JPS6018843B2

JPS6018843B2 - 液圧制御弁

Info

Publication number: JPS6018843B2
Application number: JP50124232A
Authority: JP
Inventors: バ−トラムジヤンブリンロバ−ト
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Technologies Inc
Priority date: 1974-10-15
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1985-05-13
Also published as: AU8567475A; CA1032437A; SE409051B; JPS5165426A; FR2305665B1; BR7506713A; FR2305665A1; US3986522A; AU500713B2; DE2546075C2; DE2546075A1; USB514687I5; GB1518989A; IT1047750B; SE7511486L

Description

【発明の詳細な説明】本発明は液圧制御弁に関する。

本発明は広範囲に適用されるけれども、本発明は複動モ
ータを作動するための液圧回路に特に使用される。

従って本発明を特にそれの関連において述べる。この形
式の代表的な装置はオープンセンター型切換弁であり、
貯槽、ポンプ、複動差動式ピストン型モータとの併用に
よりフロントエンドローダーのバケットを位置決め
する制御装置を構成する。これらの制御弁は多くの場合
４つの操作位置艮０ち、ポンプと貯槽が液圧モータの対
向側に接続されバケットを上昇させる＾上昇位置〆、ポ
ンプおよび貯槽と液圧モータとの接続が反対にされてバ
ケットを下降させるｒ動力降下位置″、液圧モータの両
側が閉鎖され、ポンプが貯槽にアンロードされバケット
が一定の所に保持される液圧モータの両側がポンプに連
絡され且つポンプと貯槽の間にアンロード通路ができる
＾中立″又は″保持″位置、″浮動″位置、を有する。
この″浮動＾位置に於いては２つの形の操作が用意され
ている。１つはバケットが上昇位置からキャビテーショ
ンないこｒ動力降下″より速い割合で自重降下する。

この場合にはポンプ吐出量は他の機能に利用可能である
。もう１つはバケットが水平線を横切って、地面の輪郭
にそって上下に浮動することを許す。中空スプール設計
の制御弁は″浮動″位置を持たせるには都合が良い。

例えばバケットの自重降下時には液圧モータのロッドエ
ンドへ吸込まれるより多くの流体がモータのヘッドエン
ドから出て行く。ロッドエンドの流体の不足はキャビテ
ーションを引き起す。両シリンダポートを接続し余剰流
量を貯槽へ流出させることにより或る値の正の圧力がシ
リンダポートに維持され、ロッドエンドに油を押し込み
、こうしてキヤビテーションを解消させる。中空スプー
ル弁が″上昇ｒ位置から″中立″位置に動かされる間に
、流体はモータの片側から貯槽に流れることができる。
このことはバケットが所望の位置から落下することにな
る。この逆流を防止するため弁の内部流路にロードチェ
ック弁を設置することは、Ｒｕｈｌ（ルール）の米国特
許Ｎｏ．２９９４３４６に見られるように公知の手段で
ある。フロントエンドローダが地ならしに使用される場
合″動力降下″位置がバケットの下降に用いられる。

この時、実際に車鋼の車輪が地面から特上げられること
がある。車体重量はモータシリンダに大きな荷重を負荷
する。バケットが所望の位置に達したなら、制御弁は″
保持″位置に動かされる。この動作中に、シリンダの高
圧流体は貯槽に流れバケットの好ましくない勤きを許し
てしまう。″浮動″位置を中空スプール弁に設けること
が有益なため、″上昇″位置に使用されたのと同様なチ
ェック弁をを組込むことは、そのチェック弁が″浮動″
位置を消してしまうために、不可能である。″浮動″位
置を持ち″上昇″と″動力降下″の両方に働くロードチ
ェック弁を持った中空スプール弁の必要性は認められて
いる。この要求を満足できる新しいロードチェック弁は
制御弁以外にも応用できる。本発明の一つの目的は″動
力降下″位置用の逆止弁を持った液圧制御弁を提供する
ことにある。

さらに、本発明の別の目的はキャビテーションの起きな
い″浮動″位置を持つ液圧制御弁を提供することにある
。さらに、本発明の別の目的は操作の非常に容易な液圧
制御弁を提供することにある。

