JPS6235987Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、油圧回路において方向切換弁を急
激に開閉させる際に回路に発生する油圧衝撃を和
らげる方向切換弁に関する。

従来、パイロツトバルブからのパイロツト圧力
でメインスプールを移動させる油圧作動方向切換
弁ではメインスプールの作動速度（移動速度）
は、パイロツト室へ供給されるパイロツト流量に
よつて決定される一定速度で切換わつていた。従
つて、パイロツト室への供給流量が多い場合に
は、メインスプールは高速で切換わり、メインス
プールランド部と弁本体のポート溝で形成される
油路は急激に閉から開又は開から閉にされるた
め、メインスプールへ供給されている油圧作動流
体の流速は急変し大きな油圧シヨツクが起り、回
路内にウオーターハンマー現象が発生していた。

このため、油圧回路を長時間使用していると、
ウオーターハンマーの繰返しにより、弁本体取付
面および配管継手部からの油漏れ、継手部の破
損、弁本体の破壊及びウオーターハンマーによる
騒音発生等、種々の問題があつた。

従来、方向切換弁の急激な開閉により発生する
油圧シヨツクを防止するため、種々の方法が用い
られている。

例えば、油圧作動方向切換弁のメインスプー
ル両端に設けた各パイロツト室へのパイロツト流
量を絞り、メインスプールの作動速度を遅くして
油路切換えを緩やかに行なう、油圧作動シリン
ダーに一番近い主方向切換弁のシリンダー側両ポ
ートの供給油量を絞つてシリンダーの往復動を緩
やかに行なう、方向切換弁のメインスプールの
ランド部端面に複数個のノツチをつけて油路切換
時初期にノツチ部から作動流体の高圧部分を通過
させその後多量の低圧成分を油路から通過させて
油圧シヨツクを防止する、などの方法が行なわれ
ている。

しかし、の方法ではメインスプールの作動速
度が全ストロークに対し遅くなり方向切換弁とし
ての作業効率が悪くなる。又の方法ではシリン
ダーの速度が遅くなり急速作動ができない。さら
に、の方法では、ノツチをつけるための加工工
数が多く掛り製造コストが高くなる。また、ノツ
チ加工により弁本体スプール穴とメインスプール
ランド部とのオーバーラツプ量が少なくなり、弁
の内部漏洩が増大すると共に、その効果について
もメインスプールへの供給圧力、流量、スプール
の型式、負荷条件等の使用条件によつて個々に実
験によつて決める必要がある等の種々の問題があ
つた。

この考案は、上述の問題点に鑑み、パイロツト
バルブからのパイロツト圧力でメインスプールを
移動させて油路を切換える方向切換弁において、
メインスプールの全ストローク中、ウオーターハ
ンマー現象に関与しないストローク域では高速作
動させ、ウオーターハンマー現象を発生するスト
ローク域のみメインスプールを低速作動させ油圧
衝撃を緩和できる構造を目的としており、この作
動速度制御が外部より必要最小限に調整可能とし
た方向切換弁を目的としている。

すなわち、この考案は、メインスプールの両端
側に中立復帰用スプリングを内蔵したパイロツト
室を設け、各パイロツト室へのパイロツト流路を
通してパイロツトバルブからのパイロツト圧力
で、メインスプールを移動させて油路を切換える
方向切換弁において、パイロツト室と同軸に同室
より小径の流路を設けてパイロツト流路と接続
し、中央部が円筒体で、かつ流出室口を閉塞し得
る最大径を有してその両側に径を徐々に減少させ
たテーパー状側部を設けた絞り部材をメインスプ
ールの両端に同軸に設け、パイロツト流路を横断
してパイロツト室に連通させた分岐流路に、螺合
進退可能なクツシヨンバルブ先端をパイロツト室
方向へ装入し、メインスプールの移動時に、絞り
部材の最大径部が流出室口を閉塞する間、メイン
スプールを低速移動させることを特徴とする方向
切換弁である。

