JPH0420083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧回路の流れの方向を制御するス
プール式の方向制御弁に係り、詳しくは流量制御
機構を備えた方向制御弁に関する。

（従来の技術） 第３図は、フオークリフトのテイルトシリンダ
に対する作動油の流れを制御するために使用され
ているスプール直動型の方向制御弁を示したもの
である。

この方向制御弁は、図示のようにスプール３１
を左方へ移動させたときは、供給ポート３２の圧
力によつてプランジヤ３３がスプリング３４に抗
して左方へ移動され、溝３５と溝３６とが連通さ
れるため、供給ポート３２からの圧力流体がそれ
ら溝３５，３６を通り、連結管３７を経てテイル
トシリンダ３８のヘツド側油室に供給され、また
上記プランジヤ３３の移動により溝３９、溝４０
が連通されるため、ロツド側油室の圧力流体が連
結管４１及びそれら溝３９，４０を通つてタンク
ポート４２に流れるので、マストは前傾される。
一方、スプール３１を右方へ移動させたときは、
供給ポート３２からの圧力流体は溝４０から逆止
弁４３を押し開いて溝３９へ流れ、これより連結
管４１を経てテイルトシリンダ３８のロツド側油
室へ供給される。そのとき、供給側の圧力流体の
圧力によつて小プランジヤ４４がスプリング４５
に抗して図示右方へ移動され、溝３５，３６が小
プランジヤ４４に形成された溝４６を介して連通
されるため、テイルトシリンダ３８のヘツド側油
室の圧力流体が連結管３７から溝３６，３５を経
てタンクポート４７へ流れ、マストは後傾される
ことになる。このようなテイルトシリンダ用の方
向制御弁は、特公昭49−21693号公報に開示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述したような方向制御弁は、その
構造が極めて複雑であるといる問題があるほか、
マストの傾動時における圧力流体の通路断面積
は、スプリングと供給側圧力流体のパイロツト圧
にて制御されるプランジヤの位置によつて特定さ
れることから、マスト前傾時には、たとえテイル
トシリンダのロツド側油室の圧力流体が絞りを通
して排出されるとしても、マストの前傾方向に作
用する負荷の程度に応じてマストの前傾速度が変
動するものであり、また、通路の開閉をプランジ
ヤで行なう方式であることから、スプールを中立
位置とした遮断状態での圧力流体のリークを免れ
得ず、常に前傾方向の負荷を受けているマストを
長時間にわたつて定位置に保持し得ない等の不具
合があつた。

そこで本発明は、上述したような問題を除去す
ることの可能な流量制御機構付き方向制御弁を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は次のよう
に構成したものである。すなわち、本発明は、圧
力供給源から弁本体内に導入された圧力流体の油
圧シリンダに対する流れ方向を、スプールの切換
作動によつて制御するように構成された方向制御
弁において、前記スプールと前記油圧シリンダの
一方の油室とをつなぐ第１の通路と、前記スプー
ルと前記油圧シリンダの他方の油室とをつなぐ第
２の通路と、前記第１の通路を開閉するために該
第１の通路に設けられるとともにスプリングによ
り閉じ方向に付勢されたポペツト式ピストンを主
体とする流量制御機構と、前記圧力供給源からの
パイロツト圧を前記ポペツト式ピストンに対して
開き方向に作用させるために設けられたパイロツ
トラインと、前記第１の通路内の圧力を前記ポペ
ツト式ピストンに対して閉じ方向に作用させるた
めに設けられたパイロツトラインと、前記第１の
通路とタンクとを連通させるための前記スプール
に設けられた連絡通路に設置された絞りとを備え
たことを特徴としている。

（作用） 上述のように構成された本発明に係る方向制御
弁にあつては、スプールが中立位置に保持された
圧力流体の遮断状態では、スプリングにて付勢さ
れたポペツト式ピストンが油圧シリンダとスプー
ルとをつなぐ第１の通路を閉じているため、圧力
流体のリークがほとんど発生せず、油圧シリンダ
は所定の位置に保持される。

一方、油圧シリンダを負荷作用方向に作動させ
るべくスプールを切換えたときは、圧力供給源か
らの圧力流体が第１の通路を経て油圧シリンダの
一方の油室に送られるとともに、該圧力供給源か
らのパイロツト圧がポペツト式ピストンに対して
開き方向に作用するため、他方の油室の圧力流体
は、該ポペツト式ピストンを含む第１の通路を通
つてタンクへ戻ることになる。

