JP2000074256A - ロック弁およびロック弁付き方向切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロック切換弁４２におけるスプール４５
からの油漏れを最小にして、方向切換弁の信頼性を良好
に保持し、ミニショベルその他におけるアクチュエータ
３のとくに途中停止状態の維持などその動作を確実にす
ることができるロック弁４１およびロック弁付き方向切
換弁４０を提供すること。 【解決手段】 ロック弁４１におけるロック切換弁４２
のスプール４５のドレインポート２９側をポペット型に
することに着目し、ロック切換弁４２のスプール４５に
パイロットポート２６からパイロット圧を作用させるよ
うにしたロック弁４１であり、スプール４５のドレイン
ポート２９側をパイロットポート２６とは反対側に形成
したポペット部４５Ｃとし、ポペット部４５Ｃがパイロ
ット圧に抗してバルブシート部４６にシートすることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロック弁およびロッ
ク弁付き方向切換弁にかかるもので、とくにミニショベ
ルなどにおけるコントロールバルブ（ロック切換弁）か
らの油漏れを極力少なくして、作業機の降下を防止する
機構を有するロック弁およびロック弁付き方向切換弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ミニショベルその他の作業機
に装備する油圧回路において、油圧シャベル、アームあ
るいはブームを所定高さで放置した時におけるこれらの
降下を押さえるためにロック弁が用いられている。図４
ないし図６にもとづき概説する。図４は、ミニショベル
１およびその油圧回路２の回路図であって、ミニショベ
ル１におけるブーム、アームあるいはシャベル用のアク
チュエータ（シリンダー）３を油圧回路２により駆動す
る。図示の例では、ブーム１Ａを上昇および降下させる
ためのアクチュエータ３を示している。

【０００３】油圧回路２は、上記アクチュエータ３と、
作動油タンク４と、アクチュエータ３に作動油を圧送す
るためのポンプ５と、方向切換弁６と、第１のリリーフ
弁７と、操作部８と、ロック弁９と、第２のリリーフ弁
１０と、を有する。

【０００４】方向切換弁６は、操作部８によりこれを切
り換えることによって、ポンプ５からの作動油をアクチ
ュエータ３のロッド側室３Ａあるいはボトム側室３Ｂに
切り換える。方向切換弁６およびアクチュエータ３は、
上昇側油路１１、ロック弁側油路１２および降下側油路
１３によりこれを接続してある。

【０００５】操作部８は、操作レバー１４とパイロット
切換弁１５と、ポンプ１６と、を有し、上昇側パイロッ
ト油路１７および降下側パイロット油路１８を介して方
向切換弁６にパイロット圧を作用させ、これを制御する
とともに、ロック弁側パイロット油路１９を介して、ロ
ック弁９（ロック切換弁２１）に同一のパイロット圧を
作用させ、これを制御可能である。

【０００６】ロック弁９は、ロジック弁２０と、ロック
切換弁２１と、を有する。ロジック弁２０は、ポペット
型バルブボディ２２と、このポペット型バルブボディ２
２を閉弁方向に付勢するロジック弁スプリング２３と、
を有する。ロック切換弁２１には、スプール２４と、切
換弁スプリング２５と、を設け、ロック弁側パイロット
油路１９からパイロットポート２６へのパイロット圧に
よってスプール２４を制御可能とする

【０００７】上昇側油路１１とロック弁側油路１２との
間にロジック弁２０を接続するとともに、ロック弁側油
路１２の分岐点２７からコントロール油路２８をロック
切換弁２１に接続している。なお、ロック切換弁２１か
ら作動油タンク４へのドレインポート２９を設けてあ
る。

【０００８】こうした構成のアクチュエータ３におい
て、操作部８の操作レバー１４を図中、実線のように左
側に操作する（倒す）ことにより上昇側パイロット油路
１７を介して方向切換弁６にパイロット圧を作用し、こ
れを左動させる。このときロック弁９のロック切換弁２
１にはパイロット圧が作用せず、切換弁スプリング２５
の付勢力によりロック切換弁２１は図４に図示のいわゆ
るロック状態にあるが、アクチュエータ３のロッド側室
３Ａが降下側油路１３を介して作動油タンク４に連通状
態となるとともにポンプ５からの油圧の力が大きいの
で、ロジック弁２０はロック解除状態となって、方向切
換弁６からの油圧は、上昇側油路１１およびロック弁側
油路１２を介してボトム側室３Ｂに供給され、アクチュ
エータ３は上昇側に駆動される。

