JPH07109256B2 - ホ−ルデイングバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、負荷を保持するホールディングバルブに関
する。

（従来の技術） この種、ホールディングバルブの従来技術としては、例
えば特開昭61-82008号公報に開示されているが、この公
報に開示されたものを具体的に示したのが第７図であ
る。

その第７図に示す例では、負荷Ｗを昇降させるシリンダ
Ｓと、作動油の方向を制御する切換弁Ｖと、ポンプＰ
と、タンクＴと、ホールディングバルブとしてのカウン
タバランス弁Ｃとを配備している。

上記カウンタバランス弁Ｃは、本体１と、制御スプール
CSと、パイロットスプールPSと、パイロットポンプPP
と、比例ソレノイド17とを備えている。

前記本体１には、第１〜第４ポート２〜５と、弁孔６と
を形成している。

前記第１ポート２は切換弁Ｖに接続され、第２ポート３
はシリンダＳのボトム側室に接続され、第３ポート４は
パイロットポンプPPに接続され、第４ポート５はタンク
Ｔに連通されている。

前記制御スプールCSは、中空に形成され、かつ前記本体
１に形成した弁孔６に摺動可能に嵌挿されている。ま
た、制御スプールCSには第２ポート３と第１ポート２と
を連通させまたは遮断させるとともに、その連通時の開
度を制御する制御部７と、この制御部７に連続させた環
状凹部８とを形成している。

前記パイロットスプールPSは、制御スプールCSの内部に
摺動可能に嵌挿されている。

前記第４ポート５と制御スプールCSとパイロットスプー
ルPS間には、環状凹部９→孔10→環状溝11→孔12→環状
通路13→パイロット室14に連通可能なパイロット経路が
形成されている。このパイロット経路は、カウンタバラ
ンス弁Ｃがノーマル位置にあるとき、閉じるようにして
いる。

前記制御スプールCSはスプリング15により閉方向に押さ
れ、またパイロットスプールPSは他のスプリング16によ
り比例ソレノイド17方向に押されて図示のノーマル位置
に保持されている。

前記カウンタバランス弁Ｃでは、比例ソレノイド17を励
磁して、プッシュロッド18を突出させると、スプリング
16に抗してパイロットスプールPSが矢印ａ方向に移動
し、プッシュロッド18のプッシュ量に応じた位置で停止
する。

前記パイロットスプールPSが矢印ａ方向に移動すると、
環状溝11が孔10に連通するので、前記パイロット通路が
開かれる。そのために、パイロットポンプPPからの圧油
がパイロット室14に供給されので、そのパイロット室14
の圧力により制御スプールCSがスプリング15に抗して矢
印ａ方向に移動する。

このように制御スプールCSも移動して、パイロットスプ
ールPSに追いつくと、孔10と環状溝11との連通が再び閉
じられるので、当該制御スプールCSは、パイロットスプ
ールPSと図示の相対位置を保持した状態で停止する。

制御スプールCSが上記のように移動すれば、第２ポート
３と第１ポート２とが前記制御部７と環状凹部８とを介
して連通する。このときの第１、第２ポート２、３の開
度は、制御部７によって制御されるが、この制御部７の
開度は制御スプールCSの移動量によって決まる。前記制
御スプールCSの移動量は、パイロットスプールPSの矢印
ａ方向への移動量によって決まる。前記パイロットスプ
ールPSの移動量はプッシュロッド18のストロール量によ
って決まり、このプッシュロッド18のストローク量は比
例ソレノイド17への通電量によって決まる。

したがって、前記制御部７の開度は、結局比例ソレノイ
ド17への通電量によって決まることになる。

（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ホールディングバルブでは、前
述のごとく、制御スプールCSの制御部の開度が、励磁ソ
レノイドに対する通電量によって決定される。ところ
で、比例ソレノイドによる吸引力は、第８図に示すよう
に、プッシュロッド等のストローク量に反比例して低下
する。

したがって、プッシュロッド等のストローク量の全域に
わたって所定の吸引力を得るためには、比例ソレノイド
を大型にする必要がある。その結果、従来のバルブでは
バルブ全体が大型化する問題があった。

この発明の目的は、パイロット圧によって移動するパイ
ロットピストンのストローク量が長い場合であっても、
バルブ全体の小型化を図り得るホールディングバルブを
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この発明は、前記目的を達成するために、次のように構
成している。

すなわち、パイロット流路に発生するパイロット圧によ
りパイロットピストンを移動させ、このパイロットピス
トンにより制御スプールを制御するホールディングバル
ブにおいて、前記パイロット流路の途中に、絞りと、電
気信号に応じて流量を制御可能な流量制御弁とを直列に
配置し、前記絞りと流量制御弁との間の圧力を、前記パ
イロットピストンに作用させるように構成している。

（本発明の作用） 本発明では、パイロット圧により移動するパイロットピ
ストンに、パイロット流路に直列に配置された絞りと、
電気信号によって流量を制御可能な流量制御弁との間の
圧力を作用させるようにしている。

したがって、前記流量制御弁の操作部に与える電気信号
を制御することによりパイロット流路に供給する圧油の
流量を制御することによって、前記パイロットピストン
に作用させる圧力を制御することができる。

