油圧パイロット式電磁比例制御弁
【課題】構造を大きく変更することなく、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立する油圧パイロット式電磁比例制御弁を提供する。
【解決手段】油路３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３４、３６を有するスプール室２１と、スプール室２１の両端部に設けられた圧力室２５Ａ、２５Ｂと、スプール室２１及び圧力室２５Ａ、２５Ｂ内部を移動するスプール軸２２と、圧力室２５Ａ、２５Ｂへの油圧を各々制御する電磁比例弁４０Ａ、４０Ｂとを備え、圧力室２５Ａ、２５Ｂの油圧によりスプール軸２２のストローク位置を制御して、油路３３Ａ又は油路３３Ｂを流れる作動油の流れ方向及び流量を制御するパイロット式比例制御弁１０において、スプール軸２２の初期位置から少しでも移動すると、作動油が排出される側の圧力室２５Ｂと油路３６とを連通させる連通溝３７を、スプール軸２２に設けた。
【解決手段】油路３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３４、３６を有するスプール室２１と、スプール室２１の両端部に設けられた圧力室２５Ａ、２５Ｂと、スプール室２１及び圧力室２５Ａ、２５Ｂ内部を移動するスプール軸２２と、圧力室２５Ａ、２５Ｂへの油圧を各々制御する電磁比例弁４０Ａ、４０Ｂとを備え、圧力室２５Ａ、２５Ｂの油圧によりスプール軸２２のストローク位置を制御して、油路３３Ａ又は油路３３Ｂを流れる作動油の流れ方向及び流量を制御するパイロット式比例制御弁１０において、スプール軸２２の初期位置から少しでも移動すると、作動油が排出される側の圧力室２５Ｂと油路３６とを連通させる連通溝３７を、スプール軸２２に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロット圧を制御することにより、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御する油圧パイロット式電磁比例制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に、従来の油圧パイロット式電磁比例制御弁（以下、パイロット式比例制御弁と略す。）の断面図、図８に、そのパイロット圧制御部の断面図を示す。
【０００３】
従来のパイロット式比例制御弁３０は、ボディ１１内部に設けられた円筒形状のスプール室２１と、スプール室２１を貫通して設けられ、スプール室２１の内壁に沿って移動する円柱形状のスプール軸２２とを有し、スプール軸２２が移動するストローク位置に応じて、後述する油路同士（油路３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３４）の連通状態を制御して、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御している。
【０００４】
スプール２１のストローク位置は、電磁比例弁４０Ａ（ソレノイド１２Ａ、パイロット圧制御部１３Ａ）、又は、電磁比例弁４０Ｂ（ソレノイド１２Ｂ、パイロット圧制御部１３Ｂ）により供給される２次作動油（パイロット圧Ｐ2）により制御される。概略を説明すると、油路１４Ａ、１４Ｂを介して、パイロット圧制御部１３Ａ、１３Ｂに主油圧回路から１次作動油（パイロット圧Ｐ1；但し、Ｐ1＞Ｐ2）が供給される。そして、例えば、オペレータによるレバーの操作量に比例して、ソレノイド１２Ａ、１２Ｂへの電流が変化し、その電流の大きさに比例して、ソレノイド１２Ａ、１２Ｂにおける推力が変化し、その結果、供給された１次作動油のパイロット圧Ｐ1が、その推力に応じた２次作動油のパイロット圧Ｐ2に制御されて、油路１５Ａ、１５Ｂへ供給される。
【０００５】
スプール軸２２の側端部２２a1、２２b1は、ボディ１１の側面から突出して配置されており、側端部２２a1、２２b1を覆うように、Ｏリング２３Ａ、２３Ｂを介して、キャップ２４Ａ、２４Ｂがボディ１１側面に取り付けられている。このキャップ２４Ａ、２４Ｂが形成する空間が、２次作動油が供給される圧力室２５Ａ、２５Ｂとなっている。そして、油路１５Ａ、１５Ｂへ供給された２次作動油は、スプール室２１の側端部に形成された油路３１Ａ、３１Ｂを経由して、圧力室２５Ａ、２５Ｂへ供給される。なお、スプール軸２２は、プレート２６Ａ、２６Ｂを介して、スプリング２７Ａ、２７Ｂにより、スプール軸２２の中心方向に付勢されている。
【０００６】
スプール軸２２を図７中右側方向（極太の矢印参照）に移動させるときには、電磁比例弁４０Ａからの２次作動油を、油路１５Ａ、油路３１Ａを介して、圧力室２５Ａへ供給し、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2により、側端部２２a1をスプール室２１側へ押し入れることにより、スプール軸２２を移動させている。このとき、スプール軸２２は、２次作動油のパイロット圧Ｐ2の大きさに応じて、そのストローク位置が変化することになる。
【０００７】
その際、側端部２２a1の反対側の側端部２２b1は、スプリング２７Ｂの付勢力に抗して、圧力室２５Ｂ側へ押し出されることになり、圧力室２５Ｂ内の２次作動油は、油路３１Ｂ、油路１５Ｂを経由して、電磁比例弁４０Ｂへ戻される。電磁比例弁４０Ｂへ戻された２次作動油は、パイロット圧制御部１３Ｂの内部を経由して、タンク（図示省略）へ戻されることになる。
【０００８】
つまり、スプール軸２２は、例えば、図７中右側方向に移動させるときには、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2とスプリング２７Ｂの付勢力とが釣り合ったストローク位置に制御されることになる。これは、スプール軸２２を図中７左側方向に移動させるときも同様である。
【０００９】
そして、スプール軸２２が移動した結果、油路３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３４同士の連通状態が制御されることになる。具体的には、スプール軸２２が図７に示した状態より更に右方向に移動すると、ポートＢに連通する油路３３Ｂは、スプール軸２２に形成された凹部３５Ｂを介して、タンクに連通する油路３２Ｂと連通することになり、ポートＢの作動油はタンクへ排出されることになる。その後、ポンプ（図示省略）からの作動油が供給される油路３４は、スプール軸２２に形成された凹部３５Ａを介して、ポートＡに連通する油路３３Ａと連通することになり、連通する部分の面積に応じた流量で、ポンプからの作動油がポートＡへ供給されることになる。なお、ポートＡ、Ｂの先は、制御対象となるアクチュエータ（油圧シリンダ等）に接続されている。
【００１０】
逆に、スプール軸２２が図７に示した状態より更に左方向に移動すると、ポートＡに連通する油路３３Ａは、スプール軸２２に形成された凹部３５Ａを介して、タンクに連通する油路３２Ａと連通することになり、ポートＡの作動油はタンクへ排出されることになる。その後、ポンプから作動油が供給される油路３４は、スプール軸２２に形成された凹部３５Ｂを介して、ポートＢに連通する油路３３Ｂと連通することになり、連通する部分の面積に応じた流量で、ポンプからの作動油がポートＢへ供給されることになる。
【００１１】
このように、スプール軸２２の位置を移動することにより、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御している。
