(57)【要約】【課題】スプールの直径を太くしたり環状溝を細くしたりせずに、最大供給流量を増やすことのできる切換弁を提供することである。【解決手段】ポンプポート１３と、その両側に設けた第１供給ポート１４及び第２供給ポート１５と、スプールに形成した第１環状溝１６とその両側に設けた第２環状溝１７及び第３環状溝１８と、第１環状溝１６と第２環状溝１７との間に設けた第１ランド部１９と、第１環状溝１６と第３環状溝１８との間に設けた第２ランド部２０とを備え、上記第１ランド部１９には、一端を第２環状溝１７に連通させた第１ノッチ２１を設け、第２ランド部２０には、一端を第１環状溝１６に連通させた第２ノッチ２２を設け、スプール１２が中立位置からいずれか一方に移動したときに、上記第１ノッチ２１を介してポンプポート１３と第１供給ポート１４とが連通し、かつ、上記第２ノッチ２２を介してポンプポート１３と第２供給ポート１５とが連通する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディに形成したスプール孔と、このスプール孔に摺動自在に組み込んだスプールと、ボディに形成するとともに上記スプール孔に連通するポンプポートと、このポンプポートの両側に形成した第１供給ポート及び第２供給ポートと、上記スプールに形成した第１環状溝と、この第１環状溝の両側に形成した第２環状溝及び第３環状溝と、上記第１環状溝と第２環状溝との間に設けた第１ランド部と、上記第１環状溝と第３環状溝との間に設けた第２ランド部とを備え、上記第１ランド部には、一端を第２環状溝に連通させた第１ノッチを設け、上記第２ランド部には、一端を第１環状溝に連通させた第２ノッチを設け、スプールが中立位置からいずれか一方に移動したときに、上記第１ノッチを介してポンプポートと第１供給ポートとが連通し、かつ、上記第２ノッチを介してポンプポートと第２供給ポートとが連通する構成にしたことを特徴とする切換弁。
【請求項２】
ボディに形成したスプール孔と、このスプール孔に摺動自在に組み込んだスプールと、ボディに形成するとともに上記スプール孔に連通する供給ポートと、この供給ポートの両側に形成した第１ポンプポート及び第２ポンプポートと、上記スプールに形成した第１環状溝と、この第１環状溝の両側に形成した第２環状溝及び第３環状溝と、上記第１環状溝と第２環状溝との間に設けた第１ランド部と、上記第１環状溝と第３環状溝との間に設けた第２ランド部とを備え、上記第１ランド部には、一端を第２環状溝に連通させた第１ノッチを設け、上記第２ランド部には、一端を第１環状溝に連通させた第２ノッチを設け、スプールが中立位置からいずれか一方に移動したときに、上記第１ノッチを介してポンプポートと第１供給ポートとが連通し、かつ、上記第２ノッチを介してポンプポートと第２供給ポートとが連通する構成にしたことを特徴とする切換弁。
【請求項３】
複数のアクチュエータに圧油を供給するポンプと、各アクチュエータに供給する流量をそれぞれ制御する切換弁と、各切換弁と各アクチュエータとの間に設けた圧力補償弁と、複数のアクチュエータの負荷圧のうち、最高負荷圧を選択する最高負荷圧選択手段とを備え、上記圧力補償弁は、最高負荷圧に基づいて、各切換弁の下流側の圧力を等しく保つ一方、上記ポンプは、上記最高負荷圧に基づいて、その吐出圧を制御する油圧制御装置において、上記切換弁に、請求項１または２記載の切換弁を用いたことを特徴とする油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スプールタイプの切換弁およびこの切換弁を用いた油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、スプールタイプの切換弁は、ボディ１にスプール孔２を形成するとともに、そのスプール孔２にスプール３を摺動自在に組み込んでいる。
また、上記ボディ１には、スプール孔２に連通するポンプポート４と供給ポート５とを形成し、ポンプポート４にポンプＰを接続し、供給ポート５に図示していないアクチュエータを接続するようにしている。
一方、上記スプールには、第１環状溝６と第２環状溝７とを形成し、これら両環状溝６，７の間をランド部８としている。そして、このランド部８には、一端を第１環状溝６に連通するノッチ９を形成している。
