JPH036361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、アクチエータポートからの戻り油
を、必要に応じて供給側に送る方向制御弁に関す
る。

（従来の技術） 第１，２図に示した従来の方向切換弁は、弁本
体１にアクチエータポート２，３を形成し、一方
のアクチエータポート２をシリンダ４のボトム側
室５に接続するとともに、他方のアクチエータポ
ート３をロツド側室６に接続している。

このようにした弁本体１にはスプール７を設け
ているが、このスプール７が第１図に示すように
中立位置にあるとき、ポンプポート８，９がタン
クポート１０に連通するとともに、前記アクチエ
ータポート２，３は供給流路１１およびタンク流
路１２との連通が遮断される関係にしている。そ
してこの供給流路１１はパラレルフイーダ１３と
ロードチエツク弁１４を介して通じている。

そしてこのスプール７の片側、すなわち図面右
側には、制御部体１６を内装している。

この制御部体１６部分の構成を拡大したのが第
２図である。

すなわち、この制御部体１６はその外端の大径
部１７を圧力室１８に臨ませるとともに、この圧
力室１８に設けたスプリング１９の作用で、通常
はポペツト部２０をスプール７に形成のバルブシ
ート２１に圧接させている。また、ポペツト部２
０から突出させた突部２２を連通室２３内に臨ま
せるとともに、連通室２３側のポペツト部２０の
受圧面積a₁に対して圧力室１８側の大径部１７の
受圧面積a₂を大きくしている。そして上記制御部
体１６には通油孔２４を形成し、この通油孔２４
を介して圧力室１８と連通室２３とが常時通じる
構成にしている。

さらに上記連通室２３はスプール７に形成の通
孔２５を介して、他方のアクチエータポート３に
連通したり、あるいは前記供給流路１１に連通し
たりする関係にしている。

すなわち、スプール７が中立位置にある図示の
状態では、通孔２５が他方のアクチエータポート
３に連通する一方、スプール７を図面左方向に切
換えたときは、供給流路１１と連通する関係にし
ている。

また制御部体１６のポペツト部２０がバルブシ
ート２１に圧接している状態において、ポペツト
部２０と大径部１８間に対向する関係位置に、切
換孔２６とタンク流路ポート２７とを形成してい
る。これら切換孔２６とタンク流路ポート２７と
は、制御部体１６とスプール７間に形成される連
通路２８を介して常時連通するとともに、他方の
アクチエータポート３およびタンク流路１２に対
しは次の関係位置を保持している。

すなわち図示の中立位置において、切換孔２６
はタンク流路１２に通じる一方、タンク流路ポー
ト２７はタンク流路１２の開口部とくい違い、完
全に閉ざされる。そしてスプール７を図面左方向
に切換えると、切換孔２６が他方のアクチエータ
ポート３に連通するとともに、タンク流路ポート
２７がタンク流路１２に連通する。

しかしてスプール７を左右いずれかに切換える
と、ポンプポート８，９とタンクポート１０との
連通が遮断されるとともに、第１あるいは第２環
状溝２９，３０を介して、いずれか一方のアクチ
エータポートが供給流路１１と連通する。

いまスプール７を図面右方向に移動させたとす
ると、第２環状溝３０を介して供給流路１１と他
方のアクチエータポート３とが連通するととも
に、一方のアクチエータポート２は第２環状溝３
１を介して連通する。

したがつてポンプからの圧油はロツド側室６に
流入し、ボトム側室５内の油はタンクに戻り、シ
リンダ４はそのロツドを矢印１５とは反対方向に
移動させる。

次にスプール７を図面左方向に切換えると、こ
ん度は一方のアクチエータポート２が第１環状溝
２９を介して供給流路１１に連通するが、他方の
アチエータポート３とタンク流路１２とは次のよ
うにして連通する。

すなわち、前記切換孔２６が他方のアクチエー
タポート３と連通するとともに、タンク流路ポー
ト２７がタンク流路１２と連通するので、他方の
アクチエータポート３は、切換孔２６、流通路２
８およびタンク流路ポート２７を介してタンク流
路１２に連通する。

またこのときには、通孔２５が供給流路１１に
連通するので、供給流路１１内の供給圧は、シリ
ンダのボトム側室５に流入するとともに、前記連
通室２３および圧力室１８にも流入する。

上記のようにシリンダのボトム側室５に圧油が
供給され、ロツド側室６がタンク流路１２に連通
するので、シリンダ４のロツドは矢印１５方向に
移動する。

そしてこのようにした方向制御弁は、たとえば
パワーシヨベルのアームシリンダを制御するため
に用いるが、いま当該パワーシヨベルのバケツト
を空中で下降動作させると、シリンダ４には矢印
１５方向のカウンター負荷が作用する。

