JP2006017257A - Valve device with regenerating function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられ、油圧アクチュエータの駆動を制御する方向切換弁を備えるとともに、戻り油を油圧アクチュエータに供給可能な再生弁を備えた再生機能付き弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device with a regeneration function that is provided in a work machine such as a hydraulic excavator and includes a direction switching valve that controls driving of a hydraulic actuator and a regeneration valve that can supply return oil to the hydraulic actuator.
この種の従来技術として、例えば特許文献1に記載の技術がある。この特許文献1に記載の技術は、油圧シリンダの駆動制御を行う方向切換弁のスプール内に油圧シリンダのロッド側室からの戻り油を増速用圧油としてボトム側室に再生供給させるための通路を設けるとともに、この方向切換弁の外部に再生及び再生解除を制御するための再生弁を備えたものである。 As this type of conventional technology, for example, there is a technology described in Patent Document 1. In the technique described in Patent Document 1, a passage for regenerating and supplying return oil from the rod side chamber of the hydraulic cylinder to the bottom side chamber as pressure-accelerating oil in the spool of a direction switching valve that performs drive control of the hydraulic cylinder is provided. In addition, a regeneration valve for controlling regeneration and regeneration cancellation is provided outside the direction switching valve.
上記再生弁は、摺動可能なスプールと、このスプールに対し押付力を付勢するばねと、スプールを摺動させるための制御圧として油圧シリンダの負荷圧が導かれる第1油室とを有し、スプール位置に応じて油圧シリンダのロッド側室からの戻り油をタンクに連通又は遮断するようになっている。さらに、スプールの外周面又はこの外周面に対向するケーシングの内周面に、スプールが摺動する際に抵抗を与えるシール材を設けている。 The regenerative valve has a slidable spool, a spring that urges the spool against the spool, and a first oil chamber into which the load pressure of the hydraulic cylinder is guided as a control pressure for sliding the spool. The return oil from the rod side chamber of the hydraulic cylinder communicates with or shuts off the tank according to the spool position. Further, a sealing material that provides resistance when the spool slides is provided on the outer peripheral surface of the spool or the inner peripheral surface of the casing facing the outer peripheral surface.
そして、油圧シリンダのボトム側室の負荷圧が所定圧より低く、上述のばねの力によって再生弁のスプール位置が初期位置に付勢されているときは、油圧シリンダのロッド側室とタンクとの接続が遮断され、油圧シリンダのロッド側室からの戻り油が方向切換弁のスプール内に設けた通路を介して主油圧ポンプから供給される圧油に合流して油圧シリンダのボトム側室に供給される。すなわち、再生動作が実施される。これにより、油圧シリンダのロッドの伸長動作に際して増速が行われる。 When the load pressure in the bottom chamber of the hydraulic cylinder is lower than a predetermined pressure and the spool position of the regeneration valve is biased to the initial position by the above-described spring force, the rod side chamber of the hydraulic cylinder and the tank are connected. The return oil from the rod side chamber of the hydraulic cylinder is cut off and joined to the pressure oil supplied from the main hydraulic pump through the passage provided in the spool of the direction switching valve, and supplied to the bottom side chamber of the hydraulic cylinder. That is, the reproduction operation is performed. As a result, the speed is increased when the rod of the hydraulic cylinder is extended.
また、油圧シリンダのボトム側室の負荷圧が所定圧以上に高くなり、再生弁の第1油室に与えられる制御圧によるスプール押付力が、上述のばね力とシール材による摩擦力との合力よりも大きくなると、スプールが摺動し、油圧シリンダのロッド側室からの戻り油の一部又は全部が再生弁を介してタンクへと導出され、再生動作の一部解除、あるいは全面的に解除される。 In addition, the load pressure in the bottom side chamber of the hydraulic cylinder becomes higher than a predetermined pressure, and the spool pressing force due to the control pressure applied to the first oil chamber of the regenerative valve is greater than the resultant force of the spring force and the frictional force due to the sealing material. Becomes larger, the spool slides, and part or all of the return oil from the rod side chamber of the hydraulic cylinder is led to the tank through the regeneration valve, and the regeneration operation is partially canceled or completely released. .