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第２５９００３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、電磁比例弁４０Ａ、４０Ｂ、特に、パイロット圧制御部１３Ａ、１３Ｂについて、図８に示したパイロット圧制御部１３Ｂの断面図を用いて説明を行う。なお、パイロット圧制御部１３Ａも、全く同じ構成である。
【００１４】
パイロット圧制御部１３Ｂは、ボディ１１の側部を切削して形成した調圧室４１の内部に設けられており、このパイロット圧制御部１３Ｂの外側面に対面するように、Ｏリング４２を介して、ソレノイド１２Ｂが取り付けられている。調圧室４１の内部には、調圧室４１の内壁、複数のＯリング４３と共に各油室を区画する隔壁部４４と、隔壁部４４の内側に設けられ、一方からスプリング４５により付勢されると共に、他方からソレノイド１２Ｂのシャフト４６により推力が付与されて、その位置により各油室間の連通状態を制御する心弁部４７とを有する。
【００１５】
そして、調圧室４１は、油路１４Ｂが接続され、１次作動油（パイロット圧Ｐ1）が供給される油室４８、２次作動油（パイロット圧Ｐ2）に制御される油室４９、隔壁部４４と心弁部４７との間に形成される油室５０、油室４９と油室５０との間を連通する油室５１、油路１５Ｂが接続された油室５２、タンクへの油路１６Ｂが接続された油室５３、油室５３と連通する油室５４を有している。
【００１６】
隔壁部４４の油室４８を形成する部分には、オリフィス５５が形成されており、又、隔壁部４４の油室５２を形成する部分には、オリフィス５６が形成されており、更に、油室５３と油室５４の間の隔壁部４４には、オリフィス５７が形成されている。
【００１７】
従って、油室４８へ供給された１次作動油（パイロット圧Ｐ1）は、オリフィス５５と心弁部４７により、２次作動油（パイロット圧Ｐ2）へ制御され、その後、オリフィス５６を通過して、油室５２、そして、油路１５Ｂへ供給される。一方、油路１５Ｂを経由して、油室５２へ戻された２次作動油は、オリフィス５６を通過して油室５０へ戻り、更に、油室５４、オリフィス５７、油室５３を通過して、油路１６Ｂからタンクへ戻される（点線矢印参照）。
【００１８】
上記構成のパイロット圧制御部１３Ｂにおいて、油室５０から油室５２への出口を絞っているオリフィス５６は、主油圧回路から供給される１次作動油の脈動や２次作動油生成時のサージの影響を防止するために必要な構造であり、スプール軸２２のストローク位置が不安定になることを防止して、パイロット式比例制御弁３０の動作安定性を保っている。従って、パイロット式比例制御弁３０の動作安定性を保つには、オリフィス５６の径を小さくすればよい。
【００１９】
ところが、上記オリフィス５６は、油室５２から油室５０へ２次作動油を通過させる際には大きな抵抗になる。つまり、圧力室２５Ａ側に２次作動油（パイロット圧Ｐ2）を供給し、スプール２２を図７中の右方向に移動させるときには、圧力室２５Ｂから２次作動油を排出する必要があるが、パイロット圧制御部１３Ｂ内部のオリフィス５６が大きな抵抗となってしまい、スプール２２のスムーズな移動を妨げ、パイロット式比例制御弁３０自体の応答性に悪影響を与えてしまう。
【００２０】
パイロット式比例制御弁３０の応答性は、オペレータがレバー等を操作開始してから制御対象となるアクチュエータが動作を開始するまでのタイムラグに直接影響し、操作フィーリング上、重要なファクターの１つとなっている。従って、パイロット式比例制御弁３０の応答性を向上させるためには、オリフィス５６の径を大きくすればよく、所望のタイムラグとなるように設定されている。
【００２１】
このように、パイロット式比例制御弁３０の動作安定性、応答性は、オリフィス５６の径に左右されるものであり、互いにトレードオフの関係にあり、両立することが難しかった。通常、動作安定性の確保のために、オリフィス５６の径を小さくすることが多く、その場合、応答性悪化の要因となっていた。
【００２２】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、構造を大きく変更することなく、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立する油圧パイロット式電磁比例制御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】
【００２３】
上記課題を解決する第１の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
作動油を供給又は排出する第１油路と、前記第１油路とは択一的に、作動油を供給又は排出する第２油路と、前記第１油路又は前記第２油路に作動油を供給する供給油路と、前記第１油路及び前記第２油路に対応して設けられ、作動油を排出する排出油路とを有するスプール室と、
前記スプール室の両端部に設けられた圧力室と、
複数の凹部を有し、前記スプール室及び前記圧力室内部を移動するスプール軸と、
前記圧力室への油圧を各々制御する電磁比例弁とを備え、
前記圧力室の油圧により前記スプール軸のストローク位置を制御し、前記凹部の位置により前記第１油路又は前記第２油路を流れる作動油の流れ方向及び流量を制御する油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記圧力室に油圧が印加されてないときの前記スプール軸の初期位置から少しでも前記スプール軸が移動すると、作動油が排出される側の圧力室と前記排出油路とを連通させる連通溝を、前記スプール軸の少なくとも一方側に設けたことを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決する第２の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第１の発明に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の外側の端部を、前記初期位置では前記圧力室より内側であり、かつ、前記初期位置から少しでも移動すると、作動油が排出される側の圧力室と連通する位置としたことを特徴とする。
【００２５】
上記課題を解決する第３の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第２の発明に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の内側の端部を、前記スプール軸が移動した最大の移動位置でも、前記第１油路及び前記第２油路とは連通しない位置としたことを特徴とする。
【００２６】
上記課題を解決する第４の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第３の発明に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を設けた側の排出油路を、前記連通溝と常に連通する幅としたことを特徴とする。
【００２７】
上記課題を解決する第５の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第１〜第４の発明のいずれか１つに記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を前記スプール軸の一方側のみに設けた場合、
