JPH0525509U - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量制御弁の保有する制御機能を簡単容易な
操作によって解除あるいは復元できるようにし、従来の
流量制御弁のそなえる機能の改善と流量制御弁の用途の
拡大を図る。 【構成】 弁本体１の内部に設けた大径スプール５と小
径スプール８とにより、流量制御しない流れ方向と流量
制御をする流れ方向との切替操作を行わせるとともに、
弁本体１に油室１３を設け、油室１３に圧油を導入して
大径スプール５を移動せしめることにより、流量制御機
能の解除が行われるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流量制御弁、さらに詳しくいえば、一方向の流過に対してはフリー フローの状態とし、これと逆方向の流れに対しては一定圧の流量制御を行う圧力 補償流量制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の流量制御弁の例としては、実開昭６２−４４３０５号のものがある。図 ６はこれを示し、弁本体２１は、中心部にスプール２２を摺動可能に内蔵する。 スプール２２は、第１の油室２３、第２の油室２４、およびこれらの油室２３・ ２４間に形成された絞り２５をそなえる。弁本体２１には、第１のポート２６お よび第２のポート２７と、前記のスプール２２と弁本体２１の内壁とで構成され て第１のポートからの油の流入時のみ第１のポートと第２のポートとを連通させ る開閉部２８と、スプール２２と第１のポート２６とで構成されて第２のポート から絞り２５を経る油の流入時のみ油の流量を一定に制御する制御オリフィス部 ２９とをそなえている。

【０００３】 前記のように構成される従来の流量制御弁は、油圧ショベルなどの土木機械に おいて、油圧回路に介設して使用されることが多い。図７は、油圧ショベルのコ ントロール弁と、それによって操作される油圧アクチュエータとの油圧系統図を 示す。

【０００４】 同図において、最初に操縦用パイロット弁３１のレバー３２を右方向（Ｃ矢の 方向）に倒すと、ポンプ３３の圧油が導入されてパイロットライン３４ｂにパイ ロット圧力が発生し、スプール３５の右側の室３６ｂに作用するので、スプール ３５が図の左方向に移行して、その結果ポンプ３８からの圧油がアクチュエータ ３７に送られてこれを駆動し、排出油はタンク３９に排出される。つぎに、この 状態からレバー３２を中立位置に戻すと、パイロットライン３４ｂのパイロット 圧力が消滅するので、スプール３５も急激に中立位置に戻り、その結果アクチュ エータ３７はショックを伴って急激に停止する。

【０００５】 そのショックを緩和するために、図６の流量制御弁をパイロットライン３４ａ ・３４ｂの途中に介設して使用することが行われる。その接続要領は、図７中の 一点鎖線で示すように、パイロットライン３４ａ・３４ｂが操縦台３１とスプー ル３５の各両端の室３６ａ・３６ｂとの間をそれぞれ直結することなく、流量制 御弁Ｐａ・Ｐｂを経由して接続され、しかもスプール３５の室３６ａ（３６ｂの 場合も同じ）が、流量制御弁Ｐａ（Ｐｂの場合も同じ）の第２のポート２７と向 かい合う位置となるように接続される。それぞれの流量制御弁Ｐａ・Ｐｂは、油 が第１のポート２６から第２のポート２７に向かって流れるときはフリーフロー の状態で油の通過を許し、第２のポート２７から第１のポート２６に向かって流 れるときにのみ、圧力補償流量制御を行うので、アクチュエータ３７が停止する ときのショックを緩和することができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

図７に例示される油圧装置において、コントロール弁のパイロットラインの途 中に、前記のショックを緩和する目的をもって、前記の構成よりなる従来型の流 量制御弁を介設する場合には、つぎのような問題点がある。

【０００７】 （１）操縦台３１のレバー３２をＣ矢の方向に倒した位置から、急に元の“中 立位置”に戻した場合、アクチュエータ３７は、ある時間遅れの後に停止する。 この時間遅れは、通常は問題にならない場合が多いが、対象となる油圧装置の使 用目的によっては、前記の時間遅れを排除したい場合があり、また緊急事態の発 生などで時間遅れの許されない場合もある。このような場合のために、流量制御 機能の解除手段を備えていることが流量制御弁にとって望ましいことであるが、 前記従来の流量制御弁には、このような解除手段はそなわっていない。

