油圧駆動装置
【課題】緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁を、流量制御弁の形状を大きくすることなくこの流量制御弁内に配置することができる油圧駆動装置の提供。
【解決手段】主油圧ポンプ１と、この主油圧ポンプ１から吐出される圧油を、主管路２及び補助管路３の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路２に優先的に供給させるプライオリティバルブ４と、主管路２及び補助管路３への圧油供給機能低下時に緊急用圧油を主管路２に供給可能な緊急用油圧ポンプ２７と、緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３とを備え、プライオリティバルブ４のスプール６の内部に、主管路２に連通する通路４６を形成し、この通路４６上に位置するスプール６の内部を通るように逆止弁３３を配置し、この逆止弁３３の下流に位置する所定部位５０に、緊急用油圧ポンプ２７からの緊急用圧油を供給可能にした。
【解決手段】主油圧ポンプ１と、この主油圧ポンプ１から吐出される圧油を、主管路２及び補助管路３の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路２に優先的に供給させるプライオリティバルブ４と、主管路２及び補助管路３への圧油供給機能低下時に緊急用圧油を主管路２に供給可能な緊急用油圧ポンプ２７と、緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３とを備え、プライオリティバルブ４のスプール６の内部に、主管路２に連通する通路４６を形成し、この通路４６上に位置するスプール６の内部を通るように逆止弁３３を配置し、この逆止弁３３の下流に位置する所定部位５０に、緊急用油圧ポンプ２７からの緊急用圧油を供給可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダ等の建設機械や産業用機械などに備えられ、主油圧ポンプの圧油を主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路に優先的に供給させる流量制御弁を含む油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、パワーステアリング機構に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路に優先的に供給させる流量制御弁と、上述の主管路の圧油が導かれ、ハンドルによって回転可能な可動弁部材を内蔵した操向制御弁と、この操向制御弁から供給される圧油によって作動し、タイヤの向きを制御する操向シリンダとを備えている。
【０００３】
この従来技術は、ハンドル操作時には流量制御弁、主管路を介して操向シリンダに優先的に主油圧ポンプから吐出される圧油を供給し、余剰流量を補助管路を介して作業機を駆動するアクチュエータ側に供給し、ハンドル非操作時には流量制御弁を介して補助管路に主油圧ポンプから吐出される圧油を供給し、作業機の駆動を可能にさせるようになっている。
【０００４】
ところで、上述したような技術において、主油圧ポンプを駆動するエンジンの故障とか、主油圧ポンプの故障が生じた場合などのように、主管路及び補助管路への圧油供給機能の低下時に、緊急用圧油を主管路に供給可能な緊急用油圧ポンプと、この緊急用油圧ポンプから吐出される緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁とを備えたものが従来から知られている。
【０００５】
上述した従来の逆止弁は、流量制御弁と操向制御弁との間に、これらの流量制御弁等とは別体の独立構造体として配置されており、上述した緊急用油圧ポンプからの緊急用圧油は、逆止弁の下流に与えられるようになっている。
【０００６】
このように緊急用油圧ポンプを備えた従来技術では、エンジンや主油圧ポンプの故障などによって主管路及び補助管路への圧油供給機能が低下する事態を生じたときでも、緊急用油圧ポンプから吐出される緊急用圧油によって操向シリンダを駆動させることができ、安全性の点で優れている。
【特許文献１】特公平８−１５８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路に優先的に供給させる流量制御弁いわゆるプライオリティバルブを備え、しかも緊急用油圧ポンプを備えた従来技術では、逆止弁に関係する不具合がある。
【０００８】
すなわち、逆止弁が流量制御弁等とは別体の独立構造体となっており、この逆止弁の他にこの逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に固定する固定具、及び逆止弁を流量制御弁等に接続する配管等が必要になり、これらによって全体の部品数が多くなる。また、逆止弁を所定個所に設置する設置作業、及び流量制御弁等に接続する配管作業が必要となる。これらのことから製作費が高くなりやすい。
【０００９】
このような不具合を解決するために、逆止弁を流量制御弁を形成するハウジング内に、例えばハウジング内のスプールの近傍位置に配置することが考えられる。このように逆止弁をハウジング内に設置すれば、流量制御弁に逆止弁が含まれ、この逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に固定する固定具や、逆止弁を流量制御弁等に接続する配管等が不要になって全体の部品数を少なくすることができる。また、逆止弁の設置作業、配管作業が不要となることから製作費を安くすることができる。
【００１０】
しかし、このように逆止弁を単にハウジング内に設置する場合には、ハウジング内のスプールの外部に逆止弁を設置する領域を確保しなければならず、流量制御弁の形状が大きくなってしまう別の問題を生じる。この種の油圧駆動装置では一般に、油圧機器を含む各種機器の設置スペースに制限を受けており、上述した流量制御弁にあっても形状が大きくなることは、各種機器のレイアウトが制約されるという問題や流量制御弁の据付け作業の煩雑さを招くことになる。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁を、流量制御弁の形状を大きくすることなくこの流量制御弁内に配置することができる油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、上記主管路に優先的に供給させる流量制御弁と、上記主管路及び上記補助管路への圧油供給機能低下時に緊急用圧油を上記主管路に供給可能な緊急用油圧ポンプと、上記緊急用圧油の上記主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁とを備えた油圧駆動装置において、上記流量制御弁のスプールの内部に、上記主管路に連通する通路を形成し、この通路上に位置する上記スプールの内部に上記逆止弁を配置し、この逆止弁の下流に位置する所定部位に、上記緊急用油圧ポンプから吐出される上記緊急用圧油を供給可能にしたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、流量制御弁のスプールの内部に逆止弁を設けるようにしたので、独立構造体としての逆止弁、この逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に設置する固定具、及び逆止弁を流量制御弁等に接続する配管等が不要になり、これらによって全体の部品数を少なくすることができる。また、逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に設置する設置作業、及び流量制御弁等に接続する配管作業を不要とすることができる。さらに、上述したように流量制御弁のスプールの内部に逆止弁を配置したことから、流量制御弁のスプールの外部に位置するこの流量制御弁のハウジング部分に、逆止弁を設置するための領域を要することがなく、この流量制御弁の形状を大きくしないで済む。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記所定部位を、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジング内に設けたことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、上記スプールが、上記室に臨ませた小径部と、この小径部の一端に形成され、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジを有する第１大径部と、上記小径部の他端に形成され、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジを有する第２大径部とを備え、上記第１大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明は、流量制御弁を介して主管路に圧油を導くときには、流量制御弁のポンプポートから室に導かれた主油圧ポンプの圧油は小径部の外周に沿いながら第１大径部方向へ流れ、この第１大径部に形成した通路を経て逆止弁を押し開き、主管路へと導かれる。緊急用油圧ポンプから緊急用圧油が供給されたときには、逆止弁が第１大径部の通路を閉じるように作用するので、この緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れが逆止弁によって阻止される。
