JPH11241779A - 切換弁 - Google Patents

切換弁

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JPH11241779A
JPH11241779A JP6071998A JP6071998A JPH11241779A JP H11241779 A JPH11241779 A JP H11241779A JP 6071998 A JP6071998 A JP 6071998A JP 6071998 A JP6071998 A JP 6071998A JP H11241779 A JPH11241779 A JP H11241779A
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cap
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Akio Ogata
章夫 尾形
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプール5の組み付け性をよくする。 【解決手段】 スプール穴4に挿入するスプールの挿入
方向前方に、キャップ40をかぶせ、このキャップ40
に補助ロッド41、バネ受け43、44およびサブスプ
リング45を組み付けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、中立位置を含め
て5あるいは6つのポジションで切り換え可能な切換弁
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の切換弁として、本出願人は図3
に示す具体例をすでに出願しているが、その詳細は次の
とおりである。バルブ本体1には、一対のアクチュエー
タポートA、Bを形成し、アクチュエータポートAをシ
リンダCのボトム側室C2に接続し、アクチュエータポ
ートBをシリンダCのロッド側室C1に接続している。
また、バルブ本体1の中央付近には、ポンプからの吐出
流体を導く流入通路2a、2aと、この導かれた流体を
タンクあるいは図示していない他のバルブ側に導く中立
流路2bとを形成するとともに、上記流入通路2a、2
aに連通するパラレル通路38と、このパラレル通路3
8にチェック弁39を介して連通する供給通路34とを
形成している。さらに、バルブ本体1には、タンクに連
通するタンク通路3を形成している。また、このバルブ
本体1には、スプール穴4を形成し、このスプール穴4
にスプール5を摺動自在に組み込んでいる。
【0003】上記スプール5には、その両側に第1、2
環状溝L1、L2 を形成している。この第1、2環状溝
L1、L2は、スプール5が図示の中立位置にあるとき、
アクチュエータポートA、Bに一致する。そして、スプ
ール5が左右いずれかに移動したとき、アクチュエータ
ポートA、Bが、第1、2環状溝L1、L2を介して、供
給通路34またはタンク通路3のいずれかに連通する。
【0004】なお、上記第2環状溝L2の外方には、第
3環状溝L3を形成しているが、この第3環状溝L3は、
スプール5を図面左方向に大きく動かしたときに、シリ
ンダCのロッド側室C1およびボトム側室C2の両方をタ
ンク通路3に連通させる場合に利用する。すなわち、ス
プール5を図示の状態から左方向に大きく動かすと、一
方のアクチュエータポートAが第1環状溝L1を介して
タンク通路3に連通するとともに、他方のアクチュエー
タポートBも第3環状溝L3を介してタンク通路3に連
通する。このように両アクチュエータポートA、Bの両
方をタンク通路3に連通させる場合としては、例えばシ
リンダCの負荷を自重で落下させるときなどが考えられ
る。シリンダCの負荷を自重などで降下させるときに
は、そのシリンダCの一方の室の作動油をタンクに排出
するが、他方の室にはタンクから作動油を吸い込まなけ
ればならない。したがって、ロッド側室C1もボトム側
室C2もタンク通路3に連通させることになる。
【0005】上記のようにしたスプール5には、さらに
その中央部分に、第4、5環状溝L4、L5を形成してい
る。これら第4、5環状溝L4、L5は、流入通路2aを
中立流路2bに連通させたり、その連通を遮断したりす
るものである。すなわち、スプール5が図示の中立位置
にあるときには、流入通路2aを中立流路2bに連通さ
