JP2002022054A - Directional control valve - Google Patents

Directional control valve

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JP2002022054A
JP2002022054A JP2000203957A JP2000203957A JP2002022054A JP 2002022054 A JP2002022054 A JP 2002022054A JP 2000203957 A JP2000203957 A JP 2000203957A JP 2000203957 A JP2000203957 A JP 2000203957A JP 2002022054 A JP2002022054 A JP 2002022054A
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JP
Japan
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spool
pilot
control valve
directional control
opening area
Prior art date
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Application number
JP2000203957A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiwamu Takahashi
究 高橋
Original Assignee
Hitachi Constr Mach Co Ltd
日立建機株式会社
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Publication date
Application filed by Hitachi Constr Mach Co Ltd, 日立建機株式会社 filed Critical Hitachi Constr Mach Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a directional control valve capable of ensuring the more satisfactory operability of a hydraulic actuator controlled by the directional control valve. SOLUTION: This directional control valve comprises a spool 11 slidable according to pilot pressure oil; pilot caps 12 and 13 provided opposite to the end of the spool 11 and having pilot chambers 12a and 13a for guiding the pilot pressure oil thereto; and a restrictor 31 formed into a hole shape allowing the inflow of the pilot pressure oil and provided within the pilot cap 13 while having a shock absorbing function for gently operating the spool 11 in the switching of the spool 11 from a neutral position. A rod 30 comprising a conical part insertable into the restorictor 31 is provided at the end of the spool 11, so that the opening area of the restorictor 31 is variable according to the sliding operation of the spool 11. Accordingly, the sliding speed of the spool 11 can be variably controlled, so that the flow rate supplied to a boom cylinder 7 in driving can be most suitably controlled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の建設機械を含む各種機械に装備され、緩衝機能を有す
る絞りを介してスプール端部にパイロット圧油が供給さ
れるようになっている方向制御弁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is directed to a direction in which pilot pressure oil is supplied to a spool end through a throttle having a buffer function, which is mounted on various machines including construction machines such as a hydraulic excavator. It relates to a control valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来の方向制御弁を含む油圧回路
を示す回路図、図6は図5に示す従来の方向制御弁のパ
イロットキャップ部分を拡大して示した断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit including a conventional directional control valve, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of a pilot cap portion of the conventional directional control valve shown in FIG.

【0003】この従来の方向制御弁1は、例えば油圧シ
ョベルに装備されるもので、パイロット圧油に応じて摺
動自在なスプール11と、このスプール11の両端部の
それぞれに対向して設けられ、パイロット圧が導かれる
パイロット室12a,13aをそれぞれ有する第1パイ
ロットキャップ12、第2パイロットキャップ13とを
備えている。第1パイロットキャップ12内にはスプー
ル11を付勢するばね14が配置されている。第2パイ
ロットキャップ13内には、図6に示すように、パイロ
ット圧油が流入可能な穴形状に形成され、スプール11
の中立位置からの切換え時に当該スプール11を緩速度
で作動させる緩衝機能を有する絞り31が設けられてい
る。
The conventional directional control valve 1 is provided, for example, in a hydraulic shovel. The conventional directional control valve 1 is provided so as to face a spool 11 slidable in accordance with pilot pressure oil and to both ends of the spool 11. , A first pilot cap 12 and a second pilot cap 13 having pilot chambers 12a and 13a into which pilot pressure is introduced, respectively. A spring 14 for urging the spool 11 is disposed in the first pilot cap 12. As shown in FIG. 6, the second pilot cap 13 is formed in a hole shape into which pilot pressure oil can flow.
A throttle 31 having a buffer function of operating the spool 11 at a slow speed when switching from the neutral position is provided.

【0004】なお、図5に示す油圧回路において、5は
メイン油圧ポンプ、20はタンク、6はメイン油圧ポン
プ5の最大吐出圧を規定するメインリリーフ弁、7は方
向制御弁1によって駆動制御される油圧アクチュエー
タ、例えばブームシリンダである。また、2は方向制御
弁1を切換え操作する操作装置で、操作レバー2aと、
パイロットバルブ2b,2cを備えている。3は操作装
置2にパイロット圧を供給するパイロットポンプ、4は
パイロットポンプ3の最大吐出圧を規定するパイロット
リリーフ弁、17は操作装置2のパイロットバルブ2b
と方向制御弁1の第1パイロットキャップ12のパイロ
ット室12aとを連絡するパイロット管路、18は操作
装置2のパイロットバルブ2cと方向制御弁1の第2パ
イロットキャップ13のパイロット室13aとを連絡す
るパイロット管路である。ダンパ室13bは、絞り31
により、パイロット室13aと隔てられた空間である。
In the hydraulic circuit shown in FIG. 5, 5 is a main hydraulic pump, 20 is a tank, 6 is a main relief valve for regulating the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump 5, and 7 is drive-controlled by a direction control valve 1. Hydraulic actuator, for example, a boom cylinder. Reference numeral 2 denotes an operation device for switching the direction control valve 1, and includes an operation lever 2a,
Pilot valves 2b and 2c are provided. 3 is a pilot pump for supplying pilot pressure to the operating device 2, 4 is a pilot relief valve for regulating the maximum discharge pressure of the pilot pump 3, and 17 is a pilot valve 2b of the operating device 2.
And a pilot line 18 for connecting the pilot chamber 12a of the first pilot cap 12 of the directional control valve 1 to the pilot chamber 18a of the pilot valve 2c of the operating device 2 and the pilot chamber 13a of the second pilot cap 13 of the directional control valve 1. Pilot pipeline. The damper chamber 13b has a diaphragm 31
Is a space separated from the pilot room 13a.

