WO1990011453A1 - Soupape hydraulique assurant une compensation de pression - Google Patents

Description

明 細 書

圧力補償付液圧弁

発明 の技術分野

こ の発明 は、 パ ワ ー シ ョ ベル等の建設車両の ブー ム シ リ ン ダゃア ー ム シ リ ン ダな どの複数の液圧ァ ク チ ユ エ一 夕 に液圧を供給す る 液圧回路 に用 い ら れ る 圧力補償付液 圧弁に関す る 。

発明 の背景技術

ノ、。 ヮ 一 シ ョ べ ノレ は ブ ー ム シ リ ン ダ 、 ア ー ム シ リ ン ダ 、 バケ ツ ト シ リ ン ダ、 走行モ ー タ 、 旋回モ ー タ な ど複数の 液圧ァ ク チ ユ エ一 夕 を備え 、 こ れ ら 液圧ァ ク チ ユ エ 一 タ に液圧を供給す る 液圧回路 と し て は液圧 ポ ン プ の吐出路 に複数の弁を設け、 各弁を切換え る こ と で各液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 に液圧を供給す る よ う に し た も のが従来知 ら れ て る 。

し か し 、 複数の弁を同時操作 し た場合 に は、 負荷圧の 小 さ な液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 に液圧が供給 さ れ、 負荷圧の 大 き な液圧ァ ク チ ユエ 一 夕 に は液圧が供給 さ れな く な る こ の不具合を解消す る た め に、 昭和 6 0 年 日 本特許出 願公開第 1 8 8 6 0 4号公報に開示 さ れてい る よ う に、 各液圧 ァ ク チ ユ エ一 夕 に そ れぞれ均一な流量を分配 し て供給す る た め に、 複数の弁を同時 に操作可能な圧力補償付液圧 弁を備え た液圧回路が提供 さ れて い る 。

上記公報に開示 さ れて い る 圧力補償付液圧弁 は、 第 6 図 に示 さ れ る よ つ に 、 弁本体 1 に ス プー ル 2 を嵌挿 し て 入口 ポ ー 卜 3 , 4 を作動ポ ー 卜 5 , 6 に そ れぞれ選択的 に連通ま た は遮断 さ せ、 こ れ ら の作動ポ ー ト 5， 6 と 連 通 ♦ 遮断 さ れ る ブ リ ッ ジ通路 7 に圧力補償弁を設け る と 共に 、 こ の圧力補償弁を複数の液圧弁に お け る 最高作動 圧 に よ っ てセ ッ 卜 さ れ る よ う に構成 し て、 複数の圧力捕 償付液圧弁の作動 ポ ー 卜 5 , 6 に均一な inc里が流れ る よ う に し てあ り 、 こ の よ う にす る こ と で複数の液圧ァ ク チ ュ 一 夕 を同時操作 し た時に負荷圧が異な つ て も そ れぞ れの液圧ァ ク チ ュ エ ー 夕 に均—な流量が供給 さ れ得 る 。

かか る 圧力補償付液圧弁は、 第 1 の作動 ポ ー ト 5 、 2 の作動ポ ー ト 6 の圧力を同—の圧力補償弁でセ ッ 卜 し て い る ので、 第 1 の作動ポ ー ト 5 に液圧を供給す る 場合 と 第 2 の作動ポ ー ト 6 に液圧を供給す 0 ¾J 口 と で圧力補 償特性が同— と な り 、 ス プ ー ル 2 を同 — ス ト ロ ー ク 操作 し た 口 》>- は第 1 の作動ポ ー ト 5 と 第 2 の作動ポ ー ト 6 に同一の流量が供給 さ れる こ と に な り 、 そ の流量を異な らせ る に はァ ク チ ユ エ 一 夕 の要求流量 に合せてス プー ル 2 の操作ス ト ロ ー ク を調整 し て開 口面積を決定 し な けれ ばな らず操作が面倒 と な る と な り 、 多数の ァ ク チ ユ エ一 夕 を同時操作す る 場合に は ス プー ルの最大開 口面積変化 が大の位置で調整す る 必要がめ る o

