JPS62297512A - 方向制御弁 - 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】 ３発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） こノ発明は、例えば、アームシリンダと旋回モータとを
備えた建設車両において、当該旋回モータを優先的に動
作させる制御に用いる方向制御弁に関する。

（従来の技術） 第１０図は従来から知られている建設車両の回路図を示
したもので、複数の方向制御弁■１〜ｖ４はタンデム通
路１を介して接続するとともに、パラレル通路２を介し
ても接続されている。

そして、上記方向制御弁■１〜Ｖ４が図示の中立位辺に
あるとき、ポンプＰは、このタンデム通路１及び各方向
制御弁に設けた中立流路３〜６を介してタンクＴに連通
ずる。

上記のようにした方向制御弁のうち、最下流の方向制御
弁Ｖ４はアームシリンダＳを制御し、それよりも上流側
の方向制御弁ｖ３が旋回モータｍを制御するようにして
いる。

上記パラレル通路２は、方向制御弁ｖ３に分岐する分岐
点Ａよりも下流側に絞り７を設けるとともに、方向制御
弁Ｖ３の下流側におけるタンデム通路１には、分岐通路
８を接続している。この分岐通路８は上記絞り７の下流
側において、パラレル通路２と合流させ、しかもこの合
流点よりも上流側にチェック弁９を設けている。

なお、図中符号１０は、方向制御弁ｖ４に対するロード
チェック弁で、上記チェック弁９よりも下流側に設けて
いる。

しかして、方向制御弁ｖ４のみを図示の中立位辺から左
右いずれかの位芒に切り換えると、ポンプＰからの圧力
流体は、タンデム通路１及び中立流路３〜５→分岐通路
８→チェック弁９→ロードチェック弁１０一方向制御弁
ｖ４を経由してアームシリンダＳに供給され、アームシ
リンダＳからの戻り流体がタンクＴに戻されるので、ア
ームシリンダＳが作動する。

上記のようにしてアームシリンダＳを作動しているとき
、方向制御弁ｖ３を切り換えて旋回モータｍを同時に作
動すると、ポンプＰからの圧力流体が、パラレル通路２
を経由して、アームシリンダＳと旋回モータｍとに供給
されるが、アームシリンダＳに供給される流体は、上記
絞り７を経由することになる。そして、アームシリンダ
Ｓと旋回モータｍとを同時に作動させるとき、絞り７を
経由してアームシリンダＳに圧力流体を供給するように
したのは、次の理由からである。

すなわち、上記アームシリンダＳは、旋回モータｍより
もその負荷が小さいことが多く、特に、このアームシリ
ンダＳの伸長時には、図示していないアームの自重が作
用するので、当該アームシリンダＳは、カウンター負荷
気味になる。このようにアームシリンダＳの負荷が小さ
いにもかかわらず、上記絞り７がなければ、負荷の小さ
いアームシリンダＳのみに圧力流体が供給され、旋回モ
ータｍには供給されなくなり、旋回モータｍを作動させ
られなくなる。

そこで、上記のように絞り７を設けて、アームシリンダ
Ｓに供給される流体に絞り抵抗を付与し、旋回モータｍ
側に優先的に圧力流体を供給させるようにしている。

また、上記チェック弁９を設けたのは、パラレル通路２
からアームシリンダＳに供給される圧力流体が、分岐通
路８を逆流してタンクＴに戻るのを防止するためである
。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の方向制御弁では、その回路中に
チェック弁９を設けなければならないが、特に、モノブ
ロックタイプの場合には、その弁本体の形状が特殊なも
のとなるという問題があった。

また、旋回モータｍとアームシリンダＳとを同時に作動
するときには、アームシリンダＳに供給される流体に必
ず絞り抵抗が付与されるので、例えば、当該アームシリ
ンダＳの負荷が大きい場合には、そのエネルギー損失が
大きくなるという問題があった。

この発明の目的は、弁本体を特殊形状にしなくても、負
荷の大きい旋回モータ等のアクチュエータを優先的に作
動させられるとともに、アームシリンダ等の負荷の小さ
いアクチュエータであっても、作動態様によっては、そ
の圧力損失を小さくできる方向制御弁を提供することで
ある。