【０００８】 （２）レバー３２をＣ矢の方向に倒した位置から、急激に“中立位置”を通り 越して反対方向の左側に倒した位置まで持って行き、それによってアクチュエー タ３７を急激に逆回転ないし逆移動させたいことがある。この場合、アクチュエ ータ３７が、レバー３２の操縦操作に対応して高速応答してくれることが望まし いが、従来の流量制御弁をそなえるものにあっては、ある時間遅れの後にアクチ ュエータ３７の稼働が停止し、停止した後に逆方向の稼働が始動することになっ て、期待する高速応答を実現することができない。たとえば、油圧式掘削ショベ ルにおいて、バケットにて掘削作業を行った後、バケットを持ち上げ、これをか なりのスピードの下に前後方向に交互に振って、付着している土砂をバケットの 表面から払い落とす反復作業が必要な場合があるが、このような作業を前記従来 の流量制御弁付きの油圧装置で行うと、バケットの土砂を払い落とすための反復 作業がきわめて緩慢な動作となって、快適な作業の進展が望まれず、作業能率も 甚だ低いものとなる。

【０００９】 本考案は、特定方向の流れに対して流量制御弁のそなえる流量制御機能を、簡 単な構成と容易な操作とによって任意にこれを解除して、前記特定方向の流れに 対してもフリーフローの状態で流れ得るようにし、あるいはその状態からの該機 能の復元が簡単容易にできるようにし、それによって従来の流量制御弁のそなえ る機能の改善と流量制御弁の用途の拡大を図ることを目的としている。

【００１０】 また、前記の流量制御機能の解除ならびに復元の手段を、流量制御弁の属する 油圧回路の圧油を利用して行うことができるようにして、関連装置の合理化なら びに簡略化を図ることをも目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

前記の目的達成のために、本考案の流量制御弁においては、イ）弁本体１と、 ロ）その内部に設けられた内腔２内での摺動を可能に内蔵され、外周面に長手方 向のみぞ３をそなえ、内部に長手方向の孔４をそなえる大径スプール５と、ハ） 大径スプールの孔４内での摺動を可能に設けられ、中心部に長手方向に設けた油 室６の途中に絞り７が設けられる小径スプール８と、ニ）弁本体１の一方の端面 に開口し、内腔２に設けた第１のすきま９と連通する第１のポート１０と、ホ） 弁本体１の他の端面に開口し、内腔２に設けた第２のすきま１１と連通する第２ のポート１２と、ヘ）弁本体１のさらに他の端面に開口し、圧油の導入によって 大径スプール５を第１のポート１０の方向に移動する油室１３およびピストン１ ８と、ト）第２のポート１２からの油の流入時あるいは油室１３への油の導入時 にのみ、大径スプール５の第１のポート１０の方向への移動に応じて、大径スプ ール５の外周面のみぞ３が第２のすきま１１と第１のすきま９とを連通させるこ とにより、第２のポート１２と第１のポート１０とを連通させる開閉部１４と、 チ）大径スプール５と小径スプール８とによって構成され、第１のポート１０か ら絞り７を経る油の流入時にのみ、油の流量を一定に制御する制御オリフィス部 １５と、リ）大径スプール５を開閉部１４が閉じられる方向に付勢するバネ１６ と、ヌ）小径スプール８を制御オリフィス部１５が開放される方向に付勢するバ ネ１７とをそなえている。

【００１２】 流量制御弁が、油圧コントロール弁を用いてアクチュエータの駆動を制御する 圧油ラインの途中に介設されて使用されるとき、流量制御弁の油室１３に導入す るための圧油を、油圧コントロール弁のスプール位置制御用の油圧パイロット管 系から導くようにすることは効果的である。

【００１３】

【作用】

（ａ）流量制御弁の弁本体１の端部に開口する第１のポート１０から油が流入 すると、大径スプール５がバネ１６によって油の流入方向へ移動して開閉部１４ が閉じられた状態にあるので、流入した油は絞り７を経て油室６に進み、制御オ リフィス部１５を通過して第２のすきま１１に至り、ここから第２のポート１２ に向かって流れる。このとき、絞り７の前後の差圧に応じ、差圧が大であれば、 小径スプール８はバネ１７に抗して制御オリフィス部１５を狭くする方向に移動 し、通過流量を制限して圧力補償を行う。反対に差圧が小さければ、小径スプー ル８は制御オリフィス部１５を広くする方向に移動し、そのため通過油に対する 流量制御が安定した状態で行われる。

