CN106104120B - 阀装置 - Google Patents

Abstract

阀装置包括第1滑阀和第2滑阀(V1、V2)，第1滑阀和第2滑阀(V1、V2)分别具有：阀柱(2、4)，其滑动自如地装入于阀体(1、3)；先导室(6、40)，阀柱(2、4)的端部面向该先导室(6、40)；以及螺旋弹簧(14、48)，其将弹簧力作用于阀柱(2、4)，该弹簧力用于将阀柱(2、4)保持在中立位置上，第1滑阀(V1)的阀柱(2)的直径形成为小于第2滑阀(V2)的阀柱(4)的直径，第2滑阀(V2)的螺旋弹簧(48)的弹簧常数大于第1滑阀(V1)的螺旋弹簧(14)的弹簧常数。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及一种包括具有大径的阀柱的滑阀和具有小径的阀柱的滑阀的阀装置。

背景技术

如JP2002-181008A所记载的那样，以往公知有一种使用装入有大径的阀柱的滑阀和装入有小径的阀柱的滑阀的阀装置。这种阀装置使用直径不同的阀柱是因为以下的原因。

例如，在像动臂缸、斗杆缸这样的从初始动作到后续动作需要较大的力并且惯性力较小的驱动器的情况下，期望极力地减小工作流体在供给过程中的压力损失。因而，在这样的情况下，需要相对地增大滑阀的阀柱直径。

另外，对于像行驶马达、回转马达这样的若发挥了初始的驱动力则此后在较大的惯性力的作用下持续动作的驱动器，工作流体在供给过程中的压力损失并不成为很大的问题。

另一方面，若增大所有滑阀的阀柱直径，则导致阀装置整体大型化并且在成本方面不利，因此并不期望。

于是，采用这样一种对策：使用于控制压力损失成为问题的驱动器的滑阀的阀柱直径相对地大于用于控制压力损失并不成为问题的驱动器的滑阀的阀柱直径，在极力抑制阀装置的大型化和成本上升的同时，减小压力损失。

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在包括阀柱直径为两种大小的滑阀的阀装置中，若使导入到该滑阀的先导压力的压力源通用化，则即使在操作杆的操作量相同时，换言之，即使在先导压力相同时，大径的阀柱的推力也会大于小径的阀柱的推力。

这样，若尽管先导压力是相同的，阀柱的切换量也不同，则会影响操作者的操作感。

例如，通常，槽口在直径不同的任一阀柱上均以相对于阀柱的行程的开口区域成为相同的方式形成于阀柱。这是因为，用于控制槽口的开度的微动操作依赖于操作者的微妙的操作感，因此，若因操作杆的操作量而使操作者所设想的相对于驱动器的流量特性不同，则无法进行期望的操作。

因而，即使考虑到在越过了槽口的开口区域的阀柱的行程位置处的压力损失而增大了阀柱直径，也必须使操作杆的操作量和各滑阀的阀柱的行程相同。但是，在所述以往的阀装置中，由于未采用使操作杆的操作量和各滑阀的阀柱的行程相同这样的对策，因此存在有影响操作者的操作感的问题。

另外，在使用应用了小径的阀柱的滑阀和应用了大径的阀柱的滑阀的同时，极力谋求零件的通用化，虽然在成本方面有利，但是以往以来未达成零件的通用化这样的课题。因此，还存在有使用直径不同的阀柱时的成本上升的问题。

本发明的目的在于提供一种在具备阀柱直径不同的滑阀的情况下也不会影响操作者的操作感、而且在成本方面有利的阀装置。

用于解决问题的方案

根据本发明的一实施方式，阀装置包括第1滑阀和第2滑阀，第1滑阀和第2滑阀分别具有：阀柱，其滑动自如地装入于阀体；先导室，阀柱的端部面向该先导室；以及螺旋弹簧，其将弹簧力作用于阀柱，该弹簧力用于将阀柱保持在中立位置上，第1滑阀的阀柱的直径形成为小于第2滑阀的阀柱的直径，第2滑阀的螺旋弹簧的弹簧常数大于第1滑阀的螺旋弹簧的弹簧常数。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的剖视图。

具体实施方式

图示的实施方式包括：第1滑阀V1，其具有装入于阀体1的小径的阀柱2；以及第2滑阀V2，其具有装入于阀体3的大径的阀柱4。该第1滑阀V1的阀体1与第2滑阀V2的阀体3相连接。