そして、前記流量制御は流量制御弁の操作部へ与える電
気信号を制御し、流量制御弁の開度を制御することによ
って達成することができる。

（本発明の効果） 以上説明したこの発明によれば、パイロット圧により移
動するパイロットピストンに作用させる圧力を流量制御
弁に与える電気信号を制御し、流量制御弁の流量制御を
行うだけでよいので、流量制御弁およびこれを操作する
ソレノイドを小型化でき、ひいてはバルブ全体の小型化
を図り得る効果がある。

（本発明の実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第１〜３図に示した第１実施例は、その弁本体21に、切
換弁Ｖに接続した第１ポート22と、シリンダＳに接続し
た第２ポート23を形成するとともに、これら両ポート2
2、23に対してほぼ直交する弁孔24を形成している。

上記弁孔24は、その外端を弁本体21の外側面に開口させ
るとともに、その開口部分をプラグ25でふさいでいる。
さらに、この弁孔24の内端を、中継室26を介して上記第
１ポート22に連通させ、この中継室26の外方に第１環状
溝27と第２環状溝28とを順に形成するとともに、上記第
２ポート23をこの第２環状溝28に開口させている。

上記のようにした弁孔24には、制御スプールCSを内装し
ているが、この制御スプールCSは、先端にポペット部29
を形成するとともに、このポペット部29の外方に制御部
30を形成している。この制御部30は、ポペット部29に向
かって徐々に低くなる斜面によって構成されている。こ
のようにした制御部30の外側には環状凹溝31を形成して
いる。

また、この制御スプールCSは内部を中空にし、その中空
部のほぼ中央部分にバネ受32を嵌着している。このバネ
受32と上記プラグ25との間にスプリング室33を形成し、
このスプリング室33にスプリング34を介在させている。
このスプリング34の作用で、当該制御スプールCSがノー
マル位置にあるとき、ポペット部29が第１環状溝27の端
部に形成したシート部35に圧接し、中継室26と第１環状
溝27との連通を遮断するようにしている。

さらに、制御スプールCSの上記中空部には、先端に受圧
棒36を形成したパイロットポペット37を設け、このパイ
ロットポペット37とバネ受32との間に、スプリング室38
を設け、このスプリング室38にスプリング39を介在させ
ている。

このようにしたパイロットポペット37は、それがノーマ
ル位置にあるとき、上記スプリング39の作用で、制御ス
プールCSに形成したシート部40に圧接して、中継室26と
スプリング室38との連通を遮断するとともに、受圧棒36
を中継室26内に突出させる。

なお、図中符号41は環状凹溝31とスプリング室38とを連
通させるオリフィス、42はスプリング室33、38を連通さ
せる通孔である。

上記弁本体21には弁孔24とほぼ平行にした弁孔43を形成
し、この弁孔43にチェック弁44を設けている。このチェ
ック弁44は、第１ポート22から第２環状溝28を経由して
第２ポート23から流出する流れだけを許容するもので、
その逆の流れを阻止するようにしている。

なお、図中符号44aは、チェック弁44に形成したオリフ
ィスである。

上記弁本体21には、パイロットポンプPPに接続したパイ
ロットポート56を形成するとともに、このパイロットポ
ート56は、電磁比例弁Ｌ→パイロット室45→絞り46を経
由してタンクＴに連通させている。

そして、上記パイロット室45には、パイロットピストン
47の一端を臨ませるとともに、このパイロットピストン
47の他端を上記中継室26に臨ませている。

上記電磁比例弁Ｌの具体的な構成は、第３図に示すとお
りである。

すなわち、この電磁比例弁Ｌは、ノーマルクローズタイ
プのもので、ソレノイド48が非励磁の状態のとき、スプ
リング49の作用で、ポペット50がシート部51に圧接し
て、当該シート部51を閉じる。

そして、ソレノイド48を励磁すると、プッシュロッド52
でポペット50をスプリング49に抗して移動させ、上記シ
ート部51を開く。このようシート部51が開けば、パイロ
ットポート56が、流入ポート53→シート部51→パイロッ
ト室45→絞り46を経由してタンクＴに連通する。

上記のようにした電磁比例弁Ｌは、負荷等によって変化
する電気信号によって、一定時間においけるソレノイド
48の励磁時間と消磁時間とをコントロールし、この電磁
比例弁Ｌを流れる流量を制御するようにしている。

しかして、切換弁Ｖを図面左側位置に切換えると、ポン
プＰの吐出油は、第１ポート22→チェック弁44→第２環
状溝28→第２ポート23を経由して、シリンダＳのボトム
側室54に流入する。このとき、ロッド側室55の作動油
は、切換弁Ｖを経由してタンクＴに戻るので、当該負荷
Ｗを上昇させることができる。

