JP2013527399A

JP2013527399A - 建設機械用油圧制御弁

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Publication number: JP2013527399A
Application number: JP2013511087A
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Inventors: キム・ジンウク
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: 2013-06-27
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Abstract

ブーム、アームなどの作業装置を駆動させる場合、アクチュエータに供給される作動油を合流させて作業装置の駆動速度を増大させ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用油圧制御弁は、バルブブロック内にスライド結合され、切り換えの際に第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプからアクチュエータに供給される作動油を制御し、内部通路が形成されるブームスプールと、ブームスプールを中心に上下対称に形成される第１油圧ポンプの供給通路及び第２油圧ポンプの供給通路と、第１油圧ポンプの供給通路及び第２油圧ポンプの供給通路をそれぞれ開閉させるように弾性支持されるチェックバルブと、バルブブロックのスライド面に形成される通路に対して左右及び上下対称に形成され、第１油圧ポンプの供給通路及び第２油圧ポンプの供給通路からの作動油をアクチュエータに供給するブリッジ通路と、ブームスプールの切り換えの際に第１油圧ポンプからの作動油をアクチュエータに供給するシリンダー通路と、ブームスプールの切り換えの際に第２油圧ポンプからの作動油をブームスプールの内部通路に供給する連結通路と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブーム、アームなどが取り付けられる建設機械用油圧制御弁に係り、さらに詳細には、ブーム、アームなどの作業装置を駆動させる場合、それらのアクチュエータに供給される作動油を合流させて作業装置の駆動速度を増大させることができる建設機械用油圧制御弁に関する。

一般的に、掘削機のような建設機械のブーム、アームなどの作業装置を駆動させるアクチュエータに、油圧ポンプから供給される作動油を制御するために油圧制御弁が使用される。特に、ブーム、アームなどの作業装置を駆動させるように、複数の油圧ポンプから供給される作動油を合流させることにより作業装置の駆動速度を増大させることができる。

図１及び図２に示す従来の技術による建設機械用油圧制御弁は、第１油圧ポンプＰ１の作動油をブームシリンダー６に供給するように供給通路が形成される第１ブームブロック１と、前記第１ブームブロック１に対して上下に対称になるように密着し、第２油圧ポンプＰ２の作動油をブームシリンダー６に供給するように供給通路が形成される第２ブームブロック２と、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６に切り換え可能に設けられ、切り換えの際に前記ブームシリンダー６の起動、停止及び方向転換を制御する第１ブームスプール３と、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１に切り換え可能に設けられ、切り換えの際に前記第２油圧ポンプＰ２の作動油を前記第１油圧ポンプＰ１の作動油に合流させて、ブームシリンダー６の駆動速度を増大させる第２ブームスプール４と、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１を開閉させるようにバネ８によってそれぞれ弾性支持されるポペット９と、を備える。

図中、説明されていない符号１２、１５は、前記第１ブームスプール３及び前記第２ブームスプール４の一端部に対向するように固定され、前記第１ブームスプール３及び前記第２ブームスプール４を弾性支持するバネ１３が載置されるガイドであり、符号１４は、前記第１ブームスプール３及び前記第２ブームスプール４のガイド１２と１５との間に配置され、前記第１ブームスプール３及び前記第２ブームスプール４のストロークを制限するストッパーである。

以下、前述のように構成される油圧制御弁の動作を説明する。

（１）ブーム上昇時の油圧制御弁の動作を説明する。

図１に示されるように、ブームを上昇させるために、ブーム上昇用のパイロット信号圧力（バネ１３のセット圧力を超える圧力を言う）がカバー１０のパイロットｂポート２８に供給される場合、第１ブームブロック１内にスライド結合された第１ブームスプール３が左側に切り換えられる。

このとき、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６の高圧油は、バネ８によって弾性支持されたポペット９を上方に押すようになってブリッジ通路１７に供給されることによって、左側に切り換えられた第１ブームスプール３のノッチ１８を介してシリンダー通路１９に供給される。

それと同時に、ブーム上昇用のパイロット信号圧力（バネ１３のセット圧力を超える圧力を言う）がカバー１０のパイロットｂ´ポート２９に供給されることによって、第２ブームブロック２内にスライド結合された第２ブームスプール４が左側に切り換えられる。

