| 【発明の名称】 |
圧力制御弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】野沢 勇作
【氏名】西村 良純
【氏名】市来 伸彦
【氏名】東ケ崎 光久
【氏名】高橋 欣也
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| 【要約】 |
【課題】姿勢によって慣性モーメントの大きさが変動する作業機を備えた慣性体を回転駆動する油圧モータ回路に設けられる圧力制御弁において、慣性モーメントの大小に係わらずスムーズな起動特性が得られ、かつ慣性体の回転力を低下させず良好な作業性を確保できるようにする。
【解決手段】第１制御ピストン機構３７は、スリーブ５０内に、バネ受け部３６と一体でかつ内部に第１制御室５２を形成した中空の第１制御ピストン５１を摺動可能に嵌合してなり、第１制御ピストン機構３７に、第１制御ピストンの中空部分に収容された第１ピストン部７１、第１制御ピストンの端部と当接可能なフランジ部７２、第１ピストン部の反対側の第２ピストン部７３からなる第２制御ピストン７０を有する第２制御ピストン機構６９を直列に組み込み、第２ピストン部の第２制御室７４に外部制御圧を導入する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】弁体を閉じ位置に保持する弁バネと、この弁バネの反弁体側の端部を支持するバネ受け部及びこのバネ受け部を弁バネ圧縮方向に付勢する第１制御室を有し、前記弁体の入口側の圧力上昇時にその圧力を絞りを介して前記第１制御室に導くことにより前記バネ受け部を弁バネ圧縮方向に移動し、前記弁バネのセット荷重を増大させる第１制御ピストン機構とを備える圧力制御弁において、前記第１制御ピストン機構に直列に組み込まれ、外部信号に応じて前記バネ受け部の弁バネ弛緩方向における最大移動位置を調整し、弁バネのセット荷重の最小値を変更する第２制御ピストン機構を有することを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】請求項１記載の圧力制御弁において、前記第１制御ピストン機構は、弁ケーシングに取り付けられたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に嵌合され、前記バネ受け部と一体でかつ内部に前記第１制御室を形成した中空の第１制御ピストンとを有し、前記第１制御ピストンの外周部にフランジ部を設け、前記スリーブの内周部に、前記フランジ部に当接可能であり前記第１制御ピストンの軸方向の移動を制限するストッパ部を設けたことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項３】請求項１記載の圧力制御弁において、前記第１制御ピストン機構は、弁ケーシングに取り付けられたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に嵌合され、バネ受け部と一体でかつ内部に前記第１制御室を形成した中空の第１制御ピストンとを有し、前記第２制御ピストン機構は、前記第１制御ピストンの中空部分に摺動可能に収容され、前記第１制御室に臨む端部を有する第１ピストン部、この第１ピストン部と一体に設けられ、前記第１制御ピストンの端部と当接可能なフランジ部、前記第１ピストン部の反対側で前記フランジ部と一体に設けられた第２ピストン部を有する第２制御ピストンと、この第２制御ピストンの第２ピストン部を摺動可能に収容し、前記第２ピストン部の端部が臨む第２制御室を形成したシリンダ部とを有し、前記第２制御室に前記外部信号として外部制御圧を導入することを特徴とする圧力制御弁。
【請求項４】請求項１記載の圧力制御弁において、前記第１制御ピストン機構は、弁ケーシングに取り付けられたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に嵌合され、バネ受け部と一体でかつ内部に前記第１制御室を形成した中空の第１制御ピストンと、前記弁体の前記入口の反対側に設けられたボス部と、前記バネ受け部から前記弁体に向けて伸びたステム部と、一端側が前記ボス部に取り付けられ、他端側が前記ステム部に挿入され、かつ前記一端側に前記弁バネの弁体側の端部を支持するバネ受け部を形成した連結スリーブとを有し、前記弁体及びボス部とステム部に中心穴を形成し、この中心穴のそれぞれに前記絞りを設け、前記第１制御室を前記ボス部の中心穴及び絞り、前記連結スリーブ、前記ステム部の中心穴及び絞りを介して前記弁体の入口側に連通させたことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項５】油圧ポンプから吐出された圧油により駆動され、作業姿勢の変わる作業機を備えた慣性体を回転駆動する油圧モータを有する油圧モータ回路に設けられ、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータを過負荷から防止する請求項１〜４のいずれか１項記載の圧力制御弁の制御装置において、前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、この姿勢検出手段の検出値を入力し、前記作業機の姿勢が慣性モーメントを小さくする側に変化するに従って小さくなるよう前記外部信号を生成する信号生成手段とを備えることを特徴とする圧力制御弁の制御装置。
【請求項６】請求項５記載の圧力制御弁の制御装置において、前記油圧モータは油圧ショベルの旋回体を回転させる油圧モータであり、前記姿勢検出手段は油圧ショベルの旋回体に支持されたフロント作業機のブームの角度を検出する手段であり、前記信号生成手段は、前記ブームの角度が大きくなるに従って小さくなるよう前記外部信号を生成する手段であることを特徴とする圧力制御弁の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業姿勢によって慣性モーメントの大きさが大幅に変動する作業機を備えた慣性体を回転駆動する油圧モータ回路に設けられる圧力制御弁とその制御装置に係わり、特に小旋回機と称される油圧ショベルのフロント作業機を備えた旋回体を回転駆動する油圧モータ回路に設けられる圧力制御弁とその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧回路の圧力上昇時に、その圧力を絞りを介して制御室に導くことにより弁バネのセット荷重を可変化し、オーバシュートによる過渡的なピーク圧の発生を抑え、ショックレスリリーフ機能を持たせた圧力制御弁として、特開昭５７−１６１３７４号公報に記載のものがある。この圧力制御弁を図８及び図９を用いて説明する。
