(57)【要約】【課題】  切換弁のスプリング構造を複雑なものとすることなく、また、切換弁を備える回路自体を複雑にすることなく、パイロット流体の高圧側での操作性の優れた切換弁を提供する。【解決手段】  弁筐体内に摺動自在の切換スプールを設け、前記切換スプールは、一端側から他端側に向かって弾性部材により付勢され、前記他端側にパイロット流体を作用させることにより、前記付勢力に抗して前記切換スプールを前記弁筐体内において摺動させるように構成した切換弁であって、前記切換スプールの位置に応じて、前記切換スプールの他端側から背圧側に接続することが可能なオリフィスを設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁筐体内に摺動自在の切換スプールを設け、前記切換スプールは、一端側から他端側に向かって弾性部材により付勢され、前記他端側にパイロット流体を作用させることにより、前記付勢力に抗して前記切換スプールを前記弁筐体内において摺動させるように構成した切換弁であって、前記切換スプールの位置に応じて、前記切換スプールの他端側から背圧側に接続することが可能なオリフィスを設けたことを特徴とする切換弁。
【請求項２】
前記切換スプールの他端側に作用するパイロット流体の流路に他のオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１に記載の切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧回路に使用される切換弁に関し、詳細には、油圧パイロット操作形切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の油圧パイロット操作形切換弁は、例えば、特許文献１や特許文献２に示すように、スプールの一端側の端面に作用するパイロット流体圧と、他端側において、前記パイロット流体圧に対抗するようにして付勢されたバネの弾性力とのバランスにより、パイロット圧に応じて切換スプールをスプール筐体内で摺動させ、作動流体の切換を行うようにしていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９４１４号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−２１４９０５号公報（図１）
【０００４】
上記切換弁において、パイロット流体圧に対抗するバネ力は、１本であると比例定数が一定であるために、図５のグラフａに示すグラフのように、高圧付近でのスプールの微妙な操作性が得られないという問題があった。このため、複数のバネを直列等にして、グラフｂに示すグラフのようにバネの変位量に応じてバネ定数を変化させ、パイロット圧が高圧となると、ストローク量を減少させて、高圧側での操作性の向上を図るようにしていた。
しかしながら、前記のように、複数のバネを使用すると構造が複雑であり、また、バネを直列等にするために複数のバネを使用すると、切換弁のバネをカバーする部分が大きくなってしまう問題があった。
これを解決するために、パイロット流体圧を制御して、高圧側での切換弁の操作性の向上を図ることも可能であるが、比例弁や構造が複雑な弁を用いる必要が生じるために、切換弁を用いた回路全体が複雑になるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、切換弁のスプリング構造を複雑なものとすることなく、また、切換弁を備える回路自体を複雑にすることなく、パイロット流体の高圧側での操作性の優れた切換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】
【０００６】
そこで、本発明者等は鋭意検討の結果、切換弁のスプールが所定の領域に存在する場合に、スプールに作用する流体を背圧側に逃すようにすれば、上記課題を解決することができるという知見に基づき下記の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明の切換弁は、請求項１に記載の通り、弁筐体内に摺動自在の切換スプールを設け、前記切換スプールは、一端側から他端側に向かって弾性部材により付勢され、前記他端側にパイロット流体を作用させることにより、前記付勢力に抗して前記切換スプールを前記弁筐体内において摺動させるように構成した切換弁であって、前記切換スプールの位置に応じて、前記切換スプールの他端側から背圧側に接続することが可能なオリフィスを設けたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の切換弁は、請求項１に記載の切換弁において、前記切換スプールの他端側に作用するパイロット流体の流路に他のオリフィスを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、切換スプールに作用するパイロット流体が高圧側へ移行した際に、パイロット流体を背圧側へ逃がすためのオリフィスを設けるようにしたので、複数のバネを用いる等複雑な構造にすることなく、また、複雑な回路構成とする必要がなく、高圧側での操作性に優れた切換弁を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、切換スプールの位置に応じて、切換スプールの他端側から背圧側に接続することが可能なオリフィスを設けるようにしたものである。これにより、切換スプールが所定の領域に位置する場合に、切換スプールに作用するパイロット流体は、オリフィスを介して背圧側に逃げることになり、切換スプールに作用するパイロット流体圧を低減することができる。