以下に、実施例を説明する。第１図はこの考案
による方向切換弁の縦断面図である。

弁本体３に内蔵したメインスプール２の両端面
部にパイロツト室９，９′を設けるよう、弁本体
３両端部に孔部を有するエンドカバー４，４′を
配置し、このパイロツト室９，９′の外方に、パ
イロツト室９，９′より小径の流出室１０，１
０′を設け、該流出室１０，１０′に望まして、パ
イロツト室９，９′内に設けられ、中央部が円筒
体でかつ流出室１０，１０′口に設けたクツシヨ
ンシール８，８′に当接し、同室口を閉塞し得る
最大直径を有し、その両側面にテーパー状で外方
に向つて直径を減少した両側部を設けた絞り部材
１１，１１′を、メインスプール２の両端に同軸
で突出して設けてある。

また、流出室１０，１０′には、弁本体３と各
エンドカバー４，４′に設けたパイロツト流路
Ｃ，Ｄが接続され、弁本体３に付設するパイロツ
トバルブ１のパイロツト油路と各々接続してあ
る。

さらに、このパイロツト流路Ｃ，Ｄ途中より、
各パイロツト室９，９′に連通する分岐流路１
２，１２′を、パイロツト流路に直交配置してあ
り、エンドカバー４，４′には同分岐流路１２，
１２′方向に、螺合進退可能にクツシヨンバルブ
８，８′がその先端をパイロツト室９，９′に向け
て装着してあり、外部よりクツシヨンバルブ８，
８′の分岐流路１２，１２′への進入度合を調整で
きる構成である。

上記方向切換弁において、パイロツトバルブ１
を切換えてパイロツト流路Ｃにパイロツト圧力を
供給すると、圧油は流出室１０′及び分岐流路１
２′を経てメインスプール２の左端面に加圧さ
れ、メインスプール２はスプリング５の力に抗し
て右方向へストロークし始める。

この時、メインスプール２の移動によつてパイ
ロツト室９から押出される戻り油は、当初パイロ
ツト室９から流出室１０を経て、パイロツト流路
Ｄ及びパイロツト室９から分岐流路１２を経てパ
イロツト流路Ｄを通り、パイロツトバルブ１のタ
ンクポートへ戻される。

この時のメインスプール２の作動速度は、パイ
ロツト室９′へのパイロツト流量をメインスプー
ル断面積で除した値である。

弁本体３のプレツシヤーポートＰとシリンダー
ポートＡ及びシリンダーポートＢとタンクポート
Ｔとが、それぞれ連通する直前で、メインスプー
ル２先端の絞り部材１１平行部の先端がクツシヨ
ンシール８に当嵌すると、前述の流出室１０を経
てパイロツト流路Ｄへの流れがなくなり、分岐通
路１２からパイロツト流路Ｄへの流れのみとな
る。

分岐通路１２からパイロツト流路Ｄ間の開口面
積を、クツシヨンバルブ７によつてウオーターハ
ンマー現象の発生しないメインスプール速度とな
る様調整しておくと、絞り部材１１の平行部がク
ツシヨン８と嵌合している間、メインスプール２
は調整された速度で移動する。

ここで、絞り部材１１平行部の長さは、例えば
プレツシヤーポートＰからシリンダーポートＡへ
の連通直前からポートＡ開口直後の数ミリ有れば
よい。

絞り部材１１平行部がクツシヨンシール８を通
過し左側テーパー部にかかると、パイロツト室９
から流出室１０を経てパイロツト流路Ｄへの開口
が始まり、メインスプール２は再び高速となり、
絞り部１１先端がエンドカバー４の内壁に当接し
て停止する。

絞り部材１１，１１′の平行部の左右をテーパ
ー状としているのは、テーパー部によりクツシヨ
ンシール８と絞り部材１１とで形成する開口面積
を直線的に変化させ、メインスプール２の高速域
から低速域への変化をシヨツク無しで、円滑に変
化させるためである。

次に、パイロツトバルブ１を中立にし、パイロ
ツト室９′をタンクポートに連通させると、メイ
ンスプール２の左端面を加圧していた圧油はほぼ
大気圧となるので、メインスプール２はスプリン
グ５の力によつて左方向へ押戻される。