（問題点を解決する手段） 上記の目的を達成するために、この発明は、弁本体に、
一対のアクチュエータポートと、圧力流体が流入する供
給通路と、タンクに連通ずるタンク通路とを形成すると
ともに、この弁本体には一対の環状溝を形成したスプー
ルを内装してなり、スプールを中立位辺から切り換えた
ときこれら環状溝を介して、いずれか一方のアクチュエ
ータポートを供給通路に連通させ、いずれか他方のアク
チュエータポートをタンク通路に連通させる構成にした
方向制御弁において、上記環状溝のいずれか一方、ある
いは双方に、スプール内に形成した通孔を介して互いに
連通ずる一対の流通孔を形成し、当該環状溝を介してア
クチュエータポートと供給通路とを連通させているスプ
ール切り換え位置で、上記−の流通孔がアクチュエータ
ポート側に開口し、他の流通孔が供給通路側に開口する
位置関係を保つとともに、上記通孔にはパイロット圧の
作用で動作するパイロット操作部材を設け、このパイロ
ット操作部材によって、上記両流通孔の連通状態を維持
したり、あるいはその連通を遮断したりする構成にして
いる。

（本発明の作用） 上記のように構成したので、スプールの環状溝に形成し
た流通孔を開状態に維持すれば、この流通孔を形成した
環状溝を介して、供給通路とアクチュエータポートとを
連通させたとき、供給通路からの圧力流体が、上記環状
溝を通過することはもちろん、流通孔と通孔をも通過し
てアクチュエータポートに流れる。

また、パイロット操作部材によって、上記流通孔を閉じ
てしまえば、上記のように流通孔を通過してアクチュエ
ータポートに流出する流れがなくなる。

したがって、パイロット操作部材で流通孔を閉じている
ときと、その流通孔を開いているときとで、圧力流体の
供給流路の面積が相違する。換言すれば、流通孔を閉じ
ているときには、その流路面積が小さくなり、それだけ
流路抵抗が大きくなるが、それを開いているときには、
流路面積が大きくなるので、それだけ流路抵抗が小さく
なる。

（本発明の効果） 上記のようにパイロット操作部材を作動させることによ
って、その流路抵抗を大きくしたり小さくしたりできる
ので、当該アクチュエータの作動態様によって、その流
路抵抗を制御できる。

また、流路抵抗を調整するパイロット操作部材をスプー
ルに内装したので、その弁本体を特殊形状にしなくても
よい。

（本発明の実施例） 第１〜４図に示した第１実施例は、この発明に係る方向
制御弁■ａでアームシリンダＳを制御するようにしたも
ので、この方向制御弁Ｖａの下流側に旋回モータｍを制
御する方向制御弁ｖｒを接続したものである。

そして、この発明に係る上記方向制御弁ｖａは、その弁
本体１１に一対のアクチュエータポート１２．１３を形
成し、一方のアクチュエータポート１２をアームシリン
ダＳのボトム側室１４に接続し、他方のアクチュエータ
ポート１３をロッド側室１５に接続している。さらに、
この弁本体１１には、スプール孔１６を形成するととも
に、このスプール孔１６にスプール１７を摺動自在に内
装している。

上記スプール１７は、その中央にランド１８を形成し、
このランド１８に両側を第１．２環状溝１９．２０とす
るとともに、この第１．２環状溝のさらに外方に第３．
４環状溝２１．２２を形成している。

一方、上記スプール孔１６には、上流側のタンデム通路
３２に通じる第１．２環状凹満２３．２４と、下流側の
タンデム通路３２に通じる第３環状凹溝２５とを形成し
ているが、これら各環状凹溝によって。

第１図に示す中立流路２６を構成している。また、これ
ら第１．２環状凹溝２３．２４の外側には、前記アクチ
ュエータボー）１２．１３に連通ずる第４．５環状凹溝
２７．２８を形成している。

