(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧回路において差動回路を形成したり解除したりするコンパクトな増速弁を提供する。【解決手段】弁本体１１と、供給路と、戻り路と、第一出力路６３と、第二出力路６４と、本弁体１１に形成された第一貫通孔３５と、第二出力路６４が供給路に連通するように形成された第一分岐路と、第一出力路６３が第一貫通孔３５に連通するように形成された第二分岐路と、第一貫通孔３５内に嵌挿されるスプール３０及び第一ポペット３１と、スプール３０に形成された第二貫通孔３６及び穿孔３８と、第一分岐路に挟装された第二ポペットと、スプール３０に作用する第一バネ部材２０と、第一ポペット３１に作用する第二バネ部材３２と、第二ポペットに作用する第三バネ部材と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁切換弁を積層可能とする増速弁において、
弁本体と、
前記弁本体に形成され、液圧源に通じる供給路と、タンクに通じる戻り路と、シリンダのヘッド側作動室に通じる第一出力路と、前記シリンダのロッド側作動室に通じる第二出力路と、
前記弁本体の長手方向に形成されて前記第二出力路に通じる第一貫通孔と、
前記第一貫通孔が前記供給路に連通する第一分岐路と、
前記弁本体の一端で前記第一出力路が前記第一貫通孔に連通する第二分岐路と、
を有し、
前記第一貫通孔に前記第二出力路を開閉するスプール及び第一ポペットが長手方向に略同軸芯上に当接して嵌挿されており、
前記スプールに径方向の第二貫通孔が形成されており、
前記第二貫通孔に通ずるように長手方向に穿孔が形成されており、
前記第一分岐路に前記第二出力路と前記供給路の連通を開閉する第二ポペットが挟装されており、
前記スプールは、第一バネ部材の弾発力が作用して閉弁方向へ付勢し、前記第二分岐路の流体圧力が前記第一ポペットに作用して開弁方向へ付勢し、
前記第一ポペットは、第二バネ部材の弾発力が作用して閉弁方向へ付勢し、前記第二出力路の流体圧力が作用して開弁方向へ付勢する
増速弁であって、
前記第二ポペットが開閉して差動回路が形成又は解除すること
を特徴とする増速弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧回路において差動回路を形成したり解除したりするコンパクトな増速弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、油圧回路内のシリンダが前進する時に作動回路を形成してシリンダの有効面積差を利用して流体を早送りし、シリンダの出力が必要になったら差動回路を解除する方法が知られている（例えば、特許文献１図５参照）。
【０００３】
例えば、差動回路を形成する油圧回路として、チェック弁付きシーケンス弁とチェック弁を組み合わせた油圧回路が特許文献１に開示されている。しかし、特許文献１に開示されている油圧回路は、差動回路を形成するために前記チェック弁付きシーケンス弁と前記チェック弁の２個を組み合わせて積層配置するために、大きなスペースが必要になるという問題があった。
【０００４】
この解決方法として、例えば、図７に示すような、第一開閉弁８４及び第二開閉弁８６と、該開閉弁８４、８６を操作するパイロット操作用電磁切換弁８１を一体化して収容し、第一出力路６３が第二出力路６４に連通するように分岐路８２を穿設して、第二開閉弁８６を開閉することにより、差動回路を形成したり、解除したりする積層形弁装置８０が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−４７１９７号公報
【特許文献２】実開平５−３６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示されている積層形弁装置８０は、パイロット操作するためにパイロット操作用電磁切換弁８１を設ける必要があるため部品点数が多くなる。また、第一開閉弁８４及び第二開閉弁８６を操作するための通孔８３Ａ、８３Ｂ、８５Ａ、８５Ｂ、８７等を確保する必要があるために構造が複雑になり、積層形弁装置８０が高さ方向又は横方向に大きくなって、配置するために大きなスペースが必要になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、係る課題を解決するためになされたもので、差動回路を形成したり解除したりする従来の積層形弁装置よりもコンパクトな増速弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、
