CN113544390A - 流量控制阀 - Google Patents

Abstract

主阀(43)的主阀节流部(53)由经由主阀(43)的内部将入口侧流路(25)与出口侧流路(27)连通的横向孔(53A)、以及经由主阀(43)的外周部将入口侧流路(25)与出口侧流路(27)连通的槽部(53C)构成。槽部(53C)配置成，从槽部(53C)喷出的工作流体改变从横向孔(53A)喷出的工作流体的流动的方向。该情况下，从横向孔(53A)喷出的工作流体(F2)的流动的方向通过从槽部(53C)喷出的工作流体(F1)改变为接近与主阀(43)的中心轴线平行的方向。

Description

流量控制阀

技术领域

本公开涉及例如设于工程机械的液压回路且对从液压泵向驱动器供给的工作油的流量进行控制的流量控制阀。

背景技术

在液压挖掘机、液压起重机、轮式装载机等工程机械的液压回路设有具有流量控制功能的座阀型的流量控制阀。这种流量控制阀通过可变地控制设于先导阀的先导节流部的开口量，来控制主阀的位移量，以使设于主阀的反馈节流部的开口量与先导节流部的开口量对应。由此，能够可变地控制设于主阀的主阀节流部的开口量，将从入口侧流路流向出口侧流路的流量控制为所希望的值。

例如，在先导阀向先导节流部的开口量变小的一侧变化的情况下，主阀的背压室的压力接近入口侧流路的压力。因此，根据背压的上升来对主阀给与闭阀方向的力，主阀向闭阀方向位移。另一方面，伴随主阀的闭阀方向的位移，反馈节流部的开口量减少，因此背压室的压力接近出口侧流路的压力，根据背压的减少来对主阀给与开阀方向的力。该位置反馈作用的结果，主阀在“入口侧流路与出口侧流路的压力产生的开阀方向的力”与“背压与弹簧产生的闭阀方向的力”平衡的位置停止。

在此，在专利文献1中，记载有具备单向阀(主阀)的滑阀。专利文献1的单向阀(主阀)在前端部设有小径部和尖细部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－017273号公报(专利第4463028号公报)

发明内容

另外，图8表示比较例的流量控制阀的主阀100。该主阀100的主阀节流部101由设于主阀100的前端部的横向孔101A和固定节流部101B构成。该情况下，由横向孔101A产生的流体力有使主阀100的位移特性恶化的可能性。即，如图8所示，当主阀100的位移最大，而且横向孔101A的开口量最大时，通过主阀节流部101的喷流如箭头A所示那样，成为与主阀100的中心轴线正交的方向的流动。因此，主阀100向开阀方向作用流体力。并且，在从该状态减少先导节流部的开口量以使主阀100向闭阀方向位移时，与不产生上述那样的开阀方向的流体力的情况比较，存在主阀100的开始关闭的位移特性延迟的可能性。

另外，若主阀100开始向闭阀方向位移，则横向孔101A的开口量变小，穿过主阀节流部101的喷流在与主阀100的中心轴线平行的方向的流动上变化。即，随着主阀100向闭阀方向位移，如图8中箭头B所示，喷流的角度变小，喷流的流动在与主阀100的中心轴线平行的方向的流动上变化。由此，作用于主阀100的开阀方向的流体力减少，主阀100处于进一步向闭阀方向位移的倾向。通过重复该相互作用，主阀100急剧位移，有位移特性恶化的可能性。即，比较例的主阀100如后述的图6中虚线(特性线102)所示，存在成为开始关闭的位移延迟，而且在位移的中途急剧位移的特性的可能性。

针对于此，专利文献1的单向阀(主阀)的节流部由设于前端部的小径部和尖细部构成。根据该技术，认为通过调整小径部与尖细部的相对关系，能够进行主阀节流部的开口量与流体力的调整。但是，与上述的比较例的情况相同地产生通过主阀节流部的喷流的方向伴随主阀的位移而变化的现象。因此，认为难以充分降低流体力的影响。另外，由于开口量与流体力具有密切相关的关系性，因此认为也难以决定满足开口量与流体力这双方的形状。

另一方面，作为用于使流体力降低的一般的对策，认为通过增大主阀的受压直径来增大作用于主阀的受压力，从而能够相对减小流体力的比率。但是，该情况下，有导致部件的大型化、且制造成本增加的可能性。除此以外，这种技术难以应用于已经制作好的现有产品。

本发明的一个实施方式的目的在于提供一种流量控制阀，其降低流体力的影响并提高主阀的位移特性，能够容易地进行主阀节流部的开口量与流体力的调整，而且能够小型化。

本发明的一个实施方式是一种流量控制阀，具备：壳体；先导壳体；主阀室，其设于上述壳体；主阀，其能够滑动地设于上述主阀室，且具有阀部；主阀座，其设于上述主阀室的一端侧，通过上述主阀的阀部离座或落座来将工作流体连通、断开；入口侧流路，其对上述主阀给与离开上述主阀座的方向的压力，并且从上述主阀室的外部向上述主阀室的内部导入工作流体；出口侧流路，其在上述主阀离开上述主阀座时，从上述主阀室的内部向上述主阀室的外部导出工作流体，并且针对上述主阀给与离开上述主阀座的方向的压力；背压室，其设于上述主阀室的另一端侧，针对上述主阀给与接近上述主阀座的方向的压力；反馈流路，其设于上述主阀，将上述入口侧流路与上述背压室连通；先导流路，其设于上述壳体及上述先导壳体，将上述背压室与上述出口侧流路连通；主阀节流部，其设于上述主阀，伴随上述主阀离开上述主阀座的方向的位移而使上述入口侧流路与上述出口侧流路之间的开口量增大；反馈节流部，其设于上述反馈流路与上述背压室之间，伴随上述主阀离开上述主阀座的方向的位移而使上述反馈流路与上述背压室之间的开口量增大；先导阀，其能够滑动地设于上述先导壳体；以及先导节流部，其设于上述先导阀，伴随上述先导阀的位移而使上述先导流路的开口量减少或者增大，上述流量控制阀具有通过根据上述先导节流部的开口量来控制上述主阀的位移量，从而可变地控制从上述入口侧流路流向上述出口侧流路的流量的流量控制功能，上述流量控制阀的特征在于，上述主阀节流部由经由上述主阀的内部而将上述入口侧流路与上述出口侧流路连通的横向孔、以及经由上述主阀的外周部而将上述入口侧流路与上述出口侧流路连通的槽部构成，上述槽部在上述壳体与上述主阀的外周之间作为在上述主阀的轴向与上述横向孔连通的连通路而形成。

