JP2003097504A - 切換弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御弁を伴う切換弁装置において、制御弁を
設けるための加工工数、組付工数を削減し、装置構成の
小型コンパクトを図ること。 【解決手段】 切換弁装置５０において、ポペット弁５
１とシリンダ装置１０の流路４２にオリフィス７１とチ
ェック弁７２を並列配置して構成される制御弁７０を、
該ポペット弁５１に一体的に配置してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除雪機、船舶推進
機用チルト・トリム装置、又は農業用車両等の油圧回路
に用いて好適な切換弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の除雪機では、シリンダ装置とポン
プ装置をつなぐ流路に介装される切換弁により、ポンプ
装置の送油方向によってシリンダ装置の作動状態を伸び
側と縮み側のいずれかに切換可能としている。

【０００３】また、従来の除雪機等では、切換弁とシリ
ンダ装置の間の油路にオリフィスとチェック弁を並列配
置して構成される制御弁を用いている。制御弁は、シリ
ンダ装置の例えば下室に接続されたとき、シリンダ装置
の伸び側作動時にはチェック弁の開き動作によりシリン
ダをスムースに伸長させる。縮み側作動時にはオリフィ
スの絞り動作によりシリンダ装置をゆっくりと収縮させ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、前記制
御弁をシリンダ装置とポンプ装置をつなぐ油圧配管の中
間に独立的に介装している（特開平6-300150）。このた
め、制御弁の配置のために独立したスペースが必要にな
り、配管とのジョイントを必要とし、加工工数、組付工
数が多大になるし、複雑大型になる。

【０００５】本発明の課題は、制御弁を伴う切換弁装置
において、制御弁を設けるための加工工数、組付工数を
削減し、装置構成の小型コンパクトを図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シリ
ンダ装置とポンプ装置をつなぐ流路に介装される切換弁
により、ポンプ装置の送油方向によってシリンダ装置の
作動状態を伸び側と縮み側のいずれかに切換える切換弁
装置において、切換弁とシリンダ装置の間の流路にオリ
フィスとチェック弁を並列配置して構成される制御弁
を、該切換弁に一体的に配置してなるようにしたもので
ある。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て更に、前記制御弁を切換弁の弁ケースに一体的に組付
けてなるようにしたものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て更に、前記切換弁が、スプールの両側に第１ポペット
弁と第２ポペット弁を配置し、スプールと第１ポペット
弁との間に第１シャトル室を形成し、スプールと第２ポ
ペット弁との間に第２シャトル室を形成し、第１シャト
ル室に付与される送油圧力によって第１ポペット弁を開
くとともに、スプールを摺動させて第２ポペット弁を開
き、第２シャトル室に付与される送油圧力によって第２
ポペット弁を開くとともに、スプールを摺動させて第１
ポペット弁を開くように構成され、前記制御弁をポペッ
ト弁の弁ケースに一体的に組付けてなるようにしたもの
である。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの発明において更に、前記切換弁と制御弁をバルブブ
ロックに設けた流路に介装し、該バルブブロックにシリ
ンダ装置とポンプ装置を一体的に設けたものである。

【００１０】

【作用】切換弁に制御弁を一体的に配置したから、配置
スペースを狭小化でき、加工工数、組付工数も削減で
き、切換弁装置を小型化できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は油圧回路を示す回路図、図
２は切換弁装置を示す断面図、図３は制御弁を示す断面
図、図４は制御弁の流路の形成を示す模式図である。

【００１２】図１は、除雪機等のための油圧回路であ
り、油圧シリンダ装置１０、ポンプ装置２０、タンク装
置３０を有して構成される。油圧シリンダ装置１０（シ
リンダ１１）と、ポンプ装置２０（ポンプ室２２）と、
タンク装置３０（タンクケース３１）はバルブブロック
４０に一体に成形されている。

