JPS5933793B2 - 流路切換え兼流量制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 例えば舶用等の油圧クラッチへの作動油の供給を一定流
量で行なってクラッチ嵌入速度を一定化する場合とか、
工作機械の切削送り用油圧シリンダへの作動油の供給を
一定流量で行なって切削送りを一定化する場合等には、
油圧クラッチ或は油圧シリンダ等の油圧作動機器への作
動油供給流量をポンプ回転数の変動或は負荷変動に無関
係に一定化するための流量制御弁が用いられるが、この
発明は、複数油圧作動機器への作動油供給を切換え制御
する流路切換え制御弁に分流弁タイプの流量制御弁の機
能を併せ有せしめた、新規な流路切換え兼流量制御弁に
関するものである。

この発明に係る流路切換え兼流量制御弁を利用可能な油
圧回路例を第６図に図示して説明すると、同図において
４Ａ、４Ｂは油圧作動機器であり、油タンク１８から油
ポンプ２により該油圧作動機器４Ａ、４Ｂ方向に作動油
を供給する給油回路５０端には、流路切換え弁５１が設
けられている。

この流路切換え弁５１は、４ポート・３ポジシヨンのバ
ルブに構成されており、一次側の入口ポートには上記給
油回路５０が接続され、また同一次側のタンクポートは
油タンク１８へと接続され、さらに二次側の２個の出口
ポートは上記した２個の油圧作動機器４Ａ、４Ｂへと接
続されている。

この流路切換え弁５１は図示のように、両油圧作動機器
４Ａ、４Ｂから油タンク１８へと排油を行なわせ該両油
圧作動機器４Ａ、４Ｂを非作動状態に保つ中立位置Ｎと
、給油回路５０の油圧を油圧作動機器４Ａに対し作用さ
せると共に油圧作動機器４Ｂから排油を行なわせ油圧作
動機器４Ａのみを作動させる作用位置Ｉと、給油回路５
０の油圧を油圧作動機器４Ｂに対し作用させると共に油
圧作動機器４Ａから排油を行なわせ油圧作動機器４Ｂの
みを作動させる他の作用位置■とを、備えている。

第６図において５２は、各油圧作動機器４Ａ、４Ｂに対
し作用せしめられる油圧を設定する調圧弁である。

流路切換え弁５１を各作用位置Ｉ、ＩＩにおいたときに
各油圧作動機器４Ａ、４Ｂへと供給される作動油の流量
を一定に制御するためには、分流弁タイプの流量制御弁
５３が設けられている。

この流量制御弁５３は、給油回路５０に挿入して設けた
絞り５４と、給油回路５０から油タンク１８方向へと分
岐させである分流回路５５に挿入して設けたＩＪ ＩＪ
−フ弁５６との、組合せから成る。

スプリング５６ａにより分流回路５５をブロックする方
向に変位附勢されている上記ＩＪ ＩＪ−フ弁５６に対
しては通例のように、該ＩＪ ＩＪ−フ弁５６−次側の
油圧を一次圧作用回路５８により分流回路５５のブロッ
クを解除する方向において作用させであると共に、上記
絞り５４二次側の給油回路５０の油圧を背圧作用回路５
９によりスプリング５７作用方向と同一方向において作
用させである。

流量制御弁５３は周知のように、そのリリーフ弁５６が
ＩＪ ＩＪ−フ動作して給油回路５０を流れる油の一部
を分流回路５５を通し油タンク１８へと分流排出させ、
絞り５４の一次側と二次側との間の油圧差が変動すると
ＩＪ ＩＪ−フ弁５６が、絞り５４二次側の油圧が相対
的に高められたときは該ＩＪ ＩＪ−フ弁５６を介して
の油分流割合が高められるように、逆に絞り５４二次側
の油圧が相対的に低められたときは該ＩＪ ＩＪ−フ弁
５６を介しての油分流割合が低められるように、それぞ
れ変位せしめられるといった作用により、油圧作動機器
４Ａ、４Ｂ方向に供給される油流量を一定に制御する。

第６図に図示し以上に説明したように油圧回路構造を採
るとき従来は、流路切換え弁５１と流量制御弁５３とを
各別に設け、その間を油圧配管により接続する構造が、
採られて来ている。

