JPH0747604Y2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は油圧制御装置さらに詳細にはスプール弁のシリ
ンダポートの内部リークを減少させる機能を備えた油圧
制御装置に関するものである。

〔従来の技術とその技術的課題〕

油圧アクチュエータの制御弁すなわち油圧ポンプからの
作動油の通路を切り換え、目的とするアクチュエータに
動力を接続する手段としてスプール型方向切換弁（以下
スプール弁と称す）が用いられている。このスプール弁
はバルブ本体のボアを摺動するため、両者の間には適当
な隙間が形成され、したがつてバルブ本体内部通路特に
シリンダポートに内部漏れが生じる。これは油圧モータ
で代表される複動形式のアクチュエータの負荷保持力の
低下として現われる。すなわち、シリンダポートは通常
アクチュエータの負荷圧が封じ込められているため、ス
プール外周部からタンクポートへ油が内部リークして時
間の経過と共にアクチュエータが少しずつ動いてしまう
のである。

この対策としてはスプール弁に代えてポペツト弁を使用
する方法があるが、非常に大掛りとなり、コストが高価
になることを避けられない。そこでスプール弁におい
て、特公昭52-26598号公報に、スプール弁のシリンダポ
ートへの通路にパイロットチェック弁を設けたものが提
案されている。

この先行技術によれば、パイロツトチェック弁によりア
クチェエータの保持は可能である。しかし、ポンプ圧力
でパイロットピストンを押す内部パイロット方式のた
め、微小流量制御を行うにはパイロットピストンの径を
大きくしなければならない。だが、実際問題としては、
スペースの関係からパイロットピストンの径はそれほど
大きくすることはできない。そのため、スプールの切欠
きが大部分通過してから圧力が上昇してパイロットピス
トンが作動し、チェックバルブが開くことになり、大き
なショックが発生することを避けられず、流量制御を考
慮すると適切なノンリーク機構を実現できないという問
題があった。また、パイロットピストンとチェック弁が
シリンダ通路を挟んで対峙（パイロツトチェック弁がバ
ルブボデイ内部にある）し、スプールの移動時に、作動
油を供給側シリンダポート用通路を超えて反対側の作動
油戻り側通路近くに送り、パイロットピストンを押圧移
動させるため、通路構成が複雑となるという問題があっ
た。

本考案は前記問題点を解決するために研究して考案され
たもので、その目的とするところは、適切なシリンダポ
ート内部リーク防止性能を備え、ことにスプールの切欠
きが開く以前に開弁作動して微小流量を制御でき、バル
ブ本体の通路構成も簡単でリーク防止部の保守点検も容
易なこの種油圧制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案は、油圧ポンプからアク
チュエータを結ぶ系に配される方向切換弁を備え、該方
向切換弁がバルブ本体を貫く主スプールを有し、該主ス
プールが外部のパイロット油圧で操作される形式のもの
において、 バルブ本体に、分断構造の２組のシリンダ通路を形成す
るとともに、それら各組のシリンダ通路と交差しかつ主
スプールと平行な横穴を形成し、各横穴にそれぞれノン
リーク弁を取付けてなり、 前記ノンリーク弁は、それぞれ前記バルブ本体の横穴と
これの両サイドに固定されたサブプレートにかけておの
おの対称的に取付けられた筒状ケーシングの内部に、前
記シリンダ通路に臨む先端に絞りを有する主流路開閉用
のポペット弁と、これを常時閉じ側に付勢するスプリン
グと、該スプリングを配したばね室の圧力を制御するパ
イロット用ポペット弁と、該パイロット用ポペット弁を
開閉するためのピストンを順次同一軸線上に配してな
り、かつノンリーク弁は、主スプールが中立状態のとき
に、シリンダポートからの負荷圧油を絞りとばね室及び
横穴を経てパイロット用ポペット弁の軸まわりに閉じ込
める通路構造を有し、 前記ピストンの背部には油圧パイロット弁から主スプー
ルの端部に到るパイロット通路の一部が通じ、パイロッ
ト油圧を主スプールに加えたときに、同時かつ同方向に
そのパイロット油圧がピストンに働くようになっている
構成としたものである。

