JPH0357350B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アクチエータからの戻り油を、必
要に応じて供給側に送る方向制御弁に関する。

（従来の方向制御弁） 第１，２図に示した従来の方向制御弁は、弁本
体１にアクチエータポート２，３を形成し、一方
のアクチエータポート２をシリンダ４のボトム側
室５に接続するとともに、他方のアクチエタポー
ト３をロツド側室６に接続している。

このようにした弁本体１にはスプール７を設け
ているが、このスプール７が第１図に示すように
中立位置にあるとき、ポンプポート８，９がタン
クポート１０に連通するとともに、前記アクチエ
ータポート２，３は、供給流路１１及びタンク流
路１２との連通が遮断される関係にしている。

そしてこの供給流路１１は、ロードチエツク弁
１４を介してパラレルフイーダ１３と通じてい
る。

また上記スプール７の片側、すなわち図面右側
には、制御部体１６を内装している。

この制御部体１６部分の構成を拡大したのが第
２図である。

すなわち、この制御部体１６はその外端の大径
部１７を圧力室１８内に臨ませるとともに、この
圧力室１８に設けたスプリング１９の作用で、通
常はポペツト部２０をスプール７に形成のバルブ
シート２１に圧接させている。またポペツト部２
０から突出させた突部２２を連通室２２内に臨ま
せるとともに、連通室２３側のポペツト部２０の
受圧面積ａ１に対いて圧力室１８側の受圧面積ａ
２を大きくしている。そして上記制御部体１６に
は通油孔２４を形成し、この通油孔２４を介して
圧力室１８と連通室２３とが常時通じる構成にし
ている。

さらに上記連通室２３はスプール７に形成の通
孔２５を介して、他方のアクチエータポート３に
連通したり、あるいは前記供給流路１１に連通し
たりする関係にしている。

すなわち、スプール７が中立位置にある図示の
状態では、通孔２５が他方のアクチエータポート
３に連通する一方、スプール７を図面左方向に切
換えたときは、供給流路１１と連通する関係にし
ている。

また制御部体１６のポペツト部２０がバルブシ
ート２１に圧接している状態において、ポペツト
部２０と大径部１８間に対向する関係位置に、切
換孔２６とタンク流路ポート２７とを形成してい
る。これら切換孔２６とタンク流路ポート２７と
は、制御部体１６とスプール７間に形成される流
通路２８を介して常時連通するとともに、他方の
アクチエータポート３及びタンク流路１２に対し
ては次の関係位置を保持している。

すなわち図示の中立位置において、切換孔２６
はタンク流路１２に通じる一方、タンク流路ポー
ト２７はタンク流路１２の開口部とくい違い、完
全に閉ざされる。そしてスプール７を図面左方向
に切換えると、切換孔２６が他方のアクチエータ
ポート３に連通するとともに、タンク流路ポート
２７がタンク流路１２に連通する。

しかしてスプール７を左右いずれかに切換える
と、ポンプポート８，９とタンクポート１０との
連通が遮断されるとともに、第１あるいは第２環
状溝２９，３０を介して、いずれか一方のアクチ
エータポートが供給流路１１と連通する。

いまスプール７を図面右方向に移動させたとす
ると、第２環状溝３０を介して供給流路１１と他
方のアクチエータポート３とが連通するととも
に、一方のアクチエータポート２は第３環状溝３
１を介して連通する。

したがつてポンプからの圧油はロツド側室６に
流入し、ボトム側室５内の油はタンクに戻り、シ
リンダ４はそのロツドを矢印１５とは反対方向に
移動させる。

次にスプール７を図面左方向に切換えると、こ
ん度は一方のアクチエータポート２が第１環状溝
２９を介して供給流路１１に連通するが、他方の
アクチエータポート３とタンク流路１２とは次の
ようにして連通する。

すなわち、前記切換孔２６が他方のアクチエー
タポート３と連通するとともに、タンク流路ポー
ト２７がタンク流路１２と連通するので、他方ア
クチエータポート３は、切換孔２６、流通路２８
及びタンク流路ポート２７を介してタンク流路１
２に連通すつる。

またこのときには、通孔２５が供給流路１１に
連通するので、供給流路１１内の供給圧は、シリ
ンダのボトム側室５に流入するとともに、前記連
通室２３及び圧力室１８にも流入する。

