JPS6011790A

JPS6011790A - ロジツク弁

Info

Publication number: JPS6011790A
Application number: JP11824083A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Yoshida; 邦彦吉田; Kenichi Koshi; 越　憲一; Nobuhiko Ichiki; 伸彦市来
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-22

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１特に油圧ショベル等の作業機械の
油圧回路の開閉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３αを有する。円錐面ｍ３αは、弁体３の後座方
向（第１図で下方）の移動により、弁箱１に設けられた
弁座４に液密的に接触する。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される。第
１の液圧室５は第１のボートＡを有し、第２の液圧室６
は第２のボー）Ｂを有する。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
はパイロットボートＯ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が設けられる。パイロット
圧信号及びばね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のボートＡから第２のボートＢへの流れは、弁座
４の直径ｄに相当する弁体３の受圧面積に作用して、こ
れを押し上げ、連通させる。

第２のボー）Ｂから第１のボート人への流れは、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の環
状受圧面積に作用して、これを押し上げ、連通させる。

パイロット圧信号が高圧になるか、バイ四ットボー）０
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。

第１図に示されるロジック弁は、例えば、鎖２図に示さ
れる液圧回路に用いられている。これは、４個のロジッ
ク弁１０〜１３により液圧ポンプ１４から液圧シリンダ
１５への作動液体の供給を制御する回路である。ロジッ
ク弁１０及び１２の第１のボー）　Ａｔ　、　Ａｓは液
圧ポンプ１４の吐出口と管路１６により接続され、ロジ
ック弁１１及び１３の第１のボートｌＬ＊　、　Ａ４は
タンク１７と管ｊ’ｉ１８により接続される。ロジック
弁１０及び１１の第２のボートＢｌ　ａ　Ｂｘは液圧シ
リンダ１５のロッド側液室１５αに管路１９により接続
され１０シツク弁１２及び１３の第２のボー）　Ｂ、　
ｅ　Ｂ４は液圧シリンダ１５のボトム側液室１５ｂに管
路２０により接続される。

パイロット弁２１のワークボー）Ｗｓはロジック弁１０
及び１３のパイロットボート０１　＃　０４に接続され
、ワークボートＷ、はロジック弁１１及び１２のパイロ
ットボートＯｚ、Ｏｓに接続される。

パイロット弁２１のポンプボー）Ｐには、シャトル弁２
２及び２３により、液圧ポンプ１４の吐出圧、液圧シリ
ンダ１５のロッド側液室１５αの圧力、ボトム側液室１
５ｂの圧力のうち〜一番高い圧力が導かれる。パイロッ
ト弁２１のタンクボー）Ｔはタンク１７に接続される。

２４はリリーフ弁、２５はアンロード弁である。

パイロット弁２１が中立位置ハにある時は、液圧ポンプ
１４の吐出圧、液圧シリンダ１５のロッド側液室１５α
の圧力、ボトム側液室１５ｂの圧力のうち、最も高い圧
力がパイロット圧信号として、四つのロジック弁１０〜
１３のパイロットボートＣ１〜０４に導かれるので、す
べてのロジック弁１０〜１３は閉弁状態にある。

アンロード弁２５を切り換えて、オンロードすると同時
に１パイロツト弁２１を切換位置イに切り換えると、ロ
ジック弁１１及び１２のパイロットボートＣｗ　＃　Ｏ
Ｈはタンク１７に連通ずるので、ロジック弁１１及び１
２は開弁状態となる。ロジック弁１０及び１３は閉弁状
態のままである。したがって、液圧ポンプ１４から吐出
された作動液体は１０シツク弁１２を通って液圧シリン
ダ１５のボトム側液室１５１）に供給され、ロッド側液
室１５αから排出された戻り作動液体は四シック弁１１
を通ってタンク１７へ環流スる。

パイロット弁２１を切換位置日に切り換えると１０シツ
ク弁１０及び１３が開弁し、ロジック弁１１及び１２が
閉弁するので、液圧ポンプ１４から吐出された作動液体
は、μシック弁１０を通って液圧シリンダ１５のロッド
側液室１５αに供給され、ボトム側液室１５ｂからの戻
り作動液体は、ロジック弁１３を通ってタンク１７へ環
流する。