【0005】上述のように構成される方向制御弁1で
は、例えば中立状態から操作装置2の操作レバー2aが
図5の右方に傾けられ、パイロットバルブ2cが操作さ
れたときには、このパイロットバルブ2cで減圧された
パイロット圧油がパイロット管路18に導かれ、第2パ
イロットキャップ13のパイロット室13aに与えら
れ、絞り31を介してスプール11の同図5の右端に供
給される。これにより、スプール11がばね14の力に
抗して同図5の左方向に移動し、例えばこの方向制御弁
1の中央部分に形成されるセンタバイパスが閉じられ、
メイン油圧ポンプ5が方向制御弁1を介してブームシリ
ンダ7のボトム側室に連通し、方向制御弁1のロッド側
室が方向制御弁1を介してタンク20に連通する。した
がって、メイン油圧ポンプ5の圧油がブームシリンダ7
のボトム側室に供給され、ブームシリンダ7は伸長する
ように動作する。
In the directional control valve 1 constructed as described above, for example, when the operating lever 2a of the operating device 2 is tilted rightward in FIG. 5 from a neutral state, and the pilot valve 2c is operated, the pilot valve 2c The pilot pressure oil reduced in pressure is guided to the pilot pipeline 18, supplied to the pilot chamber 13 a of the second pilot cap 13, and supplied to the right end of the spool 11 through the throttle 31 in FIG. As a result, the spool 11 moves to the left in FIG. 5 against the force of the spring 14, and for example, the center bypass formed at the center of the directional control valve 1 is closed,
The main hydraulic pump 5 communicates with the bottom chamber of the boom cylinder 7 via the directional control valve 1, and the rod-side chamber of the directional control valve 1 communicates with the tank 20 via the directional control valve 1. Therefore, the pressure oil of the main hydraulic pump 5 is supplied to the boom cylinder 7
And the boom cylinder 7 operates to extend.

【0006】上述した動作がおこなわれる際、パイロッ
ト管路18を介して第2パイロットキャップ13のパイ
ロット室13aに与えられ、さらにスプール11の端部
に供給されるパイロット圧油は、絞り31で絞られるた
めに、実際には例えば1秒から数秒前後という短時間の
うちではあるが、徐々にスプール11の端部側に与えら
れる。したがって、中立位置からの方向制御弁1の切換
え時におけるスプール11の急激な動きが抑えられ、ス
プール11は緩やかに切換えられる。
When the above operation is performed, the pilot pressure oil supplied to the pilot chamber 13 a of the second pilot cap 13 through the pilot line 18 and further supplied to the end of the spool 11 is throttled by the throttle 31. Therefore, actually, it is gradually applied to the end side of the spool 11 for a short time, for example, about one second to several seconds. Therefore, the sudden movement of the spool 11 when switching the direction control valve 1 from the neutral position is suppressed, and the spool 11 is switched gently.

【0007】このような駆動状態から操作レバー2aを
中立に戻すと、第2パイロットキャップ13のパイロッ
ト室13aがタンク20に連通する。したがって、ばね
14の力によりスプール11が図5の右方向に移動し、
中立位置に復帰する。これによりセンタバイパスがタン
ク20に連通するとともに、メイン油圧ポンプ5及びタ
ンク20と、ブームシリンダ7のボトム側室及びロッド
側室との間が遮断され、ブームシリンダ7の作動が停止
する。
When the operating lever 2a is returned to the neutral state from such a driving state, the pilot chamber 13a of the second pilot cap 13 communicates with the tank 20. Therefore, the spool 11 moves to the right in FIG.
Return to neutral position. As a result, the center bypass communicates with the tank 20, and the main hydraulic pump 5 and the tank 20 are disconnected from the bottom chamber and the rod chamber of the boom cylinder 7, and the operation of the boom cylinder 7 is stopped.

【0008】このような駆動状態からの停止に際して
は、スプール11の図5に示す右端付近が絞り31を介
してタンク20に連通することからスプール11の端部
に作用するダンパ室13bの圧力は緩やかに減少するの
で、スプール11は緩やかに切換えられる。
When stopping from such a driving state, since the vicinity of the right end of the spool 11 shown in FIG. 5 communicates with the tank 20 through the throttle 31, the pressure of the damper chamber 13b acting on the end of the spool 11 is reduced. Since it gradually decreases, the spool 11 is gradually switched.

【0009】この従来技術では、特にブームシリンダ7
を伸長させるように方向制御弁1を中立位置から切換え
る際に、上述のように絞り31を介して油が流れること
からスプール11を緩やかに切換えることができ、ブー
ムシリンダ7によって駆動されるブームを含めて、油圧
ショベル全体にブームシリンダ7の駆動時における衝撃
の発生を防止できる。
In this prior art, in particular, the boom cylinder 7
When the directional control valve 1 is switched from the neutral position to extend the spool 11, the spool 11 can be switched gently because the oil flows through the throttle 31 as described above, and the boom driven by the boom cylinder 7 In addition, the entire hydraulic excavator can be prevented from generating an impact when the boom cylinder 7 is driven.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、絞り31が固定絞りであることから、この
絞り31を介して流出入する油の量は一定であり、これ
により方向制御弁1のスプール11の動きがストローク
エンドに至るまで一定の緩速度の動きとなる。したがっ
て、スプール11を介して比較的緩やかな流量の圧油が
ブームシリンダ7に供給され、このブームシリンダ7が
起動に至る際の当該ブームシリンダ7の大きな衝撃の発
生は防止できる。しかし、絞り31の一定した開口面積
に依存する方向制御弁1のスプール11の一定速度の摺
動によって、衝撃に影響を及ぼしやすいスプールストロ
ーク全領域に対する例えば70%〜90%のストローク
領域で、ブームシリンダ7に供給される圧油の流量増加
の程度を小さくすることができず、これにより当該ブー
ムシリンダ7の起動時に軽微なショックが発生し、この
軽微なショックによりわずかながらブームシリンダ7の
操作性が劣化する懸念がある。
By the way, in the above-mentioned prior art, since the throttle 31 is a fixed throttle, the amount of oil flowing in and out through the throttle 31 is constant. Of the spool 11 at a constant slow speed until the end of the stroke. Accordingly, a relatively gentle flow of pressure oil is supplied to the boom cylinder 7 via the spool 11, and it is possible to prevent the boom cylinder 7 from generating a large impact when the boom cylinder 7 starts up. However, due to the constant speed sliding of the spool 11 of the directional control valve 1 depending on the constant opening area of the throttle 31, the boom is moved in a stroke region of, for example, 70% to 90% with respect to the entire spool stroke region where the impact is likely to be affected. The degree of the increase in the flow rate of the pressure oil supplied to the cylinder 7 cannot be reduced, so that a slight shock occurs when the boom cylinder 7 is started, and the operability of the boom cylinder 7 is slightly increased due to the slight shock. May be deteriorated.

