CN110714507A - 阀构造体和建筑机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够应用于各种形态的阀构造体和具备这样的阀构造体的建筑机械。阀构造体(10)具备：阀部(15)、驱动部(16)以及阀控制器(17)。驱动部(16)根据驱动电流驱动阀部(15)。阀控制器(17)控制向驱动部(16)供给的驱动电流。阀控制器(17)由驱动部(16)支承。

Description

阀构造体和建筑机械
技术领域
本发明涉及一种阀构造体和建筑机械。
背景技术
液压挖掘机等建筑机械具备液压致动器，利用被电驱动的电磁阀等(以下也称为“电驱动阀”)调整向液压致动器供给的压力油(即工作油)的流动，从而能够使液压致动器动作。在例如专利文献1所公开的液压驱动装置中，电磁比例控制阀的输出压被作为先导压力施加于方向控制阀，方向控制阀将与该先导压力相应的流量的油向所对应的致动器供给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-142032号公报
发明内容
发明要解决的问题
在具备液压致动器的机械中，在利用电驱动阀对压力油的流动进行调整的情况下，需要设置与液压致动器的数量相应的数量的电驱动阀。特别是对于建筑机械，需要驱动各种液压致动器，存在电驱动阀的数量也变多的倾向。例如，对于液压挖掘机，在利用液压致动器使动臂、斗杆、铲斗、回转装置以及行进装置分别工作的情况下，需要设置5个以上的电驱动阀。
特别是在建筑机械的领域中，近年来，作为液压致动器的控制方式，从仅使用了液压的控制方式过渡成将使用液压的控制(液压控制)和使用电驱动阀的控制(电控制)组合而成的控制方式。例如，在根据操作杆的操作量变更液压致动器的驱动速度的情况下，以往，需要对阀芯的开度进行调节(日文：チューニング)，但在使用电驱动阀的情况下，对驱动电流进行调整即可。如此，预想在液压致动器的控制中电驱动阀的灵活运用的要求今后会越来越高的情况。
电驱动阀由控制器控制，控制器向各电驱动阀供给驱动电流，从而能够使各液压致动器恰当地工作。该控制器通常由设置于机械的主体部的清洁环境下的微型计算机构成，在很多情况下，多个电驱动阀被1个控制器(即1个微型计算机)综合地驱动和控制。在该情况下，需要在设计控制器的阶段预先设想要使用的电驱动阀的数量、种类。尤其是，向电驱动阀供给驱动电流的驱动电路(输出端口)需要在每个电驱动阀设置，因此，要求控制器具备与电驱动阀的数量相应的数量的驱动电路。
另一方面，对多个电驱动阀综合地进行驱动和控制的以往方式的控制器无法随后设置追加的驱动电路(输出端口)，而无法灵活地应对电驱动阀的数量的增加。即，对于在控制器的设计后需要增加电驱动阀的数量的情况(特别是驱动电路的数量不足的情况)，需要将现有的控制器替换成具备恰当的数量的驱动电路的新的控制器，或将新的控制器与现有的控制器并设。新的控制器的设置需要较高的成本，并且，需要重新考虑配线等装置设计，因此，成为随后增加电驱动阀的数量的障碍。
另外，也存在将电驱动阀追加搭载于不具有控制器的现有的机械的期望。然而，如上述那样新的控制器的设置需要很大的劳力和成本，而阻碍向不具有控制器的机械新导入电驱动阀。
另外，对多个电驱动阀综合地进行驱动和控制的控制器存在如下倾向：随着电驱动阀的数量增加而构造复杂化，并且尺寸也变大。因此，随着电驱动阀的数量增加，控制器的构造变得复杂并且大型化，控制器自身变得高价，另外，与控制器的设置相伴的劳力和时间以及成本也增加。
如此，由1个控制器对多个电驱动阀综合地进行驱动和控制的机械欠缺针对电驱动阀的数量的变动的适应性。特别是在建筑机械的领域中，预想今后电驱动阀的灵活运用的要求会越来越高，因此，期望的是可灵活地应用于各种形态的阀构造体。
本发明是鉴于上述的状况而做成的，目的在于提供一种可应用于各种形态的阀构造体以及与这样的阀构造体相关联的技术。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案涉及一种阀构造体，该阀构造体具备：阀部；驱动部，其根据驱动电流驱动阀部；以及阀控制器，其控制向驱动部供给的驱动电流，阀控制器由驱动部支承。
也可以是，驱动部包括根据驱动电流而在基准轴线上移动的可动部，阀控制器设置于在与基准轴线平行的方向上相对于驱动部偏离了的位置。
也可以是，驱动部包括根据驱动电流而在基准轴线上移动的可动部，阀控制器设置于在与基准轴线成直角的放射方向上相对于驱动部偏离了的位置。
也可以是，阀控制器配置于密闭空间。
也可以是，驱动部包括：供驱动电流流动的电磁体；以及柱塞，其根据由该电磁体带来的磁力而移动。
也可以是，阀部包括由驱动部驱动的阀芯。
也可以是，阀控制器根据从其他控制器输入的驱动信号向驱动部供给驱动电流。
也可以是，阀控制器根据从传感器输入的检测信号向驱动部供给驱动电流。
也可以是，在收纳驱动部的阀外壳的径向的宽度的范围内，阀控制器收纳于阀外壳内。
本发明的另一技术方案涉及一种具备上述的阀构造体的建筑机械。
发明的效果
根据本发明，能够提供可应用于各种形态的阀构造体以及与这样的阀构造体相关联的技术。
附图说明
图1是表示阀构造体的概略的侧视图。
图2是表示阀控制器的功能结构的框图。
图3是表示驱动部的典型例的剖视图。
图4A是表示正的类型的电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图4B是表示正的类型的电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图4C是表示正的类型的电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图5A是表示负的类型的电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图5B是表示负的类型的电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图5C是表示负的类型的电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图6是表示液压挖掘机的典型的结构例的概略的外观图。
