JPS642805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、方向切換弁の上流側に圧力補償弁
を設けてなる複合弁に関するものである。

従来、方向切換弁の上流側に圧力補償弁を設け
圧力流体源の吐出圧力流体の流量を、アクチユエ
ータの負荷変動に関係なく、方向切換弁の操作量
に応じた値に制御する複合弁には、次の２種類が
ある。その一つは、圧力流体源と方向切換弁の間
を、圧力補償弁を介してタンクへ接続する型式の
ものである。この型式の複合弁は、圧力補償弁が
圧力流体源の吐出圧力流体の一部をタンクへ放出
することで方向切換弁が形成する絞りの前後の差
圧を一定の値に制御するものである。（特公昭45
−16853号） この複合弁は、方向切換弁が操作されないとき
圧力流体源の吐出圧力流体を低圧で全量タンクへ
放出するので、動力損失を小さくすることができ
るが、アクチユエータの負荷の変動に対して、圧
力流体源の圧力を変動させるものであるから、作
動おくれをともないハンチングが発生する欠点を
有する。

他の型式の複合弁としては、圧力流体源と方向
切換弁との間に圧力補償弁を設け、この圧力補償
弁で方向切換弁の上流側の絞り開度を調整するこ
とで、方向切換弁が形成する絞りの前後差圧を一
定の調整に制御するものである。

この複合弁は、圧力流体源の圧力を最高に保つ
ので、ハンチングを防止できるが、方向切換弁が
操作されないとき、圧力流体源の吐出側が閉鎖さ
れるものであるから圧力流体源が高圧となり動力
損失が大きくなる欠点を有する。このため、特公
昭52−40381号に開示されているように、２つの
型式の圧力補償弁の双方を利用する複合弁があ
る。この複合弁は、圧力流体源とタンクとの間に
第１圧力補償弁を設けると共に、方向切換弁の上
流側に第２圧力補償弁を設けた構成である。

この複合弁は、圧力流体源の吐出流体圧力を、
第１圧力補償弁が負荷圧力より高く保ち、第２圧
力補償弁が、この圧力流体源の吐出圧力を、負荷
圧力に合致した値に制御することで、動力損失を
少なくし、アクチユエータのハンチングを防止し
ようとしたものである。

しかしながら、上記した２つの圧力補償弁を用
いた複合弁は、アクチユエータのハンチングを確
実に防止しようとする場合、圧力流体源の吐出圧
力流体の圧力を、できるだけ高く保つ必要があ
る。

このためには、第１圧力補償弁の設定値を高く
しなければならず、結局方向切換弁を操作しない
時における動力損失を小さくし、しかもハンチン
グを確実に防止し得ることができないものであ
る。

本発明は、この問題点を解決するもので、その
解決手段は、圧力流体源とアクチユエータが接続
しスプールの操作量に応じた絞りが形成される方
向切換弁の上流側に、前記方向切換弁の絞りの上
流側が接続する圧力室と下流側が接続するばね室
とを備えこの圧力室とばね室との押圧力によつて
作動し方向切換弁の上流側の圧力を制御する弁体
を備えた圧力補償弁を設けてなる複合弁におい
て、前記圧力補償弁の圧力室と圧力流体源との間
に圧力流体源の吐出側が接続する圧力室と前記方
向切換弁の絞りの上流側が接続するばね室を備
え、このばね室と圧力室との間に押圧力差が生じ
たとき、圧力補償弁の圧力室と圧力流体源の吐出
側との間を遮断する切換弁を設けると共に、前記
圧力補償弁に圧力補償弁の弁体が圧力流体源と方
向切換弁との間を閉鎖した後圧力流体源をタンク
又は他の方向切換弁の供給回路に接続する環状溝
を設け、前記方向切換弁のスプールに、方向切換
弁が中立位置にある時の前記圧力補償弁のばね室
をタンクに連通する内部通路を設ける事を特徴と
するものである。

