JP4430150B2

JP4430150B2 - Multi-port rotary valve

Info

Publication number: JP4430150B2
Application number: JP07079699A
Authority: JP
Inventors: 雅雪清水; 欽志郎内藤; 英夫原
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2019-03-16
Also published as: JP2000002349A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多ポートロータリーバルブに係り、さらに詳しくは、流体圧回路における流量制御、圧力制御および分岐を行う多ポートロータリーバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧制御系機械および産業技術分野において油圧駆動コントロールは主に電磁式あるいは比例式等の制御弁が多用されている。
【０００３】
例えば、図８を参照するに、油圧シリンダ２０１を作動させるために、高圧用油圧ポンプ２０３および低圧用油圧ポンプ２０５が設けられており、各々途中省略の高圧回路２０７および低圧回路２０９により、高低圧切換えバルブ２１１および上下切換えバルブ２１３を介して油圧シリンダ２０１に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の技術における制御方式では、油圧シリンダ２０１を駆動させる油圧の高低を切換えるために高低圧切換えバルブ２１１が必要であり、さらに油圧シリンダ２０１の上下を切りかえるための上下切換えバルブ２１３が必要である。このように、一回路につき一個以上の制御弁が必要となり、その回路は複雑になる。このため、特に微妙なコントロールが困難となっているという問題がある。
【０００５】
また、複数のバルブ２１１、２１３を設けるスペースが必要となり、装置のコンパクト化を妨げるという問題がある。
【０００６】
また、バルブ２１１、２１３が増えると油リークが生じ易くなるため、エネルギーの損失を招くという問題がある。
【０００７】
さらに、各バルブ２１１、２１３を作動させるための油圧配管および電気配線が必要となり、装置が複雑化するという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、流体圧回路において圧力流体の供給先を切り換える多数分岐および供給先への油量を制御する流量制御と高低圧等を切り換える圧力制御を同時に制御することのできる多ポートロータリーバルブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明の多ポートロータリーバルブは、圧力の異なる圧力流体を取り入れるための複数の取入口と取り入れられた圧力流体を所望の駆動装置に供給する複数の供給口を備えたバルブ本体と、このバルブ本体に設けられている摺動溝に沿って往復動自在であると共にこの摺動溝において旋回自在に設けられて前記複数の取入口と前記複数の供給口を選択的に連絡可能なスプールと、このスプールを旋回させることなく前記摺動溝に沿って往復動せしめる往復移動機構と、前記スプールを前記摺動溝において往復動させることなく旋回せしめる旋回機構とを備え、前記複数の取入口が、高圧の圧力流体を取り入れる高圧開口と、低圧の圧力流体を取り入れる低圧開口と、を備え、前記高圧開口と低圧開口との切換えを前記スプールの往復動により行うと共に、前記駆動装置に圧力流体を供給する供給口の切換えを前記スプールの旋回により行う構成であることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、複数の取入口からバルブ本体に取り入れられた圧力流体は、バルブ本体に設けられているスプールを往復移動機構により往復動させ、旋回機構により旋回させることにより流量制御および圧力制御されると共に選択された供給口から所望の駆動装置に供給される。
【００１１】
請求項２による発明の多ポートロータリーバルブは、請求項１記載の多ポートロータリーバルブにおいて、前記複数の取入口が、高圧の圧力流体を取り入れる高圧開口と、低圧の圧力流体を取り入れる低圧開口と、を備えると共に、前記複数の供給口が、圧力流体により作動されるシリンダの上室に圧力流体を供給する下降用ポートと、前記シリンダの下室に圧力流体を供給する上昇用ポートと、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、バルブ本体に設けられているスプールを往復移動機構により往復動させ、旋回機構により旋回させることにより、高圧開口から供給される高圧または低圧開口から供給される低圧の圧力流体をバルブ本体に取り入れ、さらに下降用ポートまたは上昇用ポートを選択してシリンダの上室または下室に圧力流体を供給する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１には、この発明に係る多ポートロータリーバルブ１が示されている。この多ポートロータリーバルブ１は、駆動装置の一例としての油圧シリンダ３のピストン５を高圧または低圧で上下動させるためのものであり、中央に図１中左右方向の摺動溝７を有するバルブ本体９、前記摺動溝７において回転および図１中左右方向へ摺動自在のスプール１１が設けられている。
【００１７】
