排出油路３６ｄは、加圧側油路３６ａと吸排油路３６ｃとを連通するように、これらに対して垂直に形成されており、吸入油路３６ｅは、復帰側油路３６ｂと吸排油路３６ｃとを連通するように、これらに対して垂直に形成されている。
【００２７】
そして、加圧側油路３６ａの一端には、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに形成された加圧ポートａに連通されるポートＡ１が形成されており、加圧側油路３６ａの他端には、２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａに連通されるポートＡ２がポートＡ１と対向して形成されている。また、復帰側油路３６ｂの一端には、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに形成された復帰ポートｂに連通されるポートＢ１が形成されており、復帰側油路３６ｂの他端には、２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂに連通されるポートＢ２がポートＢ１と対向して形成されている。さらに、吸排油路３６ｃの一端には、圧油タンク１８に連通されるポートＴが形成されており、吸排油路３６ｃの他端には、２方向型油圧ポンプ１４のドレンポート１４ｃに連通されるポートＤｒがポートＴと対向して形成されている。したがって、加圧側油路３６ａ，復帰側油路３６ｂおよび吸排油路３６ｃは、本体部２６を厚み方向へほぼ真直ぐに貫通することになり、圧油の流通抵抗が極めて小さく抑えられている。
【００２８】
また、本体部２６の内部において、加圧側油路３６ａを挟んで排出油路３６ｄと対向する位置には、第１ロジック弁２２を構成する第１ロジック弁室３８が形成されており、復帰側油路３６ｂを挟んで吸入油路３６ｅと対向する位置には、第２ロジック弁２４を構成する第２ロジック弁室４０が形成されている。
【００２９】
そして、第１ロジック弁室３８の背方には、第１リリーフ弁２８を構成する第１リリーフ弁室４２が形成されており、第２ロジック弁室４０の背方には、第２リリーフ弁３０を構成する第２リリーフ弁室４４が形成されている。さらに、本体部２６の隅部には、油圧システム１２（図５）を構成する他の構成部品と複合弁１０とを接続するためのボルト（図示省略）を通す接続孔４６（図１（Ａ））が形成されている。
【００３０】
第１ロジック弁２２は、第１ロジック弁室３８内に摺動自在に配置された第１ポペット４８と、第１ポペット４８の内部に配置された第１ピストンロッド５０と、第１ロジック弁室３８の内部における第１ポペット４８の背方に確保された第１油室５２と、第１ポペット４８を閉方向へ押圧するコイルバネ５４とによって構成されている。
【００３１】
第１ポペット４８は、第１ロジック弁室３８の内面に沿う外面を有する中空円筒部材であり、第１ポペット４８の先端外周部は、排出油路３６ｄの内周縁（すなわち弁座）に当接し得るようにテーパー状に形成されている。そして、この先端外周部には、排出油路３６ｄと第１ポペット４８の内部空間Ｓとを連通する通油路５６が形成されており、先端中央部には、第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂが挿通される貫通孔５８が形成されている。さらに、第１ポペット４８の後端開口部には、中央部に貫通孔６０ａを有する蓋体６０が固着されている。したがって、第１油室５２に圧油を充填すると、蓋体６０すなわち第１ポペット４８の背面に第１油室５２の内圧が作用することになる。
【００３２】
第１ピストンロッド５０は、第１ポペット４８の内部を摺動する第１ピストン部５０ａと、第１ピストン部５０ａから延びる第１ロッド部５０ｂとを有しており、第１ピストン部５０ａの外周面には、シールリング６２が装着されている。そして、第１ロッド部５０ｂが第１ポペット４８の先端中央部に形成された貫通孔５８から外部へ突出されており、第１ポペット４８の内部における第１ロッド部５０ｂの周囲には、第１ピストンロッド５０を第１油室５２の内圧に抗して押し戻すためのコイルバネ６４が配置されている。
【００３３】