根据本发明的一个实施方式，降低流体力的影响并提高主阀的位移特性，能够容易地进行主阀节流部的开口量与流体力的调整，而且能够小型化。

即，主阀节流部由横向孔和槽部构成。并且，通过槽部的喷流与通过横向孔的喷流碰撞。此时，从横向孔喷出的工作流体的流动的方向通过从槽部喷出的工作流体而改变为接近与主阀的中心轴线平行的方向。因此，不依赖于主阀的位移以及主阀节流部的开口量，能够在横向孔开口的状态下使通过主阀节流部的喷流的方向接近与主阀的中心轴线平行的方向。由此，在主阀的位移最大、且横向孔的开口量最大时，能够降低作用于主阀的开阀方向的流体力，能够抑制开始关闭的位移特性延迟。另外，在主阀向闭阀方向位移时，能够降低开阀方向的流体力的减少程度，能够抑制主阀急剧地位移。

并且，主阀节流部的开口量受“横向孔”和“由壳体形成的圆筒面状的开口部”限制。另一方面，流体力能够根据“槽部”和“与由壳体形成的主阀的中心轴线正交的方向的剖面的开口部”来调整。因此，能够独立地调整主阀节流部的开口量与流体力，能够容易地进行主阀节流部的开口量与流体力的调整。除此以外，由于也不需要增大主阀的受压直径，因此能够小型化。而且，仅通过对现有产品也实施追加的加工就能够实施。

附图说明

图1是表示将实施方式的流量控制阀应用于液压挖掘机的液压回路的情况的整体结构图。

图2是表示图1中的流量控制阀以及方向控制阀的纵剖视图。

图3是放大表示图2中的(III)部的纵剖视图。

图4是表示开阀的状态的主阀的与图3相同位置的纵剖视图。

图5是表示主阀的立体图。

图6是表示先导阀位移量、先导阀开口量与主阀位移量的关系的特性线图。

图7是表示变形例的主阀的立体图。

图8是表示比较例的主阀的纵剖视图。

具体实施方式

以下，以将实施方式的流量控制阀应用于液压挖掘机的液压回路的情况为例，参照图1至图7进行详细说明。

图1至图6表示实施方式。在图1中，作为工程机械的代表例的液压挖掘机1构成为包括：能够自行的履带式的下部行驶体2；能够旋转地搭载于下部行驶体2上的上部回转体3；能够俯仰动作地设于上部回转体3的前部侧且进行挖掘作业等的多关节构造的作业装置4。该情况下，下部行驶体2和上部回转体3构成液压挖掘机1的车体。

作业机或者也被称为前面部的作业装置4例如构成为包括起重臂5、悬臂6、作为作业工具的铲斗7。另外，作业装置4构成为包括作为驱动起重臂5的液压驱动器(液压促动器)的起重臂缸8、作为驱动悬臂6的液压驱动器的悬臂缸9、作为驱动铲斗7的液压驱动器的铲斗缸10(作业工具缸)。作业装置4通过基于来自液压泵11的压力油的供给使作为液压缸的缸8、9、10伸长或者缩小来进行俯仰动作。此外，在图1中，为了避免附图变得复杂，主要示出与起重臂缸8和悬臂缸9相关的液压回路。

搭载于液压挖掘机1的上部回转体3的主要的液压泵11与油箱12一起构成液压源。液压泵11例如通过柴油发动机等原动机(未图示)驱动而旋转。液压泵11吸入油箱12内的工作油而朝向泵管路13以及中心旁通管路14喷出(供给)压力油。喷出到泵管路13以及中心旁通管路14的压力油经由起重臂用方向控制阀16向起重臂缸8供给，且经由悬臂用方向控制阀18向悬臂缸9供给。另外，在起重臂用方向控制阀16以及悬臂用方向控制阀18与油箱12之间设有油箱管路15，该油箱管路15例如用于使来自起重臂缸8以及悬臂缸9的返回油向油箱12侧回流。

在此，在泵管路13的中途设有分支管路13A、13B。一方的分支管路13A经由后述的流量控制阀33而与悬臂用方向控制阀18的高压侧端口(即、图2中所示的后述的出口侧流路27)连接。另一方的分支管路13B与后述的起重臂用方向控制阀16的高压侧端口连接。此外，泵管路13和油箱管路15经由另外的分支管路、另外的方向控制阀(均未图示)等还与铲斗缸10等连接。

作为起重臂缸8用的方向控制阀的起重臂用方向控制阀16(以下称为起重臂用控制阀16)具有左、右液压先导部16A、16B，始终保持于中立位置(i)。起重臂用控制阀16例如通过从作为液压先导式的操作阀的起重臂用杆操作装置(未图示)针对左、右液压先导部16A、16B供给先导压，来从中立位置(i)切换到切换位置(ii)、(iii)。

一对驱动器管路17A、17B设置在起重臂缸8与起重臂用控制阀16之间。一方的驱动器管路17A将起重臂缸8的底侧油室(未图示)与起重臂用控制阀16的一方的压力油流出流入端口连接。另一方的驱动器管路17B将起重臂缸8的杆侧油室(未图示)与起重臂用控制阀16的另一方的压力油流出流入端口连接。

作为悬臂缸9用的方向控制阀的悬臂用方向控制阀18(以下称为悬臂用控制阀18)具有左、右液压先导部18A、18B，始终保持于中立位置(i)。悬臂用控制阀18例如通过从作为液压先导式的操作阀的悬臂用杆操作装置(未图示)对左、右液压先导部18A、18B供给先导压，来从中立位置(i)切换到切换位置(ii)、(iii)。

