JP4663844B2

JP4663844B2 - Control valve

Info

Publication number: JP4663844B2
Application number: JP2000103719A
Authority: JP
Inventors: 雅雪清水; 欽志郎内藤; 英夫原; 修高橋
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: JP2001027340A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ポンプ等のごとき圧力源から例えば油圧シリンダ等のごときアクチュエータへ供給される作動流体の供給方向を切換え制御自在の制御バルブに係り、さらに詳細には、容量の大きさに比較してスプールの軽量化を図ることが容易であり、かつ全体的構成のコンパクト化が容易な制御バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクチュエータとしての油圧シリンダ２０１に高圧，低圧の作動流体を切換えて供給する回路構成としては、例えば図１１に示すごとき構成が採用されている。すなわち、タンク２０３内の作動流体をフィルタ２０５を介して高圧用，低圧用ポンプ２０７，２０９によって吸引し、この高圧用，低圧用ポンプ２０７，２０９から吐出される作動流体を、高圧油路２１１及び低圧油路２１３を介して接続した高低圧切換バルブ２１５によって切換え操作し、かつ上記高低圧切換バルブ２１５に接続した方向制御バルブ２１７によって前記油圧シリンダ２０１の第１，第２の油圧室２１９，２２１への作動流体の供給方向を切換え制御する構成である。なお、図中の符号２２３，２２５はそれぞれアキュムレータである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、作動流体の回路として高圧用回路と低圧用回路とがあり、この高圧用回路と低圧用回路とを切換えて接続するには高低圧切換バルブが必要である。そして、アクチュエータへの作動流体の供給方向を切換え制御するには方向制御バルブが必要である。すなわち複数の制御弁が必要であり、全体的構成が複雑化し、かつコンパクト化が困難であるという問題がある。
【０００４】
また、従来の制御弁は、スプールの外周面に回路としての溝を形成し、上記溝の両側には必ずランド部が存在する構成であるので、容量を大きくすべく作動流体用のポート径やスプール径を大きくすると、スプールが重くかつ大きくなり、スプールの迅速，軽快な切換え動作が困難になると共に容量の割に全体的構成が大型化するという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、バルブ本体（５）の一端側に備えた第１の凹部内に、中空室（１１）を備えた第１スプール（１３）を回動自在又は軸方向に摺動自在に設けると共に第１中空室（１５）と第２中空室（１７）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（１９）を前記バルブ本体（５）の他端側に備えた第２の凹部内に回動自在又は軸方向に摺動自在に設け、上記第１スプール（１３）の回動又は摺動により第１スプール（１３）に設けた流入口（２５）と選択的に接続自在の複数の圧力ポート（３７、３９）を前記バルブ本体（５）に設けると共に、前記第１スプール（１３）の回動又は摺動に拘わらず第１スプール（１３）に設けた流出口（２７）と常に接続状態にある流出孔（４１）を前記バルブ本体（５）に設け、前記第２スプール（１９）の回動又は摺動に拘わりなく、前記流出孔（４１）と接続して前記バルブ本体（５）に設けた流体流入孔（４３）と常に接続状態にある流体流入口（２９）を前記第２スプール（１９）の第１中空室（１５）に連通して設け、前記第２スプール（１９）の回動又は摺動により、上記第１中空室（１５）に連通して第２スプール（１９）に設けた流体流出口（３１）と選択的に接続自在の複数の流体供給孔（４５、４７）を前記バルブ本体（５）に設け、前記第２スプール（１９）の回動又は摺動に拘わりなくドレインポート（５３）と常に接続状態にある排出口（３５）を前記第２スプール（１９）の第２中空室（１７）に連通して設け、前記第２スプール（１９）の回動又は摺動により、前記第２中空室（１７）に連通して第２スプール（１９）に設けた流体流入口（３３）と選択的に接続自在の複数のアクチュエータ接続孔（４９、５１）を前記バルブ本体（５）に設け、上記第２スプール（１９）の回動又は摺動により第１中空室（１５）に連通した流体流出口（３１）と一方の流体供給孔（４５、４７）とが接続したときに第２中空室（１７）に連通した流体流入口（３３）と一方のアクチュエータ接続孔（４９、５１）とが接続し、第１中空室（１５）に連通した流体流出口（３１）と他方の流体供給孔（４５、４７）とが接続したときに第２中空室（１７）に連通した流体流入口（３３）と他方のアクチュエータ接続孔（４９、５１）とが接続する構成であり、前記一方の流体供給孔（４５）とアクチュエータ（６１）の第１室（６１Ａ）とを接続路（Ｌ１）を介して接続して設けると共に他方の流体供給孔（４７）と前記アクチュエータ（６１）の第２室（６１Ｂ）とを接続路（Ｌ２）を介して設け、かつ前記一方の流体供給孔（４５）と一方の前記アクチュエータ接続孔（５１）とを接続路を介して接続すると共に他方の流体供給孔（４７）と他方のアクチュエータ接続孔（４９）とを接続路を介して接続してあることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、本発明の第１実施の形態に係る制御バルブ１は、適宜形状のケーシング３内にバルブ本体５を一体的に備えた構成である。上記バルブ本体５には、区画された第１，第２の凹部を両端側から同心上に形成したスリーブ７が密に一体的に嵌入固定してある。
【００１２】
前記スリーブ７の第１の凹部内には中空室１１を備えた円筒形状の第１スプール１３が回動自在に嵌合してあり、前記第２の凹部内には、第１中空室１５と第２中空室１７とを軸方向に区画して備えた円筒形状の第２スプール１９が回動自在に嵌合してある。そして、上記第１スプール１３は、前記ケーシング３に装着した例えばスラッピングモータ或はサーボモータ等のごとき適宜の第１制御モータ２１の回転軸２１Ｓと連結してあり、第２スプール１９はケーシング３に装着した同様の第２制御モータ２３の回転軸２３Ｓと連結してある。
【００１３】
上記構成より理解されるように、第１スプール１３及び第２スプール１９はそれぞれ第１，第２の制御モータ２１，２３によってそれぞれ個別に正逆回転されるものであり、上記第１スプール１３には前記中空室１１に連通した流入口２５と流出口２７とが軸方向に離隔して形成してある。そして、前記第２スプール１９には、前記第１中空室１５に連通した流体流入口２９と流体流出口３１とが軸方向に離隔して形成してあると共に、前記第２中空室１７に連通した流体流入口３３と排出口３５とが軸方向に離隔して形成してある。
