JPH0343502Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、パイロツト駆動の方向切換弁に関
し、特にフラツパ部材がバイモルフ型圧電素子等
の電歪素子によつて駆動される電気式ノズルフラ
ツパ装置によつて、スプール摺動孔の両端に形成
したスプール液圧室のパイロツト油圧を制御して
スプールを移動させることによりメイン流路が切
り換わる電気制御可能な方向切換弁に関する。

〔従来の技術〕

従来の電気制御可能な方向切換弁は、一般に電
磁ソレノイドを使用して直接スプールを移動させ
るか、あるいはパイロツト弁を切り換えてパイロ
ツト油圧によつて主弁のスプールを移動させるよ
うにしたものであつたが、電磁ソレノイドのユニ
ツトに占める割合が大きいので弁全体が大型化
し、且つ電磁ソレノイドの占めるコストが高いば
かりか、切換状態では電磁ソレノイドに通電し続
けなければならないので消費電流が大きくなつて
発熱の問題もあり、さらにスプールを切換途中の
中間位置で制御することができないという問題も
あつた。

上述のような問題点を解決するため、本出願人
はバイモルフ型圧電素子（バイモルフ電歪素子と
もいう）等の電歪素子によつてフラツパ部材が駆
動される電気式ノズルフラツパ装置によつてパイ
ロツト油路を開閉するようにした方向切換弁を先
に出願している（実願昭59−98808号）。

これを第４図によつて簡単に説明すると、ボデ
イ１のスプール２を嵌入する摺動孔１ａの両端に
形成したスプール液圧室３の外側に、タンクＴに
連通する室４を形成し、そこにそれぞれノズルフ
ラツパ装置５を設けている。

そして、圧油供給源Ｐからそれぞれ絞り６を設
けた流路７を通して各スプール液圧室３にパイロ
ツト油を導入し、ノズルフラツパ装置５によつて
室４への流出を制御するようにしている。

この電気式ノズルフラツパ装置５は、スプール
液圧室３に連通する流路８ａを形成したノズル８
を室４へ突出させて設けると共に、バイモルフ型
圧電素子９によつて形成したフラツパ部材の一端
を室４の端壁に固着し、その自由端部でノズル８
の開口を閉鎖させている。

そして、このバイモルフ型圧電素子９にリード
線１０を介して外部から駆動電圧を印加すると、
外側に湾曲してノズル８を開放するので、スプー
ル液圧室３内のパイロツト油がノズル８から流出
してその液圧が低下するため、スプール２が左方
へ移動してメイン流路が切り換わる。

また、図示しない右側のノズルフラツパ装置の
フラツパ部材であるバイモルフ型圧電素子に駆動
電圧を印加すれば、スプールが右方へ移動してメ
イン流路が逆に切り換わる。

この方向切換弁は、電磁ソレノイドを使用せ
ず、電歪素子をフラツパ部材の駆動に使用した簡
単な電気式ノズルフラツパ装置をスプール液圧室
の両側に設けるだけなので、小型化及び低コスト
化を計ることができ、しかも消費電流が少なくな
るので発熱の問題もなく、電歪素子への印加電圧
によつて任意のスプール位置での制御も可能にな
る等の利点がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、バイモルフ型圧電素子等の電歪
素子は、電圧に対する変位量は大きいが力が弱い
という特性があるので、大形の方切換弁を作動さ
せるための高圧のパイロツト油の流出を制御する
電気式ノズルフラツパ装置のフラツパ部材自体又
はその駆動部として用いた場合、フラツパ部材の
駆動力が不足し、流体力によつて押し開かれてし
まうという問題点があつた。

この考案は、このような問題点を解決すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 この考案は上記の目的を達成するため、前述の
ような方向切換弁において、各スプール液圧室の
液圧を制御する電気式ノズルフラツパ装置のノズ
ルを形成する固定部に、それぞれ横断面がノズル
の開口と同面積で該ノズル内の流路と連通する摺
動孔を形成し、その摺動孔にそれぞれピストンを
嵌挿して、そのピストンの突出端をバイモルフ型
圧電素子等の電歪素子によつて駆動されるフラツ
パ部材又はその延設部に当接あるいは係着させ、
ノズルの開口側の流体力と反対方向の流体力を上
記ピストンを介して上記フラツパ部材に作用させ
るようにしたものである。