【0011】なお、上記ではブームシリンダ7からなる
油圧アクチュエータについて述べたが、アームシリンダ
等の他の油圧アクチュエータにあっても同様であり、方
向制御弁1のスプール11が一定速度で摺動することに
伴って駆動時に軽微なショックを生じる懸念がある。
In the above description, the hydraulic actuator including the boom cylinder 7 has been described. However, the same applies to other hydraulic actuators such as an arm cylinder, in which the spool 11 of the direction control valve 1 slides at a constant speed. Accordingly, there is a concern that a slight shock may occur during driving.

【0012】本発明は、上記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、当該方向制御弁によ
って制御される油圧アクチュエータのより良好な操作性
を確保できる方向制御弁を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described prior art, and has as its object to provide a directional control valve capable of ensuring better operability of a hydraulic actuator controlled by the directional control valve. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項1に係る発明は、パイロット圧油に応
じて摺動自在なスプールと、このスプールの端部に対向
して設けられ、上記パイロット圧油が導かれるパイロッ
ト室を有するパイロットキャップと、穴形状に形成さ
れ、上記スプールの中立位置からの切換え時に当該スプ
ールを緩やかに作動させる緩衝機能を有する絞りとを備
えた方向制御弁において、上記絞りを上記パイロットキ
ャップ内に設けるとともに、上記スプールのストローク
に応じて上記絞りの開口面積を可変にする開口面積制御
手段を備えた構成にしてある。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application provides a spool slidable in response to pilot pressure oil, and a spool provided opposite to an end of the spool. A directional control including a pilot cap having a pilot chamber into which the pilot pressure oil is guided, and a throttle formed in a hole shape and having a buffer function for gently operating the spool when the spool is switched from a neutral position. In the valve, the throttle is provided in the pilot cap, and an opening area control means for changing an opening area of the throttle according to a stroke of the spool is provided.

【0014】このように構成した本発明にあっては、当
該方向制御弁で制御される油圧アクチュエータの駆動時
の望ましい動きを考慮したスプールのストロークと絞り
の開口面積との関係を保つようにあらかじめ開口面積制
御手段を作製すればよい。
According to the present invention, the relationship between the stroke of the spool and the opening area of the throttle in consideration of the desired movement of the hydraulic actuator controlled by the directional control valve is considered. What is necessary is just to produce an opening area control means.

【0015】油圧アクチュエータの駆動に際し、パイロ
ット圧油が方向制御弁のパイロットキャップのパイロッ
ト室に与えられ、さらに絞りを介してスプールの端部に
供給されると、開口面積制御手段の働きによりスプール
の摺動速度は、あらかじめ設定されたスプールのストロ
ークと絞りの開口面積との関係に相応する摺動速度とな
る。すなわち、スプールの摺動速度を可変に制御でき
る。したがって、スプールを介して油圧アクチュエータ
に供給される圧油の流量も、スプールの摺動速度、すな
わち絞りの変化する開口面積に依存する流量となり、例
えば油圧アクチュエータに、選択的に流量の増加の程度
の小さい圧油を供給して、この油圧アクチュエータの作
動速度を比較的遅い作動速度とし、それ以外のときは例
えば当該油圧アクチュエータに、流量増加の程度の大き
い圧油を供給して作動速度を速くさせることができる。
これにより、当該油圧アクチュエータの停止状態から駆
動する時のショックを、より少なくする当該油圧アクチ
ュエータの動作を実現させることができる。
When the hydraulic actuator is driven, the pilot pressure oil is supplied to the pilot chamber of the pilot cap of the direction control valve and further supplied to the end of the spool via the throttle. The sliding speed is a sliding speed corresponding to a preset relationship between the spool stroke and the opening area of the throttle. That is, the sliding speed of the spool can be variably controlled. Accordingly, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator via the spool also becomes a flow rate that depends on the sliding speed of the spool, that is, the opening area where the throttle changes, and for example, the degree of increase in the flow rate is selectively supplied to the hydraulic actuator. The operating speed of this hydraulic actuator is set to a relatively low operating speed by supplying a small amount of pressure oil, and otherwise, for example, the operating speed of the hydraulic actuator is increased by supplying a large amount of pressure oil having an increased flow rate to the hydraulic actuator. Can be done.
This makes it possible to realize the operation of the hydraulic actuator, which further reduces the shock when the hydraulic actuator is driven from the stopped state.

【0016】上述した構成において、上記開口面積制御
手段が、上記スプールの端部に設けられ、上記絞り内を
挿通可能なロッドから成る構成にしてもよい。
In the above-mentioned configuration, the opening area control means may be provided at an end of the spool, and may be constituted by a rod which can be inserted through the inside of the throttle.

【0017】この場合、上記ロッドが円錐形状部を含む
構成にしてもよい。
In this case, the rod may include a conical portion.

【0018】また上記構成において、上記ロッドの長さ
寸法を、上記スプールのストロークエンドまでの移動の
間、当該ロッドが上記絞りから離脱せずに保たれる長さ
寸法に設定した構成にしてもよい。
In the above configuration, the length of the rod may be set to a length such that the rod is not detached from the throttle during the movement of the spool to the stroke end. Good.