所述第1滑阀V1具有阀柱端5，该阀柱端5设于小径的阀柱2的一侧的端部。阀柱2的轴线中心与阀柱端5的轴线中心一致。设有该阀柱端5的一侧的阀柱端面向构成一侧的先导室6的阀盖7，另一侧的阀柱端面向构成另一侧的先导室8的另一阀盖9。

在所述阀盖7上形成有先导口10，在所述阀盖9上形成有先导口11。该先导口10、11经由先导操作阀与压力源连接。但是，该先导操作阀和压力源均未图示。

而且，设于所述一侧的阀盖7内且与阀柱2相结合的阀柱端5具有头部5a，该头部5a设于阀柱端5的顶端。该头部5a在形成于阀盖7内的凹部7a内行进。

另外，在所述阀柱端5以滑动自如的方式设有一对弹簧座12、13。螺旋弹簧14介于该弹簧座12、13之间。

所述螺旋弹簧14相对于阀柱2作为定心弹簧发挥功能。也就是说，在本实施方式中，在螺旋弹簧14最大程度伸长时，一侧的弹簧座12压接于形成在先导室6与凹部7a之间的边界部分的台阶部7b，另一侧的弹簧座13压接于阀体1的侧面以及阀柱2的端部2a，从而将阀柱2保持在图示的中立位置。

然后，在自一侧的先导口10向先导室6导入先导压力时，阀柱2与阀柱端5一起向附图右方移动。此时，一侧的弹簧座12被头部5a推压而与阀柱端5一起向附图右方移动。另一侧的弹簧座13与阀体1的侧面相抵接从而限制了弹簧座13的移动。因而，两弹簧座12、13之间的相对间隔变窄，与其相对应地，螺旋弹簧14挠曲从而发挥弹簧力。

另外，在自另一侧的先导口11向先导室8导入先导压力时，阀柱2与阀柱端5一起向附图左方移动。此时，另一侧的弹簧座13被阀柱2的所述端部2a推压而与阀柱端5一起向附图左方移动。一侧的弹簧座12与台阶部7b相抵接从而限制了弹簧座12的移动。因而，两弹簧座12、13之间的相对间隔变窄，与其相对应地，螺旋弹簧14挠曲从而发挥弹簧力。

另外，附图中的附图标记15、16所表示的构件为将阀盖7、9与阀体1之间的接触面密封的O型密封圈。

在所述阀柱2位于图示的中立位置时，来自未图示的泵的工作流体经由中立流路17返回到未图示的工作流体箱。而且，当阀柱2切换到附图右方时，所述中立流路17封闭，来自所述泵的工作流体经由高压通路18和单向阀19被导入到中继通路20。被导入到所述中继通路20的工作流体经由第1环状槽21自一侧的驱动器口22供给到未图示的驱动器。

此时，被导入到另一侧的驱动器口23的来自驱动器的返回工作流体经由第3环状槽25返回到工作流体箱通路26。

另外，当阀柱2切换到与上述方向相反的方向即附图左方时，与上述相同，所述中立流路17封闭，来自所述泵的工作流体经由高压通路18和单向阀19被导入到中继通路20。被导入到所述中继通路20的工作流体经由第2环状槽24自另一侧的驱动器口23供给到所述驱动器。

此时，被导入到一侧的驱动器口22的来自驱动器的返回工作流体经由第4环状槽27返回到工作流体箱通路26。

与所述第1滑阀V1连接的第2滑阀V2的作为阀的基本的结构与第1滑阀V1的结构相同。即，在阀柱4位于图示的中立位置时，来自所述泵的工作流体经由中立流路28返回到所述工作流体箱。而且，当阀柱4切换到附图右方时，所述中立流路28封闭，来自所述泵的工作流体经由高压通路29和单向阀30被导入到中继通路31。

被导入到所述中继通路31的工作流体经由第5环状槽32自一侧的驱动器口33供给到未图示的驱动器。

此时，被导入到另一侧的驱动器口34的来自驱动器的返回工作流体经由第7环状槽36返回到工作流体箱通路37。

另外，当阀柱4切换到与上述方向相反的方向即附图左方时，与上述相同，所述中立流路28封闭，来自所述泵的工作流体经由高压通路29和单向阀30被导入到中继通路31。被导入到所述中继通路31的工作流体经由第6环状槽35自另一侧的驱动器口34供给到所述驱动器。