上記のようにシリンダのボトム側室５に圧油が
供給され、ロツド側室６がタンク流路１２に連通
するので、シリンダ４のロツドは矢印１５方向に
移動する。

そしてこのようにした方向制御弁は、たとえば
パワーシヨベルのアームシリンダを制御するため
に用いるが、いま当該パワーシヨベルのバツケト
を空中で下降動作させると、シリンダ４には矢印
１５方向のカウンター負荷が作用する。

したがつてボトム側室５は負圧になり、このボ
トム側室５に連通する連通室２３及び圧力室１８
も負圧になる。圧力室１８内が負圧になれば、流
通路２８内の圧力によつて制御部体１６はスプリ
ング１９に抗し移動し、バルブシート２１を開
く。

バルブシート２１が開くことによつて、ロツド
側室６の戻り油は、連通孔２３及び通孔２５を通
つて供給流路１１に流入し、ポンプからの油と合
流する。つまりロツド側室６からの戻り油をボト
ム側室５に供給してその不足分を補い、キヤビテ
ーシヨンを防止する。

一方当該パワーシヨベルが掘削作業をしている
ときには、ボトム側室５内の圧力が高圧になり、
この高圧が連通室２３にも導入される。このよう
に連通室２３に導入された高圧は、通油孔２４を
通つて圧力室１８にも導かれる。その結果連通室
２３及び圧力室１８は同圧になるが、前記したよ
うに受圧面積ａ１よりａ２の方が大きいので、制
御部体１６はバルブシート２１を閉じた状態に維
持される。

したがつてこの場合につは、ロツド側室６の戻
り油は、供給流路１１に回らず、すべてタンク流
路１１に流れる。

上記のようにした従来の方向制御弁の欠点は、
たとえば当該パワーシヨベルの掘削作業時におけ
るエネルギーロスが大きくなることである。

すんなわち上記掘削作業時には、ロツド側室６
の戻り油の流路過程での抵抗が少なければ少ない
ほどエネルギーロスが少なくなる。つまりタンク
流路ポート２７の直径が大きければ大きいほどエ
ネルギーロスが少なくなる。

ところがタンク流路ポート２７の直径を大きく
すると、当該バケツトの空中下降作動時に、ロツ
ド側室６の戻り油がこのタンク流路ポート２７か
らタンク流路１２に逃げてしまい、その戻り油を
ボトム側室５にほとんど供給しえなくなる。

したがつてタンク流路ポート２７の直径を大き
くするにも限界があり、結局掘削作業時における
エネルギーロスを無くせなかつた。

（本発明の目的） この発明は、タンク流路ポートの直径を十分に
大きくし、たとえばパワーシヨベルの掘削作業時
などにおけるエネルギーロスを最少にする一方、
当該アクチエータにカウンター負荷が作用したと
きには、そのアクチエータからの戻り油を供給流
路に回す方向制御弁の提供を目的にする。

（本発明の実施例） この発明は、スプールの片側の構造を改良した
もので、そのほかは従来と同様なので、実施例を
示す第３図には、その要部のみを示している。

すなわちスプール７の片側には弁孔３２を形成
し、この弁孔３２内に制御部体３３を内装してい
る。

上記制御部体３３は弁孔３２の内周面に対して
摺動自在な大径部３４，３５を形成している。そ
してこれら大径部３４，３５間に流通路２８を形
成するとともに、内側の大径部３４と弁孔３２内
端面との間にスプリング３６を介在させている。

上記スプリング３６の作用で制御部体３３は、
通常弁孔３２の外端からはめ込んだストツパ３７
に接する関係にしている。

制御部体３３がストツパ３７に接している状態
において、内側の大径部３４は通孔２５に一致
し、その通孔２５を閉じる関係にしている。ただ
し切換孔２６及びタンク流路ポート２７は、前記
流通路２８側に開口するようにしている。