オリフィスを設ける位置については、特に制限はないが、切換スプールの端面と、背圧側に接続することでできる切換スプールの側面とを連通することができるように設けることが好ましい。パイロット流体の背圧側への流入をスムーズにできるからである。
前記オリフィスの内径は、切換スプールに作用する流体を供給するオリフィスと同等かそれ以下とすることが好ましい。後者のオリフィスの内径が、本発明のオリフィスよりも小さいと切換弁の作動に問題が生じるからである。
また、本発明のオリフィスは、切換スプールの少なくとも一端側に設ければ、切換スプールの一方向への移動を制御することができるが、両端に設けることが好ましい。
【０００９】
また、前記切換スプールに対して、供給されるパイロット流体の流量が、前記オリフィスから逃がすことのできる流量に比べて多い場合には、切換スプールの他端側に作用するパイロット流体の流路に他のオリフィスを設けることが好ましい。切換スプールに作用するパイロット流体の流量を規制しつつ、上記説明したオリフィスからパイロット流体を逃がしやすくすることで、パイロット流体の圧力が高圧側に移行した際にも、スムーズな操作性が得られるからである。
尚、他のオリフィスの内径と、前記したオリフィスの内径との関係についても、パイロット流体の流体圧を、所望の圧力に減圧ができるようなものであれば特に制限するものではないが、他のオリフィスの内径に対して、切換スプールに設けられたオリフィスの内径は、同等か、或いは、それ以下に設定することが好ましい。
【実施例】
【００１０】
次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本実施例の切換弁を備えた油圧回路の回路図を示すものであり、図示される切換弁１は、手動減圧弁２により切換操作される。
切換弁１は、ポンプポート３、タンクポート４及びアクチュエータポート５、６を備えた弁筐体７内に摺動自在に切換スプール８を設けた４ポート３位置の切換弁であり、切換構造自体に関しては、一般的なものである。
切換弁１は、図２に概略構成図、図３に断面図を示すように、両端のカバー９，９内にバネ室１０，１０が形成され、バネ室１０内には、リテーナ１１，１１と、その間に設けた弾性部材である戻しバネ１２が収容される。両端のバネ室１０，１０内のバネ１２，１２により、切換スプール８は、中立位置に保持される。
また、切換弁１と手動減圧弁２とは、パイロット流路１３，１４を介して接続されている。
手動減圧弁２の操作レバー（図示しない）を傾動して、前記バネ室１０にパイロット流体が供給されると、戻しばね１２に抗して切換スプール８を左右に摺動させ、切換位置に入ることになる。尚、手動減圧弁２は、操作レバーの傾動角が大きくなると、切換弁１に供給されるパイロット流体の圧力は高くなるように構成されている。
【００１１】
本実施例では、図２及び図３に示すように、バネ室１０，１０内のパイロット流体が、所定圧となった場合に、背圧側（タンク４）に逃がすようにするために、切換スプール８の端面と、切換スプール８の側面とを連通するようにしてオリフィス１６を設けている。更に、バネ室１０に接続されるパイロット流路１３及び１４にも、各々オリフィス１５，１５を設けている。尚、本実施例では、オリフィス１５の断面積は、オリフィス１６の断面積よりも大きくなるようにしている。
【００１２】
上記構成において、手動減圧弁２のレバー操作をすると、切換スプール８が切換位置に移動を開始する。そして、バネ室１０に供給されるパイロット圧が高くなり、切換スプール８の側面に設けられたオリフィス１６の開口部がタンク４側に連通すると、バネ室１０内のパイロット流体の一部がタンク４側に排出される。この状態においては、手動減圧弁２のレバー操作をしても、送出されるパイロット流体の流体圧が減じられることになるので、操作レバーの傾動角に対して切換スプール８の反応を少なくすることができる。
このように作用することで、図４に示すように、パイロット圧が所定圧以上の領域では、手動減圧弁２の操作レバーの傾動角に対する反応を少なくし、高圧側においての操作性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明の切換弁は、一般産業用、建機用、農機用、船用等のあらゆる油圧回路に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例の切換弁を使用した油圧回路
【図２】同切換弁の模式図
【図３】同切換弁の断面図
【図４】同実施例の回路におけるパイロット流体圧と、スプール作用圧力との関係を示すグラフ
【図５】従来の油圧回路におけるパイロット流体圧と、スプール作用圧力との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００１５】
１    切換弁
２    手動減圧弁
３    ポンプポート
４    タンクポート
５    アクチュエータポート
６    アクチュエータポート
７    弁筐体
８    切換スプール
９    カバー
１０    バネ室
１１    リテーナ
１２    バネ
１３    パイロット流路
１４    パイロット流路
１５    オリフィス
１６    オリフィス
【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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