JP2000074233A - 流体圧切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二つの圧力流体から高圧流体又は低圧流体を
選択して出力するには、低圧選択弁、高圧選択弁、そし
て高低圧切換弁の三個の弁が必要で、これらの弁をまと
めた流体圧切換弁がなかった。 【解決手段】 弁ハウジングに、摺動自在に設けた主ス
プールと、主スプールに摺動自在に設けた副スプールを
一体的に備え、副スプールによって二つの圧力流体から
低圧を選択する低圧選択弁を形成し、この低圧流体と二
つの圧力流体のうちの高圧流体を主スプールによって任
意に選択して出力するように流体圧切換弁を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧切換弁、さ
らに詳しくは、複数の圧力流体から高圧流体又は低圧流
体を任意に選択して取り出すことができる流体圧切換弁
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４を参照して説明すると、複数の圧力
流体Ａ、Ｂから高圧流体又は低圧流体を選択して取り出
すには、三つの弁、すなわち高圧を選択する高圧選択弁
５０と、低圧を選択する低圧選択弁５２と、高圧選択弁
５０からの出力と低圧選択弁５２からの出力を選択して
出力する高低圧切換弁５４が用いられている。この高圧
流体又は低圧流体を選択する手段は、例えば建設機械の
油圧ショベルにおいて、油圧ポンプ等の油圧機器を制御
するために圧力の異なる制御油圧信号を取り出すときに
用いらる。

【０００３】高圧選択弁５０、低圧選択弁５２、及び高
低圧切換弁５４の組合せによる作用を流体Ａの圧力が流
体Ｂの圧力よりも高い場合で説明する。なお、流体Ｂの
圧力が流体Ａの圧力よりも高い場合を（ ）を付して併
記する。

【０００４】流体Ａが流路５６ａにより流体Ｂが流路５
６ｂにより高圧選択弁５０に導かれると、圧力の高い流
体Ａ（流体Ｂ）が選択されて流路５６ｃに出力される。
流路５６ａ及び流路５６ｂはまた低圧選択弁５２に接続
され、その一部はスプール５２ａの端部にそれぞれ導か
れ、スプール５２ａは高圧の流体Ａ（流体Ｂ）によって
流体Ｂ（流体Ａ）が導かれる端側に摺動され、流路５６
ｂ（流路５６ａ）の低圧の流体Ｂ（流体Ａ）を選択して
流路５６ｄに出力する。流路５６ｃの高圧選択された流
体Ａ（流体Ｂ）と流路５６ｄの低圧選択された流体Ｂ
（流体Ａ）とは高低圧切換弁５４に入力され、操作手段
５４ｂによりスプール５４ａを操作することにより、低
圧選択された流体Ｂ（流体Ａ）又は高圧選択された流体
Ａ（流体Ｂ）が流路５６ｅに出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したとおりの従来
の高圧、低圧の選択及び切換には次のとおりの解決すべ
き課題があった。すなわち、複数の圧力流体から高圧流
体又は低圧流体を選択して出力するには、低圧選択弁
と、高圧選択弁と、高低圧切換弁の三個の弁が必要であ
り、これらの弁をまとめた流体圧切換弁がなかった。

【０００６】本発明は上記事実に鑑みてなされたもの
で、その技術的課題は、複数の圧力流体から高圧流体あ
るいは低圧流体を任意に選択して出力することができる
コンパクトに一体的に構成された流体圧切換弁を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
技術的課題を解決する高低圧選択切換弁として、弁ハウ
ジングに形成された摺動孔に摺動自在に挿入された主ス
プールと、該主スプールに形成された摺動孔に摺動自在
に挿入された副スプールとを有し、該副スプールは該弁
ハウジングに流入する第一の圧力流体及び第二の圧力流
体から低圧流体を選択する低圧選択弁を形成し、該主ス
プールは該弁ハウジングに流入する第三の圧力流体と該
低圧流体のいずれかを外部信号によって選択的に出力す
る、ことを特徴とする流体圧切換弁が提供される。

