JPS5922323Y2 - 重量物持上用単動シリンダピストン装置の駆動用弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はトラクタなどの作業機械のような重量物を持
上げる単動シリンダピストン装置の駆動用弁装置に関す
る。

この種の単動シリンダピストン装置の駆動システムとし
て従来より例えば実開昭５２−６４２９４号公報に開示
されたものが知られている。

すなわち第１図は上記従来のシステムを示す油圧回路図
であって、第１図においてポンプ１からの加圧流路２に
はメインリリーフ弁３が接続されると共に鎖線で囲まれ
た駆動用弁装置内において電磁切換弁４とパイロット操
作チェック弁５およびチェック付絞り弁６を介して上記
加圧流路２が単動シリンダピストン装置７の加圧シリン
ダ室８に接続され、電磁切換弁４が下降側ポジションに
切換ったときだけ駆動用弁装置内に別に設けたパイロッ
トリリーフ弁９により生じるパイロット圧を上記パイロ
ット操作チェック弁５に作用させてこれを強制的に開く
ようにしである。

このように従来のシステムではパイロット操作チェック
弁へのパイロット圧を確保するためのパイロットリリー
フ弁と、シリンダピストン装置７の駆動力を確保するた
めのメインリリーフ弁との二つのリリーフ弁が必要であ
り、従って装置間りの弁構成が大型化し、コンパクトな
駆動システムの構成は望むべくもなかったのが実情であ
る。

この考案は、以上の状況から、リリーフ弁１つで従来の
二つのリリーフ弁の機能を兼ねさせることのできる車載
用に適した単動シリンダピストン用の改良された駆動用
弁装置を提供しようとするものである。

すなわち、本考案では、単動シリンダピストン装置の加
圧シリンダ室に接続され該加圧シリンダ室から流出され
てくる圧油流れに対して閉鎖するチェック弁と絞り弁と
の並列接続組合せと、該並列接続組合せを介して前記加
圧シリンダ室と連通され前記チェック弁と同し方向のチ
ェック弁機構を有しパイロット圧を受けたときに該チェ
ック弁機構を強制的に開くパイロット操作チェック弁と
、前記パイロット操作チェック弁および前記並列接続組
合せを介して前記加圧シリンダ室に連通されるＡポート
と前記パイロット操作チェック弁のパイロット圧油流路
に接続されたＢポートとを有しこれらＡ、 Ｂポート
をポンプからの加圧流路とタンクへの戻り流路とに選択
的に接続切換する電磁切換弁と、前記Ｂポートと前記戻
り流路との間に接続され前記Ｂポートが前記加圧流路に
接続されたときに前記Ｂポートに流れるポンプ吐出圧油
を前記戻り流路にリリーフして前記Ｂポートに接続され
た前記パイロット圧油流路に前記パイロット操作チェッ
ク弁の強制開放のためのパイロット圧を生成するリリー
フ弁とを備えた弁装置において、特に前記ＩＪ ＩＪ−
フ弁と電磁切換弁とに構造上の改良を加えて従来例のメ
インリリーフ弁とパイロットリリーフ弁の両機能をひと
つのリリーフ弁で果し得るようにしたものである。

本考案の弁装置において、前記リリーフ弁は、前記Ｂポ
ートに連通した入口と前記戻り流路に連通した出口との
間の弁シート開口に前記出口側からばねにより弾性され
たポペット形式のリリーフ弁体と、前記ばねの前記リリ
ーフ弁体とは反対側の端を前記出口に連通したばね室内
で前端面により支持すると共に後端面に前記Ａポートの
圧油圧力を受けて後退位置と前進位置との所定ス１〜ロ
ーク間を移動可能なばね押しとを備え、前記リリーフ弁
体の前記入口側からみた受圧面積が前記ばね押しの後端
面側からみた受圧面積より小さく形成され、前記ばね押
しは前記後退位置で前記ばねを前記パイロット圧生成の
ための初期たわみ量にすると共に前記前進位置で前記単
動シリンダピストン装置の駆動力に要するリリーフ圧力
を生成するために前記ばねを前記初期たわみ量よりたわ
んだ状態にするようにその前記ストロークを定められて
おり、さらに前記電磁切換弁は、前記Ａ、 Ｂ両ポー
１−を前記加圧流路に連通させて前記戻り流路をブロッ
クする上昇用切換ポジションと、前記加圧流路とＡ、
Ｂ両ポートと戻り流路とを全て連通させる停止用中立
ポジションと、前記加圧流路を前記Ｂポートに連通させ
ると共に前記Ａポー１へを前記戻り流路に連通させる下
降用切換ポジションとを有している。

