JPS5922324Y2 - 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
ロフト操作チェック弁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５へのパイロット圧油が、電磁切換弁４の切換の瞬間
にそのパイロットピストン尾端に急に与えられ、または
消滅し、従ってパイロット操作チェック弁５の開閉時に
大きな油圧ショックが生じ易く、特に、閉じるときのシ
ョックが過大で、これがシリンダピストン装置７へ伝っ
て持上げ或いは降下する重量物に振動を与えるほか回路
を構成する配管系や他の弁にも多大な悪影響を与える。

この考案は上記従来の欠点を除去して開閉時に過大な油
圧ショックを生じることのない単動シリンダピストン装
置駆動用の弁装置を提供することを目的としている。

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、該並列接続紐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
に接続切換して前記単動シリンダピストン装置のピスト
ンの上昇・下降・停止動作を切換える電磁切換弁と、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
記パイロット操作チェック弁に構造上の改良を加えるこ
とでその開閉時の油圧ショックを抑制し得るようにした
ものである。

本考案の弁装置において、前記パイロット操作チェック
弁は、尾端にパイロット圧を受けたときに先端で前記チ
ェック弁機構を押開くパイロットピストンと、該パイロ
ットピストンを前記チェック弁機構に常に接触させてお
くためのばねと、弁本体内の弁孔に固定され前記パイロ
ットピストンの外周を囲んでその尾端側に前記パイロッ
ト圧導入用のパイロット室を形成するスリーブとを備え
、該スリーブは、パイロットピストン尾端のスノーブ内
パイロット室をパイロットピストンが尾端側ストローク
エンドにあるときに所定開度で前記パイロット圧油流路
に連通させるための絞り孔と、パイロットピストンが前
記尾端側ストロークエンドから所定距離だけ前記チェッ
ク弁機構を押開く方向に位置したときに前記パイロット
室を前記パイロット圧油流路に全開させるための開孔と
を備えており、そのチェック弁機構の開閉時のいずれに
対しても前記パイロットピストンの動きをその尾端側ス
トロークエンド近くにおいて低速となるように制御して
開閉時の油圧ショックの発生を効果的に抑制できるよう
にしである。

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図、第３図は上記
実施例弁装置の縦断面図である。

尚、この実施例においては、第１図の従来例における二
つのリリーフ弁３，９をひとつのリノーフ弁４０で兼ね
るようにした例を示すが、これはいずれであっても差し
つかえない。

第２図および第３図において、２０は弁装置全体を示し
、該弁装置２０は、ポンプ１からの吐出圧油を加圧流路
から受は入れる圧油供給ポー１−１１と、タンク１０へ
の戻り流路へ圧油を流出する圧油出口ポート１３と、単
動シリンダピストン装置７の加圧シリンダ室８に接続さ
れたシリンダポート１２とを備えている。

該弁装置２０は、上記シリンダポート１２に接続され該
シリンダポート１２からの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と絞り弁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を介して上記シリンダポート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５０と、上記圧油出口ポート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５０および上記チェック弁付絞り弁６を介して上記シ
リンダポート１２に接続されたＡポートと、上記パイロ
ット圧油流路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、上記圧
油供給ポート１１に接続されたＰポートと、圧油出口ポ
ート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。

上記パイロット操作チェック弁５０は、第３図に示すよ
うに本体部分に対してチェック弁ばね５１により弾圧さ
れた小チェック弁体５２とそれの外側に配置された大チ
ェック弁体５３およびシート５４とで電磁切換弁３０の
Ａポート側からの圧油流人に対して開き逆流れに対して
閉じるチェック弁機構を構成してなり、上記小チェック
弁体５２と大チェック弁体５３の各先端は好ましく流量
を徐々に変化させてショックを防ぐために図示の如くテ
ーパ状の絞りを構成するようになされている。

またこのパイロット操作チェック弁５０には、上記小チ
ェック弁体５２を上記ばね５１に抗してその先端で押開
くパイロットピストン５５が上記シート５４を境にして
対向配置されている。

このパイロットピストン５５は、弁本体部分に穿たれた
弁孔５６内に固定されたスリーブ５７内をその尾端に受
けるパイロット圧力に応じて摺移動するもので、第３図
に図示の状態すなわちパイロットピストン５５がその尾
端側ストロークエンドにあるときに上記スリーブ内のパ
イロットピストン尾端のパイロット室５８内に上述パイ
ロット流路１８を所定の絞り開度で連通ずる絞り孔５９
ａ′と、この絞り孔５９ ａよりもパイロットピストン
先端方向に所定距離だけ間隔をあけた位置においてパイ
ロットピストン５５が該先端方向に上記距離以上移動し
ているときにパイロット流路１８をパイロット室５８内
に全開する開孔５９ ｂとが上記スリーブ５７に設けら
れている。

すなわちパイロットピストン５５が上記絞り孔５９ ａ
と開孔５９ ｂとの間を移動するときには、チェック弁
体５３がシート５４内から抜けはじめるときまたはシー
ト５４内に進入しはじめるときに丁度開孔５９ ｂがパ
イロットピストン５５により閉じられ、パイロット室５
８内の圧油は絞り孔５９ ａだけを介してパイロット圧
油流路１８に連絡され、これによりパイロットピストン
５５の制動が行なわれてチェック弁機構の開放時のシー
ト離反と閉鎖時の着座とが徐々にショックなく行なわれ
、しかもこの制動を行なう範囲を必要最小限にして切換
サイクルタイムの減少を果し得るようになっている。