【００１４】
そして、前記バルブ本体５，スリーブ７には、前記流入口２５に対応して第１，第２の圧力ポート３７，３９が設けてあると共に、前記流出口２７に対応して流出孔４１が設けてある。
【００１５】
前記第１，第２の圧力ポート３７，３９は、例えば吐出圧力の異なる油圧ポンプ等のごとき第１，第２の圧力源Ｐ１，Ｐ２に適宜に接続してあり、第１スプール１３が中立位置にあるときには、上記第１，第２の圧力ポート３７，３９は前記流入口２５と接続することなく遮断された状態にある。そして、第１スプール１３が中立位置から正転又は逆回転されると直ちに前記流入口２５と接続されるように、前記第１，第２の圧力ポート３７，３９は、中立位置に位置する流入口２５に近接して第１スプール１３の回転方向に位相を異にした位置に配置されている。
【００１６】
すなわち、第１スプール１３を、中立位置から正転又は逆回転することにより、前記流入口２５を、第１圧力ポート３７又は第２圧力ポート３９に選択的に接続でき、作動流体の圧力を低圧，高圧に選択することができるものである。
【００１７】
前記流出口２７は第１スプール１３の回転方向（円周方向）に長い長孔に形成してあり、かつ前記流出孔４１は、第１スプール１３が中立位置に位置するときに流出口２７の長手方向の中央部に対応するように配置して設けられており、第１スプール１３が中立位置から正転又は逆回転された場合であっても前記流出口２７と流出孔４１の接続は常に保持されているものである。
【００１８】
前記第２の凹部には、前記第１中空室１５の流体流入口２９に対応して流体流入孔４３が形成してあると共に流体流出口３１に対応して第１，第２の流体供給孔４５，４７が形成してある。さらにスリーブ７には、前記第２中空室１７の流体流入口３３に対応して第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１が形成してあると共に排出口３５に対応してドレンポート５３が形成してある。前記流体流入口２９は第２スプール１９の回転方向（円周方向）に長い長孔に形成してあり、かつ流体流入孔４３は第２スプール１９が中立位置に位置するときに流体流入口２９の長手方向の中央部に対応するように配置して設けられており、第２スプール１９が中心位置から正転又は逆回転された場合であっも上記流体流入口２９と流体流入孔４３は常に接続した状態に保持されるものである。
【００１９】
なお、前記流出孔４１と流体流入孔４３は、スリーブ７の外周面に形成した連通路５５を介して接続してある。
【００２０】
前記第１，第２の流体供給孔４５，４７は第２スプール１９が中立位置にあるときには流体流出口３１と接続することなく遮断された状態にある。そして、第２スプール１９が中立位置から正転又は逆回転されると直ちに流体流出口３１と接続されるように、第１，第２の流体供給孔４５，４７は中立位置に位置する流体流出口３１に近接して第２スプール１９の回転方向に位相を異にした位置に配置して設けられている。
【００２１】
すなわち、第２スプール１９を中立位置から正転又は逆回転することにより、前記流体流出口３１を、第１，第２の流体供給孔４５，４７に選択的に接続することができるものである。
【００２２】
前記第１アクチュエータ接続孔４９はスリーブ９に形成した第１接続路５７を介して第２流体供給孔４７に接続してあり、第２アクチュエータ接続孔５１は第２接続路５９を介して第１流体供給孔４５と接続してある。
【００２３】
そして、前記第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１は、第２スプール１９が中立位置に位置するときには流体流入口３３と接続することなく遮断された状態にあり、第２スプール１９が中立位置から正転又は逆回転されると直ちに流体流入口３３と接続されるように、第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１は中立位置に位置する流体流入口３３に近接して第２スプール１９の回転方向に位相を異にした位置に配置して設けられている。
【００２４】
すなわち、第２スプール１９を中立位置から正転又は逆回転することにより、流体流入口３３を、第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１に選択的に接続することができるものである。なお、第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１又は第１，第２の流体供給孔４５，４７は、例えば油圧シリンダ等のごときアクチュエータ６１の第１室６１Ａ，第２室６１Ｂに適宜に接続してある。
【００２５】
前記排出口３５は第２スプール１９の回転方向に長い長孔に形成してあり、かつドレンポート５３は、第２スプール１９が中立位置に位置するとき排出口３５の長手方向の中央部に対応するように配置して設けられており、第２スプール１９が中立位置から正転又は逆回転された場合であっても、ドレンポート５３と排出口３５は常に接続した状態に保持されるものである。なお、ドレンポート５３はタンクＴに適宜に接続されている。
【００２６】
以上のごとき構成において、第１制御モータ２１によって第１スプール１３を正転又は逆回転して第１圧力ポート３７又は第２圧力ポート３９と流入口２５とを選択的に接続すると、第１圧力源Ｐ１又は第２圧力源Ｐ２の作動流体が第１スプール１３の中空室１１内に流入し、流出口２７，流出孔４１から連通路５５を経て流体流入孔４３に至り、第２スプール１９の流体流入口２９から第１中空室１５内に流入する。
【００２７】
この状態において、第２制御モータ２３によって第２スプール１９を回転し、第１中空室１５の流体流出口３１と第１流体供給孔４５とを接続すると、同時に第２中空室１７の流体流入口３３と第１アクチュエータ接続孔４９とが接続することになる。
【００２８】
したがって、第１中空室１５内の作動流体は、流体流出口３１，第１流体供給孔４５（又は第２接続路５９から第２アクチュエータ接続孔５１）を経てアクチュエータ６１の第１室６１Ａへ供給される。そして、上記アクチュエータ６１の第２室６１Ｂ内の作動流体は第２流体供給孔４７，第１アクチュエータ接続孔４９，流体流入口３３を経て第２中空室１７内に流入し、かつ排出口３５，ドレンポート５３を経てタンクＴへ排出されることになる。
【００２９】
次に、第２制御モータ２３により第２スプール１９を前述とは逆方向に回転して第１中空室１５の流体流出口３１を第２流体供給孔４７に接続すると、第２中空室１７の流体流入口３３が第２アクチュエータ接続孔５１に接続されて、前記アクチュエータ６１の第２室６１Ｂへ作動流体が供給され、第１室６１Ａから作動流体が排出されることになる。