【００１４】 （ｂ）前記とは逆に、第２のポート１２から油が流入すると、大径スプール５ がバネ１６に抗して第１のポート１０の方向に向かって押されて移動し、移動に 応じて大径スプール５の外周面のみぞ３が開閉部１４を通じて弁本体１の内腔２ に設けた第１のすきま９と連通し、第２のすきま１１と第１のすきま９とが連通 するので、第２のポート１２と第１のポート１０とがフリーフローの状態で連通 する。

【００１５】 （ｃ）つぎに、弁本体１の他の端面に開口する油室１３に対して圧油を導入す ると、大径スプール５はピストン１８に押されてバネ１６に抗して第１のポート １０の方向に移動し、その結果大径スプール５のみぞ３によって、第１のすきま ９と第２のすきま１１とが開閉部１４を通じて連通の状態に置かれる。

【００１６】 この状態で第１のポート１０から油が流入すると、油は、第１のポート１０、 第１のすきま９、開閉部１４、みぞ３、第２のすきま１１、第２のポート１２と 流れ、第１のポート１０から第２のポート１２に向かって流れる油に対してフリ ーフロー状態の流れを実現する。

【００１７】 （ｄ）また、この状態、すなわち油室１３に圧油が導入されている状態で第２ のポート１２から油が流入したときは、大径スプール５はすでに第１のポート１ ０の方向に向かって移動した位置にあるので、油の流通経路は、前記（ｂ）で説 明した経路と全く同等の経路となり、フリーフローの状態となる。

【００１８】 本考案の流量制御弁が、油圧コントロール弁のスプール位置を制御する油圧パ イロット管系などに連結して使用される場合に、油室１３に導入する圧油源とし て、油圧パイロットラインの圧油を利用すると、装置の簡略化ができる。

【００１９】

【実施例】

本考案の流量制御弁の実施例について、図面を参照して以下に説明する。

【００２０】 図１、図２および図３において、弁本体１は、その内部に設けられた内腔２内 での摺動を可能に大径スプール５を内蔵する。大径スプール５は、外周面に長手 方向のみぞ３をそなえ、内部に長手方向の孔４をそなえてその孔４内での摺動を 可能に小径スプール８を内蔵する。小径スプール８は、中心部に長手方向に設け た油室６の途中に絞り７が設けられる。

【００２１】 弁本体１は、一方の端面に開口し、内腔２に設けた第１のすきま９と連通する 第１のポート１０と、弁本体１の他の端面に開口し、内腔２に設けた第２のすき ま１１と連通する第２のポート１２とをそなえる。

【００２２】 弁本体１のさらに他の端面には、油室１３が設けられる。油室１３は、その底 面が大径スプール５の端面と対向する位置に配置されて油室１３と内腔２との間 で摺動を可能に設けられたピストン１８を内蔵する。そのため油室１３に圧油が 導入されると、大径スプール５はその端面にピストン１８を介して油圧を受け、 第１のポート１０の方向に移動を強制される。

【００２３】 第１のすきま９とみぞ３との間には開閉部１４が設けられる。大径スプール５ を開閉部１４が閉じられる方向に付勢するためのバネ１６が、内腔２内に設けら れる。開閉部１４は、第２のポート１２からの油の流入時あるいは油室１３への 油の導入時に、大径スプール５がバネ１６に抗して第１のポート１０の方向へ移 動することにより、大径スプール５の外周面のみぞ３を通じて第２のすきま１１ と第１のすきま９とを連通させる役目をする。その連通によって、第２のポート １２と第１のポート１０とが連通する。

【００２４】 制御オリフィス部１５は、大径スプール５の孔４を大径スプール５の外周面に 連通させる小孔と、孔４内を摺動する小径スプール８の端辺部とによって構成さ れる。小径スプール８を制御オリフィス部１５が開放される方向に付勢するため のバネ１７が、小径スプール８と大径スプール５との間に設けられている。制御 オリフィス部１５は、第１のポート１０から絞り７を経る油の流入時に、小径ス プール８が絞り７の前後の差圧によりバネ１７に抗して移動させられて、前記端 辺部が通路としての前記小孔の開口面積を制御することにより、前記の方向に流 れる時にのみ油の流量を一定に制御する。