せる。また、スプール5を左右いずれかに切り換えるこ
とによって、流入通路2aと中立流路2bとの連通を遮
断して、この流入通路2aに供給された作動油を、パラ
レル通路38およびチェック弁39を介して、供給通路
34に導く。
【0006】上記バルブ本体1の両側には、上記スプー
ル穴4の両端をふさぐカバー6、7を組み付け、これら
カバー6、7内をパイロット室8、9としている。そし
て、一方のパイロット室8に臨ませたスプール5の端面
には、ガイドロッド10を連結するとともに、このガイ
ドロッド10に一対のバネ受け11、12を摺動自在に
設けている。また、これら両バネ受け11、12間に
は、センタリングスプリング13を設けている。
【0007】上記一方のバネ受け11は、センタリング
スプリング13が最伸長の状態にあるとき、ガイドロッ
ド10の先端に形成したフランジ状のストッパー14と
カバー6に形成した段差部15との両方に接触する。ま
た、このとき他方のバネ受け12は、スプール5に形成
した段差部16とバルブ本体1の壁面との両方に接触す
る。このようにバネ受け11、12の両方が、ストッパ
ー14と段差部15、段差部16とバルブ本体1の壁面
とのそれぞれに同時に接触しているということは、セン
タリングスプリング13が最伸長の状態を維持している
ことになる。このようにしてセンタリングスプリング1
3が最伸長状態にあるとき、スプール5は図示の中立位
置に保たれる。そして、このセンタリングスプリング1
3は、スプール5が左右いずれに移動するときにもバネ
力を発揮するもので、左右共用のものである。
【0008】さらに、上記ガイドロッド10の先端に
は、補助ロッド17を連結している。この補助ロッド1
7には、バネ受け18を摺動自在にはめるとともに、そ
の先端にはフランジからなるストッパー19を形成して
いる。そして、このバネ受け18と前記したストッパー
14との間には、サブスプリング20を介在させてい
る。また、上記バネ受け18は、カバー6内を軸方向に
移動可能になっているが、カバー6内に形成した段差部
21によって、図中左方向への所定量以上の移動を規制
されている。言い換えれば、段差部21を、バネ受け1
8の移動軌跡内に出っ張らせている。ただ、上記のよう
に段差部21でバネ受け18の移動が規制されている
が、補助ロッド17自体は、カバー6の底部22に当た
るまでストロークが可能になるようにしている。
【0009】他方のパイロット室9に臨ませたスプール
5の端部にも、補助ロッド24を連結している。上記補
助ロッド24には、一対のバネ受け23、26を摺動自
在に設けている。また、補助ロッド24の先端には、ス
トッパー25を形成し、上記バネ受け26が抜けないよ
うにしている。そして、バネ受け23、26間には、サ
ブスプリング27を介在させている。なお、図中符号3
1は段差部で、スプール5と補助ロッド24との太さの
違いによって形成されるものである。また、上記パイロ
ット室9内にも段差部30を形成しているが、一方のカ
バー6側の段差部21の場合と同様に、この段差部30
によってバネ受け26の軸方向の移動を規制している。
なお、図中符号28、29は比例電磁弁で、パイロット
通路32、33を経由してパイロット室8、9に導くパ
イロット圧を制御するためのものである。
【0010】次に、この従来の切換弁の作用を説明す
る。いま、パイロット室9にパイロット圧を導いたとす
る。そして、このときのパイロット圧によるスプール5
の推力が、センタリングスプリング13のバネ力に打ち
勝てば、スプール5がそのバネ力に抗して図面左方向に
移動する。スプール5がこのように移動すると、先ず、
バネ受け18が段差部21に当たる。バネ受け18が段
差部21に当たった段階で、スプール5の移動に抗する
バネ力は、センタリングスプリング13とサブスプリン
グ20とを合成したものとなる。このときパイロット室
9に導いたパイロット圧を、比例電磁弁29で制御し
て、両スプリング13、20の合成バネ力よりも弱くし
ておけば、スプール5はバネ受け18を段差部21に当
てた位置で停止する。この停止位置が第1段階の切り換
え位置となる。
【0011】この第1段階の切り換え位置では、第2環
状溝L2に連通するノッチ36aが供給通路34に開口
する。したがって、供給通路34はノッチ36aおよび
第2環状溝L2を介してアクチュエータポートBに連通
する。このときアクチュエータポートA側も、第1環状