ま た、 第 1 · 第 2 作動 ポ ー 卜 5 , 6 と プ リ ッ ジ通路 7 と をス プー ル 2 の ラ ン ド部 2 a , 2 a でそ れぞれ連通 ま た は遮断 し て負荷圧を圧力補償液圧弁 に導い て い る か ら 中立時に第 1 · 第 1 作動ポ ー ト 5 ， 6 よ り ラ ン ド部 2 a 2 a を通 っ て プ リ ッ ジ通路 7 よ り タ ン ク 側に液圧が洩れ る こ と があ り 、 液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 の可動部を負荷に坑 し て静止 さ せ る こ と がで き ずに移動 さ せて .し ま う こ と が あ る

発明 の概要

本発明 は上記 し た事情に鑑み て な さ れた も ので あ っ て そ の 目 的 と す る と こ ろ は、 液圧 ァ ク チ ユ エ 一 夕 の可動部 の移動に応 じ た圧力補償を行な う こ と がで き る と 共に、 中立位置 に操作 さ れた と き に負荷 に坑 し てァ ク チ ユ エ一 夕 の可動部を静止 さ せ る こ と がで き る 圧力補償付液圧弁 を提供す る こ と に あ る 。

上記 目 的を達成す る た め に、 本発明 の一態様に よ れば 液圧ポ ン プの吐出液圧を ァ ク チ ユ エ 一 夕 の両側の受圧 室の いずれか一方へ選択的に供給 し 、 他方の受圧室を ド レ ー ンす る た め の液圧回路内 に設け ら れた圧力補償付液 体弁であ っ て、 前記両受圧室 に それぞれ連通す る 第 1 お よ び第 2 作動 ポ ー ト の いずれか一方 に液圧ポ ン プか ら吐 出 さ れた液圧を選択的に供給 し、 こ の と き 他方の作動 ポ ― ト を タ ン ク ポ ー ト に選択的に接銃す る よ う に弁本体中 に穿設 さ れた弁孔内 に摺動可能に嵌揷 さ れた一本の ス プ — ル と 、 該 ス プー ル と 前記弁孔 と の 間 に形成 さ れ、 液圧 ポ ン プ の吐出路 と 接続 さ れた左右一対の第 1 お よ び第 2 ポ ン プ ポ ー ト と 、 こ れ ら の ポ ン プ ポ ー ト に前記 ス プ ー ル を介 し てそれぞれ連通 Z遮断 さ れ る よ う に前記弁孔内 に 形成 さ れた左右一対の第 1 お よ び第 2 出 口 ポ ー ト と 、 こ れ ら の 出 口 ポ ー ト と前記第 1 お よ び第 2 作動ポ ー ト と を それぞれ断通制御す る よ う に設け ら れた左右一対の第 1 お よ び第 2 チ ェ ッ ク 弁 と 、 そ し て前記ス プー ルの ほぼ中 央部 に位置す る よ う に前記弁孔内 に形成 さ れ、 前記第 1 お よ び第 2 チ ェ ッ ク 弁の そ れぞれの背圧室 と シ ャ ト ル弁 を介 し て連通す る 負荷圧セ ン シ ン グポ ー ト と を備え 、 そ こ に お い て前記ス プー ルが、 前記ス プー ルの ほ ぼ中心 に 軸方向 に伸長 し て形成 さ れた左右一対の 中心孔な ら びに 該ス プー ルの外周面か ら こ れ ら の 中心孔に 向か っ て連通 す る よ う に所定間隔で形成 さ れた複数個の キ リ 穴を介 し て、 前記第 1 お よ び第 2 作動ポ ー ト の いずれか一方 と 前 記負荷圧セ ン シ ン グポ ー 卜 と を選択的 に連通 /遮断す る よ う に移動制御 さ れ る こ と を特徵 と す る 圧力補償付液圧 弁。

上記態様を有す る 本発明の圧力捕償付液圧弁に よ れば 第 1 作動 ポ ー ト の圧力を第 1 チ ェ ッ ク 弁で設定 し 、 第 2 作動ポ ー ト の圧力を第 2 チ ユ ッ ク で設定 し たの で、 そ の 第 1 · 第 2 チ ェ ッ ク 弁の設定圧を異な ら せ る こ と に よ つ て第 1 ♦ 第 2 作動 ポ ー ト の圧力を異な ら せ る こ と がで き 液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 を一方向 に移動す る 時の圧力補償特 性 と 他方向 に移動す る 時の圧力補償特性を、 そ の移動 に 応 じ た も の にで き る

