JPH0241363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、パイロツト油圧によつて切換駆動
される切換弁に関し、特にその開弁時のメインス
プールの移動速度を制御して負荷に与えるシヨツ
クを除去するようにしたシヨツクレス切換弁に関
する。

〔従来の技術〕

従来のシヨツクレス切換弁としては、例えば特
公昭55−9590号公報に見られるようなものがあ
る。

これを第１図によつて簡単に説明すると、切換
弁１は、ボデイ２に形成された摺動孔２ａ内にメ
インスプール３を摺動可能に設け、ボデイ２の両
端部に形成されたスプールエンド室４，４′内に
収容された一対のメインスプリング５，５′によ
つて中立の閉弁位置に保持している。

また、ボデイ２の両端部には、ハウジング６，
６′が一体的に固設してあり、このハウジング６，
６′にメインスプール３の両端部に面接する一対
のパイロツトピストン７，７′を配置し、その各
中間の油溝８，８′をそれぞれ直接一対のパイロ
ツトポートP₁，P₂に連通させ、各パイロツトピ
ストン７，７′の後方の油室９，９′をそれぞれ２
個づつの絞り弁１０，１０とチエツク弁１１，１
１及び絞り弁１０′，１０′とチエツク弁１１′，
１１′の各組み合せ回路を通してパイロツトポー
トP₁，P₂に連通させている。

そして、図示の中立（閉弁）状態から、パイロ
ツト電磁弁１２の例えばソレノイドａを励磁する
と、パイロツト油圧源１３からのパイロツト圧油
がパイロツトポートP₁から先ず油溝８に抵抗な
く流入し、パイロツトピストン７内の油孔７ａを
通して油室９にも流入する。

一方、右側の油室９′内の油はパイロツトピス
トン７′内の油孔７a′及び油溝８′を介してパイロ
ツトポートP₂からタンク１４に抵抗なく流出す
る。

したがつて、パイロツトピストン７がメインス
プール３及び他方のパイロツトピストン７′を高
速で右方へ移動させる。

それによつて、油圧源１５に通じる圧油供給ポ
ートＰとシリンダ１６の一端に通じるシリンダポ
ートＡとの間、及びシリンダ１６の他端に通じる
シリンダポートＢとタンクポートＴとの間が開き
始めると、パイロツトピストン７が油溝８を閉じ
るため、油室９に流入するパイロツト圧油はチエ
ツク弁１１と絞り弁１０の回路によつてメータイ
ン方式で流量を調整されることになる。

したがつて、パイロツトピストン７によるメイ
ンスプール３の右方への移動速度が低下し、徐々
に開弁してシリンダ１６の流入及び流出油量をゆ
つくりと増加させるため、シリンダ１６はシヨツ
クなく滑からに発進・加速されてピストンロツド
１６ａを後退させる。

パイロツト電磁弁１２のソレノイドｂを励磁す
れば、同様にしてシリンダ１６をシヨツクなく発
進・加速させてピストンロツド１６ａを前進させ
ることができる。

なお、シリンダ１６の前進、後退時にメインス
プール３やパイロツトピストン７，７′の微小隙
間からスプールエンド室４，４′へ漏れた油は、
夫々ドレイン管路１７，１７′を通つてタンクへ
回収される。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のシヨツクレス
切換弁にあつては、メインスプール３を駆動する
ために一対のパイロツトピストン７，７′を必要
とするばかりか、各パイロツトピストン７，７′
の後方の油室９，９′を絞り弁とチエツク弁の組
合わせ回路を介してパイロツトポートP₁，P₂に
連通するために、外部にパイロツトラインを導出
する必要がある。

また、組合わせ回路を構成する絞り弁とチエツ
ク弁の数を多く、さらにスプールエンド室にはド
レイン油路を設けてドレイン管を接続しなければ
ならない。

そのために、弁の構造が複雑になるばかりか、
弁が大型化してしまう欠点がある。

この考案は、上記の点に鑑みてなされたもので
あり、外部にパイロツトラインを導出する必要が
なく、構造が極めて簡単で弁が大型化することの
ないパイロツト形シヨツクレス切換弁を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、この考案によるパイロツト形シヨツク
レス切換弁は、前述のような切換弁の各スプール
エンド室に突出するメインスプールの両端部にそ
れぞれプツシユロツドを突設し、その各先端部を
それぞれハウジングの内面に固着したホルダの中
心孔に嵌入させ、その中心孔に連通してそれぞれ
上記ハウジング内にピストン室を形成し、その各
ピストン室内に、それぞれスプリングによつてプ
ツシユロツド方向に付勢され、メインスプールが
中立の閉弁位置にあるときに上記プツシユロツド
の先端面との間にメインスプールと摺動孔のオー
バラツプ分に相当する所定の間隔を有する位置に
係止されるピストンを摺動可能に設ける。

