JPS6032401Y2 - 流体方向切換弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、単動型の流体作動シリンダの上昇ないし前
進、下降ないし後退、及び停止保持を行なう流体方向切
換弁に関するものである。

トラクタの油圧リフト、コンバインの刈取部昇降装置、
或はその他の農業機械又は土木機械におけるリフト装置
等において汎用されている単動型の流体作動シリンダを
一定の伸縮位置に保持するためには一般に、流体作動シ
リンダへの給油のために該シリンダ方向への流体流通は
許容するが該シリンダ方向からの流体流通はこれを阻止
して流体作動シリンダの自動的な縮小動作を防止する逆
止弁を、流体作動シリンダの流体給排回路に挿入して用
いられる。

そして、本願出願人の開発に係る、実公昭５２−３２９
７５号公報に開示された流体方向切換弁においては、弁
位置切換え用のスプールの外周面に、出口ポートと常時
連通せしめられると共に上記スプールの流体供給位置で
は入口ポートに、流体排出位置ではタンクポートに、そ
れぞれ連通せしめられる環状溝を形成すると共に、この
環状溝と出口ボート間に出口ポート方向への流体流通の
みを許容する逆止弁を設け、流体排出位置方向への上記
スプールの摺動変位時に上記環状溝内底面のカム斜面に
より上記逆止弁開放用の作動杆を逆止弁開放方向に変位
させ、上記逆止弁を機械的に開放させるように構威し、
もって流体作動シリンダ位置保持用の逆止弁を該シリン
ダ用の流体方向切換弁に組込んだ構造とすると共に、流
体作動シリンダを縮小動作させる、該シリンダからの排
油時には流体方向切換弁ないしそのスプールの位置切換
え操作に連動して排油のために上記の逆止弁が自動的に
開放せしめられる構造としている。

そしてこのようにするときは、前記機能の逆止弁及びそ
の開放機構を含めてのシリンダ作動制御弁機構が構造簡
単なものとなり、また逆止弁を機械的に開放するものと
されていることから、逆止弁開放のタイミングを適確に
とり得るといった長所が発揮される。

この考案の課題とするところは、上に説明したような流
体方向切換弁であって、この切換弁により作動を制御さ
れる流体作動シリンダ等に応じた、或は流体方向切換弁
毎の製作上のバラツキに応じた、逆止弁開放のタイミン
グ調整、つまり流体作動シリンダからの排油タイミング
の調整を、簡単に行ない得るように工夫を施された新規
な流体方向切換弁を提供するにある。

図示の実施例について、この考案に係る流体方向切換弁
の構成を説明すると、第１，２図において、１は歯車１
ａ、ｌｂを備えた歯車ポンプ、２はその駆動軸、３はポ
ンプ１の吐出口であって、この吐出口３から単動型油圧
シリンダ４に連らなる油の給排回路にこの考案に従った
流体方向切換弁を挿入しであるが、この実施例では特に
ポンプハウジングないしポンプケースと弁ハウジングな
いし弁ケースとを図示のように共通となし、もってポン
プと弁を一体化し、ポンプ吐出口３を流体方向切換弁の
入口ポートとしている。

そして、上記したハウジングないしケースに貫通形成さ
れた嵌合穴５内には、操作レバー６にて操作される操作
軸７ａを基端部に備えたスプール７が摺動自在に嵌挿さ
れると共に、上記嵌合穴５の先端開口部を閉塞する、弁
ケースの一部である蓋板８の円筒状内挿部８ａを嵌合し
てあり、上記スプール７の外周面には環状溝９を該スプ
ール７の中途において形威し、この環状溝９は弁ケース
の出口ポート１０に連通させる通路１１を弁ケースに形
成すると共に、該通路１１に、圧縮バネ１２ａにより移
動附勢されて該通路１１を閉塞するポペット１２ｂを備
えた逆止弁１２を配設し、出口ポート１０方向への流体
流通のみを許容するこの逆止弁１２における上記ポペッ
ト１２ｂの先端をスプール７外周面の環状溝９内底面に
僅かの間隙をおいて対設すると共に、該環状溝９内底面
の前方部分にカム斜面９ａを形威して、図示の中立位置
Ｎから下降ないし後退作用位置■方向にスプール７を矢
印Ｂ方向に沿い変位操作すると、該カム斜面９ａにより
ポペット１２ｂが押されて逆止弁１２が開放動作せしめ
られるように、なされている。