また、前記スプール１１を摺動溝７に沿って図１中左右方向へ移動せしめる往復移動機構の一例としての直動式モータ１３、前記スプール１１を回転せしめる旋回機構の一例としての回転式モータ１５が設けられている。前記直動式モータ１３はバルブ本体９の図１中右端面に取り付けられており、スプール１１の回転を許容して左右に押したり引いたりするため、回転のみ許容する軸受け１７により接続されている。
【００１８】
一方、前記回転式モータ１５は、スプール１１の左右往復動を許容して回転を伝達するため、回転式モータ１５の回転軸１９に取り付けられている回転伝達棒２１を、スプール１１の図１中左端面に突出して設けられている突出部２３の中央に設けられている穴２５に挿入し、回転が拘束された状態で図１中左右方向へ摺動自在に設けられている。このため、回転式モータ１５は、モータ保持用ブロック２７を介してバルブ本体９の図１中左端面に取り付けられている。
【００１９】
バルブ本体９の側面（図１中下側面）には、低圧の圧力流体を供給する低圧ポンプ２９に配管３１により接続される取入口としての低圧ポート穴３３、高圧の圧力流体を供給する高圧ポンプ３５に配管３７により接続される取入口としての高圧ポート穴３９、油圧シリンダ３の上室４１に圧力流体を供給すべく配管４３により接続される供給口としてのＡポート穴４５、油圧シリンダ３の下室４７に圧力流体を供給すべく配管４９により接続される供給口としてのＢポート穴５１、油圧シリンダ３の下室４７から圧力流体を排出すべく配管５３により接続されるＴＢポート穴５５、油圧シリンダ３の上室４１から圧力流体を排出すべく配管５７により接続されるＴＡポート穴５９、油圧シリンダ３から排出された圧力流体をタンク６１に戻すべく配管６３によりタンク６１に接続されているＴポート穴６５が設けられている。
【００２０】
油を溜めているタンク６１には、油圧モータ６７により駆動される高圧の作動油を供給するための高圧ポンプ３５と、低圧の作動油を供給するための低圧ポンプ２９が設けられている。この高圧ポンプ３５は高圧回路により多ポートロータリーバルブ１の高圧ポート穴３９に接続されており、低圧ポンプ２９は低圧回路により多ポートロータリーバルブ１の低圧ポート穴３３に接続されている。
【００２１】
前記スプール１１の内部は、基本的に中空になっており、肉厚部分６９には所定位置に種々の形状をした切欠きが設けられている。スプール１１の図１中右側端部付近に設けられている右中空部分７５の肉厚部分６９には互いに対向する上下一対の矩形状の供給穴７３（図１中では下側の穴のみが示されている）が設けられバルブ内の圧力バランスにより往復動及び旋回自在をスムーズにする役割を果たす。
【００２２】
また、図２〜図４を併せて参照するに、前記右中空部分７５の肉厚部分６９には、一対の細長い切欠き７７Ｕ、７７Ｌが設けられている（図２参照）。さらに、前記左中空部分７９の図１の肉厚部分６９には、右側に一対の細長い切欠き８１Ｕ、８１Ｌが設けられ（図３参照）、この切欠き８１Ｕ、８１Ｌの左側における肉厚部分６９には、幅の広い切欠き８３が設けられている（図４参照）。なお、前記切欠き７７Ｕ、７７Ｌ、８１Ｕ、８１Ｌ、８３の長さは、スプール１１が直動式モータ１３により左右に移動しても後述する穴が外れないような長さとなっている。また、スプール１１の左側端部には、多数の溝８５が設けられており、また、低圧ボード穴３３又は高圧ポート穴３９等からバイパスポート１２３により圧力を溝８５に供給され摺動溝７とスプール１１に油膜を形成し摺動溝７とスプール１１の固着を防ぐ。
【００２３】
再び図１に戻って、バルブ本体９の内部には種々の通路が設けられている。スプール１１が直動式モータ１３により右側位置へ移動された場合に前記下側の供給穴７３の位置に対応する前記摺動溝７の下側内面には低圧開口８７が設けられており、この低圧開口８７と前記低圧ポート穴３３とを結ぶ通路８９が設けられている。スプール１１の供給穴７３が所定角度回転した場合でも低圧開口８７よりずれない大きさに設けられている。
【００２４】
また、スプール１１が直動式モータ１３により左側位置へ移動された場合（図１に示されている状態）に前記下側の供給穴７３の位置に対応する前記摺動溝７の下側内面には高圧開口９１が設けられており、この高圧開口９１と前記高圧ポート穴３９とを結ぶ通路９３が設けられている。前記高圧開口９１は、前述の低圧開口８７と同様、スプール１１の供給穴７３はスプール１１が所定角度回転した場合でも前記高圧開口９１よりはずれない大きさに設けられている。
【００２５】
スプール１１が右側位置へ移動した場合、低圧力は低圧ポンプ２９、配管３１、低圧ポート穴３３、低圧開口８７、供給穴７３と流れスプール１１内の右中空部分７５に油が流れる。スプール１１が左側位置へ移動した場合、高圧力は高圧ポンプ３５、配管３７、高圧ポート穴３９、通路９３、高圧開口９１、供給穴７３と流れスプール１１内の右中空部分７５にやはり油が流れる。
【００２６】
バブル本体９には図２に示されているように、Ａポート出口９７および１０３、Ｂポート出口１０１および１０５が対向して設けられている。Ａポート出口９７および１０３はバブル本体９内部にて１つとなり、配管１０７を介してＡポート穴４５とつながっている。Ｂポート出口１０１および１０５も同様にバブル本体９内部で１つとなり、配管１０９を介してＢポート穴５１とつながっている。より多くの流量を確保したければ、図１に示されているように、通路１０３のとなりにＡポート出口１０３′を設けることにより、Ａの面積を２倍にすることができる。上記Ａポート出口１０３のみでなく、Ａポート入口９７、Ｂポート入口１０１、Ｂポート出口１０５も同様である。
【００２７】