そして、上記メインスプールを収容するボデイ
に各スプールエンド室を一対のパイロツトポート
に各別に連通させる油路を形成すると共に、上記
各ホルダに、その中心孔のプツシユロツドの先端
面とピストンとの間隔部分を上記各スプールエン
ド室に連通する油路孔を形成し、上記各ハウジン
グに、各ピストン室をそれぞれ絞り弁を通して各
スプールエンド室に連通させる油路を形成して、
メータアウト方式でパイロツト流量を制御してシ
ヨツクレス開弁動作を行なうようにしたものであ
る。

〔作用〕

この考案によるパイロツト形シヨツクレス切換
弁は、上記のように構成したので、メインスプー
ルが中立の閉弁位置にある状態から、パイロツト
電磁弁が励磁されて一対のパイロツトポートの一
方がパイロツト油圧源に連通されると、メインス
プールが一方の端面をパイロツト油圧によつて押
圧されて移行する。

この時、メインスプールの他方の端面に設けら
れたプツシユロツドが、メインスプールと同動し
てホルダの中心孔内を移行するが、その中心孔内
の油は油路孔を通つてスプールエンド室へ抜け、
もう一方のパイロツトポートからタンクへ抵抗な
く流出するため、メインスプールは高速で移行す
る。

そして、メインスプールがボテイの摺動孔との
オーバラツプ分だけ移行してメイン油路を開弁し
始めると、プツシユロツドがピストンに当接し、
その貫通孔及びホルダのスプールエンド室へ抜け
る油路孔を閉鎖して、該ピストンをスプリングの
付勢力に抗して押圧する。

そのためピストンが後退するが、ピストン室内
の油は絞り弁によつて流量を制御されてスプール
エンド室へ流出するので、ピストンの後退速度は
遅いため、メインスプールの移行速度も減速され
て徐々に開弁する。

したがつて、シリンダ等の負荷への流出及び流
入油量をゆつくり増加させるので、負荷にシヨツ
クを与えることはない。

一方、開弁状態からパイロツト電磁弁が非励磁
になつて、パイロツト油圧源に連通されていたパ
イロツトポートがタンクに連通されるようになる
と、メインスプリングの復元力によつてメインス
プールは中立位置へ復帰してメイン油路を閉弁す
るが、この時は両側のホルダの中心孔内の油は各
スプールエンド室に抜ける油路孔を通して流入又
は流出するので、この油路孔の径を小さめにして
おけば、その絞り効果によつてリターン時（閉弁
時）にもシヨツクレス作用をもたせることができ
る。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第２図及び第３図を
参照して説明する。

第２図は、この考案の第１実施例を示すパイロ
ツト形シヨツクレス切換弁の左半部の縦断面図で
あり、第１図の従来例と同様な部分には同一符号
を付してある。

この実施例における切換弁も、ボデイ２０に形
成した摺動孔２０ａ内にメインスプール３を摺動
可能に設け、一対のメインスプリング５によつて
常時は図示の中立（閉弁）位置に保持している。

また、このボデイ２０の両端部にハウジング２
１を一体的に固着して、メインスプリング５を収
容する一対のスプールエンド室２２を形成してい
る。

さらに、ボデイ２０には、この左右のスプール
エンド室２２を一対のパイロツトポートP₁，P₂
（P₂は第２図には図示していないが第１図参照）
に各別に連通する油路２３と、第１図の切換弁の
ボデイ２と同様な圧油供給ポートＰ、シリンダポ
ートＡ，Ｂ及び一対のタンクポートＴとを形成す
る油路溝が設けられている。

一方、各スプールエンド室２２に突出するメイ
ンスプール３の両端部の端面に、それぞれプツシ
ユロツド２５を突設して、その各先端部をそれぞ
れハウジング２１の内面に固着したホルダ２４の
中心孔２４ａ内に摺動自在に嵌入させている。

