JP4198843B2 - パイロット操作逆止め弁 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイロット操作逆止め弁に関し、特に、アクチュエータにより負荷をクランプする油圧回路に用いて好適なパイロット操作逆止め弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のパイロット操作逆止め弁では、給排流路からアクチュエータに接続する負荷流路へ作動油の自由流れを得ると共に、負荷流路から給排流路へパイロットピストンでポペット弁体を押圧して弁座から離座させて作動油の制御流れを得るようにしている。(例えば、実公平6−20939号公報参照)。そして、このパイロット操作逆止め弁をアクチュエータにより負荷をクランプする油圧回路に用いた例を図4に示す。図4に示す油圧回路では、切換弁1の図示の第1切換位置Aで、油圧ポンプ2から吐出した作動油が給排流路3からパイロット操作逆止め弁4を介して負荷流路5へ自由流れで流れ、この自由流れで流れた作動油がアクチュエータとしての油圧シリンダ6のキャップ側室6Aに流入し、油圧シリンダ6はキャップ側室6Aに流入した作動油圧力に基づく作用力でヘッド側室6Bの作動油を負荷流路7より低圧側としてのタンクTに排出しつつピストンロッド6Cを図4の右方向に移動し図示しない負荷をクランプする。この右方向に移動して負荷をクランプした状態で、切換弁1を第2切換位置Bに切換操作すると、油圧ポンプ2から吐出した作動油が負荷流路7を流れて油圧シリンダ6のヘッド側室6Bに流入し、油圧シリンダ6はヘッド側室6Bに流入した作動油圧力に基づく作用力でキャップ側室6Aの作動油を負荷流路5へ流出し、負荷流路7を流れる作動油の一部がパイロット流路4Aよりパイロット圧力として作用し前述の制御流れ状態となっているパイロット操作逆止め弁4を介してタンクTに排出しつつピストンロッド6Cを図4の左方向に移動して図示状態に復帰し、負荷をアンクランプする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる従来のパイロット操作逆止め弁4では、油圧シリンダ6のピストンロッド6Cを右方向に移動して負荷をクランプした状態で、キャップ側室6Aの作動油が負荷流路5より給排流路3に流出することは阻止できるものの、キャップ側室6Aの作動油がピストン6Dを介してヘッド側室6Bに漏洩する等してキャップ側室6Aの圧力が低下することは阻止できず、このため、キャップ側室6Aの圧力低下に伴うクランプ力の低下を来さないようクランプ時に電動機2Aで油圧ポンプ2を連続運転しなければならず、省エネルギー化が図られ難かった。
【0004】
本発明は、ポペット弁体を弁座に着座してアクチュエータに接続する負荷流路から給排流路への流れを阻止した状態で、油圧ポンプの連続運転を不要にして負荷流路に接続のアクチュエータを加圧し、省エネルギー化を図り得るパイロット操作逆止め弁を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、作動油を吐出する油圧ポンプと低圧側とに切換連通する給排流路とアクチュエータに接続する負荷流路とを軸方向に間隙を有して開口した弁孔を弁本体に穿設し、弁孔の負荷流路開口個所と給排流路開口個所との間に弁座を形成し、弁座より負荷流路開口個所側の弁孔へポペット弁体をその頭部を弁座と対向して軸方向摺動自在に嵌挿し、ポペット弁体背部には負荷流路と連通した作用室を形成し、作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力でポペット弁体を弁座への着座方向に付勢し、ポペット弁体頭部に当接自在としたパイロットピストンを弁座より給排流路開口個所側の弁孔へ軸方向摺動自在に嵌挿し、パイロットピストンはパイロット圧力に基づく作用力を受けてポッペト弁体を作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力に抗して弁座からの離座方向に押圧して負荷流路から給排流路へ流通する制御流れを得るようにしたパイロット操作逆止め弁において、弁本体の内部には大径部と小径部とを連設して構成する増圧ピストンを軸方向移動自在に有し、増圧ピストンの軸方向移動により容積を増減する増圧室を増圧ピストンの小径部先端に形成し、増圧室の内部圧力を増圧するよう増圧ピストンを増圧室の容積減少方向にばね力で付勢するばねを設け、増圧室は負荷流路に連通し、増圧ピストンの大径部の小径部連設側端部に給排流路へ連通する大径室を形成し、大径室に導入する給排流路からの作動油圧力に基づく作用力でばね力に抗して増圧ピストンを増圧室の容積増大方向に付勢して成る。この場合、増圧室と負荷流路とを第1連通路で連通すると共に、増圧室と給排流路とを第2連通路で連通し、第1連通路には増圧室から負荷流路への流れを許容し負荷流路から増圧室への流れを阻止する第1逆止め弁を配設し、第2連通路には給排流路から増圧室への流れを許容し増圧室から給排流路への流れを阻止する第2逆止め弁を配設することが望ましい。