このような構成によって本考案の弁装置では、前記ばね
押しが後退位置にあるときには前記リリーフ弁がパイロ
ット操作チェック弁のパイロット圧を確保するためのパ
イロットリリーフ弁として機能し、また前記ばね押しが
前進位置にあるときには前記リリーフ弁がメインリリー
フ弁として負荷の駆動力を確保する動作をし、これらの
リリーフ弁の機能の切換えが上昇・停止・下降の動作切
換用の電磁切換弁によって動作切換えと同時に果される
ものである。

この考案を図示の実施例と共に詳述すると、第２図はこ
の考案の一実施例に係る弁装置を一部縦断面構造で示し
た単動シリンダピストン装置用駆動システムの油圧回路
構成図、第３図はその上昇用切換ポジションにおける作
動状況を示す同様の油圧回路構成図である。

第２図において、２０は弁装置全体を示し、該弁装置２
０には、ポンプ１からの吐出圧油が流れる加圧流路１１
と、タンク１０への流出圧油が流れる戻り流路１３と、
単動シリンダピストン装置７の加圧シリンダ室８に通じ
る流路１２とが接続されている。

該弁装置２０は、上記流路１２に接続され加圧シリンダ
室８から流出されてくる圧油流れに対して閉鎖するチェ
ック弁６ａと紋り弁６ｂとの並列接続組合せ、すなわち
チェック弁付絞り弁６と、該チェック弁付絞り弁６を介
して上記流路１２と連通され上記チェック弁６ａと同じ
方向のチェック弁機構を有すると共にパイロット圧をパ
イロット圧油流路１８に受けたときに該チェック弁機構
を強制的に開くパイロット操作チェック弁５と、上記戻
り流路１３に油路１４を介して出口２２が接続されたリ
リーフ弁４０とを備えている。

また上記弁装置２０には、上記パイロット操作チェック
弁５および上記チェック弁付絞り弁６を介して上記流路
１２に接続されたＡポートと、上記パイロワ１−圧油流
路１８および上記リリーフ弁４０の入口２１に油路１６
を介して共に接続されたＢポートと、上記加圧流路１１
に接続されたＰポートと、戻り流路１３に油路１７を介
して接続されたＴポートとを有し、その一方のソレノイ
ド装置３１と他方のソレノイド装置３２の選択的な附勢
により上記Ａ、 ＢポートとＰ、 Ｔポートとの相互
接続を選択的に切換接続する４ポ一ト３位置の電磁切換
弁３０が設けられている。

上記リリーフ弁４０は、弁装置２０のボテ゛イ等に固定
されたアダプタ４８に挿嵌されて入口２１と出口２２間
のシート４２に出口２２側から着座するポペット形式の
リリーフ弁体４１を有し、該リリーフ弁体４１をシート
４２へ弾圧するためのばね４３の尾端は、上記アダプタ
４８にかぶさって摺動可能なばね押し４４の前端面によ
って出口２２と連通したばね室内にて支承されている。

該ばね押し４４にはその尾端寄り外周部にストッパ部４
５が突設され、該ストッパ部４５は、ばね押し４４がば
ね４３をたわめる方向に前進移動したときに弁装置ボデ
ィの係合部４６と衝合する。

従ってばね押し４４の移動ストロークは、ばね押し後退
位置にてその尾端面が衝合するアダプタ４８の段部端面
４７と、ばね押し前進位置にて上記ストッパ部４５が衝
合する保合部４６間の寸法、及びストッパ部４５と尾端
面間の寸法によって予しめ定められる。

