JPWO2015049728A1 - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

高圧の圧液が導入される第１の通路及び低圧域に開放される第２の通路を軸心方向に離間させて内周に開口させた摺動孔と、前記摺動孔の一端側に配設されるスプリングと、前記摺動孔に開口する位置に形成されパイロット圧を導入することによって前記パイロットスプールをスプリングに抗し一端側に付勢して移動させるパイロット通路とを有する主スプールと、前記主スプールの摺動孔に摺動可能に嵌装され前記スプリングにより前記摺動孔の他端側に向けて付勢されているとともに外周に摺動位置に応じて前記第１、第２の通路間を開閉する溝を形成したパイロットスプールとを備えた流量制御弁に、前記主スプールの前記第２の通路が、主スプールの外周面に設けられた凹部であるノッチと、このノッチ内部と前記摺動孔とを連通するオリフィスとを備えているとともに、この第２の通路が周方向に互いに離間した状態で複数設けており、これら第２の通路同士を連通するための連通路をさらに備えている構成を採用する。

Description

本発明は、フォークリフト等の産業用車両に備えた液圧機器に用いられる流量制御弁に関する。

従来より、フォークリフト用の流量制御弁においては、チルトダウン操作時の安全機構として、チルトロック機構が搭載されている。

具体的には、この種の流量制御弁１は、図７に示すように、高圧の流体が導入されるパラレル通路Ｐ、低圧域に連通するタンク通路Ｔ、これらのパラレル通路Ｐ及びタンク通路Ｔを連絡するセンタバイパス通路５、及び、一対のアクチュエータポートＡ、Ｂを備えたバルブボディ４と、このバルブボディ４に設けた摺動孔４ｘ内に摺動操作可能に嵌挿された主スプール６と、前記主スプール６に設けたパイロットスプール孔６ｘ内に相対摺動可能に内装され外周に溝８３を形成されたパイロットスプール８と、このパイロットスプール８を一端側に向かって付勢する位置に配設したスプリング７とを具備してなる。

前記主スプール６は、外周に形成され主スプール６の摺動位置に応じて前記センタバイパス通路５を開閉するランド部６ｃと、外周に形成され主スプール６の摺動位置に応じてアクチュエータポートＡ（Ｂ）を選択的にパラレル通路Ｐ又はタンク通路Ｔに連通させる溝６ａ、６ｂと、高圧の圧液が導入される第１の戻り通路８１及び低圧域に開放される第２の戻り通路８２を軸心方向に離間させて内周に開口させた前記パイロットスプール孔６ｘと、前記パラレル通路Ｐから高圧のパイロット圧を導入してパイロットスプール８の後端面８ａに作用させることにより該パイロットスプール８をスプリング７に抗し図中左方に付勢して移動させるパイロット通路８５とを具備してなる（例えば、特許文献１を参照）。

パイロットスプール８の溝８３は前記第１及び第２の戻り通路８１、８２間を右行位置でブロックし左行位置で連通させるものである。

前記主スプール６の第１の戻り通路８１は、アクチュエータポートＡと前記パイロットスプール孔６ｘとを連通する。

前記第２の戻り通路８２とタンク通路Ｔは、主スプール６が後述する中立位置に配された場合にはバルブボディ４により閉塞され、主スプール６が後述する前傾位置に配された場合には連通する。

また、前記図７に示すように、第２の戻り通路８２は、主スプール６の外周面に設けられた凹部、より具体的には座ぐり穴であるノッチ８２ａと、このノッチ８２ａ内部と前記パイロットスプール孔６ｘとを連通するオリフィス８２ｂとを備えている。この第２の戻り通路８２のノッチ８２ａは、パイロットスプール８のインチング動作を円滑に行えるようにするためのインチング用ノッチとして周知のものである。また、このノッチ８２ａは、主スプール６が中立位置と前傾位置との間に位置する際にバルブボディ４により閉塞され、内部に高圧の作動液が閉じ込められるので、この第２の戻り通路８２は、前記作動液の液圧に起因して径方向に作用する力を相殺させるべく、周方向に互いに離間した状態で複数、より具体的には同一円周上の正対する位置に対をなして設けている。