この場合、圧力流体の戻り側である、第１の通
路内圧力が、パイロツトラインを経てポペツト式
ピストンに対して閉じ方向にフイードバツク圧力
として作用し、また、上記戻り側の圧力流体は、
絞りによる流量制限を受ける。そのため、前記油
圧シリンダに作用する負荷に応じて戻り側の圧力
流体の流速が上昇し、かつ絞りによる損失で圧力
が上昇しようとした場合には、前記ポペツト式ピ
ストンの閉じ方向に作用する圧力も当然に上昇す
るので、該圧力とスプリングとの合力が、前記ポ
ペツト式ピストンの開き方向に作用する圧力供給
源からのパイロツト圧に打ち勝つて該ポペツト式
ピストンを閉じ側に移動させる。

そのため、ポペツト式ピストンとシート部との
開度が狭くなり戻り側圧力流体の流出量が絞られ
て油圧シリンダの作動速度が負荷の影響で速くな
ることが抑えられる。

すなわち、ポペツト式ピストンは、油圧シリン
ダに作用する負荷の大きさに応じて第１の通路の
開度を変えることにより圧力流体の排出流量を制
御し、油圧シリンダの作動速度を一定に保持する
ように作用する。

実施例 １ 以下、本発明の実施例１の流量制御機構付き方
向制御弁を第１図に基いて具体的に説明する。図
中１は弁本体であり、この弁本体１には第１ピス
トン２と、第２ピストン３と、スプリング４とか
らなる流量制御機構５及び記号で示す直動型のス
プール１４が組込まれている。図示左側に位置す
る第１ピストン２は、左端には第１圧力室６内を
摺動するピストン部２ａを、また右端には第２圧
力室７内を摺動するポペツト部２ｂを備えるとと
もに、それらピストン部２ａとポペツト部２ｂと
をロツド２ｃによつて同心状に結合した一体構造
となつており、そして、ポペツト部２ｂは第１ポ
ート８と、第２ポート９とを連通する円形の通路
１０のシート１１に当接又は離隔することにより
該通路１０を開閉するようになつている。なお、
ポペツト部２ｂには第２ポート９と第２圧力室７
とをつなぐ小孔１２が形成されている。また、該
１ポート８は弁本体１に形成された油道１５を介
してスプール１４の１つの作動ポートと連通さ
れ、第２ポート９はフオークリフトにおけるマス
ト１６を傾動させるためのテイルトシリンダ１７
のロツド側油室と管路１８Ａを介して連通されて
いる。さらに、テイルトシリンダ１７のヘツド側
油室はスプール１４の他の１つの作動ポートと管
路１８Ｂを介して連通されている。

一方、図示右側に位置する第２のピストン３
は、第３圧力室１３内を摺動するピストン部３ａ
と、前記第１ピストン２のポペツト部２ｂの端面
に当接するロツド部３ｂとからなり、第３圧力室
１３内に収容されたスプリング４によつて第１ピ
ストン２側に向けて押圧されている。

しかして、上述の如き構成の流量制御機構５に
おける各圧力室６，７，１３は、それぞれ別異の
系統のパイロツト圧を受けるように設定されてい
る。すなわち、第１圧力室６には油圧ポンプＰか
らのパイロツト圧が第１ピストン２のピストン部
２ａを右方へ押圧すべくパイロツトライン１９を
経て導入されるようになつており、また第２圧力
室７にはテイルトシリンダのロツド側油室からの
パイロツト圧が第１ピストン２のポペツト２ｂを
左方に押圧すべく小孔１２を通して導入されるよ
うになつており、さらに第３圧力室１３には油圧
ポンプＰからスプール１４を経由したパイロツト
圧又はテイルトシリンダ１７が前傾方向へ作動さ
れたときのロツド側油室から排出される圧力流体
の背圧が第２ピストン３のピストン部３ａを左方
に押圧すべくパイロツトライン２０を経て導入さ
れるようになつている。なお、スプール１４は、
テイルトシリンダ１７を負荷作用方向である前傾
方向に作動させるべく切換えたときに、前記油道
１５をタンクに連通させるための連絡管路中に絞
り２１を備えており、この絞り２１によりロツド
側油室から排出される圧力流体のタンクへの流出
量を制限するようになつており、また中立位置で
はポンプポートとタンクポートとが連通する構成
となつている。