また、作動油を吐出する油圧ポンプと低圧側とに切換連通する給排流路とアクチュエータに接続する負荷流路とを軸方向に間隙を有して開口した弁孔を弁本体に穿設し、弁孔の負荷流路開口個所と給排流路開口個所との間に弁座を形成し、弁座より負荷流路開口個所側の弁孔へポペット弁体をその頭部を弁座と対向して軸方向摺動自在に嵌挿し、ポペット弁体背部には負荷流路と連通した作用室を形成し、作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力でポペット弁体を弁座への着座方向に付勢し、ポペット弁体頭部に当接自在としたパイロットピストンを弁座より給排流路開口個所側の弁孔へ軸方向摺動自在に嵌挿し、パイロットピストンはパイロット圧力に基づく作用力を受けてポッペト弁体を作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力に抗して弁座からの離座方向に押圧して負荷流路から給排流路へ流通する制御流れを得るようにしたパイロット操作逆止め弁において、弁本体の内部には増圧ピストンを軸方向移動自在に有し、増圧ピストンの軸方向移動により容積を増減する増圧室を形成し、増圧室の内部圧力を増圧するよう増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢する付勢手段を設け、付勢手段を通電による吸引力で増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢する電磁石とし、増圧室と負荷流路とを第1連通路で連通すると共に、増圧室と給排流路とを第2連通路で連通し、第1連通路には増圧室から負荷流路への流れを許容し負荷流路から増圧室への流れを阻止する第1逆止め弁を配設し、第2連通路には給排流路から増圧室への流れを許容し増圧室から給排流路への流れを阻止する第2逆止め弁を配設しても良い。
【0006】
かかる本発明のパイロット操作逆止め弁によると、給排流路を油圧ポンプに切換連通して油圧ポンプから作動油を吐出すると、油圧ポンプから給排流路へ流れた作動油の圧力に基づく作用力がポペット弁体頭部に作用し、ポペット弁体は頭部に作用する作動油圧力に基づく作用力で作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力に抗して軸方向摺動して弁座から離座し、給排流路から負荷流路への自由流れを得る。また、給排流路を低圧側に切換連通すると、ポペット弁体は作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力で弁座に着座し、負荷流路から給排流路への流れを阻止する。この、ポペット弁体を弁座に着座した状態で、パイロットピストンにパイロット圧力を作用すると、パイロットピストンはパイロット圧力に基づく作用力を受けてポペット弁体を作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力に抗して押圧して弁座から離座させ、負荷流路から給排流路へ流通する制御流れを得る。そして、ポペット弁体を弁座に着座して負荷流路から給排流路への流れを阻止した状態で、ばね力や電磁石への通電による吸引力で増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢すると、増圧室の圧力が増圧し、この増圧した圧力が負荷流路に作用する。このため、負荷流路に接続のアクチュエータを十分に加圧でき、油圧ポンプの連続運転を不要にできて省エネルギー化を図ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、油圧シリンダにより負荷をクランプする油圧回路に適用した本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1において、10は弁本体で、内部を軸方向に貫通して両端に開口する弁孔11を穿設し、弁孔11の両端開口を蓋部材12、13により閉塞している。14は弁孔11に取付けたスリーブ部材で、小径孔15と大径孔16とを連設して軸方向に貫通し、小径孔15及び大径孔16は弁孔11の一部を構成している。弁孔11の小径孔15には給排流路17を、大径孔16には負荷流路18をそれぞれ開口し、軸方向に間隙を有して開口した給排流路17開口個所と負荷流路18開口個所間の小径孔15と大径孔16との連設段部には弁座19を形成している。給排流路17は中立位置Xと第1切換位置Yと第2切換位置Zとの3位置を有した切換弁20に接続し、切換弁20の第1切換位置Yで電動機Mにより回転駆動されて作動油を吐出する可変容量形の油圧ポンプPに切換連通し、第2切換位置Z及び中立位置Xで低圧側としてのタンクTに切換連通する。負荷流路18はアクチュエータとしての油圧シリンダ6(図4に示したものと同一)のキャップ側室6Aに接続し、油圧シリンダ6はキャップ側室6Aに流入の作動油圧力に基づく作用力でピストン6D、ピストンロッド6Cを図1の右方向に移動し図示しない負荷をクランプする。
