JP2013526688A

JP2013526688A - 建設機械の油圧制御弁

Info

Publication number: JP2013526688A
Application number: JP2013511088A
Authority: JP
Inventors: ク・ボンソク
Original assignee: ボルボコンストラクションイクイップメントアーベー
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: JP5671610B2; US20130025720A1; KR20130086120A; EP2573407B1; US9085875B2; KR101718835B1; EP2573407A1; CN102859205B; EP2573407A4; WO2011145755A1; CN102859205A

Abstract

ブーム、アームなどの作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油の流れを可変制御することができる油圧制御弁を提供する。本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート、及び出口ポートが形成されるバルブブロックと、入口ポートから出口ポートへの作動油の流れは許容し、出口ポートから入口ポートへの作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、切り換えの際に開放されるチェックバルブを介して、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブーム、アームなどの作業装置が取り付けられる建設機械のオプション装置用油圧制御弁に係り、さらに詳細には、作業装置を駆動させるために油圧シリンダーに供給される作動油の流れを可変制御することができる建設機械の油圧制御弁に関する。

図１乃至図３に示す従来の技術による建設機械の油圧制御弁は、入口ポートＰ１、及び入口ポートＰ１に連通する出口ポートＰ２が形成されるバルブブロックＢと、入口ポートＰ１に連通する第１通路１と出口ポートＰ２に連通する第４通路４との交差部を開閉させるように設けられ、第１通路１から第４通路４への作動油の流れを許容し、第４通路４から第１通路１への作動油の流れを制限する第１チェックバルブＣ１と、第４通路４に連通する第３通路３と第１通路１に連通する第２通路２との交差部を開閉させるように設けられ、第２通路２から第３通路３への作動油の流れを許容し、第３通路３から第２通路２への作動油の流れを制限する第２チェックバルブＣ２と、バルブブロックＢにスライド結合され、パイロット信号圧力Ｐｉによって切り換えの際に開放される第２チェックバルブＣ２を介して出口ポートＰ２から入口ポートＰ１への作動油の流れを制御するスプールＳと、を備える。

図中、説明されていない符号Ｒは、第４通路４に設定圧力を超える圧力が発生するときに、超えられた圧力の作動油を油圧タンクＴに帰還させて油圧回路を保護するリリーフ弁である。

従来の油圧制御弁によれば、前述のような入口ポートＰ１に供給される作動油は、第１通路１‐第１チェックバルブＣ１‐第４通路４を順に経由して出口ポートＰ２に移動する。

このとき、第１チェックバルブＣ１の背圧室５の圧力及びバネ１０の弾性力により、第１チェックバルブＣ１は閉鎖された状態を維持するため、第４通路４から第１通路１への作動油の流れは発生しない。また、第２チェックバルブＣ２の背圧室６の圧力及びバネ１１の弾性力により、第２チェックバルブＣ２は閉鎖された状態を維持するため、第３通路３から第２通路２への作動油の流れは発生しない。

一方、パイロット信号圧力Ｐｉの供給により、スプールＳが、図１において上側に切り換えられる場合（図３ではスプールＳがパイロット信号圧力Ｐｉにより右側に切り換えられる）、ｂ通路８がスプールＳに形成されたｃ通路９と連通するため、第２チェックバルブＣ２の背圧室６の圧力が入口ポートＰ１の圧力と同一になる。

このとき、第３通路３の圧力が背圧室６の圧力より高く形成されるため、第２チェックバルブＣ２を図１において右側に移動させる（図３では、第２チェックバルブＣ２が第３通路３の圧力によって上方に移動する）。それにより、第３通路３に連通する第２通路２が上側に切り換えられたスプールＳを経由して第２通路１と連通する。

したがって、出口ポートＰ２の作動油は、第４通路４−第３通路３‐第２通路２‐スプールＳを順に経由して入口ポートＰ１と連通する第１通路１に供給される。

前述のように、油圧制御弁の出口ポートＰ２から入口ポートＰ１への作動油の流れをパイロット信号圧力Ｐｉによって制御する場合、第２チェックバルブＣ２の背圧室６の圧力を制御し、入口ポートＰ１から出口ポートＰ２への作動油が、圧力の損失が少ない状態で流れるように、パイロット信号圧力Ｐｉによって切り換えられる大きいサイズのスプールＳが必要となる。

