JPH0783349A - パイロット弁のバネ支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動時にバランスバネ下端が第２バネ受け上
で横ズレ移動し、所期したパイロット圧が発生しないと
か、その圧が変動して安定しない等の不都合の生じるこ
とを解消させる。 【構成】 操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を
発生させるパイロット弁において、スプール１２とプッ
シュロッド１１との摺動部分において受止められる第１
バネ受け１３と、スプール１２の長手方向中間部分に形
成された段差部で受止められる第２バネ受け１４との間
に、パイロット圧調節用の圧縮型バランスバネ１６をス
プール１２を囲繞する状態で介装するとともに、第２バ
ネ受け１４を、バランスバネ１６下端部をその外周側か
ら囲繞する振止め部１４ａを有するリング形状に形成す
る。

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の対を備え、これら各
給排弁機構のスプールを操作体で背反的に移動操作する
ように構成された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、例え
ば、図８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１ａ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９とタ
ンク圧室１０とに亘るスプール１２を上下摺動移動させ
ることでパイロット圧を可変発生させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記パイロット弁で
は、操作レバー２の操作量に応じたパイロット圧を発生
させるために、バランスバネ１６の弾性力と、面積差に
よってスプール１２に作用する上方への押上げ力とが均
衡できるように、具体的には操作レバー２で押圧操作さ
れるプッシュロッド（押圧体）１１とスプール１２とを
スプール１２の上方への摺動移動が可能な状態で嵌合配
置するとともに、スプール１２を所定範囲内でプッシュ
ロッド１１に対して下方突出付勢するように構成されて
いる。バランスバネ１６の下端は、スプール１２の段差
部に嵌められたワッシャ状の第２バネ受け１４で受止め
られるのであるが、所定の弾性力を設定するとバランス
バネ１６とスプール１２との間には往々にして径方向の
間隙Ｓができてしまうようになる。

【０００４】上記間隙Ｓは微少なものではあるが、実際
の作動時にバランスバネ１６下端が第２バネ受け１４上
で横ズレ振動移動し、所期したパイロット圧が発生しな
いとか、その圧が変動して安定しない等の不都合の生じ
ることがあり、改善の余地が残されていた。本発明の目
的は、バランスバネが横ずれしないようにスプールでの
受止め構造を工夫し、上記不都合を解消させる点にあ
る。

【０００５】

【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、スプールと押圧体との摺動部分において受止
められる第１バネ受けと、スプールの長手方向中間部分
に形成された段差部で受止められるリング状の第２バネ
受けとの間に、圧縮型のバランスバネをスプールを囲繞
する状態で介装するとともに、第２バネ受けに、バラン
スバネ端の横移動を規制する振止め部を、バランスバネ
の外周側に作用する状態で形成してあることを特徴とす
るものである。

【０００６】

【作用】図１に示すように、バランスバネ１６の下端を
受止める第２バネ受け１４の振止め部１４ａのガイド作
用により、バネ下端の横ズレが防止されてバネ荷重が変
動しないようになる。例えば、バーリングワッシャによ
ってバランスバネの内周をガイドさせる手段も考えられ
るが、これでは板厚とバネ荷重との設定が難しく、か
つ、ガイド長さも多く取れないのに対し、本願の手段で
は第２バネ受けの板厚に関係なくガイド径が設定できる
とともに、ガイド長さも充分取れる点で有利である。

【０００７】

【発明の効果】従って、バランスバネを外周からガイド
する部分を第２バネ受けに形成することにより、バネ外
径、すなわちバネ荷重の設計自由度に融通が効くように
しながら、無理無くバランスバネの横ズレが防止し得る
パイロット弁を提供できた。

【０００８】

【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２
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３に示しておく。

【０００９】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、図面理解
上、図１は一対の第１給排弁機構３，３の片方を第２給
排弁機構４に置き換えて描いてある。

【００１０】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２巻きバネ
１５と、パイロット圧調整用のバランスバネである第１
巻きバネ１６とで構成され、プラグ１７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。

【００１１】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２巻きバネ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。

【００１２】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。

【００１３】図６に示すように、第２バネ受け１４は板
材の屈曲成形で形成され、第１巻バネ１６をその外周側
から囲繞する振止め部１４ａを有するリング形状に形成
されて横ズレを防止しており、第１巻バネ１６の内周と
スプール１２との径方向での間隙がパイロット弁の作動
中において正しく維持されるようにしてある。