ここで、例えば上述した油圧シリンダが、油圧ショベルに備えられるアームシリンダであって、アームを下方向に回動させるアームクラウドが行われる際、アームの先端に設けられるバケットが空中にあるときは、アームを速く動かすために上述した再生動作が実施される。このときのアームシリンダのボトム側室の負荷圧は比較的低いものとなっているが、例えばアームクラウドの途中にバケットが硬い岩石等に当たるとアームシリンダのボトム側室の負荷圧が瞬間的に高くなる。このようなときに、上述した再生解除動作と再生動作とが連続して実施されると、アームの動作速度が急激に変動し、操作性が悪くなり作業効率の低下等の要因となる。 Here, for example, the hydraulic cylinder described above is an arm cylinder provided in a hydraulic excavator, and when an arm cloud for rotating the arm downward is performed, when a bucket provided at the tip of the arm is in the air, The above-described reproduction operation is performed in order to move the arm quickly. At this time, the load pressure in the bottom side chamber of the arm cylinder is relatively low. For example, when the bucket hits a hard rock or the like in the middle of the arm cloud, the load pressure in the bottom side chamber of the arm cylinder increases momentarily. In such a case, if the regeneration release operation and the regeneration operation described above are continuously performed, the operation speed of the arm changes rapidly, resulting in poor operability and a decrease in work efficiency.
このような不具合を解消するために、特許文献1に記載の技術では、再生弁スプールの外周面又はこの外周面に対向するケーシングの内周面にシール材が設けられている。このシール材の摩擦抵抗によりスプールを摺動させる制御圧、すなわち油圧シリンダ負荷圧のわずかな変動に対してはスプールが変位せず、負荷圧の微小変化に対する油圧シリンダの作動速度を安定に維持することができる。これにより、操作性の悪化を防止できサ行効率が向上するとともに、ブーム、アーム等のフロント作業機、あるいは各種の部品などの大きなショックによる損傷を防止することができる。
上述した特許文献1に記載の技術では、シール材の摩擦抵抗によって、油圧シリンダの負荷圧の変化に対する再生弁スプールの応答を遅らせるようになっており、摺動回数あるいは経年変化によるシール材の摩耗や変形により、油圧シリンダの安定した作動速度を維持できなくなることがある。また、シール材が破損し、油圧回路内に異物として流出した場合には、再生弁や方向切換弁のスプールの摺動や油圧機器の作動に悪影響を及ぼす懸念がある。 In the technique described in Patent Document 1 described above, the friction resistance of the sealing material delays the response of the regenerative valve spool to the change in the load pressure of the hydraulic cylinder, and the wear of the sealing material due to the number of sliding times or aging changes. Or the deformation of the hydraulic cylinder may fail to maintain a stable operating speed. Further, when the sealing material is damaged and flows out as a foreign substance in the hydraulic circuit, there is a concern that it may adversely affect the sliding of the spool of the regeneration valve or the direction switching valve and the operation of the hydraulic equipment.
本発明は、上述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、スプールの摺動や使用年数の影響を受けることなく、油圧アクチュエータの負荷圧の変化に対する再生弁のスプールの動的な安定性を実現できる再生機能付き弁装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above-described situation in the prior art, and its object is to dynamically change the spool of the regenerative valve with respect to changes in the load pressure of the hydraulic actuator without being affected by the sliding of the spool or the service life. An object of the present invention is to provide a valve device with a regenerative function that can realize stability.
上記目的を達成するために、本発明は、作業機械に設けられ、油圧アクチュエータの駆動を制御する方向切換弁と、この方向切換弁を介して上記油圧アクチュエータからの戻り油を再生させて当該油圧アクチュエータに供給可能な再生弁とを備えた再生機能付き弁装置において、上記再生弁が、スプールと、このスプールの一端側に設けられ当該スプールを付勢するばねと、このばね力に抗して当該スプールを摺動させる制御圧が導かれる第1の油室と、上記スプールの内部に設けられドレン回路に連通する内部通路と、上記スプールの他端側に設けられ上記内部通路に接続する第2の油室と、上記内部通路に設けられスプールの摺動に対し抵抗を与える絞り手段とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a directional switching valve that is provided in a work machine and controls the driving of a hydraulic actuator, and regenerates return oil from the hydraulic actuator via the directional switching valve to regenerate the hydraulic pressure. In a valve device with a regeneration function including a regeneration valve that can be supplied to an actuator, the regeneration valve is provided with a spool, a spring that is provided on one end side of the spool and biases the spool, and resists the spring force. A first oil chamber to which a control pressure for sliding the spool is guided; an internal passage provided in the spool and communicating with a drain circuit; and a first oil chamber provided on the other end side of the spool and connected to the internal passage. And a throttle means provided in the internal passage for providing resistance against sliding of the spool.
