JPH05224754A - パイロットバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイロットバルブの不整な出力を防止するこ
とができると共に、小型に且つ低コストに製作できるパ
イロットバルブを提供すること。 【構成】 第１シリンダ１２と、一端側が高圧ポート３
２に臨むスプール１４と、該スプール１４の他端側に所
定の減圧スプリング１９を介して連繋された押圧部材２
２と、該押圧部材２２を押圧する操作部材４０と、高圧
ポート３２と出力ポート３４を連通させる連通部１３
と、出力ポート３４側と低圧ポート３０側とを連通させ
て流体を逃がす通路１５と、押圧部材２２が摺合する第
２シリンダ２１と、第２シリンダ２１２内と高圧ポート
３２とを連通する連通路２５と、押圧部材２２に設けら
れ、第２シリンダ２１をスプール側流体室２１ａと操作
部側流体室２１ｂとに区画するピストン２２ａと、第２
シリンダ２１のスプール側流体室２１ａと操作部側流体
室２１ｂとを連通する小径の連通孔２３を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイロットバルブに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、油圧ショベルの油圧モーター
の切換弁であるコントロールバルブ等を制御するため
に、パイロットバルブが使用されている。かかる従来の
パイロットバルブの構成および作用を、図３と共に説明
する。ペダル等に結合された操作部材の一部を構成する
カム４０が軸４１を中心に回動すると、このカム４０に
当接してシリンダ１２側端部の挿入孔に摺合されたロッ
ド２４がシリンダ１２内方向へ移動する。このとき、ロ
ッド２４は、シリンダ１２の側端部の外部から内部に押
圧力を付与する押圧部材として作用し、ガイド部材であ
るスプリングガイド２０を介して、戻しバネ１８を押圧
する。１４はスプールであり、シリンダ１２内に移動自
在に挿入され、シリンダ１２から出力ポート３４に連通
する連通部１３に摺動自在に摺合している。また、上記
スプリングガイド２０は、付勢部材である減圧スプリン
グ１９を介して、上記スプール１４を出力ポート側に付
勢すると共にスプール１４を所定の移動範囲で移動可能
にガイドしている。このため、減圧スプリング１９がロ
ッド２４の押圧力によってスプリングガイド２０に伴っ
て移動すると、スプール１４が出力ポート３４側へ移動
する。このとき、高圧ポート３２からスプール１４の外
周面に設けられた凹部３５と前記連通部１３の内壁面と
の間に生じる通路を通って圧油が出力ポート３４側に流
れて出力ポート３４側の圧力が高まる。次に、この出力
ポート３４側の圧力が所定以上に高まると、スプール１
４がロッド２４の押圧方向と反対側に減圧スプリング１
９の付勢力に抗して押し戻され、低圧油源に連結されて
いるシリンダ１２内部と出力ポート３４とがスプール１
４内に設けられた連通孔１５によって連通される。そし
て、出力ポート３４側の圧力が低下すると、スプール１
４は、再び減圧スプリング１９によって出力ポート３４
側に付勢されて高圧ポート３２から高圧油が出力ポート
３４側に流れる。以上の一連の動作によって、所定の圧
力の圧油を出力ポート３４から出力することができる。

【０００３】以上の構成から成る減圧弁を有する従来の
パイロットバルブの操作は、ペダルまたはレバーによっ
て行われるが、作業状況に応じて、そのペダルまたはレ
バーを急激に操作しなければならない場合がある。その
ような急激なペダル等の操作を行うと、戻しバネ１８に
よるバネの減衰運動によってペダル等が振動したり、或
いは、急激過ぎるペダルの動作のためにパイロットバル
ブによるコントロールバルブの制御が急激になされるた
め、油圧ショベルにおいては滑らかに走行できないとい
う問題があった。このため、従来においては、第４図に
示すように、ショックアブソーバ６４をパイロットバル
ブの基体１０と油圧ショベルの本体との間に配設して、
ペダル６２およびレバー６３の動作を緩衝する装置があ
る。これによって、ペダル６２またはレバー６３が急激
に操作されても、ペダル６２等の振動等を防止すること
ができるため、パイロットバルブの不整な出力を防止で
き、油圧ショベルにあってはその走行を滑らかにするこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにパイロッ
トバルブの外部に配設したショックアブソーバを用いる
ことによって、ペダルおよびレバーの動作を緩衝させる
ことができる。しかしながら、パイロットバルブの外部
にショックアブソーバを取り付けることは、車両の本体
等にショックアブソーバの取付部を設ける必要があり、
装置が大型化すると共にコストも高くなるという問題点
がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ペダルまたはレ
バーの急激な操作によって生じるパイロットバルブの不
整な出力を防止することができると共に、小型に且つ低
コストに製作できるパイロットバルブを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するためには、パイロットバルブの減圧弁の内部
に、ペダル等の急激な操作によって生じる振動等の動作
を緩衝する機構を設けることが、有効であると考えた結
果、本発明に到達したのである。