【００２５】 このように構成される流量制御弁の作用について、つぎに説明する。 図１において、弁本体１の第１のポート１０から矢印Ａの方向に油が流入する と、大径スプール５がバネ１６によって油の流入方向へ移動して開閉部１４が閉 じられた状態にあるので、油は絞り７を経て油室６に進み、制御オリフィス部１ ５を通過して第２のすきま１１から第２のポート１２に向かって流れ、Ａ矢の方 向に流出する。そのため通過油に対する流量制御が安定した状態で行われる。

【００２６】 つぎに、図２に示すように、第２のポート１２から矢印Ｂの方向に油が流入す ると、大径スプール５がバネ１６に抗して第１のポート１０の方向に向かって押 されて移動し、移動に応じて大径スプール５の外周面のみぞ３が開閉部１４を通 じて第１のすきま９と連通し、第２のすきま１１と第１のすきま９とが連通し、 その結果、第２のポート１２と第１のポート１０とが連通し、油はフリーフロー の状態でＢ矢の方向に流出する。

【００２７】 つぎに、図３に示すように、油室１３に対して矢印Ｐの方向に圧油を導入する と、大径スプール５はピストン１８に押されてバネ１６に抗して第１のポート１ ０の方向に移動し、その結果大径スプール５のみぞ３によって、第１のすきま９ と第２のすきま１１とが開閉部１４を通じて連通の状態に置かれる。

【００２８】 この状態で第１のポート１０から矢印Ａ１の方向に油が流入すると、油は、第 １のポート１０、第１のすきま９、開閉部１４、みぞ３、第２のすきま１１、第 ２のポート１２と流れ、第１のポート１０から第２のポート１２に向かって流れ る油に対して、フリーフローの状態の流れを行わせる。

【００２９】 また、前記の状態、すなわち油室１３に圧油が導入されている状態で第２のポ ート１２から油が流入するときは、大径スプール５は、油室１３の油圧によって すでに第１のポート１０の方向に移動した位置にあるので、油の流通経路は、前 記の図２で説明した経路と全く同じ経路となり、フリーフローの状態となる。

【００３０】 図４は、本考案にかかる流量制御弁２０ｂを、油圧装置の一対のパイロットラ イン３４ａ・３４ｂのうち、３４ｂの途中に介設した回路の例を示す。本考案の 流量制御弁を図示のような油圧回路に適用した場合、レバー３２によって操作さ れるアクチュエータ３７の発動・停止に伴って発生するショックを防止する面で 役立つことは、図６の従来装置の説明に際して、すでに述べたところと同様であ る。

【００３１】 本考案の流量制御弁２０ｂは、前記従来の流量制御弁と異なり、図１，図２お よび図３でその構成について説明したように、弁本体１の端面に油室１３が設け られているので、油室１３に対して圧油を導入するための導入管２１を連結し、 導入管２１を通じて導入される圧油を制御することにより、必要に応じて任意に 前記の流量制御機能の解除を実施することができる。

【００３２】 このようにして、導入管２１から圧油を導入して流量制御機能を解除すると、 従来の流量制御弁の場合には実現できなかった前記の時間遅れの排除を任意に行 うことが可能となり、緊急時の対処を含めてアクチュエータの発停に要する時間 の短縮を実現することができる。

【００３３】 また図４のように、導入管２１をパイロットライン３４ａにつないでおくと、 レバー３２を一旦矢印Ｃの方向に倒した後、その位置から急激に“中立位置”を 通り越して反対方向の左側に倒した位置まで持って行き、それによってアクチュ エータ３７を急激に逆回転ないし逆移動させたい場合に、レバー３２の操作に応 じて油圧の発生がパイロットライン３４ｂからパイロットライン３４ａに移り、 それと同時にパイロットライン３４ａの油圧が導入管２１を経て流量制御弁２０ ｂの油室１３に到達して、流量制御機能を解除するので、解除操作がレバー３２ の操作にともなって全く自動的に行われ、とくにレバー３２の傾倒操作が短時間 の間に反復して行われる場合などに、作業能率の向上に貢献する。また同時に、 圧油配管に関して装置の簡略化ができて好都合である。

