(57)【要約】      （修正有）【課題】比例パイロット操作方向切換弁に供給するパイロット圧力の脈動を抑えることができ、ダンパー効果を与えながらも短い応答時間の高応答性を確保でき、メインスプールのチャタリング現象を防止し、メインスプールの安定した開度制御を可能としたパイロット圧力脈動減衰装置である。【解決手段】比例パイロット操作方向切換弁１０のパイロットカバー１８、１９に左右のパイロットラインＬ１、Ｌ２の水平ライン部Ｌｂにそれぞれ真直に接続するロッド挿入孔３４を形成し、該カバーの外面から挿入孔３４を通って水平ライン部Ｌｂにロッド３５を挿入して、該水平ライン部Ｌｂの直線部を画成するカバーの内面と該ロッド３４との間に隙間通路３６をそれぞれ形成して、各パイロットラインにパイロット圧力脈動減衰装置を構成した。パイロットバルブ１２から供給されたパイロット圧力の油は、絞りの作用を受けて、脈動成分が吸収され脈動が減衰する。【選択図】図１
2005188707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットバルブからのパイロット圧力を方向切換弁のケーシングに形成された左右のパイロットラインを介して該切換弁のスプールの左右の油室に作用させることにより、該スプールの開度を調整する比例パイロット操作方向切換弁において、
前記左右のパイロットラインの直線部にそれぞれ真直に接続するロッド挿入孔を前記ケーシングに形成して該ケーシングの外面に開口させ、該ケーシングの外面からそれぞれのロッド挿入孔を通ってロッドをそれぞれのパイロットラインの直線部に挿入して、各パイロットラインの直線部を画成するケーシングの内面と該ロッドとの間に隙間通路をそれぞれ形成することにより、各パイロットラインにパイロット圧力脈動減衰装置を構成したことを特徴とする比例パイロット操作方向切換弁のパイロット圧力脈動減衰装置。
【請求項２】
前記ロッドをねじ棒とし、前記ロッド挿入孔をねじ孔として、該ロッドを該ロッド挿入孔に螺着するとともに、前記ケーシングの外面から該ロッドにシールロックナットを施して固定したことを特徴とする請求項１に記載のパイロット圧力脈動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比例パイロット操作方向切換弁のパイロット圧力の脈動を減衰する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油温一定で使用する油圧装置に搭載される比例パイロット操作方向切換弁では、メインスプールのチャタリング現象を防止するために、パイロット圧力を発生するパイロットバルブのアンプ定数を適正に設定してゲイン調整することにより、パイロットラインの圧力脈動を抑えていた。
【０００３】
しかし、実際には、機械的な構成部品の応答ゲインが高く、電気的な定数決定では、所定の高応答時間を得られない場合が多々ある。また機械的な構成部品のゲインを低下させるにしても、一度加工された部品の変更は難しく、例えば可変部品としてよく用いられるオリフィスを交換することによっても、問題を改善できない場合が多い。またオリフィスの交換によって改善できるとしても、パイロットバルブの外部から簡単に調整できない場合が多く、分解、組立、調整の工数を要し得策ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、比例パイロット操作方向切換弁に供給するパイロット圧力の脈動を抑えることができ、メインスプールのダンパー効果を与えながらも短い応答時間の高い応答性を確保でき、メインスプールのチャタリング現象を防止し、安定したメインスプールの開度制御を確保することを可能とした比例パイロット操作方向切換弁のパイロット圧力脈動減衰装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の比例パイロット操作方向切換弁のパイロット圧力脈動減衰装置は、パイロットバルブからのパイロット圧力を方向切換弁のケーシングに形成された左右のパイロットラインを介して該切換弁のスプールの左右の油室に作用させることにより、該スプールの開度を調整する比例パイロット操作方向切換弁において、前記左右のパイロットラインの直線部にそれぞれ真直に接続するロッド挿入孔を前記ケーシングに形成して該ケーシングの外面に開口させ、該ケーシングの外面からそれぞれのロッド挿入孔を通ってロッドをそれぞれのパイロットラインの直線部に挿入して、各パイロットラインの直線部を画成するケーシングの内面と該ロッドとの間に隙間通路をそれぞれ形成することにより、各パイロットラインにパイロット圧力脈動減衰装置を構成したことを特徴とする。