このように構成した本発明では、再生弁スプールの内部通路には作動油が満たされており、再生状態から再生解除への移行、あるいは、再生解除状態から再生への移行、すなわちスプールの摺動に際し、内部通路に設けた絞り手段が抵抗となり再生弁スプールの摺動を規制することができる。これにより、再生状態では絞り手段による摺動規制力に相当する力だけ再生弁のスプールに余分に加えられない限り、また、再生解除状態では摺動規制力に相当する力だけ再生弁のスプールに付与されている力から余分に減じられない限りは、この再生弁のスプールが動かない。ここで、絞り手段は内部通路内の作動油からスプールの摺動に伴い、作動油の粘性、摺動速度、管形状等に起因する流体力を受けるが、これにより絞り手段が摩耗、あるいは、変形することはない。 In the present invention configured as described above, the internal passage of the regeneration valve spool is filled with hydraulic oil, and the transition from the regeneration state to the regeneration cancellation, or the transition from the regeneration cancellation state to the regeneration, that is, the sliding of the spool. At this time, the throttle means provided in the internal passage becomes a resistance, and the sliding of the regenerative valve spool can be restricted. As a result, in the regenerated state, unless an extra force corresponding to the sliding restriction force by the throttle means is applied to the regeneration valve spool, and in the regenerative release state, only a force corresponding to the sliding restriction force is applied to the regeneration valve spool. The regeneration valve spool will not move unless it is subtracted from the applied force. Here, the throttle means receives a fluid force due to the viscosity of the hydraulic oil, the sliding speed, the pipe shape, etc. as the spool slides from the hydraulic oil in the internal passage. There is no deformation.
したがって、スプールの摺動や使用年数の影響を受けることなく、油圧アクチュエータの負荷圧の変化に対する再生弁のスプールの動的な安定性を実現できる。 Accordingly, the dynamic stability of the spool of the regenerative valve with respect to the change in the load pressure of the hydraulic actuator can be realized without being affected by the sliding of the spool and the age of use.
また、請求項2に記載の発明は、上記絞り手段が、再生弁スプールに設けた内部通路の一端側の開口部近傍、または、上記内部通路の他端側の開口部近傍の少なくともいずれか一方に設けられることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the throttle means is at least one of the vicinity of the opening on one end side of the internal passage provided in the regeneration valve spool, or the vicinity of the opening on the other end side of the internal passage. It is characterized by being provided in.
絞り手段をスプールの内部通路に設けるに当たっては、最初に内部通路を穴あけ加工により形成し、その後絞り部材を通路に圧入することにより形成することができる。この場合、内部通路の開口部近傍に設けることにより、圧入作業を効率的に行うことができる。また、スプール軸方向に穴あけ加工を施し、この軸方向の穴に連通する径の小さな穴をスプールの径方向に設けることによっても絞り部を容易に形成することができる。 When the throttle means is provided in the internal passage of the spool, it can be formed by first forming the internal passage by drilling and then press-fitting the throttle member into the passage. In this case, the press-fitting operation can be efficiently performed by providing the internal passage in the vicinity of the opening. Further, the narrowed portion can be easily formed by drilling in the spool axial direction and providing a small diameter hole communicating with the axial hole in the spool radial direction.
本発明によれば、再生弁のスプールの摺動に際して抵抗を与える絞り手段を備えた構成にしてあることから、摺動や使用年数により摩耗や変形を生じることがなく、油圧アクチュエータの負荷圧の変化に対する再生弁のスプールの動的な安定性を永続的に実現でき、優れた再生性能、及び再生解除性能を保持することができる。 According to the present invention, since the throttle means for giving resistance when the spool of the regenerative valve slides is provided, wear or deformation does not occur due to sliding or years of use, and the load pressure of the hydraulic actuator can be reduced. The dynamic stability of the regenerative valve spool against changes can be realized permanently, and excellent regenerative performance and regenerative release performance can be maintained.
以下、本発明に係る再生機能付き弁装置の実施形態を図に基づいて説明する。 Embodiments of a valve device with a regeneration function according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の再生機能付き弁装置の第1実施形態を示す断面図、図2は図1の再生弁部分の拡大図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a valve device with a regeneration function of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a regeneration valve portion of FIG.
