JPH0783348A - パイロット弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スプール１２をプッシュロッド１１に、パイ
ロット圧調整用バネ１６を介た突出付勢状態で相対摺動
可能に内嵌して、操作レバー２の傾倒角に応じたパイロ
ット圧を発生するよう構成されたパイロット弁におい
て、プッシュロッド１１を、大径の中空スカート部１１
ｂと、操作レバー２で操作される小径のロッド部１１ａ
とで構成し、スカート部１１ｂを摺動支承する摺動ケー
ス部１ｂ下方のタンクポート１０の下方において、スカ
ート部１１ｂ下端と接当する弁ケースの接当面１ｃを形
成し、かつ、スカート部１１ｂに、プッシュロッド１１
の最大押込み状態においてスカート部１１ｂの内側空間
とタンクポート１０とを連通する油逃げ孔２４を形成す
る。 【効果】 スカート部に孔を形成するだけの簡単な改造
によって最大操作時での押圧体の内圧上昇が防止でき、
操作性の悪化やパイロット圧の不測の乱れがなく、安定
作動するパイロット弁を提供できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、農機、建機等の作業機
における油圧作業装置の操作手段として好適なパイロッ
ト弁に係り、詳しくは、中立排油位置に復帰付勢されて
いるスプールを強制移動させることで制御弁操作用のパ
イロット圧を発生する給排弁機構を備え、復帰付勢力に
抗してプッシュロッド（押圧体に相当）を供給位置に向
けて移動操作自在な操作体を備えてあるパイロット弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のパイロット弁としては、図１０
に示す十字操作式のものが一般的に良く知られている。
つまり、弁ケース１の底面に制御弁へ配管するための配
管接続ポート７を設け、この接続ポート７とケース内部
に上下配置で形成されたポンプ圧室５とタンク圧室６と
に亘って摺動移動自在なスプール１２と、このスプール
１２をパイロット圧調整用のバランスバネ１６を介して
内嵌するプッシュロッド１１とを備えて成る給排弁機構
３を設け、操作レバー２の操作量に応じたパイロット圧
を発生させる構造である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、操作レバー
２の最大操作ストロークはプッシュロッド１１のスカー
ト部１１ｂ下端面とケース段差部１ｃとの接当によって
決まるのであるが、その接当時にはプッシュロッド１１
の内部空間が略密閉状態となるため、最大ストローク付
近でその内部空間の圧力が上昇してレバー操作が重くな
る、といった具合に操作性を悪くするとともに、そのプ
ッシュロッド１１の内圧を受けるスプール１２の調圧状
態が乱れ、パイロット圧に悪影響を及ぼすおそれがあっ
た。本発明の目的は、プッシュロッドを限界まで操作し
てもその内圧が上昇しないようにして、上記不都合のお
それを回避させる点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプポート
と給排ポートとを開通するパイロット圧供給位置と、タ
ンクポートと給排ポートとを開通する中立排油位置との
間で往復移動自在なスプールと、スプールを供給位置に
向けて押込み移動するための押圧体とを備え、スプール
を押圧体に、パイロット圧調整用のバランスバネを介し
ての突出付勢状態で相対摺動可能に内嵌するとともに、
押圧体を中立排油位置に復帰付勢させる復帰バネを備
え、この復帰バネの付勢力に抗して押圧体を供給位置に
向けて移動操作自在な操作体を備えてあるパイロット弁
において、押圧体を、スプールに外装される状態の復帰
バネを囲繞する大径の中空円筒状のスカート部と、操作
体の操作力を受ける小径のロッド部とから成る略有蓋筒
形状に構成し、スカート部を摺動自在に内嵌する摺動ケ
ース部の下方にタンクポートを配設するとともに、この
タンクポートの下方位置において押圧体の供給位置がわ
への移動規制を行うべく、スカート部の下端面と接当す
る弁ケースの接当面を形成し、かつ、スカート部に、押
圧体の最大押込み操作時においてスカート部の内側空間
とタンクポートとを連通する油逃げ孔を形成してあるこ
とを特徴とする。

【０００５】

【作用】つまり、押圧体の操作限界である最大押込み時
には、油逃げ孔によってスカート部の内部と外部とが連
通されるから、押圧体内部と外部との圧力差がなくなる
ようになる。そして、油逃げ孔はタンクポートに連通す
るものであるから、例えばポンプポートに連通して押圧
体内部の圧が余計に上昇するといった不都合がなく、所
期したスプールの調圧作用が発揮されて、正規のパイロ
ット圧を発生するようになる。