【０００６】
上記の比例パイロット操作方向切換弁において、パイロットバルブから左右一方の例えば左のパイロットラインにパイロット圧力の油が供給されると、供給された油は各パイロットラインの直線部に形成した脈動減衰装置を構成する隙間通路を通過する間に、該隙間通路により絞られるので、パイロット圧力の脈動成分が吸収され脈動が減衰する。他方の右のパイロットラインに供給されたパイロット圧力の油についても同様である。したがって、方向切換弁のメインスプールの左右両端のいずれにも脈動を低減したパイロット圧力を印加して作用させることができ、メインスプールのチャタリング現象を防止して安定した開度制御（流量制御）を確保することができる。
【０００７】
また、そのメインスプールの一端へのパイロット圧力の印加に対し、メインスプールの他端の油は他端の油室から他方のパイロットラインに流れてパイロットバルブに戻り、そのパイロットスプールを経てタンクラインに流出するが、その他方のパイロットラインの脈動減衰装置の隙間通路を流れる間に絞られるので、パイロットバルブへの戻り油によりメインスプールのオバーストロークを抑えるダンパー効果が生じる。したがって、メインスプールのチャタリング防止効果さがさらに向上する。また、パイロットラインにロッドを挿入すると、パイロットラインの容積が減るので、メインスプールの制御の応答時間を短縮することができ、ロッド挿入によるパイロットラインの流路抵抗増大で応答時間の増加があっても、これを補って高応答性を得ることができ、メインスプールの応答時間を損なうことがない。
【０００８】
さらに、パイロット圧力の脈動減衰効果の強弱は、パイロットラインへのロッドの挿入長の長短に支配されるので、ロッドの挿入長を調節することにより、脈動減衰効果を自在に調整することができる。また、メインスプールの左右の油室の容積差や、左右のパイロットラインの油の漏れ量の差があっても、左右各パイロットラインに脈動減衰装置を設置しているので、パイロットラインへのロッド挿入長を独立に調整することにより、脈動減衰を安定して実施することができる。
【０００９】
このように、本発明では、ロッドの挿入長の調整によってパイロット圧力の脈動抑制を方向切換弁の外部から調節できるので、方向切換弁を組み込んだ具体的回路において、その場で調整することによりパイロット圧力の脈動を適切に低減することができることが大きな利点である。
【００１０】
本発明では、前記ロッドをねじ棒とし、前記ロッド挿入孔をねじ孔として、該ロッドを該ロッド挿入孔に螺着するとともに、前記ケーシングの外面から該ロッドにシールロックナットを施して固定するようにしうる。このようにすれば、ロッドの挿入長が容易に調整可能かつ挿入孔からの油漏れを防いでロッドを設置することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、比例パイロット操作方向切換弁に供給するパイロット圧力の脈動を抑えることができ、ダンパー効果を与えながらも短い応答時間の高い応答性を確保でき、メインスプールのチャタリング現象を防止し、安定したスプール開度制御が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を詳述する。図1は、本発明を適用した比例パイロット操作方向切換弁の一実施例を示す構成図である。
【００１３】
この比例パイロット操作方向切換弁１０は、基本的に、方向切換弁１１と、そのパイロットバルブ１２と、該パイロットバルブ１２のアンプ１３とからなり、パイロットバルブ１２からのパイロット圧力（制御圧力）によって、方向切換弁１１のスプール（メインスプール）２０の開度を調節するようになっている。本実施例では、方向切換弁１１はスプリングセンタクローズ型の４ポート３位置切換弁とした。