この流量制御弁１の作動について簡単に説明する。主スプール６を図７に示す中立位置に保持しているときには、ポンプからの吐出液は図中矢印で示すようにセンタバイパス通路５を通り、タンク通路Ｔからタンクへ戻される。アクチュエータポートＡ、Ｂは主スプール６のランド部６ｃによりパラレル通路Ｐからもタンク通路Ｔからもブロックされる。このため、チルトシリンダ２に圧液の導出入は行われず、チルトシリンダ２は作動しない。

主スプール６を図８に示す後傾位置（チルトアップ位置）に保持したときには、センタバイパス通路５が閉まり、ポンプからの吐出液がパラレル通路Ｐを通ってロードチェック弁９を開き、溝６ａを介してアクチュエータポートＡに供給される。一方、アクチュエータポートＢからの戻り液は溝６ｂを介しタンク通路Ｔを経てタンクに戻る。このため、チルトシリンダ２はチルトアップ動作を行う。前記ロードチェック弁９はパラレル通路Ｐの液圧が下がってもチルトシリンダ２が逆駆動されることを防止する役割を果たす。

主スプール６を図９に示す前傾位置（チルトダウン位置）に保持したときには、センタバイパス通路５が閉まり、ポンプからの吐出液はパラレル通路Ｐを通ってロードチェック弁９を開き、溝６ｂを介してアクチュエータポートＢに供給される。一方、アクチュエータポートＡからの戻り液はパイロットスプール８により閉塞されようとするが、パラレル通路Ｐの圧液はパイロット通路８５を介してパイロットスプール８の後端面８ａに作用するので、このパイロットスプール８がスプリング７を押し込む方向に移動してパイロットスプール８の外周に設けた溝８３により主スプール６に設けた戻り通路８１、８２間を連通させる。この結果、アクチュエータポートＡとタンク通路Ｔとが連通し、液がシリンダ２に閉じ込められることなくタンクに戻される。このため、チルトシリンダ２はチルトダウン動作を行う。

ポンプからの吐出液が供給されない場合に主スプール６を前傾位置（チルトダウン位置）に保持したときには、チルトロック機能が働く。つまり、パイロットスプール８の負荷側の液は図中矢印で示すようにアクチュエータポートＡからタンク通路Ｔに向かって流出しようとする。しかし、ポンプが作動しておらず、パイロットスプール８にはパイロット圧力が導入されていないため、図１０に示すように、前述した溝８３とタンクＴへの戻り通路８１、８２とは重なり合わず、前記戻り通路８１、８２はパイロットスプール８により閉塞されたままの状態になる。このため、チルトシリンダ２は作動せず、ロックされた状態になり、誤操作による荷の落下事故等が有効に防止されることになる。

ここで、前記第２の戻り通路８２のノッチ８２ａは、前述したように、同一円周上の正対する位置に対をなして設けるようにしている。このノッチ８２ａは、主スプール６を前記中立位置から前記前傾位置に向けて移動させると、バルブボディ４との間で閉じ込められた状態を経て、タンク通路Ｔに開口する。しかして、前記対をなすノッチ８２ａがバルブボディ４との間でそれぞれ閉じ込められる状態となる位置、及び前記対をなすノッチ８２ａがそれぞれタンク通路Ｔに開口する状態となる位置は、主にバルブボディ４の鋳物精度に起因して、わずかに異なっている。このことに起因して、対をなすノッチ８２ａの内部の作動液圧の差に起因する作用が相殺されず、主スプール６が径方向に作用を受けてバルブボディ４に押し付けられ、操作者が主スプール６を操作する際に必要な操作力が局所的に大きくなる不具合が存在する。