【０００８】そして、第一の圧力流体及び第二の圧力流
体のうちの低圧の流体と第三の圧力流体のいずれかを外
部信号によって任意に選択して出力する。

【０００９】好適実施形態においては、該第三の圧力流
体は、該第一の圧力流体及び第二の圧力流体のうちの高
圧流体である。

【００１０】そして、第一の圧力流体及び第二の圧力流
体のうちの低圧流体あるいは高圧流体を選択して出力す
る。

【００１１】他の実施の形態においては、該第三の圧力
流体を選択する高圧選択弁を該弁ハウジングに内蔵して
いる。

【００１２】そして、弁ハウジングに内蔵された高圧選
択弁によって、第一の圧力流体及び第二の圧力流体のう
ちの高圧流体を選択する。

【００１３】さらに、該主スプールは、該低圧流体を選
択する低圧選択位置又は該第三の圧力流体を選択する高
圧選択位置にスプリングによって付勢され、該外部信号
によって該スプリングの力に抗して摺動されると該低圧
選択位置又は該高圧選択位置の他方に位置付けられる。

【００１４】そして、外部信号の有無と出力される低圧
流体あるいは高圧流体との関係が変えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
流体圧切換弁の好適実施形態を図示している添付図面を
参照して、さらに詳細に説明する。

【００１６】図１を参照して説明すると、全体を番号２
で示す流体圧切換弁は、弁ハウジング４と、弁ハウジン
グ４に形成された摺動孔４ａに摺動自在に挿入された主
スプール６と、主スプール６に形成された摺動孔６ａに
摺動自在に挿入された副スプール８とを有し、副スプー
ル８は弁ハウジング４に流入する第一の圧力流体Ａ及び
第二の圧力流体Ｂから低圧流体を選択する低圧選択弁を
形成し、主スプール６は弁ハウジング４に流入する第三
の圧力流体Ｃと上記低圧流体のいずれかを主スプール６
の端部に導入される外部信号Ｓによって選択的に出力す
る。主スプール６は外部信号Ｓが導かれる端側に向かっ
てスプリング１０によって付勢されている。

【００１７】弁ハウジング４は、ブロック状に形成され
ている。弁ハウジング４には、軸線方向に延びる摺動孔
４ａ並びに摺動孔４ａに弁ハウジング４の外から連通す
る第一の圧力流体Ａが流入する第一の流入路４ｂ、第二
の圧力流体Ｂが流入する第二の流入路４ｃ、第三の圧力
流体Ｃが流入する第三の流入路４ｄ、及び流出路４ｅが
形成されている。第一の流入路４ｂは環状空間４ｇを介
して、第二の流入路４ｃは環状空間４ｈを介して、第三
の流入路４ｄは環状空間４ｋを介して、流出路４ｅは環
状空間４ｊを介してそれぞれ摺動孔４ａに連通してい
る。摺動孔４ａの軸線方向で環状空間４ｇと環状空間４
ｊの間には閉鎖された環状空間４ｍが形成されている。
摺動孔４ａの一端側（図１において右側）には、摺動孔
４ａを小径にして形成した段部４ｎ及び弁ハウジング４
の外に開口する信号入力孔４ｆが形成されている。

【００１８】摺動孔４ａの他端側（図１において左側）
は、弁ハウジング４の外に開放されている。この開放さ
れた端には、摺動孔４ａを閉じるカバー１２が弁ハウジ
ング４にボルト１２ａによりシール１２ｂを介して取り
付けられている。

【００１９】主スプール６には、軸線方向に延びる摺動
孔６ａ並びに摺動孔６ａから第一の流入路４ｂに連通す
る第一の副流入孔６ｂ、第二の流入路４ｃに連通する第
二の副流入孔６ｃ及び主スプール６の外周面に連通して
環状空間４ｍに連通する副流出孔６ｄが形成されてい
る。摺動孔６ａの一端側（図１において左端側）は閉じ
られている。摺動孔６ａの他端側（図１において右端
側）の開放された端には雌ねじが形成され、この雌ねじ
にプラグ１４がシール１４ａを介して取り付けられてい
る。

【００２０】スプリング１０は圧縮スプリングで形成さ
れ、摺動孔４ａの中で、摺動孔４ａを閉じているカバー
１２と主スプール６の端との間に所定の力に圧縮されて
取り付けられている。このスプリング１０の力によって
主スプール６の他端は摺動孔４ａの段部４ｎに押し付け
られ、主スプール６の位置が決められている。カバー１
２とスプリング１０との間にはスプリング受け１６が備
えられている。スプリング受け１６の主スプール６側の
端と主スプール６の端との間には、摺動孔４ａの軸線方
向に隙間Ｌが設けられ、隙間Ｌによって主スプール６の
軸線方向の動きが規定されている。