【０００９】逆に、操作レバー１４を図中、点線のよう
に右側に操作することにより、降下側パイロット油路１
８を介して方向切換弁６を右動させるとともに、ロック
弁側パイロット油路１９を介して同一のパイロット圧を
ロック切換弁２１に作用してそのスプール２４を下動さ
せ、ロジック弁２０のロックを解除し、方向切換弁６か
ら降下側油路１３を介して作動油をロッド側室３Ａに供
給するとともに、ボトム側室３Ｂからロック弁側油路１
２および上昇側油路１１を介して作動油を作動油タンク
４に還流させることにより、アクチュエータ３を下降側
に駆動する。

【００１０】なお、ブーム１Ａなどの所定高さ位置にお
ける停止状態では、ブーム１Ａに大きな力がかかり、ボ
トム側室３Ｂ内の圧力が上がっても、ロック弁９におい
ては、ロジック弁２０からも、またロック切換弁２１か
らも作動油はほとんど漏れないため、ブーム１Ａは降下
しない。

【００１１】図５は、ロック弁９におけるロック切換弁
２１の一例を示す拡大断面図であって、ロック弁９は、
ロジック弁２０およびロック切換弁２１を一体に配置す
るハウジング３０を有する。ハウジング３０には、アク
チュエータ３からのロック弁側油路１２、方向切換弁６
への上昇側油路１１、分岐点２７、コントロール油路２
８、およびドレインポート２９を形成してある。また、
ハウジング３０の内部にスリーブ３１を固定する。この
スリーブ３１内にスプール２４を摺動可能に収容し、ロ
ック弁側パイロット油路１９からのパイロット圧をパイ
ロットポート２６を介してスプール２４が受けるように
してある。

【００１２】ロック切換弁２１において、コントロール
油路２８に連通する内部油路３２により、ロジック弁２
０のポペット型バルブボディ２２に背圧をかける。

【００１３】スプール２４のパイロット圧側ロッド部２
４Ａには、多数の環状溝３３を平行に形成して、圧力バ
ランスを可能としてある。また、スプール２４がリフト
したときのポペット型バルブボディ２２の背圧、および
スプール２４が図５の状態にあるときにスプール２４の
ロジック弁側ランド部２４Ｂとスリーブ３１との間から
漏れ出る可能性がある作動油を、漏れ油路３４を介して
ドレインポート２９から作動油タンク４に回収可能とし
てある。

【００１４】こうした構成のロック弁９（ロジック弁２
０およびロック切換弁２１）において、図５は、ロック
弁側パイロット油路１９からロック切換弁２１にパイロ
ット圧がかかっていない状態であり、図６は、パイロッ
ト圧がかかっている状態を示す。図６に図示のように、
ロック弁側パイロット油路１９からパイロットポート２
６を介してスプール２４にパイロット圧がかかると、ス
プール２４は、切換弁スプリング２５の付勢力に抗して
リフトし（図中、下降し）、コントロール油路２８およ
び内部油路３２の連通状態を遮断するので、ロジック弁
２０のポペット型バルブボディ２２への背圧は、漏れ油
路３４を介してドレインポート２９から作動油タンク４
に還流するため、アクチュエータ３からロック弁側油路
１２を経た油圧により、ロジック弁２０のポペット型バ
ルブボディ２２はリフトし、ロジック弁２０は開放状態
となって、ロック弁側油路１２と方向切換弁６とを連通
可能とする。したがって図４において説明したように、
アクチュエータ３はブーム１Ａを下降させることができ
る。

【００１５】図５に図示のように、ロック弁側パイロッ
ト油路１９からスプール２４にパイロット圧がかかって
いない場合には、スプール２４は切換弁スプリング２５
の付勢力により図示の状態を維持する。したがって、方
向切換弁６がそのブロック位置（図４に図示の状態）に
あるときには、コントロール油路２８および内部油路３
２からの油圧により、ロジック弁２０のポペット型バル
ブボディ２２に背圧がかかっているため、アクチュエー
タ３からロック弁側油路１２を経た油圧があっても、ポ
ペット型バルブボディ２２はリフトすることなく、ロジ
ック弁２０は閉鎖状態を維持する。