【００３０】
既に理解されるように、第１スプール１３を正転又は逆回転することにより、第１スプール１３の中空室１１を第１，第２の圧力源Ｐ１，Ｐ２に選択的に接続することができるものである。したがって、第１，第２の圧力源Ｐ１，Ｐ２の吐出圧力が異なる場合、作動流体の低圧，高圧を容易に選択することができるものである。
【００３１】
また、第２制御モータ２３によって第２スプール１９を正転又は逆回転することにより、アクチュエータ６１に対する作動流体の供給方向を容易に切換えることができるものである。そして、上記第２制御モータ２３によって第２スプール１９を正転又は逆回転するとき、第２スプール１９の回転位置を制御することにより、流体流出口３１と第１，第２の流体供給孔４５，４７及び流体流入口３３と第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１との重合関係すなわち開口度（絞り具合）を調整することができ、前記アクチュエータ６１に対する作動流体の供給量を調節できることになり、流量制御を行うことができるものである。すなわち方向制御弁と流量制御弁とを兼ねた構成である。
【００３２】
既に理解されるように、第１実施の形態においては、第１，第２スプール１３，１９は共に内部に形成した中空室を作動流体の流路切換え用の流路として利用する構成であり、上記中空室を形成することによって第１，第２スプール１３，１９を円筒形状に形成することができるものである。
【００３３】
したがって、例えば容量を大きくすべく全体的構成を大きくした場合であっても第１，第２スプール１３，１９の肉厚を必要厚さに保持すれば良いものであって、第１，第２スプール１３，１９の軽量化を図ることができるものである。よって、第１，第２スプール１３，１９の切換え作動を迅速かつ軽快に行うことができ、第１，第２制御モータ２１，２３が大型化することを抑制できて、容量の大きさに比較して全体的構成のコンパクト化を図ることができるものである。
【００３４】
図５は第２実施の形態を示すものである。この第２の実施の形態においては、第１接続路５７及び第２接続路５９を省略して、第１，第２の流体供給孔４５，４７及び第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１を共にアクチュエータ６１に、接続路Ｌ１，Ｌ２を介して接続した構成であって、その他の構成は第１の実施の形態とほとんど同一であって同一の作用，効果を奏するものであるから、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
【００３５】
図６は第３の実施の形態を示すものである。この第３の実施の形態においては、第１，第２の制御モータ２１，２３をそれぞれリニアモータ等のごときリニアアクチュエータとなし、かつ第１，第２のスプール１３，１９を軸方向に摺動自在に設けた構成である。すなわち第１，第２のスプール１３，１９を軸方向に摺動することによって、前述した第１実施の形態と同一の作用，効果を奏し得る構成としたものである。
【００３６】
すなわち、第１実施の形態においては第１，第２のスプール１３，１９の作動方向が回動方向の構成であるのに対して、この第３実施の形態においては第１，第２のスプール１３，１９の作動方向が軸方向の構成であるから、その作動方向が相違するのみである。したがって、第１，第２のスプール１３，１９の作動方向の相違により、第１スプール１３に設けた流入口２５に対して第１，第２の圧力ポート３７，３９の配置関係が作動方向すなわち軸方向の配置関係になり、かつ流出口２７を軸方向に長く形成してある。
【００３７】
また、第２スプール１９においても第１スプール１３同様に軸方向に摺動するものであるから、流体流入口２９，排出口３５を軸方向に長くし、かつ第１，第２の流体供給孔４５，４７は流体流出口３１の軸方向の両側に配置してあり、第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１は流体流入口３３の軸方向の両側に配置してある。
【００３８】
したがって、第３実施の形態においては、第１スプール１３を軸方向に摺動することにより流入口２５を第１，第２の圧力ポート３７，３９と選択的に接続でき、第２スプール１９を軸方向に摺動することによりアクチュエータ６１へ供給する作動流体の供給方向を切換え制御できるものであって、前述した第１の実施の形態と同一の作用，効果を奏するものである。
【００３９】
なお、この第３の実施の形態においても、第１，第２の接続路５７，５９を省略して、第１，第２のアクチュエータ接続孔４９，５１を、第２の実施の形態と同様にアクチュエータ６１に接続しても良いものである。
【００４０】
既に理解されるように、第１，第２のスプール１３，１９を共に回動自在又は摺動自在に設ける構成ができるものであるから、図７，図８に示すように、第１，第２のスプール１３，１９の適宜一方を回動自在に設け、他方を摺動自在に設けることができるものである。なお、図７，図８において、前述した実施の形態の構成と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
【００４１】
ところで、前述の各実施の形態においては、例えば高圧，低圧を切換えるために第１，第２のスプール１３，１９を備えた構成である。しかし、高圧，低圧の切換えの必要がない場合には、第１スプール１３を省略した構成とすることができる。
【００４２】
すなわち、第２スプール１９が回転する形式の場合には、参考例１として、図９に示すように、また第２スプール１９が軸方向に摺動する形式の場合には、参考例２として、図１０に示すように、第１スプール１３側の構成を省略して、流体流入孔４３を圧力源Ｐと接続した構成とすれば良いものである。なお、その他の構成は前述した第２スプール１９を含む方向制御弁の構成と同一構成であり、同様の作用，効果を奏し得るものであるから、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００４３】
なお、スプールの動作をより円滑迅速にし、かつ凹部の軸心とスプールの軸心とが一致した状態に保持する構成として、図１に想像線で示すように、スプールと凹部との間の微小間隙に作動流体を保持するために複数のチャンバーＣを形成して流体軸受的な構成となし、かつ各チャンバーＣを連結路Ｌで圧力源と接続した構成とすることが望ましいものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の説明より理解されるように、本発明においては、流体流路の切換えを行うためのスプールは中空室を備えた円筒形状に形成してあって、上記中空室を切換えるための流路として使用する構成であるから、容量を大きくすべくスプールを大径にした場合であっても前記中空室の内径を大きくすることによってスプールの軽量化を図ることができるものである。
