JPS63312576A - スプ−ル切換弁 - 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】 ＋ａ）産業上の利用分野 この発明は、油圧装置の一部を構成し、圧油流路内で圧
油の流入方向を変更する切換弁に関し、特にスプールの
移動によりポートを選択的に連通ずるスプール切換弁に
関する。

（ｂ）従来の技術 油圧装置では一般に、油圧シリンダ内に油圧ポンプから
圧油を供給し、ピストンの移動をアクチュエータに伝達
して他の装置を動作させる。油圧シリンダにおけるピス
トンの移動速度を一定に保ち、かつ油圧回路を構成する
各装置の損傷を防ぐためには油圧回路中の圧油圧力を一
定に保たなければならない、このため従来より油圧回路
の一部にリリーフ弁が配置されている。このリリーフ弁
は油圧回路中の圧油圧力が設定値を超えると圧油の一部
をタンクに導き、油圧回路中の圧油圧力を設定値に保つ
、また、アクチュエータに作用する負荷が油圧シリンダ
のピストンのストロークとともに変化する場合や、油圧
シリンダのピストンのストロークにともなってアクチュ
エータの動作力を変更する場合には、設定圧力を変更で
きる可変リリーフ弁が用いられる。この可変リリーフ弁
の圧力設定部を操作レバーなどの動作に連動させること
により油圧回路中の圧油圧力を適宜変更でき、油圧シリ
ンダのピストンを動作させる力を増減し、アクチュエー
タに作用する負荷の変化に対処し、または、アクチュエ
ータの動作力を変更するようにしていた。

（Ｃ１発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の油圧回路に用いられる可変リ
リーフ弁は構造が複雑でありコストの上昇を招（欠点が
あった。また、圧油を油圧シリンダなどに選択的に導く
ためには圧油の流入方向を切り換える切換弁が必ず必要
であり、油圧回路中に切換弁と可変リリーフ弁の両方を
備えなければならず油圧装置の大型化を招く欠点があっ
た。

この発明の目的は、スプール切換弁のスプールが構成す
る圧油通路の一部に可変絞りを構成することにより、油
圧回路中の圧油圧力を変更することができ、可変リリー
フ弁などの圧油圧力の変更に係る特別な装置を必要とせ
ず、コストの上昇および油圧装置の大型化を排除できる
スプール切換弁を提供することにある。

＋ｄ１問題点を解決するための手段 この発明のスプール切換弁は、圧油通路の内側面に開口
した複数のポートと、周面が圧油通路の内側面に接触す
る仕切部を有するスプールと、を備え、スプールを長手
方向に移動して前記仕切部で圧油通路を仕切ることによ
り各ポートを選択的に連通ずるスプール切換弁において
、 前記仕切部の周面に、スプールの長手方向に間隔が変化
する楔型の切欠を設けたことを特徴とする。

（ｅ）作用 スプールの長手方向の移動により圧油通路の内側面に接
触し、この圧油通路を仕切る仕切部はその周面に楔型の
切欠が設けられ、この切欠の一部が圧油通路の内側面に
開口したポートの端部に対向するとき、仕切部の周面と
圧油通路の内側面との間に間隙が形成される。切欠はス
プールの長手方向に間隔が変化する楔型に形成されてお
り、この切欠によって仕切部と圧油通路の内側面との間
に形成される間隙の大きさはスプールの長手方向のスト
ロークにともなって変化する。このように仕切部と圧油
通路の内側面との間に間隙が形成されると、圧油通路、
仕切部およびポートにより構成された圧油流路内の圧油
の一部が間隙を経由して外部に流出する。この流出量は
仕切部と圧油通路との内側面との間に形成される間隙の
大きさに比例する。したがって、圧油流路から外部に流
出する圧油量はスプールの長手方向のストロークに応じ
て変化する。圧油流路中の圧油が外部に流出することに
よって圧油流路内の圧油圧力は低下するからスプールの
長手方向のストロークに応じて圧油流路内の圧油圧力が
変化する。

（「）実施例 以下にこの発明の実施例を装軌車両に装着され伸す る駆動力伝達機構の油圧回路を＃に挙げて説明すする。

第３図は、この発明のスプール切換弁が用いられる装軌
車両に装着される駆動力伝達機構を示す平面図である。

図外のエンジンの回転は駆動ギア２１に伝達される。こ
の駆動ギア２１の中央部のリングギア２３には伝達ギア
２４ａ、２４ｂが選択的に噛み合う、伝達ギア２４ａ、
２４ｂのそれぞれには出力ギア２６ａ、２６ｂが噛み合
っている。この出力ギア２６ａ、２６ｂはそれぞれ出力
軸２５ａ、２５ｂに固定されており、これら出力軸２５
ａ、２５ｂの他端部には駆動転輪４１が固定されている
。伝達ギア２４ａ、２４ｂは軸２２に回転自在に軸支さ
れており、さらにフォークロッド２７ａ。