【００１７】
また本発明は、上記発明において、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、上記スプールが、上記室に臨ませた大径部を有し、この大径部の外周に、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジと、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジとを形成し、上記大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴としている。
【００１８】
このように構成した本発明は、流量制御弁を介して主管路に圧油を導くときには、流量制御弁のポンプポートから室に導かれた主油圧ポンプの圧油は大径部の外周に沿いながらこの大径部に形成した通路を経て逆止弁を押し開き、主管路へと導かれる。緊急用油圧ポンプから緊急用圧油が供給されたときには、逆止弁が大径部の通路を閉じるように作用するので、この緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れが逆止弁によって阻止される。
【００１９】
また特に本発明は、主管路側制御エッジと補助管路側制御エッジとを流量制御弁のスプールに形成される大径部に含ませてあり、この大径部をポンプポートに連通する室に臨ませてあるので、スプールの長さ寸法を短く設定することができる。これによりこのスプールの長さ方向に対応する流量制御弁のハウジングの寸法を小さく設定することができる。
【００２０】
また本発明は、上記発明において、上記主管路の圧油が導かれ、ハンドルによって回転可能な可動弁部材を有する操向制御弁と、この操向制御弁から供給される圧油によって作動し、タイヤの向きを制御する操向シリンダとを有するパワーステアリング機構に備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、流量制御弁のスプールの内部に逆止弁を配置したことから、全体の部品数を従来よりも少なくすることができ、また逆止弁の設置作業及び配管作業が不要となり、これらのことから従来に比べて製作費を安くすることができる。さらに、流量制御弁のスプールの外部に位置するハウジング部分に逆止弁を配置するための領域を設定しないで済み、この流量制御弁を、独立構造体としての逆止弁を備えた従来の流量制御弁と同等の大きさにすることができる。したがって、この流量制御弁の所定個所への据付け作業を簡単に行なうことができ、また、各種機器を自由にレイアウトできるようになる。
【００２２】
また、ポンプポートに連通する室に臨ませた大径部に、主管路側制御エッジと補助管路側制御エッジを形成した構成にすれば、スプールの長さ寸法を短く設定できる。これによりスプールの長さ方向に対応するハウジングの寸法を小さく設定でき、流量制御弁のコンパクト化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下，本発明に係る油圧駆動装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の油圧駆動装置の第１実施形態の全体構成を示す油圧回路図である。この図１に示す本発明の第１実施形態は、例えばホイールローダのステアリング機構に備えられるもので、図１に示すように、主油圧ポンプ１と、この主油圧ポンプ１から吐出される圧油を、主管路２及び補助管路３の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路２に優先的に供給させる流量制御弁、すなわちプライオリティバルブ４とを備えている。このプライオリティバルブ４は、本体を形成するハウジング５内に摺動自在なスプール６を備えている。スプール６の一端には、このスプール６を付勢するばね７が配置される制御室８を備え、他端には、ばね７の力と制御室８に与えられる圧油の圧力による力との和に対抗する力を与える圧油が導かれる制御室９を備えている。
【００２５】
また、主管路２の圧油が導かれ、ロッド１２に連結される図示しないハンドルによって軸心を中心に回転可能な可動弁部材１３を有する操向制御弁１１と、この操向制御弁１１から供給される圧油によって作動し、図示しないタイヤの向きを制御する操向シリンダ１０とを備えている。操向制御弁１１の可動弁部材１３と操向シリンダ１０の室Ａとは管路１４で接続させてあり、可動弁部材１３と操向シリンダ１０の室Ｂとは管路１５で接続させてある。
【００２６】
上述した主管路２と、プライオリティバルブ４のスプール６の一端に形成される制御室８とは流路１６で接続してあり、この流路１６中に絞り１７を設けてある。また上述した主管路２と、プライオリティバルブ４のスプール６の他端に形成される制御室９とは油路１８で接続してあり、この油路１８中に絞り１９を設けてある。操向制御弁１１の可動弁部材１３に導かれる操向シリンダ１０の負荷圧は、検出管路２０で検出される。この検出管路２０中にも絞り２１を設けてある。
【００２７】
図１に示すように上述した絞り１７，１９，２１は、プライオリティバルブ４内に形成させてある。また、このプライオリティバルブ４内には操向シリンダ１０の負荷圧が一定圧以上にならないように制御する安全弁、すなわちリリーフ弁２２と、このリリーフ弁２２を通過させる圧油を清浄に保つフィルタ２３とを配置してある。
【００２８】
操向制御弁１１とタンク２４とは戻り管路２５で接続してあり、この戻り管路２５中にも、タンク２４に戻る油を清浄に保つフィルタ２６を配置してある。
【００２９】
さらに、この第１実施形態は、主油圧ポンプ１を駆動する図示しないエンジンの故障時とか、主油圧ポンプ１の故障時などの主管路２及び補助管路３への圧油供給機能低下時に、緊急用圧油を管路２８を介して主管路２に供給可能な緊急用油圧ポンプ２７を備えている。また、この緊急用油圧ポンプ２７を駆動するモータ２９と、このモータ２９の駆動を制御するスイッチ３０と、主ポンプ１の吐出圧（ポンプポート４０の圧力）を検出する圧力センサ３１と、この圧力センサ３１で検出される圧力に応じてスイッチ３０のオン、オフを制御するコントローラ３２とを備えている。
【００３０】
なお、主油圧ポンプ１の吐出圧は主リリーフ弁３４によって規定される。また、上述した補助管路３によって方向制御弁などを経由して図示しない作業機を駆動するアクチュエータに圧油が導かれるようになっている。
【００３１】
図２は図１に示す第１実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。この図２において、図１に示したものと同等のものは同一符号で示してある。図２に示すように、この第１実施形態は特に、プライオリティバルブ４のスプール６の内部に、上述した主管路２に連通する通路４６を形成し、この通路４６上に位置するスプール６の内部に、上述した緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３を配置してある。緊急用油圧ポンプ２７から吐出された緊急用圧油を導く管路２８は、例えばプライオリティバルブ４のハウジング５内の所定部位５０に接続させてある。
【００３２】
プライオリティバルブ４のスプール６を摺動自在に収納するハウジング５は、主油圧ポンプ１に接続されるポンプポート４０と、主管路２に接続される主管路供給ポートＣＦと、補助管路３に接続される補助管路供給ポートＥＦと、上述した検出管路２０によって導かれる負荷圧が与えられる負荷圧ポートＬＳとを備えている。
【００３３】
図２に示すように、プライオリティバルブ４のハウジング５内には、ポンプポート４０に連通する中央室４１と、この中央室４１に連通可能な室４５と、この室４５に連通可能であると共に、主管路供給ポートＣＦに連通する室４８と、中央室４１に連通可能であると共に、補助管路供給ポートＥＦに連通する室５３とを備えている。上述した主管路供給ポートＣＦに連通する室４８は、上述した所定部位５０に連通させてある。
【００３４】
ハウジング５内に摺動自在に配置されるスプール６は、中央室４１に臨ませた小径部４２と、この小径部４２の一端に形成され、主管路２に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジ４３を有する第１大径部４４と、小径部４２の他端に形成され、補助管路３に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジ５１を有する第２大径部５２とを備えている。第１大径部４４の内部を通るように上述した通路４６を設けてあり、この通路４６の途中に逆止弁３３を配置してある。また、この逆止弁３３を付勢するばね４７を備えると共に、室４８と、ばね４７が配置されるばね室とを連通させる油路４９を設けてある。
