JPH08100803A - 方向制御弁 - Google Patents

方向制御弁

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JPH08100803A
JPH08100803A JP30496794A JP30496794A JPH08100803A JP H08100803 A JPH08100803 A JP H08100803A JP 30496794 A JP30496794 A JP 30496794A JP 30496794 A JP30496794 A JP 30496794A JP H08100803 A JPH08100803 A JP H08100803A
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piston
port
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直樹 石崎
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年郎 高野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生流量を２段階に増減して作業機シリンダ
下げ速度を２段階に変更できるようにする。 【構成】 主スプール１１を第１主受圧室３０内の圧油
で右方にストロークすると共に、受圧室３８の圧油で移
動されるピストン３５で主スプール１１を右方にストロ
ークし、前記主スプール１１の右方への最下ストローク
をピストン３５の最大ストロークより長くして、第１主
受圧室３０に圧油を供給した時にはメータアウト開口面
積と再生開口面積を大とし、受圧室３６に圧油を供給し
た時にはメータアウト開口面積と再生開口面積を小とす
ることで再生流量を２段階とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルのブー
ム、アーム等の作業機を上下動する作業機シリンダに圧
油を供給する方向制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧ポンプの吐出圧油を方向制御弁によ
って作業機シリンダの上げ側室、下げ側室に供給して作
業機シリンダを伸縮作動することで作業機を上下動する
場合に、その作業機の下げ速度、つまり作業機シリンダ
の縮み作動速度を速くするために、上げ側室よりの戻り
流量の一部を下げ側室に供給（つまり、再生）して作業
機シリンダが急速に縮み作動するようにしている。
【０００３】例えば、特願平１−１６０８７３号に示す
ように、作業機シリンダの下げ側室に接続した第１のポ
ートをチェック弁を備えた再生通路により再生ポートに
連通し、作業機シリンダの上げ側室に接続した第２のポ
ートをタンクポートに連通した時に第２のポートを再生
ポートに連通して上げ側室からの戻り流量の一部を再生
通路より第１のポートに再生して下げ速度を速くする方
向制御弁が知られている。
【０００４】かかる方向制御弁であれば、油圧ポンプの
流量を増加させることなく上げ側室から下げ側室への再
生流量分だけ作業機シリンダの下げ速度を速くできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる方向制御弁であ
ると、第２のポートとタンクポートの開口面積（つまり
メータアウト開口面積）と第２のポートと再生ポートの
開口面積（つまり再生開口面積）はスプールのストロー
クにより増減されるから、再生流量はスプールのストロ
ークにより決定されて作業機シリンダの下げ速度はスプ
ールのストロークにより一義的に決定される。
【０００６】また、方向制御弁のスプールは油圧パイロ
ット弁よりのパイロット圧によりストロークされるか
ら、パイロット圧を加減して方向制御弁のストロークを
変えることができても、常時一義的にそのストロークを
異ならせることは困難であるし、ましてや異なる所定の
ストロークに変更することはできないので、作業機シリ
ンダの下げ速度を異なる複数の速度に変更できない。
【０００７】他方、油圧ショベルにより深い掘削作業す
る場合にはバケットの上下移動距離が長いために掘削作
業効率を向上するには下げ速度を通常の掘削作業時より
も速くすることが要求されている。
【０００８】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした方向制御弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】作業機シリンダ４７の下
げ側室４９に接続した第２アクチュエータポート１５を
チェック弁１８を介して再生ポート１７に連通する再生
通路１９と、作業機シリンダ４７の上げ側室４８に接続
した第１アクチュエータポート１４と、一方向に移動す
ることで第２アクチュエータポート１５に圧油を供給す
