JP2746857B2 - ショックレスバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ショックレスバルブに
関し、さらに詳細には、油圧アクチュエータの駆動を制
御するコントロールバルブと、該コントロールバルブの
動作を制御するパイロットバルブとの間等に配設され、
コントロールバルブ等の動作を緩衝するショックレスバ
ルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、油圧ショベル等の油圧アクチ
ュエータの駆動を制御するコントロールバルブを有する
油圧回路においては、そのコントロールバルブの動作を
制御するために、パイロットバルブが使用されている。
そして、かかるパイロットバルブの操作によるコントロ
ールバルブの衝撃的な動作を緩衝するために、油圧アク
チュエータの駆動を制御するコントロールバルブと、該
コントロールバルブの動作を制御するパイロットバルブ
との間には、図５の油圧回路図に示すように、ショック
レスバルブ１を配設することが行われている。なお、図
５において、８はパイロットバルブ、２はコントロール
バルブ、３は油圧ポンプ、５は油圧アクチュエータ部、
６はパイロットバルブ用油圧ポンプ、７は油タンクであ
る。

【０００３】従来のショックレスバルブの構成及びその
作用効果を、図６の断面図に基づいて説明する。先ず、
油圧アクチュエータ５を駆動させるために、パイロット
バルブ８から、圧油を出力した場合について説明する。
なお、パイロットバルブ８は、二つの減圧弁から構成さ
れており、パイロットバルブ用油圧ポンプ６の圧油を調
整して、所望の圧油を、コントロールバルブ２の動作を
制御すべく、適宜その両サイドに出力できる。

【０００４】パイロットバルブ８から出力された圧油
が、入力ポート５０側から流入すると、本体部５４に設
けられた連通路５６、本体部５４内部の流体室５８に形
成された第１環状溝６０を経由し、流体室５８内に長手
方向に移動可能に挿入されたスプール６２の第１連通穴
６４を通過して入力ポート側スプール内室６６に流入さ
れる。そして、その圧油は絞り連通孔６８を通過して、
出力ポート５２側へ流入する。油が絞り連通孔６８を通
過すると、絞り連通孔６８の前後に差圧が発生し、この
差圧が第１スプリング７０の付勢力より大きくなると、
スプール６２が、第１スプリング７０の付勢力に抗し
て、出力ポート５２側に移動される。すると、中立位置
にあったスプール６２が移動することで、第１環状溝６
０と第２環状溝７２とがスプールの外周溝７４によって
連通されるため、圧油は第２連通穴７６を通過して出力
ポート側スプール内室７８内に流入する。このようにし
て、入力ポート５０から流入した圧油が出力ポート５２
から出力され、コントロールバルブ２のスプールをバネ
の付勢力に抗して一方に押圧し、該コントロールバルブ
２の制御がなされる。

【０００５】このとき、ショックレスバルブ１が、パイ
ロットバルブ８とコントロールバルブ２との間に介在す
ることによって、コントロールバルブ２の動作には、図
７（パイロットバルブによる制御変位量とコントロール
バルブの被制御変位量との経時的関係を示すグラフ）に
示すような応答の遅れが生ずる。この応答の遅れは、コ
ントロールバルブ２の衝撃的な動作を緩和するように作
用する。そして、コントロールバルブ２のスプールが、
所定の位置まで移動し、そのスプールを押圧する圧力
と、パイロットバルブ８から出力される圧油の圧力とが
釣り合った際には、圧油の流れが停止するから、ショッ
クレスバルプ１のスプール６２は、第１スプリング７０
と第２スプリング８０の釣り合った位置、すなわち、中
立位置に戻る。

【０００６】次に、油圧アクチュエータ５を駆動を停止
させるために、パイロットバルブ８による圧油の出力を
停止する場合について説明する。パイロットバルブ８を
レバー等によって中立位置にセットすると、パイロット
バルブ８のコントロールバルブ２の両サイドに対する圧
油の出力は停止し、その制御用油圧回路は油タンク７と
連通するから、ショックレスバルブ１の入力ポート５０
側の圧力は急激に低くなる。このとき、コントロールバ
ルブ２のスプールは、該スプールの両端に配設されたス
プリングの一方によって、その中立位置に戻るべく付勢
されており、この付勢力によって出力ポート側５２の圧
力が高い状態にある。