【００１４】
方向切換弁１１は、スライド孔２１を穿設したハウジング１５と、このハウジング１５の左右両端を閉鎖するパイロットカバー１８、１９とからなるケーシング構成を備えている。ハウジング１５のスライド孔２１には、メインスプール２０が滑動自在に配置されている。パイロットカバー１８、１９の内側には油室（パイロット室）１６、１７が形成され、パイロットバルブ１２の２つのパイロットポートに連通した左右のパイロットラインＬ１、Ｌ２がそれぞれ油室１６、１７に接続されている。パイロットライン（油路）Ｌ１、Ｌ２は、ハウジング１５にそれぞれ形成されパイロットバルブ１２のそれぞれのパイロットポートに繋がる縦ライン部Ｌａと、パイロットカバーカバ１８、１９にそれぞれ形成され、油室１６、１７に繋がる傾斜ライン部Ｌｃと、ハウジング１５とパイロットカバー１８、１９のそれぞれとに跨って形成され、縦ライン部Ｌａと傾斜ライン部Ｌｃとに繋がる水平ライン部Ｌｂとからなっている。
【００１５】
メインスプール２０の左端部には、油室１６に伸びたロッド２３がねじ込み固定されている。このロッド２３には左右１対のばね受け２４、２５がスライド自在に嵌装され、ばね受け２４、２５の間に、メインスプール２０を図示の中立位置に戻すセンタリングばね２６が取り付けられている。左のばね受け２４は、パイロットカバー１８の油室１６を画成する内面に形成した段部１８ａにより左方への移動を規制され、右のばね受け２５は、ハウジング１５のスライド孔２１を画成する内面に形成した段部１５ａにより右方への移動を規制される。ロッド２３には、センタリングばね２６の付勢力を設定する調節ナット２８が取り付けられ、左のばね受け２４の支持部材２７ａが調節ナット２８とばね受け２４の間にスライド自在に嵌装されている。同様に、ロッド２３の右のばね受け２５とメインスプール２０との間に、右のばね受け２５の支持部材２７ｂがスライド自在に嵌装されている。
【００１６】
左の油室１６にパイロット圧力を導入してメインスプール２０の左端に作用させると、メインスプール２０が右方へ移動し、ロッド２３の右方への移動によって支持部材２７ａを介して左のばね受け２４が右方に押され、センタリングばね２６が収縮する。左の油室１６のパイロット圧力を琲圧すると、センタリングばね２６の復元力によって左のばね受け２４が左方へ移動し、左のばね受け２４によって支持部材２７ａを介して押圧されるロッド２３が左方へ移動して、メインスプール２０が左方へ移動し、左のばね受け２４がパイロットカバー１８の段部１８ａに当接する位置まで移動すると、メインスプール２０が元の中立位置に戻る。同様に、右の油室１７にパイロット圧力を導入してメインスプール２０の右端に作用させると、メインスプール２０が左方へ移動し、メインスプール２０の左方への移動によって支持部材２７ｂを介して右のばね受け２５が左方へ押され、センタリングばね２６が収縮する。油室１７のパイロット圧力を琲圧すると、センタリングばね２６の復元力によって右のばね受け２５が右方へ移動し、右のばね受け２５によって支持部材２７ｂを介して押圧されるメインスプール２０が右方へ移動し、右のばね受け２５がハウジング１５の段部１５ａに当接する位置まで移動すると、メインスプール２０が元の中立位置に戻る。
【００１７】
右のパイロットカバー１９には、このメインスプール２０の移動量（ストローク量）を検出する位置検出器３０、本例では、作動トランス（ＬＶＤＴ）が取り付けられており、メインスプール２０の右端部には、右の油室１７に伸びた位置検出器３０の検出ロッド３１がねじによって固定されている。メインスプール２０のストローク量を検出した電気信号は、位置検出器３０から信号ケーブル３２によりアンプ１３に送られる。
【００１８】