第１油室５２は、第１ポペット４８の背面に内圧を作用させ得るように構成されており、第１油室５２の底部には、第１油室５２と第１リリーフ弁室４２とを連通する通油路６６が形成されており、第１油室５２の側部には、第１油室５２と２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａとを連通する第１パイロット油路６８が形成されている。そして、通油路６６および第１パイロット油路６８には、それらの孔径を調整するためのオリフィス７０ａおよび７０ｂが装着されている。
【００３４】
第１リリーフ弁２８は、第１リリーフ弁室４２内において通油路６６を開閉する第１ポペット７２と、第１ポペット７２を閉方向へ押圧するコイルバネ７４と、コイルバネ７４の押圧力を調整する押圧力調整ボルト７６とによって構成されており、第１リリーフ弁室４２の側部には、第１リリーフ弁室４２と吸排油路３６ｃとを連通する油路７８が形成されている。
【００３５】
第１リリーフ弁２８は、加圧側油路３６ａの内圧が異常上昇した際に、第１油室５２の内圧を逃がすことによって第１ロジック弁２２を開操作し、加圧側油路３６ａの圧力を圧油タンク１８へ逃がす機能を有している。この機能を有効に発揮させるために、通油路６６に装着されたオリフィス７０ａの孔径は、第１パイロット油路６８に装着されたオリフィス７０ｂの孔径よりも大きく設定されている。なお、第１リリーフ弁２８の機能については後述する。
【００３６】
第２ロジック弁２４は、吸入油路３６ｅを開閉し得るように本体部２６の内部において第１ロジック弁２２に対向して配設されており、第２ロジック弁２４の具体的構成は、第１ロジック弁２２と同様である。すなわち、第２ロジック弁２４は、第２ロジック弁室４０内に摺動自在に配置された第２ポペット８０と、第２ポペット８０の内部に配置された第２ピストンロッド８２と、第２ロジック弁室４０の内部における第２ポペット８０の背方に確保された第２油室８４と、第２ポペット８０を閉方向へ押圧するコイルバネ８６とによって構成されている。そして、第２油室８４の底部には、第２油室８４と第２リリーフ弁室４４とを連通する通油路８８が形成されており、第２油室８４の側部には、第２油室８４と２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂとを連通する第２パイロット油路９０が形成されており、通油路８８および第２パイロット油路９０には、それらの孔径を調整するためのオリフィス９２ａおよび９２ｂが装着されている。
【００３７】
上述した第１ロジック弁２２と第２ロジック弁２４とは、第１ピストンロッド５０および第２ピストンロッド８２によって互いに開操作し得るように構成されており、第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４を閉じた状態において、第１ロッド部５０ｂと第２ロッド部８２ｂとの間には、相互の干渉を防止するために隙間が確保されている（図１（Ｂ），図２）。
【００３８】
第２リリーフ弁３０は、復帰側油路３６ｂの圧力を圧油タンク１８へ逃がす機能を有するものであり、第２リリーフ弁３０の具体的構成は、第１リリーフ弁２８と同様である。すなわち、第２リリーフ弁３０は、第２リリーフ弁室４４内において通油路８８を開閉する第２ポペット９４と、第２ポペット９４を閉方向へ押圧するコイルバネ９６と、コイルバネ９６の押圧力を調整する押圧力調整ボルト９８とによって構成されており、第２リリーフ弁室４４の側部には、第２リリーフ弁室４４と吸排油路３６ｃとを連通する油路１００が形成されている。
【００３９】
複合弁１０を用いて油圧システム１２（図５〜図７）を構成する際には、図６および図７に示すように、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａに形成された加圧ポートａが加圧側油路３６ａのポートＡ１に連通され、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂに形成された復帰ポートｂが復帰側油路３６ｂのポートＢ１に連通される。また、２方向型油圧ポンプ１４の一方のポート３４ａが加圧側油路３６ａのポートＡ１および第１パイロット油路６８のポートＰＰＡに連通され、２方向型油圧ポンプ１４の他方のポート３４ｂが復帰側油路３６ｂのポートＢ２および第２パイロット油路９０のポートＰＰＢに連通される。さらに、２方向型油圧ポンプ１４のドレンポート３４ｃが吸排油路３６ｃのポートＤｒに連通され、圧油タンク１８が吸排油路３６ｃのポートＴに連通される。
