JPH10169832A

JPH10169832A - パイロットバルブ

Info

Publication number: JPH10169832A
Application number: JP34065896A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Komiya; 努小宮
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-26
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: JP3624067B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プランジャを小径にできるようにして、装置
を小型化することである。【解決手段】ケーシングｃには、複数のプランジャ30
を摺動自在に設け、このプランジャと同軸に備えたプッ
シュロッド22との間に弾性手段を介在させ、ケーシング
に対して回動自在に設けた操作レバー28を操作すること
により、プッシュロッドを押し込みながら弾性手段の弾
性力に抗してプランジャを移動させ、プランジャの受圧
面に作用する出力ポート側の圧力と弾性力とをバランス
させながら、プランジャの移動量に応じてポンプポート
の開度を制御する構成にするとともに、プランジャ先端
に向かって、タンクポート10、出力ポート２、ポンプポ
ート７の順に形成し、プランジャ外周に形成した環状溝
31を介して、出力ポートがタンクポートあるいはポンプ
ポートと連通する構成にする一方、ケーシングに形成し
た圧力室32にプランジャ先端を臨ませ、圧力室を出力ポ
ートに連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は各種産業機械に使
用されるパイロットバルブに係り、操作レバーの操作量
に応じて出力を制御できるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示した従来例は、ケーシングＣに
４個のバルブ機構を組み込んでいるが、この図では、２
個のバルブ機構しか現れない。ただし、これらのバルブ
機構の構成は同様なので、以下には、図３に現れた２個
のバルブ機構について、それぞれ共通の構成要素には同
一符号を付けて説明する。なお、ケーシングＣは、ボデ
ィ１と４個の筒部材２０とで、構成している。ボディ１
の底部には、出力ポート２を形成し、これに連続させ
て、プランジャ挿入孔３と、組み付け室４を直列に形成
している。なお、ボディ１にはタンクポート１０を形成
し、組み付け室４をこのタンクポート１０に常時連通さ
せている。

【０００３】上記プランジャ挿入孔３には、プランジャ
５を摺動自在に挿入している。このプランジャ５には、
その側面に開口５ａ形成するとともに、プランジャ５の
軸線に沿って通路５ｂを形成している。そして、上記開
口５ａは、通路５ｂを介して出力ポート２に、常時連通
している。また、プランジャ挿入孔３の中間部分には、
環状のポンプ流路６を形成し、このポンプ流路６をボデ
ィ１に形成したポンプポート７に連通している。そし
て、上記プランジャ５の上端を、プランジャ挿入孔３の
上部に形成した組み付け室４に突出させるとともに、そ
の突出部に筒部材１２を固定している。この筒部材１２
の上端には、つばを形成し、このつばと組み付け室４の
底部との間に第１スプリング１３を介在させている。

【０００４】一方、この組み付け室４の上端には、下側
に筒部を形成したガイド部材９を取り付け、このガイド
部材９に、軸部材１１を摺動自在に挿入している。この
軸部材１１は、その上側を大径部とし、下側を小径部と
するとともに、これら大径部と小径部との境界部分に段
部を形成している。そして、上記小径部には、筒部を形
成した円板状の受け部材１７とつばを形成した筒部材１
８とを摺動自在に設けるとともに、これら両部材１７、
１８を上下において対向させている。また、筒部材１８
は、軸部材１１の下端に固定したリングによって、軸部
材１１から外れないようになっている。

【０００５】上記のようにした両部材１７、１８間に
は、伸長力を保持した第２スプリング１４を介在させて
いる。したがって、この第２スプリングのバネ力の作用
で、通常は、受け部材１７が前記段部に圧接し、筒部材
１８が上記リングに圧接する。このようにした筒部材１
８の下端面には、第１スプリング１３で押し上げられた
筒部材１２の上端面が接触している。したがって、これ
ら第１スプリング１３及び第２スプリング１４の作用
で、プランジャ５と軸部材１１とが図示のノーマル位置
を保つ。このノーマル位置におけるプランジャ５は、開
口５ａをポンプ流路６と組み付け室４との中間に位置さ
せ、その開口５ａを閉じた状態に維持する。一方、ノー
マル位置における軸部材１１は、受け部材１７に規制さ
れて、前記段部を、ガイド部材９の底部と同一レベルに
保つ。

