CN102278516B - 使方向切换阀进行动作的电动致动器及具备该电动致动器的多联方向切换阀 - Google Patents

使方向切换阀进行动作的电动致动器及具备该电动致动器的多联方向切换阀 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种能够全部收纳于用作方向切换阀的组合阀的宽度内的方向切换阀用的电动致动器和具备该电动致动器的多联方向切换阀。是具备多个地连结的组合阀(2)、使组合阀(2)进行动作的电动致动器(3)、以及设在组合阀(2)和电动致动器(3)之间的阀柱中立复位机构(4)的多联方向切换阀。电动致动器(3)具备与阀柱(5)同轴地配置的马达(7)和设在马达(7)和阀柱(5)之间的滚珠丝杠减速机(8)。

Description

使方向切换阀进行动作的电动致动器及具备该电动致动器的多联方向切换阀
技术领域
本发明涉及使建筑机械等的油压致动器用的方向切换阀进行动作的电动致动器、及具备该电动致动器的多联方向切换阀。
背景技术
作为这种技术例如有着专利文献1所记载的技术。专利文献1所记载的电动致动器包括：能够正反旋转的马达、将该马达的旋转变换为直动运动的变换机构、以及将直动轴与阀柱的端部连结的连杆。马达经由L形托架而固定于上部回旋体的框架。
专利文献1：日本特开2008-89104号公报
在此，在建筑机械等的油压致动器用的方向切换阀中，为了克服流动于其阀本体内的油的压力(流动力)，作为使方向切换阀进行动作的电动致动器的驱动源的马达需要高输出。因此，若像现有技术那样利用马达不减速地使方向切换阀进行动作，则成为大型的马达。在专利文献1的图4中，虽然对将马达收纳于阀主体(阀本体)的宽度内的方式的电动致动器进行了图示，但实际上难以将马达收纳于阀本体的宽度内。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而做出的，其目的是提供一种能够全部收纳于用作方向切换阀的组合阀的宽度内的方向切换阀用的电动致动器、及具备该电动致动器的多联方向切换阀。
为了解决上述课题，本发明提供一种电动致动器，该电动致动器使组合阀进行动作，该组合阀具有阀柱和收纳该阀柱的阀本体而用作方向切换阀，所述电动致动器具备：马达，与所述阀柱同轴地配置；和滚珠丝杠减速机，设在所述马达的输出轴和所述阀柱之间。
依照该构成，通过将滚珠丝杠类型的减速机设在马达的输出轴和阀柱之间，能够使马达小型化(高旋转低输出)。另外，滚珠丝杠类型的减速机能够形成为细长的形状。由此，能够将电动致动器全部收纳于组合阀的宽度内。
另外，依照本发明的第二方式，提供一种多联方向切换阀，该多联方向切换阀具备：组合阀，具有阀柱和收纳该阀柱的阀本体而用作方向切换阀，连结有多个；多个电动致动器，使所述组合阀进行动作；以及阀柱中立复位机构，设在所述组合阀和所述电动致动器之间，所述多联方向切换阀中，所述电动致动器具有：马达，与所述阀柱同轴地配置；滚珠丝杠减速机，设在所述马达的输出轴和所述阀柱之间，所述阀柱中立复位机构具有：第一止动件，在阀柱中立位置处向所述电动致动器侧的移动受到限制且向所述组合阀侧与所述阀柱的移动连动；第二止动件，在阀柱中立位置处向所述组合阀侧的移动受到限制且向所述电动致动器侧与所述阀柱的移动连动；以及弹簧，配置在所述第一止动件和所述第二止动件之间。
依照该构成，将滚珠丝杠类型的减速机设在马达的输出轴和阀柱之间，从而能够使马达小型化(高旋转低输出)。另外，滚珠丝杠类型的减速机能够形成为细长的形状。由此，能够将电动致动器全部收纳于组合阀的宽度内。结果，能够成为紧凑的多联方向切换阀。
另外，通过将上述的构成的阀柱中立复位机构设在组合阀与电动致动器之间，能够打开组合阀的一方侧。结果，容易从组合阀的一方侧拔出阀柱，能够使维护作业简单化。
另外，在本发明中，优选在所述组合阀和所述滚珠丝杠减速机之间配置所述阀柱中立复位机构。
依照该构成，能够将阀柱中立复位机构和滚珠丝杠减速机一体地形成，因而能够短轴化。换言之，能够缩短多联方向切换阀的阀柱的轴方向长度，能够成为紧凑的多联方向切换阀。