【0019】このような方向制御弁は、例えば油圧ショ
ベル等の建設機械に備えると都合がよい。
It is convenient to provide such a directional control valve in a construction machine such as a hydraulic shovel.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下,本発明の方向制御弁の実施
形態を図に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a directional control valve according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は本発明の方向制御弁の一実施形態を
含む油圧回路を示す回路図、図2は図1に示す一実施形
態のパイロットキャップ部分を拡大して示した断面図、
図3は図1に示す一実施形態のスプール動作特性を示す
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit including an embodiment of the directional control valve of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a pilot cap portion of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing spool operation characteristics of the embodiment shown in FIG.

【0022】図1は前述した図5に対応させて描いてあ
り、図2は前述した図6に対応させて描いてある。これ
らの図1,2に示すもので前述した図5,6と同等のも
のは同じ符号で示してある。
FIG. 1 is drawn corresponding to FIG. 5 described above, and FIG. 2 is drawn corresponding to FIG. 6 described above. The components shown in FIGS. 1 and 2 which are the same as those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals.

【0023】これらの図1,2に示す本実施形態の方向
制御弁1も、例えば油圧ショベルに装備されるもので、
パイロット圧油に応じて摺動自在なスプール11と、こ
のスプール11の両端部のそれぞれに対向して設けら
れ、パイロット圧油が導かれるパイロット室12a,1
3aをそれぞれ有する第1パイロットキャップ12、第
2パイロットキャップ13とを備えている。第1パイロ
ットキャップ12内にはスプール11を付勢するばね1
4を配置してある。第2パイロットキャップ13内に
は、図2に示すように穴形状に形成され、スプール11
の中立位置からの切換え時に当該スプール11を緩やか
に作動させる緩衝機能を有する絞り31を設けてある。
これらの構成については、前述した図5,6に示すもの
と例えば同等である。
The directional control valve 1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is also mounted on, for example, a hydraulic shovel.
A spool 11 slidable in accordance with the pilot pressure oil, and pilot chambers 12a, 1 provided opposite to both ends of the spool 11 to guide the pilot pressure oil.
A first pilot cap 12 and a second pilot cap 13 each having 3a are provided. A spring 1 for urging the spool 11 is provided in the first pilot cap 12.
4 is arranged. The second pilot cap 13 is formed in a hole shape as shown in FIG.
Is provided with a throttle 31 having a buffering function for gently operating the spool 11 when switching from the neutral position.
These configurations are, for example, equivalent to those shown in FIGS.

【0024】特に本実施形態では、スプール11のスト
ロークに応じて絞り31の開口面積を可変にする開口面
積制御手段を備えている。この開口面積制御手段は、例
えば図2にも示すように、スプール11の一方の端部に
設けられ、絞り31内を挿通可能なロッド30によって
構成してある。このロッド30は、同図2に示すよう
に、2つの円錐形状体の頭部を切断して互いにその切断
部を付き合わせ、中央部分に対して左右対称の形状、す
なわち2つの円錐形状部を含む形に形成してある。した
がって、このロッド30の中央部分は小径部30aを形
成しており、この中央部分から左右に離れるにしたがっ
て次第に径寸法が大きくなり、それぞれ大径部30b,
30cを形成している。つまり絞り31の開口面積は、
スプール11が中立位置にあるときに、絞り31部分に
ロッド30の中央部分である小径部30aが位置するこ
とにより最も大きくなる。スプール11が左右のいずれ
かに操作されてストロークエンドに向かって摺動するこ
とにより、次第にロッド30の径寸法の大きい部分が絞
り31内に位置するようになり、これに伴って絞り31
の開口面積は次第に小さくなるように変化する。
In particular, in the present embodiment, there is provided an opening area control means for making the opening area of the diaphragm 31 variable according to the stroke of the spool 11. This opening area control means is provided, for example, as shown in FIG. 2 at one end of the spool 11, and is constituted by a rod 30 which can be inserted through the inside of the diaphragm 31. As shown in FIG. 2, the rod 30 cuts the heads of the two conical bodies and attaches the cut portions to each other to form a symmetrical shape with respect to the central portion, that is, two conical portions. It is formed in a shape that includes. Therefore, the central portion of the rod 30 forms a small-diameter portion 30a, and the diameter gradually increases as the distance from the central portion to the left and right increases.
30c. That is, the aperture area of the diaphragm 31 is
When the spool 11 is in the neutral position, the diameter becomes the largest when the small diameter portion 30a which is the central portion of the rod 30 is located at the throttle 31 portion. When the spool 11 is operated to the left or right and slides toward the stroke end, a portion having a larger diameter of the rod 30 is gradually positioned in the throttle 31, and accordingly, the throttle 31 is moved.
The opening area changes gradually.

【0025】また、ロッド30の長さ寸法は、例えばス
プール11の左右いずれかの摺動に際してもストローク
エンドまで摺動する間、当該ロッド30が絞り31から
離脱せずに保たれる長さ寸法に設定してある。
The length of the rod 30 is such that, for example, when the spool 11 is slid to the left or right, the rod 30 is kept from separating from the throttle 31 while sliding to the stroke end. Is set to

【0026】上述した開口面積制御手段を構成するロッ
ド30は、方向制御弁1で制御されるブームシリンダ7
の駆動時のショック低減に対して望ましい動きをし得る
ように考慮した、スプール11のストロークと絞り31
の開口面積との関係を保つように、上述のように2つの
円錐形状部を有するようにあらかじめ作製してある。
The rod 30 constituting the above-described opening area control means is connected to the boom cylinder 7 controlled by the directional control valve 1.
The stroke of the spool 11 and the throttle 31 are taken into consideration so that the desired movement can be performed for the reduction of the shock at the time of driving.
In order to maintain the relationship with the opening area of the above-mentioned structure, it is manufactured in advance to have two conical portions as described above.