【０００７】このため、圧油が、ショックレスバルブ１
の出力ポート５２から流体室５８内の出力ポート側スプ
ール内室７８に流入し、絞り連通孔６８を通過して、入
力ポート側スプール内室６６に流入する。このようにし
て、圧油が絞り連通孔６８を通過することで、その絞り
連通孔６８の前後には差圧が発生し、これにより、スプ
ール６２が入力ポート５０側に移動する。すると、入力
ポート側スプール内室６６と第１環状溝６０とを連通す
る第１連通穴６４による開口が狭められ、ここを通過す
る圧油の流れは制限される。さらに、圧油が流れると、
絞り連通孔６８の前後の差圧と、第２スプリング８０の
付勢力とが釣り合うところでスプール６２は停止し、第
１連通穴６４の開口が調整されるため、出力ポート５２
側から入力ポート５０側への圧油の流量が一定となる。

【０００８】これにより、パイロットバルブ８の圧油の
出力が急激に停止されても、図７に示すように、コント
ロールバルブ２におけるスプールの戻り動作の速度を遅
くすることができる。すなわち、このショックレスバル
ブによれば、パイロットバルブ８の衝撃的な出力及びそ
の停止を緩衝し、コントロールバルブ２に伝達すること
ができ、コントロールバルブ２の動作を好適に制御する
ことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のショックレスバルブによれば、必然的に油圧アクチ
ュエータ部５の応答速度が低くなり、例えば杭打ち作業
など、動作のスピードが求められる作業が行えないとい
う問題点がある。

【００１０】そこで、本発明の目的は、必要に応じて、
ショックレス機能を解除、あるいは低減して、油圧アク
チュエータ部に要求される種々の機能に対応できるよう
にしたショックレスバルブを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るショックレスバルブは次の構成を備え
る。すなわち、本発明は、スプール孔、該スプール孔に
連通する入力ポートおよび出力ポートを有するバルブ本
体と、前記スプール孔に摺合された筒状のスプール弁
と、絞り孔を有し、前記スプール内を入力ポート側内室
と出力ポート側内室とに区画する隔壁と、前記スプール
弁を前記入力ポート側に付勢する第１スプリングと、前
記スプール弁を前記出力ポート側に付勢する第２スプリ
ングと、常時は閉塞されると共に、前記入力ポートから
圧油が供給されて、前記絞り孔を介して前記入力ポート
側内室から前記出力ポート側内室へ油が移動し、前記隔
壁前後に発生する差圧により前記第１スプリングの付勢
力に抗して前記スプール弁が前記出力ポート側に移動す
ることにより開放、連通して入力ポートから出力ポート
に圧油を直接供給する、前記スプール弁外周と前記スプ
ール孔内周との間に形成された油路を具備するショック
レスバルブにおいて、前記スプール孔内に、前記スプー
ル弁との間で前記第２スプリングを挟んで移動自在に押
圧体を配置し、前記第２スプリングを介して前記スプー
ル弁を前記出力ポート方向に所要位置まで移動さすべ
く、前記押圧体の移動機構を設けたことを特徴としてい
る。

【００１２】また、前記押圧体を前記スプール孔内に移
動自在に摺合し、前記押圧体の移動機構を、該押圧体に
よりスプール孔一端内壁との間に区画された油室と、該
油室に圧油を供給して押圧体を移動させるパイロットポ
ートとで構成すると操作が容易となる。さらに、前記押
圧体が摺合されるスプール孔内に押圧体の出力ポート方
向への移動距離を規制する規制段差を設けることによっ
て、ショックレス機能を段階的に調整できる。