前記連通溝を設けた側が鉛直下方側となるように、当該油圧パイロット式電磁比例制御弁を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、大幅なコストアップや装置構造の大きな変更なしに、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立する油圧パイロット式電磁比例制御弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図１〜図６を参照して、更には、前述の図７、図８及びその説明も参照して、本発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁（以降、パイロット式比例制御弁と略す。）の実施形態を説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１は、本発明に係るパイロット式比例制御弁の実施形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１に示したパイロット式比例制御弁内部のスプール軸部分を説明する図であり、図３〜図５は、スプール軸が移動した状態を説明する図である。なお、図１において、スプール軸の位置は、圧力室に２次作動油の油圧（パイロット圧）が印加されてないときの位置であり、この位置を初期位置として規定する。
【００３１】
本実施例のパイロット式比例制御弁１０は、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立するものであるが、従来のパイロット式比例制御弁３０（図７参照）の構造を大きく変更することなく、実施可能なものである。従って、従来のパイロット式比例制御弁３０と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略して、本実施例のパイロット式比例制御弁１０の説明を行う。
【００３２】
上述したように、本実施例のパイロット式比例制御弁１０は、従来のパイロット式比例制御弁３０の構造を大きく変更することなく、実施可能なものであり、スプール部分（スプール室２１、スプール軸２２）の構成を除き、従来のパイロット式比例制御弁３０と同等の構成でよい。
【００３３】
具体的には、圧力室２５Ａ、２５Ｂへのパイロット圧を各々制御する電磁比例弁４０Ａ（ソレノイド１２Ａ、パイロット圧制御部１３Ａ）、電磁比例弁４０Ｂ（ソレノイド１２Ｂ、パイロット圧制御部１３Ｂ）の構成は、全く同じもので良く、又、スプール室２１の両端部に設けられた圧力室２５Ａ、２５Ｂ自体の構成も、全く同じもので良い。特に、図８において説明したパイロット圧制御部１３Ａ、１３Ｂ内部のオリフィス５６については、動作安定性の確保のために、従来と同様に、例えば、１ｍｍ程度の径の小さいものでよい。
【００３４】
そして、本実施例のパイロット式比例制御弁１０では、その応答性を向上させるため、スプール室２１、スプール軸２２の構成の一部を変更している。この変更点について、図１、図２を参照して説明する。
【００３５】
スプール室２１には、ポートＡに連通し、作動油を供給又は排出する油路３３Ａ（第１油路）と、ポートＢに連通し、作動油を供給又は排出する油路３３Ｂ（第２油路）と、ポートＡ又はポートＢに作動油を供給するため、ポンプからの作動油が供給される油路３４（供給油路）と、ポートＡに対応して設けられ、作動油を排出するためにタンクと連通する油路３２Ａと、ポートＢに対応して設けられ、作動油を排出するためにタンクと連通する油路３６と、圧力室２５Ａに連通する油路３１Ａと、圧力室２５Ｂに連通する油路３１Ｂとが形成されている。なお、油路３３Ａと油路３３Ｂは、スプール軸２２のストローク位置により、択一的に選択され、同じく、油路３２Ａと油路３６も、スプール軸２２のストローク位置により、択一的に選択される。
【００３６】
上記構成において、油路３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３４は、従来のパイロット式比例制御弁３０における油路と同じであるが、油路３６については、図７に示した油路３２Ｂと比較して、幅が広く形成されている。具体的には、後述する連通溝３７を設けた側の油路３６は、この連通溝３７と常に連通する幅に形成されている。
【００３７】
又、スプール軸２２は、従来と同様に、複数の凹部３３Ａ、３３Ｂを有し、スプール室２１及び圧力室２５Ａ、２５Ｂ内部を移動するものである。そして、圧力室２５Ａ、２５Ｂのパイロット圧により、そのストローク位置が制御されて、凹部３３Ａ、３３Ｂの位置により油路３３Ａ又は油路３３Ｂを流れる作動油の流れ方向及び流量を制御するものである。
【００３８】
ここで、図２も参照して、スプール軸２２を詳細に説明する。スプール軸２２は、圧力室２５Ａ内に配置されて、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧を受ける側端部２２a1と、油路３２Ａに対して、弁の役割を果たす側方凸部２２a2と、油路３３Ａに対して、油路３２Ａ又は油路３４のいずれか一方を連通させる凹部３３Ａを形成する側方凹部２２a3と、油路３４に対して、弁の役割を果たす中央凸部２２cと、圧力室２５Ｂ内に配置されて、圧力室２５Ｂに供給された２次作動油のパイロット圧を受ける側端部２２b1と、油路３６に対して、弁の役割を果たす側方凸部２２b2と、油路３３Ｂに対して、油路３６又は油路３４のいずれか一方を連通させる凹部３３Ｂを形成する側方凹部２２b3とを有している。
【００３９】
上記構成において、側端部２２a1、２２b1と、側方凸部２２a2と、側方凹部２２a3、２２b3と、中央凸部２２cは、従来のパイロット式比例制御弁３０におけるスプール軸２２と同じ構成である。しかしながら、本実施例の側方凸部２２b2においては、図７とは異なり、連通溝３７を新たに形成している。この連通溝３７は、油路３６に対し、初期位置においては弁の役割を果たす一方、初期位置からスプール軸２２が図中右方向に少しでも移動した場合には（図３参照）、油路３１Ｂを介して、作動油が排出される側の圧力室２５Ｂと油路３６とを連通させて、圧力室２５Ｂ内の２次作動油を排出する役割を果たしている。
【００４０】
連通溝３７は、図２（ｂ）の上面図（白抜き矢印方向から見た図）、図２（ｃ）のＸ1−Ｘ1線矢視断面図に示すように、側方凸部２２b2の外周面において、その軸方向に沿って、所定の軸方向幅で切削加工されたものである。連通溝３７の周方向幅、深さ、そして、溝形状は、所望の流量を確保することができれば、どのようなものでも良い。
【００４１】
一方、連通溝３７の軸方向幅は適切に規定する必要がある。具体的には、連通溝３７の外側端部は、スプール軸２２が初期位置にあるとき、油路３１Ｂより少し内側の位置となるように形成されて、油路３１Ｂと連通しないように配置されている。そして、図３に示すように、スプール軸２２が初期位置から図中右側に少しでも移動したとき、初めて、油路３１Ｂと連通する位置となる。つまり、連通溝３７は、スプール軸２２が少しでも移動すると、圧力室２５Ｂと油路３６とを連通させるように配置されており、オリフィス５６に対するバイパス通路となっている。
【００４２】
又、連通溝３７の内側端部は、スプール軸２２が図中左側へ最も移動した最大の移動位置であっても、油路３３Ｂとは連通しない位置となっている。なお、図４に示す拡大図を参照して説明すると、スプール軸２２の最大の移動位置は、プレート２６Ｂ及びキャップ２４Ｂ内部に形成された停止部２９Ｂにより制限されている。
【００４３】