さらに、本発明の別の目的は比較的組立の容易な液圧制
御弁を提供することにある。

さらに、本発明の別の目的は出口又はバイパス関口に流
れを導くことができるロードチェック弁をもった液圧制
御弁を提供することにある。

本発明によれば、液圧制御弁は入口ボート、出口ボート
、第１、第２モータポート、ボートを相互に連絡する通
路を待つハウジングを有している。切換弁要素は内部流
路を有し、且つ前記通路を通る流れを制御する４つの位
置を持つ。第１位置に於いては、入口ボートと出口ボー
トは相互に連絡され、各モータポートは他のボートから
遮断される。第２、第３位置に於いては入口ボートは出
口ボートから遮断され、第１、第２モータポートにそれ
ぞれ連絡され、一方出口ボートは第２、第１モータポー
トにそれぞれ連絡される。第４位置に於いては、２つの
モータポートは相互に連絡され、この連絡路は出口ボー
トと絞られた蓮通をしている。内部流路中のチェック弁
は、切換弁要素が第１と第２位置の間を動かされる時、
第１モータポートから出口ボートへの流れを阻止する。

本改良には、切換弁要素と関連していて、切襖弁要素が
第１と第３位置の間を動かされる時、第２モータポート
と出口ボート間の流通を阻止するための弁要素を含んで
いる。さらに詳しく言うと、液圧制織弁は鞠方向に間隔
を持つ７つの室と交叉した弁穴を持つハウジングを有し
ている。

これらの室は中央出口室、中央出口室の両外端に位置す
る第１、第２外側出口室、中央出口室と第１、第２外側
出口室の間にそれぞれ位置する第１、第２モータ室、中
央出口室と第１、第２モータ室の間にそれぞれ位置する
第１、第２供給室である。切換弁要素は弁穴の中を往復
動し、内部流路と切換弁要素の外周面に閉口する６つの
横断通路を含んでいる。切換弁要素は、各モータ室を他
の室から遮断し、供孫台室を中央出口室に連絡する第１
位置を有する。

第２位置では、第１、第２横断通路はそれぞれ第１モー
タポートと第１供給室に合致する。この位置では第４、
第６横断通路はそれぞ第２モータ室と第２外側出口室と
に合致する。しかし中央出口室は、弁要素に備わった手
段により、供給室から遮断される。第３位置では、第１
、第２横断通路はそれぞれ第１外側出口室と第１モータ
室に合致する。このとき、第４、第５横断通路はそれぞ
れ第２供給室と第２モータ室に合致する。しかし中央出
口室は、弁要素に備わった手段により供給室から遮断さ
れる。第４位置に於いては、第３、第４横断通路は第１
、第２モータ室と合致し、且つ弁要素の内部流路を介し
て互に蓮適する。

このとき、第４横断通路は内部流路を中央出口室に連絡
し過剰の圧力を放出させる。スプリングで押されている
チェック弁は弁要素の内部流路中にあり弁要素が第２位
置から第１位置に動かされる際に流体が第１モータ室か
ら中央出口室へ通じるのを阻止するよう配置されている
。

さらに弁要素は切換弁要素と組合され、切換弁要素が第
３位置から第１位置へ動かされる際に流体が第２モータ
室から中央出口室へ通じるのを阻止するようになってい
る。本発明では又弁は両端をもつハウジングを構成する
壁を有し、ハウジングの第１部分は、或る与えられた第
１内径を有しており、第１部分に隣接する第２部分は第
１内径より大きい第２内径を有している。

ハウジングは第２部分に隣接した一端で閉鎖されている
。中空の弁要素はハウジングに摺敷可能に俄合され、第
１部分の内蓬にほぼ等しい第１外径と第２部分の内径と
ほぼ等しい第２外径とを有している。第１外径の一部分
は第２内径の一部と重なって、一つの室を形成している
。

一つのスプリングが前記室中に位置し前記弁要素をハウ
ジングの閉鎖端に向って押している。ハウジング壁にあ
る出口関口は入口に隣接しており、出口開口が第２外径
と入口の間にある時、もし流体の圧力がスプリングの力
に抗して弁要素を滑動させて出口関口を露出させるのに
十分でないならば、入口からの流体が出口関口を通して
流れることはできない。バイパス閉口は入口からの流体
を受入れるために第２端に隣接している。第２外径は入
口とバイパス開○の間にある。出口閉口をバイパスさせ
ることが望まれる時には、バイパス閉口を閉じるための
手段が設けられる。本発明を一層明瞭に理解できるよう
にするために、添附図面を参照して本発明の一実施態様
を詳細に説明する。

