CN104395614B

CN104395614B - 切换阀

Info

Publication number: CN104395614B
Application number: CN201380030371.8A
Authority: CN
Inventors: 寺尾刚; 中村雅之
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: KR101679948B1; JP2014037862A; JP5984575B2; CN104395614A; DE112013002580T5; WO2014027621A1; US20150167699A1; US9810243B2; KR20150005685A

Abstract

一种用于切换工作流体相对于缸体的供排的切换阀，其中，该切换阀包括：滑阀，其以滑动自由的方式安装于该阀体；一缸体口，其与活塞侧室连通；另一缸体口，其与活塞杆侧室连通；桥通路，其具有一对开口，一开口与一缸体口相邻，另一开口与另一缸体口相邻；再生通路，其形成于滑阀，根据滑阀的切换位置使另一缸体口与一缸体口连通；以及第1连通口和第2连通口，其与再生通路连通；根据滑阀的切换位置，第1连通口与桥通路的另一开口连通，第2连通口与另一缸体口连通。

Description

切换阀

技术领域

本发明涉及一种切换阀，该切换阀包括将自缸体的活塞杆侧室流出的返回流体再生到活塞侧室的再生机构。

背景技术

JP2001-304202A中记载有这种切换阀。

在JP2001-304202A中，公开有一种切换阀，该切换阀包括滑阀，该滑阀对自泵供给的工作油进行方向控制而使缸体工作，在该滑阀的内部形成有用于将自缸体的活塞杆侧流出的返回油再生到活塞侧室的再生通路。

另外，JP2001-304202A中公开的切换阀的再生通路包括：径向孔，其位于滑阀的一端，并能够与上下工作油供排槽连通；轴向孔，其与该径向孔连通；以及径向孔，其与该轴向孔连通，位于滑阀的另一端，并能够与上下工作油供排槽连通。自缸体的活塞杆侧流出的返回油经由另一端的径向孔、轴向孔、一端的径向孔再生到活塞侧室。

在这样的切换阀中，因滑阀的截面积等的限制条件而难以增大再生通路的直径。由于在滑阀上形成有径向孔、设于外周的周槽。因此，若增大再生通路的直径，则形成有径向孔等的部分的截面积变小，而产生强度不足。如此，若难以增大再生通路的直径，则对于通过再生通路的流体的压力损失变大，活塞杆侧室的压力也与其相对应地上升。活塞杆侧室的压力上升的话，则活塞侧室的压力也上升，因此，需要与其相对应地提高泵的排出压力。因此，存在能量的消耗量变大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过减少再生通路中的压力损失而能够达到节省能量的切换阀。

根据本发明的某实施方式，提供一种切换阀，其用于切换工作流体对缸体的供排，该缸体包括活塞侧室和活塞杆侧室，其中，该切换阀包括：滑阀，其以滑动自由的方式安装于阀体；一缸体口，其与活塞侧室连通；另一缸体口，其与活塞杆侧室连通；桥通路，其具有一对开口，其中，一开口与一缸体口相邻，另一开口与另一缸体口相邻；再生通路，其形成于滑阀，根据滑阀的切换位置使与活塞杆侧室连通的另一缸体口与一缸体口连通；以及第1连通口和第2连通口，其形成于滑阀，与再生通路连通；根据滑阀的切换位置，第1连通口与和另一缸体口相邻的、桥通路的另一开口连通，第2连通口与另一缸体口连通。

附图说明

图1是将本发明的实施方式的切换阀的滑阀保持在中立位置的状态的剖视图。

图2是将本发明的实施方式的切换阀的滑阀切换到左侧位置的状态的剖视图。

图3是将本发明的实施方式的切换阀的滑阀切换到右侧位置的状态的剖视图。

图4是表示本发明的实施方式的切换阀的单向流动阀的局部放大剖视图。

图5是表示本发明的其他实施方式的切换阀的单向流动阀的局部放大剖视图。

图6是表示本发明的其他实施方式的切换阀的单向流动阀的局部放大剖视图。

图7是表示本发明的比较例的切换阀的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

首先，为了使本发明的实施方式的切换阀100容易理解，参照图7说明本发明的比较例的切换阀200。

图7所示的切换阀200包括：滑阀S，其以滑动自由的方式安装于阀体B；缸体口2，其形成于阀体B且与缸体C的活塞侧室1连接；以及缸体口4，其形成于阀体B且与活塞杆侧室3连接。在阀体B上形成有与未图示的泵连通的泵口5。被引导至泵口5的压力流体通过未图示的通路后经由负载单向阀6被引导至桥通路7。