このとき、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１の高圧油は、バネ８によって弾性支持されたポペット９を下方に押すようになってブリッジ通路３２に供給されることによって、左側に切り換えられた第２ブームスプール４のノッチ３３を介してシリンダー通路３４に供給される。

前記シリンダー通路３４に供給された作動油はブロック連結ポート３５を経由して第１ブームブロック１側のシリンダー通路１９に合流した後、アクチュエータＢポート２０及びブームラージチャンバー通路２１を経由してブームシリンダー６のラージチャンバーに供給される。それにより、ブームが上昇する。

このとき、前記第１ブームブロック１と第２ブームブロック２との相互の密着面に介在されたＯリング３６によって高圧油の漏油を防止できる。

一方、前記ブームシリンダー６のスモールチャンバーから帰還する作動油は、ブームスモールチャンバー通路２２‐アクチュエータＡポート２３‐シリンダー通路２４に順に移動した後、左側に切り換えられた第１ブームスプール３のノッチ２５を介してタンク通路２６に帰還する。それにより、ブームが上昇する。

このとき、前記ブームシリンダー６のスモールチャンバーから帰還する作動油の量は、ラージチャンバーの作動油の量に比べて半分以下であるため、第１ブームスプール３のみを介して油圧タンクに帰還する。また、左側に切り換えられた第２ブームスプール４には、タンク通路３７に連通するノッチが形成されていないため、第２ブームスプール４を介して油圧タンクに帰還しない。

このとき、前記アクチュエータＡポート２３及び前記アクチュエータＢポート２０にそれぞれ設けられたリリーフ弁５は、前記ブームシリンダー６に設定圧力を超える圧力が加えられる場合、超過圧力の作動油を油圧タンクに帰還させて設定圧力を維持させるため、ブームシリンダー６を保護することができる。

２）ブーム下降時の油圧制御弁の動作を説明する。

図１に示すように、ブームを下降させるために、ブーム下降用のパイロット信号圧力がパイロットａポート２７及びパイロットａ´ポート３０に供給される場合、前記第１ブームブロック１内にスライド結合された前記第１ブームスプール３と前記第２ブームブロック２内にスライド結合された前記第２ブームスプール４とが右側に切り換えられる。

このとき、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６の高圧油は、バネ８によって弾性支持されたポペット９を上方に押すようになってブリッジ通路１７に供給されることによって、右側に切り換えられた第１ブームスプール３のノッチ３８を介してシリンダー通路２４に供給される。

このとき、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１の高圧油は、バネ８によって弾性支持されたポペット９を下方に押すようになってブリッジ通路３２に供給される。一方、右側に切り換えられた第２ブームスプール４には、ブリッジ通路３２に連通するノッチが形成されていないため、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１の高圧油は第２ブームスプール４を介してシリンダー通路３９には供給されない。

したがって、前記第１油圧ポンプＰ１側の作動油のみがアクチュエータＡポート２３及びブームスモールチャンバー通路２２を経由してブームシリンダー６のスモールチャンバーに供給される。

一方、前記ブームシリンダー６のラージチャンバーから帰還する作動油は、ブームラージチャンバー通路２１‐アクチュエータＢポート２０‐シリンダー通路１９を順に経由した後、右側に切り換えられた第１ブームスプール３に形成されたノッチ４０と第２ブームスプール４に形成されたノッチ４１とを介して分散して、タンク通路４２とタンク通路４３とにそれぞれ帰還する。それにより、ブームが下降する。

図２は、従来の技術による建設機械用油圧制御弁の油圧回路図である。

１）ブームの上昇を油圧回路図によって説明する。

ブームを上昇させるために、ブーム上昇用のパイロット信号圧力が第１ブームブロック１のｂポートに供給される場合、前記第１ブームブロック１に結合された第１ブームスプール３が右側に切り換えられる。このとき、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６の高圧油は、チェックバルブ５５を押し、右側に切り換えられた第１ブームスプール３の内部通路を経由して通路５６、５７に供給される。