【００３５】
上述したスプール６の第１大径部４４は、中央室４１に連通可能な上述の室４５に臨ませてあり、逆止弁３３は、第１大径部４４の通路４６を介して室４５に連通可能な上述の室４８部分に設けてある。スプール６の第２大径部５２は、中央室４１に連通可能な上述の室５３に臨ませてある。
【００３６】
このように構成した第１実施形態は、図示しないハンドルが操作されず、図１に示すように操向制御弁１１の可動弁部材１３が中立位置に保持されているときには、検出管路２０は可動弁部材１３を介してタンク２４に接続される戻り管路２５に連通する。すなわち、プライオリティバルブ４のスプール６のばね７が配置される制御室８は低圧となり、その低圧が流路１６，１８を介して制御室９にも与えられる。したがって、ばね７の力によってスプール６は同図１に示される状態に保たれる。この状態において主油圧ポンプ１から圧油Ｐが吐出されると、適宜に設定した絞り１７と絞り１９の関係から同図１に示す油路１８、絞り１９を介してプライオリティバルブ４のスプール６の他端の制御室９に圧油が導かれ、この制御室９の圧力が所定圧以上になったときにスプール６はばね７の力に抗して図１の右位置に切換えられる。
【００３７】
すなわち、図２に示すプライオリティバルブ４の制御室９に与えられる圧油の圧力により、同図２に示すスプール６が同図２に示す状態から左方向に摺動し、中央室４１と室５３とが連通する。したがって、矢印５４で示すようにプライオリティバルブ４のポンプポート４０に導かれた圧油Ｐは、中央室４１に配置された小径部４２の外周に沿うように流れて、中央室４１から室５３へと導かれ、矢印５６で示すように、補助管路供給ポートＥＦから図１に示す補助管路３に供給される。これによって、図示しない作業機の駆動が可能となる。
【００３８】
また、図１に示すように操向制御弁１１の可動弁部材１３が中立位置に保持され、プライオリティバルブ４のスプール６の切換え位置が同図１に示す左位置に保持されている状態にあって、図示しないハンドルが所定の一方向に操作され、図１に示す操向制御弁１１の可動弁部材１３が例えば同図１に示す中立位置から右位置に切換えられると、この可動弁部材１３を介して主管路２が管路１５に連通し、この管路１５の負荷圧が検出管路２０で検出され、プライオリティバルブ４の負荷ポートＬＳを介してばね７が配置される制御室８に与えられる。したがって、プライオリティバルブ４のスプール６は、ばね７の力と制御室８に与えられる圧油の圧力による力の和と、制御室９に与えられる圧油の圧力による力との大小関係に応じて適宜に摺動する。
【００３９】
すなわち、ハンドル操作に伴って、プライオリティバルブ４のスプール６が図２に示す状態に保持され、主油圧ポンプ１から吐出される圧油Ｐが矢印５４で示すようにポンプポート４０から中央室４１に導かれ、小径部４２の外周に沿うように流れて中央室４１から室４５に導かれ、第１大径部４４の通路４６を経て逆止弁３３を押し開き、室４８から主管路供給ポートＣＦを介して矢印５５で示すように主管路２に供給される。主管路２に供給された圧油Ｐは、操向制御弁１１の可動弁部材１３の右位置から管路１５に導かれ、操向シリンダ１０の室Ｂに供給される。操向シリンダ１０から管路１４に流出した圧油は、操向制御弁１１の可動弁部材１３の右位置、戻り管路２５を介してタンク２４に戻される。これにより操向シリンダ１０が作動する。この操向シリンダ１０の作動により図示しないタイヤが、それまでの進行方向に対して傾くように一方向に動かされる。
【００４０】
その後、プライオリティバルブ４の油路１８を介して制御室９に導かれる圧油の圧力による力が、制御室８側の力に比べて大きくなると、プライオリティバルブ４のスプール６が図２の左方向に移動し、中央室４１が室５３に連通する状態となる。これにより、上述のようにして供給される主油圧ポンプ１の圧油Ｐのうちの余剰流量が中央室４１から室５３に導かれ、この室５３から補助管路供給ポートＥＦを経て矢印５６で示すように図１の補助管路３に供給される。これにより、上述したように作業機の駆動が可能となる。
【００４１】
なお、このような動作の間、操向制御弁１１の上流圧が油路１８を介してプライオリティバルブ４のスプール６の制御室９に導かれ、操向制御弁１１の下流圧が検出管路２０、プライオリティバルブ４の負荷圧ポートＬＳを介して制御室８に導かれるので、プライオリティバルブ４のスプール６は、操向制御弁１１の上流圧と下流圧との差圧に応じて摺動する。すなわち、このプライオリティバルブ４は圧力補償弁として機能する。したがって、このプライオリティバルブ４の圧力補償機能により操向シリンダ１０の負荷圧の変動にかかわらず、操向制御弁１１の可動弁部材１３の回転量、すなわちハンドルの操作量に応じた流量を操向シリンダ１０に供給することができる。
【００４２】
図示しないハンドルが上述とは逆方向に操作されたときには、図１に示す操向制御弁１１の可動弁部材１３が同図１に示す中立位置から左位置に切換えられ、主油圧ポンプ１の圧油Ｐが管路１４を介して優先的に操向シリンダ１０の室Ａに供給され、操向シリンダ１０が作動して図示しないタイヤが上述とは逆方向に傾くように動かされる。このような動作が行なわれる間のプライオリティバルブ４の動作は、上述とほぼ同じである。
【００４３】
そして、主油圧ポンプ１を駆動する図示しないエンジンが故障したときとか、主油圧ポンプ１が故障したときなどのように主管路２及び補助管路３への圧油供給機能が低下した場合には、主ポンプ１の吐出圧（ポンプポート４０の圧力）を検出する図１に示す圧力センサ３１から出力される信号によってコントローラ３２がスイッチ３０をオンにする制御を行なう。これによりモータ２９が駆動し、このモータ２９によって緊急用油圧ポンプ２７が駆動し、この緊急用油圧ポンプ２７から管路２８を介して緊急用圧油が供給される。すなわち、図２に示すプライオリティバルブ４のハウジング５に形成された所定部位５０に緊急用圧油が供給され、この緊急用圧油が室４８を経て主油圧ポンプ１の圧油Ｐに合流して、あるいは主油圧ポンプ１の圧油Ｐの代りに主管路供給ポートＣＦから矢印５５に示すように図１の主管路２に供給される。これにより、図示しないハンドルの操作に応じて操向シリンダ１０を作動させ、タイヤを動かすことができる。この間、プライオリティバルブ４の室４５の圧力に比べて室４８の圧力が高くなったときには、ばね４７の力と、逆止弁３３の油路４９を経てばね４７が配置されるばね室に導かれる室４８の圧力による力とによって、逆止弁３３は通路４６を閉じるように保持される。したがって、上述した緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れは逆止弁３３によって阻止される。
【００４４】
以上のように構成した第１実施形態によれば、プライオリティバルブ４のスプール６内に逆止弁３３を設けるようにしたので、プライオリティバルブ４等とは別体に設けられる独立構造体としての逆止弁、このような逆止弁をプライオリティバルブ４等の外部の所定個所に設置する固定具、及び逆止弁をプライオリティバルブ４等に接続する配管等が不要になる。これらによって全体の部品数を少なくすることができる。また、逆止弁３３をプライオリティバルブ４等の外部の所定個所に配置する設置作業、及びプライオリティバルブ４等に接続する配管作業を不要にできる。さらに、上述したようにプライオリティバルブ４のスプール６の外部に位置するこのプライオリティバルブ４のハウジング５部分に、逆止弁３３を設置するための領域を要することがなく、このプライオリティバルブ４の形状を大きくしないで済む。すなわち、プライオリティバルブ４を、独立構造体としての逆止弁を備えた従来のプライオリティバルブと同等の大きさとすることができ、このプライオリティバルブ４の所定個所への据付け作業を簡単に行なうことができる。
【００４５】
図３は本発明の第２実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。この第２実施形態は、プライオリティバルブ４のみが上述した第１実施形態におけるものと異なっている。すなわち、この第２実施形態は、同図３に示すように、プライオリティバルブ４のスプール６が、ポンプポート４０に連通する中央室４１に臨ませた大径部５７を有し、この大径部５７の外周の一端に主管路２に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジ５８を形成し、大径部５７の外周の他端に補助管路３に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジ５９を形成してある。この大径部５７の内部を通るように、主管路２に連通する通路４６を形成し、この通路４６上に位置するスプール６の内部に、緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３を配置してある。緊急用油圧ポンプ２７から吐出された緊急用圧油を導く管路２８は、例えばプライオリティバルブ４のハウジング５内の所定部位５０に接続させてある。