上記手段を有する本発明は、方向切換弁が操作
されないとき、圧力流体源の吐出側が切り換え弁
によつて圧力補償弁の圧力室に接続され、圧力補
償弁のばね室が方向切換弁のスプールの内部通路
でタンクに接続されるので、圧力補償弁の吐出側
を、タンク又は、他の方向切換弁の供給回路に接
続した環状溝に接続する。そして、方向切換弁が
操作さたとき、切換弁が圧力流体源と方向切換弁
の上流側との間に生ずる圧力差によつて、圧力流
体源の吐出側と圧力補償弁の圧力室との間を遮断
する。このため、圧力補償弁は、圧力流体源の吐
出側とタンク又は他の方向切換弁の供給回路に接
続した環状溝との間を遮断し圧力流体源の吐出圧
力を最大の値に保ち、かつ、方向切換弁の上流側
を負荷圧力に応じた値に制御するものである。従
つて、方向切換弁が中立位置にあるときの動力損
失を小さくすると共に、操作時のアクチユエータ
の作動の安定性を確保し得るものである。

以下、この発明による複合弁を、示す図につい
て述べる。

この複合弁は、アクチユエータ１が接続する方
向切換弁２と、この方向切換弁２と圧力流体源３
との間に設けた圧力補償弁４及び、圧力補償弁４
と圧力流体源３との間に設けた弁５とより形成す
る。

アクチユエータ１は、シリンダ１０とこのシリ
ンダ１０内に摺動自在に嵌入しロツド１１を固定
してなるピストン１２とより形成してあり、シリ
ンダ１０とピストン１２で形成する圧力室１３
は、管路１４を介して方向切換弁２の負荷通路２
０ａに接続する。シリンダ１０とピストン１２及
びロツド１１で形成する圧力室１５は、管路１６
を介して方向切換弁２の負荷通路２０ｂに接続す
る。このアクチユエータ１のロツド１１は、後述
するように方向切換弁２を操作して圧力室１３に
圧力流体が流入し圧力室１５内の流体がタンク９
に流出すると図において右方向に移動する。逆に
圧力室１５に圧力流体が流入し圧力室１３内の流
体がタンクに流出すると図において左方向に移動
するようになつている。

方向切換弁２は、配管１４，１６が接続する負
荷通路２０ａ，２０ｂ、供給通路２１がロードチ
エツク弁２２を介して接続するブリツジ通路２
３、及びタンク９に接続する排出通路２４ａ，２
４ｂの各通路と、これら複数の通路が開口し後述
する複数の大径部、小径部を有するスプール２５
が摺動自在に嵌入すると共に、圧力流体源３に接
続した圧力補償弁４の出力側の通路２６が接続す
る環状溝２７ａ，２７ｂと環状溝２８を形成して
なる内孔２９を備えた本体３０と、スプール２５
とより形成する。スプール２５は、内孔２９に摺
動自在に嵌入する大径部３１ａ，３１ｂ，３２
ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４と小径部３５
ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを
有する。このスプール２５の各大径部、小径部と
本体３０の各通路、環状溝とは、スプール２５が
図示の中立位置にあるとき、負荷通路２０ａ，２
０ｂとブリツジ通路２３とを各大径部３１ａ，３
１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが閉鎖し
小径部３７ａ，３７ｂが環状溝２７ａ，２７ｂと
環状溝２８とを接続する。なお、環状溝２８は、
本体３０の閉鎖溝である。従つて複数個の方向切
換弁を連設する場合は、通路２７を連通すると共
に環状溝２８を連通して、多数連設した方向切換
弁の最終段で閉鎖する。次にスプール２５を図示
の中立位置から右方向へ移動すると、負荷通路２
０ａとブリツジ通路２３とを小径部３５ａが接続
し負荷通路２０ｂと排出通路２４ｂとを小径部３
５ｂが接続すると共に環状溝２７ａ，２７ｂと環
状溝２８とを大径部３３ａ，３４が遮断する。ス
プール２５が図示の中立位置から左方向に移動す
ると負荷通路２０ｂとブリツジ通路２３とを小径
部３５ｂが接続し負荷通路２０ａと排出通路２４
ａとを小径部３５ａが接続すると共に環状溝２７
ａ，２７ｂと環状溝２８とを大径部２７ｂ，３４
が遮断する構成である。本体３０に設けてある、
圧力補償弁４のパイロツト通路４０が接続する環
状溝４１ａ，４１ｂは、スプール２５が右又は左
へ移動したとき負荷通路２０ａ又は２０ｂとパイ
ロツト通路４０とを接続する。スプール２５の大
径部３２ａ，３２ｂに設けた溝３８ａ，３８ｂ
は、又スプール２５が右又は左へ移動始めたとき
ブリツジ通路２３と負荷通路２０ａ又は２０ｂと
の間にスプールの移動量に応じた絞りを形成す
る。スプール２５に設けた内部通路３９は、スプ
ールが図示の中立位置にあるとき環状溝４１ａと
排出通路２４ａを接続する。