この発明の目的とするところは、第６図に図示のような
流路切換え弁と分流弁タイプの流量制御弁とを、流路切
換え弁中に流量制御弁をコンパクトに組込んで一つにま
とめ、もって流路切換え弁と流量制御弁とを各別に配置
していた従来の場合と比較し、バルブ構造を簡単化しで
あると共に流路切換え弁と流量制御弁間の油圧配管を省
略させるものとしである、新規な流路切換え兼流量制御
弁を、提供するにある。

この課題の下に開発された、この発明に係る流路切換え
兼流量制御弁の構成を、実施例について説明すると、第
１，２図に示す第１の実施例において、１は弁ケースで
あり、この弁ケース１には、油圧ポンプ２に接続される
１個の入口ポート３と、それぞれ油圧シリンダ等の油圧
作動機器４Ａ、４Ｂに接続される複数個（図示の場合は
２個）の出口ポート５Ａ、５Ｂとを、形成しである。

そしてこの弁ケース１内には、ローター軸６ａに接続さ
れる操作レバー等の操作手段（図示せず）により回転変
位せしめられるローター６であって後端開放の中空のも
のとされたローター６を、嵌挿しである。

このローター６には、該ローター６の長さ方向で入口ポ
ート３に合致する位置において、ロータ−６回転変位に
より選択的に入口ポート３に連通せしめ得る複数個の絞
り油入７Ａ、７Ｂを、適宜に位相をずらして形成してあ
り、これらの各絞り油入７Ａ、７Ｂを介してロータ−６
中空部を入口ポート３に選択的に連通せしめ得るように
なされている。

またローター６には、該ローター６の長さ°方向で出口
ポート５Ａ、５Ｂに合致する位置において、複数個の油
入８Ａ、８Ｂを、適宜に位相をずらして形成してあって
、ロータ−６回転変位で、絞り油入７Ａが入口ポート３
に対面せしめられるときは、ロータ−６中空部内が油入
８Ａを介して出口ポート５Ａに連通せしめられ、絞り油
入７Ｂが入口ポート３に対面せしめられるときは、ロー
タ−６中空部内が油入８Ｂを介して出口ポート５Ｂに連
通せしめられるように、なされている。

さらにローター６の周面には、該ローター６の長さ方向
において出口ポート５Ａ、５Ｂに合致する位置において
、複数個の凹溝９Ａ、９Ｂを適宜の位相で、且つ、円周
方向の一定中にわたって、形成してあり、このうち凹溝
９Ａは、入口ポート３がローター６にてブロックされる
図示の中立位置Ｎと、入口ポート３が絞り油入７Ｂ、ロ
ーター６中空部及び油入８Ｂを介し出口ポート５Ｂに連
通せしめられる第２の作用位置■との間で、常に出口ポ
ート５Ａに連通しているものとされ、また凹溝９Ｂは、
上記の中立位置Ｎと、入口ポート３が絞り油入７Ａ、ロ
ーター６中空部及び油入８Ａを介し出口ポート５Ａに連
通せしめられる第１の作用位置Ｉとの間で、常に出口ポ
ー）５Ｂに連通しているものとされている。

そして該凹溝９Ａ、９Ｂは、常に油タンクへと連通せし
められているのであるが、この点については後述する。

次に、中空ローター６の中空部内には、第１゜２図に示
すように、制御ピストン１０を嵌挿してあり、この制御
ピストン１０によりロータ−６中空部内に前後の油室１
１，１２が画成されている。

そして前記の油入７Ａ、８Ａ間及び油入７Ｂ 、 ８Ｂ
間は、前方側の油室１１を介して連通せしめられた関係
とされており、各作用位置Ｉ、Ｉｆにおいては、油室１
１が絞り部を有しない連通路８Ａ、８Ｂを介して各出口
ポー１−５Ａ、５Ｂに連通せしめられることがら該油室
１１に各出口ポート５Ａ、５Ｂの油圧が作用し、このた
め制御ピストン１０の前面には各出口ポート５Ａ、５Ｂ
の油圧が作用せしめられることとされている。