而且，在本发明中，优选通过所述弹簧的回复力和所述马达的推力的平衡而进行所述阀柱的定位。
依照该构成，能够根据马达的电流值来进行阀柱的位置控制，因而能够使电动致动器的控制简单化。
而且，在本发明中，优选所述马达是伺服马达，由设于所述阀柱的位置传感器进行该阀柱的定位。
依照该构成，即使流动力产生影响，也能够可靠地使阀柱的位置成为正确的位置。
而且，在本发明中，优选与所述电动致动器相反的一侧的所述阀柱端部从所述阀本体突出，在该阀柱端部设有手动杆连结部。
依照该构成，在电动致动器失败(出故障而不动作)时，能够通过手动而令作为组合阀的控制对象的油压致动器动作。
而且，在本发明中，优选在所述阀柱中立复位机构的壳体的端面固定所述电动致动器。
依照该构成，能够使容许电动致动器和组合阀的阀柱之间的偏芯的机构简单化。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的多联方向切换阀的一部分的俯视剖面图。
图2是图1所示的多联方向切换阀的侧剖面图。
图3是图1所示的多联方向切换阀的正面图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。此外，本发明的多联方向切换阀能够应适用于例如挖掘机(未图示)等的建筑机械。具体而言，用作对向用于使例如挖掘机的动臂或铲斗俯仰的油压缸(油压致动器)的压力油的给排进行控制的阀。
(多联方向切换阀的构成)
图1是表示本发明的一个实施方式的多联方向切换阀的一部分的俯视剖面图。图2是图1所示的多联方向切换阀的侧剖面图，图3是图1所示的多联方向切换阀的正面图。
例如，沿Y方向连结多个阀1而构成多联方向切换阀。在图1中，仅显示构成多联方向切换阀的一个阀1，省略其他阀的图示。此外，通常，并非将多个与阀1完全相同的阀彼此沿Y方向连结。例如，组合阀2内的油流路F等根据作为控制对象的油压致动器而改变。但是，本发明不排除将多个完全相同的阀彼此沿Y方向连结的多联方向切换阀。另外，本发明不只限于仅将多个用作方向切换阀的组合阀2连结的多联方向切换阀。即，也可以是包含除了方向切换阀以外的用途的组合阀的多联方向切换阀。
构成多联方向切换阀的阀1包括：用作方向切换阀的组合阀2、使组合阀2进行动作的电动致动器3、以及设在组合阀2和电动制动器3之间的阀柱中立复位机构4。
(组合阀)
组合阀2具有阀柱5和收纳阀柱5的长方体状的阀本体6。阀柱5是棒状的部件，在外周面雕刻有多个槽。另外，在阀柱5的一端，形成有具有规定的厚度的手动杆连结部21。在手动杆连结部21上设有孔5a。含有该手动杆连结部21的阀柱5的端部从阀本体6突出。在此，在电动致动器3失效(出故障而不动作)时，在手动杆连结部21上安装手动杆(未图示)，通过手动而令阀柱5动作，令作为组合阀2的控制对象的油压致动器动作。在挖掘机的情况下，由此，令动臂或铲斗动作，能够使挖掘机转移至安全的姿势。另一方面，在与手动杆连结部21相反的一侧的阀柱5的端面中央，设有螺栓孔5b。
阀本体6具有中空部，该中空部中以阀柱5沿其轴方向(X方向)移动自如的方式收纳该阀柱5，在阀本体6的内表面雕刻有槽。阀本体6的内表面和阀柱5的外周面之间的间隙是压力油的流路F。根据阀柱5相对于阀本体6的位置，从设于阀本体6的外表面的阀口6a、6b向作为控制对象的油压致动器供给或停止供给压力油，或者，切换压力油的供给的方向(从阀口6a向油压致动器运送压力油并且压力油从油压致动器向阀口6b返回，或者从阀口6b向油压致动器运送压力油并且压力油从油压致动器向阀口6a返回)。
(电动致动器)
电动致动器3具有马达7和安装于马达7的输出轴7a的滚珠丝杠减速机8。马达7和滚珠丝杠减速机8与阀柱5同轴地配置。滚珠丝杠减速机8配置在马达7和阀柱5之间。滚珠丝杠减速机8具备安装于马达的输出轴7a的滚珠丝杠9、和经由滚珠丝杠9的滚珠(未图示)而螺纹接合的螺母10。螺母10由筒状的小径部10a和形成于小径部10a的端部的筒状的大径部10b构成。滚珠丝杠9的马达7侧的端部由轴承17转动自如地支承。此外，也可以省略轴承17。这是因为能够利用阀柱5来支承滚珠丝杠减速机8。