【０００３】
上記のようにした切換弁は、図示する状態において、ポンプポート４と供給ポート５との連通をランド部８によって遮断しているために、ポンプＰの吐出油は、アクチュエータに供給されない。
上記の状態からスプール３を図中右方向に移動すると、ノッチ９を介してポンプポート４と供給ポート５とが連通する。したがって、ポンプＰの吐出油が、ポンプポート４→第１環状溝６→ノッチ９→供給ポート５を介して図示していないアクチュエータに供給されることになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−０６２９０１号公報（図２，図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなスプールタイプの切換弁というのは、アクチュエータに供給する流量を増やそうとした場合、ノッチ９の前後の圧力差を大きくするか、あるいは流通面積を大きくするかのどちらかである。ただし、いわゆるロードセンシング制御によって、ノッチ９の前後の圧力差が一定に保たれている場合には、流通面積を大きくするしか供給流量を増やすことができない。流通面積の最大値は、スプール３の直径と環状溝６の直径とによって決まるが、上記従来例では、供給流量を増やすためには、スプール３の直径を太くするか、あるいは第１環状溝６を細くするしかなく、スプール３の直径を太くすると、バルブ全体も大型化するという問題があり、また、第１環状溝６を細くすると、スプールの強度が低下するので、それにも限界があった。
この発明の目的は、スプールの直径を太くしたり環状溝を細くしなくても、最大供給流量を増やすことのできる切換弁を提供することと、この切換弁を用いた油圧制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ボディに形成したスプール孔と、このスプール孔に摺動自在に組み込んだスプールと、ボディに形成するとともに上記スプール孔に連通するポンプポートと、このポンプポートの両側に形成した第１供給ポート及び第２供給ポートと、上記スプールに形成した第１環状溝と、この第１環状溝の両側に形成した第２環状溝及び第３環状溝と、上記第１環状溝と第２環状溝との間に設けた第１ランド部と、上記第１環状溝と第３環状溝との間に設けた第２ランド部とを備え、上記第１ランド部には、一端を第２環状溝に連通させた第１ノッチを設け、上記第２ランド部には、一端を第１環状溝に連通させた第２ノッチを設け、スプールが中立位置からいずれか一方に移動したときに、上記第１ノッチを介してポンプポートと第１供給ポートとが連通し、かつ、上記第２ノッチを介してポンプポートと第２供給ポートとが連通する構成にしたことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、ボディに形成したスプール孔と、このスプール孔に摺動自在に組み込んだスプールと、ボディに形成するとともに上記スプール孔に連通する供給ポートと、この供給ポートの両側に形成した第１ポンプポート及び第２ポンプポートと、上記スプールに形成した第１環状溝と、この第１環状溝の両側に形成した第２環状溝及び第３環状溝と、上記第１環状溝と第２環状溝との間に設けた第１ランド部と、上記第１環状溝と第３環状溝との間に設けた第２ランド部とを備え、上記第１ランド部には、一端を第２環状溝に連通させた第１ノッチを設け、上記第２ランド部には、一端を第１環状溝に連通させた第２ノッチを設け、スプールが中立位置からいずれか一方に移動したときに、上記第１ノッチを介してポンプポートと第１供給ポートとが連通し、かつ、上記第２ノッチを介してポンプポートと第２供給ポートとが連通する構成にしたことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、複数のアクチュエータに圧油を供給するポンプと、各アクチュエータに供給する流量をそれぞれ制御する切換弁と、各切換弁と各アクチュエータとの間に設けた圧力補償弁と、複数のアクチュエータの負荷圧のうち、最高負荷圧を選択する最高負荷圧選択手段とを備え、上記圧力補償弁は、最高負荷圧に基づいて、各切換弁の下流側の圧力を等しく保つ一方、上記ポンプは、上記最高負荷圧に基づいて、その吐出圧を制御する油圧制御装置において、上記切換弁に、第１または第２の発明における切換弁を用いたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す第１実施形態は、ボディ１０にスプール孔１１を形成するとともに、このスプール孔１１に、スプール１２を摺動自在に組み込んでいる。
