JP2801431B2 - 正逆切換弁 - Google Patents

正逆切換弁

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JP2801431B2 JP17062691A JP17062691A JP2801431B2 JP 2801431 B2 JP2801431 B2 JP 2801431B2 JP 17062691 A JP17062691 A JP 17062691A JP 17062691 A JP17062691 A JP 17062691A JP 2801431 B2 JP2801431 B2 JP 2801431B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、方向制御弁の内、特に
正転・逆転される油圧ポンプとリザーブタンクなどとの
間に介在されて油の吐出し方向を変更する正逆切換弁の
改良技術に関する。
【0002】
【従来技術】図5は本発明対象である正逆切換弁の用途
例を示している。本発明の正逆切換弁は、同図に例示す
る如く油圧ポンプ1とリザーブタンク2などの間に介在
される。油圧ポンプ1は図示しないモータで正転・逆転
されるもので、出入口であるポートA,Bが吸込口と吐
出口とを兼ねている。ポートBが吸込口となる回転時に
は、リザーブタンク2の油3は吸い上げられて正逆切換
弁を介しポートBに供給されてポートAから所定圧で圧
送され、正逆切換弁を通じてその一方の吐出口Aから吐
出される。また、油圧ポンプ1の回転を逆転したときに
はポートAが吸込口となり、リザーブタンク2から吸い
上げられた油3は正逆切換弁を介してポートAに供給さ
れポートBから所定圧で圧送され、正逆切換弁の他方の
吐出口Bから吐出される。これら吐出口A,Bは、例え
ば複動シリンダに接続されて油3をシリンダ各部に切換
可能に供給する。図6は正逆切換弁の従来構成例を示し
ている。この正逆切換弁は、ハウジング4にリリーフ弁
5,6と、スプール弁7とを内蔵している。ハウジング
4は内部のシリンダ部8に通じる出入口A,Bと、リザ
ーブタンク2などの油3をシリンダ部8内に導く吸込口
9と、吐出口A,Bとを設けたものである。リリーフ弁
5,6は各吐出口A,Bに対応してシリンダ部8の両側
に設けられ、ボディ10の内側に設けられた弁座11に
スプリング12で付勢されたボール13を係合してい
る。ボディ10には対応する吐出口A,Bと連通する開
口15が設けられ、またセット圧力を調節する止めねじ
16を有し、油圧による力がスプリング12の設定圧よ
り大きくなると、ボール13を弁座11から押し離して
隙間を形成する。スプール弁7は、外周に凹状溝17を
設けたスプール18が用いられ、このスプール18とシ
リンダ部8内にあって各ボディ10の対抗端面との間に
スプリング19を介して、かつ吸込口9が凹状溝17で
覆われるよう摺動自在に配置されている。そして、出入
口Aからシリンダ部内に油が圧送されると、スプール1
8はその油圧により図の右側に押されて摺動しボディ1
0の端面に突き当たる。すると、出入口A側とは遮断さ
れた状態で、凹状溝17を通じて吸込口9と出入口Bと
の通路が形成される。この状態で油圧が上昇すると、左
側のリリーフ弁5が開いて吐出孔Aから油が吐出され
る。逆に、出入口Bからシリンダ部内に油が圧送される
と、スプール18は左側に押されて摺動して、凹状溝1
7を通じて吸込口9と出入口Aとの流路、ついで出入口
Bと吐出口Bとの流路を確保して油の吐出し方向を変え
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の正逆切換弁
にあっては、スプール弁7が油圧により摺動されるスプ
ール18からなり、全体的に簡易構造となっているもの
の次のような問題があった。スプール18は何れか一方
の出入口A,Bから圧送される油によって図中横方向へ
摺動するが、この場合、スプール18の凹状溝17を除
く外周はハウジング4のシリンダ部8と摺接しており、
また油圧を与えたときには凹状溝17ないしは吸込口9
側の油との間に大きな圧力差が生ずるので、シリンダ部
8とスプール18との隙間から吸込口9側への油漏れが
少なくなるよう嵌合寸法を高精度に製作しなければなら
ず、加工および管理上の問題を生ずる。これは、嵌合寸
法を設計値より小さくするとスプール18のスムースな
移動が得られず、弁切換作動が悪くなるからである。ま