構造理解のため、プレート２６Ｂに対するＸ2−Ｘ2線矢視断面図を図２（ｄ）に示す。なお、プレート２６Ａも全く同様の構成である。図２（ｄ）に示すように、プレート２６Ｂの中央部分は、中空となっており、この中空部分に、側端部２２b1が挿入される。そして、プレート２６Ｂの外周部分に切欠部２８が複数形成されて、この切欠部２８を介して、圧力室２５Ｂと油路３１Ｂとが連通している。又、プレート２６Ｂは、キャップ２４Ｂの底部との間にスプリング２７Ｂを挟み込むことにより、スプール軸２２を内側方向に付勢している。
【００４４】
次に、油路３６、連通溝３７の作用効果について、スプール軸２２が図中右側方向に移動した状態を示す図３〜図５を用いて説明する。
【００４５】
図３は、スプール軸２２が移動を開始した直後の状態を示す図である。電磁比例弁４０Ａからの２次作動油を、油路１５Ａ、油路３１Ａを介して、圧力室２５Ａへ供給すると、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2により、側端部２２a1がスプール室２１側へ押し入れられて、図中右側方向へのスプール軸２２の移動が開始する。
【００４６】
スプール軸２２が少しでも移動すると、側端部２２a1の反対側の側端部２２b1は、スプリング２７Ｂの付勢力に抗して、圧力室２５Ｂ側へ押し出されることになる。同時に、図３及びその拡大図である図４に示すように、連通溝３７により、油路３１Ｂを介して、圧力室２５Ｂと油路３６とが連通することになる。すると、圧力室２５Ｂ内部にあった２次作動油は、従来のように、油路３１Ｂ、油路１５Ｂ及び電磁比例弁４０Ｂを経由して、タンク側へ排出されるだけではなく、油路３１Ｂ、連通溝３７及び油路３６を経由して、タンク側へ排出されることになる（図４中の太線矢印参照）。
【００４７】
このとき、電磁比例弁４０Ｂにはオリフィス５６による流れ抵抗があるため、その流量は大きくはないが、油路３１Ｂ、連通溝３７及び油路３６を経由するルートは、オリフィス５６と比較すると、その流れ抵抗は小さく、大きな流量を確保することができる。従って、圧力室２５Ｂ内部から２次作動油がスムーズに排出されて、スプール軸２２がスムーズに移動可能となる。
【００４８】
そして、スプール軸２２は、例えば、図中右側方向に移動させるときには、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2とスプリング２７Ｂの付勢力とが釣り合ったストローク位置に制御されることになる。例えば、ポートＡへ供給する作動油の流量を最大にしたい場合には、図５に示すように、ポートＡへの油路３３Ａとスプール軸２２の凹部３５Ａとの連通面積が最大となるように、スプール軸２２が移動される。従って、油路３４から供給された作動油は、凹部３５Ａ、油路３３Ａを経由してポートＡへ供給されることになる。一方、ポートＢへの油路３３Ｂとスプール軸２２の凹部３５Ｂとの連通面積も最大となり、又、この凹部３５Ｂが油路３６と連通しているので、ポートＢの作動油は、油路３３Ｂ、凹部３５Ｂ、油路３６を経由して、タンクへ戻されることになる。
【００４９】
このようにして、圧力室２５Ｂ内の２次作動油が速やかに排出され、スプール２２がスムーズに移動して、応答性が良くなる。そして、スプール軸２２のストローク位置を移動することにより、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御している。なお、本実施例の場合、応答性が向上するので、動作安定性の更なる向上のために、オリフィス５６を更に小さくすることも可能となる。
【００５０】
なお、圧力室からの２次作動油の排出は、鉛直下方側になった圧力室側で起こりやすいため、本実施例のように、スプール軸２２の一方側に連通溝３７を設けている場合には、連通溝３７を設けた側が鉛直下方側となるように、パイロット式比例制御弁１０を配置すればよい。
【００５１】
又、本実施例のように、スプール軸２２の一方側のみに連通溝を１つ設けるのではなく、図６に示すパイロット式比例制御弁２０のように、スプール軸の両側に各々連通溝３７、３９を設けるようにしてもよい。この場合、連通溝３９に対応して設けられた作動油排出用の油路３８も、油路３６と同様に、その幅を広くしている。又、応答性能を更に向上させたい場合でも、所望の応答性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係るパイロット式比例制御弁は、フォークリフト等の産業車両におけるアクチュエータの油圧制御に好適なものであり、通常、アクチュエータの数に対応して、複数連並設して使用する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るパイロット式比例制御弁の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示したパイロット式比例制御弁内部のスプール軸部分を説明する図である。
【図３】図１に示したパイロット式比例制御弁において、スプール軸が移動した状態を説明する図である。
【図４】図３に示したパイロット式比例制御弁の一部の拡大図である。
【図５】図１に示したパイロット式比例制御弁において、スプール軸が更に移動した状態を説明する図である。
【図６】本発明に係るパイロット式比例制御弁の実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図７】従来のパイロット式比例制御弁の断面図である。
【図８】図７に示した従来のパイロット式比例制御弁のパイロット圧制御部の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０、２０ パイロット式比例制御弁
２１ スプール室
２２ スプール軸
２５Ａ、２５Ｂ 圧力室
３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３４、３６、３８ 油路
３７、３９ 連通溝
４０Ａ、４０Ｂ 電磁比例弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロット圧を制御することにより、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御する油圧パイロット式電磁比例制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に、従来の油圧パイロット式電磁比例制御弁（以下、パイロット式比例制御弁と略す。）の断面図、図８に、そのパイロット圧制御部の断面図を示す。
【０００３】
従来のパイロット式比例制御弁３０は、ボディ１１内部に設けられた円筒形状のスプール室２１と、スプール室２１を貫通して設けられ、スプール室２１の内壁に沿って移動する円柱形状のスプール軸２２とを有し、スプール軸２２が移動するストローク位置に応じて、後述する油路同士（油路３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３４）の連通状態を制御して、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御している。
【０００４】