溝L1に連通するノッチ35aがタンク通路3に開口す
るので、アクチュエータポートAが、第1環状溝L1お
よびノッチ35aを介してタンク通路3に連通する。し
たがって、この第1段階の切り換え位置では、アクチュ
エータを微少動作させるいわゆるインチング制御状態と
なる。
【0012】比例電磁弁29でパイロット圧をさらに上
げて、スプール5の推力を、センタリングスプリング1
3とサブスプリング20の合成バネ力に打ち勝つように
すれば、スプール5は上記の状態から、両スプリング1
3、20に抗してさらに左方向に移動し、そのストッパ
ー19をカバー6の底部22に突き当てる。このように
ストッパー19が底部22に突き当たった状態が、第2
段階の切り換え位置ということになる。この第2段階の
切り換え位置では、第2環状溝L2がアクチュエータポ
ートBと供給通路34とに対して全開状態になるととと
もに、第1環状溝L1もアクチュエータポートAとタン
ク通路3に対して全開状態を維持する。
【0013】なお、この第2段階の切り換え位置がスプ
ール5の移動の限界であるが、カバー6を図面よりも長
くして、補助ロッドをもう一段階増やすようにすれば、
スプール5をさらに左方向に移動できる。この場合に
は、前記したように第3環状溝L3を介してアクチュエ
ータポートBとタンク通路3とを連通させられるので、
シリンダCの負荷を自重などで降下させることができ
る。また、上記のように負荷を自重で降下させる場合だ
けでなく、例えば、ローダーなどのバケットをフリーな
状態にして地面に接触させ、そのバケットの重さだけで
地均しするようなときにも使える。いずれにしても、構
造的には、第3段階の切り換え位置を設けることは可能
なことである。ただし、この場合には、パイロット室9
に導くパイロット圧も、3段階制御をしなければならな
いこと当然である。
【0014】また、図示の中立状態から、パイロット室
8に、比例電磁弁28で制御されたパイロット圧を導い
た場合には、スプール5の左方向の移動のときとまった
く同じ原理で、スプール5が図面右方向に移動する。す
なわち、その第1段階の切り換え位置では、センタリン
グスプリング13に抗して移動したスプール5が段差部
30に当たった状態を保持する。この第1段階の切り換
え位置は、インチング制御用であることも前記と同様で
ある。なお、図中符号35bは第1環状溝L1に連通す
るノッチ、36bは第2環状溝L2に連通するノッチで
ある。そして、そのパイロット圧をさらに高くすれば、
センタリングスプリング13とサブスプリング27とを
たわませながらストッパー25がカバー7の底部37に
突き当たって第2段階の切り換え位置を保つ。
【0015】また、このようにした切換弁を組み立てる
ときには、バネ受け11、12やセンタリングスプリン
グ13を組み付けたガイドロッド10をスプール5の一
端に予め連結するとともに、このガイドロッド10に
も、バネ受け18やサブスプリング20を組み付けた補
助ロッド17を予め連結しておく。ただし、反対側のス
プール5の端部には、何も組み付けずにおく。このよう
にしたスプール5は、センタリングスプリング13を組
み付けた側とは反対側を先頭にしてスプール穴4に通
し、その挿入方向先端をバルブ本体1から突出させる。
そして、この突出端に、バネ受け23、26やサブスプ
リング27を組み付けた補助ロッド24を連結する。
【0016】上記のように補助ロッド24側を最初から
スプール5に組み付けておかないのは、バネ受け23、
26などの外径を、スプール穴4の内径よりも大きくし
なければならないことが多いからである。その主な理由
は、補助ロッド24を強度維持の観点からそれほど細く
できないということである。補助ロッド24が太くなれ
ば、それにともなってサブスプリング27のコイル形も
大きくなる。当然のこととして、サブスプリング27を
受けるバネ受け23、26も大きくならざるをえず、そ
の結果、ほとんどの場合にバネ受け23、26の外径が
スプール穴4の内径よりも大きくなってしまうのが、現
状であった。このようにバネ受け23、26の外径がス
プール穴4の内径よりも大きければ、それを装着したま
まスプール6をスプール穴4に通せないことは明らかで
ある。したがって、上記したように補助ロッド24側
は、それを予め組み付けないようにしていた。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の切換弁では、補助ロッド24側をスプール5に連結す