すなわち、環状溝９は、上記のように通路１１を介して
出口ポート１０に常時連通させると共に後述のように入
口ポート３及び後記タンクポート２５に選択的に連通せ
しめられ、その内底面のカム斜面９ａは、スプール７の
位置Ｄｅ力方向の摺動変位に連通して逆止弁１２を機械
的に開放するために設けられているのであるが、第１゜
２図からみてとれるように、カム斜面９ａを前方部分に
備えた環状Ｊ１９は特に、スプール７の軸心Ｘに対し適
当量δ傷心させて形威しである、つまり換言すると環状
溝９の範囲りにおいては小径となっているスプール７の
中心Ｙをスプール７全体としての軸心ないし嵌合穴５の
中心Ｘから量δだけ偏らせである。

したがって、スプール７をその円周方向に沿い変位させ
ると、同方向での、第１図のスプール７位置と第２図の
スプール７位置との比較からも判るように、スプール７
半径方向に沿う、ポペット１２ｂ先端とカム斜面９ａ間
の間隔が変更され、位置■方向へのスプール７摺動変位
時における、カム斜面９ａのポペット１２ｂに対する押
し作用タイミング、したがって逆止弁１２の開放タイミ
グが、変更されることとなる。

そして、前記嵌合穴５に連らなる弁ケースの基端開口は
蓋板１３にて閉塞されており、操作レバー６はその下端
近くで、この蓋板１３に突設せる支持アーム１３ａにピ
ン１４にて回動自在に支持されているが、該操作レバー
６とスプール７基端の操作軸７ａ間は、操作軸７ａの小
径端部に連動金物１５を嵌合しトルナツト１６で締付は
固定すると共に、この連動金物１５に突設せるビン１５
ａを操作レバー６下端のフォーク６ａに挾持させ、もっ
て操作レバー６をピン１４まわりで回動操作すると、ビ
ン１５ａ位置がスプール７長さ方向に沿い変位せしめら
れ該ビン１５ａを突設せる連動金物１５が同方向に沿い
変位せしめられて操作軸７ａ、従ってスプール７の摺動
変位が得られるように、なされている。

したがって、上記のナツト１６を一旦弛めて操作軸７ａ
と連動金物１５間を相対回動自在とした上で、操作軸７
ａとスプール７を操作レバー６に無関係にスプール７円
周方向に沿い変位させ得、このようにしてスプール７を
その円周方向に沿い変位させ逆止弁１２の開放タイミン
グを調節し、再びナツト１６を締付けて連動金物１５を
操作軸７ａ上に固定し、操作レバー６とスプール７間を
連動連結し得るのである。

次に、第１，２図に図示の流体方向切換弁における切換
弁としての詳細構造を説明するが、この流体方向切換弁
は特に、油圧シリンダ４に対する作用油圧を設定する調
圧弁を兼ねたものとされているので、切換弁構造と調圧
弁構造とを併せ説明する。

スプール７と蓋板内挿部８ａとにはそれぞれ、スプール
７の軸線方向に沿わせた同心的な穴１７．１８であって
その開口端を対向位置させた穴１７．１８を形成してあ
って、このうち蓋板内挿部８ａの穴１８内にはスプール
７軸線上に位置せしめたポペット１９をその幹部で嵌挿
してあり、同様に穴１８内に嵌挿された圧縮バネ２０に
より移動附勢されたこのポペット２０は、図示のように
上記圧縮バネ２０の作用でリリーフ部Ｒである、スプー
ル穴１７の開口端を閉塞するものに構成されている。

そして、ポペット２０外周位の嵌合穴５内には、通路２
１を介してポンプ吐出口ないし入口ポート３を連通させ
てあり、ポペット１９外周位の嵌合穴５はさらに、スプ
ール７の外周面に形成せる溝穴２２を介して前記環状溝
９に連通せしめである。