【００４５】
したがって、スプールの動作を制御する制御モータは、スプールの大きさに比して比較的小型で良いものであり、全体的構成のコンパクト化が容易であると共に、スプールを迅速かつ軽快に作動することができ、指令に対して応答性の良い制御バルブを提供できて、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る制御バルブの構成を示す断面説明図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面説明図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面説明図である。
【図４】図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る制御バルブの断面説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る制御バルブの断面説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る制御バルブの断面説明図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る制御バルブの断面説明図である。
【図９】本発明の参考例１の形態に係る制御バルブの断面説明図である。
【図１０】本発明の参考例２の形態に係る制御バルブの断面説明図である。
【図１１】従来構成の油圧回路の説明図である。
【符号の説明】
１制御バルブ
５バルブ本体
１１中空室
１３第１スプール
１５第１中空室
１７第２中空室
１９第２スプール
２１第１制御モータ
２３第２制御モータ
２５流入口
２７流出口
２９，３３流体流入口
３１流体流出口
３５排出口
３７第１圧力ポート
３９第２圧力ポート
４１流出孔
４３流体流入孔
４５第１流体供給孔
４７第２流体供給孔
４９第１アクチュエータ接続孔
５１第２アクチュエータ接続孔
５３ドレンポート
６１アクチュエータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control valve capable of switching and controlling the supply direction of a working fluid supplied from a pressure source such as a hydraulic pump to an actuator such as a hydraulic cylinder, and more specifically, compared to the capacity. Thus, the present invention relates to a control valve that can easily reduce the weight of the spool and can easily reduce the overall configuration.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a configuration as shown in FIG. 11 is adopted as a circuit configuration for switching and supplying a high pressure and a low pressure working fluid to a hydraulic cylinder 201 as an actuator. That is, the working fluid in the tank 203 is sucked by the high-pressure and low-pressure pumps 207 and 209 through the filter 205, and the working fluid discharged from the high-pressure and low-pressure pumps 207 and 209 is drawn into the high-pressure oil passage 211 and The first and second hydraulic chambers 219 and 221 of the hydraulic cylinder 201 are switched by a high / low pressure switching valve 215 connected via a low pressure oil passage 213 and by a direction control valve 217 connected to the high / low pressure switching valve 215. It is the structure which switches and controls the supply direction of the working fluid to. Reference numerals 223 and 225 in the figure are accumulators.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there are a high-pressure circuit and a low-pressure circuit as working fluid circuits, and a high-low pressure switching valve is required to connect the high-pressure circuit and the low-pressure circuit. A direction control valve is required to switch and control the supply direction of the working fluid to the actuator. That is, there are problems that a plurality of control valves are required, the overall configuration is complicated, and it is difficult to make the system compact.