【００４０】
油圧システム１２において、油圧シリンダ１６を加圧操作する際には、図８に示すように、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油が加圧側油路３６ａを通して油圧シリンダ１６の加圧室３２ａへ供給され、一方、油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂから排出された圧油が復帰側油路３６ｂを通して２方向型油圧ポンプ１４へ戻される。このとき、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油は、第１パイロット油路６８を通して第１油室５２にも供給され、第１油室５２の内圧が高められる。したがって、第１ロジック弁２２においては、第１油室５２の内圧によって第１ポペット４８および第１ピストンロッド５０が押圧され、第１ポペット４８によって排出油路３６ｄが閉じられるとともに、第１ピストンロッド５０によって第２ロジック弁２４が開操作される。つまり、第１ピストンロッド５０によって第２ロジック弁２４の第２ピストンロッド８２が押圧され、それに伴って第２ポペット８０が開方向へ移動される。第２ロジック弁２４が開操作されると、吸入油路３６ｅが開かれるので、圧油タンク１８からの圧油が吸排油路３６ｃおよび吸入油路３６ｅを通して復帰側油路３６ｂに供給され、閉回路内における圧油の不足分が補充される。
【００４１】
油圧シリンダ１６を加圧操作している最中に、加圧側油路３６ａの内圧が異常上昇すると、図９に示すように、第１ロジック弁２２が開操作されることによって加圧側油路３６ａの内圧が２方向型油圧ポンプ１４の吸入側へ逃がされる。つまり、加圧側油路３６ａの内圧が異常上昇した際には、第１油室５２の内圧も異常上昇するため、第１リリーフ弁２８が開操作されて通油路６６が開かれる。すると、通油路６６に装着されたオリフィス７０ａの孔径が第１パイロット油路６８に装着されたオリフィス７０ｂの孔径よりも大きいことから、通油路６６から排出される圧油の量が第１パイロット油路６８から取り込まれる圧油の量より大きくなり、第１油室５２の内圧が急激に低下する。したがって、第１油室５２の内圧（低圧）と加圧側油路３６ａの内圧（高圧）との間に圧力差が生じ、この圧力差によって第１ポペット４８が開方向へ移動され、排出油路３６ｄが開かれて加圧側油路３６ａの内圧が逃がされる。これにより、加圧側油路３６ａの内圧は瞬時に平常圧に戻されることとなり、油圧システム１２の回路全体が保護される。
【００４２】
油圧シリンダ１６を復帰操作する際には、２方向型油圧ポンプ１４が逆回転され、図１０に示すように、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油が復帰側油路３６ｂを通して油圧シリンダ１６の復帰室３２ｂへ供給され、一方、油圧シリンダ１６の加圧室３２ａから排出された圧油が加圧側油路３６ａを通して２方向型油圧ポンプ１４へ戻される。このとき、２方向型油圧ポンプ１４から吐出された圧油は、第２パイロット油路９０を通して第２油室８４にも供給され、第２油室８４の内圧が高められる。したがって、第２ロジック弁２４においては、第２油室８４の内圧によって第２ポペット８０および第２ピストンロッド８２が押圧され、第２ポペット８０によって吸入油路３６ｅが閉じられるとともに、第２ピストンロッド８２によって第１ロジック弁２２が開操作される。つまり、第２ピストンロッド８２によって第１ロジック弁２２の第１ピストンロッド５０が押圧され、それに伴って第１ポペット４８が開方向へ移動される。第１ロジック弁２２が開操作されると、排出油路３６ｄが開かれるので、閉回路内の圧油の過剰分が排出油路３６ｄおよび吸排油路３６ｃを通して圧油タンク１８へ排出される。
【００４３】