したがつてボトム側室５は負圧になり、このボ
トム側室５に連通する連通室２３および圧力室１
８も負圧になる。圧力室１８内が負圧になれば、
流通路２８内の圧力によつて制御部体１６はスプ
リング１９に抗して移動し、バルブシート２１を
開く。

バルブシート２１が開くことによつて、ロツド
側室６の戻り油は、連通室２３および通孔２５を
通つて供給流路１に流入し、ポンプからの油と合
流する。つまりロツド側室６からの戻り油をボト
ム側室５に供給してその不足分を補い、キヤビテ
ーシヨンを防止する。

一方当該パワーシヨベルが掘削作業をしている
ときには、ボトム側室５内の圧力が高圧になり、
この高圧が連通室２３にも導入される。このよう
に連通室２３に導入された高圧は、通油孔２４を
通つて圧力室１８にも導かれる。その結果連通室
２３および圧力室１８は同圧になるが、前記した
ように受圧面積a₁よりa₂の方が大きいので、制御
部体１６はバルブシート２１を閉じた状態に維持
される。

したがつてこの場合には、ロツド側室６の戻り
油は、供給流路１１に回らず、すべてタンク流路
１２に流れる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにした従来の方向制御弁の欠点は、
例えば当該パワーシヨベルの掘削作業時における
エネルギーロスが大きくなることである。

すなわち上記掘削作業時には、ロツド側室６も
戻り油の流路過程での抵抗が少なければ少ないほ
どエネルギーロスが少なくなる。つまりタンク流
路ポート２７の直径が大きければ大きいほど、エ
ネルギーロスが少なくなる。

ところがタンク流路ポート２７の直径を大きく
すると、当該バケツトの空中下降動作時に、ロツ
ド側室６の戻り油がこのタンク流路ポート２７か
らタンク流路１２に逃げてしまい、その戻り油を
ボトム側室５にほとんど供給しえなくなる。

したがつてタンク流路ポート２７の直径を大き
くするにも限界があり、結局掘削作業時における
エネルギーロスを無くせなかつた。

この発明は、タンク流路ポートの直径を大きく
しても、アクチエータポートにカウンター負荷が
作用したとき、アクチエータポートからの戻り油
を供給流路に回せる方向制御弁の提供を目的とす
る。

（課題を解決するための手段） この発明は、ポンプに連通する供給流路とタン
クに連通するタンク流路とを形成し、スプールの
切換え位置に応じて、供給流路をいずれか一方の
アクチエータポートに連通させるとともに、タン
ク流路をいずれか他方のアチユエータポートに連
通させる方向制御弁を前提にするものである。

そして、上記方向制御弁を前提にしつつ、この
発明は、スプールの一端側に制御部体を内装し、
この制御部体のポペツト部が連通室のバルブシー
トに接する関係にするとともに、ポペツト部は反
対側の大径部を圧力室に臨ませ、制御部体に形成
に通油孔を介して上記連通室と圧力室とを連通さ
せる一方、ポペツト部の受圧面積a₁に対して大径
部の受圧面積a₂を大きくし、さらに前記スプール
には、その切換え位置に応じて前記連通室を供給
流路に連通させる通孔と、前記他方のアクチエー
タポートに開口する切換孔と、タンク流路に開口
するタンク流路ポートとを形成するとともに、制
御部体周囲に形成の流通路によつて切換孔とタン
ク流路ポートとを常時連通させてなり、かつ制御
部体のポペツト部がバルブシートを開いた状態
で、切換孔とタンク流路ポートとの流路過程を絞
る絞り機構を設けた点に特徴を有する。

なお、この発明の絞り機構とは、後記する各実
施例の環状突部とその周囲に形成される絞り流路
とを構成要素にしてなる。ただしこの発明におい
ては、上記環状突部にスプールの長手方向に沿つ
て多数の溝を形成し、この溝を絞り流路に代えて
もよい。

（本発明の作用） この発明は上記のように構成したので、アクチ
ユエータにカウンター負荷が作用すると、制御部
体が移動して切換孔とタンク流路ポートとを連通
させる流路面積を小さくする。そのために、一方
のアクチユエータポートからの戻り油のほとんど
は、タンク流路から流出せずに、アクチユエータ
の負圧を形成している側に供給される。

また、通常の状態のときには、制御部体がノー
マル位置を保持し、切換孔とタンク流路ポートと
を連通させる流路面積を十分に保つ。

（本発明の効果） この発明の方向制御弁によれば、タンク流路ポ
ートの直径を十分大きくしても、アクチエータポ
ートにカウンター負荷が作用したときに、そのア
クチエータポートからの戻り油のほとんどを供給
流路に回せる。