またこの前方側の油室１１内には圧縮スプリング１３を
、ロータ−６前壁内面と制御ピストン１０前面とにバネ
端を当てて、配設してあり、したがって制御ピストン１
０は、各作用位置■、■においては、各出口ポート５Ａ
、５Ｂの油圧と圧縮スプリング１３のバネ力とによって
、後退方向に摺動附勢されている。

また後方側の油室１２は、弁ケース１に形成せる油路１
４を介して入口ポート３に連通させてあり、これにより
制御ピストン１０の背面には入口ポート３の油圧が作用
せしめられ、この油圧で制御ピストン１０が前進方向に
摺動附勢せしめられている。

したがって、ローター６を何れかの作用位置■。

■に回転変位させた状態で、入口ポート３の油圧による
制御ピストン１０前進附勢力が、その状態で前方側油室
１１に連通せしめられている何れかの出口ポー１−５Ａ
、５Ｂの油圧と圧縮スプリング１３のバネ力とによる制
御ピストン１０後退附勢力にうちかつと、制御ピストン
１０は、第１図に図示の最後退位置から前進方向に摺動
変位せしめられることとなるが、制御ピストン１０の最
後退位置では該ピストン１０によりブロックされ、制御
ピストン１０が若干量前進せしめられると開放される油
入１５が、ローター６に形成されており、この油入１５
は、ローター６周面に形成せる環状溝１６を介し、弁ケ
ース１に形成せるタンクポート１７へと連通せしめられ
ていて、このタンクポート１７は、第１図に図示のよう
に油タンク１８へと接続されるものとされている。

そして前記の凹溝９Ａ、９Ｂはそれぞれ、ローター６周
面に該ローター６長さ方向に沿い形成さる溝穴１９Ａ、
１９Ｂを介し上記の環状溝１６へと連通せしめられてお
り、したがって中立位置Ｎでは出口ポート５Ａ、５Ｂ、
凹溝９Ａ、９Ｂ、環状溝１６及びタンクポート１７を介
し油圧作動機器４Ａ、４Ｂから油タンク１８へと油がド
レーンされると共に、同様の径路を介して作用位置Ｉで
は油圧作動機器４Ｂから、作用位置■では油圧作動機器
４Ａから、それぞれ油が油タンク１８へとドレーンされ
るものである。

第１図において２０は、ローター６を各位置Ｎ、Ｉ、Ｉ
Ｉにおいてクリックストップするために、弁ケース１と
ロータ−６前端面間に配したクリックストップ手段であ
る。

第１，２図に図示の流路切換え兼流量制御弁は、上記の
ように構成されているから、図示の中立位置Ｎからロー
ター６を何れかの作用位置Ｉ或は■に回転変位させると
きは、入口ポート３が、絞り油入７Ａ或は７Ｂ、前方側
の油室１１及び油入８Ａ或は８Ｂを介し、出口ポート５
Ａ或は５Ｂへと連通せしめられて、油圧作動機器４Ａ或
は４Ｂへと作動油が、絞り油入８Ａ或は８Ｂによる油通
路絞り度に応じた割合で供給され、他方の油圧作動機器
４Ｂ或は４Ａからは、出口ポート５Ｂ或は５Ａ、凹溝９
Ｂ或は９Ａ、溝穴１９Ｂ或は１９Ａ１環状溝１６及び他
の出口ポート１７を介して油タンク１８へと油がドレー
ンされ、したがって所定の流路切換えが達成されるもの
であるが、この作用位置■或は■において、ポンプ２回
転数の変動或は油圧作動機器４側での負荷変動により作
動油供給流量が変化する場合は、その変化が次のように
補償されて、流量の一定化が達成されるものである。

すなわち、各作用位置Ｉ、ＩＩにおいては、各絞り油入
７Ａ、７Ｂによる、入口ポート３と出口ポート５Ａ或は
５Ｂ間の油通路の絞りに相当して、前方側の油室１１内
の油圧が入口ポート３の油圧、したがって、後方側の油
室１２内の油圧より低下し、前方側の油室１１内の油圧
と圧縮スプリング１３のバネ力とが後方側の油室１２内
の油圧にバランスする、第１図に想像線で図示のような
位置にまで制御ピストン１０が前進せしめられ、制御ピ
ストン１０と油入１５間の間隙δから若干の油が油タン
ク１８へと逃がされつつ、油圧作動機器４Ａ或は４Ｂに
作動油が供給されることとなる。

