JPH0468507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アクチエータからの戻り油を、必
要に応じて供給側に送る方向制御弁に関する。

（従来の方向制御弁） 第１，２図に示した従来の方向制御弁は、弁本
体１にアクチエータポート２，３を形成し、一方
のアクチエータポート２をシリンダ４のボトム側
室５に接続するとともに、他方のアクチエータポ
ート３をロツド側室６に接続している。

このようにした弁本体１にはスプール７を設け
ているが、このスプール７が第１図に示すように
中立位置にあるとき、ポンプシート８，９がタン
クポート１０に連通するとともに、前記アクチエ
ータポート２，３は、供給流路１１及びタンク流
路１２との連通が遮断される関係にしている。

そしてこの供給流路１１は、ロードチエツク弁
１４を介してパラレルフイーダ１３と通じてい
る。

また上記スプール７の片側、すなわち図面右側
には、制御部体１６を内装している。

この制御部体１６部分の構成を拡大したのが第
２図である。

すなわち、この制御部体１６はその外端の大径
部１７を圧力室１８内に臨ませるとともに、この
圧力室１８に設けたスプリング１９の作用で、通
常はポペツト部２０をスプール７に形成のバルブ
シート２１に圧接させている。またポペツト部２
０から突出させた突部２２を連通室２３内に臨ま
せるとともに、連通室２３側のポペツト部２０の
受圧面積a₁に対して圧力室１８側の受圧面積a₂を
大きくしている。そして上記制御部体１６には通
油孔２４を形成し、この通油孔２４を介して圧力
室１８と連通室２３とが常時通じる構成にしてい
る。

さらに上記連通室２３はスプール７に形成の通
孔２５を介して、他方のアクチユエータポート３
に連通したり、あるいは前記供給流路１１に連通
したりする関係にしている。

すなわち、スプール７が中立位置にある図示の
状態では、通孔２５が他方のアクチエータポート
３に連通する一方、スプール７を図面左方向に切
換えたときは、供給流路１１と連通する関係にし
ている。

また制御部体１６のポペツト部２０がバルブシ
ート２１に圧接している状態において、ポペツト
部２０と大径部１７間に対向する関係位置に、切
換孔２６とタンク流路ポート２７とを形成してい
る。これら切換孔２６とタンク流路ポート２７と
は、制御部体１６とスプール７間に形成される流
通路２８を介して常時連通するとともに、他方の
アクチエータポート３及びタンク流路１２に対し
ては次の関係位置を保持している。

すなわち図示の中立位置において、切換孔２６
はタンク流路１２に通じる一方、タンク流路ポー
ト２７はタンク流路１２の開口部とくい違い、完
全に閉ざされる。そしてスプール７を図面左方向
に切換えると、切換孔２６が他方のアクチエータ
ポート３に連通するとともに、タンク流路ポート
２７がタンク流路１２に連通する。

しかしてスプール７を左右いずれかに切換える
と、ポンプポート８，９とタンクポート１０との
連通が遮断されるとともに、第１あるいは第２環
状溝２９，３０を介して、いずれか一方のアクチ
エータポートが供給流路１１と連通する。

いまスプール７を図面右方向に移動されたとす
ると、第２環状溝３０を介して供給流路１１と他
方のアクチエータポート３とが連通するととも
に、一方アクチエータポート２は第３環状溝３１
を介してタンク流路１２に連通する。

したがつてポンプからの圧油はロツド側室６に
流入し、ボトム側室５内の油はタンクに戻り、シ
リンダ４はそのロツドを矢印１５とは反対方向に
移動させる。

次にスプール７を図面左方向に切換えると、今
度は一方のアクチユエータポート２が第１環状溝
２９を介して供給流路１１に連通するが、他方の
アクチユエータポート３とタンク流路１２とは次
のようにして連通する。

すなわち、前記切換孔２６が他方のアクチユエ
ータポート３と連通するとともに、タンク流路ポ
ート２７がタンク流路１２と連通するので、他方
のアクチエータポート３は、切換孔２６、流通路
２８及びタンク流路ポート２７を介してタンク流
路１２に連通する。

またこのときには供給流路１１内の供給圧は、
シリンダのボトム側室５に流入するとともに、通
孔２５が供給流路１１に連通するので、前記連通
室２３及び圧力室１８にも上記供給圧が流入す
る。