第１図に示すように、制御弁８は入口ボート１２に、出
口ボート１４、第１、第２モータポート１６，１８、前
記ボートを相互に連絡する通路３０〜３６を備えたハウ
ジング１０と、内部流路４２と４３を持つ切換弁要素４
０とを含んでいる。切換弁要素４０は４つの作動位置を
持ち通路３０〜３６を通る流れを制御する。第１位置に
於いては、入口ボート１２と出口ボート１４は連絡され
、モータポート１６，１８は互いに遮断される。第２と
第３位置に於いては、入口１２は出口１４から切離され
、第１、第２モータポート１６，１８と夫々接続され、
又出口ボート１４はモータポート１８，１６にそれぞれ
接続される。第４位置では、モータポート１６と１８は
相互に連絡し、かつ出口ボート１４と絞られた蓮通をす
る。内部流路４３中のチェック弁６川ま、弁要素４０が
第１と第２位置の間を動かされるとき、モータポート１
６と出口ボート１４間の流れを阻止する。本発明では、
弁要素４０と関連していて、弁要素４０が第１と第３位
置の間を動かされるときボート１８と出口１４間の流れ
を阻止する弁要素７０を含んでいる。

第１図には、制御弁をポンプ２０およびモータ２２と組
合せて示してある。

制御弁８は入口ボート１２、出口ボート１４、第１モー
タポート１６、第２モータポート１８および７つの軸方
向に間隔を持った環状室３０〜３６と交叉する弁穴１９
を持つハウジング１０を含んでいる。環状室３２と３４
は入口ボート１２と分岐供給路３８で連絡されている。
環状室３０，３３，３６は出口ボート１４と出口マニホ
ールド３９で連絡されている。先行技術に於ける制御弁
、例えばルール（Ｒ血１）の特許、と同様に、パイロット制御型の逃し
弁５４が供給路３８と出口マニホールド３９との間に設
けられている。

弁穴１９内には、２つの内部流離４２と４３を持つ功換
弁要素４０が位置させてある。

弁要素４０は横断通路４４〜４９を含み、作動流体を内
部流路４２と４３から室３３〜３６へ流通させる。チェ
ック弁６０は流路４３中にあり横断通路４４から通路４
５への流れを阻止する。内部流路４２内には弁装置７０
があり、またこの内部流路４２はハウジングを構成する
壁を有している。このハウジングは第１の端７２と閉鎖
端７４を有している。前記ハウジングの第１の部分７６
はある内径になっている。第２部分７８は部分７６と隣
接し、部分７６より大きい内径を有している。ロードチ
ェック弁と称される中空の弁要素８２、は糟勤可能に流
路４２中にはめ込まれている。ロードチェック弁８２の
外接８４は部分７６の内径に近い。ロードチェック弁８
２の第２の外径８６、肩として働く、は部分７８の内径
に近い。部分７６の外蓬部は部分７８の内径部に重ね合
されて、室８８を形成している。好ましくは圧縮型のス
プリング９川ま。−ドチェック弁８２を取巻き室８８中
に位置し、ロードチェック弁８２を閉鎖端７４の方に押
付けている。圧縮型のスプリングを他の所（図示しない
）例えば第１端７２とロードチェック弁８２の様７９の
間に入れることも又本発明の範囲内である。

さらにスプリング９０は他の形式、例えば引張型で、ロ
ードチェック弁８２と端７４の間にあってもよい。（図
示しない）第５図、第６図に於いて、スリーブ部材９２
は制御弁の部分７８に位置し、ロードチェック弁８２を
止めるための衛合部をなす一端９４を有している。

スリ−ブ部材９２は又ハウジングの閉端７４と接触する
端部９６と、端部９４上に関口１００を形成する複数の
指状部９８とを含んでいる。閉口１００は横断通路４９
の複数の閉口１０２と一線をなしスリーブの位置にか）
わりなく、弁要素４川こ従って流体を開□１００から閥
口１０２を通して流すことができる。図には４つの開ロ
ー００と、６つの関口１０２が示してあるが、どのよう
な組合せの関口でも使用できる。本発明の特徴は以下の
代表的動作の説明でよりよく理解される。