【００４６】
プライオリティバルブ４のスプール６を摺動自在に収納するハウジング５は、中央室４１に連通可能な室４８を備え、この室４８に連通するように上述の所定部位５０を形成させてある。また、室４８に主管路供給ポートＣＦを連通させてある。さらに、中央室４１に連通可能な室５３を備え、この室５３に補助管路供給ポートＥＦを連通させてある。その他の構成は、前述した第１実施形態における構成と同等である。
【００４７】
このように構成した第２実施形態は、上述した図１に示すように、操向制御弁１１の可動弁部材１３が中立位置に保持されている状態で、主油圧ポンプ１から圧油Ｐが吐出されると、図３に示す適宜に設定した絞り１７と絞り１９の関係から同図３に示す絞り１９を介してプライオリティバルブ４のスプール６の他端の制御室９に圧油が導かれ、スプール６はばね７の力に抗して同図３の左方向に摺動する。すなわち、図１の右位置に切換えられる。したがって、図３の矢印５４で示すようにプライオリティバルブ４のポンプポート４０に導かれた圧油Ｐは、中央室４１に配置されたスプール６の大径部５７の外周から中央室４１と室５３の間に位置するスプール６の小径部に沿うように流れて、中央室４１から室５３へと導かれ、矢印５６で示すように、補助管路供給ポートＥＦから図１に示す補助管路３に供給される。これによって図示しない作業機の駆動が可能となる。
【００４８】
また、ハンドル非操作状態からハンドルが操作されると、プライオリティバルブ４のスプール６は、ばね７の力と制御室８に与えられる圧油の圧力による力の和と、制御室９に与えられる圧油の圧力による力との大小関係に応じて摺動する。
【００４９】
すなわち、ハンドル操作に伴って、プライオリティバルブ４のスプール６が図３に示す状態に保持され、主油圧ポンプ１から吐出される圧油Ｐが矢印５４で示すようにポンプポート４０から中央室４１に導かれ、大径部５７の外周に沿うように流れて、大径部５７の通路４６に導かれ、逆止弁３３を押し開き、室４８から主管路供給ポートＣＦを介して矢印５５で示すように図１の主管路２に供給される。これにより上述したように、図１に示す操向制御弁１１を介して操向シリンダ１０に圧油Ｐが供給され、操向シリンダ１０を駆動して図示しないタイヤを動かすことができる。
【００５０】
その後、プライオリティバルブ４の制御室９に導かれる圧油の圧力による力が制御室８側の力に比べて大きくなると、プライオリティバルブ４のスプール６が図３の左方向に摺動し、中央室４１が室５３に連通する状態となる。これにより、上述のようにして供給される主油圧ポンプ１の圧油Ｐの余剰流量が中央室４１から室５３に導かれ、この室５３から補助管路供給ポートＥＦを経て矢印５６に示すように補助管路３に供給される。これにより上述したように作業機の駆動が可能となる。
【００５１】
なお、このような動作の間、操向制御弁１１の上流圧がプライオリティバルブ４のスプール６の制御室９に導かれ、操向制御弁１１の下流圧がスプール６の負荷圧ポートＬＳを介して制御室８に導かれるので、プライオリティバルブ４のスプール６は、操向制御弁１１の上流圧と下流圧との差圧に応じて摺動する。すなわち、このプライオリティバルブ４は圧力補償弁として機能する。したがって、このプライオリティバルブ４の圧力補償機能により、操向シリンダ１０の負荷圧の変動にかかわらず、図１に示す操向制御弁１１の可動弁部材１３の回転量、すなわちハンドル操作量に応じた流量を操向シリンダ１０に供給できる。
【００５２】
そして、主油圧ポンプ１を駆動する図示しないエンジンが故障したときとか、主油圧ポンプ１が故障したときなどのように主管路及び補助管路３への圧油供給機能が低下し、緊急用油圧ポンプ２７から管路２８を介して緊急用圧油が供給されると、図３に示すプライオリティバルブ４のハウジング５に形成された所定部位５０に緊急用圧油が与えられる。この緊急用圧油が室４８を経て主油圧ポンプ１の圧油Ｐに合流して、あるいは主油圧ポンプ１の圧油Ｐの代りに主管路供給ポートＣＦから矢印５５で示すように主管路２に供給される。これにより、タイヤをハンドルの操作に応じて動かすことができる。この間、プライオリティバルブ４の中央室４１の圧力に比べて室４８の圧力が高くなったときには、ばね４７の力と、逆止弁３３の流路４９を経てばね４７が配置されるばね室に導かれる室４８の圧力による力とによって、逆止弁３３は通路４６を閉じるように保持される。したがって、上述した緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れは、逆止弁３３によって阻止される。
【００５３】
このように構成した第２実施形態も、プライオリティバルブ４のスプール６の内部に、緊急用油圧ポンプ２７から吐出される緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３を備えたことから、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００５４】
また特に、この第２実施形態によれば、主管路側制御エッジ５８と補助管路側制御エッジ５９とをプライオリティバルブ４のスプール６に形成される大径部５７に含ませてあり、この大径部５７をポンプポート４０に連通する中央室４１に臨ませてあるので、スプール６の長さ寸法を短く設定することができる。これにより、このスプール６の長さ方向に対応するプライオリティバルブ４のハウジング５の寸法を小さく設定でき、このプライオリティバルブ４のコンパクト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の油圧駆動装置の第１実施形態の全体構成を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 主油圧ポンプ
２ 主管路
３ 補助管路
４ プライオリティバルブ（流量制御弁）
５ ハウジング
６ スプール
７ ばね
８ 制御室
９ 制御室
１０ 操向シリンダ
１１ 操向制御弁
１３ 可動弁部材
１８ 油路
２０ 検出管路
２７ 緊急用油圧ポンプ
２８ 管路
３３ 逆止弁
４０ ポンプポート
４１ 中央室
４２ 小径部
４３ 主管路側制御エッジ
４４ 第１大径部
４５ 室
４６ 通路
４８ 室
５０ 所定部位
５１ 補助管路側制御エッジ
５２ 第２大径部
５３ 室
５７ 大径部
５８ 主管路側制御エッジ
５９ 補助管路側制御エッジ
ＣＦ 主管路供給ポート
ＥＦ 補助管路供給ポート
ＬＳ 負荷圧ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダ等の建設機械や産業用機械などに備えられ、主油圧ポンプの圧油を主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路に優先的に供給させる流量制御弁を含む油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、パワーステアリング機構に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路に優先的に供給させる流量制御弁と、上述の主管路の圧油が導かれ、ハンドルによって回転可能な可動弁部材を内蔵した操向制御弁と、この操向制御弁から供給される圧油によって作動し、タイヤの向きを制御する操向シリンダとを備えている。
【０００３】
この従来技術は、ハンドル操作時には流量制御弁、主管路を介して操向シリンダに優先的に主油圧ポンプから吐出される圧油を供給し、余剰流量を補助管路を介して作業機を駆動するアクチュエータ側に供給し、ハンドル非操作時には流量制御弁を介して補助管路に主油圧ポンプから吐出される圧油を供給し、作業機の駆動を可能にさせるようになっている。
【０００４】
ところで、上述したような技術において、主油圧ポンプを駆動するエンジンの故障とか、主油圧ポンプの故障が生じた場合などのように、主管路及び補助管路への圧油供給機能の低下時に、緊急用圧油を主管路に供給可能な緊急用油圧ポンプと、この緊急用油圧ポンプから吐出される緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁とを備えたものが従来から知られている。
【０００５】
上述した従来の逆止弁は、流量制御弁と操向制御弁との間に、これらの流量制御弁等とは別体の独立構造体として配置されており、上述した緊急用油圧ポンプからの緊急用圧油は、逆止弁の下流に与えられるようになっている。
【０００６】
このように緊急用油圧ポンプを備えた従来技術では、エンジンや主油圧ポンプの故障などによって主管路及び補助管路への圧油供給機能が低下する事態を生じたときでも、緊急用油圧ポンプから吐出される緊急用圧油によって操向シリンダを駆動させることができ、安全性の点で優れている。