【０００６】また、上記受け部材１７と筒部材１８との
間には、第２スプリング１４とは別の第３スプリング１
５を介在させている。ただし、この第３スプリング１５
の長さは、最大間隔を維持している両部材１７、１８間
の長さよりも短くしている。したがって、軸部材１１が
押し下げられたとき、まず最初に第２スプリング１４が
たわみ、少したってから第３スプリング１５がたわむこ
とになる。

【０００７】上記ガイド部材９の下方内周には、環状突
部を形成した筒部材１９を組み込んでいる。このように
した筒部材１９は、図示の位置から上方への移動が規制
されているが、それよりも下方に対しては摺動自在であ
る。そして、この筒部材１９の上記環状突部と組み付け
室４の中段部との間に第４スプリング１６を介在させて
いる。また、軸部材１１が前記ノーマル位置にあると
き、この筒部材１９の上端と受け部材１７の円板部分と
の間には、一定の間隔が保たれるようにしている。そし
て、軸部材１１とともに受け部材１７が下降すると、こ
の受け部材１７の円板部分と筒部材１９とがぶつかり、
以後第４スプリング１６をたわませる。

【０００８】ボディ１に形成した組み付け室４の上部開
口部分に台座２４を固定し、この台座２４に、筒部材２
０を固定している。そして、この筒部材２０の上端に
は、電磁デテント２１を固定している。この電磁デテン
ト２１には、プッシュロッド２２を摺動自在に挿入し、
このプッシュロッド２２の下端には、磁性体からなるの
吸着部材２３を固定している。そして、上記台座２４
と、吸着部材２３との間には、第５スプリング２５を介
在させている。したがって、プッシュロッド２２は、そ
の先端を電磁デテント２１から突出させた図示のノーマ
ル位置を保つ。

【０００９】また、上記電磁デテント２１には、複数の
電磁デテント２１を束ねる機能を果す固定部材２６を固
定している。しかも、この固定部材２６の中心部分に
は、操作レバー２８を回動自在に取り付けるとともに、
この操作レバー２８にはフランジ２７を固定している。
そして、このフランジ２７には、前記した複数のスプリ
ングの作用で、上方に押し上げられたプッシュロッド２
２が、常時接触する構成にしている。したがって、全て
のプッシュロッド２２に対する押し上げ力を等しくする
ことによって、ノーマル時には操作レバー２８が垂直に
保たれる。

【００１０】また、操作レバー２８を図面矢印方向に倒
したとすると、フランジ２７が図面右方向に傾き、図中
右側のプッシュロッド２２を押し込む。このとき、左側
のプッシュロッド２２及び吸着部材２３が、上方に押し
上げられる。そして、この吸着部材２３が電磁デテント
２１に当たったとき、操作レバー２８の操作角が最大に
なるが、このとき、上記電磁デテント２１が吸着部材２
３を吸着する。したがって、操作レバー２８は、その最
大角を維持した状態が保たれることになる。

【００１１】次に、このバルブの作用を説明する。プラ
ンジャ５が、図示のノーマル位置にあるときは、開口５
ａが、ボディ１に形成したポンプ流路６と食い違い、ポ
ンプポート７と出力ポート２との連通は遮断されてい
る。一方、通路５ｂの上部に形成した連通孔５ｃは、組
み付け室４側に開口している。したがって、このノーマ
ル位置にあっては、出力ポート２が、通路５ｂ→連通孔
５ｃ→組み付け室４を経由してタンクポート１０に連通
している。