２７ｂと係合している。フォークロッド２７ａ。

、２７ｂは支点３０ａ、３０ｂに軸支されており、他端
において図外の油圧シリンダのピストンロッド２９ａ、
２９ｂが係合している。また、伝達ギア２４ａ、２４ｂ
のそれぞれにはブレーキシュー３１８．３１ｂが固定さ
れている。

ピストンロッド２９ａ、２９ｂが矢印ＯまたはＰ方向に
移動すると、フォークロッド２７ａ、２７ｂは支点３０
ａ、３０ｂを中心に矢印ＱまたはＲ方向に回転する。こ
れによって伝達ギア２４ａ、２４ｂはプレーキシｓ−３
１３，３ｌ　ｂとともに軸２２の周面を長手方向に摺動
する。

第４図（Ａ）〜（Ｃ）は、上記駆動力伝達機構の動作を
示す平面の模式図である。

ピストンロッド２９ａ、２９ｂが移動していない状態で
は第３図（Ａ）に示すようにリングギア２３は伝達ギア
２４ａ、２４ｂの両方に噛み合い、駆動ギア２１の回転
は出力ギア２６ａ、２６ｂに同一の速度で伝達される。

これによって駆動転輪４１８．４１ｂは等速で回転し、
車両は直進する。ピストンロッド２９ａが矢印０方向に
移動すると、フォークロッド２７ａが矢印Ｑ方向に回転
する。これによって伝達ギア２４ａは同図（Ｂ）に示す
ように矢印Ｓ方向に移動する。伝達ギア２４ａが所定量
矢印Ｓ方向に移動するとリングギア２３と噛み合わな（
なり、駆動ギア２１の回転は出力ギア２６ｂにのみ伝達
され、出力ギア２６ａには伝達されなくなる。

以上のように、伝達ギア２４ａ、２４ｂをリングギア２
３に噛み合わせるか否かによってエンジンの回転を駆動
転輪４１ａ、４１ｂに伝達するか否かを選択できる。す
なわち、リングギア２３および伝達ギア２４ａ、２４ｂ
が履帯４６に対し駆動力を断続するクラッチを構成して
いる。

これによって再駆動転輪４１ａ、４１ｂの間に速度差が
生じ、車両は駆動転輪４１ａ側に旋回する。このとき、
駆動転輪４１ａの回転は規制されておらず、車両の移動
とともに回転し、旋回時の回転半径は比較的大きくなる
。

同図（Ｃ）に示すようにピストンロフト２９ａがさらに
矢印Ｏ方向に移動すると、ブレーキシュ、−３１ａがブ
レーキ２８ａに接触する。これによって伝達ギア２４ａ
、ブレーキシュー３１ａがブレーキ２８ａに接触してか
らピストンロフト２９ａがさらに矢印Ｏ方向に移動する
と、ブレーキシュー３１ａとの当接力が大きくなってい
く、これによって、駆動転輪４１ａに供給される制動力
は大きくなる。したがってピストンロフト２９ａの移動
量に応じて駆動転輪４１ａに供給される制動力も大きく
なる。これにともなって、出力歯車２６ａおよび駆動転
輪４１ａの回転が規制される。

再駆動転輸４１ａ、４１ｂの間の回転差はさらに大きく
なる。

第１図は、この発明の実施例であるスプール切換弁を存
する油圧装置の回路図である。

第２図に示す駆動力伝達機構のフォークロッド２７ａ、
２７ｂに係止されるピストンロッド２９ａ、２９ｂを有
する油圧シリンダ３ａ、３ｂにはこの発明のスプール切
換弁である方向切換弁１を介して油圧ポンプ６から圧油
が供給される。この油圧シリンダ３ａ、３ｂへの圧油の
供給方向を変えることにより、ピストンロッド２９ａ、
２９ｂを矢印０またはＰ方向に移動し、駆動転輪４１ａ
、４１ｂに対する駆動力の断続および制動力の供給を選
択的に行う。なお、油圧ポンプ６と゛方向切換弁１との
間にはリリーフ弁５が設けられ、油圧回路中の圧油圧力
を設定値以下に保っている。

以上の駆動力伝達機構の油圧回路中に油圧シリンダ４４
ａ、４４ｂが配置されている。この油圧シリンダ４４ａ
、４４ｂに圧油を供給することによりピストンロッド４
７ａ、４７ｂが移動し、転輪４２ａ、４２ｂが履帯４６
の中央部を下方に押圧する。方向切換弁ｌは６ポート５
ポジシヨンの切換弁であり操向レバー２の操作により圧
油の流入方向が中立位置からポジションＰ１〜Ｐ４の状
態に変化する。方向切損弁１はオープンセンタタイプで
あり、中立位置で全てのポートが通じており、油圧シリ
ンダ３ａ、３ｂおよび油圧シリンダ４４３．４４ｂ内の
ピストンは自由に動く。