上記ばね押し４４の尾端部はボテ゛イに設けられたばね
押し室２３内に位置されており、該ばね押し室２３には
油路１５を介して電磁切換弁３０のＡポート側の圧油が
導入されるようになっている。

ここで、前記シート４２の開口径をＤ１リリーフ弁体４
１の尾端の外径をＤ２、ばね押し４４の外径をＤ３、同
しく内径をＤ４とすると、入口２１側からみたリリーフ
弁体４１の受圧面積は、 （［）２、ｌ）２□）、ばね
押し室２３内の後端面側からみたばね押し４４の受圧面
積は４ （Ｄ２３−Ｄ２４）であり、これら受圧面積
相互間の間係がπ ４（Ｄ２３−Ｄ２４）〉７（Ｄ２□−Ｄ２□）となるよ
うにＤｌ、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４が定められており、入口２
１とばね押し室２３とに同じ圧力が立ったときにリリー
フ弁体４１がシート４２から離れる前にばね押し４４が
前進してストッパ部４５が保合部４６に衝合するように
なされている。

ばね押し４４が後退位置にあるときには、前記ばね４３
は予しめ設定された初期たわみ量を与えられており、こ
の場合、リリーフ弁４０は前記パイロット圧を生成する
に足りるだけの低圧設定状態になる。

またばね押し４４が前進位置にあるときには、前記ばね
４３は初期たわみ量よりも前記ス１〜ロークで定まる分
だけたわんだ状態となり、この場合、リリーフ弁４０は
単動シリンダピストン装置７の駆動力を確保するに充分
な高圧設定状態になる。

尚、図中４９はリリーフ弁体４１の両端面間を連通ずる
油路、１９は別のシリンダピストン装置等を本弁装置に
より並列に制御するときに外部へ圧油を取出すための油
路で、不使用時はプラグ等で閉塞されている。

上記の電磁切換弁３０は両ソレノイド装置３１゜３２が
消勢されている中立時には全ポート連通のポジション（
停止用中立ポジション）を持ち、またソレノイド装置３
１を附勢したときには、Ｐ、Ａ。

Ｂ各ポートが連通してＴポートがブロックされるピスト
ン上昇用の第１の切換ポジションとなり、一方ソレノイ
ド装置３２を附勢したときにはＰ→Ｂ、Ａ−＋Ｔ後接続
なるピストン下降用の第２の切換ポジションとなるよう
に構成されている。

またこの実施例では上述のパイロット操作チェック弁５
と上記電磁切換弁３０とは、例えば本弁装置が車載され
たときに車輌の電気系統の故障で動作不動となったとき
のために各々手動で操作できるようになっている。

次に動作について述べる。

今、単動シリンダピストン装置７のピストンが上昇位置
におってこれを下降させる場合、第２図において電磁切
換弁３０のソレノイド装置３２を附勢する。

これによりポンプ１の吐出圧油は、加圧流路１１から電
磁切換弁のＰ−＋Ｂポートを通り、リリーフ弁４０の入
口２１に導入される。

リリーフ弁体４１の先端のシート４２の開口径をＤｌ、
リリーフ弁体４１の尾端の外径をＤ２、ばね４３による
ばね荷重をｋｘとすると、上記人口２１の圧力は、ｋｘ
／ ４（Ｄ２１Ｄ２□）で定まる例えば４０〜４５ ｋ
ｇ／画の比較的低圧の設定圧力となる。

このとき、ばね押し室２３は油路１５を介して電磁切換
弁３０のＡ−Ｔポートからタンク１０へ通じており、従
ってばね押し室２３の圧力Ｐｃが低圧となっている。

この場合、ばね押し４４の外径をＤ３、内径をＤ４とす
ると、Ｐｏ−Ｔ（Ｄ２３−Ｄ２４）〈ｋＸ の関係が成立するように設計するものとし、従ってばね
４３はこの状態でばばね押し４４によって初期たわみ量
以上にはたわめられていない。