【０００７】すなわち、本発明は、高圧ポート、低圧ポ
ートおよび出力ポートを有する第１シリンダと、一端側
が出力ポートに臨んで、高圧ポートと低圧ポートに跨が
って移動自在に設けられたスプールと、該スプールの他
端側に所定の減圧スプリングを介して連繋された押圧部
材と、該押圧部材を押圧してスプールを減圧スプリング
を介して出力ポート側に移動可能な操作部材と、前記ス
プールが出力ポート側に移動した際、高圧ポートと出力
ポートを連通させる連通部と、スプールに加わる出力ポ
ート側の圧力が減圧スプリングの付勢力等の背圧側の圧
力よりも高くなってスプールが所定距離押し戻された
際、出力ポート側と低圧ポート側とを連通させて流体を
逃がす通路とを具備するパイロットバルブにおいて、前
記押圧部材が摺合する第２シリンダと、第２シリンダ内
と前記高圧ポートとを連通する連通路と、押圧部材に設
けられ、第２シリンダをスプール側のスプール側流体室
と操作部側の操作部側流体室とに区画するピストンと、
第２シリンダのスプール側のスプール側流体室と操作部
側の操作部側流体室とを連通する小径の連通孔を具備す
ることを特徴とするパイロットバルブにある。

【０００８】また、かかる構成のパイロットバルブにお
いて、押圧部材に、小径の連通孔の他に第２シリンダの
スプール側流体室と操作部側流体室とを連通する連通路
を設け、該連通路にスプール側流体室から操作部側流体
室への流体の流れを阻止し、操作部側流体室からスプー
ル側流体室への流体の流れを許容する逆止弁を設けたこ
とで出力を停止するための応答性を向上させることがで
きる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、押圧部材が第２シリンダ内で
往復動するためには、第２シリンダ内に満たされた流体
が押圧部材に設けられたピストンの前後の流体室の間、
すなわちスプール側流体室と操作部側流体室との間を流
動する必要があるが、その流量が小径の連通孔を通過す
る流量のみに制限されるため、第２シリンダ内に満たさ
れた流体が抵抗体として作用し、押圧部材は急激に移動
することはできない。このため、押圧部材への押圧力の
付与および解除が急激になされても、押圧部材は、第２
シリンダ内に満たされた流体の抵抗によって、ゆっくり
と作動される。また、同様に、押圧部材の小径の連通孔
の作用によってペダル等の操作による押圧部材の振動も
抑制することができる。これによって、ペダル等を急激
に操作して押圧部材に与える押圧力を急激に変化させて
も、押圧部材は滑らかに作動するから、押圧部材に連繋
するスプールも滑らかに作動し、出力される流体の圧力
を漸次変化させることができ、かつペダル等の操作によ
る押圧部材の振動を抑制してパイロットバルブの不整な
出力を防止することができる。