特開平８−３２６９３６号公報

本発明は以上の点に着目し、操作者が主スプールを操作する際に必要な操作力が局所的に大きくなる不具合の発生を解消することを目的とする。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る流量制御弁は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る流量制御弁は、高圧の圧液が導入される第１の通路及び低圧域に開放される第２の通路を軸心方向に離間させて内周に開口させた摺動孔と、前記摺動孔の一端側に配設されるスプリングと、前記摺動孔に開口する位置に形成されパイロット圧を導入することによって前記パイロットスプールをスプリングに抗し一端側に付勢して移動させるパイロット通路とを有する主スプールと、前記主スプールの摺動孔に摺動可能に嵌装され前記スプリングにより前記摺動孔の他端側に向けて付勢されているとともに外周に摺動位置に応じて前記第１、第２の通路間を開閉する溝を形成したパイロットスプールとを備えた流量制御弁であって、前記主スプールの前記第２の通路が、主スプールの外周面に設けられた凹部であるノッチと、このノッチ内部と前記摺動孔とを連通するオリフィスとを備えているとともに、この第２の通路が周方向に互いに離間した状態で複数設けており、これら第２の通路同士を連通するための連通路をさらに備えている。

このようなものであれば、前記連通路を介して複数のノッチの開口部同士が連通しているので、これら複数のノッチの内部の液圧は等しくなる。従って、複数のノッチの内部の液圧が異なることに起因して主スプールが径方向に作用を受けボディに押し付けられることがない。

前記連通路を設ける具体的な位置の例として、前記主スプールの内周面及び外周面の少なくとも一方が挙げられる。

前記連通路を設ける具体的な位置の他の例として、前記パイロットスプールの外周が挙げられる。

本発明によれば、操作者が主スプールを操作する際に必要な操作力が局所的に大きくなる不具合の発生を解消することができる。

本発明の一実施形態に係る流体制御弁の主スプールを示す正面図。 同実施形態に係る流体制御弁の主スプールを示す平面図。 同実施形態に係る流体制御弁の主スプールを示す左側面図。 図３におけるＡ−Ａ断面図。 図３におけるＢ−Ｂ断面図。 図３におけるＣ−Ｃ断面図。 従来の流体制御弁の中立位置を示す断面図。 同流体制御弁の後傾位置を示す作用説明図。 同流体制御弁の前傾位置を示す作用説明図。 同流体制御弁のチルトロック状態を示す作用説明図。

本発明の一実施形態を、図１〜図７を参照しつつ以下に示す。

本実施形態に係る流量制御弁は、主スプール以外は、前述した従来の流量制御弁と同様の構成を有する。以下の記載において、前述した従来の流量制御弁におけるものと対応する部位には、同一の名称及び符号を付している。具体的には、この流量制御弁１は、図７に概略的に示すように、高圧の流体が導入されるパラレル通路Ｐ、低圧域に連通するタンク通路Ｔ、これらのパラレル通路Ｐ及びタンク通路Ｔを連絡するセンタバイパス通路５、及び、一対のアクチュエータポートＡ、Ｂを備えたバルブボディ４と、このバルブボディ４に設けた摺動孔４ｘ内に摺動操作可能に嵌挿された主スプール６と、前記主スプール６のパイロットスプール孔６ｘ内に相対摺動可能に内装され外周に溝８３を形成されたパイロットスプール８と、このパイロットスプール８を一端側に向かって付勢する位置に配設したスプリング７とを具備してなる。

以下、前記主スプール６及びパイロットスプール８の構成について述べる。

前記主スプール６は、外周に形成され主スプール６の摺動位置に応じて前記センタバイパス通路５を開閉するランド部６ｃと、外周に形成され主スプール６の摺動位置に応じてアクチュエータポートＡ（Ｂ）を選択的にパラレル通路Ｐ又はタンク通路Ｔに連通させる溝６ａ、６ｂと、高圧の圧液が導入される第１の戻り通路８１及び低圧域に開放される第２の戻り通路８２を軸心方向に離間させて内周に開口させたパイロットスプール孔６ｘと、前記パラレル通路Ｐから高圧のパイロット圧を導入してパイロットスプール８の後端面８ａに作用させることにより該パイロットスプール８をスプリング７に抗し図中左方に付勢して移動させるパイロット通路８５とを備えている。