る作業が難しくなるという問題があった。なぜなら、バ
ネ受け23は、補助ロッド24をスプール5に連結した
ときにできる段差部31で止められるので、補助ロッド
24を連結するまでは、組み付け作業者がこのバネ受け
23を押さえていなければならないからである。言い換
えれば、サブスプリング27のバネ力に抗してバネ受け
23を押さえながら、補助ロッド24を連結する作業を
しなければならないので、その連結作業が非常に難しい
ものとなる。そのために、組み付け作業能率が悪くなっ
ていた。この発明の目的は、スプール穴に挿入したスプ
ールの挿入方向先端側に設ける補助ロッドなどを組み付
けやすくした切換弁を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明は、バルブ本体
のスプール穴に摺動自在に組み込んだスプールの両端を
パイロット室に臨ませるとともに、その一方のパイロッ
ト室に臨ませたスプールにガイドロッドを連結し、この
ガイドロッドに左右共用のセンタリングスプリングを設
け、さらにこのガイドロッドの外側に補助ロッドを設
け、この補助ロッドにサブスプリングを設ける一方、他
方のパイロット室にもサブスプリングを設け、スプール
が中立位置から左右いずれかに移動するとき、先ずセン
タリングスプリングをたわませ、そのセンタリングスプ
リングのバネ力とパイロット圧の作用力とがバランスす
る位置でスプールが停止し、さらにパイロット圧を上昇
させたとき、スプールの推力に対して、センタリングス
プリングおよびサブスプリングの合成バネ力が反力とな
る構成にした切換弁を前提にする。
【0019】そして、第1の発明は、他方のパイロット
室側に臨ませたスプール端にキャップをかぶせ、このキ
ャップとスプール端との対向部間にパイロット室を形成
し、このパイロット室をパイロット圧源に接続する一
方、このキャップには補助ロッドを連結するとともに、
この補助ロッドにサブスプリングを設けた点に特徴を有
する。第2の発明は、他方のパイロット室側に臨ませた
スプール端にキャップを摺動自在にかぶせ、このキャッ
プとスプール端との対向部間に、パイロット圧源に接続
したパイロット室を形成する一方、このキャップには補
助ロッドを連結するとともに、この補助ロッドにサブス
プリングを設けた点に特徴を有する。第3の発明は、キ
ャップに小径部を突出させ、スプール穴の端部には、上
記小径部が出入する大径部を形成した点に特徴を有す
る。第4の発明は、キャップ先端に小径部を形成し、こ
の小径部を、スプール穴端面に形成した大径部に出入可
能にするとともに、これら小径部と大径部、およびキャ
ップとカバーとの間にクリアランスを形成し、これらク
リアランスを介してパイロット室をパイロット圧源に接
続した点に特徴を有する。
【0020】
【発明の実施の形態】図1に示した実施例は、カバー7
側の構成が従来と相違するだけで、その他の構成は従来
と同様である。そこで、ここでは、従来との相違点のみ
を詳細に説明し、従来と同一要素については、先の説明
を援用する。
【0021】カバー7側の臨ませたスプール5の先端に
は、キャップ40を摺動自在にかぶせるが、このキャッ
プ40には、補助ロッド41を予め連結しておく。そし
て、この補助ロッド41にはストッパー42を形成し、
このストッパー42とキャップ40との間に一対のバネ
受け43、44を摺動自在にはめるとともに、これらバ
ネ受け43、44の間にサブスプリング45を介在させ
ている。また、上記キャップ40の周囲には連通ポート
46を形成し、この連通ポート46を、スプール5とキ
ャップ40との間に形成されるパイロット室47に連通
している。そして、スプール5が図示の中立位置にある
とき、パイロット室47内には間隔sが保たれるが、こ
の間隔sは、スプール5が中立位置から第1段階の切り
換え位置まで移動するストローク量に対応させている。
【0022】上記のようにスプール5にキャップ40を
かぶせてからカバー7を組み付ければ、このキャップ4
0とカバー7との間にクリアランス48が形成されるよ
うにしている。このクリアランス48は、連通ポート4
6と相まって、上記パイロット室47をカバー7内に連
通させる。また、カバー7内には、ストッパーとしての
段差部49を形成し、この段差部49に外側のバネ受け
44が接触するようにしている。また、このカバー7に