一对驱动器管路19A、19B设置在悬臂缸9与悬臂用控制阀18之间。一方的驱动器管路19A将悬臂缸9的底侧油室(未图示)与悬臂用控制阀18的一方的压力油流出流入端口(即、图2中所示的流出流入通路28B)连接。另一方的驱动器管路19B将悬臂缸9的杆侧油室(未图示)与悬臂用控制阀18的另一方的压力油流出流入端口(即、图2中所示的流出流入通路28A)连接。

当悬臂用控制阀18从中立位置(i)切换到切换位置(ii)时，来自液压泵11的压力油经由分支管路13A、后述的流量控制阀33、悬臂用控制阀18、驱动器管路19A向悬臂缸9的底侧油室供给。杆侧油室内的压力油经由驱动器管路19B、悬臂用控制阀18、油箱管路15向油箱12排出。由此，悬臂缸9通过供给至底侧油室的压力油而伸长，使悬臂6向下转动。

当悬臂用控制阀18从中立位置(i)切换到切换位置(iii)时，来自液压泵11的压力油经由分支管路13A、流量控制阀33、悬臂用控制阀18、驱动器管路19B向悬臂缸9的杆侧油室供给。底侧油室内的压力油经由驱动器管路19A、悬臂用控制阀18、油箱管路15向油箱12排出。由此，悬臂缸9通过供给至杆侧油室的压力油而缩小，使悬臂6向上转动。

溢流阀20是设定压可变式的溢流阀。溢流阀20设置在泵管路13以及中心旁通管路14与油箱管路15之间。溢流阀20例如若泵管路13内的压力上升为设定压以上则开阀，使此时的过剩压向油箱管路15侧溢流。溢流阀20具有压力设定用弹簧20A以及先导油室20B等，压力设定用弹簧20A的设定压力根据从外部向先导油室20B供给的先导压而变化。由此，溢流阀20成为溢流设定压能够在低压设定与高压设定之间调整为两阶段或者三阶段以上的多阶段的结构。

控制阀装置21构成为包括悬臂用控制阀18和后述的流量控制阀33。如图2所示，控制阀装置21具有与悬臂用控制阀18和流量控制阀33共用的阀壳22。该情况下，阀壳22构成为包括：壳体23，其收放悬臂用控制阀18的阀柱29及流量控制阀33的主阀43；以及先导壳体36，其收放流量控制阀33的主阀43及先导阀55。这些壳体23和先导壳体36分别为独立部件而分别形成。并且，通过在壳体23安装先导壳体36，从而构成成为一个(一体或者共用)壳体的阀壳22。

以下，对控制阀装置21的悬臂用控制阀18进行说明。此外，在图2中，示出中立位置(i)的状态的悬臂用控制阀18。

悬臂用控制阀18是控制从液压泵11向悬臂缸9供给的压力油的方向的滑阀装置。悬臂用控制阀18构成为包括：壳体23；阀柱滑动孔24；入口侧流路25；出口侧流路27；一对流出流入通路28A、28B；阀柱29；左、右盖体30A、30B；限位器31；以及弹簧32。壳体23与先导壳体36一起构成控制阀装置21的阀壳22。在壳体23形成有阀柱滑动孔24、入口侧流路25、出口侧流路27、一对流出流入通路28A、28B。

阀柱滑动孔24沿壳体23的左、右方向(图2的左、右方向、后述的阀柱29滑动的轴向)贯通并在直线上延伸。在阀柱滑动孔24的周壁侧形成有第一环状油槽24A、24B、第二环状油槽24C、24D、以及第三环状油槽24E、24F。第一环状油槽24A、24B相互在左、右方向上分离地设置在阀柱滑动孔24的轴向的中央侧。第二环状油槽24C、24D相互在左、右方向上分离地设置在比第一环状油槽24A、24B更靠阀柱滑动孔24的轴向外侧的位置。第三环状油槽24E、24F相互在左、右方向上分离地设置在比第二环状油槽24C、24D更靠阀柱滑动孔24的轴向外侧的位置。

第一环状油槽24A、24B作为整体而由形成为倒U字状的出口侧流路27相互连通。当阀柱29从图2所示的中立位置向左、右方向位移时，第一环状油槽24A、24B相对于第二环状油槽24C、24D连通、断开。第二环状油槽24C、24D经由左、右流出流入通路28A、28B而总是与一对驱动器管路19A、19B连通。第三环状油槽24E、24F经由各油箱管路15而总是与油箱12连通。当阀柱29从图2所示的中立位置向左、右方向位移时，第三环状油槽24E、24F相对于第二环状油槽24C、24D连通、断开。

入口侧流路25设于从阀柱滑动孔24沿径向分离的位置。该情况下，入口侧流路25沿与阀柱滑动孔24正交的方向(图2的表、背方向)延伸。入口侧流路25经由泵管路13(更具体而言，经由分支管路13A)而与液压泵11连接。出口侧流路27在连通孔26的位置与入口侧流路25交叉，作为整体而以倒U字状延伸。出口侧流路27将相互分离地设置的第一环状油槽24A、24B连通。

连通孔26配置在隔着出口侧流路27而与后述的阀芯滑动孔34对置的位置。连通孔26以使入口侧流路25与出口侧流路27交叉的方式连通。连通孔26与后述的阀芯滑动孔34以及先导壳体36的凹部37一起构成主阀室42。并且，在出口侧流路27与连通孔26的交叉部位设有供后述的主阀43离座或落座的作为环状阀座的锥形状的主阀座46。

一对流出流入通路28A、28B以隔着出口侧流路27以及阀芯滑动孔34的方式在壳体23的左、右方向上分离地设置。一对流出流入通路28A、28B构成悬臂用控制阀18的压力油流出流入端口。即，一对流出流入通路28A、28B经由驱动器管路19A、19B而与悬臂缸9(的杆侧油室、底侧油室)连接。