上記のようにした制御部体３３には、通油孔３
８を形成し、流通路２８と外側の大径部３５の外
方に形成の圧力室３９とを常時連通させている。

このようにしたスプール７は、その第２環状溝
３０に小孔４０を形成し、前記スプリング３６を
内装した受圧室４１を常時第２環状溝３０に連通
させている。

そして上記第２環状溝３０と通孔２５とは、次
の関係を維持している。

すなわちスプール７が第３図左方向に移動し、
その第１環状溝２９を介して供給流路１１とアク
チエータポート２とが連通している状態におい
て、第２環状溝３０が供給流路１１と多少オーバ
ーラツプするとともに、通孔２５が供給流路１１
と連通する関係にしている。換言すれば、アーム
シリンダ４のボトム側室５にポンプ４２からの油
を供給しているときにも、その圧油は第２環状溝
３０から小孔４０を通つて受圧室４１に常時流入
する関係にしている。そしてこの状態を維持しな
がら、通孔２５も供給流路１１に連通するように
している。

しかしていま、スプール７を図面左方向に移動
させると、ポンプ４２からの油は、供給流路１
１、第１環状溝２９及びアクチエータポート２を
通つて、ボトム側室５に流入する。

またロツド側室６の戻り油は、アクチエータポ
ート３、切換孔２６、タンク流路ポート２７及び
タンク流路１２を通つてタンク４３に戻る。

ただし、このときアームシリンダ４に矢印１５
方向のカウンター負荷が作用していると、ボトム
側室５内が負圧になり、受圧室４１の圧力が低く
なる。一方ロツド側室６からの戻り油がタンク流
路ポート２７を通過するときに多少の圧損が発生
し、そのために圧力室３９内の圧力が受圧室４１
内の圧力より高くなり、制御部体１６をスプリン
グ３６に抗して移動させる。

このように制御部体１６が移動すると、外側の
大径部３５によつてタンク流路ポート２７が閉じ
られるとともに、内側の大径部３４が通孔２５を
開くことになる。

上記のようにタンク流路ポート２７が完全に閉
ざされるので、ロツド側室６の戻り油全量は、切
換孔２６、流通路２８及び通孔２５を通つて、供
給流路１１に流入することになる。すなわちロツ
ド側室６の戻り油全量が、ボトム側室５に供給さ
れることになる。

また掘削作業時のときには、ロツド側室６の圧
力が高くなるので、それに応じてボトム側室５内
の圧力も高くなる。ボトム側室５内の圧力が高く
なれば、受圧室４１内の圧力も上昇し、制御部体
１６を図示の状態に保持する。

この図示の状態においては、タンク流路ポート
２７が完全に開いているので、ロツド側室６の戻
り油は、切換孔２６、タンク流路ポート２７及び
タンク流路１２を通つて、タンク４３に戻る。す
なわちアームシリンダ４の負荷が大きいときに
は、ロツド側室６の戻り油全量をタンク４３に戻
すことになる。

（本発明の構成及び効果） 以上の説明から明らかなとおり、この発明は、
ポンプに連通する供給流路とタンクに連通するタ
ンク流路とを形成し、スプールの切換え位置に応
じて、そのスプールに形成の第１環状溝あるいは
第２環状溝を介して、供給流路をいずれか一方の
アクチエータポートに連通させるとともに、タン
ク流路をいずれか他方のアクチエータポートに連
通させる方向制御弁において、前記スプールの片
側に形成した弁孔と、この弁孔に摺動可能に設け
る一方、所要の間隔を保持して１対の大径部を設
けるとともに、前記弁孔内における大径部間を流
通路としてなる制御部体と、前記弁孔内であつて
スプールより内方に形成した受圧室と、同じく外
方に形成され、しかも通油孔を介して前記流通路
と常時連通する圧力室と、前記供給流路とシリン
ダのロツド側室に通じるアクチエータポートとを
連通させるいずれか一方の前記環状溝に形成さ
れ、その環状溝を受圧室に連通させる小孔と、前
記受圧室内に設け、制御部体の初期位置を設定す
るスプリングと、上記環状溝よりやや外方にあつ
て、かつスプールの前記初期位置で内側の大径部
によつて閉ざされる通孔と、この通孔の外方にあ
り、かつ前記流通路に対して常時開いた状態を維
持する切換孔と、この切換孔の外方にあり、スプ
ールの前記初期位置で、流通路に対して開いた状
態を維持するタンク流路ポートとを備えてなり、
前記ロツド側室をタンク流路に連通させる関係位
置に前記スプールを移動させたとき、小孔を形成
した環状溝及び通孔が供給流路に連通し、切換孔
が前記ロツド側室に通じるアクチエータポートに
連通するとともに、タンク流路ポートがタンク流
路に連通する関係にポンプに連通する供給流路と
タンクに連通するタンク流路とを形成し、スプー
ルの切換え位置に応じて、そのスプールに形成の
第１環状溝あるいは第２環状溝を介して、供給流
路をいずれか一方のアクチエータポートに連通さ
せるとともに、タンク流路をいずれか他方のアク
チエータポートに連通させる方向制御弁におい
て、前記スプールの片側に形成した弁孔内に、所
要の間隔を保持して１対の大径部と当該大径部間
に形成した流通路とからなる制御部体を、摺動可
能に設ける一方、前記弁孔内であつてスプールよ
り内方に形成し、その内部に制御部体の初期位置
設定用のスプリングを介装した受圧室と、前記供
給流路とシリンダのロツド側室に通じるアクチエ
ータポートとを連通させるいずれか一方の前記環
状溝に形成され、その環状溝を受圧室に連通させ
る小孔と、上記環状溝よりやや外方にあつて、か
つスプールの前記初期位置で内側の大径部によつ
て閉ざされる通孔と、この通孔の外方にあり、か
つ前記流通路に対して常時開いた状態を維持する
切換孔と、この切換孔の外方にあり、スプールの
前記初期位置で、流通路に対して開いた状態を維
持するタンク流路ポートとを備えてなり、前記ロ
ツド側室をタンク流路に連通させる関係位置に前
記スプールを移動させたとき、小孔を形成した環
状溝及び通孔が供給流路に連通し、切換孔が前記
ロツド側室に通じるアクチエータポートに連通す
るとともに、タンク流路ポートがタンク流路に連
通する関係に構成している。しつたがつて、スプ
ールが所定方向に移動し、シリンダのボトム側室
に油を供給しているときに、当該シリンダにカウ
ンター負荷が作用しても、ロツド側室の戻り油全
量がボトム側室に供給されることになる。