【０００３】図９において、油圧ポンプ２３４から吐出された圧油は方向制御弁２３６を介して図示されない油圧アクチェエータヘ供給される。油圧ポンプ２３４と方向制御弁２３６を接続する導管２３５には導管２３５からの分岐導管を介して圧力制御弁２０１の接続口２０２が接続されている。圧力制御弁２０１の弁体２２２は弁バネ２２５，２２６で接続口２０２側に押し付けられている。この弁バネ２２５，２２６の反力を受ける支承部（バネ座）は制御ピストン２１２の一部で構成され、制御ピストン２１２は閉鎖部材２０５に摺動自在に嵌合している。制御ピストン２１２が移動することでバネ２２５，２２６のセット荷重が変化する。制御ピストン２１２のバネ力を受ける側と反対側の閉鎖部材２０５の中に制御室２０８が形成されており、制御室２０８は油通路２２３，２２１，２１５及び絞り２１６を介して接続口２０２と連通している。油通路２２３は弁体２２２に形成され、油通路２２１は連結部材２１８の中に形成され、油通路２１５及び絞り２１６は制御ピストン２１２に形成されている。弁体２２２と制御ピストン２１２はバネ２２５，２２６に対し相対運動をするから、連結部材２１８は弁体２２２と制御ピストン２１２に対し摺動自在に嵌合されている。制御室２０８は３ポート３位置切換弁２３７を介して液リザーバ２３８又は油圧ポンプ２３４に接続されるか、それらとの接続を遮断される。油圧ポンプ２３４は圧力制御機能を持った可変容量型が採用されている。
【０００４】接続口２０２に面した弁体２２２の受圧面積と制御室２０８に面した制御ピストン２１２の受圧面積の関係は後者が前者より大になっている。
【０００５】更に、閉鎖部材２０５に設けられた当接用鍔部２１４と制御ピストン２１２に設けられたフランジ２１３との関係から、制御ピストン２１２の移動量が制限され、当接用ねじ部２２８によりバネ２２５，２２６の初期セット荷重が設定される。
【０００６】切換弁２３７の利用により、圧力制御弁２０１は図９に示すような３つの形態での動作が可能である。先ず、制御室２０８をリザーバ２３８に接続する位置では、制御室２０８には圧力が立たず、バネ２２５，２２６のセット荷重は初期値のままであるため、図９に示すｂ）の特性となり、アンロード弁の機能を持つ。
【０００７】制御室２０８をリザーバ２３８及び油圧ポンプ２３４のいずれとも接続しない位置では図９に示すａ）の機能が持たせられる。即ち、接続口２０２の圧力上昇時は、絞り２１６の作用で制御室２０８には直ぐに同じ圧力が立たず、バネ２２５，２２６のセット荷重は圧力上昇前の小さい値のままであるため、リリーフ最大圧ＰMAX以下のＰMINでクラッキングする。時間が経つにつれ制御室２０８の圧力が高くなり、制御室２０８に面した制御ピストン２１２の受圧面積が大であるから、バネ２２５，２２６を撓ませ、リリーフ最大圧ＰMAXに至る。クラッキング圧ＰMINは当接用ネジ２２８の位置の上下で調節され、リリーフ最大圧ＰMAXは当接用鍔部２１４の位置の上下で調節され、ＰMINとＰMAXの間の時間差ｔoは絞り２１６の大小で調節される。
【０００８】制御室２０８を油圧ポンプ２３４に接続する位置では、バネ２２５，２２６のセット荷重は常に最大となるため、クラッキング圧は最大リリーフ圧ＰMAXとなり、図９に示すｃ）の機能となる。
【０００９】また、方向制御弁と、方向制御弁によって油圧ポンプからの供給流量が制御される旋回用油圧モータと、旋回用油圧モータの両側流路に圧力制御弁の一種であるリリーフ弁とを備えた油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧モータ回路として、特開平６−１７３２９９号公報に記載のものがある。これは、旋回用油圧モータにより回転駆動される旋回体に備えられるフロント作業機の姿勢を検出し、この検出値を上記リリーフ弁に誘導し、リリーフ弁のセット圧（クラッキング圧）を変える構成となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】作業姿勢によって慣性モーメントの大きさが大幅に変動する作業機を備えた慣性体として、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に備えられる旋回体がある。例えば油圧ショベルの旋回体は、ブーム、アーム、バケットからなる多関節型のフロント作業機を備え、このフロント作業機の姿勢によって慣性モーメントの大きさが大幅に変動する。
【００１１】このような油圧ショベルの旋回体は油圧モータにより回転駆動される。図１０に旋回用油圧モータの油圧モータ回路を示す。図中、Ｊは慣性負荷である旋回体の慣性モーメントであり、油圧モータ回路は、慣性モーメントＪを回転駆動する油圧モータ１０１と、油圧ポンプ１０３と、この油圧ポンプ１０３を過負荷から守るメインリリーフ弁１０５と、油圧モータ１０１の回転方向と速度を制御する方向制御弁１０４と、油圧モータ１０１を過負荷から守るオーバロードリリーフ弁１０２より構成されている。方向制御弁１０４は一方向の速度制御に関するメータイン絞り１０４−１とメータアウト絞り１０４−２のみを簡略化して示している。
【００１２】旋回体の起動時、フロント作業機を前方に伸ばしたリーチの長い姿勢では、旋回体の慣性モーメントＪは大きいため、旋回体の加速は穏やかである。しかし、旋回駆動圧の変化は急であり、旋回駆動圧はオーバロードリリーフ弁１０２のセット圧を超えて上昇し、オーバシュートによる過渡的なピーク圧を発生するなどの問題がある。
【００１３】フロント作業機のリーチが短くなった旋回姿勢では慣性モーメントＪは小さいため、圧力の急峻もなくオーバシュートの問題はない。しかし、オーバロードリリーフ弁１０２のセット圧が一定であると旋回体の角加速度は大となり、加速が急過ぎると運転者を巻き込んだ旋回ジャーキング（急発進、急停止の繰り返し）と称される、ギクシャクした旋回状態を招くことになる。