【０００６】

【発明の効果】従って、スカート部に孔を形成するだけ
の簡単な改造によって最大操作時での押圧体の内圧上昇
が防止でき、操作性の悪化やパイロット圧の不測の乱れ
がなく、安定作動するパイロット弁を提供できた。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、バックホウのパ
イロット弁について図面に基づいて説明する。図１、図
４にブーム用制御弁Ｖ₁ とバケット用制御弁Ｖ₂ とを切
換操作する十字操作式のパイロット弁Ａが示され、１は
弁ケース、２は操作レバー、３はブーム用の第１給排弁
機構、４はバケット用の第２給排弁機構、５はポンプ圧
室、６はタンク圧室、７はブーム用の給排ポート、８は
バケット用の給排ポート、９はポンプポート、１０はタ
ンクポートである。参考に、このパイロット弁Ａの油圧
回路中でのシンボル記号を図５に示しておく。

【０００８】操作レバー（操作体に相当）２は、弁ケー
ス１に螺着される基部２ａと、これに自在継手構造で連
結された作動部２ｂと、円板状の操作部２ｃと、連結筒
２ｄと、レバー部２ｅとで構成されており、レバー部２
ｅを握っての十字揺動操作自在である。尚、図７に示す
ように、操作レバー２を前後方向に揺動すると第１給排
弁機構３が作動そてブーム用制御弁Ｖ₁ が操作され、左
右方向に揺動すると第２給排弁機構４が作動してバケッ
ト用制御弁Ｖ₂ が操作されるように配置してある。

【０００９】第１及び第２給排弁機構３，４は共に同構
造であり、プッシュロッド（押圧体に相当）１１と、ス
プール１２と、上側の第１バネ受け１３と、下側の第２
バネ受け１４と、プッシュロッド復帰用の第１巻バネ
（復帰バネに相当）１５と、パイロット圧調整用のバラ
ンスバネである第２巻バネ１６とで構成され、プラグ１
７による抜け止め状態で弁ケース１に内装されている。
尚、計４個のプラグ１７は、基部２ａによって弁ケース
１上面に固定装着される蓋プレート１８で抜止めされて
いる。

【００１０】プッシュロッド１１は、操作部２ｃで押圧
操作されるロッド部１１ａと弁ケース１に摺動自在に支
持される中空円筒状のスカート部１１ｂとを一体形成し
て構成され、プラグ１７とロッド部１１ａとの摺動部と
スカート部１１ｂと弁ケース１との摺動部との双方によ
って円滑に上下摺動自在である。ロッド部１１ａの下端
部に形成された抜き孔１１ｃは、プッシュロッド１１と
プラグ１７との間に形成される空隙への油の流通路であ
り、第１巻バネ１５によるプッシュロッド１１の良好な
戻り作動、及び下方への軽快な押込み操作に寄与する。

【００１１】スプール１２の下部には、下端面１２ａと
軸途中に形成されたランド部１２ｃとを連通する連通孔
１２ｂとが形成され、上部にはプッシュロッド１１に摺
動自在に内嵌される摺動部１２ｄと、第１バネ受け１３
を装着するための小径の座金嵌合軸部分１２ｅとが形成
され、中間部には第２バネ受け１４受止め用段差を形成
するための中径軸部分１２ｆが形成されている。

【００１２】図４に示すように、弁ケース１の底面部１
ａには、ブーム用の一対の給排ポート７，７と、バケッ
ト用の一対の給排ポート８，８と、ポンプポート９及び
タンクポート１０とが形成され、夫々に配管が接続され
る構造である。尚、底面部１ａとポンプ圧室５とに亘る
貫通孔１９は、砂型鋳造によるポンプ圧室５部分の中子
を抜き出すためのものであり、製品としてはプラグ２０
で閉塞された状態になる。

【００１３】図７、図８に示すように、操作レバー２を
直立状態である***作位置に復帰及び維持させる所定復
帰機構Ｂが、各給排弁機構３，４，３，４の間の計４箇
所に配置されている。すなわち、所定復帰機構Ｂは、操
作部２ｃに接触作用する押圧ロッド２１と、押圧ロッド
２１を上方に付勢するスプリング２２と、抜止め部材２
３とを弁ケース１に装備して構成され、押圧ロッド２１
のフランジ部２１ａが抜止め部材２３に接当した状態で
押圧ロッド２１の頂部が丁度操作部２ｃに接触するよ
う、４箇所の所定復帰機構Ｂを連係配置してある。尚、
これら所定復帰機構Ｂによる操作レバー２の位置維持作
用は、第１巻きバネ１５によるプッシュロッド１１の最
大上昇位置への復帰付勢力よりも強いものに設定されて
いる。