桥通路7包括一对开口。一开口7a与缸体口2相邻，另一开口7b与缸体口4相邻。当滑阀S位于图7所示的中立位置时，桥通路7与两缸体口2、4之间的连通保持为被阻断的状态。若滑阀S自中立位置切换到附图右方，则桥通路7的一开口7a经由形成于滑阀S的第1环状槽8而与缸体口2连通，并且，缸体口4经由第2环状槽9和扼流槽10而与工作流体箱通路11连通。

因而，来自泵的压力流体被供给至缸体C的活塞侧室1，并且来自活塞杆侧室3的返回流体被引导至工作流体箱通路11，缸体C伸长。另外，若如上所述滑阀S自中立位置切换到附图右方，则缸体口4经由扼流槽10而与工作流体箱通路11连通。因此，产生由扼流槽10所带来的压力损失，与其相对应地，缸体口4的压力上升。

在滑阀S上沿其轴线中心形成有连通孔12，在连通孔12的缸体口4侧的顶端部分形成有第1切孔13。在滑阀S位于中立位置时，第1切孔13向桥通路7的另一开口7b开口。在滑阀S自中立位置移动到了右方时，第1切孔13向缸体口4开口。

在连通孔12的与形成有第1切孔13的端部相反侧的端部安装有单向阀14。若单向阀14打开，则第2切孔15与连通孔12连通，该第2切孔15与第1环状槽8相邻地设置。也就是说，单向阀14仅允许流体自第1切孔13经由连通孔12向第2切孔15流动。

在滑阀S位于中立位置时，第2切孔15位于缸体口2与桥通路7的一开口7a之间且保持封闭的状态。若滑阀S自该状态被切换到附图右方，则第2切孔15经由桥通路7的一开口7a而与第1环状槽8连通。另外，在滑阀S被切换到右方时，第2切孔15经由切槽加工部16而与桥通路7的一开口7a连通。

在切换阀200中，若将滑阀S从图7所示的中立位置切换到附图右方，则来自泵口5的压力流体通过未图示的通路推开负载单向阀6被引导至桥通路7，且经由第1环状槽8自缸体口2供给至缸体C的活塞侧室1。另外，此时，第2切孔15向桥通路7开口。来自缸体C的活塞杆侧室3的返回流体经由扼流槽10被引导至工作流体箱通路11。另外，第1切孔13向缸体口4开口。

如此，若缸体口4经由扼流槽10而与工作流体箱通路11连通，则通过扼流槽10的流体产生压力损失，缸体口4的压力上升。压力在缸体口4上升了的高压流体经由第1切孔13和连通孔12推开单向阀14，自第2切孔15供给至桥通路7。如此，来自缸体C的活塞杆侧室3的返回流体再生到缸体C的活塞侧室1。

在切换阀200中，来自缸体C的活塞杆侧室3的返回流体经由形成于滑阀S的连通孔12再生。但是，因滑阀S的截面积等的限制条件而难以增大连通孔12的直径。在滑阀S上形成有第1环状槽、第2环状槽9，还形成有第1切孔13，因此，若增大连通孔12的直径，则形成有第1环状槽、第2环状槽9、第1切孔13的部分的截面积变小，而产生强度不足。如此，若难以增大连通孔12的直径，则对于通过连通孔12的流体的压力损失变大，活塞杆侧室3的压力也与其相对应地上升。活塞杆侧室3的压力上升的话，则活塞侧室1的压力也上升，因此，需要与其相对应地提高泵的排出压力。如此，能量的消耗量变大。

