JPH0567802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は建設機械等のアクチユエータ作動用
油圧システムにおける油圧式のリモートコントロ
ール弁で制御されるパイロツト切換弁の構造に関
する。

従来の技術 油圧式のリモートコントロール弁によつて制御
されるパイロツト切換弁は、両者の間をパイロツ
ト油路で連結し、該リモートコントロール弁から
のパイロツト圧油がパイロツト切換弁のパイロツ
ト油室に作用してスプールを左または右に移動さ
せることにより、これを切換える如く形成してい
る。リモートコントロール弁は通常、パイロツト
切換弁を離れた位置から制御することを目的とす
るため、その油路も長くなり、また、スプールを
作動させるだけで、それほど油量を必要としない
ことと、その数が多いので十分なスペースの確保
が困難なことから、パイロツト油路の配管の径は
それほど大きくしていない。従つて、配管内の流
動抵抗は大きくなりがちである。さらに、リモー
トコントロール弁からのパイロツト圧油がパイロ
ツト切換弁の一方のパイロツト油室に作用する
と、その反対側のパイロツト油室の油はスプール
の移動で押し出され、パイロツト油路、リモート
コントロール弁を経てタンクへ戻る。パイロツト
油路の配管は長く、かつ、径が小さいため、スプ
ールの作動がそれ程早くないとはいえ、スプール
の作動時には、かなりの油の流動抵抗があり、上
記の抵抗とが加わりタイムラグが生じる。特に寒
冷時には油の粘度が上昇し、流動抵抗が増加する
ので、細くて長いパイロツト油路の抵抗によるタ
イムラグが生じやすくなるばかりでなく、このパ
イロツト油路に封じ込められたエアの除去の機会
も少なく、なおさらタイムラグが生じるという悪
い条件が重なる。これらを対処する従来技術の一
つとして実願昭58−40700号（実公昭59−146603
号）公報において開示されているが、その内容は
第９図に示すスプールに代えて、第１０図に示す
ようにパイロツト切換弁のスプールの側端付近
に、パイロツト油室に通ずる縦長の切欠きを穿設
しておくことにより、第１１図の油圧回路にも示
す如くパイロツト圧が作用しない場合は遮断され
ているが、パイロツト圧が作用してスプールが移
動した場合は、戻り油路とパイロツト油室が切欠
きで連通し、パイロツト油室の油の一部が該切欠
きを通つて戻り油路に流れる如くしている。この
方法によれば、パイロツト油路にリモートコント
ロール弁からの暖かい油の一方向流が流れ、エア
抜き、ウオーミングアツプに効果があるが、第１
２図に示すようにスプールストロークによつて開
口面積が変化し、その結果、パイロツト圧油の流
出量が変化するので、特に切換弁の微操作が不安
定となるという欠点があつた。

それのみならず、切換弁の作動開始時において
は、上記パイロツト圧が作用するパイロツト油室
とは反対側のパイロツト油室は、スプールが移動
して侵入する容積分だけ、実質的な容積は小さく
なるので、その中に充満していた粘度の高い油は
小径の配管、リモートコントロール弁を介してタ
ンクに戻らねばならないので、流動抵抗のためス
プールの移動は緩慢となり作動に特別の注意が必
要である。

さらに、この他の従来技術として、実公昭51−
54418号公報に見られるように、特に寒冷時にお
けるパイロツト回路の作動油の粘性抵抗を小さく
し、スプールの変位のタイムラグを小さくする目
的で、パイロツト圧の受圧室と切換弁のハウジン
グ内のドレーン室とを直接連通する流通路を設け
る技術が公知となつている。この従来技術では、
その実施例図にも示されたとおり、切換弁を構成
する部品のうち、最も大きい部品であるハウジン
グの両端部に流通路用の小穴を穿設加工しなけれ
ばならず、また、穿設に必要な空間を得るため、
パイロツト圧の受圧室内径が大きくなるなど、コ
ストが嵩むこととなるのみならず、スプールが移
動する側のパイロツト油室の油は、そのパイロツ
ト配管と上記流通路を通ることとなるので、その
流動抵抗は大きい。

