JPH0449688Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は油圧シヨベルのパイロツト管路中に介
在せしめられ、所定の方向における油の流量を制
御する油圧シヨベルのパイロツト管路用流量制御
弁に関する。

〔従来の技術〕

油圧シヨベルには、各種油圧アクチユエータお
よびこれを駆動するための種々の油圧要素や油圧
回路が設けられている。ところで、これら油圧ア
クチユエータ又は油圧要素には、作業目的や作動
状態等によつて、ある方向の動作は指令に応じて
実行され、又、他の方向の動作はゆるやかに行わ
れるのが望ましいものがある。そのような動作が
望まれる油圧要素の１例として、油圧シヨベルの
走行体を駆動する走行モータの方向切換弁が挙げ
られる。

即ち、油圧シヨベル停止時には機体に大きな慣
性力が生じるので、走行モータを停止すべく方向
切換弁を中立位置に戻すと走行モータに大きなブ
レーキ力が生じ、走行停止時、油圧シヨベル全体
に大きな衝撃が加わる。これを防止するには、方
向切換弁を中立位置方向に戻す動作をゆるやかに
して徐々にブレーキ力がかかるような手段を講じ
ることが望まれる。

上記の例の場合、その手段として、走行体の操
作レバーの指令を方向切換弁に伝えるパイロツト
回路に、方向切換弁を中立位置とする場合にの
み、それまで方向切換弁に供給されていたパイロ
ツト圧油をゆるやかにタンクに戻すことができる
弁を挿入することが考えられる。そして、このよ
うな弁として、チエツク弁型流量制御弁が考えら
れる。このようなチエツク弁型流量制御弁を図に
より説明する。

第２図はチエツク弁型流量制御弁の断面図であ
る。図で、１は弁本体、２は弁本体１にあけられ
た大径穴、３は大径穴２と連通する小径穴、４，
５は弁本体１に形成されたポートである。６は大
径穴２内を摺動するポペツトであり、その先端部
は小径穴３に着座するようになつている。７はポ
ペツト６にあけられた横穴、８はポペツト６の先
端にあけられたきり穴、９はばね座、１０はばね
座９とポペート６との間に装架されたばねであ
る。上記ポート４は走行体の操作レバーで操作さ
れるパイロツト弁（いずれも図示されていない）
に接続され、又、上記ポート５は方向切換弁（図
示されていない）の一方側のパイロツト室に接続
されている。

今、操作レバーが操作され、油圧ポンプからの
圧油がパイロツト弁を介してポート４に供給され
る。と、ポペツト６のキリ穴８は極めて小径であ
るので、ポペツト６はばね１０のばね力に抗して
直ちに左方へ押され、パイロツト圧油は、ポート
４、小径穴３、横穴７、大径穴２およびポート５
を経て方向切換弁のパイロツト室に供給される。
これにより、方向切換弁は作動位置に切換えられ
走行モータが駆動され、走行体が走行を開始す
る。

この状態から、走行体を停止させるため、操作
レバーが中立位置に戻されると、ポート４はパイ
ロツト弁を介してタンク（図示されていない）に
接続される。このため、方向切換弁のパイロツト
室に供給されていたパイロツト圧油はチエツク弁
型流量制御弁を通つてタンクに戻ろうとするが、
ポペツト６の先端が図示のように小径穴３に着座
してこれを遮断しているので、方向切換弁から戻
るパイロツト圧油はポート５、大径穴２、きり穴
８、ポート４を通ることになる。そして、この戻
りのパイロツト圧油の流量は、極めて小径のきり
穴８により制限される。この結果、方向切換弁の
中立位置への戻りは、操作レバーが中立位置へ戻
されているにもかかわらずゆるやかとなり、走行
モータに急峻なブレーキ力が加わることはなく、
油圧シヨベルへの衝撃力も緩和される。