此时，被导入到一侧的驱动器口33的来自驱动器的返回工作流体经由第8环状槽38返回到工作流体箱通路37。

所述第2滑阀V2的阀柱直径大于第1滑阀V1的阀柱直径。该第2滑阀V2例如在铲土机中应用为用于控制流量较多的动臂缸或斗杆缸等的切换阀。

由于所述动臂缸或斗杆缸的惯性力较小，因此，期望极力地减小工作流体在供给过程中的压力损失。为了应对这样的要求，相对地增大第2滑阀V2的阀柱4的直径，并相对于阀柱行程相对地扩大所述第5环状槽32、第6环状槽35、第7环状槽36以及第8环状槽38等与各口之间的流路。

另一方面，阀柱直径相对较小的第1滑阀V1在所述铲土机中应用为用于控制惯性力较大的行驶马达、回转马达的切换阀。对于惯性力较大的行驶马达、回转马达，若发挥初始的驱动力，则之后在较大的惯性力的作用下持续动作，因此，工作流体在供给过程中的压力损失并不成为多么大的问题。

但是，若增大所有滑阀的阀柱直径，则导致阀装置整体大型化，并且在成本方面不利。于是，在本实施方式中，增大所需的滑阀的阀柱直径，而相对地减小除此以外的滑阀的阀柱直径。

在所述第2滑阀V2的阀柱4的一侧的端部设有突起部4a。突起部4a的轴线中心与阀柱4的轴线中心一致。另外，在本实施方式中，突起部4a与阀柱4成为一体，但是，本实施方式还可以是与阀柱4相独立的构件作为突起部4a而连接于该阀柱4的端部的形态。

在所述突起部4a连结有阀柱端39。阀柱端39的轴线中心与阀柱4的轴线中心一致，且阀柱端39的外径与所述突起部4a的外径相同。而且，设有阀柱端39的一侧的阀柱端面向构成一侧的先导室40的阀盖41，另一侧的阀柱端面向构成另一侧的先导室42的另一阀盖43。

在所述阀盖41上形成有先导口44，在所述阀盖43上形成有先导口45。该先导口44、45经由先导操作阀连接于与所述第1滑阀V1通用的压力源。

而且，设于所述一侧的阀盖41内且与阀柱4相结合的阀柱端39具有头部39a，该头部39a设于阀柱端39的顶端。该头部39a在形成于阀盖41内的凹部41a内行进。

另外，在所述阀柱端39以滑动自如的方式设有一对弹簧座46、47。螺旋弹簧48介于该弹簧座46、47之间。在该弹簧48的弹簧力的作用下，一侧的弹簧座46压接于所述头部39a，另一侧的弹簧座47压接于阀体3的侧面。

另外，在阀柱4位于另一侧的弹簧座47压接于阀体3的侧面的图示的中立位置时，所述一侧的弹簧座46保持与突起部4a相对应的位置。

所述螺旋弹簧48与第1滑阀V1同样地相对于阀柱4作为定心弹簧发挥功能。因而，在螺旋弹簧48最大程度伸长时，一侧的弹簧座46压接于形成在先导室40与凹部41a的边界部分的台阶部41b，另一侧的弹簧座47压接于阀体3的侧面和阀柱4的端部4b，从而将阀柱4保持在图示的中立位置。

而且，在自一侧的先导口44向先导室40导入先导压力时，阀柱4与阀柱端39一起向附图右方移动。此时，一侧的弹簧座46被头部39a推压而与阀柱端39一起向附图右方移动。另一侧的弹簧座47与阀体3的侧面相抵接而限制了弹簧座47的移动。因而，两弹簧座46、47之间的相对间隔变窄，与其相对应地，螺旋弹簧48挠曲从而发挥弹簧力。

另外，在自另一侧的先导口45向先导室42导入先导压力时，阀柱4与阀柱端39一起向附图左方移动。此时，另一侧的弹簧座47被阀柱4的所述端部4b推压从而与阀柱端39一起向附图左方移动。一侧的弹簧座46与台阶部41b相抵接从而限制了弹簧座46的移动。因而，两弹簧座46、47之间的相对间隔变窄，与其相对应地，螺旋弹簧48挠曲从而发挥弹簧力。