【００１３】必要時にパイロットポートから圧油を供給
するなどして、押圧体および第２スプリングを介してス
プール弁を所要位置に移動させ、ショックレス機能の解
除をし、あるいは低減させ、これにより入出力ポート間
の油の給排量を増加させることができるので、油圧アク
チュエータ部の応答速度を高くできる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るショック
レスバルブの一実施例を示す断面図である。図６に示す
従来のものと同一の部材は同一符号をもって示すが、以
下にさらに詳細に説明する。５４はバルブ本体であり、
入力ポート５０、出力ポート５２、スプール孔５５を有
する。入力ポート５０はスプール孔５５に形成された第
１環状溝６０に連通し、出力ポート５２はスプール孔５
５に形成された第２環状溝７２に連通している。スプー
ル孔５５にはスプール弁６２が摺合されている。スプー
ル弁６２内の中途部には絞り孔（図示せず）が形成され
た板体（隔壁）６８が固定されて、該板体６８によりス
プール弁６２内を入力ポート側内室６６と出力ポート側
内室７８とに区画している。

【００１５】入力ポート５０は第１環状溝６０およびス
プール弁６２に設けた第１連通孔６４により入力ポート
側内室６６に通じている。また出力ポート５２は第２環
状溝７２およびスプール弁６２に設けた第２連通孔７６
により出力ポート側内室７８に通じている。スプール弁
６２外周には、スプール弁６２が出力ポート５２側に移
動した際、前記第１環状溝６０と第２環状溝７２との間
のスプール孔５５内壁を跨いで両溝６０、７２を連通さ
せる外周溝７４が形成されている。７０はスプール弁６
２を入力ポート５０側に付勢する第１スプリング、８０
はスプール弁６２を出力ポート５２側に付勢する第２ス
プリングである。

【００１６】以上の基本構成は図６に示す従来のショッ
クレスバルブと全く同じであり、動作も同じくなるので
その説明は省略する。８２は本発明に従って設けた押圧
体である。押圧体８２はスプール弁６２に対して入力ポ
ート５０側になるスプール孔５５内に移動可能に摺合さ
れ、常時は前記第２スプリング８０に押圧されてスプー
ル孔５５の一端内壁に当接している。この状態において
前記ショックレス動作をする。８４は押圧体８２とスプ
ール孔５５一端内壁との間に形成された油室８６内に圧
油を供給するパイロットポートである。パイロットポー
ト８４、油室８６等で押圧体８２の移動機構を構成す
る。

【００１７】上記のように構成されている。しかして、
上記ショックレス機能を解除して、油圧アクチュエータ
部５の応答速度を高めるには、パイロットポート８４か
ら油室８６に圧油を供給して押圧体８２を移動させ、こ
れによりスプール弁６２を一端がスプール孔５５の他端
側内壁の当接する位置まで強制的に移動させればよい
（図２）。これにより、入力ポート５０は第１環状溝６
０、外周溝７４、第２環状溝７２を介して直接出力ポー
ト５２に連通し、入力ポート５０と出力ポート５２との
間の油の給排量を多くでき、油圧アクチュエータ部５の
応答速度を高めることができる。

【００１８】図３は他の実施例を示す。上記実施例と同
一の部材は同一符号を付し、その説明を省略する。本実
施例では、押圧体８２の後端部を大径部８２ａに形成
し、またこの大径部８２ａに対応するスプール孔５５の
部位を大径部８２ａが移動できるよう所要範囲で大径に
形成されていて、押圧体８２は大径部８２ａがスプール
孔５５の段部５５ａに当接するまで出力ポート５２方向
に移動可能となる。本実施例では、上記実施例のように
ショックレス機能を解除するのでなく、入出力ポート間
の油の給排量を多くして油圧アクチュエータ部５の応答
速度を大きくするものである。その代わり、ショックレ
ス機能は低減する。

【００１９】すなわち、パイロットポート８４に圧油を
供給することにより、押圧体８２は大径部８２ａが段部
５５ａに当接するまで移動する。これにより、スプール
弁６２は出力ポート５２方向に所定量移動し、第１スプ
リング７０と第２スプリング８０の付勢力が均衡した位
置で停止し、この位置を中立位置として使用するのであ
る。押圧体８２ならびにスプール弁６２が移動すること
により、第１スプリング７０、第２スプリング８０が共
に圧縮され、バネ圧が大きくなる。したがって、出力ポ
ート５２側から圧油が入力ポート５０側に戻る際、絞り
孔６８ａを通過する油の量が図３の中立位置での使用に
比し多くなり、油圧アクチュエータ部５の応答速度が高
くなる。