【００１２】いま、操作レバー２８を前記矢印方向に操
作して、プッシュロッド２２を押し込むと、それにとも
なって、軸部材１１も押し込まれる。このように軸部材
１１が押し込まれると、まず最初に第１スプリング１３
がたわむとともに、操作レバー２８の操作量に応じて、
その他のスプリングも順次たわむ。上記のように軸部材
１１が押し込まれれば、プランジャ５も下降する。プラ
ンジャ５が図中下方に移動すると、連通孔５ｃが、組み
付け室４から離れて、通路５ｂとタンクポート１０との
連通を遮断する。そして、開口５ａがポンプ流路６とラ
ップすると、ポンプポート７からの圧油が通路５ｂを介
して出力ポート２へ供給される。このときの出力ポート
２への供給圧力は、開口５ａとポンプポート７とのラッ
プ量、つまり、ポンプポート７の開度と、そこを流れる
流量とによって決まる。

【００１３】そして、プランジャ５の底面である受圧面
８には、出力ポート２側の圧力が作用している。同時
に、プランジャ５には、組み付け室４に設けた複数のス
プリングの弾性力が下方に向かって作用している。した
がって、プランジャ５は、受圧面８に作用する圧力と、
スプリングの弾性力とがバランスした位置に保たれる。
そして、このプランジャ５の位置に応じて、ポンプポー
ト７の開度が制御される。もし、プランジャ５の受圧面
８に対する圧力が、上記弾性力より大きくなった場合に
は、プランジャ５を押し上げて、ポンプポート７に対す
る開口５ａの開度を小さくする。逆に、受圧面８に対す
る圧力が、上記弾性力よりも小さくなれば、今度は、プ
ランジャ５が上記弾性力で押し下げられ、上記開口５ａ
の開度を大きくする。このようにして、操作レバー８の
操作量に応じた圧力を一定に保つようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来ののパイロッ
トバルブでは、出力ポート２を、ポンプポート７または
タンクポート１０と連通させるための通路５ｂが、プラ
ンジャ５内に形成されているので、その通路５ｂの分だ
け、プランジャ５の径を大きくしなければならない。特
に、出力ポート２へは、充分な油量を供給できるように
通路５の径をある程度大きくしなければならないので、
プランジャ径を大きくせざるをえない。このように、プ
ランジャ径が大きいと、受圧面積８が大きくなり、その
分、それにバランスさせるスプリングの弾性力も大きく
しなければならない。そのため、操作が重くなるという
問題があった。また、プランジャ径が大きいと、プラン
ジャ５の側面とプランジャ挿入孔２との間の摺動面積が
大きくなるので、摩擦力も大きくなり、やはり、操作が
重くなる。

【００１５】そして、スプリングの弾性力を大きくする
ために、スプリングが大きくなれば、スプリング受けな
ど、その他の部品も大型化して、部品コストが高くなっ
てしまう。また、プランジャ径や、その他の部品が大型
化して、全体の重量が大きくなり、操作状態を保持する
ための、電磁デテント２１の吸着力を強くしなければな
らない。そのために、コイルを大きくしなければなら
ず、さらに、部品コストが高くなってしまう。この発明
の目的は、プランジャを小径にできるようにして、装置
を小型化して、上記従来の問題を解決したバルブを提供
することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ケーシング
には、タンクポートと、ポンプポートと、出力ポートと
を形成するとともに、複数のプランジャを摺動自在に設
け、このプランジャと同軸に備えたプッシュロッドとの
間に弾性手段を介在させ、上記ケーシングに対して回動
自在に設けた操作レバーを操作することにより、プッシ
ュロッドを押し込みながら弾性手段の弾性力に抗してプ
ランジャを移動させ、プランジャの受圧面に作用する出
力ポート側の圧力と弾性力とをバランスさせながら、上
記プランジャの移動量に応じてポンプポートの開度を制
御する構成にしたパイロットバルブを前提にする。上記
のバルブを前提にしつつ、この発明は、各ポートを、プ
ランジャ先端に向かって、タンクポート、出力ポート、
ポンプポートの順に形成するとともに、プランジャ外周
には環状溝を形成し、この環状溝を介して、出力ポート
がタンクポートあるいはポンプポートと連通する構成に
する一方、ケーシングに形成した圧力室にプランジャ先
端を臨ませるとともに、この圧力室を出力ポートに連通
させた点に特徴を有する。