電磁切換弁を積層可能とする増速弁において、
弁本体と、
前記弁本体に形成され、液圧源に通じる供給路と、タンクに通じる戻り路と、シリンダのヘッド側作動室に通じる第一出力路と、前記シリンダのロッド側作動室に通じる第二出力路と、
前記弁本体の長手方向に形成されて前記第二出力路に通じる第一貫通孔と、
前記第一貫通孔が前記供給路に連通する第一分岐路と、
前記弁本体の一端で前記第一出力路が前記第一貫通孔に連通する第二分岐路と、
を有し、
前記第一貫通孔に前記第二出力路を開閉するスプール及び第一ポペットが長手方向に略同軸芯上に当接して嵌挿されており、
前記スプールに径方向の第二貫通孔が形成されており、
前記第二貫通孔に通ずるように長手方向に穿孔が形成されており、
前記第一分岐路に前記第二出力路と前記供給路の連通を開閉する第二ポペットが挟装されており、
前記スプールは、第一バネ部材の弾発力が作用して閉弁方向へ付勢し、前記第二分岐路の流体圧力が前記第一ポペットに作用して開弁方向へ付勢し、
前記第一ポペットは、第二バネ部材の弾発力が作用して閉弁方向へ付勢し、前記第二出力路の流体圧力が作用して開弁方向へ付勢する
増速弁であって、
前記第二ポペットが開閉して差動回路が形成又は解除することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、弁本体において、供給路と、戻り路と、第一出力路と、第二出力路と、本弁体の長手方向に形成された第一貫通孔と、第二出力路が供給路に連通するように形成された第一分岐路と、第一出力路が第一貫通孔に連通するように形成された第二分岐路と、圧力制御手段として第一貫通孔の長手方向に略同軸芯上に当接して嵌挿されているスプール及び第一ポペットと、スプールの径方向に形成された第二貫通孔と、第二貫通孔に直交してスプールの長手方向に形成された穿孔と、第一分岐路に挟装された第二ポペットと、スプールに閉弁方向の弾発力を作用する第一バネ部材と、第一ポペットに閉弁方向の弾発力を作用する第二バネ部材と、第二ポペットに閉弁方向の弾発力を作用する第三バネ部材と、を設けることにより、従来例のように開閉弁をパイロット操作するための電磁切換弁を設けなくてもスプール、第一ポペット及び第二ポペットを開閉することができる。
【００１０】
弁本体内において、第一貫通孔が供給路に連通するように形成した第一分岐路に第二ポペットが挟装されており、第二ポペットが第二出力路と供給路の連通を開閉することができる。これにより、流体が第二出力路から供給路へ流れる一方向の流れを制御して、差動回路を形成したり、解除したりすることができる。
【００１１】
また、弁本体外に電磁切換弁等の方向切換弁を設けるが、弁本体内にパイロット操作用の電磁切換弁を設ける必要がなく、弁本体内に取り付ける部品点数を減らすことができるので、増速弁の重量を減らして、軽量化することができる。
【００１２】
さらに、スプール及び第一ポペットが互いに当接して第一貫通孔に嵌挿されており、スプールが摺動自在に開閉することで、ロッド側差動室からタンクに戻る流体を制御することができる。また、スプール内に流体が通る第二貫通孔及び穿孔を形成し、第一ポペットが穿孔を開閉することで、液圧源からシリンダのロッド側差動室に供給される流体を制御することができる。これらにより、第一貫通孔の略同軸上において流体の二方向の流れを制御することで、弁本体内に形成する流体の通孔を減らすことができ、従来例よりも通孔の長さを短くできるので、増速弁のサイズを小型化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は従来例の差動回路形成用の積層形弁装置と比べて、部品点数を減らすことで軽量化できる。また、流体の通孔を短くすることで増速弁のサイズを小型化できる。これらにより、第二ポペットが開閉して差動回路を形成又は解除する従来よりもコンパクトな増速弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の一例である増速弁の平面図である。