阀柱29嵌插于壳体23的阀柱滑动孔24内。阀柱29根据从外部供给至液压先导部18A、18B的先导压而在阀柱滑动孔24内沿左、右方向滑动位移。由此，图1所示的悬臂用控制阀18从中立位置(i)切换到左、右的切换位置(ii)、(iii)。

如图2所示，阀柱29具有使第二环状油槽24C、24D选择性与第一环状油槽24A、24B和第三环状油槽24E、24F的任一方连通、断开的切换区29A、29B。在切换区29A、29B，分别在周向上分离地形成有多个凹口29A1、29B1，该凹口29A1、29B1用于对压力油的流量进行微调。

在此，当阀柱29向图2的左方向滑动位移时，阀柱29的切换区29A使第一环状油槽24A与第二环状油槽24C连通。伴随于此，阀柱29的切换区29B使第一环状油槽24B相对于第二环状油槽24D断开，并且使第二环状油槽24D与第三环状油槽24F连通。由此，悬臂用控制阀18从图1所示的中立位置(i)切换到右侧的切换位置(iii)。

另一方面，当阀柱29向图2中的右方向滑动位移时，阀柱29的切换区29B使第一环状油槽24B与第二环状油槽24D连通。伴随于此，阀柱29的切换区29A使第一环状油槽24A相对于第二环状油槽24C断开，并且使第二环状油槽24C与第三环状油槽24E连通。由此，悬臂用控制阀18从图1所示的中立位置(i)切换到左侧的切换位置(ii)。

左、右的盖体30A、30B与阀柱29一起构成悬臂用控制阀18。盖体30A、30B位于阀柱滑动孔24的轴向(左、右方向)两侧并安装于壳体23。盖体30A、30B封闭阀柱滑动孔24的两端侧。右侧的盖体30B形成为比左侧的盖体30A更长的尺寸，在该右侧的盖体30B内设有定中用的弹簧32。在盖体30A、30B的内侧设有液压先导部18A、18B。从操作阀(杆操作装置)向液压先导部18A、18B供给先导压。悬臂用控制阀18的阀柱29根据此时的先导压在阀柱滑动孔24内沿图2的左、右方向滑动位移。

限位器31与该阀柱29一体地设置在阀柱29的右侧。限位器31能够位移地配置在盖体30B内，具有在盖体30B内沿轴向延伸的轴部31A。当阀柱29向图2的右方向位移时，限位器31限制阀柱29的行程终点。

弹簧32是用于将阀柱29保持在中立位置的定中用的弹簧。弹簧32位于限位器31的轴部31A的外周侧，并以预先给与初始载荷的状态配设在阀柱29的端面与限位器31之间。当来自液压先导部18A、18B的先导压下降至油箱压力水平时，弹簧32将阀柱29保持在中立位置。

接着，对控制阀装置21的流量控制阀33进行说明。此外，在图2以及图3中，示出主阀43闭阀的状态，在图4中，示出主阀43最大开口的最大流量的状态。

流量控制阀33是进行向悬臂缸9供给的压力油的流量的调整的提升阀装置。流量控制阀33具备壳体23、先导壳体36、主阀室42、主阀43、主阀座46、入口侧流路25、出口侧流路27、背压室47、反馈流路49、先导流路50、主阀节流部53、反馈节流部54、先导阀55、以及先导节流部56。

壳体23与先导壳体36一起构成流量控制阀33的壳体。在壳体23，除了入口侧流路25、连通孔26、出口侧流路27以外，还形成有阀芯滑动孔34、分支通路35。

阀芯滑动孔34配置在隔着连通孔26以及出口侧流路27而与入口侧流路25相反的一侧，形成为带台阶孔。阀芯滑动孔34在先导壳体36与出口侧流路27之间沿与阀柱滑动孔24正交的方向(图2的上、下方向)延伸。阀芯滑动孔34与连通孔26以及先导壳体36的凹部37一起构成主阀室42。并且，、主阀43能够位移地嵌插(嵌合)在主阀室42内。

分支通路35是从出口侧流路27的中途分支的油路。分支通路35总是与先导壳体36侧的第二通路40连通。分支通路35与第二通路40、以及设于先导壳体36的别的通路即第一通路39一起构成先导流路50。

先导壳体36与壳体23一起构成流量控制阀33的壳体(阀壳22)。先导壳体36以从外侧封闭壳体23的阀芯滑动孔34的方式设于壳体23的外侧面。在先导壳体36设有：收放后述的主阀43以及阀弹簧48的凹部37；收放后述的先导阀55等的阀收放孔38；将该阀收放孔38与凹部37之间连通的第一通路39；在壳体23的分支通路35与阀收放孔38之间斜向地倾斜延伸并通过先导阀55相对于第一通路39连通、断开的第二通路40；以及先导压的供排端口41。供排端口41与由阀收放孔38的内面和先导阀55划分成的先导室57连接。

主阀室42设于壳体23以及先导壳体36。主阀室42由壳体23的阀芯滑动孔34以及连通孔26和先导壳体36的凹部37构成，在内部收放主阀43。由此，主阀室42遍及壳体23和先导壳体36这双方来设置。

主阀43能够滑动地设于主阀室42。主阀43成为流量控制阀33的阀芯，并具有阀部44D。该情况下，主阀43构成为包括：带台阶的阀部件44，其嵌插在阀芯滑动孔34内；以及阀保持部件45，其设为与阀部件44的轴向一侧螺纹结合，且能够在与阀部件44之间位移地保持后述的单向阀62。阀保持部件45构成为包括：弹簧座部45A，其将阀弹簧48以压缩安装状态支撑在与先导壳体36的凹部37(的底部)之间；以及保持筒部45B，其形成为有底筒状且以螺纹旋入于阀部件44(后述的带台阶孔部44G的上部侧)内的状态在内侧能够位移地保持单向阀62。在保持筒部45B的内侧收纳有单向阀62和弹簧63。