【００１７】このように、プランジャ外周には環状溝を
形成し、この環状溝を介して、出力ポートがタンクポー
トあるいはポンプポートと連通するようにしたので、出
力ポートとタンクポートとを連通する通路をプランジャ
内部に形成しなくて良い。プランジャ内部に通路を形成
しないため、プランジャ径を小さくすることができる。
また、プランジャの外周に環状溝を形成したので、ボデ
ィとの間の摺動部分の面積が小さくなる。第２の発明
は、第１の発明のパイロットバルブを前提とし、受圧面
と出力ポートとの間に出力ポート側の圧力を導入する圧
力導入路を、プランジャ内に形成することを特徴とす
る。圧力導入路は、出力ポートに流量を供給する流路と
違って、それほど太くする必要が無いので、プランジャ
内に形成しても、プランジャ径を大きくすることはな
い。第３の発明のパイロットバルブは、圧力導入路を、
ボディに形成することを特徴とする。圧力導入路をプラ
ンジャではなくボディに形成したので、プランジャ径を
さらに小さくできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に示した第１実施例では、出
力ポート２を、タンクポート１０とポンプポート７との
中間に位置させている。また、プランジャ挿入孔３には
プランジャ３０を摺動自在に挿入しているが、この挿入
孔３の先端をプラグで閉鎖し、このプラグとプランジャ
３０との間に、圧力室３２を形成している。そして、プ
ランジャ３０の外周に環状溝３１を形成している。そし
て、この環状溝３１は、プランジャ３０の移動位置に係
わりなく、上記出力ポート２に常時連通している。ただ
し、この環状溝３１は、プランジャ３０がノーマル位置
にあるとき、組み付け室４にラップする。しかし、プラ
ンジャ３０が下降したとき、環状溝３１と組み付け室４
とが食い違って、それらの連通が遮断される構成にして
いる。

【００１９】また、プランジャ３０内には、軸方向に圧
力導入路３０ｂを形成しているが、この圧力導入路３０
ｂは、プランジャ３０に形成した開口３０ａを介して上
記環状溝３１に連通している。上記組み付け室４内に
は、下方からプランジャ３０が突出し、上方からは、軸
部材３７の下端が突出している。そして、これら軸部材
３７およびプランジャ３０の外側には、第１〜第４スプ
リング３３〜３６を設けているが、それらの位置は次の
ようにしている。

【００２０】組み付け室４に突出した軸部材３７には環
状突部３７ａを形成してる。そして、この環状突部３７
ａを囲むようにして受け部材３９を設けているが、この
受け部材３９は、従来と同様にしたガイド部材９に直接
接触するようにしている。また、この受け部材３９と組
み付け室４の中腹部に形成した段部との間に第４スプリ
ング３６を介在させている。したがって、受け部材３９
は、ノーマル位置において、ガイド部材９に直接接触し
た状態を保つ。また、上記軸部材３７の下端には、中空
部３８を形成している。この中空部３８の中に、プラン
ジャ３０の上端に形成したフランジ部を摺動自在に挿入
するとともに、中空部３８の下側にストッパ４０を固定
している。このストッパ４０によって、プランジャ３０
が中空部３８から抜けないようになっている。その上
で、上記軸部材３７の下端を覆うようにして、受け部材
４１を、設けている。

【００２１】上記のようにした受け部材４１は、その内
側から、第１受け部４１ａ、第２受け部４１ｂ、第３受
け部４１ｃを形成している。そして、上記第３受け部４
１ｃと組み付け室４の底部との間に第３スプリング３５
を介在させている。また、プランジャ３０には受け部材
４２を摺動自在にはめるとともに、プランジャ３０の中
間には段部を形成し、上記受け部材４２を止めている。
この受け部材４２には、第１、２受け部４２ａ、４２ｂ
を形成しているが、これら第１、２受け部４２ａ、４２
ｂは、受け部材４１の第１、２受け部４１ａ、４１ｂに
対向させている。そして、対向するそれぞれの受け部間
には、内側から、第１スプリング３３、第２スプリング
３４を介在させている。なお、図示のノーマル状態で、
第１スプリング３３は、上下の受け部間の対向間隔より
短く、上端が受け部材４１には接していない。