前記主スプール６の第１の戻り通路８１は、アクチュエータポートＡと前記パイロットスプール孔６ｘとを連通する。

前記第２の戻り通路８２は、主スプール６が後述する中立位置に配された場合にはバルブボディ４により閉塞され、主スプール６が後述する前傾位置に配された場合にはタンク通路Ｔと前記パイロットスプール孔６ｘとを連通する。また、前記第２の戻り通路８２は、主スプール６の外周面に設けられた凹部であるノッチ８２ａと、このノッチ８２ａ内部と前記パイロットスプール孔６ｘとを連通するオリフィス８２ｂとを備えている。この第２の戻り通路８２は、同一円周上の正対する位置に対をなして設けている。さらに詳述すると、前記第２の戻り通路８２は、互いに周方向に６０°ずつ離間した状態で３対設けている。以下、１〜３対目の第２の戻り通路８２には、それぞれ符号８２Ａ〜８２Ｃを付す。また、１〜３対目の第２の戻り通路８２を区別せず示す場合には、単に「第２の戻り通路８２」と称する。

１対目の第２の戻り通路８２Ａは、溝６ａからスプリング７側に離間した部位に設けられたノッチ８２Ａａと、このノッチ８２Ａａの底面の溝８３寄りの部位からパイロットスプール孔６ｘに向けて穿設したオリフィス８２Ａｂとをそれぞれ備えている。

２対目の第２の戻り通路８２Ｂは、溝６ａに略隣接した部位に設けられたノッチ８２Ｂａと、このノッチ８２Ｂａの底面の中央近傍の部位からパイロットスプール孔６ｘに向けて穿設したオリフィス８２Ｂｂとをそれぞれ備えている。なお、１対目の戻り通路８２Ａのオリフィス８２Ａｂと、２対目の戻り通路８２Ｂのオリフィス８２Ｂｂとは、同一円周上に穿設している。

３対目の第２の戻り通路８２Ｃは、溝６ａから前記第１の戻り通路のノッチ８２ａよりもさらにスプリング７側に離間した部位に設けられたノッチ８２Ｃａと、このノッチ８２Ｃａの底面の中央近傍の部位からパイロットスプール孔６ｘのスプリング７を収納する部位に向けて穿設したオリフィス８２Ｃｂとをそれぞれ備えている。

前記パイロットスプール８の溝８３は、主スプール６に穿設した第１及び第２の戻り通路８１、８２間を右行位置でブロックし左行位置で連通させるものである。

そして本実施形態では、対をなす第１の戻り通路８２Ａのオリフィス８２Ａｂと、対をなす第２の戻り通路８２Ｂのオリフィス８２Ｂｂとを、主スプール６の内周に設けた連通路８２ｃを介して連通している。

ポンプからの吐出液が供給されていない状態でこのような構成の流量制御弁１の主スプール６を中立位置から前傾位置に移動させる際の各部の作用について以下に述べる。

主スプール６が中立位置から前傾位置に移動すると、その途中で、３対目、１対目及び２対目の第２の戻り通路８２Ｃ、８２Ａ、８２Ｂのノッチ８２Ｃａ、８２Ａａ、８２Ｂａがバルブボディ４により順次閉塞される。このとき、１対目及び２対目のノッチ８２Ａａ、８２Ｂａ及びオリフィス８２Ａｂ、８２Ｂｂの内部に高圧の作動液が閉じ込められる。しかして、１対目及び２対目の第２の戻り通路８２Ａ、８２Ｂのオリフィス８２Ａｂ、８２Ｂｂの内周側の端部は前記連通路８２ｃを介して連通しているので、対をなす１対目の戻り通路８２Ａのノッチ８２Ａａ、及び対をなす２対目の戻り通路８２Ｂのノッチ８２Ｂａの内部の液圧は等しくなり、対をなすノッチ８２Ａａ、８２Ｂａの内部の液圧に起因する径方向の作用は相殺される。主スプール６がさらに前傾位置側に移動すると、１対目及び２対目の戻り通路８２Ａ、８２Ｂすなわちノッチ８２Ａａ、８２Ｂａ及びオリフィス８２Ａｂ、８２Ｂｂが順次タンク通路Ｔに開放され、内部の作動液がタンクに導かれる。