【0008】
21はポペット弁体で、弁孔11の弁座19より負荷流路18開口個所側としての大径孔16へ軸方向摺動自在に嵌挿し、頭部を弁座19と対向している。22は蓋部材13と大径孔16とで区画してポペット弁体21背部に形成の作用室で、ポペット弁体21に穿設の流路23により負荷流路18と連通している。24は作用室22に収容のばねで、蓋部材13とポペット弁体21背部との間に介装している。ポペット弁体21は作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力で弁座19への着座方向に付勢され、切換弁20の中立位置Xで給排流路17をタンクTに切換連通した状態では弁座19に着座して負荷流路18から給排流路17への流れを阻止すると共に、切換弁20の第1切換位置Yで給排流路17を油圧ポンプPに切換連通した状態では頭部に作用する給排流路17の作動油圧力に基づく作用力で作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力に抗して軸方向摺動して弁座19から離座し、給排流路17から負荷流路18への自由流れを得る。25はポペット弁体21頭部に棒状の頭部26を当接自在としたパイロットピストンで、弁座19より給排流路17開口個所側の弁孔2へ軸方向摺動自在に嵌挿している。27は蓋部材12と弁孔11とで区画してパイロットピストン25背部に形成のパイロット室で、弁本体11に弁孔2と直交方向に貫通して油圧シリンダ6のヘッド側室6Bと切換弁20との間を接続する他の負荷流路28と連通し、切換弁20の第2切換位置Zで負荷流路28を流れて油圧シリンダ6のヘッド側室6Bに流入する作動油の一部を導入する。負荷流路28は切換弁20の中立位置X及び第1切換位置YでタンクTに切換連通し、第2切換位置Zで油圧ポンプPに切換連通する。パイロットピストン25はパイロット室27に導入の作動油圧力がパイロット圧力として背部に作用し、このパイロット圧力に基づく作用力を受けてポッペト弁体21を作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力に抗して弁座19からの離座方向に押圧して負荷流路18から給排流路17へ流通する制御流れを得る。
【0009】
29は弁本体10の一部を構成する副弁本体で、弁孔11の一端開口を蓋部材13で閉塞した弁本体10の一側面に取付けている。30は副弁本体29へ軸方向に穿設の小径孔で、弁本体10の一側面と取付けにより当接する副弁本体29の一側面に開口し、この開口を弁本体10の蓋部材13で閉塞している。31は小径孔30に連設して副弁本体29へ軸方向に穿設の大径孔で、副弁本体29の小径孔30が開口する一側面と対向する他側面に開口し、この開口を副弁本体29の他側面に螺着した円筒状の栓部材32で閉塞している。33は副弁本体29の内部に有した増圧ピストンで、小径部34と大径部35とを軸方向に連設して構成し、小径部34を小径孔30に大径部35を大径孔31にそれぞれ軸方向移動自在に嵌挿している。36は蓋部材13と小径孔30とで区画して増圧ピストン33の小径部34先端に形成の増圧室で、蓋部材13に軸方向へ貫設の流路46、作用室22、ポペット弁体21の流路23を介して負荷流路18に連通する。37、38は栓部材32の内部空間に収容した付勢手段としてのばねで、栓部材32の内部空間に収容のばね受け部材39と増圧ピストン35背部との間に介装し、増圧ピストン35を増圧室36の容積減少方向に付勢する。ばね37、38及びばね受け部材39を収容した栓部材32の内部空間は、副弁本体29に穿設の流路44、弁本体10に穿設の流路45によりタンクTと連通している。40は外部より回動操作自在に栓部材32へ螺合した調整部材で、ばね受け部材39に当接して回動操作による進退でばね37、38力を調整自在にする。41は大径孔31で区画して増圧ピストン33の大径部35の小径部34連設側端部に形成の大径室で、副弁本体29に穿設の流路42、弁本体10に穿設の流路43により給排流路17と連通し、増圧ピストン33を給排流路17から導入する作動油圧力に基づく作用力でばね37、38力に抗して増圧室36の容積増大方向に付勢する。増圧ピストン33は切換弁20の第1切換位置Yで増圧室36及び大径室41に導入する作動油圧力に小径部34及び大径部35の受圧面積を乗算した値の作用力でばね37、38力に抗して増圧室36の容積増大方向に軸方向移動し、この軸方向移動でばね37、38は圧縮されてばね37、38力を増大する。そして、増圧ピストン33は切換弁20の中立位置Xで大径室41が給排流路17よりタンクTに切換連通するのに伴い増大したばね37、38力で増圧室36の容積減少方向に付勢され、増圧室36の内部圧力は増大したばね37、38力を小径部34の受圧面積で除算した値の圧力となり、油圧ポンプPの吐出圧力より増圧自在とする。
【0010】
次に、かかる構成の作動を説明する。