そして、油圧ポンプ２の回転数の低下或は油圧作動機器
４側での負荷の増大によって、油圧作動機器への供給油
量の低下が生じた場合は、両油室１１．１２間の油圧差
が小となるから、制御ピストン１０が後退せしめられて
、間隙δをせばめ油タンク１８方向への逃がし油量を減
少させ、逆に油圧ポンプ２の回転数の増加或は油圧作動
機器４側での負荷低下によって、油圧作動機器への供給
油量の増加が生じた場合は、両油室１１，１２間の油圧
差が大となるから、制御ピストン１０が前進せしめられ
て、間隙δを拡大し油タンク１８方向への逃がし油量を
増加させるもので、以上よりして、ポンプ２回転数或は
負荷の変動に応じ制御ピストン１０が振動的に前後摺動
して、他の出口ポート１７を介しての入口ポート３から
の逃がし油量を増減し、もって入口ポート３から出口ポ
ート５Ａ或は５Ｂへの油量通量を一定とするように調節
するのである。

以上のようであるから、ポンプ２回転数の変動或は負荷
変動に関係なく、油圧作動機器４への作動油供給流量が
、制御ピストン１０により一定化されるものである。

以上の実施例は、入口ポート３を選択された１個の出口
ポート５Ａ或は５Ｂに連通させる油通路の途中に配して
、ローター６に形成せる絞り部７Ａ、７Ｂを、固定絞り
とした例であるが、このような絞り部はこれを、可変絞
りとすることもできるものである。

第３−５図は、そのように構成された一変形例を示すも
ので、この変形例の流路切換え兼流量制御弁においては
、ローター６の長さ方向において入口ポート３に位置を
合致する部分で該ローター６の周面に、油入２１Ａ、２
１Ｂを介しロータ−６中空部内に連通せしめられた複数
個（２個）の切欠き溝２２Ａ、２２Ｂを形成し、この各
切欠き溝２２Ａ、２２Ｂをして第４，５図に示すように
円周方向に沿い断面積を変化させた形状のものとし、一
定のローター６回転中範囲内に各作用位置Ｉ、Ｉｔを設
定して、該巾範囲でのロータ−６回転変位で各切欠き溝
２２Ａ、２２Ｂによる油通路絞り度を変更調節し得るよ
うにされており、ロータ−６中空部ないし油室１１は、
上記のように一定中を有する各作用位置Ｉ、ＩＩで各出
口ポート５Ａ、５Ｂに連通せしめられるローター６周面
の溝穴２３と、この溝穴２３を油室１１に連通させる油
入２４とでもって、各作用位置Ｉ。

■において各出口ポート５Ａ、５Ｂに連通せしめられる
ようにされている。

なおローター６と弁ケース１とには、図示の中立位置Ｎ
で油室１１内から油をドレーンするための油入２５，２
６を形成してあり、また第３−５図に図示の制御弁の他
の部分は、第１，２図に図示の制御弁の相当部分に類似
させて構成されている。

以上のようであるから、第３−５図の制御弁は、今や説
明するまでもなく明らかなように第１，２図の制御弁と
同様の作用を達成する他、各作用位置Ｉ、ＩＩにおいて
入口ポート３に対する切欠き溝２２Ａ、２２Ｂの相対的
位置をロータ−６回転変位で変更することで、入口ポー
ト３と各出口ポート５Ａ、５Ｂ間の油通路の絞り度を変
更し、各油圧作動機器４Ａ、４Ｂへの油供給流量の変更
調節を行なうことを、可能ならしめるものである。

