JP5709583B2

JP5709583B2 - Switching control valve

Info

Publication number: JP5709583B2
Application number: JP2011043021A
Authority: JP
Inventors: 健司宮川; 中村　雅之; 雅之中村; 剛寺尾
Original assignee: Yanmar Co Ltd; KYB Corp
Current assignee: Yanmar Co Ltd; KYB Corp
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2012180869A

Description

この発明は、スプールのストロークを規制する補助ピストンを備えた切換制御弁に関する。 The present invention relates to a switching control valve provided with an auxiliary piston for regulating the stroke of a spool.

この種のものとして特許文献１に記載された切換制御弁が従来から知られている。
この従来から知られている切換制御弁は、アクチュエータの負荷圧を検出する検出ピストンの移動量で制御手段であるスプリングのばね力を調整して、スプールに対する推力を減殺させるようにしている。 As this type, a switching control valve described in Patent Document 1 has been conventionally known.
This conventionally known switching control valve adjusts the spring force of a spring, which is a control means, based on the amount of movement of a detection piston that detects the load pressure of the actuator, thereby reducing the thrust on the spool.

特開平６−８１８０３号公報JP-A-6-81803

上記のようにした特許文献１に記載した従来の切換制御弁では、検出ピストンによって制御手段であるスプリングのばね力を調整してスプールの推力を減殺するようにしているので、部品としてスプリングを必要とし、その分、部品点数が多くなるという問題があった。 In the conventional switching control valve described in Patent Document 1 as described above, the spring force of the spring, which is the control means, is adjusted by the detection piston so as to reduce the thrust of the spool. There is a problem that the number of parts increases accordingly.

この発明は、バルブ本体にスプールを摺動自在に組み込み、このスプールにはセンタリングスプリングを作用させるとともに、スプールの両端をメインパイロット室に臨ませ、このメインパイロット室に導いたパイロット圧の作用でスプールを左右いずれか一方に切り換えて、バルブ本体に設けた一方のアクチュエータポートをポンプに連通する供給通路に接続し、他方のアクチュエータポートをタンクに連通したタンク通路に連通させる。一方、上記メインパイロット室に導かれるパイロット圧に応じてスプールの移動量が制御されるとともに、上記アクチュエータポートと供給流路との連通開度が制御される構成にしている。 In the present invention, a spool is slidably incorporated in the valve body, a centering spring is applied to the spool, and both ends of the spool are exposed to the main pilot chamber. Is switched to either left or right, one actuator port provided in the valve body is connected to the supply passage communicating with the pump, and the other actuator port is communicated with the tank passage communicating with the tank. On the other hand, the movement amount of the spool is controlled according to the pilot pressure guided to the main pilot chamber, and the communication opening degree between the actuator port and the supply flow path is controlled.

そして、上記スプールの両端を臨ませたメインパイロット室よりも外方におけるスプールの軸線上に補助ピストンを備え、この補助ピストンの一端を補助パイロット室に臨ませるとともに、この補助ピストンは、補助パイロット室に設けたストッパーに規制されてストロークし、スプール端との間の対向間隔を基準にして規制位置と非規制位置との間で移動可能にする一方、上記補助パイロット室には、当該補助パイロット室に対向する側のメインパイロット室にパイロット圧を導いたとき上記供給通路と連通する側のアクチュエータポートに接続した通路から負荷圧を導く導入路を接続し、上記補助ピストンが、上記補助パイロット室に導かれた上記負荷圧に応じて、上記補助パイロット室に対向する側のメインパイロット室の圧力によるスプールに対する作用力を減殺させる。 An auxiliary piston is provided on the spool axis outside the main pilot chamber facing both ends of the spool, and one end of the auxiliary piston faces the auxiliary pilot chamber. stroke is restricted to a stopper provided on, while the movable between a restricting position and the non-restriction position opposing distance with respect between the spool end, the said auxiliary pilot chamber, the auxiliary pilot chamber When the pilot pressure is guided to the main pilot chamber on the side opposite to the main pilot chamber, an introduction path for guiding load pressure is connected from the passage connected to the actuator port on the side communicating with the supply passage, and the auxiliary piston is connected to the auxiliary pilot chamber. depending on the guided above load pressure, due to the pressure of the main pilot chamber on the side opposite to the auxiliary pilot chamber To offset the acting force against the pool.

