JPS6011787A - ロジツク弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイロット圧信号に応じて液圧回路を開閉す
るロジック弁に係り、特に油圧ショベル等の作業機械の
油圧回路に好適なロジック弁に関する。

第１図に従来のロジック弁を示す。弁箱１の弁室２内に
移動可能に配置されたポペット形の弁体３は、先端に円
錐面部３ａを有う−る０円錐面部３８は、弁体３の接部
方向（第１図で下方）の移動によシ、弁箱１に設ゆられ
た弁座４に液密的に接触ターる。これによって、第１の
液圧室５と第２の液圧室６との間の連通がしゃ断δ匙る
。ａＨ１の液圧室５は第１の醪−トＡ全有し、第２の液
圧室６は第２のポー）ＢＴｈ有する。弁体３の上端とカ
バー７との間にはパイロット室８が形成され、パイロッ
ト室８にはノ々イロットポートＣからパイロット圧信号
が入力する。パイロット室８にはばね９が設げられる。

ノ９イロット圧信号及びはね９は、弁体３に対して後座
方向の押圧力を作用させる。

パイロット圧信号がタンク圧（零又はほぼ零）の時には
、第１のポートＡから第２のポートＢへの流れは、弁座
４の直径ｄに相当する弁体３の受圧回積に作用して、こ
れを押し上げ、連通させる。

第２のポートＢから第１のポートＡへの流れは、弁体３
の直径りと弁座４の直径ｄとの差に相当する弁体３の猿
状受圧面績に作用して、これを押し上（ず、連通させる
。パイロット圧信号が高圧になるか、）９イロツトン」
ビートＣが閉塞された時には、弁体３の押上げが阻止さ
れ、連通がしゃ断される。

ところで、パイロット圧信号がタンク圧とされ、弁体３
が上へ押し上げられてポー）Ａとポー）Ｂが連通し、開
弁状態にあシ、かつ１．ＪＰ−）Ａ％デボ−Ｂが低圧に
ある場合（例えばポートＡが油圧ポンプに、又、ポート
Ｂが油圧ショベルのズームシリンダロンド側に連通され
、ブームが自由下降状態にある場合等）、／ゼイロツｌ
−ボー）Ｃが急速にパイロットポンプ吐出側に切換えら
れると、弁体３はパイロット室８の高い圧力とはね９の
力によシ急速に下方へ押下けられる。この結果、弁体３
は弁座４にたたきつけられることになシ、弁体３の円錐
面部３ａは弁座４によシ損傷を蒙る。又、ポートＡと＆
−）Ｈの連通が急に閉塞されることにな９、ポートＡ又
はポートＢにウォータハンマ現象によるサージ圧が発生
し、ロジック弁に接続される油圧回路又はアクチュエー
タに悪影響を及ばず。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであシ
、その目的は、着座時における弁体円錐面部の損傷を防
止することができ、かつ、サー・ゾ圧発生をも防止する
ことができるロジック弁を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、ロジック弁の弁体
着座前に弁体に当接して弁体の着座速度を遅くし、弁体
着座時の衝撃を緩和するダンパ手段を設けたことを特徴
とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明の第１の実施例に係る四シック弁の断面
図である。図で、第１図に示す部分と同一部分には同一
符号が伺しである。弁箱１には第１の液圧室と連通して
室１ｏが形成される。室１０の第１の液圧室５側には肩
部１０ａが形成さしている。室１０の開放端はカバー１
１で閉鎖される。

室１０内には図で左右動可能にダンパピストン１２が挿
入されておシ、このダンパピストン１２の前端部１２ａ
は第１の液圧室５の方へ延出せしめられる。１４はダン
パピストン１２の右端面およびカッＪ　−１１ｏ内面に
ょシ構成されるダンパ室であシ、液体が充満されている
。ダンパピストン１２はばね１５によシ常に左方、即ち
弁体３の方へ付替されている。ダンパピストン１２と室
ｌｏの肩部１０ａとの間にはギャップ１６が存在し、こ
のギャップ１６がダンパピストン１２のストロークとな
る。ダンパピストン１２の左行は肩部１０ａによシ制限
される。又、ダンパピストン１２とカバー１１との間に
はギャップ１７が存在する。