第２図の液圧回路において、パイロット弁２１が切換位
置口にあり、ロジック弁１０及び１３が開弁状態で、液
圧ポンプ１４の吐出圧が液圧シリンダ１５の両液室１５
σ、１５ｂの圧力より高い場合、パ・ｆロット弁２１を
中立位置ハに切り換えると、ロジック弁１０のパイロッ
トボートＣ１には、第１のボートＡ１の圧力と同じ圧力
かパイロット圧信号とし゛〔入力することになり、ロジ
ック弁１０は開弁状態から閉弁状態に移ろうとするが、
ボートＡ、、Ｂ、とパイロットボートＣＩの圧力が１管
路抵抗を無視すれば、等しくなるため、弁体を押し下げ
る力はばねの力だけとなり、ま佐、ボートＡ１からホー
ドＢ１へ流れる流体力による抵抗を受けるため、弁体な
押し下げる力が小さくなり、閉弁の応答速度は開弁の応
答速度と比較して、非常に態くなる欠点がある。

この欠点を除くために、弁体に対して閉弁方向の押圧力
を作用させる糖１のパイロット室の他に、弁体に対して
開弁方向の押圧力を作用させる艶２のパイロット室な設
けて、相反する二方向の押圧力のバランス配分によって
開閉な制御できるようにしたロジック弁を、本願出願人
は既に提案している。このロジック弁では＼弁箱内に形
成した弁室内に弁体を摺動可能に挿入するために、弁箱
内に位置決め用のつば部を備えたスリーブを配置させる
ことによって、弁室を形成し、その弁室に弁体のうちの
弁座に液密的に接触する円錐面部の反対側を摺動可能に
挿入する構成をとっている。この理由としては、弁体の
円錐面部の外径がスリーブ内に挿入される摺動部の外径
より大きいことから、組立の場合に必要となっているも
のである。

また、前記の構成にするために、スリーブと弁箱の内壁
との間にシール（０リング）を介在させ、第１のパイロ
ット室から弁箱内の他の室及び弁箱の外部への油の漏れ
や、スリーブと弁箱との間の隙間を通って入出力ボート
から第１のパイロットボートへの油の漏れを防止してい
るとともに１スリーブと弁箱との間の適当な隙間によっ
てポペットの軸心と弁座の中心とのミスアライメントを
吸収するようにしている。しかし乍ら１実際には入出力
ボートに圧力が生じると、前記シールの変形がスリーブ
の外聞で均一でないために、スリーブの軸方向に対して
直交する方向のアンバランス力が作用して、弁座の中心
からスリーブの軸心がずれてしまう。このことによって
弁体の細心と弁座の中心とがずれて、弁体の円錐面部と
弁座のシートとの液密状態が低下し、２つの入出力ボー
ト間での漏れか増大してしまうという問題点がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、スリーブの軸心と弁座の中心とを確
実に一致できるようにすることによって、弁体の円錐面
部と弁座のシートとの液密部からの漏れを防止すること
ができるロジック弁を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、ロジック弁にお
いて弁体を第１の液圧室を貫通して伸長し、その伸長部
に離座方向の押圧力を作用させる第２のバイレット室を
第１のパイロット室とは液圧的に独立して設け、弁室内
につば部を備えたスリーブを遊嵌挿させ、前記つげ部の
側面と弁室の壁面との間にシールリングを介在し、前記
スリー１内に前記弁体の円錐面部より第１のバイレット
室側に位置する摺動部な摺動可能に挿入したことを特徴
とする。・以下、本発明を図示の実紬例に基づいて説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す。弁箱２６内に適宜の
隙間を持ってスリーブ２７が遊嵌合されることによって
、弁室２８が形成され１弁室２８内に弁体２９の一部が
移動可能に配置される。スリー１２７に設けられたつば
部２７Ｌ０ＬＩＣついてはＮ後に詳述する。弁体２９に
形成された円錐面部２９ａが弁座３０に液密的に接触す
ることによって、第１の液圧室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、バ
イレット室３４にはばね３５が設けられる。ばね３５及
びパイロットボート０ムから入力するパイロット圧信号
によって、弁体２９には接圧方向の押圧力が作用する。