【0027】図4は方向制御弁1のスプールストローク
に対する当該スプール11の開口面積特性、すなわち絞
り31の開口面積の変化に依存するスプール11の開口
面積特性を示す図で、42はセンタバイパス開口面積特
性、43はブームシリンダ7に圧油を供給する際のメー
タイン開口面積特性、44はブームシリンダ7からの圧
油をタンク20に戻す際のメータアウト開口面積特性を
示している。本実施形態は、スプール11のストローク
がストロークエンドより少し手前の領域、例えばストロ
ークの全領域に対して80%のストロークにおいて、セ
ンタバイパスの開口面積が0となるように設定してあ
る。一般に、センタバイパスの開口面積が0となる瞬間
において、油圧アクチュエータに供給される圧油の流量
が大きく増加することが知られている。
FIG. 4 is a diagram showing the opening area characteristic of the spool 11 with respect to the spool stroke of the directional control valve 1, that is, the opening area characteristic of the spool 11 depending on the change in the opening area of the throttle 31, and 42 is the center bypass opening area. The characteristic 43 indicates the meter-in opening area characteristic when the pressurized oil is supplied to the boom cylinder 7, and the reference numeral 44 indicates the meter-out opening area characteristic when the pressurized oil from the boom cylinder 7 is returned to the tank 20. In the present embodiment, the opening area of the center bypass is set to be zero in a region where the stroke of the spool 11 is slightly before the stroke end, for example, in a stroke that is 80% of the entire stroke region. Generally, it is known that at the moment when the opening area of the center bypass becomes zero, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator greatly increases.

【0028】なお、図1に示す油圧回路においても前述
した図5に示した油圧回路と同様に、メイン油圧ポンプ
5、タンク20、メイン油圧ポンプ5の最大吐出圧を規
定するメインリリーフ弁6、方向制御弁1によって駆動
制御される油圧アクチュエータ、例えばブームシリンダ
7を備えている。また、操作レバー2aと、パイロット
バルブ2b,2cとを有する操作装置2と、この操作装
置2にパイロット圧油を供給するパイロットポンプ3
と、このパイロットポンプ3の最大吐出圧を規定するパ
イロットリリーフ弁4と、操作装置2のパイロットバル
ブ2bと方向制御弁1の第1パイロットキャップ12の
パイロット室12aとを連絡するパイロット管路17
と、操作装置2のパイロットバルブ2cと方向制御弁1
の第2パイロットキャップ13のパイロット室13aと
を連絡するパイロット管路18とを備えている。
In the hydraulic circuit shown in FIG. 1, similarly to the hydraulic circuit shown in FIG. 5, the main hydraulic pump 5, the tank 20, the main relief valve 6, which defines the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump 5, A hydraulic actuator driven and controlled by the direction control valve 1, for example, a boom cylinder 7 is provided. An operating device 2 having an operating lever 2a and pilot valves 2b and 2c, and a pilot pump 3 for supplying pilot pressure oil to the operating device 2
A pilot relief valve 4 for regulating the maximum discharge pressure of the pilot pump 3, a pilot line 17 for communicating the pilot valve 2b of the operating device 2 and the pilot chamber 12a of the first pilot cap 12 of the directional control valve 1.
And the pilot valve 2c and the direction control valve 1 of the operating device 2.
And a pilot pipeline 18 for communicating with the pilot chamber 13a of the second pilot cap 13.

【0029】このように構成した本実施形態の方向制御
弁1の動作は以下のとおりである。
The operation of the directional control valve 1 of this embodiment having the above-described structure is as follows.

【0030】例えば中立状態から操作装置2の操作レバ
ー2aを図1の右方に傾け、これによりパイロットバル
ブ2cが操作されたときには、パイロットポンプ3から
吐出されてパイロットバルブ2cで減圧されたパイロッ
ト圧油がパイロット管路18に導かれ、第2パイロット
キャップ13のパイロット室13aに与えられ、絞り3
1とロッド30の隙間を経てダンパ室13bに供給され
る。これにより、スプール11がばね14の力に抗して
同図1の左方向に移動し、方向制御弁1の中央部分に形
成されるセンタバイパスが閉じられ、メイン油圧ポンプ
5が方向制御弁1を介してブームシリンダ7のボトム側
室に連通し、方向制御弁1のロッド側室が方向制御弁1
を介してタンク20に連通する。したがって、メイン油
圧ポンプ5の圧油がブームシリンダ7のボトム側室に供
給され、ブームシリンダ7は伸長するように動作する。
For example, when the operating lever 2a of the operating device 2 is tilted rightward in FIG. 1 from the neutral state, and when the pilot valve 2c is operated, the pilot pressure discharged from the pilot pump 3 and reduced by the pilot valve 2c. The oil is guided to the pilot line 18 and supplied to the pilot chamber 13 a of the second pilot cap 13,
The air is supplied to the damper chamber 13b through a gap between the rod 1 and the rod 30. As a result, the spool 11 moves to the left in FIG. 1 against the force of the spring 14, the center bypass formed at the center of the directional control valve 1 is closed, and the main hydraulic pump 5 Through the bottom-side chamber of the boom cylinder 7 so that the rod-side chamber of the directional control valve 1
Through the tank 20. Therefore, the pressure oil of the main hydraulic pump 5 is supplied to the bottom chamber of the boom cylinder 7, and the boom cylinder 7 operates to extend.