は補助ロッド41のストッパー42が出入りする出入穴
50を形成している。そして、サブスプリング45が、
図示のように最伸長状態にあるとき、キャップ40に形
成した小径部51が、スプール穴4の端部に形成した大
径部52に入る。ただし、このとき小径部51と大径部
52との間にもクリアランス53が形成されるようにし
ている。このクリアランス53は先に説明したクリアラ
ンス48と連通するとともに、パイロット通路33を介
して比例電磁弁29にも連通させている。
【0023】したがって、比例電磁弁29からパイロッ
ト圧が導かれると、そのパイロット圧は、クリアランス
53、48および連通ポート46を経由してパイロット
室47に作用するとともに、カバー7内の全体にも作用
する。このようにカバー7内全体にもパイロット圧が作
用するので、パイロット室47にパイロット圧が作用し
たとき、キャップ40は動かず、スプール5のみが図面
左方向に移動する。
【0024】なお、キャップ40に小径部51を形成
し、この小径部51をスプール穴4の大径部52に入る
ようにしたのは、スプール5とキャップ40との摺動長
さを長く保って、両者のはめ合い関係を安定させるため
である。また、スプール5とキャップ40とのはめ合い
長さが短すぎると、スプール5が図面左方向に最大にス
トロークしたとき、スプール5がキャップ40から抜け
てしまうことも考えられる。もし、スプールがキャップ
から抜けてしまうと、上記したクリアランス48あるい
は53の分だけキャップ40が偏心したり傾いたりする
ので、スプール5が戻ってきたとき、それがキャップ4
0内に再び入らなくなってしまう。しかし、この実施例
では小径部51を設けて、スプール5との摺動長さを十
分に保っているので、上記のような問題は発生しない。
【0025】次に、この実施例の作用を説明する。い
ま、比例電磁弁29を励磁してパイロット圧を発生させ
ると、そのパイロット圧が、クリアランス53→クリア
ランス48→連通ポート46を経由して、パイロット室
47に導かれる。なお、このときにカバー7内全体にも
パイロット圧が作用するので、キャップ40に対するパ
イロット圧の作用力がバランスする。このようにキャッ
プ40に対する作用力がバランスするので、パイロット
室47にパイロット圧が導かれても、キャップ40がサ
ブスプリング45に抗して移動したりしない。したがっ
て、パイロット室47にパイロット圧が導かれれば、ス
プール5が図面左方向に移動するが、そのときの切り換
え状況は、従来の場合とまったく同様である。そして、
このパイロット圧を2段階に制御することによって、第
1段階の切り換え位置と第2段階の切り換え位置とを選
択できることも従来と同様である。
【0026】上記とは反対に、パイロット室8にパイロ
ット圧を導くと、スプール5は前記した間隔sの分だけ
移動して、第1段階の切り換え位置を保つ。次に、パイ
ロット室8内のパイロット圧をさらに上昇させると、今
度は、スプール5とキャップ40とが一体になって、サ
ブスプリング45に抗して移動し、補助ロッド41の先
端が出入穴50の底部50aに突き当る。このように補
助ロッド41の先端が、底部50aに突き当たった状態
が、前記した第2段階の切り換え位置となる。なお、こ
の実施例では、キャップ40内に間隔sを保って、スプ
ール5が第1段階の切り換え位置まで移動するストロー
クを確保したが、この間隔sをゼロにして、バネ受け4
4と段差部49との間に間隔sを保つようにしてもよ
い。ただし、この場合には、キャップ40内全体がパイ
ロット室になるとともに、キャップとスプールとの間に
圧力が入らないようにするために、両者間にシールが必
要になる。
【0027】上記のようにした切換弁において、スプー
ル5をバルブ本体1に組み込むときには、次のようにす
る。先ず、バネ受け43、44およびサブスプリング4
5を組み付けた補助ロッド41をキャップ40に予め連
結して、一体化した部品として用意しておく。なお、こ
の一体化した部品を組み付け部品aという。一方で、ス
プール5の一端に、ガイドロッド10および補助ロッド
17を連結するとともに、ガイドロッド10にはバネ受
け11、12とセンタリングスプリング13とを組み付
け、補助ロッド17にはバネ受け18とサブスプリング
20とを組み付ける。
【0028】このようにしてから、センタリングスプリ
ングとは反対側のスプール5端を先頭にして、それをス
