JPH0640323Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、例えば、建設車両の作業機側とステアリン
グ側とに供給流量を分流させる流量制御弁に関する。

（従来の技術） 第４、５図に示した従来の流量制御弁は、弁本体１にポ
ンプポート２と、図示していないステアリング装置に連
通した制御流ポート３と、作業機側に連通した余剰流ポ
ート４とを形成している。

さらに、上記弁本体１には、スプール孔５を形成し、こ
のスプール孔５にスプール６を内装するとともに、その
一端をプラグ７でふさぎ、他端をケーシング８でふさい
でいる。

そして、スプール６とプラグ７との間に形成したばね室
９にスプリング10を設けているが、このスプリング10の
作用で、スプール６が第４図のノーマル位置を保つよう
にしている。

スプール６が図示のノーマル位置にあるとき、制御流ポ
ート３が全開状態を保つとともに、ポンプポート２と余
剰流ポート４との連通が遮断される。そして、スプール
６がスプリング10に抗して移動すると、上記制御流ポー
ト３の開口が徐々に小さくなるとともに、スプール６に
形成の環状溝11を介してポンプポート２と余剰流ポート
４とが連通するようになる。

上記のようにしたスプール６の環状溝11には、通孔12を
形成するとともに、この通孔12はスプール６の軸線に沿
って形成した連通孔13を経由して上記ばね室９に連通し
ている。

また、前記ケーシング８にはピストン14を内装して、ス
プリング室15とパイロット室16とを区画している。この
スプリング室15はタンクＴに連通するとともに、その中
にスプリング17を設けている。さらに、上記パイロット
室16には、制御流ポート３の下流側の圧力、すなわちパ
ワーステアリング装置の負荷圧をパイロット圧として導
くようにしている。上記のようにピストン14には、制御
棒18を突出させている。この制御棒18の先端は、スプー
ル６の通孔13内に形成した制御オリフィス19を貫通させ
ている。ただし、スプール６とピストン14とが、互いに
離れる方向に相対移動したときには、制御棒18が制御オ
リフィス19から抜け出るようにしている。

しかして、スプール６を第４図に示すノーマル位置に保
った状態から、ポンプポート２に圧力流体を供給する
と、その圧力流体は、制御オリフィス19を経由して制御
流ポート３から流出する。このときの制御オリフィス19
の上流側の圧力は、クリアランス20を介して圧力室21に
導かれる。

このときパワーステアリング装置を動作していなけれ
ば、パイロット室16の圧力が高くならないので、ピスト
ン14がスプリング17の作用で図示の位置を保持する。し
たがって、制御棒18が制御オリフィス19に入ったままに
なり、当該オリフィス19の実質的な開口面積を小さく保
つ。

このように制御オリフィス19の実質的な開口面積が小さ
ければ、そこを流体が通過するときの圧力損失も大きく
なり、それだけ制御オリフィス19の上流側の圧力が上昇
する。

つまり、パワーステアリング装置を動作していないとき
には、圧力室21に導かれる圧力が高くなる。そのために
スプール６の移動量が多くなり、第５図に示すように、
制御流ポート３がスプール６によってほとんど閉じら
れ、わずかにしか開いていない状態になる反面、余剰流
ポート４と環状溝11とのラップ量が大きくなる。

したがって、上記のようにパワーステアリング装置を動
作していないときには、ポンプの吐出量のほぼ全量が、
余剰流ポート４を経由して作業機側に供給されることに
なる。

この状態からパワーステアリング装置を動作すると、そ
の負荷圧がパイロット室16に伝わり、ピストン14をスプ
リング17に抗して移動させる。

ピストン14がこのように移動すると、制御棒18が制御オ
リフィス19から抜けるので、この制御オリフィス19前後
の圧力差が小さくなる。このオリフィス19前後の差圧が
小さくなれば、それにともなって圧力室21の圧力も低く
なるので、スプール６がスプリング10の作用で、第５図
の状態から右方向に移動する。このスプール６の移動に
ともなって、制御流ポート３の開口面積が大きくなり、
余剰流ポート４と環状溝11とのラップ量が小さくなる。
したがって、制御流ポート３から流出する流量が多くな
り、余剰流ポート４からの流出量が少なくなる。そし
て、以後は、この制御オリフィス19前後の差圧に応じ
て、制御流量が一定に保たれ、この制御流量以上の吐出
量が余剰流ポート４から作業機側に供給される。