【００２１】主スプール６をスプリング１０によって付
勢して段部４ｎに当接させた位置（図１に示す位置）で
高圧選択位置が規定される。そして、信号入力孔４ｆか
ら外部信号の信号流体Ｓを入力して主スプール６をスプ
リング１０の力に抗して隙間Ｌ摺動させた位置で低圧選
択位置が規定される。

【００２２】主スプール６が高圧選択位置のときには、
第一の流入路４ｂと流出路４ｅとは連通が遮断され、第
二の流入路４ｃと流出路４ｅとは連通が遮断され、第三
の流入路４ｄと流出路４ｅとは主スプール６の外周面に
形成された環状溝６ｅ及び環状空間４ｊを介して連通す
るように、それぞれ配設されている。

【００２３】主スプール６が低圧選択位置のときには、
第三の流入路４ｄと流出路４ｅとは連通が遮断され、副
流出孔６ｄと流出路４ｅとは主スプール６の外周面に形
成された環状溝６ｅを介して連通するように、それぞれ
配設されている。

【００２４】主スプール６が高圧選択位置及び低圧選択
位置のいずれの位置にあっても、主スプール６の第一の
副流入孔６ｂは第一の流入路４ｂに連通し、第二の副流
入孔６ｃは第二の流入路４ｃに連通し、また副流出孔６
ｄは環状空間４ｍに連通するように、それぞれ配設され
ている。

【００２５】副スプール８には、副スプール８の軸線方
向に延びて両端が閉じられた連通孔８ａと、連通孔８ａ
と副スプール８の外周面とを連通する放射状孔８ｂ、８
ｃ及び８ｄが形成されている。副スプール８は、両端が
閉じられた摺動孔６ａの中で、軸線方向の位置をその両
端の各々に設けられた圧縮スプリング１９によって付勢
され挟まれて決められている。スプリング１９は摺動孔
６ａにスプリング受け１８を介して設けられており、ス
プリング受け１８の端と副スプール８の端との間には、
摺動孔６ａにおける副スプール８の摺動量を規定する軸
線方向の隙間ｌが設けられている。

【００２６】副スプール８が第一の副流入孔６ｂの方向
（図１において左方）に隙間ｌ摺動してスプリング受け
１８の端と副スプール８の端が当接したときには、第一
の副流入孔６ｂと放射状孔８ｂとは連通状態になるよう
に配設されている。また、副スプール８が第二の副流入
孔６ｃの方向（図１において右方）に隙間ｌ摺動したと
きには、第二の副流入孔６ｃと放射状孔８ｃとは連通状
態になるように配設されている。放射状孔８ｄは副スプ
ール８の摺動の有無にかかわらず常に副流出孔６ｄに連
通するように配設されている。

【００２７】図１を参照して上述したとおりの流体圧切
換弁２の作用を説明する。流体圧切換弁２によって第一
の圧力流体Ａ（以下流体Ａと呼ぶ）及び第二の圧力流体
Ｂ（以下流体Ｂと呼ぶ）のうちから高圧流体又は低圧流
体が任意に選択され出力される。流体Ａの圧力が流体Ｂ
の圧力よりも高い場合を説明し、流体Ｂの圧力が流体Ａ
の圧力より高い場合を（ ）を付して併記する。

【００２８】（１）流体Ａが第一の流入路４ｂに、流体
Ｂが第二の流入路４ｃに、そして適宜の高圧選択弁２０
によって選択された流体Ａ及び流体Ｂのうちの高圧流体
Ａ（流体Ｂ）が第三の流入路４ｄに接続されている。