この発明は上記のように構成したので、補助ピストンは、補助パイロット室に導かれる負荷圧に応じて規制位置と非規制位置との間で移動し、負荷圧に応じてスプールの移動位置を制御できる。また、この発明の構成においてはスプリング等の部品を必要とせず、その分、部品点数を少なくできる。 Since the present invention is configured as described above, the auxiliary piston moves between the regulated position and the non-regulated position according to the load pressure guided to the auxiliary pilot chamber, and controls the moving position of the spool according to the load pressure. it can. Further, in the configuration of the present invention, parts such as a spring are not required, and the number of parts can be reduced accordingly.

この発明の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of this invention.

図示の実施形態は、両端にサブブロック１，２を設けたバルブ本体Ｈには、一対のアクチュエータポート３，４と、図示していないポンプに連通した供給ポート５と、図示していないタンクに連通するタンク通路６とを形成している。
上記のようにしたバルブ本体Ｈには、スプールＳを摺動自在に組み込むとともに、このスプールＳの両端を、上記サブブロック１，２に形成したメインパイロット室７，８に臨ませている。 In the illustrated embodiment, a valve body H having sub-blocks 1 and 2 at both ends includes a pair of actuator ports 3 and 4, a supply port 5 communicating with a pump (not shown), and a tank (not shown). A tank passage 6 communicating with the tank passage 6 is formed.
A spool S is slidably incorporated in the valve main body H as described above, and both ends of the spool S face main pilot chambers 7 and 8 formed in the sub-blocks 1 and 2.

上記一方のサブブロック１には、メインパイロット室７に連通するパイロット圧導入ポート９を形成するとともに、補助ピストン１０を摺動自在に組み込んでいる。この補助ピストン１０は、その一端にフランジ部１０ａを設けるとともに、このフランジ部１０ａとは反対側にプランジャ部１０ｂを設けている。そして、上記フランジ部１０ａをサブブロック１に形成した補助パイロット室１１内に位置させるとともに、プランジャ部１０ｂの先端をメインパイロット室７に臨ませている。 In the one sub-block 1, a pilot pressure introduction port 9 communicating with the main pilot chamber 7 is formed, and an auxiliary piston 10 is slidably incorporated. The auxiliary piston 10 is provided with a flange portion 10a at one end and a plunger portion 10b on the opposite side of the flange portion 10a. The flange portion 10 a is positioned in the auxiliary pilot chamber 11 formed in the sub block 1, and the tip of the plunger portion 10 b faces the main pilot chamber 7.

また、上記補助パイロット室１１におけるバルブ本体Ｈ側の壁面をストッパー１２とし、上記補助ピストン１０のフランジ部１０ａとストッパー１２とを対向させるとともに、この補助ピストン１０がフランジ部１０ａと上記ストッパー１２との対向間隔分をストロークできるようにしている。そして、補助ピストン１０のフランジ部１０ａが上記ストッパー１２に当たったとき、補助ピストン１０が規制位置を保ち、補助ピストン１０がストッパー１２とは反対側に設けたプラグ１３に接する図示の位置にあるとき補助ピストン１０が非規制位置を保つことになる。
なお、図中符号１４は上記プラグ１３に設けた圧力導入ポートで、補助パイロット室１１にパイロット圧を導くものである。 Further, the wall surface on the valve body H side in the auxiliary pilot chamber 11 is used as a stopper 12, the flange portion 10 a of the auxiliary piston 10 and the stopper 12 are opposed to each other, and the auxiliary piston 10 is connected to the flange portion 10 a and the stopper 12. Strokes can be made for the opposite interval. When the flange portion 10 a of the auxiliary piston 10 hits the stopper 12, the auxiliary piston 10 keeps the restriction position, and the auxiliary piston 10 is at the illustrated position in contact with the plug 13 provided on the opposite side of the stopper 12. The auxiliary piston 10 maintains the non-restricted position.
In the figure, reference numeral 14 denotes a pressure introducing port provided in the plug 13 for guiding the pilot pressure to the auxiliary pilot chamber 11.