（本考案が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の制御弁では、制御棒18が制御オ
リフィス19に入っているときと、そこから出ているとき
とで、その流量が急激に変化するので、その変化の過程
で、ステアリング操作感も急に変化してしまう。そのた
めに操作性が悪くなるという問題があった。

また、制御棒が制御オリフィスから抜けてしまえば、パ
ワーステアリング装置側には、その必要最大流量が常に
流れてしまうので、ステアリング装置と作業機とを同時
に操作するときに、作業機側の作動速度が遅くなるとい
う問題もあった。

この考案の目的は、制御オリフィスを流れる流量が、多
段階に変化するようにして、その急激な変化にともなう
問題点を解消すると同時に、制御流ポートを介してパワ
ーステアリング装置側に作動油を供給している最中に作
業機側たる余剰流ポート側の負荷が変動したとしても、
パワーステアリング装置の操舵に影響を与えないように
したことである。

（問題点を解決する手段） 上記の目的を達成するために、この考案は、弁本体にポ
ンプポートと、制御流ポートと、余剰ポートとを形成す
るとともに、この弁本体にスプールを内装し、上記ポン
プポートと制御流ポートとをスプールに形成した制御オ
リフィスを介して連通させ、かつ、上記制御オリフィス
の上流側の圧力に応じて、当該スプールの移動量を制御
するとともに、このスプールの移動量に応じてポンプポ
ートと余剰流ポートとのラップ量制御するようにした流
量制御弁において、上記スプールに、ピストンを対向配
置させ、当該ピストンに、径を異にする多段部を形成し
てなる制御棒を一体的に構成し、この制御棒を上記制御
オリフィスに出入自在とする一方、上記ピストンに、制
御流ポート側の圧力のみを作用させる構成にしている。

（本考案の作用） 上記のように構成したので、制御棒の径が異なる多段部
のいずれが、制御オリフィス内にあるかによって、当該
制御オリフィスの実質的な開口面積が相違する。しか
も、制御棒の位置を制御するピストンは、制御流ポート
側の圧力に応じて、移動するので、上記制御オリフィス
の開口面積は、結局制御流ポート側の圧力によって決ま
ることになる。

（本考案の効果） この考案の流量制御弁によれば、制御オリフィスの実質
的な開口面積が、制御流ポート側の圧力に応じて、多段
階に変化するので、制御流ポート側の流量が急激に変化
しなくなる。

また、制御流ポート側に接続したアクチュエータが必要
とする流量が少なくてすむ場合には、その必要流量以外
の余剰流量を余剰流ポートに接続したアクチュエータに
供給することができる。

（本考案の実施例） 第１〜３図に示した実施例は、制御オリフィス19の実質
的な開口面積を制御するピストン22、その制御棒23及び
上記ピストン22に作用させるスプリング機構が従来と相
違し、その他の構成は従来と同様である。そこで、従来
と同様の構成部分については、前記の説明をそのまま援
用するとともに、図面においても同一符号を用いる。

スプール孔５の一端をケーシング24でふさぐとともに、
このケーシング24に内装したピストン22で、パイロット
室25とスプリング室26とに区画している。そして、この
パイロット室25は、弁本体１に形成した通路27を経由し
て制御流ポート３に連通している。

また、上記スプリング室26には、第１スプリング28と第
２スプリング29とを設けているが、この第１スプリング
29はピストン22に直接作用させている。第２スプリング
29は、その一端をスプリング受30に当接しているが、こ
のスプリング受30は、通常は、第２スプリング29の作用
で、図示の段部31に接触している。この段部31は、ピス
トン22が第１図のノーマル位置にあるとき、このピスト
ン22と所定の間隔を維持するようにしている。

さらに、前記制御棒23は、その先端に大径部23aと小径
部23bとを形成している。そして、ピストン22が第１図
のノーマル位置にあるときには、大径部23aが制御オリ
フィス19内を貫通するが、スプール６とピストン22とが
所定量相対移動すると、上記小径部23bが制御オリフィ
ス19内に位置し、さらにその相対移動量が多くなると、
小径部23bも制御オリフィス19から抜ける。

