JPH0649985Y2 - 減圧型パイロット弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、油圧ショベル、クレーンなどの建設機械に用
いられるパイロット弁に関し、特に油圧源から供給され
る圧油を減圧して出力することができる減圧型パイロツ
ト弁に関する。

〔従来の技術〕

第３図に従来の減圧型パイロット弁を示す。図におい
て、１はケーシングで、該ケーシング１にはパイロット
ポンプ９からの圧油が流入するポンプポート６と、タン
ク10に連通するタンクポート８と、パイロット式切換弁
11のパイロットポートに連通する出力ポート７とが穿設
されている。そして、ケーシング１内には、出力ポート
７をポンプポート６又はタンクポート８に切り換えるス
プール２と、このスプール２に押圧力を与えて摺動させ
るプッシャ３と、一端が前記スプール２に係着され、他
端が前記プッシャ３に係着されるとともに、これらのス
プール２とプッシャ３を互いに離反する方向に付勢する
第１のバネ４と、プッシャ３を中立位置に復帰させる戻
し力を与える第２のバネ５とが設けられている。

このように構成した従来技術にあっては、プッシャ３を
矢印方向に押圧すると、第１のバネ４を介してスプール
２が摺動し、タンクポート８と出力ポート７とが遮断さ
れ、ポンプポート６と出力ポート７とが連通する。これ
により、パイロットポンプ９からの圧油がポンプポート
６からスプール２を通って出力ポート７に導かれ、この
圧油によってパイロツト式切換弁11が切り換えられる。
この時、出力ポート７の圧力は、スプール２の下端面に
作用しているため、スプール２は第１のバネ４に抗して
上方に押し上げられ、第１のバネ４のバネ力と前記圧力
とが釣り合った位置でスプール２が静止する。さらに、
プッシャ３を矢印方向に押圧すると、第１のバネ４のバ
ネ力が強くなり、それに従い、出力ポート７に発生する
圧力も高くなる。この状態を第４図により説明する。こ
の第４図において、イ〜ロの二次圧（出力ポート７）の
上昇割合は、パイロット式切換弁11の切り換え量に対応
するため、これはパイロット式切換弁11のスロットリン
グ特性に関係する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、第３図に示すパイロット式切換弁11は、その
スプールの動き始めのとき、すなわち初期に各ポートの
切り換えを始めている。この時点の切り換え割合、つま
りスプールのストロークに対するポートの開口面積の割
合をスロットリング特性と一般に呼んでいる。このスロ
ットリング特性は、パイロット式切換弁11で駆動制御さ
れる図示しないアクチュエータを、少しずつ動かす微操
作が必要とされる油圧システムにおいては優れたものが
要求される。第３図に示す従来技術において、このスロ
ットリング特性を良くするためには、パイロット式切換
弁11のスロットリング部分、すなわち該当するスプール
とポートの開口面積に関係する部分の寸法を比較的長く
設定し、かつ、ストロークの増加に対する開口面積の増
加の割合をゆるやかに設定すればよい。このためには、
パイロット式切換弁11のスプールを駆動する力を小さく
するように設定すればよい。つまり、第４図におけるイ
〜ロのパイロツト式切換弁11のストロークの増加に対す
る出力ポート７から出力される二次圧力の増加の割合を
小さくすればよい。これにより、パイロット式切換弁11
の中立からの切り換え初期には、ポートの開口面積が小
さく保たれ、そのポートを流れる通過流量が少なく、し
たがって図示しないアクチュエータに供給される流量が
少なくなり、当該アクチュエータを微小に作動させるこ
とができ、精度の良い微操作を実現できる。

しかしながら、上記の微操作を考慮してパイロット式切
換弁11のスプールのストロークと出力ポート７から出力
される二次圧力との関係を設定すると、スプールのスト
ロークエンド（第４図のロ）における二次圧力Ｂが比較
的小さくなり、仮にスプールをもう少し動かすことがで
きれば本来はより大きいポートの開口面積を確保し得る
にもかかわらず、このストロークエンドにおけるポート
の開口面積を十分に大きく確保することができず、この
ため、パイロット式切換弁11の通過流量の圧力損失が大
きくなり、効率の低下を招くなど別の問題を生じてしま
う。