上記の状態から切換弁Ｖを図示の中立位置に切り換えれ
ば、当該負荷Ｗがその上昇位置に保持される。つまり、
上記のように切換弁Ｖを中立位置に切り換えれば、ボト
ム側室54内の圧力が、スプリング室33及び38に作用する
ので、その圧力作用で当該制御スプールCSのポペット部
29がシート部35に圧接するとともに、パイロットポペッ
ト37もシート部40に圧接し、第２ポート23と中継室26と
の連通を遮断する。また、上記ボトム側室54内の圧力は
チェック弁44にも作用するので、当該チェック弁44も閉
位置を保持する。

したがって、切換弁Ｖを中立位置に切り換えることによ
って、当該負荷Ｗを保持することができる。

上記の状態から切換弁Ｖを図面右側位置に切り換える
と、ポンプＰの吐出油は、シリンダＳのロッド側室55に
供給されるとともに、第１ポート22がタンクＴに連通す
る。

この状態において電磁比例弁Ｌで制御された流量を絞り
46からタンクＴに流すと、その流量に応じてパイロット
室45に圧力が発生し、この圧力がパイロットピストン47
に作用する。

このパイロット室45の圧力作用でパイロットピストン47
が中継室26側に移動するとともに、制御スプールCSから
突出する受圧棒36を押圧する。このパイロットピストン
47による押圧力がスプリング38のバネ力に打ち勝つと、
パイロットポペット37が押されてシート部40を開き、第
１ポート22を介してスプリング室33及び38をタンクＴに
連通させる。

そして、さらにパイロットピストン47の押圧力が大きく
なると、制御スプールCSをスプリング34に抗して移動さ
せるが、このとき制御スプールCSは、Pi×Ａ＝Ｆとなる
位置に停止する。なお、Piはパイロット室45内の圧力、
Ａはパイロットピストン47の受圧面積、Ｆはスプリング
34のバネ力である。

上記したバランス位置で制御スプールCSが停止すれば、
シート部35が開くとともに、制御部30によって、第１、
２環状溝27、28を連通させる流路面積が制御される。し
たがって、シリンダＳのボトム側室54内の作動油は、負
荷Ｗの自重によって押し出されるが、その流出量は上記
制御部30の開度に応じて制御されることになる。換言す
れば、当該シリンダＳの下降速度は、制御部30の開度に
応じて決まることになる。

そして、上記制御部30の開度は、当該制御スプールCSの
移動量に応じて決まるが、この移動量は、上記したよう
にパイロット室45内のパイロット圧によって決まること
になる。

このように制御スプールCSの移動位置を制御するパイロ
ット室45内の圧力は、結局、絞り46を通過する流量によ
って決まるが、この流量を制御しているのが、電磁比例
弁Ｌである。したがって、この実施例では、電磁比例弁
Ｌによる流量制御によってパイロット室45内の圧力を制
御し、このパイロット圧によって制御スプールCSの移動
量すなわち制御部30の開度を制御して、シリンダＳの下
降時の速度を制御するものである。

なお、上記第１実施例では、第１図に示すように、パイ
ロットポンプPPを別に設けたが、このパイロット圧を第
４図に示すようにシリンダを駆動するポンプＰから直接
導くようにしてもよい。つまり、制御スプールCSと電磁
比例弁Ｌとを、ポンプＰに対してパラレルに接続しても
よい。

また、絞り46の下流側の通路を第５図に示すように、制
御スプールCSの下流側に接続してもよい。さらに、第６
図に示すように、電磁比例弁Ｌと絞り46との位置を逆に
してもよいこと当然である。

なお、上記各実施例では、流量制御弁として電磁比例弁
Ｌを用いたが、この流量制御弁としては、どのようなタ
イプのものを利用しても構わない。要は、絞り46前後の
差圧を制御するために、そこを通過する流量を制御しう
るものであればよいものである。

また、この発明の最大のポイントは、パイロットピスト
ンを移動させるためのパイロット圧を発生させるのに、
流量制御弁と絞りとを用いたことなので、パイロットピ
ストンを移動して制御スプールの移動量を制御するタイ
プのホールディングバルブの全てに対してこの発明を適
用できる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜６図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は回路図、第２図は断面図、第３図は流量制御弁の断
面図、第４〜６図のそれぞれは他の実施例の回路図、第
７図は従来の断面図、第８図はソレノイドの吸引力の特
性を示したグラフである。 CS……制御スプール、Ｌ……流量制御弁としての電磁比
例弁、46……絞り、47……パイロットピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体に、第１ポートと第２ポートとを形
   成するとともに、この第１ポートを切換弁を介してポン
   プに連通し、第２ポートをシリンダーの一方の室に連通
   するとともに、この第１ポートと第２ポートとを連通さ
   せる連通過程に、第１ポートからだい２ポートへの流れ
   のみを許容するチェック弁を設ける一方、上記弁本体に
   制御スプールを組み込むとともに、パイロット流路に発
   生するパイロット圧によりパイロットピストンを移動さ
   せ、このパイロットピストンにより上記制御スプールを
   制御するホールディングバルブにおいて、前記パイロッ
   ト流路の途中に、絞りと、電気信号に応じて流量を制御
   する流量制御弁とを直列に配置し、これら絞りと流量制
   御弁との間の圧力を、前記パイロットピストンに作用さ
   れる構成にしたホールディングバルブ。