接着，参照图1～图4说明本实施方式的切换阀100的结构。切换阀100的阀体的结构与切换阀200相同，由于在滑阀也有共通部分，因此，对在阀体和滑阀中与本发明的比较例的切换阀200相同的构成要素使用相同的附图标记进行说明。

切换阀100用于切换工作油等工作流体相对于缸体C的供排，且用于控制缸体C的动作。切换阀100能够应用于包括使缸体C的活塞杆侧室3的返回流体再生的功能的建筑机械等。

切换阀100包括：滑阀S，其以滑动自由的方式安装于阀体B；缸体口2，其形成于阀体B且与缸体C的活塞侧室1连接；以及缸体口4，其形成于阀体B且与活塞杆侧室3连接。在阀体B上形成有与未图示的泵连通的泵口5。被引导至泵口5的压力流体通过未图示的通路后经由负载单向阀6被引导至桥通路7。

桥通路7具有一对开口，其一开口7a与缸体口2相邻，另一开口7b与缸体口4相邻。在滑阀S位于图1所示的中立位置时，桥通路7与两缸体口2、4之间的连通保持为被阻断的状态。若滑阀如图3所示地从中立位置切换到附图右方，则桥通路7的一开口7a经由形成于滑阀S的第1环状槽8而与缸体口2连通，缸体口4经由第2环状槽9和扼流槽10而与工作流体箱通路11连通。

因而，来自泵的压力流体供给至缸体C的活塞侧室1，并且来自活塞杆侧室3的返回流体经由第2环状槽9和扼流槽10被引导至工作流体箱通路11，缸体C伸长。由于缸体口4经由扼流槽10而与工作流体箱通路11连通，因此，发生由扼流槽10所带来的压力损失，缸体口4的压力与其相对应地上升。通过如此设置扼流槽10而使缸体口4侧的压力上升，是为了将后述说明的再生流动引导至缸体C的缸体口2。另外，切换阀100包括面向滑阀S的端部的先导室17、17、以及设于先导室17、17的定心弹簧18、18。通过向先导室17、17中的任一者引导先导压力，切换滑阀S的位置。定心弹簧18、18对滑阀S施力，在未向先导室17、17这两者作用先导压力时，将滑阀S保持在中立位置。

在滑阀S上形成有安装孔19，该安装孔19用于在滑阀S向附图右方、即再生方向移动时从该滑阀S的移动方向的前端、即附图右端安装单向流动阀V。安装孔19的开口部被插塞20封闭。这样，由于自滑阀S为了再生而移动的方向的前端形成有安装孔19，因此，例如相比于自其相反侧形成安装孔的情况，能够缩短安装孔的轴向长度。

另外，如图4所示，滑阀S包括：阀座部21，其形成于安装孔19的底部；以及连通通路22c，其自阀座部21沿轴向形成。在插塞20与阀座部21之间安装有单向流动阀V。

在滑阀S上包括：第1连通口22a，其隔着阀座部21，形成于泵口5侧且与连通通路22c连通；以及第2连通口22b，其形成于第1连通口22a的相反侧且与安装通路19连通。第1连通口22a和第2连通口22b在滑阀S的外周面开口。在滑阀S位于图1所示的中立位置时，第1连通口22a位于泵口5与缸体口4之间，且保持滑阀S的外周面的开口被封闭的状态。另一方面，在滑阀S位于图1所示的中立位置时，连通口22b与桥通路7的另一开口7b连通。另外，在滑阀S如图2所示地切换到左侧位置时，第1连通口22a也保持不与泵口5连通的位置关系。

在滑阀S如图3所示地切换到右侧位置时，第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b连通，第2连通口22b与缸体口4连通。在此，在将滑阀S切换到右侧位置时，第2连通口22b与缸体口4连通的时刻早于第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b连通的时刻。