【００２２】次に、このバルブの作用を説明する。プラ
ンジャ３０が、図示のノーマル位置にあるときは、環状
溝３１とポンプ流路６とが食い違っているので、ポンプ
ポート７と出力ポート２とが遮断される。一方、環状溝
３１が組み付け室４側に連通しているので、この環状溝
３１を介して出力ポート２が、タンクポート１０に連通
する。また、環状溝３１に開口した開口３０ａも当然の
こととしてタンクポート１０に連通するので、圧力室３
２もタンク圧に保たれる。

【００２３】上記の状態から操作レバー２８を操作し
て、プッシュロッド２２を押し込むと、それにともなっ
て、プランジャ３０も移動する。プランジャ３０が図中
下方に移動すると、環状溝３１が組み付け室４から離れ
て、ポンプポート７との連通を遮断する。とともに、環
状溝３１がポンプ流路６と出力ポート２の両方にラップ
し、ポンプポート７からの圧油が、環状溝３１を介して
出力ポート２へ供給される。このときの出力ポート２へ
の供給圧力は、環状溝３１とポンプ流路６とのラップ
量、つまり、ポンプポート７の開度と、そこを流れる流
量とによって決まる。

【００２４】また、圧力室３２には、開口３０ａ及び圧
力導入路３０ｂを通って、上記供給圧が導入される。し
たがって、プランジャ３０の受圧面２９には、出力ポー
ト２側の供給圧力が作用する。同時に、プランジャ３０
には、組み付け室４内に設置した第１〜第４スプリング
３３、３４、３５、３６の弾性力が下方に向かって作用
している。したがって、プランジャ３０は、受圧面２９
に作用している圧力と、スプリングの弾性力とがバラン
スした位置に保たれる。この位置に応じて、ポンプポー
ト７の開度が制御される。この原理は、前記従来と同様
である。

【００２５】なお、組み付け室４および筒部材２０に、
設置した５個のスプリングは、従来例と同様に、段階的
に作用する。まず、プッシュロッド２２を押し込むと、
軸部材３７と吸着部材２３が移動し、第５スプリング２
５が押し縮められる。このようにプッシュロッド２２と
一体に軸部材３７が移動するので、それにともなって受
け部材４１が押し下げられ、第２スプリング３４と第３
スプリング３５の両方を押す。このとき、第２スプリン
グ３４が、受け部材４２を押すので、プランジャ３０も
移動する。軸部材３７とともに受け部材４１が、さらに
下方へ移動して、第１スプリング３３の上端に接する
と、第１スプリング３３の押圧力が作用する。これと同
時に軸部材３７の環状突部３７ａが、受け部材３９の下
端に形成した押下部３９ａに突き当たって、この押下部
３９ａを上から押す。押下部３９ａが押し下げられる
と、第４スプリング３６の弾性力も加わる。

【００２６】以上のように、プランジャ３０の外周に、
環状溝３１を形成し、この環状溝３１を介して、出力ポ
ート２が、タンクポート１０あるいはポンプポート７と
連通するようにしたので、従来のように、プランジャ３
０の内部には、出力ポート２とタンクポート１０とを連
通する通路を必要としない。したがって、プランジャ径
を小さくすることができる。プランジャ径が小さくなっ
た分、プランジャの受圧面２９も小さくなり、操作力を
小さくできる。

【００２７】また、プランジャ３０の側面とプランジャ
挿入孔３との間の摺動面積が大きいと、摩擦力が大きく
なるが、この実施例では、プランジャ径が小さくなった
分、摩擦力も小さくなる。そのうえ、プランジャ３０の
外周に環状溝３１を形成した分、プランジャ挿入孔３と
プランジャ３０の間の摺動面積が、さらに小さくなっ
た。なお、圧力導入路３０ｂは、出力ポート２に圧油を
供給するための流路と違って、流量は必要でないので、
それほど太くする必要が無い。そのため、プランジャ３
０内に、圧力導入路３０ｂを形成しても、プランジャ径
を従来のように大きくしなくてもすむ。