それと同時に、ブーム上昇用のパイロット信号圧力が第２ブームブロック２のｂ´ポートに供給される場合、前記第２ブームブロック２の第２ブームスプール４が右側に切り換えられる。このとき、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１の高圧油は、チェックバルブ６２を押し、右側に切り換えられた第２ブームスプール４の内部通路を経由して通路６３に供給される。それにより、通路６３に供給された作動油は、通路５７で第１油圧ポンプＰ１側の作動油と合流してブームシリンダー６のラージチャンバーに供給される。

このとき、前記ブームシリンダー６のスモールチャンバーから帰還する作動油は、通路５９を経由した後、右側に切り換えられた第１ブームスプール３の内部通路を経由してタンク通路６０に連通する。それにより、ブームが上昇する。

２）ブームの下降を油圧回路図によって説明する。

ブームを下降させるために、ブーム下降用のパイロット信号圧力が前記第１ブームブロック１のａポート及び第２ブームブロック２のａ´ポートに供給される場合、前記第１ブームブロック１の第１ブームスプール３及び前記第２ブームブロック２の第２ブームスプール４がそれぞれ左側に切り換えられる。このとき、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６の高圧油は、チェックバルブ５５を押し、左側に切り換えられた第１ブームスプール３の内部通路を経由して通路５９に供給される。それにより、ブームシリンダー６のスモールチャンバーに供給される。

このとき、前記ブームシリンダー６のラージチャンバーから帰還する作動油は通路５７、５６に供給されるため、左側に切り換えられた第１ブームスプール３の内部通路を経由してタンク通路６０に連通する。

それと同時に、前記ブームシリンダー６のラージチャンバーから帰還する作動油は、通路５７から分岐した通路６３に供給されるため、左側に切り換えられた第２ブームスプール４の内部通路を経由してタンク通路６４に連通する。それにより、ブームシリンダー６は下降する。

前述のような従来の油圧制御弁は、ブームを上昇または下降させるために、前記第１ブームブロック１及び第２ブームブロック２と、前記第１ブームブロック１及び前記第２ブームブロック２にそれぞれスライド結合された第１ブームスプール３及び第２ブームスプール４と、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１６及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路３１を開閉させるようにバネ８によってそれぞれ弾性支持されたポペット９とを備える。このような構造は、アーム１スプール及びアーム２スプールにも同様に適用されるため、油圧制御弁のサイズが大きくなる。

また、油圧制御弁を建設装備に取り付ける場合、大きさが嵩張るため、配管及びレイアウトに難点があり、コストが上昇するなどの問題点がある。

本発明の目的は、アクチュエータに供給される作動油を制御する油圧制御弁のサイズをコンパクトにして、油圧制御弁を建設装備に容易に取り付けることができ、コストを節減することができる建設機械用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用油圧制御弁は、アクチュエータに供給される作動油を制御する建設機械用油圧制御弁において、モノ型バルブブロックと、前記モノ型バルブブロック内にスライド結合され、切り換えの際に第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される作動油を制御し、内部通路が軸方向に形成されるブームスプールと、前記ブームスプールを中心に上下対称に形成される前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路と、前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路をそれぞれ開閉させるように弾性支持されるチェックバルブと、前記ブームスプールが切り換えられる前記モノ型バルブブロックのスライド面に形成される通路に対して、左右及び上下対称に形成され、前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路からの作動油を前記アクチュエータに供給するブリッジ通路と、前記ブームスプールの切り換えにより前記ブリッジ通路に連通する場合、前記第１油圧ポンプからの作動油を前記アクチュエータに供給するシリンダー通路と、前記ブームスプール切り換えにより前記ブリッジ通路に連通する場合、前記第２油圧ポンプからの作動油を前記ブームスプールの内部通路に供給する連結通路と、を備える。

好ましい実施形態によれば、前記ブームスプールの内部通路の両開口部をそれぞれ開閉させるように弾性支持されるチェックバルブを備えて、前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路から作動油が供給されるシリンダー通路側の開口部のチェックバルブは開放されて、前記アクチュエータに作動油を供給し、他側の開口部のチェックバルブは閉鎖された状態を維持する。