スプール２１のストローク位置は、電磁比例弁４０Ａ（ソレノイド１２Ａ、パイロット圧制御部１３Ａ）、又は、電磁比例弁４０Ｂ（ソレノイド１２Ｂ、パイロット圧制御部１３Ｂ）により供給される２次作動油（パイロット圧Ｐ2）により制御される。概略を説明すると、油路１４Ａ、１４Ｂを介して、パイロット圧制御部１３Ａ、１３Ｂに主油圧回路から１次作動油（パイロット圧Ｐ1；但し、Ｐ1＞Ｐ2）が供給される。そして、例えば、オペレータによるレバーの操作量に比例して、ソレノイド１２Ａ、１２Ｂへの電流が変化し、その電流の大きさに比例して、ソレノイド１２Ａ、１２Ｂにおける推力が変化し、その結果、供給された１次作動油のパイロット圧Ｐ1が、その推力に応じた２次作動油のパイロット圧Ｐ2に制御されて、油路１５Ａ、１５Ｂへ供給される。
【０００５】
スプール軸２２の側端部２２a1、２２b1は、ボディ１１の側面から突出して配置されており、側端部２２a1、２２b1を覆うように、Ｏリング２３Ａ、２３Ｂを介して、キャップ２４Ａ、２４Ｂがボディ１１側面に取り付けられている。このキャップ２４Ａ、２４Ｂが形成する空間が、２次作動油が供給される圧力室２５Ａ、２５Ｂとなっている。そして、油路１５Ａ、１５Ｂへ供給された２次作動油は、スプール室２１の側端部に形成された油路３１Ａ、３１Ｂを経由して、圧力室２５Ａ、２５Ｂへ供給される。なお、スプール軸２２は、プレート２６Ａ、２６Ｂを介して、スプリング２７Ａ、２７Ｂにより、スプール軸２２の中心方向に付勢されている。
【０００６】
スプール軸２２を図７中右側方向（極太の矢印参照）に移動させるときには、電磁比例弁４０Ａからの２次作動油を、油路１５Ａ、油路３１Ａを介して、圧力室２５Ａへ供給し、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2により、側端部２２a1をスプール室２１側へ押し入れることにより、スプール軸２２を移動させている。このとき、スプール軸２２は、２次作動油のパイロット圧Ｐ2の大きさに応じて、そのストローク位置が変化することになる。
【０００７】
その際、側端部２２a1の反対側の側端部２２b1は、スプリング２７Ｂの付勢力に抗して、圧力室２５Ｂ側へ押し出されることになり、圧力室２５Ｂ内の２次作動油は、油路３１Ｂ、油路１５Ｂを経由して、電磁比例弁４０Ｂへ戻される。電磁比例弁４０Ｂへ戻された２次作動油は、パイロット圧制御部１３Ｂの内部を経由して、タンク（図示省略）へ戻されることになる。
【０００８】
つまり、スプール軸２２は、例えば、図７中右側方向に移動させるときには、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2とスプリング２７Ｂの付勢力とが釣り合ったストローク位置に制御されることになる。これは、スプール軸２２を図中７左側方向に移動させるときも同様である。
【０００９】
そして、スプール軸２２が移動した結果、油路３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３４同士の連通状態が制御されることになる。具体的には、スプール軸２２が図７に示した状態より更に右方向に移動すると、ポートＢに連通する油路３３Ｂは、スプール軸２２に形成された凹部３５Ｂを介して、タンクに連通する油路３２Ｂと連通することになり、ポートＢの作動油はタンクへ排出されることになる。その後、ポンプ（図示省略）からの作動油が供給される油路３４は、スプール軸２２に形成された凹部３５Ａを介して、ポートＡに連通する油路３３Ａと連通することになり、連通する部分の面積に応じた流量で、ポンプからの作動油がポートＡへ供給されることになる。なお、ポートＡ、Ｂの先は、制御対象となるアクチュエータ（油圧シリンダ等）に接続されている。
【００１０】
逆に、スプール軸２２が図７に示した状態より更に左方向に移動すると、ポートＡに連通する油路３３Ａは、スプール軸２２に形成された凹部３５Ａを介して、タンクに連通する油路３２Ａと連通することになり、ポートＡの作動油はタンクへ排出されることになる。その後、ポンプから作動油が供給される油路３４は、スプール軸２２に形成された凹部３５Ｂを介して、ポートＢに連通する油路３３Ｂと連通することになり、連通する部分の面積に応じた流量で、ポンプからの作動油がポートＢへ供給されることになる。
【００１１】
このように、スプール軸２２の位置を移動することにより、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御している。
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第２５９００３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、電磁比例弁４０Ａ、４０Ｂ、特に、パイロット圧制御部１３Ａ、１３Ｂについて、図８に示したパイロット圧制御部１３Ｂの断面図を用いて説明を行う。なお、パイロット圧制御部１３Ａも、全く同じ構成である。
【００１４】
パイロット圧制御部１３Ｂは、ボディ１１の側部を切削して形成した調圧室４１の内部に設けられており、このパイロット圧制御部１３Ｂの外側面に対面するように、Ｏリング４２を介して、ソレノイド１２Ｂが取り付けられている。調圧室４１の内部には、調圧室４１の内壁、複数のＯリング４３と共に各油室を区画する隔壁部４４と、隔壁部４４の内側に設けられ、一方からスプリング４５により付勢されると共に、他方からソレノイド１２Ｂのシャフト４６により推力が付与されて、その位置により各油室間の連通状態を制御する心弁部４７とを有する。
【００１５】
そして、調圧室４１は、油路１４Ｂが接続され、１次作動油（パイロット圧Ｐ1）が供給される油室４８、２次作動油（パイロット圧Ｐ2）に制御される油室４９、隔壁部４４と心弁部４７との間に形成される油室５０、油室４９と油室５０との間を連通する油室５１、油路１５Ｂが接続された油室５２、タンクへの油路１６Ｂが接続された油室５３、油室５３と連通する油室５４を有している。
【００１６】
隔壁部４４の油室４８を形成する部分には、オリフィス５５が形成されており、又、隔壁部４４の油室５２を形成する部分には、オリフィス５６が形成されており、更に、油室５３と油室５４の間の隔壁部４４には、オリフィス５７が形成されている。
【００１７】
従って、油室４８へ供給された１次作動油（パイロット圧Ｐ1）は、オリフィス５５と心弁部４７により、２次作動油（パイロット圧Ｐ2）へ制御され、その後、オリフィス５６を通過して、油室５２、そして、油路１５Ｂへ供給される。一方、油路１５Ｂを経由して、油室５２へ戻された２次作動油は、オリフィス５６を通過して油室５０へ戻り、更に、油室５４、オリフィス５７、油室５３を通過して、油路１６Ｂからタンクへ戻される（点線矢印参照）。
【００１８】
上記構成のパイロット圧制御部１３Ｂにおいて、油室５０から油室５２への出口を絞っているオリフィス５６は、主油圧回路から供給される１次作動油の脈動や２次作動油生成時のサージの影響を防止するために必要な構造であり、スプール軸２２のストローク位置が不安定になることを防止して、パイロット式比例制御弁３０の動作安定性を保っている。従って、パイロット式比例制御弁３０の動作安定性を保つには、オリフィス５６の径を小さくすればよい。
【００１９】
ところが、上記オリフィス５６は、油室５２から油室５０へ２次作動油を通過させる際には大きな抵抗になる。つまり、圧力室２５Ａ側に２次作動油（パイロット圧Ｐ2）を供給し、スプール２２を図７中の右方向に移動させるときには、圧力室２５Ｂから２次作動油を排出する必要があるが、パイロット圧制御部１３Ｂ内部のオリフィス５６が大きな抵抗となってしまい、スプール２２のスムーズな移動を妨げ、パイロット式比例制御弁３０自体の応答性に悪影響を与えてしまう。
【００２０】