ま た、 第 1 · 第 2 作動 ポ ー ト の圧力 をス プー ルに 形成 し た キ リ 穴で第 1 ♦ 第 1 チ ェ ッ ク 弁の背圧室 に セ ン シ ン グ し てい る 力、 ら 、 中立時に第 1 · 第 2 作動 ポ ー ト 内 の液 圧が 夕 ン ク 側に洩れ る こ と が低減 さ れ、 液圧 ァ ク チ ユ エ 一 夕 の可動部を負荷 に坑 し て所定位置 に保持で き る 。

前記な ら びに他の本発明 の 目 的、 態様、 そ し て利点は 本発明 の原理に合致す る 好適な具体例が実施例 と し て示 さ れて い る 以下の記述お よ び添附の 図面に関連 し て説明 さ れ る こ と に よ り 、 当該技術の熟達者に と っ て明 ら か に な る であ ろ う 。

図面の簡単な説明

図 は本発明 の一具体例を示す概略断面図、 第 2 図 は本発明 の具体例を用 い た液圧回路図、 第 3 図お よ び第 4 図 は第 1 図図示の具体例の動作を説 明す る た め の概略断面図、

第 .5 図 は本発明 の具体例を用 い た液圧回路図の変形例 そ し て

> 6 図 は従来例の概略断面図であ る 。

好 ま し い具体例の詳細な説明

以下、 添付の 図面に関連 し て本発明 の一具体例を詳細 に 説明す る 。

第 2 図 は液圧回路図で あ り 、 液圧 ポ ン プ 1 0 の吐出路 1 0 a に は第 1 · 第 2 圧力補償付液圧弁 1 1 , 1 2 が設 け られて第 1 · 第 2 液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 1 3 , 1 4 に吐 出液圧を供給す る よ う に し てあ る 。

前記第 1 圧力捕償付液圧弁 1 1 は第 1 図 に示すよ う に 弁本体 1 5 に備え、 こ の弁本体 1 5 に軸孔 1 6 が形成 し てあ る 。

そ の軸孔 1 6 に は第 1 · 第 2 ポ ン プポ ー ト 1 7 ， 1 8 と 第 1 · 第 2 出 口 ポ ー ト 1 9 , 2 0 と 第 1 · 第 2 作動 ポ — ト 2 1 , 2 2 と 負荷圧セ ン シ ン グポ ー ト 2 3 と 第 1 · 第 2 タ ン ク ポ ー ト 3 3 _{1 f} 3 3 ₂ 力 形成 さ れ、 こ れ ら ポ ト は ス プー ル 2 4 で連通 Z遮断制御 さ れ る 。

前記ス プー ル 2 4 の軸心 に は第 1 · 第 2 中心孔 2 5 ， 2 6 が穿孔 さ れ、 各中心孔 2 5 , 2 6 は第 1 · 第 2 · 第 3 · 第 4 リ 穴 2 7 , 2 8 , 2 9 , 3 0 に よ っ て ス プ 一 ル外周面に そ れぞれ開 口 し 、 前記第 1 出 口 ポ ー 卜 1 9 と 第 2 作動ポ ー ト 2 1 は第 1 チ ュ ッ ク 弁 3 1 で連通 し 、 第 2 出 口 ポ 一 ト 2 0 と 第 2 作動ポ ー ト 2 2 は第 2 チ ェ ッ ク 弁 3 2 で連通 し 、 前記負荷圧セ ン シ ン グポ ー ト 2 3 は シ ャ ト ル弁 3 3 を介 し て ポ ー ト 3 4 に連通 · 遮断 さ れ、 ポ ー ト 3 4 は ポ ー ト 3 5 を経て第 1 · 第 2 チ ェ ッ ク 弁 3 1 3 2 の背圧室 3 1 a , 3 2 a に連通 し てい る 。

前記第 1 · 第 2 ポ ン プポ ー ト 1 7 ， 1 8 は液圧 ポ ン プ 1 0 の吐出路 1 0 a に接続 し 、 第 1 · 第 2 作動 ポ ー ト 21 2 2 は第 1 液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 1 3 の第 1 ， 第 2 室 13 , 1 3 2 に それぞれ連通 し てい る 。 前記 ス プー ル 2 4 は一対の ス プ リ ン グ 3 6 , 3 6で第 1 図 に示す中立位置 に保持 さ れ、 各 ポ ー ト を遮断す る と 共に 、 こ の状態下で第 1 キ リ 穴 2 7 が第 1 ♦ 第 2 タ ン ク ポ ー ト 3 3 , 3 3 2 に それぞれ連通 し 、 第 3 キ リ 穴 29 が第 1 · 第 2 出 口 ポ ー ト 1 9 , 2 0 に連通す る こ と に よ つ て第 1 · 第 2 中心孔 2 5 ， 2 6及び第 1 · 第 2 チ エ ツ ク 弁 3 1 , 3 2 の上流側は タ ン ク 側に連通 し て い る 。

