JPS5831486B2 - 複合弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力補償機能を有し、同時操作型の圧力流体
回路を形成するための複合弁に関する。

従来、この種の複合弁としては、第１図（特公昭５２−
４０３８１号）に示すものがある。

この複合弁は、ポンプ４０′の吐出側に、メータイン型
の圧力補償弁２０’、２０′／（以下、補圧力補償弁と
記す。

）と、スプール型の方向切換弁１′。１“（以下、方向
切換弁と記す。

）を各々第１図に示すように直列に接続した第１弁ＣＩ
’、第２弁Ｃ１／′を圧力流体源４０′に並列接続する
と共に、第１弁Ｃ１ノ、第２弁Ｃｆへの回路６ ａ’
ｓ ６ ｂ’が分岐する回路７′にブリードオフ型の圧
力補償弁３１′（以下、主圧力補償弁と記す。

）を接続してなり、前記、補圧力補償弁２０’、２σ′
のばね室２０ ａ／。

２０ｂ′へは、方向切換弁１′、１′′によりタンク８
′とアクチュエータ１４’、１４！ｌの供給側の回路に
接続されるパイロット回路８ａ’ｔａｂ’が接続し、こ
のパイロット回路８ ａ／、 ８ ｂ’は、シャトル弁
１２′を介して主圧力補償弁３１′のばね室３１ａ′に
接続する構成である。

この複合弁を用いた圧力流体回路において、方向切換弁
１′、１“の双方が操作されると、アクチュエータ１４
’、１ｅの一方へは、回路１′、回路６ａ′。

６ｂ′、補圧力補償弁２０’、２「及び方向切換弁ｌ／
。

１”を介してポンプ４σの吐出圧力流体が供給され、他
方は、方向切換弁１′、１“を介してタンクぎへ接続さ
れる。

同時にパイロット回路８ ａ’ 、８ ｂ’もアクチュ
エータ１４’、１４“の供給側の回路に接続されるので
、パイロット回路８ ａ’ 、８ ｂ’には、アクチュ
エータ１４’、１ｅの負荷圧力が作用し、この負荷圧力
の内高圧側が、シャトル弁１２′で選択され主圧力補償
弁３１′のばね室３１ａ′に作用する。

従って主圧力補償弁３１′は、回路７′の流体圧力を、
アクチュエータ１４’、１４”の負荷圧力の高圧側の負
荷圧力より一定値だけ高い値に保持する。

このため、回路６ａ’、６ｂ’は回路７と同圧に制御さ
れるが、補圧力補償弁２０’、２σ′のばね室２０ａ’
。

２０ｂ′の各々には、パイロット回路８ａノ、８ｂｌに
より、アクチュエータ１４’、 １ ｅの各々の負荷圧
力が導入されて作用しているので、パイロット回路８
ａ’ 、８ ｂ’の内低圧側の負荷圧力が作用する補圧
力補償弁２０′（又は２０“）が、方向切換弁１′（又
は、１／′）の上流側を絞り、アクチュエータ１４′（
又は、１４“）の負荷圧力より一定の値だけ高い値に保
持するものである。

従って、第１弁ＣＩ’、第２弁Ｃ１”は、方向切換弁１
′、１”の操作量に応じた流量の圧力流体をアクチュエ
ータ１４′。

１４″に供給する。

この構成の複合弁は、主圧力補償弁と補圧力補償弁とが
双方共作動する場合においてのみ方向切換弁の操作量に
応じた流量の圧力流体をアクチュエータへ供給し得るも
のである。

補圧力補償弁は、方向切換弁の上流側の圧力と下流側の
圧力（負荷圧力）との圧力差により作動するものである
から、方向切換弁の操作により形成される絞りの上流側
と下流側の圧力差が極く小さな値になるように、大きく
操作されると、補圧力補償弁が、方向切換弁の上流側の
圧力を制御しなくなる。

（補圧力補償弁の作動が停止する。）このため、第１弁
、第２弁は、ポンプに対して通常の並列回路と同様の接
続になりポンプの吐出圧力流体は、小さい方の負荷が作
用するアクチュエータへ全量供給されることになり、他
方のアクチュエータが停止し、複数のアクチュエータを
同時操作できなくなる問題点を有する。