なお、この種の減圧型パイロット弁として第３図に示す
もののほか、従来、実開昭61-119677号公報には記載の
ものがある。この公報記載の従来技術は、前述した第３
図の中立時におけるスプール２とプッシャ３との位置を
設定する復帰用の第２のバネ５に相当する戻しばねをス
プールの下方に設けた違いがあるものの、基本構成は前
述した第３図に示すものと同等である。

したがって、この公報記載の従来技術にあっても、微操
作性を考慮して、そのパイロット弁の操作レバーの操作
に伴って発生する二次圧力をゆるやかに上昇するように
設定すると、そのゆるやかな二次圧力の上昇割合に相応
して、最終二次圧力が本来得られる最大の二次圧力に比
べて小さくなる。このとき、切換弁のストロークエンド
におけるポートの開口面積は、微操作性を考慮しない場
合に設定し得る最大開口面積に至らない事態を生じ、前
述した第３図に示す従来技術と同様に、この切換弁の通
過流量の圧力損失が大きくなってしまう問題がある。

本考案は、上記した従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、操作の初期には上昇割合がゆ
るやかで比較的小さな二次圧力を確保でき、操作の後期
には上昇割合が急激で十分に大きな最終二次圧力を確保
することのできる減圧型パイロット弁の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本考案は、ポンプポート、
タンクポート及び出力ポートを有するケーシングと、該
ケーシング内に設けられ前記出力ポートを前記ポンプポ
ート又はタンクポートに切り換えるスプールと、このス
プールに押圧力を与えて摺動させるプッシャと、一端が
前記スプールに係着され、他端が前記プッシャに係着さ
れると共に、これらのスプールとプッシャを互いに離反
する方向に付勢する第１のバネと、前記プッシャを中立
位置に復帰させる戻し力を与える第２のバネとを備え、
前記ポンプポートからの圧油を減圧して前記出力ポート
に供給する減圧型パイロット弁において、前記スプール
の端部と対向するように、かつ、前記プッシャに形成し
た空間部内に第３のバネを設けるとともに、この第３の
バネを、プッシャの所定距離の移動時にこのプッシャの
前記空間部の上壁部分に接するように配置した構成にし
てある。

〔作用〕

本考案は以上の構成にしてあることから、操作の初期に
は、プッシャの押圧により第１のバネを介してスプール
が摺動し、これによりゆるやかに上昇する二次圧力が発
生し、さらにプッシャを押し続けることにより第３のバ
ネがプッシャに当接し、このときから第１のバネの力と
第３のバネの力との和に相当する急激に上昇する二次圧
力が発生し、これにより十分に大きな最終二次圧力を発
生させることができる。また、プッシャの押圧をやめる
ことにより、第２のバネの戻し力によりプッシャは中立
位置に復帰する。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図により説明する。図に
おいて、第３図と同じ符号を付けたものは同様なものを
示している。

この第１図に示す実施例にあっては、スプール２の上端
部が挿入されるプッシャ３の空間部内に、このスプール
２の上端部と対向するように第３のバネ12を設けるとと
もに、この第３のバネ12を、プッシャ３の所定距離の移
動時にこのプッシャ３の空間部を形成する上壁部分に当
接するように、上方にわずかな隙間をもって配置してあ
る。その他の構成については、前述した第３図に示す従
来技術と同等であるので説明を省略する。