[0004]
In addition, since the conventional control valve has a structure in which a groove as a circuit is formed on the outer peripheral surface of the spool and a land portion is always present on both sides of the groove, the port diameter for the working fluid is increased in order to increase the capacity. When the spool diameter is increased, there is a problem that the spool becomes heavier and larger, making it difficult to perform a quick and light switching operation of the spool and increasing the overall configuration for the capacity.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a first spool (13) having a hollow chamber (11) is rotated in a first recess provided on one end side of a valve body (5). The valve body (5) is provided with a second spool (19) provided so as to be movable or slidable in the axial direction and having a first hollow chamber (15) and a second hollow chamber (17) partitioned in the axial direction. the second is slidably provided on the rotatable or axially in the recess, the flow provided to the first spool (13) by rotation or sliding of the first spool (13) provided in the other end of the The valve body (5) is provided with a plurality of pressure ports (37, 39) selectively connectable to the inlet (25), and the first spool regardless of the rotation or sliding of the first spool (13). the valve outlet hole (41) which is always in a connected state with (13) provided with outlet (27) Provided in the body (5), irrespective of the rotation or sliding of the second spool (19), the fluid inlet hole and connected to the outflow hole (41) provided in the valve body (5) and (43) always provided in communication with the first cavity of said fluid inlet (29) second spool (19) (15) in the connected state, the rotation or sliding of the second spool (19), said first A plurality of fluid supply holes (45, 47) communicating with one hollow chamber (15) and selectively connectable with a fluid outlet (31) provided in the second spool (19) are formed in the valve body (5) . provided, said second spool (19) drain ports irrespective of rotation or sliding (53) always second hollow chamber of said discharge port in the connected state (35) second spool (19) (17) It communicates with the provided by rotation or sliding of the second spool (19), wherein The second hollow chamber (17) communicates with the second spool (19) and fluid inlet (33) provided selectively to connect freely the plurality of actuators connecting holes (49, 51) the valve body (5) Provided, when the fluid outlet (31) communicating with the first hollow chamber (15 ) and one fluid supply hole (45, 47) are connected by rotation or sliding of the second spool (19) . 2 The fluid inlet (33) communicating with the hollow chamber (17) and one actuator connection hole (49, 51) are connected, and the fluid outlet (31) communicating with the first hollow chamber (15 ) and the other Ri configuration der the fluid inlet (33) and the other actuator connection hole communicating with the second hollow chamber (17) and (49, 51) is connected when the fluid supply hole (45, 47) is connected, The one fluid supply hole (45) and the actuator (61) One chamber (61A) is provided through a connection path (L1), and the other fluid supply hole (47) and the second chamber (61B) of the actuator (61) are connected through a connection path (L2). And the one fluid supply hole (45) and the one actuator connection hole (51) are connected via a connection path and the other fluid supply hole (47) and the other actuator connection hole (49). Are connected via a connection path .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, the control valve 1 according to the first embodiment of the present invention has a configuration in which a valve body 5 is integrally provided in a casing 3 having an appropriate shape. A sleeve 7 in which the partitioned first and second concave portions are formed concentrically from both end sides is closely fitted and fixed to the valve body 5.
[0012]
A cylindrical first spool 13 having a hollow chamber 11 is rotatably fitted in the first concave portion of the sleeve 7, and the first hollow chamber 15 and the second concave portion are arranged in the second concave portion. A cylindrical second spool 19 provided with the second hollow chamber 17 divided in the axial direction is fitted rotatably. The first spool 13 is connected to a rotation shaft 21S of an appropriate first control motor 21 such as a slapping motor or a servo motor mounted on the casing 3, and the second spool 19 is connected to the casing 3 It is connected with the rotating shaft 23S of the same 2nd control motor 23 with which it attached to.
[0013]
As understood from the above configuration, the first spool 13 and the second spool 19 are respectively rotated forward and reverse by the first and second control motors 21 and 23, respectively. The inflow port 25 and the outflow port 27 communicating with the hollow chamber 11 are formed so as to be separated in the axial direction. A fluid inlet 29 and a fluid outlet 31 communicating with the first hollow chamber 15 are formed in the second spool 19 so as to be separated from each other in the axial direction, and communicated with the second hollow chamber 17. The fluid inlet 33 and the outlet 35 are formed so as to be separated from each other in the axial direction.
