JPH0226375A

JPH0226375A - 油圧パイロット式方向切換弁

Info

Publication number: JPH0226375A
Application number: JP17407288A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sato; 均佐藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-01-29

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ
、操作レバーの傾転操作時にパイロット圧を供給するこ
とにより中立位置から切換位置に切換操作される油圧パ
イロット式方向切換弁に関する。

〔従来の技術〕

第８図ないし第１０図に従来技術の油圧パイロット式方
向切換弁を示す。

図において、ｌは主油圧源を構成するメインの油圧ポン
プ、２はタンクを示し、該油圧ポンプｌとタンク２とは
一対の主管路３Ａ、３Ｂを介してアクチュエータ、例え
ば油圧ショベルの走行用油圧モータ（図示せず）等と接
続されている。４は主管路３Ａ　、３Ｂの途中に設けら
れた油圧パイロット式方向切換弁（以下、切換弁４とい
う）を示し、該切換弁４は後述するパイロット弁５から
のパイロット圧により中立位置（イ）から左、右の切換
位置（ロ）、（ハ）へと切換えられ、切換位置（ロ）、
（ハ）では前記油圧モータを正、逆転させ、中立位置で
は停止させるようになっている。

５は油圧ショベルの運転室等に設けられる減圧弁型のパ
イロット弁を示し、該パイロット弁５は、一対の減圧弁
５Ａ、５Ｂと、該減圧弁５Ａ。

５Ｂを圧力設定するように操作する操作レバー５Ｃとか
ら大略構成されている。また、該パイロット弁５の減圧
弁５Ａ、５Ｂは高圧側がパイロット油圧源としてのサブ
ポンプ６と接続され。

低圧側が後述のチエツク弁３４を介してタンク２と接続
され、出力側は一対のパイロット管路７Ａ　、７Ｂ等を
介して切換弁４の後述する油圧パイロット室２３Ａ、２
３Ｂと接続されている。そして、該パイロット弁５は操
作レバー５Ｃを矢示Ａ、Ｂ方向に傾転操作することによ
り、減圧弁５Ａ　、５Ｂからその操作量に比例したパイ
ロット圧を油圧パイロット室２３Ａ、２３Ｂへと供給す
るようになっている。

８Ａ　、８Ｂはパイロット管路７Ａ　、７Ｂの途中に設
けられた一対の速度制御弁を示し、該速度制御弁８Ａ　
、８Ｂは絞り弁９Ａ、９Ｂとチエツク弁１０Ａ、ＩＯＢ
とからなり、該絞り弁９Ａ。

９Ｂはパイロット管路７Ａ　、７Ｂ内を流通する油液に
絞り作用を与え、後述するスプール２５の摺動速度を比
較的遅い速度に抑えるようになっている。また、チエツ
ク弁１０Ａ、ＩＯＢは絞り弁９Ａ　、９Ｂと並列に設け
られ、減圧弁５Ａ　、　５Ｂからのパイロット圧を油圧
パイロット室２３Ａ。

２３Ｂ側に向けてのみ流通させる。

次に、前述した切換弁４について第９図、第１０図を参
照して詳述すると、１１は切換弁４の弁本体を示し、該
弁本体１１には、軸方向に伸長して該弁本体ｌｌ内に穿
設されたスプール摺動穴１２と該スプール摺動穴１２の
周壁にそれぞれ形成され、該スプール摺動穴１２の軸方
向に離間した中央の油溝１３および左、右の油溝１４Ａ
。

１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ、１
７Ｂと、該油溝１３．１５Ａ、１５Ｂを介して油圧ポン
プｌとスプール摺動穴１２とを連通するポンプポート１
８と、油溝１４Ａ。