圧力補償弁４は、圧力流体源３の吐出側に接続
する配管１７が接続する環状溝４２、通路２６が
接続する環状溝４３及びタンク９が接続する環状
溝４４を有する内孔４５を備えた本体４６と、こ
の本体４６の内孔４５内に摺動自在に嵌入する大
径部４７，４８と小径部４９及び内部通路５０を
有する弁体５１と、この弁体５１と内孔４５で形
成してあり前記内部通路５０の一端が開口すると
共に切換弁５を介して圧力流体源３の吐出側の配
管１７に接続する圧力室５２及び、弁体５１と内
孔４５で形成しその内部に弁体５１を常時圧力室
５２の方向に押圧するよう張設したばね５４を備
えパイロツト通路４０が接続するばね室５３とよ
り形成する。この弁体５１は、圧力室５２とばね
室５３内に作用する流体圧力の差に基づいて作動
し、弁体５１のその大径部４７の右端肩部５６
が、環状溝４３，４２との間に絞りを形成する。
なお圧力室５２は、弁５に接続するパイロツト通
路５５と弁体５１の内部通路５０を介して通路２
６に接続する。

切換弁５は、パイロツト通路５５が接続する環
状溝６１を有する内孔６０とこの内孔６０内に摺
動自在に嵌入し内部通路６２を有する弁体６３
と、この弁体６３と内孔６０とが形成し、配管１
７より分岐するパイロツト管路１８が接続すると
共に内部通路６２が開口する圧力室６４と、弁体
６３を圧力室６４の方向に押圧するように張設し
たばね６５を設けると共にパイロツト通路６７を
介して通路２６に接続するばね室６６とより形成
する。なおばね６５の弾力は、切換弁５の圧力室
６４とばね室６６の圧力がほぼ同一になつたと
き、弁体６３を図示の位置に保持する程度の弱い
ものである。なお弁体６３の内部通路６２は、弁
体６３が図示の中立位置にあるとき環状溝６１に
開口する。そして弁体６３は、圧力室６４とばね
室６６との流体圧力の差がばね６５の張力を超え
たとき右方向に移動し、パイロツト管路１８とパ
イロツト通路５５との間を遮断する。

次に、この実施例の作用について述べる。

図に示す中立状態で、圧力流体源３の吐出圧力
流体をこの複合弁に供給すると、圧力流体は、配
管１７、圧力補償弁４の環状溝４２，４３、通路
２６を介して方向切換弁２の環状溝２７ａ，２７
ｂ，２８と、供給通路２１に流入するが、環状溝
２８、供給通路２１は共に閉鎖されているので、
その圧力は上昇し始める。このとき、圧力補償弁
４のばね室５３は、パイロツト通路４０、方向切
換弁２の環状溝４１ａ、スプール２５の内部通路
３９、排出通路２４ａを介してタンク９に接続
し、圧力室５２は、パイロツト通路５５、切換弁
５、パイロツト管路１８を介して配管１７へ接続
すると共に、弁体５１の内部通路５０を介して通
路２６へ接続する。このため弁体５１には、ばね
室５３のばね５４の張力による左方向への押圧力
と、パイロツト管路１８、切換弁５の圧力室６
４、内部通路６２、環状溝６１、パイロツト通路
５５を経て圧力室５２内に作用する流体圧力によ
る右方向への押圧力とが作用するので、弁体５１
は、圧力室５２側からの押圧力がばね５４の押圧
力を超えたとき右方向へ移動し始めその大径部４
７の右端肩部５６が環状溝４３と４２との間を遮
断した後環状溝４２と４４との間を接続する。こ
の接続により、圧力流体源３の吐出圧力流体は、
配管１７、環状溝４２，４４を介してタンク９に
流出する。