【００１０】また、押圧部材に、前記の小径の連通孔の
他に第２シリンダのスプール側流体室と操作部側流体室
とを連通する連通路に設けられた逆止弁によって操作部
側流体室からスプール側流体室への流体の流れを許容す
ることができる。このため、押圧部材は、その押圧部材
にかかる押圧力が解除する方向へ、急激に移動すること
が可能であり、これによってパイロットバルブの出力を
急激に停止することができる。このとき、押圧部材の振
動を抑制する作用効果は前記の小径の連通孔のみを設け
た場合と同一である。すなわち、この連通路に設けられ
た逆止弁はスプール側流体室から操作部側流体室への流
体の流れを阻止し、スプール側流体室と操作部側流体室
との通路は小径の連通孔のみになるから、押圧部材は押
圧方向へ急激には移動できず、これによって、押圧部材
の振動を防止することができるのである。なお、高圧ポ
ートが連通路によって第２シリンダに連通しているた
め、押圧部材が急激に移動した際にも第２シリンダ内の
圧力は大気圧より低下することはなく、第２シリンダ内
に空気を引き込んだり、気泡を発生することはない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示
す部分断面図であり、２つの減圧弁を有するパイロット
バルブの一方の減圧弁の内部構造を示している。なお、
２つの減圧弁は、パイロットバルブの基体１０に対称に
配設されており、この２つの減圧弁から出力される圧油
の圧力バランスによって油圧モーターのコントロールバ
ルブ（切換弁）等を制御する。この減圧弁は、パイロッ
トバルブの基体１０に設けられた第１シリンダ１２内
で、付勢部材である減圧スプリング１９の付勢力と出力
ポート３４側の圧力とのつり合いにより揺動するスプー
ル１４の作用によって、高圧源と低圧源の圧油を調整
し、圧力が任意に調整された圧油を出力ポート３４から
出力することができるもので、その構成の詳細について
次に説明する。

【００１２】１２は第１シリンダであり、低圧ポート３
０および高圧ポート３２が開口され、お互いに対向する
側端部には、出力ポート３４および押圧部材２２の挿入
孔が各々開口されている。４０はカムであり、操作部の
一部を構成しており、その上面にペダルおよびレバーが
接続され、それらを操作することによって軸４１を中心
にして回動し、後述する押圧部材２２に接してこれを押
圧することができる。２１は第２シリンダであり、後述
する押圧部材２２が第１シリンダ１２の外部からスプー
ル１４のつり合い位置を調整可能に第１シリンダ１２の
内部に進入できるように該第１シリンダ１２の操作部側
の側端部に設けられた開口を一方の側端部に開口として
共有し、該第１シリンダ１２と同軸上に直列に設けら
れ、操作部側の他端も開口されている。また、この第２
シリンダ２１は連通路２５によって高圧ポート３２を介
して高圧油源に連通している。

【００１３】２２は押圧部材であり、第１シリンダ１２
と第２シリンダ２１の共通の側端部に開口された挿入
孔、および第２シリンダ２１の操作部側の側端部に設け
られた開口に亘って摺合し、第２シリンダ２１内で往復
動自在に挿入されていると共に、一方の端部が第１シリ
ンダ１２内方向に進入可能に、且つ、他方の端部が前記
カム４０によって当接・押圧されるように配設されてい
る。すなわち、この押圧部材２２は、その一方の端部が
第１シリンダ１２内へ進入し、後述するスプリングガイ
ド２０を介してスプール１４に連繋し、前記カム４０等
からなる操作部の押圧力よって、スプール１４のつり合
い位置を調整するべく往復動可能に配設されている。

【００１４】また、この押圧部材２２は、第２シリンダ
を前記スプール１４側のスプール側流体室２１ａと操作
部側の操作部側流体室２１ｂとに仕切るピストン２２ａ
が設けられたスプール状に形成されている。そして、こ
の押圧部材２２には、第２シリンダのスプール側流体室
２１ａと操作部側流体室２１ｂとを連通する小径の連通
孔２３が設けられている。なお、カム４０の回動を押圧
部材２２の往復動に滑らかに変換するように、カム４０
に当接する押圧部材２２の先端は半球状に成形されてい
る。また、押圧部材２２と、第２シリンダ２１の側端部
に穿設された嵌入孔との間に配設されたＯリング２６に
よって、第２シリンダ２１内に満たされた油が液密され
ている。