〔作用〕

ノンリーク弁のパイロット用ポペット弁およびこれを作
動させるピストンは、スプールにパイロツト油圧を加え
る側と順方向でかつその近傍のバルブ本体外方側にあ
り、２つのシリンダポートへの通路は、常態において主
流路開閉用のポペット弁で遮断され、シリンダポートか
らの負荷圧力は主流路開閉用のポペット弁の絞りを通
り、閉弁状態のパイロツト用ポペット弁室に封じ込めら
れる。

主スプールにパイロット油圧を作用させれば、そのパイ
ロット油圧がスプールの移動方向と順流側にあるピスト
ンに伝達され、パイロツト用ポペット弁が開弁してパイ
ロツト用ポペット弁室内の油が低圧側に流れ、これによ
り主流路開閉用のポペット弁のばね室の圧力が下げられ
て絞りの前後に圧力差が生じ、主流路開閉用のポペット
弁が開弁し、アクチュエータからの油がタンクポートへ
と抜ける。

そして、前記ノンリーク弁は、バルブ本体に設けた分断
構造の２組のシリンダ通路と交差しかつ主スプールと平
行な横穴とこれの両サイドに固定されたサブプレートに
かけて取り付けた筒状ケーシングに、主流路開閉用のポ
ペット弁と、これを常時閉じ側に付勢するスプリング
と、該スプリングを配したばね室の圧力を制御するパイ
ロット用ポペット弁と、該パイロット用ポペット弁を開
閉するためのピストンを順次同一直線状に配することで
構成され、左右のノンリーク弁が同一軸線上にあるた
め、組付けが非常に容易であり、メンテナンスもサブプ
レートを取外して筒状ケーシングごと抜き取ることによ
り簡単に実施できる。

また、主スプールが中立状態のときに、シリンダポート
からの負荷圧油を絞りとばね室及び横穴を経てパイロッ
ト用ポペット弁の軸まわりに閉じ込める通路構造を有し
ていることと、ピストンのパイロット油圧受圧部がサブ
プレートの端部に臨んでおり、主スプールに対するパイ
ロット油圧作用方向と同じであることによって油路構成
を簡単にすることができ、全体としてコンパクトな構造
とすることができる。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第1a図は本考案による圧力制御装置の一実施例
を示している。第１図において、１はメインバルブ、２
は油圧パイロットバルブであり、フインガータッチ式の
遠隔操作弁として構成され、メインバルブに対する主ポ
ンプ（図示せず）と連動するパイロットポンプから油の
供給を受けるようになっている。３は主スプールであ
り、メインバルブ１のバルブ本体４に設けたボアに摺動
自在にはめられ、スプール両端はバルブ本体４に固定し
たサブプレート4a,4bのパイロット圧室11a,11bに突出
し、一端は主スプリング12により付勢され、常態におい
て図示する中立位置にセットされるようになつている。

バルブ本体４には両端にタンクポートＴ、Ｔに通じる低
圧通路40t,40t′が、中央に中立通路40nが、また、その
両側にフィーダ通路40f,40f、さらにシリンダポートA,B
に対するシリンダ通路40a,40a′、40b,40b′がそれぞれ
平行的に分断形成されており、シリンダ通路40a′、40
b′はシリンダポートA,Bに開口している。そして、シリ
ンダポートA,Bは図示しない油圧モータ類に接続されて
いる。

主スプール３には、両端に近く、中立状態で低圧通路40
t,40t′に連通する端部ステム30,30′が形成され、主ス
プール３が左方に移動したときに、左端側のシリンダ通
路40aと低圧通路40tは遮断されたままであり、右端側は
端部ステム30が低圧通路40tとシリンダ通路40bを連通す
るようなスイッチング構成となっている。