メインスプリング５は、このホルダ２４のフラ
ンジ部とメインスプール３の両端付近のランド部
３ａに係合するリング２６との間に介装されてい
る。

このホルダ２４の中心孔２４ａに連通して、そ
れぞれハウジング２１内にピストン室２７が形成
され、各ピストン室２７内にピストン２８が摺動
可能に設けられている。

このピストン２８は、ロツクナツト２９によつ
て固定される調整ねじ３０と一体のストツパ３１
との間に介装されたスプリング３２によつて、プ
ツシユロツド２５に近づく方向に付勢され、メイ
ンスプール３が中立の閉弁位置にあるとき、プツ
シユロツド２５の先端面との間にメインスプール
３と摺動孔２０ａのオーバラツプｘに相当する所
定の間隔（ｘ）を有する図示の位置に、ホルダ２
４の端面によつて係止されている。

さらに、このピストン２８には、プツシユロツ
ド２５の外径より小さい径の貫通孔２８ａと、そ
れに続く大径のスプリング孔２８ｂが形成されて
円筒状をなし、その周壁面には摺動方向に間隔を
置いて第１、第２の連通孔２８ｃ，２８ｄが設け
られている。

各ホルダ２４には、その中心孔２４ａの上記プ
ツシユロツド２５の先端面とピストン２８との間
隔ｘの部分を各スプールエンド室２２に連通する
油路孔２４ｂを形成している。

そして、ハウジング２１にはピストン室２７の
内周面に、ピストン２８が図示の位置からプツシ
ユロツド２５に押されて後退する全ストロークに
亘つて、常時第１の連通孔２８ｃと連通する幅を
有する油溝３３と、この油溝３３をスプールエン
ド室２２に連通する油路３４を形成し、その油路
３４の途中に絞り度を調整できる絞り弁３５を介
挿している。

したがつて、各ピストン室２７は、ピストン２
８の第１の連通孔２８ｃ及びこの油路３４によつ
て絞り弁３５を介してスプールエンド室２２に連
通される。

ハウジング２１にはさらに、ピストン室２７と
スプールエンド室２２とを絞り弁３５を介さずに
連通させるための油路３６を形成してあり、メイ
ンスプール３が開弁飽和位置まで摺動した時に、
プツシユロツド２５に押されて後退するピストン
２８の第２の連通孔２８ｄによつて、この油路３
６がピストン室２７に連通される。

なお、この切換弁の図示しない右半部も、この
左半部と全く対称的に構成されている。

次に、この切換弁に第１図と同様にパイロツト
電磁弁及びシリンダ等を接続して使用する場合の
作用を説明する。

第２図に示す状態は、パイロツト電磁弁のソレ
ノイドがいずれも非励磁で、一対のパイロツトポ
ートP₁，P₂はいずれもタンクに連通しており、
メインスプール３が中立の閉弁位置にあり、油圧
供給ポートＰ及びタンクポートＴとシリンダポー
トＡ（図示せず）、Ｂとの間をいずれもブロツクし
ている。

この状態から、パイロツト電磁弁の一方のソレ
ノイド（第１図のソレノイドｂに相当する）を励
磁すると、この切換弁の図示しない右側のハウジ
ング２１のパイロツトポートP₂をパイロツト油
圧源に連通させ、図示のパイロツトポートP₁を
タンクに連通させるようにパイロツト電磁弁が切
換わり、メインスプール３が右側の端面をパイロ
ツト油圧によつて押圧されて左行する。

この時、プツシユロツド２５は、メインスプー
ル３と同動してホルダ２４の中心孔２４ａ内を左
行するが、中心孔２４ａ内の油は油路孔２４ｂを
通り、スプールエンド室２２へ抜け、パイロツト
油路２３を経て図示しないタンクへ抵抗なく流出
するため、メインスプール３の高速での左行を許
容する。

そして、メインスプール３がランド部３ｂとボ
デイ２０の摺動孔２０ａとのオーバーラツプ分ｘ
だけ左行して圧油供給ポートＰとシリンダポート
Ｂの間及び図示しない右側のタンクポートＴとシ
リンダポートＡの間が開き始めると、プツシユロ
ツド２５がピストン２８に当接して、その貫通孔
２８ａ及びホルダ２４の油路孔２４ｂを閉鎖して
ピストン２８を左方へ押圧する。