図1の状態は、切換弁20が中立位置Xで、給排流路17、負荷流路28をタンクTに切換連通し、ポペット弁体21は作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力で弁座19に着座して負荷流路18から給排流路17への流れを阻止し、油圧シリンダ6は左方端に停止している。また、増圧ピストン33はばね37、38力により付勢され右方端に位置して増圧室36の容積を最小としている。
【0011】
この状態で、切換弁20を第1切換位置Yに切換操作すると、油圧ポンプPから吐出した作動油が給排流路17を流れてポペット弁体21頭部に作用し、ポペット弁体21は頭部に作用する給排流路17の作動油圧力に基づく作用力で作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力に抗して軸方向摺動して弁座19から離座し、給排流路17の作動油は負荷流路18へ自由流れで流れて油圧シリンダ6のキャップ側室6Aに流入する。油圧シリンダ6はキャップ側室6に流入した作動油圧力に基づく作用力でヘッド側室6Bの作動油を負荷流路28よりタンクTに排出しつつピストンロッド6Cを図1の右方向に移動し図示しない負荷をクランプする。このとき、給排流路17を流れる作動油の一部が流路43、42を流れて大径室41に導入すると共に、給排流路17から負荷流路18に流れる作動油の一部が流路23、作用室22、流路46を流れて増圧室36に導入し、増圧ピストン33は増圧室36及び大径室41に導入する作動油圧力に基づく作用力でばね37、38力に抗して図1の左方向(増圧室36の容積増大方向)に軸方向移動して増圧室36の容積を増大する。また、ばね37、38は増圧ピストン33の図1左方向への軸方向移動で圧縮されてばね37、38力を増大する。
【0012】
油圧シリンダ6のピストンロッド6Cが右方向へ移動して負荷をクランプした状態で、切換弁20を中立位置Xに切換操作して油圧ポンプPを停止する。ポペット弁体21は作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力で付勢されて弁座19に着座して負荷流路18から給排流路17への流れを阻止し、増圧ピストン33は大径室41が給排流路17よりタンクTに切換連通するのに伴い増大したばね37、38力で図1の右方向(増圧室36の容積減少方向)に付勢され、増圧室36の内部圧力は増大したばね37、38力を小径部34の受圧面積で除算した値となって油圧ポンプPの吐出圧力より増圧してばね37、38力に基づく圧力に設定され、この増圧した圧力は流路46、作用室22、流路23、負荷流路18を経て油圧シリンダ6Aのキャップ側室6Aを加圧する。そして、増圧ピストン33はばね37、38力と増圧室36に導入の作動油圧力(ここでは負荷流路18に接続のキャップ側室6Aの作動油圧力)に基づく作用力とが平衡する中間位置に停止し、キャップ側室6Aの作動油がヘッド側室6Bに漏洩する等するとばね37、38力で順次増圧室36の容積減少方向に軸方向移動してキャップ側室6Aを加圧して圧力低下を阻止する。油圧シリンダ6はキャップ側室6Aの加圧によりピストンロッド6Cで負荷を良好にクランプし続ける。
【0013】
この状態で、切換弁20を第2切換位置Zに切換操作して油圧ポンプPの運転を再開すると、油圧ポンプPから吐出した作動油が負荷流路28を流れて油圧シリンダ6のヘッド側室6Bに流入する。また、負荷流路28を流れてヘッド側室6Bに流入する作動油の一部がパイロット室27に導入し、この導入した作動油圧力がパイロット圧力としてパイロットピストン25背部に作用し、パイロットピストン25はパイロット圧力に基づく作用力を受けて図1の左方向へ軸方向摺動してポペット弁体21を作用室22に導入の負荷流路18からの作動油圧力に基づく作用力及びばね24力に抗して弁座19から離座方向に押圧して負荷流路18から給排流路17への制御流れを可能とする。油圧シリンダ6はヘッド側室6Bに流入した作動油圧力に基づく作用力でキャップ側室6Aの作動油を負荷流路18より給排流路17を流してタンクTに排出しつつピストンロッド6Cを図1の左方向に移動して負荷をアンクランプする。増圧ピストン33は前述の大径室41のタンクTへの切換連通に加え、増圧室36も流路46、作用室22、流路23、給排流路17よりタンクTに切換連通するので、ばね37、38力で付勢されて図1の右方向に軸方向移動して図示状態に復帰する。
【0014】
そして、油圧シリンダ6のピストンロッド6Cが図示状態に復帰すると、切換弁20を中立位置Xに復帰操作して油圧ポンプPを停止する。ポペット弁体21は作用室22の作動油圧力に基づく作用力及びばね24力で付勢されて図示状態に復帰し、パイロットピストン25はパイロット室27が負荷流路28よりタンクTに切換連通するのに伴いポペット弁体21に押圧されて図示状態に復帰する。
【0015】