そして、前記バルブ本体４とサブプレート4a,4bには、
主スプール３と平行状に、かつ前記シリンダ通路40a,40
bを横切って先端がシリンダ通路40a′、40b′に開口す
る横穴６が穿設され、この横穴６にノンリーク弁8A,8B
が対称的に配置されている。そして、このノンリーク弁
8A,8Bの上部のバルブ本体４に、たとえばリリーフバル
ブとアンチキャビテーションバルブのコンビネーション
形のオーバーロードリリーフ弁7A,7Bが挿着されてい
る。

第1a図は前記ノンリーク弁8A,8Bの詳細を示しており、
この実施例では、ノンリーク弁8A,8Bは、横穴６に嵌ま
る筒状ケーシング8aと、これに内挿された主流路開閉用
のポペット弁8bと、これを付勢するスプリング8cと、こ
のスプリング8cのばね受け8dと、ポペット弁8bのばね室
の圧力を制御するパイロット用ポペット弁8eと、このパ
イロット用ポペット弁8eを開閉するためのピストン8fを
同一軸線状に配置してなる。

筒状ケーシング8aは、後端が横穴６の端壁60に当接する
ことで位置決めされており、シリンダ通路40a、40bに対
応する部位には、複数個の通油孔80が配設されている。
また、中間部には横穴６との間でリング状通路85を形成
するための径小部82が形成され、この径小部82には導出
孔83と導入孔84が穿設されている。さらに後端に近い部
位には通路400,400′により低圧通路,40t、40t′に通じ
る排出孔86が穿設されている。そして、前記各孔の両側
部分に横穴６に密接するシールリングが装着されてい
る。

ポペット弁8bは、筒状ケーシング8aの通油孔80付近に内
設したシート部810にスプリング8cの押圧でシートされ
るようになつており、先端中心には絞り811が穿設され
ている。

ばね受け8dは先端側でスプリング8cを支えるようになつ
ている一方、筒状本体8aの導出孔83とばね室内を導通す
るための環状部830が形成されている。

パイロット用ポペット弁8eは、筒状ケーシング8a内に嵌
め込まれた本体8gに摺動可能に内挿され、前記ばね受け
8d間に配したスプリング8hで付勢され本体先端でシート
されるようになっている。本体8gは一端面が前記ばね受
け8dに当接し、他端面がピストン8fのガイドブシュ8iに
当接し、ガイドブシュ8iが横穴の端壁60に当接すること
で位置決めされている。

本体8gには、前記筒状本体8aの導入孔84とパイロット用
ポペット弁8eの摺動孔860を結ぶ導孔850が穿設される一
方、これと変位した位置には軸方向通路孔880が穿設さ
れ、この軸方向通路孔880は、本体8gの前後端面の凹部8
70,871に通じている。そして、一方の凹部871は、ガイ
ドブシュ8iに形成した切欠き孔890を介して筒状本体8a
の排出孔86と通じている。

ピストン8fは、前記パイロツト用ポペツト弁8eに当接す
るようにガイドブシュ8iに内挿され、横穴６の端壁60に
開口するパイロツトポート22からパイロット圧を受ける
ようになっている。パイロツトポート22は、前記油圧パ
イロット弁２からメインバルブ１のパイロット圧室11a,
11bに到るパイロット通路20a,20bのサブ通路21a,21bに
接続されている。勿論これに代えて、パイロツトポート
22とサブ通路21a,21bをパイロット圧室11a,11bと通じる
ように、サブプレート4a,4bに内部通路として形成して
もよい。

〔実施例の作用〕

一実施例において、主スプール３が中立状態において
は、該主スプール３の端部ステム30,30′が低圧通路40
t,40t′と連通しており、このとき、ノンリーク弁8A,8B
の各主流路開閉用のポペット弁8bはシートされ、２分さ
れたシリンダ通路40aと40a′、40bと40b′は遮断されて
おり、油圧パイロット弁２が作動しないため、パイロツ
トポート22にはパイロット圧力が作用せず、したがって
ピストン8fは動かず、パイロット用ポペット弁8eも閉弁
状態にある。