ダンパピストン１２には、ダンパ室１４と第１の液圧室
５とを連通ずるオリフィス１２ｂおよび大径の連通路１
２ｃが設げられている。連通路１２ｃの中途には、ポー
ルチェック弁１２ｄが机成されており、ダンパ室１４か
ら第１の液圧室５への液の流れを阻止し、第１の液圧室
５からダンパ室１４への液の流入を可能とする。プレー
）　１３によシが−ルチェック弁１２ｄ（７）ボールの
脱落が防止されている。

今、パイロットポートＣが夕／りに接続され弁体３が左
行し、第１の液圧室５と第２０液圧室６とが連通状態に
あるとする。この場合、ダンパピストン１２はばね１５
のはね方にょシ左行し、ギャップ１６はなくなシ、ギャ
ップ１７が大きくなる。この状態からパイロットポート
ｃが急速にノやイロットポンプ吐出側に切換えられると
、弁体３は急激に右行し、図の位置よｐギャップ１６の
間隔だけ左方に突出しているダンパピストン前端部１２
ａの最左端に、着座寸前に衝突し、ダンパピストン１２
を右行させながら弁座４に着座する。

ここで、弁体３がダンノやピストン前端部１２　ａ　ト
衝突してから着座するまでの間のダンパピストン１２の
作Ｘｔ＋ｊｌｔこついて説明すると、ダンパピストン１
２の右行拡、輻：ね１５のはね力およびダンノぐ室１４
内の液体がオリフィスｌ　２　ｂ　”、［通って第１の
液圧Ｂａへ流出する際の通過抵抗によシ制動力を受ける
；したがって、高速で右行してきた弁体３もダンパピス
トン前端部１２ａとの衝突後はその速度を低減され、弁
座４に着座する時点では低速にガっている。このため、
弁体３の着β時の侑撃およびポートＡとポー）Ｂの急激
なしゃ断は緩和され、弁体３の円錐面部３ａの損傷およ
びサージ圧の発生を免れることができる。

図示の状態から、パイロットポートＣがタンクに接続さ
れると、弁体３は直ちに左行してポートＡとポー）Ｂを
連通ずる。一方、弁体３の左行にょシ、ダンパピストン
１２ははね１５のばねカで左行する。このとき、第１の
液圧室５の液体は連通路１２ｃを通シ、その際ポールチ
ェック弁１２ｄのボールを押してダンパ室１４内に急速
に流入する。したがって、ダンパピストン１２の左行は
早急に行なわｆ（、、弁体３の次の右行に備えられ、弁
体３の早い繰返えし動作に対しても支障なくそのダンパ
作用を遂行する。

このように、本実施例では、弁体の着座寸前にその端部
がダンパピストンに衝突するようにしたので、弁体の着
座時の衝撃を緩和してその円ｉＩ＋Ｌ’面部３ａの損傷
を防止することができ、又、各ポート間の急激なしゃ断
をも緩和してサージ圧の発生を防止することができる。

名らに、ポールチェック弁の介在によシダンパピストン
の復帰を急速に行なうことができ、弁体の移動の早い繰
返えしにも対応することができる。

第３図は本発明の第２の実施例に係るロジック弁の断面
図である。図で、第２図と同−ｔｉｉ分には同−打器が
付しである。弁箱２６内にスリーブ２７が配置されるこ
とによって、弁室２８が形成され、弁室２８内に弁体２
９の一部が移動可能に配置される。弁体２９に形成され
た円錐面部２９＆が弁座３０に液密的に接触することに
よって、第１０液圧室３１と第２の液圧室３２との間の
連通がしゃ断される。弁体２９の一端面とカバー３３と
の間に第１のパイロット室３４が形成され、）ぞイロッ
ト室３４にはばね３５が設げられる。ばね３５及びノや
イロットポートＣＡから入力する・ぐイロット圧信号に
よって、弁体２９には接部方間の押圧力が作用する。

