JP2500378Y2 - 方向制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、方向制御弁に係り、
特に再生機能および排油絞り機能を備えた方向制御弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】排出油を再生して使用する再生回路を備
えた方向制御弁としては、例えば特公昭４６−１５０５
９号（ハイドレコ型）および特公昭４１−１０４４６号
（ハスコ型）に記載のものが知られている。そこで、前
者（ハイドレコ型）の方向制御弁は、図３に示すように
構成される。

【０００３】図３において、参照符号５０はハウジング
のプランジャ孔５２内に往復動可能に挿嵌されたプラン
ジャを示し、このプランジャ５０は前記孔５２内におい
て中立位置から左右２つの作動位置を往復移動すること
により、負荷の上下動並びに停止を行うべく、油圧シリ
ンダ７０を作動するように構成されている。

【０００４】しかるに、前記プランジャ５０の軸方向に
は、油室５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６が
右から順に配設されている。そして、中立時にバイパス
路が形成される油室５８、６０、６２の両側は、油圧シ
リンダ７０の両側の室７０ａ、７０ｂにそれぞれ接続さ
れる油室６４、５６およびタンク６８と接続される油室
５４、６６で囲まれている。

【０００５】また、プランジャ５０の中央には、一対の
環状外周溝７２、７３が形成されると共に、これらの間
にはランド７８およびその両端部７９、８０が形成され
ている。

【０００６】従って、プランジャ５０が中立位置にある
状態では、油圧シリンダ７０の各室に連通するそれぞれ
の油室５６、６４は、ランド７９、８０により他の油室
から分離遮断される。

【０００７】一方、プランジャ５０内に形成された軸孔
内には、右端から逆止弁１１２および制御弁１１４から
なる一対のポペット弁と、バイパス弁９８、荷重落下防
止逆止弁９２が配設され、これらの弁は全てばね弾力で
付勢されている。

【０００８】そして、プランジャ５０が、図示のように
右行した際には、プランジャ５０の軸孔中央に配設され
たバイパス弁９８の頭部側軸孔内に、シリンダ７０のロ
ッド側室７０ｂの圧油が流入し、この圧油の作用力でバ
イパス弁９８が開放した時に、前記圧油の一部が供給油
路９９側に流出するように構成されている。

【０００９】さらに、プランジャ５０の左側軸孔内に配
設された逆止弁６２の頭部側軸孔８２内には、前記供給
油路９９と連通する油路８８が、プランジャ５０の側面
に形成され、この供給油路９９からの圧油の作用力で逆
止弁９２が開放した時に、油圧シリンダ７０のヘッド側
室７０ａに流出する油路９０が、前記プランジャ５０の
側面に形成される。

【００１０】次に、前記構成からなる方向制御弁の動作
につき説明する。

【００１１】すなわち、図示したプランジャ５０の位置
において、油圧ポンプ１２８から吐出される供給油圧
は、油室６２、油路８８、逆止弁９２、油路９０および
油室６４を流過して油圧シリンダ７０のヘッド側室７０
ａに供給され、またロッド側室７０ｂからの流出油は、
油室５６、油路９４、１０６を流過してそれぞれ軸孔８
４と１０４とに供給される。

【００１２】また、逆止弁１１２は、この頭部１２０に
作用する圧力が、これを開放するように作用する。しか
し、油路１０８は、プランジャ孔５２の壁で遮断されて
いるため、前記作用圧が制御弁１１４を開放するように
働くが、ばね１２２の付勢力より高い圧力になるまで
は、制御弁１１４を開放できず、逆止弁１１２も開放し
ない。

【００１３】次に、制御弁１１４が開放すると、閉鎖状
態の逆止弁１１２をクラッキングして、この逆止弁１１
２を開放する。これにより、油路９４を流過して軸孔１
０４に流入する戻り流は、逆止弁１１２、制御弁１１
４、油路１１０および油室５４を流過してタンク６８に
流出する。