た、油中には通常、ポンプ、配管などの油圧要素による
摩耗粉や外部から飛び込む微細な粒子が混入しているも
のであり、従来構成ではこれらがシリンダ部8とスプー
ル18との隙間を通ると、抵抗ないしは摩耗剤として作
用して切換作動の最中にスプール18が動かなくなった
り、摩耗が早期に進行して圧力損失を招き易く信頼性に
も欠けていた。
【0004】そこで、本発明は、正逆切換弁のスプール
弁を工夫することにより、スプールとシリンダ部との嵌
合寸法精度に煩わされることなく、弁切換作動をシヤー
プに行え、また従来のような油に混入した異物粒子によ
る異常な摩耗をなくし、弁切換性能、特に長期使用に対
する信頼性を大きく向上できる正逆切換弁を提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、正転・逆転される油圧ポンプとリザーブタ
ンクなどとの間に介在されるもので、ハウジングは内部
のシリンダ部に通じる出入口A,Bと、前記シリンダ部
の両側に設置されたリリーフ弁を通じて油を吐出す吐出
口A,Bと、前記リザーブタンクなどの油をシリンダ部
内に導く吸込口と、前記シリンダ部の出入口間に摺動自
在に配置されるスプール弁とを有しており、前記両出入
口A,Bが油圧ポンプのポートA,Bに接続され、前記
出入口Aから内部に油が圧送されると吸込口と出入口B
との流路および出入口Aと吐出口Aとの流路を確保し、
逆に前記出入口Bから油が内部に圧送されると吸込口と
出入口Aとの流路および出入口Bと吐出口Bとの流路を
確保して油の吐出し方向を変える正逆切換弁において、
前記スプール弁は、前記吸込口と内部とを連通する所定
間隔を保つ1組の孔を形成し、かつ前記各孔とその両端
部間の内側部分に弁座を各々設けたシリンダ部と、前記
シリンダ部の弁座間に摺動自在に嵌合されて異方向に移
動されることにより、前記一方の孔を閉じかつ他方の孔
と出入口A,Bの対応する一方との通路を確保するスプ
ールと、前記各弁座に対応し各々閉方向に付勢されて、
出入口A,Bのうち対応する一方から供給される油の圧
力により前記スプールを移動しつつ完全閉状態に係合す
る弁体とを備えた構成とした。また、前記スプールは、
前記シリンダ部内の弁座間に摺動自在に嵌合された状態
で前記各孔間に位置する仕切部と、前記仕切部と所定間
隔を保った両側に設けられて前記各孔を閉じる弁部と、
前記各弁部の軸方向に設けられた通油孔とを一体に有
し、前記出入口A,Bの何れか一方から供給される油の
圧力により前記弁体を介して移動されたときに前記弁部
の一方により前記孔の一方を閉じ、かつ他方の孔と他方
の弁部の通油孔を通じて出入口A,Bのうち対応する一
方との通路を形成するようにすることが好ましい。
【0006】
【実施例】以下、実施例として示す図1から図4に基づ
いて本発明の要部詳細を説明する。なお、これら図にお
いて、本発明の正逆切換弁は図5で示したような態様で
用いられ、また図6の従来例と同一部位には同じ符号を
用いている。同図の正逆切換弁は、ハウジング4にリリ
ーフ弁5,6およびスプール弁27を内蔵している点、
ハウジング4が内部のシリンダ部28に通じる出入口
A,Bと、リザーブタンク2などの油をシリンダ部28
内に導く吸込口9と、油を外部へ吐出す吐出口A,Bと
を有している点で従来と同じくしているが、スプール弁
27が大きく異なっている。前記リリーフ弁5,6は各
吐出口A,Bに対応してシリンダ部28の両側に設けら
れ、ボディ10の内側に設けられた弁座11にスプリン
グ12で付勢されたボール13を係合している。ボディ
10には対応する吐出口A,Bと連通する開口15が設
けられ、またセット圧力を調節する止めねじ16を有
し、油圧による力がスプリング12の設定圧より大きく
なると、ボール13を弁座11から押し離して隙間を形
成してその隙間から油を吐出す。
【0007】前記スプール弁27は、1組の弁座29を
有するシリンダ部28と、シリンダ部28内に摺動自在
に設けられるスプール30と、各弁座29に対応して設
けられた弁体としてのボール31と、各ボール31を付
勢するスプリング32とから構成されている。シリンダ
部28は、筒状中間部にあって吸込口9を中心とする所
定外周部分が凹状溝33となっており、ハウジング4内
に圧入一体化されている。シリンダ部28には、吸込口
9とシリンダ内とを連通する1組の孔34,35が凹状
溝33の部分に所定間隔を保って設けられるとともに、
