JP4873934B2 - Cylinder lowering prevention valve device - Google Patents
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Description
この発明は、シリンダがその負荷の作用で降下するのを防止するシリンダ降下防止弁装置に関する。 The present invention relates to a cylinder lowering prevention valve device that prevents a cylinder from lowering due to the action of its load.
この種のシリンダ降下防止弁装置として、特許文献1に記載された発明が従来から知られているが、この従来の装置を図2に基づいて説明する。この従来の装置は、バルブボディBに、チェック弁1を介してポンプPに連通する供給通路2と、一対のアクチュエータポート3、4と、タンクに連通する戻り通路5、6とを形成している。そして、一方のアクチュエータポート3は、シリンダCのヘッド側室に連通し、他方のアクチュエータポート4はロッド側室に連通している。
As this type of cylinder lowering prevention valve device, the invention described in Patent Document 1 has been conventionally known. This conventional device will be described with reference to FIG. The conventional apparatus, the valve body B, a
さらに、このバルブボディBには、メインスプールMSを組み込んでいるが、このメインスプールMSの両端をメインパイロット室7、8に臨ませている。このメインパイロット室7、8は比例弁9に接続され、比例弁9の操作量に応じた圧力がこのメインパイロット室7、8に導かれるようにしている。なお、図中符号10は一方のメインパイロット室7に設けたセンタリングスプリングである。センタリングスプリング10の作用で、メインスプールMSが図示の中立位置にあるとき、アクチュエータポート3、4は、供給通路2及び戻り通路5、6のいずれに対してもその連通を遮断された状態を保つ。
Further, the main spool MS is incorporated in the valve body B, but both ends of the main spool MS face the
そして、メインスプールMSが図面右方向に移動すると、このスプールに形成した第1環状溝11を介して一方のアクチュエータポート3と供給通路2とが連通し、第2環状溝12を介して、他方のアクチュエータポート4と戻り通路6とが連通する。また、メインスプールMSが図面左方向に移動すると、今度は、第2環状溝12を介して他方のアクチュエータポート4と供給通路2とが連通し、第1環状溝11を介して、一方のアクチュエータポート3と戻り通路5とが連通する。
When the main spool MS moves in the right direction in the drawing, one
一方のアクチュエータポート3にはメインポペットMPを設け、このメインポペットMPを境に、アクチュエータポート3を、スプール側3aとアクチュエータ側3bとに区画している。上記のようにしたメインポペットMPは、その一方の側を背圧室13に臨ませるとともに、この背圧室13には、パイロットポペットPVを設け、これらメインポペットMPとパイロットポペットPVとの背面同士を対向させている。そして、メインポペットMPとパイロットポペットPVとの対向部間には、スプリング14を介在させている。
The
メインポペットMPは、スプリング14の作用で、通常、バルブボディB側に形成したシート部15に圧接し、アクチュエータポート3のスプール側3aとアクチュエータ側3bとを遮断している。さらに、このメインポペットMPには、アクチュエータポート3のアクチュエータ側3bに常時連通する通孔16が形成されているが、この通孔16は、オリフィス17を介して背圧室13に常時連通している。また、パイロットポペットPVも、スプリング14の作用で通常は、シート部18に圧接し、背圧室13とドレンポート19との連通を遮断している。
Main import pets MP is the action of the
したがって、シリンダCに負荷Wが作用しているときに、メインスプールMSが図示の中立位置にあれば、スプール側3aよりもアクチュエータ側3bの方が高圧になる。そして、このアクチュエータ側3bの高圧は、背圧室13に導かれるので、メインポペットMP及びパイロットポペットPVがシート部15、18にしっかりと圧接する。これによってシリンダCの負荷が保持されるとともに、その降下が防止される。
Therefore, when the cylinder C to the load W is applied, if the main spool MS is in the neutral position shown, towards the actuator side 3b than spool side 3a becomes high. Since the high pressure on the actuator side 3b is guided to the
パイロットポペットPVに対向してパイロットピストンPPを設けているが、このパイロットピストンPPの外側をパイロット室20に臨ませている。そして、このパイロットピストンPPの内側すなわちパイロット室20とは反対側にはスプリング21のバネ力を作用させている。
It is provided with the pilot piston PP opposite the path for the pilot poppet PV, and to face the outside of the pilot piston PP to the