【００１５】１４はスプールであり、第１シリンダ１２
内に移動自在に挿入され、一端側が前記出力ポート３４
側に臨むと共に、第１シリンダ１２内を高圧流体が供給
される高圧ポート３２、低圧流体が供給される低圧ポー
ト３０、及び所望の圧力流体を出力する出力ポート３４
とに仕切っている。２０はスプリングガイドであり、低
圧側の前記第１シリンダ１２内に挿入され、押圧部材２
２の端面に当接されており、スプール１４の操作部側の
端部を遊嵌している。また、このズプリングガイド２０
は、押圧部材２２に押圧されて前記第１シリンダ１２内
で往復動すると共に、スプール１４を所定の移動範囲で
移動可能にガイドする。すなわち、スプリングガイド２
０にスプール１４の端部が遊嵌されており、このスプー
ル１４が、押圧部材２２の端面とスプリングガイド２０
の内縁部とによって規制される所定の範囲内で揺動可能
となっている。なお、このスプリングガイド２０は、押
圧部材２２と共に往復動するので、押圧部材２２に一体
に固定されていても良い。

【００１６】１９は付勢部材として作用する減圧スプリ
ングであり、一端をスプール１４の中途部にリングを介
して当接し、他端をスプリングガイド２０に当接してス
プール１４とスプリングガイド２０との間に弾装され、
スプール１４を第１シリンダ１２から出力ポート３４側
へ突出する方向に付勢する。１８は押圧部材２２および
スプール１４の戻しバネであり、第１シリンダ１２内壁
面とスプリングガイド２０との間に弾装され、スプリン
グガイド２０を押圧部材の押圧方向と反対方向に付勢す
る。

【００１７】１３は高圧ポート３２から出力ポート３４
へ連通する連通部であり、常時はスプール１４によって
閉塞され、上記操作部材により押圧部材２２が押入され
て、スプリングガイド２０、減圧スプリング１９を介し
てスプール１４が移動された際には、スプール１４端部
の外周面に設けられた凹部３５と連通部１３の内壁との
間に通路が形成され、高圧ポート３２と出力ポート３４
が連通する。なお、高圧ポート３２は高圧油源と接続す
るための接続口である。１５はスプール１４の内部に設
けられた流体を逃がす通路であり、押圧部材２２による
スプール１４を出力ポート３４側に押圧する力が出力ポ
ート３４の流体圧力より弱く、スプール１４が押圧部材
２２側の所定の位置にある際に出力ポート３４と第１シ
リンダ１２の低圧側とを連通する。なお、第１シリンダ
１２の低圧側は低圧ポート３０に連通しており、その低
圧ポート３０は油タンク等の低圧油源と接続するための
接続口である。また、４２は、カム４０と押圧部材２２
との当接部を覆って保護する合成ゴム等から成るカバー
である。

【００１８】次に本発明によるパイロットバルブの作動
状態について図１と共に説明する。カム４０に連結した
ペダル等を操作することによって、カム４０が軸４１を
中心にして回動されて、押圧部材２２が押圧される。こ
れによって、押圧部材２２は、スプリングガイド２０と
一体に、戻しバネ１８の反発力に抗して出力ポート３４
側へ移動する。スプリングガイド２０は、減圧スプリン
グ１９を介してスプール１４の中途部を押圧しており、
このスプリングガイド２０の移動に伴って、スプール１
４も出力ポート３４側へ移動する。これによって、高圧
ポート３２と出力ポート３４とがスプール１４の外周面
に設けられた凹部３５によって連通し、高圧油が出力ポ
−ト３４側に流入する。

【００１９】次に、出力ポート３４側の圧力が所定以上
高まると、その圧力によって、スプール１４は第１シリ
ンダ１２の内側方向に戻るように押圧される。スプール
１４が押し戻されると、スプ−ル１４の端部が高圧ポー
ト３２と出力ポート３４との連通する連通部１３を塞
ぎ、出力ポート３４と第１シリンダ１２の低圧側が通路
１５によって連通され、出力ポート３４側の圧力が低下
する。出力ポート３４側の圧力が低下すると、再び、減
圧スプリング１９の付勢力によって、スプール１４が出
力ポート３４側へ移動する。以上のようにスプール１４
が動作することによって、任意の圧力に調整された圧油
を出力ポート３４から出力することができる。