出入口A,Bと連通する1組の孔36,37が両端部側
に設けられている。またシリンダ部28の内部は、両側
に対し中間部分が一段径小となっていて、その段部部分
が弁座29に設定されている。したがって、弁座29は
孔34,35と孔36,37との間に位置し、これら弁
座29にはスプリング32で付勢される各ボール31が
出入口A,Bよりも孔36,37側で係合する。また、
前記スプール30は、図2に示す如く、中間部に位置す
る仕切部38と、孔34,35を閉じる1組の弁部39
と、各弁部39に設けられた複数の通油孔40とを一体
に有している。仕切部38および各弁部39は、軸41
回りに設けられた状態となっており、シリンダ部28の
最小内径部と摺動自在に嵌合する。各弁部39は仕切部
38に対し所定間隔Lを保って設けられ、組込み状態で
は各弁部39が対応する孔34,35を閉じ、このとき
仕切部38が孔34と孔35のほぼ中間に位置する。ま
た各弁部39の外側端面には球状凹部に形成された軸4
1の端部42が僅かに突出しており、図1の如く両側の
各端部42にスプリング32で付勢されたボール31を
受け止めたときに、スプリング32でボール31と弁座
29との間に僅かな隙間が各々形成される。
【0008】図3と図4は上記正逆切換弁における作動
を示したもので、以下、これら図を参照しながら本発明
の作用および効果を詳述する。図3は、図5で油圧ポン
プ1のポートAを吐出口とする正回転時の作動を示して
いる。出入口AにポートAから所定圧で吐出された油
(図では省略している)が供給されると、先ずスプール
弁27が次のように作動する。出入口Aから孔36を通
じてシリンダ部28内に供給される油の圧力により、図
中左側のボール31が右側へ押されて移動し対応する弁
座29に圧接係合する。このボール31の移動過程で
は、スプール30が右側へ移動され、左側の弁部39に
より孔34を閉じた状態を保って右側の孔35と右側の
弁部39の通油孔40を連通し、吸込口9、右側の孔3
5、左側弁部39の通油孔40、出入口Bとの通路を形
成する。この結果、リザーブタンク2内などの油が吸込
口9から出入口Bへと移動できるようになる。ついで、
出入口Aからシリンダ部28内に供給される油の圧力が
所定値まで上昇すると、リリーフ弁5が開状態となり出
入口Aと吐出口Aとの通路を形成する。この場合、スプ
リング12の設定圧は、ボール31を付勢しているスプ
リング32よりも高くなっており、ボール31が弁座2
9に係合した後、リリーフ弁5のボール13がその弁座
11から離れて、油を所定の圧力で吐出口Aへ吐出すの
である。また、図4は、前記油圧ポンプ1の回転を切換
えて図5のポートBを吐出口とする逆回転時の作動を示
している。出入口BにポートBから所定圧で吐出された
油(図では省略している)が供給されると、その油の圧
力により図中右側のボール31が左側へ押されて移動し
対応する弁座29に圧接係合する。このボール31の移
動過程では、スプール30が左側へ移動され、右側の弁
部39により孔35を閉じた状態を保って左側の孔34
と左側の弁部39の通油孔40を連通し、吸込口9、左
側の孔34、右側弁部39の通油孔40、出入口Aとの
通路を形成する結果、リザーブタンク2内などの油が吸
込口9から出入口Aへと移動できるようになる。つい
で、出入口Bからシリンダ部28内に供給される油の圧
力が所定値まで上昇すると、前述と同じくリリーフ弁6
が開状態となり出入口Bと吐出口Bとの通路を形成し、
油を所定の圧力で吐出口Bへ吐出す。
【0009】以上の正逆切換弁において、スプール弁2
7の作動は、スプール28がボール31の一方により押
されて移動することに加えて、ボール31が弁座29に
圧接係合しこのボール31の係合でシールされるように
したので、スプール28の嵌合部から吸込口9側への油
漏れを高効率で阻止でき、しかも従来のようにスプール
自体を油圧により直接移動する方法に比して切換作動が
シャープとなる。また、出入口A,Bに供給される高圧
油はボール31に専ら作用し、かつボール31を移動し
つつ弁座29と係合する結果、シールされてスプール2
8自体に触れ難い構造となっているので、作動中は常に
スプール28の嵌合部ないしは摺動部が低圧油にさらさ
れている。これにより、シリンダ部28に対するスプー
ル28の嵌合寸法精度を大きく緩和でき、しかもスプー
ル28の嵌合部には従来の如く油に混入した各種の異物
粒子が入り込み難くなり、異物粒子に起因する異常な摩