上記のように戻り油全量をボトム側室に供給で
きるのは、タンク流路ポートが制御部体の大径部
によつて完全に閉ざされるからである。

また前記制御部体は、従来のように受圧面積差
で移動するのではないので、圧力室内における制
御部体の実質的な受圧面積を大きくとれる。

そのためにタンク流路ポートの直径をかなり大
きくできる。タンク流路ポートの直径を大きくと
れるので、シリンダの負荷が大きいときにも圧力
損失が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

図面第１，２図は、従来の方向制御弁を示すも
ので、第１図は断面図、第２図は要部の拡大断面
図、第３図はこの発明の１実施例を示す要部の拡
大断面図である。 ２，３……アクチエータポート、７……スプー
ル、１１……供給流路、１２……タンク流路、２
５……通孔、２６……切換孔、２７……タンク流
路ポート、２８……流通路、２９……第１環状
溝、３０……第２環状溝、３２……弁孔、３３…
…制御部体、３４，３５……大径部、３６……ス
プリング、３８……通油孔、３９……圧力室、４
０……小孔、４１……受圧室、４２……ポンプ、
４３……タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スプールの切換え位置に応じて、そのスプー
   ルに形成の第１環状溝あるいは第２環状溝を介し
   て、供給流路をいずれか一方のアクチエータポー
   トに連通させるとともに、タンク流路をいずれか
   他方のアクチエータポートに連通させる方向制御
   弁において、前記スプールの片側に形成した弁孔
   内に、所要の間隔を保持して１対の大径部と当該
   大径部間に形成した流通路とからなる制御部体
   を、摺動可能に設ける一方、前記弁孔内であつて
   スプールより内方に形成し、その内部に制御部体
   の初期位置設定用のスプリングを介装した受圧室
   と、同じく外方に形成され、しかも通油孔を介し
   て前記流通路と常時連通する圧力室と、前記供給
   流路とシリンダのロツド側室に通じるアクチエー
   タポートとを連通させるいずれか一方の前記環状
   溝に形成され、その環状溝を受圧室に連通させる
   小孔と、上記環状溝よりやや外方にあつて、かつ
   スプールの前記初期位置で内側の大径部によつて
   閉ざされる通孔と、この通孔の外方にあり、かつ
   前記流通路に対して常時開いた状態を維持する切
   換孔と、この切換孔の外方にあり、スプールの前
   記初期位置で、流通路に対して開いた状態を維持
   するタンク流路ポートとを備えたことを特徴とす
   る方向制御弁。