JPH0583405U - 圧力補償弁を備えた操作弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプール、圧力補償弁、負荷圧検出部などを
弁本体にまとまり良く設けてコンパクな操作弁とする。 【構成】 弁本体１０の上下中間にスプール孔１１を形
成し、そのスプール孔１１の左右中間部に負荷圧検出ポ
ート１６を形成し、その負荷圧検出ポート１６を境とし
て左右に出力ポート１２、ポンプポート１３、アクチュ
エータポート１４、タンクポート１５をそれぞれ形成
し、前記スプール孔１１に左右のメータイン絞り部ａと
メータアウト絞り部ｂを有するスプール１９を嵌挿して
操作弁Ａとし、前記弁本体１０の上部左右に圧力補償弁
Ｂをそれぞれ設け、前記スプール１９に左右の出力ポー
ト１２，１２の負荷圧を前記圧力検出ポート１６に導入
する負荷圧検出部Ｃを形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧力補償弁を備えた操作弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

１つの油圧ポンプの吐出圧油を複数の油圧アクチュエータに供給するには、油 圧ポンプの吐出路に複数の操作弁を設け、その操作弁を切換えることで各油圧ア クチュエータに圧油を供給すれば良いが、このようにすると複数の油圧アクチュ エータに圧油を同時に供給する際に、負荷の小さな油圧アクチュエータにのみ圧 油が供給されて負荷の大きな油圧アクチュエータに圧油が供給されなくなってし まう。 このことを解消する油圧回路として、例えば特公平２−４９４０５号公報に示 すものが提案されている。

【０００３】 かかる油圧回路を模式的に示すと図１に示すようになる。 つまり、油圧ポンプ１の吐出路１ａに複数の操作弁２を設け、各操作弁２と各 油圧アクチュエータ３を接続する回路４に圧力補償弁５をそれぞれ設けると共に 、各回路４の圧力、つまり負荷圧における最も高い圧力をチェック弁６を備えた 負荷圧検出路７で検出し、その検出した負荷圧を各圧力補償弁５に作用してその 負荷圧に見合う圧力にセットし、各操作弁２の出口側圧力を低しくして各操作弁 ２を同時操作した時に各操作弁の開口面積に比例した分流比で各油圧アクチュエ ータ３に圧油を供給できるようにしてある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

かかる油圧回路であると、操作弁２、圧力補償弁５、負荷圧検出路７を回路４ に設けるので、回路構成が複雑となるばかりか全体が大きくなって設置スペース が広くなる。 これを解消するには操作弁２、圧力補償弁５、負荷圧検出路７を１７のブロッ クにまとめて設ければ良いが、ただ単にブロックに設けたのではブロックが大き くなってしまう。

【０００５】 そこで、本考案は前述の課題を解決できるようにした圧力補償弁を備えた操作 弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

弁本体１０の上下中間にスプール孔１１を左右方向に連続して形成し、このス プール孔１１の左右中間部に負荷圧検出ポート１６を形成すると共に、その負荷 圧検出ポート１６を境として左右にポンプポート１３、アクチュエータポート１ ４、タンクポート１５を形成し、前記スプール孔１１にスプール１９を摺動自在 に嵌挿して操作弁Ａとし、 前記弁本体１０の上部左右寄り位置に圧力補償弁Ｂをそれぞれ設け、前記スプ ール１９に負荷圧を検出して負荷圧検出ポート１６に流出する負荷圧検出部Ｃを 形成して成る圧力補償弁を有する操作弁。

【０００７】

【作 用】

弁本体１０の上下中間にスプール１９が嵌挿されたスプール孔１１を形成して 操作弁Ａとし、上部左右に圧力補償弁Ｂ、スプール１９に負荷圧検出部Ｃがそれ ぞれ設けてあり、しかもスプール孔１１の左右中間部に負荷圧検出ポート１６が 形成してあるから、それらがまとまり良く配設されて全体をコンパクトにできる し、スプール孔１９の左右中間部に形成した負荷圧検出ポート１６の左右両側に ポンプポート１３、アクチュエータポート１４、タンクポート１５が位置してお り、しかもスプール１９に負荷圧検出部Ｃが形成してあるから、左右のアクチュ エータポート１４，１４より出力される左右の負荷圧をスプール１９を通して負 荷圧検出ポート１６にスムーズに導入でき、その導入した負荷圧を左右の圧力補 償弁Ｂに供給してセットできるから、負荷圧の導入、負荷圧の供給がスムーズに できる。