[0014]
The valve body 5 and the sleeve 7 are provided with first and second pressure ports 37 and 39 corresponding to the inlet 25 and an outlet hole 41 corresponding to the outlet 27. It is.
[0015]
The first and second pressure ports 37 and 39 are appropriately connected to first and second pressure sources P1 and P2 such as hydraulic pumps having different discharge pressures, for example, and the first spool 13 is in a neutral position. The first and second pressure ports 37 and 39 are disconnected without being connected to the inlet 25. Then, the first and second pressure ports 37 and 39 are connected to the inflow port 25 as soon as the first spool 13 is rotated forward or backward from the neutral position. In the vicinity of the inlet 25, the first spool 13 is disposed at a position whose phase is different in the rotation direction.
[0016]
That is, by rotating the first spool 13 forward or backward from the neutral position, the inlet 25 can be selectively connected to the first pressure port 37 or the second pressure port 39, and the pressure of the working fluid can be reduced. , High pressure can be selected.
[0017]
The outlet 27 is formed as a long hole that is long in the rotation direction (circumferential direction) of the first spool 13, and the outlet 41 is formed when the first spool 13 is positioned at the neutral position. The outlet 27 and the outlet 41 are always connected to each other even when the first spool 13 is rotated forward or backward from the neutral position. It is what is being held.
[0018]
A fluid inlet hole 43 is formed in the second recess corresponding to the fluid inlet 29 of the first hollow chamber 15, and the first and second fluid supply holes corresponding to the fluid outlet 31 are formed. 45 and 47 are formed. Further, the sleeve 7 has first and second actuator connection holes 49 and 51 corresponding to the fluid inlet 33 of the second hollow chamber 17 and a drain port 53 corresponding to the outlet 35. It is formed. The fluid inlet port 29 is formed as a long hole that is long in the rotation direction (circumferential direction) of the second spool 19, and the fluid inlet port 43 is formed when the second spool 19 is located at the neutral position. The fluid inlet port 29 and the fluid inlet hole 43 are always provided even when the second spool 19 is rotated forward or backward from the center position. It is held in a connected state.
[0019]
The outflow hole 41 and the fluid inflow hole 43 are connected via a communication passage 55 formed on the outer peripheral surface of the sleeve 7.
[0020]
The first and second fluid supply holes 45 and 47 are disconnected without being connected to the fluid outlet 31 when the second spool 19 is in the neutral position. Then, the first and second fluid supply holes 45 and 47 are connected to the fluid flow port 31 at the neutral position so that the second spool 19 is connected to the fluid outlet 31 as soon as the second spool 19 is rotated forward or backward from the neutral position. It is provided so as to be close to the outlet 31 and disposed at a position whose phase is different in the rotation direction of the second spool 19.
[0021]
That is, the fluid outlet 31 can be selectively connected to the first and second fluid supply holes 45 and 47 by rotating the second spool 19 forward or backward from the neutral position. .
[0022]
The first actuator connection hole 49 is connected to the second fluid supply hole 47 via a first connection path 57 formed in the sleeve 9, and the second actuator connection hole 51 is connected to the first fluid via a second connection path 59. It is connected to the fluid supply hole 45.
[0023]
The first and second actuator connection holes 49 and 51 are disconnected without being connected to the fluid inflow port 33 when the second spool 19 is located at the neutral position, and the second spool 19 is neutral. The first and second actuator connection holes 49 and 51 are adjacent to the fluid inlet 33 located at the neutral position so that the fluid inlet 33 is connected to the fluid inlet 33 as soon as it rotates forward or backward from the position. The spool 19 is provided at a position whose phase is different in the rotation direction.
[0024]
That is, the fluid inlet 33 can be selectively connected to the first and second actuator connection holes 49 and 51 by rotating the second spool 19 forward or backward from the neutral position. The first and second actuator connection holes 49 and 51 or the first and second fluid supply holes 45 and 47 are appropriately provided in the first chamber 61A and the second chamber 61B of the actuator 61 such as a hydraulic cylinder. Connected.
[0025]
The discharge port 35 is formed as a long hole that is long in the rotation direction of the second spool 19, and the drain port 53 corresponds to the central portion in the longitudinal direction of the discharge port 35 when the second spool 19 is located at the neutral position. Even if the second spool 19 is rotated forward or backward from the neutral position, the drain port 53 and the discharge port 35 are always kept in a connected state. is there. The drain port 53 is appropriately connected to the tank T.
[0026]
In the configuration as described above, when the first control motor 21 rotates the first spool 13 forward or backward to selectively connect the first pressure port 37 or the second pressure port 39 and the inlet 25, the first pressure The working fluid of the source P1 or the second pressure source P2 flows into the hollow chamber 11 of the first spool 13, reaches the fluid inlet hole 43 through the communication port 55 from the outlet 27 and the outlet hole 41, and the second spool 19 It flows into the first hollow chamber 15 from the fluid inlet 29.
[0027]
In this state, when the second spool 19 is rotated by the second control motor 23 to connect the fluid outlet 31 of the first hollow chamber 15 and the first fluid supply hole 45, the fluid inlet of the second hollow chamber 17 is simultaneously obtained. 33 and the first actuator connection hole 49 are connected.