ると共に、第１アクチュエータポート１４をタンクポー
トと再生ポート１７に連通する主スプール１１を有する
方向制御弁において、前記主スプール１１の一方向への
最大ストロークを複数段に切換える手段を設けた方向制
御弁装置。
【００１０】
【作 用】主スプール１１の一方向への最大ストロー
クを複数段に切換えることでメータアウト開口面積、再
生開口面積を増減でき、作業機シリンダ４７の上げ側室
４８の戻り油を下げ側室４９に供給する再生流量を増減
して作業機シリンダの下げ速度を複数段に変更できる。
【００１１】
【実 施 例】図１に示すように、弁本体１にはスプー
ル孔２に開口した第１・第２ポンプポート３，４、第１
・第２メータインポート５，６、第１・第２メータアウ
トポート７，８、第１・第２タンクポート９，１０が形
成され、そのスプール孔２に嵌挿した主スプール１１を
摺動することで各ポートが連通・遮断される。前記第１
・第２メータインポート５，６は圧力補償弁１２のバル
ブ１３を介して第１・第２アクチュエータポート１４，
１５に接続し、その第１・第２アクチュエータポート１
４，１５は第１・第２メータアウトポート７，８に連通
し、前記圧力補償弁１２のバルブ１３は補償ピストン１
６で閉じ側に押されている。なお、圧力補償弁ではなく
チェック弁としても良い。
【００１２】前記スプール孔２における第１ポンプポー
ト３と第１メータアウトポート７との間には再生ポート
１７が形成され、この再生ポート１７はチェック弁１８
を備えた再生通路１９で第２メータアウトポート８で連
通している。
【００１３】前記主スプール１１には、第１ポンプポー
ト３から第１メータインポート５への流量をコントロー
ルする第１切欠き溝２１、第２ポンプポート４から第２
メータインポート６への流量をコントロールする第２切
欠き溝２２、第１メータアウトポート７から第１タンク
ポート９への流量をコントロールする第３切欠き溝２
３、第２メータアウトポート８から第２タンクポート１
０への流量をコントロールする第４切欠き溝２４、第１
メータアウトポート７から再生ポート１７への流量をコ
ントロールする第５切欠き溝２５がそれぞれ形成されて
いる。
【００１４】前記弁本体１には第１・第２ばね箱２６，
２７が取付けられ、この第１ばね箱２６内に設けた第１
ばね２８と第２ばね箱２７内に設けた第２ばね２９によ
り主スプール１１は中立位置に保持され、第１ばね箱２
６内の第１主受圧室３０内の圧油によって主スプール１
１は右方に押されて第２ばね箱２７内に設けた第１スト
ッパ３１で右方へのストロークが規制され、第２ばね箱
２７内の第２主受圧室３２内の圧力で主スプール１１は
左方に押されて第１ばね箱２６内に設けた第２ストッパ
３３でストロークが規制され、その左右へのストローク
は同一となっている。
【００１５】前記第１ばね箱２６には段付穴３４が形成
され、その段付穴３４にピストン３５が嵌挿されて受圧
室３６を構成し、そのピストン３５の小径部３７が主ス
プール１１の端面と接し、その受圧室３６に圧油を供給
するとピストン３５を介して主スプール１１を右方に押
すようになり、そのピストン３５のストロークＳ1 は第
１ストッパ３１のストロークＳ2 より小さく、ピストン
３５の受圧面積Ａ1 は主スプール１１の受圧面積Ａ2 よ
り小さくなっている。
【００１６】油圧パイロット弁４０は第１・第２パイロ
ット路４１，４２の一方にパイロット圧油を供給し、そ
の第１パイロット路４１は切換弁４３で第１・第２回路
４４，４５の一方に接続され、その第１回路４４は第１
主受圧室３０に接続し、第２回路４５は受圧室３６に接
続し、前記第２パイロット路４２は第２主受圧室３２に
接続している。
【００１７】前記切換弁４３はばね力で第１パイロット
路４１を第１回路４４に連通し、第２回路４５をタンク
に連通する第１の位置ａに保持され、ソレノイド４６に
通電すると第１パイロット路４１を第２回路４５に接続
し、第１回路４４をタンクに連通する第２位置ｂとす
る。
【００１８】前記第１アクチュエータポート１４は作業
機シリンダ４７の上げ側室４８に接続し、第２アクチュ
エータポート１５は下げ側室４９に接続してある。
【００１９】次に作動を説明する。切換弁４３が第１の
位置ａで油圧パイロット弁４０を操作して第１パイロッ
ト路４１にパイロット圧油を出力すると、そのパイロッ
ト圧油は第１主受圧室３０に供給されて主スプール１１
の端面を押して右方に摺動し、その時のストロークは第
１ストッパ３１によってＳ2 となる。
【００２０】これにより、第２切欠き溝２２で第２ポン
プポート４の圧油が第２メータアウトポート６に流入
し、第２アクチュエータポート１５から作業機シリンダ
４７の下げ側室４９に供給される。これと同時に第１メ
ータアウトポート７が第３切欠き溝２３で第１タンクポ
ート９に連通し、その開口面積（メータアウト開口面
積）は主スプールストロークＳ2 に見合う値となると共
に、第１メータアウトポート７が第５切欠き溝２５で再