图7是表示控制形态的一个例子的图。
图8是表示控制形态的另一个例子的图。
图9是表示驱动部的变形例的剖视图。
附图标记说明
10、阀构造体；15、阀部；16、驱动部；17、阀控制器；18、综合控制器；20、阀外壳；21、基部；25、可动部；26、驱动外壳；27、电磁体；28、柱塞；29、弹簧；30、推杆；31、柱塞止挡件；32、弹簧止挡件；33、端位置止挡件；51、处理部；52、存储部；53、输入部；54、驱动电流供给部；55、输出部；56、信息输出部；57、异常输出部；71、电源；72、其他控制器；73、传感器；74、显示装置；75、警报装置；A、液压致动器；Ax、基准轴线；Dr、放射方向；Dx、轴向；Dx1、正轴向；Dx2、反轴向；N、配线；P、油压源；Ss、密闭空间；T、排液部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1是表示阀构造体10的概略的侧视图。阀构造体10构成为具备阀部15、驱动部16以及阀控制器17的电磁比例阀。驱动部16根据驱动电流驱动阀部15，而使阀部15动作。阀控制器17控制向驱动部16供给的驱动电流，而将与阀部15的动作相应的驱动电流向驱动部16供给。
图1所示的阀构造体10具有阀外壳20和基部21。阀外壳20以沿着基准轴线Ax延伸的方式设置。驱动部16和阀控制器17以在基准轴线Ax上排列配置起来的状态收纳于阀外壳20的内侧。即阀控制器17在与基准轴线Ax平行的方向(以下，也称为“轴向”)Dx上设置于相对于驱动部16偏离了的位置。如此，阀控制器17在收纳驱动部16的阀外壳20的、与基准轴线Ax成直角的放射方向(即径向)Dr的宽度的范围内收纳于阀外壳20内，能够防止放射方向Dr上的阀构造体10的大型化。此外，在图示的阀构造体10中，驱动部16的可动部(参照随后论述的图3的附图标记“25”)可移动地设置于基准轴线Ax上，阀控制器17也设置于该基准轴线Ax上。
基部21以相对于阀外壳20的一个端部固定的方式与该阀外壳20的一个端部连接，以在放射方向Dr上延伸的方式设置，并作为用于将阀构造体10向其他构件安装的连接部发挥作用。例如，在基部21形成未图示的安装孔(省略图示)，使螺钉、螺栓或者小螺钉等紧固件与该安装孔嵌合而将该紧固件相对于基部21固定，从而能够将阀构造体10安装于其他构件。
本实施方式的阀控制器17由驱动部16支承。对于图1所示的阀构造体10，驱动部16和阀控制器17分别安装于阀外壳20，阀控制器17借助阀外壳20间接地由驱动部16支承。此外，阀控制器17既可以直接由驱动部16支承，也可以使阀控制器17由例如随后论述的端位置止挡件33(参照图3)支承。通过使阀构造体10采用阀控制器17由驱动部16支承的构造，能够使驱动部16和阀控制器17单元化。如此，根据本实施方式，能够提供一种将与阀部15的驱动和控制这两者有关的要素在物理上一体地设置，并且整体上紧凑地构成的阀构造体10。这样的阀构造体10由于已经设置有阀部15工作所需要的驱动部16和阀控制器17，因此，操纵性和适应性优异，能够灵活地应用于随后论述的各种形态。
此外，图1所示的阀控制器17配置于密闭空间Ss。具体而言，设置成液密的密闭空间S s形成于阀外壳20内，在该密闭空间Ss配置有阀控制器17。由此，防止压力油等液体进入密闭空间Ss而能够有效地避免阀控制器17的故障的诱发。特别是建筑机械大多被使用在严苛的环境下，因此，有在使用中压力油以外的异物(例如尘埃、泥等)飞散而给阀控制器17带来影响的担心。对此，通过如本实施方式这样将阀控制器17配置于密闭空间Ss，能够消除这样的担心。
此外，密闭空间Ss的密闭度未被限定，优选的是，根据实际的装置结构、使用环境，密闭空间Ss具有有效地防止由于压力油等异物而在阀控制器17产生不良情况的程度的密闭度。因而，也可以是，出于防止漂浮在大气中的水分、压力油成分进入密闭空间Ss的观点考虑，密闭空间Ss设为气密来防止外部空气进入密闭空间Ss内。不过，实际上，出于温度调整等观点考虑，也存在优选将外部空气向密闭空间Ss导入的情况。因此，密闭空间Ss的密闭度优选综合地考虑各种要求而决定。
此外，也可以是，供驱动部16配置的阀外壳20内的空间被压力油等油充满。在该情况下，优选设置用于防止油从供驱动部16配置的阀外壳20内的空间向外部漏出的密封构造。
接着，对阀控制器17的典型例进行说明。
图2是表示阀控制器17的功能结构的框图。阀控制器17的各功能模块可由任意的硬件和/或软件实现，例如两个以上的功能模块也可以由单一硬件/软件实现。另外，阀控制器17也可以具有与图2所示的功能结构不同的功能结构。例如，输入部53也可以借助CAN通信等通信手段在该输入部53与传感器73、与其他控制器72之间输入输出各种信息。
图2所示的阀控制器17包括：处理部51、存储部52、输入部53、驱动电流供给部54以及输出部55。
处理部51是基于各种信息进行运算并输出运算结果的处理装置，可由例如CPU(中央处理单元，Central Processing Unit)等的运算电路构成。存储部52是存储各种数据并根据需要进行数据的写入和读出的存储装置，可由例如EEPROM等构成。处理部51经由输入部53等输入信息，根据需要从存储部52读出信息和/或向存储部52写入信息，并向驱动电流供给部54和输出部55输出信息。此外，在阀控制器17中处理的“信息”被广义地解释，其是可包括数值等各种数据、针对其他装置的指示(命令)以及其他信息的概念。