尚、５１′はパイロットピストン５５を常にチェック弁
体５２又は５３に追従させて接触させておくために必要
なばねで、ばね５１より弱いばねである。

上記リリーフ弁４０は、弁装置２０のボディ等に固定さ
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側カニら着座するポペット形式の
リリーフ弁体４１を有し、該弁体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
ぶさって摺移動可能なばね押し４４の前端面によづて出
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本体部分
の保合部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じめ定められる。

上記ばね押し４４の尾端部は本体２０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Ｄｌ、リリーフ弁体４
１の尾端の外径（アダプタ４８の内径）をＤ２、ばね押
し４４の外径をＤ３、同じく内径をＤ４とすると、入口
２１側からみたりリーフ弁体４１の受圧面積は’ （Ｄ
Ｉ” Ｄ２” ）、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７ （Ｄ３” −Ｄ４”
）であり、これら受圧面積相互間の関係が となるようにＤｌ、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４が定められており
、入口２１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
は予じ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トローブで定まる分だ
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接続と
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
０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 となったと
きのために各々手動で操作できる になっている。

次に作動について述べる。今、 シリンダピストン
装置７のピストンが上昇位置にあ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、圧油供給ポート１１
から電磁切換弁のＰポートおよびＢポートを通り、リリ
ーフ弁４０の人口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Ｄ１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／
７ （Ｄｔ”−Ｄ２”） −ｃ定まる例エバ４０〜４５
ｋｇ／ｃｍ２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Ｐ６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、 の関係が取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から絞り孔５９ ａを介してパイロットピスト
ン５５の尾端に徐々に作用し、従って該ピストン５５が
徐々に小チェック弁体５２を押開き、次いで開孔５９
ｂが開かれると小チェック弁体５２がさらに押開かれて
大チェック弁体５３も押開かれ、これによりシリンダピ
ストン装置７の加圧シリンダ室８内の圧油がピストンに
かかつている荷重によりシリンダポート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５０、電
磁切換弁３０のＡ−＋Ｔポート、油路１７を径て、リリ
ーフ弁４０の出口２２からの圧油と合流して圧油出口ポ
ート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、この降下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５０のパイロットピストン５５
がばね５１により戻され、チェック弁体５３がシート５
４に進入しはじめるとパイロットピストン５５の尾端に
よって開孔５９ ｂが閉じられ、以後は開孔５９ ａか
ら圧油が徐々に流出してチェック弁５０がショ゛ンクな
く徐々に閉まるから、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スムースに停止する
。

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を附勢すると該電磁切
換弁３０がＰ、 Ａ、 Ｂポート連通の第１の上昇用切
換ポジションになり、ポンプ１から圧油供給ポート１１
に供給される圧油は電磁切換弁３０のＰ−＋Ａポートか
らパイロット操作チェック弁５０のチェック弁体５２．
５３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リーフ弁
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が保合
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の入口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〜
４５ｋｇ／ｃＩＩＩ２に対して１４０〜１４５ ｋｇ／
ｃｍ□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ポート、油路１６、入口２１．出口２２、
油路１４を径て圧油出口ポート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 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
内の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４
１の寸法に対応してばね押し４４の外径Ｄ３内径Ｄ４お
よびばね４３を決定するものとする。

尚、上記のピストン上昇中に途中停止させる際、電磁切
換弁３０の切換に伴ってチェック弁５０が閉まるが、そ
のときチェック弁体５２、５３とパイロットピストン５
５とが離れていたのではチェック弁体が急激に閉ってシ
ョックを生じるから、この考案の弁装置でばばね５１′
によってパイロットピストン５５を常にチェック弁体に
追従させており、このようなときにも開孔５９ａ。

５９ ｂによる制動効果を得ることができるようにしで
ある。

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ポートが戻り流路１３を介してタンク１
０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パイロット操
作チェック弁５０のパイロット圧による開閉時の離座お
よび着座がショックなく行なわれるから配管系や回路機
器に悪影響を与えることがなく、また騒音も防止できる
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
ムの油圧回路図、第３図は上記実施例に係るこの考案の
弁装置の縦断面図である。 第２図および゛第３図において：６ａ：チェック弁、６
ｂ：絞り弁、１１：圧油供給ポート、１２ニジリンダポ
ート、１３：圧油出口ポート、１８：パイロット圧油流
路、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：ばね押し、４
５：ストッパ、４６：係合部、５０：パイロット操作チ
主ツク弁、５１：チェック弁ばね、５１′：ばね、５２
：小チェック弁体、５３：大チェック弁体、５４：シー
ト、５５：パイロットピストン、５６：弁孔、５７：ス
リーブ、５８：パイロット室、５９ａ：絞り孔、５９ｂ
：開孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 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して前記単
   動シリンダピストン装置のピストンの上昇・下降・停止
   動作を切換える電磁切換弁と、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、°前記パイロット操作チ
   ェック弁は、尾端にパイロット圧を受けたときに先端で
   前記チェック弁機構を押開くパイロットピストンと、該
   パイロットピストンを前記チェック弁機構に常に接触さ
   せておくためのばねと、弁本体内の弁孔に固定され前記
   パイロットピストンの外周を囲んでその尾端側に前記パ
   イロット圧導入用のパイロット室を形成するスリーブと
   を備え、該スリーブは、パイロットピストン尾端のスリ
   ーブ内パイロット室をパイロットピストンが尾端側スト
   ロークエンドにあるときに所定開度で前記パイロット圧
   油流路に連通させるための絞り孔と、パイロットピスト
   ンが前記尾端側ストロークエンドから所定距離だけ前記
   チェック弁機構を押開く方向に位置したときに前記パイ
   ロット室を前記パイロット圧油流路に全開させるための
   開孔とを備えた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。