弁体２９は第１の液圧室３１７ｆ貫通して伸長し、その
伸長部２９ｂｌよ、第２の弁室３６内に移動可能に配置
される。伸長部２９ｂの端面には、ダンパビス）ｙｌ　
２の前端部１２ａの先端が当接するようになっている。

なお、本実施例では、カバー１１内にダンパ手段が構成
−されている。伸長部２９の端面およびダンパピストン
１２によシ第２の／ぞイロット箆３８が形成濾Ｊ′シ、
ノぐイロットポートＣＢからパイロット圧信号が入力す
る。第１０液圧室３１内に位置する弁体２９の部分には
、チーツク部２９ｃが形成される。３９，４（１１：シ
ール、Ａは第１のポート、Ｂは第２のポートである。

弁室２８の直径Ｄ１ｓ弁室３６の直径Ｄ２、弁座３０の
、直径ｄの関係は、Ｄ１＝Ｄ２＝ｄと定められる。した
がって、第１の液圧室３１及び第２の液圧室３２の圧力
は弁体２９の移動に関係なく、第１の）４イロツト室３
４の圧力及びはね３５の力と、第２のノぐイロット室３
８の圧力とによる弁体２９の押圧力のバランス配分で、
弁体２９の後座方向或は離座方向の移動が行われる。即
ち、開弁時には、パイロットポー）ＣＢＫ高圧のパイロ
ット圧信号を導くことによって、弁体２９を離座方向に
移動させ、第１の液圧室３１と第２の液圧室３２とを連
通させる。閉弁時には、ノクイロットポー）　ＣＡに高
圧のパイロット圧信号を導くことによって、弁体２９を
後座方向に移動させ、円錐面部２９ａを弁座３０に接触
させて、連通をしゃ断する。このとき、弁体２９が弁座
３０に着座する寸前、伸長部２９ｂの端面がダンパピス
トン前端部１２ａと衝突し、第１の実施例の場合と同様
の動作によシダンノヤ作用が生じ、弁体２９の着座の速
度が低減し円錐面部２９ａの損傷が防止され、又、サー
ジ圧の発生も防止される。なお、パイロット、１？−）
ＣＢから第２の７やイロット室３８への通路は弁体４１
の着座位置においても伸長部４１ｂによる何等の影響を
も蒙らないように配設されているので、弁体の開弁時に
おいて開弁速度が遅くなるという不都合は生じない。

このように、本実施例では、弁体に伸長部を設けて弁体
が／？パイロット圧みで作動するようにし、又、弁体の
着座寸ｆｉｉＪに当該伸長部にダンパピストンが当接す
るようにし、さらに、ダンノやピストンにゴールチェッ
ク弁を設けたので、第１の実施例と同じ効果を奏するに
かシでなく、次のような効果を生じる。即ち、パイロッ
ト室の圧力を弁体の移動に使うので、閉弁及び開弁の応
咎速屁を早くすることができる。又、パイロット圧信号
の太き芒は、ばねの力に抗して弁体を動かす程度でよい
から、・々イロット管路の破損をなくすことができる。

さらに、万一、パイロット管路が破損しても、ロジック
弁が開通状態になることはない。さらに又、弁体にテー
パ部を設けたので、スプール弁の流体力補償として一般
に用いられているものと同じで、開弁時に、第１の液圧
室から＠２の液圧室への作動液体の流れによって弁体に
作用する離座方向の流体力を相殺することができる。