発明が解決しようとする課題 この発明は前述の従来技術に鑑み、リモートコ
ントロール弁を操作したとき、パイロツト切換弁
のパイロツト油室ならびに該油室へのパイロツト
配管へ、上記リモートコントロール弁からの暖か
い圧油の一部を、常時所定量だけ流入させること
により、そのパイロツト回路系の暖機とエア抜き
を果たさしめ、他方のパイロツト油室へ切換弁の
スプールが侵入していくことにより発生する余剰
の油をパイロツト切換弁の戻り油路へ直接戻すこ
とによりスプールの初期移動を容易ならしめ、も
つて、操作開始時、寒冷時においても操作のタイ
ムラグが生ずることなく、そのうえ微操作性もよ
く、更には、簡単な形状で加工コストは低く、必
要に応じては、通常のパイロツト切換弁から容易
に改造も可能な切換弁を提案するものである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために講じたこの発明の
手段は、 イ 建設機械等のアクチユエータ作動用油圧シス
テムにおけるパイロツト切換弁へ、リモートコ
ントロール弁からパイロツト油路を通ぜしめた
ものであること。

ロ 切換弁のスプールのストローク位置の如何に
関係なく、常時、該切換弁のドレン油路に通
じ、スプールが一方向に移動したとき、その側
のパイロツト油室に流動抵抗もなく通じる如き
切込みからなる流通路を、スプールの両端近く
に設けること。

ハ スプールの端面と、上記切込みとに開口し、
該切込みを介してパイロツト油室と切換弁のド
レン油路とを連通し、かつ、その絞り効果によ
りパイロツト油室に供給されるパイロツト圧油
の容量を超えて流通することのないような絞り
孔をスプールの両側端部に設けたこと。

である。

作 用 リモートコントロール弁を操作すると、タンク
の油がパイロツト圧油となりパイロツト油室へ流
入し、常時、所定量だけスプールに設けられた絞
り穴、切込みを通り切換弁のタンクに通じる油路
へと流通するので、その側のパイロツト圧油系の
エア抜き、パイロツト圧油の入れ替え、関連油
室、配管のウオーミングアツプが自動的に行われ
るとともに、反対側のパイロツト油室の余剰の油
は、パイロツト配管、リモートコントロール弁を
経由することなく、スプールの切込みを介して切
換弁のドレン油路を通りタンクへ戻るようになつ
ているから、切換え開始初期においてもスプール
は容易に移動するほか、スプールの移動位置には
関係なく流通油量は安定しているので、切換弁の
微操作性は失われない。

また、従来の切換弁のスプールに絞り孔を設け
るのみで、上記目的のすべてを達成できるので容
易に製作できる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図ないし第７図に
示す図面に基づいて詳細に説明する。

１，２，３はいずれもパイロツト切換弁で、こ
れらの切換弁１，２，３には油圧ポンプ４から油
路５，６，７がそれぞれ並列に通じており、ま
た、これらの切換弁１，２，３は戻り油路８，
９，１０でそれぞれタンク１１に通じている。１
２は中立時の戻り油路であり、１３はアクチユエ
ータであるが、該アクチユエータ１３にはパイロ
ツト切換弁１から油路１４，１５が通じている。
１６はリモートコントロール弁で、左右の弁体１
７，１８と、これを操作するレバー装置１９から
なり、弁体１７，１８には補助油圧ポンプ２０か
ら油路２１が通じている。左側の弁体１７からパ
イロツト切換弁１の右側のパイロツト油室２２に
はパイロツト油路２３が通じており、また、右側
の弁体１８からパイロツト切換弁１の左側のパイ
ロツト油室２４にパイロツト油路２５が通じてい
る。２７はスプールで、パイロツト油室２２，２
４の何れかに、パイロツト圧が作用すると、左ま
たは右に移動し、主回路の切換えをする。２６は
パイロツト切換弁１のスプール２７の右側部を表
示し、２８は左側部を表示するが、右側部２６に
はスプール２７のストローク位置の如何にかかわ
らず、常時、ドレン油路４６に連通する切込み４
４があり、かつ、この切込み４４はスプール２７
が、僅かに右方へ移動するとパイロツト油室２２
に通じる位置を大きさでもつて設けてある。さら
に該切込み４４とパイロツト油室２２とにその両
端を開口する絞り孔４８が、スプール２７の右端
部に設けてある。これと全く同様に左側部２８に
は常時ドレン油路４７に連通する切込み４５と、
該切込み４５およびパイロツト油室２４に両端部
を開口する絞り孔４９が、スプール２７の左端部
に設けてある。