【００１３】油圧シリンダ装置１０は、図１に示すよう
に、シリンダ１１にピストン１２が摺動自在に配設さ
れ、このピストン１２に連結されたピストンロッド１３
が、ロッドガイド１４を貫通して構成される。ピストン
１２により、シリンダ１１内は下室１５Ａと上室１５Ｂ
とに区画される。そして、ポンプ装置２０から油圧シリ
ンダ装置１０の下室１５Ａ又は上室１５Ｂに作動油が供
給されることにより、油圧シリンダ装置１０が伸縮、即
ちピストンロッド１３がシリンダ１１から突出（油圧シ
リンダ装置１０の伸長）し、或いはピストンロッド１３
がシリンダ１１内へ収納（油圧シリンダ装置１０の収
縮）する。

【００１４】ポンプ装置２０は、バルブブロック４０内
にギアポンプ２１を収容したポンプ室２２と、ギアポン
プ２１を正逆いずれかの方向に回転駆動するモータ２３
とを有して構成される。ギアポンプ２１の上方に油溜り
室２４が形成され、この油溜り室２４がタンク装置３０
のタンクケース３１内部に連通されている。また、弁箱
としてのバルブブロック４０内に後述の切換弁装置５０
が配設される。

【００１５】ポンプ装置２０のギアポンプ２１は、図１
に示すように、第１下室側流路４１、切換弁装置５０の
下室側ポペット弁５１及び第２下室側流路４２を経て、
油圧シリンダ装置１０の下室１５Ａに接続される。ま
た、ギアポンプ２１は、第１上室側流路４３、切換弁装
置５０の上室側ポペット弁５２及び第２上室側流路４４
を経て、油圧シリンダ装置１０の上室１５Ｂに接続され
る。更に、ギアポンプ２１は、第１油溜り流路４５、第
２油溜り流路４６を経てそれぞれ油溜り室２４に接続さ
れ、タンク装置３０に接続される。

【００１６】切換弁装置５０は、図１に示すように、ス
プール５０Ｓの両側に第１ポペット弁としての上記下室
側ポペット弁５１、第２ポペット弁としての上記上室側
ポペット弁５２がそれぞれ設置され、スプール５０Ｓは
スプールホルダ５３内で摺動自在に収容されたものであ
る。スプール５０Ｓの両端部に下室側ポペット弁５１、
上室側ポペット弁５２をそれぞれ押圧して開弁可能とす
る押圧部５４Ａ、５４Ｂが突設される。スプール５０Ｓ
は、下室側ポペット弁５１と上室側ポペット弁５２のそ
れぞれとの間に、下室側油室５３Ａ（第１シャトル室）
と上室側油室５３Ｂ（第２シャトル室）のそれぞれに区
画形成している。

【００１７】従って、ギアポンプ２１の正転時には、こ
のギアポンプ２１は油溜り室２４、タンク装置３０内の
作動油を図１の実線矢印に示すように、第１油溜り流路
４５及び第１下室側流路４１を介して切換弁装置５０の
下室側油室５３Ａ内へ導く。この下室側油室５３Ａ内に
導かれた作動油は、下室側ポペット弁５１を開弁すると
ともに、スプール５０Ｓを上室側油室５３Ｂ側へ押圧し
て、押圧部５４Ｂにて上室側ポペット弁５２を開弁す
る。下室側ポペット弁５１の開弁により、下室側油室５
３Ａ内の作動油は、図１の実線矢印に示すように、第２
下室側流路４２を経て油圧シリンダ装置１０の下室１５
Ａへ至り、上室１５Ｂの作動油が第２上室側流路４４、
上室側ポペット弁５２（開弁状態）及び第１上室側流路
４３を経てギアポンプ２１に導かれる。この結果、油圧
シリンダ装置１０のピストンロッド１３がシリンダ１１
から突出する方向にピストン１２が移動して油圧シリン
ダ装置１０が伸長する。

【００１８】また、ギアポンプ２１の逆転時には、この
ギアポンプ２１は、油溜り室２４、タンク装置３０内の
作動油を、図１の破線矢印に示すように、第２油溜り流
路４６及び第１上室側流路４３を介して切換弁装置５０
の上室側油室５３Ｂへ導く。この上室側油室５３Ｂ内に
導かれた作動油は、上室側ポペット弁５２を開弁させる
とともに、スプール５０Ｓを下室側油室５３Ａの方向へ
移動させて押圧部５４Ａにて下室側ポペット弁５１を開
弁状態とする。上記上室側油室５３Ｂ内の作動油は、図
１の破線矢印に示すように、第２上室側流路４４を経て
油圧シリンダ装置１０の上室１５Ｂへ至り、下室１５Ａ
内の作動油が第２下室側流路４２、下室側ポペット弁５
１（開弁状態）及び第１下室側流路４１を経てギアポン
プ２１へ戻される。この結果、ピストンロッド１３がシ
リンダ１１内へ収納する方向にピストン１２が移動して
油圧シリンダ装置１０が収縮する。