パイロット式比例制御弁３０の応答性は、オペレータがレバー等を操作開始してから制御対象となるアクチュエータが動作を開始するまでのタイムラグに直接影響し、操作フィーリング上、重要なファクターの１つとなっている。従って、パイロット式比例制御弁３０の応答性を向上させるためには、オリフィス５６の径を大きくすればよく、所望のタイムラグとなるように設定されている。
【００２１】
このように、パイロット式比例制御弁３０の動作安定性、応答性は、オリフィス５６の径に左右されるものであり、互いにトレードオフの関係にあり、両立することが難しかった。通常、動作安定性の確保のために、オリフィス５６の径を小さくすることが多く、その場合、応答性悪化の要因となっていた。
【００２２】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、構造を大きく変更することなく、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立する油圧パイロット式電磁比例制御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】
【００２３】
上記課題を解決する第１の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
作動油を供給又は排出する第１油路と、前記第１油路とは択一的に、作動油を供給又は排出する第２油路と、前記第１油路又は前記第２油路に作動油を供給する供給油路と、前記第１油路及び前記第２油路に対応して設けられ、作動油を排出する排出油路とを有するスプール室と、
前記スプール室の両端部に設けられた圧力室と、
複数の凹部を有し、前記スプール室及び前記圧力室内部を移動するスプール軸と、
前記圧力室への油圧を各々制御する電磁比例弁とを備え、
前記圧力室の油圧により前記スプール軸のストローク位置を制御し、前記凹部の位置により前記第１油路又は前記第２油路を流れる作動油の流れ方向及び流量を制御する油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記圧力室に油圧が印加されてないときの前記スプール軸の初期位置から少しでも前記スプール軸が移動すると、作動油が排出される側の圧力室と前記排出油路とを連通させる連通溝を、前記スプール軸の少なくとも一方側に設けたことを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決する第２の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第１の発明に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の外側の端部を、前記初期位置では前記圧力室より内側であり、かつ、前記初期位置から少しでも移動すると、作動油が排出される側の圧力室と連通する位置としたことを特徴とする。
【００２５】
上記課題を解決する第３の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第２の発明に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の内側の端部を、前記スプール軸が移動した最大の移動位置でも、前記第１油路及び前記第２油路とは連通しない位置としたことを特徴とする。
【００２６】
上記課題を解決する第４の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第３の発明に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を設けた側の排出油路を、前記連通溝と常に連通する幅としたことを特徴とする。
【００２７】
上記課題を解決する第５の発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁は、
上記第１〜第４の発明のいずれか１つに記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を前記スプール軸の一方側のみに設けた場合、
前記連通溝を設けた側が鉛直下方側となるように、当該油圧パイロット式電磁比例制御弁を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、大幅なコストアップや装置構造の大きな変更なしに、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立する油圧パイロット式電磁比例制御弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図１〜図６を参照して、更には、前述の図７、図８及びその説明も参照して、本発明に係る油圧パイロット式電磁比例制御弁（以降、パイロット式比例制御弁と略す。）の実施形態を説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１は、本発明に係るパイロット式比例制御弁の実施形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１に示したパイロット式比例制御弁内部のスプール軸部分を説明する図であり、図３〜図５は、スプール軸が移動した状態を説明する図である。なお、図１において、スプール軸の位置は、圧力室に２次作動油の油圧（パイロット圧）が印加されてないときの位置であり、この位置を初期位置として規定する。
【００３１】
本実施例のパイロット式比例制御弁１０は、応答性が良く、かつ、動作安定性と両立するものであるが、従来のパイロット式比例制御弁３０（図７参照）の構造を大きく変更することなく、実施可能なものである。従って、従来のパイロット式比例制御弁３０と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略して、本実施例のパイロット式比例制御弁１０の説明を行う。
【００３２】
上述したように、本実施例のパイロット式比例制御弁１０は、従来のパイロット式比例制御弁３０の構造を大きく変更することなく、実施可能なものであり、スプール部分（スプール室２１、スプール軸２２）の構成を除き、従来のパイロット式比例制御弁３０と同等の構成でよい。
【００３３】
具体的には、圧力室２５Ａ、２５Ｂへのパイロット圧を各々制御する電磁比例弁４０Ａ（ソレノイド１２Ａ、パイロット圧制御部１３Ａ）、電磁比例弁４０Ｂ（ソレノイド１２Ｂ、パイロット圧制御部１３Ｂ）の構成は、全く同じもので良く、又、スプール室２１の両端部に設けられた圧力室２５Ａ、２５Ｂ自体の構成も、全く同じもので良い。特に、図８において説明したパイロット圧制御部１３Ａ、１３Ｂ内部のオリフィス５６については、動作安定性の確保のために、従来と同様に、例えば、１ｍｍ程度の径の小さいものでよい。
【００３４】
そして、本実施例のパイロット式比例制御弁１０では、その応答性を向上させるため、スプール室２１、スプール軸２２の構成の一部を変更している。この変更点について、図１、図２を参照して説明する。
【００３５】
スプール室２１には、ポートＡに連通し、作動油を供給又は排出する油路３３Ａ（第１油路）と、ポートＢに連通し、作動油を供給又は排出する油路３３Ｂ（第２油路）と、ポートＡ又はポートＢに作動油を供給するため、ポンプからの作動油が供給される油路３４（供給油路）と、ポートＡに対応して設けられ、作動油を排出するためにタンクと連通する油路３２Ａと、ポートＢに対応して設けられ、作動油を排出するためにタンクと連通する油路３６と、圧力室２５Ａに連通する油路３１Ａと、圧力室２５Ｂに連通する油路３１Ｂとが形成されている。なお、油路３３Ａと油路３３Ｂは、スプール軸２２のストローク位置により、択一的に選択され、同じく、油路３２Ａと油路３６も、スプール軸２２のストローク位置により、択一的に選択される。