【００１４】特開昭５７−１６１３７４号公報に記載の圧力制御弁をオーバロードリリーフ弁として用いた場合は、ショックレスリリーフ機能により前者のオーバシュートの問題は解決できるが、後者の問題は解決できない。図１１はこの特開昭５７−１６１３７４号公報に記載の圧力制御弁をオーバロードリリーフ弁の位置に設けた場合の油圧モータ回路の回路図である。図中、符号１０２Ａが特開昭５７−１６１３７４号公報の圧力制御弁であり、圧力制御弁１０２Ａはリリーフ弁用のバネ１０２−１のセット荷重が絞り１０２−２を介して誘導された圧力を利用して可変化されている。この油圧モータ回路では、フロント作業機のリーチが長く慣性モーメントＪが大きい場合は図９に示すａ）の特性が得られ、上記オーバシュートによる過渡的なピーク圧の発生は抑えられる（ショックレスリリーフ機能）。しかし、フロント作業機のリーチが短く慣性モーメントＪが小さい場合には、圧力がそれ程高くならないためリリーフ弁はクラッキングせず、油圧モータ１０１は与えられた油量をほとんど消費して回転するため、急加速となり、上述した旋回ジャーキングが生じてしまう。そこで、慣性モーメントＪが小の場合に合わせて、図９のＰMINを設定すればよさそうであるが、この場合は慣性モーメントＪが大きくなるとなかなか加速しない問題が生じる。
【００１５】特開平６−１７３２９９号公報に記載の油圧モータ回路では、後者の問題は解決できるが、前者の問題は解決できない。
【００１６】即ち、特開平６−１７３２９９号公報に記載の油圧モータ回路では、フロント作業機の姿勢を検出してリリーフ弁のセット圧（クラッキング圧）を変えるため、フロント作業機のリーチが短くなると、それに応じてリリーフ弁のセット圧が下がり、角加速度が小さくなって旋回ジャーキングを防止できる。しかし、このリリーフ弁は、油圧回路の圧力を利用して弁バネのセット荷重を可変化し、ショックレスリリーフ機能を持たせる構成となっておらず、従来の一般的なリリーフ弁と同様、旋回体の慣性モーメントＪが大きいときはオーバシュートによる過渡的なピーク圧を発生してしまう。
【００１７】また、特開平６−１７３２９９号公報に記載の油圧モータ回路では、後者の問題の解決に際しても、旋回ジャーキングを防止するのにリリーフ弁のセット圧自体を下げている。しかし、リリーフ弁のセット圧を下げることは最大リリーフ圧が下がることであり、リリーフ圧で得られる旋回力も低下する。このため、フロント作業機のリーチを短くした姿勢で旋回力を利用して行う作業（例えば側溝の側壁にバケットを押し付けて側壁を掘削する作業）では、大きな旋回力が得られず、旋回作業性が大幅に低下するという問題もある。
【００１８】本発明の目的は、作業姿勢によって慣性モーメントの大きさが変動する作業機を備えた慣性体を回転駆動する油圧モータ回路に設けられる圧力制御弁において、慣性モーメントの大小に係わらずスムーズな起動特性が得られ、かつ慣性体の回転力を低下させず良好な作業性を確保できる圧力制御弁及びその制御装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成するために、本発明は、弁体を閉じ位置に保持する弁バネと、この弁バネの反弁体側の端部を支持するバネ受け部及びこのバネ受け部を弁バネ圧縮方向に付勢する第１制御室を有し、前記弁体の入口側の圧力上昇時にその圧力を絞りを介して前記第１制御室に導くことにより前記バネ受け部を弁バネ圧縮方向に移動し、前記弁バネのセット荷重を増大させる第１制御ピストン機構とを備える圧力制御弁において、前記第１制御ピストン機構に直列に組み込まれ、外部信号に応じて前記バネ受け部の弁バネ弛緩方向における最大移動位置を調整し、弁バネのセット荷重の最小値を変更する第２制御ピストン機構を有するものとする。
【００２０】第１制御ピストン機構により従来と同様のショックレスリリーフ機能が得られ、慣性体として油圧ショベルの旋回体を回転駆動する油圧モータ回路において、旋回体の慣性モーメントが大きいときのオーバシュートの問題を解決できる。また、第１制御ピストン機構に加えて第２制御ピストン機構を直列に設け、外部信号で弁バネのセット荷重の最小値を変更できるようにすることにより、慣性体として油圧ショベルの旋回体を回転駆動する油圧モータ回路においては、外部信号を旋回体の慣性モーメントの大小に連動させることで、慣性モーメントが小さいときはクラッキング圧を下げ、圧力がそれ程高くならなくても圧力制御弁はリリーフし、旋回ジャーキングを防止できる。これにより、慣性モーメントの大小に係わらずオーバシュートによる過渡的なピーク圧の発生や旋回ジャーキングの発生を抑えてスムーズな起動特性が得られる。
【００２１】また、第２制御ピストン機構は外部信号で弁バネのセット荷重の最小値を変更しクラッキング圧を変えるものであり、弁バネのセット荷重の最大値を変えるものではない。このため、クラッキング圧を変えてもリリーフ最高圧力は低下せず、大きな回転力（油圧ショベルの旋回体では旋回力）が得られ、良好な作業性を確保できる。
【００２２】（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１制御ピストン機構は、弁ケーシングに取り付けられたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に嵌合され、前記バネ受け部と一体でかつ内部に前記第１制御室を形成した中空の第１制御ピストンとを有し、前記第１制御ピストンの外周部にフランジ部を設け、前記スリーブの内周部に、前記フランジ部に当接可能であり前記第１制御ピストンの軸方向の移動を制限するストッパ部を設ける。
【００２３】このようにフランジ部とストッパ部を設けることにより、フランジ部がストッパ部に当接する位置で弁バネセット荷重の最大値（リリーフ最高圧）が定まり、ストッパ部が設けられるスリーブの位置を調整することにより、リリーフ最高圧を所望の値に設定できる。また、第１制御ピストンの外周部にフランジ部を設け、スリーブの内周部にストッパ部を設けたので、ストッパ部があっても、第１スリーブを分割するなどの複雑な構造にすることなくスリーブ内に第１制御ピストンを挿入して組み立てることができ、簡単な構造でストッパ部を含めた第１制御ピストン機構の組み立てが可能となる。（図８に示す特開昭５７−１６１３７４号公報の構造では、閉鎖部材２０５から当接用鍔部２１４を分離しないと、そのままでは組み立てることができない。）
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１制御ピストン機構は、弁ケーシングに取り付けられたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に嵌合され、バネ受け部と一体でかつ内部に前記第１制御室を形成した中空の第１制御ピストンとを有し、前記第２制御ピストン機構は、前記第１制御ピストンの中空部分に摺動可能に収容され、前記第１制御室に臨む端部を有する第１ピストン部、この第１ピストン部と一体に設けられ、前記第１制御ピストンの端部と当接可能なフランジ部、前記第１ピストン部の反対側で前記フランジ部と一体に設けられた第２ピストン部を有する第２制御ピストンと、この第２制御ピストンの第２ピストン部を摺動可能に収容し、前記第２ピストン部の端部が臨む第２制御室を形成したシリンダ部とを有し、前記第２制御室に前記外部信号として外部制御圧を導入する。