１４Ｂ、１７Ａ、１７Ｂを介してタンク２とスプール摺
動穴１２とを連通ずる中央のタンクポート１９および左
、右のタンクボー）２０Ａ。

２０Ｂと、油溝１６Ａ、１６Ｂを介して前記油圧モータ
とスプール摺動穴１２とを連通ずる左、右のアクチュエ
ータ側ボー）２１Ａ、２１Ｂ（第１０図参照）とが形成
されている。

そして、該アクチュエータ側ポート２１Ａ。

２１Ｂは主管路３Ａ　、３Ｂと接続され、ポンプポート
１８とタンクポート１９，２ＯＡ、２０Ｂとは主管路３
Ａ、３Ｂを介して油圧ポンプｌとタンク２とにそれぞれ
接続されている。また、弁本体１１にはスプール摺動穴
１２の軸方向両端側に位置して該弁本体１１の一部をな
す蓋部材２２Ａ、２２Ｂが設けられ、該蓋部材２２Ａ。

２２Ｂには後述するスプール２５の軸方向両端側に位置
してパイロット管路７Ａ　、７Ｂと接続された油圧パイ
ロット室２３Ａ、２３Ｂが形成されている。そして、図
中右側の蓋部材２２Ｂにはスプール摺動穴１２とパイロ
ット室２３Ｂとの間に位置してばね室２４が形成され、
該ばね室２４はパイロット室２３Ｂと連通するようにな
っている。

２５はスプール摺動穴１２内に摺動可能に挿嵌されたス
プールを示し、該スプール２５には、中立時に中央の油
溝１３内に位置し摺動時に該油溝１３と油溝１４Ａ、１
４−Ｂとの間を連通、遮断するノツチ２６Ａ、２６Ｂを
有した中央ランド２６と、該中央ランド２６から左、右
に所定寸法離間し油溝１３．油溝１４Ａ、１４Ｂ間を連
通１Ｂ断するときに油溝１５Ａ、１５Ｂ、油ｌｌｌ　６
Ａ　。

１６Ｂ間を遮断、連通ずると共に、ノツチ２７Ａ、２７
Ｂを有した左、右の切換ランド２８Ａ　、２８Ｂと、軸
方向両端部に位置して油溝１６Ａ、１６Ｂ、油溝１７Ａ
、１７Ｂ間を連通、遮断し、該油溝１７Ａ、１７Ｂをパ
イロット室２３Ａ、２３Ｂおよびばね室２４に対して常
時遮断する左、右の端部ランド２９Ａ、２９Ｂとが形成
されている。

３０はスプール２５の端部ランド２９Ｂ側に螺着され、
該スプール２５の一部を構成するロッドを示し、該口７
ド３０はばね室２４内を軸方向に伸長し、その先端部は
スプール２５の図中左側端部と共に、該スプール２５の
ストロークエンドを規刑するストッパ部３１Ａ　、　３
１Ｂを構成している。また、３２はスプール２５を常時
中立位置に付勢すべくばね室２４内に設けられたばねを
示し、該ばね３２はロッド３０の周囲に位置して該ロッ
ド３０のストッパ部３１Ｂとスプール２５の端部ランド
２９Ｂとの間にばね受３３．３３を介して配設され、該
各ばね受３３の外周部はばね室２４の底部面と弁本体１
１の右側端面とにそれぞれ係止するようになっている。

さらに、第８図中の３４はパイロット管路７Ａ　、７Ｂ
内の作動油に予圧を与えるためのチエツク弁を示してい
る。

このように構成される従来技術では、まず運転室内の運
転者がパイロット弁５の操作レバー５Ｃを矢示Ａ方向に
傾転操作すると、減圧弁５Ａはサブポンプ６からのパイ
ロット圧をチエツク弁１０Ａ等を介して切換弁４のパイ
ロット室２３Ａに供給して、スプール２５をばね３２に
抗して図中右方向に摺動させ、中立位置（イ）から左側
の切換位置（ロ）へと切換えさせる。このとき、スプー
ル２５は切換ランド２８Ａによって油溝１５Ａ、１６Ａ
間を連通し、端部ランド２９Ｂによって油溝１６Ｂ、１
７Ｂ間を連通し、これ以外の油溝１６Ａ、１７Ａ問およ
び油溝１３゜１４Ａ、１４Ｂ間等を遮断するから、油圧
ポンプ１からの圧油はポンプボー）１８、油溝１５Ａ。