第１図に示す中立状態から操向レバー２が左側に操作さ
れ、方向切換弁１がポジションＰ１の状、Ｓになると油
圧シリンダ３ａに圧油が供給される、これによってピス
トンロッド２９ａはピストン５５ａが戻し口５４ａの位
置に達するまで矢印Ｏ方向に移動し、伝達ギア２４ａは
矢印Ｓ方向に移動して第４図ＣＢ）に示す状態になる。

このとき油圧シリンダ３ｂ、４４ａ、４４ｂへの流路は
開放された状態のままであり、押圧手段の油圧シリンダ
４４ａ、４４ｂは動作しない。

操向レバー２がさらに操作され、方向切換弁ｌがポジシ
ョンＰ２の状態になると油圧シリンダ３ａ、４４ａに圧
油が供給される。これによってピストンロッド２９ａは
さらに矢印Ｏ方向に移動し、第４図（Ｃ）に示すように
ブレーキシュー３１ａがブレーキ２８ａに接触する。こ
れによって駆動転輸４１ａには制動力が供給される。こ
のとき、ピストンロッド４７ａも矢印Ｂ方向に移動し、
リンク４５ａを介して転輪４２ａが矢印Ａ方向に揺動す
る。このため履帯４６は転輪４２ａにより下方に押圧さ
れる。

以上のように操向レバー２の操作により方向切換弁ｌの
状態がポジションＰｉ−Ｐ２と変化し、圧油の流入方向
が変わる。これによって方向切換弁１がポジションＰＩ
の状態にあるときには油圧シリンダ３ａにのみ圧油が供
給され、第２図に示す駆動力伝達機構において伝達ギア
２４ａ側のクラッチが切れた状態になり、出力軸２５ａ
には駆動力が伝達されなくなる。操向レバー２の操作量
が大きくなると方向切換弁１はポジションＰ２の状態に
なり、油圧シリンダ３ａおよび油圧シリンダ４４ａに圧
油が供給される。このとき第２図に示す駆動力伝達機構
の出力軸２５ａにはブレーキ２８ａとブレーキシュー３
１ａとの接触により制動力が与えられ、転輪４２ａが矢
印Ａ方向に揺動し、履帯４６の中央部を下方に押圧する
。これによって荷重は履帯４６の中央部に集中して作用
し、接地面積が減少したと同様の効果により旋回抵抗が
減少する。

なお、操向レバー２が反対方向に操作された場合には方
向切換弁ｌの状態は中立位置からポジションＰ３→Ｐ４
と変化し、上述のポジションＰ１、−Ｐ２と同様の動作
により油圧シリンダ３ｂおよび油圧シリンダ４４ｂに圧
油を供給する。

第２図（Ａ）〜（Ｄ）は、上記スプール切換弁の構造お
よび動作を示す断面図である。

方向切換弁ｌの内部の通路１ａにはスプール１１が矢印
ＶおよびＷ方向に移動可能に設けられている。このスプ
ール１１は２箇所に仕切部１１ａ、ｌｌｂを有し、この
仕切部１１ａ、ｌｌｂはスプール１１の矢印ＶまたはＷ
方向の移動により通路１ａの壁面に摺動する。仕切部１
１ａ、ｌｌｂには吹型形状の切欠１２ａ、１２ｂのそれ
ぞれが形成されている漬したがって、切欠１２ａ、１２
ｂにおいて仕切部１１ａ、ｌｌｂは通路１ａの壁面に接
触していない。

通路１ａにはボー）１３〜１９が形成されている。この
うちポート１３〜１７のそれぞれは油圧ポンプ６、油圧
シリンダ３ａｓ油圧シリンダ４４ａ、油圧シリンダ３ｂ
および油圧シリンダ４４ｂにそれぞれ連絡している。こ
のうちポート１４および１６のそれぞれは、油圧シリン
ダ３ａ、３ｂの戻４５４ａ、５４ｂにも連通している。

また、ポート１８．１９はタンク７に連絡している。ス
プール１１は操向レバー２に係止されており、操向レバ
ー２の操作により矢印ＶまたはＷ方向に移動する。

今、第２図（Ａ）に示す中立状態では通路１ａにおいて
ポート１３〜１９の全てが通じている。

この状態からスプール１１が矢印Ｖ方向に同図（Ｂ）に
示す位置まで移動すると、仕切部１１ａ。

１１ｂと通路１ａの壁面との接触によりポート１４のみ
がポート１３に連絡する。これによって油圧ポンプ６か
らの圧油はボー）１３．１４を経由して油圧シリンダ３
ａに導かれる。この第２図（８を経由してタンクに戻さ
れ、ピストン５５ａはそれ以上矢印０方向には移動しな
い。このとき伝達ギア２４ａは第４図（Ｂ）に示すよう
にリングギア２３と噛み合わなくなり駆動転輪４１ａへ
の駆動力の供給が断たれる。