【００１４】図３に示すように、略有蓋筒形状のプッシ
ュロッド１１は、スカート部１１ｂを摺動自在に内嵌す
る摺動ケース部１ｂの下方にタンクポート１０が配設さ
れ、このタンクポート１０の下方位置においてプッシュ
ロッド１１の供給位置がわへの移動規制を行うべく、ス
カート部１１ｂの下端面と接当する弁ケース１の接当面
１ｃを形成してある。そして、スカート部１１ｂの下部
に、プッシュロッド１１の最大押込み操作時においてス
カート部１１ｂの内側空間とタンクポート１０とを連通
する油逃げ孔２４を複数箇所に形成してある。これによ
り、最大操作時にプッシュロッド１１の内圧が上昇する
ことを防止してある。

【００１５】次に、本パイロット弁Ａの作用を第１給排
弁機構３で説明する。 (1) 操作レバー２が非操作位置にあるとき 操作レバー２から手指を放して自由状態にすると、所定
復帰機構Ｂの作用によって操作レバー２は非操作位置に
復帰及び維持され、プッシュロッド１１がプラグ１７下
面から１mm下がった所に位置して、両スプール１２，１
２が共に所定位置Ｈに復帰及び維持される（図１及び図
６の状態）。この状態では、ランド部１２ｃがタンク圧
室６に面し、かつ、スプール１２下端面１２ａが給排ポ
ート７に夫々面して、給排ポート７とタンクポート１０
とが開通した排油位置Ｔにある。所定位置Ｈにスプール
１２があると、給排ポート７とタンクポート１０との連
通面積は極僅か（0.025mm²) で開通しており、制御弁Ｖ
₁ がいずれかの操作位置Ｕ又はＤにあれば中立位置Ｎに
緩速で戻り作動するとともにその中立位置Ｎに維持され
る。

【００１６】(2) 操作レバー２を一方の操作位置（図１
での右方向）に操作したとき 操作レバー２を所定復帰機構Ｂの復帰付勢力に抗して右
側に傾倒操作すると、右側のプッシュロッド１１が第１
巻バネ１５に抗して下方に押込まれ、第２巻きバネ１６
を介して右側のスプール１２が所定位置Ｈから下方に移
動されてランド部１２ｃのタンク圧室６への露出部分が
減り、右側の給排ポート７とタンクポート１０との開通
面積が徐々に減少するとともに、左側のスプール１２は
第１巻きバネ１５によるプッシュロッド１１の押上げ作
動に連れて上方の最大排油位置（Tmax）に向けて戻し移
動される。そして、右側のスプール１２が遮断位置Ｓに
到達すると、ランド部１２ｃが弁ケース１の支承部分１
ｄで囲繞された油路閉塞状態になって右側の給排ポート
７の流路が閉塞されるとともに、左側のスプール１２は
最大排油位置Tmaxに位置している（図２の状態）。

【００１７】引続き操作レバー２を傾倒操作すると、右
スプール１２が遮断位置Ｓと最大供給位置Kmaxとの間の
供給位置Ｋにおいて最大供給位置Kmaxに向けて移動さ
れ、右第２巻きバネ１６の圧縮量を増大させてランド部
１２ｃがポンプ圧室５に面し、右給排ポート７とポンプ
ポート９との開通面積を漸増させようとする。この状態
では、ランド部１２ｃの段部１２ｇとスプール下端面１
２ａとの面積差によってスプール１２を押上げようとす
る力が発生し、その押上げ力と圧縮された第２巻きバネ
１６の弾性力とがバランスする所までスプール１２を押
上げるようになる。

【００１８】つまり、操作レバー２によるプッシュロッ
ド１１の押下げ量に応じて第２巻きバネ１６が圧縮さ
れ、その弾性力によるスプール押下げ力と面積差による
前記押上げ力とがバランスする位置でスプール１２が停
止するのであり、操作レバー２の傾倒角を増すに連れ
て、すなわちプッシュロッド１１の押下げ量が増すに連
れて第２巻きバネ１６の圧縮量も増え、レバー操作量に
応じたパイロット圧を発生して制御弁Ｖ₁ に供給するの
である。そして、操作レバー２を目一杯傾倒操作すると
プッシュロッド１１がプラグ１７の下面から8.0mm 下方
に移動操作されて最大パイロット圧を発生する（図３の
状態）のであるが、スプール１２の最大供給位置Kmax
は、第２巻きバネ１６の強さによって変わるものであ
り、プッシュロッド１１のように移動限界が一義的に決
まるものではない。