阀部件44构成为包括：大径部44A，其能够滑动地嵌插在阀芯滑动孔34内；小径筒部44B，其设于该大径部44A的轴向一侧；阀部44D，其经由小径的缩径部44C而一体地形成于大径部44A的轴向另一侧，且外周侧相对于壳体23的主阀座46离座或落座；以及筒状突出部44E，其从该阀部44D的另一侧(前端侧)朝向入口侧流路25沿轴向突出。该情况下，阀部44D也称为座面部，且设于主阀43(阀部件44)。阀部44D通过与主阀座46接触(落座)，来将入口侧流路25与出口侧流路27之间的工作流体的流动断开。

另外，在阀部件44设有：带台阶孔部44G，其从筒状突出部44E的内周侧向缩径部44C、大径部44A、小径筒部44B内朝向轴向一侧(上侧)延伸且在中途部位形成有单向阀62用的阀座44F；径向孔44H，其在该带台阶孔部44G的径向上延伸；以及后述的反馈节流部54。带台阶孔部44G经由筒状突出部44E的内周侧而与入口侧流路25连通。径向孔44H经由反馈节流部54而与后述的背压室47连通。由此，带台阶孔部44G以及径向孔44H构成反馈流路49。另外，在阀部件44的筒状突出部44E设有后述的主阀节流部53。

主阀座46设于主阀室42的一端侧(入口侧流路25侧)。即，主阀座46设于壳体23中的出口侧流路27与连通孔26的交叉部位，构成为锥形状的环状阀座。主阀座46通过主阀43的阀部44D离座或落座来将工作流体连通、断开。

入口侧流路25设于壳体23，且与液压泵11的喷出侧连接。入口侧流路25基于从液压泵11供给的压力油(工作流体)来对主阀43给与离开主阀座46的方向(开阀方向)的压力。伴随于此，入口侧流路25从主阀室42的外部(液压泵11侧)向主阀室42的内部导入工作流体。入口侧流路25面向主阀座46。

出口侧流路27设于壳体23，且与悬臂用控制阀18的阀柱滑动孔24连接。当主阀43离开主阀座46时，出口侧流路27从主阀室42的内部(连通孔26侧)向主阀室42的外部(悬臂用控制阀18的阀柱滑动孔24侧、更详细而言为悬臂缸9侧)导出工作流体。伴随于此，出口侧流路27对主阀43给与离开主阀座46的方向(开阀方向)的压力。出口侧流路27也面向主阀座46。

背压室47设于主阀室42的另一端侧(与入口侧流路25相反的一侧)。背压室47对主阀43给与接近主阀座46的方向(闭阀方向)的压力。即，背压室47是可变地控制主阀43的位移量(提升量)的控制压力室，形成于先导壳体36的凹部37与主阀43之间。并且，背压室47总是与先导壳体36的第一通路39连通。

阀弹簧48位于背压室47内并配设在主阀43(的阀保持部件45)与先导壳体36的凹部37(的底部)之间。阀弹簧48使用螺旋弹簧等而构成，始终向闭阀方向对主阀43(阀保持部件45)施力。主阀43也利用产生于背压室47内的背压(控制压)向闭阀方向按压。

反馈流路49设于主阀43的内部。即，反馈流路49由主阀43(阀部件44)的带台阶孔部44G和径向孔44H构成。该情况下，径向孔44H经由反馈节流部54而与背压室47连通。由此，反馈流路49将入口侧流路25与背压室47连通。

先导流路50设于壳体23以及先导壳体36。即，先导流路50由壳体23的分支通路35、和先导壳体36的第一通路39及第二通路40构成。由此，先导流路50将背压室47与出口侧流路27连通。该情况下，第一通路39构成先导节流部56的成为上游侧的管路的先导节流部上游管路51。第二通路40以及分支通路35构成先导节流部56的成为下游侧的管路的先导节流部下游管路52。

主阀节流部53设于主阀43(更具体而言为阀部件44)的前端侧(入口侧流路25侧)。如后文所述，主阀节流部53由横向孔53A、固定节流部53B、以及槽部53C构成。伴随主阀43的离开主阀座46的方向的位移(图2至图4的向上、下方向的上侧的位移)，主阀节流部53使入口侧流路25与出口侧流路27之间的开口量增大。

反馈节流部54设置在反馈流路49与背压室47之间。反馈节流部54作为可变节流部设于主阀43(阀部件44的大径部44A)的外周面侧。伴随主阀43的离开主阀座46的方向(开阀方向)的位移，反馈节流部54使反馈流路49与背压室47之间的开口量增大。

如图2所示，先导阀55能够滑动地设于先导壳体36。即，先导阀55设为能够滑动地嵌插(嵌合)在先导壳体36的阀收放孔38内。先导阀55构成为具有先导节流部56的滑阀体。先导阀55通过向先导室57导入工作流体进行加压来位移。另外，伴随先导阀55的位移，后述的排泄室59的内部的工作流体从排泄端口59A排出。

先导节流部56设于先导阀55。即，先导节流部56作为可变节流部设于先导阀55的外周面侧。伴随先导阀55的位移，先导节流部56使先导流路50的开口量减少。即，先导节流部56伴随向先导室57的压力油(先导压)的供给，先导阀55越向轴向的一侧(图2的左、右方向的右侧)前进，则越使先导流路50的开口量减少。该情况下，先导节流部56构成为深度恒定的切口。此外，先导节流部例如也可以构成为越向轴向的一侧前进(越远离先导室57)，则深度越深的切口。

盖体58位于阀收放孔38的轴向的一侧并通过螺纹结合安装于先导壳体36。盖体58通过封闭阀收放孔38的一侧来在先导阀55的一侧划分排泄室(弹簧室)59。并且，在盖体58与先导阀55之间，以压缩安装状态设有弹簧60。弹簧60经由垫圈61向开阀方向对先导阀55进行施力。

先导阀55在通过弹簧60配置于图1中所示的连通位置(a)时，经由先导节流部56使作为先导流路50的第一、第二通路39、40之间连通。此时，主阀43的背压室47经由第一、第二通路39、40以及壳体23侧的分支通路35而与出口侧流路27连通，保持为与出口侧流路27相等的压力。由此，主阀43开阀至全开位置。