また、上記ボディ１０には、スプール孔１１に連通するポンプポート１３を形成するとともに、このポンプポート１３の両側に、第１供給ポート１４及び第２供給ポート１５を形成している。そして、上記ポンプポート１３にポンプＰを接続し、上記第１，第２供給ポート１４、１５に図示していないアクチュエータを接続している。
【００１０】
一方、上記スプール１２には、第１環状溝１６を形成するとともに、この第１環状溝１６の両側に、第２環状溝１７及び第３環状溝１８を形成している。そして、上記第１環状溝１６と第２環状溝１７との間に第１ランド部１９を設け、上記第１環状溝１６と第３環状溝との間に第２ランド部２０を設けている。
上記第１ランド部１０には、一端を第２環状溝１７に連通させた第１ノッチ２１を設け、上記第２ランド部２０には、一端を第１環状溝１６に連通させた第２ノッチ２２を設けている。
【００１１】
上記のようにした切換弁は、図示する状態において、ポンプポート１３と第１，第２供給ポート１４，１５との連通を第１、第２ランド部１９，２０によって遮断しているために、ポンプＰの吐出油は、アクチュエータに供給されない。
上記の状態からスプール３を図中右方向に移動すると、第１ノッチ２１を介してポンプポート１３と第１供給ポート１４とが連通し、かつ、第２ノッチ２２を介してポンプポート１３と第２供給ポート１５とが連通する。
【００１２】
したがって、ポンプＰの吐出油は、ポンプポート１３→第１環状溝１６→第１ノッチ２１→第１供給ポート１４というルートと、ポンプポート１３→第１環状溝１６→第２ノッチ２２→第２供給ポート１５というルートとを介してアクチュエータに供給される。
つまり、この第１実施形態によれば、スプール１２の直径を大きくしなくても、従来の２倍の流通面積を確保することができる。このようにして流通面積を大きくすれば、それだけ大流量をアクチュエータに供給することができる。
【００１３】
図２に示す第２実施形態は、ボディ１０に、スプール孔１１に連通する第１ポンプポート２３と第２ポンプポート２４とを形成するとともに、これら第１，第２ポンプポート２３、２４の間に、供給ポート２５を形成している。そして、上記第１，第２ポンプポート２３，２４にポンプＰを接続し、上記供給ポート２５に図示していないアクチュエータを接続している。
なお、スプール１２の構成については上記第１実施形態と全く同じである。
【００１４】
この第２実施形態によれば、図示する状態において、第１，第２ポンプポート２３，２４と供給ポート２５との連通を第１、第２ランド部１９，２０によって遮断しているために、ポンプＰの吐出油は、アクチュエータに供給されない。
上記の状態からスプール３を図中右方向に移動すると、第１ノッチ２１を介して第１ポンプポート２３と供給ポート２５とが連通し、かつ、第２ノッチ２２を介して第２ポンプポート２４と供給ポート２５とが連通する。
【００１５】
したがって、ポンプＰの吐出油は、第１ポンプポート２３→第２環状溝１７→第１ノッチ２１→供給ポート２５というルートと、第２ポンプポート２４→第３環状溝１８→第２ノッチ２２→供給ポート２５というルートとを介してアクチュエータに供給される。
つまり、この第２実施形態によれば、スプール１２の直径を大きくしなくても、従来の２倍の流通面積を確保することができる。このようにして流通面積を大きくすれば、それだけ大流量をアクチュエータに供給することができる。
【００１６】
図３は、ロードセンシング制御を行う油圧制御装置の回路図を示したものである。
この装置は、１台のポンプＰで複数のアクチュエータに圧油を供給するものであるが、ここでは複数のアクチュエータとして、２台のアクチュエータＡ，Ｂを用いている。そして、これらアクチュエータＡ，Ｂに圧油を供給するために、ポンプＰの吐出路３０を供給路３１と供給路３２とに分岐するとともに、一方の供給路３１に切換弁３３を設け、他方の供給路３２に切換弁３４を設けている。