油圧シリンダ１６を復帰操作している最中に、復帰側油路３６ｂの内圧が異常上昇すると、図１１に示すように、第２ロジック弁２４が開操作されることによって復帰側油路３６ｂの内圧が圧油タンク１８または２方向型油圧ポンプ１４の吸入側へ逃がされる。つまり、復帰側油路３６ｂの内圧が異常上昇した際には、第２油室８４の内圧も異常上昇するため、第２リリーフ弁３０が開操作されて通油路８８が開かれる。すると、通油路８８に装着されたオリフィス９２ａの孔径が第２パイロット油路９０に装着されたオリフィス９２ｂの孔径よりも大きいことから、通油路８８から排出される圧油の量が第２パイロット油路９０から取り込まれる圧油の量より大きくなり、第２油室８４の内圧が急激に低下する。したがって、第２油室８４の内圧（低圧）と復帰側油路３６ｂの内圧（高圧）との間に圧力差が生じ、この圧力差によって第２ポペット８０が開方向へ移動され、吸入油路３６ｅが開かれて復帰側油路３６ｂの内圧が逃がされる。これにより、復帰側油路３６ｂの内圧は瞬時に平常圧に戻されることとなり、油圧システム１２の回路全体が保護される。
【００４４】
なお、上述の実施例では、第１ロジック弁２２、第２ロジック弁２４、第１リリーフ弁２８および第２リリーフ弁３０を本体部２６に一体的に組み込んでいるが、図１２に示すように、第１ロジック弁２２および第２ロジック弁２４を本体部２６に組み込み、第１リリーフ弁２８および第２リリーフ弁３０は既存の部品を用いて独立に構成してもよい。
【００４５】
また、上述の実施例では、第１ピストンロッド５０の第１ロッド部５０ｂと第２ピストンロッド８２の第２ロッド部８２ｂとを突き合わせるようにしているが、図１３に示すように、第１ロッド部５０ｂを第２ポペット８０に当接させるとともに、第２ロッド部８２ｂを第１ポペット４８に当接させるようにしてもよい。
【００４６】
また、本発明の「複合弁」は、油圧システム１２の油量調整回路２０（図７）以外の用途に適用してもよい。その場合、対向する２つの弁の一方は、図１４に示すような通常型のロジック弁１０２であってもよいし、図１５に示すようなロジック弁とは異なる弁１０４であってもよい。これらの場合でも、ピストンロッド１０６を備えるロジック弁１０８によって対向する弁１０２または１０４を開操作することができるので、開操作の機構を別途設ける場合に比べて、油圧システムの全体を小型化することができる。
【００４７】
さらに、本発明の「ロジック弁」は、複合弁以外の用途に適用してもよい。つまり、本発明の「ロジック弁」は、他のシステム要素を操作するピストンロッドを備える点に特徴があり、この点に着目すれば、ピストンロッドで弁以外のシステム要素（感圧スイッチ等）を操作することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】複合弁の具体的構成を示す平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）
【図２】複合弁の構造を簡明に示した簡略図
【図３】ポペットと加圧側油路との位置関係を示す断面図
【図４】複合弁の機構を記号で示した回路図
【図５】複合弁が用いられた油圧システムを示す平面図（Ａ）および正面図（Ｂ）
【図６】油圧システムの構造を簡明に示した簡略図
【図７】油圧システムの機構を記号で示した回路図
【図８】加圧操作時における油圧システムの動作を示す図
【図９】加圧操作時における圧力開放動作を示す図
【図１０】復帰操作時における油圧システムの動作を示す図
【図１１】復帰操作時における圧力開放動作を示す図
【図１２】リリーフ弁を独立させた複合弁を示す簡略図
【図１３】ロッド部をポペットに当接させるようにした複合弁を示す簡略図
【図１４】対向する弁の一方に通常型のロジック弁を用いた複合弁を示す簡略図
【図１５】対向する弁の一方にロジック弁以外の弁を用いた複合弁を示す簡略図
【符号の説明】
【００４９】
１０… 複合弁
１２… 油圧システム
１４… ２方向型油圧ポンプ
１６… 油圧シリンダ
１８… 圧油タンク
２０… 油量調整回路
２２… 第１ロジック弁
２４… 第２ロジック弁
２６… 本体部
２８… 第１リリーフ弁
３０… 第２リリーフ弁
３６ａ… 加圧側油路
３６ｂ… 復帰側油路
３６ｃ… 吸排油路
３６ｄ… 排出油路
３６ｅ… 吸入油路
３８… 第１ロジック弁室
４０… 第２ロジック弁室