さらに、この弁本体１１には、パラレル通路２９を形成
しているが、このパラレル通路２９は、ロードチェック
弁３０を経由して供給通路３１に連通させている。

上記スプール１７の一側には、その軸線方向に通孔３３
を形成するとともに、上記第３環状溝２１に開口させた
流通孔３４．３５を上記通孔３３に貫通させている。そ
して、この流通孔３４．３５は、スプール１７を第３．
４図に示す右方向に移動したとき、一方の流通孔３４が
第４垣状凹溝２４に開口し、他方の流通孔３５が供給通
路３１に開口するようにしている。

上記のようにしたスプール１７の通孔３３には、パイロ
ット操作部材３６を内装してるが、このパイロッ）１作
部材３６は、スプリング３７の作用で、通常は、第２図
に示すように、その一方のストッパ３８を通孔３３内の
壁面に接しさせるノーマル位置を保持する。パイロット
操作部材３６がこのノーマル位置にあると、一方の流通
孔３４のみが開いて、他方の流通孔３５が閉ざされる。

上記のようにしたバイロフト操作部材３６には、オリフ
ィス３９を形成し、上記スプリング３７側とストッパ３
８側とを連通させているが、このスプリング３７側は、
連通孔４０を介して前記第１環状溝１９に開口させてい
る。

なお、当該方向制御弁■ａを他の方向制御弁に接続して
、使用することが前記従来の場合と同様なので、その詳
細な説明を省略する。

しかして、方向制御弁ｖａのスプール１７を第２図に示
すように中立位辺に保つと、第１．２環状凹溝２３．２
４が、スプール１７に形成の第１．２環状溝１９．２０
を介して第３環状凹溝２５に連通ずる。換言すれば、こ
れら第１〜３環状凹溝２３〜２５によって構成される中
立流路２６が開状態を維持する。したがって、タンデム
通路３２から流入した圧力流体は、この中立流路２６か
ら下流側の方向制御弁■。

に流入する。

そして、この方向制御弁■ａ以外の方向制御弁を中立位
辺に保持したまま、当該方向制御弁Ｖａのみを第３図に
示すように、右方向に切り換えると、第４環状溝２２を
介してアクチュエータポート１３とタンク通路４１とが
連通ずるので、アームシリンダＳのロッド側室１５内の
作動流体は、タンクＴに戻される。

また、第３環状溝２１が第４環状凹溝２７と供給通路３
１とをまたいで、それら両者を連通させるとともに、こ
の第３環状溝２１に形成した一方の流通孔３４が第４環
状凹溝２７側に開口し、他方の流通孔３５が供給通路３
１側に開口する。

さらに、連通孔４０を開口させた第１環状溝１９は、第
３環状凹溝２５に一致するので、上記連通孔４０はこの
第３環状凹溝２５を経由して下流側のタンデム通路３２
側に連通ずる。

したがって、供給通路３１に流入した圧力流体は、第３
環状溝２１から第４環状凹溝２７を経由してアクチュエ
ータポート１２から流出し、アームシリンダＳのボトム
側室１４に供給され、当該アームシリンダＳを伸長させ
る。

このとき、上記ボトム側室１４に供給される圧力流体の
一部が、一方の流通孔３４→オリフィス３９→連通孔４
０→第３環状凹溝２５→方向制御弁Ｖｒの中立流路４２
を経由してタンクＴに流れる。そのために上記オリフィ
ス３８前後に差圧が発生し、この圧力差によってパイロ
ット操作部材３６がスプリング３７に抗して移動し、他
方の流通孔３５を開く。

このようにして両流通孔３４．３５が開くと、供給通路
３１からの圧力流体が、流通孔３５→通孔３３→流通孔
３５を経由して第４環状凹溝２７に流入する。したがっ
て、この場合には、供給通路３１からの圧力流体が、第
３環状溝２１を通過するものと、上記流通孔を通過する
ものと、２系統の流路を経由してアクチュエータポート
１２から流出することになるので、その分、流路面積が
拡大されたと同様になる。

このように供給流路の流路面積が拡大されれば、それだ
け供給流量が多くなるので、アームシリンダＳを単独作
動させるときにはその作動速度を速くできる。

アームシリンダＳを単独作動させている上記の状態から
、旋回モータｍを同時に作動させるために、下流側の方
向制御弁ｖｒを切り換えると、第３環状凹溝２５とタン
クとの連通が遮断されるので、オリフィス３θを通過す
る流れが止められる。