本発明は、方向切換弁が形成する絞りの下流側の流体圧
力を最大の負荷圧力に応じた値に制御しこの下流側の流
体圧力より一定の値だけ高く上流側の流体圧力を保持す
ることにより、方向切換弁の操作量に関係なく同時操作
可能とすることを技術的課題とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は
、スプール弁が摺動自在に嵌入する内孔と、この内孔に
アクチュエータが接続する負荷通路、圧力流体源へ接続
する供給通路、前記スプール弁の移動により負荷通路に
接続する第１ブリッジ通路、スプール弁が形成する絞り
を介して供給通路に接続する第２ブリッジ通路の夫々が
開口すると共に第１ブリッジ通路から分岐するパイロッ
ト通路を有し、前記第１ブリッジ通路と前記第２ブリッ
ジ通路との間に前記パイロット通路が高圧選択装置をし
て接続するパイロット室を有し前記通路内の流体圧力を
パイロット室内の流体圧力に応じた値に制御するパイロ
ット型シーケンス弁を備えた方向切換弁を、同時操作型
回路を形成するよう連設し、この方向切換弁の供給通路
と圧力流体源との間に、圧力流体源に接続する圧力室と
前記方向切換弁の第２ブリッジ通路に接続しばねを張設
したばね室とを弁体な介して対向する位置に配置し、こ
の弁体が前記圧力室とばね室との押圧力の差によって作
動させられ圧力流体源とタンク又は供給通路との間に前
記押圧力の差に応じた絞りを形成し、この絞りにより供
給通路内の流体圧力を前記方向切換弁に接続したアクチ
ュエータに作用する最大負荷に応じた値より一定値だけ
高い値に制御する圧力補償弁を配置したものである。

この技術的手段によると、第２ブリッジ通路の流体圧力
がパイロット型シーケンス弁により負荷圧の内の最大の
負荷圧力に応じた値に制御され、圧力補償弁が第２ブリ
ッジ通路の流体圧力に応じて、供給通路の流体圧力を保
持するので、方向切換弁が大きく操作されその絞りの上
流側と下流側の圧力差が小さな一値になっても同時操作
を可能としたものである。

なお上記の圧力補償弁は、ブリードオフ型あるいはメー
タイン型あるいは、分流型の圧力補償弁のいずれでもよ
いのである。

以下、この発明の一実施例を示す第２図について述べる
。

方向切換弁１ａ、ｌｂは、同一構成のものであり、その
詳細を後述するように、圧力流体源３から圧力補償弁２
を介して流入する圧力流体をアクチュエータ５ａ 、５
ｂに給排する構成な有する。

方向切換弁１ａは、（方向切換弁１ｂについては、方向
切換弁１ａと同一構成であるため、その構成は必要に応
じ方向切換弁１ａと同一番号にｂを添字して示す。

）複数の内部通路を有する本体１０ａと、この本体１０
ａの内孔１１ａに摺動自在に嵌入し、複数のランド部と
小径部を有するスプール弁１２ａを有する。

本体１０ａには、内孔１１ａに、アクチュエータ５ａに
管路６ａｔ７ａを介して接続する負荷通路１３ａ、１４
ａと、圧力流体源３に接続する供給通路１５ａ、負荷通
路１３ａ、１４ａと供給通路１５ａの間に位置する第１
ブリッジ通路１６ａ及び第２ブリッジ通路１７ａと、タ
ンク８に接続する排出通路１８ａ。

１９ａの夫々が開口する。

スプール弁１２ａは、内孔１１ａに摺動自在に嵌入する
ランド部２０ａ。

２１ａ、２２ａ、２３ａと、小径部２４ａ。

２５ａ 、２６ａとテーパ部２７ａ 、２８ａを有して
いる。

このスプール弁１２ａは、図示の位置（以下、中立位置
と記す。

）で、そのランド部２０ａ 、２３ａ 、２１ａ 、２
２ａが、負荷通路１３ａ、１４ａと排出通路１８ａ、１
９ａ及び第１ブリッジ通路１６ａ、第２ブリッジ通路１
７ａと供給通路１５ａとの間の夫々を遮断する。