４２… 第１リリーフ弁室
４４… 第２リリーフ弁室
４８… 第１ポペット
５０… 第１ピストンロッド
５０ａ… 第１ピストン部
５０ｂ… 第１ロッド部
５２… 第１油室
６８… 第１パイロット油路
８０… 第２ポペット
８２… 第２ピストンロッド
８４… 第２油室
９０… 第２パイロット油路
１０２… 通常型のロジック弁
１０４… ロジック弁とは異なる弁
１０６… ピストンロッド
１０８… ロジック弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油路を開閉するポペットと、前記ポペットの背面に内圧を作用させ得るように構成された油室とを有するロジック弁において、
前記ポペットの内部には、前記油室の内圧を受けるピストンロッドが配置されており、前記ピストンロッドを構成するロッド部が前記ポペットの先端部から外部へ突出されていることを特徴とする、ロジック弁。
【請求項２】
油路を開閉する第１ポペットと前記第１ポペットの背面に内圧を作用させ得るように構成された第１油室とを有する第１弁と、油路を開閉する第２ポペットを有し、前記第１弁に対向して配置された第２弁とを備える複合弁であって、
前記第１ポペットの内部には、前記第１油室の内圧を受ける第１ピストンロッドが配置されており、前記第１ピストンロッドを構成する第１ロッド部によって前記第２ポペットが開方向へ押圧される、複合弁。
【請求項３】
前記第２弁は、前記第２ポペットの背面に内圧を作用させ得るように構成された第２油室を有しており、前記第２ポペットの内部には、前記第２油室の内圧を受ける第２ピストンロッドが配置されており、前記第２ピストンロッドを構成する第２ロッド部によって前記第１ポペットが開方向へ押圧される、請求項２に記載の複合弁。
【請求項４】
一端が油圧シリンダの加圧室に連通され、他端が２方向型油圧ポンプの一方のポートに連通される加圧側油路と、一端が前記油圧シリンダの復帰室に連通され、他端が前記２方向型油圧ポンプの他方のポートに連通される復帰側油路と、圧油タンクに連通される吸排油路と、前記加圧側油路と前記吸排油路とを連通する排出油路と、前記復帰側油路と前記吸排油路とを連通する吸入油路とを有する本体部を備えており、
前記本体部の内部に前記第１弁および前記第２弁が組み込まれており、前記排出油路が前記第１ポペットによって開閉され、前記吸入油路が前記第２ポペットによって開閉される、請求項２または３に記載の複合弁。
【請求項５】
前記本体部は、前記第１弁の前記第１油室と前記２方向型油圧ポンプの一方のポートとを連通する第１パイロット油路と、前記第２弁の前記第２油室と前記２方向型油圧ポンプの他方のポートとを連通する第２パイロット油路とを有する、請求項２ないし４のいずれかに記載の複合弁。
【請求項６】
前記第１油室および／または前記第２油室には、内圧を逃がすためのリリーフ弁が設けられている、請求項４または５に記載の複合弁。
【請求項７】
前記本体部は板状に形成されており、前記加圧側油路および前記復帰側油路は、前記本体部を厚み方向へ貫通して形成されており、前記加圧側油路および前記復帰側油路の両端に形成されたポートは互いに対向している、請求項２ないし６のいずれかに記載の複合弁。
【請求項８】
油圧シリンダと、前記油圧シリンダへ圧油を供給する２方向型油圧ポンプと、圧油の不足分を圧油タンクから補充するとともに、圧油の過剰分を前記圧油タンクへ排出する油量調整回路とを備える閉回路の油圧システムであって、
前記油量調整回路は、前記圧油タンクから補充される圧油を通す吸入油路と、前記圧油タンクへ排出される圧油を通す排出油路と、前記排出油路を開閉する第１ポペットを有する第１弁と、前記吸入油路を開閉する第２ポペットを有する第２弁とを備えており、前記第１ポペットの内部には、前記第２弁を開操作する第１ピストンロッドが配置されており、前記第２ポペットの内部には、前記第１弁を開操作する第２ピストンロッドが配置されている、油圧システム。
【請求項１】
油路を開閉するポペットと、前記ポペットの背面に内圧を作用させ得るように構成された油室とを有するロジック弁において、
前記ポペットの内部には、前記油室の内圧を受けるピストンロッドが配置されており、前記ピストンロッドを構成するロッド部が前記ポペットの先端部から外部へ突出されていることを特徴とする、ロジック弁。