例えばフロントエンドローダがバケットを取付けたブー
ムを操作するためのモ−，夕２２を制御するため、第１
図に示す型式の制御弁を包含しているものと仮定する。
″第１″位置に相当する″中立″又は″保持″位置に於
いてはポンプ２０からの作動流体は入口ボート１２を経
て制御弁８に入る。

流体は分岐通路３８、中央戻り室３３、出口マニホール
ド３９、出口ボート１４を通り貯槽に流れる。このとき
モータポート１６と１８は入口ボート１２と出口ボート
１４から遮断されているためモータ２２には流体は流れ
ない。こうしてモータ２２に取付けられたブームとバケ
ットは定位直に保持される。当該技術分野の熟練者には
、一つ以上の機能を同時に果させるため複数の制御弁が
直列に接続されることは理解されるでしよう。機械の運
転者がバケットを上昇させる場合について考えてみよう
。

運転者は切襖弁要素４０を″上昇″又は第２位置に動か
す。″上昇″位置を示している第２図に於いて、作動流
体は供給室３２から横断通路４５を通ってチェック弁６
０開き、横断通路４４からモー夕室３１への流通を許す
。流体はさらにモータポート１６からモータ２２に入り
、ピストンに作用してブームとバケットを上昇させる。
このとき、モータ２２のロッドエンドからの流体はモー
タポート１８に入り室３５、横断通路４７を通り、内部
流路４２に流れる。そこで作動流体は４６の横断通路か
ら中央出口室３３へ又４９の横断通路を通って出口室３
６へ流れる。バケットが希望の位置に達すると弁要素４
０は元の″中立″位置に戻される。この動きの間モ−夕
２２のヘッドェンド‘こバケットの重量で発生するモー
タ室３１の中の高圧流体が供給路３２および中央出口室
３３に流れるのをチェック弁６０で阻止する。次に運転
者がバケットを地面まで降そうとする場合について考え
る。

弁要素４０が″第４″位置として第４図に示されている
″浮動″位置に動かされる。このときバケットの重量は
モータ２２のヘッドエンドの流体を押し、流体はモータ
ポート１６、出口室３１、横断通路４６を通り内部流路
４２に入る。さらに流体は横断通路４９、モータ室３５
、第２モータポート１８を経てモータ２２のロッドエン
ドに流入することができる。ここで内部流路４２は横断
通路４７により中央出口室３３と供給室３２に蓬適して
いることに注目すべきである。この絞られた蓮通により
モータ２２のどちらの管路もキヤビテーションを起さな
いことを保証されている。ここに述べられているように
モータ２２の両側をお互いに連結することにより、バケ
ットは地面まで自重により″浮動降下″する。

次に、運転者が地ならし操作をしようとする場合につい
て考えてみる。

バケットが地面に向って下降するように弁要素４０は″
動力降下″位置又は″第３″位置におかれる。第３図に
於いてモータ２２のヘッドエンドの流体はモータ室３１
を経てチェック弁６０を通り外側出口室３０に流れる。

又同時にポンプ２０からの流体は供給室３２と３４を通
り内部流路４２に入る。

たとえわずかでも圧力差がロードチェック弁８２にかか
ると外径８６の作用面積は外径８４のそれより大きいた
め、作動流体はスプリング９川こ抗してロードチェック
弁８２を動かし、横断通路４８、モータ室３５、第２モ
ータポート１８そしてモータ２２のロッドエンドに流入
する。モー夕２２のロッドェンド‘こ流体が流入すると
バケットは地面に向って押付けられ車師の車輪は実際に
地面から特上げられる。一日バケットが所望の位置まで
降下すると運転者は弁要素４０を″保持″位置に戻す。

このときモータ２２のロッドエンドの圧力はモータ室３
５を伝わって室８８に働いている。

弁要素４０が動かされてロードチェック弁８２の外径８
６に作用する供給室３４の流体圧力の力が室８８中のモ
ータ室圧力の力とスプリング９０の力との合計とほぼ等
しくなると、ロードチェック弁８２は閉じ、モータポー
ト３５から横断通路４６を通って中央出口室３３への流
れを止める。こうして流体はモータ２２中に留まり、バ
ケットは所望の位置から動かない。第６図、第６図に見
られるように本発明のもう１つの特徴はロードチェック
弁８２に対する止めの働きをするスリーブ部材９２であ
る。