【００２４】これにより、第１制御ピストン機構に直列に第２制御ピストンを組み込み、外部信号に応じてバネ受け部の弁バネ弛緩方向における最大移動位置を調整する上記（１）の構成が得られる。
【００２５】（４）更に、上記（１）において、好ましくは、前記第１制御ピストン機構は、弁ケーシングに取り付けられたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に嵌合され、バネ受け部と一体でかつ内部に前記第１制御室を形成した中空の第１制御ピストンと、前記弁体の前記入口の反対側に設けられたボス部と、前記バネ受け部から前記弁体に向けて伸びたステム部と、一端側が前記ボス部に取り付けられ、他端側が前記ステム部に挿入され、かつ前記一端側に前記弁バネの弁体側の端部を支持するバネ受け部を形成した連結スリーブとを有し、前記弁体及びボス部とステム部に中心穴を形成し、この中心穴のそれぞれに前記絞りを設け、前記第１制御室を前記ボス部の中心穴及び絞り、前記連結スリーブ、前記ステム部の中心穴及び絞りを介して前記弁体の入口側に連通させる。
【００２６】これにより弁体の入口側の圧力上昇時、当該圧力は弁体及びボス部の中心穴の絞りとステム部の中心穴の絞りの２つの絞りで二段階に絞られて第１制御室に伝わることとなり、クラッキング圧からリリーフ最高圧に至るまでの時間は２つの絞りを用いて調整でき、ショックレスリリーフ特性の設定の自由度が高くなる。
【００２７】（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプから吐出された圧油により駆動され、作業姿勢の変わる作業機を備えた慣性体を回転駆動する油圧モータを有する油圧モータ回路に設けられ、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータを過負荷から防止する上記（１）〜（４）の圧力制御弁の制御装置において、前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、この姿勢検出手段の検出値を入力し、前記作業機の姿勢が慣性モーメントを小さくする側に変化するに従って小さくなるよう前記外部信号を生成する信号生成手段とを備えるものとする。
【００２８】このように姿勢検出手段と信号生成手段を設けることにより、慣性体の慣性モーメントが小さくなると外部信号が小さくなるため、上記（１）で述べたように、慣性モーメントが小さいときは外部信号を小さくしてクラッキング圧を下げ、圧力がそれ程高くならなくても圧力制御弁をリリーフさせ、旋回ジャーキングを防止できる。
【００２９】（６）また、上記（５）において、好ましくは、前記油圧モータは油圧ショベルの旋回体を回転させる油圧モータであり、前記姿勢検出手段は油圧ショベルの旋回体に支持されたフロント作業機のブームの角度を検出する手段であり、前記信号生成手段は、前記ブームの角度が大きくなるに従って小さくなるよう前記外部信号を生成する手段である。
【００３０】これにより慣性体として油圧ショベルの旋回体を回転駆動する油圧モータ回路において、上記（１）で述べたように、慣性モーメントの大小に係わらずオーバシュートによる過渡的なピーク圧の発生や旋回ジャーキングの発生を抑えてスムーズな起動特性が得られ、更にクラッキング圧を変えてもリリーフ最高圧力は低下しないため、大きな旋回力が得られ、良好な旋回作業性を確保できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００３２】図１は本発明の一実施形態による圧力制御弁を備えた油圧モータ回路を示す図である。図１において、１０は慣性モーメントＪを有する慣性体であり、油圧モータ回路は、この慣性体１０を回転駆動する油圧モータ１１と、油圧ポンプ１３と、この油圧ポンプ１３を過負荷から守るメインリリーフ弁１５と、油圧モータ１１の回転方向と速度を制御する方向制御弁１４と、油圧モータ１１を過負荷から守るオーバロードリリーフ弁１２とで構成されている。方向制御弁１４は一方向の速度制御に関するメータイン絞り１４−１とメータアウト絞り１４−２のみを簡略化して示している。
【００３３】油圧ポンプ１３から吐出された圧油は方向制御弁１４のメータイン絞り１４−１を介して油圧モータ１１に供給される。油圧モータ１１からの戻り油は方向制御弁１４のメータアウト絞り１４−２を介して作動油タンク２０に還流される。オーバロードリリーフ弁１２はメータイン絞り１４−１と油圧モータ１１間のアクチュエータライン２１から分岐して取り付けられ、このリリーフ弁１２が本実施形態の圧力制御弁である。また、図示していないが、油圧モータ１１と方向制御弁１４のメータアウト絞り１４−２との間のアクチュエータライン２２から分岐した位置にも同様な圧力制御弁（オーバロードリリーフ弁）が取り付けられている。図示の例では、アクチュエータライン２１から分岐した位置に取り付けられた圧力制御弁１２が起動時に動作し、油圧モータ１１の回転を停止するときに図示しないアクチュエータラインから分岐した位置に取り付けられた圧力制御弁が動作する。
【００３４】圧力制御弁１２の構造を説明する。
【００３５】図１において、３０は方向制御弁１４のスプール等が位置する弁ブロックであり、この弁ケーシング３０にはアクチュエータライン２１から分岐した弁入口ポート３１及びタンク２０に接続される弁出口ポート３２が形成され、これら両ポート３１，３２間を開閉するよう圧力制御弁１２が設けられている。圧力制御弁１２は、弁ブロック３０のネジ穴３０ａにねじ込み固定された弁ケーシング３３を有し、弁ケーシング３３内に弁体３４と、この弁体３４を閉じ位置に保持する弁バネ３５と、この弁バネ３５の反弁体側の端部を支持するバネ受け部３６を有する第１制御ピストン機構３７とが配置されている。