上記のようにシリンダのボトム側室５に圧油が
供給され、ロツド側室６がタンク流路１２に連通
するので、シリンダ４のロツドは矢印１５方向に
移動する。

そしてこのようにした方向制御弁は、たとえば
パワーシヨベルのアームシリンダを制御するため
に用いるが、いま当該パワーシヨベルのバケツト
を空中で下降動作させると、シリンダ４には矢印
１５方向のカウンター負荷が作用する。

したがつてボトム側室５は負圧になり、このボ
トム側室５に連通する連通室２３及び圧力室１８
も負圧になる。圧力室１８内が負圧になれば、流
通路２８内の圧力によつて制御部体１６はスプリ
ング１９に抗して移動し、バルブシート２１を開
く。

バルブシート２１が開くことによつて、ロツド
側室６の戻り油は、連通孔２３及び通孔２５を通
つて供給流路１１に流入し、ポンプからの油と合
流する。つまりロツド側室６からの戻り油をボト
ム側室５に供給してその不足分を補い、キヤビテ
ーシヨンを防止する。

一方当該パワーシヨベルが掘削作業をしている
ときには、ボトム側室５内の圧力が高圧になり、
この高圧が連通室２３にも導入される。このよう
に連通室２３に導入された高圧は、通油孔２４を
通つて圧力室１８にも導かれる。その結果連通室
２３及び圧力室１８は同圧になるが、前記したよ
うに受圧面積a₁よりa₂の方が大きいので、制御部
体１６はバルブシート２１を閉じた状態に維持さ
れる。

したがつてこの場合には、ロツド側室６の戻り
油は、供給流路１１に回らず、すべてタンク流路
１２に流れる。

上記のようにした従来の方向制御弁の欠点は、
当該バルブシート２１が開いたとき、そのシート
部分で流体力が発生し、そのために油の再生流量
が不安定になることであつた。

つまり上記バルブシート２１の部分に流体力が
発生するために、当該制御部体１６が移動してし
まい、バルブシート２１の開口面積が一定せず、
当該再生流量が不安定になる欠点があつた。

（本発明の目的） この発明は、たとえ流体力が発生しても、再生
流量が常に一定になるようにした方向制御弁の提
供を目的にする。

（本発明の実施例） この発明は、スプールの片側の構造を改良した
もので、そのほかは従来と同様なので、以下の各
実施例についての図面には、その要部のみを示
す。

第３図に示した第１実施例は、スプール７の一
端側に弁孔３２を形成し、この弁孔３２に制御部
体３３を内装している。

上記のように制御部体３３を弁孔３２に内装し
た状態において、この制御部体３３の外端と上記
弁孔との間でスプリング室３４を形成し、このス
プリング室３４に設けたスプリング３５のばね力
を当該制御部体３３に作用させている。

上記のようにスプリング３５のばね力を受けた
制御部体は、通常はその内端を、弁孔３２に形成
の段部３６に圧接させて連通室３７に臨ませてい
る。

そして上記制御部体３３は、その軸線に沿つて
通油孔３８を形成し、この通油孔３８の一端、す
なわち上記スプリング室３４とは反対端を開放し
て、その開口部の内周縁をシート部３９とすると
ともに、そのシート部３９とは反対側に形成した
連通孔４０介して、当該通油孔３８をスプリング
室３４に連通させている。

さらにこの制御部体３３の外周には、環状凹部
４１を形成するとともに、この環状凹部の外端す
なわちスプリング室３４側の端部に隆起部４２を
形成している。

さらにまた上記環状凹部４１は、当該制御部体
３３に形成の接続孔４３を介して前記通油孔３８
に常時連通している。

そして上記制御部体３３は、その環状凹部４１
がスプール７に形成の切換孔２６に常時対応する
一方、当該制御部体３３が前記段部３６に圧接し
ている状態において、前記隆起部４２がタンク流
路ポート２７に対応する関係にしている。

上記のようにしてなる制御部体３３の前記シー
ト部３９には、ボールからなる開閉弁４４を圧接
させている。

上記開閉弁４４は、通油孔３８から連通室３７
への流通のみを許容するもので、当該制御部体３
３が前記段部３６に圧接しているときには、ばね
４５の作用でシート部３９に圧接するようにして
いる。