シリンダポートA,Bには油圧モータ類からの負荷圧力が
作用しており、シリンダポートA,Bの油は、シリンダ通
路40a′、40b′から通油孔80を介してそれぞれ筒状ケー
シング8a内に流入し、主流路開閉用のポペット弁8bの絞
り811を通過し、ばね室81→導出孔83→リング状通路85
→導入孔84→導孔850→摺動孔860（パイロツト用ポペッ
ト弁室）からなる通路室に溜られる。そのため、シリン
ダボートA,Bの負荷圧力は確実に保持され、パイロット
用ポペット弁8eの外周と摺動孔860からリークしたとし
ても、きわめてわずかなため、油圧モータ類の圧力降下
はほとんど生じない。

いま、主スプール３を左方に作動させるべく油圧パイロ
ット弁２を操作すると、パイロット圧力はパイロット通
路20bからパイロット圧室11bに入り、主スプール３を左
方に押圧すると同時に、サブ通路21bによりパイロット
ポート22に送られる。

このパイロット圧力により、ピストン8fはガイドブシュ
8i内を左行し、パイロット用ポペット弁8eはスプリング
8hに抗して左方、すなわちシリンダ通路40b′からの油
流れ方向と向流する方向に動かされて開弁し、摺動孔86
0までのルートに閉じ込められている油が、第1a図の矢
印のように、凹部870→軸方向通路孔880→凹部871→切
欠き孔890→排出孔86→通路400の経路で低圧通路40tか
らタンクポートＴに流れる。この結果、主流路開閉用の
ポペット弁8bのばね室81の圧力が低下し、絞り811の前
後に圧力差が生じるため、右側ノンリーク弁8Bのポペッ
ト弁8bは筒状ケーシング8aのシート部から離れ、右方に
移動する。これによりシリンダ通路40bと40b′が連通す
る。

油圧パイロット式切換え弁においては、一搬的にパイロ
ット圧力が約3kg/cm²までは主スプールは動かず、か
つ、このパイロット圧力に達し主スプールがストローク
が開始しても、一定のストロークの間は油路に変化が生
じないようにオーバラップ領域が設定されている。した
がって、主スプール３へのパイロット圧力を同時にピス
トン8fに導けば、オーバラツプ域により主スプール３の
切欠きが開く以前に、前記の如く主流路開閉用のポペッ
ト弁8bにより戻り側のシリンダ通路40b,40b′が連通し
合い、次いで主スプール３の右方の端部ステム30がシリ
ンダ通路40bと低圧通路40tを連通させるため、油圧モー
タ類からの戻り油は主流路開閉用のポペット弁8bの先端
を通り、シリンダ通路40b→低圧通路40t→タンクポート
Ｔのルートで円滑にタンクに戻される。

一方、左方のノンリーク弁8Aの主流路開閉用のポペット
弁8bは逆止弁として作用し、シリンダ通路40aの圧力で
開弁し、メイン流量はシリンダポート40a′からシリン
ダポートＡへと流れる。

主スプール３を右行させるべく油圧パイロット弁２を作
動させた場合は、左方のノンリーク弁8Aが逐次動作によ
り開弁して戻り通路シリンダ通路40a,40a′を連通さ
せ、作動油の流れが逆になるほか前記したところと同じ
である。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案によるときには、次のようなすぐれ
た効果が得られる。

シリンダポートからの負荷圧力が分断されたシリンダ
通路に対向する主流路開閉用のポペット弁8bの先端の絞
り811を通ってばね室81及び横穴６を経てパイロット用
ポペット弁8eの軸まわりに閉じ込められるため、油圧ア
クチュエータの位置をしっかりと保持することができ、
主スプール３を作動するときには、切欠きが開く前にピ
ストン8fが主スプール３と同方向に動いてパイロット用
ポペット弁8eを開弁し、主流路開閉用のポペット弁8bを
すばやく開弁させることができるため、微少流量を制御
でき、シリンダポートの内部リークを的確に減少するこ
とができる。