本実施例は上述のように構成したものであり、
以下その作用を説明する。

『油圧ポンプＰの停止時』 第１圧力室６及び第３圧力室１３内のパイロツ
ト圧はそれぞれ低圧であることから、第１ピスト
ン２は、第２ピストン３に作用するスプリング４
と、第２圧力室７に作用するテイルトシリンダ１
７のロツド側油室からのパイロツト圧（ロツド側
油室には常に荷役装置の重量による負荷が作用し
ている。）とにより図示左方の力を受け、そのポ
ペツト部２ｂがシート１１に密接されて通路１０
を閉鎖している。ただし、この場合において、第
１ピストン２のポペツト部２ｂは、そのテーパ面
に右向きにパイロツト圧を受けることになるの
で、結局、ポペツト部２ｂは右端面とテーパ面と
の受圧面積差に相当する圧力で左方向の力を受け
るものである。従つて、ポペツト部２ｂは受圧面
積差に相当するパイロツト圧と前記スプリング４
との合力でポペツト部２ｂがシート１１に密接さ
れることとなる。

『マスト前傾作動』 スプール１４が前傾側ａに切換えられると、油
圧ポンプＰからの圧力流体は管路１８Ｂを経てテ
イルトシリンダ１７のヘツド側油室に供給され
る。このとき、油圧ポンプＰのパイロツト圧が第
１圧力室６に作用し、このパイロツト圧がスプリ
ング４と第２圧力室７のパイロツト圧との合力に
打勝つて第１ピストン２を右方へ移動させるた
め、第１ピストン２のポペツト部２ｂがシート１
１から離隔し、通路１０を開放する。従つて、テ
イルトシリンダ１７のロツド側油室の圧力流体
は、管路１８Ａ、第２ポート９、通路１０、第１
ポート８、油道１５及びスプール１４の絞り２１
を経て制限された流量でタンクＴに排出する。

その結果、テイルトシリンダ１７は負荷の作用
方向であるロツドを伸長する方向に作動し、マス
ト１６を前傾させることになる。

この場合、圧力流体の戻り側である、油道１５
内の圧力が、フイードバツク圧力としてパイロツ
トライン２０を経て第３圧力室１３に作用し、ま
た、上記戻り側の圧力流体は、スプール１４の絞
り２１による流量制限を受けるため、テイルトシ
リンダ１７に作用する負荷に応じて油道１５内の
圧力流体の流速が上昇し、かつ絞り２１による損
失で圧力が上昇しようとした場合には、前記第３
圧力室１３に作用する圧力も当然に上昇する。そ
の結果、該圧力とスプリング４との合力が、前記
第１圧力室６に作用するパイロツト圧に打ち勝つ
て第１ピストン２を閉じ側に移動させる。

そのため、第１ピストン２のポペツト部２ｂと
シート１１との開度が狭くなり戻り側圧力流体の
流出量が絞られてテイルトシリンダ１７の作動速
度が負荷の影響で速くなることが抑えられる。

すなわち、通路１０の開度を決定する第１ピス
トン２のポペツト部２ｂは、該テイルトシリンダ
１７に作用する負荷の大きさに対応した位置に調
整されて圧力流体の排出流量を制御することにな
り、このことによりテイルトシリンダ１７はその
作動速度が一定となるよう制御される。

『マスト後傾作動』 スプール１４が後傾側ｂに切換えた場合、油圧
ポンプＰからのパイロツト圧は、パイロツトライ
ン１９を経て第１圧力室６に作用するほか、パイ
ロツトライン２０を経て第３圧力室１３に作用す
る。また、油圧ポンプＰからの圧力流体が直接ポ
ペツト２ｂのテーパ面に作用する。すなわち、第
１ピストン２を左方へ移動させる力として、第１
圧力室６と、ポペツト部２ｂのテーパ面とにポン
プによる圧力が作用し、これに対向する力として
スプリング４と、第２圧力室７に作用するテイル
トシリンダ１７のロツド側のパイロツト圧と、第
３圧力室１３に作用する油圧ポンプＰのパイロツ
ト圧との合力が作用する。

従つて、第１ピストン２に対する右方への押動
力が、左方へ押動力を上回るように、第１ピスト
ン２及び第２ピストン３の受圧面積等を設定する
ことにより、ポペツト部２ｂをシート１１から離
隔させて通路１０を開放する。従つて、油圧ポン
プＰからの圧力流体は第２ポート９及び管路１８
ａを経てテイルトシリンダ１７のロツド側油室に
供給され、ロツドを縮小する方向に作動するた
め、マスト１６が後傾される。

『中立時』 スプール１４が図示の如く中立位置に切換えら
れた状態では、油圧ポンプＰがタンクＴと導通さ
れ、第１圧力室６内の圧力が低下するため、第１
ピストン２はスプリング４と、第２圧力室７に作
用するテイルトシリンダ１７のロツド側油室から
の圧力とを受けて左方へ移動され、ポペツト部２
ｂがシート１１に密接することにより通路１０を
閉鎖する。