上記のように通油孔３８への流通を遮断された
連通室３７には、通孔４６が形成されているが、
その通孔４６は、当該スプール７が中立位置にあ
るときに閉ざされる一方、スプール７を図面左方
向に移動させたときに供給流路１１に連通する関
係にしている。

しかしていまスプール７を第１図左方向すなわ
ち第３図の状態に移動すると、ポンプ４７からの
油は、供給流路１１、第１環状溝２９及びアクチ
エータポート２を通つて、ボトム側室５に流入す
る。

またロツド側室６の戻り油は、アクチユエータ
ポート３、切換孔２６、環状凹部４１及びタンク
流路ポート２７を通つてタンク４８に戻る。

ただしこのときアームシリンダ４に矢印１５方
向のカウンター負荷が作用すると、次のようにな
る。

すなわち上記のようにカウンター負荷が作用す
ると、連通室３７内の圧力も下るので、制御部体
３３はスプリング３５の作用で、必ず段部３６に
圧接した状態に維持される。

制御部体３３が段部３６に圧接しているとき
は、前記したように制御部体の隆起部４２がタン
ク流路ポート２７に対応している。隆起部４２が
タンク流路ポート２７に対応しているので、そこ
を通過するときに多生の圧損が発生する。

したがつて通油孔３８内の圧力が一層高くなる
ので、開閉弁４４はばね４５に抗して移動し、シ
ート部３９を開く。

シート部３９が開けば、アクチユエータポート
３からの戻り油は、通孔４６及び供給流路１１を
経由してボトム側室５に流入するとともに、上記
したようにタンク流路ポート２７が隆起部４２に
対応しているので、当該タンク流路ポート２７の
開口面積は実質的に小さくなり、タンクに戻る流
量が制限されることになる。

したがつて、ロツド側室６からの戻り油は、効
率よく供給流路１１に再生されることになる。

そしてこの場合に、開閉弁４４は通油孔３８内
の圧力とばね４５のばね力との差によつて開き、
その後はアクチユエータポート３から供給流路１
１への流れによる動圧で開閉弁４４は安定した開
度を維持する。また、シート部３９に流体力が発
生しても、制御部体３３は、スプリング室３４と
連通室３７の圧力差で段部３６に当接するので、
安定する。つまり再生流量が常に一定になる。

シリンダ４に上記したようなカウンタ負荷が作
用していないときには、連通室３７内は当該シリ
ンダに対する供給圧になるので、制御部体３３は
スプリング３５に抗して移動する。

上記のように制御部体が移動すれば、隆起部４
２とタンク流路ポート２７とが相対移動し、その
タンク流路ポート２７の開口面積を実質的に大き
くするので、ロツド側室６からの戻り油に対する
抵抗が少なくなり、圧力損失も少なくなる。

次にスプール７を図面右側に移動させると、供
給流路１１が、第２環状溝３０を介してロツド側
室６に通じるアクチエータポート３に連通すると
ともに、ボトム側室５に通じるアクチエータポー
ト２はタンク流路１２に連通する。

したがつてポンプ４７からの油は、アクチユエ
ータポート３からロツド側室６に流入し、シリン
ダ４のピストンを矢印１５とは反対方向に移動さ
せる。

このとき連通室３７にポンプの油が流入する
が、その圧力が開閉弁４４に作用するので、シー
ト部３９は閉じた状態を維持する。

第４図に示す第２実施例は、そのスプリング室
３４をタンク流路ポート２７に連通させるととも
に、スプリング室３４と通油孔３８との連通を遮
断したもので、その他の構成は第１実施例と同様
である。

すなわち上記スプリング室３４は、油孔４９を
介してタンク流路ポート２７に連通している。

そして、この実施例においても、その再生時に
連通室３７が負圧になるので、制御部体３３が段
部３６に当接し、安定した状態を保つ。

第５図に示した第３実施例は、スプリング室３
４におけるストツパ５０の先端に、やや小径にし
た摺動部５１を設け、この摺動部５１を制御部体
に形成の孔５２に挿入している。

そして上記孔５２と摺動部５１とが相まつて形
成する室５３を、タンク流路ポート２７に常時連
通する構成にしている。すなわち上記室５３は、
通油路５４及び環状凹溝５５を介して、前記タン
ク流路ポート２７に常時通じている油孔５６に連
通させている。