スプール１１が第２図（Ｃ）に示す位置まで移動すると
、仕切部１１ａとｌｌｂとの間において圧の流出が規制
され、油圧シリンダ３ａにはさらに圧油が供給される。

これとともに油圧シリンダ４４ａにも圧油が供給され始
める。この第２図（Ｃ）に示すスプール１１の状態は第
１図に示すポジションＰ２の状態である。これによって
ピストン５５ａはさらに矢印Ｏ方向に移動し第４図（Ｃ
）に示すようにブレーキシュー３１ａをブレーキ２８ａ
に当接させる。これとともに油圧シリンダ４４ａのピス
トンロッド４７ａが矢印Ｂ方向に移動し、リンク４５ａ
を介して転輪４１ａを矢印Ａ方向に揺動する。

一方、仕切部１１ａには切欠１２ａが形成されているた
めポート１３から供給された圧油の一部は切欠１２ａを
通過してボー）１８から油圧タンク７に戻される。圧油
のポート１３からの供給量に対する切欠１２ａからの戻
し量はスプール１１を矢印■またはＷ方向に移動するこ
とによって減少または増加する。これは切欠１２ａが楔
型形状を呈し、スプール１１の矢印■またはＷ方向の移
動により仕切部１１ａが通路１ａの壁面に接触する範囲
が減少または増加するためである。したがって、第２図
（Ｃ）に示す状態から操向レバー２を操作し、スプール
１１を矢印ＶまたはＷ方向に移動することによって油圧
ポンプ６から供給された圧油の戻し量を減少または増加
することができ、結果として油圧ポンプ６から油圧シリ
ンダ３ａ、４４ａへの圧油の供給量が増加または減少す
る。このとき、油圧シリンダ４４ａへの圧油の供給■は
油圧シリンダ３ａへの圧油の供給量の増減に伴って増減
する。

スプール１１を第２図（Ｄ）に示す位置まで移動すると
、仕切部１１ａは通路１ａの壁面に全面に亘って接触し
、油圧ポンプ６からの圧油は一部タンク７には戻されな
い。このため、油圧シリンダ３ａ、４４ａには十分な圧
油が供給される。なお、操向レバー２が右側に操作され
ると、方向切換弁ｌはポジションＰＩ、Ｐ２の状態と対
称に同様の動作を行う。

以上のように本実施例では方向切換弁１が有するスプー
ル１１に楔型の切欠１２ａを形成したが型形状を呈して
いるため、スプール１１を矢印■またはＷ方向に移動す
ることによって切欠１２ａによる絞り量を変更すること
ができ、方向切換弁１の他に可変リリーフ面を備えたと
同様の効果を得ることができる。

（沿発明の効果 この発明によれば、圧油通路内でスプールが長手方向に
移動すると、各ポートに対して仕切部が位置を変更する
。このとき仕切部に形成された切欠も各ポートに対して
位置変化を生じる。切欠は楔型形状を呈しており、位置
変化により各ポートに対向する切欠の幅が変わる。各ポ
ートに切欠が対向するとポートに対し流入出する圧油が
絞られる。切欠の間隔が変わると切欠を流入出する圧油
量が変化するから、スプールの長手方向の移動により切
欠が対向するポートに対して絞り量を変更できる。この
ようにして仕切部に楔型の切欠を形成することによって
容易に切換弁に可変絞り機能を付加することができる。

したがって通常は仕切部によって仕切られることにより
、設定値に固定されていた圧油回路中の圧力をスプール
の移動により変更できる。このため圧力変更の為の可変
りリーフ弁等を設ける必要がなく、コストダウンおよび
装置の小型化を＊実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるスプール切換弁を有す
る駆動力伝達機構の油圧回路図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）
は上記スプール切換弁の構成および動作を示す断面図、
第３図は上記駆動力伝達機構の部分断面平面図、第４図
（Ａ）〜（Ｃ）は同駆動力伝達機構の動作を示す図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧油通路の内側面に開口した複数のポートと、周
   面が圧油通路の内側面に接触する仕切部を有するスプー
   ルと、を備え、スプールを長手方向に移動して前記仕切
   部で圧油通路を仕切ることにより各ポートを選択的に連
   通するスプール切換弁において、 前記仕切部の周面に、スプールの長手方向に間隔が変化
   する楔型の切欠を設けてなるスプール切換弁。