【図２】図１の右下側から見た斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の略縦断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線の略横断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線の略横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例である増速弁の油圧回路図である。
【図７】従来例の差動回路形成用の積層形弁装置の油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の増速弁１０につき、好適な実施の形態を挙げ添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、増速弁１０の外観は、基本的には直方体形状の弁本体１１と、弁本体１１に図示しないボルトで取り付けられた蓋１２と、蓋１２にネジ結合された調整ネジ部材１３と、調整ネジ部材１３の調整位置を固定する六角ナット１４と、弁本体１１にネジ結合された段付形状のブッシュ１５と、弁本体１１の上面７０ａから下面７０ｂ（図３、図４、図５参照）にかけて穿設されて、液圧源５０（図６参照）と通じる供給路６１（６１ａ、６１ｂ）と、タンク５３に通じる戻り路６２（６２ａ、６２ｂ）と、シリンダ５５のヘッド側作動室５６に通じる第一出力路６３（６３ａ、６３ｂ）と、ロッド側作動室５７に通じる第二出力路６４（６４ａ、６４ｂ）と、弁本体１１外の上面７０ａに積層配置して図示しない電磁切換弁５４を取り付ける、図示しないボルトを通す挿通孔６０と、を備える。
【００１７】
また、図１に点線で示すように、弁本体１１内に、段付円筒形状の第一貫通孔３５と、第一貫通孔３５を経由して第二出力路６４（６４ｂ）が供給路６１に連通するように穿設された第一分岐路３９と、第一貫通孔３５が第一出力路６３（６３ａ）に連通するように穿設された第二分岐路４５と、が形成されている。
【００１８】
図３に示すように、直方体形状の蓋１２に段付貫通孔１７が穿設されて、段付貫通孔１７に調整ネジ部材１３、プッシュロッド１８、第一バネ部材２０、リテーナ部材２１及び鋼球２２が略同軸芯上に並んで当接して押圧手段を構成しており、調整ネジ部材１３及び六角ナット１４を調整することで押圧する力を設定する。また、第一バネ部材２０に予め設定された弾発力が段付円柱形状のスプール３０に作用して、該スプール３０が弁本体１１に押し付けられて第二出力路６４を閉弁している。
【００１９】
また、弁本体１１の長手方向に第一貫通孔３５が穿設されて、第一貫通孔３５にスプール３０、段付円柱形状の第一ポペット３１、第二バネ部材３２及びブッシュ１５が略同軸芯上に当接して嵌挿され、第一ポペット３１は第二バネ部材３２に予め設定された弾発力が作用してスプール３０に当接する。これにより、第二貫通孔３６及び穿孔３８を経由して、上開口６４ａと下開口６４ｂの連通を第一ポペット３１が閉弁している。なお、弁本体１１内の圧力に変動があるときは第一、二バネ部材２０、３２の弾発力につり合うように、スプール３０及び第一ポペット３１はそれぞれ摺動可能である。
【００２０】
さらに、蓋１２が弁本体１１の一端（図３で上端）に取り付けられることにより、鋼球２２はスプール３０の一端に形成された断面円錐形状の凹部に係合する。また、六角穴３３を有するブッシュ１５は弁本体１１の他端（図３で下端）にネジ結合され、ブッシュ１５の穿孔３８と第一ポペット３１の穿孔３８は第二バネ部材３２を挟装する。さらにまた、第二分岐路４５（図１点線参照）がブッシュ１５及び第一ポペット３１の穿孔３８に連通するように、ブッシュ１５の外周から穿孔３８に向かって第四貫通孔４２が穿設されている。
【００２１】
また、スプール３０及び第一ポペット３１は軸芯方向に等間隔に全周にわたって溝３４が刻まれており、溝３４に流体を満たすことで潤滑性が増して摺動動作時に偏心しないようにすることができる。これにより、第一貫通孔３５で発生する摩耗やかじりを防止することができる。さらに、溝３４は、例えば、軸芯方向に等間隔に全周にわたって螺旋状に形成しても潤滑性が増して同様な効果が得られる。