【請求項２】
油路を開閉する第１ポペットと前記第１ポペットの背面に内圧を作用させ得るように構成された第１油室とを有する第１弁と、油路を開閉する第２ポペットを有し、前記第１弁に対向して配置された第２弁とを備える複合弁であって、
前記第１ポペットの内部には、前記第１油室の内圧を受ける第１ピストンロッドが配置されており、前記第１ピストンロッドを構成する第１ロッド部によって前記第２ポペットが開方向へ押圧される、複合弁。
【請求項３】
前記第２弁は、前記第２ポペットの背面に内圧を作用させ得るように構成された第２油室を有しており、前記第２ポペットの内部には、前記第２油室の内圧を受ける第２ピストンロッドが配置されており、前記第２ピストンロッドを構成する第２ロッド部によって前記第１ポペットが開方向へ押圧される、請求項２に記載の複合弁。
【請求項４】
一端が油圧シリンダの加圧室に連通され、他端が２方向型油圧ポンプの一方のポートに連通される加圧側油路と、一端が前記油圧シリンダの復帰室に連通され、他端が前記２方向型油圧ポンプの他方のポートに連通される復帰側油路と、圧油タンクに連通される吸排油路と、前記加圧側油路と前記吸排油路とを連通する排出油路と、前記復帰側油路と前記吸排油路とを連通する吸入油路とを有する本体部を備えており、
前記本体部の内部に前記第１弁および前記第２弁が組み込まれており、前記排出油路が前記第１ポペットによって開閉され、前記吸入油路が前記第２ポペットによって開閉される、請求項２または３に記載の複合弁。
【請求項５】
前記本体部は、前記第１弁の前記第１油室と前記２方向型油圧ポンプの一方のポートとを連通する第１パイロット油路と、前記第２弁の前記第２油室と前記２方向型油圧ポンプの他方のポートとを連通する第２パイロット油路とを有する、請求項２ないし４のいずれかに記載の複合弁。
【請求項６】
前記第１油室および／または前記第２油室には、内圧を逃がすためのリリーフ弁が設けられている、請求項４または５に記載の複合弁。
【請求項７】
前記本体部は板状に形成されており、前記加圧側油路および前記復帰側油路は、前記本体部を厚み方向へ貫通して形成されており、前記加圧側油路および前記復帰側油路の両端に形成されたポートは互いに対向している、請求項２ないし６のいずれかに記載の複合弁。
【請求項８】
油圧シリンダと、前記油圧シリンダへ圧油を供給する２方向型油圧ポンプと、圧油の不足分を圧油タンクから補充するとともに、圧油の過剰分を前記圧油タンクへ排出する油量調整回路とを備える閉回路の油圧システムであって、
前記油量調整回路は、前記圧油タンクから補充される圧油を通す吸入油路と、前記圧油タンクへ排出される圧油を通す排出油路と、前記排出油路を開閉する第１ポペットを有する第１弁と、前記吸入油路を開閉する第２ポペットを有する第２弁とを備えており、前記第１ポペットの内部には、前記第２弁を開操作する第１ピストンロッドが配置されており、前記第２ポペットの内部には、前記第１弁を開操作する第２ピストンロッドが配置されている、油圧システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１９４３５２（Ｐ２００６−１９４３５２Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６５１６（Ｐ２００５−６５１６）
【出願日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（３９３０１１０３８）菱栄エンジニアリング株式会社 (59)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９３０５６２２２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（３９３０１１０３８）菱栄エンジニアリング株式会社 (59)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９３０５６２２２）
【Ｆターム（参考）】
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