パイロットバルブ１２は比例ソレノイドバルブからなる。アンプ１３に給電ターミナル１４ｃ、１４ｄに繋がれた図示しない直流電源から所定電圧の直流を与え、信号ターミナル１４ａ、１４ｂに繋がれた図示しない外部のコントローラから電気信号を与えると、アンプ１３はパイロットバルブ１２のソレノイドに対し制御電流を出力して、パイロットバルブ１２内のパイロットスプールを移動してスプール開度を調節することにより、パイロット元圧からパイロット圧力（制御圧力）を生成する。生成されたパイロット圧力の油は、方向切換弁１１の左右のパイロットラインＬ１、Ｌ２から左右の油室１６、１７に入り、メインスプール２０の左右両端に作用して、メインスプール２０が制御されるべき開度の位置に移動する。これにより、メインスプール２０は、ハウジング１５に形成された出力ポートＡおよびＢと入力ポートＰおよび戻しポートＴとの間の油の接続を制御する。
【００１９】
そのメインスプール２０のストローク量を位置検出器３０で検出し、検出したストローク量の電気信号をアンプ１３にフィードバックし、アンプ１３でコントローラからの電気信号と位置検出器３０からの電気信号の差分に基づいてパイロットバルブ１２のパイロットスプールを切換えながら（パイロットラインに圧力を供給するか、タンクラインに連通し、圧力を低下させる。結果的に、減圧弁として作用する）、パイロット圧力を制御する。
【００２０】
この場合において、方向切換弁１１のメインスプール２０の開度制御に高い応答性を確保するために、アンプ１３の出力電流のゲインを上げると、パイロットバルブ１２がチャタリング現象を発生し、パイロットライン圧の脈動を誘発して、それがメインスプール２０のチャタリング現象を二次的に発生させることがある。この状態になると位置検出器３０の検出信号も発振し、方向切換弁１１のトータルな制御が困難になる。
【００２１】
そこで、本実施例では、パイロットカバー１８、１９にそれぞれ水平に伸びるロッド挿入孔３４を形成して、ロッド挿入孔３４を左右のパイロットラインＬ１、Ｌ２のそれぞれの水平ライン部Ｌｂに真直に接続するとともに、パイロットカバー１８、１９の外からそれぞれロッド３５をロッド挿入孔３４を通ってそれぞれの水平ライン部Ｌｂに挿入し、各パイロットラインＬ１、Ｌ２にパイロット圧力脈動減衰装置を構築した。パイロット圧力脈動減衰装置は左右のパイロットラインＬ１、Ｌ２とも同一構成なので、図２に、左のパイロットラインＬ１のパイロット圧力脈動減衰装置を示す。
【００２２】
図２において、パイロットカバー１８のロッド挿入孔３４は、パイロットラインＬ１の水平ライン部Ｌｂと同心且つこれよりも若干小径に形成しており、ロッド挿入孔３４を通って水平ライン部Ｌｂに挿入したロッド３５は、水平ライン部Ｌｂを画成するハウジング１５およびカバー１８の内面との間に環状の隙間通路３６を形成している。水平ライン部Ｌｂへのロッド３５の挿入長さを外部から容易に調整できるように、ロッド挿入孔３４を内面にねじを刻んだねじ孔とし、ロッド３５を外面にねじを刻んだねじ棒として、六角レンチを用いてロッド３５をロッド挿入孔３４に螺着して取付けた。またロッド挿入孔３４からの油漏れを防ぐとともにロッド３５をロックするために、ロッド３５にシールロックナット３７を使用してロッド３５をカバー１８の外面に固定した。ロッド３５の先端部３５ａは縮径して隙間通路３６の断面積を増大し、縦ライン部Ｌａと水平ライン部Ｌｂの接続端の曲がりでの油の流れの乱れによる影響を緩和させられるようにした。
【００２３】
上記のパイロット圧力脈動減衰装置を組み込んだ比例パロット操作方向切換弁１０によれば、パイロットバルブ１２から例えば左のパイロットラインＬ１にパイロット圧力の油が供給されると、油は縦ライン部Ｌａから水平ライン部Ｌｂに導かれて通過する間に、その水平ライン部Ｌｂの隙間通路３６で絞りの作用を受けて、パイロット圧力の脈動成分が吸収され脈動が減衰する。これによって、脈動を低減したパイロット圧力の油を傾斜ライン部Ｌｃを経て左の油室１６に導入して、パイロット圧力をメインスプール２０の左端に作用させることができる。このとき、右の油室１７の油は右のパイロットラインＬ２のライン部Ｌｃ、Ｌｂ、Ｌａを通ってパイロットバルブ１２に流れ、パイロットバルブ１２のスプールを経てタンクラインに流出するが、この際に水平ライン部Ｌｂの隙間通路３６で絞られ、メインスプール２０のオーバーストロークを押えるダンパー効果を与えることができる。
【００２４】