【００１４】これに対して、過大荷重が油圧シリンダ７
０のロッド側室７０ｂを縮小する方向に作用すると、ピ
ストン７１はポンプ１２８が空間を保持する流量より高
速で下降しようとし、供給圧力は徐々に減少する。この
場合、逆止弁１１２で戻り流路内に生じると共に、逆止
弁１１２の頭部１２０に作用する背圧は、同時にバイパ
ス弁９８にも作用し、バイパス弁９８を座面から離反さ
せて再生回路を開放するようにする。

【００１５】この結果、戻し流の一部は、油路９４、軸
孔８４、バイパス弁９８、油路９６、環状外周溝７２お
よび油室５８を流過して、供給油路９９に送流される。
この流路を流過する流体は、油圧ポンプ１２８から供給
される流量を補い、かつ油圧シリンダ７０のヘッド側室
７０ａを常に圧油で満たすことができる。

【００１６】次に、後者（ハスコ型）の方向制御弁は、
例えば図４に示すように構成される。すなわち、図４に
おいて、参照符号１１９は、弁体５１内の貫通孔内に中
立位置から２つの作動位置に対し、往復方向に摺動可能
に挿嵌されたスプールを示す。このスプール１１９は、
いずれか一方に移動すると、中央油路６７、６９は閉塞
され、油圧ポンプ６５から供給される圧油は、いずれか
一方の引込み油路７４、７６に流出する。

【００１７】この引込み油路７４、７６は、油圧シリン
ダ７０の各室７０ａ、７０ｂに連結口５５、５７を介し
て接続され、この場合に圧油の流入は、供給油路７５と
Ｖ字型連絡油路８１とによって与えられる。

【００１８】このＶ字型連絡油路８１の各先端部は、ス
プール１１９の貫通孔とその中央で交差して連通する一
対の中央油路６７、６９の外側に配設された一対の周溝
８３、９１にそれぞれ連通すると共に、この連絡油路８
１は、弁体５１の中央を通過する供給油路７５と背圧逆
止弁８５を介して連通している。

【００１９】さらに、前記一対の周溝８３、９１のスプ
ール１１９の長手方向外側には、周溝８６、８７を配設
し、この周溝８６、８７は前記油路７４、７６とそれぞ
れ連通させる。

【００２０】一方、弁体５１の中央には、タンク６８と
連通する流出油路１０３を設け、この流出油路１０３は
リリーフ弁１３０を介してその両端に延在するＵ字型帰
還油路８９に連通させる。そして、このＵ字型帰還油路
８９の両脚部９３、９５は、スプール１１９と前記一対
の周溝８６、８７と隣接する長手方向両外側においてそ
れぞれ交差する。この場合、前記流出油路１０３と帰還
油路８９との連通は、リリーフ弁１３０を介して行われ
る。

【００２１】さらに、前記帰還油路８９の両脚部９３、
９５は、弁体５１の油圧シリンダ７０との連結口５５、
５７側に前記引込み油路７４、７６と平行に延在し、ス
プール１１９を通過した延長油路１０１、１０２を備え
ている。

【００２２】この延長油路１０１、１０２は、前記リリ
ーフ弁１３０と同一構造の空洞抑制弁１０５、１０７お
よびバイパス９７、１００を介して、引込み油路７４、
７６とそれぞれ連通している。

【００２３】従って、引込み油路７４、７６のうち、い
ずれかの圧油が帰還油路８９中の圧油より低下した際
（例えば、引込み油路７４、７６中に空洞が発生しよう
とする傾向にある時）、この引込み油路７４、７６と連
通する空洞抑制弁１０５、１０７のポペット弁は、前記
帰還油路８９中の高圧油が環状肩部に及ぼす力に応じて
弁座から離れ、これにより帰還油はバイパス９７、１０
０を流過して引込み油路７４、７６へ流出する。これに
より、引込み油路７４、７６とＵ字型帰還油路８９との
間に、一定圧力差を保持するような位置にポペット弁は
保持される。この作用下において、ポペット弁は、引込
み油路７４、７６中の圧力減少を生じると、一層弁座か
ら離れなければならない。このようにして、油路が最も
必要とする時の高流量が与えられる。