１６Ａおよびアクチュエータ側ボー）２１Ａを介して油
圧モータに供給され、この油圧モータからの戻り油はア
クチュエータ側ボー）２１Ｂ、油溝１８Ｂ、１７Ｂおよ
びタンクポート２０Ｂを介してタンク２へと排出される
。また、パイロット室２３Ｂ内等の油液はスプール２５
の摺動に伴い絞り弁９Ｂ、減圧弁５Ｂ等を介して夕゛ン
ク２へと排出される。

そして、操作レバー５Ｃを図示の如く中立位置に戻すと
、減圧弁５Ａはタンク２と連通し、パイロット圧の供給
を遮断するから、スプール２５はばね３２によって中立
位置（イ）に戻され、パイロット室２３Ａ内の油液は絞
り弁９Ａ、減圧弁５Ａ等を介してタンク２へと排出され
る。また、操作レバー５Ｃを矢示Ｂ方向に傾転操作する
と、減圧弁５Ｂはサブポンプ６からのパイロット圧をチ
エツク弁１０Ｂ等を介して切換弁４のパイロット室２３
Ｂに供給するから、スプール２５は図中左方向に摺動し
て切換位置（ハ）に切換えられ、パイロット室２３Ａ内
の油液は絞り弁９Ａ、減圧弁５Ａ等を介してタンク２へ
と排出される。

ところで、第１１図に示す他の従来技術も知られている
が、この場合にはパイロット管路７Ａ。

７Ｂの途中に速度制御弁８Ａ　、８Ｂを設けていないか
ら、操作レバー５Ｃを中立位置に戻したときに切換弁４
のスプール２５はばね３２によって急激に中立位置（イ
）に復帰し、アクチュエータとしての油圧モータは急停
止してしまい、停止ショックが大きくなって、荷こぼれ
を起こしたり、乗り心地を悪化させたりする。

そこで、第８図に示す従来技術では絞り弁９Ａ　、９Ｂ
を設けることによって、パイロット室２３Ａ、２３Ｂか
らパイロット管路７Ａ、７Ｂを介して排出される油液に
絞り作用を与え、スプール２５がばね３２によって急激
に中立位置（イ）に復帰するのを防止している。また、
絞り弁９Ａ、・９Ｂを設けるだけでは、操作レバー５ｃ
を矢示Ａ、Ｂ方向に傾転操作したときに、サブポンプ６
からのパイロット圧としての圧油も絞り弁９Ａ、９Ｂに
よって絞られ、パイロット圧をパイロット室２３Ａ、２
３Ｂに迅速に供給できず、スプール２５を中立位Ｉｔ（
イ）から切換位置（ロ）。

（ハ）に切換えるときの応答性が悪くなる。このため、
パイロット管路７Ａ、７ｇの途中には絞り弁９Ａ　、９
Ｂおよびチエツク弁１０Ａ、１０Ｂからなる速度制御弁
８Ａ、８Ｂを設け、かっチェッり弁３４を設けることに
よってパイロット管路７Ａ、７Ｂ内の作動油に少なくと
も一定の予圧を付与するようにし、応答性を向上させる
ようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、上述した従来技術では１例えば操作レバー５Ｃ
を矢示Ａ方向に傾転操作したときに、サブポンプ６から
のパイロット圧を減圧弁５Ａ。