他方のサブブロック２には、上記パイロット室８よりもバルブ本体Ｈ側にスプリング室１５を形成するとともに、このスプリング室１５にセンタリングスプリング１６を設け、ノーマル状態でスプールＳが図示の中立位置を保つようにしている。
なお、図中符号１７は、メインパイロット室８にパイロット圧を導くパイロット圧導入ポートである。 In the other sub-block 2, a spring chamber 15 is formed closer to the valve body H than the pilot chamber 8, and a centering spring 16 is provided in the spring chamber 15 so that the spool S maintains the neutral position shown in the normal state. I am doing so.
Reference numeral 17 in the figure denotes a pilot pressure introduction port that guides the pilot pressure to the main pilot chamber 8.

また、上記サブブロック２であって、上記メインパイロット室８の外方には、補助ピストン１８を摺動自在に組み込むとともに、この補助ピストン１８は、その一端にフランジ部１８ａを設け、このフランジ部１８ａとは反対側にプランジャ部１８ｂを設けている。そして、上記フランジ部１８ａをサブブロック２に形成した補助パイロット室１９内に位置させるとともに、プランジャ部１８ｂの先端をメインパイロット室８に臨ませている。 Further, in the sub-block 2, an auxiliary piston 18 is slidably incorporated outside the main pilot chamber 8, and the auxiliary piston 18 is provided with a flange portion 18a at one end thereof. Plunger portion 18b is provided on the opposite side to 18a. The flange portion 18 a is positioned in the auxiliary pilot chamber 19 formed in the sub-block 2, and the tip of the plunger portion 18 b faces the main pilot chamber 8.

また、上記補助パイロット室１９におけるバルブ本体Ｈ側の壁面をストッパー２０とし、上記補助ピストン１８のフランジ部１８ａとストッパー２０とを対向させるとともに、この補助ピストン１８がフランジ部１８ａと上記ストッパー２０との対向間隔分をストロークできるようにしている。そして、補助ピストン１８のフランジ部１８ａが上記ストッパー２０に当たったとき、補助ピストン１８が規制位置を保ち、補助ピストン１８がストッパー２０とは反対側に設けたプラグ２１に接する図示の位置にあるとき補助ピストン１８が非規制位置を保つことになる。
なお、図中符号２２は上記プラグ２１に設けた圧力導入ポートで、補助パイロット室１９にパイロット圧を導くものである。 Further, the wall surface on the valve body H side in the auxiliary pilot chamber 19 is used as a stopper 20, and the flange portion 18a of the auxiliary piston 18 and the stopper 20 are opposed to each other. Strokes can be made for the opposite interval. When the flange portion 18 a of the auxiliary piston 18 hits the stopper 20, the auxiliary piston 18 maintains the restriction position, and the auxiliary piston 18 is in the illustrated position in contact with the plug 21 provided on the side opposite to the stopper 20. The auxiliary piston 18 maintains the non-restricted position.
In the figure, reference numeral 22 denotes a pressure introduction port provided in the plug 21 for guiding the pilot pressure to the auxiliary pilot chamber 19.

さらに、上記アクチュエータポート３，４にはアクチュエータＡを接続するとともに、このアクチュエータＡの一方のポートに接続した通路２３を、導入通路２４を介して他方の補助パイロット室１９に連通する圧力導入ポート２２に接続している。また、アクチュエータＡの他方のポートに接続した通路２５を、導入通路２６を介して一方の補助パイロット室１１に連通する圧力導入ポート１４に連通している。 Further, the actuator port 3 is connected to the actuator A, and the pressure introduction port 22 is connected to the other auxiliary pilot chamber 19 via the introduction passage 24 through the passage 23 connected to one port of the actuator A. Connected to. Further, the passage 25 connected to the other port of the actuator A is communicated with the pressure introduction port 14 that communicates with one auxiliary pilot chamber 11 via the introduction passage 26.