【００２４】さらに、排油絞り機能を備えた方向制御弁
としては、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すものが知
られている。

【００２５】すなわち、図５（ａ）は、油圧シリンダロ
ッド上に垂直に負荷Ｗが作用した場合の自重落下速度を
規制するため、油圧シリンダ７０のヘッド側室７０ａか
ら流出する排油を絞るべく、方向制御弁１３２に逆止弁
付絞り装置１３３を設けたものである。

【００２６】また、図５（ｂ）は、スプール溝端部１３
４にスプール軸方向に向けて、開口面積が変化するメー
タリングノッチ１３５を設けて、ピストンのストローク
エンド近傍で、スプールの移動によりメータリングノッ
チの開口面積を縮小して、油圧シリンダ７０のヘッド側
室７０ａからの排油を絞る絞り機能を持たせたものであ
る。

【００２７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいて、油圧装置の駆動圧力は非常に高圧になってきて
おり、前述した従来の再生回路における図３に示すハイ
ドレコ型の方向制御弁においては、スプール内部に２
重、３重のポペット弁を装備しているため、内部通路を
充分確保した場合には、スプール強度に不安があり、ま
た強度を重視すれば内部通路が確保できないのみなら
ず、スプール内部の加工形状が複雑となる難点を有して
いた。

【００２８】また、その他にも種々の型式のものが知ら
れているが、大半のものがスプールの内部を使用してい
るため、前記と同様の難点を有している。

【００２９】さらに、図４に示すハスコ型の方向制御弁
においては、前記のような問題点は回避されるが、スプ
ール中立時において、アクチュエータの負荷防止弁が存
在し、しかもメインタンクと負荷防止弁との通路間に逆
止弁が存在するため、作用しない難点を有する。

【００３０】一方、従来の排油絞り機能を備えた方向制
御弁として、図５（ａ）に示すように、方向制御弁の外
部に逆止弁付き絞り装置を設けたものでは、設置スペー
スを必要とし、また自由流れ時の通路確保のために逆止
弁の構成が大きくなり、装置全体が大形化する難点を有
している。

【００３１】そして、また図５（ｂ）に示すように、ス
プールにメータリングノッチを刻設して、その開口面積
をスプールの移動により変化させて、排油を絞る絞り機
能を持たせた方向制御弁においては、省スペース化およ
び低価格化を図ることができる利点を有しているが、使
用されるアクチュエータの自重落下速度に合わせること
により、スプールがそれぞれ専用的になり、メータリン
グノッチの形状により多種のスプールを製作しなければ
ならなくなる等の難点を有する。

【００３２】そこで、本考案の目的は、簡単な構成から
なり、再生回路の形成時においてのスプール強度を充分
保持し得ると共に、スプール中立時においても負荷防止
弁の機能を損なうことなく再生回路を形成することがで
き、しかも排油絞り時には最少限必要とされる部品の交
換のみで対応でき、内部構造を簡略化して製造並びに調
整の簡便な方向制御弁を提供することにある。

【００３３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本考案に係る方向制御弁は、ケーシング（１０）内
に一対の給排油路（１４、１６）と、この給排油路の内
側に設けられた供給油路（１８）と、前記給排油路の外
側に設けられたタンク油路（２０、２２）と、前記各油
路を開閉するスプール（１２）とからなり、このスプー
ルの動きに応じて前記給排油路（１４、１６）と連通す
る給排油ポート（１７、１９）から流体を給排するよう
に構成した方向制御弁において、前記一対の給排油ポー
ト（１７、１９）の一方と連通する給排油路（１６）と
タンク油路（２２）との間にサブタンク室（２８）を設
け、このサブタンク室（２８）の一部に対して背圧弁
（３２）を設けて、前記サブタンク室と前記タンク油路
（２２）とを連通するよう構成すると共に、前記供給油
路（１８）と連通するスプール（１２）の一端内部にチ
ェック弁（３０）を設けて、前記供給油路（１８）と前
記サブタンク室（２８）とを連通するように構成するこ
とを特徴とする。