【0031】上述した動作がおこなわれる際、パイロッ
トバルブ2から出力されるパイロット圧油、すなわちパ
イロット管路18を介して第2パイロットキャップ13
のパイロット室13aに与えられ、さらにスプール11
の端部に供給されるパイロット圧油は、絞り31とロッ
ド30との間で絞られ、徐々にスプール11の端部側に
与えられる。この場合、スプール11のストロークの増
加に伴って絞り31とロッド30との間隙の面積、すな
わち絞り31の開口面積が徐々に小さくなるように変化
し、この変化に応じてスプール11のメータイン開口面
積特性43は、図4に示すように徐々にブームシリンダ
7のボトム側室に通じる出力ポートを開いていく。そし
て、スプールストロークの全領域に対する70%〜90
%のストローク領域までは、図3の本実施形態の特性4
1で示すように単位時間当りのスプールストロークが小
さくなることから、図4のセンタバイパス42の開口面
積が緩やかに0まで減少し、スプール11の急激な動き
が抑えられ、スプール11は緩やかに切換えられる。
When the above operation is performed, the pilot pressure oil output from the pilot valve 2, that is, the second pilot cap 13
And the spool 11
The pilot pressure oil supplied to the end of the spool 11 is throttled between the throttle 31 and the rod 30 and is gradually given to the end of the spool 11. In this case, as the stroke of the spool 11 increases, the area of the gap between the throttle 31 and the rod 30, that is, the opening area of the throttle 31 changes so as to gradually decrease, and the meter-in opening area of the spool 11 responds to this change. The characteristic 43 gradually opens the output port leading to the bottom chamber of the boom cylinder 7 as shown in FIG. Then, 70% to 90% of the entire spool stroke area.
% Up to the stroke region of FIG.
As shown by 1, since the spool stroke per unit time is reduced, the opening area of the center bypass 42 in FIG. 4 is gradually reduced to zero, and the rapid movement of the spool 11 is suppressed, and the spool 11 is switched slowly. Can be

【0032】なお、図3に示す40は図5,6に示した
従来技術における特性である。この従来技術は、本実施
形態の特性41と比較すると、特に方向制御弁1のスプ
ール11のストロークエンド付近の70%〜90%のス
トローク領域部分で単位時間当りのスプールストローク
が大きく、スプール11の動きが比較的速いことがわか
る。
Incidentally, reference numeral 40 shown in FIG. 3 denotes a characteristic in the prior art shown in FIGS. Compared with the characteristic 41 of the present embodiment, the prior art has a large spool stroke per unit time especially in a 70% to 90% stroke region near the stroke end of the spool 11 of the directional control valve 1, and It can be seen that the movement is relatively fast.

【0033】また、このような駆動状態から操作レバー
2aを中立に戻すと、第2パイロットキャップ13のパ
イロット室13aがタンク20に連通する。したがっ
て、ばね14の力によりスプール11が図1の右方向に
移動し、中立位置に復帰する。これによりセンタバイパ
スがタンク20に連通するとともに、メイン油圧ポンプ
5及びタンク20と、ブームシリンダ7のボトム側室及
びロッド側室との間が遮断され、ブームシリンダ7の作
動が停止する。
When the operating lever 2a is returned to the neutral state from such a driving state, the pilot chamber 13a of the second pilot cap 13 communicates with the tank 20. Therefore, the spool 11 moves rightward in FIG. 1 by the force of the spring 14, and returns to the neutral position. As a result, the center bypass communicates with the tank 20, and the main hydraulic pump 5 and the tank 20 are disconnected from the bottom chamber and the rod chamber of the boom cylinder 7, and the operation of the boom cylinder 7 is stopped.

【0034】このような駆動状態からの停止に際して
は、スプール11の図1に示す右端付近の油が絞り31
とロッド30との間隙を介してタンク20に戻される
が、その開口面積が徐々に大きくなることから、比較的
速い速度で切換えられ、ブームシリンダ7は比較的速や
かに停止する。
When stopping from such a driving state, the oil near the right end of the spool 11 shown in FIG.
Is returned to the tank 20 through a gap between the boom cylinder 7 and the rod 30. Since the opening area gradually increases, the tank 20 is switched at a relatively high speed, and the boom cylinder 7 stops relatively quickly.

【0035】また例えば、中立状態から操作レバー2a
を図1の左方に傾け、パイロットバルブ2bを操作した
ときには、このパイロットバルブ2bで減圧されたパイ
ロット圧油がパイロット管路17に導かれ、第1パイロ
ットキャップ12のパイロット室12aに与えられ、ス
プール11の同図1の左端に供給される。これにより、
スプール11がばね14の力に抗して同図1の右方向に
移動し、センタバイパスが閉じられ、メイン油圧ポンプ
5が方向制御弁1を介してブームシリンダ7のロッド側
室に連通し、方向制御弁1のボトム側室が方向制御弁1
を介してタンク20に連通する。したがって、メイン油
圧ポンプ5の圧油がブームシリンダ7のロッド側室に供
給され、ブームシリンダ7は収縮するように動作する。
Further, for example, from the neutral state, the operation lever 2a
When the pilot valve 2b is operated by operating the pilot valve 2b, the pilot pressure oil depressurized by the pilot valve 2b is guided to the pilot pipe line 17 and supplied to the pilot chamber 12a of the first pilot cap 12, It is supplied to the left end of the spool 11 in FIG. This allows
The spool 11 moves rightward in FIG. 1 against the force of the spring 14, the center bypass is closed, and the main hydraulic pump 5 communicates with the rod-side chamber of the boom cylinder 7 via the directional control valve 1. The bottom chamber of the control valve 1 is the directional control valve 1
Through the tank 20. Therefore, the pressure oil of the main hydraulic pump 5 is supplied to the rod-side chamber of the boom cylinder 7, and the boom cylinder 7 operates to contract.