在安装孔19上设有间隔物23，在该间隔物23与单向流动阀V之间安装有弹簧24。单向流动阀V包括：提动头部25，其与阀座部21相抵接；嵌合部26，其直径大于提动头部25的直径，并与安装孔19嵌合；以及突部2，其设于提动头部25的顶端。单向流动阀V构成为在通常情况下提动头部25与阀座部21相抵接而关闭阀座部21。

嵌合部26以滑动自由的方式嵌合于安装孔19，嵌合部26嵌合于安装孔19的嵌合长度充分地长于嵌合部26的外径的大小。因此，单向流动阀V能够稳定地工作。另外，提动头部25的外径小于嵌合部26的外径，在提动头部25与嵌合部26的交界部分形成有台阶部28。

突部27形成为在该单向流动阀V关闭阀座部21的状态下以比阀座部21向第1连通口22a突出的方式收容在连通通路22c内。在突部27和提动头部25形成有贯穿突部27和提动头部25的中心的贯通孔29。另外，在单向流动阀V上形成有与通孔29连通且用于容纳弹簧24的背压室30。背压室30形成为在单向流动阀V关闭阀座部21时，背压室30的承压面积大于台阶部28的承压面积。因而，自第1连通口22a流入的压力流体从贯通孔29流入容纳弹簧24的背压室30，被引导至背压室30的流体的压力对单向流动阀V向关闭阀座部21的方向施加作用。

如此，在本实施方式中，第1连通口22a和第2连通口22b经由安装孔19、阀座部21以及连通通路22c而相连通。另外，在本实施方式中，将第1连通口22a和第2连通口22b连结起来的通路成为再生通路22。也就是说，第1连通口22a与第2连通口22b之间的通路即安装孔19、阀座部21以及连通通路22c作为再生通路22发挥功能。更具体而言，由安装孔19和单向流动阀V形成的通路、阀座部21以及连通通路22c成为再生通路22。另外，在阀体B的与再生通路22相反的一侧设有信号通路31。

接着，说明本实施方式的切换阀100的作用。

若将滑阀S自图1所示的中立位置切换到图2所示的左侧位置，则一开口7a被封闭，且桥通路7的另一开口7b经由第2环状槽9而与缸体口4连通，并且缸体口2经由第1环状槽8而与工作流体箱通路11连通。因而，自泵口5推开负载单向阀6而被引导至桥通路7的压力流体经由缸体口4被引导至缸体C的活塞杆侧室3。另外，由于来自缸体C的活塞侧室1的返回流体自缸体口2被引导至工作流体箱通路11，因此缸体C收缩。

若将滑阀S如图3所示地切换到右侧位置，则桥通路7的一开口7a经由第1环状槽8而与缸体口2连通，因此，被引导至桥通路7的来自泵口5的压力流体经由缸体口2被引导至缸体C的活塞侧室1。另外，此时，由于来自活塞杆侧室3的返回流体的一部分经由扼流槽10流入工作流体箱通路11，因此，缸体口4侧的压力相对地升高。

在滑阀S如上所述切换到右侧位置的过程中，第2连通口22b与缸体口4连通，并且，在比该连通时刻稍迟的时刻，第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b连通。若第2连通口22b与缸体口4连通，则相对升高的缸体口4侧的压力作用于单向流动阀V的台阶部28。然后，第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b以连通时刻稍迟于第2连通口22b与缸体口4连通时刻的方式连通。

因而，背压室30内作用有自桥通路7的另一开口7b引导来的泵压，由于在上述台阶部28上作用有缸体口4的相对较高的压力，因此，单向流动阀V克服弹簧24而打开阀座部21。阀座部21打开的话，则被引导至缸体口4的返回流体通过第2连通口22b、再生通路22以及第1连通口22a被引导至桥通路7。