これらの図1,2に示すように、本発明の第1実施形態は、作業機械例えば油圧ショベルに設けられるもので、油圧アクチュエータ例えばアームシリンダ6の駆動を制御する方向切換弁1と、この方向切換弁1を介してアームシリンダ6からの戻り油を再生させてアームシリンダ6に再び供給可能な再生弁30とを含んでいる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first embodiment of the present invention is provided in a work machine such as a hydraulic excavator, and includes a direction switching valve 1 that controls driving of a hydraulic actuator such as an
図1に示すように、方向切換弁1は、ケーシング2内に摺動自在な方向切換弁スプール3を有している。この方向切換弁スプール3は、パイロットポート4に与えられるパイロット圧により同図1の左方向に摺動し、パイロットポート5に与えられるパイロット圧により同図1の右方向に摺動する。また、パイロットポート4,5にパイロット圧が導かれなくなると、ばね24の力により中立位置に復帰する。
As shown in FIG. 1, the direction switching valve 1 has a direction switching valve spool 3 slidable in a casing 2. The direction switching valve spool 3 slides in the left direction in FIG. 1 due to the pilot pressure applied to the
この方向切換弁1のケーシング2内には、アームシリンダ6のボトム側室6aに主管路7を介して接続されるシリンダポート8と、アームシリンダ6のロッド側室6bに主管路9を介して接続されるシリンダポート10とを有する。
In the casing 2 of the direction switching valve 1, a cylinder port 8 connected to the bottom side chamber 6 a of the
また、アームシリンダ6を駆動する圧油を供給する主油圧ポンプ25からの圧油を導くブリッジ通路11,16を有する。これらのブリッジ通路11,16中には、それぞれ逆止弁13,17を配置してある。
In addition, bridge passages 11 and 16 are provided for guiding pressure oil from a main
方向切換弁スプール3には、この方向切換弁スプール3が同図1の左方向に摺動したときに、ケーシング2のブリッジ通路11と、シリンダポート8に連通する通路14とを連通可能にさせる切り欠き18を設けてある。また、方向切換弁スプール3が同図1の右方向に摺動したときに、ケーシング2のブリッジ通路16と、シリンダポート10に連通する通路14aとを連通可能にさせる切り欠き18aを設けてある。
The direction switching valve spool 3 allows the bridge passage 11 of the casing 2 and the passage 14 communicating with the cylinder port 8 to communicate with each other when the direction switching valve spool 3 slides leftward in FIG. A notch 18 is provided. Further, when the direction switching valve spool 3 slides in the right direction in FIG. 1, a notch 18 a is provided that allows the bridge passage 16 of the casing 2 and the passage 14 a communicating with the
さらに、この方向切換弁スプール3には、外周面に開口し、ケーシング2の通路15に連通する穴20と、この穴20に連通し、方向切換弁スプール3の軸心に沿うように延設され、アームシリンダ6のロッド側室6bからの戻り油を導くことが可能な通路21と、この通路21に設けた逆止弁22と、この逆止弁22の作動時に通路21とブリッジ通路11とを連通させる穴23とを設けている。
Further, the direction switching valve spool 3 opens to the outer peripheral surface and communicates with the hole 20 communicating with the
また、この方向切換弁スプール3が同図1の左方向に摺動したときにケーシング2の通路14aと通路15とを連通可能にさせる切り欠き19を設けている。
Further, a notch 19 is provided to allow the passage 14a and the
再生弁30は、例えば方向切換弁1の外部に設けている。すなわち、方向切換弁1のケーシング2に連設させて再生弁30のケーシング31を設けている。
The
この再生弁30のケーシング31には、前述した通路15の他に、方向切換弁1のケーシング2のブリッジ通路16に連通する通路34を設けている。
In addition to the above-described
再生弁30は図2にも示すように、大径部32aと、この大径部32aに連設される小径部32bとを含む段差形状に設定した再生弁スプール32を有する。
As shown in FIG. 2, the
大径部32aと小径部32bとの接続部分に段差部32cが形成されている。
A stepped
この再生弁スプール32は、ばね室36に収納したばね37によって同図2の左方向に向って付勢されるようになっている。ばね室36は、ドレン回路44を介してタンク12に連通させてある。
The
この再生弁スプール32の小径部32bの近傍のケーシング31部分に、例えば小径部32bの外周面に対向させるようにして、前述した通路34に連通する制御室、すなわち第1油室35を設けている。また、小径部32bの端部付近に第2油室39を設けている。
A control chamber, that is, a
上述した第1油室35に導かれる制御圧による力が、ばね37による力よりも大きくなると、再生弁スプール32が同図2の右方向に摺動する。このときの制御圧として、例えばアームシリンダ6のボトム側室6aの負荷圧(厳密にはブリッジ通路16の圧力)を用いるようにしている。
When the force by the control pressure guided to the
さらに、再生弁スプール32には、その軸心に沿うように延設され、第2油室39とばね室36とを連通させる内部通路40を設けている。この内部通路40は、ばね室36に連通しケーシング31に形成した通路40aに連通し、再生弁スプール32の摺動方向に垂直に設けた通路40bと、この通路40bに連通し、再生弁スプール32の摺動方向に設けた通路40cと、この通路40cと第2油室39とに連通し、再生弁スプール32に垂直に設けた通路40dとを含む構成にしている。
Further, the
また、この再生弁スプール32には、当該再生弁スプール32が、同図2の右方向に摺動したとき、前述した通路15と、ケーシング31に設けた排出通路33とを連通させる切り欠き38を設けている。
Further, the
そして、この第1の実施形態は、再生弁スプール32の摺動に際して抵抗を与える絞り手段としての絞り41を、内部通路40の第2油室39側開口部近傍に設けている。この絞り41は、比較的大きな穴径の通路40cを設けた後、絞り41部材を圧入することにより形成したものである。
In the first embodiment, a
本発明による第1の実施形態における構成は、以上の通りであり、上述した特許文献1に記載の技術とは、再生弁スプール32の摺動に対し、抵抗力を与える手段として特許文献1ではシール材を設けているのに対し、第1の実施形態では絞り41を設けている点で相違する。
The configuration of the first embodiment according to the present invention is as described above. The technique described in Patent Document 1 is different from the technique described in Patent Document 1 in Patent Document 1 as means for imparting resistance to sliding of the
このように構成した第1実施形態の動作は、特許文献1とほぼ同様に以下の通りである。 The operation of the first embodiment configured as described above is as follows in substantially the same manner as in Patent Document 1.