次に、方向切換弁２のスプール２５を右方向に
操作し始め、スプール２５の大径部３３ａ，３４
が環状溝２７ａ，２７ｂと環状溝２８の間を遮断
したとき環状溝４１ａが、負荷通路２０ａに接続
すると共に負荷通路２０ｂと排出通路２４ｂが接
続する。このときスプール２５の内部通路３９
は、排出通路２４ａから外れ内孔２９で閉鎖す
る。従つてシリンダ１に作用する負荷に応じた流
体圧力（以下負荷圧力と記す。）が、負荷通路２
０ａ、パイロツト通路４０を介して圧力補償弁４
のばね室５３に作用し、圧力補償弁４の弁体５１
は、このばね室５３内の負荷圧力とばね５４の張
力との双方の押圧力により左方向に移動して弁体
５１の大径部４８が環状溝４２，４４間を絞る。
このため、圧力流体源３の吐出流体圧力が、この
絞りに応じた値（負荷圧力とばね５４の双方によ
る押圧力に応じた値）まで上昇する。このとき切
換弁５の弁体６３は、圧力室６４とばね室６６内
の流体圧力が同圧であるので図示の位置を保つ。

さらにスプール２５を右方向へ移動し、その大
径部３２ａの溝３８ａが、ブリツジ通路２３と負
荷通路２０ａを接続すると、圧力流体源３の吐出
圧力流体が、配管１７、パイロツト管路１８、弁
５の圧力室６４、弁体６３の内部通路６２、パイ
ロツト通路５５、圧力補償弁４の圧力室５２、弁
体５１の内部通路５０、環状溝４３、通路２６へ
流れると共に、配管１７、環状溝４２，４３を介
して通路２６へ流れる。通路２６内の流体は、通
路２６ａ、供給通路２１、ロードチエツク弁２
２、ブリツジ通路２３、スプール２５の溝３８
ａ、負荷通路２０ａ、配管１４を介してアクチユ
エータ１の圧力室１３へ流入する。アクチユエー
タ１の圧力室１５内の流体は、配管１６、負荷通
路２０ｂ、排出通路２４ｂを介してタンク９に流
出してアクチユエータ１のロツド１１が右方向に
移動し始める。

圧力流体源３の吐出圧力流体が切換弁５、圧力
補償弁４を介して流れるとき、切換弁５の圧力室
６４とばね室６６との間には、切換弁５の通路６
２、パイロツト通路５５、圧力補償弁４の内部通
路５０を圧力流体が流れるときに生じる流体圧力
の差が作用する。この流体圧力の差がばね６５の
押圧力を超えたとき、切換弁５の弁体６３は右方
向に移動しパイロツト管路１８とパイロツト通路
５５の間を遮断する。切換弁５が、このように作
動すると、圧力補償弁４の圧力室５２には、方向
切換弁２のスプール２５の溝３８ａがブリツジ通
路２３と負荷通路２０ａとの間に形成する絞りの
上流側の流体圧力が作用する。そしてばね室５３
には上記絞りの下流側の流体圧力であるシリンダ
１の負荷圧力が作用する。圧力補償弁４は、その
弁体５１がこの圧力室５２とばね室５３との双方
から作用する押圧力の差によりその大径部４７の
右端肩部５６が環状溝４２と４３との間を、絞り
制御するのでスプール２５の大径部３２ａの溝３
８ａが形成する絞りの上・下流側の流体圧力の差
をばね５４の張力に応じた一定の値にするように
絞る。そして、この状態で、アクチユエータ１の
ロツド１１に作用する負荷が増加又は減少するよ
うなことがあつても、圧力補償弁４の弁体５１
は、この負荷の増加又は減少に応じて作動し、方
向切換弁２の大径部３２ａの溝３８ａが形成する
絞りの上・下流側の流体圧力差をばね５４の押圧
力に応じた一定の値に保つ。このためアクチユエ
ータ１のロツド１１は、その負荷に関係なくスプ
ール２５の移動量に応じた一定の速度で移動す
る。