前記第 2 圧力補償付液圧弁 1 2 は第 1 圧力捕償付液圧 弁 1 1 と 同一 と な り 、 そ の シ ャ ト ル弁 3 3 が相互に連通 し て い る と 共に、 液圧 ポ ン プ 1 ◦ の容量制御部材 1 O b に負荷圧が供給 さ れ、 液圧 ポ ン プ 1 ◦ の吐出圧力 を後述 す る チ ュ ッ ク 弁の設定圧 よ り も 若干高い圧力 に コ ン ト ロ 一ノレ さ れて い る 。

次に作動を説明す る 。

第 1 図の状態よ り 第 1 受圧室 3 7 に パ イ ロ ッ ト 液圧 を供給 し て ス プー ル 2 4 を第 3 図の よ う に 図 に お い て左 方に移動す る と 、 ス プー ル 2 4 の左側に形成 さ れた第 1 キ リ 穴 2 7 と 第 3 キ リ 穴 2 9 が閉塞 さ れ る と 共に、 第 2 キ リ 穴 2 8が第 1 作動 ポ ー ト 2 1 に連通 し 、 左側の第 1 中心孔 2 5 の第 4 キ リ 穴 3 0 が負荷圧セ ン シ ン グポ ー ト 23に連通す る ので、 第 1 作動 ポ ー ト 2 1 内 の圧力 （負荷 圧） が第 1 中心孔 2 5 を通 っ て シ ャ ト ノレ弁 3 3 に流入す る 。 つ ま り 、 第 1 中心孔 2 5 と ス プー ル 2 4 の左側 に形 成 さ れた第 1 · 第 2 · 第 3 · 第 4 キ リ 孔 2 7 ， 2 8， 29 3 0 で左側の ロ ー ドセ ン シ ン グ回路を構成 し てい る 。 第 1 · 第 2 圧力補償付液圧弁 1 1 , 1 2 を同時操作 し た時に ロ ー ドセ ン シ ン グ さ れた負荷圧が比較 さ れ、 高圧 側の負荷圧がポ ー ト 3 5 よ り 第 1 チ ユ ッ ク 弁 3 1 の背圧 室 3 1 a に流入 し て設定圧を決め る 。

前述の状態よ り ス プー ル 2 4 を さ ら に左方に移動す る と 第 4 図の よ う に、 第 1 ポ ン プポ ー ト 1 7 が第 1 出 口 ポ ー ト 1 9 に開 口 し 、 第 2 作動 ポ ー ト 2 2 が第 2 タ ン ク ポ ー ト 3 4 に開 口す る の で、 液圧 ポ ン プ 1 0 の吐出液圧 は 第 1 ポ ン プポ ー ト 1 7 、 メ ー タ イ ン絞 り 部 a よ り 第 1 出 口 ポ ー ト 1 9 へ流出 し 、 さ ら に第 1 チ ェ ッ ク 弁 3 1 を押 し下げて第 1 作動ポ ー ト 2 1 に流れ、 第 1 液圧ァ ク チ ュ エ ー タ 1 3 の第 1 室 1 3 ， に流入 し 、 一方、 第 2 室 13₂ 内の液圧 は第 2 作動ポ ー ト 2 2 、 第 2 タ ン ク ポ ー ト 33₂ よ り タ ン ク に流出す る の で、 第 1 液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 13 の可動部 1 3 ₃ は右方向 に移動す る 。

こ の時、 第 1 作動ポ ー ト 2 1 の圧力 は第 1 チ ユ ッ ク 弁 3 1 の設定圧 と な る ので、 こ の設定圧で圧力補償がな さ れ る 。