上記人口２１の比較的低圧の設定圧力はパイロット圧油
流路１８を介してパイロット操作チェック弁５に伝達さ
れ、従ってこれをパイロット圧として該パイロット操作
チェック弁５が強制的に開かれ、加圧シリンダ室８内の
圧油がピストンにかかつている荷重により流路１２から
絞り弁６ｂ、上記開かれたパイロット操作チェック弁５
、電磁切換弁３０のＡ→Ｔポート、油路１７を経て、リ
リーフ弁４０の出口２２からの圧油と合流して戻り流路
１３を介しタンク１０へ流出し、ピストンが絞り弁６ｂ
で定まる速度で降下する。

尚、この下降の途中で電磁切換弁３０を中立ポジション
に戻せばパイロット圧油流路１８の圧力が下がってパイ
ロット操作チェック弁５が閉まるから、これによって加
圧シリンダ室８内の圧力が支持されてピストン降下が停
止する。

次に単動シリンダピストン装置７のピストンが下降位置
にあってこれを荷重に抗して上昇させる場合、上記電磁
切換弁３０のソレノイド装置３１を附勢すると第３図の
如く該電磁切換弁３０がＰ。

Ａ、Ｂポート連通の第１の切換ポジションになり、ポン
プ１から加圧流路１１に供給される圧油は電磁切換弁３
０のＰ→Ａポートからパイロット操作チェック弁５およ
びチェック弁６ａを押開き加圧シリンダ室８内に流込ん
でピストンを押上げる。

このとき、電磁切換弁３０のＢポートにもポンプ１から
の圧油が流れ、油路１６を介してパイロットリノーフ弁
４０の入口２１に達し、しかも電磁切換弁３０のＡポー
ト側が油路１５を介してばね押し室２３に通じているた
め、ピストンシリンダ装置７の加圧シリンダ室８内の作
動圧力が同時にばね押し室２３にもかかり、これにより
リリーフ弁体４１がシート４２から離れるより先にばね
押し４４は第３図に示すようにそのストッパ４５が係合
部４６に当接するまでばね４３をたわめるように移動し
て前進位置に達する。

この結果リリーフ弁４０の人口２１の圧力は加圧シリン
ダ室８の作動圧力にまで昇圧され、ピストンが上昇スト
ロークエンドに達すると入口２１すなわち回路圧力がメ
インリリーフ設定圧力（例えば前述パイロット圧４０〜
４５ ｋｇ／ｃｎｒ’に対して１４０〜１４５ ｋｇ／
ｃｒｆになり、リリーフ弁体４１がシート４２から離れ
ることにより、ポンプ１からの吐出圧油が電磁切換弁３
０のＰ−＋Ｂポー１−１油路１６、人口２１、出口２２
、油路１４を経て戻り流路１３からタンク１０ヘリリー
フされる。

上記においてばね押し４４の尾端の外径をＤ３、内径を
Ｄ４とすれば、リリーフ弁体４１の寸法に対して前述の
如くイ（Ｄ２３−Ｄ２４）〉〒（Ｄ２１−Ｄ２□）、例
えば π ４（Ｄ２３−Ｄ２４）：〒（Ｄ２□−Ｄ２□）−４：１
のように両者の受圧面積比を定め、ばね押し４４がシリ
ンダピストン装置７のピストン下降時のばね押し室２３
内め圧力では移動しないでシリンダ作動圧力に上昇した
ときにリリーフ弁体４１の離座より先にストッパ４５が
係合部４６に当接するまで移動するようにリリーフ弁体
４１の寸法に対応してばね押し４４の外径Ｄ３、内径Ｄ
４およびばね４３を決定するものとする。

電磁切換弁３０の停止用中立ポジションはシリンダピス
トン装置７のピストンを最上位置、最下位置、およびそ
の間の任意の途中位置などに停止させるときに必要なポ
ジションで、この中立ポジションにするとＡ、 Ｂ両
ポートと共にＰポートか゛戻り流路１３を介してタンク
１０に接続され、ポンプ１がアンロード状態となる。