[完全再生]
アームシリンダ6のロッドを伸長させておこなわれるアームクラウドの実施に際して、アームシリンダ6の図示しない操作装置を操作すると、図1に示すパイロットポート4にパイロット圧が与えられる。これにより、方向切換弁スプール3は同図1の左方向に摺動し、切り欠き18を介してブリッジ通路11と通路14とが連通し、切り欠き19を介して通路14aと通路15とが連通する。
[Complete playback]
When carrying out the arm cloud performed by extending the rod of the
これにより、主油圧ポンプ25の圧油が逆止弁13、ブリッジ通路11、切り欠き18、通路14、シリンダポート8を経て主管路7に導かれ、アームシリンダ6のボトム側室6aに供給される。このとき、上述した主油圧ポンプ25の圧油が逆止弁17、ブリッジ通路16、通路34を介して再生弁30の第1油室35に導かれる。
Thereby, the pressure oil of the main
今仮に、この第1油室35に導かれる圧油の圧力、すなわちブリッジ通路16の圧力である制御圧が所定圧より低いものとすると、第1油室35に与えられる圧力による力よりもばね37による力の方が大きくなり、図1,2に示す状態に再生弁スプール32が保持される。
If the pressure of the pressure oil introduced into the
このとき、図2に示す切り欠き38と排出通路33とは例えば遮断された状態になっている。
At this time, the
また、アームシリンダ6のロッド側室6bからの戻り油は、主管路9からシリンダポート10に導かれ、さらに通路14a、方向切換弁スプール3の切り欠き19、通路15を経て再生弁スプール32の切り欠き38部分に与えられる。
The return oil from the rod side chamber 6b of the
上述のように、この切り欠き38と排出通路33とが今は遮断されていることから、通路15に導かれている戻り油が、方向切換弁スプール3の穴20、通路21を経て逆止弁22を押し開き、穴23を経てブリッジ通路11に導かれる。
As described above, since the
すなわち、アームシリンダ6のロッド側室6bからの戻り油が増速用圧油として再生されて、主油圧ポンプ25から供給される圧油に合流する。この合流した圧油が上述のようにアームシリンダ6のボトム側室6aに供給される。したがって、このアームシリンダ6が増速し、比較的速い動作のアームクラウドが実施される。
That is, the return oil from the rod side chamber 6 b of the
[再生完全解除]
何らかの理由により、ブリッジ通路16の圧力が所定圧以上に高くなり、ブリッジ通路16、通路34を経て再生弁30の第1油室35に与えられる制御圧による力がばね37の力よりも大きくなると、再生弁スプール32が図1,2の右方向に摺動する。この再生弁スプール32の摺動に際し、内部通路40内にはタンク圧とほぼ等しい圧力の作動油が満たされていることから、第2油室39側の開口部近傍に設けた絞り41が抵抗となり、絞り41がない場合に比較して、第1油室35に付与される制御圧の大きさに対する再生弁スプール32の変位量が小さくなる。特に、摺動開始直後ほど抵抗力が大きく、再生弁32の変位速度が遅くなり、徐々に一定速度に近づいていく。
[Complete playback release]
For some reason, when the pressure in the bridge passage 16 becomes higher than a predetermined pressure, and the force due to the control pressure applied to the
これによって、図1,2に示す再生弁スプール32の大きな開口を形成する切り欠き38を介して通路15と排出通路33とが徐々に連通していく。
As a result, the
なお、このときの再生弁スプール32の摺動に際し、ばね室36の油がドレン回路44を介してタンク12に導かれるとともに、再生弁スプール32の通路40を介して、すなわち通路40a,40b,40c,絞り41、通路40dを経て第2油室39にばね室36の油が導かれる。
At this time, when the
上述のように、再生弁スプール32の切り欠き38を介して通路15と排出通路33とが連通することにより、アームシリンダ6のロッド側室6bからの戻り油が、主管路9、シリンダポート10、通路14a、方向切換弁スプール3の切り欠き19、通路15、再生弁スプール32の切り欠き38、排出通路33を経てタンク12に戻される。したがって、例えば方向切換弁スプール3の通路21側へは上述の戻り油は導かれなくなり、再生が完全に解除される。これにより、アームシリンダ6の作動速度がそれまでに比べて低速となる。