【００３６】弁ケーシング３３の先端側には弁座部材４０が嵌入され、弁体３４はこの弁座部材４０に離着座するよう配置されている。弁体３４の弁入口ポート３１の反対側にボス部４１が設けられ、このボス部４１には連結スリーブ４２が取り付けられ、連結スリーブ４２の基端側に弁バネ３５の弁体側の端部を支持するバネ受け部４３が形成されている。弁バネ３５の反対側の端部を支持するバネ受け部３６からは弁体３４に向けてステム部４４が伸び、連結スリーブ４２の反弁体側の端部にステム部４４が挿入されている。連結スリーブ４２内のボス部４１の端部とステム部４４の端部の間には油室４５が形成されている。
【００３７】第１制御ピストン機構３７は、弁ケーシング３３に取り付けられた第１スリーブ５０と、この第１スリーブ５０内に摺動可能に嵌合され、上記バネ受け部３６と一体の第１制御ピストン５１とを有し、この第１制御ピストン５１は中空形状をなし、第１制御ピストン５１内にバネ受け部３６を弁バネ圧縮方向に付勢する第１制御室５２が形成されている。上記弁体３４及びボス部４１とステム部４４には中心穴５３，５４が形成され、弁体３４及びボス部４１の中心穴５３には絞り５５が形成され、ステム部４４の中心穴５４には絞り５６が形成され、連結スリーブ４２内の油室４５は絞り５５を介して弁体３４の入口側と連通し、第１制御室５２は絞り５６を介して油室４５と連通し、結果として第１制御室５２は絞り５５，５６及び油室４５を介して弁体３４の入口側に連通している。このような構成により第１制御ピストン機構３７は、弁体３４の入口側の圧力上昇時にその圧力を絞り５５，５６を介して第１制御室５２に導いてバネ受け部３６を弁バネ圧縮方向に移動し、弁バネ３５のセット荷重を増大させるショックレスリリーフ機能を発揮する。
【００３８】第１スリーブ５０は弁ケーシング３３にネジ締結されるネジ部６５とスリーブ外端のナット部６６を有し、ネジ部６５には更にダブルナット６７が嵌合し、ナット部６６を工具で回転し第１スリーブ５０の望ましい軸方向位置が決まると、ダブルナット６７を締めてその位置を固定する。これにより弁バネ３５の初期セット荷重（初期リリーフ最高圧）が設定される。
【００３９】また、第１制御ピストン５１の外周部には第１スリーブ５０との嵌合部分よりも径を大きくしたフランジ部６０が形成され、第１スリーブ５０の内周部には第１制御ピストン５１との嵌合部分に隣接して段差部を設け、この段差部にフランジ部６０に当接可能で第１制御ピストン５１の軸方向の移動を制限するストッパ部６１が設けられている。
【００４０】更に、第１制御ピストン機構３３に直列に、外部信号に応じてバネ受け部３６及び第１制御ピストン機構３３の弁バネ弛緩方向における最大移動位置を調整し、弁バネ３５のセット荷重の最小値を変更するクラッキング圧可変化用の第２制御ピストン機構６９が配置されている。
【００４１】第２制御ピストン機構６９は、第２制御ピストン７０を有し、この第２制御ピストン７０は、第１制御ピストン５１の中空部分に摺動可能に収容され、第１制御室５２に臨む端部を有する第１ピストン部７１と、この第１ピストン部７１と一体に設けられ、第１制御ピストン５１のチューブ状部分の端部と当接可能な拡径されたフランジ部７２と、第１ピストン部７１の反対側でフランジ部７２と一体に設けられた第２ピストン部７３とで構成されている。第２ピストン部７３はシリンダ部７５の第２制御室７４に摺動可能に収容され、第２ピストン部７３の端部が第２制御室７４に臨んでいる。また、第２制御室７４に外部信号として制御圧Ｐcが導入される。
【００４２】シリンダ部７５は、第１スリーブ５０にネジ部７６でネジ締結されかつスリーブ外端にナット部７７を備えた第２スリーブとして構成され、ネジ部７６には更にダブルナット７８が嵌合し、ナット部７７を工具で回転し第２スリーブ７５の望ましい軸方向位置が決まると、ダブルナット７８を締め付けてその位置を固定する。また、第２スリーブ７５には第２制御室７４に外部信号である制御圧Ｐcを導入するための信号ポート７９が形成されている。
【００４３】弁体３４の弁入口ポート３１に面した部分は受圧面積Ａ1を有している。また、弁体３４の反対側の油室４５に面した端部の受圧面積をＡ2とすると、ステム部４４の油室４５に面した端部の受圧面積も同じＡ2である。更に、第１制御ピストン５１と第２制御ピストン７０は第１制御室５２内で同一の圧力を受け、その受圧面積は共に同じＡ3-1である。そしてこれらの受圧面積はＡ3-1＞Ａ1＞Ａ2の関係にある。また、第２制御ピストン７０の第２制御室７４における受圧面積（第２ピストン部７３の受圧面積）をＡ3-2とすると、Ａ3-2＝Ａ3-1の関係にある。
【００４４】図２に上記慣性体１０の一例である旋回体を備えた小旋回型油圧ショベルの外観を示す。油圧ショベルは、下部走行体８０と、この下部走行体８０上を旋回する旋回体８１とを有し、旋回体８１は、ブーム８２ａ、アーム８２ｂ、バケット８２ｃからなる多関節型のフロント作業機８２を備え、ブーム８２ａ、アーム８２ｂ、バケット８２ｃはそれぞれブームシリンダ８３ａ、アームシリンダ８３ｂ、バケットシリンダ８３ｃにより回動操作される。フロント作業機８２はブーム８２ａ、アーム８２ｂ、バケット８２ｃの回動操作により姿勢が変わり、この姿勢の変化によって旋回体８１の慣性モーメントＪの大きさが大幅に変動する。例えばフロント作業機８２を前方に伸ばしリーチを長くすると旋回体８１の慣性モーメントＪは大きくなり、逆にフロント作業機８２のリーチを短くすると旋回体８１の慣性モーメントは小さくなる。ブーム８２ａを後方に倒しアーム８２ｂを巻き込んだ図示のいわゆる旋回姿勢では、フロント作業機８２のリーチは最小となり、旋回体８１の慣性モーメントも最小となる。
【００４５】圧力制御弁１２の機能と油圧モータ１１及び慣性体１０の関係を起動時について、定性的に見てみる。
【００４６】方向制御弁１４のメータイン絞り１４−１を通じて油圧ポンプ１３からＱａの流量が容積Ｖのアクチュエータライン２１に流れ込み、容量Ｄｍの油圧モータ１１が回転数ωで回転してＤｍ×ωの油量が消費され、圧力制御弁１２でＱｒのリリーフ量があったものとする。この場合、アクチュエータライン２１での油圧バランス及び慣性モーメントＪの慣性体１０の運動方程式は次の関係で与えられる。
【００４７】
（Ｖ／Ｋ）・（ｄｐ／ｄｔ）＝Ｑａ−Ｄｍ・ω−Ｑｒ …（１）
Ｊ・（ｄω／ｄｔ）＋Ｂ・ω＝Ｄｍ・Ｐ …（２）
ここで、Ｂは油圧モータ１１や慣性体１０の系に働く回転速度に比例した抵抗、Ｐはアクチュエータライン２１内の圧力である。
【００４８】（１）式及び（２）式の関係は図３のブロック線図で示されようである。このブロック線図を基に慣性体１０の慣性モーメントＪの影響をみてみる。