【００２０】次に、作業者がペダル等への押圧力を解除
すれば、戻しバネ１８の反発力によって、スプリングガ
イド２０、押圧部材２２およびカム４０が押し戻されペ
ダルが初期の位置に戻る。このとき、スプリングガイド
２０の移動に伴ってスプール１４もロッドの押圧方向と
反対方向に移動し、高圧ポート３２と出力ポート３４と
を連通する連通部１３が塞がれる。また、出力ポート３
４と第１シリンダ１２の低圧側が通路１５によって連通
されるため、出力ポート３４側の圧力が低下し、圧油の
出力が止まる。

【００２１】そして、ペダル等への押圧力を急激に解除
した場合には、押圧部材２２が戻しバネ１８の反発力に
よって急激に押し戻されようとする。しかしながら、第
２シリンダ２１内には高圧油源から連通路２５を通って
導入された油が満たされており、この油が押圧部材２２
に設けられた小径の連通孔２３内を通過して、第２シリ
ンダの操作部側流体室２１ｂからスプール側流体室２１
ａへ流動しないと押圧部材２２は移動できない。このと
き、流動する油量が小径の連通孔２３を通過する流量に
制限されているため、第２シリンダ２１内に満たされた
油が抵抗となって、押圧部材２２が戻しバネ１８の反発
力によって摺動する動作を緩慢にする。また、ペダル等
への押圧力を急激に負荷した場合にも、同様に、第２シ
リンダ２１内に満たされた油が抵抗となって、ペダル等
の動作は緩慢になる。

【００２２】このため、ペダル等を急激に操作しても、
スプリングガイド２０を介して押圧部材２２に連動する
スプール１４が緩慢に作動し、出力される圧油の圧力も
漸次変化する。すなわち、このパイロットバルブの減圧
弁によれば、カム４０に連結するペダルまたはレバーを
急激に操作しても、戻しバネ１８が減衰運動をしたり、
急激に作動することはなく、パイロットバルブの不整な
出力を防止することができる。

【００２３】また、図２には、押圧部材２２に、小径の
連通孔２３の他に第２シリンダ２１のスプール側流体室
２１ａと操作部側流体室２１ｂとを連通する連通路５０
を設け、スプール側流体室２１ａから操作部側流体室２
１ｂへの流体の流れを阻止し、操作部側流体室２１ｂか
らスプール側流体室２１ａへの流体の流れを許容する逆
止弁５２が設けられたパイロットバルブが示されてい
る。上記の如く、連通路５０に設けられた逆止弁５２に
よって操作部側流体室２１ｂからスプール側流体室２１
ａへの流体の流れを許容することができるため、押圧部
材２２は、その押圧部材２２にかかる押圧力が解除する
方向へ、急激に移動することが可能であり、これによっ
てパイロットバルブから発生する出力を急激に停止する
ことができる。そして、このとき、押圧部材２２は押圧
方向へ容易には移動できない。すなわち、この連通路５
０に設けられた逆止弁５２はスプール側流体室２１ａか
ら操作部側流体室２１ｂへの油の流れを阻止し、スプー
ル側流体室２１ａと操作部側流体室２１ｂとの通路は小
径の連通孔２３のみになるから、押圧部材２２は押圧方
向へ容易には移動できず、これによって、押圧部材２２
の振動を防止することができる。このため、第２シリン
ダ２１に満たされた油、ピストン２２ａを有する押圧部
材２２およびその押圧部材２２に設けられた小径の連通
孔２３の作用によって、ペダルまたはレバーの振動等を
防止して、不整な出力の発生を防止でき、かつ、パイロ
ットバルブのペダルまたレバーによって押圧部材を押圧
している押圧力を素早く解除することができ、パイロッ
トバルブの応答性および操作性を向上できるという著効
を有する。なお、高圧ポートと第２シリンダ２１内とが
連通しているため、押圧部材２２が急激に移動した際に
も第２シリンダ２１内の圧力は大気圧より低下すること
はなく、第２シリンダ２１内に空気を引き込んだり、気
泡を発生することはない。このため、シリンダ内に発生
する空気によるパイロットバルブの不整な出力を未然に
防止することができる。