As described above, the
[一部再生]
なお、再生弁スプール32の第1油室35に与えられる制御圧が所定圧以上であるものの、比較的高くなく、このため再生弁スプール32の切り欠き38が排出通路32に開口したときの開口量が小さい場合には、通路15に導かれる戻り油のうちの一部が、方向切換弁スプール3の通路21、逆止弁22を経て増速用圧油として再生される。残りの戻り油が再生弁スプール32の切り欠き38、排出通路33を経てタンク12に戻される。
[Partial playback]
Although the control pressure applied to the
したがってこの場合には、アームシリンダ6の作動速度は、前述の完全再生のときに比べれば遅くなるものの、アームシリンダ6からの戻り油の一部が再生されるので、アームクラウドの増速を実現できる。すなわち、アームクラウドの増速に際し、ブリッジ通路16の圧力の大きさに応じて変化する作動速度に制御可能となっている。
Therefore, in this case, although the operating speed of the
[再生完全解除から再生へ]
また、前述のように完全に再生が解除されている状態から、ブリッジ通路16の圧力が所定圧よりも低くなり、ばね37による力の方が大きくなると、右方向に摺動していた再生弁スプール32が今度は左方向に摺動する。これによって、再生弁スプール32の切り欠き38の排出通路33に対する開口量が小さくなって上述した一部再生へと移行する。あるいは、切り欠き38と排出通路33とが遮断されて上述した完全再生へと移行する。
[From complete playback to playback]
Further, when the pressure in the bridge passage 16 is lower than a predetermined pressure and the force by the
なお、このときの再生弁スプール32の摺動に際し、第2油室39の油が、管路40d、絞り41、管路40c,40b,40a、ばね室36、ドレン回路44を介してタンク12に戻される。
At this time, when the
この場合も、絞り41が抵抗となり、特に、摺動開始直後ほど抵抗力が大きく、再生弁32の変位速度が遅くなり、徐々に一定速度に近づいていく。
Also in this case, the
[絞り41に関係する再生弁スプール32の動作]
図3は絞り41を備えた図2に示す再生弁30の動作特性と、絞り41を備えない場合の再生弁30の動作特性を比較して示す図で、図3(a)はブリッジ通路16の圧力の変化に伴う再生弁スプール32の摺動開始点及び摺動終了点を示す図、図3(b)は図3(a)に示す再生弁スプール32の摺動開始点、摺動終了点に関連させて描いた再生弁スプール32の時間の経過に対する変位を示す図、図3(c)は図3(a)に示すブリッジ通路16の圧力の変化と、再生弁スプール32の変位との関係を示す図である。
[Operation of the
FIG. 3 is a diagram comparing the operating characteristics of the
仮に絞り41を備えない場合には、図3(a)の再生解除・摺動開始点F1に示すように、再生解除に際しては、ブリッジ通路16の圧力Pがばね37の設定力に相応する比較的低いP1のときに、図2に示す再生弁スプール32が同図2の右方向への摺動を開始する。ブリッジ通路16の圧力PがP2まで高くなったときに、再生解除・摺動終了点F2に示すように、再生弁スプール32の同図2の右方向への摺動が終了する。
If the
再生解除・摺動開始点F1から再生解除・摺動終了点F2の例えば中間位置にあっては、上述の一部の再生の解除、すなわち一部再生が実施され、再生解除・摺動終了点F2付近に至ると完全再生の解除へと移行する。 For example, at an intermediate position from the playback release / sliding start point F1 to the playback release / sliding end point F2, the above-mentioned partial playback release, that is, partial playback is performed, and the playback release / slide end point. When it reaches the vicinity of F2, it shifts to the cancellation of complete reproduction.