[0028]
Therefore, the working fluid in the first hollow chamber 15 is supplied to the first chamber 61A of the actuator 61 via the fluid outlet 31 and the first fluid supply hole 45 (or the second connection passage 59 to the second actuator connection hole 51). Is done. The working fluid in the second chamber 61B of the actuator 61 flows into the second hollow chamber 17 through the second fluid supply hole 47, the first actuator connection hole 49, and the fluid inflow port 33, and the discharge port 35, It is discharged to the tank T through the drain port 53.
[0029]
Next, when the second control motor 23 rotates the second spool 19 in the direction opposite to that described above to connect the fluid outlet 31 of the first hollow chamber 15 to the second fluid supply hole 47, The fluid inflow port 33 is connected to the second actuator connection hole 51, the working fluid is supplied to the second chamber 61B of the actuator 61, and the working fluid is discharged from the first chamber 61A.
[0030]
As already understood, the hollow chamber 11 of the first spool 13 can be selectively connected to the first and second pressure sources P1 and P2 by rotating the first spool 13 forward or backward. Is. Therefore, when the discharge pressures of the first and second pressure sources P1 and P2 are different, the low pressure and high pressure of the working fluid can be easily selected.
[0031]
Further, the direction in which the working fluid is supplied to the actuator 61 can be easily switched by rotating the second spool 19 forward or backward by the second control motor 23. When the second spool 19 is rotated forward or reverse by the second control motor 23, the fluid outlet 31 and the first and second fluid supply holes 45 are controlled by controlling the rotational position of the second spool 19. , 47 and the fluid inlet 33 and the first and second actuator connection holes 49, 51, the degree of opening (throttle condition) can be adjusted, and the amount of working fluid supplied to the actuator 61 can be adjusted. Thus, the flow rate can be controlled. That is, it is the structure which served as the direction control valve and the flow control valve.
[0032]
As already understood, in the first embodiment, the first and second spools 13 and 19 are both configured to use the hollow chamber formed therein as a flow path for switching the flow path of the working fluid, By forming the hollow chamber, the first and second spools 13 and 19 can be formed in a cylindrical shape.
[0033]
Therefore, for example, even when the overall configuration is increased in order to increase the capacity, the first and second spools 13 and 19 need only be maintained at the required thickness. The weight of the spools 13 and 19 can be reduced. Therefore, the switching operation of the first and second spools 13 and 19 can be performed quickly and easily, the increase in size of the first and second control motors 21 and 23 can be suppressed, and compared with the size of the capacity. Thus, the overall configuration can be made compact.
[0034]
FIG. 5 shows a second embodiment. In the second embodiment, the first connection path 57 and the second connection path 59 are omitted, and the first and second fluid supply holes 45, 47 and the first and second actuator connection holes 49, 51 is connected to the actuator 61 via the connection paths L1 and L2, and the other configurations are almost the same as those of the first embodiment and have the same functions and effects. Constituent parts having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0035]
FIG. 6 shows a third embodiment. In the third embodiment, the first and second control motors 21 and 23 are linear actuators such as linear motors, respectively, and the first and second spools 13 and 19 are slid in the axial direction. It is a configuration provided freely. That is, by sliding the first and second spools 13 and 19 in the axial direction, the same operation and effect as the first embodiment described above can be achieved.
[0036]
That is, in the first embodiment, the operating direction of the first and second spools 13 and 19 is a rotational direction, whereas in the third embodiment, the first and second spools are configured. Since the operation directions of 13 and 19 are axial configurations, only the operation directions are different. Therefore, due to the difference in the operation direction of the first and second spools 13 and 19, the arrangement relationship of the first and second pressure ports 37 and 39 with respect to the inlet 25 provided in the first spool 13 is the operation direction. The arrangement is in the axial direction, and the outlet 27 is long in the axial direction.
[0037]
Further, since the second spool 19 slides in the axial direction similarly to the first spool 13, the fluid inlet 29 and the outlet 35 are elongated in the axial direction, and the first and second fluid supply holes are provided. 45 and 47 are arranged on both sides of the fluid outlet 31 in the axial direction, and the first and second actuator connection holes 49 and 51 are arranged on both sides of the fluid inlet 33 in the axial direction.
[0038]
Therefore, in the third embodiment, the inlet 25 can be selectively connected to the first and second pressure ports 37 and 39 by sliding the first spool 13 in the axial direction, and the second spool 19 is The supply direction of the working fluid supplied to the actuator 61 can be switched and controlled by sliding in the axial direction, and the same operations and effects as the first embodiment described above are achieved.
[0039]
Also in the third embodiment, the first and second connection paths 57 and 59 are omitted, and the first and second actuator connection holes 49 and 51 are the same as in the second embodiment. It may be connected to the actuator 61.
[0040]
As already understood, since the first and second spools 13 and 19 can be provided so as to be rotatable or slidable together, as shown in FIGS. One of the two spools 13 and 19 can be rotatably provided and the other can be slidably provided. 7 and 8, the same reference numerals are given to components having the same functions as those of the above-described embodiment, and redundant description is omitted.