【0036】上述した動作がおこなわれる際、スプール
11と一体に移動するロッド30により絞り31とロッ
ド30との間隙の面積、すなわち絞り31の開口面積が
徐々に小さくなるように変化し、この徐々に小さくなる
開口面積の間隙を通して油がタンク20に戻され、これ
に応じてスプール11のメータイン開口面積特性43
は、図4に示すように徐々にブームシリンダ7のロッド
側室に通じる出力ポートを開いていく。この場合にも前
述と同様に、スプールストロークの全領域の70%〜9
0%の領域までは図3の本実施形態の特性41で示すよ
うに単位時間当りのスプールストロークが小さくなるこ
とから、図4のセンタバイパス開口面積特性42で示す
ように、スプールストロークに対するセンタバイパスの
開口面積の減少の程度は比較的小さく、これによりブー
ムシリンダ7に供給される圧油の流量の増加の程度が小
さく抑えられ、ブームシリンダ7は緩速度で作動する。
When the above-described operation is performed, the area of the gap between the throttle 31 and the rod 30, that is, the opening area of the throttle 31 changes gradually by the rod 30 that moves integrally with the spool 11, and this gradually increases. The oil is returned to the tank 20 through the gap having the smaller opening area, and the meter-in opening area characteristic 43 of the spool 11 is correspondingly changed.
, The output port communicating with the rod side chamber of the boom cylinder 7 is gradually opened as shown in FIG. Also in this case, as described above, 70% to 9% of the entire area of the spool stroke.
Since the spool stroke per unit time becomes small as shown by the characteristic 41 of this embodiment in FIG. 3 up to the region of 0%, as shown by the center bypass opening area characteristic 42 in FIG. Of the opening area of the boom cylinder 7 is relatively small, whereby the increase in the flow rate of the pressure oil supplied to the boom cylinder 7 is suppressed to a small degree, and the boom cylinder 7 operates at a slow speed.

【0037】また、このような駆動状態から操作レバー
2aを中立に戻すと、第1パイロットキャップ12のパ
イロット室12aがタンク20に連通する。したがっ
て、ばね14の力によりスプール11が図1の左方向に
移動し、中立位置に復帰する。これによりセンタバイパ
スがタンク20に連通するとともに、メイン油圧ポンプ
5及びタンク20と、ブームシリンダ7のボトム側室及
びロッド側室との間が遮断され、ブームシリンダ7の作
動が停止する。
When the operating lever 2a is returned to the neutral state from such a driving state, the pilot chamber 12a of the first pilot cap 12 communicates with the tank 20. Therefore, the spool 11 moves to the left in FIG. 1 by the force of the spring 14, and returns to the neutral position. As a result, the center bypass communicates with the tank 20, and the main hydraulic pump 5 and the tank 20 are disconnected from the bottom chamber and the rod chamber of the boom cylinder 7, and the operation of the boom cylinder 7 is stopped.

【0038】なお、この場合の停止動作に際してもスプ
ール11は比較的速い速度で切換えられ、ブームシリン
ダ7は比較的速やかに停止する。
In the stopping operation in this case, the spool 11 is switched at a relatively high speed, and the boom cylinder 7 stops relatively quickly.

【0039】このように構成した本実施形態ではブーム
シリンダ7を伸長させる方向、及び収縮させる方向のい
ずれかに、方向制御弁1を中立位置から切換える際に、
絞り31とロッド30との間隙を通して油が流れること
から、スプール11を緩やかに切換えることができ、ブ
ームシリンダ7によって駆動されるブームを含めて、油
圧ショベル全体にブームシリンダ7の駆動時における衝
撃の発生を防止できる。
In this embodiment constructed as described above, when the directional control valve 1 is switched from the neutral position to either the extending direction or the contracting direction of the boom cylinder 7,
Since the oil flows through the gap between the throttle 31 and the rod 30, the spool 11 can be switched gently, and the entire hydraulic excavator including the boom driven by the boom cylinder 7 receives the impact of the impact when the boom cylinder 7 is driven. Occurrence can be prevented.

【0040】そして特に、本実施形態では、ブームシリ
ンダ7の駆動に際し、図4に示すように、方向制御弁1
のスプール11がストロークの全領域の70%〜90%
のストローク領域に至る間のこの方向制御弁1のセンタ
バイパスの開口面積の減少の程度、すなわちブームシリ
ンダ7に供給される圧油の増加の程度を比較的小さくす
ることができるので、当該ブームシリンダ7の起動時に
おける軽微なショックの発生も抑制でき、優れたブーム
シリンダ7の操作性を確保できる。
Particularly, in the present embodiment, when the boom cylinder 7 is driven, as shown in FIG.
Spool 11 is 70% to 90% of the entire stroke area
The extent of the decrease in the opening area of the center bypass of the directional control valve 1 during the stroke area of the directional control valve 1, that is, the extent of the increase in the pressure oil supplied to the boom cylinder 7, can be made relatively small. The occurrence of a slight shock at the time of starting the motor 7 can also be suppressed, and excellent operability of the boom cylinder 7 can be ensured.

【0041】なお、上記実施形態では、方向制御弁1で
制御される油圧アクチュエータの一例としてブームシリ
ンダ7を挙げたが、本発明は、これに限られず、各種の
アクチュエータに適用可能である。また、油圧ショベル
とは異なる建設機械等の各種の機械に適用可能である。
In the above-described embodiment, the boom cylinder 7 is described as an example of the hydraulic actuator controlled by the direction control valve 1. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various actuators. Further, the present invention is applicable to various machines such as construction machines different from hydraulic excavators.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の各請求項に係る発明によれば、
開口面積制御手段により当該方向制御弁のスプールの摺
動速度を可変に制御できることに伴って、油圧アクチュ
エータを駆動するに際し、油圧アクチュエータに供給さ
れる圧油の流量の増加の程度を当該油圧アクチュエータ
の望ましい駆動形態に相応するように制御でき、これに
より当該油圧アクチュエータの駆動時における軽微なシ
ョックの発生も抑制できて、従来技術よりもさらに優れ
た油圧アクチュエータの操作性を確保することができ
る。
According to the invention of each claim of the present invention,
Along with being able to variably control the sliding speed of the spool of the direction control valve by the opening area control means, when driving the hydraulic actuator, the degree of increase in the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator is determined by the amount of the hydraulic actuator. The control can be performed so as to correspond to a desired driving mode, whereby the occurrence of a slight shock at the time of driving the hydraulic actuator can be suppressed, and the operability of the hydraulic actuator more excellent than that of the related art can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方向制御弁の一実施形態を含む油圧回
路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit including one embodiment of a directional control valve of the present invention.