另一方面，当从外部指令用的远程操作阀(未图示)经由供排端口41向先导室57供给的作为外部指令压的先导压上升至预先决定的预定的压力值以上时，先导阀55抵抗弹簧60而滑动位移，使第一、第二通路39、40之间断开。由此，先导阀55从图1中所示的连通位置(a)抵抗弹簧60而切换到断开位置(b)。此时，主阀43的背压室47相对于第二通路40(出口侧流路27)以最小的开口量连通。由此，主阀43处于最小开口位置。

单向阀62设于反馈流路49。即，单向阀62收放在阀部件44与阀保持部件45之间。单向阀62能够滑动地嵌插在阀保持部件45的保持筒部45B内，始终由弹簧63施力以便落座于阀部件44的阀座44F。即，单向阀用的弹簧63向闭阀方向对单向阀62施力。单向阀62允许工作流体从入口侧流路25向背压室47的流动，阻止(断开)与之相反的流动。即，若从阀部件44的筒状突出部44E侧作用入口侧流路25内的压力，则单向阀62以抵抗弹簧63而从阀座44F离座的方式开阀。由此，入口侧流路25内的压力油经由阀部件44的带台阶孔部44G以及径向孔44H、反馈节流部54而供给至背压室47。这样，单向阀62允许压力油在主阀43内从入口侧流路25朝向背压室47流通，并阻止逆向的流动。即，单向阀62阻止背压室47内的油液经由阀部件44的径向孔44H等朝向带台阶孔部44G、入口侧流路25流通。

这样构成的流量控制阀33具有流量控制功能和载荷检验功能。即，流量控制阀33具有如下流量控制功能：通过根据先导节流部56的开口量来控制主阀43的位移量(提升量、即开口面积)，从而可变地控制从入口侧流路25流向出口侧流路27的流量(流通于悬臂用控制阀18的压力油的流量)。伴随于此，流量控制阀33具有如下载荷检验功能：当入口侧流路25的压力相对于出口侧流路27的压力降低时，利用主阀43和单向阀62阻止从出口侧流路27流向入口侧流路25的工作流体(油液)的流动。

接着，对主阀43的主阀节流部53进行说明。伴随主阀43的轴向的位移(图2至图4的上、下方向的位移)，主阀节流部53调整从入口侧流路25经由连通孔26流向出口侧流路27的压力油的流量(连通孔26相对于出口侧流路27的开口面积)。主阀节流部53由多个(例如八个)横向孔53A、多个(例如四个)固定节流部53B、以及多个(例如八个)槽部53C构成。

横向孔53A设于主阀43的筒状突出部44E。横向孔53A沿主阀43的径向(与主阀43的中心轴线正交的方向)延伸。即，横向孔53A作为在筒状突出部44E的外周侧与内周侧之间贯通的贯通孔而形成于筒状突出部44E。固定节流部53B位于比横向孔53A更靠阀部44D侧并设于主阀43的筒状突出部44E。固定节流部53B沿主阀43的径向(与主阀43的中心轴线正交的方向)延伸，作为直径比横向孔53A小的节流孔而形成于筒状突出部44E。即，固定节流部53B也与横向孔53A相同，在筒状突出部44E的外周侧与内周侧之间贯通。横向孔53A以及固定节流部53B经由主阀43的内部(更具体而言为筒状突出部44E的内部)而将入口侧流路25与出口侧流路27连通。

槽部53C位于比横向孔53A更靠筒状突出部44E的开口侧并设于筒状突出部44E的外周侧。槽部53C经由主阀43的外周部(筒状突出部44E的外周侧)而将入口侧流路25与出口侧流路27连通。槽部53C作为在主阀43的轴向上与横向孔53A连通的连通路而形成于壳体23与主阀43的外周之间。即，槽部53C从筒状突出部44E的开口侧沿主阀43的轴向(与主阀43的中心轴线平行)延伸。槽部53C从筒状突出部44E的开口侧到达横向孔53A。该情况下，槽部53C沿与横向孔53A的中心轴线正交的方向延伸。即，槽部53C配置成，从槽部53C喷出的工作流体改变从横向孔53A喷出的工作流体的流动的方向。该情况下，从横向孔53A喷出的工作流体的流动的方向通过从槽部53C喷出的工作流体而改变为接近与主阀43的中心轴线平行的方向。

即，如图4所示，从槽部53C喷出的工作流体F1与从横向孔53A喷出的工作流体F2碰撞。由此，与图8的喷流A比较，能够使从横向孔53A喷出的工作流体F2接近与主阀43的中心轴线平行的方向。由此，能够降低作用于主阀43的开阀方向的流体力。此外，在实施方式中，槽部53C与横向孔53A设为相同个数。该情况下，槽部53C在主阀43的周向上的位置与横向孔53A一致。即，槽部53C与横向孔53A在主阀43的周向上的位相一致。换言之，槽部53C相对于设有多个的横向孔53A的每一个在主阀43的周围等间隔地设有多个。

具备实施方式的流量控制阀33的控制阀装置21具有上述所述的结构，以下对其工作进行说明。

首先，从液压泵11喷出的压力油从泵管路13的分支管路13A流通于壳体23的入口侧流路25、流量控制阀33的主阀43与连通孔26之间(主阀节流部53)并流向出口侧流路27。通过将悬臂用控制阀18从中立位置(i)切换到切换位置(ii)或者(iii)，从而流到出口侧流路27的压力油经由一对驱动器管路19A、19B而相对于悬臂缸9供给或排出。

供给至悬臂缸9的压力油的流量由流量控制阀33的主阀43中的开口面积与悬臂用控制阀18的阀柱29(切换区29A、29B)的开口面积决定。另外，在断开从壳体23的入口侧流路25朝向出口侧流路27的压力油的流动的情况下，流量控制阀33的主阀43通过使阀部44D落座于壳体23的主阀座46来将两流路25、27之间断开。