スプール弁１２ａを中立位置から左方向へ移動する（以
下、第１切換位置と記す。

）と小径部２４ａ。２６ａが、負荷通路１３ａと排出通
路１８ａ、負荷通路１４ａと第１ブリッジ通路１６ａの
夫々を接続する。

、このとき、スプール１２ａのテーパ部２７ａは、第２
ブリッジ通路１７ａと供給通路１５ａとの間にスプール
１２ａの移動量に応じた絞りを形成する。

またスプール弁１２ａを右方向に移動する（以下、第２
切換位置と記す。

）と小径部２４ａ 、２６ａが負荷通路１４ａ、排出通
路１９ａと、第１ブリッジ通路１６ａ、負荷通路１３ａ
との夫々を接続する。

このとき、テーパ部２８ａは、第２ブリッジ通路１７ａ
と供給通路１５ａの間にスプール１２ａの移動量に応じ
た絞りを形成する。

ランド部２２ａに設げた溝２９ａは、本体１０ａに設け
てあり、内孔１１ａに開口するパイロット通路３０ａを
、スプール弁１２ａが中立位置にあるときタンク８に連
通し他の位置では遮断するように形成しである。

また第１、第２ブリツジ通路１６ａ、１６ｂ、１７ａ、
１７ｂからはパイロット通路３１ａ、３１ｂ及び４２が
分岐する。

パイロット型シーケンス弁３３ａは、第１、第２ブリツ
ジ通路１６ａ、１７ａの間に設げた弁座３４ａに当接し
、ばね３６ａを張設したパイロット室３５ａを形成する
と共にばね３６ａの張力を受ける弁体３７ａを有する。

このパイロット型シーケンス弁３３ａ 、３３ｂのパイ
ロット室３５ａ。

３５ｂは、パイロット通路３９、選択装置３８、を介し
てパイロット通路３１ａ、３１ｂのいずれかに接続する
。

選択装置３８は、パイロット通路３１ａ、３１ｂが接続
する入力側３８ａ 、３８ｂ、パイロット通路３９が接
続する出力側３８ｃを有しパイロット通路３１ａ、３１
ｂのいずれか高い流体圧力を有する方をパイロット通路
３９に接続する。

従ってパイロット型シーケンス弁３３ａ。３３ｂは、方
向切換弁１ａｙ１ｂのスプール弁１２ａ、１２ｂを第１
、第２切換位置に操作したときに作用する第１ブリツジ
通路１６ａ、１６ｂ内の流体圧力のいずれか高い方が、
パイロット室３５ａ、３５ｂに作用し、第２ブリツジ通
路１７ａ、１７ｂ内の流体圧力をパイロット室３５ａ
、３５ｂ内の流体圧力による押圧力とばね３６ａ、３６
ｂの押圧力とを加えた値にする機能を有する。

リリーフ弁４０は、パイロット通路３９とタンク８との
間に設けてあり、パイロット通路３９内の流体圧力を圧
力流体源３の最高吐出流体圧力より低く制限するもので
ある。

すなわち、リリーフ弁４０は、アクチュエータ５ａ、５
ｂが作動している場合、このアクチュエータの内のいず
れか一方又は双方がストロークエンドに達しても、パイ
ロット型シーケンス弁３３ａ 、３３ｂのパイロット室
３５ａ、３５ｂ内の流体圧力を設計規制値に制限するこ
とにより、圧力流体源３の吐出流体圧力を制限する安全
弁として作用をする。

また、アクチュエータ５ａ。５ｂの同時作動の場合にお
いて、いずれかのアクチュエータに、アクチュエータの
動きを停止させる程度の大きな負荷が作用しても、パイ
ロット型シーケンス弁３３ａ、３３ｂのパイロット室３
５ａ 、３５ｂ内の流体圧力を制限して、他のアクチュ
エータを作動させる機能を有する。

圧力補償弁２は、圧力流体源３と、方向切換弁１ｂの供
給通路１５ｂとの間に配置してあり、弁体４３と、この
弁体４３が摺動自在に嵌入する内孔４４とより形成して
いる。

内孔４４には、圧力流体源３と方向切換弁１ｂの供給通
路１５ｂが開口する第１環状溝４５とタンク８に連通す
る第２環状溝４６とを備えており、弁体４３と内孔４４
とで、前記第１環状溝４５に常時開口する通路４７を介
して、供給通路１５ｂ内の流体圧力が作用する圧力室４
８と、方向切換弁１ａ、１ｂの第２ブリツジ通路１７ａ
、１７ｂから分岐するパイロット通路４２が接続し、弁
体４３を常時右方向に押圧するばね４９を備えたばね室
５０を形成しである。

圧力補償弁２の弁体４３は、ばね室５０内の流体圧力に
よる押圧力とばね４９の張力による押圧力との双方によ
る右方向の押圧力と、圧力室４８内の流体圧力による左
方向の押圧力を受け、左方向の押圧力が強い場合、第１
、第２環状溝４５．４６を接続するようにしである。