前記アクチュエータ及び前記シリンダー通路に連通するアクチュエータポートに設けられ、前記アクチュエータに設定圧力を超える圧力が発生する場合、超過圧力の作動油を油圧タンクに帰還させるリリーフ弁を備える。

前記第１油圧ポンプの供給通路を開閉させるチェックバルブは、前記第１油圧ポンプの供給通路に連通する通路が形成されるプラグと、前記通路を開閉させるようにバネによって弾性支持され、前記プラグに対してスライドされる両側面にスロットが形成されるポペットと、前記ポペットに対して相対運動するようにスライドされ、前記ブームスプールが切り換えられるバルブブロックのスライド面に形成される通路を開閉させるように、前記バネによって弾性支持される他のポペットと、を備える。

前記第２油圧ポンプの供給通路を開閉させるチェックバルブは、前記第２油圧ポンプの供給通路に連通する通路が形成されるプラグと、前記通路を開閉させるようにバネによって弾性支持され、前記プラグに対してスライドされる両側面にスロットが形成されるポペットと、を備える。

前記ブームスプールの内部通路の開口部を開閉させるチェックバルブは、前記ブームスプールの内部通路の両開口部に連通するように形成されるバックチャンバーと、前記バックチャンバー内にスライド結合され、前記内部通路の開口部をそれぞれ開閉させるように支持されるポペットと、前記内部通路の開口部に対して前記ポペットをそれぞれ加圧して閉鎖状態で弾性支持するバネと、前記バネの設定圧力を維持するように前記ブームスプールにそれぞれ固定されるプラグと、を備える。

前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路の作動油を、前記ブームスプールの内部通路を経由して前記アクチュエータに供給するように、前記バックチャンバーに連通するように前記ブームスプールの左右側に形成され、前記ブームスプールの切り換えの際に前記バックチャンバーをタンク通路に連通させて、前記内部通路の開口部からポペットを開放させるドレイン通路を備える。

前記アクチュエータは、ブームシリンダーまたはアームシリンダーである。

前述のように構成される本発明の一実施形態による建設機械用油圧制御弁は下記のような利点を有する。

ブームを上昇または下降させる場合に使用される油圧制御弁のサイズを小さくして、小旋回建設機械などに油圧制御弁を容易に取り付け、コストを節減して価格競争力を有する。

従来の技術による建設機械用油圧制御弁の断面図である。従来の技術による建設機械用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用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用油圧制御弁においてブームの上昇時の動作を示す図である。本発明の一実施形態による建設機械用油圧制御弁においてブームの下降時の動作を示す図である。

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において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３ないし図５に示す本発明の一実施形態による建設機械用油圧制御弁は、掘削機のブームなどを駆動させるアクチュエータ（例えば、ブームシリンダーを言う）に供給される作動油を制御する建設機械用油圧制御弁において、モノ型バルブブロック１０１と、前記モノ型バルブブロック１０１内にスライド結合され、切り換えの際に第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２から前記アクチュエータ６に供給される作動油を制御し、内部通路１２５が軸方向に形成されるブームスプール１０２と、前記ブームスプール１０２を中心に上下対称に形成される前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６と、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６をそれぞれ開閉させるようにバネ１０５及び１０９によって弾性支持されるチェックバルブ（例えば、ポペットが使用される）１０４及び１０８と、前記ブームスプール１０２が切り換えられるバルブブロック１０１のスライド面に形成される通路１２２に対して左右及び上下対称に形成され、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６からの作動油をそれぞれアクチュエータ６に供給するブリッジ通路１１９及び１１７と、前記ブームスプール１０２の切り換えによりブリッジ通路１１９に連通する場合、前記第１油圧ポンプＰ１からの作動油を前記アクチュエータ６に供給するシリンダー通路１９及び２４と、前記ブームスプール１０２の切り換えによりブリッジ通路１１７に連通する場合、前記第２油圧ポンプＰ２からの作動油をブームスプール１０２の内部通路１２５に供給する連結通路１２０とを備える。