输入部53作为阀控制器17的输入接口部发挥功能，其与处理部51连接，并且用于连接各种外部装置。输入部53根据从所连接的外部装置输入的信号将所输入的信息发给处理部51。可与输入部53连接的外部装置未被限定，但在本实施方式中，可将其他控制器72和/或传感器73与输入部53连接。例如，其他控制器72也可以将指示驱动电流相对于驱动部16的供给和该驱动电流的大小的驱动信号向输入部53发送。随后论述的综合控制器(参照图7的附图标记“18”)可相当于在此所说的“其他控制器72”。传感器73用于检测预定的信息，并将表示其检测结果的检测信号向输入部53输入。传感器73可对为了决定驱动电流相对于驱动部16的供给和该驱动电流的大小所需要的任意的信息进行检测，也可以是，例如对由阀部15调整流动的油路内的压力油的流量和/或压力进行检测。
输出部55作为阀控制器17的输出接口部发挥功能，其与处理部51连接，并且用于连接各种外部装置。输出部55根据来自处理部51的信息将包括各种信息的信号向外部装置输出。图2所示的输出部55包括与显示装置74连接的信息输出部56和与警报装置75连接的异常输出部57。信息输出部56将包括输入到处理部51的数据和/或由处理部51导出来的数据的信号向显示装置74发送。显示装置74根据来自信息输出部56的信号显示各种信息。异常输出部57在从输入到处理部51的数据和/或由处理部51导出来的数据检测到异常的情况下，将表示所检测到的异常的输出信号向警报装置75发送。这样的检测异常的处理既可以由处理部51进行，也可以由异常输出部57进行。警报装置75根据需要基于来自异常输出部57的信号发出表示异常的显示、声音等警报。
驱动电流供给部54根据来自处理部51的信息向驱动部16供给驱动电流。处理部51基于经由输入部53从其他控制器72和/或传感器73输入的数据，直接地或间接地导出驱动阀部15所需要的驱动电流的大小。驱动电流供给部54根据处理部51的该导出结果向驱动部16供给驱动电流，并将所期望的大小的驱动电流施加于驱动部16。驱动电流是用于对驱动部16(特别是可动部25)进行驱动的能量，驱动电流供给部54利用来自与阀控制器17连接的电源71的电而将所期望的驱动电流向驱动部16供给。
如此，阀控制器17能够基于从其他控制器72输入的驱动信号向驱动部16供给驱动电流。另外，阀控制器17也能够根据从传感器73输入的检测信号向驱动部16供给驱动电流。
接着，对驱动部16的典型例进行说明。
图3是表示驱动部16的典型例的剖视图。此外，在图3中示出了由所谓的推动型(日文：プッシュ型)的电磁致动器构成的驱动部16，但驱动部16的驱动方式和结构未被限定。因而，在上述的阀构造体10中也可以使用例如采用牵引型(日文：プル型)的驱动方式的驱动部16。
驱动部16包括根据驱动电流而在基准轴线Ax上移动的可动部25。具体而言，驱动部16包括：供从阀控制器17供给的驱动电流流动的电磁体27；和柱塞28，其根据由该电磁体27带来的磁力而移动。
图3所示的可动部25包括：柱塞28；推杆30，其固定地安装于该柱塞28的一个端部(图3的右侧端部)；以及弹簧止挡件32，其固定地安装于该柱塞28的另一个端部(图3的左侧端部)。弹簧止挡件32、柱塞28以及推杆30在基准轴线Ax上排列配置，并设为能够根据电磁体27的磁力在轴向Dx上一体地移动。
电磁体27由电磁线圈构成，对于图3所示的驱动部16，在箱型的驱动外壳26的内侧，以包围可动部25(特别是柱塞28和推杆30)的方式配置有电磁体27。此外，驱动外壳26既可以由阀外壳20的一部分构成，也可以与阀外壳20分体地构成。一体地设置的弹簧止挡件32、柱塞28以及推杆30整体上以贯通驱动外壳26的方式设置，但弹簧止挡件32配置于驱动外壳26的外侧。另一方面，柱塞28和推杆30局部配置于驱动外壳26的内侧。此外，除了弹簧止挡件32之外，随后论述的端位置止挡件33和弹簧29也配置于图3中驱动外壳26的外侧，但位于阀外壳20(参照图1)的内侧。
在驱动外壳26安装有柱塞止挡件31。柱塞止挡件31以朝向驱动外壳26的内侧在轴向Dx(特别是反轴向Dx2)上延伸的方式设置，并形成有沿着基准轴线Ax延伸的贯通孔。推杆30配置于该贯通孔而贯通柱塞止挡件31，推杆30被设置成，不被柱塞止挡件31阻碍地在轴向Dx上往复移动自如。柱塞止挡件31的靠柱塞28侧的端部(图3的左侧端部)具有与柱塞28的形状相对应的形状。对于图3所示的驱动部16，柱塞28的靠柱塞止挡件31侧的端部(图3的右侧端部)具有锥形状，在柱塞止挡件31的靠柱塞28侧的端部(图3的左侧端部)形成有具有锥面的凹部。并且，通过使柱塞28与柱塞止挡件31的该凹部卡合，从而使柱塞28的轴向Dx(特别正轴向Dx1)上的移动被限制。如此，柱塞止挡件31作为引导推杆30的构件发挥作用，并且，作为限制柱塞28(即可动部25)的移动的构件发挥作用。
在弹簧止挡件32与驱动外壳26之间配置有压缩状态的弹簧29。弹簧29以使弹簧止挡件32与驱动外壳26之间的间隔(特别是轴向Dx的间隔)扩大的方式对弹簧止挡件32和驱动外壳26赋予弹性力。
若利用阀控制器17使驱动电流向电磁体27流动，则柱塞28被向驱动外壳26内拉拽。即柱塞28由于磁力而被向电磁体27吸引，在轴向Dx(特别是正轴向Dx1)上移动。此时，弹簧29在弹簧止挡件32与驱动外壳26之间被压缩，由弹簧29对弹簧止挡件32和驱动外壳26赋予的弹性力增大。因而，在柱塞28和柱塞止挡件31未接触的状态下，可动部25(即弹簧止挡件32、柱塞28以及推杆30)配置于由弹簧29施加的弹性力与由电磁体27施加的磁力平衡的位置。因此，在驱动电流未向电磁体27供给的情况下，不对柱塞28施加磁力，可动部25受到弹簧29的弹性力而在图3中相对配置于左侧，推杆30相对于驱动外壳26的突出量相对变小。另一方面，在驱动电流被施加于电磁体27的情况下，磁力被施加于柱塞28，可动部25在图3中相对配置于右侧，推杆30相对于驱动外壳26的突出量相对变大。