【００１７】
上記切換弁３３，３４と各アクチュエータＡ，Ｂとを接続する供給路３１，３２には、圧力補償弁３５，３６を設けている。そして、これら圧力補償弁３５，３６の第１パイロット室３５ａ，３６ａには、両アクチュエータＡ，Ｂの負荷圧のうち、最も高い負荷圧を第１パイロット通路３７，３８を介して導いている。
また、この圧力補償弁３５，３６の第１パイロット室３５ａ，３６ａ側には、バネ力を等しくしたスプリング３９，４０を設けている。
【００１８】
一方、圧力補償弁３５，３６の第２パイロット室３５ｂ，３６ｂには、それぞれ第２パイロット通路４１，４２を介して各切換弁３５，３６の下流側の圧力を導いている。そのため、各圧力補償弁３５，３６は、その上流側の圧力、すなわち各切換弁３３，３４の下流側の圧力を、最高負荷圧にスプリング３９，４０のバネ力相当分の圧力を加算した値に維持するようにその開度を保つ。
【００１９】
なお、上記両アクチュエータＡ，Ｂの最高負荷圧は、シャトル弁４６によって選択するようにしている。そして、このシャトル弁４６によって選択した最高負荷圧を、パイロット通路４５から上記第１パイロット通路３７，３８を介して各圧力補償弁３５，３６の第１パイロット室３５ａ，３６ａに導いている。
また、上記シャトル弁４６によって選択した最高負荷圧は、パイロット通路４５，４３を介してレギュレータ４４にも導いている。そして、このレギュレータ４４は、最高負荷圧に一定の圧力を加算した吐出圧を維持するように、ポンプＰの吐出流量を制御する。
【００２０】
上記ポンプＰから吐出された圧油は、吐出路３０を介して両供給路３１，３２に導かれる。供給路３１に導いた圧油は、切換弁３３→圧力補償弁３５を介してアクチュエータＡに供給され、供給路３２に導いた圧油は、切換弁３４→圧力補償弁３６を介してアクチュエータＢに供給される。そして、このとき、各圧力補償弁３５，３６の第１パイロット室３５ａ、３６ａには、最高負荷圧が作用しているので、各圧力補償弁３５，３６の上流側の圧力、すなわち各切換弁３３，３４の下流側の圧力は、最高負荷圧にスプリング３９，４０のバネ力相当分の圧力を加算した値に制御される。
【００２１】
一方、各切換弁３３，３４の上流側の圧力は、ポンプＰによって最高負荷圧に一定圧力を加算した値に制御されている。そのため、各切換弁３３，３４の上流・下流の圧力差、すなわち、各切換弁３３，３４前後の圧力差は等しくなる。
したがって、各切換弁３３，３４を同時に操作したときに、それぞれの開度に応じた割合の流量が、各アクチュエータＡ，Ｂに供給される。つまり、両アクチュエータＡ，Ｂの負荷圧にばらつきがあったとしても、負荷の小さいアクチュエータ側に多くの圧油が供給されて、負荷の大きいアクチュエータに圧油が供給されにくくなるといった不都合は生じない。
【００２２】
図４は、上記切換弁３３及び圧力補償弁３５の具体的な構造を示したものである。なお、この図４において、図１に示した構成と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ボディ１０には、スプール孔１１を形成するとともに、このスプール孔１１にスプール１２を摺動自在に組み込んでいる。
また、ボディ１０には、ポンプに接続するポンプポート１３を形成するとともに、このポンプポート１３の両側に、第１供給ポート１４，第２供給ポート１５を形成している。そして、これら第１，第２供給ポート１４，１５を、連絡通路５０を介して組み付け孔５１に連通させている。
【００２３】
上記組み付け孔５１には、弁部材５２を摺動自在に組み込んでいる。この弁部材５２は、組み付け孔５１に組み込んだスプリング３９の弾性力によって図示する状態を保ち、この状態において、連絡通路５０とブリッジ通路５３との連通を遮断している。
また、上記スプリング３９を組み込んだスペースを第１パイロット室３５ａとするとともに、この第１パイロット室３５ａに最高負荷圧を導くようにしている。そして、組み付け孔５１と弁部材５２の先端との間のスペースを、第２パイロット室３５ｂとし、この第２パイロット室３５ｂにポンプＰの吐出圧を導くようにしている。