【００４９】ある入力に対し、これを慣性モーメントＪで割った値が角加速度ｄω／ｄｔであるから、慣性モーメントＪが大きくなると、角加速度が小さくなり、これを積分した値である角速度ωも小さくなる。この角速度ωに油圧モータ１１の容量Ｄｍを乗じた値が油圧モータ１１の消費流量Ｑｍとなるから、角速度ωが小さくなると流入流量Ｑａと消費流量Ｑｍの差は大となり、この差にＶ／Ｋを乗じ、積分したものがアクチュエータライン２１内の圧力Ｐとなるから、圧力Ｐは大きな値となる。
【００５０】圧力制御弁１２として従来の一般的なオーバロードリリーフ弁を用いた場合を想定すると、慣性体１０の慣性モーメントＪが大きい場合、角加速度、即ち角速度の変化は緩やかであるが、圧力Ｐの変化が急であるため、圧力Ｐはオーバロードリリーフ弁のセット圧を超えて上昇し、オーバシュートによる過渡的なピーク圧を発生する。また、起動後、供給油量Ｑａと消費油量Ｑｍが等しくなると、加速圧力が必要なくなり、油圧モータ１１の駆動圧力Ｐが低下しようとするが、このとき、加速時にアクチュエータライン２１の配管系に貯えられていたエネルギーが放出され、角速度のオーバーシュートが生じ、このオーバーシュートが収まるまでに時間を要するという問題もある。このため、図８に示した図９のａ）に示す様な特性を持ったショックレスタイプの圧力制御弁が用いられることになる。しかし、前述したように図８の圧力制御弁の場合、慣性モーメントＪが小の場合は圧力の急峻もなく、従って、オーバーシュートの問題も無いのであるが、慣性モーメントＪが小さい場合には圧力Ｐがそれ程高くならないため、圧力制御弁はクラッキングせず、油圧モータ１１は与えられた油量をほとんど消費して回転するため、急加速となり、油圧ショベルの旋回体の場合、旋回ジャーキングを生じるおそれがある。そこで、慣性モーメントＪが小の場合に合わせて、図９のＰMINを設定すればよさそうであるが、この場合は慣性モーメントＪが大きくなるとなかなか加速しない問題が生じる。
【００５１】本実施形態の圧力制御弁１２を備えた油圧モータ回路では、図３のＰMINを外部の制御圧Ｐcに応じて可変化することによって、慣性モーメントＪの大小に関らず、スムーズな起動特性が得られる。以下、この点を詳述する。
【００５２】まず、圧力制御弁１２の基本動作を説明する。
【００５３】第２制御室７４にはある制御圧Ｐcが導かれ、この制御圧Ｐcにより第１制御ピストン機構３７の第１制御ピストン５１及び第２制御ピストン機構６９の第２制御ピストン７０は弁バネ３５を押して図示左方（弁バネ圧縮方向）に移動し、位置調整がなされている。
【００５４】この状態でアクチュエータライン２１の回路圧力が上昇すると、その圧力は中心穴５３，５４及び油室４５を介して第１制御室５２に伝わる。このとき、絞り５５，５６の作用で第１制御室５２には直ぐに同じ圧力が立たず、弁バネ３５のセット荷重は圧力上昇前の小さい値のままである。このため、弁体３４は、そのときの弁バネ３５のセット荷重できまる、リリーフ最大圧ＰMAX以下のＰMINでクラッキングする。時間が経つにつれ油室４５、更には第１制御室５２の圧力が高くなり、弁体３４の受圧面積Ａ1より第１制御室５２に面した第１制御ピストン５１の受圧面積Ａ3-1の方が大であるから、第１制御ピストン５１は弁バネ３５を撓ませながら、フランジ部６０がストッパ部６１に当たるまで図示左方に移動し、リリーフ最大圧ＰMAXに至る。クラッキング圧ＰMINは第２制御ピストン機構６９の第２制御ピストン７０の位置、即ち制御圧Ｐcによって決まり、リリーフ最大圧ＰMAXはストッパ部６１の位置、即ち第１スリーブ５０の位置で決まり、ＰMINとＰMAXの間の時間差ｔoは絞り５５，５６の大小で決まる。
【００５５】以上により、基本的には図９のａ）に示す様な特性のショックレスリリーフ機能が得られ、慣性モーメントＪが大で圧力Ｐが急峻しても、オーバーシュートを生じないスムーズな起動が行える。
【００５６】また、本発明では、制御圧Ｐcは慣性体１０の慣性モーメントＪの大小に連動させ、慣性モーメントＪが大きいときは制御圧Ｐcを高くし、慣性モーメントＪが小さくなるにしたがって制御圧Ｐcを低くする（後述）。これにより慣性モーメントＪが小さいときはクラッキング圧ＰMINが下がり、圧力Ｐがそれ程高くならなくても圧力制御弁１２がクラッキングし、旋回ジャーキングを防止できる。
【００５７】即ち、慣性モーメントＪが大でアクチュエータライン２１の圧力の立ち方が急であると、弁体３４の入口側の圧力が絞り５５，５６を介して油室４５や第１制御室５２に伝わる前に弁体３４がクラッキングするため、クラッキング圧ＰMINは低くなる。しかし、慣性モーメントＪが小さくアクチュエータライン２１の圧力の立ち方が穏やかであると、その都度、弁体３４の入口側の圧力が絞り５５，５６を介して油室４５や第１制御室５２に伝わるため、弁バネ３５のセット荷重が増加しクラッキング圧ＰMINは高くなる。このため従来は圧力制御弁がクラッキングし難く、急加速となり、旋回ジャーキングを生じていた。
【００５８】本実施形態では、慣性モーメントＪが小さくなると制御圧Ｐcを下げ、クラッキング圧ＰMINを低下させるため、圧力Ｐがそれほど高くならなくても圧力制御弁１２はクラッキングし、旋回ジャーキングを防止できる。
【００５９】図４に圧力制御弁１２の制御特性を示す。図中、ＰMINａ及びＰMINｂは制御圧ＰcをＰc＝Ｐ1とした場合のクラッキング圧であり、ＰMINａは慣性モーメントＪが小さいときのもの、ＰMINｂは慣性モーメントＪが大きいときのものであり、ＰMINｃ及びＰMINｄは制御圧ＰcをＰc＝Ｐ2（＜Ｐ1）とした場合のクラッキング圧であり、ＰMINｃは慣性モーメントＪが小さいときのもの、ＰMINｄはクラッキング圧が大きいときのものである。
【００６０】慣性モーメントＪが大きいときは制御圧ＰcをＰc＝Ｐ1とすると、クラッキング圧はＰMINａとなるが、同じ制御圧Ｐc＝Ｐ1で慣性モーメントＪが小さくなると、クラッキング圧はＰMINｂと高くなり、上述した急加速が起こる。この場合は、制御圧ＰcをＰc＝Ｐ2（＜Ｐ1）に下げると、クラッキング圧もＰMINｃと低下し、圧力Ｐが高くならなくても圧力制御弁１２はクラッキングし、旋回ジャーキングを防止できる。もし、制御圧ＰcをＰc＝Ｐ2（＜Ｐ1）に下げたまま、慣性モーメントＪが大きくなると、クラッキング圧はＰMINｄと更に低下し、慣性モーメントＪを素早く加速できなくなる。この場合は、制御圧ＰcをＰc＝Ｐ1に上げると、クラッキング圧は上記のＰMINａとなり、慣性モーメントＪが大きくても素早く加速できる。
【００６１】次に、圧力制御弁１２の動作を設定方法の観点から定量的に説明する。説明をより具体的にするために、モデルとして次のような数値を与える。