その他の構成は前記第１実施例と同様である。

したがつてこの第３実施例においては、スプリ
ング室３４側と連通室３７側とで、制御部体３３
の受圧面積が相違することになる。すなわち連通
室側がスプリング室側の摺動部５１の分だけその
受圧面積が相対的に大きくなつている。

そしてこの場合にも、開閉弁４４は通油孔３８
内の圧力とばね４５のばね力との差によつて開
き、その後はアクチユエータポート３から供給流
路１１への流れによる動圧で開閉弁４４は安定し
た開度を維持する。また、シート部３９に流体力
が発生しても、制御部体３３は、スプリング室３
４と連通室３７の圧力差で段部３６に当接するの
で、安定する。つまり再生流量が常に一定にな
る。

（本発明の構成及び効果） この発明の構成は、ポンプに連通する供給流路
とタンクに連通するタンク流路とを形成し、スプ
ールの切換え位置に応じて、そのスプールに形成
の第１管状溝あるいは第２環状溝を介して、供給
流路をいずれか一方のアクチエータポートに連通
させるとともに、タンク流路をいずれか他方のア
クチエータポートに連通させる方向制御弁におい
て、前記スプールの片側に弁孔を形成し、この弁
孔に制御部体を摺動可能に内装するとともに、当
該制御部体の外側周囲に環状凹部を形成し、この
環状凹部をスプールに形成の切換孔に常時対応す
る関係にする一方、当該制御部体に形成の通油孔
と上記環状凹部とを常時連通させ、しかもこの通
油孔はその内側を連通室側に開放し、その開放端
におけるシート部に通油孔から連通室への流通の
みを許容する開閉弁を設けてなり、前記環状凹部
は、スプールに形成の切換孔とタンク流路ポート
に常時連通するとともに、前記連通室は通孔に常
時連通する関係にする一方、当該スプールを所定
の方向に移動させたときにのみ、上記通孔が供給
流路に開口し、切換孔が一方のアクチエータポー
トに連通するとともに、タンク流路ポートがタン
ク流路に連通する関係にした点に特徴を有する。

上記のように構成したので、その再生流量は開
閉弁の開口面積のみによつて決まる。そしてその
開口面積は、制御部体の移動量に関係なく定ま
る。すなわち上記の開口面積は、通油孔内の圧力
によつてのみ定まるので、当該制御部体が流体力
によつて不安定になつても、再生流量に影響を及
ぼすことがない。

【図面の簡単な説明】

図面第１図及び第２図は従来の方向制御弁を示
すもので、第１図は断面図、第２図はその要部の
拡大断面図、第３図はこの発明の第１実施例の要
部拡大断面図、第４図は第２実施例の要部拡大断
面図、第５図は第３実施例の要部拡大断面図であ
る。 ２，３……アクチユエータポート、７……スプ
ール、１１……供給流路、２６……切換孔、２７
……タンク流路ポート、２９……第１環状溝、３
０……第２環状溝、３２……弁孔、３３……制御
部体、３７……連通室、３８……通油孔、３９…
…シート部、４１……環状凹部、４４……開閉
弁、４６……通孔、４７……ポンプ、４８……タ
ンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプに連通する供給流路とタンクに連通す
   るタンク流路とを形成し、スプールの切換え位置
   に応じて、そのスプールに形成の第１環状溝ある
   いは第２環状溝を介して、供給流路をいずれか一
   方のアクチエータポートに連通させるとともに、
   タンク流路をいずれか他方のアクチエータポート
   に連通させる方向制御弁において、前記スプール
   の片側に弁孔を形成し、この弁孔に制御部体を摺
   動可能に内装するとともに、当該制御部体の外側
   周囲に環状凹部を形成し、この環状凹部をスプー
   ルに形成の切換孔に常時対応する関係にする一
   方、当該制御部体に形成の通油孔と上記環状凹部
   とを常時連通させ、しかもこの通油孔はその内側
   を連通室側に開放し、その開放端におけるシート
   部に通油孔から連通室への流通のみを許容する開
   閉弁を設けてなり、前記環状凹部は、スプールに
   形成の切換孔とタンク流路ポートに常時連通する
   とともに、前記連通室は通孔に常時連通する関係
   にする一方、当該スプールを所定の方向に移動さ
   せたときにのみ、上記通孔が供給流路に開口し、
   切換孔が一方のアクチエータポートに連通すると
   ともに、タンク流路ポートがタンク流路に連通す
   る関係にした方向制御弁。