なお、図中符号５４はタンクポートであり、符号５５，５６はそれぞれアクチュエータポートである。また、図中符号５７、５８はノッチである。
【００２４】
図示する状態からスプール１２を図中右方向に移動すると、第１ノッチ２１を介してポンプポート１３と第１供給ポート１４とが連通し、かつ、第２ノッチ２２を介してポンプポート１３と第２供給ポート１５とが連通する。
したがって、ポンプＰの吐出油は、ポンプポート１３→第１環状溝１６→第１ノッチ２１→第１供給ポート１４→連絡通路５０というルートと、ポンプポート１３→第１環状溝１６→第２ノッチ２２→第２供給ポート１５→連絡通路５０というルートとを介して組み付け孔５１に導かれる。そして、この組み付け孔５１に導かれた圧油は、弁部材５２に形成した通路６０→ブリッジ通路５３→環状凹部６１→アクチュエータポート５５を介してアクチュエータに供給される。
【００２５】
一方、図示する状態からスプール１２を図中左方向に移動すると、ノッチ５７を介してポンプポート１３と第１供給ポート１４とが連通し、かつ、ノッチ５８を介してポンプポート１３と第２供給ポート１５とが連通する。そのため、この場合においても、２つのルートを経てアクチュエータに圧油が供給される。このように２つのルートを介して圧油をアクチュエータに供給することができるので、スプールの直径を大きくしなくても、大流量を供給することが可能となる。
【００２６】
ところで、ノッチ前後の圧力差というのは、ロードセンシング制御によって一定に保たれているが、この圧力差を大きくすることで、供給流量を増やすことも可能である。しかし、この場合には、圧力差を増やした分だけ、エネルギー損失も増加するという問題がある。
これに対して上記実施形態のように、ノッチによって通路面積を増やす構成にすれば、エネルギー損失を増やすことなく、大流量を供給することができる。つまり、この実施形態の切換弁は、ロードセンシング制御を行う油圧制御装置に非常に適している。
【００２７】
図５は、図３に示した切換弁３３及び圧力補償弁３５の具体的な構造を示したものであるが、図２に示した切換弁と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この図５に示す構成にしても、上記図４に示した装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
第１，第２の発明によれば、スプールが移動したときに、２つのノッチを介してポンプポートと供給ポートとを連通する構成にしたので、スプールの直径を大きくせずに、大流量を供給することができる。
【００２９】
第３の発明によれば、切換弁の流通面積を大きくすることができるので、切換弁の前後の圧力差を大きくせずに、大流量を供給することができる。そして、このように切換弁の前後の圧力差を大きくしなくて済むので、そこを通過する際のエネルギー損失の増加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の説明図である。
【図２】第２実施形態の説明図である。
【図３】ロードセンシング制御を用いる油圧制御装置の回路図である。
【図４】切換弁と圧力補償弁の断面図である。
【図５】切換弁と圧力補償弁の断面図である。
【図６】従来例の説明図である。
【符号の説明】
Ａ  アクチュエータ
Ｂ  アクチュエータ
Ｐ  ポンプ
１０  ボディ
１１  スプール孔
１２  スプール
１３  ポンプポート
１４  第１供給ポート
１５  第２供給ポート
１６  第１環状溝
１７  第２環状溝
１８  第３環状溝
１９  第１ランド部
２０  第２ランド部
２１  第１ノッチ
２２  第２ノッチ
２５  供給ポート
２３  第１ポンプポート
２４  第２ポンプポート
３３  切換弁
３４  切換弁
３５  圧力補償弁
３６  圧力補償弁
４１  この発明の最高負荷圧選択手段を構成するシャトル弁
【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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