以上の説明から明らかなように、この発明の流路切換え
兼流量制御弁は、油圧ポンプ２に接続される入口ポート
３とそれぞれ油圧作動機器４Ａ。

４Ｂに接続される複数個の出口ポー１−５Ａ、５Ｂと油
タンク１８に接続されるタンクポート１７と・ を備え
た弁ケース１内に、前端側に設けられた操作手段による
回転変位操作で、全ての出口ポート５Ａ、５Ｂをタンク
ポート１７へと連通させる中立位置から入口ポート３を
選択された１個の出口ポート５Ａ或は５Ｂへ連通させる
と共に他の出口１ ポートをタンクポート１７へ連通さ
せる複数個の作用位置へと選択的に変位せしめられるロ
ーター６であって後端を開放しである中空のローター６
を嵌挿し、このローター６の中空部に制御ピストン１０
を嵌挿して該ローター中空部内に、この制御ピストン１
０の前方に位置する第１の油室１１と後方に位置する第
２の油室１２とを画成し、上記第１の油室１１内に上記
制御ピストン１０を後退方向に移動附勢するスプリング
１３を配設すると共に、上記したローター６の各作用位
置において入口ポート３と各出口ポート５Ａ、５Ｂ間を
上記第１の油室１１内を介し連通させるように構成して
、該冬作用位置で入口ポート３と各出口ポート５Ａ 、
５Ｂ間の連通路を第１の油室１１よりも入口ポート３側
で絞る複数個の絞り部７Ａ、７Ｂ或は２２Ａ、２２Ｂを
上記ローター６に形成し、また上記第２の油室１２を入
口ポート３に連通させる油通路１４を弁ケース１に形成
すると共に、上記第２の油室１２をタンクポート１７に
連通させるための油ドレーン通路１５，１６を上記ロー
ター６に、上記制御ピストン１０の最後退位置では該制
御ピストン１０によりブロックされ該制御ピストン１０
が若干量前進せしめられるとそのブロックが解除される
ように配して形成したことを、特徴としてなる構成のも
ので、次のような長所を備えている。

すなわちこの発明の流路切換え兼流量制御弁は、上記の
ようにポート３，５Ａ、５Ｂ、１７間を選択的に連通さ
せるローター１０によって流路切換え弁を構成している
のであるが、上記した絞り部７Ａ、７Ｂ或は２２Ａ、２
２Ｂによっては第６図に図示の絞り５４に相当する絞り
が、また上記した制御ピストン１０によっては第６図に
図示のリリーフ弁５６相当のＩＪ ＩＪ−フ弁が、それ
ぞれ構成されて、その組合せにより分流弁タイプの流量
制御弁が構成されているものとなっている。

すなわち先ず絞り部７Ａ、７Ｂ或は２２Ａ、２２Ｂは、
ローター１０の各作用位置において各出口ポート５Ａ、
５Ｂ方向に流される油量を絞るものであることから、第
６図に図示の絞り５４と同機能のものとなっている。

また制御ピストン１０は、最後退位置から若干量前進せ
しめられると入口ポート３、弁ケース１内の油通路１４
及び第２の油室１２、油ドレーン通路１５，１６及びタ
ンクポート１７の順で油を分流させるものであり、且つ
、該制御ピストン１０は、上記のように第２の油室１２
が入口ポート３に連通させであることで一端に入口ポー
ト３側、つまり一次側の油圧を作用させてあり、また第
６図に図示のスペリング５６ａ相当のスプリング１３を
他端に作用させであると共に、ローター６の各作用位置
で入口ボート３と各出口ポート５Ａ、５Ｂ間が第１の油
室１１内を介し連通せしめられることとされ該第１の油
室１１よりも入口ポート３側に上記絞り部７Ａ、７Ｂ或
は２２Ａ、２２Ｂが配置されていることから上記他端に
絞り部７Ａ、７Ｂ或は２２Ａ、２２Ｂ二次側の油圧を作
用させであるものとなっており、以上よりして制御ピス
トン１０は、第６図に図示のＩＪ ＩＪ−フ弁５６と同
様に作用するものとなっている。