此外，在隔着弹簧止挡件32与弹簧29相反的一侧固定地设置有端位置止挡件33。也可以由例如阀外壳20固定地支承端位置止挡件33。通过使弹簧止挡件32与端位置止挡件33接触从而限制弹簧止挡件32的移动(即向反轴向Dx2的移动)，另一方面通过使柱塞28与柱塞止挡件31接触从而限制柱塞28的移动(即向正轴向Dx1的移动)。因而，推杆30相对于驱动外壳26的最小突出量根据端位置止挡件33的位置决定，另外，推杆30相对于驱动外壳26的最大突出量根据柱塞止挡件31的位置决定。
另外，优选在驱动部16(特别是图3所示的电磁体27)与阀控制器17之间设置有绝热体(省略图示)，例如可以由阀外壳20固定地支承这样的绝热体。在该情况下，能够防止由阀控制器17发出来的热向驱动部16传递，另外，能够防止由驱动部16发出来的热向阀控制器17传递。
接着，对阀部15的典型例进行说明。
以下，例示阀部15由用于向液压致动器供给所期望压力的压力油的电磁比例阀构成的情况，但构成阀部15的阀的结构和功能未被限定。
能够根据驱动电流(即励磁电流)控制压力油的供给压的电磁比例阀与液压致动器等液压设备连接，将所期望压力的压力油向该液压设备供给。此外，在此所说的压力油未必限定于矿物油等油，其是能够包括所有可用作能量传递介质的流体(特别是液体)的概念。一般而言，在电磁比例阀的种类中，存在正的类型的电磁比例阀和负的类型的电磁比例阀。随着驱动电流增大，所输出的压力油的压力(即油压)增大的电磁比例阀被分类成正的类型的电磁比例阀，所输出的压力油的压力降低的电磁比例阀被分类成负的类型的电磁比例阀。
作为上述的阀部15，可采用正的类型的电磁比例阀和负的类型的电磁比例阀中的任一者。以下所例示的阀部15由滑阀式的电磁比例阀构成，设有由驱动部16驱动的阀芯。首先，对正的类型的阀部15进行说明，之后，对负的类型的阀部15进行说明。
[正的类型的阀部]
图4A～图4C是表示正的类型的阀部15的概略结构的剖视图。图4A表示驱动电流未向驱动部16流动的非励磁状态。图4B表示比较小的驱动电流向驱动部16流动且阀芯主体112配置于中立位置的状态。图4C表示比较大的驱动电流向驱动部16流动的状态。
图4A～图4C所示的阀部15具备阀主体111、阀芯主体112以及按压部114。阀主体111具有：沿着轴向Dx延伸的阀孔121以及在该阀孔121开口的入口端口131、出口端口132、排放端口133和输出端口134。入口端口131与用于供给压力油的油压源P连通，出口端口132与用于排出压力油的排液部T连通。排放端口133与用于排出压力油的排放部连通。在图4A～图4C所示的阀部15中，排液部T作为排放部发挥作用，出口端口132以及排放端口133与通用的排液部T(即排放部)连通。输出端口134与作为压力油的供给对象的液压致动器A连通。液压致动器A的具体的结构未被限定，典型而言，液压致动器A由液压缸、液压马达构成。
阀孔121包括：大径孔部122，其在与轴向Dx成直角的放射方向Dr上具有第1径H1；和小径孔部123，其在放射方向Dr上具有比第1径H1小的第2径H2。大径孔部122与小径孔部123相邻地设置，且配置于比小径孔部123靠正轴向Dx1侧的位置。在大径孔部122配置有阀芯主体112的一端侧，在小径孔部123配置有阀芯主体112的另一端侧。虽然在图4A～图4C中未明确地示出，但大径孔部122和小径孔部123分别形成封闭的空间，该空间被从油压源P供给的压力油充满。此外，大径孔部122经由输出端口134与液压致动器A连通。
大径孔部122中的、作为由小径阀芯部146、大径阀芯部147以及阀主体111包围的空间的排放空间124的容积根据阀芯主体112的轴向Dx的位置而改变，但无论阀芯主体112的轴向Dx的位置如何，都与排放端口133连通。因此，无论阀芯主体112的轴向Dx的位置如何，排放空间124内的压力油都经由排放端口133向排液部T流出，阀主体111和阀芯主体112不从排放空间124内的压力油受到压力。
阀芯主体112可沿着轴向Dx移动地配置于阀孔121。阀芯主体112的一端侧配置于大径孔部122，阀芯主体112的另一端侧配置于小径孔部123。在阀芯主体112的配置于大径孔部122的一端侧设有具有与大径孔部122的径相对应的外径的大径阀芯部147。在阀芯主体112的配置于小径孔部123的另一端侧设有具有与小径孔部123的径相对应的外径的小径阀芯部146。
大径阀芯部147与阀主体111的内壁面(特别是形成大径孔部122的内壁面)密合成容许阀芯主体112的轴向Dx上的移动的程度。另外，小径阀芯部146与阀主体111的内壁面(特别是形成小径孔部123的内壁面)密合成容许阀芯主体112的轴向Dx上的移动的程度。不过，阀孔121内的压力油基本上不在大径阀芯部147与阀主体111之间以及小径阀芯部146与阀主体111之间通过。
阀芯主体112具有：在轴向Dx上延伸的阀芯孔141以及在阀芯孔141开口的连接孔142、出口孔143、入口孔144和控制孔145。在本实施方式中，连接孔142和控制孔145分别形成于阀芯主体112的两端部，出口孔143和入口孔144形成于阀芯主体112的、连接孔142与控制孔145之间的部分。
连接孔142、出口孔143以及入口孔144在放射方向Dr上开口。尤其是，连接孔142在小径孔部123开口，无论阀芯主体112的轴向Dx的位置如何，所述连接孔142都使小径孔部123和阀芯孔141相互连通。另外，根据阀芯主体112的轴向Dx的位置，出口孔143朝向出口端口132或阀主体111的内壁面(特别是形成大径孔部122的内壁面)开口，入口孔144朝向入口端口131或阀主体111的内壁面(特别是形成大径孔部122的内壁面)开口。