したがって、パイロット室20にパイロット圧が作用しない限り、パイロットピストンPPのプッシュロッド22が、スプリング21の作用でパイロットポペットPVから離れた位置を保つことになる。言い換えれば、パイロット室20にパイロット圧が作用しない限り、パイロットポペットPVは、シート部18に圧接して背圧室13とドレンポート19との連通を遮断する。なお、パイロット室20は、他方のメインパイロット室8と共通のパイロット圧が導かれるように、比例弁9に接続している。
Therefore, as long as the pilot pressure does not act on the
今、一方のメインパイロット室7にパイロット圧を導くように、比例弁9を操作すると、他方のメインパイロット室8及びパイロット室20はタンクに連通する。上記のように一方のメインパイロット室7にパイロット圧が導かれると、メインスプールMSが図面右方向に移動する。このメインスプールMSの右方向移動によって、第1環状溝11を介して供給通路2とアクチュエータポート3とが連通する。また、第2環状溝12を介してアクチュエータポート4と戻り通路6とが連通する。
Now, when the proportional valve 9 is operated so as to guide the pilot pressure to one
したがって、アクチュエータポート3では、スプール側3aの圧力が、アクチュエータ側3bの圧力よりも高くなるので、メインポペットMPが強制的に押し開かれ、供給通路2から供給された圧力流体がシリンダCのヘッド側室に供給される。また、シリンダCのロッド側室は、アクチュエータポート4を介して戻り通路6に連通するので、シリンダCは負荷wを上昇させる。
Therefore, in the
この状態から、比例弁9を操作して、メインパイロット室7内の圧力を除けば、メインスプールMSがセンタリングスプリング10の作用で図示の中立位置に復帰する。この中立位置においては、アクチュエータポート3のスプール側3aよりもアクチュエータ側3bの方が負荷wの分だけ高圧になるので、メインポペットMPがシート部15をしっかりとシートする。したがって、このメインポペットMPの機能で、シリンダCの降下が防止される。
From this state, if the proportional valve 9 is operated to remove the pressure in the
上記の中立状態から、比例弁9を操作して、他方のメインパイロット室8とパイロット室20とにパイロット圧を導き、一方のメインパイロット室7をタンクに連通すれば、メインスプールMSが、図面左方向に移動すると同時に、パイロットピストンPPもスプリング21に抗して移動する。このパイロットピストンPPの移動にともなって、プッシュロッド22がパイロットポペットPVを押し開く。
When the proportional valve 9 is operated from the neutral state to guide the pilot pressure to the other main pilot chamber 8 and the
パイロットポペットPVが開けば、背圧室13がドレンポート19に連通するので、メインポペットMPのオリフィス17に流れが生じ、その前後に圧力差が発生する。この圧力差によってメインポペットMPが開弁する。すなわち、このメインポペットMPは、シート部15の直径に対して、背圧室13側における直径の方を大きくし、アクチュエータ側3b内が、背圧室13内よりも高圧になったとき、メインポペットMPが開くことになる。これと同時に、メインスプールMSも図面左方向に移動しているので、第2環状溝12を介して、供給通路2とアクチュエータポート4とが連通し、第1環状溝11を介してアクチュエータポート3と戻り通路5とが連通する。したがって、シリンダCのヘッド側室の流体が、アクチュエータポート3のアクチュエータ側3b→スプール側3a→第1環状溝11→戻り通路5を経由してタンクに戻される。
When the pilot poppet PV is opened, the
ただし、この場合に、第1環状溝11の縁部に形成したノッチ23が戻り通路5に連通する前に、メインポペットMPが開くようにしているが、その理由は次のとおりである。例えば、ノッチ23が開いた後でメインポペットMPが開くと、メインポペットMPが開いた瞬間に、シリンダCからの戻り流量が、一気にノッチ23に流れ込むことになる。しかし、このノッチ23は、アクチュエータポート3と戻り通路5との連通開度を微妙に変えながらインチング制御をするためのものである。このような機能を持ったノッチ23に、戻り流量が一気に流れ込むと、その微妙なインチング制御がし難くなる。そこで、上記したようにメインポペットMPが先に開いて、アクチュエータポート3のスプール側3aに戻り流量を到達させておいてから、ノッチ23を開くようにして、正確なインチング制御ができるようにしている。
上記のようにした従来のシリンダ降下防止弁装置では、パイロットポペットPVがシート部18を開いたとき、背圧室13がドレンポート19に連通するので、背圧室13内の圧力が一気に低くなってしまう。このように背圧室13内の圧力が一気に低くなると、メインポペットMPが勢いよく後退し、そのストローク端で、他の部材と衝突するが、このときに衝突音が発生する。この衝突音が、オペレータ等に異音として認識されるという問題がった。
In the conventional cylinder descent prevention valve device as described above, when the pilot poppet PV opens the
この発明の目的は、メインポペットの衝突音が発生しないシリンダ降下防止弁装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a cylinder lowering prevention valve device that does not generate a collision noise of a main poppet.