複数の関口部１００は横断通路４９の開ロー０２と共同
してスリーブ部材９２と弁要素４０との相互位置にかか
わらず流体がスリーブ９２の内部と通路３６の間を流れ
ることを許している。このようにスリーブ部材９２と弁
要素４０との関係位置を合せることが不必要なため、制
御弁８は簡単に組立てることができる。当該技術の熟練
者には″動力降下″位置用にロードチェック弁を持ちキ
ャビテーションのない″浮動″位置を持った、操作し易
し、そして組立ての比較的容易な液圧制御弁であること
が理解されるであろう。

さらに出口又はバイパスへ流れを導くチェック弁につい
て述べられている。ここに本発明の好ましい実施例が述
べられているが、当該技術の熟練者にとっては、本発明
の範囲から逸脱しない変形や変更がなされることは明瞭
である。

従って本発明の真意と範囲に従がうそのような変形や変
更を網羅することが以下の特許請求の範囲の目的である
。

【図面の簡単な説明】第１図は制御弁の断面図で切換弁要素が中立位置にある
所を示す。第２図は第１図と同様な断面図で、切換弁要素が上昇位
置にある所を示す。第３図は第１図と同様な断面図で、
切換弁要素が動力降下位置にある所を示す。第４図は第
１図と同様な断面図で、切換弁要素が浮動位置にある所
を示す。第５図は第１図の制御弁の５−５線での断面図
で弁要素中のスリーブを示したもの。第６図はスリーブ
の側面図である。８…・・・制御弁、１２・・・・・・
入口ボート、１４・・・・・・出口ボート、１６……第
１モータポート、１８…・・・第２モータポート、３０
〜３６・・・・・・通路、１０・・・・・・ハウジング
、４０・・・・・・切換弁要素、４２，４３・・・・・
・内部流路、３８・・・・・・供Ｖ給路、３９・・・・
・・出口マニホルド、７０・…・・弁装置、６０・・・
・・・チェック弁、８２・・・・・・中空ロードチェッ
ク弁、１９・・・・・・弁穴、４４〜４９・・…・横断
通路、７２・・・・・・第１の端、７４・・・・・・閉
止端、７６・・・・・・第１部分、７８・・・…第２部
分、８８・・・・・・室、９０・・・・・・スプリング
。ＦＩＧＩＦＩＧ２ＦＩＧ３ＦＩＧ４ＦＩＧ５ｒＩＧ６

Claims

【特許請求の範囲】

１入口ポート１２、出口ポート１４、第１、第２モー
タポート１６，１８、前記ポートを相互に連絡する通路
および内部流路４２を備えた切換弁要素４０を有するハ
ウジング１０を備え、前記弁要素４０は、通路を通る流
れを制御する４つの作動位置、即ち、入口ポート１２お
よび出口ポート１４が相互に連絡され、各モータポート
１６，１８が他方のモータポートから遮断される第１位
置、入口ポート１２が出口ポート１４から遮断され、第
１、第２モータポート１６，１８と夫々連絡され、出口
ポート１４が第２、第１モータポート１８，１６と夫々
連絡される第２および第３位置、および２つのモータポ
ート１６，１８が相互に連絡され、この相互連絡が出口
ポート１４と絞られた連通状態にある第４位置を有し、
弁要素４０が第１位置と第２位置との間を動かされると
き第１モータポート１６から出口ポート１４への流れを
阻止するための第１チエツク弁６０を内部流路４３の中
に設けて成る液圧制御弁において、第２モータポート１
８と出口ポート１４との間で内部流路４２中に設けられ
、流路４２中に摺動自在に配置された中空で細長いロー
ドチエツク弁８２を有する弁装置７０を備え、前記弁装
置７０は入口７２と出口４８を有し、前記ロードチエツ
ク弁８２は、切換弁要素４０が第１位置と第３位置との
間を動かされるとき、入口７２と出口４８との間の流体
連通を断つて第２モータポート１８と出口ポート１４と
の間の流体連通を阻止するように常時スプリングで賦勢
され、更に前記ロードチエツク弁８２は、切換弁要素４
０が第３位置にあるとき、第２モータポート１８と入口
ポート１２と出口ポート１４との間の流体流れを可能に
するため、前記スプリングの賦勢に抗して摺動するのに
十分な流体圧力の下で作動して出口４８を開くようにな
つていることを特徴とする液圧制御弁。