このようにオリフィス３９を通過する流れがなくなれば
、このパイロット操作部材３６の両側の圧力が等しくな
るので、当該操作部材３６がスプリング３７の作用で第
４図に示す位置まで移動し、流通孔３５を閉じる。流通
孔３５が閉じれば、この流通孔３５→通孔３３→流通孔
３４を通過する流路がふさがれるので、それだけ流路面
積が小さくなり、流路抵抗も大きくなる。

したがって、このアームシリンダＳの伸長作動と旋回モ
ータｍの作動とを同時にしても、旋回モータｍを優先的
に作動させることができる。

一方、スプール１７を中立位辺から左方向に切り換える
と、供給通路３１が第４環状溝２２を介して第５環状凹
溝２８に連通するので、供給通路３１からの圧力流体は
、第４環状溝２２−第５環状凹溝２８→アクチユエータ
ポート１３を経由して、アームシリンダＳのロッド側室
１５に供給される。

また、このとき第３環状溝２１を介して第４環状凹溝２
７とタンク通路４１とが連通ずるので、アームシリンダ
Ｓのボトム側室１４の作動流体は、アクチュエータポー
ト１２→第３環状溝２１→タンク通路４１を経由してタ
ンクＴに戻される。

したがって、アームシリンダＳは収縮するが、この収縮
作動のときには、当該アームシリンダＳの負荷が大きく
なるので、特に、旋回モータｍを優先的に作動させる機
構を必要としない。このアームシリンダＳの収縮時には
、かえって流路抵抗を小さくしてエネルギー損失を少な
くすることができる。

第５〜７図に示した第２実施例は、アームシリンダＳを
制御する方向制御弁Ｖａ　を、旋回モータｍを制御する
方向制御弁Ｖ「よりも下流側に接続したものである。

そして、この第２実施例においても、スプール１７内に
通孔３３を形成するとともに、この通孔３３にパイロッ
ト操作部材３６を内装している点は、上記第１実施例と
同様である。

ただし、この第２実施例では、上記パイロット操作部材
３６の形状及び通路関係を次のようにして、第１実施例
と相違させている。

すなわち、上記パイロット操作部材３６は、その両端に
ランド部４３．４４を形成するとともに、この一方のラ
ンド部４３には圧力導入孔４５を形成し、この一方のラ
ンド部４３の外方に区画した第１パイロット室４６を、
両ランド部４３．４４間の中継室４７に連通させている
。

また、上記他方のランド部４４の外方に区画した第２パ
イロット室４日は、スプール１７を第７図の切り換え位
置にセットしたとき、第１オリフイス４９及び第１環状
凹溝２３を介して、下流側に位置する方向制御弁Ｖ、の
中立流路４２に連通するとともに、第２オリフイス５０
を経由してタンクＴに連通している。

しかして、スプール１７を第７図の状態に切り換えると
、第３環状溝２１を介して、供給通路３１と第４環状凹
溝２７とが連通し、第４環状溝２２を介して第５環状凹
溝２８とタンク通路４１とが連通し、第１実施例と同様
にアームシリンダＳを伸長させる。

このとき方向制御弁Ｖｒを中立位辺に保って旋回モータ
ｍを停止させているときは、当該方向制御弁■１の中立
流路４２を通過した流体が、第１環状凹溝２３→第１オ
リフイス４９→第２パイロット室４８→第２オリフイス
５０第３環状凹溝２５を経由してタンクＴに流れる。

上記のようにして第２パイロット室４８に流れが発生す
ると、両オリフィス４９．５０が機能してこの第２パイ
ロット室４８に圧力が発生する。したがって、パイロッ
ト操作部材３６は、この第２パイロット室４８に設けた
スプリング５１のバネ力と、上記パイロット圧の作用力
とによって、第１パイロット室４６側に位訝し、両流通
孔３４．３５を開口させる。

このように両流通孔３４．３５が開口すれば、供給通路
３１かもの圧力流体の一部が、流通孔３５→中継室４７
→流通孔３４を経由するので、前記第１実施例と同様に
その流路面積が実質的に拡大される。