【００２４】また、図２の押圧部材２２に小径の連通孔
２３および逆止弁が配設された連通路５０の他に連通路
を設け、その連通路に、操作部によって押圧部材２２に
所定値以上の押圧力が負荷された際、スプール側流体室
２１ａから操作部側流体室２１ｂへの油の流れを許容す
るリリーフ弁を設けても良い。これによって、パイロッ
トバルブの不整な出力を防止することができると共に、
出力ポート３４の圧力を急激に上昇させる操作が必要な
場合にも対応することができる。以上の実施例では油圧
を利用する場合について説明してきたが、他の流体とし
て水等の液体あるいは空気等の気体を利用しても、同等
の効果を得ることができる。以上、本発明につき好適な
実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明のこの実施
例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない
範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

【００２５】

【発明の効果】本発明のパイロットバルブによれば、第
２シリンダに、該第２シリンダをスプール側流体室と操
作部側流体室とに区画するピストンを有し、スプール側
流体室と操作部側流体室とを連通する小径の連通孔を有
する押圧部材が摺合されているため、操作部材によって
押圧部材に急激な押圧力を負荷しても、押圧部材が急激
に動作することが阻止され、出力される流体の圧力を調
整するスプールの動きを緩慢にすることができる。この
ため、本発明のパイロットバルブによれば、急激な操作
によって生じる振動等の不整な出力を防止することがで
きると共に、第２シリンダ内にピストン部と小径の連通
孔を有する押圧部材を配設したのみのため、装置を小型
化でき、かつ、製造コストも低く抑えることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す部分断面図

【図２】本発明の他の実施例を示す部分断面図

【図３】従来の技術を示す部分断面図

【図４】従来の技術を示す正面図

【符号の説明】

１０ パイロットバルブの基体 １２ 第１シリンダ １３ 連通部 １４ スプール １５ 通路 １８ 戻しバネ １９ 減圧スプリング ２０ スプリングガイド ２１ 第２シリンダ ２１ａ スプール側流体室 ２１ｂ 操作部材側流体室 ２２ 押圧部材 ２２ａ ピストン ２３ 小径の連通孔 ２５ 連通路 ３０ 低圧ポート ３２ 高圧ポート ３４ 出力ポート ４０ カム ４１ 軸 ５０ 連通路 ５２ 逆止弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ポート、低圧ポートおよび出力ポー
   トを有する第１シリンダと、 一端側が出力ポートに臨んで、高圧ポートと低圧ポート
   に跨がって移動自在に設けられたスプールと、 該スプールの他端側に所定の減圧スプリングを介して連
   繋された押圧部材と、 該押圧部材を押圧してスプールを減圧スプリングを介し
   て出力ポート側に移動可能な操作部材と、 前記スプールが出力ポート側に移動した際、高圧ポート
   と出力ポートを連通させる連通部と、 スプールに加わる出力ポート側の圧力が減圧スプリング
   の付勢力等の背圧側の圧力よりも高くなってスプールが
   所定距離押し戻された際、出力ポート側と低圧ポート側
   とを連通させて流体を逃がす通路とを具備するパイロッ
   トバルブにおいて、 前記押圧部材が摺合する第２シリンダと、 第２シリンダ内と前記高圧ポートとを連通する連通路
   と、 押圧部材に設けられ、第２シリンダをスプール側のスプ
   ール側流体室と操作部側の操作部側流体室とに区画する
   ピストンと、 第２シリンダのスプール側のスプール側流体室と操作部
   側の操作部側流体室とを連通する小径の連通孔を具備す
   ることを特徴とするパイロットバルブ。
2. 【請求項２】 押圧部材に、小径の連通孔の他に第２シ
   リンダのスプール側流体室と操作部側流体室とを連通す
   る連通路を設け、該連通路にスプール側流体室から操作
   部側流体室への流体の流れを阻止し、操作部側流体室か
   らスプール側流体室への流体の流れを許容する逆止弁を
   設けた請求項１記載のパイロットバルブ。