前記ブームスプール１０２の内部通路１２５の両開口部をそれぞれ開閉させるようにバネ１１１及び１１４によって弾性支持されるチェックバルブ１１０及び１１３を備え、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６から作動油が供給されるシリンダー通路１９及び２４側の開口部のチェックバルブは開放されてアクチュエータに作動油を供給し、他側の開口部のチェックバルブは閉鎖された状態を維持する。

前記アクチュエータ６及びシリンダー通路１９及び２４に連通するアクチュエータポート２０及び２３にそれぞれ設けられ、前記アクチュエータ６に設定圧力を超える圧力が発生する場合、超過圧力の作動油を油圧タンク（図示せず）に帰還させることによって設定圧力を維持するリリーフ弁５を備える。

前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８を開閉させるチェックバルブは、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８に連通する通路１２８が形成されるプラグ１０３と、前記通路１２８を開閉させるようにバネ１０５によって弾性支持され、プラグ１０３に対してスライドされる両側面にスロット１２９が形成されるポペット１０４と、前記ポペット１０４に対して相対運動するようにスライドされ、前記ブームスプール１０２が切り換えられるバルブブロック１０１のスライド面に形成される通路１２２を開閉させるように、バネ１０５によって弾性支持される他のポペット１０６とを備える。

前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６を開閉させるチェックバルブは、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６に連通する通路１３１が形成されるプラグ１０７と、前記通路１３１を開閉させるようにバネ１０９によって弾性支持され、プラグ１０７に対してスライドされる両側面にスロット１３２が形成されるポペット１０８とを備える。

前記ブームスプール１０２の内部通路１２５の開口部を開閉させるチェックバルブは、前記ブームスプール１０２の内部通路１２５の両開口部にそれぞれ連通するように形成されるバックチャンバー１３５及び１３６と、前記バックチャンバー１３５及び１３６内にスライド結合され、前記内部通路１２５の開口部を開閉させるように支持されるポペット１１０及び１１３と、前記内部通路１２５の両開口部に対してポペット１１０及び１１３を加圧して閉鎖状態で弾性支持するバネ１１１及び１１４と、前記バネ１１１及び１１４の設定圧力を維持するように前記ブームスプール１０２に固定されるプラグ１１２及び１１５とを備える。

前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８及び前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６の作動油を、ブームスプール１０２の内部通路１２５を経由してアクチュエータ６に供給するように、前記バックチャンバー１３５及び１３６に連通するようにブームスプール１０２の左右側に形成され、前記ブームスプール１０２の切り換えの際にバックチャンバー１３５及び１３６をタンク通路１２１及び１２４に連通させて、内部通路１２５の両開口部からポペット１１０及び１１３を開放させるドレイン通路１４３及び１３７を備える。

一方、図３ないし図５に示される本発明の一実施形態による油圧制御弁において、前記アクチュエータ６のように、図１に示される油圧制御弁の構成要素と同一の図面符号は従来の油圧制御弁の構成要素と同一であるため、それらの構成要素の詳細な説明を省略する。

以下、本発明の一実施形態による建設機械用油圧制御弁の動作を添付図面を参照して詳細に説明する。

１）ブーム上昇時の油圧制御弁の動作を説明する。

図３及び図４に示されるように、ブームを上昇させるために、ブーム上昇用のパイロット信号圧力（バネ１３のセット圧力を超える圧力を言う）がカバー１０のパイロットｂポート２８に供給される場合、前記モノ型バルブブロック１０１内にスライド結合されたブームスプール１０２が左側に切り換えられる。このとき、ブームスプール１０２は、その外周縁に固定されたストッパー１４がガイド１２及び１５と密着するまでの距離内で移動する。

このとき、前記第１油圧ポンプＰ１の供給通路１１８の高圧油が、プラグ１０３に形成された通路１２８に供給されることによって、バネ１０５によって弾性支持されたポペット１０４が下方に移動してポペット１０６と接触する（図４を参照）。

それにより、前記通路１２８に供給された作動油がポペット１０４の側面スライド面に形成されたスロット１２９を通過してブリッジ通路１１９に供給された後、左側に切り換えられたブームスプール１０２のノッチ１３０を経由してシリンダー通路１９に供給される（図４で矢印の曲線で示す）。このとき、通路１２２を開閉させるようにバネ１０５によって弾性支持されたポペット１０６は上方に移動して、通路１２２側の作動油がブリッジ通路１１９に供給される。