図３を併せて参照するに、前記Ａポート出口１０３の左側には通路１１１によりＴＢポート穴５５と連絡される１対のＴＢ開口１１３が設けられており、前記Ｂポート出口１０５の左側には通路１１５によりＴＡポート穴５９と連絡される一対のＴＡ開口１１７が設けられている。ＴＡポート穴５９、ＴＢポート穴５５も、前記Ａポート穴４５、Ｂポート穴５１と同様に、より多くの流量を確保したければ、図１に示すように、ＴＡ開口１１７およびＴＢ開口１１３のとなりにポートを設けることにより面積を２倍にすることができる。
【００２８】
図４を併せて参照するに、前記摺動溝７の図１中左側端部付近における上下面にはＴポート出口１１９が設けられている。このＴポート出口１１９は、スプール１１が所定角度回転した場合にもスプール１１の切欠き８３から外れることがないような大きさで設けられている。このＴポート出口１１９と前記Ｔポート穴６５を連絡する通路１２１が設けられている。なお、高圧または低圧にかかわらずスプール１１の移動を円滑にするために、低圧ポート穴３３又は高圧ポート穴３９等よりバイパスポート１２３が設けられ、溝８５へ圧力流体を供給している。
【００２９】
次に、前述の多ポートロータリーバルブ１の動作を説明する。
【００３０】
まず、高圧でピストン５を上昇させる場合について説明する。直動式モータ１３によりスプール１１を左側へ移動させて高圧供給に設定する（図１に示されている状態）と共に、回転式モータ１５によりスプール１１を反時計方向へ回転させる。この状態では、高圧開口９１の真上にスプール１１の供給穴７３が位置すると共に、低圧開口８７はスプール１１の外周面により閉じられる。
【００３１】
このため、高圧ポンプ３５から配管３７、高圧ポート穴３９および通路９３を経て供給された高圧の圧力流体は高圧開口９１から供給穴７３を介してスプール１１の右中空部分７５に入り、切欠き７７Ｌおよび７７ＵよりＢポート出口１０５および１０１より通路１０９、Ｂポート穴５１、配管４９を介して油圧シリンダ３の下室４７に供給され、ピストン５を上昇せしめる。
【００３２】
このとき、スプール１１の右中空部分７５においては、切欠き７７Ｌ，７７ＵがＢポート出口１０１、１０５の上にあるため、Ａポート出口９７，１０３はスプール１１の外周面により閉じられている。また、スプール１１の左中空部分７９においては、切欠き８１Ｌ，８１ＵがＴＡポート１１７の上にある。従って、ピストン５の上昇により油圧シリンダ３の上室４１に充填されている圧力流体は、配管５７、ＴＡポート穴５９、通路１１５、ＴＡ開口１１７、切欠き８１Ｌ、８１Ｕを介してスプール１１の左中空部分７９に排出され、さらに切欠き８３、Ｔポート出口１１９、通路１２１、Ｔポート穴６５、配管６３を介してタンク６１に排出される。
【００３３】
高圧でピストン５を下降させる場合には、回転式モータ１５によりスプール１１を時計方向へ回転させる。この状態でも、高圧開口９１の真上にスプール１１の供給穴７３が位置すると共に、低圧開口８７はスプール１１の外周面により閉じられているため、高圧の圧力流体がスプール１１の右中空部分７５に供給されるのは前述のピストン５を上昇させる場合とまったく同様である。右中空部分７５に供給された圧力流体は、切欠き７７Ｌ，７７Ｕを通ってＡポート出口１０３，９７から出て、通路１０７、Ａポート穴４５、配管４３を介して油圧シリンダ３の上室４１に供給されてピストン５を下降させる。
【００３４】
このとき、スプール１１の右中空部分７５においては、Ｂポート出口１０１，１０５はスプール１１の外周面により閉じられているので、ピストン５の下降により油圧シリンダ３の下室４７に充填されている圧力流体は、配管５３、ＴＢポート穴５５、通路１１１、ＴＢ開口１１３、切欠き８１Ｌ，８１Ｕを介してスプール１１の左中空部分７９に排出され、さらに切欠き８３、Ｔポート出口１１９、通路１２１、Ｔポート穴６５、配管６３を介してタンク６１に排出される。
【００３５】
一方、低圧でピストン５を上昇または下降させる場合には、直動式モータ１３によりスプール１１を摺動溝７に沿って図１中右方向へ移動させる。この状態では、低圧開口８７の真上にスプール１１の下供給穴７３が位置すると共に、高圧開口９１はスプール１１の外周面により閉じられる。このため、低圧ポンプ２９から配管３１、低圧ポート穴３３および通路８９を経て供給された低圧の圧力流体は低圧開口８７から下供給穴７３を介してスプール１１の右中空部分７５に供給される。その後の圧力流体の動きは、前述した高圧の場合とまったく同様である。
【００３６】
以上の結果から、従来必要であった多数個の制御用バルブを一個の多ポートロータリーバルブ１により置き換えることができる。これにより、装置の省スペース化およびコンパクト化が可能になると共に、油圧用の配管および電気配線が少なくなるため、装置を簡潔化することができる。また、バルブの数を減少させることにより油リークを減少させることができ、省エネ化を図ることができる。
【００３７】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、さらに分岐数が必要であればバルブ本体９およびスプール１１の長手方向にポート穴を増加させることにより分岐数を増加させることができる。例えば、図５に示されているようにＣポート、Ｄポート、ＥポートおよびＦポートを直列に追加することにより、分岐数を増加させることができる。また、追加ポート穴を並列に追加すれば流量を増加させることができる。あるいは、例えば、図６に示されているように、Ｔ１ポート、Ｔ２ポート、Ｔ３ポート穴よびＴ４ポートを追加することも可能である。