【０００８】

【実 施 例】

図２に示すように、弁本体１０は上部面１０ａと下部面１０ｂと左側面１０ｃ と右側面１０ｄと正面、背面を有するほぼ直方体形状となり、その弁本体１０の 上下方向中間部に左側面１０ｃと右側面１０ｄに開口した左右方向に連続するス プール孔１１が形成してある。 前記弁本体１０のスプール孔１１の左右両側に左右一対の出力ポート１２，１ ２と左右一対のポンプポート１３，１３と左右一対のアクチュエータポート１４ ，１４と左右一対のタンクポート１５，１５を形成し、かつスプール孔１１の左 右中間部に負荷圧検出ポート１６を形成し、この負荷圧検出ポート１６は弁本体 １０の上部面１０ａに開口した負荷圧検出孔１７に連通し、この上端面１０ａに シャトル弁１８が取付けてある。前記スプール孔１１に嵌挿したスプール１９の 左右中間部に左右一対の第１小径部２０，２０と左右一対の第１切欠溝２１，２ １が形成されてポンプポート１３と出力ポート１２を連通・遮断する左右のメー タイン絞り部ａを構成しており、前記スプール１９の左右両側に一対の第２小径 部２２，２２と左右一対の第２切欠溝２３，２３が形成されてアクチュエータポ ート１４とタンクポート１５を連通・遮断する左右のメータアウト絞り部ｂを構 成し、前記スプール１９は左右のバネ２４，２４で図２に示す中立位置に保持さ れて各ポートを遮断し、左側の受圧室２５にパイロット圧油を供給するとスプー ル１９が右方に摺動して第１位置となって右側のポンプポート１３と右側の出力 ポート１２を連通し、かつ左側のアクチュエータポート１４と左側のタンクポー ト１５が連通し、右側の受圧室２６にパイロット圧油を供給するとスプール１９ が左方に摺動して第２位置となって左側のポンプポート１３と左側の出力ポート １２が連通し、かつ右側のアクチュエータポート１４と右側のタンクポート１５ が連通する。これによって操作弁Ａを構成している。

【０００９】 前記左右一対のポンプポート１３，１３は入口油孔２７で弁本体１０の下部面 １０ｂに開口し、前記左右のアクチュエータポート１４，１４はアクチュエータ 用油孔２８で弁本体１０の上部面１０ａにそれぞれ開口し、前記出力ポート１２ は出力用油孔２９で前記アクチュエータ用油孔２５に開口し、かつその開口部に 圧力補償弁Ｂが設けてあって、その圧力補償弁Ｂは弁本体１０の左右上部寄り位 置にそれぞれ位置している。

【００１０】 前記圧力補償弁Ｂは弁部３０と、その弁部３０を閉じ側に押す押し部３１より 、その弁部３０は図３に示すように弁本体１０のシート座３２に圧着するシート 面３３を有するコーンタイプの弁を有し、出力ポート１２の圧油で押されてシー ト面３３がシート座３２より離れる方向に押される。 前記押し部３１は弁本体１０のアクチュエータ用油孔２８に開口した取付用穴 ３３ａに嵌合して固着されたスリーブ３４を有し、このスリーブ３４の盲穴３５ 内にピストン３６を嵌合し、そのピストン３６の盲穴３７内に摺動子３８を嵌合 し、スリーブ３４の盲穴３５の底部と摺動子３８との間にバネ３９を設け、取付 用穴３３とスリーブ３４との間の環状空間４０が細孔４１、環状溝４２、孔４３ 、孔４４で摺動子３８の段付孔４５に開口し、この段付孔４５にボール４６が設 けられてピストン３６の油孔４７より流入するアクチュエータポート１４の圧力 と前記環状空間４０より流入する圧力を比較して高い方の圧力を摺動子３８のス リット４８を経てバネ室４９に供給するようにしてある。つまり段付孔４５とボ ール４６でシャトル弁を構成している。 これにより、バネ３９のバネ力とバネ室４９に供給される圧力とでピストン３ ６が押されて弁部３０を押してシート面３３をシート座３２に圧着する。

【００１１】 前記スプール１９の軸心には左右一対の負荷圧検出孔５０，５０を形成し、そ の負荷圧検出孔５０を第１ポート５１で第１小径部２０に開口し、第２ポート５ ２で負荷圧検出ポート１６に開口し、ボール５３を介して第３ポート５４でアク チュエータポート１４に開口してスプール１９を第１位置又は第２位置とすると 一方の出力ポート１２の圧力が第１ポート５１、負荷圧検出孔５０、第２ポート ２４で負荷圧検出ポート１６に負荷圧として流入するようにして負荷圧検出部Ｃ を構成している。