以上の構成を有するこの実施例の作用について述べる。

方向切換弁１ａ、１ｂを中立位置にして圧力流体源３か
ら圧力流体を供給通路１５ａ、１５ｂに供給すると、供
給通路１５ ａ ｓ １５ ｂがスプール弁１２ａ、１
２ｂのランド部２１ａ、２１ｂ。

２２ａ 、２２ｂとで閉鎖しであるので、供給通路１５
ａ、１５ｂ内の流体圧力が上昇して圧力補償弁２の圧力
室４８に作用する。

また、第２ブリツジ通路１７ａ、１７ｂ内の圧力流体は
、パイロット型シーケンス弁３３ａ 、３３ｂ内の圧力
流体が、パイロット通路３１ａ、３１ｂ、選択装置３８
、パイロット通路３９．３０ａを介して排出通路１９ａ
、 １９ｂよりタンク８に流出するので、第１ブリッ
ジ通路１６ａ 、 １６ｂとほぼ同圧になる。

このため、ばね室５０の流体圧力は、パイロット型シー
ケンス弁３３ａ 、３３ｂのばね３６ａ。

３６ｂの押圧力と、パイロット通路の通路抵抗に相当す
る値になる。

従って、圧力補償弁２０弁体４３は、左動して圧力流体
源３の吐出側をタンク８に接続する。

次に、方向切換弁１ａ、ｌｂのスプール弁１２ａ、１２
ｂを第１の切換位置方向に移動し始めると、第１ブリツ
ジ通路１６ａ、１６ｂと、負荷通路１４ａ、１４ｂとが
接続すると共に、供給通路１５ａ 、１５ｂと第２ブリ
ッジ通路１７ａ。

１７ｂとがテーパ部２７ａ 、２７ｂと内孔１１ａ。

１１ｂによる絞りを介して接続する。

第１ブリツジ通路１６ａ、１６ｂと負荷通路１４ａ、１
４ｂの接続によって、第１ブリツジ通路１６ａ、１６ｂ
内の流体圧力は、アクチュエータ５ａ、５ｂに作用する
負荷に応じた値になる。

この流体圧力は、パイロット通路３１ａ、３１ｂを介し
て高圧選択装置３８に作用し、高圧選択装置３８がパイ
ロット通路３１ａ、３Ｉｂ内の流体圧力のいずれか高い
方のパイロット通路をパイロット通路３９に接続する。

今仮りにパイロット通路３１ａが、パイロット通路３９
に接続したとする。

（アクチュエータ５ａに作用する負荷がアクチュエータ
５ｂに作用する負荷より太きいと仮定している。

）すると、パイロット型シーケンス弁３３ａ、３３ｂの
パイロット室３５ａ、３５ｂ内の流体圧力は、アクチュ
エータ５ａに作用する負荷に応じた値になるので、第２
ブリツジ通路１７ａ、１７ｂの値も前記の値まで上昇す
ると共に、圧力補償弁２のばね室５０内の流体圧力も、
前記と同様の値（第２ブリッジ通路１７ａ。

１７ｂ内の流体圧力の値。

）になる。このため圧力補償弁２の弁体４３は、圧力室
４８内の流体圧力による押圧力に対向して右方向に移動
し、第１、第２環状溝間を絞る。

従って供給通路１５ａ。１５ｂ内の流体圧力も上昇する
が、この流体圧力は、圧力補償弁２の弁体４３の通路４
７を介して圧力室４８に作用し、弁体４３をばね室５０
内の流体圧力とばね４９による押圧力に抗して押圧する
。

その結果、弁体４３がばね室５０方向からの押圧力と圧
力室４８方向からの押圧力の双方の差に応じて移動して
供給通路１５ａ、１５ｂ内の流体圧力を制御する。

すなわち、圧力補償弁２は、供給通路１５ａ、１５ｂ内
の流体圧力をアクチュエータ５ａの負荷に応じた圧力よ
り、ばね室５０内のばね４９の張力分だけ高い圧力に制
御する。

方向切換弁１ａの供給通路１５ａに流入する圧力流体は
、テーパ一部２７ａがスプール弁１２ａの移動量に応じ
て形成する絞り量に応じて、第２ブリッジ通路１７ａ、
第１ブリッジ通路１６ａ、負荷通路１４ａを介してアク
チュエータ５ａに流入し、アクチュエータ５ａの排出流
体は、負荷通路１３ａ、排出通路１８ａを介してタンク
８に流出する。