【特許文献１】特公平８−１５８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路に優先的に供給させる流量制御弁いわゆるプライオリティバルブを備え、しかも緊急用油圧ポンプを備えた従来技術では、逆止弁に関係する不具合がある。
【０００８】
すなわち、逆止弁が流量制御弁等とは別体の独立構造体となっており、この逆止弁の他にこの逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に固定する固定具、及び逆止弁を流量制御弁等に接続する配管等が必要になり、これらによって全体の部品数が多くなる。また、逆止弁を所定個所に設置する設置作業、及び流量制御弁等に接続する配管作業が必要となる。これらのことから製作費が高くなりやすい。
【０００９】
このような不具合を解決するために、逆止弁を流量制御弁を形成するハウジング内に、例えばハウジング内のスプールの近傍位置に配置することが考えられる。このように逆止弁をハウジング内に設置すれば、流量制御弁に逆止弁が含まれ、この逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に固定する固定具や、逆止弁を流量制御弁等に接続する配管等が不要になって全体の部品数を少なくすることができる。また、逆止弁の設置作業、配管作業が不要となることから製作費を安くすることができる。
【００１０】
しかし、このように逆止弁を単にハウジング内に設置する場合には、ハウジング内のスプールの外部に逆止弁を設置する領域を確保しなければならず、流量制御弁の形状が大きくなってしまう別の問題を生じる。この種の油圧駆動装置では一般に、油圧機器を含む各種機器の設置スペースに制限を受けており、上述した流量制御弁にあっても形状が大きくなることは、各種機器のレイアウトが制約されるという問題や流量制御弁の据付け作業の煩雑さを招くことになる。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁を、流量制御弁の形状を大きくすることなくこの流量制御弁内に配置することができる油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、上記主管路に優先的に供給させる流量制御弁と、上記主管路及び上記補助管路への圧油供給機能低下時に緊急用圧油を上記主管路に供給可能な緊急用油圧ポンプと、上記緊急用圧油の上記主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁とを備えた油圧駆動装置において、上記流量制御弁のスプールの内部に、上記主管路に連通する通路を形成し、この通路上に位置する上記スプールの内部に上記逆止弁を配置し、この逆止弁の下流に位置する所定部位に、上記緊急用油圧ポンプから吐出される上記緊急用圧油を供給可能にしたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、流量制御弁のスプールの内部に逆止弁を設けるようにしたので、独立構造体としての逆止弁、この逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に設置する固定具、及び逆止弁を流量制御弁等に接続する配管等が不要になり、これらによって全体の部品数を少なくすることができる。また、逆止弁を流量制御弁等の外部の所定個所に設置する設置作業、及び流量制御弁等に接続する配管作業を不要とすることができる。さらに、上述したように流量制御弁のスプールの内部に逆止弁を配置したことから、流量制御弁のスプールの外部に位置するこの流量制御弁のハウジング部分に、逆止弁を設置するための領域を要することがなく、この流量制御弁の形状を大きくしないで済む。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記所定部位を、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジング内に設けたことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、上記スプールが、上記室に臨ませた小径部と、この小径部の一端に形成され、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジを有する第１大径部と、上記小径部の他端に形成され、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジを有する第２大径部とを備え、上記第１大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明は、流量制御弁を介して主管路に圧油を導くときには、流量制御弁のポンプポートから室に導かれた主油圧ポンプの圧油は小径部の外周に沿いながら第１大径部方向へ流れ、この第１大径部に形成した通路を経て逆止弁を押し開き、主管路へと導かれる。緊急用油圧ポンプから緊急用圧油が供給されたときには、逆止弁が第１大径部の通路を閉じるように作用するので、この緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れが逆止弁によって阻止される。
【００１７】
また本発明は、上記発明において、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、上記スプールが、上記室に臨ませた大径部を有し、この大径部の外周に、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジと、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジとを形成し、上記大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴としている。
【００１８】
このように構成した本発明は、流量制御弁を介して主管路に圧油を導くときには、流量制御弁のポンプポートから室に導かれた主油圧ポンプの圧油は大径部の外周に沿いながらこの大径部に形成した通路を経て逆止弁を押し開き、主管路へと導かれる。緊急用油圧ポンプから緊急用圧油が供給されたときには、逆止弁が大径部の通路を閉じるように作用するので、この緊急用圧油の主油圧ポンプ方向への流れが逆止弁によって阻止される。
【００１９】
また特に本発明は、主管路側制御エッジと補助管路側制御エッジとを流量制御弁のスプールに形成される大径部に含ませてあり、この大径部をポンプポートに連通する室に臨ませてあるので、スプールの長さ寸法を短く設定することができる。これによりこのスプールの長さ方向に対応する流量制御弁のハウジングの寸法を小さく設定することができる。
【００２０】
また本発明は、上記発明において、上記主管路の圧油が導かれ、ハンドルによって回転可能な可動弁部材を有する操向制御弁と、この操向制御弁から供給される圧油によって作動し、タイヤの向きを制御する操向シリンダとを有するパワーステアリング機構に備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、流量制御弁のスプールの内部に逆止弁を配置したことから、全体の部品数を従来よりも少なくすることができ、また逆止弁の設置作業及び配管作業が不要となり、これらのことから従来に比べて製作費を安くすることができる。さらに、流量制御弁のスプールの外部に位置するハウジング部分に逆止弁を配置するための領域を設定しないで済み、この流量制御弁を、独立構造体としての逆止弁を備えた従来の流量制御弁と同等の大きさにすることができる。したがって、この流量制御弁の所定個所への据付け作業を簡単に行なうことができ、また、各種機器を自由にレイアウトできるようになる。
【００２２】
また、ポンプポートに連通する室に臨ませた大径部に、主管路側制御エッジと補助管路側制御エッジを形成した構成にすれば、スプールの長さ寸法を短く設定できる。これによりスプールの長さ方向に対応するハウジングの寸法を小さく設定でき、流量制御弁のコンパクト化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下，本発明に係る油圧駆動装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の油圧駆動装置の第１実施形態の全体構成を示す油圧回路図である。この図１に示す本発明の第１実施形態は、例えばホイールローダのステアリング機構に備えられるもので、図１に示すように、主油圧ポンプ１と、この主油圧ポンプ１から吐出される圧油を、主管路２及び補助管路３の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、主管路２に優先的に供給させる流量制御弁、すなわちプライオリティバルブ４とを備えている。このプライオリティバルブ４は、本体を形成するハウジング５内に摺動自在なスプール６を備えている。スプール６の一端には、このスプール６を付勢するばね７が配置される制御室８を備え、他端には、ばね７の力と制御室８に与えられる圧油の圧力による力との和に対抗する力を与える圧油が導かれる制御室９を備えている。