次にこの実施形態の作用を説明する。
スプールＳが図示の中立位置にあるとき供給ポート５が閉じた状態を維持するが、例えば、メインパイロット室７にパイロット圧を導くと、スプールＳはセンタリングスプリング１６に抗して図面右方向に移動し、一方のアクチュエータポート３とバルブ本体Ｈに形成した供給通路２７とが、スプールＳに形成した第１環状溝２８を介して連通する。
このときに、他方のアクチュエータポート４は、第２環状溝２９を介してタンク通路６に連通する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
When the spool S is in the neutral position shown in the figure, the supply port 5 remains closed. For example, when pilot pressure is introduced into the main pilot chamber 7, the spool S moves to the right in the drawing against the centering spring 16. The one actuator port 3 and the supply passage 27 formed in the valve main body H communicate with each other via the first annular groove 28 formed in the spool S.
At this time, the other actuator port 4 communicates with the tank passage 6 via the second annular groove 29.

したがって、供給ポート５に導かれた圧油は、圧力補償弁３０を介して供給通路２７に導かれるとともに、この供給通路２７から、上記のように第１環状溝２８、アクチュエータポート３および通路２３を経由してアクチュエータＡに供給される。また、アクチュエータＡからの戻り油は、通路２５から、アクチュエータポート４、第２環状溝２９およびタンク通路６を経由してタンクに戻される。 Therefore, the pressure oil guided to the supply port 5 is guided to the supply passage 27 via the pressure compensation valve 30 and from the supply passage 27, the first annular groove 28, the actuator port 3 and the passage 23 are provided as described above. To be supplied to the actuator A. The return oil from the actuator A is returned from the passage 25 to the tank via the actuator port 4, the second annular groove 29 and the tank passage 6.

一方、通路２３側の負荷圧は導入通路２４を経由して補助パイロット室１９に導かれる。このように補助パイロット室１９に負荷圧が導かれれば、補助ピストン１８が規制位置方向に移動し、そのプランジャ部１８ｂをメインパイロット室８内に突出させる。このときのプランジャ部１８ｂの突出方向の推力は、メインパイロット室７の圧力に応じて移動するスプールＳの推力と対抗することになり、スプールＳの推力を減殺させることになる。 On the other hand, the load pressure on the passage 23 side is guided to the auxiliary pilot chamber 19 via the introduction passage 24. When the load pressure is guided to the auxiliary pilot chamber 19 in this manner, the auxiliary piston 18 moves in the direction of the restriction position, and the plunger portion 18 b is projected into the main pilot chamber 8. The thrust in the protruding direction of the plunger portion 18b at this time is opposed to the thrust of the spool S that moves in accordance with the pressure in the main pilot chamber 7, and the thrust of the spool S is reduced.

また、メインパイロット室８にパイロット圧を導くと、スプールＳはセンタリングスプリング１６に抗して図面左方向に移動し、他方のアクチュエータポート４と供給通路２７とが第２環状溝２９を介して連通する。このときに、一方のアクチュエータポート３は、第１環状溝２８を介してタンク通路６に連通する。 When pilot pressure is introduced to the main pilot chamber 8, the spool S moves in the left direction against the centering spring 16, and the other actuator port 4 and the supply passage 27 communicate with each other via the second annular groove 29. To do. At this time, one actuator port 3 communicates with the tank passage 6 via the first annular groove 28.

したがって、供給通路２７に導かれた圧油は、第２環状溝２９、アクチュエータポート４および通路２５を経由してアクチュエータＡに供給される。また、アクチュエータＡからの戻り油は、通路２３から、アクチュエータポート３、第１環状溝２８およびタンク通路６を経由してタンクに戻される。 Accordingly, the pressure oil guided to the supply passage 27 is supplied to the actuator A via the second annular groove 29, the actuator port 4 and the passage 25. The return oil from the actuator A is returned from the passage 23 to the tank via the actuator port 3, the first annular groove 28 and the tank passage 6.