在此，还优选将没有定位功能的马达用作马达7，优选将伺服马达用作马达7。在使用没有定位功能的马达的情况下，通过弹簧16的回复力和马达的推力的平衡而进行阀柱5的定位。依照该构成，由于能够根据马达的电流值而进行阀柱5的位置控制，因而能够使电动致动器3的控制简单化。
与此相对，在将伺服马达用作马达7的情况下，将位置传感器(未图示)设于阀柱5，根据来自该位置传感器的信号而控制伺服马达并进行阀柱5的定位。依照该构成，即使流动力产生影响，也能够可靠地使阀柱5的位置成为正确的位置。
(阀柱中立复位机构)
阀柱中立复位机构4包括：第一止动件14、第二止动件15、弹簧16、动力传递部件11、壳体18以及环板19。第一止动件14、第二止动件15、弹簧16以及动力传递部件11收纳于壳体18中。
第一止动件14是在阀柱中立位置处向电动致动器3侧的移动受到限制且向组合阀2侧与阀柱5的移动连动的环状的板部件。此外，图1、2所示的阀柱5的位置是阀柱中立位置。第一止动件14的一端向内侧突出，另一端向外侧突出。使形成于第一止动件14的端部的外侧突出部与形成于壳体18的内表面的突出部在轴方向(X方向)上抵接。
另一方面，第二止动件15是在阀柱中立位置处向组合阀2侧的移动受到限制且向电动致动器3侧与阀柱5的移动连动的环状的板部件。与第一止动件14同样地，第二止动件15的一端向内侧突出，另一端向外侧突出。使形成于第二止动件15的端部的外侧突出部与设于壳体18的端面的环板19在轴方向(X方向)上抵接。环板19被夹入阀本体6和壳体18之间。另外，使形成于第二止动件15的端部的内侧突出部与阀柱5的端面在轴方向(X方向)上抵接。
被压缩的弹簧16放入形成于第一止动件14的端部的外侧突出部和形成于第二止动件15的端部的外侧突出部之间。
另外，在阀柱5和滚珠丝杠减速机8的螺母10之间，在止动件14、15的内侧，配置有动力传递部件11。动力传递部件11由螺栓部12和筒状部13构成，其中，螺栓部12拧入形成于阀柱5的端面的螺栓孔5b并固定于阀柱5，筒状部13收纳滚珠丝杠9和螺母10。本实施方式的动力传递部件11是加工一个金属材料而制造的部件(螺栓部12和筒状部13一体)，也可以在分别制造螺栓部12和筒状部13之后，通过熔接等而进行接合并一体化。
在此，使筒状部13的小径部的端面与形成于第一止动件14的端部的内侧突出部在轴方向(X方向)上抵接。以筒状部13的大径部的端面与螺母10的大径部10b在轴方向(X方向)上抵接的状态固定。通过使筒状部13的小径部的端面与形成于第一止动件14的端部的内侧突出部抵接，能够使动力传递部件11拥有阀柱5和第一止动件14的连动功能。
此外，也可以将动力传递部件11和滚珠丝杠减速机8的螺母10一体化(也可以加工一个金属材料而制造)。
电动致动器3以将阀柱中立复位机构4夹在与组合阀2之间的方式由螺栓23固定于该阀柱中立复位机构4的壳体18的端部。详细而言，经由板部件20和22而由螺栓23固定于壳体18的轴方向端面。
(多联方向切换阀的动作)
如果使电动致动器3的马达7旋转，则滚珠丝杠9旋转，将马达7的旋转运动变换成螺母10的直动运动。由此，固定于螺母10的动力传递部件11例如将阀柱5向与电动致动器3侧相反的一侧推动，阀柱5移动。结果，组合阀2内的压力油的流动改变。如果使马达7停止，则利用弹簧16的弹性回复力，第一止动件14将动力传递部件11向电动致动器3侧推动，阀柱5返回至图1所示的位置(中立位置)。另一方面，如果使电动致动器3的马达7反转，则固定于螺母10的动力传递部件11例如将阀柱5向电动致动器3侧拉动，由此，阀柱5改变位置。随后，如果使马达7停止，则利用弹簧16的弹性回复力，第二止动件15将动力传递部件11向与电动致动器3侧相反的一侧推动，阀柱5返回至图1所示的位置(中立位置)。
此外，虽然省略图示，但对动力传递部件11的筒状部13采取了止转的处置。例如，在筒状部13的大径部的外周面沿轴方向设有槽，将螺栓等以贯通壳体18的方式插入该槽。此外，如果对阀柱5侧(组合阀2侧)采取这样的止转的处置，则能够使阀柱中立复位机构4周围更细。