【００２５】
また、主管路２の圧油が導かれ、ロッド１２に連結される図示しないハンドルによって軸心を中心に回転可能な可動弁部材１３を有する操向制御弁１１と、この操向制御弁１１から供給される圧油によって作動し、図示しないタイヤの向きを制御する操向シリンダ１０とを備えている。操向制御弁１１の可動弁部材１３と操向シリンダ１０の室Ａとは管路１４で接続させてあり、可動弁部材１３と操向シリンダ１０の室Ｂとは管路１５で接続させてある。
【００２６】
上述した主管路２と、プライオリティバルブ４のスプール６の一端に形成される制御室８とは流路１６で接続してあり、この流路１６中に絞り１７を設けてある。また上述した主管路２と、プライオリティバルブ４のスプール６の他端に形成される制御室９とは油路１８で接続してあり、この油路１８中に絞り１９を設けてある。操向制御弁１１の可動弁部材１３に導かれる操向シリンダ１０の負荷圧は、検出管路２０で検出される。この検出管路２０中にも絞り２１を設けてある。
【００２７】
図１に示すように上述した絞り１７，１９，２１は、プライオリティバルブ４内に形成させてある。また、このプライオリティバルブ４内には操向シリンダ１０の負荷圧が一定圧以上にならないように制御する安全弁、すなわちリリーフ弁２２と、このリリーフ弁２２を通過させる圧油を清浄に保つフィルタ２３とを配置してある。
【００２８】
操向制御弁１１とタンク２４とは戻り管路２５で接続してあり、この戻り管路２５中にも、タンク２４に戻る油を清浄に保つフィルタ２６を配置してある。
【００２９】
さらに、この第１実施形態は、主油圧ポンプ１を駆動する図示しないエンジンの故障時とか、主油圧ポンプ１の故障時などの主管路２及び補助管路３への圧油供給機能低下時に、緊急用圧油を管路２８を介して主管路２に供給可能な緊急用油圧ポンプ２７を備えている。また、この緊急用油圧ポンプ２７を駆動するモータ２９と、このモータ２９の駆動を制御するスイッチ３０と、主ポンプ１の吐出圧（ポンプポート４０の圧力）を検出する圧力センサ３１と、この圧力センサ３１で検出される圧力に応じてスイッチ３０のオン、オフを制御するコントローラ３２とを備えている。
【００３０】
なお、主油圧ポンプ１の吐出圧は主リリーフ弁３４によって規定される。また、上述した補助管路３によって方向制御弁などを経由して図示しない作業機を駆動するアクチュエータに圧油が導かれるようになっている。
【００３１】
図２は図１に示す第１実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。この図２において、図１に示したものと同等のものは同一符号で示してある。図２に示すように、この第１実施形態は特に、プライオリティバルブ４のスプール６の内部に、上述した主管路２に連通する通路４６を形成し、この通路４６上に位置するスプール６の内部に、上述した緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３を配置してある。緊急用油圧ポンプ２７から吐出された緊急用圧油を導く管路２８は、例えばプライオリティバルブ４のハウジング５内の所定部位５０に接続させてある。
【００３２】
プライオリティバルブ４のスプール６を摺動自在に収納するハウジング５は、主油圧ポンプ１に接続されるポンプポート４０と、主管路２に接続される主管路供給ポートＣＦと、補助管路３に接続される補助管路供給ポートＥＦと、上述した検出管路２０によって導かれる負荷圧が与えられる負荷圧ポートＬＳとを備えている。
【００３３】
図２に示すように、プライオリティバルブ４のハウジング５内には、ポンプポート４０に連通する中央室４１と、この中央室４１に連通可能な室４５と、この室４５に連通可能であると共に、主管路供給ポートＣＦに連通する室４８と、中央室４１に連通可能であると共に、補助管路供給ポートＥＦに連通する室５３とを備えている。上述した主管路供給ポートＣＦに連通する室４８は、上述した所定部位５０に連通させてある。
【００３４】
ハウジング５内に摺動自在に配置されるスプール６は、中央室４１に臨ませた小径部４２と、この小径部４２の一端に形成され、主管路２に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジ４３を有する第１大径部４４と、小径部４２の他端に形成され、補助管路３に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジ５１を有する第２大径部５２とを備えている。第１大径部４４の内部を通るように上述した通路４６を設けてあり、この通路４６の途中に逆止弁３３を配置してある。また、この逆止弁３３を付勢するばね４７を備えると共に、室４８と、ばね４７が配置されるばね室とを連通させる油路４９を設けてある。
【００３５】
上述したスプール６の第１大径部４４は、中央室４１に連通可能な上述の室４５に臨ませてあり、逆止弁３３は、第１大径部４４の通路４６を介して室４５に連通可能な上述の室４８部分に設けてある。スプール６の第２大径部５２は、中央室４１に連通可能な上述の室５３に臨ませてある。
【００３６】
このように構成した第１実施形態は、図示しないハンドルが操作されず、図１に示すように操向制御弁１１の可動弁部材１３が中立位置に保持されているときには、検出管路２０は可動弁部材１３を介してタンク２４に接続される戻り管路２５に連通する。すなわち、プライオリティバルブ４のスプール６のばね７が配置される制御室８は低圧となり、その低圧が流路１６，１８を介して制御室９にも与えられる。したがって、ばね７の力によってスプール６は同図１に示される状態に保たれる。この状態において主油圧ポンプ１から圧油Ｐが吐出されると、適宜に設定した絞り１７と絞り１９の関係から同図１に示す油路１８、絞り１９を介してプライオリティバルブ４のスプール６の他端の制御室９に圧油が導かれ、この制御室９の圧力が所定圧以上になったときにスプール６はばね７の力に抗して図１の右位置に切換えられる。
【００３７】
すなわち、図２に示すプライオリティバルブ４の制御室９に与えられる圧油の圧力により、同図２に示すスプール６が同図２に示す状態から左方向に摺動し、中央室４１と室５３とが連通する。したがって、矢印５４で示すようにプライオリティバルブ４のポンプポート４０に導かれた圧油Ｐは、中央室４１に配置された小径部４２の外周に沿うように流れて、中央室４１から室５３へと導かれ、矢印５６で示すように、補助管路供給ポートＥＦから図１に示す補助管路３に供給される。これによって、図示しない作業機の駆動が可能となる。
【００３８】
また、図１に示すように操向制御弁１１の可動弁部材１３が中立位置に保持され、プライオリティバルブ４のスプール６の切換え位置が同図１に示す左位置に保持されている状態にあって、図示しないハンドルが所定の一方向に操作され、図１に示す操向制御弁１１の可動弁部材１３が例えば同図１に示す中立位置から右位置に切換えられると、この可動弁部材１３を介して主管路２が管路１５に連通し、この管路１５の負荷圧が検出管路２０で検出され、プライオリティバルブ４の負荷ポートＬＳを介してばね７が配置される制御室８に与えられる。したがって、プライオリティバルブ４のスプール６は、ばね７の力と制御室８に与えられる圧油の圧力による力の和と、制御室９に与えられる圧油の圧力による力との大小関係に応じて適宜に摺動する。
【００３９】
すなわち、ハンドル操作に伴って、プライオリティバルブ４のスプール６が図２に示す状態に保持され、主油圧ポンプ１から吐出される圧油Ｐが矢印５４で示すようにポンプポート４０から中央室４１に導かれ、小径部４２の外周に沿うように流れて中央室４１から室４５に導かれ、第１大径部４４の通路４６を経て逆止弁３３を押し開き、室４８から主管路供給ポートＣＦを介して矢印５５で示すように主管路２に供給される。主管路２に供給された圧油Ｐは、操向制御弁１１の可動弁部材１３の右位置から管路１５に導かれ、操向シリンダ１０の室Ｂに供給される。操向シリンダ１０から管路１４に流出した圧油は、操向制御弁１１の可動弁部材１３の右位置、戻り管路２５を介してタンク２４に戻される。これにより操向シリンダ１０が作動する。この操向シリンダ１０の作動により図示しないタイヤが、それまでの進行方向に対して傾くように一方向に動かされる。
【００４０】
その後、プライオリティバルブ４の油路１８を介して制御室９に導かれる圧油の圧力による力が、制御室８側の力に比べて大きくなると、プライオリティバルブ４のスプール６が図２の左方向に移動し、中央室４１が室５３に連通する状態となる。これにより、上述のようにして供給される主油圧ポンプ１の圧油Ｐのうちの余剰流量が中央室４１から室５３に導かれ、この室５３から補助管路供給ポートＥＦを経て矢印５６で示すように図１の補助管路３に供給される。これにより、上述したように作業機の駆動が可能となる。