また、再生に際しては、ブリッジ通路16の圧力Pが上述のP2のときに、再生・摺動開始点F3に示すように、図2に示す再生弁スプール32が左方向への摺動を開始する。ブリッジ通路16の圧力PがP1まで低くなったときに、再生・摺動終了点F4に示すように、再生弁スプール32の左方向への摺動が終了する。
Further, at the time of regeneration, when the pressure P of the bridge passage 16 is P2 described above, the
このときも、再生・摺動開始点F3から再生・摺動終了点F4の例えば中間位置にあっては、上述の一部再生が実施され、再生・摺動終了点F4付近に至ると完全な再生へと移行する。 Also at this time, for example, at the intermediate position from the reproduction / sliding start point F3 to the reproduction / sliding end point F4, the above-mentioned partial reproduction is performed, and when the vicinity of the reproduction / sliding end point F4 is reached, the complete reproduction is performed. Transition to playback.
上述した摺動動作における再生弁スプール32の変位xは、図3(b)の破線で示したものとなる。
The displacement x of the
また、ブリッジ通路16の圧力Pの変化に対する再生弁スプール32の変位xは、図3(c)の破線で示したものとなる。
Further, the displacement x of the
この図3(c)の破線で示すように、絞り41を設けない場合には、ブリッジ通路16の圧力Pの変化に応じて再生弁スプール32の変位xが変動する。すなわち、再生弁スプール32の変位xはばね37の力のみに依存し、ブリッジ通路16の圧力Pの変化に対する再生弁スプール32の動的な安定性が得られ難い。アームクラウド動作にあっては、ブリッジ通路16の圧力Pのわずかな変化は頻繁に生じ得る。したがって、ブリッジ通路16の圧力Pのわずかな変化によっても再生弁スプール32が常に動き、アームシリンダ6の作動速度が意図に反して変動しやすい。
As indicated by the broken line in FIG. 3C, when the
本発明の第1実施形態は、絞り41を設けたことにより、ブリッジ通路16の圧力Pのわずかな変化、特に瞬間的な変化に対しては、再生弁スプール32がほとんど変位せず、これによりアームクラウド時のボトム側室6aの負荷圧の微小変化に対するアームシリンダ6の作動速度の安定維持を実現できるものである。すなわち、ブリッジ通路16の圧力Pの変化に対する再生弁スプール32の動的な安定性を確保できるものである。
In the first embodiment of the present invention, since the
図2に示すように、絞り41を備えた第1実施形態では、絞り41が再生弁スプール32の摺動時の抵抗となることにより、再生解除に際しては、図3(b)に実線で示すように、ブリッジ通路16の圧力PがP1で再生解除・摺動開始点F1が形成されるものの、摺動開始直後はその変位速度が極めて遅いものとなっている。一方、再生解除・摺動終了点F5は、絞り41のない場合の終了点の圧力P2よりも高いP3となる。
As shown in FIG. 2, in the first embodiment provided with the
また、再生に際しては、ブリッジ通路16の圧力PがP2で再生・摺動開始点F3が形成されるものの、摺動開始直後はその変位速度が極めて遅くなる。一方、再生・摺動終了点F6は、絞り41のない場合の終了点の圧力P1よりも低いP4となる。
Further, at the time of regeneration, although the regeneration / sliding start point F3 is formed when the pressure P of the bridge passage 16 is P2, the displacement speed becomes extremely slow immediately after the start of sliding. On the other hand, the regeneration / sliding end point F6 is P4 lower than the pressure P1 at the end point when there is no
この結果、ブリッジ通路16の圧力Pの変化に対する再生弁スプール32の変位xは、図3(c)の実線で示したものとなる。
As a result, the displacement x of the
この図3(c)に示すように、再生が完全に解除されるブリッジ通路16の圧力P3と、再生が完全に解除された状態から再生が始まるときのブリッジ通路16の圧力P2との間に、不感帯を形成する圧力の領域PSを存在させることができる。また、このときの圧力P2よりもわずかに低圧の間は、再生弁スプール32の変位速度が極めて遅くなる。したがって、アームシリンダ6のボトム側室6aの負荷圧が、P3とP2よりもわずかに低圧の間において変動する限りにあっては、また、アームシリンダ6のボトム側室6aの負荷圧が、P1近傍において変動する限りにあっては、再生弁スプール32はほとんど摺動せず、これにより再生弁スプール32の動的な安定性を実現できる。すなわち、ブリッジ通路16の圧力Pの微小変動に対するアームシリンダ6の作動速度の安定維持を実現できる。
As shown in FIG. 3C, between the pressure P3 of the bridge passage 16 where the regeneration is completely released and the pressure P2 of the bridge passage 16 when the regeneration starts from the state where the regeneration is completely released. There can be a region PS of pressure forming a dead zone. Further, the displacement speed of the
このように本実施形態による動作は、上述した特許文献1に記載された技術とほとんど同等のものとなる。しかし、上述のように、本実施形態にあっては、再生弁スプール32の摺動時に抵抗を与える手段として絞り41を用いていることから、内部通路内の作動油からスプールの摺動に伴い、作動油の粘性、摺動速度、管形状等に起因する流体力を受けるが、これにより絞り41が摩耗、あるいは、変形することはない。
Thus, the operation according to the present embodiment is almost equivalent to the technique described in Patent Document 1 described above. However, as described above, in the present embodiment, the
したがって、再生弁スプール32の摺動や使用年数の影響を受けることなく、油圧アクチュエータの負荷圧の変化に対する再生弁のスプールの動的な安定性を実現できる。
Therefore, the dynamic stability of the regeneration valve spool with respect to the change in the load pressure of the hydraulic actuator can be realized without being affected by the sliding of the
また、再生弁スプール32の第2油室39側の開口部近傍に絞り部材を圧入して設けていることから、絞り41を容易に形成することができる。
In addition, since the throttle member is press-fitted near the opening of the
図4は本発明の第2の実施形態を示す再生弁部分の断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a regenerative valve portion showing a second embodiment of the present invention.