紀４図は本発明の第３の実施例に係るロジック弁の断面
図である。図で、箇３図と同一部分には同一符号が付し
である。第３図に示す実施例では、Ｄ２＝ｄであるため
、弁体２９の伸長部２９ｂを弁室３６へ挿入する際に、
弁室３６の入口のエツジ部でシール４０が損傷すること
がある。第４図では、これを防ぐために弁室３６の直径
Ｄ２は弁座３０の直径ｄよシ小さく定められる。これに
よって、シール４０の損傷が防止できるだけでなく、弁
体４１の円錐部４１ａが弁座３０に強く当たることによ
って、弁座３０の内側にかえシが出た場合でも、Ｄ２〈
ｄであるので、弁体４１の伸長部４１ｂを弁座３０から
抜き出すことができる。弁体４１には第３図の弁体２９
と同様にチー１？部４１ｃが流体力補償のため設けられ
る。又、伸長部４１ｂにはダン・ぐピストン前端部１２
ａが当接する。

Ｄ２＜：ｄとしたため、第１の液圧室３工の液圧が（ｄ
２　Ｄ、’！　）に比例した離座方向の押圧力を弁体４
１に作用させる。この押圧力を相殺するために、カバー
３３に固定されたピストン４２が、弁体４１内のピスト
ンチャンバ４３に摺動可能に嵌入し、ぎストンチャンバ
４３内には、ピストン４２によって第１のパイロット室
３４から液圧的に分離された液室４４が設けられる。液
室４４は連通孔４５ニヨシ第１の液圧室３１に連通する
。ピストン４２の直径Ｄ３は、Ｉ）／２−ＤＭ　＝ｐ２
を満足する値に定めら２１１ れる。これによって、第１の液圧室３１の液圧は液室４
４に伝えられて、Ｄ２に比例した離座方向の押圧力が弁
体４１に作用し、前記した離座方向の押圧力を相殺する
。

このように、本実施例では、弁体に伸長部を設げて弁体
が・ｆイロット圧のみで作動するようにし、又、弁体の
着座寸前に描該伸長部にダンパピストｙ　カ当接するよ
うにし、さらに、ダンパピストンにが−ルチェック弁を
設けたので、第２の実施例と同じ効果を奏するとともに
、ピストンの直径Ｄ３’Ｑ　Ｄ”、　−Ｄ’２　＝弓を
満足する値よシわずかに大きくすると、閉弁時、第１の
液圧室の液圧が大きくなれば、弁体を接部方向へ押す力
が増し１円錐面部と弁座との液密性が良くなシ、第１の
液圧室が高圧になっても、第１の液圧室から第２０液王
室への円部リークが増加しない性質のロジック弁が得ら
れる。また、弁体の直径Ｄ１を弁座の直径ｄよシわずか
に小てくすると、閉弁時、第２の液圧室が高圧に々つて
も、第２の液圧室から第１の液圧室への内部リークが小
さく彦る。このように、四つ径ｄ　ｔ　Ｄｉ　ｒ　Ｄ２
　＃　ｐａを少し変えることによシ、内部リークやパイ
ロット圧の調整などが可能となる。さらに、パイロット
ポートＣＡ、ＣＢの入口に絞シを設けることによｐ１開
開弁度や開弁速度を自由に調節することができる。

第５図は本発明の第４の実施例に係るロジック弁の断面
図である。図で、第４図に示す部分と同一部分には同一
符号が付しである。本実施例でも、弁体４６の伸長部４
６ｂの直径Ｄ２は弁座３０の直径ｄよシ小さく定められ
る。Ｄ２〈ｄであるために、第１の液圧室３１の液圧に
よって（ｄ２−Ｄ２）に比例した離座方向の押圧力が弁
体４６に作用するが、この押圧力を相殺する手段が第４
図と相違する。弁体４６には、直径Ｄ３の小径部４６ｄ
がｆｆ１ｌの／？イロット室３４側に形成され、スリー
ブ２７と小径部４６ｄとの間に液室４７が設げられる。

液壺４７は、弁体４６に設げられた連通孔４８を経て第
１の液圧室３１に連通する。直径Ｄ３は伸長部４６ｂの
直径Ｄ２に等しく定められる。勿論ＤＩ＝ｄであるのは
第２．第３の実施例と同様である。したがって、ａ　２
　Ｄ　２　＝＝　ｐ　２　ｐ　２となシ、前１３ 記の押圧力が相殺される。伸長部４６ｂとダンパピスト
ン前端部１２ａとが当接する構成は第２゜第３の実施例
のものと同じである。