かかる作動で、油圧シリンダ6のピストンロッド6Cを図1の右方向に移動して負荷をクランプした状態で、切換弁20を中立位置Xにして油圧ポンプPを停止していても、左方向(増圧室36の容積増大方向)に移動してばね37、38を圧縮した状態の増圧ピストン33が圧縮により増大したばね37、38力で増圧室36の容積減少方向に付勢され、増圧室36の内部圧力は増大したばね37、38力を小径部34の受圧面積で除算した値となって油圧ポンプPの吐出圧力より増圧し、この増圧した圧力が流路46、作用室22、流路23を経て負荷流路18に作用するため、負荷流路18に接続する油圧シリンダ6のキャップ側室6を十分に加圧でき、この加圧で油圧シリンダ6は負荷を良好にクランプし続けられ、油圧ポンプPの連続運転を不要にできて省エネルギー化を図ることができる。また、増圧室36の内部圧力を油圧ポンプPの吐出圧力より増圧でき、この増圧した圧力で負荷のクランプを行うので、油圧ポンプPの吐出圧力は負荷のクランプより低圧で足りる油圧シリンダ6のピストンロッド6Cを移動できる圧力で良く、油圧ポンプPを従来に比較して低圧用のものを用いることができる。
【0016】
図2は本発明の他の実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
弁本体10と副弁本体29との間には、第2副弁本体47を介在して設け、第2副弁本体47は副弁本体29とともに弁本体10の一部を構成する。48は第2副弁本体47に軸方向へ貫設の第1連通路で、増圧室36と負荷流路18とを流路46、作用室22、流路23を介して連通する。49は第1連通路48に配設の第1逆止め弁で、増圧室36から負荷流路18への流れを許容し負荷流路18から増圧室36への流れを阻止する。50は第1連通路48と径方向に離間して第2副弁本体47に軸方向へ貫設の流路で、大径室41と給排流路17とを流路42、43を介して連通する。51は流路50と増圧室36とを接続する第2連通路で、増圧室36と給排流路17とを流路50、43を介して連通する。52は第2連通路51に配設の第2逆止め弁で、給排流路17から増圧室36への流れを許容し増圧室36から給排流路17への流れを阻止する。53は流路44と流路45とを連通する流路である。なお、第2副弁本体47は副弁本体29と当接する一側面を部分的に窪ませ、増圧室36はこの窪み部分と小径孔30とで区画して形成する。
【0017】
次に、かかる構成の作動を説明する。
油圧シリンダ6のピストンロッド6Cが右方向へ移動して負荷をクランプした状態で、切換弁20を中立位置Xに切換操作すると、一実施形態と同様に、大径室41が給排流路17よりタンクTに切換連通するのに伴い図2の左方向(増圧室36の容積増大方向)に移動している増圧ピストン33は増大したばね37、38力で図2の右方向(増圧室36の容積減少方向)に付勢され、増圧室36の内部圧力はばね37、38力に基づく圧力に設定されて油圧ポンプPの吐出圧力より増圧する。そして、この増圧した圧力は第2逆止め弁52で給排流路17へ作用するのを阻止されて第1連通路48、第1逆止め弁49、流路46、作用室22、流路23を経て負荷流路18に作用する。また、油圧ポンプPを運転して切換弁20を第1切換位置Yに切換操作すると、油圧ポンプPから吐出した作動油が給排流路17より流路43、50、42を流れて大径室41に導入すると共に、第2連通路51、第2逆止め弁52を流れて増圧室36に導入し、増圧ピストン33は増圧室36及び大径室41に導入する作動油圧力に基づく作用力でばね37、38力に抗して図2の左方向に軸方向移動し、増圧室36の容積を増大してばね37、38を圧縮する。このとき、第1逆止め弁49は負荷流路18から増圧室36への流れを阻止するので、増圧室36の容積増大に伴い負荷流路18の圧力が低下することはない。
【0018】
このため、増圧ピストン33の増圧室36容積減少方向への1回の付勢では、キャップ側室6Aをばね37、38力に基づき設定する増圧した圧力に加圧できない、すなわち大容積のキャップ側室6Aを有する大型の油圧シリンダ6であっても、切換弁20を第1切換位置Yと中立位置Xとに交互に繰り返し切換操作することで増圧ピストン33が増圧室36の容積最大位置と容積最小位置との間を軸方向に往復移動を繰り返し、最終的に切換弁20を中立位置Xに切換操作した状態で、増圧ピストン33はばね37、38力と増圧室36に導入の作動油圧力(ここでは負荷流路18に接続のキャップ側室6Aの作動油圧力)に基づく作用力とが平衡する中間位置に停止し、キャップ側室6Aの作動油がヘッド側室6Bに漏洩する等するとばね37、38力で順次増圧室36の容積減少方向に軸方向移動してキャップ側室6Aを加圧して圧力低下を阻止する。よって、加圧終了後に油圧ポンプPを停止しても油圧シリンダ6はキャップ側室6Aの加圧によりピストンロッド6Cで負荷を良好にクランプし続ける。
【0019】