【００２２】
さらに、第一貫通孔３５に略並行な第三貫通孔３７を弁本体１１内に穿設して、第二出力路６４を段付貫通孔１７に連通させることで、第二出力路６４と段付貫通孔１７の圧力を等しくすることができる。これにより、流体が上開口６４ａから第二貫通孔３６及び穿孔３８を経由して下開口６４ｂへ流れるときに、スプール３０を動かないように安定させることができるので、流体変動が発生しないようにすることができる。
【００２３】
図４に示すように、第一貫通孔３５が供給路６１に連通するように第一分岐路３９を穿設し、第一分岐路３９に段付円柱形状のプラグ１６がネジ結合されている。プラグ１６は穿孔３８を有しており、該穿孔３８に第三バネ部材４１及び第二ポペット４０が挿入されている。これにより、第三バネ部材４１に予め設定された弾発力が第二ポペット４０に作用して、第二ポペット４０は第一分岐路３９と第三バネ部材４１に挟装されて、第二出力路６４及び第一貫通孔３５と供給路６１の連通を閉弁している。なお、弁本体１１内の圧力に変動があるときは第三バネ部材４１の弾発力につり合うように、第二ポペット４０は摺動可能である。
【００２４】
また、プラグ１６は穿孔３８に直交する第五貫通孔４３が穿設され、第五貫通孔４３を設けることで穿孔３８に流体が満たされる。例えば、供給路６１より第一貫通孔３５の流体圧力が高くなると、第二ポペット４０が開弁して、第二ポペット４０に押されて第五貫通孔４３から供給路６１へ流体が流れ出る。また、供給路６１よりも第一貫通孔３５の流体圧力が低くなると、第二ポペット４０が閉弁して、供給路６１から第五貫通孔４３へ流体が流れ込む。これにより、第二ポペット４０の開閉動作を可能にして、開弁時に差動回路を形成し、閉弁時に差動回路を解除する。
【００２５】
図５に示すように、第一出力路６３が交差する上面７０ａと下面７０ｂの中間部分に、第二分岐路４５が穿設されて、第一貫通孔３５に連通する。つまり、図１において点線で示すように、弁本体１１の一端（図１の下端）であって、ブッシュ１５がネジ結合している側で、第一貫通孔３５に連通するように第二分岐路４５が穿設されている。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る増速弁１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次に動作について説明する。
【００２７】
図６に示す圧回路図において、圧源５０から増速弁１０に供給される流体圧力は予め設定されており、下限値はチェック弁５１により、上限値はリリーフ弁５２により決定される。
【００２８】
流体圧力が下限値より低い場合は、チェック弁５１が閉弁して流体が供給路６１に流れない。また、上限値より高い場合はリリーフ弁５２が開弁して流体がタンク５３に流れる。これにより、油圧回路内に一定値以上の流体圧力を供給し、さらに、上限値以上の圧力がシリンダ５５にかからないように制御している。
【００２９】
シリンダ５５を前進させる時、電磁切換弁５４を操作して、例えばソレノイド５４Ａを励磁して、供給路６１（６１ａ、６１ｂ）を第一出力路６３（６３ａ、６３ｂ）に、戻り路６２（６２ａ、６２ｂ）を第二出力路６４（６４ａ、６４ｂ）に、連通させる。
【００３０】
シリンダ５５が前進する時、第一出力路６３の圧力が第一バネ部材２０の弾発力に予め設定された設定圧力より低い場合は、スプール３０によって第二出力路６４の下開口６４ｂと上開口６４ａの連通が閉弁されている。これにより、第二ポペット４０を閉弁しようとする供給路６１の流体圧力及び第三バネ部材４１が有する弾発力の合力に抗して、シリンダ５５のロッド側差動室５７の流体は、第二出力路６４の下開口６４ｂから第二出力路６４、第一貫通孔３５（図３参照）へ流れて、流体圧力により第二ポペット４０が開弁する（図４参照）。そのため、差動回路が形成するので、流体は供給路６１に還流してヘッド側差動室５６に流れる。
【００３１】
これにより、ロッド側差動室５７の流体はタンク５３に戻らず、ヘッド側作動室５６に供給されるため、流体を早く送ることができるので、シリンダ５５が前進する速度は仕事をさせるときよりも早送りになる。差動回路を形成している時のシリンダ５５の出力は、（供給路６１の圧力）×｛（ヘッド側差動室５６の断面積）−（ロッド側差動室５７の断面積）｝となる。