このように、チエツク弁型流量制御弁は、上記
の例のみならず、油圧アクチユエータや油圧要素
をそれらの一方向動作時のみゆるやかに作動させ
るために効果的に使用される。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、チエツク弁型流量制御弁は極め
て小径のきり穴８によりポート５からポート４へ
の圧油の流量を制限する構成となつているため、
塵埃等による穴詰りを生じ、所期の動作が不可能
となるおそれがある。又、きり穴８の径を小さく
加工するためには、きり穴８はチヨーク状になら
ざるを得ず、このため、低温時に油の粘度が増大
すると、きり穴８を通過する圧力損失が大きくな
り、常温時に比べて流量が著るしく低下する。い
ずれの場合も、油圧アクチユエータや油圧要素の
作動上、極めて不都合な事態を生じるおそれがあ
る。上記の例の場合だと、走行体は停止せず、又
はオペレータが考えているより余計に走行して停
止することになり、極めて危険である。

さらに、これ以外にも次のような問題がある。
即ち、上記チエツク弁型流量制御弁のポート５か
らポート４への流量は、専らきり穴８の径に依存
しているため、ポート５側の圧力とポート４側の
圧力の差によつて上記流量が変化する。したがつ
て、当該流量によつて作動する油圧アクチユエー
タや油圧要素の動作速度は上記圧力の差の変化に
より変化することになり、常に一定速度を得るこ
とは困難になる。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、上記の問題点を解決し、
穴詰りや圧力損失のおそれなく、常にほぼ一定の
流量を得ることができる油圧シヨベルのパイロツ
ト管路用流量制御弁を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本考案は、第１の
油室、この第１の油室と絞りを介して連通する第
２の油室、前記第１の油室と連通する第１の横
穴、前記第２の油室と連通する第２の横穴、およ
び前記第１の横穴と前記第２の横穴間に形成され
た小径部を有するスプールと、このスプールが摺
動可能に挿入されるとともに、第１のポート、第
２のポート、この第２のポートと前記第２の横穴
間に介在する第３の油室、および前記第１のポー
トと前記第１の横穴間に介在する第４の油室を有
する弁本体と、前記スプールを中央に保持するよ
うにその両端に装架された一対のスプリングとを
備え、前記スプールの前記第１の油室側端部と弁
本体との間で第１のストローク領域を、前記第４
の油室のランドと前記スプールの前記に小径部の
ランドとの間で第２のストローク領域を、前記第
３の油室のランドと前記スプールの前記小径部の
ランドとの間で第３のストローク領域を、前記第
３の油室のランドと前記スプールの前記第２の横
穴との間で第４のストローク領域を、前記第４の
油室のランドと前記スプールの前記第１の横穴と
の間で第５のストローク領域をそれぞれ構成せし
め、前記第２のストローク領域に比較して前記第
１のストローク領域を大きくし、この第１のスト
ローク領域に比較して前記第３のストローク領域
を大きくし、かつ、前記第４のストローク領域に
比較して前記第５のストローク領域を大きくして
油圧シヨベルのパイロツト管路用流量制御弁を構
成したことを特徴とする。

〔作用〕

第１のポートに圧油が供給されると、その圧油
は、第３の油室、第２の横穴、絞り、第１の油室
第１の横穴、第４の油室を経由して第２のポート
に達する。この場合、絞りが存在するので第２の
油室の圧力が第１の油室の圧力より大きくなり、
これによりスプールが駆動され、その小径部が第
３の油室と第４の油室にまたがつて位置せしめら
れ、圧油は第１のポートから第２のポートへ自由
に流れる。

逆に、第２のポートに圧油が流入すると、この
圧油は、第４の油室、第１の横穴、第１の油室、
絞り、第２の油室、第２の横穴、第３の油室を経
由して第１のポートに流れる。この場合には、絞
りの存在により第１の油室の圧力が大きくなり、
スプールは前述の場合と逆方向に移行する。この
移行により、第２の横穴と第３の油室との間の通
路の断面積が変化するが、この断面積は第１のポ
ートの圧油の圧力に応じた値となり、ここを通る
圧油の流量を一定といる。