それにより、サイズの大きいスプールが結合される油圧制御バルブが大型化するため、それらの製造コストが上昇して、価格競争力が低下し、サイズの大きい制御バルブを油圧シリンダーなどに取り付ける作業が難しいなどの不便さがある。

本発明の目的は、作業装置を駆動させるために、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する制御弁を構成する油圧部品数を最小限にして、それらの製造コストを節減し、油圧シリンダーなどに容易に取り付けることができる建設機械の油圧制御弁を提供することである。

本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート、及び入口ポートに連通する出口ポートが形成されるバルブブロックと、入口ポートに連通する第１通路と出口ポートに連通する第２通路との交差部を開閉させるように設けられ、入口ポートから出口ポートへの作動油の流れは許容し、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、バルブブロックにスライド結合され、パイロット信号圧力によって切り換えの際に開放されるチェックバルブを介して、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える。

本発明の他の実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート、及び入口ポートに連通する出口ポートが形成されるバルブブロックと、入口ポートに連通する第１通路と出口ポートに連通する第２通路との交差部を開閉させるように設けられ、入口ポートから出口ポートへの作動油の流れは許容し、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、入口ポートから出口ポートへの作動油の流れが円滑になるように、チェックバルブの内部に形成される第１チェックバルブと、バルブブロックにスライド結合され、パイロット信号圧力によって切り換えの際に開放されるチェックバルブを介して、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える。

本発明のさらに他の実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート、及び入口ポートに連通する出口ポートが形成されるバルブブロックと、入口ポートに連通する第１通路と出口ポートに連通する第２通路との交差部を開閉させるように設けられ、入口ポートから出口ポートへの作動油の流れは許容し、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、入口ポートから出口ポートへの作動油の流れが円滑になるように、第１通路及び第２通路にそれぞれ分岐されて接続する分岐通路に設けられる第２チェックバルブと、バルブブロックにスライド結合され、パイロット信号圧力によって切り換えの際に開放されるチェックバルブを介して、出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える。

さらに好ましい実施形態によれば、前述の出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するようにチェックバルブに形成され、スプールの切り換え量に対応するように、第２通路から第１通路に移動する作動油を制御する第３絞縮部を備える。

前述のように構成される本発明の実施形態による建設機械の油圧制御弁は下記のような利点を有する。

作業装置を駆動させるために、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する制御弁を構成する油圧部品数を最小限にして、それらの製造コストを節減して価格競争力を高め、油圧シリンダーなどに容易に取り付けることができる。

従来の技術による建設機械の油圧制御弁の断面図である。図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。従来の技術による建設機械の油圧制御弁の油圧回路図である。本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御弁の断面図である。本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御弁の油圧回路図である。本発明の他の実施形態による建設機械の油圧制御弁の断面図である。本発明の他の実施形態による建設機械の油圧制御弁の油圧回路図である。本発明のさらに他の実施形態による建設機械の油圧制御弁の断面図である。本発明のさらに他の実施形態による建設機械の油圧制御弁の油圧回路図である。本発明の実施形態による建設機械の油圧制御弁において、チェックバルブの詳細図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明するが、これは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。

図４、図５及び図１０に示す本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械のブーム、アームなどの作業装置を駆動させるように、油圧シリンダー（ブームシリンダーなどを言う）に供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート５０及び入口ポート５０に連通する出口ポート５１が形成されるバルブブロック５２と、入口ポート５０に連通する第１通路５３と出口ポート５１に連通する第２通路５４との交差部を開閉させるように設けられ、入口ポート５０から出口ポート５１への作動油の流れは許容し、出口ポート５１から入口ポート５０への作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部５５が備えられるチェックバルブ５６と、バルブブロック５２にスライド結合され、パイロット信号圧力Ｐｉの供給によって切り換えの際に開放されるチェックバルブ５６を介して、出口ポート５１から入口ポート５０への作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部５７が備えられるスプール５８と、を備える。

前述のような出口ポート５１から入口ポート５０への作動油の流れを可変制御するようにチェックバルブ５６に形成され、スプール５８の切り換え量に対応するように第２通路５４から第１通路５３に移動する作動油を制御する第３絞縮部５９を備える。

図中、説明されていない符号６３は、第２通路５４に設定圧力を超える圧力が発生するときに、超えられた圧力の作動油を油圧タンクＴに帰還させて圧力を一定に維持するリリーフ弁である。