このように構成した実施例にあっては、プッシャ３を同
第１図の矢印方向に押し下げると、第１のバネ４を介し
てスプール２が下方に摺動し、スプール２によって出力
ポート７とタンクポート８とが遮断されるとともに、ポ
ンプポート６と出力ポート７とが連通する。これによ
り、パイロツトポンプ９からの圧油がポンプポート６か
らスプール２を通って出力ポート７に導かれ、この圧油
によってパイロット式切換弁11が切り換えられる。この
時、出力ポート７の圧力は、スプール２の下端面に作用
しているため、スプール２は、第１のバネの力に抗して
上方向に押し上げられ、第１のバネ４の力と前述の出力
ポート７の圧力とが釣り合った位置で静止する。

さらにプッシャ３を同第１図の矢印方向に押圧すると、
第３のバネ12がプッシャ３の空間部の上壁部に当接する
ことによって撓められ、出力ポート７の圧力に対向する
バネ力が第１のバネ４の力と第３のバネ12の力の和とな
る。したがって、このバネ力が増加するにつれて出力ポ
ート７に発生する圧力も次第に高くなる。

この状態を第２図によって説明する。第３のバネ12によ
つて出力ポート７に発生する二次圧力は、２段屈曲して
上昇する。イ〜ハの初期状態においては、二次圧力はゆ
るやかに上昇し、これによりパイロツト式切換弁11のメ
ータリングが容易になり、すなわち、このパイロット式
切換弁11で駆動制御される図示しないアクチュエータの
微操作性を確保できる。ハ〜ロの最終状態においては、
二次圧力は急激に上昇し、パイロツト式切換弁11のスプ
ールをフルストロークまで移動させる。したがって、パ
イロツト式切換弁11のメータリング特性すなわち微操作
性を確保できるとともに、パイロット式切換弁11の通過
流量の圧力損失を小さくすることができる。

なお、プッシャ３の押圧を解除することにより、第２の
バネ５の戻し力によつてプッシャ３は以前の中立位置に
復帰する。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案の減圧型パイロット弁によれば、レ
バーストローク範囲を拡大することなく、操作の初期に
は上昇割合がゆるやかに比較的小さな二次圧力を確保で
き、これにより微操作性を実現できるとともに、操作の
後期には上昇割合が急激で十分に大きな二次圧力を確保
でき、これに伴ってパイロット式切換弁のストロークエ
ンドの開口面積を設計上許容される最大開口面積にする
ことができ、このパイロット式切換弁の通過流量の圧力
損失を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の減圧型パイロツト弁の一実施例を示す
断面図、第２図は本考案の減圧型パイロツト弁のストロ
ークと二次圧力との関係を示す線図、第３図は従来の減
圧型パイロツト弁を示す断面図、第４図は従来の減圧型
パイロツト弁のストロークと二次圧力との関係を示す線
図である。 １……ケーシング、２……スプール、３……プッシャ、
４……第１のバネ、５……第２のバネ、６……ポンプポ
ート、７……出力ポート、８……タンクポート、12……
第３のバネ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−23724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−189302（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−52031（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−119677（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプポート（６）、タンクポート（８）
   及び出力ポート（７）を有するケーシング（１）と、該
   ケーシング（１）内に設けられ前記出力ポート（７）を
   前記ポンプポート（６）又はタンクポート（８）に切り
   換えるスプール（２）と、このスプール（２）に押圧力
   を与えて摺動させるプッシャ（３）と、一端が前記スプ
   ール（２）に係着され、他端が前記プッシャ（３）に係
   着されるとともに、これらのスプール（２）とプッシャ
   （３）を互いに離反する方向に付勢する第１のバネ
   （４）と、前記プッシャ（３）を中立位置に復帰させる
   戻し力を与える第２のバネ（５）とを備え、前記ポンプ
   ポート（６）からの圧油を減圧して前記出力ポート
   （７）に供給する減圧型パイロット弁において、前記ス
   プール（２）の端部と対向するように、かつ、前記プッ
   シャ（３）に形成した空間部内に第３のバネ（12）を設
   けるとともに、この第３のバネ（12）を、前記プッシャ
   （３）の所定距離の移動時にこのプッシャの前記空間部
   の上壁部分に接するように配置したことを特徴とする減
   圧型パイロツト弁。