一方、通路２５側の負荷圧は導入通路２６を経由して補助パイロット室１１に導かれる。このように補助パイロット室１１に負荷圧が導かれれば、補助ピストン１０が規制位置方向に移動し、そのプランジャ部１０ｂをメインパイロット室７内に突出させる。このときのプランジャ部１０ｂの突出方向の推力は、メインパイロット室８の圧力に応じて移動するスプールＳの推力と対抗することになり、スプールＳの推力を減殺させることになる。
以上のことからも明らかなように補助パイロット室１１，１９には、メインパイロット室７，８に導かれるパイロット圧と対抗する圧力が導入されるように、導入通路２４，２６が交差状態を維持している。 On the other hand, the load pressure on the passage 25 side is guided to the auxiliary pilot chamber 11 via the introduction passage 26. When the load pressure is guided to the auxiliary pilot chamber 11 in this way, the auxiliary piston 10 moves in the direction of the restriction position, and the plunger portion 10 b is projected into the main pilot chamber 7. The thrust in the protruding direction of the plunger portion 10b at this time is opposed to the thrust of the spool S that moves in accordance with the pressure of the main pilot chamber 8, and the thrust of the spool S is reduced.
As is clear from the above, the introduction passages 24 and 26 are maintained in the crossing state in the auxiliary pilot chambers 11 and 19 so that the pressure opposed to the pilot pressure introduced to the main pilot chambers 7 and 8 is introduced. doing.

そして、上記のようにして補助ピストン１０あるいは１８のプランジャ部１０ｂあるいは１８ｂがメインパイロット室７あるいは８に突出すれば、スプールＳは、その推力と補助ピストン１０あるいは１８の推力とがバランスする位置で停止し、そのときの供給通路２７とアクチュエータポート３あるいは４との連通開度が制御されることになる。 If the plunger portion 10b or 18b of the auxiliary piston 10 or 18 protrudes into the main pilot chamber 7 or 8 as described above, the spool S is in a position where the thrust and the thrust of the auxiliary piston 10 or 18 are balanced. Then, the communication opening degree between the supply passage 27 and the actuator port 3 or 4 is controlled.

上記のようにした実施形態は、例えば、アクチュエータＡが特定の位置で停止しながら負荷を保持しているときに、その保持している負荷が小さくなるような状況において効果を発揮する。すなわち、上記のように負荷を保持しているときには、その負荷に相当する圧力が補助ピストン１０あるいは１８に作用し、供給通路２７とアクチュエータポート３あるいは４との連通開度を制限する。この状態で負荷が小さくなれば、補助ピストン１０あるいは１８の推力が小さくなるので、スプールＳの推力が打ち勝って、上記供給通路２７とアクチュエータポート３あるいは４との連通開度を大きくする方向に移動することになる。このようにしてアクチュエータＡの負荷の大きさに応じて、自動的にスプールＳの移動位置を制御することができる。 For example, when the actuator A holds a load while stopping at a specific position, the embodiment as described above is effective in a situation where the held load becomes small. That is, when the load is held as described above, the pressure corresponding to the load acts on the auxiliary piston 10 or 18 to limit the communication opening degree between the supply passage 27 and the actuator port 3 or 4. If the load decreases in this state, the thrust of the auxiliary piston 10 or 18 decreases, so the thrust of the spool S overcomes and moves in the direction of increasing the communication opening degree between the supply passage 27 and the actuator port 3 or 4. Will do. In this way, the moving position of the spool S can be automatically controlled according to the load of the actuator A.