以下、本発明の第１実施形態による建設機械の油圧制御弁の動作を説明する。

図４、図５及び図１０に示すように、前述のようなチェックバルブ５６がスライド結合された背圧室７０と第２通路５４とが第１絞縮部５５によって連通することによって、第１通路５３の圧力が第２通路５４の圧力よりも高い場合、チェックバルブ５６を右側に押して、入口ポート５０に供給された作動油は出口ポート５１に移動することができる。

一方、前述のような出口ポート５１から入口ポート５０への作動油の流れは、パイロット信号圧力Ｐｉの供給によって切り換えられるスプール５８によって制御されることができる。スプール５８にパイロット信号圧力Ｐｉが加えられない初期段階では、バネ７１の弾性力及び背圧室７０の圧力によりチェックバルブ５６が閉鎖された状態を維持する（図４において、チェックバルブ５６が左側に着座する）。それにより、第２通路５４から第１通路５３への作動油の流れは許容されない。

パイロット信号圧力Ｐｉが加えられて、スプール５８が上側に切り換えられる場合（図５では、スプール５８が右側に切り換えられる）、背圧室７０に連通した第３通路６５がスプール５８の第２絞縮部５７と連通し、第４通路６６を介して第１通路５３に連通する。

このとき、第１通路５３は低圧であり、背圧室７０の圧力が下降するため、チェックバルブ５６は右側に移動する（図５ではチェックバルブ５６が上方に移動する）。それにより、出口ポート５１の作動油は、第２通路５４‐開放されたチェックバルブ５６‐第１通路５３を順に経由して入口ポート５０に移動する。

このとき、図１０に示されるように、チェックバルブ５６が右側に移動する場合、チェックバルブ５６に形成された第１絞縮部５５は可変絞縮部を形成させる。また、図４に示されるように、スプール５８が上方に移動する場合、スプール５８に形成された第２絞縮部５７が可変絞縮部を形成させる。

前述のように、パイロット信号圧力Ｐｉによってスプール５８の切り換え量が決定されることによって、スプール５８の切り換え量に応じて第２絞縮部５７の位置が決定され、チェックバルブ５６の第１絞縮部５５の位置が決定される。前述のチェックバルブ５６の右側の端部の位置が決定されることによって、第３絞縮部５９によって第２通路５４に第１通路５３が連通する。

それにより、出口ポート５１から入口ポート５０に流れる作動油の流れを可変制御することができる。

図６、図７及び図１０に示される本発明の第２実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械のブーム、アームなどの作業装置を駆動させるように、油圧シリンダー（ブームシリンダーなどを言う）に供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート５０、及び入口ポート５０に連通する出口ポート５１が形成されるバルブブロック５２と、入口ポート５０に連通する第１通路５３と出口ポート５１に連通する第２通路５４との交差部を開閉させるように設けられ、入口ポート５０から出口ポート５１に移動する作動油の流れは許容し、出口ポート５１から入口ポート５０に移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部５５が備えられるチェックバルブ５６と、入口ポート５０から出口ポート５１への作動油が円滑に流れるように、チェックバルブ５６の内部に形成される内蔵型の第１チェックバルブ６０と、バルブブロック５２にスライド結合され、パイロット信号圧力Ｐｉの供給によって切り換えの際に開放されるチェックバルブ５６を介して、出口ポート５１から入口ポート５０に移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部５７が備えられるスプール５８と、を備える。

このとき、前述の入口ポート５０から出口ポート５１への作動油が円滑に流れるようにチェックバルブ５６の内部に形成された内蔵型の第１チェックバルブ６０の構成を除いては、本発明の第１実施形態による油圧制御弁の構成と同一であるため、それらの構成及び動作についての詳細な説明は省略し、同一の構成要素には同一の図面符号を付する。

図８ないし図１０に示される本発明の第３実施形態による建設機械の油圧制御弁は、建設機械のブーム、アームなどの作業装置を駆動させるように、油圧シリンダー（ブームシリンダーなどを言う）に供給される作動油を制御する油圧制御弁において、入口ポート５０、及び入口ポート５０に連通する出口ポート５１が形成されるバルブブロック５２と、入口ポート５０に連通する第１通路５３と出口ポート５２に連通する第２通路５４との交差部を開閉させるように設けられ、入口ポート５０から出口ポート５１に移動する作動油の流れは許容し、出口ポート５１から入口ポート５０に移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部５５が備えられるチェックバルブ５６と、入口ポート５０から出口ポート５１への作動油が円滑に流れるように、第１通路５３及び第２通路５４にそれぞれ分岐されて接続する分岐通路６１に設けられる第２チェックバルブ６２と、バルブブロック５２にスライド結合され、パイロット信号圧力Ｐｉの供給によって切り換えの際に開放されるチェックバルブ５６を介して、出口ポート５１から入口ポート５０に移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部５７が備えられるスプール５８と、を備える。