【００１６】しかしながら、ロジック弁２０が閉鎖状態
にあるときに、アクチュエータ３が上昇位置のまま保持
されているような場合には、ロック弁側油路１２、コン
トロール油路２８および内部油路３２を介して常に油圧
がロック切換弁２１に作用するため、とくにスプール２
４のパイロット圧側ロッド部２４Ａおよびロジック弁側
ランド部２４Ｂとスリーブ３１との間から作動油が漏
れ、アクチュエータ３の位置が徐々に降下してしまうと
いう問題がある。とくにミニショベル１用のロック弁９
としては、アクチュエータ３のシリンダー容積が小さ
く、油漏れを小さくする必要があるにもかかわらず、油
漏れ量が多いため、実際には採用することが困難である
という問題がある。

【００１７】さらに、このロック弁９を備えた方向切換
弁６としての信頼性が低下するという問題がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、作動油の漏れを少な
くすることができるロック弁およびロック弁付き方向切
換弁を提供することを課題とする。

【００１９】また本発明は、とくにロック切換弁におけ
るスプールからの油漏れを最小にすることができるロッ
ク弁およびロック弁付き方向切換弁を提供することを課
題とする。

【００２０】また本発明は、方向切換弁の信頼性を良好
に保持することができるロック弁およびロック弁付き方
向切換弁を提供することを課題とする。

【００２１】また本発明は、ミニショベルその他におけ
るアクチュエータのとくに途中停止状態の維持などその
動作を確実にすることができるロック弁およびロック弁
付き方向切換弁を提供することを課題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ロッ
ク弁におけるロック切換弁のバルブボディ（スプール）
のドレインポート側をポペット型にすることに着目した
もので、第一の発明は、アクチュエータからの圧力が作
用するロジック弁と、このロジック弁のバルブボディの
背圧をドレインポート側に開放して該ロジック弁のロッ
クを解除可能とするロック切換弁と、を有し、このロッ
ク切換弁のスプールにパイロットポートからパイロット
圧を作用させるようにしたロック弁であって、上記スプ
ールの上記ドレインポート側は、これを上記パイロット
ポートとは反対側に形成したポペット部とし、このポペ
ット部が上記パイロット圧に抗してバルブシート部にシ
ートすることを特徴とするロック弁である。

【００２３】上記スプールの上記パイロットポート側
は、油漏れを防止するのに十分な長さに形成したパイロ
ット側ロッド部とすることができる。

【００２４】第二の発明は、第一の発明によるロック弁
を備えた方向切換弁に関し、アクチュエータの作動方向
を切り換えるメインスプールと、このメインスプールの
ブロック位置で上記ロジック弁を閉じる請求項１記載の
ロック弁と、上記メインスプールを制御する操作部と、
を有するロック弁付き方向切換弁であって、上記操作部
から、上記メインスプールと、上記ロック切換弁の上記
スプールと、に同じパイロット圧を作用させることがで
きるようにしたことを特徴とするロック弁付き方向切換
弁である。

【００２５】本発明によるロック弁およびロック弁付き
方向切換弁においては、ロック切換弁のスプールをポペ
ット型にするとともにこのポペット部をバルブシート部
にシートさせたので、従来のスプール型構造のみによる
油圧の開閉をより確実にすることができるとともに、停
止時に油圧がかかっていても油漏れが少ないために、ミ
ニショベルその他のアクチュエータに採用したときにそ
の作動の信頼性を向上させることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
ロック弁およびロック弁付き方向切換弁を図１ないし図
３にもとづき説明する。ただし、図４ないし図６と同様
の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略す
る。図１は、ロック弁付き方向切換弁４０の要部拡大断
面図であって、ロック弁付き方向切換弁４０は、前記方
向切換弁６（図４）と、ロック弁４１と、を有する。ロ
ック弁４１は、前記ロジック弁２０と、前記ロック切換
弁２１に相当するロック切換弁４２と、を有する。

【００２７】ロック弁付き方向切換弁４０は、切換弁ハ
ウジング４３およびロック弁ハウジング４４を一体に構
成し、切換弁ハウジング４３に方向切換弁６およびロジ
ック弁２０を配置し、ロック弁ハウジング４４にロック
切換弁４２および前記第１のリリーフ弁７を配置してい
る。