【００１９】上述の油圧回路では、切換弁装置５０の上
室側油室５３Ｂにダウンブローバルブ４７が接続され、
切換弁装置５０の下室側油室５３Ａにアップブローバル
ブ４８が配置され、更に、第２下室側流路４２と第２上
室側流路４４とを連通する連通流路に手動兼サーマル弁
４９が接続される。上記ダウンブローバルブ４７、アッ
プブローバルブ４８、手動兼サーマル弁４９は、切換弁
装置５０とともにバルブブロック４０内に配設される。
尚、アップブローバルブ４８は特開2000-46208と同様
に、切換弁装置５０のスプール５０Ｓに内蔵される。

【００２０】ダウンブローバルブ４７は、油圧シリンダ
装置１０の収縮時に、シリンダ１１内へ侵入するピスト
ンロッド１３の体積相当分の作動油を油溜り室２４を介
してタンク装置３０内へ導く。また、アップブローバル
ブ４８は、油圧シリンダ装置１０の伸長時、ピストン１
２がロッドガイド１４に当接してもなお、ギアポンプ２
１が正転中のときに、余剰の作動油を油溜り室２４を介
してタンク装置３０内へ導く。

【００２１】手動兼サーマル弁４９のサーマル弁４９
Ａ、４９Ｂは、温度変化により、油圧シリンダ装置１０
の作動油の熱による異常昇圧を生じたとき、設定圧で回
路圧を油溜り室２４からタンク装置３０へ逃がす。ま
た、手動兼サーマル弁４９は、作業者が手動で開操作す
ることによって、油圧シリンダ装置１０の下室１５Ａ及
び上室１５Ｂ内の作動油を油溜り室２４を介してタンク
装置３０と連通させ、手動で伸縮可能とするものであ
る。

【００２２】さて、上記切換弁装置５０の下室側ポペッ
ト弁５１は、第１弁ケースとしての下室側弁ケース５５
内に下室側弁体５６が摺動自在に配設され、この下室側
弁体５６が、ばね押え５７にて支持されたばね５８によ
りばね付勢されて開閉可能に構成される。ばね押え５７
は弁ケース５５の嵌合部に外径圧入される。これらの下
室側弁体５６、ばね押え５７及びばね５８は下室側弁ケ
ース５５に内蔵されてカートリッジ化され、バルブブロ
ック４０の弁格納孔５９内に着脱可能に収容される。こ
のとき、弁ケース５５の外周に装着されたＯリング５５
Ａが第１下室側流路４１と第２下室側流路４２の間で弁
格納孔５９を液封する。

【００２３】切換弁装置５０の上室側逆止弁５２は、下
室側逆止弁５１と同様に、第２弁ケースとしての上室側
弁ケース６０内に上室側弁体６１が摺動自在に配設さ
れ、上室側弁体６１が、ばね受け６２にて支持されたば
ね６３によりばね付勢されて開閉可能に構成される。こ
れらの上室側弁体６１、ばね押え６２及びばね６３は、
上室側弁ケース６０に内蔵されてカートリッジ化され、
バルブブロック４０の弁格納孔５９に螺装される後述の
プラグ６６内に着脱可能に収容される。このとき、弁ケ
ース６０の外周に装着されたＯリング６０Ａが第１上室
側流路４３と第２上室側流路４４の間で弁格納孔５９を
液封する。

【００２４】切換弁装置５０のスプール５０Ｓは、上述
の如く、スプールホルダ５３内に摺動自在に配設されて
カートリッジ化され、バルブブロック４０の弁格納孔５
９内に着脱可能に収容される。このとき、スプールホル
ダ５３の外周に装着されたＯリング５３Ｃが第１下室側
流路４１と第１上室側流路４３の間、第１上室側流路４
３と第２上室側流路４４の間で弁格納孔５９を液封す
る。そして、このスプールホルダ５３には、下室側油室
５３Ａと第１下室側流路４１とを連通する下室側連通路
６４が形成され、また、上室側油室３９Ｂと第１上室側
流路４３とを連通する上室側連通路６５が形成されてい
る。