【００２９】（２）主スプール６が高圧選択位置のと
き：信号入力孔４ｆに外部信号の信号流体Ｓの入力がな
く主スプール６が高圧選択位置（図１に示す位置）のと
きには、主スプール６によって、第一の流入路４ｂと流
出路４ｅとの連通並びに第二の流入路４ｃと流出路４ｅ
との連通は遮断され、第三の流入路４ｄと流出路４ｅと
は連通されている。したがって、第三の流入路４ｄに入
力された高圧の流体Ａ（流体Ｂ）は流出路４ｅに出力さ
れる。このとき副スプール８には、その一端に第一の副
流入孔６ｂから流体Ａが導かれ、他端には第二の副流入
孔６ｃから流体Ｂが導かれている。そして、流体Ａ（流
体Ｂ）の圧力は流体Ｂ（流体Ａ）の圧力よりも大きいか
ら、副スプール８は流体Ｂ（流体Ａ）が導かれた端側に
隙間ｌ摺動して放射状孔８ｃ（８ｂ）を摺動孔６ａの流
体Ｂ（流体Ａ）の部分に連通させ流体Ｂ（流体Ａ）を連
通孔８ａ、放射状孔８ｄ、副流出孔６ｄを介して環状空
間４ｍに導く。しかしながら、環状空間４ｍと流出路４
ｅの環状空間４ｊとの間の連通は主スプール６によって
遮断されているから、環状空間４ｍに導かれた流体Ｂ
（流体Ａ）は流出路４ｅに流れない。したがって、高圧
選択位置においては二つの圧力流体のうちの高圧の流体
Ａ（流体Ｂ）が流出路４ｅに出力される。

【００３０】（３）主スプール６が低圧選択位置のと
き：信号入力孔４ｆに信号流体Ｓが与えられ主スプール
６がスプリング１０を圧縮して隙間Ｌ摺動した低圧選択
位置（図１において左方に隙間Ｌ摺動した位置）のとき
には、主スプール６によって第三の流入路４ｄと流出路
４ｅとの連通は遮断される。このとき副スプール８に
は、その一端に第１の副流入孔６ｂの流体Ａが導かれ他
端には第二の副流入孔６ｃの流体Ｂが導かれている。そ
して、流体Ａ（流体Ｂ）の圧力は流体Ｂ（流体Ａ）の圧
力よりも大きいから、副スプール８は流体Ｂ（流体Ａ）
が導かれた端側に隙間ｌ摺動して放射状孔８ｃ（８ｂ）
を摺動孔６ａの流体Ｂ（流体Ａ）の部分に連通させ流体
Ｂ（流体Ａ）を連通孔８ａ、放射状孔８ｄ、副流出孔６
ｄを介して環状空間４ｍに導く。環状空間４ｍと流出路
４ｅの環状空間４ｊとは主スプール６に形成された環状
溝６ｅによって連通されているから、環状空間４ｍに導
かれた流体Ｂ（流体Ａ）は流出路４ｅに導かれる。した
がって、低圧選択位置においては二つの圧力流体のうち
の低圧の流体Ｂ（流体Ａ）が流出路４ｅに出力される。

【００３１】図２を参照して流体圧切換弁２の他の実施
の形態を説明する。本実施の形態は、弁ハウジング４
に、第一の圧力流体Ａ及び第二の圧力流体Ｂのうちの高
圧流体を選択する高圧選択弁２２を内蔵している以外、
前述の図１に示す実施の形態と同一である。

【００３２】高圧選択弁２２は、第一の流入路４ｂと第
二の流入路４ｃとを結んで形成された流路２１に設けら
れている。高圧選択弁２２は、空間２２ａと、空間２２
ａに移動自在に挿入されたチェックボール２２ｂと、空
間２２ａの第一の流入路４ｂ側に形成されたチェックシ
ート２２ｃと、空間２２ａの第二の流入路４ｃ側に形成
されたチェックシート２２ｄとを備えている。空間２２
ａには第三の流入路４ｄが接続されている。高圧選択弁
２２に導かれた流入路４ｂの流体Ａと流入路４ｃの流体
Ｂのうちの高圧流体は、チェックボール２２ｂを押し退
けて第三の流入路４ｄに流れる。高圧流体はまた、チェ
ックボール２２ｂをチェックシート２２ｃ又はチェック
シート２２ｄに当接させ、流体Ａ及び流体Ｂのうちの低
圧流体が第三の流入路４ｄへ連通するのを遮断するとと
もに、高圧流体が低圧流体の側に流れるのを遮断する。
したがって、第一の圧力流体Ａ及び第二の圧力流体Ｂの
うちの高圧流体が選択され、第三の流入路４ｄに流され
る。