〔実施例〕

以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の実施例に係る油圧シヨベルの
パイロツト管路用流量制御弁の断面図である。図
で、１１は弁本体、１２は弁本体１１に形成され
た大径の穴、１３は弁本体１１に外部と穴１２と
を連通するように設けられた第１のポート、１４
は弁本体１１に外部と穴１２とを連通するように
設けられた第２のポート、１５は穴１２に挿入さ
れたスプール、１５ａはスプール１５に形成され
た環状溝である。１６はスプール１５に形成され
た第１の油室、１７はスプール１５において第１
の油室の反対端に形成された第２の油室、１８は
第１の油室１６と第２の油室１７との間に形成さ
れた絞りである。１９は第２の油室１７に形成さ
れた横穴、２０は第１の油室１６に形成された横
穴である。２１，２２はそれぞれ弁本体１１の両
端とスプールとの間に装架されたスプリングであ
り、スプリング２１のばね力は弱く選定されてい
る。２３は第１のポート１３と横穴１９とで構成
される制御オリフイスである。２４は第１のポー
ト１３に連続して弁本体１１に形成された第３の
油室、２５は第２のポート１４に連続して弁本体
１１に形成された第４の油室である。第３の油室
２４は横穴１９の一部と重なりを有し、又、第４
の油室２５はスプール１５の移動位置の如何にか
かわらず横穴２０と連通している。

なお、第１図中δ₁〜δ₅はスプール１５の中立位
置におけるストローク領域を示す。ここで、スト
ローク領域δ₁はスプール１５の第１の油室１６側
の端面と弁体１１との間のストローク領域を、ス
トローク領域δ₂は弁本体１１の第４の油室２５の
ランド端部とスプール１５の小径部１５ａのラン
ド端部との間のストローク領域を、ストローク領
域δ₃は弁本体１１の第３の油室２４のランド端部
とスプール１５の小径部１５ａのランド他端部と
の間のストローク領域を、ストローク領域δ₄は弁
本体１１の第３の油室２４のランド他端部とスプ
ール１５の横穴１９端部との間のストローク領域
を、ストローク領域δ₅は弁本体１１の第４の油室
２５のランド他端部とスプール１５の横穴２０端
部との間のストローク領域をそれぞれ示す。各ス
トローク領域δ₁〜δ₅の大きさの関係は図から明ら
かなように、（δ₃＞δ₁＞δ₂），（δ₅＞δ₄）に定め
られ
る。

次に、この流量制御弁の動作について説明す
る。今、第１のポート１３に圧油が供給される
と、油は第１のポート１３から横穴１９を通り、
絞り１８を経て第１の油室１６へ入り、横穴２０
から第２のポート１４へ抜ける。この状態におい
て、第２の油室１７と第１の油室１６との差圧が
スプリング２１のばね力に打勝つとスプール１５
は図で上方に押上げられる。そうすると、スプー
ル１５の環状溝１５ａと第２のポート１４とが連
通し、第１のポート１３に入つた油は環状溝１５
ａを経て第２のポート１４へ抜ける。スプリング
２１のばね力が弱く選定されているので、上記ス
プール１５の上方への動作は油が第１のポート１
３に入つた後短時間の間に生じ、第１のポート１
３から第２のポート１４への油の流れは何等の制
限もなく自由流となる。

これとは逆に、油が第２のポート１４に入る
と、この油は横穴２０、第１の油室１６、絞り１
８、第２の油室１７、横穴１９を経て第１のポー
ト１３へ抜ける。この状態において、第１の油室
１６と第２の油室１７との差圧がスプリング２２
のばね力に打勝つと、スプール１５は図で下方に
移動する。このスプール１５の下方への移動によ
り、ストローク領域δ₄は小さくなり、これに伴つ
て横穴１９と第３の油室２４との間に形成される
流通路の開口面積Ｓも小さくなる。このため、第
２の油室１７からの油の流出は制限され、第１の
油室１６と第２の油室１７との間の差圧は一定に
保持され、第２の油室１７からの油の流出も一定
となる。この状態で、第２のポート１４へ流入す
る油圧が大きくなると、上記開口面積Ｓがさらに
小さくなつたところで差圧が一定に保持され、逆
に、第２のポート１４へ流入する油圧が小さくな
ると、上記開口面積Ｓが大きくなつたところで差
圧が一定に保持される。即ち、横穴１９と第１の
ポート１３との間に形成される流通路は、第２の
ポート１４の油圧に応じてその開口面積Ｓを変化
する制御オリフイス２３を構成している。