【００３４】 一般に、図５のように、流量制御弁の油室１３に圧油を導入するための導入管 ２１を設け、その途中に開閉弁２２を介設する場合に、たとえば開閉弁２２を電 磁弁として、その操作用スイッチの設置場所をレバー３２の付近に選ぶことによ り、操縦性の向上に一層の効果がもたらされることは明らかである。

【００３５】

【考案の効果】

本考案の流量制御弁は以上のように構成されるので、本来の流量制御弁がそな える特定方向の流れに対する流量制御機能はそのまま保有し、しかもその保有す る流量制御機能を、簡単な構成と容易な操作とによって、任意にこれを解除して 前記特定方向の流れに対してもフリーフローの状態で流れ得るようにし、またそ の状態からの該機能の復元が簡単容易にできるようにし、それによって従来の流 量制御弁のそなえる機能の改善と流量制御弁の用途の拡大を図ることができると いう効果がある。

【００３６】 また、前記の流量制御機能の解除ならびに復元の操作を、流量制御弁の属する 油圧回路の圧油を利用して行うことができるようにしたので、関連装置の合理化 と簡略化をさらに進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の流量制御弁の一実施例の断面図であ
る。

【図２】図１の流量制御弁の異なる作動態様を示す断面
図である。

【図３】図１の流量制御弁のさらに異なる作動態様を示
す断面図である。

【図４】本考案の流量制御弁をそなえる油圧装置の一実
施例の油圧系統図である。

【図５】本考案の流量制御弁をそなえる油圧装置の他の
実施例の油圧系統図である。

【図６】従来の流量制御弁の断面図である。

【図７】従来の流量制御弁をそなえる油圧系統図であ
る。

【符号の説明】

１ 弁本体 ２ 内腔 ３ みぞ ４ 孔 ５ 大径スプール ６ 油室 ７ 絞り ８ 小径スプール ９ 第１のすきま １０ 第１のポート １１ 第２のすきま １２ 第２のポート １３ 油室 １４ 開閉部 １５ 制御オリフィス部 １６・１７ バネ １８ ピストン

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体（１）と、 その内部に設けられた内腔（２）内での摺動を可能に内
   蔵され、外周面に長手方向のみぞ（３）をそなえ、内部
   に長手方向の孔（４）をそなえる大径スプール（５）
   と、 大径スプールの孔（４）内での摺動を可能に設けられ、
   中心部に長手方向に設けた油室（６）の途中に絞り
   （７）が設けられる小径スプール（８）と、 弁本体（１）の一方の端面に開口し、内腔（２）に設け
   た第１のすきま（９）と連通する第１のポート（１０）
   と、 弁本体（１）の他の端面に開口し、内腔（２）に設けた
   第２のすきま（１１）と連通する第２のポート（１２）
   と、 弁本体（１）のさらに他の端面に開口し、圧油の導入に
   よって、大径スプール（５）を第１のポート（１０）の
   方向に移動する油室（１３）およびピストン（１８）
   と、 第２のポート（１２）からの油の流入時あるいは油室
   （１３）への油の導入時にのみ、大径スプール（５）の
   第１のポート（１０）の方向への移動に応じて、大径ス
   プール（５）の外周面のみぞ（３）が第２のすきま（１
   １）と第１のすきま（９）とを連通させることにより、
   第２のポート（１２）と第１のポート（１０）とを連通
   させる開閉部（１４）と、 大径スプール（５）と小径スプール（８）とによって構
   成され、第１のポート（１０）から絞り（７）を経る油
   の流入時にのみ、油の流量を一定に制御する制御オリフ
   ィス部（１５）と、 大径スプール（５）を開閉部（１４）が閉じられる方向
   に付勢するバネ（１６）と、 小径スプール（８）を制御オリフィス部（１５）が開放
   される方向に付勢するバネ（１７）とをそなえることを
   特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】 流量制御弁が油圧コントロール弁を用い
   てアクチュエータの駆動を制御する圧油ラインの途中に
   介設されているとき、流量制御弁の油室（１３）に圧油
   を導入する管が油圧コントロール弁のスプール位置を制
   御する油圧パイロット管系に連結される請求項１記載の
   流量制御弁。