【００３８】
また、図１に示されているように、前述の実施の形態においては、バルブ本体９に設けられている開口や出入り口を丸穴とし、スプール１１に設けられている切欠きを矩形状の切欠きとしたが、丸穴や切欠きの形状の組み合わせは適宜変更できるものである。バブル本体９に設けられている開口が出入口の位置をずらすことにより、油の流れはじめ、および戻りのタイミングを調整することができる。
【００３９】
回転式モータ１５を用いてスプール１１の回転角度を制御することにより、バルブ本体９に設けられたポート穴例えば３９とスプール１１に加工された穴例えば７３とが作り出す圧油通過開口部の面積を調整できる。圧油の通過流量は前述の開口部断面積に比例するため、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されているように、断面積の変化は通過流量の変化となる。すなわちスプール１１の回転角度の制御は圧油の通過流量の制御となる（流量制御機能）。バルブ本体９を通過した圧油が経路４９を経由して油圧シリンダ３の下室４７に流入すると、ピストン５は上昇するが、この時の上昇速度は流入した圧油の流量に比例する。以上から、スプール１１の回転角度を制御することによりピストン５の移動速度を制御できる。なお、ピストン５の下降動作においても同様であり、また高圧時／低圧時においても同様である。
【００４０】
また、前述の実施の形態においては、スプール１１の往復動により高圧・低圧の切換えを行うと共に、スプール１１の旋回により油圧シリンダ３の上下を切りかえるようにしたが、逆に、スプール１１の旋回により高圧・低圧を切換え、スプール１１の往復動により油圧シリンダ３の上下を切りかえるようにしてもよい。
【００４１】
また、圧力流体として油を使用した場合について説明したが、エアーを用いることもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による多ポートロータリーバルブでは、この一個の多ポートロータリーバルブによりバルブ本体に設けられているスプールを往復移動機構により往復動させ、旋回機構により旋回させることにより、複数の取入口からバルブ本体に取り入れられた圧力流体を選択された供給口から所望の駆動装置に供給することができる。これにより、装置の省スペース化およびコンパクト化が可能になると共に、油圧用の配管および電気配線が少なくなるため、装置を簡潔化することができる。また、従来複合型バブルで必要とされたパイロット用油量が不必要なため、ポンプモータは例えば１０〜２０％レス小さくできる。その結果、省エネルギーに対応し、またオイル劣化防止にも役立つ。また、バルブの数を減少させることにより油リークを減少させることができ、省エネ化を図ることができる。バブルの簡素化により耐コンタミ性向上、メインテナンス性向上を図ることができる。
【００４３】
また、パイロット用油圧モータが不必要な為、従来パイロット動作圧力によって制限を受けていたバルブ最低動作油圧以下すなわち低圧力での動作が可能になる。
【００４４】
請求項２の発明による多ポートロータリーバルブでは、バルブ本体に設けられているスプールを往復移動機構により往復動させ、旋回機構により旋回させることにより、高圧開口から供給される高圧または低圧開口から供給される低圧の圧力流体をバルブ本体に取り入れ、さらに下降用ポートまたは上昇用ポートを選択してシリンダの上室または下室に圧力流体を供給するので、一個の多ポートロータリーバルブにより圧力制御および分岐の選択を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る多ポートロータリーバルブを示す断面図である。
【図２】図１中II−II位置における断面図である。
【図３】図１中III−III位置における断面図である。
【図４】図１中IV−IV位置における断面図である。
【図５】別の実施の形態を示す概略図である。
【図６】さらに別の実施の形態を示す概略図である。
【図７】スプール回転時のポート穴と供給穴との関係を示した説明図である。
【図８】従来における油圧回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１多ポートロータリーバルブ
３シリンダ（駆動装置）
７摺動溝
９バルブ本体
１１スプール
１３直動式モータ（往復移動機構）
１５回転式モータ（旋回機構）
３３低圧ポート穴（取入口）
３９高圧ポート穴（取入口）
４１上室
４５ Aポート穴（下降用ポート、供給口）
４７下室
５１Ｂポート穴（上昇用ポート、供給口）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-port rotary valve, and more particularly to a multi-port rotary valve that performs flow rate control, pressure control, and branching in a fluid pressure circuit.
[0002]
[Prior art]
In the conventional hydraulic control system machine and industrial technical field, control valves such as electromagnetic type or proportional type are mainly used for hydraulic drive control.