以上に述べたようにこの考案の弁装置では上記ノリーフ
弁４０がピストン上昇時の作動圧力を得るためのメイン
リリーフとしての機能とピストン下降時のパイロット操
作チェック弁５のためのパイロット圧設定用の機能とを
共に１つの弁で果すものであるから別にメインリリーフ
弁を必要とせず、本考案の弁装置だけで単動シリンダピ
ストン装置７の駆動制御弁が全て構成でき、従ってトラ
クターなどの車載用シリンダピストン装置のための車載
用弁装置として車輌装備機器構成の簡略化に寄与すると
ころが大で、またリリーフ弁４０が常時高い圧力で作動
しているのと異って油温上昇や騒音発生などが少ない利
点をも有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単動シリンダピストン装置駆動システム
を示す油圧回路図、第２図はこの考案の一実施例に係る
弁装置を一部縦断面構造で示した単動シリンダピストン
装置用駆動システムの油圧回路構成図、第３図は第２図
における電磁切換弁をピストン上昇用切換ポジションに
切換えたときの同様の油圧回路構成図である。 ５：パイロット操作チェック弁、６ａ：チェック弁、６
ｂ：絞り弁、１８：パイロット圧油流路、２０：弁装置
、２３：ばね押し室、３０：電磁切換弁、３１．３２：
ソレノイド装置、４０：リリーフ弁、４１：リリーフ弁
体、４２：シート、４３：ばね、４４：ば：］押し、４
５：ストッパ、４６：係合部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 単動シリンダピストン装置の加圧シリンダ室に接続され
   該加圧シリンダ室から流出されてくる圧油流れに対して
   閉鎖するチェック弁と絞り弁との並列接続組合せと、該
   並列後続組合せを介して前記加圧シリンダ室と連通され
   前記チェック弁と同じ方向のチェック弁機構を有しパイ
   ロット圧を受けたときに該チェック弁機構を強制的に開
   くパイロット操作チェック弁と、前記パイロット操作チ
   ェック弁および前記並列接続組合せを介して前記加圧シ
   リンダ室に連通されるＡポートと前記パイロット操作チ
   ェック弁のパイロット圧油流路に接続されたＢポートと
   を有しこれらＡ、 Ｂポートをポンプからの加圧流路
   とタンクへの戻り流路とに選択的に接続切換する電磁切
   換弁と、前記Ｂポートと前記戻り流路との間に接続され
   前記Ｂポートが前記加圧流路に接続されたときに前記Ｂ
   ポートに流れるポンプ吐出圧油を前記戻り流路にリリー
   フして前記Ｂポートに接続された前記パイロット圧油流
   路に前記パイロット操作チェック弁の強制開放のための
   パイロット圧を生成するリリーフ弁とを備えた弁装置に
   おいて、 前記ＩＪ ＩＪ−フ弁が、前記Ｂポートに連通した入口
   と前記戻り流路に連通した出口との間の弁シート開口に
   前記出口側からばねにより弾圧されたポペット形式のリ
   リーフ弁体と、前記ばねの前記リリーフ弁体とは反対側
   の端を前記出口に連通したばね室内で前端面により支持
   すると共に後端面に前記Ａポートの圧油圧力を受けて後
   退位置と前進位置との所定ストローク間を移動可能なば
   ね押しとを備え、前記リリーフ弁体の前記入口側からみ
   た受圧面積が前記ばね押しの後端面側がらみた受圧面積
   より小さく形成され、前記ばね押しは前記後退位置で前
   記ばねを前記パイロット圧生成のための初期たわみ量に
   すると共に前記前進位置で前記単動シリンダピストン装
   置の駆動力に要するリリーフ弁体を生成するために前記
   ばねを前記初期たわみ量よりたわんだ状態にするように
   その前記ストロークを定められており、 さらに前記電磁切換弁が、前記Ａ、 Ｂポートを前記加
   圧流路に連通させて前記戻り流路をブロックする上昇用
   切換ポジションと、前記加圧流路とＡ、 Ｂ両ポート
   と戻り流路とを全て連通させる停止用中立ポジションと
   、前記加圧流路を前記Ｂポートに連通させると共に前記
   Ａポートを前記戻り流路に連通させる下降用切換ポジシ
   ョンとを有することを特徴とする重量物持上用単動シリ
   ンダピストン装置の駆動用弁装置。