另一方面，控制孔145在轴向Dx(在图4A～图4C中，是正轴向Dx1)上开口，经由阀孔121(特别是大径孔部122)与输出端口134连通。经由输出端口134与液压致动器A连接的大径孔部122经由连接孔142和控制孔145中的一者(在图4A～图4C中，是“控制孔145”)与阀芯孔141连通。另外，小径孔部123经由连接孔142和控制孔145中的另一者(在图4A～图4C中，是“连接孔142”)与阀芯孔141连通。因而，阀孔121的大径孔部122和小径孔部123经由阀芯孔141、连接孔142以及控制孔145相互连通，大径孔部122内的压力油的压力、小径孔部123内的压力油的压力以及阀孔121内的压力油的压力彼此相等。
驱动部16的可动部25(特别是推杆30)将阀芯主体112向正轴向Dx1推压，对阀芯主体112的推压力根据由阀控制器17施加的驱动电流可变。
按压部114将阀芯主体112(在本实施方式中，大径阀芯部147)向反轴向Dx2按压。从按压部114施加于阀芯主体112的力根据阀芯主体112的轴向Dx的位置而变动，阀芯主体112越是配置于靠正轴向Dx1侧，从按压部114施加于阀芯主体112的力越大。
对于具有上述的结构的正的类型的阀部15，在阀芯主体112的两端部间设有受压面积差，通过使起因于该受压面积差的油压力、驱动部16的推进力以及按压部114的按压力相互平衡，从而能够将所期望压力的压力油从控制孔145朝向液压致动器A送出。即，由于填充到阀孔121和阀芯孔141的压力油而向正轴向Dx1受力的阀芯主体112的表面积与由于该压力油而向反轴向Dx2受力的阀芯主体112的表面积不同。具体而言，由于压力油而向反轴向Dx2受力的阀芯主体112的表面积比由于压力油而向正轴向Dx1受力的阀芯主体112的表面积大。
因此，压力油对阀芯主体112向正轴向Dx1带来的力F1与压力油对阀芯主体112向反轴向Dx2带来的力F2不同，对于图4A～图4C所示的阀部15，“F1＜F2”的关系成立。因而，阀芯主体112由于填充到阀孔121和阀芯孔141的压力油而向反轴向Dx2受力。具体而言，由“F0＝F2-F1”导出的力F0由于压力油而向反轴向Dx2作用于阀芯主体112。
阀芯主体112还从驱动部16的推杆30和按压部114受力。将阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力以“Ph”表示，将由于阀孔121内和阀芯孔141内的压力油而向正轴向Dx1受力的阀芯主体112的表面积S1与由于该压力油而向反轴向Dx2受力的阀芯主体112的表面积S2之差以“Up(＝S2-S1)”表示，将驱动部16向正轴向Dx1对阀芯主体112赋予的力以“Fd”表示，将按压部114向反轴向Dx2对阀芯主体112赋予的力以“Fsp”表示，在上述情况下，以下的关系式1成立。
[关系式1]Fd＝Ph×Up+Fsp
对于实际的阀部15，上述的“Up”基本上被设定成固定值。另外，对于根据阀芯主体112的轴向Dx的位置而进行相对于阀芯孔141和阀孔121的压力油的供给和排出的本实施方式的阀部15，上述“Fsp”取某一范围内的值。因此，如从上述关系式1也可知的那样，随着由驱动部16向阀芯主体112赋予的力“Fd”的增大，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力“Ph”也增大。因而，通过使阀控制器17对施加于驱动部16的驱动电流值进行控制，并对驱动部16向阀芯主体112赋予的力(Fd)进行调整，从而，能够将具有所期望的压力的压力油从控制孔145经由大径孔部122和输出端口134向液压致动器A送出。
接着，对上述的正的类型的阀部15的特性进行说明。
在电流未施加于驱动部16的情况或第1驱动电流施加于驱动部16的情况下，阀芯主体112配置于图4A所示的第1位置。在该情况下，阀芯孔141经由出口孔143与出口端口132连通，阀芯孔141内的压力油和阀孔121内的压力油的压力降低。
另外，在比第1驱动电流大的第2电流施加于驱动部16的情况下，阀芯主体112被驱动部16的推杆30向正轴向Dx1推压，而配置于图4C所示的第2位置。在该情况下，阀芯孔141经由入口孔144与入口端口131连通，来自油压源P的压力油向阀芯孔141供给，因此，阀芯孔141内的压力油和阀孔121内的压力油的压力增大。如此，对于本实施方式的阀部15，配置到第1位置的阀芯主体112(参照图4A)位于比配置到第2位置的阀芯主体112(参照图4C)靠反轴向Dx2侧的位置。
另外，在比第1驱动电流大且比第2电流小的第3电流施加于驱动部16的情况下，阀芯主体112配置于图4B所示的第3位置(即中立位置)。在该情况下，出口孔143未与出口端口132连通，且入口孔144未与入口端口131连通。由此，阀芯孔141与入口端口131和出口端口132这两者之间被阻断，阀芯孔141内的压力油和阀孔121内的压力油的压力基本上既不降低也不增大，而是被维持。
如此，对于正的类型的阀部15，在施加于驱动部16的驱动电流较小且推杆30的推力是零(0)或较弱的情况下，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的向排液部T排出的量增加，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力降低。另一方面，在施加于驱动部16的驱动电流较大且推杆30的推力较强的情况下，从油压源P向阀孔121内和阀芯孔141内供给的压力油的量增加，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力上升。并且，在施加于驱动部16的驱动电流处于中间的范围且阀芯主体112配置于图4B所示的中立位置的情况下，阀孔121以及阀芯孔141与油压源P以及排液部T之间的流路被阻断，压力油的相对于阀孔121内和阀芯孔141内的供给和排出停止。