なお、スプールＳが中立位置にあるときと、上記補助ピストン１０，１８が規制位置にあるときとの位置関係は、スプールＳと補助ピストン１０，１８との間に多少の間隔が保たれるようにして、その間隔の範囲内で、スプールＳのインチング制御を可能にしている。 The positional relationship between when the spool S is in the neutral position and when the auxiliary pistons 10 and 18 are in the restricting position is such that a slight gap is maintained between the spool S and the auxiliary pistons 10 and 18. Thus, inching control of the spool S is made possible within the range of the interval.

パワーショベル等の建設機械に最適である。 Ideal for construction machines such as power shovels.

Ｈバルブ本体
Ｓスプール
３，４アクチュエータポート
６タンク通路
７，８メインパイロット室
１０，１８補助ピストン
１１，１９補助パイロット室
１６センタリングスプリング
２７供給通路 H Valve body S Spool 3, 4 Actuator port 6 Tank passage 7, 8 Main pilot chamber 10, 18 Auxiliary piston 11, 19 Auxiliary pilot chamber 16 Centering spring 27 Supply passage

Claims

バルブ本体にスプールを摺動自在に組み込み、このスプールにはセンタリングスプリングを作用させるとともに、スプールの両端をメインパイロット室に臨ませ、このメインパイロット室に導いたパイロット圧の作用でスプールを左右いずれか一方に切り換えて、バルブ本体に設けた一方のアクチュエータポートをポンプに連通する供給通路に接続し、他方のアクチュエータポートをタンクに連通したタンク通路に連通させる一方、上記メインパイロット室に導かれるパイロット圧に応じてスプールの移動量が制御されるとともに、上記アクチュエータポートと供給流路との連通開度が制御される構成にした切換制御弁において、
上記スプールの両端を臨ませたメインパイロット室よりも外方におけるスプールの軸線上に補助ピストンを備え、この補助ピストンの一端を補助パイロット室に臨ませるとともに、この補助ピストンは、補助パイロット室に設けたストッパーに規制されてストロークし、スプール端との間の対向間隔を基準にして規制位置と非規制位置との間で移動可能にする一方、上記補助パイロット室には、当該補助パイロット室に対向する側のメインパイロット室にパイロット圧を導いたとき上記供給通路と連通する側のアクチュエータポートに接続した通路から負荷圧を導く導入路を接続し、
上記補助ピストンが、上記補助パイロット室に導かれた上記負荷圧に応じて、上記補助パイロット室に対向する側のメインパイロット室の圧力によるスプールに対する作用力を減殺させる切換制御弁。 A spool is slidably incorporated in the valve body, a centering spring is applied to the spool, and both ends of the spool are exposed to the main pilot chamber. Switching to one side, one actuator port provided in the valve body is connected to a supply passage communicating with the pump, and the other actuator port is communicated with a tank passage communicating with the tank, while the pilot pressure introduced to the main pilot chamber is In the switching control valve configured to control the amount of movement of the spool according to the control and the communication opening degree of the actuator port and the supply flow path,
An auxiliary piston is provided on the spool axis outside the main pilot chamber facing both ends of the spool, and one end of the auxiliary piston faces the auxiliary pilot chamber. The auxiliary piston is provided in the auxiliary pilot chamber. The stroke is regulated by the stopper, and it can move between the regulated position and the non-regulated position with reference to the facing distance from the spool end, while the auxiliary pilot chamber faces the auxiliary pilot chamber. When the pilot pressure is guided to the main pilot chamber on the side to be connected, an introduction path for guiding the load pressure from the path connected to the actuator port on the side communicating with the supply path is connected,
The auxiliary piston is in accordance with the load pressure guided to the auxiliary pilot chamber, switching control valve to offset the acting force against the spool by the pressure of the main pilot chamber on the side opposite to the auxiliary pilot chamber.

上記スプールは、上記メインパイロット室のパイロット圧に基づく推力と、上記負荷圧に基づく補助ピストンの推力とがバランスする位置で停止することを特徴とする請求項１に記載の切換制御弁。 2. The switching control valve according to claim 1, wherein the spool stops at a position where a thrust based on a pilot pressure in the main pilot chamber and a thrust of an auxiliary piston based on the load pressure are balanced.