【００６２】受圧面積Ａ1の径：６．０ｍｍ受圧面積Ａ2の径：４．５ｍｍ受圧面積Ａ3-1及びＡ3-2の径：８．０ｍｍ（Ａ3-1＝Ａ3-2＝８．０ｍｍ；これらをＡ3で代表する）
弁バネ３５のバネ定数：６．１２Ｋｇ／ｍｍＰMAX＝２５０ｂａｒまず、圧力制御弁１２の組み立て試験時のセットの仕方を説明する。
【００６３】第１スリーブ５０に対し第２スリーブ７５をフランジ部６０がストッパ部６１に当接するまで締め込む。このときダブルナット７８は自由にしておく。この状態で第１スリーブ５０を弁ケーシング３３に対し弁バネ３５が上記ＰMAXに相当する撓みになるまで締め込む。この状態でダブルナット６７を用いて第１スリーブ５０を弁ケーシング３３に固定する。
【００６４】次に第２スリーブ７５を第１スリーブ５０から離し、弁バネ３５のセット荷重がクラッキング圧ＰMINの下限値に相当する値となる位置まで、弁バネ３５の撓みをゆるめ、ここでダブルナット７８を用いて第２スリーブ７５を第１スリーブ５０に対して固定する。以上が組み立て試験時の作業手順となる。
【００６５】まず、ＰMAXの設定方法について説明する。圧力制御弁１２がリリーフ最大圧ＰMAXで動作している状態では、第１制御ピストン５１と第２制御ピストン７０との当接は解除されており、かつ第１制御ピストン５１のフランジ部６０は第１スリーブ５０のストッパ部６１に当接している。ＰMAXは過渡状態を経過した後の状態であるから、受圧面積Ａ1，Ａ2，Ａ3の全てに２５０ｂａｒの圧力が作用している。従って、弁体３４と第１制御ピストン５１には次のような力が作用している。
【００６６】弁体３４：右向き（Ａ1−Ａ2）・ＰMAX＝０．７８５（０．６2−０．４５2）×２５０＝３０．９（Ｋｇ）
第１制御ピストン５１：左向き（Ａ3−Ａ2）・ＰMAX＝０．７８５（０．８2−０．４５2）×２５０＝８５．９（Ｋｇ）
第１制御ピストン５１に働く力のうちで、８５．９−３０．９＝５５（Ｋｇ）の力はストッパ部６１で受け持たれる。従って、弁体３４に働く力を弁バネ３５が受け持てばよい。弁バネ３５の自由長からの撓みは、Ｆ／Ｋ＝３０．９／６．１２＝５．０５（ｍｍ）
となる。即ち、第１スリーブ５０と一体となった第１制御ピストン５１で弁バネ３４にこの撓みを与えればよい。
【００６７】このようにＰMAXを設定すると、組み立て試験では第２スリーブ７５を移動させ、弁バネ３５の撓みを緩めてＰMINの下限値を設定する作業に移ることになる。ＰMINの設定はアクチュエータライン２１内の圧力の油室４５及び第１制御室５２への伝わり方を考慮してなされる。即ち、アクチュエータライン２１内の圧力の上昇時、油室４５及び第１制御室５２には絞り５５，５６を介して圧油が供給されており、かつこの供給油量は第１制御ピストン５１の移動等に費やされるため、弁体３４の入口側の圧力が直ちに油室４５及び第１制御室５２に伝達される訳ではない。そこで以下の検討では、アクチュエータライン２１の圧力の立ち方が急で、油室４５に圧力が伝わらない場合（慣性モーメント大）と、アクチュエータライン２１の圧力の立ち方が緩やかで、その都度弁体３４の入口側の圧力が油室４５に伝わる場合（慣性モーメント小）を想定して説明する。今弁体３４の入口側から油室４５に圧力が伝わらない場合のクラッキング圧ＰMINの設定圧を５０ｂａｒとすると、弁バネ３５の取付撓みは、 Ａ1・ＰMIN／Ｋ＝０．７８５×０．６2×５０／６．１２ ＝２．３１（ｍｍ）
となる。
【００６８】また、この撓みで油室４５に圧力が伝達される場合のクラッキング圧ＰMINは、 Ｆ／（Ａ1−Ａ2）＝６．１２×２．３１／０．７８５（０．６2−０．４５2）
＝１１４．３（ｂａｒ）
とする。
【００６９】以上の計算結果を図示すると、図５のようになる。図中、「ａ」点が油室４５に圧力が伝わらない場合（慣性モーメント大）、「ｂ」点が油室４５に圧力が伝わる場合（慣性モーメント小）に相当する。また、「ｅ」点はＰMAXの設定点である。なお、「ａ」点は図４のＰMINａに対応し、「ｂ」点は図４のＰMINｂに対応する。
【００７０】前述したように、慣性モーメント小で圧力が「ｂ」まで上がらないとリリーフせず、急加速を招く。そこで、油室４５に圧力が伝達されて、クラッキング圧ＰMINが５０ｂａｒとなる場合を考える。このときの弁バネ３５の撓みは、０．７８５（０．６2−０．４５2）×５０／６．１２＝１．０１（ｍｍ）
であり、図５の「ｃ」点となる。この撓みで圧力が伝達されない場合（慣性モーメント大）のクラッキング圧ＰMINは２１．９ｂａｒであり、図５の「ｄ」点となる。「ｃ」点は図４のＰMINｃに対応し、「ｄ」点は図４のＰMINｄに対応する。
【００７１】慣性モーメント小の場合が「ｃ」又は「ｄ」で、慣性モーメント大の場合が「ａ」又は「ｂ」が望ましいものとすると、ＰMAXを決めた「ｅ」点の撓みを第２スリーブ７５の移動で「ｅ」から「ｃ」へＺ１だけ動かす。このＺ１は図１のフランジ部６０とストッパ部６１間の距離に相当する。先に記した如く、このままでは慣性モーメント大の場合に不都合が生じるから、「ｃ」点と「ａ」点の間のＺ２の撓みは第２制御ピストン７０の第２ピストン部７３の受圧面積Ａ3-2（＝Ａ3）へ外部からの制御圧Ｐcを作用させて制御する。
【００７２】第２制御ピストン７０に作用させる制御圧Ｐcは「ｃ」点及び「ａ」点でそれぞれ次の値となる。
【００７３】「ｃ」点：６．１２×１．０１／０．７８５×０．８2＝１２．３（ｂａｒ）
「ａ」点：６．１２×２．３１／０．７８５×０．８2＝２８．１（ｂａｒ）
初期組み立て時に圧力制御弁１２は「ｃ」の状態にある。もし、制御圧Ｐc＝２８．１ｂａｒが与えられると「ａ」点に移動する。第１制御ピストン５１と第２制御ピストン７０は当接している。第１制御室５２の圧力が制御圧Ｐcに等しくなると、当接が解除されるが、第２制御ピストン７０に作用する力の不連続は生じない。これは、第２制御ピストン７０に第１制御室５２の圧力が作用しており、第２制御ピストン７０は両端に作用する力の差を第１制御ピストン５１に及ぼしているからである。
【００７４】以上のように構成した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００７５】（１）第１制御ピストン機構３７により従来と同様のショックレスリリーフ機能が得られ、慣性体として油圧ショベルの旋回体８１を回転駆動する油圧モータ回路に適用した場合は、旋回体８１の慣性モーメントＪが大きいときのオーバシュートの問題を解決でき、スムーズな起動が可能となる。