弁体２９は第１の液圧室３１を貫通して伸長し、その伸
長部２９ｂは、第２の弁室３６内に移動可能に配置され
る。伸長部２９ｂの端面とカバー３７との間には第２の
バイレット室３８が形成され〜パイロットボートＯＢか
らパイロット圧信号が入力する。第１の液圧室３１内に
位置する弁体２９の部分には、テーバ部２９（３が形成
される。３９＃４０は弁体２９と弁箱２６及びスリーブ
２７との摺動面をシールするシールリング、Ａは第１の
ボート、Ｂは第２のボートである。

弁室２８の直径り、％弁室３６の直径Ｄｌ、弁座３０の
直径ｄの関係は、Ｄ！−Ｄｔ−ａ　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のバイレット室３４
の圧力及びばね３５の力と、第２のパイロット室３８の
圧力とＫよる弁体２９の押圧力のバランス配分で、弁体
２９の接圧方向或は離座方向の移動が行われる。即ち、
開弁時にハ、ハイ四ットボー）ＯＢ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、パイロットボートＯＡに高圧のパ
イロット圧信号を導くことによって、弁体２９な接圧方
向に移動させ、円錐面部２９αを弁座３０に接触させて
、連通をしゃ断する。

したがって、第１のボー）Ａ％第２のボー）Ｈの圧力は
弁体２９の移動に何等関与することはなく、第１のボー
）Ａおよび第２のボートＢの圧力の高低によって弁体２
９の開閉速度が急激に大きくなって出力が急変するのを
防ぐことができる構成となっている。

第４図は第３図に示すスリーブのつば部の拡大断面図で
ある。

図では、スリーブ２７の一端側に設けられた環状のつば
部２７αの取付は状態が示されている。

前記つば部２７（Ｚを備えたスリーブは、弁箱２６内ｌ
ｉ！ｉＩＭ面及びカバー３３に形成された段部の内軸壁
面に対して、適宜の隙間Ｘを持って遊嵌挿されている。

前記隙間Ｘは、加工及び組立などの上で弁体、スリーブ
、弁箱内に形成された種々の室に生じる軸心のずれを、
吸収できる大きさである。

２７ｂ、２７ｃは、それぞれ図におけるつば部２７αの
右側面と弁箱２６の端面との摺動面及びつば部２７αの
左側面とカバー３３の端面との摺動面をシールするシー
ルリングである。これによって、弁体２９の円錐面部２
９ｃＬが弁座３０に当接する場合に、弁体２７の軸心が
弁座３０の中心とずれていると、前記円錐面部２９ｃＬ
が弁座３０に接触する段階で、接触面部から弁体２９に
該弁体２９の軸心な弁座３０の中心に一致させる方向の
力が作用し、この力によって弁体２９及びスリーブ２７
が前記隙間Ｘの範囲な円周方向に移動する。これによっ
て、弁体２９の軸心と弁座３０の中心とが一致し、円錐
面部２９αと弁座３０とが液密的に接触する。この時、
スリーブ２７及びつば部２７αの外周面にシールがない
ので、第２の液圧室３２の圧力が前記隙間Ｘを通ってス
リーブ２７の外周面に均一にかかり、スリーブ２７の円
周方向の移動を滑らかなものとしている。リングシール
２７ｂ、２７ｃは、スリーブ２７の軸方向に位置し【い
るために、スリーブ２７の円周方向の移動に対して影響
を与えない。またリングシール２７ｂ。

２７Ｃは、第２の液圧室３２と第１のパイロット室３４
との間の漏れ及び第２の液圧室３２、パイロット室３４
から弁箱２６の外部への漏れを防止している。

このように、本実施例では、スリーブの外周面に圧力が
均一にかかるようにし、かつ、スリーブの外周面からシ
ールな排除してスリーブのつば部にシールリングを設け
たことによって、加工及び組立上において、弁体の軸心
と弁座の中心とがずれていても、弁体の円錐面部と弁座
のシートとを液密的に接触させることかでき、そこから
の漏れを確実に防止することができる。また、スリーブ
のつば部に設けたリングシールによって、第１のパイロ
ット室及び第２の液圧室からの漏れを防止することがで
きる。