またポペット１９には、スプール７の穴１７と蓋板内挿
部８ａの穴１８間を連通させる、該両穴１７．１８と同
心的な穴２３と、この穴２３をポペット１９外周位の嵌
合穴５に連通させる穴２４とを穿設してあり、後者の穴
２４は、スプール７を図示の中立位置Ｎから上昇ないし
前進作用位置Ａｓに矢印Ａ方向に沿い変位操作すると、
これによりポペット１９が同様方向に押されて変位せし
められることから、蓋板内挿部８ａの穴１８内に没入せ
しめられて該穴１８の内周壁面により閉塞される如き位
置において、形成されており、弁ケースにはさらに、蓋
板内挿部８ａの穴１８に開口するタンクポート２５を設
けである。

第１，２図において、２６は、スプール７を下降ないし
後退作用位置Ｄｅから中立位置Ｎ方向に移動附勢してい
る、弁ケース内の圧縮バネであり、また２７は該圧縮バ
ネ２６設置空間よりタンクポート２５方向にリーク油を
ドレーンするドレーン穴である。

第１．２図に図示の流体方向切換弁は、上記のように構
成されているから、その切換弁及び調圧弁としての作用
は、次の通りとなる。

すなわち、図示の中立位置Ｎでは、歯車ポンプ１から吐
出される油は、吐出口ないし入口ポート３より通路２１
、嵌合穴５、ポペット１９の穴２４．２３及び蓋板内挿
部８ａの穴１８を介しタンクポート２５に、何らの圧縮
を受けることなくドレーンされるものであるが、レバ−
６操作によりスプール７を上昇ないし前進作用位置んに
矢印Ａ方向に沿い変位させると、該スプール７変位によ
るポペット１９変位で該ポペット１９の穴２４が前記の
ように穴１８内周壁面により閉塞されるから、入口ポー
ト３とタンクポート２５間の連通が一旦断たれ、入口ポ
ート３から嵌合穴５に至る間の流体路中の流体圧がリリ
ーフ部Ｒからの流体リリーフが行なわれる状態での高圧
力にまで高まるものである。

すなわち、このリリーフ時の流体圧力をＰとし、スプー
ル７の前進状態での圧縮バネ２０の圧縮量をｘ１該バネ
２０のバネ定数をｋとすると、ポペット１９の後退方向
に作用する流体圧力Ｐの受圧面積が、図示のように穴１
８の断面積をＳｌとし穴１７の断面積を８２とすると５
ｌ−３２であることから、 ｐ （Ｓｌ−３２）＝ｋｘ
（１）なる関係が成立し、これよりして、 ｘ Ｐ＝８１−８２（２） なる流体圧力が成立するものであり、この圧力の流体が
溝穴２２及び環状溝９を経て逆止弁１２及び出口ポート
１０を介し流体作動シリンダ４に作用せしめられること
となる。

したがって上記の流体圧受圧面積である５ｌ−３２を、
シリンダ４に作用させるべき流体圧力に合わせて適当に
選択しておくことになるものであり、圧力設定用バネを
構成する圧縮バネ２０は、ポペット１９の流体圧受圧面
積を面積差５ｌ−Ｓ２として小としであることから、通
例の場合よりバネ強度ないしバネ定数を小さなものに選
択し得るものである。

次に、図示の中立位置Ｎからスプール７を矢印Ｂ方向に
変位操作して下降ないし後退作用位置■にもたらすとき
は、中立位置Ｎでと同様に吐出口ないし入口ポート３が
タンクポート２５に連通せしめられていて、ポンプから
の油がタンクポート２５方向にドレーンされると共に、
前記のように逆止弁１２がカム斜面９ａの作用で開放動
作せしめられることから、出口ポート１０と環状溝９間
が連通せしめられ、したがって流体作動シリンダ４から
出口ポート１０、通路１１、環状溝９、溝穴２２、嵌合
穴５、穴２４．２３及び穴１８を介してタンクポート２
５方向に、所要のように流体排出が行なわれるものであ
る。