【００３４】また、本考案に係る方向制御弁は、ケーシ
ング（１０）内に一対の給排油路（１４、１６）と、こ
の給排油路の内側に設けられた供給油路（１８）と、前
記給排油路の外側に設けられたタンク油路（２０、２
２）と、前記各油路を開閉するスプール（１２）とから
なり、このスプールの動きに応じて前記給排油路（１
４、１６）と連通する給排油ポート（１７、１９）から
流体を給排するように構成した方向制御弁において、前
記一対の給排油ポート（１７、１９）の一方と連通する
給排油路（１６）とタンク油路（２２）との間にサブタ
ンク室（２８）を設け、このサブタンク室（２８）の一
部に対して絞り弁（４０）を設けて、前記サブタンク室
と前記タンク油路（２２）とを連通するよう構成すると
共に、前記供給油路（１８）と連通するスプール（１
２）の一端内部にチェック弁（３０）を設けて、前記供
給油路（１８）と前記サブタンク室（２８）とを連通す
るように構成することを特徴とする。

【００３５】

【作用】本考案に係る方向制御弁によれば、スプールに
よる負荷の落下操作時における落下速度は、負荷の重量
により落下速度が決定され、油圧シリンダの圧力側の油
量が不足した場合、給排油口から排出された流体はサブ
タンク室に排出され、油圧シリンダの圧力側が負圧とな
った場合、チェック弁の開放によりサブタンク室から供
給油路、給排油路を経て油圧シリンダの圧力側に不足流
体が補充される。また、前記供給油が充足され、供給油
路の圧力が背圧弁の設定圧力より昇圧すると、チェック
弁は閉塞しサブタンク室内の流体は、背圧弁を介してタ
ンク油路に排出される。これにより、再生機能ならびに
排油絞り機能を生じさせることができる。

【００３６】次に、本考案に係る方向制御弁の実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。な
お、説明の便宜上、図３ないし図５に示す従来の構造と
同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。図１は、本考案に係る方向制
御弁の一実施例を示す断面図である。図１において、参
照符号１０はケーシングを示し、このケーシング１０内
にスプール１２が摺動可能に挿嵌され、一対の給排油路
１４、１６と、この給排油路１４、１６に接続された給
排油ポート１７、１９と、前記給排油路１４、１６の内
側に配設された逆Ｕ字形の供給油路１８と、その外側に
タンク２３に接続されたタンク油路２０、２２とがそれ
ぞれ配設されている。さらに、供給油路１８の中央に
は、油圧ポンプ２５に連通するバイパス通路２４が配設
され、このバイパス通路２４と供給油路１８とはチェッ
ク弁２７を介して接続されている。前記供給油路１８と
バイパス通路２４との間には、タンク２３に連通する一
対のバイパス通路２１、２６がそれぞれ配設されてい
る。

【００３７】このように構成することにより、油圧ポン
プ２５からの圧油は、バイパス通路２４よりチェック弁
２７を介して供給油路１８に供給されると共に、スプー
ル１２の中立時はバイパス通路２１または２６を流過し
てタンク２３に還流する。

【００３８】さらに、一対の給排油ポート１７、１９の
内の一方の給排油ポート１９とタンク油路２２との間に
は、サブタンク室２８を設け、このサブタンク室２８と
供給油路１８とは、スプール１２内に組込まれたチェッ
ク弁３８を介して接続されている。

【００３９】そして、サブタンク室２８は、タンク油路
２２にも背圧弁３２を介して接続されている。また、参
照符号３４、３６は、オーバーロードリリーフ弁と負圧
防止弁とを一体化させた公知のアクチュエータ保護機能
部材であり、前記給排油路１４、１６とタンク油路２２
との間に配設されている。一対の給排油ポート１７、１
９は、それぞれ油圧シリンダ７０に接続され、この油圧
シリンダ７０への圧油の供給により、負荷Ｗの昇降作用
を行うことができる。