【００２５】切換弁装置５０は、バルブブロック４０の
弁格納孔５９の開口部から該弁格納孔５９内に、下室側
弁ケース５５にカートリッジ化された下室側ポペット弁
５１、上室側弁ケース６０にカートリッジ化された上室
側ポペット弁５２、スプールホルダ５３にカートリッジ
化されたスプール５０Ｓを隣接させて嵌合し、プラグ６
６を該弁格納孔５９の開口部に螺装してそれら下室側弁
ケース５５、スプールホルダ５３、上室側弁ケース６０
を弁格納孔５９内に押圧保持せしめる。このとき、プラ
グ６６の外周に装着されたＯリング６６Ａ、６６Ｂが第
１上室側流路４３と第２上室側流路４４の間、第２上室
側流路４４の外方側のそれぞれで弁格納孔５９を液封す
る。そして、このプラグ６６には、上室側ポペット弁５
２を第２上室側流路４４に連通するプラグ連通路６７が
形成されている。

【００２６】しかるに、油圧シリンダ装置１０にあって
は、シリンダ１１の下室１５Ａと切換弁装置５０をつな
ぐ流路４２に、オリフィス７１とチェック弁７２を並列
配置して構成される制御弁７０を介装し、シリンダ装置
１０が縮み動作する方向の油の流れだけを絞るように構
成している。

【００２７】制御弁７０は、図２、図３に示す如く、切
換弁装置５０を構成する下室側ポペット弁５１の弁ケー
ス５５に一体的に組付配置される。ポペット弁５１は、
前述した如く、弁ケース５５に弁体５６を摺動自在に収
納し、弁体５６を弁ケース５５に設けた弁座５５Ｂに押
付けるばね５８をばね受け５７により背面支持するに際
し、ばね受け５７を弁ケース５５に圧入固定しており、
このばね受け５７に制御弁７０を一体的に組付けた。ば
ね受け５７は、中心に対する側傍にオリフィス７１を設
け、中心にチェック弁７２の流路７２Ａを設け、オリフ
ィス７１と流路７２Ａを並列配置し、流路７２にはボー
ル７２Ｂを配置してこれを脱落防止するピン７２Ｃを交
差配置してある。７３は流路である。

【００２８】尚、ポペット弁５１は、図４に示す如く、
弁体５６を四角断面形（又は六角断面形）にしており、
弁体５６を図４の左半部に示す全閉位置と右半部に示す
全開位置の間で移動可能にしている。ポペット弁５１の
開き状態で、弁体５６は弁ケース５５の円形内面８１と
の間に流路８２を形成する。そして、ポペット弁５１の
全開状態で、弁体５６の端部の四角断面形の角部８３が
ばね受け５７の肩部８４の上端面の円形エッジ８４Ａに
あたり、弁体５６の先端面が肩部８４のばね受け底面８
４Ｂに底付きして流路８２からチェック弁７２の流路７
２Ａへの流路を塞ぐことがないようにし、弁体５６の先
端部がばね受け５７の肩部８４の円形エッジ８４Ａとの
間、及びばね受け底面８４Ｂとの間に流路８５を確保可
能としている。尚、弁体５６の端部は、四角断面形でな
くとも角断面形であれば良く、五角断面形でも六角断面
形でも良い。

【００２９】従って、油圧シリンダ装置１０は、制御弁
７０の存在により以下の如く動作する。

【００３０】(1)ポンプ装置２０の送油方向がギアポン
プ２１の正転により規定されるとき、切換弁装置５０は
油圧シリンダ装置１０の作動状態を伸び側に切換え、下
室側ポペット弁５１から下室１５Ａに作動油を圧送す
る。このとき、制御弁７０のチェック弁７２を開き、オ
リフィス７１が作用することなく、油圧シリンダ装置１
０をスムースに伸び作動する。