另外，附图中的附图标记49、50所表示的构件为用于将阀盖41、43与阀体3之间的接触面密封的O型密封圈。

所述第2滑阀V2的阀柱端39的包括其头部39a在内的形状和尺寸均与第1滑阀V1的阀柱端5相同。但是，第2滑阀V2的阀柱端39的在先导室40中的表观上的长度比先导室6中的所述阀柱端5的长度长与设于突起部4a的长度相应的长度。因此，内部设有该阀柱端39的阀盖41在轴向上的长度大于第1滑阀V1的阀盖7在轴向上的长度。

但是，供阀柱端39的头部39a行进的凹部41a的尺寸与第1滑阀V1的阀盖7中的凹部7a的尺寸相同。因而，能够分别使第1滑阀V1的阀柱端5和第2滑阀V2的阀柱端39通用化。

另外，在阀柱端39上滑动的弹簧座46、47具有与第1滑阀V1的弹簧座12、13相同的尺寸。尽管如此，在本实施方式中，第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧丝直径仍大于第1滑阀V1的螺旋弹簧14的弹簧丝直径。

尽管弹簧座12、13和弹簧座46、47的尺寸相同，也仍然能够使第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧丝直径大于第1滑阀V1的螺旋弹簧14的弹簧丝直径是因为弹簧座12、13相对于第1滑阀V1的螺旋弹簧14的弹簧丝直径带有略微的余量。

因而，螺旋弹簧48的弹簧丝直径能够在一对弹簧座46、47的尺寸界限的范围内扩大。换言之，螺旋弹簧48具有在由弹簧座46、47保持的范围内的弹簧丝直径，该弹簧座46、47具有与弹簧座12、13相同的尺寸。

如上所述，由于弹簧座12、13和弹簧座46、47具有相同的尺寸，并且螺旋弹簧48具有能够在由所述弹簧座46、47保持的范围内扩大的弹簧丝直径，因此，能够使阀盖41的外径与阀盖7的外径相同。

这样，由于能够使阀盖7、41的外径相同，因此能够使将该阀盖7与阀体1的侧面密封的O型密封圈15的尺寸和将该阀盖41与阀体3的侧面密封的O型密封圈49的尺寸相同。因而，能够使该O型密封圈15、49通用化，与其相对应地，能够谋求成本降低。

另外，由于增加了阀柱端39在第2滑阀V2的先导室40中的表观上的长度，因此，能够增大一对弹簧座46、47之间的相对间隔，与其相对应地，能够增加螺旋弹簧48的长度。

这样，由于能够增加螺旋弹簧48的长度，因此，例如在减少该螺旋弹簧48的匝数的同时增加弹簧长度，则能够容易地增大弹簧常数。另外，与增大螺旋弹簧48的弹簧丝直径相互作用地，弹簧常数的调整幅度变大，因此，设计的自由度也变大。

如上所述，由于能够增大第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧常数，因此，即使第2滑阀V2的阀柱4的外径大于第1滑阀V1的阀柱2的外径，通过调整第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧常数，也能够使相同的先导压力下的阀柱2、4的推力相同。

因而，能够使切换第1滑阀V1、第2滑阀V2时的操作杆的操作量和先导压力相同，并且能够使第1滑阀V1、第2滑阀V2的操作感相同。

另外，阀柱的外径较大的第2滑阀V2相对于操作杆的操作量供给到驱动器的流量变多。操作杆的操作量与相对于驱动器的供给流量之间的关系作为该设备的特性而预先传递给操作者，因此，供给流量相对于操作杆的操作量的多少在设想的范围内，而并不会对操作感产生较大的影响。

但是，在进行控制形成于阀柱2、4的未图示的槽口的开度的、所谓的微动操作时，由于要求操作者进行微调操作，因此，不容许有操作感的不同。

于是，在本实施方式中，相对于阀柱2、4的行程，使形成于阀柱2、4的槽口的开口区域相同，并且通过增加增大了阀柱直径的第2滑阀V2的弹簧常数，从而使操作杆的操作量相同时的阀柱2、4的推力相同，而即使在微动操作中也不会使操作者产生不适感。

根据以上的本实施方式，起到以下所示的作用、效果。

由于设于第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧常数大于设于第1滑阀V1的螺旋弹簧14的弹簧常数，因此，在这两个滑阀V1、V2之间，操作杆的操作量和滑阀的阀柱行程位置相同。即，在使用了大径的阀柱4的第2滑阀V2中，在作用有先导压力时，与增大了阀柱4的直径相对应地，在阀柱4上作用有更大的推力，但由于用于发挥克服阀柱4的推力的弹簧力的螺旋弹簧48的弹簧常数较大，因此，能够抵消该推力的增大。