この発明は、バルブボディに摺動自在に組み込んだメインスプールと、このメインスプールの両端を臨ませた一対のメインパイロット室と、バルブボディに形成したアクチュエータポートと、このアクチュエータポートに接続したシリンダと、バルブボディに形成され、かつ、メインスプールが一方向に移動したときにそのメインスプールに形成した環状溝を介してアクチュエータポートに連通する供給通路と、メインスプールが他方向に移動したときに環状溝を介してアクチュエータポートに連通する戻り通路と、環状溝とアクチュエータポートとを接続する通路過程に設けたメインポペットと、このメインポペットを臨ませるとともにアクチュエータの負荷圧を導く背圧室と、この背圧室を開閉するためのパイロットポペットと、このパイロットポペットを押し開くためのパイロットピストンと、このパイロットピストンに作用させるパイロット圧を導くパイロット室とを備えたシリンダ降下防止弁装置において、パイロットポペットが開いたとき、背圧室を、アクチュエータポートの戻り流れに対して、メインポペットよりも下流側となるアクチュエータポートに連通させる排出通路を設けるとともに、パイロットポペットが閉じているとき、背圧室とアクチュエータポートとを連通させ、パイロットポペットが開いたとき、背圧室とメインポペットよりも上流側になるアクチュエータポートとの連通を遮断する開閉弁部をパイロットポペットに設けるとともにメインスプールの環状溝に、戻り通路に連通するノッチを形成した点に特徴を有する。 This invention comprises a main spool that incorporates slidably in the valve body, a pair of main pilot chamber to face the ends of the main spool, an actuator port formed in the server Rububodi, a cylinder connected to the actuator port , formed in the valve body, and a supply passage communicating with the actuator port via an annular groove formed in the main spool when the main spool is moved in one direction, the ring when the main spool is moved in the other direction a return passage communicating with the actuator port via the shaped groove, a main poppet provided in the passage process of connecting the ring-shaped groove and the actuator port, a back pressure chamber for guiding the load pressure of the actuator causes faces the main poppet A pilot poppet to open and close this back pressure chamber A pilot piston for push open the lot poppet, in the cylinder drop valve device provided with a pilot chamber for guiding the pilot pressure to act on the pilot piston, when the path for the pilot poppet is opened, the back pressure chamber, the actuator ports When the return flow is provided with a discharge passage that communicates with the actuator port downstream of the main poppet, and when the pilot poppet is closed, the back pressure chamber communicates with the actuator port, and the pilot poppet opens. , the annular groove of Rutotomoni main spool is provided an opening and closing valve portion to block the communication between the actuator port to be upstream of the back pressure chamber and the main poppet to the pilot poppet, in that to form a notch that communicates with the return passage Has characteristics.
第1の発明によれば、パイロットポペットが開いたとき、アクチュエータポートの戻り流れに対して、メインポペットよりも下流側となるアクチュエータポートに背圧室を連通させたので、背圧室の作動流体は、バルブボディB内を経由してタンクに戻されることになる。したがって、従来のように背圧室の作動流体を直接ドレンポートから排出する場合に比べて、この発明の方が、背圧室からタンクまでの流通経路が長くなる。このように流通経路が長く、しかも、メインスプールにノッチがあるので、圧力損失が発生し、背圧室の圧力が急激に低下せず、その分、メインポペットもゆっくりと後退することになる。したがって、メインポペットの衝撃音も発生しない。 According to the first invention, when the pilot poppet is opened, against the return flow of the actuator ports, since communicated to the back pressure chamber to the actuator port to which the downstream side of the main poppet, a back pressure chamber the working fluid Is returned to the tank via the valve body B. Therefore, compared with the conventional case where the working fluid in the back pressure chamber is directly discharged from the drain port, the flow path from the back pressure chamber to the tank is longer in the present invention. Since the flow path is long and the main spool has a notch in this way, pressure loss occurs, the pressure in the back pressure chamber does not drop rapidly, and the main poppet also moves back slowly. Therefore, the impact sound of the main poppet is not generated.