しかして、第１図に示すノーマル状態でポンプポート２
に圧力流体を供給すると、この流体が、通孔12→制御オ
リフィス19→連通孔13→スプリング室９→制御流ポート
３を経由してパワーステアリング装置に供給される。

このとき制御オリフィス19には制御棒23の大径部23aが
貫通しているので、当該制御オリフィス19の実質的な開
口面積が最少になる。

したがって、もしパワーステアアング装置を使用せず、
制御流ポート３側の負荷圧が低ければ、当該オリフィス
前後の差圧が大きくなるとともに、そのオリフィス19の
上流側の圧力が、圧力室21に作用し、スプール６を第２
図に示す位置まで移動させる。

このようにスプール６が移動すると、制御流ポート３の
開口がこのスプール端で小さく絞られるとともに、ポン
プポート２と制御流ポート４とが、環状溝11を介して連
通するので、ポンプポート２に供給された圧力流体のほ
とんど全量が、余剰流ポート４から作業機側に供給され
る。

上記の状態でパワーステアリング装置を動作すると、制
御流ポート３側の圧力が上昇するので、その圧力がパイ
ロット室25に導かれるので、ピストン22が第１スプリン
グ28に抗して移動する。

そして、このときパワーステアリング装置の負荷圧が低
ければ、換言すれば、当該ステアリング装置を少ししか
動作しなければ、パイロット室25内の圧力も上昇しない
ので、当該ピストン22は、第３図に示すように、段部31
に接触したスプリング受30に当接した位置で停止する。

この状態では、制御棒23の大径部23aが制御オリフィス1
9から抜けて、小径部23bが当該オリフィス19内に位置す
る。そこで、大径部23aが貫通しているときよりも、こ
の制御オリフィス19の実質的な開口面積が大きくなるの
で、この制御オリフィス19を通過する制御流量が多くな
る。

また、制御オリフィス19の開口面積が大きくなれば、そ
の前後の差圧も小さくなるが、それにともなって、圧力
室21内の圧力も低くなる。そのためにスプール６はスプ
リング10の作用で少し移動し、制御流ポート３の開口を
やや大きくする。

したがって、制御流ポート３からは、パワーステアリン
グ装置が必要とする流量が流出することになる。

上記の状態からパワーステアリング装置をさらに大きく
動作すると、その負荷圧が高くなるが、その圧力がパイ
ロット室25に作用する。したがって、ピストン22は第
１、２スプリング28、29に抗して移動し、制御棒23を制
御オリフィス19から完全に抜いてしまう。制御棒23がオ
リフィス19から抜ければ、制御オリフィス19が全開状態
を維持するので、パワーステアリング装置には、必要最
大流量が供給されることになる。

上記のようにこの実施例によれば、パワーステアリング
装置を使用していないときには、ポンプ吐出量のほぼ全
量を作業機側に供給する。そして、パワーステアリング
装置の負荷圧に応じて、制御流ポートからの流出量を段
階的に制御することができる。さらに、パワーステアリ
ング装置側に作動油を供給している最中に、作業機側の
負荷が変動したとしても、その影響がパワーステアリン
グ装置側に生じないようにしているため、操舵感覚が急
変してしまうという問題がない。

なお、上記大径部23aと小径部23bとが相まって、この考
案の多段部を構成するものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜３図はこの考案の実施例を示す断面図、第
４、５図は従来の流量制御弁を示す断面図である。 １…弁本体、２…ポンプポート、３…制御流ポート、４
…余剰流ポート、６…スプール、19…制御オリフィス、
22…ピストン、23…制御棒、23a…大径部、23b…小径
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体にポンプポートと、制御流ポート
   と、余剰ポートとを形成するとともに、この弁本体にス
   プールを内装し、上記ポンプポートと制御流ポートとを
   スプールに形成した制御オリフィスを介して連通させ、
   かつ、上記制御オリフィスの上流側の圧力に応じて、当
   該スプールの移動量を制御するとともに、このスプール
   の移動量に応じてポンプポートと余剰流ポートとのラッ
   プ量制御するようにした流量制御弁において、上記スプ
   ールに、ピストンを対向配置させ、当該ピストンに、径
   を異にする多段部を形成してなる制御棒を一体的に構成
   し、この制御棒を上記制御オリフィスに出入自在とする
   一方、上記ピストンに、制御流ポート側の圧力のみを作
   用させる構成にした流量制御弁。