【００４１】
なお、このような動作の間、操向制御弁１１の上流圧が油路１８を介してプライオリティバルブ４のスプール６の制御室９に導かれ、操向制御弁１１の下流圧が検出管路２０、プライオリティバルブ４の負荷圧ポートＬＳを介して制御室８に導かれるので、プライオリティバルブ４のスプール６は、操向制御弁１１の上流圧と下流圧との差圧に応じて摺動する。すなわち、このプライオリティバルブ４は圧力補償弁として機能する。したがって、このプライオリティバルブ４の圧力補償機能により操向シリンダ１０の負荷圧の変動にかかわらず、操向制御弁１１の可動弁部材１３の回転量、すなわちハンドルの操作量に応じた流量を操向シリンダ１０に供給することができる。
【００４２】
図示しないハンドルが上述とは逆方向に操作されたときには、図１に示す操向制御弁１１の可動弁部材１３が同図１に示す中立位置から左位置に切換えられ、主油圧ポンプ１の圧油Ｐが管路１４を介して優先的に操向シリンダ１０の室Ａに供給され、操向シリンダ１０が作動して図示しないタイヤが上述とは逆方向に傾くように動かされる。このような動作が行なわれる間のプライオリティバルブ４の動作は、上述とほぼ同じである。
【００４３】
そして、主油圧ポンプ１を駆動する図示しないエンジンが故障したときとか、主油圧ポンプ１が故障したときなどのように主管路２及び補助管路３への圧油供給機能が低下した場合には、主ポンプ１の吐出圧（ポンプポート４０の圧力）を検出する図１に示す圧力センサ３１から出力される信号によってコントローラ３２がスイッチ３０をオンにする制御を行なう。これによりモータ２９が駆動し、このモータ２９によって緊急用油圧ポンプ２７が駆動し、この緊急用油圧ポンプ２７から管路２８を介して緊急用圧油が供給される。すなわち、図２に示すプライオリティバルブ４のハウジング５に形成された所定部位５０に緊急用圧油が供給され、この緊急用圧油が室４８を経て主油圧ポンプ１の圧油Ｐに合流して、あるいは主油圧ポンプ１の圧油Ｐの代りに主管路供給ポートＣＦから矢印５５に示すように図１の主管路２に供給される。これにより、図示しないハンドルの操作に応じて操向シリンダ１０を作動させ、タイヤを動かすことができる。この間、プライオリティバルブ４の室４５の圧力に比べて室４８の圧力が高くなったときには、ばね４７の力と、逆止弁３３の油路４９を経てばね４７が配置されるばね室に導かれる室４８の圧力による力とによって、逆止弁３３は通路４６を閉じるように保持される。したがって、上述した緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れは逆止弁３３によって阻止される。
【００４４】
以上のように構成した第１実施形態によれば、プライオリティバルブ４のスプール６内に逆止弁３３を設けるようにしたので、プライオリティバルブ４等とは別体に設けられる独立構造体としての逆止弁、このような逆止弁をプライオリティバルブ４等の外部の所定個所に設置する固定具、及び逆止弁をプライオリティバルブ４等に接続する配管等が不要になる。これらによって全体の部品数を少なくすることができる。また、逆止弁３３をプライオリティバルブ４等の外部の所定個所に配置する設置作業、及びプライオリティバルブ４等に接続する配管作業を不要にできる。さらに、上述したようにプライオリティバルブ４のスプール６の外部に位置するこのプライオリティバルブ４のハウジング５部分に、逆止弁３３を設置するための領域を要することがなく、このプライオリティバルブ４の形状を大きくしないで済む。すなわち、プライオリティバルブ４を、独立構造体としての逆止弁を備えた従来のプライオリティバルブと同等の大きさとすることができ、このプライオリティバルブ４の所定個所への据付け作業を簡単に行なうことができる。
【００４５】
図３は本発明の第２実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。この第２実施形態は、プライオリティバルブ４のみが上述した第１実施形態におけるものと異なっている。すなわち、この第２実施形態は、同図３に示すように、プライオリティバルブ４のスプール６が、ポンプポート４０に連通する中央室４１に臨ませた大径部５７を有し、この大径部５７の外周の一端に主管路２に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジ５８を形成し、大径部５７の外周の他端に補助管路３に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジ５９を形成してある。この大径部５７の内部を通るように、主管路２に連通する通路４６を形成し、この通路４６上に位置するスプール６の内部に、緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３を配置してある。緊急用油圧ポンプ２７から吐出された緊急用圧油を導く管路２８は、例えばプライオリティバルブ４のハウジング５内の所定部位５０に接続させてある。
【００４６】
プライオリティバルブ４のスプール６を摺動自在に収納するハウジング５は、中央室４１に連通可能な室４８を備え、この室４８に連通するように上述の所定部位５０を形成させてある。また、室４８に主管路供給ポートＣＦを連通させてある。さらに、中央室４１に連通可能な室５３を備え、この室５３に補助管路供給ポートＥＦを連通させてある。その他の構成は、前述した第１実施形態における構成と同等である。
【００４７】
このように構成した第２実施形態は、上述した図１に示すように、操向制御弁１１の可動弁部材１３が中立位置に保持されている状態で、主油圧ポンプ１から圧油Ｐが吐出されると、図３に示す適宜に設定した絞り１７と絞り１９の関係から同図３に示す絞り１９を介してプライオリティバルブ４のスプール６の他端の制御室９に圧油が導かれ、スプール６はばね７の力に抗して同図３の左方向に摺動する。すなわち、図１の右位置に切換えられる。したがって、図３の矢印５４で示すようにプライオリティバルブ４のポンプポート４０に導かれた圧油Ｐは、中央室４１に配置されたスプール６の大径部５７の外周から中央室４１と室５３の間に位置するスプール６の小径部に沿うように流れて、中央室４１から室５３へと導かれ、矢印５６で示すように、補助管路供給ポートＥＦから図１に示す補助管路３に供給される。これによって図示しない作業機の駆動が可能となる。
【００４８】
また、ハンドル非操作状態からハンドルが操作されると、プライオリティバルブ４のスプール６は、ばね７の力と制御室８に与えられる圧油の圧力による力の和と、制御室９に与えられる圧油の圧力による力との大小関係に応じて摺動する。
【００４９】
すなわち、ハンドル操作に伴って、プライオリティバルブ４のスプール６が図３に示す状態に保持され、主油圧ポンプ１から吐出される圧油Ｐが矢印５４で示すようにポンプポート４０から中央室４１に導かれ、大径部５７の外周に沿うように流れて、大径部５７の通路４６に導かれ、逆止弁３３を押し開き、室４８から主管路供給ポートＣＦを介して矢印５５で示すように図１の主管路２に供給される。これにより上述したように、図１に示す操向制御弁１１を介して操向シリンダ１０に圧油Ｐが供給され、操向シリンダ１０を駆動して図示しないタイヤを動かすことができる。
【００５０】
その後、プライオリティバルブ４の制御室９に導かれる圧油の圧力による力が制御室８側の力に比べて大きくなると、プライオリティバルブ４のスプール６が図３の左方向に摺動し、中央室４１が室５３に連通する状態となる。これにより、上述のようにして供給される主油圧ポンプ１の圧油Ｐの余剰流量が中央室４１から室５３に導かれ、この室５３から補助管路供給ポートＥＦを経て矢印５６に示すように補助管路３に供給される。これにより上述したように作業機の駆動が可能となる。
【００５１】
なお、このような動作の間、操向制御弁１１の上流圧がプライオリティバルブ４のスプール６の制御室９に導かれ、操向制御弁１１の下流圧がスプール６の負荷圧ポートＬＳを介して制御室８に導かれるので、プライオリティバルブ４のスプール６は、操向制御弁１１の上流圧と下流圧との差圧に応じて摺動する。すなわち、このプライオリティバルブ４は圧力補償弁として機能する。したがって、このプライオリティバルブ４の圧力補償機能により、操向シリンダ１０の負荷圧の変動にかかわらず、図１に示す操向制御弁１１の可動弁部材１３の回転量、すなわちハンドル操作量に応じた流量を操向シリンダ１０に供給できる。
【００５２】