そのため、ピストン２８はスプリング３２の付
勢力に応じて左方へ後退するが、この時ピストン
室２７内の油は、ピストン８の第１の連通孔２８
ｃ及びハウジング２１の油路３４を通つて絞り弁
３５によつて流量を制御されてスプールエンド室
２２へ流出するようになる。

したがつて、このピストン２８の後退速度は遅
いため、メインスプール３の左行速度が減速さ
れ、低速で左行して徐々に開弁し、図示しないシ
リンダの流入及び流出油量をゆつくりと増加させ
るので、シリンダはシヨツクなく滑らかに進・加
速されてそのピストンロツドを前進させる。

その後、開弁状態が飽和に達する頃、ピストン
２８の第２の連通孔２８ｄが油路３６と連通する
ため、ピストン室２７内の油は、この油路３６を
通つてスプールエンド室２２へ抵抗なく流出する
ようになる。

したがつて、その後ピストン２８がストツパ３
１に当接するストローク端まで、メインスプール
３がプツシユロツド２５によつてピストン２８を
押圧しながら、再び高速で左行して開弁動作を終
了する。

この状態で、パイロツト電磁弁の両方のソレノ
イドを非励磁にすると、左側のメインスプリング
５の復元力によつてメインスプール３が中立位置
に復帰して、再び各ポートがブロツクされる。

この時、右側のホルダ２４の中心孔２４ａ内の
油は油路孔２４ｂからスプールエンド室２２へ流
出されるため、この油路孔２４ｂの径を小さめに
することによる絞り効果により、リターン時（閉
弁時）にもシヨツクレス作用をもたせることがで
きる。

一方、ピストン２８はスプリング３２の復元力
によつて速やかに復帰し、再びホルダ２４に当接
して係止され、図示の状態に戻る。

次に、図示の中立状態からパイロツト電磁弁の
他方のソレノイド（第１図のソレノイドａに相当
する）を励磁すると、パイロツトポートP₁から
流入するパイロツト油の圧力でメインスプール３
の左端面が押圧され、メインスプール３が右へ摺
動してタンクポートＴとシリンダポートＢ間及び
圧油供給ポートＰと図示しないシリンダポートＡ
間を開弁するが、この時も上述と同様に右側のピ
ストン２８によつてメインスプール３の移動速度
が高速−低速−高速の３段階に制御される。

したがつて、図示しないシリンダをシヨツクな
く起動・加速してそのピストンロツドを後退させ
ることができる。

なお、調整ねじ３０を回動してストツパ３１の
位置を変えることによつて、メインスプール３の
移動ストロークを調整することができるので、こ
の切換弁に流量制御機能を持たせることもでき
る。

このように、この実施例のシヨツクレス切換弁
によれば、開弁時に実際に油路を開き始めてから
ほぼ飽和状態に達するまで、メインスプールの移
動速度を減速させてシリンダ等の負荷にシヨツク
を与えないようにするばかりでなく、飽和後再び
高速でメインスプールを移動させることによつ
て、開弁に要する全時間を短縮することができ
る。

次に、第３図に左端部のみを示すこの考案の第
２実施例を説明するが、同図において第２図と対
応する部分には同一符号を付してあり、それらの
説明は省略する。

この切換弁は、メインスプール３の摺動時に２
段階（高速−低速）の速度制御を行なうものであ
り、ピストン４０は、第２図のピストン２８より
摺動方向の長さが短かく、ホルダ２４の中心孔２
４ａと連通する貫通孔４０ａと、スプリング３２
を係止する段部４０ｂのみが形成されている。

一方、ハウジング２１に形成した油路３４は常
時ピストン室２７に開放され、ピストン室２７を
絞り弁３５を介してスプールエンド室２２に連通
させており、第２図の油路３６に相当する油路は
設けていない。

なお、この切換弁の図示しない右端部も、この
左端部と全く対称的に構成されている。

この切換弁の開弁時におけるメインスプール３
の摺動速度は、プツシユロツド２５がピストン４
０に当接してその貫通孔４０ａ及びホルダ２４の
油路孔２４ｂを閉鎖するまでの間、即ちメインス
プール３と摺動孔２０ａ（第２図）のオーバラツ
プ分に相当するストロークｘの間は高速となり、
プツシユロツド２５がピストン４０を押圧しなが
ら摺動する間は、ピストン室２７内の油が油路３
４からのみ絞り弁３５によつて流量を制御されて
流出するため、ピストン４０によつて減速されて
低速となる。