【００２０】上記各実施例では押圧体８２を設けて、ス
プール弁６２を移動させ、ショックレス機能を解除、あ
るいは低減するようにしたが、スプール孔５５の一端側
を閉塞するねじ部材８８を手動にて移動させることによ
りねじ部材８８により直接もしくは押圧体８２を介して
スプール弁６２を所要位置まで移動して圧油の流量調節
を行って、ショックレス機能の調整を行うようにするこ
ともできる。この場合ねじ部材８８が押圧体を構成す
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係るショックレスバルブによれ
ば、必要時にパイロットポートから圧油を供給するなど
して、押圧体および第２スプリングを介してスプール弁
を所要位置に移動させ、ショックレス機能の解除をし、
あるいは低減させ、これにより入出力ポート間の油の給
排量を増加させることができるので、油圧アクチュエー
タ部の応答速度を高くできるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す断面図である。

【図２】第１実施例で、ショックレス機能を解除した状
態の断面図である。

【図３】第２実施例を示す断面図である。

【図４】第２実施例で、ショックレス機能を低減させた
状態の断面図である。

【図５】ショックレスバルブの使用状態を説明する回路
図である。

【図６】従来の技術を示す断面図である。

【図７】従来の技術を使用した場合の制御装置と被制御
装置の変位関係を示すグラフである。

【符号の説明】

５０ 入力ポート ５２ 出力ポート ５４ バルブ本体 ５５ スプール孔 ５５ａ 段部（規制段部） ６０ 第１環状溝 ６２ スプール弁 ６４ 第１連通孔 ６６ 入力ポート側内室 ６８ 板体（隔壁） ７０ 第１スプリング ７２ 第２環状溝 ７４ 外周溝 ７６ 第２連通孔 ７８ 出力ポート側内室 ８０ 第２スプリング ８２ 押圧体 ８２ａ 大径部 ８４ パイロットポート ８６ 油室 ８８ ねじ部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプール孔、該スプール孔に連通する入
   力ポートおよび出力ポートを有するバルブ本体と、前記
   スプール孔に摺合された筒状のスプール弁と、絞り孔を
   有し、前記スプール内を入力ポート側内室と出力ポート
   側内室とに区画する隔壁と、前記スプール弁を前記入力
   ポート側に付勢する第１スプリングと、前記スプール弁
   を前記出力ポート側に付勢する第２スプリングと、常時
   は閉塞されると共に、前記入力ポートから圧油が供給さ
   れて、前記絞り孔を介して前記入力ポート側内室から前
   記出力ポート側内室へ油が移動し、前記隔壁前後に発生
   する差圧により前記第１スプリングの付勢力に抗して前
   記スプール弁が前記出力ポート側に移動することにより
   開放、連通して入力ポートから出力ポートに圧油を直接
   供給する、前記スプール弁外周と前記スプール孔内周と
   の間に形成された油路を具備するショックレスバルブに
   おいて、 前記スプール孔内に、前記スプール弁との間で前記第２
   スプリングを挟んで移動自在に押圧体を配置し、前記第
   ２スプリングを介して前記スプール弁を前記出力ポート
   方向に所要位置まで移動さすべく、前記押圧体の移動機
   構を設けたことを特徴とするショックレスバルブ。
2. 【請求項２】 前記押圧体を前記スプール孔内に移動自
   在に摺合し、前記押圧体の移動機構を、該押圧体により
   スプール孔一端内壁との間に区画された油室と、該油室
   に圧油を供給して押圧体を移動させるパイロットポート
   とで構成したことを特徴とする請求項１記載のショック
   レスバルブ。
3. 【請求項３】 前記押圧体が摺合されるスプール孔内に
   押圧体の出力ポート方向への移動距離を規制する規制段
   差を設けたことを特徴とする請求項２記載のショックレ
   スバルブ。