【００１２】 前記アクチュエータポート１４とタンクポート１５は連通孔６０で連通し、こ の連通孔６０は安全弁又は吸込弁などの補助弁６１で連通・遮断される。

【００１３】 前記シャトル弁１８は図４に示すように下面に開口した段付孔６２を有する弁 本体６３と、この段付孔６２の下部大径孔６２ａに嵌合したシート６４と、段付 孔６２の中間部中間径孔６２ｂに嵌合したボールハウジング６５と、このボール ハウジング６５内に設けたボール６６より成り、負荷圧検出孔１７より流入した 圧油と上部小径孔６２ｃに流入した圧油を比較して高い方の圧油を出口ポート６ ７より負荷圧検出路６８に出力し、その負荷圧検出路６８内の負荷圧が前記圧力 補償弁Ｂの押し部３１における環状空間４０に接続している。

【００１４】 次に作動を説明する。 図２の状態から左側受圧室２５にパイロット圧油を供給してスプール１９を第 １位置に摺動すると、油圧ポンプＰの吐出圧油は右側のポンプポート１３より右 側のメータイン絞り部ａを通って右側の出力ポート１２に流れ、右側の圧力補償 弁Ｂの弁部３０を押し開いて右側のアクチュエータ用油孔２８から油圧アクチュ エータＤの第１室Ｄ₁ に流れる。 油圧アクチュエータＤの第２室Ｄ₂ からの戻り油は左側のアクチュエータ用油 孔２８、左側のアクチュエータポート１４より左側のメータアウト絞り部ｂを通 って左側のタンクポート１５に流出する。

【００１５】 右側のメータイン絞り部ａに流れた圧油は第１小径部２０、第１ポート５１よ り右側の負荷圧検出孔５０に流入し、その圧油の一部はボール５３を押し開いて 第３ポート５４から右側のアクチュエータポート１４に流れて減圧され、その減 圧された圧油が第２ポート５２から負荷圧検出ポート１６に流れ、負荷圧検出孔 １７、シャトル弁１８より負荷圧検出路６８に導入される。 この負荷圧検出路６８に導入された負荷圧は圧力補償弁Ｂの押し部３１の環状 空間４０に流入し、各孔を通ってバネ室４９に流入して摺動体３５を押して弁部 ３０を押すから、従来と同様に圧力補償できる。

【００１６】 圧力補償弁Ｂは弁部３０と押し部３１に分割した構造であるから、弁部３０が チェック弁機能を有してポンプ回路にチェック弁を設ける必要がないし、各油圧 アクチュエータに応じた圧力補償精度を容易に設定できる。 また、アクチュエータポート１４の圧力が環状空間４０の圧力よりも高い時に はアクチュエータポート１４の圧力がボール４６（シャトル弁）によってバネ室 ４９に流入して弁部３０を押すことができ、スプール１９を中立位置とした時に 油圧アクチュエータＤの保持圧を圧力補償に利用できるから、スプール１９を中 立位置から第１位置又は第２位置に摺動した時に圧力補償弁Ｂが負荷圧によって 直ちに高圧セットになって応答性が向上する。 つまり、ボール４６を設けずに油圧アクチュエータＤの保持圧をバネ室４９に 供給しない場合にはスプール１９を第１又は第２位置とした時にバネ室４９内の 圧力が上昇するまでに時間遅れが生じて応答性が低下する。

【００１７】 図５は圧力補償弁Ｂの変形例を示し、ピストン３６の外周面にシール材７０を 設けてスリーブ３４の盲穴３５との間をシールしてある。 このようにすれば、油圧アクチュエータＤの保持圧がスリーブ３４の盲穴３５ とピストン３６の外周面との間から環状空間４０に流入することがなく、油圧ア クチュエータＤの自然降下を防止できる。 すなわち、シール材７０を設けない場合には油圧アクチュエータＤの保持圧が 高圧であるとスリーブ３４の盲穴３５とピストン３６の外周面との間から環状空 間４０に保持圧によって圧油が流れ、負荷圧検出路６８に流れて内部リークとな るために油圧アクチュエータＤか自然降下することがある。