同様に、右のパイロットラインＬ２でも、パイロットバルブ１２からパイロット圧力の油が供給されると、パイロット圧力脈動減衰装置を構成する水平ライン部Ｌｂの隙間通路３６における油の絞りにより、脈動を低減したパイロット圧力をメインスプール２０の右端に作用させることができる。したがって、メインスプール２０のチャタリング現象を防止することができる。
【００２５】
また、パイロットライン（水平ライン部Ｌｂ）にロッド３５を挿入すると、パイロットラインの容積が減るので、メインスプール２０の制御の応答時間を短縮することができ、ロッド挿入によるパイロットラインの流路抵抗増大で応答時間の増加があるが、これを補って高応答性を得ることができる。パイロット圧力の脈動減衰効果の強弱は、パイロットラインへのロッド３５の挿入長の長短に支配され、ロッド３５の挿入長を変更することにより、脈動減衰効果を自在に調整することができる。また、左右の油室１６、１７の容積差（油室１６＞油室１７）や、左右のパイロットラインＬ１、Ｌ２の油の漏れ量の差があっても、左右各パイロットラインに減衰装置を設置しているので、パイロットラインへのロッド挿入長を独立に調整することにより、脈動減衰を安定して実施することができる。
【００２６】
本発明は、このように、ロッド３５の挿入長の調整によってパイロット圧力の脈動抑制を方向切換弁１１の外部から調節できるので、方向切換弁装置１０を組み込んだ具体的回路において、その場（イン・サイト）で調整することにより、パイロット圧力の脈動を適切に低減できるのが大きな特長である。
【００２７】
本発明の脈動減衰装置による効果を制御波形のグラフで説明する。図３は、比例パイロット操作方向切換弁における従来の安定したアンプ定数での制御波形を示し、図４は、上記と同じ方向切換弁のアンプ定数の変更によりゲインを上げて、方向切換弁を高応答化した場合の制御波形を示し、図５は、上記と同じ方向切換弁に本発明の減衰装置を設置した場合の制御波形を示す。
【００２８】
図３と図４とから分かるように、アンプ定数の変更によりゲインを上げて方向切換弁を高応答化すると、パイロットバルブのソレノイドに供給する電流（Ａ ｓｏｌ、Ｂ ｓｏｌ）が振動し、ＬＶＤＴ信号（メインスプールストローク量検出信号）が振動しており、ソレノイドへの供給電流の振動によりパイロット圧力が振動して、メインスプールがチャタリングを起こしていることが分かる。これに対し、図５から分かるように、本発明の減衰装置を方向切換弁のパイロットラインに設置した場合には、ソレノイドへの供給電流も波形が安定し、ＬＶＤＴ信号も安定しており、メインスプールはチャタリングがなく良好に制御されていることが分かる。さらに、図３を対比すると分かるように、本発明の場合は、１ｄｉｖ内のソレノイド供給電流の電流数も増加しており、従来の安定したアンプ定数で使用する場合よりも応答時間が短く、高応答になっている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用した比例パイロット操作方向切換弁装置を示す構成図である。
【図２】本発明のパイロット圧力脈動減衰装置の一実施例を示す断面図（ａ）および減衰装置のロッドを示す端面図（ｂ）である。
【図３】比例パイロット操作方向切換弁における従来の安定したアンプ定数での制御波形を示すグラフである。
【図４】上記と同じ方向切換弁のアンプ定数の変更によりゲインを上げて高応答化した場合の制御波形を示すグラフである。
【図５】上記と同じ方向切換弁に本発明の脈動減衰装置を設置した場合の制御波形を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０：比例パイロット操作方向切換弁、    １１：方向切換弁、
１２：パイロットバルブ、  １３：アンプ、    １５：ハウジング、
１６、１７：油室、  １８、１９：パイロットカバー、    ２０：メインスプール、
３０：ストローク量検出器（ＬＶＤＴ）、    ３４：ロッド挿入孔、
３５：ロッド、    ３６：隙間通路、    ３７：シールロックナット、
Ｌ１、Ｌ２：パイロットライン、    Ｌｂ：水平ライン部
【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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