この時、パイロツト室９内は負圧となり、圧油
をパイロツトバルブ１のタンクポートから吸込む
が、流出室１０とパイロツト室９間、及びパイロ
ツト流路Ｄから分岐流路１２を経てパイロツト室
９間は開口しているので、メインスプール２はス
プリング５力によつて押戻される速度で左方向へ
移動する。

プレツシヤーポートＰとシリンダーポートＡ、
及びシリンダーポートＢとタンクポートＴの開口
部が、閉じる直前に、絞り部材１１の平行部がク
ツシヨンシール８にはまり込む様設計されている
から、流出室１０とパイロツト室９間の流れがな
くなり、パイロツト流路Ｄから分岐流路１２を経
てパイロツト室９への流れのみとなる。

クツシヨンバルブ７によつて、パイロツト流路
Ｄと分岐流路１２間の開口面積は、ウオーターハ
ンマー現象の発生しないメインスプール速度とな
る様調整してあるので、絞り部材１１の平行部が
クツシヨンシール８を通過するまで、即ちプレツ
シヤーポートＰとシリンダーポートＡ及びシリン
ダーポートＢとタンクポートＴが閉じた直後まで
は、メインスプール２は低速域となる。

絞り部材１１平行部がクツシヨンシール８を通
過すると、流出室１０とパイロツト室９間が開口
し、メインスプール２は再び高速でストローク
し、スプリングアダプター６′に当つて停止し中
立位置に保持される。

パイロツトバルブ１１を逆方向に切換えパイロ
ツト流路Ｄにパイロツト圧力を供給した場合、及
びその後にパイロツトバルブ１を中立に切換えた
場合は、前述のものと逆方向の作動行程で同一作
動効果を奏するので説明は省略する。

この考案の実施例では絞り部材、クツシヨンシ
ール、クツシヨンバルブは２個づつ必要である
が、スプリングオフセツト型方向切換弁の場合は
それぞれ片側のみで良いことは云うまでもない。

上記の如く、この考案では、メインスプールの
両端に設けた絞り部材とクツシヨンシールによ
り、メインスプールの作動速度を３段階に変化さ
せ、特に油路が開口する直前から開口後の一定ス
トローク域だけ、低速作動させると共に、クツシ
ヨンバルブによりメインスプールの低速作動域で
の速度調整を可能にしたので、いかなる使用条件
下においても油路切換時の油圧シヨツクおよびそ
れによつて発生するウオーターハンマー現象を完
全に防止することができ、各種弁や油圧配管から
なる油圧装置の寿命を大巾に向上できると共に外
部漏洩や騒音発生の防止にも大きな効果が有る。

また、この考案は構成が簡単でかつ小型なた
め、すべての型式の方向切換弁に適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の方向切換弁を示す縦断面
図である。 図中、１……パイロツトバルブ、２……メイン
スプール、３……弁本体、４，４′……エンドカ
バー、５，５′……スプリング、６，６′……スプ
リングアダプター、７，７′……クツシヨンバル
ブ、８，８′……クツシヨンシール、９，９′……
パイロツト室、１０，１０′……流出室、１１，
１１′……絞り部材、１２，１２′……分岐流路、
Ａ，Ｂ……シリンダーポート、Ｃ，Ｄ……パイロ
ツト流路、Ｐ……プレツシヤーポート、Ｔ……タ
ンクポート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. メインスプールの両端側に中立復帰用スプリン
   グを内蔵したパイロツト室を設け、各パイロツト
   室へのパイロツト流路を通してパイロツトバルブ
   からのパイロツト圧力で、メインスプールを移動
   させて油路を切換える方向切換弁において、パイ
   ロツト室と同軸に同室より小径の流出室を設けて
   パイロツト流路と接続し、中央部が円筒体でかつ
   流出室口を閉塞し得る最大径を有しその両側に径
   を徐々に減少させたテーパー状側部を設けた絞り
   部材をメインスプールの両端に同軸に設け、パイ
   ロツト流路を横断してパイロツト室に連通させた
   分岐流路に、螺合進退可能なクツシヨンバルブ先
   端をパイロツト室方向へ装入し、メインスプール
   の移動時に、絞り部材の最大径部が流出室口を閉
   塞する間、メインスプールを低速移動させること
   を特徴とする方向切換弁。