【００７６】（２）第１制御ピストン機構３７に加えて第２制御ピストン機構６９を直列に設け、外部の制御圧Ｐcで弁バネ３５のセット荷重の最小値を変更しクラッキング圧を変えるようにしたので、慣性体として油圧ショベルの旋回体８１を回転駆動する油圧モータ回路においては、制御圧Ｐcを旋回体８１の慣性モーメントＪの大小に連動させることで、慣性モーメントＪが小さいときはクラッキング圧を下げ、圧力がそれ程高くならなくても圧力制御弁１２はリリーフするようになり、旋回ジャーキングを防止できる。
【００７７】（３）以上により慣性モーメントＪの大小に係わらずオーバシュートの発生や旋回ジャーキングの発生を抑えてスムーズな起動特性が得られる。
【００７８】（４）第２制御ピストン機構６９は制御圧Ｐcで弁バネ３５のセット荷重の最小値を変更しクラッキング圧を変えるものであり、弁バネ３５のセット荷重の最大値を変えるものではない。このため、クラッキング圧を変えてもリリーフ最高圧力ＰMAXは一定であり、大きな旋回力が得られ、良好な作業性を確保できる。
【００７９】（５）第１制御ピストン５１の外周部にフランジ部６０を設け、第１スリーブ５０の内周部にストッパ部６１を設けて弁バネ３５のセット荷重の最大値（リリーフ最高圧）を設定するようにしたので、ストッパ部６０があっても、第１スリーブ５０を分割するなどの複雑な構成にすることなく第１スリーブ５０内に第１制御ピストン５１を挿入して組み立てることができ、簡単な構造でストッパ部６０を含めた第１制御ピストン機構３７の組み立てが可能となる。（図８に示す特開昭５７−１６１３７４号公報の構造では、閉鎖部材２０５から当接用鍔部２１４を分離しないと、そのままでは組み立てることができない。）
（６）弁体３４の入口側を第１制御室５２に連通させる弁体３４及びボス部４１の中心穴５２とステム部４４の中心穴５４の両方に絞り５５，５６を設けたので、弁体３４の入口側の圧力上昇時、この圧力は２つの絞り５５，５６で二段階に絞られて第１制御室５２に伝わることとなり、クラッキング圧ＰMINからリリーフ最高圧ＰMAXに至るまでの時間ｔoは２つの絞り５５，５６を用いて調整でき、ショックレスリリーフ特性の設定の自由度が高くなる。
【００８０】本発明の圧力制御弁の制御装置に関する実施形態を図６及び図７により説明する。図中、図１及び図２に示す部材と同等のものには同じ符号を付している。
【００８１】図６において、圧力制御弁１２の制御装置は、ブーム８２ａの角度θｂを検出する角度センサ９０と、この角度センサ９０の検出信号を入力し、所定の演算処理を行うコントローラ９１と、このコントローラ９１からの電気信号により作動し、上記制御圧Ｐcを生成する電磁比例弁９２とを有し、この制御圧Ｐcが圧力制御弁１２の信号ポート７９を介して第２制御室７４に導入される。
【００８２】コントローラ９１には図７に示すようなブーム角度θｂと目標制御圧Ｐcoの関係が記憶されており、コントローラ９１は角度センサ９０で検出したブーム角度θｂからそれに対応した目標制御圧Ｐcoを計算し、この目標制御圧Ｐcoを得るための指令電流を比例電磁弁９２に出力する。
【００８３】ブーム角度θｂはフロント作業機８２の姿勢を検出するためのものであり、ブーム角度θｂが増大するにしたがってフロント作業機８２のリーチは短くなり、θｂが９０度を超えた図示の姿勢でフロント作業機８２のリーチは最小となる。フロント作業機８２のリーチが短くなるにしたがって旋回体８１の慣性モーメントＪは小さくなる。このため、コントローラ９１には、図７に示すようにブーム角度θｂが大きくなるにしたがって目標制御圧Ｐcoが小さくなるようθｂとＰcoの関係が設定されており、これに対応して電磁比例弁９２で生成される制御圧Ｐcもブーム角度θｂが大きくなるにしたがって小さくなる。即ち、電磁比例弁９２は、フロント作業機の慣性モーメントＪが小さくなるにしたがって小さくなるよう制御圧Ｐcを生成する。
【００８４】このようにブーム角度θｂ（慣性モーメントＪ）に連動して制御圧Ｐcを生成することにより、前述したように圧力制御弁１２のＰminは図４に示すように変化し、上述した（１）〜（４）の効果が得られる。
【００８５】また、その結果、都市土木作業で欠くことのできない地位を占めた図２に示す如きフロント作業機８２が抱き込めることが特徴である小旋回型油圧ショベルにおいて、フロント作業機８２が抱き込めるが故に、旋回動作に不都合が生じがちであった問題を一気に解決し、小旋回型油圧ショベルの操作性を大幅に向上できる。
【００８６】なお、図２に示すごとき小旋回型油圧ショベルでは、フロント作業機と運転席の干渉を避けるためにブームの回転角の角度センサとアームの回転角の角度センサを有しているのが一般的であり、これらセンサの情報を利用することで、慣性モーメントの大小を判断してもよい。
【００８７】
【発明の効果】本発明によれば、作業姿勢によって慣性モーメントの大きさが変動する作業機を備えた慣性体を回転駆動する油圧モータ回路に設けられる圧力制御弁において、慣性モーメントの大小に係わらずオーバシュートの発生や旋回ジャーキングの発生を抑えてスムーズな起動特性が得られる。
【００８８】また、クラッキング圧を変えてもリリーフ最高圧力は変わらないため、慣性体として油圧ショベルの旋回体を回転駆動する油圧モータ回路に適用した場合は、大きな旋回力が得られ、良好な旋回作業性を確保できる。
【００８９】また、都市土木作業で欠くことのできない地位を占めたフロント作業機が抱き込めることが特徴である小旋回型油圧ショベルにおいて、フロント作業機が抱き込めるが故に、旋回動作に不都合が生じがちであった問題を一気に解決し、小旋回型油圧ショベルの操作性を大幅に向上できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５５２２
【氏名又は名称】日立建機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月２０日（１９９８．１０．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７８１６
【弁理士】
【氏名又は名称】春日 讓
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２０８９９（Ｐ２０００−１２０８９９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９８３６５ |
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