[0003]
For example, referring to FIG. 8, a high-pressure hydraulic pump 203 and a low-pressure hydraulic pump 205 are provided to operate the hydraulic cylinder 201. A high-pressure circuit 207 and a low-pressure circuit 209, which are omitted midway, respectively, The hydraulic cylinder 201 is connected via a switching valve 211 and an up / down switching valve 213.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional control method, the high / low pressure switching valve 211 is required to switch the hydraulic pressure for driving the hydraulic cylinder 201, and the up / down switching valve 213 for switching the hydraulic cylinder 201 up and down is necessary. It is. Thus, one or more control valves are required per circuit, and the circuit becomes complicated. For this reason, there is a problem that particularly delicate control is difficult.
[0005]
In addition, a space for providing a plurality of valves 211 and 213 is required, and there is a problem in that downsizing of the apparatus is hindered.
[0006]
Further, when the valves 211 and 213 are increased, an oil leak is likely to occur, which causes a problem of incurring energy loss.
[0007]
Furthermore, hydraulic piping and electric wiring for operating the valves 211 and 213 are required, and there is a problem that the apparatus becomes complicated.
[0008]
An object of the present invention is made by paying attention to the conventional technology as described above. In the fluid pressure circuit, a multi-branch for switching the supply destination of the pressure fluid and a flow control for controlling the amount of oil to the supply destination and a high flow control. An object of the present invention is to provide a multi-port rotary valve capable of simultaneously controlling pressure control for switching between low pressure and the like.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a multi-port rotary valve according to the invention according to claim 1 has a plurality of intake ports for taking in pressure fluids having different pressures and a plurality of inlets for supplying the introduced pressure fluids to a desired driving device. A valve body provided with a supply port, and reciprocally movable along a sliding groove provided in the valve body, and also provided in a swingable manner in the sliding groove, the plurality of intake ports and the plurality of supply A spool capable of selectively communicating with the mouth, a reciprocating mechanism for reciprocating along the sliding groove without revolving the spool, and a revolving mechanism for revolving the spool without reciprocating along the sliding groove with the door, said plurality of inlets is provided with a high-pressure opening incorporate high pressure fluid, a low pressure opening incorporate low pressure of the pressure fluid, wherein the high pressure opening and the low pressure opening Switching with a carried out by reciprocation of the spool and is characterized in that the switching of the supply port for supplying pressure fluid to the drive device is configured to perform a pivoting of the spool.
[0010]
Accordingly, the pressure fluid taken into the valve body from a plurality of intake ports is selected and controlled by controlling the flow rate and pressure by reciprocating the spool provided in the valve body by the reciprocating mechanism and by turning it by the turning mechanism. It is supplied to a desired drive device from the supplied supply port.
[0011]
The multi-port rotary valve of the invention according to claim 2 is the multi-port rotary valve according to claim 1, wherein the plurality of intake ports are a high-pressure opening for taking in a high-pressure fluid, and a low-pressure opening for taking in a low-pressure fluid. And the plurality of supply ports include a descending port for supplying the pressure fluid to the upper chamber of the cylinder operated by the pressure fluid, and an ascending port for supplying the pressure fluid to the lower chamber of the cylinder. It is characterized by.
[0012]
Therefore, the high pressure fluid supplied from the high pressure opening or the low pressure fluid supplied from the low pressure opening is taken into the valve body by reciprocating the spool provided in the valve body by the reciprocating movement mechanism and turning by the turning mechanism. Further, the descending port or the ascending port is selected to supply the pressure fluid to the upper chamber or the lower chamber of the cylinder.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows a multi-port rotary valve 1 according to the present invention. This multi-port rotary valve 1 is for moving a piston 5 of a hydraulic cylinder 3 as an example of a drive device up and down at high pressure or low pressure, and has a valve body having a sliding groove 7 in the left-right direction in FIG. 9. A spool 11 that is rotatable and slidable in the left-right direction in FIG.
[0017]
Further, a direct acting motor 13 as an example of a reciprocating mechanism for moving the spool 11 along the sliding groove 7 in the left-right direction in FIG. 1, and a rotary motor 15 as an example of a turning mechanism for rotating the spool 11. Is provided. The direct acting motor 13 is attached to the right end surface of the valve body 9 in FIG. 1 and is connected by a bearing 17 that allows only rotation to allow the spool 11 to rotate and push and pull left and right. .
[0018]
On the other hand, the rotary motor 15 transmits the rotation while allowing the spool 11 to reciprocate in the left and right directions, so that the rotation transmission rod 21 attached to the rotary shaft 19 of the rotary motor 15 is connected to the spool 11 in FIG. It is inserted into a hole 25 provided at the center of the protruding portion 23 provided to protrude from the left end surface, and is provided to be slidable in the left-right direction in FIG. For this reason, the rotary motor 15 is attached to the left end surface in FIG. 1 of the valve body 9 via the motor holding block 27.