次に、第３，４図に図示の他の実施例について説明する
と、第１．２図に図示の実施例ではスプール７をその円
周方向に沿い変位調節可能に支持することを、該スプー
ル７基端の操作軸７ａ上に連動金物１５を解除可能に固
定し、この連動金物１５を介し操作レバー６と操作軸７
ａないしスプール７間を連動連結すりことで、行なって
いたのに対し、第３．４図の他の実施例では、スプール
７を、次のようにして円周方向に沿い変位調節可能に支
持している。

すなわち、前記の場合同様に蓋板１３上の支持アーム１
３ａにピン１４にて回動自在に支持された操作レバー６
をピン２９によりスプール７基端の操作軸７ａに直接に
接続すると共に、蓋板１３にその円周方向に沿う適当数
の長孔３０を形威し、蓋板１３を、この各長孔３０に挿
通され弁ケースのネジ孔３１に螺合されるボルト３２に
て弁ケースに締着するようにしているのであり、これに
より、ボルト３２を一旦弛め長孔３０の範囲内で蓋板１
３を回動変位させるときは、操作レバー６を介し操作軸
７ａとスプール７が円周方向に沿い変位せしめられるこ
とになり、このようにしてスプール７をその円周方向に
沿い変位させ前記のように逆止弁１２の開放タイミング
を調整し、その後において再びボルト３２を締付は蓋板
１３を固定することで、所期の調整を行ない得るのであ
る。

なお以上の実施例では、この考案に従った流体方向切換
弁に調圧弁機構を一体的に組込んだが、この考案は勿論
、このような構造にまで限定されるものではない。

また以上の実施例では、逆止弁１２の弁体を樹皮するポ
ペット１２ｂを、該逆止弁１２を機械的に開放させる作
動杆に兼用させたが、逆止弁開放用の作動杆を逆止弁の
弁体とは別体のものとしてもよいことは、勿論である。

以上のように、この考案は、最初に述べたような流体方
向切換弁において、逆止弁開放用のカム斜面を備えた、
スプール外周の環状溝を、スプールの軸心に対し適当量
偏心させて形成すると共に、スプールを、その円周方向
に沿い変位調節可能に支持するといった樹皮で、上記の
カム斜面による逆止弁開放のタイミング調整、つまり流
体作動シリンダからの排油タイミングの調整を、簡単に
行ない得るようにしたものであって、最初に述べたよう
な長所を有する流体方向切換弁の該長所を、一層高める
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の縦断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿った縦断面図で一部材については第１
図の場合とは位置を変えて図示したもの、第３図は他の
実施例の縦断部分図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に
沿う断面図である。 ３・・・入口ポート（ポンプ吐出口）、４・・・単動型
油圧シリンダ、５・・・嵌合穴、６・・・操作レバー、
６ａ・・・フォーク、７・・・スプール、７ａ・・・操
作軸、９・・・環状溝、９ａ・・・カム斜面、１０・・
・出口ポート、１２・・・逆止弁、１２ａ・・・圧縮バ
ネ、１２ｂ・・・ポペット、１３・・・蓋板、１３ａ・
・・支持アーム、１４・・・ピン、１５・・・連動金物
、１５ａ・・ゼン、１６・・・ナツト、２５・・・タン
クポート、２９・・ゼン、３０・・・長孔、３１・・・
ネジ孔、３２・・・ボルト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁位置切換え用のスプールの外周面に、出口ポートと常
   時連通せしめると共に上記スプールの流体供給位置では
   入口ポートに、流体排出位置ではタンクポートに、それ
   ぞれ連通せしめられる環状溝を形成すると共に、この環
   状溝と出口ポート間に出口ポート方向への流体流通のみ
   を許容する逆止弁を設け、流体排出位置方行への上記ス
   プールの摺動変位時に上記環状溝内底面のカム斜面によ
   り上記逆止弁開放用の作動杆を逆止弁開放方向に変位さ
   せ、上記逆止弁を機械的に開放させるように構威された
   流体方向切換弁であって、前記環状溝を、前記スプール
   の軸心に対し適当量偏心させて形成すると共に、前記ス
   プールを、その円周方向に沿い変位調節可能に支持しで
   あることを特徴とする流体方向切換弁。