第５図は本発明の他の実施例を示す。第３図と同様な部
分は同一符号にて示す。第３図の実施例では、Ｄ、−ｄ
であるため、弁体２９の伸長部２９ｂｌ弁室３６へ挿入
する際に１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。本実施例では、これな防ぐために、
弁室３６の直径Ｄ！は弁座３０の直径ｄより小さく定め
られる。これＫよって、シール４０の損傷が防止できる
だけでなく、弁体４１の円錐面部４１αが弁座３０に強
く当たることによって、弁座３０の内側にかえりが出た
場合でも、Ｄ、（ｄであるので、弁体４１の伸長部４１
ｂを弁座３０から抜き出すことができる。つば部２７α
を備えたスリーブ２７の構成は第４図に示すものと同じ
である。又、弁体４１には第３図の弁体２９と同様にテ
ーバ部４１Ｃが流体力補償のため設けられる。

ところで、本実施例では、Ｄ２〈ｄとしたため、第１の
液圧室３１の液圧が（ｄ２−Ｄ？）に比例した離座方向
の押圧力を弁体４１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、
ピストンチャンバ４３内には、ピストン４２によって第
１のパイロット室３４から液圧的に分配された液室４４
が設けられる。液室４４は連凸孔４５により第１の液圧
室３１に連通する。ピストン４２の直径Ｄ３は、Ｄ：　
ＤＨ、、、ＤＨを満足する値に定められる。　これによ
って、Ｒ１１の液圧室３１の液圧は液室４４に伝えられ
て、Ｄ：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、弁体両側のパイロット室の
圧力によってのみ弁体の移行を行なうようにし、かつ、
弁室内につは部を備えたスリーブを遊嵌挿し、ざらＫＳ
端部の弁室の直径り、を弁座の直径ｄより小さくしたの
で、ざきの実施例と同じ効果な奏するとともに、シール
の損傷を防止することができ、かつ、弁座の内側にかえ
りが出ても弁体の伸長部を弁座から抜き出すことができ
る。

又、ピストンの直径なり　Ｗ　ｖ　ニーＤ：を満足する
値より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、弁体を接圧方向へ押す力が増し、
円錐面部と弁座との液密性が良くなり、第１の液圧室が
高圧になっても、第１の液圧室から第２の液圧室への内
部リークが増加しない性質のロジック弁が得られる。さ
らに、弁体の直径Ｄ１を弁座の直径ｄよりわずかに小さ
くすると、閉弁時、第２の液圧室が高圧になっても、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な
る。

このように、四つ径ａ　、　ＤＩ　＝　Ｄｖ　−Ｄａ　
を少し変えることにより、内部リークやパイ四ット圧の
調整などが可能となる。さらに又、バイ四ットボートの
入口に絞りを設けることにより、開弁速度や閉弁速度を
自由に調節することができろ。

第６図は本発明の別の実施例を示す。この実施例でも、
弁体４６の伸長部４６ｂの直径り、は弁座３０の直径ｄ
より小さく定められる。Ｄ！〈ｄであるために、第１の
液圧室３１の液圧によって（ｄ’−ｐ：＞に比例した１
ｌ１１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
、直径り、の小径部４６ｃｌが第１のパイ四ツ、ト室３
４側に形成され、スリーブ２７と小径部４６（１との間
に液室４７が設けられる。液室４７は、弁体４６に設け
られた連通孔４８を経て第１の液圧室３１に連通する。

直径り、は伸長部４５ｂの直径Ｄ２に等しく定められる
。勿論り、−ｄであるのは他の実施例と同様である。し
たがって、ｄ２−Ｄニー功−Ｄ：となり、ｈｖ記の押圧
力が相殺される。スリーブ２７の前記以外の信成は、第
４図に示ず構成と同じである。