かかる作動において、一実施形態の効果に加え、増圧室36と負荷流路18とを連通する第1連通路48に増圧室36から負荷流路18への流れを許容し負荷流路18から増圧室36への流れを阻止する第1逆止め弁49を配設すると共に、増圧室36と給排流路17とを連通する第2連通路51に給排流路17から増圧室36への流れを許容し増圧室36から給排流路17への流れを阻止する第2逆止め弁52を配設したことにより、増圧ピストン33の増圧室36容積増大方向への軸方向移動では第1逆止め弁49で負荷流路18の圧力低下を阻止すると共に、増圧ピストン33の増圧室36容積減少方向への軸方向移動では第2逆止め弁52で増圧室36の圧力低下を阻止するから、増圧ピストン33を増圧室36の容積最大位置と容積最小位置との間を軸方向に往復移動を繰り返すことができて、増圧ピストン33の1回の付勢では加圧が不足する大容積のキャップ側室6Aを十分に加圧でき、キャップ側室6Aが大容積の大型の油圧シリンダ6にも良好に適用することができる。
【0020】
図3は本発明のさらに他の実施形態を示し、前記各実施形態と同一個所については同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
切換弁20Aは前記各実施形態における切換弁20の第1切換位置Yと第2切換位置Zとの2位置を有する。副弁本体29Aは第2副弁本体47と当接する一側面と対向する他側面に付勢手段としての電磁石54を螺着して備える。電磁石54は通電による吸引力がストロークに関わらずほぼ一定の水平吸引力特性を持つもので、通電する電流値に比例した吸引力を生ずる比例電磁石で、通電による吸引力でプッシュロッド55により増圧ピストン33Aを図3の右方向(増圧室36Aの容積減少方向)に付勢する。増圧ピストン33Aは増圧室36Aに収容し、棒状部56を背部から軸方向に突設して電磁石54のプッシュロッド55と当接する。57は増圧室36Aに収容のばねで、増圧ピストン33Aを図3の左方向(増圧室36Aの容積増大方向)に付勢する。58は流路53、45を介して電磁石54の内部をタンクTに連通する流路である。
【0021】
次に、かかる構成の作動を説明する。
図3の状態は、油圧シリンダ6は左方端に停止し、油圧ポンプPは停止し、切換弁20Aは第1切換位置Yに位置し、電磁石54は非通電で吸引力を生じておらず、増圧ピストン33Aはばね57力で図3の左方向(増圧室36Aの容積増大方向)に付勢され、増圧室36Aの容積を最大にする左方端に停止している。
【0022】
この状態で、油圧ポンプPを運転して作動油を吐出すると、作動油は給排流路17より負荷流路18へ自由流れで流れて油圧シリンダ6のキャップ側室6Aに流入すると共に、給排流路17より流路43、50、第2連通路51、第2逆止め弁52を流れて増圧室36Aに導入し、増圧ピストン33Aは左方端に停止したままである。油圧シリンダ6はピストンロッド6Cを図3の右方向に移動し図示しない負荷をクランプする。
【0023】
油圧シリンダ6のピストンロッド6Cが右方向へ移動して負荷をクランプした状態で、電磁石54を通電すると、増圧ピストン33Aは電磁石54の吸引力によりばね57力に抗して図3の右方向(増圧室36Aの容積減少方向)に付勢され、増圧室36の内部圧力は電磁石54の吸引力からばね57力を差し引いた力を増圧ピストン33Aの受圧面積で除算した値となって油圧ポンプPの吐出圧力より増圧し、この増圧した圧力は他の実施形態と同様に負荷流路18に作用する。また、電磁石54を非通電にすると、吸引力がなくなり、増圧ピストン33Aはばね57力及び第2逆止め弁52を流れて増圧室36Aに導入の作動油圧力に基づく作用力で図3の左方向に軸方向移動し、増圧室36Aの容積を増大する。このとき、他の実施形態と同様に負荷流路18の圧力は第1逆止め弁49により低下しない。
【0024】
このため、他の実施形態と同様に大容積のキャップ側室6Aを有する大型の油圧シリンダ6であっても、電磁石54への通電と非通電とを交互に繰り返すことで増圧ピストン33Aが増圧室36Aの容積最大位置と容積最小位置との間を軸方向に往復移動を繰り返し、最終的に電磁石54を通電した状態で、増圧ピストン33Aは電磁石54の吸引力と増圧室36Aの作動油圧力に基づく作用力及びばね57力とが平衡する中間位置に停止し、キャップ側室6Aの作動油がヘッド側室6Bに漏洩する等すると電磁石54の吸引力で順次増圧室36Aの容積減少方向に軸方向移動してキャップ側室6Aを加圧して圧力低下を阻止する。よって、加圧終了後に油圧ポンプPを停止しても油圧シリンダ6はキャップ側室6Aの加圧によりピストンロッド6Cで負荷を良好にクランプし続ける。
【0025】
かかる作動において、一実施形態及び他の実施形態の効果に加え、電磁石54に通電する電流値の変更により吸引力を所望値に変更でき、油圧シリンダ6のキャップ側室6Aを加圧する圧力を吸引力の変更により調整自在に設定でき、広範囲の用途に適用することができる。
【0026】