そして、主油圧ポンプ１を駆動する図示しないエンジンが故障したときとか、主油圧ポンプ１が故障したときなどのように主管路及び補助管路３への圧油供給機能が低下し、緊急用油圧ポンプ２７から管路２８を介して緊急用圧油が供給されると、図３に示すプライオリティバルブ４のハウジング５に形成された所定部位５０に緊急用圧油が与えられる。この緊急用圧油が室４８を経て主油圧ポンプ１の圧油Ｐに合流して、あるいは主油圧ポンプ１の圧油Ｐの代りに主管路供給ポートＣＦから矢印５５で示すように主管路２に供給される。これにより、タイヤをハンドルの操作に応じて動かすことができる。この間、プライオリティバルブ４の中央室４１の圧力に比べて室４８の圧力が高くなったときには、ばね４７の力と、逆止弁３３の流路４９を経てばね４７が配置されるばね室に導かれる室４８の圧力による力とによって、逆止弁３３は通路４６を閉じるように保持される。したがって、上述した緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れは、逆止弁３３によって阻止される。
【００５３】
このように構成した第２実施形態も、プライオリティバルブ４のスプール６の内部に、緊急用油圧ポンプ２７から吐出される緊急用圧油の主油圧ポンプ１方向への流れを阻止する逆止弁３３を備えたことから、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００５４】
また特に、この第２実施形態によれば、主管路側制御エッジ５８と補助管路側制御エッジ５９とをプライオリティバルブ４のスプール６に形成される大径部５７に含ませてあり、この大径部５７をポンプポート４０に連通する中央室４１に臨ませてあるので、スプール６の長さ寸法を短く設定することができる。これにより、このスプール６の長さ方向に対応するプライオリティバルブ４のハウジング５の寸法を小さく設定でき、このプライオリティバルブ４のコンパクト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の油圧駆動装置の第１実施形態の全体構成を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に備えられるプライオリティバルブの要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 主油圧ポンプ
２ 主管路
３ 補助管路
４ プライオリティバルブ（流量制御弁）
５ ハウジング
６ スプール
７ ばね
８ 制御室
９ 制御室
１０ 操向シリンダ
１１ 操向制御弁
１３ 可動弁部材
１８ 油路
２０ 検出管路
２７ 緊急用油圧ポンプ
２８ 管路
３３ 逆止弁
４０ ポンプポート
４１ 中央室
４２ 小径部
４３ 主管路側制御エッジ
４４ 第１大径部
４５ 室
４６ 通路
４８ 室
５０ 所定部位
５１ 補助管路側制御エッジ
５２ 第２大径部
５３ 室
５７ 大径部
５８ 主管路側制御エッジ
５９ 補助管路側制御エッジ
ＣＦ 主管路供給ポート
ＥＦ 補助管路供給ポート
ＬＳ 負荷圧ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、上記主管路に優先的に供給させる流量制御弁と、上記主管路及び上記補助管路への圧油供給機能低下時に緊急用圧油を上記主管路に供給可能な緊急用油圧ポンプと、上記緊急用圧油の上記主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁とを備えた油圧駆動装置において、
上記流量制御弁のスプールの内部に、上記主管路に連通する通路を形成し、この通路上に位置する上記スプールの内部に上記逆止弁を配置し、この逆止弁の下流に位置する所定部位に、上記緊急用油圧ポンプから吐出される上記緊急用圧油を供給可能にしたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記所定部位を、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジング内に設けたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項３】
上記請求項１記載の発明において、
上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、
上記スプールが、
上記室に臨ませた小径部と、この小径部の一端に形成され、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジを有する第１大径部と、上記小径部の他端に形成され、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジを有する第２大径部とを備え、
上記第１大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項４】
上記請求項１記載の発明において、
上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、
上記スプールが、
上記室に臨ませた大径部を有し、この大径部の外周に、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジと、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジとを形成し、
上記大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項５】
上記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
上記主管路の圧油が導かれ、ハンドルによって回転可能な可動弁部材を有する操向制御弁と、この操向制御弁から供給される圧油によって作動し、タイヤの向きを制御する操向シリンダとを有するパワーステアリング機構に備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項１】
主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油を、主管路及び補助管路の少なくとも一方に選択的に供給させると共に、上記主管路に優先的に供給させる流量制御弁と、上記主管路及び上記補助管路への圧油供給機能低下時に緊急用圧油を上記主管路に供給可能な緊急用油圧ポンプと、上記緊急用圧油の上記主油圧ポンプ方向への流れを阻止する逆止弁とを備えた油圧駆動装置において、
上記流量制御弁のスプールの内部に、上記主管路に連通する通路を形成し、この通路上に位置する上記スプールの内部に上記逆止弁を配置し、この逆止弁の下流に位置する所定部位に、上記緊急用油圧ポンプから吐出される上記緊急用圧油を供給可能にしたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記所定部位を、上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジング内に設けたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項３】
上記請求項１記載の発明において、
上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、
上記スプールが、
上記室に臨ませた小径部と、この小径部の一端に形成され、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジを有する第１大径部と、上記小径部の他端に形成され、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジを有する第２大径部とを備え、
上記第１大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項４】
上記請求項１記載の発明において、
上記流量制御弁の上記スプールを摺動自在に収納するハウジングが、上記主油圧ポンプに接続されるポンプポートに連通する室を有し、
上記スプールが、
上記室に臨ませた大径部を有し、この大径部の外周に、上記主管路に供給される圧油の流れを制御する主管路側制御エッジと、上記補助管路に供給される圧油の流れを制御する補助管路側制御エッジとを形成し、
上記大径部の内部を通るように上記通路を設け、この通路の途中に上記逆止弁を配置したことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項５】
上記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
上記主管路の圧油が導かれ、ハンドルによって回転可能な可動弁部材を有する操向制御弁と、この操向制御弁から供給される圧油によって作動し、タイヤの向きを制御する操向シリンダとを有するパワーステアリング機構に備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２９３９２（Ｐ２００６−２９３９２Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０６１２１（Ｐ２００４−２０６１２１）
【出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]