呈现上述的特性的正的类型的阀部15按照以下的机理将所期望压力的压力油从控制孔145送出。
即，根据压力油的所期望压力而预先确定好的值的驱动电流被阀控制器17(特别是驱动电流供给部54)施加于驱动部16。由此，驱动部16的推杆30使阀芯主体112向正轴向Dx1移动而配置于第2位置(参照图4C)，出口孔143与出口端口132之间被阻断，并且使入口孔144与入口端口131连通。因此，来自油压源P的压力油被向阀芯孔141和阀孔121供给，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力上升。
然后，若在施加于驱动部16的驱动电流的大小被维持着的状态下使阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力比所期望压力大，则阀芯主体112向反轴向Dx2移动而配置于第1位置(参照图4A)。由此，入口孔144与入口端口131之间被阻断，并且出口孔143与出口端口132连通，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力降低。
然后，若在施加于驱动部16的驱动电流的大小被维持着的状态下使阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力比所期望压力小，则阀芯主体112向正轴向Dx1移动而再次配置于第2位置(参照图4C)。由此，出口孔143与出口端口132之间被阻断，并且入口孔144与入口端口131连通，阀芯孔141内的压力油的压力再次上升。
如此，在根据压力油的所期望压力而预先确定好的值的驱动电流持续地施加到驱动部16的状态下，阀芯主体112反复进行在第2位置(参照图4C)与第1位置(参照图4A)之间的移动，从而反复进行压力油相对于阀芯孔141的供给和排出。由此，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力被保持在所期望压力，所期望压力的压力油从控制孔145流出而向液压致动器A供给。
[负的类型的电磁比例阀]
对于以下说明的负的类型的阀部15，对与上述的正的类型的阀部15(参照图4A～图4C)相同或同样的结构标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。
图5A～图5C是表示负的类型的阀部15的概略结构的剖视图。图5A表示驱动电流未向驱动部16流动的非励磁状态，图5B表示阀芯主体112配置于中立位置的状态，图5C表示比较大的驱动电流向驱动部16流动的状态。
本实施方式的阀孔121的小径孔部123与大径孔部122相邻地设置，且配置于比大径孔部122靠正轴向Dx1侧的位置。虽然在图5A～图5C中并未明确地示出，但大径孔部122和小径孔部123分别形成封闭的空间，该空间被从油压源P供给的压力油充满。此外，小径孔部123经由输出端口134与液压致动器A连通。
阀芯主体112的一端侧配置于大径孔部122，阀芯主体112的另一端侧配置于小径孔部123。在配置于大径孔部122的阀芯主体112的一端侧设有具有与大径孔部122的径相对应的外径的大径阀芯部147。在配置于小径孔部123的阀芯主体112的另一端侧设有具有与小径孔部123的径相对应的外径的小径阀芯部146。
在阀芯主体112的一端侧和另一端侧中的一者形成有控制孔145，在另一者形成有连接孔142。另外，在阀芯主体112的小径阀芯部146形成有出口孔143和入口孔144。
连接孔142在大径孔部122开口，无论阀芯主体112的轴向Dx的位置如何，所述连接孔142都使大径孔部122和阀芯孔141相互连通。另外，根据阀芯主体112的轴向Dx的位置，出口孔143朝向出口端口132或阀主体111的内壁面(特别是形成小径孔部123的内壁面)开口，入口孔144朝向入口端口131或阀主体111的内壁面(特别是形成小径孔部123的内壁面)开口。
控制孔145在正轴向Dx1上开口，经由阀孔121(特别是小径孔部123)与输出端口134连通。如此，经由输出端口134与液压致动器A连接的小径孔部123经由连接孔142和控制孔145中的一者(在图5A～图5C中，是“控制孔145”)与阀芯孔141连通。另外，大径孔部122经由连接孔142和控制孔145中的另一者(在图5A～图5C中，是“连接孔142”)与阀芯孔141连通。因而，大径孔部122和小径孔部123经由阀芯孔141、连接孔142以及控制孔145相互连通，大径孔部122内的压力油的压力、小径孔部123内的压力油的压力以及阀芯孔141内的压力油的压力彼此相等。
驱动部16的可动部25(特别是推杆30)将阀芯主体112向正轴向Dx1推压，对阀芯主体112的推压力根据驱动电流可变。按压部114将阀芯主体112(在本实施方式中，小径阀芯部146)向反轴向Dx2按压。
对于上述的负的类型的阀部15，也在阀芯主体112的两端部间设有受压面积差，通过使起因于该受压面积差的油压力、驱动部16的推进力以及按压部114的按压力相互平衡，从而能够将所期望压力的压力油从控制孔145朝向液压致动器A送出。
即，由于填充到阀孔121和阀芯孔141的压力油而向正轴向Dx1受力的阀芯主体112的表面积与由于该压力油而向反轴向Dx2受力的阀芯主体112的表面积不同。具体而言，由于压力油而向正轴向Dx1受力的阀芯主体112的表面积比由于压力油而向反轴向Dx2受力的阀芯主体112的表面积大。
因此，压力油对阀芯主体112向正轴向Dx1带来的力F1与压力油对阀芯主体112向反轴向Dx2带来的力F2不同，对于图5A～图5C所示的阀部15，“F1>F2”的关系成立。因而，阀芯主体112由于填充到阀孔121和阀芯孔141的压力油而向正轴向Dx1受力。具体而言，由“F0＝F1-F2”导出的力F0由于压力油而向正轴向Dx1作用于阀芯主体112。
将阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力以“Ph”表示，将由于阀孔121内和阀芯孔141内的压力油而向正轴向Dx1受力的阀芯主体112的表面积S1与由于该压力油而向反轴向Dx2受力的阀芯主体112的表面积S2之差以“Un(＝S1-S2)”表示，将驱动部16向正轴向Dx1对阀芯主体112赋予的力以“Fd”表示，将按压部114向反轴向Dx2对阀芯主体112赋予的力以“Fsp”表示，在上述情况下，以下的关系式2成立。
[关系式2]Fd＝Fsp-Ph×Un
对于实际的阀部15，上述的“Un”基本上被设定成固定值。另外，对于根据阀芯主体112的轴向Dx的位置而进行相对于阀芯孔141和阀孔121的压力油的供给和排出的本实施方式的阀部15，上述“Fsp”取某一范围内的值。因此，如从上述关系式2也可知的那样，随着由驱动部16向阀芯主体112赋予的力“Fd”的增大，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力“Ph”降低。因而，通过利用阀控制器17对施加于驱动部16的驱动电流值进行控制，并对驱动部16向阀芯主体112赋予的力(Fd)进行调整，从而，能够将具有所期望的压力的压力油从控制孔145经由小径孔部123和输出端口134向液压致动器A送出。
接着，对上述的负的类型的阀部15的特性进行说明。
在电流未施加于驱动部16的情况或第1驱动电流被施加于驱动部16的情况下，阀芯主体112配置于图5A所示的第1位置。在该情况下，阀芯孔141经由入口孔144与入口端口131连通，阀芯孔141内的压力油和阀孔121内的压力油的压力增大。
另外，在比第1驱动电流大的第2电流施加于驱动部16的情况下，阀芯主体112被驱动部16的推杆30向正轴向Dx1推压，而配置于图5C所示的第2位置。在该情况下，阀芯孔141经由出口孔143与出口端口132连通，阀芯孔141内的压力油和阀孔121内的压力油的压力降低。此外，对于本实施方式的阀部15，配置到第1位置的阀芯主体112(参照图5A)位于比配置到第2位置的阀芯主体112(参照图5C)靠反轴向Dx2侧的位置。
另外，在比第1驱动电流大且比第2电流小的第3电流施加于驱动部16的情况下，阀芯主体112配置于图5B所示的第3位置。在该情况下，出口孔143未与出口端口132连通且入口孔144未与入口端口131连通，阀芯孔141内的压力油和阀孔121内的压力油的压力基本上既不降低也不增大，而是被维持。
如此，对于负的类型的阀部15，在施加于驱动部16的驱动电流较小且推杆30的推力是零(0)或较弱的情况下，从油压源P向阀孔121内和阀芯孔141内供给的压力油的量增加，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力上升。另一方面，在施加于驱动部16的驱动电流较大且推杆30的推力较强的情况下，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的向排液部T排出的量增加，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力降低。并且，在施加于驱动部16的驱动电流处于中间的范围且阀芯主体112配置于图5B所示的中立位置的情况下，阀孔121以及阀芯孔141与油压源P以及排液部T之间的流路被阻断。由此，压力油的相对于阀孔121内和阀芯孔141内的供给和排出停止，阀孔121内和阀芯孔141内的压力油的压力被维持。
呈现上述的特性的负的类型的阀部15按照以下的机理，所期望压力的压力油从控制孔145送出。
即，在阀孔121内和阀芯孔141内被压力油充满着的状态下，根据压力油的所期望压力而预先确定好的值的驱动电流被施加于驱动部16。由此，驱动部16的推杆30使阀芯主体112向正轴向Dx1移动而配置于第2位置(参照图5C)，入口孔144与入口端口131之间被阻断，并且出口孔143与出口端口132连通。由此，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力降低。
然后，若在施加于驱动部16的驱动电流的大小被维持着的状态下使阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力比所期望压力小，则阀芯主体112向反轴向Dx2移动而配置于第1位置(参照图5A)。由此，出口孔143与出口端口132之间被阻断，并且入口孔144与入口端口131连通，来自油压源P的压力油被向阀芯孔141和阀孔121供给，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力上升。
然后，若在施加于驱动部16的驱动电流的大小被维持着的状态下使阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力比所期望压力大，则阀芯主体112向正轴向Dx1移动，入口孔144与入口端口131之间被阻断，并且出口孔143与出口端口132连通。由此，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力再次降低。
如此，在根据压力油的所期望压力而预先确定好的值的驱动电流持续地施加到驱动部16的状态下，阀芯主体112反复进行在第2位置(参照图5C)与第1位置(参照图5A)之间的移动，从而反复进行压力油相对于阀芯孔141的供给和排出。由此，阀芯孔141内和阀孔121内的压力油的压力被保持在所期望压力，所期望压力的压力油从控制孔145流出而向液压致动器A供给。