なお、３３はフイルタ、３４はクーラ、３５は
リリーフ弁を示す。

第４図はパイロツト切換弁１，２，３の内部を
示すものであるが、２７はスプールで、その両側
端は左右のパイロツト油室２２，２４にのぞんで
おり、右端部はバネ受け３６を介してバネ３７
で、左端部はバネ受け３８を介してバネ３９でそ
れぞれ支持され、中立位置を保持する。スプール
２７の中央部には、該スプール２７が中立位置に
あるときのみ、その前後の戻り油路１２を開通す
る２個の切込み４０，４１が左右対称に設けてあ
る。また、その外方には切込み４２，４３が左右
対称に設けられているが、該切込み４２，４３は
スプール２７が左または右に移動したとき油圧ポ
ンプ４から吐出される油路５，５の圧油を油路１
４，１５を介しアクチユエータ１３に供給した
り、その戻り油を、油路１５，１４と戻り油路８
とを連通させることによりタンク１１へ戻すため
のものである。更にその外方には切込み４４，４
５を左右対称に設けている。該切込み４４，４５
は常時ドレン油路６，４７に通じスプール２７が
右左に移動したとき、その移動した側のパイロツ
ト油室２２，２４とドレン油路４６，４７とを、
抵抗なく連通させる位置と大きさを有している。
また、スプール２７の左右両端部には内部に絞り
孔４８，４９を穿設しており、該絞り孔４８，４
９の一方の端部はパイロツト油室２２，２４に、
他方の端部は切込み４４，４５に開口しており、
パイロツト油室２２，２４を、常時、絞られた状
態でドレン油路４６，４７に通ぜしめ、パイロツ
ト油室２２，２４にパイロツト圧油が流入する
と、そのうちの所定量の油が、該絞り穴４８，４
９を通つてドレン油路４６，４７へと流出する
が、このときの所定量は最大のときでもリモート
コントロール弁１６の二次側圧油の吐出容量を超
えない範囲の最大油量となるよう、上記絞り孔４
８，４９の絞り効果を設定してある。

本発明は上記の如く構成しており、アクチユエ
ータ１３を作動せず、レバー装置１９を中立にし
ている場合には、補助油圧ポンプ２０の油はリリ
ーフ弁３５からタンク１１に戻り、パイロツト油
路２３，２５に通じたパイロツト油室２２，２４
は弁体１７，１８を介してタンク１１に通じてい
るから、スプール２７はバネ３７，３９で中立位
置に保持され、従つて、戻り油路１２のみが切込
み４０，４１に開通しており、油圧ポンプ４から
の吐出油は戻り油路１２、クーラ３４、フイルタ
３３を通つてタンク１１に戻る。

次に、アクチユエータ１３を作動するべく、レ
バー装置１９を、例えば、左側（矢印方向）に操
作すると、補助油圧ポンプ２０からの油が、油路
２１、弁体１７、パイロツト油路２３を通つてパ
イロツト油室２２に流入し、スプール２７をバネ
３９に抗して左方に押す。スプール２７の切込み
４２が油路５と油路１４を連通せしめ、また、同
時に切込み４３が油路１５と油路８を連通せしめ
る。したがつて、油圧ポンプ４からの圧油は油路
５、切込み４２、油路１４を通つてアクチユエー
タ１３に流れ、その戻り油は油路１５、切込み４
３、油路８を通つてタンク１１に戻り、該アクチ
ユエータ１３は作動する。レバー装置１９を操作
している間は、パイロツト油室２２には補助油圧
ポンプ２０の圧油が弁体１７で調圧され、二次圧
油として供給され、そのうちの所定量は絞り孔４
８を通つて手ドレン油路４６に流出するが、該油
室２２へ圧油は耐えず補給されるため、油圧はそ
の値を保ち、スプール２７の反対側のバネ３９に
抗して該スプール２７をその位置で保持するの
で、スプール２７の機能の変化に影響を及ぼすこ
とはない。それにともない、この絞り孔４８を通
つてパイロツト油室２２、パイロツト油路２３の
油がドレン油路４６に流出することにより、該パ
イロツト油室２２、パイロツト油路２３の油が漸
次補助ポンプ２０から補給された新しい油と入れ
替わる。また、第５図、第６図に示す第４図のＡ
部拡大図から明白なように、スプール２７の位置
に関係なく、パイロツト油室２２は絞り孔４８を
介して、常時、ドレン油路４６に連通しているの
で、第８図に示す如く、パイロツト油室２２とド
レン油路との間の開口面積が一定不変であり、し
たがつて、パイロツト圧油が作用したとき、パイ
ロツト油室２２の圧力は、スプール２７の移動に
は関係なく、安定している。このようにパイロツ
ト機能に影響を及ぼさない範囲で比較的大量のパ
イロツト圧油の入れ替わりが行われると、エアが
除去され、タイムラグがなくなる。また、パイロ
ツト油路２３は細いパイプであり、かつ、操作レ
バー１９の位置と切換弁１の位置はかなり離れた
位置にあり、その長さが長い。したがつて、寒冷
時にはパイロツト油路２３の油温の低下が大き
く、油の粘度抵抗が増加し、これがリモートコン
トロール操作時のタイムラグの原因の一つとなつ
たが、絞り孔４８を通つてパイロツト油室２２、
パイロツト油路２３の油がドレン油路４６に流出
するため、油の入れ替わりが行われ、配管中の冷
たい油に代わつてタンク１１からの暖かい油が供
給されるので、油温ならびにその周辺機器温度が
上昇し、油の粘度抵抗が減少し、操作時のタイム
ラグがなくなる。