チエツク弁１０Ａを介してパイロット室２３Ａに迅速に
供給できるものの、パイロット室２３Ｂ側の油液は絞り
弁９Ｂ等を介してタンク２内に排出されるから、絞り弁
９Ｂの絞り作用によって油液を迅速に排出できず、スプ
ール２５を速い速度で摺動させることが難しく、中立位
Ｎ（イ）から切換位置（ロ）または（ハ）へと切換える
ときの応答性をそれ程向上させることができないという
欠点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は油圧モータ等のアクチュエータを停止させる
ときのショックを確実に抑えることができる上に、中立
位置から切換位置に切換える起動時の応答性を効果的に
向上できるようにした油圧パイロット式方向切換弁を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、一対の油圧パイロット室のうち、いずれか一方
の油圧パイロット室にパイロット圧を供給してスプール
を中立位置から切換位置に摺動させるときに、当該一方
の油圧パイロット室をタンクポートと遮断し、他方の油
圧パイロット室をタンクポートと連通させるように、前
記スプールに油路を設けたことにある。

〔作用〕

上記構成により、スプールを中立位置から切換位置に摺
動させるべく、一方の油圧バイロフト室にパイロット圧
を供給したときに、他方の油圧パイロット室をタンクポ
ートと連通させて、他方の油圧パイロット室内の油液を
直接的にタンク側へと排出させることができ、スプール
をパイロット圧により迅速に摺動させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第８図ないし第１
Ｏ図に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

図中、４１は本実施例による油圧パイロット式方向切換
弁（以下、切換弁４１という）を示し、該切換弁４１は
従来技術で述べた切換弁４と同様に弁本体１１およびス
プール２５等から構成されるものの、弁本体１１にはス
プール摺動穴１２の軸方向両端に位置してその端面に開
口する環状溝４２Ａ、４２Ｂが形成され、スプール２５
には端部ランド２９Ａ、２９Ｂの外周面に長円形状の油
路４３Ａ、４３Ｂが形成されている。ここで、該油路４
３Ａ、４３Ｂは端部ランド２９Ａ、２９Ｂの長さ寸法よ
りも短いものの、スプール２５が中立位置（イ）からス
トロークエンドに達するまでのストローク長よりも長い
寸法をもって形成され、中立位Ｒ（イ）では環状溝４２
Ａ、４２Ｂを介してパイロット室２３Ａ、２３Ｂ（ばね
室２４）と油溝１７Ａ、１７Ｂ、タンクポート２０Ａ、
２０Ｂとの間を連通する。

そして、操作レバー５Ｃを矢示Ａ方向に傾転操作して、
サブポンプ６からのパイロット圧を減圧弁５Ａ、チエツ
ク弁１０Ａ等を介してパイロット室２３Ａに供給し、ス
プール２５を図中右方向に摺動させたときには、左側に
位置する一方の油路４３Ａがパイロット室２３Ａに対し
て遮断され、パイロット室２３Ａとタンクポート２０Ａ
との連通を断ち、他方の油路４３Ｂは端部ランド２９Ｂ
と共にばね室２４内に進入し、パイロット室２３Ｂとタ
ンクポート２０Ｂとを中立位置（イ）にあるときよりも
大きな流路面積をもって連通させるようになっている。

また、操作レバー５Ｃを矢示Ｂ方向に傾転操作したとき
には、油路４３Ｂを介したパイロット室２３Ｂとタンク
ポート２０Ｂとの連通を断ち、パイロット室２３Ａとタ
ンクボー）２０Ａとを油路４３Ａを介して同様に大きな
流路面積をもって連通させる。

本実施例による切換弁４１は上述の如き構成を有するも
ので、その基本的作動については従来技術によるものと
格別差異はない。

然るに本実施例では、弁本体１１にスプール摺動穴１２
の両端に位置して環状溝４２Ａ、４２Ｂを形成し、スプ
ール２５の端部ランド２９Ａ。

２９Ｂには軸方向に所定長さをもって伸びる長円形状の
油路４３Ａ、４３Ｂを形成し、中立位置では環状溝４２
Ａ、４２Ｂ等を介してパイロット室２３Ａ、２３Ｂとタ
ンクポート２０Ａ、２０Ｂとを連通させるようにしたか
ら、下記の作用効果を得ることができる。