[0019]
On the side surface of the valve body 9 (the lower side surface in FIG. 1), a low-pressure port hole 33 serving as an inlet connected to a low-pressure pump 29 for supplying low-pressure fluid by a pipe 31 and a high-pressure pump for supplying high-pressure fluid 35, a high pressure port hole 39 as an intake port connected by a pipe 37, an A port hole 45 as a supply port connected by a pipe 43 to supply pressure fluid to the upper chamber 41 of the hydraulic cylinder 3, and the hydraulic cylinder 3 B port hole 51 as a supply port connected by piping 49 to supply pressure fluid to lower chamber 47, TB port hole 55 connected by piping 53 to discharge pressure fluid from lower chamber 47 of hydraulic cylinder 3; TA port hole 59 connected by piping 57 to discharge the pressure fluid from the upper chamber 41 of the hydraulic cylinder 3, and the pressure fluid discharged from the hydraulic cylinder 3 is returned to the tank 61. T port hole 65 which is connected to the tank 61 is provided by the Ku pipe 63.
[0020]
The tank 61 in which oil is stored is provided with a high-pressure pump 35 for supplying high-pressure hydraulic oil driven by a hydraulic motor 67 and a low-pressure pump 29 for supplying low-pressure hydraulic oil. The high pressure pump 35 is connected to the high pressure port hole 39 of the multi-port rotary valve 1 by a high pressure circuit, and the low pressure pump 29 is connected to the low pressure port hole 33 of the multi-port rotary valve 1 by a low pressure circuit.
[0021]
The inside of the spool 11 is basically hollow, and the thick portion 69 is provided with notches having various shapes at predetermined positions. A thick portion 69 of the right hollow portion 75 provided in the vicinity of the right end of the spool 11 in FIG. 1 has a pair of upper and lower rectangular supply holes 73 (only the lower hole is shown in FIG. 1). Provided) and plays a role of smooth reciprocation and swivel by the pressure balance in the valve.
[0022]
2 to 4 together, the thick portion 69 of the right hollow portion 75 is provided with a pair of elongated notches 77U and 77L (see FIG. 2). Further, the thick portion 69 in FIG. 1 of the left hollow portion 79 is provided with a pair of elongated notches 81U and 81L on the right side (see FIG. 3), and the thick portion 69 on the left side of the notches 81U and 81L. Is provided with a wide notch 83 (see FIG. 4). The lengths of the notches 77U, 77L, 81U, 81L, and 83 are such that holes described later are not removed even when the spool 11 is moved left and right by the direct acting motor 13. In addition, a plurality of grooves 85 are provided at the left end of the spool 11, and pressure is supplied to the grooves 85 from the low pressure board hole 33 or the high pressure port hole 39 by the bypass port 123. An oil film is formed on the spool 11 to prevent the sliding groove 7 and the spool 11 from sticking.
[0023]
Returning again to FIG. 1, various passages are provided inside the valve body 9. When the spool 11 is moved to the right position by the direct acting motor 13, a low pressure opening 87 is provided on the lower inner surface of the sliding groove 7 corresponding to the position of the lower supply hole 73. A passage 89 connecting the low pressure opening 87 and the low pressure port hole 33 is provided. Even when the supply hole 73 of the spool 11 rotates by a predetermined angle, it is provided with a size that does not deviate from the low-pressure opening 87.
[0024]
Further, when the spool 11 is moved to the left position by the direct acting motor 13 (the state shown in FIG. 1), the lower inner surface of the sliding groove 7 corresponding to the position of the lower supply hole 73. Is provided with a high-pressure opening 91, and a passage 93 connecting the high-pressure opening 91 and the high-pressure port hole 39 is provided. In the same manner as the low pressure opening 87, the high pressure opening 91 has a supply hole 73 of the spool 11 having a size that does not deviate from the high pressure opening 91 even when the spool 11 rotates by a predetermined angle.
[0025]
When the spool 11 moves to the right position, oil flows through the low pressure pump 29, the pipe 31, the low pressure port hole 33, the low pressure opening 87, the supply hole 73, and the right hollow portion 75 in the flow spool 11. When the spool 11 moves to the left position, the high pressure also causes oil to flow through the high pressure pump 35, the pipe 37, the high pressure port hole 39, the passage 93, the high pressure opening 91, the supply hole 73 and the right hollow portion 75 in the flow spool 11. .
[0026]
As shown in FIG. 2, the bubble body 9 is provided with A port outlets 97 and 103 and B port outlets 101 and 105 facing each other. The A port outlets 97 and 103 become one inside the bubble main body 9 and are connected to the A port hole 45 through the pipe 107. Similarly, the B port outlets 101 and 105 are also one inside the bubble main body 9, and are connected to the B port hole 51 through the pipe 109. If it is desired to secure a larger flow rate, the area of A can be doubled by providing an A port outlet 103 ′ next to the passage 103 as shown in FIG. The same applies to the A port inlet 97, the B port inlet 101, and the B port outlet 105 as well as the A port outlet 103.
[0027]
Referring also to FIG. 3, a pair of TB openings 113 communicated with the TB port hole 55 by a passage 111 are provided on the left side of the A port outlet 103, and on the left side of the B port outlet 105. A pair of TA openings 117 are provided in communication with the TA port holes 59 by passages 115. Similarly to the A port hole 45 and the B port hole 51, the TA port hole 59 and the TB port hole 55 may have a TA opening 117 and a TB opening 113 as shown in FIG. The area can be doubled by providing a port next to it.