【００３６】
上記構成において、油路３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３４は、従来のパイロット式比例制御弁３０における油路と同じであるが、油路３６については、図７に示した油路３２Ｂと比較して、幅が広く形成されている。具体的には、後述する連通溝３７を設けた側の油路３６は、この連通溝３７と常に連通する幅に形成されている。
【００３７】
又、スプール軸２２は、従来と同様に、複数の凹部３３Ａ、３３Ｂを有し、スプール室２１及び圧力室２５Ａ、２５Ｂ内部を移動するものである。そして、圧力室２５Ａ、２５Ｂのパイロット圧により、そのストローク位置が制御されて、凹部３３Ａ、３３Ｂの位置により油路３３Ａ又は油路３３Ｂを流れる作動油の流れ方向及び流量を制御するものである。
【００３８】
ここで、図２も参照して、スプール軸２２を詳細に説明する。スプール軸２２は、圧力室２５Ａ内に配置されて、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧を受ける側端部２２a1と、油路３２Ａに対して、弁の役割を果たす側方凸部２２a2と、油路３３Ａに対して、油路３２Ａ又は油路３４のいずれか一方を連通させる凹部３３Ａを形成する側方凹部２２a3と、油路３４に対して、弁の役割を果たす中央凸部２２cと、圧力室２５Ｂ内に配置されて、圧力室２５Ｂに供給された２次作動油のパイロット圧を受ける側端部２２b1と、油路３６に対して、弁の役割を果たす側方凸部２２b2と、油路３３Ｂに対して、油路３６又は油路３４のいずれか一方を連通させる凹部３３Ｂを形成する側方凹部２２b3とを有している。
【００３９】
上記構成において、側端部２２a1、２２b1と、側方凸部２２a2と、側方凹部２２a3、２２b3と、中央凸部２２cは、従来のパイロット式比例制御弁３０におけるスプール軸２２と同じ構成である。しかしながら、本実施例の側方凸部２２b2においては、図７とは異なり、連通溝３７を新たに形成している。この連通溝３７は、油路３６に対し、初期位置においては弁の役割を果たす一方、初期位置からスプール軸２２が図中右方向に少しでも移動した場合には（図３参照）、油路３１Ｂを介して、作動油が排出される側の圧力室２５Ｂと油路３６とを連通させて、圧力室２５Ｂ内の２次作動油を排出する役割を果たしている。
【００４０】
連通溝３７は、図２（ｂ）の上面図（白抜き矢印方向から見た図）、図２（ｃ）のＸ1−Ｘ1線矢視断面図に示すように、側方凸部２２b2の外周面において、その軸方向に沿って、所定の軸方向幅で切削加工されたものである。連通溝３７の周方向幅、深さ、そして、溝形状は、所望の流量を確保することができれば、どのようなものでも良い。
【００４１】
一方、連通溝３７の軸方向幅は適切に規定する必要がある。具体的には、連通溝３７の外側端部は、スプール軸２２が初期位置にあるとき、油路３１Ｂより少し内側の位置となるように形成されて、油路３１Ｂと連通しないように配置されている。そして、図３に示すように、スプール軸２２が初期位置から図中右側に少しでも移動したとき、初めて、油路３１Ｂと連通する位置となる。つまり、連通溝３７は、スプール軸２２が少しでも移動すると、圧力室２５Ｂと油路３６とを連通させるように配置されており、オリフィス５６に対するバイパス通路となっている。
【００４２】
又、連通溝３７の内側端部は、スプール軸２２が図中左側へ最も移動した最大の移動位置であっても、油路３３Ｂとは連通しない位置となっている。なお、図４に示す拡大図を参照して説明すると、スプール軸２２の最大の移動位置は、プレート２６Ｂ及びキャップ２４Ｂ内部に形成された停止部２９Ｂにより制限されている。
【００４３】
構造理解のため、プレート２６Ｂに対するＸ2−Ｘ2線矢視断面図を図２（ｄ）に示す。なお、プレート２６Ａも全く同様の構成である。図２（ｄ）に示すように、プレート２６Ｂの中央部分は、中空となっており、この中空部分に、側端部２２b1が挿入される。そして、プレート２６Ｂの外周部分に切欠部２８が複数形成されて、この切欠部２８を介して、圧力室２５Ｂと油路３１Ｂとが連通している。又、プレート２６Ｂは、キャップ２４Ｂの底部との間にスプリング２７Ｂを挟み込むことにより、スプール軸２２を内側方向に付勢している。
【００４４】
次に、油路３６、連通溝３７の作用効果について、スプール軸２２が図中右側方向に移動した状態を示す図３〜図５を用いて説明する。
【００４５】
図３は、スプール軸２２が移動を開始した直後の状態を示す図である。電磁比例弁４０Ａからの２次作動油を、油路１５Ａ、油路３１Ａを介して、圧力室２５Ａへ供給すると、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2により、側端部２２a1がスプール室２１側へ押し入れられて、図中右側方向へのスプール軸２２の移動が開始する。
【００４６】
スプール軸２２が少しでも移動すると、側端部２２a1の反対側の側端部２２b1は、スプリング２７Ｂの付勢力に抗して、圧力室２５Ｂ側へ押し出されることになる。同時に、図３及びその拡大図である図４に示すように、連通溝３７により、油路３１Ｂを介して、圧力室２５Ｂと油路３６とが連通することになる。すると、圧力室２５Ｂ内部にあった２次作動油は、従来のように、油路３１Ｂ、油路１５Ｂ及び電磁比例弁４０Ｂを経由して、タンク側へ排出されるだけではなく、油路３１Ｂ、連通溝３７及び油路３６を経由して、タンク側へ排出されることになる（図４中の太線矢印参照）。
【００４７】
このとき、電磁比例弁４０Ｂにはオリフィス５６による流れ抵抗があるため、その流量は大きくはないが、油路３１Ｂ、連通溝３７及び油路３６を経由するルートは、オリフィス５６と比較すると、その流れ抵抗は小さく、大きな流量を確保することができる。従って、圧力室２５Ｂ内部から２次作動油がスムーズに排出されて、スプール軸２２がスムーズに移動可能となる。
【００４８】
そして、スプール軸２２は、例えば、図中右側方向に移動させるときには、圧力室２５Ａに供給された２次作動油のパイロット圧Ｐ2とスプリング２７Ｂの付勢力とが釣り合ったストローク位置に制御されることになる。例えば、ポートＡへ供給する作動油の流量を最大にしたい場合には、図５に示すように、ポートＡへの油路３３Ａとスプール軸２２の凹部３５Ａとの連通面積が最大となるように、スプール軸２２が移動される。従って、油路３４から供給された作動油は、凹部３５Ａ、油路３３Ａを経由してポートＡへ供給されることになる。一方、ポートＢへの油路３３Ｂとスプール軸２２の凹部３５Ｂとの連通面積も最大となり、又、この凹部３５Ｂが油路３６と連通しているので、ポートＢの作動油は、油路３３Ｂ、凹部３５Ｂ、油路３６を経由して、タンクへ戻されることになる。
【００４９】
このようにして、圧力室２５Ｂ内の２次作動油が速やかに排出され、スプール２２がスムーズに移動して、応答性が良くなる。そして、スプール軸２２のストローク位置を移動することにより、作動油の流れ方向を切り換えると共に、その流量を連続的に制御している。なお、本実施例の場合、応答性が向上するので、動作安定性の更なる向上のために、オリフィス５６を更に小さくすることも可能となる。
【００５０】