【００２８】図２に示す第２実施例は、出力ポート２と
圧力室３２とを、ボディ１に形成した圧力導入路４３を
介して直接連通させたもので、この点が、第１実施例と
相違する。その他の構成と作用は、第１実施例と同様な
ので、その詳細な説明を省略する。上記のようにした第
２実施例では、圧力導入路４３をボディ１に直接形成し
たので、プランジャ４４には、第１実施例のように圧力
導入路を形成しなくてもよくなる。その分、第１実施例
の場合よりも、プランジャの径をさらに小さくすること
ができる。したがって、プランジャ４４を移動させるた
めの操作力を小さくすることができる。これにともなっ
て、電磁デテント２１のコイルをコンパクト化し、コス
トダウンすることができる。

【００２９】

【発明の効果】第１〜第３の発明は、プランジャ外周に
形成した環状溝を介して、出力ポートがタンクポートあ
るいはポンプポートと連通するようにしたので、出力ポ
ートとタンクポートとを連通する通路をプランジャ内部
に形成する必要がなくなった。そのため、プランジャ径
を小さくすることができる。特に、第３の発明では、圧
力導入路を、ボディに形成しているので、プランジャ径
をより小さくできる。これにより、プランジャの受圧面
積が小さくなるので、受圧面に作用する圧力が小さくな
り、それにバランスさせる弾性力も小さくできる。弾性
力を小さくできるため、スプリングを小型化したり、ス
プリング受け部材の構造を簡略化することができ、部品
コストを低減できる。また、プランジャ径が小さくなる
と、ボディとの間の摺動部分の面積が小さくなり、摩擦
力も低減できる。そのうえ、プランジャの外周に環状溝
を形成したので、ボディとの間の摺動部分の面積が小さ
くなり、さらに摩擦力が低減する。これによって、プラ
ンジャの作動抵抗が小さくなり、操作力を低減すること
ができた。また、プランジャやその他の部品を小型化で
きることにより、電磁デテントのコイルを小さくし、コ
スト低減を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第２実施例の断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【符号の説明】

Ｃケーシング２出力ポート７ポンプポート１０タンクポート２２プッシュロッド２５第５スプリング２８操作レバー２９受圧面３０、４４プランジャ３３〜３６第１〜第４スプリング３０ｂ圧力導入路３１環状溝４３圧力導入路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングには、タンクポートと、ポン
プポートと、出力ポートとを形成するとともに、複数の
プランジャを摺動自在に設け、このプランジャと同軸に
備えたプッシュロッドとの間に弾性手段を介在させ、上
記ケーシングに対して回動自在に設けた操作レバーを操
作することにより、プッシュロッドを押し込みながら弾
性手段の弾性力に抗してプランジャを移動させ、プラン
ジャの受圧面に作用する出力ポート側の圧力と弾性力と
をバランスさせながら、上記プランジャの移動量に応じ
てポンプポートの開度を制御する構成にしたパイロット
バルブにおいて、上記各ポートを、プランジャ先端に向
かって、タンクポート、出力ポート、ポンプポートの順
に形成するとともに、プランジャ外周には環状溝を形成
し、この環状溝を介して、出力ポートがタンクポートあ
るいはポンプポートと連通する構成にする一方、ケーシ
ングに形成した圧力室にプランジャ先端を臨ませるとと
もに、この圧力室を出力ポートに連通させたことを特徴
とするパイロットバルブ。
【請求項２】プランジャに圧力導入路を形成し、この
圧力導入路を介して、出力ポートと圧力室とを連通させ
たことを特徴とする請求項１のパイロットバルブ。
【請求項３】ケーシングに圧力導入路を形成し、この
圧力導入路を介して、出力ポートと圧力室とを連通させ
たことを特徴とする請求項１のパイロットバルブ。