上記状ｙルで下流側の方向制御弁■、を切り換えて旋回
モータｍを同時に作動させると、第２パイロット室４８
を通過する流体がなくなるので、この第２パイロット室
４８内がタンク圧になる。そして、圧力導入孔４５から
第１パイロット室４６に導かれた中継室４７側の圧力作
用が、上記スプリング５１のバネ力に打ち勝って、パイ
ロット操作部材３６が第７図の位置に移動し、流通孔３
４を閉じる。

流通孔３４が閉じれば、第１実施例と同様に、その流路
面積が小さくなるので、アームシリンダＳのボトム側室
１４に通じる流路の抵抗が大きくなり、旋回モータニを
優先的に作動させることができる。

その他の作動は、前記第１実施例と全く同様なので、そ
の詳細を省略する。

第８図に示した第３実施例は、スプール１７の通孔３３
に内装したパイロット操作部材３６の一端にスプリング
５２を作用させ、通常は、このスプリング５２の作用で
１図示のノーマル位置を保持させ、両流通孔３４．３５
を開口させる。

そして、上記スプリング５２とは反対側に形成したパイ
ロット室５３に切換弁５４を接続し、必要に応じてこの
パイロット室５３にパイロット圧を導くようにしたもの
である。

第９図に示した第４実施例は、スプール１７の通孔３３
に内装したパイロット操作部材３６の一端にスプリング
５５を作用させ、通常はこのスプリング５５の作用で、
流通孔３４を閉じるようにしている。

そして、上記スプリング５５を内装した室５Ｇに切換弁
５７を接続するとともに、オリフィス５８を介して上記
室５６を中継室５９側に連通させている。

そして、上記切換弁５７を図示のオープン位置に保って
いるときには、中継室５９内の流体が、オリフィス５８
→室５６→切換弁５７を経由してタンクＴに流れるので
、上記中継室５９側の圧力が上昇する。

したがって、パイロット操作部材３６は、スプリング５
５に抗して移動し、両流通孔３４．３５を開いた状態に
維持する。

また、上記切換弁５７をクロース位置に切り換えると、
パイロット操作部材３６はスプリング５５の作用で移動
し、流通孔３４を閉じる。

したがって、この場合にも前記第３実施例と同様に旋回
モータｍを優先的に作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図はアームシリンダを制御する方向制御弁と旋回モ
ータを制御する方向制御弁とを接続した状態の部分的な
回路図、第２〜４図はアームシリンダを制御する方向制
御弁の作動状況毎の断面図、第５〜７図は第２実施例を
示すもので、第５図は部分的な回路図、第６図は当該方
向制御弁の記号図、第７図は断面図、第８図は第３実施
例を示す断面図、第９図は第４実施例を示す断面図、第
１０図は従来の回路図である。 １１・・・弁本体、１２．１３・・・アクチェータボー
ト、１７・・・スプール、２１．２２・・・環状溝、３
１・・・供給通路、３３・・・通孔、３４．３５・・・
流通孔、３６・・・パイロット操作部材、４１・・・タ
ンク通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁本体に、一対のアクチュエータポートと、圧力流体
   が流入する供給通路と、タンクに連通するタンク通路と
   を形成するとともに、この弁本体には一対の環状溝を形
   成したスプールを内装してなり、スプールを中立位辺か
   ら切り換えたときこれら環状溝を介して、いずれか一方
   のアクチュエータポートが供給通路に連通し、いずれか
   他方のアクチュエータポートがタンク通路に連通する構
   成にした方向制御弁において、上記環状溝のいずれか一
   方、あるいは双方に、スプール内に形成した通孔を介し
   て互いに連通する一対の流通孔を形成し、当該環状溝を
   介してアクチュエータポートと供給通路とを連通させて
   いるスプール切り換え位置で、上記一の流通孔がアクチ
   ュエータポート側に開口し、他の流通孔が供給通路側に
   開口する位置関係を保つとともに、上記通孔にはパイロ
   ット圧の作用で動作するパイロット操作部材を設け、こ
   のパイロット操作部材によって、上記両流通孔の連通状
   態を維持したり、あるいはその連通を遮断したりする構
   成にした方向制御弁。