【００３１】(2)ポンプ装置２０の送油方向がギアポン
プ２１の逆転により規定されるとき、切換弁装置５０は
油圧シリンダ装置１０の作動状態を縮み側に切換え、下
室１５Ａから下室側ポペット弁５１に作動油を返送す
る。このとき、制御弁７０のチェック弁７２が閉じ、オ
リフィス７１が作用するので、油圧シリンダ装置１０か
らの油がオリフィス７１により制限され、油圧シリンダ
装置１０は荷重に応じた速度でゆっくりと縮む。

【００３２】(3)切換弁装置５０の下室側ポペット弁５
１の開閉動作に対しても、下室１５Ａの圧力がオリフィ
ス７１を介してポペット弁５１に作用するから、ポペッ
ト弁５１が下室１５Ａの圧力の影響によりチャッタリン
グ作動することがなく、ガクガクとした作動を防止でき
る。

【００３３】尚、油圧シリンダ装置１０の上室１５Ｂと
切換弁装置５０をつなぐ流路４４に、図１（Ｂ）に示す
如く、本発明の制御弁９０を配置しても良い。この場合
にも、油圧シリンダ装置１０が縮み動作する方向の油の
流れだけを絞るように、オリフィス９１とチェック弁９
２を並列配置した制御弁９０を、切換弁装置５０のポペ
ット弁５２の弁ケース６０（ばね受け６２）に一体的に
組付ける。

【００３４】本実施形態によれば、以下の作用がある。 切換弁装置５０のポペット弁５１に制御弁７０を一体
的に配置したから、配置スペースを狭小化でき、加工工
数、組付工数も削減でき、切換弁装置５０を小型化でき
る。

【００３５】制御弁７０が切換弁装置５０を構成する
ポペット弁５１の弁ケース５５（ばね押え）に一体的に
組付けられることにより、切換弁装置５０の小型化及び
組付性を向上できる。

【００３６】切換弁装置５０のポペット弁５１と制御
弁７０が設けられるバブルブロック４０に、油圧シリン
ダ装置１０とポンプ装置２０とタンク装置３０を一体に
設けたから、油圧装置の全体を一層小型化できる。

【００３７】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御弁を
伴う切換弁装置において、制御弁を設けるための加工工
数、組付工数を削減し、装置構成の小型コンパクトを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は油圧回路を示す回路図である。

【図２】図２は切換弁装置を示す断面図である。

【図３】図３は制御弁を示す断面図である。

【図４】図４は制御弁の流路の形成を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１０ シリンダ装置 ２０ ポンプ装置 ４２ 流路 ５０ 切換弁装置 ５１ ポペット弁（切換弁） ５５ 弁ケース ７０ 制御弁 ７１ オリフィス ７２ チェック弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ装置とポンプ装置をつなぐ流路
   に介装される切換弁により、ポンプ装置の送油方向によ
   ってシリンダ装置の作動状態を伸び側と縮み側のいずれ
   かに切換える切換弁装置において、 切換弁とシリンダ装置の間の流路にオリフィスとチェッ
   ク弁を並列配置して構成される制御弁を、該切換弁に一
   体的に配置してなることを特徴とする切換弁装置。
2. 【請求項２】 前記制御弁を切換弁の弁ケースに一体的
   に組付けてなる請求項１に記載の切換弁装置。
3. 【請求項３】 前記切換弁が、スプールの両側に第１ポ
   ペット弁と第２ポペット弁を配置し、スプールと第１ポ
   ペット弁との間に第１シャトル室を形成し、スプールと
   第２ポペット弁との間に第２シャトル室を形成し、第１
   シャトル室に付与される送油圧力によって第１ポペット
   弁を開くとともに、スプールを摺動させて第２ポペット
   弁を開き、第２シャトル室に付与される送油圧力によっ
   て第２ポペット弁を開くとともに、スプールを摺動させ
   て第１ポペット弁を開くように構成され、 前記制御弁をポペット弁の弁ケースに一体的に組付けて
   なる請求項２に記載の切換弁装置。
4. 【請求項４】 前記切換弁と制御弁をバルブブロックに
   設けた流路に介装し、該バルブブロックにシリンダ装置
   とポンプ装置を一体的に設けた請求項１〜３のいずれか
   に記載の切換弁装置。