この実施形態の最大の特徴は、パイロットポペットPVが開いたとき、アクチュエータポート3の戻り流れに対して、メインポペットMPよりも下流側となるアクチュエータポート3すなわちそのスプール側3aに背圧室13を連通させるための排出通路24を設けた点である。そして、この実施形態では、従来のドレンポート19に代えて排出通路24を設けたもので、以下には、従来と重複する部分も含めて、全体を詳細に説明する。
The greatest feature of this embodiment is that when the pilot poppet PV is opened, the
図1に示したこの発明の実施形態は、バルブボディBに、チェック弁1を介してポンプPに連通する供給通路2と、一対のアクチュエータポート3、4と、タンクに連通する戻り通路5、6とを形成している。そして、一方のアクチュエータポート3は、シリンダCのヘッド側室に連通し、他方のアクチュエータポート4はロッド側室に連通している。
Embodiment of the invention shown in Figure 1, the valve body B, a
さらに、このバルブボディBには、メインスプールMSを組み込んでいるが、このメインスプールMSの両端をメインパイロット室7、8に臨ませている。このメインパイロット室7、8は比例弁9に接続され、比例弁9の操作量に応じた圧力がこのメインパイロット室7、8に導かれるようにしている。なお、図中符号10は一方のメインパイロット室7に設けたセンタリングスプリングである。センタリングスプリング10の作用で、メインスプールMSが図示の中立位置にあるとき、アクチュエータポート3、4は、供給通路2及び戻り通路5、6のいずれに対してもその連通を遮断された状態を保つ。
Further, the main spool MS is incorporated in the valve body B, but both ends of the main spool MS face the
そして、メインスプールMSが図面右方向に移動すると、このスプールに形成した第1環状溝11を介して一方のアクチュエータポート3と供給通路2とが連通し、第2環状溝12を介して、他方のアクチュエータポート4と戻り通路6とが連通する。また、メインスプールMSが図面左方向に移動すると、今度は、第2環状溝12を介して他方のアクチュエータポート4と供給通路2とが連通し、第1環状溝11を介して、一方のアクチュエータポート3と戻り通路5とが連通する。
When the main spool MS moves in the right direction in the drawing, one
一方のアクチュエータポート3にはメインポペットMPを設け、このメインポペットMPを境に、アクチュエータポート3を、スプール側3aとアクチュエータ側3bとに区画している。上記のようにしたメインポペットMPは、その一方の側を背圧室13に臨ませるとともに、この背圧室13には、パイロットポペットPVを設け、これらメインポペットMPとパイロットポペットPVとの背面同士を対向させている。そして、メインポペットMPとパイロットポペットPVとの対向部間には、スプリング14を介在させている。
The
メインポペットMPは、スプリング14の作用で、通常、バルブボディB側に形成したシート部15に圧接し、アクチュエータポート3のスプール側3aとアクチュエータ側3bとを遮断している。また、パイロットポペットPVも、スプリング14の作用で通常は、シート部18に圧接し、そのシート部18を閉じている。このようにしたパイロットポペットPVには、この発明の開閉弁部である通孔16を設けている。この通孔16は、パイロットポペットPVがシート部18を閉じているときに開弁して、背圧室13とメインポペットMPよりも上流側となるアクチュエータポート3のアクチュエータ側3bとを連通させる。また、パイロットポペットPVがシート部18を開いているときに閉弁して、背圧室13とアクチュエータポート3のアクチュエータ側3bとの連通を遮断する。
Main import pets MP is the action of the
また、シート部18が開いたとき、背圧室13とアクチュエータポート3のスプール側3aとを連通する排出通路24を設けている。言い換えると、この排出通路24は、パイロットポペットPVが開いたとき、背圧室13を、アクチュエータポート3の戻り流れに対して、メインポペットMPよりも下流側となるアクチュエータポート3のスプール側3aに連通させている。
Further, when the sheet over
なお、シリンダCに負荷Wが作用しているときに、メインスプールMSが図示の中立位置にあれば、スプール側3aよりもアクチュエータ側3bの方が高圧になる。なお、このときには、パイロットポペットPVが閉じるとともに、通孔16は開いた状態を保っている。したがって、このアクチュエータ側3bの高圧は、開いている通孔16を介して背圧室13に導かれ、メインポペットMP及びパイロットポペットPVがシート部15、18にしっかりと圧接する。これによってシリンダCの負荷が保持されるとともに、その降下が防止される。
Incidentally, when the cylinder C to the load W is applied, if the main spool MS is in the neutral position shown, towards the actuator side 3b than spool side 3a becomes high. At this time, the pilot poppet PV is closed and the through
パイロットポペットPVに対向してパイロットピストンPPを設けているが、このパイロットピストンPPの外側をパイロット室20に臨ませている。そして、このパイロットピストンPPの内側すなわちパイロット室20とは反対側にはスプリング21のバネ力を作用させている。