在此，在可变地控制从入口侧流路25流向出口侧流路27的流量的情况下，向先导阀55的先导室57供给先导压，由此先导室57被加压，先导阀55朝向图2的右方位移。由此，可变地控制先导阀55的先导节流部56的开口量。并且，例如，在相对于出口侧流路27，入口侧流路25的压力较高的情况下，从入口侧流路25向出口侧流路27产生流动。此时，从入口侧流路25向单向阀62、反馈节流部54、背压室47产生流动，并且从背压室47向先导节流部上游管路51、先导节流部56、先导节流部下游管路52、出口侧流路27也产生流动。

在此，在相对于背压室47与出口侧流路27之间的开口量即先导节流部56的开口量而言，主阀43的开阀方向的位移量较大的情况下，由于反馈节流部54的开口量较大，因此背压室47的压力接近入口侧流路25的压力。由此，主阀43受到背压室47的压力产生的闭阀方向的力而向闭阀方向位移。其结果，伴随主阀43的位移，反馈节流部54的开口量减少，背压室47的压力减小，作用于主阀43的背压室47的压力产生的闭阀方向的力减少。

该位置反馈作用的结果，主阀43在“入口侧流路25与出口侧流路27的压力产生的开阀方向的力”与“背压室47的压力与阀弹簧48产生的闭阀方向的力”平衡的位置停止。由此，主阀43的位移量控制为反馈节流部54的开口量与可变地控制的先导节流部56的开口量对应。并且，伴随于此，通过控制主阀节流部53的开口量，能够可变地控制从入口侧流路25流向出口侧流路27的流量。此时，主阀43成为位移到图4所示那样的位置，使得主阀节流部53的开口量由横向孔53A和固定节流部53B构成。

另一方面，在将从入口侧流路25流向出口侧流路27的流量控制为最小的情况下，先导室57以最大压力被加压，先导阀55位移到最大位移量，先导节流部56的开口量控制为最小。在此，例如，在相对于出口侧流路27而言、入口侧流路25的压力较高的情况下，从入口侧流路25向出口侧流路27产生流动。此时，从入口侧流路25向单向阀62、反馈节流部54、背压室47产生流动，并且从背压室47向先导节流部上游管路51、先导节流部56、先导节流部下游管路52、出口侧流路27也产生流动。

根据上述的位置反馈作用，以反馈节流部54的开口量与先导节流部56的开口量对应的方式，将主阀43的位移量控制为最小。并且，伴随于此，通过将主阀节流部53的开口量控制为最小，能够将从入口侧流路25流向出口侧流路27的流量控制为最小。此时，主阀43成为从图3所示的位置向开阀方向稍微位移的状态，使得主阀节流部53的开口量仅由固定节流部53B构成。

另外，关于载荷检验功能，在相对于出口侧流路27，入口侧流路25的压力较低的情况下，成为从出口侧流路27向入口侧流路25产生逆流的倾向。此时，虽然从出口侧流路27向先导节流部下游管路52、先导节流部56、先导节流部上游管路51、背压室47、反馈节流部54、单向阀62、入口侧流路25产生流动，但该流动由单向阀62断开。由此，背压室47与出口侧流路27的压力相等，因此在主阀43产生背压室47的压力引起的闭阀方向的力，主阀43向闭阀方向位移。由此，主阀43的阀部44D落座于主阀座46，从出口侧流路27流向主阀节流部53、入口侧流路25的流动被断开。其结果，防止从出口侧流路27流向入口侧流路25的逆流，能够起到载荷检验功能。

接着，对图4所示的开阀状态、即主阀43的位移成为最大、主阀节流部53的开口量成为最大的状态进行说明。在该图4所示的开阀状态下，通过主阀节流部53的流路存在两条。一方的流路是从入口侧流路25流向主阀43(筒状突出部44E)的内部、横向孔53A或者固定节流部53B、出口侧流路27的流动。另一方的流路是从入口侧流路25流向主阀43(筒状突出部44E)的外周侧的槽部53C、出口侧流路27的流动。并且，通过槽部53C的喷流(工作流体F1)与通过横向孔53A的喷流(工作流体F2)碰撞。此时，通过横向孔53A(以及固定节流部53B)的喷流(工作流体F2)的方向因通过槽部53C的喷流(工作流体F1)而改变为接近与主阀43的中心轴线平行的方向。

因此，能够在横向孔53A开口的状态下使通过主阀节流部53的喷流的方向接近与主阀43的中心轴线平行的方向。由此，在主阀43的位移最大、横向孔53A的开口量最大时，能够降低作用于主阀43的开阀方向的流体力。在此，图6中的特性线71表示实施方式的“先导阀55的位移量”与“主阀43的位移量”的关系。图6中的特性线102表示图8所示的比较例的“先导阀的位移量”与“主阀100的位移量”的关系。如图6所示，当减小先导节流部56的开口量使得主阀43、100向闭阀方向位移时，在比较例(特性线102)中出现开始关闭的特性延迟的倾向，针对于此，在实施方式(特性线71)中，能够改善该现象。

另外，在主阀43开始向闭阀方向位移而横向孔53A的开口量变小的情况下，槽部53C的开口部也不变化，因此通过槽部53C的喷流的方向不变化。因此，能够保持使通过横向孔53A(以及固定节流部53B)的喷流的方向接近与主阀43的中心轴线平行的方向。由此，能够降低开阀方向的流体力的减少程度。即，如图6所示，当减小先导节流部56的开口量使得主阀43、100向闭阀方向位移时，在比较例(特性线102)中出现在位移的中途急剧位移的倾向，针对于此，在实施方式(特性线71)中能够改善该现象。

并且，主阀节流部53的开口量受“横向孔53A”和“由壳体23形成的圆筒面状的开口部”限制。另一方面，流体力能够根据由“槽部53C”和“由壳体23形成的与主阀43的中心轴线正交的方向的剖面的开口部”来调整。因此，能够独立地调整主阀节流部53的开口量与流体力，能够容易地进行主阀节流部53的开口量与流体力的调整。除此以外，由于也不需要增大主阀43的受压直径，因此能够小型化。而且，仅通过对现有产品也实施追加的加工就能够实施。