即使传递力大且减速比大，也能够使滚珠丝杠类型的减速机小型。所以，依照本实施方式，通过在马达7的输出轴7a和阀柱5之间设置滚珠丝杠减速机8，能够使马达7小型化(高旋转低输出)。另外，滚珠丝杠类型的减速机能够形成为细长的形状。由此，能够将电动致动器3全部收纳于组合阀2的宽度内。
另外，由于能够将电动致动器3全部收纳于组合阀2的宽度内，因而在将多个阀1连结的多联方向切换阀中，能够将电动致动器3全部配置于组合阀2的一方侧。而且，配置于组合阀2的一方侧的全部电动致动器3中，能够使马达7沿Y方向(相对于轴方向正交的方向)相邻地配置。由此，能够减小多联方向切换阀的占有空间。另外，通过将电动致动器3全部配置于组合阀2的一方侧，能够统一阀柱5的拔出方向。
另外，将电动致动器3全部配置于组合阀2的一方侧，并且将阀柱中立复位机构4设于组合阀2和电动致动器3之间，从而能够打开组合阀2(多联方向切换阀)的另一方侧。结果，在维护时，仅开放多联方向切换阀的一方空间即可，即，能够使维护作业简单化。
另外，在本实施方式中，将阀柱中立复位机构4配置于阀柱5和滚珠丝杠减速机8之间。由此，能够将阀柱中立复位机构4和滚珠丝杠减速机8一体地形成(能够将阀柱中立复位机构4和滚珠丝杠减速机8紧凑地收纳于壳体18内)，因而能够使阀1短轴化。结果，能够使多联方向切换阀的占有空间更小。
另外，由于仅经由板部件20、22将电动致动器3直接固定于阀柱中立复位机构4的壳体18的端面，因而能够使容许电动致动器3和组合阀2的阀柱5之间的偏芯的机构简单化。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在权利要求书所记载的范围内能够进行各种变更而实施。
符号说明
1：阀
2：组合阀
3：电动致动器
4：阀柱中立复位机构
5：阀柱
6：阀本体
7：马达
7a：输出轴
8：滚珠丝杠减速机
11：动力传递部件
14：第一止动件
15：第二止动件
16：弹簧

Claims (6)

1.一种多联方向切换阀，具备：
具有阀柱和收纳该阀柱的阀本体而用作方向切换阀的、多个地连结的组合阀；
使所述组合阀进行动作的多个电动致动器；以及
设在所述组合阀和所述电动致动器之间的阀柱中立复位机构，
所述多联方向切换阀的特征在于，
所述电动致动器具有：
马达，与所述阀柱同轴地配置；和
滚珠丝杠减速机，设在所述马达的输出轴和所述阀柱之间，
所述阀柱中立复位机构具有：
第一止动件，在阀柱中立位置处向所述电动致动器侧的移动受到限制，向所述组合阀侧与所述阀柱的移动连动；
第二止动件，在阀柱中立位置处向所述组合阀侧的移动受到限制，向所述电动致动器侧与所述阀柱的移动连动；以及
弹簧，配置在所述第一止动件和所述第二止动件之间，
所述电动致动器收纳在所述组合阀的宽度内，
所述滚珠丝杠减速机具有安装于所述马达的输出轴的滚珠丝杠、和经由所述滚珠丝杠的滚珠而螺纹接合的螺母。
2.根据权利要求1所述的多联方向切换阀，其特征在于，
在所述组合阀和所述滚珠丝杠减速机之间配置所述阀柱中立复位机构，
还具有配置于所述第一止动件的内侧的动力传递部件，
所述动力传递部件具有收纳所述螺母的筒状部，
在所述阀柱中立位置，所述弹簧和所述筒状部的一部分在所述阀柱的轴方向上重叠。
3.根据权利要求1或2所述的多联方向切换阀，其特征在于，
利用所述弹簧的回复力和所述马达的推力的平衡来进行所述阀柱的定位。
4.根据权利要求1或2所述的多联方向切换阀，其特征在于，
所述马达是伺服马达，利用设于所述阀柱的位置传感器进行该阀柱的定位。
5.根据权利要求1或2所述的多联方向切换阀，其特征在于，
与所述电动致动器相反的一侧的所述阀柱端部从所述阀本体突出，在该阀柱端部设有手动杆连结部。
6.根据权利要求1或2所述的多联方向切换阀，其特征在于，
在所述阀柱中立复位机构的壳体的端面固定所述电动致动器。
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