【００３３】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。

【００３４】（１）「高圧選択位置」と「低圧選択位
置」を逆にする：図１に示す本発明の実施の形態におい
ては、流体圧切換弁２は、信号流体Ｓのないときには
「高圧選択位置」に、信号流体Ｓが与えられると「低圧
選択位置」に位置付けらる。この「高圧選択位置」と
「低圧選択位置」とを、信号流体Ｓのないときに「低圧
選択位置」に、信号流体Ｓが与えられると「高圧選択位
置」になるように、逆にするには、流体圧切換弁２を大
幅に変更することなく、主スプール６の外周面に形成さ
れた環状溝を変更することにより容易に行うことができ
る。図３を参照して説明すると、主スプール６の外周面
の環状溝６ｆ及び６ｇにより、主スプール６に信号流体
Ｓが与えられないとき（図３に示す状態）には、第３の
流入路４ｄと流出路４ｅとの連通を環状溝６ｆによって
遮断し、副スプール８の孔８ｄに連通する環状空間４ｍ
を環状溝６ｇによって流出路４ｅに連通させ、「低圧選
択位置」を形成するようにする。そして、信号流体Ｓが
与えられ主スプール６が切換られたときには、第３の流
入路４ｄと流出路４ｅとを環状溝６ｆによって連通さ
せ、環状溝６ｇによる環状空間４ｍと流出路４ｅとの連
通を遮断して、「高圧選択位置」を形成するようにす
る。

【００３５】（２）信号流体Ｓ：本実施の形態において
は、主スプール６は、スプリング１０及び外部信号であ
る信号流体Ｓによってその位置が規定されまた切換られ
ているが、主スプール６の切換手段として、例えば主ス
プール６の両端にそれぞれ異なる信号流体を与えて主ス
プール６を摺動させる、あるいは主スプール６をリンク
等の機械的手段によって摺動させる等、他の適宜の手段
を用いることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明に従って構成された流体圧切換弁
によれば、複数の圧力流体から高圧流体あるいは低圧流
体を任意に選択して出力することができるコンパクトに
一体的に構成された流体圧切換弁が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された流体圧切換弁の断面
図。

【図２】高圧選択弁を内蔵した流体圧切換弁の断面図。

【図３】主スプールの外周面の溝の配置を変えて高圧選
択位置と低圧選択位置とを逆にした流体圧切換弁の断面
図。

【図４】従来の、高圧選択弁、低圧選択弁及び高低圧切
換弁を備えた油圧回路図。

【符号の説明】

２：流体圧切換弁 ４：弁ハウジング ４ａ：摺動孔 ４ｂ：第一の流入路 ４ｃ：第二の流入路 ４ｄ：第三の流入路 ４ｅ：流出路 ６：主スプール ６ａ：摺動孔： ６ｂ：第一の副流入孔 ６ｃ：第二の副流入孔 ６ｄ：副流出孔 ８：副スプール（低圧選択弁） １０：スプリング ２０：高圧選択弁 ２２：高圧選択弁 ５０：高圧選択弁 ５２：低圧選択弁 ５４：高低圧切換弁 Ａ：第一の圧力流体 Ｂ：第二の圧力流体 Ｃ：第三の圧力流体 Ｓ：信号流体（外部信号）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ハウジングに形成された摺動孔に摺動
   自在に挿入された主スプールと、該主スプールに形成さ
   れた摺動孔に摺動自在に挿入された副スプールとを有
   し、該副スプールは該弁ハウジングに流入する第一の圧
   力流体及び第二の圧力流体から低圧流体を選択する低圧
   選択弁を形成し、該主スプールは該弁ハウジングに流入
   する第三の圧力流体と該低圧流体のいずれかを外部信号
   によって選択的に出力する、ことを特徴とする流体圧切
   換弁。
2. 【請求項２】 該第三の圧力流体は、該第一の圧力流体
   及び第二の圧力流体のうちの高圧流体である、請求項１
   記載の流体圧切換弁。
3. 【請求項３】 該第三の圧力流体を選択する高圧選択弁
   を該弁ハウジングに内蔵している、請求項２記載の流体
   圧切換弁。
4. 【請求項４】 該主スプールは、該低圧流体を選択する
   低圧選択位置又は該第三の圧力流体を選択する高圧選択
   位置にスプリングによって付勢され、該外部信号によっ
   て該スプリングの力に抗して摺動されると該低圧選択位
   置又は該高圧選択位置の他方に位置付けられる、請求項
   １から３までのいずれかに記載の流体圧切換弁。