〔作用〕

このように構成することにより、電気式ノズル
フラツパ装置によつて方向切換弁の各スプール液
圧室の液圧を制御する際に、ノズルからの流体力
がフラツパ部材を押し開く方向に作用しても、そ
れと同等の大きさで反対方向の流体力をピストン
を介してフラツパ部材に作用させることによつ
て、両作用力を相殺されることができる。

したがつて、フラツパ部材を流体力に左右され
ずに比較的小さい力で駆動して位置制御すること
ができるので、バイモルフ型圧電素子等の電歪素
子に電圧を印加した時の駆動力が小さくても、各
スプール液圧室の高圧のパイロツト油圧を確実に
制御してメイン流路を切り換えることができる。

しかも、構成が簡単で安価に実施できる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第１図乃至第５図を
参照して説明する。

第１図は、この考案の第１実施例である方向切
換弁の左端部のみを示す概略的な断面図であり、
第４図と同様な部分には同一符号を付してそれら
の説明を省略する。

この実施例では、ボデイ１の各スプール液圧室
３の外側に室１４をコ字状に形成し、この室１４
内に電気式ノズルフラツパ装置１５を設けてい
る。

この電気式ノズルフラツパ装置１５は、ノズル
１８内の流路１８ａと連通する摺動孔２０をボデ
イ１の一部である固定部に形成して室１４のノズ
ル１８の開口１８ｂと反対側に開口させ、ここに
ピストン２１を嵌挿している。

なお、摺動孔２０は横断面が開口１８ｂと同じ
面積になるように形成されている。

そして、このノズル１８を開閉するフラツパ部
材として、バイモルフ型圧電素子１９の一端を室
１４の端壁に固着している。

このバイモルフ型圧電素子１９の自由端側に
は、剛性の大きい板材によるコ字状に屈曲した延
設部１９ａを設け、その先端部の内側にピストン
２１の突出端を当接あるいは係着させている。

そこで、このフラツパ部材をなすバイモルフ型
圧電素子１９に駆動電圧を印加すると、その電圧
に応じて図で左方へ湾曲して、ノズル１８の開口
１８ｂを開放すると共に、その延設部１９ａがピ
ストン２０を押圧しながら左方へ移動する。

それによつて、圧油供給源Ｐから絞り６を有す
る流路７を通つてスプール液圧室３に流入したパ
イロツト油がノズル１８から室１４へ流出し、図
示しない右側のスプール液圧室のパイロツト油圧
によつてスプール２が左行され、メイン流路が切
り換わる。

ところで、パイロツト油の流体力はバイモルフ
型圧電素子１９及びピストン２１の両方向に作用
するが、ノズル１８の開口面積とピストン２１の
受圧面積とが等しいので、バイモルフ型圧電素子
１９にノズル１８側で作用する流体力Ｆとピスト
ン２１を介して延設部１９ａに作用する逆向きの
流体力F′とが略等しくなり、バイモルフ型圧電素
子１９に作用するパイロツト油の流体力は常に略
相殺されてバランスしている。

したがつて、バイモルフ型圧電素子１９が電圧
の印加によらずにパイロツト油の流体力によつて
押し開かれてしまつたり、一旦開いた後閉止でき
なくなつたりするようなことはない。

第２図はこの考案の第２実施例である方向切換
弁の全体を示し、第１図と対応する部分（形状は
必ずしも同じではないが）には同一符号を付して
それらの説明を省略する。

この方向切換弁は、スプール２の両側のスプー
ル液圧室３の外側のボデイ１内に形成したタンク
Ｔに連通する室１４に、夫々第１実施例と同様に
構成した電気式ノズルフラツパ装置１５，１５を
配設しており、スプール２をその両端のスプリン
グ２２，２２によつて中立位置に保持している。

そして、左右のノズルフラツパ装置１５，１５
のフラツパ部材をなすバイモルフ型圧電素子１
９，１９のどちらか一方に駆動電圧を印加してノ
ズル１８を開放することにより、左右のスプール
液圧室３，３間に生ずる差圧によつてスプール２
を左行又は右行させて、ポートＡ，Ｂの流路を切
換えるようになつている。