【００４０】以上の構成からなる方向制御弁は、次のよ
うな動作を行う。すなわち、図１において、スプール１
２を右方向に移動操作して、負荷Ｗを降下させた場合、
負荷Ｗの重量により落下速度が決定される。しかしなが
ら、例えば油圧ポンプ２５の吐出油全量が送油された場
合においても、油圧シリンダ７０のヘッド側室７０ａの
油量が不足することがある。

【００４１】このような場合、本考案の再生回路は、ロ
ッド側室７０ｂから排出される流体を給排油ポート１９
からサブタンク室２８を介してタンク２３に排出するよ
うにして、これを補うようにしたものである。

【００４２】すなわち、前述のように、油圧シリンダ７
０のヘッド側室７０ａが負圧になった場合、チェック弁
３８が開放し、サブタンク室２８から供給油路１８、給
排油路１４を経て、油圧シリンダ７０のヘッド側室７０
ａに不足流体が補充される。また、供給油が充分満足さ
れ、供給油路１８の圧力が背圧弁３２の設定圧力より高
くなると、チェック弁３８は閉塞し、サブタンク室２８
内の流体は背圧弁３２を流過してタンク油路２２に排出
される。

【００４３】スプール１２の中立時に、何等かの作用に
より油圧シリンダ７０のいずれかの室に負圧が生じて
も、タンク油路２２と給排油路２０との間に設けられて
いる負圧防止弁３４、３６により、これを防止すること
ができる。

【００４４】また、再生回路を形成する場合、背圧弁３
２を設けてサブタンク室２８に背圧を持たせる構成を説
明したが、例えば図２に略示するように、絞り弁４０ま
たは可変絞り弁等の手段を使用することも充分可能であ
る。

【００４５】すなわち、図２に示すように、負荷Ｗによ
る落下速度を減速させるため、絞り弁４０を、サブタン
ク室２８とタンク油路２２との間に、外部から螺着した
構成とすることができる。この場合、落下速度の変更
は、絞り弁４０の交換により行うことができ、最少単位
の部品の交換のみで対応できる。さらに、絞りの調整を
行うには、例えば絞り弁４０の回転動作による絞り弁４
０の進退動作で、絞り開口孔４２の面積を可変にすべ
く、絞り弁４０の内部にばねでフロートするスプールを
組込んでもよく、調整方式に変更することは容易に可能
である。

【００４６】以上、本考案の好適な実施例について説明
したが、本考案の要旨であるサブタンク室は、一対の給
排油路の片側に設けた場合について説明したが、これを
両側に設けても良く、油圧シリンダの下方に吊下してあ
る負荷を、逆に押し上げるように油圧シリンダの向きを
変えて使用する場合は、それぞれのサブタンク室が有効
に機能し、方向制御弁の構造は前述の実施例に限定され
ることなく、本考案の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【００４７】

【考案の効果】前述した実施例から明らかなように、本
考案の方向制御弁によれば、一対の給排油路の一方の油
路とタンク油路との間にサブタンク室を設け、給排油口
側から排油口側にスプールを切換え操作した際、排油が
前記サブタンク室から給排油路に通油するよう構成する
ことにより、スプールの強度および内部通路のスペース
を充分確保することができ、かつスプールの中立時の負
荷防止弁の機能を損なうことのない再生回路を構成する
ことができると共に、排油絞り機能を必要最少単位の部
品で構成することができ、スプールおよびケーシングな
どの内部構造が単純となり、部品加工が簡単でかつ組立
て調整も容易となり、製造コストの低廉化を達成できる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る方向制御弁の一実施例を示す断面
図である。

【図２】背圧弁を絞り弁に変更した本考案に係る方向制
御弁の一実施例を示す説明図である。

【図３】従来の再生回路を備えたハイドレコ型方向制御
弁の断面図である。

【図４】従来の再生回路を備えたハスコ型方向制御弁の
断面図である。

【図５】（ａ）は方向制御弁の外部に逆止弁付き絞り装
置を備えて排油絞り機能を持たせた従来の方向制御弁の
説明図であり、（ｂ）は方向制御弁のスプールにメータ
リングノッチを設けて排油絞り機能を持たせた従来の方
向制御弁の説明図である。