なお、図1の一実施形態では3位置の切換弁20を用いたが、これに換えて図3のさらに他の実施形態で示した2位置の切換弁20Aを用いても良い。この場合には、油圧シリンダ6のピストンロッド6Cが右方向へ移動して負荷をクランプした状態で、切換弁20Aを第2切換位置Zに切換操作して油圧ポンプPを停止すれば良い。また、図3の切換弁20Aを図1の切換弁20に換えて用いても良い。また、図3のさらに他の実施形態では弁本体10と副弁本体29Aとの間に第2副弁本体47を介在したが、第2副弁本体47を設けることなくして増圧室36Aを流路46に直に連通しても良い。また、図3の電磁石54は比例電磁石でなくても良く、さらに、ばね57は必要に応じて適宜用いなくても良いことは勿論である。
【0027】
【発明の効果】
このように請求項1にかかる発明では、弁本体の内部には大径部と小径部とを連設して構成する増圧ピストンを軸方向移動自在に有し、増圧ピストンの軸方向移動により容積を増減する増圧室を増圧ピストンの小径部先端に形成し、増圧室の内部圧力を増圧するよう増圧ピストンを増圧室の容積減少方向にばね力で付勢するばねを設け、増圧室は負荷流路に連通したことにより、ポペット弁体を弁座に着座して負荷流路から給排流路への流れを阻止した状態で、付勢手段により増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢すると、増圧室の圧力が増圧して負荷流路に作用し、負荷流路に接続のアクチュエータを十分に加圧でき、油圧ポンプの連続運転を不要にできて省エネルギー化を図ることができる。また、増圧ピストンを大径部と小径部とを連設して構成し、増圧室を増圧ピストンの小径部先端に形成し、増圧ピストンの大径部の小径部連設側端部に給排流路へ連通する大径室を形成し、大径室に導入する給排流路からの作動油圧力に基づく作用力でばね力に抗して増圧ピストンを増圧室の容積増大方向に付勢しているため、給排流路を低圧側に切換連通した状態で、増圧室の内部圧力はばね力を増圧ピストンの小径部先端の増圧室に臨む受圧面積で除算した値となって油圧ポンプの吐出圧力より増圧でき、油圧ポンプを従来に比較して低圧用のものを用いることができる。
【0028】
また、請求項2にかかる発明では、請求項1にかかる発明の効果に加え、増圧室と負荷流路とを第1連通路で連通すると共に、増圧室と給排流路とを第2連通路で連通し、第1連通路には増圧室から負荷流路への流れを許容し負荷流路から増圧室への流れを阻止する第1逆止め弁を配設し、第2連通路には給排流路から増圧室への流れを許容し増圧室から給排流路への流れを阻止する第2逆止め弁を配設しているため、増圧ピストンの増圧室容積増大方向への軸方向移動では第1逆止め弁で負荷流路の圧力低下を阻止すると共に、増圧ピストンの増圧室容積減少方向への軸方向移動では第2逆止め弁で増圧室の圧力低下を阻止するから、増圧ピストンを増圧室の容積最大位置と容積最小位置との間を軸方向に往復移動を繰り返すことができて、増圧ピストンの1回の付勢では加圧が不足する大型で大容積のアクチュエータを十分に加圧でき、大型で大容積のアクチュエータにも良好に適用することができる。
【0029】
また、請求項3にかかる発明では、弁本体の内部には増圧ピストンを軸方向移動自在に有し、増圧ピストンの軸方向移動により容積を増減する増圧室を形成し、増圧室の内部圧力を増圧するよう増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢する付勢手段を設け、増圧室は負荷流路と連通したことにより、ポペット弁体を弁座に着座して負荷流路から給排流路への流れを阻止した状態で、付勢手段により増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢すると、増圧室の圧力が増圧して負荷流路に作用し、負荷流路に接続のアクチュエータを十分に加圧でき、油圧ポンプの連続運転を不要にできて省エネルギー化を図ることができる。
【0030】
また、請求項3にかかる発明では、付勢手段を通電による吸引力で増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢する電磁石としているため、電磁石に通電した状態で、増圧室の内部圧力は電磁石の吸引力を増圧ピストンの受圧面積で除算した値となって油圧ポンプの吐出圧力より増圧でき、油圧ポンプを従来に比較して低圧用のものを用いることができる。さらにまた、増圧室と負荷流路とを第1連通路で連通すると共に、増圧室と給排流路とを第2連通路で連通し、第1連通路には増圧室から負荷流路への流れを許容し負荷流路から増圧室への流れを阻止する第1逆止め弁を配設し、第2連通路には給排流路から増圧室への流れを許容し増圧室から給排流路への流れを阻止する第2逆止め弁を配設しているため、増圧ピストンの増圧室容積増大方向への軸方向移動では第1逆止め弁で負荷流路の圧力低下を阻止すると共に、増圧ピストンの増圧室容積減少方向への軸方向移動では第2逆止め弁で増圧室の圧力低下を阻止するから、増圧ピストンを増圧室の容積最大位置と容積最小位置との間を軸方向に往復移動を繰り返すことができて、増圧ピストンの1回の付勢では加圧が不足する大型で大容積のアクチュエータを十分に加圧でき、大型で大容積のアクチュエータにも良好に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示したパイロット操作逆止め弁の縦断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示したパイロット操作逆止め弁の縦断面図である。