したがって絞り部７Ａ、７Ｂ或は２２Ａ。２２Ｂと制御
ピストン１０との組合せにより、第６図に図示の流量制
御弁５３と同様に機能する流量制御弁が提供されている
。

このようにこの発明の流路切換え兼流量制御弁は、従来
は各別に設けられていた流路切換え弁と分流弁タイプの
流量制御弁とを一つにまとめたものであり、しかも流路
切換え弁を構成するローター６を後退開放の中空状に形
成し、このローター６の中空部内に流量制御弁のＩＪ
ＩＪ−フ弁を構成する制御ピストン１０とその附勢用ス
プリング１３とを組込んでいることから、流路切換え弁
と流量制御弁とを各別に設置していた従来の場合と比較
して、バルブ構造をコンパクト且つ簡単化したものとな
っており、且つ、流路切換え弁と流量制御弁間の油圧配
管を省略させるものとなっている。

なおこの発明の一実施態様に従って、前記した各絞り部
を、前記ローター６の外周面に形成され該ローター６の
前記各作用位置で入口ポート３に連通せしめられる切欠
き溝２２Ａ、２２Ｂであってローター６の円周方向に沿
い断面積を変化させた形状の切欠き溝２２Ａ、２２Ｂに
て、構成するときは、ローター６の各作用位置方向への
回転変位置に応じ入口ポート３と上記各切欠き溝２２Ａ
。

２２Ｂ間の連通面積が変更されることから、第６図に図
示の絞り５４を可変絞りに構成しである、制御流量可変
型の流量制御弁が提供され、そのような流量制御弁の流
量調節操作が流路切換え弁の操作によって行なわれるこ
ととなるから、操作系統の構造が簡単化され、且つ、操
作も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の従断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿う断面図、第３図は同上実施例の変形
例の縦断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断
面図、第５図は同上変形例の要部の部材を取出して示し
た正面部分図、第６図はこの発明に係る流路切換え兼流
量制壽弁を利用可能な油圧回路例を示す回路図である。 １１１０００．弁ケース、２・・・・・・油圧ポンプ、
３・・・・・・入口ポー）、４Ａ、４Ｂ・・・・・・油
圧作動機器、５Ａ。 ５Ｂ・・・・・・出口ポート、６・・・・・・ローター
、７Ａ、７Ｂ・・・・・・絞り油入、１０，１０’・・
・・・・制御ピストン、１１゜１２・・・・・・油室、
１３・・・・・・圧縮スプリング、２２Ａ。 ２２Ｂ・・・・・・切欠き溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧ポンプに接続される入口ボートとそれぞれ油圧
   作動機器に接続される複数個の出口ポートと油タンクに
   接続されるタンクポートとを備えた弁ケース内に、前端
   側に設けられた操作手段による回転変位操作で、全ての
   出口ポートをタンクポートへと連通させる中立位置から
   入口ポートを選択された１個の出口ポートへ連通させる
   と共に他の出口ポートをタンクポートへ連通させる複数
   個の作用位置へと選択的に変位せしめられるローターで
   あって後端を開放しである中空のローターを嵌挿し、こ
   のローターの中空部に制御ピストンを嵌挿して該ロータ
   ー中空部内に、この制御ピストンの前方に位置する第１
   の油室と後方に位置する第２の油室とを画成し、上記第
   １の油室内に上記制御ピストンを後退方向に移動附勢す
   るスプリングを配設すると共に、上記したローターの各
   作用位置において入口ポートと各出口ポート間を上記第
   １の油室内を介し連通させるように構成して、該冬作用
   位置で入口ポートと各出口ポート間の連通路を第１の油
   室よりも入口ポート側で絞る複数個の絞り部を上記ロー
   ターに形成し、また上記第２の油室を入口ポートに連通
   させる油通路を弁ケースに形成すると共に、上記第２の
   油室をタンクポートに連通させるための油ドレーン通路
   を上記ローターに、上記制御ピストンの最後退位置では
   該制御ピストンによりブロックされ該制御ピストンが若
   干量前進せしめられるとそのブロックが解除されるよう
   に配して形成したことを、特徴としてなる流路切換え兼
   流量制御弁。 ２ 前記した各絞り部を、前記ローターの外周面に形成
   され該ローターの前記各作用位置で入口ポートに連通せ
   しめられる切欠き溝であってローターの円周方向に沿い
   断面積を変化させた形状の切欠き溝にて、構成したこと
   を特徴としてなる、特許請求の範囲第１項に記載の流路
   切換え兼流量制御弁。