以上に述べたように、本実施形態によれば、連通路８２ｃを介して対をなす第２の戻り通路８２Ａ、８２Ｂ同士が連通しているので、これら複数の第２の戻り通路８２Ａ、８２Ｂのノッチ８２Ａａ、８２Ｂａ内部の液圧は等しくなる。従って、複数のノッチ８２Ａａ、８２Ｂａ内部の液圧が異なることに起因して主スプール６が径方向に作用を受けバルブボディ４に押し付けられることがなく、操作者が主スプール６を操作する際に必要な操作力が局所的に大きくなり違和感を生じる不具合の発生を解消することができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

例えば、第２の戻り通路の配置は、任意に設定してよい。例えば、互いに周方向に４５°ずつ離間した状態で４対設ける態様や、互いに周方向に９０°ずつ離間した状態で２対設ける態様等が考えられる。さらに、周方向に１２０°ずつ離間させた３つの第２の戻り通路を組にして設ける態様も考えられる。

また、上述した実施形態では、第２の戻り通路同士を連通するための連通路を主スプールの内周面に設けているが、主スプールの外周面にこのような連通路を設けるようにしてもよく、主スプールの内周面及び外周面の双方にこのような連通路を設けるようにしてもよい。加えて、パイロットスプールの外周に連通路として同様の溝を設けるようにしてもよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

本発明によれば、高圧の圧液が導入される第１の通路及び低圧域に開放される第２の通路を軸心方向に離間させて内周に開口させた摺動孔と、前記摺動孔の一端側に配設されるスプリングと、前記摺動孔に開口する位置に形成されパイロット圧を導入することによって前記パイロットスプールをスプリングに抗し一端側に付勢して移動させるパイロット通路とを有する主スプールと、前記主スプールの摺動孔に摺動可能に嵌装され前記スプリングにより前記摺動孔の他端側に向けて付勢されているとともに外周に摺動位置に応じて前記第１、第２の通路間を開閉する溝を形成したパイロットスプールとを備えた流量制御弁において、操作者が主スプールを操作する際に必要な操作力が局所的に大きくなる不具合の発生を解消することができる。

１…流量制御弁
６…主スプール
７…スプリング
８…パイロットスプール
８１…第１の通路
８２…第２の通路
８２Ａａ、８２Ｂａ…ノッチ
８２Ａｂ、８２Ｂｂ…オリフィス
８２ｃ…連通路
８５…パイロット通路

Claims (3)

1. 高圧の圧液が導入される第１の通路及び低圧域に開放される第２の通路を軸心方向に離間させて内周に開口させた摺動孔と、前記摺動孔の一端側に配設されるスプリングと、前記摺動孔に開口する位置に形成されパイロット圧を導入することによって前記パイロットスプールをスプリングに抗し一端側に付勢して移動させるパイロット通路とを有する主スプールと、前記主スプールの摺動孔に摺動可能に嵌装され前記スプリングにより前記摺動孔の他端側に向けて付勢されているとともに外周に摺動位置に応じて前記第１、第２の通路間を開閉する溝を形成したパイロットスプールとを備えた流量制御弁であって、
   前記主スプールの前記第２の通路が、主スプールの外周面に設けられた凹部であるノッチと、このノッチ内部と前記摺動孔とを連通するオリフィスとを備えているとともに、この第２の通路が周方向に互いに離間した状態で複数設けており、これら第２の通路同士を連通するための連通路をさらに備えていることを特徴とする流量制御弁。
2. 前記連通路を前記主スプールの内周面及び外周面の少なくとも一方に設けている請求項１記載の流量制御弁。
3. 前記連通路を前記パイロットスプールの外周に設けている請求項１記載の流量制御弁。

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