It is provided with the pilot piston PP opposite the path for the pilot poppet PV, and to face the outside of the pilot piston PP to the
したがって、パイロット室20にパイロット圧が作用しない限り、パイロットピストンPPのプッシュロッド22が、スプリング21の作用でパイロットポペットPVから離れた位置を保つことになる。言い換えれば、パイロット室20にパイロット圧が作用しない限り、パイロットポペットPVは、シート部18に圧接して背圧室13と排出通路24との連通を遮断する。なお、パイロット室20は、他方のメインパイロット室8と共通のパイロット圧が導かれるように、比例弁9に接続している。
Therefore, as long as the pilot pressure does not act on the
今、一方のメインパイロット室7にパイロット圧を導くように、比例弁9を操作すると、他方のメインパイロット室8及びパイロット室20はタンクに連通する。上記のように一方のメインパイロット室7にパイロット圧が導かれると、メインスプールMSが図面右方向に移動する。このメインスプールMSの右方向移動によって、第1環状溝11を介して供給通路2とアクチュエータポート3とが連通する。また、第2環状溝12を介してアクチュエータポート4と戻り通路6とが連通する。
Now, when the proportional valve 9 is operated so as to guide the pilot pressure to one
したがって、アクチュエータポート3では、スプール側3aの圧力が、アクチュエータ側3bの圧力よりも高くなるので、メインポペットMPが強制的に押し開かれ、供給通路2から供給された圧力流体がシリンダCのヘッド側室に供給される。また、シリンダCのロッド側室は、アクチュエータポート4を介して戻り通路6に連通するので、シリンダCは負荷Wを上昇させる。
Therefore, in the
この状態から、比例弁9を操作して、メインパイロット室7内の圧力を除けば、メインスプールMSがセンタリングスプリング10の作用で図示の中立位置に復帰する。この中立位置においては、アクチュエータポート3のスプール側3aよりもアクチュエータ側3bの方が負荷Wの分だけ高圧になるので、メインポペットMPがシート部15をしっかりとシートする。したがって、このメインポペットMPの機能で、シリンダCの降下が防止される。
From this state, if the proportional valve 9 is operated to remove the pressure in the
上記の中立状態から、比例弁9を操作して、他方のメインパイロット室8とパイロット室20とにパイロット圧を導き、一方のメインパイロット室7をタンクに連通すれば、メインスプールMSが、図面左方向に移動すると同時に、パイロットピストンPPもスプリング21に抗して移動する。このパイロットピストンPPの移動にともなって、プッシュロッド22がパイロットポペットPVを押し開く。
When the proportional valve 9 is operated from the neutral state to guide the pilot pressure to the other main pilot chamber 8 and the
パイロットポペットPVが開けば、背圧室13が、排出通路24を介してアクチュエータポート3のスプール側3aに連通する。そして、このときには、アクチュエータポート3のスプール側3aは、第1環状溝11を介して戻り通路5に連通しているので、背圧室13がこの排出通路24を介して戻り通路5に排出される。したがって、メインポペットMPの背圧が下がり、メインポペットMPが開弁するが、その原理は従来の装置と全く同じである。なお、このときには、通孔16は閉じた状態を維持する。
When the pilot poppet PV is opened, the
また、上記のようにメインスプールMSが、図面左方向に移動したときには、第2環状溝12を介して、供給通路2とアクチュエータポート4とが連通するので、シリンダCのヘッド側室の流体が、アクチュエータポート3のアクチュエータ側3b→スプール側3a→第1環状溝11→戻り通路5を経由してタンクに戻される。
Further, when the main spool MS moves in the left direction of the drawing as described above, the
ただし、上記の場合に、第1環状溝11の縁部に形成したノッチ23が戻り通路5に連通する前に、メインポペットMPが開くようにしているが、その理由は次のとおりである。例えば、ノッチ23が開いた後でメインポペットMPが開くと、メインポペットMPが開いた瞬間に、シリンダCからの戻り流量が、一気にノッチ23に流れ込むことになる。しかし、このノッチ23は、アクチュエータポート3と戻り通路5との連通開度を微妙に変えながらインチング制御をするためのものである。このような機能を持ったノッチ23に、戻り流量が一気に流れ込むと、その微妙なインチング制御がし難くなる。そこで、上記したようにメインポペットMPが先に開いて、アクチュエータポート3のスプール側3aに戻り流量を到達させておいてから、ノッチ23を開くようにして、正確なインチング制御ができるようにしている。
However, in the above case, the main poppet MP is opened before the
B バルブボディ
2 供給通路
3,4 アクチュエータポート
5,6 戻り通路
C シリンダ
MS メインスプール
7,8 メインパイロット室
11 第1環状溝
12 第2環状溝
16 (開閉弁部である)通孔
MP メインポペット
PP パイロットピストン
23 ノッチ
24 排出通路
16 Through-hole MP (which is an on-off valve part) Main poppet
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