【図2】図1に示す一実施形態のパイロットキャップ部
分を拡大して示した断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a pilot cap portion of the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す一実施形態に備えられるスプールの
動作特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing operating characteristics of a spool provided in the embodiment shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す一実施形態に備えられるスプールの
開口面積特性を示す図である。
FIG. 4 is a view showing an opening area characteristic of a spool provided in the embodiment shown in FIG. 1;

【図5】従来の方向制御弁を含む油圧回路を示す回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit including a conventional directional control valve.

【図6】図5に示す従来の方向制御弁のパイロットキャ
ップ部分を拡大して示した断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a pilot cap portion of the conventional directional control valve shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 方向制御弁 2 操作装置 2a 操作レバー 2b パイロットバルブ 2c パイロツトバルブ 3 パイロットポンプ 4 パイロットリリーフ弁 5 メイン油圧ポンプ 6 メインリリーフ弁 7 ブームシリンダ 10 本体 11 スプール 12 第1パイロットキャップ 12a パイロット室 13 第2パイロットキャップ 13a パイロット室 14 ばね 17 パイロット管路 18 パイロット管路 20 タンク 30 ロッド(開口面積制御手段) 30a 小径部 30b 大径部 30c 大径部 31 絞り 41 本実施形態の特性 42 センタバイパス開口面積特性 43 メータイン開口面積特性 44 メータアウト開口面積特性 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direction control valve 2 Operating device 2a Operating lever 2b Pilot valve 2c Pilot valve 3 Pilot pump 4 Pilot relief valve 5 Main hydraulic pump 6 Main relief valve 7 Boom cylinder 10 Main body 11 Spool 12 First pilot cap 12a Pilot chamber 13 Second pilot Cap 13a Pilot chamber 14 Spring 17 Pilot line 18 Pilot line 20 Tank 30 Rod (opening area control means) 30a Small diameter portion 30b Large diameter portion 30c Large diameter portion 31 Restrictor 41 Characteristics of the present embodiment 42 Center bypass opening area characteristics 43 Meter-in opening area characteristics 44 Meter-out opening area characteristics

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H051 AA10 BB10 CC11 FF07 3H053 AA35 BC03 BD10 DA11 3H056 AA09 BB04 CA02 CB02 CC05 CD02 GG12 3H089 AA60 BB05 CC01 DA02 DB13 DB46 DB49 DB55 DB76 EE17 EE22 GG02 JJ02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H051 AA10 BB10 CC11 FF07 3H053 AA35 BC03 BD10 DA11 3H056 AA09 BB04 CA02 CB02 CC05 CD02 GG12 3H089 AA60 BB05 CC01 DA02 DB13 DB46 DB49 DB55 DB76 EE17 EE22 GG02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 パイロット圧油に応じて摺動自在なスプ
    ールと、このスプールの端部に対向して設けられ、上記
    パイロット圧油が導かれるパイロット室を有するパイロ
    ットキャップと、上記パイロット圧油が流入可能な穴形
    状に形成され、上記スプールの中立位置からの切換え時
    に当該スプールを緩やかに作動させる緩衝機能を有する
    絞りとを備えた方向制御弁において、 上記絞りを上記パイロットキャップ内に設けるととも
    に、 上記スプールのストロークに応じて上記絞りの開口面積
    を可変にする開口面積制御手段を備えたことを特徴とす
    る方向制御弁。
    1. A spool slidable in accordance with pilot pressure oil, a pilot cap provided opposite to an end of the spool, and having a pilot chamber into which the pilot pressure oil is guided, and wherein the pilot pressure oil is A directional control valve provided with a restrictor formed in a hole shape capable of inflow and having a buffer function of gently operating the spool when switching from the neutral position of the spool, wherein the restrictor is provided in the pilot cap, A directional control valve, comprising an opening area control means for changing an opening area of the throttle according to a stroke of the spool.
  2. 【請求項2】 上記開口面積制御手段が、上記スプール
    の端部に設けられ、上記絞り内を挿通可能なロッドであ
    ることを特徴とする請求項1記載の方向制御弁。
    2. The directional control valve according to claim 1, wherein the opening area control means is a rod provided at an end of the spool and capable of passing through the inside of the throttle.
  3. 【請求項3】 上記ロッドが円錐形状部を含むことを特
    徴とする請求項2記載の方向制御弁。
    3. The directional control valve according to claim 2, wherein said rod includes a conical portion.
  4. 【請求項4】 上記ロッドの長さ寸法を、上記スプール
    のストロークエンドまでの移動の間、当該ロッドが上記
    絞りから離脱せずに保たれる長さ寸法に設定したことを
    特徴とする請求項2または3記載の方向制御弁。
    4. The length dimension of the rod is set to a length dimension such that the rod is kept from separating from the throttle during the movement of the spool to the stroke end. The directional control valve according to 2 or 3.
  5. 【請求項5】 上記スプールの一方の端部に設けられる
    パイロットキャップ内に、上記スプールを付勢するばね
    を配置し、上記スプールの他方の端部に設けられるパイ
    ロットキャップ内に、上記絞り及び上記開口面積制御手
    段を設けたことを特徴とする請求項1記載の方向制御
    弁。
    5. A spring for urging the spool is provided in a pilot cap provided at one end of the spool, and the throttle and the throttle are provided in a pilot cap provided at the other end of the spool. 2. The directional control valve according to claim 1, further comprising an opening area control means.
  6. 【請求項6】 当該方向制御弁が、建設機械に備えられ
    るものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
    に記載の方向制御弁。
    6. The directional control valve according to claim 1, wherein the directional control valve is provided in a construction machine.
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