即ち、第１図に示す操作レバー５Ｃを矢示Ａ方向に傾転
操作して、サブポンプ６からのパイロット圧を減圧弁５
Ａ、チエツク弁１０Ａを介してパイロット室２３Ａに供
給し、スプール２５をばね３２に抗して図中右方向に摺
動させるときには、パイロット室２３Ａがタンクポー）
２０Ａに対して遮断され、パイロット室２３Ｂは油路４
３Ｂを介してタンクポー）２０Ｂと連通するので、該パ
イロット室２３Ｂ内の油液を油路４３Ｂ、タンクポー）
２０Ｂ等を介してタンク２へと迅速に排出でき、当該切
換弁４１を中立位置（イ）から切換位置（ロ）へと即座
に切換えることができ、起動時の応答性を大幅に向上で
きる。

そして、操作レバー５Ｃを中立位置に戻したときには、
パイロット室２３Ａ側のパイロット圧が解除され、スプ
ール２５はばね３２によって中立位Ｎ（イ）側に押動さ
れるものの、パイロット室２３Ａ゛は油路４３Ａを介し
たタンクポー）２０Ａとの連通が断たれ、絞り弁９Ａ等
を介してタンク２と連通しているから、該絞り弁９Ａの
絞り作用によって徐々に中立位置（イ）に復帰するよう
になり、油圧モータ等の停止時のショックを緩和できる
。また、操作レバー５Ｃを矢示Ｂ方向に傾転操作したと
きには、パイロット室２３Ｂがタンクポー）２０Ｂに対
して遮断され、バイロフト室２３Ａが油路４３Ａを介し
てタンクポー）２０Ａと連通ずるので、スプール２５を
切換位置（ハ）に即座に切換えることができ、起動時の
応答性を大幅に向上できる。

従って、本実施例によれば、スプール２５の端部ランド
２９Ａ、２９Ｂ等に油路４３Ａ　、４３Ｂを形成するだ
けで、起動時の応答性を向上でき。

従来から応答性向上のために行われていた対策。

例えばサブポンプ６からのパイロット圧を大きくしたり
、パイロット管路７Ａ　、７Ｂを太くしたり、あるいは
エア抜き回路をパイロット管路７Ａ　、７Ｂに設けたり
、背圧チエツク弁を設ける等の対策を不要にでき、当該
切換弁４１の性能を向上できる。また、応答性の問題を
油路４３Ａ。

４３Ｂ等によって本質的に解消できるため、例えば絞り
弁９Ａ　、９Ｂの流路面積をさらに小さくして、スプー
ル２５をさらにゆっくりと中立位置（イ）に復帰させる
ことができ、停止時のシ遭ツクをより効果的に緩和でき
る等、種々の効果を奏する。

なお、前記実施例では、弁本体１１にスプール摺動穴１
２の両端に位置して環状溝４２Ａ。

４２Ｂを形成するものとして述べたが、該環状溝４２Ａ
、４２Ｂは必ずしも設ける必要はない、そして、環状溝
４２Ａ　、４２Ｂを設けない場合には、例えば第４図、
第５図に示す第１の変形例のように、スプール２５の端
部ランド２９Ａ。

２９Ｂをパイロット室２３Ａ、ばね室２４内へと突出さ
せて、油路４３Ａ　、４３Ｂを長く軸方向に伸長させ、
ばね受３３′を図示の如く段付き形状としてもよい。

また、前記実施例では、蓋部材２２Ｂにばね室２４を設
け、該ばね室２４内に配設したばね３２により、スプー
ル２５を中立位置に付勢するものとして述べたが、これ
に替えて、第６図、第７図に示す第２の変形例のように
、蓋部材２２Ａ。