【００３２】
また、シリンダ５５が前進している時に、第一出力路６３の圧力が第一バネ部材２０の弾発力で予め設定された設定圧力より高くなると、第一出力路６３の流体が第二分岐路４５、ブッシュ１５の第四貫通孔４２を通って第一ポペット３１（図３の下側）に作用してスプール３０を開弁方向（図３の上側）に付勢する。これにより、第二出力路６４の下開口６４ｂから上開口６４ａへの連通が開弁されるので、第二出力路６４は戻り路６２と連通して流体はタンク５３へ流れるため、第二出力路６４が連通するロッド側差動室５７に圧力は立たなくなる。
【００３３】
これにより、供給路６１は第二出力路６４よりも圧力が高くなるので、第二ポペット４０は閉弁して差動回路は解除される。この時、シリンダ５５の出力は（供給路６１の圧力）×（ヘッド側差動室５６の断面積）となるので、差動回路を形成しているときよりも大きくなり、仕事をさせることができる。
【００３４】
シリンダ５５を後退させる時、電磁切換弁５４を操作して、例えばソレノイド５４Ｂを励磁して、供給路６１（６１ａ、６１ｂ）を第二出力路６４（６４ａ、６４ｂ）に、戻り路６２（６２ａ、６２ｂ）を第一出力路６３（６３ａ、６３ｂ）に、連通させる。
【００３５】
シリンダ５５が後退する時、第一出力路６３は戻り路６２に連通して流体はタンク５３へ流れるため、第一出力路６３が連通するヘッド側差動室５６に圧力は立たなくなる。
【００３６】
この時、第二出力路６４の圧力が第二バネ部材３２の弾発力で予め設定された設定圧力より低い場合は、第二出力路６４の上開口６４ａから下開口６４ｂへの連通は第一ポペット３１によって閉弁されて、流体はロッド側差動室５７に流れない。
【００３７】
また、第二出力路６４の圧力が第二バネ部材３２の弾発力で予め設定された設定圧力より高くなると、流体はスプール３０に形成された第二貫通孔３６及び穿孔３８から第一ポペット３１（図３の上側）に作用して、該第一ポペット３１が開弁方向（図３の下側）に付勢される。これにより、第二出力路６４の上開口６４ａと下開口６４ｂが第二貫通孔３６及び穿孔３８を経由して連通されるので、供給路６１の流体はロッド側差動室５７に流れて、シリンダ５５は後退する。
【００３８】
さらに、第二出力路６４を流れる流体が第三貫通孔３７を通って段付貫通孔１７を満たすことで、段付貫通孔１７と第二出力路６４の圧力を等しくする。これにより、スプール３０を固定して安定させることができるので、実機使用においてスプール３０が振動することで発生する流体圧力変動による増速弁１０の振動等の影響を小さくできる。
【００３９】
また、図３に示すように、蓋１２から流体が漏れないようにする為のＯリング７１、７２と、第二出力路６４を流れる流体が漏れないようにする為のＯリング７３と、第一出力路６３を流れる流体が漏れないようにする為のＯリング７４と、弁本体１１とブッシュ１５の隙間から流体が漏れないようにする為のＯリング７５と、を備えるのがよい。
【００４０】
さらに、図４に示すように、弁本体１１とプラグ１６の隙間から流体が漏れないようにする為のＯリング７６と、供給路６１を流れる流体が漏れないようにする為のＯリング７７と、戻り路６２を流れる流体が漏れないようにする為のＯリング７８と、を備えるのがよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  増速弁
１１  弁本体
２０  第一バネ部材
３０  スプール
３１  第一ポペット
３２  第二バネ部材
３５  第一貫通孔
３６  第二貫通孔
３８  穿孔
３９  第一分岐路
４０  第二ポペット
４５  第二分岐路
５０  液圧源
５３  タンク
５４  電磁切換弁
５５  シリンダ
５６  ヘッド側作動室
５７  ロッド側作動室
６１（６１ａ、６１ｂ）  供給路（上開口、下開口）
６２（６２ａ、６２ｂ）  戻り路（上開口、下開口）
６３（６３ａ、６３ｂ）  第一出力路（上開口、下開口）
６４（６４ａ、６４ｂ）  第二出力路（上開口、下開口）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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