【符号の説明】

１０ ケーシング １２ スプール １４、１６ 給排油路 １７、１９ 給排油ポート １８ 供給油路 ２０、２２ タンク油路 ２１、２６ バイパス通路 ２３ タンク ２４ バイパス通路 ２５ 油圧ポンプ ２７ チェック弁 ２８ サブタンク室 ３２ 背圧弁 ３４、３６ アクチュエータ保護機能部材（負圧防止
弁） ３８ 再生チェック弁 ４０ 絞り弁 ４２ 絞り開口孔 ５０ プランジャ ５１ 弁体 ５２ プランジャ孔 ５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６ 油室 ５５、５７ 連結口 ６５ 油圧ポンプ ６７、６９ 中央通路 ６８ タンク ７０ 油圧シリンダ ７０ａ ヘッド側室 ７０ｂ ロッド側室 ７１ ピストン ７２、７３ 環状外周溝 ７４、７６ 引込み油路 ７５、９９ 供給油路 ７８、７９、８０ ランド ８１ Ｖ字型連絡油路 ８２ 逆止弁頭部側軸孔 ８３、８６、８７、９１ 周溝 ８４、１０４ 軸孔 ８５ 背圧逆止弁 ８８、９０、９４、９６、１０６、１０８、１１０ 油
路 ８９ Ｕ字型帰還油路 ９２ 荷重落下防止逆止弁 ９３、９５ Ｕ字型帰還油路脚部 ９７、１００ バイパス ９８ バイパス弁 １０１、１０２ 延長油路 １０３ 流出油路 １０５、１０７ 空洞抑制弁 １１２ 逆止弁 １１４ 制御弁 １１９ スプール １２０ 逆止弁頭部 １２２ ばね １２８ 油圧ポンプ １３０ リリーフ弁 １３２ 方向制御弁 １３３ 逆止弁付き絞り装置 １３４ スプール溝端部 １３５ メータリングノッチ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（１０）内に一対の給排油路
   （１４、１６）と、この給排油路の内側に設けられた供
   給油路（１８）と、前記給排油路の外側に設けられたタ
   ンク油路（２０、２２）と、前記各油路を開閉するスプ
   ール（１２）とからなり、このスプールの動きに応じて
   前記給排油路（１４、１６）と連通する給排油ポート
   （１７、１９）から流体を給排するように構成した方向
   制御弁において、 前記一対の給排油ポート（１７、１９）の一方と連通す
   る給排油路（１６）とタンク油路（２２）との間にサブ
   タンク室（２８）を設け、このサブタンク室（２８）の
   一部に対して背圧弁（３２）を設けて、前記サブタンク
   室と前記タンク油路（２２）とを連通するよう構成する
   と共に、前記供給油路（１８）と連通するスプール（１
   ２）の一端内部にチェック弁（３０）を設けて、前記供
   給油路（１８）と前記サブタンク室（２８）とを連通す
   るように構成することを特徴とする方向制御弁。
2. 【請求項２】 ケーシング（１０）内に一対の給排油路
   （１４、１６）と、この給排油路の内側に設けられた供
   給油路（１８）と、前記給排油路の外側に設けられたタ
   ンク油路（２０、２２）と、前記各油路を開閉するスプ
   ール（１２）とからなり、このスプールの動きに応じて
   前記給排油路（１４、１６）と連通する給排油ポート
   （１７、１９）から流体を給排するように構成した方向
   制御弁において、 前記一対の給排油ポート（１７、１９）の一方と連通す
   る給排油路（１６）とタンク油路（２２）との間にサブ
   タンク室（２８）を設け、このサブタンク室（２８）の
   一部に対して絞り弁（４０）を設けて、前記サブタンク
   室と前記タンク油路（２２）とを連通するよう構成する
   と共に、前記供給油路（１８）と連通するスプール（１
   ２）の一端内部にチェック弁（３０）を設けて、前記供
   給油路（１８）と前記サブタンク室（２８）とを連通す
   るように構成することを特徴とする方向制御弁。