耗を構造的に防ぐことができるのである。
【0010】なお、本発明の正逆切換弁はこの実施例に
限定されることなく、例えば弁体としてボール31を用
いたがこれをポペット形に変えるなど請求項の範囲で変
形ないしは発展することができることは勿論である。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の正逆切換
弁にあっては、従来のスプール弁を改良してスプールを
油圧で移動される弁体を介して摺動し、かつその弁体を
シリンダ部の弁座に係合するなどしたので、スプールと
シリンダ部との嵌合寸法精度に煩わされることがなくな
って加工および管理上の工数を低減でき、しかも切換作
動がシャープとなる。また従来のような異物粒子による
異常な摩耗を構造的に防ぐことができ、長期使用にわた
ってより安定した切換作動が確保され、信頼性を大きく
向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例として示す正逆切換弁の断面図
である。
【図2】第1図のスプール単品を示す要部斜視図であ
る。
【図3】前記正逆切換弁の作動を示す断面図である。
【図4】前記正逆切換弁を切換えたときの作動を示す断
面図である。
【図5】本発明対象である正逆切換弁の用途例を示す模
式図である。
【図6】従来の正逆切換弁例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ 2 リザーブタン
ク 3 油 4 ハウジング 5,6 リリーフ弁 27 スプール弁 28 シリンダ部 29 弁座 30 スプール 31 ボール(弁
体) 34,35 孔 38 仕切部 39 弁部 40 通油孔

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正転・逆転される油圧ポンプとリザーブ
    タンクなどとの間に介在されるもので、ハウジングは内
    部のシリンダ部に通じる出入口A,Bと、前記シリンダ
    部の両側に設置されたリリーフ弁を通じて油を吐出す吐
    出口A,Bと、前記リザーブタンクなどの油をシリンダ
    部内に導く吸込口と、前記シリンダ部の出入口間に摺動
    自在に配置されるスプール弁とを有しており、前記両出
    入口A,Bが油圧ポンプのポートA,Bに接続され、前
    記出入口Aから内部に油が圧送されると吸込口と出入口
    Bとの流路および出入口Aと吐出口Aとの流路を確保
    し、逆に前記出入口Bから油が内部に圧送されると吸込
    口と出入口Aとの流路および出入口Bと吐出口Bとの流
    路を確保して油の吐出し方向を変える正逆切換弁におい
    て、 前記スプール弁は、前記吸込口と内部とを連通する所定
    間隔を保つ1組の孔を形成し、かつ前記各孔とその両端
    部間の内側部分に弁座を各々設けたシリンダ部と、前記
    シリンダ部の弁座間に摺動自在に嵌合されて異方向に移
    動されることにより、前記一方の孔を閉じかつ他方の孔
    と出入口A,Bの対応する一方との通路を確保するスプ
    ールと、前記各弁座に対応し各々閉方向に付勢されて、
    出入口A,Bのうち対応する一方から供給される油の圧
    力により前記スプールを移動しつつ完全閉状態に係合す
    る弁体とを備えたことを特徴とする正逆切換弁。
  2. 【請求項2】 前記スプールは、前記シリンダ部内の弁
    座間に摺動自在に嵌合された状態で前記各孔間に位置す
    る仕切部と、前記仕切部と所定間隔を保った両側に設け
    られて前記各孔を閉じる弁部と、前記各弁部の軸方向に
    設けられた通油孔とを一体に有し、前記出入口A,Bの
    何れか一方から供給される油の圧力により前記弁体を介
    して移動されたときに前記弁部の一方により前記孔の一
    方を閉じ、かつ他方の孔と他方の弁部の通油孔を通じて
    出入口A,Bのうち対応する一方との通路を形成する請
    求項1に記載の正逆切換弁。
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CN114508518A (zh) * 2021-07-20 2022-05-17 上海大屯能源股份有限公司江苏分公司 一种分体式液压换向阀螺纹堵头

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