【００２８】ロック弁付き方向切換弁４０ないし方向切
換弁６の作動自体は、前記油圧回路２（図４）において
説明した作動と事実上同様であり、方向切換弁６が、図
１中、左動することにより、ポンプ５から作動油を上昇
側油路１１を介してアクチュエータ３に圧送し、逆に、
右動することによりアクチュエータ３からロック弁側油
路１２および上昇側油路１１を介して作動油タンク４に
作動油を還流する。これらの作動においてロック弁４１
のロジック弁２０およびロック切換弁４２が前述と同様
の作動を行う。

【００２９】図２は、ロック切換弁４２部分の要部拡大
断面図であって、ロック弁側パイロット油路１９からパ
イロットポート２６を介してスプール４５にパイロット
圧が作用していない状態を示す。ロック弁ハウジング４
４に前記スリーブ３１を固定し、スリーブ３１内に前記
スプール２４に相当するスプール４５を摺動可能に収容
し、スプール４５を前記切換弁スプリング２５によりパ
イロットポート２６方向に付勢する。

【００３０】スプール４５は、パイロットポート２６側
のパイロット圧側ロッド部４５Ａと、中間部のロジック
弁側ランド部４５Ｂと、パイロットポート２６とは反対
側のドレインポート２９側のポペット部４５Ｃと、を有
する。

【００３１】パイロット側ロッド部４５Ａは、パイロッ
トポート２６からのパイロット圧を受ける部分で、前記
環状溝３３を軸方向に形成するとともに、従来のパイロ
ット圧側ロッド部２４Ａ（図５）に比較してこれを長く
（たとえば１．５〜２．５倍程度に）形成し、パイロッ
ト側ロッド部４５Ａとスリーブ３１との間からのパイロ
ットポート２６方向への油漏れを極力少なくしている。

【００３２】ロジック弁側ランド部４５Ｂには、フラッ
トカット部４５Ｄを形成してあって、コントロール油路
２８と内部油路３２との連通を可能とし、スプール４５
の摺動によりパイロット側ロッド部４５Ａがコントロー
ル油路２８と内部油路３２との連通状態を遮断可能とし
ている（図３を参照）。

【００３３】ポペット部４５Ｃは、スリーブ３１のバル
ブシート部４６にシートするポペットタイプのバルブボ
ディである。図３は、このポペット部４５Ｃがバルブシ
ート４６からリフトした状態を示す、ロック切換弁４２
部分の要部拡大断面図である。図２に示すように、ポペ
ット部４５Ｃがバルブシート部４６にシートしていると
きには、内部油路３２（ロジック弁２０）とドレインポ
ート２９との間を遮断し、図３に示すように、ポペット
部４５Ｃがバルブシート部４６からリフトすることによ
り、内部油路３２とドレインポート２９とを連通すると
ともに、パイロット側ロッド部４５Ａがコントロール油
路２８と内部油路３２との間を遮断する。

【００３４】こうした構成のロック弁付き方向切換弁４
０およびロック弁４１において、図３に示すように、ロ
ック弁側パイロット油路１９からパイロットポート２６
にパイロット圧が作用すると、切換弁スプリング２５の
付勢力に抗して、スプール４５が図中、下動し、ポペッ
ト部４５Ｃがバルブシート部４６からリフトして内部油
路３２とドレインポート２９とが連通し、内部油路３２
とコントロール油路２８との間が遮断されるので、ロジ
ック弁２０のポペット型バルブボディ２２の背圧が作動
油タンク４側に逃げ、ポペット型バルブボディ２２はリ
フトして、上昇側油路１１およびロック弁側油路１２を
連通する。

【００３５】逆に、図２に示すように、パイロットポー
ト２６にパイロット圧が作用しないときには、切換弁ス
プリング２５の付勢力により、スプール４５のポペット
部４５Ｃがバルブシート部４６にシートしており、確実
に内部油路３２とドレインポート２９との間を遮断可能
であるので、この部分からの油漏れを確実に防止するこ
とができる。

【００３６】かくして、アクチュエータ３を上昇位置で
固定して、ブーム１Ａを所定高さに放置したような場合
であっても、その降下を確実に防止可能である。

【００３７】また、ロジック弁２０をロック切換弁４２
とは別のハウジング（切換弁ハウジング４３）に設けた
ので、独立してある程度のレイアウトの自由度を持たせ
ることができる。また、スプール４５のリフトの程度を
調整することにより、ロジック弁２０解除のタイミング
をある程度調整することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロック弁
におけるロック切換弁のスプールのドレインポート側を
ポペットタイプとしたので、油漏れを極力防止して、作
動機の降下を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるロック弁４１および
ロック弁付き方向切換弁４０の要部拡大断面図である。