２２Ｂにばね室を兼ねた油圧パイロット室５１Ａ、５１
Ｂを形成し、該パイロット室５１Ａ、５１Ｂ内にスプー
ル２５の両端に当接するストッパ５２Ａ、５２Ｂを配置
し、該ストッパ５２Ａ、５２Ｂを介してばね５３Ａ、５
３Ｂによりスプール２５を常時中立位置に付勢するよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、スプールに油路を
設けて、一方の油圧パイロット室にパイロット圧を供給
したときに、他方の油圧パイロット室をタンクポートと
連通させるようにしたから、他方の油圧パイロット室内
の油液を直接的にタンクポートからタンクへと排出でき
、スプールをパイロット圧により迅速に摺動させて、中
立位置から切換位置へと即座に切換えることができ。

起動時の応答性を大幅に向上できる。ｔた。スプールを
中立位置にゆっくりと復帰させて、停止時のショックを
緩和できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
油圧回路図、第２図は方向切換弁の縦断面図、第３図は
第２図中の■−■矢示方向断面図、第４図および第５図
は第１の変形例を示し、第４図は方向切換弁の縦断面図
、第５図は第４図中のｖ−ｖ矢示方向断面図、第６図お
よび第７図は第２の変形例を示し、第６図は方向切換弁
の縦断面図、第７図は第６図中の■−■矢示方向断面図
、第８図ないし第１０図は従来技術を示し、第８図は油
圧回路図、第９図は方向切換弁の縦断面図、第１０図は
第９図中のｘ−Ｘ矢示方向断面図、第１１図は他の従来
技術を示す油圧回路図である。ｌ・・・油圧ポンプ、２・・・タンク、３Ａ　、３Ｂ・
・・主管路、５・・・パイロット弁、５Ａ、５Ｂ・・・
減圧弁、５Ｃ・・・操作レバー、６・・・サブポンプ、
７Ａ。７Ｂ・・・パイロット管路、９Ａ　、９Ｂ・・・絞り弁
、１０Ａ、ＩＯＢ・・・チエツク弁、１１・・・弁本体
、１８・・・ポンプポート、１９．２ＯＡ、２０Ｂ・・
・タンクポート、２１Ａ、２１Ｂ・・・アクチュエータ
側ポート、２２Ａ、２２Ｂ・・・蓋部材、２３Ａ。２３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ・・・油圧パイロット室、２４
・・・ばね室、２５・・・スプール、３２，５３Ａ。５３Ｂ・・・ばね、４１・・・油圧パイロット式方向切
換弁、’４２Ａ、４２Ｂ・・・環状溝、４３Ａ　、４３
Ｂ・・・油路。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

　ポンプポート，タンクポートおよび一対のアクチュエ
ータ側ポートを有した弁本体と、該弁本体内に摺動可能
に挿嵌され、中立位置から切換位置に摺動したときに、
前記弁本体の一対のアクチュエータ側ポートのうち、い
ずれか一方のアクチュエータ側ポートを前記ポンプポー
トと連通し、他方のアクチュエータ側ポートを前記タン
クポートと連通するスプールと、該スプールを常時中立
位置に付勢するばねと、前記スプールの軸方向両端側に
位置して前記弁本体に設けられ、外部からパイロット圧
が供給されることにより該ばねに抗して前記スクープを
摺動させる一対の油圧パイロット室とからなる油圧パイ
ロット式方向切換弁において、前記一対の油圧パイロッ
ト室のうち、いずれか一方の油圧パイロット室にパイロ
ット圧を供給して前記スプールを中立位置から切換位置
に摺動させるときに、当該一方の油圧パイロット室を前
記タンクポートと遮断し、他方の油圧パイロツト室をタ
ンクポートと連通させるように、前記スプールには油路
を設けたことを特徴とする油圧パイロット式方向切換弁
。