生ポート１７に連通し、その開口面積（再生開口面積）
は主スプール１１のストロークＳ2 に見合う値となる。
【００２１】これにより、作業機シリンダ４７の上げ側
室４８からの戻り流量の一部は再生ポート１７、再生通
路１９、第２メータアウトポート８、第２アクチュエー
タポート１５より作業機シリンダ４７の下げ側室４９に
再生されて作業機シリンダ４７の下げ速度が速くなる。
【００２２】切換弁４３を第２の位置ｂとして油圧パイ
ロット弁４０を操作して第１パイロット路４１にパイロ
ット圧油を供給すると受圧室３６にパイロット圧油が供
給されて主スプール１１が右方に摺動するから前述と同
様に作業機シリンダ４７の上げ側室４８の戻り流量の一
部を下げ側室４９に再生できる。
【００２３】この時の主スプール１１のストロークはＳ
1 となって前述の場合よりも小さいからメータアウト開
口面積、再生開口面積が小さくタンクへの流量及び再生
流量が少ないので作業機シリンダ４７の下げ速度は前述
の場合よりも遅くなる。
【００２４】また、第１主受圧室３０にパイロット圧油
を供給した時には主スプール１１の端面を直接押し、受
圧室３６にパイロット圧油を供給した時にはピストン３
５を介して主スプール１１を押し、主スプール１１の端
面の受圧面積Ａ2 はピストン３４の受圧面積Ａ1 より大
きいから、主スプール１１を右方に押す力が大きいの
で、同一パイロット圧に対するスプール１１のストロー
クが大きくなる。
【００２５】つまり、第１主受圧室３０に圧油を供給し
た時には図２の実線で示すように主スプール１１は大き
な勾配でストロークして最大ストロークが長くなり、受
圧室３６に圧油を供給した時には図２の点線で示すよう
に主スプール１１はゆるやかな勾配でストロークして最
大ストロークが小さくなる。
【００２６】図３は第２実施例を示し、第１ばね箱２６
は第１主受圧室３０のみを有する形状となり、第２ばね
箱２７には段付孔５０が形成され、この段付孔５０に段
付きのピストン５１が嵌合されて受圧室５２を構成し、
その小径部５３が第１ストッパ３１と対向してストッパ
受けとなり、油圧源５４の圧油が切換弁５５で受圧室５
２に供給されるようにしてある。
【００２７】次に作動を説明する。切換弁５５はばね力
でドレーン位置ｃとなり、それにより受圧室５２がタン
クに連通してピストン５１は第１ストッパ３１で右方の
ストロークエンドまで押されるから主スプール１１の右
方のストロークはＳ2 となり、ソレノイド５６に通電し
て切換弁５５を供給位置ｄとすると受圧室５２に圧油が
供給されてピストン５１が押されて小径部５３が第２主
受圧室３２内に突出して第１ストッパ３１の右方へのス
トロークをＳ1 と制限して主スプール１１の右方へのス
トロークをＳ1 と小さくする。
【００２８】このようにすれば、主スプール１１の右方
への最大ストロークを図４の実線と点線で示すように異
ならせることができる。なお、この場合に主スプール１
１のストローク勾配は同一となる。
【００２９】図５は第３実施例を示し、第１ばね箱２６
は第１主受圧室３０のみを有する形状となり、第２ばね
箱２７には第２主受圧室３２に開口した段付孔６０が形
成され、この段付孔６０には一端小径部６１と中間大径
部６２と他端小径部６３を有する段付の筒形状となった
ピストン６４が嵌合され、そのピストン６４の他端小径
部６３は段付孔６０に螺合したスリーブ６５内に嵌合し
て環状の受圧室６６を構成している。
【００３０】前記ピストン６４と第１ストッパ３１との
間には補助ばね６７が設けられ、ピストン６４は補助ば
ね６７で右方に押されていると共に、第２主受圧室３２
はピストン６４内部を経てスリーブ６５に連通してスリ
ーブ６５に螺合したエルボ６８より圧油が供給されるよ
うにしてあり、前記受圧室６６には油圧源６９の圧油が
切換弁７０で供給されるようにしてある。
【００３１】次に作動を説明する。切換弁７０はばね力
でドレーン位置ｅとなり、それにより受圧室６６がタン
クに連通するのでピストン６４は補助ばね６７で右方に
押され、主スプール１１を右方に摺動する時に補助ばね
６７のばね荷重がゼロとなる。つまりピストン６４は補
助ばね６７のばね受けを兼用している。
【００３２】前述の状態で第１主受圧室３０にパイロッ
ト圧を供給して主スプール１１を右方に押すと、主スプ
ール１１は第２ばね２９に抗して右方に摺動して第１ス
トッパ３１が第２ばね箱２７の内端面２７ａに当接し、
この時のストロークはＳ2 となる。
【００３３】切換弁７０のソレノイド７１に痛電して供
給位置ｆとすると油圧源６９の圧油が受圧室６６に供給
されてピストン６４を左方に押して中間大径部６２が段
付孔６０の段部６０ａに当接し、ピストン６４の一端小
径部６１が第２主受圧室３２内に突出して第１ストッパ
３１の右方へのストロークをＳ1 に制限する。
【００３４】この状態で第１主受圧室３０にパイロット
圧を供給して主スプール１１を右方に押すと、主スプー