[0028]
Referring also to FIG. 4, a T port outlet 119 is provided on the upper and lower surfaces of the sliding groove 7 in the vicinity of the left end portion in FIG. The T port outlet 119 is provided in such a size that it does not come off from the notch 83 of the spool 11 even when the spool 11 rotates by a predetermined angle. A passage 121 connecting the T port outlet 119 and the T port hole 65 is provided. In order to make the movement of the spool 11 smooth regardless of the high pressure or the low pressure, a bypass port 123 is provided from the low pressure port hole 33 or the high pressure port hole 39 or the like, and pressure fluid is supplied to the groove 85.
[0029]
Next, the operation of the aforementioned multi-port rotary valve 1 will be described.
[0030]
First, the case where the piston 5 is raised at a high pressure will be described. The spool 11 is moved to the left side by the direct acting motor 13 and set to high pressure supply (the state shown in FIG. 1), and the spool 11 is rotated counterclockwise by the rotary motor 15. In this state, the supply hole 73 of the spool 11 is positioned directly above the high pressure opening 91, and the low pressure opening 87 is closed by the outer peripheral surface of the spool 11.
[0031]
Therefore, the high-pressure fluid supplied from the high-pressure pump 35 through the pipe 37, the high-pressure port hole 39, and the passage 93 enters the right hollow portion 75 of the spool 11 from the high-pressure opening 91 through the supply hole 73, and is notched 77L. 77U and B port outlets 105 and 101 are supplied to the lower chamber 47 of the hydraulic cylinder 3 through the passage 109, the B port hole 51 and the pipe 49, and the piston 5 is raised.
[0032]
At this time, in the right hollow portion 75 of the spool 11, the notches 77 </ b> L and 77 </ b> U are above the B port outlets 101 and 105, so that the A port outlets 97 and 103 are closed by the outer peripheral surface of the spool 11. Further, in the left hollow portion 79 of the spool 11, notches 81 </ b> L and 81 </ b> U are above the TA port 117. Accordingly, the pressure fluid filled in the upper chamber 41 of the hydraulic cylinder 3 as the piston 5 moves up is left on the spool 11 via the pipe 57, the TA port hole 59, the passage 115, the TA opening 117, and the notches 81L and 81U. It is discharged to the hollow portion 79 and further discharged to the tank 61 through the notch 83, the T port outlet 119, the passage 121, the T port hole 65, and the pipe 63.
[0033]
When the piston 5 is lowered at a high pressure, the spool 11 is rotated clockwise by the rotary motor 15. Even in this state, the supply hole 73 of the spool 11 is located immediately above the high-pressure opening 91 and the low-pressure opening 87 is closed by the outer peripheral surface of the spool 11, so that the high-pressure fluid is transferred to the right hollow portion 75 of the spool 11. Is supplied in the same manner as when the piston 5 is raised. The pressure fluid supplied to the right hollow portion 75 passes through the notches 77L and 77U, exits from the A port outlets 103 and 97, and passes through the passage 107, the A port hole 45, and the piping 43, and the upper chamber 41 of the hydraulic cylinder 3. To lower the piston 5.
[0034]
At this time, since the B port outlets 101 and 105 are closed by the outer peripheral surface of the spool 11 in the right hollow portion 75 of the spool 11, the pressure filled in the lower chamber 47 of the hydraulic cylinder 3 by the lowering of the piston 5. The fluid is discharged to the left hollow portion 79 of the spool 11 through the pipe 53, the TB port hole 55, the passage 111, the TB opening 113, and the notches 81L and 81U, and further, the notch 83, the T port outlet 119, the passage 121, It is discharged to the tank 61 through the T port hole 65 and the pipe 63.
[0035]
On the other hand, when the piston 5 is raised or lowered at a low pressure, the spool 11 is moved along the sliding groove 7 in the right direction in FIG. In this state, the lower supply hole 73 of the spool 11 is positioned directly above the low pressure opening 87, and the high pressure opening 91 is closed by the outer peripheral surface of the spool 11. For this reason, the low pressure fluid supplied from the low pressure pump 29 through the pipe 31, the low pressure port hole 33 and the passage 89 is supplied from the low pressure opening 87 to the right hollow portion 75 of the spool 11 through the lower supply hole 73. The subsequent movement of the pressure fluid is exactly the same as in the case of the high pressure described above.
[0036]
From the above results, a large number of control valves that have been conventionally required can be replaced by a single multi-port rotary valve 1. As a result, space saving and compactness of the apparatus can be achieved, and the number of hydraulic piping and electrical wiring can be reduced, so that the apparatus can be simplified. Moreover, oil leakage can be reduced by reducing the number of valves, and energy saving can be achieved.
[0037]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in another aspect by making an appropriate change. That is, if a further number of branches is required, the number of branches can be increased by increasing the port holes in the longitudinal direction of the valve body 9 and the spool 11. For example, as shown in FIG. 5, the number of branches can be increased by adding a C port, a D port, an E port, and an F port in series. Moreover, if an additional port hole is added in parallel, the flow rate can be increased. Alternatively, for example, as shown in FIG. 6, it is possible to add a T1 port, a T2 port, a T3 port hole, and a T4 port.