したがつて、この切換弁を用いても、図示しな
いシリンダ等をシヨツクなく滑らかに起動させる
ことができる。

なお、この実施例における調整ねじ３０は、メ
インスプール３のストローク調整を行なうことは
できないが、スプリング３２の付勢力を調整して
低速摺動時の速度を調整することはできる。ただ
し、この調整ねじ３０及びロツクナツト２９を省
略してもよい。

なお、いずれの実施例においても、絞り弁３５
の絞り度を調整することによつて、メインスプー
ル３の低速摺動速度を、開弁時のシヨツクレス効
果を充分に得ながら開弁に要する全動作時間が長
くなり過ぎないように最適に調整することができ
る。

また、ピストン２８，４０の貫通孔２８ａ，４
０ａはピストンのリターン時にピストン室の両側
の油が移動して速くリターできるように設けてあ
るが、油路３４及びホルダ２４の油路孔２４ｂを
通しても移動できるので、必須のものではない。

さらに、ピストン２８，４０をホルダ２４の端
面で係止するようにしたが、別に係止リング等を
設けてもよく、プツシユロツド２５の先端面との
間隔が前述のｘになるようにすればよい。

プツシユロツド２５はメインピストン３と一体
構造にしてもよいことは勿論である。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案によるパイ
ロツト形シヨツクレス切換弁は、シヨツクのない
スムーズな切換操作を行なうことができ、そのた
めに流量制御用の絞り弁を１対設ければ良く、か
つピストン室とパイロツトポートとをメインスプ
ールエンド室を介して連通するように油路が形成
されているので、外部にパイロツトラインを導出
する必要がなく、また、従来のようにスプールエ
ンド室にドレイン管路を接続する必要もないの
で、構造が極めて簡単で弁が大型化することがな
い。

さらに、第２図の実施例にように、メインスプ
ールの摺動速度を高速−低速−高速の３段階に制
御するようにして、弁作動に要する全時間を短縮
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のシヨツクレス切換弁の一例を
示す縦断面図、第２図は、この考案の第１実施例
を示す左半部の縦断面図、第３図は、この考案の
第２実施例の左端部ハウジング部分を示す縦断面
図である。 ３……メインスプール、５……メインスプリン
グ、２０……ボデイ、２１……ハウジング、２３
……油路、２４……ホルダ、２４ａ……貫通孔、
２４ｂ……油路孔、２５……プツシユロツド、２
７……ピストン室、２８，４０……ピストン、３
２……スプリング、３４，３６……油路、３５…
…絞り弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ボデイに形成した摺動孔内に、一対のメインス
   プリングによつて中立の閉弁位置に保持されるメ
   インスプールを有し、該ボデイの両端部にそれぞ
   れハウジングを固着して前記メインスプリングを
   収容する一対のスプールエンド室を形成した切換
   弁において、 前記各スプールエンド室に突出する前記メイン
   スプールの両端部にそれぞれプツシユロツドを突
   設して、該プツシユロツドの各先端部をそれぞれ
   前記ハウジングの内面に固着したホルダの中心孔
   に嵌入させ、該中心孔に連通してそれぞれ前記ハ
   ウジング内にピストン室を形成し、該各ピストン
   室内に、それぞれスプリングによつて前記プツシ
   ユロツド方向に付勢され、前記メインスプールが
   中立の閉弁位置にあるときに前記プツシユロツド
   の先端面との間に前記メインスプールと摺動孔の
   オーバラツプ分に相当する所定の間隔を有する位
   置に係止されるピストンを摺動可能に設け、 前記ボデイに、前記各スプールエンド室を一対
   のパイロツトポートに各別に連通させる油路を形
   成すると共に、 前記各ホルダに、その中心孔の前記プツシユロ
   ツドの先端面とピストンとの間隔部分を前記各ス
   プールエンド室に連通する油路孔を形成し、 前記各ハウジングに、前記各ピストン室をそれ
   ぞれ絞り弁を通して前記各スプールエンド室に連
   通させる油路を形成してなることを特徴とするパ
   イロツト形シヨツクレス切換弁。