【図3】本発明のさらに他の実施形態を示したパイロット操作逆止め弁の縦断面図である。
【図4】従来例を示し、パイロット操作逆止め弁を適用した油圧回路図である。
【符号の説明】
6 油圧シリンダ(アクチュエータ)
10 弁本体
11 弁孔
17 給排流路
18 負荷流路
19 弁座
21 ポペット弁体
22 作用室
24 ばね
25 パイロットピストン
33、33A 増圧ピストン
36、36A 増圧室
37、38 ばね(付勢手段)
48 第1連通路
49 第1逆止め弁
51 第2連通路
52 第2逆止め弁
54 電磁石(付勢手段)

Claims (3)

  1. 作動油を吐出する油圧ポンプと低圧側とに切換連通する給排流路とアクチュエータに接続する負荷流路とを軸方向に間隙を有して開口した弁孔を弁本体に穿設し、弁孔の負荷流路開口個所と給排流路開口個所との間に弁座を形成し、弁座より負荷流路開口個所側の弁孔へポペット弁体をその頭部を弁座と対向して軸方向摺動自在に嵌挿し、ポペット弁体背部には負荷流路と連通した作用室を形成し、作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力でポペット弁体を弁座への着座方向に付勢し、ポペット弁体頭部に当接自在としたパイロットピストンを弁座より給排流路開口個所側の弁孔へ軸方向摺動自在に嵌挿し、パイロットピストンはパイロット圧力に基づく作用力を受けてポッペト弁体を作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力に抗して弁座からの離座方向に押圧して負荷流路から給排流路へ流通する制御流れを得るようにしたパイロット操作逆止め弁において、弁本体の内部には大径部と小径部とを連設して構成する増圧ピストンを軸方向移動自在に有し、増圧ピストンの軸方向移動により容積を増減する増圧室を増圧ピストンの小径部先端に形成し、増圧室の内部圧力を増圧するよう増圧ピストンを増圧室の容積減少方向にばね力で付勢するばねを設け、増圧室は負荷流路に連通し、増圧ピストンの大径部の小径部連設側端部に給排流路へ連通する大径室を形成し、大径室に導入する給排流路からの作動油圧力に基づく作用力でばね力に抗して増圧ピストンを増圧室の容積増大方向に付勢したことを特徴とするパイロット操作逆止め弁。
  2. 増圧室と負荷流路とを第1連通路で連通すると共に、増圧室と給排流路とを第2連通路で連通し、第1連通路には増圧室から負荷流路への流れを許容し負荷流路から増圧室への流れを阻止する第1逆止め弁を配設し、第2連通路には給排流路から増圧室への流れを許容し増圧室から給排流路への流れを阻止する第2逆止め弁を配設したことを特徴とする請求項1に記載のパイロット操作逆止め弁。
  3. 作動油を吐出する油圧ポンプと低圧側とに切換連通する給排流路とアクチュエータに接続する負荷流路とを軸方向に間隙を有して開口した弁孔を弁本体に穿設し、弁孔の負荷流路開口個所と給排流路開口個所との間に弁座を形成し、弁座より負荷流路開口個所側の弁孔へポペット弁体をその頭部を弁座と対向して軸方向摺動自在に嵌挿し、ポペット弁体背部には負荷流路と連通した作用室を形成し、作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力でポペット弁体を弁座への着座方向に付勢し、ポペット弁体頭部に当接自在としたパイロットピストンを弁座より給排流路開口個所側の弁孔へ軸方向摺動自在に嵌挿し、パイロットピストンはパイロット圧力に基づく作用力を受けてポッペト弁体を作用室に導入の負荷流路からの作動油圧力に基づく作用力及びばね力に抗して弁座からの離座方向に押圧して負荷流路から給排流路へ流通する制御流れを得るようにしたパイロット操作逆止め弁において、弁本体の内部には増圧ピストンを軸方向移動自在に有し、増圧ピストンの軸方向移動により容積を増減する増圧室を形成し、増圧室の内部圧力を増圧するよう増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢する付勢手段を設け、付勢手段を通電による吸引力で増圧ピストンを増圧室の容積減少方向に付勢する電磁石とし、増圧室と負荷流路とを第1連通路で連通すると共に、増圧室と給排流路とを第2連通路で連通し、第1連通路には増圧室から負荷流路への流れを許容し負荷流路から増圧室への流れを阻止する第1逆止め弁を配設し、第2連通路には給排流路から増圧室への流れを許容し増圧室から給排流路への流れを阻止する第2逆止め弁を配設したことを特徴とするパイロット操作逆止め弁。
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