【図２】同、ロック弁側パイロット油路１９からパイロ
ットポート２６を介してスプール４５にパイロット圧が
作用していない状態を示す、ロック切換弁４２部分の要
部拡大断面図である。

【図３】同、ロック弁側パイロット油路１９からパイロ
ットポート２６を介してスプール４５にパイロット圧が
作用し、ポペット部４５Ｃがバルブシート４６からリフ
トした状態を示す、ロック切換弁４２部分の要部拡大断
面図である。

【図４】従来のミニショベル１およびその油圧回路２の
回路図である。

【図５】同、ロック弁側パイロット油路１９からロック
切換弁２１にパイロット圧がかかっていない状態の、ロ
ック弁９におけるロック切換弁２１の一例を示す拡大断
面図である。

【図６】同、ロック弁側パイロット油路１９からロック
切換弁２１にパイロット圧がかかっている状態の、ロッ
ク弁９におけるロック切換弁２１の一例を示す拡大断面
図である。

【符号の説明】

１ ミニショベル（作業機）（図４） １Ａ ミニショベル１のブーム ２ ミニショベル１の油圧回路 ３ ブーム、アームあるいはシャベル用のアクチュエー
タ（シリンダー） ３Ａ アクチュエータ３のロッド側室 ３Ｂ アクチュエータ３のボトム側室 ４ 作動油タンク ５ ポンプ ６ 方向切換弁 ７ 第１のリリーフ弁 ８ 操作部 ９ ロック弁 １０ 第２のリリーフ弁 １１ 上昇側油路 １２ ロック弁側油路 １３ 降下側油路 １４ 操作レバー １５ パイロット切換弁 １６ ポンプ １７ 上昇側パイロット油路 １８ 降下側パイロット油路 １９ ロック弁側パイロット油路 ２０ ロック弁９のロジック弁 ２１ ロック弁９のロック切換弁 ２２ ロジック弁２０のポペット型バルブボディ ２３ ロジック弁スプリング ２４ スプール ２４Ａ スプール２４のパイロット圧側ロッド部 ２４Ｂ スプール２４のロジック弁側ランド部 ２５ 切換弁スプリング ２６ パイロットポート ２７ 分岐点 ２８ コントロール油路 ２９ ドレンポート ３０ ハウジング（図５） ３１ スリーブ ３２ 内部油路 ３３ パイロット圧側ロッド部２４Ａの環状溝 ３４ 漏れ油路 ４０ ロック弁付き方向切換弁（実施の形態、図１） ４１ ロック弁（実施の形態、図１、図２、図３） ４２ ロック切換弁 ４３ 切換弁ハウジング ４４ ロック弁ハウジング ４５ スプール ４５Ａ スプール４５のパイロット側ロッド部 ４５Ｂ スプール４５のロジック弁側ランド部 ４５Ｃ スプール４５のポペット部 ４５Ｄ ロジック弁側ランド部４５Ｂのフラットカット
部 ４６ バルブシート部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータからの圧力が作用する
   ロジック弁と、 このロジック弁のバルブボディの背圧をドレインポート
   側に開放して該ロジック弁のロックを解除可能とするロ
   ック切換弁と、を有し、 このロック切換弁のスプールにパイロットポートからパ
   イロット圧を作用させるようにしたロック弁であって、 前記スプールの前記ドレインポート側は、これを前記パ
   イロットポートとは反対側に形成したポペット部とし、 このポペット部が前記パイロット圧に抗してバルブシー
   ト部にシートすることを特徴とするロック弁。
2. 【請求項２】 前記スプールの前記パイロットポート
   側は、油漏れを防止するのに十分な長さに形成したパイ
   ロット側ロッド部としたことを特徴とする請求項１記載
   のロック弁。
3. 【請求項３】 アクチュエータの作動方向を切り換え
   るメインスプールと、 このメインスプールのブロック位置で前記ロジック弁を
   閉じる請求項１記載のロック弁と、 前記メインスプールを制御する操作部と、を有するロッ
   ク弁付き方向切換弁であって、 前記操作部から、前記メインスプールと、前記ロック切
   換弁の前記スプールと、に同じパイロット圧を作用させ
   ることができるようにしたことを特徴とするロック弁付
   き方向切換弁。