プール穴4に挿入する。そして、スプール5の先頭がバ
ルブ本体1から突出した段階で、その突出端に、組み付
け部品aのキャップ40をはめる。組み付け部品aのキ
ャップ40をスプール5にはめたら、このスプール5の
両端側をカバー6、7でふさぐ。このとき、スプール5
とガイドロッド10あるいは補助ロッド17とは予め組
み付けておけるし、組み付け部品aも同じように予め組
み付けておけるので、従来のようにスプール5をスプー
ル穴4にいれた状態で、補助ロッド24を取り付けると
きの作業性の悪さがなくなる。
【0029】なお、この実施例の組み付け部品aの場合
も、補助ロッド41を連結するまでは、組み付け作業者
がバネ受け43を押さえていなければならない。その意
味では、従来の切換弁と同じであるが、この実施例で
は、組み付け部品aをスプール5と離して組み立てられ
るので、それらを機械的に組み付けることも可能にな
り、その作業性は従来と比較にならないほどよくなる。
【0030】
【発明の効果】第1の発明によれば、スプールの一方の
端にキャップをかぶせるだけでよく、しかもこれらキャ
ップなどを組み付け部品として扱えるので、バルブ本体
に挿入した状態のスプールに、この組み付け部品を装着
するための作業が非常に楽になる。第2の発明によれ
ば、キャップ内に形成したパイロット室のシールなどが
不要になる。第3の発明によれば、キャップとスプール
との摺動長さを十分に保てるので、スプールがキャップ
から抜けたりしない。第4の発明によれば、キャップ内
に形成されたパイロット室にパイロット圧を導くのに、
特別な配管を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の断面図である。
【図2】要部の拡大断面図である。
【図3】従来の切換弁の断面図である。
【符号の説明】
1 バルブ本体 4 スプール穴 5 スプール 10 ガイドロッド 13 センタリングスプリング 17 補助ロッド 20 サブスプリング 40 キャップ 41 補助ロッド 45 サブスプリング 47 パイロット室 48 クリアランス 51 小径部 52 大径部 53 クリアランス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ本体のスプール穴に摺動自在に組
    み込んだスプールの両端をパイロット室に臨ませるとと
    もに、その一方のパイロット室に臨ませたスプールにガ
    イドロッドを連結し、このガイドロッドに左右共用のセ
    ンタリングスプリングを設け、さらにこのガイドロッド
    の外側に補助ロッドを設け、この補助ロッドにサブスプ
    リングを設ける一方、他方のパイロット室にもサブスプ
    リングを設け、スプールが中立位置から左右いずれかに
    移動するとき、スプールの推力に対して、センタリング
    スプリングのバネ力が反力となり、さらにパイロット圧
    を上昇させたとき、スプールの推力に対して、センタリ
    ングスプリングおよびサブスプリングの合成バネ力が反
    力となる構成にした切換弁において、他方のパイロット
    室側に臨ませたスプール端にキャップをかぶせ、このキ
    ャップに補助ロッドを連結するとともにこの補助ロッド
    にサブスプリングを設けたことを特徴とする切換弁。
  2. 【請求項2】 他方のパイロット室側に臨ませたスプー
    ル端にキャップを摺動自在にかぶせ、このキャップとス
    プール端との対向部間に、パイロット圧源に接続したパ
    イロット室を形成する一方、このキャップには補助ロッ
    ドを連結するとともに、この補助ロッドにサブスプリン
    グを設けた請求項1記載の切換弁。
  3. 【請求項3】 キャップに小径部を突出させ、スプール
    穴の端部には、上記小径部が出入する大径部を形成した
    請求項1または2記載の切換弁。
  4. 【請求項4】 キャップ先端に小径部を形成し、この小
    径部を、スプール穴端面に形成した大径部に出入可能に
    するとともに、これら小径部と大径部、およびキャップ
    とカバーとの間にクリアランスを形成し、これらクリア
    ランスを介してパイロット室をパイロット圧源に接続し
    た請求項1〜3のいずれか1に記載の切換弁。
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