このように、本実施例では、弁体に伸長部を設けて弁体
がパイロット圧のみで作動するようにし、又、弁体の着
座寸前に当該伸長部にダンパピストンがｍ！するように
し、さらに、ダンパピストンにボールチェック弁を設け
たので、第２の実施例と同じ効果を奏するとともに、直
径り、を直径ｄよりわず゛かに大きくすれは、第１の液
圧室３１がら第２の液圧室３２への内部リークを小さく
することができ、直径ＤＩを直径ｄよシ小さくすれば、
逆方向の内部リークを小さくすることへかできる。

なお、ダンパピストンのストローク（ギャップ１６）を
大きくし過ぎるとロジック弁の閉弁速度が遅くなるので
、このスト四−りは弁体ストロークの１０〜３０％の範
囲内で設定するのが望ましい。又、オリフィスの絞シ、
はねの強さについても適宜の調節が必要である。

以上述べたように、本発明では、閉弁時に弁体の端部に
当接するダンパ手段を設けたので、弁体円錐面部の損傷
を防止し、がっ、サージ圧の発生をも防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロジック弁の断面図、第２図。 第３図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の第１．
第２．第３．第４の実施例に係るロジック弁の断面図で
ある。 ３・・・弁体、３ａ・・・伸長部、４・・・弁座、５・
・・第１の液圧室、６・・・第２０液正室、８・・・パ
イロット室、１２・・・ダンパピストン、１２ａ・・・
ダンパピストン前端部、１２ｂ・・・オリフィス、１２
ｃ・・・連通路、１２ｄ・・・が−ルチェック弁、１４
・・・ダンノぐＮ　、１５・・・ばね、１６．１７・・
・ギャップ、２８・・・弁室、２９・・・弁体、２９＆
・・・円錐面部、２９ｂ・・・伸長部ミ３゜・・・弁座
、３工・・・第１の液圧室、３４・・・第１のパイｔ”
）ｆｆｌ、３６・・・弁室、３８・・・第２のパイロッ
ト室、４１・・・弁体、４１ａ・・・円錐面部、４１ｂ
・・・伸長部、４６・・・弁体、４６ａ・・・円錐面部
、４６ｂ・・・伸長部、Ａ・・・第１のポート、Ｂ・・
・第２のポート、Ｃ，ＣＡ、ＣＢ・・・ノ卆イロットポ
ート。 ｌｌ１ｖ！Ｊ ｖ、３図 ハ 第４　図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　円錐面部を有し弁屋内に移動可能に配置された弁
   体と、この弁体の接部方向の移動によシ前記円ε１ｈ面
   部と液密的に接離する弁座と、この弁座に前記円錐面部
   か接触することにより連通がしゃ断忌れる第１の液圧室
   および第２の液圧室と、パイロット圧信号によ・シ前記
   弁体に対して押圧力を作用させるパイロット室とを伽え
   たロジック弁において、前記弁体の端部に当接するダン
   ８手段を設けたことを％徴とするロジック弁。 ２、喝、許晶求のれ凹犯１項において、６す記ダンパ手
   段は、前記弁体の端部に当接するダンパピストンと、前
   記弁体とに反対側に設げられ前記ダンパピストンに面す
   るタンパ室と、８１」記グンパピストンを前記弁体の方
   へ押圧するにねと、前記ダンパピスト／に設けられて前
   記ダンパ室と前記ダンパピストン外部とを連通ずる小孔
   とで構成されていることを特徴とするロジック弁。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記ダ／ノやピス
   トンは、前記ダ／ノぐ室と前記ダンパピストン外部とを
   連通する連通路と、この連通路に介在するチェック弁と
   を備えていることｔ特徴とするロジック弁。