このようにタンク流路ポートの直径を十分大き
く取れるので、アクチエータポートの高圧作動の
ときのエネルギーロスも少なくなる。

（本発明の実施例） この実施例は、スプールの片側の構造を改良し
たもので、その他は従来と同様なので、各実施例
を示す第３図以下は、その要部のみを示してい
る。

第１実施例（第３，４図） この第１実施例は、制御部体１６に環状突部３
２を形成し、この環状突部３２とスプール７間に
環状すき間からなる絞り流路３３が形成される関
係にしている。

そして上記環状突部３２は、ポペツト部２０が
バルブシート２１に接している第４図の状態にお
いて、両切換孔２６間に対応し、ポペツト部２０
がバルブシート２１から離れる開状態において、
切換孔２６とタンク流路ポート２７との流路過程
で、切換孔２６より下流側に位置する関係にして
いる。

しかして前記シリンダ４に矢印１５方のカウン
ター負荷が作用したときは、連通室２３および圧
力室１８内が負圧になり、制御部体１６がスプリ
ング１９に抗して移動し、バルブシート２１を開
くこと従来と全く同様である。

ただ制御部体１６が移動した状態では、第３図
に示すように、切換孔２６とタンク流路ポート２
７を結ぶ流通路２８の通路過程に絞り流路３３が
移動するので、ロツド側室６の戻り油のほとんど
が、連通室２３からの供給流路１１に流れる。

つまりタンク流路ポート２７の直径が大きくて
も、絞り流路３３の絞り抵抗の作用で、上記戻り
油のほとんどが供給流路１１に流れ、ボトム側室
５内のキヤビテーシヨンを防止する。

またボトム側室５内が高圧のときは、その高圧
が連通室２３および圧力室１８にも導かれるの
で、前記従来と同様に、受圧面積a₁とa₂の差によ
り、制御部体１６はバルブシート２１を閉じたま
まの状態に維持する。

このとき絞り流路３３は、切換孔２６とタンク
流路ポート２７間の流路過程から外れるので、ロ
ツド側室６も戻り油に対し抵抗を与えない。した
がつてタンク流路ポート２７の直径を大きくして
おけば、エネルギーロスが少なくなる。

第２実施例（第５，６図） この第２実施例は、切換孔２６に対応する位置
に環状凹部３４を形成するとともに、制御部体１
７に環状突部３５を形成したもので、その他は第
１実施例と全く同様である。

しかしてボトム側室５内が負圧になつて制御部
体１６がスプリング１９に抗して移動すると、第
５図に示すように、環状突部３５が前記環状凹部
３４とくい違い、流通路２８に絞り流路３６を形
成し、切換孔２６とタンク流路ポート２７間の流
通過程を絞る。

また第６図に示すように、ポペツト部２０がバ
ルブシート２１に接しているときは、環状突部３
５が環状凹部３４に対抗しているので、流通路２
８を絞ることがない。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は従来の方向制御弁の断面図、第２
図はその要部拡大図、第３，４図はこの発明の第
１実施例を示すもので、第３図はスプールを切換
えたた状態におけるカウンター負荷が作用してい
るときの要部拡大断面図、第４図は同じく高圧作
動のときの要部拡大断面図、第５，６図は第２実
施例を示すもので、第５図は第３図と同様の要部
拡大断面図、第６図は第４図と同様の要部拡大断
面図である。 ２，３……アクチエータポート、７……スプー
ル、１１……供給流路、１２……タンク流路、１
６……制御部体、１７……大径部、１８……圧力
室、２０……ポペツト部、２１……バルブシー
ト、２３……連通室、a₁，a₂……受圧面積、２４
……通油孔、２５……通孔、２６……切換孔、２
７……タンク流路ポート、２８……流通路、３
２，３５，３３，３６……絞り機構を構成する環
状突部および絞り流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプに連通する供給流路とタンクに連通す
   るタンク流路とを形成し、スプールの切換え位置
   に応じて、供給流路をいずれか一方のアクチユー
   タポートに連通させるとともに、タンク流路をい
   ずれか他方のアクチエータポートに連通させる方
   向制御弁において、前記スプールの一端側に制御
   部体を内装し、この制御部体のポペツト部が連通
   室のバルブシートに接する関係にするとともに、
   ポペツト部とは反対側の大径部を圧力室に臨ま
   せ、制御部体に形成の通油孔を介して上記連通室
   と圧力室とを連通させる一方、ポペツト部の受圧
   面積a₁に対して大径部の受圧面積a₂を大きくし、
   さらに前記スプールには、その切換え位置に応じ
   て前記連通室を供給流路に連通させる通孔と、前
   記他方のアクチエータポートに開口する切換孔
   と、タンク流路に開口するタンク流路ポートとを
   形成するとともに、制御部体周囲に形成の流通路
   によつて切換孔とタンク流路ポートとを常時連通
   させてなり、かつ制御部体のポペツト部がバルブ
   シートを開いた状態で、切換孔とタンク流路ポー
   トとの流路過程を絞る絞り機構を設けた方向制御
   弁。