また、スプール２７がバネ３９に抗して左方に
移動することにより、上記と反対側の切込み４５
がパイロツト油室２４とドレン油路４７を抵抗な
く連通せしめるので、パイロツト油室２４の油は
ドレン油路４７を通つてタンク１１に戻るので、
スプール２７は、パイロツト油路２５の流動抵抗
の有無に関係なく、円滑に移動でき、タイムラグ
の要因は全くなくなる。

次いで、操作レバ１９を矢印と反対方向に操作
し、弁体１８を作動させたときは、そのパイロツ
ト圧油がパイロツト油路２５を通り、スプール２
７を上記とは逆方向に移動させる点が異なるのみ
で、その作用、効果ともに前述と同様である。

発明の効果 この発明は、パイロツト切換弁のスプールの両
端近くに、そのストローク位置に関係なく、常
時、ドレン油路に通じ、かつ、パイロツト圧油に
よりスプールが押されて移動したときのみ、その
押された側のパイロツト油室がドレン油路に連通
する位置と大きさの切込みと、該切込みとパイロ
ツト油室とに両端末を開口する絞り孔とを設け、
その絞り穴を通るパイロツト圧油の最大油量は、
リモートコントロール弁の二次側吐出量の容量を
超えない範囲で最大となる如く絞り孔の絞り効果
を設定したから、リモートコントロール弁操作時
に、スプールのストローク位置に関係なく、絞り
孔を通りパイロツト油路系には安定した大量の循
環流が発生し、パイロツト配管中の冷たい油に代
わつて暖かい油の供給が続き、同時に、その配管
も温度上昇し、油の流動抵抗に起因するタイムラ
グは短時間で生じなくなるほか、パイロツト油
路、パイロツト油室に大量の循環流が発生するの
で、その内部のエアは自動的にタンクに通じる油
路へと排出されるから、エアの内在によるタイム
ラグもなくなる。一方、パイロツト圧油によりス
プールが押され移動してくる側のパイロツト油室
の余剰油は、スプールの端部付近に設けた切込み
を介して切換弁のドレン油路へ抵抗なく流出する
ので、上述に加え、さらにスプールのタイムラグ
の要因はなくなる。また、上記効果を発揮せしめ
るために、本発明は、単に、従来の通常のパイロ
ツト切換弁のスプールを本発明の形状のものに交
換するか、スプールに追加工するのみで、複雑な
形状の弁本体に加工する必要がないから、容易か
つ安価でタイムラグ防止効果が短時間のうちに発
揮できるパイロツト切換弁が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切換弁を備えた作動システム
の油圧回路図、第２図、第３図は作動状況を説明
するための油圧回路図、第４図は本発明の切換弁
の断面図、第５図は第４図のＡ部拡大図、第６
図、第７図は作動時の状況を示す要部の断面図、
第８図は本発明の作動特性の説明図、第９図、第
１０図は従来のパイロツト切換弁の要部断面図、
第１１図は第１０図の油圧回路図、第１２図はそ
の作動特性の説明図である。 １……パイロツト切換弁、４……油圧ポンプ、
１６……リモートコントロール弁、２２，２４…
…パイロツト油室、２３，２５……パイロツト油
路、２７……スプール、４４，４５……切込み、
４６，４７……ドレン油路、４８，４９……絞り
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧式のリモートコントロール弁とパイロツ
   ト油路で接続されたパイロツト切換弁において、
   該パイロツト切換弁のスプールの両側端より若干
   内方よりに、そのストローク位置には関係なく、
   常時、該パイロツト切換弁のドレーン油路に通
   じ、一方のパイロツト油室にパイロツト圧が作用
   してスプールが若干移動すると他方のパイロツト
   油室がパイロツト切換弁のドレン油路に抵抗なく
   連通するごとき位置と大きさの切込みからなる流
   通路と、端末部がパイロツト油室および上記流通
   路に開口し、該パイロツト油室と流通路とを常時
   連通し、かつ、パイロツト油室に供給されるパイ
   ロツト圧油の容量を超えることのないような所定
   の絞り効果を発揮する絞り孔と、を設けたことを
   特徴とする切換弁。