ル１１は第２ばね２９と補助ばね６７に抗して右方に摺
動し、第１ストッパ３１がピストン６４の一端小径部６
１に当接し、この時の主スプール１１の右方へのストロ
ークはＳ1 と前述の場合よりも小さくなる。
【００３５】このようであるから、パイロット圧と主ス
プール１１の右方へのストロークの関係は図６に示すよ
うになる。つまり、同一パイロット圧の範囲で受圧室６
６に圧油を供給しない時には第２ばね２９のみが作用す
るから図６の実線で示すようにストロークＳ1 まで大き
な勾配でストロークし、受圧室６６に圧油を供給した時
には第２ばね２９と補助ばね６７が作用するから図６の
点線で示すようにストロークＳ2 （Ｓ1 ＞Ｓ2 ）まで小
さな勾配でストロークする。
【００３６】
【発明の効果】主スプール１１の一方向への最大ストロ
ークを複数段に切換えることでメータアウト開口面積、
再生開口面積を増減でき、作業機シリンダ４７の上げ側
室４８の戻り油を下げ側室４９に供給する再生流量及び
タンクへの流量を増減して作業機シリンダの下げ速度を
複数段に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】主スプールストロークとパイロット圧の関係を
示す図表である。
【図３】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図４】主スプールストロークとパイロット圧の関係を
示す図表である。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図６】主スプールストロークとパイロット圧の関係を
示す図表である。
【符号の説明】
１…弁本体 ２…スプール孔 ３…第１ポンプポート ４…第２ポンプポート ５…第１メータインポート ６…第２メータインポート ７…第１メータアウトポート ８…第２メータアウトポート ９…第１タンクポート １０…第２タンクポート １１…主スプール １４…第１アクチュエータポート １５…第２アクチュエータポート １７…再生ポート １８…チェック弁 １９…再生通路 ３０…第１主受圧室 ３１…第１ストッパ ３５…ピストン ３６…受圧室 ４７…作業機シリンダ ４８…上げ側室 ４９…下げ側室 ５１…ピストン ５２…受圧室 ５４…油圧源 ５５…切換弁 ６４…ピストン ６６…受圧室 ６７…補助ばね ６９…油圧源 ７０…切換弁。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 作業機シリンダ４７の下げ側室４９に接
    続した第２アクチュエータポート１５をチェック弁１８
    を介して再生ポート１７に連通する再生通路１９と、 作業機シリンダ４７の上げ側室４８に接続した第１アク
    チュエータポート１４と、一方向に移動することで第２
    アクチュエータポート１５に圧油を供給すると共に、第
    １アクチュエータポート１４をタンクポートと再生ポー
    ト１７に連通する主スプール１１を有する方向制御弁に
    おいて、 前記主スプール１１の一方向への最大ストロークを複数
    段に切換える手段を設けたことを特徴とする方向制御
    弁。
  2. 【請求項２】 主スプール１１の端面に圧油を作用する
    主受圧室と、受圧室３６の圧油で所定ストローク摺動し
    て主スプール１１を押すピストン３５と、前記主スプー
    ル１１の最大ストロークを前記ピストン３５の最大スト
    ロークと異なる値に規制するストッパより前記切換手段
    とした請求項１記載の方向制御弁。
  3. 【請求項３】 前記ピストン３５の最大ストロークを主
    スプール１１の最大ストロークよりも短くし、そのピス
    トン３５の受圧面積Ａ1 を主スプール１１の受圧面積Ａ
    2 より小さくした請求項２記載の方向制御弁。
  4. 【請求項４】 主スプール１１の一方向への最大ストロ
    ークを規制する第１ストッパ３１と、この第１ストッパ
    ３１のストッパ受けとなり主スプール１１の移動方向に
    摺動自在で、かつ受圧室５２に圧油が供給されると第１
    ストッパ３１側に摺動されるピストン５１と、その受圧
    室５２に圧油を供給する切換弁５５より切換手段とした
    請求項１記載の方向制御弁。
  5. 【請求項５】 主スプール１１の一方向への最大ストロ
    ークを規制する第１ストッパ３１と、この第１ストッパ
    ３１のストッパ受けとなり主スプール１１の移動方向に
    摺動自在で、かつ受圧室６６に圧油が供給されると第１
    ストッパ３１側に摺動するピストン６４と、このピスト
    ン６４と主スプール１１との間に設けた補助ばね６７
    と、前記受圧室６６に圧油を供給する切換弁７０より切
    換手段とした請求項１記載の方向制御弁。
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