[0038]
Further, as shown in FIG. 1, in the above-described embodiment, the opening and the entrance provided in the valve body 9 are round holes, and the notch provided in the spool 11 is a rectangular cut. Although it was notched, the combination of the shape of a round hole and a notch can be changed suitably. The opening provided in the bubble main body 9 shifts the position of the entrance / exit so that the oil flow can be started and the return timing can be adjusted.
[0039]
By controlling the rotation angle of the spool 11 using the rotary motor 15, the area of the pressure oil passage opening formed by the port hole 39 provided in the valve body 9 and the hole 73 formed in the spool 11 is formed. Can be adjusted. Since the passage flow rate of the pressure oil is proportional to the above-described sectional area of the opening, as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the change in the sectional area becomes the change in the passage flow rate. That is, the control of the rotation angle of the spool 11 is the control of the flow rate of pressure oil (flow rate control function). When the pressure oil that has passed through the valve body 9 flows into the lower chamber 47 of the hydraulic cylinder 3 via the path 49, the piston 5 rises, and the rising speed at this time is proportional to the flow rate of the pressure oil that has flowed in. From the above, the moving speed of the piston 5 can be controlled by controlling the rotation angle of the spool 11. The same applies to the lowering operation of the piston 5 and also at the time of high pressure / low pressure.
[0040]
Further, in the above-described embodiment, the high pressure and the low pressure are switched by the reciprocating motion of the spool 11 and the hydraulic cylinder 3 is switched up and down by the turning of the spool 11. It is also possible to switch between high pressure and low pressure and to switch the hydraulic cylinder 3 up and down by the reciprocating movement of the spool 11.
[0041]
Moreover, although the case where oil was used as a pressure fluid was demonstrated, air can also be used.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the multi-port rotary valve according to the present invention, a spool provided in the valve body is reciprocated by the reciprocating movement mechanism by the single multi-port rotary valve, and is swung by the swiveling mechanism, so that a plurality of The pressure fluid taken into the valve body from the intake port can be supplied from a selected supply port to a desired drive device. As a result, space saving and compactness of the apparatus can be achieved, and the number of hydraulic piping and electrical wiring can be reduced, so that the apparatus can be simplified. Moreover, since the amount of pilot oil required in the conventional composite type bubble is unnecessary, the pump motor can be reduced by, for example, 10 to 20%. As a result, it helps to save energy and prevent oil deterioration. Moreover, oil leakage can be reduced by reducing the number of valves, and energy saving can be achieved. By simplifying the bubble, it is possible to improve contamination resistance and maintainability.
[0043]
Further, since a pilot hydraulic motor is unnecessary, it is possible to operate at a pressure lower than the minimum valve operating hydraulic pressure, which is conventionally limited by the pilot operating pressure, that is, at a low pressure.
[0044]
In the multi-port rotary valve according to the second aspect of the present invention, the spool provided in the valve body is reciprocated by the reciprocating mechanism and is swung by the swiveling mechanism, so that the spool is supplied from the high pressure or low pressure opening supplied from the high pressure opening. Low pressure pressure fluid is taken into the valve body, and the descending port or ascending port is selected to supply the pressure fluid to the upper chamber or lower chamber of the cylinder. Selection can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multi-port rotary valve according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment.
FIG. 6 is a schematic view showing still another embodiment.
FIG. 7 is an explanatory view showing a relationship between a port hole and a supply hole when the spool is rotated.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional hydraulic circuit.
[Explanation of symbols]
1 Multi-port rotary valve 3 Cylinder (drive device)
7 Sliding groove 9 Valve body 11 Spool 13 Direct acting motor (reciprocating mechanism)
15 Rotary motor (swivel mechanism)
33 Low pressure port hole (intake)
39 High-pressure port hole (intake)
41 Upper chamber 45 A port hole (Descent port, supply port)
47 Lower chamber 51 B port hole (ascending port, supply port)

Claims

A valve main body having a plurality of intake ports for taking in pressure fluids having different pressures, a plurality of supply ports for supplying the introduced pressure fluids to a desired driving device, and a sliding groove provided in the valve main body. A spool that is reciprocally movable along the sliding groove and is pivotably provided in the sliding groove so that the plurality of intake ports and the plurality of supply ports can be selectively communicated with each other, and the sliding without rotating the spool. A reciprocating mechanism that reciprocates along the groove, and a revolving mechanism that revolves the spool without reciprocating in the sliding groove, and the plurality of intake ports have high-pressure openings that take in high-pressure fluid, and a low-pressure opening incorporate low pressure of the pressure fluid, the switching between the high pressure opening and the low pressure opening performs the reciprocating movement of the spool, the pressure fluid to the drive unit Multi-port rotary valve, characterized in that the switching of the supply port for supplying a configuration for a turning of the spool.

The plurality of intake ports include a high-pressure opening for taking in a high-pressure fluid and a low-pressure opening for taking in a low-pressure fluid, and the plurality of supply ports are pressurized in an upper chamber of a cylinder operated by the pressure fluid. 2. The multi-port rotary valve according to claim 1, further comprising: a lowering port for supplying a fluid; and an increasing port for supplying a pressure fluid to the lower chamber of the cylinder.