以上スプール２５を右方向に移動した場合につ
いて述べたが、左方向に移動する場合も、アクチ
ユエータ１のロツド１１が左方向に移動するよう
に方向切換弁２によつて、各通路の接続が変化す
る以外は、上記した作動と同様であるからその詳
細な説明を省く。

スプール２５に設けた小径部３６ａ，３６ｂ
は、スプール２５を右又は左に移動して圧力流体
源３の吐出圧力流体の全量をアクチユエータ１に
供給する場合、圧力補償弁４の機能を停止するた
めに設けたものである。すなわちスプール２５を
右方向に移動して、その小径部３６ｂがブリツジ
通路２３と環状溝４１ｂとを接続すると、ブリツ
ジ通路２３内の流体圧力（絞りの上流側の流体圧
力。）がパイロツト通路４０を介して、圧力補償
弁４のばね室５３に作用するので、圧力補償弁４
は、その機能を停止する。なお、この実施例で
は、小径部３６ａ，３６ｂを有するものである
が、この発明には直接に関係するものでなく、こ
れを省いた場合は、スプール２５の全操作範囲で
圧力補償を行なう。

以上述べたように、本発明は、方向切換弁の上
流側に設けた圧力補償弁に、タンク又は他の方向
切換弁の供給回路に接続する環状溝を設けると共
に、圧力補償弁の圧力室と圧力流体源の吐出側と
の間に、方向切換弁が操作された時に生じる圧力
差によつて作動し圧力流体源の吐出側と圧力室と
の間を閉鎖する切換弁を設けてある。従つて、方
向切換弁が操作されないときには、圧力流体源の
吐出側が、環状溝を介してタンク又は他の方向切
換弁の供給回路に接続することができる。このた
め、方向切換弁が操作されないときの動力損失を
必要最小限の値にすると共に、方向切換弁が操作
された時には、圧力流体源の吐出流体圧力を高圧
に保ち、負荷の変動に確実に追従させ得る効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例を示す断面図である。 １……アクチユエータ、２……方向切換弁、３
……圧力流体源、４……圧力補償弁、５……切換
弁、９……タンク、１０……シリンダ、１１……
ロツド、１２……ピストン、２５……スプール
（方向切換弁２のスプール）、４４……環状溝（圧
力補償弁４の環状溝）、５１……弁体（圧力補償
弁４の弁体）、５２……圧力室（圧力補償弁４の
圧力室）、５３……ばね室（圧力補償弁４のばね
室）、６３……弁体（切換弁５の弁体）、６４……
圧力室（切換弁５の圧力室）、６６……ばね室
（切換弁５のばね室）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力流体源とアクチユエータが接続しスプー
   ルの操作量に応じた絞りが形成される方向切換弁
   の上流側に、前記方向切換弁の絞りの上流側が接
   続する圧力室と下流側が接続するばね室とを備え
   この圧力室とばね室との押圧力によつて作動し方
   向切換弁の上流側の圧力を制御する弁体を備えた
   圧力補償弁を設けてなる複合弁において、前記圧
   力補償弁の圧力室と圧力流体源との間に圧力流体
   源の吐出側が接続する圧力室と前記方向切換弁の
   絞りの上流側が接続するばね室を備え、このばね
   室と圧力室との間に押圧力差が生じたとき、圧力
   補償弁の圧力室と圧力流体源の吐出側との間を遮
   断する切換弁を設けると共に、前記圧力補償弁に
   圧力補償弁の弁体が圧力流体源と方向切換弁との
   間を閉鎖した後圧力流体源をタンク又は他の方向
   切換弁の供給回路に接続する環状溝を設け、前記
   方向切換弁のスプールに、方向切換弁が中立位置
   にある時の前記圧力補償弁のばね室をタンクに連
   通する内部通路を設ける事を特徴とする複合弁。