【００１９】(3) 操作レバー２を他方の操作位置（左方
向）に操作したときは、上記(2) の給排弁機構３，３の
現象が逆になる以外は、右傾倒時の場合と全く同様の作
用が発揮されるのである。

【００２０】図９には、プッシュロッド１１の移動スト
ロークに対する給排弁機構３での給排ポート７とタンク
ポート１０との開通面積（ラインａ）と給排ポート７と
ポンプポート９との開通面積（ラインｂ）、及び相手側
の給排弁機構３での給排ポート７とタンクポート１０と
の開通面積（ラインｃ）との関係グラフが示されてい
る。操作レバー２が非操作位置にあるときにプッシュロ
ッドストロークが０としてあり、プッシュロッド１１の
位置が、 ・-1mmにあると、スプール１２の最大排油位置Tmaxに相
当し、 ・-1mmと1.1mm の間ではスプール１２の排油位置Ｔに相
当し、 ・ 0mmにあると、スプール１２の所定位置Ｈに相当し、 ・1.1mm と1.3mm の間ではスプール１２の遮断位置Ｓに
相当し、 ・1.3mm から7.0mm の間ではスプール１２の供給位置Ｋ
に相当し、３〜４mmでスプール１２が最大供給位置Kmax
になる、ことを示している。

【００２１】又、プッシュロッド１１のストロークが1m
m 以上では、相手方の給排弁機構３の給排ポート７とタ
ンクポート１０との開通面積（ラインｃ）が最大値に維
持されるが、従来のパイロット弁では、プッシュロッド
１１の上昇限度が０位置であって最大開通面積がライン
ｃよりも小なる値であるラインｄに維持されるものであ
る。

【００２２】〔別実施例〕本実施例は十字操作型のパイ
ロット弁Ａであるが、一対の給排弁機構３，３のみを備
えた一操作型のパイロット弁に本願を適用しても良い。

【００２３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイロット弁の構造を示す断面図

【図２】一方のスプールが遮断位置にある状態を示すパ
イロット弁の断面図

【図３】一方のスプールが最大供給位置にある状態を示
すパイロット弁の断面図

【図４】パイロット弁の底面図

【図５】パイロット弁のシンボルマークを示す記号図

【図６】スプールが所定位置にある状態を示す部分拡大
図

【図７】操作レバーの操作形態を示す平面図

【図８】所定復帰機構の構造を示す断面図

【図９】プッシュロッドと各開口面積との関係グラフを
示す図

【図１０】従来構造のパイロット弁を示す断面図

【符号の説明】

２ 操作体 ３ 給排弁機構 ７ 給排ポート ９ ポンプポート １０ タンクポート １２ スプール Tmax 最大排油位置 Kmax 最大供給位置 Ｓ 遮断位置 Ｈ 所定位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプポート（９）と給排ポート（７）
   とを開通するパイロット圧供給位置と、タンクポート
   （１０）と前記給排ポート（７）とを開通する中立排油
   位置との間で往復移動自在なスプール（１２）と、該ス
   プール（１２）を前記供給位置に向けて押込み移動する
   ための押圧体（１１）とを備え、前記スプール（１２）
   を前記押圧体（１１）に、パイロット圧調整用のバラン
   スバネ（１６）を介しての突出付勢状態で相対摺動可能
   に内嵌するとともに、前記押圧体（１１）を前記中立排
   油位置に復帰付勢させる復帰バネ（１５）を備え、この
   復帰バネ（１５）の付勢力に抗して前記押圧体（１１）
   を前記供給位置に向けて移動操作自在な操作体（２）を
   備えてあるパイロット弁であって、 前記押圧体（１１）を、前記スプール（１２）に外装さ
   れる状態の前記復帰バネ（１５）を囲繞する大径の中空
   円筒状のスカート部（１１ｂ）と、前記操作体（２）の
   操作力を受ける小径のロッド部（１１ａ）とから成る略
   有蓋筒形状に構成し、前記スカート部（１１ｂ）を摺動
   自在に内嵌する摺動ケース部（１ｂ）の下方に前記タン
   クポート（１０）を配設するとともに、このタンクポー
   ト（１０）の下方位置において前記押圧体（１１）の前
   記供給位置がわへの移動規制を行うべく、前記スカート
   部（１１ｂ）の下端面と接当する弁ケースの接当面（１
   ｃ）を形成し、かつ、前記スカート部（１１ｂ）に、前
   記押圧体（１１）の最大押込み操作時において前記スカ
   ート部（１１ｂ）の内側空間と前記タンクポート（１
   ０）とを連通する油逃げ孔（２４）を形成してあるパイ
   ロット弁。