このとき、前述の入口ポート５０から出口ポート５１への作動油が円滑に流れるように、第１通路５３及び第２通路５４にそれぞれ分岐されて接続した分岐通路６１に設けられた第２チェックバルブ６２の構成を除いては、本発明の第１実施形態による油圧制御弁の構成と同一であるため、それらの構成及び動作についての詳細な説明は省略し、同一の構成要素には同一の図面符号を付する。

前述のような本発明の実施形態による建設機械の油圧制御弁によれば、ブームなどの作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、パイロット信号圧力に対応するスプールの切り換え量によってチェックバルブの移動量が決定され、チェックバルブの移動量に応じて出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御することができる。

前述のような本発明の実施形態による建設機械の油圧制御弁によれば、作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する制御弁を構成する油圧部品数を最少限にすることによって、それらの製造コストを節減して価格競争力を高め、油圧シリンダーなどに容易に取り付けることができる。

５０入口ポート
５１出口ポート
５２バルブブロック
５３第１通路
５４第２通路
５５第１絞縮部
５６チェックバルブ
５７第２絞縮部
５８スプール
５９第３絞縮部
６０第１チェックバルブ
６１分岐通路
６２第２チェックバルブ

Claims

建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、
入口ポート、及び前記入口ポートに連通する出口ポートが形成されるバルブブロックと、
前記入口ポートに連通する第１通路と前記出口ポートに連通する第２通路との交差部を開閉させるように設けられ、前記入口ポートから前記出口ポートへの作動油の流れは許容し、前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、
前記バルブブロックにスライド結合され、パイロット信号圧力によって切り換えの際に開放される前記チェックバルブを介して、前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える建設機械の油圧制御弁。
建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、
入口ポート、及び前記入口ポートに連通する出口ポートが形成されるバルブブロックと、
前記入口ポートに連通する第１通路と前記出口ポートに連通する第２通路との交差部を開閉させるように設けられ、前記入口ポートから前記出口ポートへの作動油の流れは許容し、前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、
前記入口ポートから前記出口ポートへの作動油の流れが円滑になるように、前記チェックバルブの内部に形成される第１チェックバルブと、
前記バルブブロックにスライド結合され、パイロット信号圧力によって切り換えの際に開放される前記チェックバルブを介して、前記出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える建設機械の油圧制御弁。
建設機械の作業装置を駆動させるように、油圧シリンダーに供給される作動油を制御する油圧制御弁において、
入口ポート、及び前記入口ポートに連通する出口ポートが形成されるバルブブロックと、
前記入口ポートに連通する第１通路と出口ポートに連通する第２通路との交差部を開閉させるように設けられ、前記入口ポートから前記出口ポートへの作動油の流れは許容し、前記出口ポートから入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第１絞縮部が備えられるチェックバルブと、
前記入口ポートから前記出口ポートへの作動油の流れが円滑になるように、前記第１通路及び前記第２通路にそれぞれ分岐されて接続する分岐通路に設けられる第２チェックバルブと、
前記バルブブロックにスライド結合され、パイロット信号圧力によって切り換えの際に開放される前記チェックバルブを介して、前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように第２絞縮部が備えられるスプールと、を備える建設機械の油圧制御弁。
前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように前記チェックバルブに形成され、前記スプールの切り換え量に対応するように、前記第２通路から第１通路に移動する作動油を制御する第３絞縮部を備えることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧制御弁。
前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように前記チェックバルブに形成され、前記スプールの切り換え量に対応するように、前記第２通路から第１通路に移動する作動油を制御する第３絞縮部を備えることを特徴とする請求項２に記載の建設機械の油圧制御弁。
前記出口ポートから前記入口ポートに移動する作動油の流れを可変制御するように前記チェックバルブに形成され、前記スプールの切り換え量に対応するように、前記第２通路から第１通路に移動する作動油を制御する第３絞縮部を備えることを特徴とする請求項３に記載の建設機械の油圧制御弁。