実施例 ２ つぎに、本発明の実施例２を第２図に基いて説
明する。この実施例は、前述した実施例１の所謂
ダブルピストンの流量制御機構を、シングルピス
トン方式としたものである。すなわち、ピストン
２のピストン部２ａが嵌入された第１圧力室６に
油圧ポンプＰのパイロツト圧を導入する一方、ポ
ペツト部２ｂが嵌入された第２圧力室７にテイル
トシリンダ１７におけるロツド側油室の排出流体
の背圧を導入するようにしたものである。ただ
し、スプリング４としては実施例１の場合より強
いものが使用され、油圧ポンプＰの停止時又はス
プール１４の中立時において、ポペツト部２ｂの
テーパ面に作用するテイルトシリンダ１７のロツ
ド側油室からの圧力に打勝つことのできる強さに
設定される。

従つて、図示のスプール１３の中立状態又は油
圧ポンプＰの停止時には、ポペツト部２ｂがシー
ト１１に密接することによつて通路１０を閉鎖
し、テイルトシリンダ１７を停止位置に保持する
ことができる。

また、スプール１４を前傾位置ａに切換えたと
きは、油圧ポンプＰからの圧力流体がテイルトシ
リンダ１７のヘツド側油室に供給されるととも
に、第１圧力室６に作用する油圧ポンプＰのパイ
ロツト圧によりピストン２が右方へ移動されてポ
ペツト部２ｂが通路１０を開放することにより、
テイルトシリンダ１７のロツド側油室の圧力流体
が絞り２１を経てタンクＴへ戻るが、この場合、
実施例１のときと同様にテイルトシリンダ１７の
排出側圧力流体の背圧が第２圧力室６に導入さ
れ、ピストン２に左方への押動力として作用する
ため、結果としてポペツト部２ｂによる通路の開
度は、テイルトシリンダ１７に作用している負荷
に相当する背圧の大きさに対応したものとなる。
すなわち、テイルトシリンダ１７は負荷の大小に
対応した制御速度でマスト１６を前傾する。

さらにまた、スプール１４を後傾位置ｂに切換
えたとき、油圧ポンプＰからのパイロツト圧が第
１圧力室６及び第２圧力室７にそれぞれ作用する
とともに、油圧ポンプＰからの圧力流体がポペツ
ト部２ｂのテーパ面に作用することによつて、ピ
ストン２は右方へ移動され、通路１０を開放す
る。従つて、油圧ポンプＰからの圧力流体がテイ
ルトシリンダ１７のロツド側油室に供給され、ヘ
ツド側油室の圧力流体がタンクＴに戻り、テイル
トシリンダ１７はマスト１６を後傾する。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の流量制御機構付
き方向制御弁は、前述した従来の方向制御弁に比
較し、その構造がすこぶる簡素化されるととも
に、圧力流体の遮断状態では圧力流体のリークが
ほとんど生じないため、テイルトシリンダを停止
位置に正確に保持することが可能であり、またマ
スト前傾時にあつては、該マストに作用する前傾
方向の負荷大きさに対応して前傾速度を制御する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す断面図、第２
図は本発明の実施例２を示す断面図、第３図は従
来の方向制御弁を示す断面図である。 １……弁本体、２……第１ピストン、３……第
２ピストン、４……スプリング、５……流量制御
機構、６……第１圧力室、７……第２圧力室、１
３……第３圧力室、１４……スプール、１７……
テイルトシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力供給源から弁本体内に導入された圧力流
   体の油圧シリンダに対する流れ方向を、スプール
   の切換作動によつて制御するように構成された方
   向制御弁において、 前記スプールと前記油圧シリンダの一方の油室
   とをつなぐ第１の通路と、 前記スプールと前記油圧シリンダの他方の油室
   とをつなぐ第２の通路と、 前記第１の通路を開閉するために該第１の通路
   に設けられるとともにスプリングにより閉じ方向
   に付勢されたポペツト式ピストンを主体とする流
   量制御機構と、 前記圧力供給源からのパイロツト圧を前記ポペ
   ツト式ピストンに対して開き方向に作用させるた
   めに設けられたパイロツトラインと、 前記第１の通路内の圧力を前記ポペツト式ピス
   トンに対して閉じ方向に作用させるために設けら
   れたパイロツトラインと、 前記第１の通路とタンクとを連通させるための
   前記スプールに設けられた連絡通路に設置された
   絞りとを備えた流量制御機構付き方向制御弁。