另外，根据实施方式，槽部53C在主阀43的周向上的位置与横向孔53A一致。即，槽部53C相对于多个横向孔53A的每一个在主阀43的周围等间隔地设有多个。因此，能够使通过槽部53C的喷流与通过横向孔53A的喷流直接地碰撞。

此外，在上述的实施方式中，以做成设置八个横向孔53A、并且设置与该横向孔53A相同个数的槽部53C的结构的情况为例进行了说明。但是，并不限于此，既可以使横向孔53A与槽部53C的个数比八个更多、也可以比八个更少。另外，在能获得必要的开口量与流体力的特性的范围内，也可以使横向孔53A与槽部53C的个数不同。对于固定节流部53B也相同。

在上述的实施方式中，以做成与多个横向孔53A对应地设置多个的槽部53C的结构的情况为例进行了说明。但是，并不限于此，例如，也可以如图7所示的变形例那样，做成相对于多个横向孔53A设置一个成为槽部的小径部81的结构。即，在图7所示的变形例中，在主阀43的前端侧、更具体而言在筒状突出部44E的前端侧的外周面设有小径部81，该小径部81与设有横向孔53A的部位比较，外径尺寸较小。

这样，在变形例中，槽部由设于主阀43的前端的小径部81构成。即使在这样的变形例中，通过作为槽部的小径部81的喷流也与通过横向孔53A的喷流碰撞，因此与实施方式相同，能够降低作用于主阀43的开阀方向的流体力。而且，根据变形例，能够在主阀43的前端容易地形成槽部(小径部81)。即，与设置多个的槽部的结构比较，能够减少形成槽部的作业的劳力和时间。

在上述的实施方式中，以由壳体23和先导壳体36构成一个(一体或共用)壳体的情况为例进行了说明。但是，并不限于此，例如也可以分离地配置壳体与先导壳体，并且也可以做成在上述壳体与先导壳体之间设置连接管路的结构。该情况下，主阀室设于壳体。即，主阀室除了能够采用如上述的实施方式那样遍及壳体与先导壳体地设置的结构以外，还能够采用设于壳体的结构。总之，主阀室设于壳体与先导壳体中的至少壳体。

在上述的实施方式中，以将先导阀55的先导节流部56做成伴随先导阀55的位移而使先导流路50的开口量减少的结构的情况为例进行了说明。但是，并不限于此，例如，也可以将先导阀的先导节流部做成伴随先导阀的位移而使先导流路的开口量增大的结构。

在上述的实施方式中，以调整从悬臂用控制阀18朝向悬臂缸9供排的压力油的流量的流量控制阀33为例进行了说明。但是，并不限于此，例如，也可以应用于进行从起重臂用控制阀16向起重臂缸8供排的压力油的流量调整的情况的流量控制阀，也能够应用于通过方向控制阀向铲斗缸或其以外的液压驱动器供排压力油的情况的流量控制阀。

在上述的实施方式中，作为工程机械，以液压挖掘机1为例进行了说明。但是，并不限于此，例如，能够广泛应用于轮式装载机、液压起重机、推土机等各种工程机械。另外，流量控制阀33只要是根据主阀43的位移量(提升量)将工作流体的流量可变地控制为从小流量到大流量的结构即可，能够作为各种产业设备、机械设备所使用的流量控制阀而广泛应用。并且，实施方式以及变形例为例示，不言而喻，能够进行实施方式以及变形例中所示的结构的部分的置换或者组合。

符号的说明

1—液压挖掘机(工程机械)，21—控制阀装置，23—壳体，25—入口侧流路，27—出口侧流路，33—流量控制阀，36—先导壳体，42—主阀室，43—主阀，44D—阀部，46—主阀座，47—背压室，49—反馈流路，50—先导流路，53—主阀节流部，53A—横向孔，53C—槽部，54—反馈节流部，55—先导阀，56—先导节流部，81—小径部(槽部)。

Claims (3)

1.一种流量控制阀，具备：

壳体；

先导壳体；

主阀室，其设于上述壳体；

主阀，其能够滑动地设于上述主阀室，且具有阀部；

主阀座，其设于上述主阀室的一端侧，通过上述主阀的阀部离座或落座来将工作流体连通、断开；

入口侧流路，其对上述主阀给与离开上述主阀座的方向的压力，并且从上述主阀室的外部向上述主阀室的内部导入工作流体；

出口侧流路，其在上述主阀离开上述主阀座时，从上述主阀室的内部向上述主阀室的外部导出工作流体，并且针对上述主阀给与离开上述主阀座的方向的压力；

背压室，其设于上述主阀室的另一端侧，针对上述主阀给与接近上述主阀座的方向的压力；

反馈流路，其设于上述主阀，将上述入口侧流路与上述背压室连通；

先导流路，其设于上述壳体及上述先导壳体，将上述背压室与上述出口侧流路连通；

主阀节流部，其设于上述主阀，伴随上述主阀离开上述主阀座的方向的位移而使上述入口侧流路与上述出口侧流路之间的开口量增大；

反馈节流部，其设于上述反馈流路与上述背压室之间，伴随上述主阀离开上述主阀座的方向的位移而使上述反馈流路与上述背压室之间的开口量增大；

先导阀，其能够滑动地设于上述先导壳体；以及

先导节流部，其设于上述先导阀，伴随上述先导阀的位移而使上述先导流路的开口量减少或者增大，

上述流量控制阀具有通过根据上述先导节流部的开口量来控制上述主阀的位移量，从而可变地控制从上述入口侧流路流向上述出口侧流路的流量的流量控制功能，

上述流量控制阀的特征在于，

上述主阀节流部由经由上述主阀的内部而将上述入口侧流路与上述出口侧流路连通的横向孔、以及经由上述主阀的外周部而将上述入口侧流路与上述出口侧流路连通的槽部构成，

上述槽部在上述壳体与上述主阀的外周之间作为在上述主阀的轴向与上述横向孔连通的连通路而形成。

2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，

上述槽部相对于设有多个的上述横向孔的每一个在上述主阀的周围等间隔地设有多个。

3.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，

上述槽部由设于上述主阀的前端的小径部构成。

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