因而，在先导压力相同时，能够利用第2滑阀V2和第1滑阀V1，将大径的阀柱4的推力和小径的阀柱2的推力保持为相同的推力。这样，对于相同的先导压力，阀柱2、4的推力相同，因此，本实施方式的阀装置在进行操作杆的操作时，特别是在进行微动操作时不会使操作者产生不适感。

第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧丝直径大于第1滑阀V1的螺旋弹簧14的弹簧丝直径，且第2滑阀V2的螺旋弹簧48的弹簧常数较大。而且，由于该螺旋弹簧48的弹簧丝直径维持在由如上所述地通用化了的弹簧座46、47所保持的范围内，因此，对于直径不同的阀柱2、4，能够使弹簧座12、13、46、47通用化，与其相对应地，能够谋求成本降低。

由于增加了阀柱端39在第2滑阀V2的先导室40中的表观长度，因此，能够增加弹簧长度。因而，例如在增大螺旋弹簧的弹簧丝直径并减少匝数的同时增加弹簧的长度，则能够容易地增大弹簧常数。另外，由于与增大螺旋弹簧48的弹簧丝直径互相作用地，弹簧常数的调整幅度变大，因此，设计的自由度也变大。

由于第2滑阀V2的阀盖41的外径和第1滑阀V1的阀盖7的外径相同或大致相同，因此，能够使将该阀盖7、41与阀体1、3之间密封的例如O型密封圈15、49通用化。由于能够这样地使密封通用化，与其相对应地，能够谋求成本降低。

另外，在所述实施方式中，为了增大螺旋弹簧48的弹簧常数，在增大弹簧丝直径的同时增加了弹簧长度，但也能够通过增大弹簧丝直径或者增加弹簧长度中的任一方法来应对。

但是，利用弹簧丝直径和弹簧长度这两方面来应对的方法具有能够获得较大的弹簧常数的调整范围的优点。

本实施方式最适用于作为建筑机械的铲土机。

以上，说明了本发明的实施方式，但所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保护范围限定于所述实施方式的具体结构。

本申请基于2014年3月31日向日本国特许厅申请的日本特愿2014-073307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 (4)

1.一种阀装置，其中，

该阀装置包括第1滑阀和第2滑阀，

所述第1滑阀和所述第2滑阀分别具有：

阀柱，其滑动自如地装入于阀体；

先导室，所述阀柱的端部面向该先导室；以及

螺旋弹簧，其将弹簧力作用于所述阀柱，该弹簧力用于将所述阀柱保持在中立位置上，

所述第1滑阀的所述阀柱的直径形成为小于所述第2滑阀的所述阀柱的直径，

使所述第2滑阀的所述螺旋弹簧的弹簧常数大于所述第1滑阀的所述螺旋弹簧的弹簧常数，对于相同的先导压力，使所述第2滑阀的所述阀柱的推力与所述第1滑阀的所述阀柱的推力相同。

2.根据权利要求1所述的阀装置，其中，

所述第1滑阀和所述第2滑阀分别还具有：

阀盖，其设于所述阀体；

阀柱端，其设于所述阀盖内，并且设于所述阀柱的端部；以及

一对弹簧座，其夹装于所述阀柱端，

所述第1滑阀的所述螺旋弹簧和所述第2滑阀的所述螺旋弹簧分别夹装在所述第1滑阀的所述一对弹簧座和所述第2滑阀的所述一对弹簧座之间，

所述第2滑阀的所述螺旋弹簧的弹簧丝直径在由所述弹簧座能够保持的范围内大于所述第1滑阀的所述螺旋弹簧的弹簧丝直径。

3.根据权利要求2所述的阀装置，其中，

所述第2滑阀还具有突起部，该突起部自所述第2滑阀的面向所述先导室的阀柱端突出，并且具有与所述第2滑阀的所述阀柱端的外径相同的外径，

所述第2滑阀的所述阀柱端设于所述突起部，

所述第2滑阀的所述一对弹簧座夹装于所述突起部和所述阀柱端，所述第2滑阀的所述螺旋弹簧夹在所述一对弹簧座之间，所述第2滑阀的所述螺旋弹簧的长度大于所述第1滑阀的所述螺旋弹簧的长度。

4.根据权利要求2或3所述的阀装置，其中，

所述第1滑阀的所述阀盖的外径和所述第2滑阀的所述阀盖的外径相同。