ま た、 第 2 受圧室 3 7 ₂ に パイ ロ ッ ト 液圧を供給 し て ス プー ル 2 4 を右方に移動 し た時に は前述 と 同様に な つ て、 第 1 液圧ァ ク チ ユ エ一 夕 1 3 の可動部 1 3 ₃ は左方 に移動 し 、 第 2 作動ポ ー ト 2 2 の圧力が第 2 チ ェ ッ ク 弁 3 2 の設定圧 と な り 、 こ の設定圧で圧力補償がな さ れ る ま た、 第 1 · 第 2 チ ェ ク 弁 3 1 , 3 2 の設定圧 は ス プ リ グ 3 8 のパネ荷重で任意 に設定で き る ので、 第 1 液圧 ァ ク チ ユ エ ー タ 1 3 が右方 に移動す る 時の圧力補償特性 と 左方 に移動す る と き の圧力補償特性を異な ら せ る こ と がで き る 。

ま た ♦ 第 1 · 第 2 作動 ポ ー ト 2 1 , 2 2 の圧力 は小径 の キ リ 穴を通 し てセ ン シ ン グ さ れ る の で、 中立時に タ ン ク 側に洩れ る こ と が減少 し て第 1 液圧ァ ク チ ユ エ 一 夕 1 3 の可動部 1 3 ₃ を所定位置 に保持で き る 。

な お、 第 5 図の よ う に シ ャ ト ル弁 3 3 を一対設 け る と 共に 、 第 1 · 第 2圧力補償付液圧弁 1 1 , 1 2 の セ ン シ ン グ し た負荷圧を補助 シ ャ ト ル弁 3 3 a に よ っ て液圧 ポ ン プ 1 0 の容量制御部材 1 0 b に供給す る よ う に し て も 良い。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 液圧 ポ ン プの吐出液圧をァ ク チ ユ エー タ の両側の受 圧室の いずれか一方へ選択的 に供給 し 、 他方の受圧室を ド レ ー ンす る た め の液圧回路内に設け ら れた圧力補償付 液体弁であ っ て、 前記両受圧室に それぞれ連通す る 第 1 お よ び第 2 作動ポ 一 卜 の いずれか一方に液圧 ポ ン プか ら 吐出 さ れた液圧を選択的 に供給 し 、 こ の と き 他方の作動 ポ ー ト を タ ン ク ポ 一 卜 に選択的 に接続す る よ う に弁本体 中 に穿設 さ れた弁孔内 に揩動可能に嵌挿 さ れた一本の ス プー ル と 、 該ス プー ル と 前記弁孔 と の 間 に形成 さ れ、 液 圧 ポ ン プの吐出路 と 接続 さ れた左右一対の第 1 お よ び第 2 ポ ン プポ ー ト と 、 こ れ ら の ポ ン プポ ー ト に前記 ス プー ルを介 し てそれぞれ連通 遮断 さ れ る よ う に前記弁孔内 に形成 さ れた左右一対の第 1 お よ び第 2 出 口 ポ ー 卜 と 、 こ れ ら の 出 口 ポ ー ト と 前記第 1 お よ び第 2 作動ポ ー 卜 と をそれぞれ断通制御す る よ う に設け ら れた左右一対の第 1 お よ び第 2 チ ェ ッ ク 弁 と 、 そ し て前記ス プ ー ル の ほぼ 中央部に位置す る よ う に前記弁孔内 に形成 さ れ、 前記第 1 お よ び第 2 チ ヱ ッ ク 弁の それぞれの背圧室 と シ ャ ト ル 弁を介 し て連通す る 負荷圧セ ン シ ン グポ ー 卜 と を備え、 そ こ において前記ス プー ノレが 、 前記ス プー ルの ほぼ中心 に軸方向 に伸長 し て形成 さ れた左右一対の 中心孔な ら び に該 ス プ一ノレ の外周面力、 ら こ れ ら の中心孔に 向力、 つ て連 通す る よ う に所定間隔で形成 さ れた複数個の キ リ 穴を介 し て、 前記第 1 お よ び第 2 作動ポ ー ト の いずれか一方 と 前記負荷圧セ ン シ ン グポ ー 卜 と を選択的 に連通 Z遮断す る よ う に移動制御 さ れ る こ と を特徵 と す る 圧力補償付液 圧弁。

( 2 ) 第 1 請求項に記載の圧力補償液圧弁であ っ て、 前記 弁本体お よ び前記 ス プ ー ル が 、 ス プ ー ル の 中立位置 に お い て、 中央を境 に し て左右対称に構成 さ れて い る こ と を 特徴 と す る 圧力捕償液圧弁。