ノンリーク弁8A,8Bがバルブ本体４に設けた分断構造
の２組のシリンダ通路40a,40a′、40b,40b′と交差しか
つ主スプール３と平行な横穴6,6とこれの両サイドに固
定されたサブプレート4a,4bにかけて取り付けた筒状ケ
ーシング8aに、主流路開閉用のポペット弁8bと、これを
常時閉じ側に付勢するスプリング8cと、該スプリング8c
を配したばね室81の圧力を制御するパイロット用ポペッ
ト弁8eと、該パイロット用ポペット弁8eを開閉するため
のピストン8fを順次同一軸線上に配置することで構成さ
れ、横穴６と筒状ケーシング8a間をリーク油を導く通路
としているため、外部で筒状ケーシング8aに組付けて横
穴６に嵌め込み、サブプレート4a,4bを被せるだけで非
常に簡単に組付けることができる。そして油圧機器の使
用上重要なメンテナンスも、サブプレート4a,4bを取外
して筒状ケーシング8a,8aごと抜き取ることにより簡単
に実施できる。

主スプール３が中立状態のときに、シリンダポートか
らの負荷油圧を絞り811とばね室81及び横穴６を経てパ
イロット用ポペット弁8eの軸まわりに閉じ込める通路構
造を有していることと、ピストン8fのパロット油圧受圧
部がサブプレート4a,4bの端部に臨み、ピストン8fに対
するパイロット油圧作用方向が主スプール３に対するそ
れと同じであることとによって油路構成を簡単にするこ
とができ、ノンリーク弁が直線状構成であることと相ま
って、全体としてコンパクトな構造とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す断面図、第1a図は同じく
その一部拡大図である。 １……メインバルブ、２……油圧パイロット弁、３……
主スプール、4a,4b……サブプレート、６……横穴、8A,
8B……ノンリーク弁、8a……筒状ケーシング、8b……主
流路開閉用ポペット弁、8c……スプリング、8e……パイ
ロット用ポペット弁、8f……ピストン、20a,20b……パ
イロット通路、40a,40a′、40b,40b′……シリンダ通
路、81……ばね室、811……絞り

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ポンプからアクチュエータを結ぶ系に
   配される方向切換弁を備え、該方向切換弁がバルブ本体
   を貫く主スプールを有し、該主スプールが外部のパイロ
   ット油圧で操作される形式のものにおいて、 バルブ本体４に、分断構造の２組のシリンダ通路40a,40
   a′,40b,40b′を形成するとともに、それら各組のシリ
   ンダ通路40a,40a′,40b,40b′と交差しかつ主スプール
   ３と平行な横穴6,6を形成し、各横穴6,6にそれぞれノン
   リーク弁8A,8Bを取付けてなり、 前記ノンリーク弁8A,8Bは、それぞれ前記バルブ本体４
   の横穴6,6とこれの両サイドに固定されたサブプレート4
   a,4bにかけておのおの対称的に取付けられた筒状ケーシ
   ング8a,8aの内部に、前記シリンダ通路40a′,40b′に臨
   む先端に絞り811を有する主流路開閉用のポペット弁8b
   と、これを常時閉じ側に付勢するスプリング8cと、該ス
   プリングを配したばね室81の圧力を制御するパイロット
   用ポペット弁8eと、該パイロット用ポペット弁8eを開閉
   するためのピストン8fを順次同一直線上に配してなり、
   かつノンリーク弁8A,8Bは、主スプール３が中立状態の
   ときに、シリンダポートからの負荷圧油を絞り811とば
   ね室81及び横穴６を経てパイロット用ポペット弁8eの軸
   まわりに閉じ込める通路構造を有し、 前記ピストン8fの背部には油圧パイロット弁から主スプ
   ール３の端部に致るパイロット通路20a,20bの一部が通
   じ、パイロット油圧を主スプール３に加えたときに、同
   時かつ同方向にそのパイロット油圧がピストン8fに働く
   ようになっていることを特徴とする油圧制御装置。