結局、第２のポート１４から第１のポート１３
へ流れる油の流量は制御オリフイス２３により制
限された制御流となり、その流量は、第１のポー
ト１３の油圧が大きいとき制御オリフイス２３の
開口面積Ｓが小に、又、当該油圧が小さいとき当
該開口面積Ｓが大になることから、常に一定に保
持される。そして、その一定流量は、絞り１８の
径が異なるスプールを選択して使用することより
変更され、あるいはばね力の異なるスプリングを
選択して使用することによつても変更し得る。

さて、このような流量制御弁を、例えば、前述
の走行モータの方向切換弁のパイロツト回路に用
いると、温度の如何にかかわらず、かつ、方向切
換弁からのパイロツト油圧の如何にかかわらず、
方向切換弁からのパイロツト圧油の戻り量を一定
にすることができるので、走行停止を安定して行
うことができる。又、制御オリフイス２３による
制御のため、きり穴を用いる場合のような穴の目
詰りは生じず、油圧シヨベルが停止しなくなると
いう事故発生のおそれは全くなくなる。

なお、本考案の流量制御弁を、走行モータ以外
の油圧アクチユエータに適用することができるの
は明らかである。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案では、第２のポート
から第１のポートへの制御流を、第２のポートの
油圧に応じてその開口面積を変化する制御オリフ
イスで得るようにしたので、油中の塵埃による穴
詰りや低温による圧力損失のおそれなく、第１の
ポートから常にほぼ一定の流量を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る流量制御弁の断
面図、第２図はチエツク弁型流量制御弁の断面図
である。 １１……弁本体、１３……第１のポート、１４
……第２のポート、１５……スプール、１５ａ…
…環状溝、１６……第１の油室、１７……第２の
油室、１８……絞り、１９，２０……横穴、２
１，２２……スプリング、２３……制御オリフイ
ス、２４……第３の油室、２５……第４の油室、
δ₁〜δ₅……ストローク領域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１の油室、この第１の油室と絞りを介して連
   通する第２の油室、前記第１の油室と連通する第
   １の横穴、前記第２の油室と連通する第２の横
   穴、および前記第１の横穴と前記第２の横穴間に
   形成された小径部を有するスプールと、このスプ
   ールが摺動可能に挿入されるとともに、第１のポ
   ート、第２のポート、この第２のポートと前記第
   ２の横穴間に介在する第３の油室、および前記第
   １のポートと前記第１の横穴間に介在する第４の
   油室を有する弁本体と、前記スプールを中央に保
   持するようにその両端に装架された一対のスプリ
   ングとを備え、前記スプールの前記第１の油室側
   端部と弁本体との間で第１のストローク領域を、
   前記第４の油室のランドと前記スプールの前記小
   径部のランドとの間で第２のストローク領域を、
   前記第３の油室のランドと前記スプールの前記小
   径部のランドとの間で第３のストローク領域を、
   前記第３の油室のランドと前記スプールの前記第
   ２の横穴との間で第４のストローク領域を、前記
   第４の油室のランドと前記スプールの前記第１の
   横穴との間で第５のストローク領域をそれぞれ構
   成せしめ、前記第２のストローク領域に比較して
   前記第１のストローク領域を大きくし、この第１
   のストローク領域に比較して前記第３のストロー
   ク領域を大きくし、かつ、前記第４のストローク
   領域に比較して前記第５のストローク領域を大き
   くしたことを特徴とする油圧シヨベルのパイロツ
   ト管路用流量制御弁。