[应用例]
上述的阀构造体10能够搭载于各种机械，特别是能够恰当地搭载于液压挖掘机等建筑机械。
图6是表示液压挖掘机210的典型的结构例的概略的外观图。一般而言，液压挖掘机210具备：下部架244，其具备履带；上部架245，其设置成能够相对于下部架244回转；动臂247，其安装于上部架245；斗杆248，其安装于动臂247；以及铲斗249，其安装于斗杆248。作为致动器的液压缸267、268、269是动臂用、斗杆用、铲斗用的液压缸，分别驱动动臂247、斗杆248和铲斗249。来自回转马达246的旋转驱动力被向上部架245传递，以利用回转马达246使上部架245回转。另外，来自行进马达251的旋转驱动力被向下部架244的履带传递，以利用行进马达251驱动履带被而使液压挖掘机210行进。
对于该液压挖掘机210，液压缸267、268、269、回转马达246以及行进马达251均与图4A～图5C所示的液压致动器A相对应。因而，能够将与液压缸267、268、269、回转马达246以及行进马达251分别对应的多个阀构造体10设置于油路中的恰当的部位。在该情况下，能够将所期望压力的压力油向液压缸267、268、269、回转马达246以及行进马达251分别供给。
接着，对使用了上述的阀构造体10的控制结构的典型例进行说明。如上述那样具备驱动部16和阀控制器17的阀构造体10能够应用于各种形态。
例如，也可以是，如图7所示那样将多个阀控制器17与综合控制器18连接，由综合控制器18综合地控制这些阀控制器17。在该情况下，各阀控制器17具备驱动电流供给部54，因此，综合控制器18也可以不具备驱动电流供给部54。因此，即使是将新的阀构造体10(阀控制器17)与现有的综合控制器18连接的情况下，也无需针对现有的综合控制器18增设驱动电流供给部54。因此，能够简单且以低成本向现有的机械新导入上述的阀构造体10。
另外，如图8所示，也可以借助配线N将多个阀控制器17之间相互连接。在该情况下，即使未设置综合控制器18，也能够借助配线N在阀控制器17之间进行信息的收发，各阀控制器17能够基于这样的信息来控制所对应的驱动部16。因而，针对未设置综合控制器18(参照图7)的机械也能够简单且以低成本新导入上述的阀构造体10。此外，即使是如图8所示那样将多个阀控制器17之间相互连接的情况下，也可以设置图7所示那样的综合控制器18。
[变形例]
例如，如图9所示，也可以是，阀控制器17在放射方向Dr上设置于相对于基准轴线Ax和驱动部16(特别是可动部25)偏离了的位置。在该情况下也是，驱动部16的可动部25根据驱动电流而在基准轴线Ax上移动，且阀控制器17由驱动部16支承。即，对于图9所示的阀构造体10，阀控制器17借助阀外壳20由驱动部16支承，驱动部16和阀控制器17在物理上一体地构成。由此，能够防止阀构造体10的轴向Dx上的大型化。
另外，在图4A～图5C中示出有由用于将所期望压力的压力油向液压致动器A供给的电磁比例阀构成的阀部15，但阀部15也可以由具有其他功能的阀构成。例如，也可以由能够根据向驱动部16供给的驱动电流而切换油路内的压力油的流动方向的换向阀构成阀部15。例如，阀部15也可以由滑阀式的换向阀构成，该滑阀式的换向阀能够根据驱动电流来控制推杆30(可动部25)的突出量，从而对阀芯主体的位置进行调整而切换压力油的流动方向。此外，这样的换向阀的典型的构造是已知的，因此，省略图示。
本发明并不限定于上述的实施方式和变形例。例如，既可以对上述的实施方式和变形例的各要素施加各种变形，也可以将实施方式和变形例部分地组合。另外，由本发明起到的效果也并不限定于上述的效果，能够发挥与具体的结构相应的特有的效果。

Claims (10)

1.一种阀构造体，其中，
该阀构造体具备：
阀部；
驱动部，其根据驱动电流驱动所述阀部；以及
阀控制器，其由所述驱动部支承，并控制向所述驱动部供给的所述驱动电流。
2.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述驱动部包括根据所述驱动电流而在基准轴线上移动的可动部，
所述阀控制器设置于在与所述基准轴线平行的方向上相对于所述驱动部偏离了的位置。
3.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述驱动部包括根据所述驱动电流而在基准轴线上移动的可动部，
所述阀控制器设置于在与所述基准轴线成直角的放射方向上相对于所述驱动部偏离了的位置。
4.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述阀控制器配置于密闭空间。
5.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述驱动部包括：供所述驱动电流流动的电磁体；以及柱塞，其根据由该电磁体带来的磁力而移动。
6.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述阀部包括由所述驱动部驱动的阀芯。
7.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述阀控制器根据从其他控制器输入的驱动信号向所述驱动部供给所述驱动电流。
8.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
所述阀控制器根据从传感器输入的检测信号向所述驱动部供给所述驱动电流。
9.根据权利要求1所述的阀构造体，其中，
在收纳所述驱动部的阀外壳的径向的宽度的范围内，所述阀控制器收纳于所述阀外壳内。
10.一种建筑机械，其中，
该建筑机械具备权利要求1～9中任一项所述的阀构造体。
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