【００１４】第１バネ受け１３は、座金嵌合軸部分１２
ｅに側方から装脱するための切欠き１３ａが形成された
略Ｕ字形状に形成されており、第１及び第２巻きバネ１
６，１５を下方に圧縮させておけば、スプール１２がプ
ッシュロッド１１に嵌合した状態のままでも第１バネ受
け１３の装脱が自在である。又、第１バネ受け１３は、
第１巻きバネ１６の受け面を第２巻きバネ１５の受け面
よりも低くしてあり、第１巻きバネ１６の横ずれを防止
する位置決め機能が出るようにしてある。

【００１５】図２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。

【００１６】このパイロット弁Ａの概略作用を第１給排
弁機構３で説明すると、図１に示す自由状態では、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にあり、このとき制
御弁Ｖ₁ は中立状態である。操作レバー２を傾倒してプ
ッシュロッド１１を第２巻きバネ１５に抗して押込む
と、第１巻きバネ１６を介してスプール１２も下方に摺
動移動し、ランド部１２ｃのタンク圧室６への露出部分
が減って排油面積が次第に小さくなり、所定ストローク
されるとランド部１２ｃが弁ケース１の支承部分１ｄで
囲繞された油路閉塞状態になる。

【００１７】引続き操作レバー２を傾倒すると、第１巻
きバネ１６を介してさらにスプール１２が下方に摺動
し、ランド部１２ｃがポンプ圧室５に面し、給排ポート
７とポンプポート９とが開通した供給位置になって、パ
イロット圧がブーム用制御弁Ｖ ₁ に供給されるようにな
る。このとき、図５に示すように、ランド部１２ｃの段
部１２ｇとスプール下端面１２ａ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
力とそれによって圧縮された第１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。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１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
である。従って、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１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できるのである。

【００１８】図４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、左右方向に揺動す
ると第２給排弁機構４が操作されるのであるが、前後方
向に比べて左右方向に手首が移動し難いことや、バケッ
ト用制御弁Ｖ₂ の開度をブーム用制御弁Ｖ₁ の開度より
も少なくすることから、スプール１２の最大移動量を第
１給排弁機構３と第２給排弁機構４とで異ならせてあ
る。同一の制御弁を用いながらその最大開度を絞る目的
のために、スプール１２の最大移動量を規制する場合で
も有効である。

【００１９】すなわち、図１に示すように、プッシュロ
ッド１１の最大押込み量は、スカート部１１ｂ下端（押
圧体先端に相当）と弁ケース１の第１及び第２段差部
（押圧体接当面に相当）１ｂ，１ｃとの接当によって決
定してあるが、第２給排弁機構４での第２段差部１ｃの
高さを第１段差部１ｂより距離ｄだけ高くしてあり、そ
の結果、第１給排弁機構３のプッシュロッド最大移動量
Ｄ₁ が9.2mm であるに対し、第２給排弁機構４のプッシ
ュロッド最大移動量Ｄ₂ が7.0mm に設定されている。こ
れにより、操作レバー２の前後方向の操作ストロークは
左右方向の操作ストロークよりも若干大きくなる。

【００２０】〔別実施例〕図７に示すように３箇所の屈
曲ガイドを設けた構造で、第２バネ受け１４の振止め部
１４ａを構成するものでも良い。又、基本的には平ワッ
シャの第２バネ受け１４とし、プレスによって３箇所以
上のバネ案内突起を形成して振止め部１４ａとするもの
でも良い。本実施例は十字操作型の操作レバーを備えた
ものであるが、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発明を適用しても良い。

【００２１】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】パイロット弁の展開断面図

【図２】パイロット弁の底面図

【図３】パイロット弁のシンボルマークを示す記号図

【図４】操作レバーの操作形態を示す平面図

【図５】パイロット圧供給状態におけるスプール下部付
近を示す拡大断面図

【図６】第２バネ受けの形状を示す断面図

【図７】第２バネ受けの別形状を示す断面図

【図８】従来のパイロット弁の構造を示す断面図

【符号の説明】

７ 給排ポート ９ ポンプポート １０ タンクポート １１ 押圧体 １２ スプール １３ 第１バネ受け １４ 第２バネ受け １４ａ 振止め部 １５ 復帰バネ １６ バランスバネ

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、 前記スプール（１２）と前記押圧体（１１）との摺動部
   分において受止められる第１バネ受け（１３）と、前記
   スプール（１２）の長手方向中間部分に形成された段差
   部で受止められるリング状の第２バネ受け（１４）との
   間に、圧縮型の前記バランスバネ（１６）を前記スプー
   ル（１２）を囲繞する状態で介装するとともに、 前記第２バネ受け（１４）に、前記バランスバネ（１
   ６）端の横移動を規制する振止め部（１４ａ）を、該バ
   ランスバネ（１６）の外周側に作用する状態で形成して
   あるパイロット弁。