[0041]
By the way, in each above-mentioned embodiment, it is the composition provided with the 1st and 2nd spools 13 and 19 in order to switch high pressure and low pressure, for example. However, when there is no need to switch between high pressure and low pressure, the first spool 13 can be omitted.
[0042]
That is, as shown in FIG. 9 in the case of the type in which the second spool 19 rotates , as shown in FIG. 9, and in the case of the type in which the second spool 19 slides in the axial direction, as Reference Example 2. As shown in FIG. 10, the configuration on the first spool 13 side may be omitted and the fluid inflow hole 43 may be connected to the pressure source P. The other configurations are the same as the configuration of the directional control valve including the second spool 19 described above, and the same functions and effects can be obtained. Therefore, the components having the same functions are denoted by the same reference numerals. Thus, duplicate description is omitted.
[0043]
In addition, as shown in an imaginary line in FIG. 1, as a configuration for making the operation of the spool smoother and quicker and maintaining the axial center of the concave portion and the axial center of the spool to coincide with each other, In order to hold the working fluid in the gap, it is desirable that a plurality of chambers C be formed to form a fluid bearing structure, and that each chamber C be connected to a pressure source through a connecting path L.
[0044]
【The invention's effect】
As will be understood from the above description of the embodiment, in the present invention, the spool for switching the fluid flow path is formed in a cylindrical shape having a hollow chamber, and switches the hollow chamber. Therefore, even when the diameter of the spool is increased in order to increase the capacity, the weight of the spool can be reduced by increasing the inner diameter of the hollow chamber. .
[0045]
Therefore, the control motor that controls the operation of the spool may be relatively small compared to the size of the spool, and the overall configuration can be easily made compact, and the spool can be operated quickly and lightly. Therefore, it is possible to provide a control valve that is responsive to commands, and can solve the conventional problems as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of a control valve according to a first embodiment of the present invention.
2 is an explanatory cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional explanatory view taken along line III-III in FIG.
4 is an explanatory cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of a control valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory sectional view of a control valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view of a control valve according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view of a control valve according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of a control valve according to a mode of Reference Example 1 of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view of a control valve according to a mode of Reference Example 2 of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a hydraulic circuit having a conventional configuration.
[Explanation of symbols]
1 control valve 5 valve body 11 hollow chamber 13 first spool 15 first hollow chamber 17 second hollow chamber 19 second spool 21 first control motor 23 second control motor 25 inlet 27 outlet 29, 33 fluid inlet 31 Fluid outlet 35 Discharge port 37 First pressure port 39 Second pressure port 41 Outflow hole 43 Fluid inflow hole 45 First fluid supply hole 47 Second fluid supply hole 49 First actuator connection hole 51 Second actuator connection hole 53 Drain port 61 Actuator

Claims

A first spool (13) having a hollow chamber (11) is provided in a first recess provided at one end of the valve body (5) so as to be rotatable or slidable in the axial direction, and the first hollow chamber. A second spool (19) provided with an axial partition between (15) and the second hollow chamber (17) is rotatable in a second recess provided on the other end of the valve body (5). or slidably disposed in the axial direction, the first spool (13) of the pivoting or sliding the inflow port provided in the first spool (13) (25) and selectively connecting freely plurality of pressure ports ( with a 37, 39) provided in the valve body (5), always connected state and the outlet (27) provided in the first spool regardless of rotation or sliding (13) said first spool (13) provided there outflow hole (41) in said valve body (5), rotation of said second spool (19) also Regardless of the sliding, the outflow hole the fluid flow inlet (29) which is always in a connected state with the valve body in connection with (41) (5) provided with a fluid inlet (43) the second spool (19 ) Provided in communication with the first hollow chamber (15) , and provided in the second spool (19) in communication with the first hollow chamber (15) by rotation or sliding of the second spool (19) . A plurality of fluid supply holes (45, 47) selectively connectable to the fluid outlet (31) are provided in the valve body (5) , regardless of whether the second spool (19) rotates or slides. provided in communication with the drain port (53) always second hollow chamber of said discharge port in the connected state (35) second spool (19) (17), the second pivot or sliding the spool (19) by moving to the second spool to communicate with the second hollow chamber (17) (19) The only fluid inlet (33) and selectively connecting freely plurality of actuators connecting holes (49, 51) provided in the valve body (5), first by rotation or sliding of the second spool (19) When the fluid outlet (31) communicating with the hollow chamber (15) and the one fluid supply hole (45, 47) are connected, the fluid inlet (33) communicating with the second hollow chamber (17) The second hollow chamber is connected when the actuator connection holes (49, 51) are connected and the fluid outlet (31) communicating with the first hollow chamber (15 ) and the other fluid supply hole (45, 47) are connected. communication with the fluid inlet (17) and (33) Ri configuration der the other actuator connection holes (49, 51) and are connected, the first chamber of the one of the fluid supply hole (45) and an actuator (61) (61A) is connected via the connection path (L1). The other fluid supply hole (47) and the second chamber (61B) of the actuator (61) are provided via a connection path (L2), and the one fluid supply hole (45) and the one actuator are provided. A control valve characterized in that the connection hole (51) is connected via a connection path and the other fluid supply hole (47) and the other actuator connection hole (49) are connected via a connection path. .