このとき、アクチュエータ５ａの作動速度は、テーパ部
２７ａが形成する絞り量に応じた値となる。

方向切換弁１ｂの供給通路１５ｂに流入する圧力流体は
、ランド部２２ｂがスプール弁１２ｂの移動量に応じて
形成する絞り量にほぼ相当して、第２ブリッジ通路１７
ｂ、第１ブリッジ通路１６ｂ、負荷通路１４ｂを介して
アクチュエータ５ｂに流入する。

このときアクチュエータ５ｂの作動速度は、ランド部２
２ｂが形成する絞り量にほぼ相当する値になる。

このようにして、アクチュエータ５ａ 、５ｂが作動す
るが、この作動中に、アクチュエータ５ａに、その作動
を停止させる程度の負荷が作用すると、ＩＪ ＩＪ−フ
弁４０が作動し、圧力流体源３の吐出流体圧力の上昇を
停止する。

また、この場合、アクチュエータ５ａは停止するが、シ
ーケンス型パイロット弁３３ａ、３３ｂのパイロット室
３５ａ 、３５ｂ内の流体圧力が、リリーフ弁４０の設
定圧力までしか上昇しないので、アクチュエータ５ｂは
作動を続ける。

以上の説明は、アクチュエータ５ａに作用する負荷が、
アクチュエータ５ｂに作用する負荷より大きい場合につ
いて述べたが、各アクチュエータ５ａ 、５ｂに作用す
る負荷の大小関係が逆になっても前記と同様に作動する
。

以上説明したように、この発明は、パイロット型シーケ
ンス弁を有する方向切換弁と圧力補償弁を用いることに
より、アクチュエータを、アクチュエータに作用する負
荷条件に関係な（、方向切換弁の操作量に応じた作動速
度とする効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術の回路図、第２図は、本発明の一実
施例を示す回路図である。 １ａ、１ｂ・・・・−・方向切換弁、２・・・・・・圧
力補償弁、３・・・・・・圧力流体源、５ａ 、 ５ｂ
・・・・・・アクチュエータ、８・・・・・・タンク、
１０ａ、１０ｂ・・・・・・本体、１１ ａ 、 １
ｌ ｂ・・−内孔、１２ ａ 、 １２ ｂ−スプール
弁、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ・−−負荷通路、
１５ａ、１５ｂ・・・・・・供給通路、１６ａ。 １６ｂ・・・・・・第１ブリッジ通路、１７ａ、１７ｂ
・・・・・・第２ブリッジ通路、１８ａ、１８ｂ、１９
ａ。 １９ｂ・・・−・・排出通路、３１ａ、３１ｂ・・・・
・・パイロット通路、３３ａ 、３３ｂ・・・・・・パ
イロット型シーケンス弁、３８・・・・・・選択装置、
３９・・−・・・パイロット通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スプール弁が摺動自在に嵌入する内孔と、この内孔
   にアクチュエータが接続する負荷通路、圧力流体源へ接
   続する供給通路、前記スプール弁の移動により負荷通路
   に接続する第１ブリッジ通路、スプール弁が形成する絞
   りを介して供給通路に接続する第２ブリッジ通路の夫々
   が開口すると共に第１ブリッジ通路から分岐するパイロ
   ット通路を有し、前記第１ブリッジ通路と前記第２ブリ
   ッジ通路との間に前記パイロット通路が高圧選択装置を
   介して接続するパイロット室を有し前記通路内の流体圧
   力をパイロット室内の流体圧力に応じた値に制御するパ
   イロット型シーケンス弁を備えた方向切換弁を、同時操
   作型回路を形成するよう連設し、この方向切換弁の供給
   通路と圧力流体源との間に、圧力流体源に接続する圧力
   室と前記方向切換弁の第２ブリッジ通路に接続しばねを
   張設したばね室とを弁体を介して対向する位置に配置し
   、この弁体が前記圧力室とばね室との押圧力の差によっ
   て作動させられ圧力流体源とタンク又は供給通路との間
   に前記押圧力の差に応じた絞りを形威し、この絞りによ
   り供給通路内の流体圧力を前記方向切換弁に接続したア
   クチュエータに作用する最大負荷に応じた値より一定の
   値だけ高い値に制御する圧力補償弁を配置した複合弁。