另外，在提动头部25的顶端形成有突部27，在突部27与安装孔19之间能够发挥节流效果，因此，不会发生缸体口4侧的压力变得过低而单向流动阀V关闭阀座部21的情况。

被引导至桥通路7的流体与来自泵口5的压力流体合流后被供给至缸体C的活塞侧室1。即，缸体C的活塞杆侧室3的返回流体再生到活塞侧室1。

另外，上述实施方式中的第1连通口22a的开口部为圆孔，但例如图5所示，还可以形成深度自滑阀S向使第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b连通的方向移动时的移动方向前方朝向后方去逐渐变深的锥部32来构成开度可变的可变连通口。另外，还可以如图6所示，利用自滑阀S向使第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b连通的方向移动时的移动方向前方朝向后方去排成列的多个连通孔33代替锥部32来构成可变连通口。

采用以上的实施方式能够起到以下所示的技术效果。

在本实施方式的切换阀100中，由于缸体口4经由再生通路22而与桥通路7的另一开口7b连通，因此，来自缸体C的活塞杆侧室3的返回流体经由桥通路7被引导至缸体口2，再生到缸体C的活塞侧室1。桥通路7的截面积能够充分地大于以往那样地形成于滑阀S的连通孔12。也就是说，不同于经由直径较小的连通孔12的情况，其压力损失小，能够减小用于使返回流体再生的流路阻力。因而，能够相对地降低再生时的活塞杆侧室3的压力，而能够减小未图示的泵的负荷，并与其相对应地节省能量。

另外，由于设有单向流动阀V，例如在将本实施方式的切换阀100应用于建筑机械的情况下，在要求保持活塞侧室1的压力为较高，且保持活塞杆侧室3的压力为较低的挖掘作业时，能够保持活塞杆侧室3的压力为较低。如果，在挖掘作业时泵侧的压力打开单向流动阀V而流入活塞杆侧室3，则由于泵的排出压力作用于活塞杆侧室3，因此，导致挖掘作业的效率变差。但是，采用本实施方式的切换阀100，如上所述地设置单向流动阀V而能够保持活塞杆侧室3的压力为较低，因此，不会使挖掘作业的效率变差。

另外，在切换了滑阀S时，由于第2连通口22b与缸体口4连通的时刻早于第1连通口22a与桥通路7的另一开口7b连通的时刻，因此，在将来自活塞杆侧室3的返回流体再生的再生开始时，在第1连通口22a向桥通路7开口之前，返回流体的压力作用于单向流动阀V。因而，在第1连通口22a与桥通路7连通的同时，单向流动阀V打开，单向流动阀V的响应性提高。

另外，第1连通口22a形成于无论滑阀S位于任何位置第1连通口22a均不会与形成于阀体B且用于导入来自泵的压力流体的泵口5连通的位置。如此，由于第1连通口22a不与泵口5连通，因此能够可靠地防止来自泵口5的压力流体逆流至再生通路22。在来自泵口5的压力流体逆流至再生通路22的情况下，无法利用切换阀100控制缸体C，但采用本实施方式的切换阀100则不存在任何无法控制的问题。

另外，通过将第1连通口22a设为可变连通口，在滑阀S的移动过程中，由于第1连通口22a与桥通路7之间的连通开度逐渐变大，因此，桥通路7的压力不会急剧地上升，而能够缓和对于缸体C的冲击。

另外，由于在滑阀S上形成有用于自再生时滑阀S移动时的移动方向前方端安装单向流动阀V的安装孔19，因此，能够缩短安装孔19的轴向长度，使孔加工变得容易。

另外，包括用于打开或关闭形成于安装孔19的阀座部21的单向流动阀V，在单向阀V关闭阀座部21的状态下，承受第2连通口22b侧的压力的受压面积大于承受第1连通口22a侧的压力的受压面积。因此，利用第2连通口22b侧的压力的作用打开阀座部21，自缸体口4侧流入的流体被引导至桥通路7。如此，通过将单向流动阀V自安装孔19的开口端插入，能够发挥单向流动的控制功能。

另外，由于在单向流动阀V上形成有突部27，因此，即使单向流动阀V为全开状态下，通过对于再生时的流体维持流路阻力，能够确切地保持缸体C的活塞杆侧室3的压力。

另外，单向流动阀V在轴向上的嵌合于安装孔19的嵌合长度大于嵌合部26的直径，因此，能够以稳定的状态安装单向流动阀V。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请基于2012年8月15日向日本国特许厅申请的日本特愿2012-180235主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims

1.一种切换阀，其用于切换工作流体对缸体的供排，该缸体包括活塞侧室和活塞杆侧室，其中，

该切换阀包括：

滑阀，其以滑动自由的方式安装于阀体；

一缸体口，其与上述活塞侧室连通；

另一缸体口，其与上述活塞杆侧室连通；

桥通路，其具有一对开口，其中，一开口与上述一缸体口相邻，另一开口与上述另一缸体口相邻；

再生通路，其形成于上述滑阀，根据上述滑阀的切换位置使与上述活塞杆侧室连通的上述另一缸体口与上述一缸体口连通；

第1连通口和第2连通口，其形成于上述滑阀，与上述再生通路连通；以及

扼流槽，其形成于上述滑阀，其使用于排出工作流体的工作流体箱通路与上述另一缸体口相连通，

根据上述滑阀的切换位置，上述第1连通口与和上述另一缸体口相邻的、桥通路的上述另一开口连通，上述第2连通口与上述另一缸体口连通，利用上述扼流槽控制上述另一缸体口和上述工作流体箱通路之间的连通。

2.根据权利要求1所述的切换阀，其中，

该切换阀使来自上述活塞杆侧室的返回流体经由上述另一缸体口、上述第2连通口、上述再生通路、上述第1连通口以及上述一缸体口再生到上述缸体的上述活塞侧室。

3.根据权利要求1所述的切换阀，其中，

在上述再生通路内设有单向流动阀，该单向流动阀仅允许自上述另一缸体口向上述桥通路的上述另一开口的流动。

4.根据权利要求1所述的切换阀，其中，

在切换上述滑阀时，上述第2连通口与上述另一缸体口连通的时刻早于上述第1连通口与上述桥通路的另一开口连通的时刻。

5.根据权利要求1所述的切换阀，其中，

在上述阀体上形成有泵口，该泵口用于导入来自泵的压力流体，

无论上述滑阀向任一方向行进，上述第1连通口均不与上述泵口连通。

6.根据权利要求1所述的切换阀，其中，

上述第1连通口为可变连通口，在上述滑阀向上述第1连通口与上述桥通路的上述另一开口连通的方向移动的过程中，上述第1连通口的开度逐渐变大。

7.根据权利要求6所述的切换阀，其中，

上述第1连通口具有锥部，该锥部的深度自上述滑阀向上述第1连通口与上述桥通路的上述另一开口连通的方向移动时的移动方向前方朝向后方去逐渐变深。

8.根据权利要求6所述的切换阀，其中，

上述第1连通口为多个连通孔，该多个连通孔自上述滑阀向上述第1连通口与上述桥通路的上述另一开口连通的方向移动时的移动方向前方朝向后方排列。

9.根据权利要求3所述的切换阀，其中，

在上述滑阀上形成有安装孔，该安装孔用于自上述滑阀向使上述第1连通口与上述桥通路的上述另一开口连通的再生方向移动时的移动方向前方端安装上述单向流动阀，

上述单向流动阀安装于上述安装孔。

10.根据权利要求9所述的切换阀，其中，

上述单向流动阀用于打开或关闭形成于上述安装孔的阀座部，

在上述单向流动阀关闭上述阀座部的状态下，承受上述第2连通口侧的压力的表面的受压面积大于承受上述第1连通口侧的压力的表面的受压面积。

11.根据权利要求10所述的切换阀，其中，

通过在上述第2连通口侧的压力的作用下打开上述阀座部，将自上述另一缸体口侧流入的流体引导至上述桥通路。

12.根据权利要求3所述的切换阀，其中，

上述单向流动阀包括突部，该突部自上述阀座部朝向上述第1连通口侧突出。

13.根据权利要求9所述的切换阀，其中，

上述单向流动阀嵌合安装于上述安装孔，

上述单向流动阀在轴向上的嵌合于安装孔的嵌合长度大于上述单向流动阀所嵌合的部分的直径。