【００１８】 図６は負荷圧検出部Ｃの変形例を示し、スプール１９に形成した左右の第２ポ ート５２，５２を斜めとして反対側の負荷圧検出孔５０の端部とオーバーラップ する位置の環状凹部７１，７１にそれぞれ開口し、スプール１９にこの環状凹部 ７１に連続する左右の切欠溝７２を形成する。 これにより、スプール１９を図６に示すように第１位置とした時に右側の負荷 圧検出孔５０より第２ポート５２を経て負荷圧検出ポート１６に流入した圧油の 一部が切欠溝７２、環状溝７１を経て左側の第２ポート５２より左側の負荷圧検 出孔５０に流入し、第１ポート５１より左側の出口ポート１２に流入して圧力補 償弁Ｂの弁部３０を押し開いて左側のメータアウト絞り部ｂより左側のタンクポ ート１５に流出する。 したがって、負荷圧の一部がタンクに流出して負荷圧検出路６８に導入する負 荷圧の圧力が低くなり、この負荷圧によって油圧ポンプの容量を制御する際に負 荷圧が急激に上昇しても油圧ポンプの容量がゆっくりと制御されるので、パワー ショベルの上部旋回車体等の慣性の大きな負荷を油圧アクチュエータで駆動する 際にポンプ吐出圧が駆動初期に急激に高くなってハンチングすることを防止でき る。

【００１９】 図７はシャトル弁１８の替りにチェック弁８０を取付けた例を示し、このチェ ック弁８０は弁本体１０の上部面１０ａに取付穴８１を形成し、その取付穴８１ にスリーブ８２を螺合して取付け、このスリーブ８２内にポペット８３を設け、 そのポペット８３をバネ８４で押してシート座８５に圧着して成る。

【００２０】

【発明の効果】

弁本体１０の上下中間にスプール１９が嵌挿されたスプール１１を形成して操 作弁Ａとし、上部左右に圧力補償弁Ｂ、スプール１９に負荷圧検出部Ｃがそれぞ れ設けてあり、しかもスプール孔１１の左右中間部に負荷圧検出ポート１６が形 成してあるから、それらがまとまり良く配設されて全体をコンパクトにできる。 スプール孔１９の左右中間部に形成した負荷圧検出ポート１６の左右両側にポ ンプポート１３、アクチュエータポート１４、タンクポート１５が位置しており 、しかもスプール１９に負荷圧検出部Ｃが形成してあるから、左右のアクチュエ ータポート１４，１４より出力される左右の負荷圧をスプール１９を通して負荷 圧検出ポート１６にスムーズに導入でき、その導入した負荷圧を左右の圧力補償 弁Ｂに供給してセットできるから、負荷圧の導入、負荷圧の供給がスムーズにで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の油圧回路図である。

【図２】本考案の実施例を示す操作弁の断面図である。

【図３】圧力補償弁の拡大断面図である。

【図４】シャトル弁の拡大断面図である。

【図５】圧力補償弁の変形例を示す断面図である。

【図６】負荷圧検出部の変形例を示す断面図である。

【図７】チェック弁を用いた例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…弁本体、１１…スプール孔、１２…出力ポート、
１３…ポンプポート、１４…アクチュエータポート、１
５…タンクポート、１６…負荷圧検出ポート、１８…シ
ャトル弁、１９…スプール、３０…弁部、３１…押し
部、５０…負荷圧検出孔、５１…第１ポート、５２…第
２ポート、５３…ボール、５４…第３ポート、６１…補
助弁、Ａ…操作弁、Ｂ…圧力補償弁、Ｃ…負荷圧検出
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 篠崎 晋一 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株 式会社小松製作所川崎工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体１０の上下中間にスプール孔１１
   を左右方向に連続して形成し、このスプール孔１１の左
   右中間部に負荷圧検出ポート１６を形成すると共に、そ
   の負荷圧検出ポート１６を境として左右にポンプポート
   １３、アクチュエータポート１４、タンクポート１５を
   形成し、前記スプール孔１１にスプール１９を摺動自在
   に嵌挿して操作弁Ａとし、 前記弁本体１０の上部左右寄り位置に圧力補償弁Ｂをそ
   れぞれ設け、前記スプール１９に負荷圧を検出して負荷
   圧検出ポート１６に流出する負荷圧検出部Ｃを形成して
   成る圧力補償弁を有する操作弁。
2. 【請求項２】 弁本体１０の下部左右両側部に補助弁６
   １を取付けて成る請求項１記載の圧力補償弁を有する操
   作弁。