このように、本実施例では、弁体同側のパイロット室の
圧力によってのみ弁体の移行を行なうようにし、かつ、
弁室内につば部を備えたスリーブを遊嵌挿し、さらに、
端部の弁室の直径Ｄ２を弁座の直径ｄより小さくし、第
１のパイロット室側の弁体とスリーブ間に液室を設け、
この液室と第１の液圧￥とを連通孔で連絡したので、第
４図に示す実施例と同じ効果を奏するとともに１シール
の損傷を防止することができ、かつ、弁座の内側にかえ
りが出ても弁体の伸長部を弁座から抜き出すことができ
る。又、直径り、を直径ｄより僅かに大きくすれば、第
１の液圧室から第２の液圧室への内部リークが小さくな
り、直径り、を直径ｄより小さくずれば、逆方向の内部
リークが小さくなる。

なお、上記各実施例におけるばねは必ずしも必要ではな
く、こ軌を省くこともできる。

以上述べたように、本発明のロジック弁においては、ス
リーブの／Ａ周ｍＩに圧力が均一にかかるようにし、か
つ、スリーブの外［到面からシールな排除してスリーブ
のつば部にシールリングを設けたことによって、加工及
び組立上において１弁体、の軸心と弁座の中心とがずれ
ていても一弁体の円錐面部と弁座のシートとを液密的に
接触させることかでき、そこからの漏れを確実に防止す
ることができる。また、スリーブのつば部に設けたリン
グシールによって、第１のパイロット室及び第２の液圧
室からの漏れを防止することができる。さらにまた、加
工及び組立上のずれを吸収できる適宜の隙間を持って、
つけ部を備えたスリーブを遊嵌挿しているため、弁室、
弁体及びスリーブを従来に比べて容易に加工することが
できる。

なお、前記の実施例において、シール３９．４０も第２
の液圧室３２の圧力を受けたときに、変形景が円面全域
で均一なものであることが望ましいので一ピストンリン
グなどを用いた方が弁体２９゜４１．４６に対する悪影
響が少ない。

【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図は従来のマ
ジック弁を用いた液圧回路の系統図、第３図は本発明の
一実施例に係るロジック弁の断面図、第４図は第３図に
示すスリーブのつば部の拡大断面図、第５図および第６
図はそれぞれ本発明の他の実施例に係るロジック弁の断
面図である。２８・・・・・・弁室、２９・・・・・・弁体、２９α
・・・・・・円錐面部、２９ｂ・・・・・・伸長部、３
０・・・・・・弁座、３１・・・・・・第１の液圧室、
３２・・・・・・第２の液圧室、３４・・・第１のパイ
ロット室、３６・・・・・・弁室、３８・・・・・・第
２のパイロット室、４１・・・・・・弁体、４１α・・
・・・・円錐面部、４１ｂ・・・・・・伸長部、４６・
・・・・・弁体、４６α・・・・・・円錐面部、４６ｂ
・・・・・・伸長部、Ａ・・・・・・第１のボー）、Ｂ
・・・・・・第２の＊−）％ＯＡ、ＯＢ・・・用パイ四
ットボート。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

円錐面部を有し、弁室内に移動可能に配置された弁体と
、この弁体の後座方向の移動により円錐面部と液密的に
接触する弁座と、この弁座に前記弁体の円錐面部か接触
することにより連通がしゃ断される第１の液圧室および
第２の液圧室と、入力するパイロット圧信号により前記
弁体に対して後座方向の押圧力を作用させる第１のパイ
ロット室とを備えたロジック弁において、前記弁体を前
記第１の液圧室を貫通して伸長し、その伸長部に離座方
向の押圧力を作用させる第２のパイロット室を前記第１
のパイロット室とは液圧的に独立して設け、前記弁室内
につば部を備えたスリーブを遊嵌挿させ、前記つは部の
側面と弁室の壁面との間にシールリングを介在し、前記
スリーブ内に前記弁体の円錐面部より第１のパイロット
室側に位置する摺動部を摺動可能に挿入したことを特徴
とするロジック弁。