なお、圧力室からの２次作動油の排出は、鉛直下方側になった圧力室側で起こりやすいため、本実施例のように、スプール軸２２の一方側に連通溝３７を設けている場合には、連通溝３７を設けた側が鉛直下方側となるように、パイロット式比例制御弁１０を配置すればよい。
【００５１】
又、本実施例のように、スプール軸２２の一方側のみに連通溝を１つ設けるのではなく、図６に示すパイロット式比例制御弁２０のように、スプール軸の両側に各々連通溝３７、３９を設けるようにしてもよい。この場合、連通溝３９に対応して設けられた作動油排出用の油路３８も、油路３６と同様に、その幅を広くしている。又、応答性能を更に向上させたい場合でも、所望の応答性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係るパイロット式比例制御弁は、フォークリフト等の産業車両におけるアクチュエータの油圧制御に好適なものであり、通常、アクチュエータの数に対応して、複数連並設して使用する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るパイロット式比例制御弁の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示したパイロット式比例制御弁内部のスプール軸部分を説明する図である。
【図３】図１に示したパイロット式比例制御弁において、スプール軸が移動した状態を説明する図である。
【図４】図３に示したパイロット式比例制御弁の一部の拡大図である。
【図５】図１に示したパイロット式比例制御弁において、スプール軸が更に移動した状態を説明する図である。
【図６】本発明に係るパイロット式比例制御弁の実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図７】従来のパイロット式比例制御弁の断面図である。
【図８】図７に示した従来のパイロット式比例制御弁のパイロット圧制御部の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０、２０ パイロット式比例制御弁
２１ スプール室
２２ スプール軸
２５Ａ、２５Ｂ 圧力室
３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３４、３６、３８ 油路
３７、３９ 連通溝
４０Ａ、４０Ｂ 電磁比例弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を供給又は排出する第１油路と、前記第１油路とは択一的に、作動油を供給又は排出する第２油路と、前記第１油路又は前記第２油路に作動油を供給する供給油路と、前記第１油路及び前記第２油路に対応して設けられ、作動油を排出する排出油路とを有するスプール室と、
前記スプール室の両端部に設けられた圧力室と、
複数の凹部を有し、前記スプール室及び前記圧力室内部を移動するスプール軸と、
前記圧力室への油圧を各々制御する電磁比例弁とを備え、
前記圧力室の油圧により前記スプール軸のストローク位置を制御し、前記凹部の位置により前記第１油路又は前記第２油路を流れる作動油の流れ方向及び流量を制御する油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記圧力室に油圧が印加されてないときの前記スプール軸の初期位置から少しでも前記スプール軸が移動すると、作動油が排出される側の圧力室と前記排出油路とを連通させる連通溝を、前記スプール軸の少なくとも一方側に設けたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の外側の端部を、前記初期位置では前記圧力室より内側であり、かつ、前記初期位置から少しでも移動すると、作動油が排出される側の圧力室と連通する位置としたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項３】
請求項２に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の内側の端部を、前記スプール軸が移動した最大の移動位置でも、前記第１油路及び前記第２油路とは連通しない位置としたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を設けた側の排出油路を、前記連通溝と常に連通する幅としたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を前記スプール軸の一方側のみに設けた場合、
前記連通溝を設けた側が鉛直下方側となるように、当該油圧パイロット式電磁比例制御弁を配置することを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項１】
作動油を供給又は排出する第１油路と、前記第１油路とは択一的に、作動油を供給又は排出する第２油路と、前記第１油路又は前記第２油路に作動油を供給する供給油路と、前記第１油路及び前記第２油路に対応して設けられ、作動油を排出する排出油路とを有するスプール室と、
前記スプール室の両端部に設けられた圧力室と、
複数の凹部を有し、前記スプール室及び前記圧力室内部を移動するスプール軸と、
前記圧力室への油圧を各々制御する電磁比例弁とを備え、
前記圧力室の油圧により前記スプール軸のストローク位置を制御し、前記凹部の位置により前記第１油路又は前記第２油路を流れる作動油の流れ方向及び流量を制御する油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記圧力室に油圧が印加されてないときの前記スプール軸の初期位置から少しでも前記スプール軸が移動すると、作動油が排出される側の圧力室と前記排出油路とを連通させる連通溝を、前記スプール軸の少なくとも一方側に設けたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の外側の端部を、前記初期位置では前記圧力室より内側であり、かつ、前記初期位置から少しでも移動すると、作動油が排出される側の圧力室と連通する位置としたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項３】
請求項２に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝の内側の端部を、前記スプール軸が移動した最大の移動位置でも、前記第１油路及び前記第２油路とは連通しない位置としたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を設けた側の排出油路を、前記連通溝と常に連通する幅としたことを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の油圧パイロット式電磁比例制御弁において、
前記連通溝を前記スプール軸の一方側のみに設けた場合、
前記連通溝を設けた側が鉛直下方側となるように、当該油圧パイロット式電磁比例制御弁を配置することを特徴とする油圧パイロット式電磁比例制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１２７３７３（Ｐ２０１０−１２７３７３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２１７７（Ｐ２００８−３０２１７７）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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