この時、どちらのノズルフラツパ装置１５，１
５においても、バイモルフ型圧電素子１９及びピ
ストン２１の両方にパイロツト油による同等の流
体力が反対方向に作用するので、バイモルフ型圧
素子１９に作用する流体力は全体として相殺され
てバランスする。

第３図は、この考案の第３実施例である方向切
換弁の左端部のみを示す断面図である。

この実施例では、スプール液圧室３の外側に形
成したタンクＴに連通する室３４に電気式ノズル
フラツパ装置３５を設けたものであり、ボデイ１
にスプール液圧室３に連通する流路３８ａを有す
るノズル３８を室３４に突出させて形成し、その
開口をフラツパ部材をなすバイモルフ型圧電素子
３９によつて開閉する。

さらに、ボデイ１の室３４を介してノズル３８
と対向する部位に、スプール液圧室３を介して流
路３８ａと連通する摺動孔４０を形成し、そこに
ピストン４１を摺動可能に嵌挿して、その突出端
をバイモルフ型圧電素子３９のノズル３８と係合
する面と反対側の面に当接あるいは係着させてい
る。

この摺動孔４０も横断面の面積がノズル３８の
開口面積と等しくなるように形成されている。

この実施例によつても、ノズル３８の開口部か
らバイモルフ型圧電素子３９の図で右側の面に作
用する流体力とピストン４１を介して左側の面に
作用する流体が等しくバランスするため、その影
響を相殺することができる。

なお、上記各実施例ではバイモルフ型圧電素子
をフラツパ部材として使用した電気式ノズルフラ
ツパ装置を用いた方向切換弁について説明した
が、電気式ノズルフラツパ装置のフラツパ部材
は、それ自体又は少なくともそれを駆動する部分
に電歪素子を使用すればよい。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案による方向
切換弁は、小型で消費電力も少なく安価なものを
提供でき、しかも電気式ノズルフラツパ装置のフ
ラツパ部材に作用する流体力を２方向から互いに
相殺するように作用させてバランスさせることが
できるので、高油圧のパイロツト制御による方向
切換弁に使用しても、バイモルフ型圧電素子等の
電歪素子によつてフラツパ部材を少ない電力で確
実に駆動することができ、流体力によつて押し開
かれてしまうようなこともなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例である方向切換
弁の左端部のみを示す断面図、第２図はこの考案
の第２実施例である方向切換弁の全体を示す断面
図、第３図はこの考案の第３実施例である方向切
換弁の左端部のみを示す断面図、第４図は従来の
電気式ノズルフラツパ装置を用いた方向切換弁の
左端部を概略的に示す断面図である。 １……ボデイ、２……スプール、３……スプー
ル液圧室、６……絞り、１４，３４……室、１
５，３５……電気式ノズルフラツパ装置、１８，
３８……ノズル、１８ａ，３８ａ……流路、１
９，３９……バイモルフ型圧電素子（フラツパ部
材）、２０，４０……摺動孔、２１，４１……ピ
ストン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ボデイのスプールを嵌入する摺動孔の両端に形
   成したスプール液圧室の外側にタンクに連通する
   室を形成し、そこにそれぞれ電気式ノズルフラツ
   パ装置を設け、パイロツト油をそれぞれ絞りを設
   けた流路を通して前記各スプール液圧室に導入
   し、前記各ノズルフラツパ装置を介して前記室へ
   流出させ、該各ノズルフラツパ装置のノズルと対
   向するフラツパ部材をバイモルフ型圧電素子等の
   電歪素子によつて駆動するように構成し、該フラ
   ツパ部材の駆動により前記各スプール液圧室の液
   圧を制御して前記スプールを移動させることによ
   つてメイン流路が切り換わるようにした方向切換
   弁において、 前記各ノズルフラツパ装置のノズルを形成する
   固定部に、それぞれ横断面が前記ノズルの開口と
   同面積で該ノズル内の流路と連通する摺動孔を形
   成し、該摺動孔にそれぞれピストンを嵌挿して、
   該ピストンの突出端を前記フラツパ部材又はその
   延設部に当接あるいは係着させ、前記ノズルの開
   口側の流体力と反対方向の流体力を前記ピストン
   を介して前記フラツパ部材に作用させるようにし
   たことを特徴とする方向切換弁。