この第2の実施形態は、内部通路40に連通しばね室36側に再生弁スプール32の径方向に設けた通路41Aの穴径を小さくし、これを第1の実施形態で設けた絞り41の代わりに用いたものである。その他の構成は、上述した第1の実施形態と同様であり、その動作も同様のものとなる。
In the second embodiment, the diameter of the passage 41A provided in the radial direction of the
したがって、この第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、絞り41Aを形成するに際し、特別な部材を用いる必要がないため、より容易に絞りを形成することができる。 Therefore, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, since it is not necessary to use a special member when forming the diaphragm 41A, the diaphragm can be formed more easily.
なお、適用される作業機械は上述した油圧ショベルに限られず、クレーン作業機等であってもよい。 The work machine to be applied is not limited to the hydraulic excavator described above, and may be a crane work machine or the like.
また、油圧ショベルに備える場合でも、適用される油圧アクチュエータは上述したアームシリンダ6に限られず、バケットシリンダ、ブームシリンダ等であってもよい。
Even when the hydraulic excavator is provided, the applied hydraulic actuator is not limited to the
1 方向切換弁
2 ケーシング
3 方向切換弁スプール
4 パイロットポート
5 パイロットポート
6 アームシリンダ(油圧アクチュエータ)
6a ボトム側室
6b ロッド側室
7 主管路
8 シリンダポート
9 主管路
10 シリンダポート
11 ブリッジ通路
12 タンク
14 通路
14a 通路
15 通路
16 ブリッジ通路
18 切り欠き
19 切り欠き
20 穴
21 通路
22 逆止弁
23 穴
25 主油圧ポンプ
30 再生弁
31 ケーシング
32 再生弁スプール
32a 大径部
32b 小径部
32c 段差部
33 排出通路
34 通路
35 第1油室(制御室)
36 ばね室
37 ばね
38 切り欠き
39 第2油室
40 内部通路
41 絞り(絞り手段)
44 ドレン回路
1 direction switching valve 2 casing 3 direction switching
6a Bottom side chamber 6b Rod side chamber 7 Main conduit 8
36
44 Drain circuit
Claims (2)
上記再生弁が、スプールと、このスプールの一端側に設けられ当該スプールを付勢するばねと、このばね力に抗して当該スプールを摺動させる制御圧が導かれる第1油室と、上記スプールの内部に設けられドレン回路に連通する内部通路と、上記スプールの他端側に設けられ上記内部通路に接続する第2油室と、上記内部通路に設けられスプールの摺動に対し抵抗を与える絞り手段とを備えたことを特徴とする再生機能付き弁装置。 A regeneration valve that is provided in the work machine and that controls the drive of the hydraulic actuator, and a regeneration valve that regenerates the return oil from the hydraulic actuator through the direction switch valve and can supply the oil to the hydraulic actuator. In the valve device with function,
The regeneration valve includes a spool, a spring provided on one end of the spool and biasing the spool, a first oil chamber to which a control pressure for sliding the spool against the spring force is guided, An internal passage provided inside the spool and communicating with the drain circuit, a second oil chamber provided on the other end of the spool and connected to the internal passage, and a resistance against sliding of the spool provided in the internal passage. A valve device with a regenerating function, characterized by comprising a throttle means for giving.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004197013A JP2006017257A (en) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | Valve device with regenerating function |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009041616A (en) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Kayaba Ind Co Ltd | Control device using neutral cut valve |
-
2004
- 2004-07-02 JP JP2004197013A patent/JP2006017257A/en active Pending
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