一方、前記モノ型バルブブロック１０１の下端部に取り付けられた前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６の高圧油が、プラグ１０７に形成された通路１３１に供給されることによって、バネ１０９によって弾性支持されたポペット１０８が上方に移動してブリッジ通路１１７の内側面と接触する。

それにより、前記通路１３１に供給された作動油がポペット１０８の側面スライド面に形成されたスロット１３２を通過してブリッジ通路１１７に供給された後、左側に切り換えられたブームスプール１０２のノッチ１３３を経由して連結通路１２０に供給される。

前記連結通路１２０に供給された作動油は、ブームスプール１０２の内部通路１２５に連通するように垂直に形成された通路１３４を経由して内部通路１２５に供給される。このとき、前記バックチャンバー１３５に形成されたドレイン通路１４３が遮断された状態であるため、ポペット１１０の内部に形成された圧力によってポペット１１０を右側に加圧する。

それにより、前記内部通路１２５の左側の開口部にバネ１１１によって弾性支持されたポペット１１０は開放されない。

したがって、前記ブームスプール１０２の内部通路１２５に供給された作動油は、内部通路１２５に沿って右側に移動する。このとき、ドレイン通路１３７が、バルブブロック１０１に形成されたドレイン通路１２４と連通することによりバックチャンバー１３６の圧力が下降するため、内部通路１２５の右側の開口部にバネ１１４によって弾性支持されたポペット１１３を右側に押すようになる。それにより、前記内部通路１２５の作動油は内部通路１２５に連通するように、垂直に形成された通路１３８を経由してシリンダー通路１９で合流する。

したがって、前記シリンダー通路１９で合流した作動油は、アクチュエータＢポート２０及びブームラージチャンバー通路２１を経由して前記アクチュエータ６のラージチャンバーに供給される。

このとき、前記アクチュエータ６のスモールチャンバーから帰還する作動油は、ブームスモールチャンバー通路２２‐アクチュエータＡポート２３‐シリンダー通路２４を順に経由した後、左側に切り換えられたブームスプール１０２のノッチ１３９を経由して、タンク通路１２１を介して帰還する。それにより、ブームは上昇する。

２）ブーム下降時の油圧制御弁の動作を説明する。

図３及び図５に示されるように、ブームを下降させるために、ブーム下降用のパイロット信号圧力（バネ１３のセット圧力を超える圧力を言う）がカバー１４０のパイロットａポート２７に供給される場合、バルブブロック１０１内にスライド結合されたブームスプール１０２が右側に切り換えられる。このとき、前記ブームスプール１０２は、その外周縁に固定されたストッパー１４がガイド１２及び１５と密着するまでの距離内で移動する。

前記第１油圧ポンプの供給通路１１８の高圧油が、プラグ１０３に形成された通路１２８に供給されることによって、バネ１０５によって弾性支持されたポペット１０４が下方に移動してポペット１０６と接触する（図５を参照）。

それにより、前記通路１２８に供給された作動油が、ポペット１０４の側面スライド面に形成されたスロット１２９を通過してブリッジ通路１１９に供給された後、右側に切り換えられたブームスプール１０２の内部通路１２５に連通するように、垂直に形成された通路１４２を経由して内部通路１２５に供給される。

一方、前記バックチャンバー１３６に連通するように形成されたドレイン通路１３７が遮断された状態であるため、ポペット１１３のバックチャンバー１３６の内部に形成された圧力によってポペット１１３を左側に加圧する。それにより、内部通路１２５の右側の開口部にバネ１１１によって弾性支持されたポペット１１３は開放されない。

したがって、前述のブリッジ通路１１９から通路１４２を介して内部通路１２５に供給された作動油は内部通路１２５に沿って左側に移動する。このとき、バックチャンバー１３５に連通するように形成されたドレイン通路１４３がタンク通路１２１と連通するため、バックチャンバー１３５の圧力が低圧になる。

それにより、前記内部通路１２５に形成された圧力は、左側の開口部にバネ１１１によって弾性支持されたポペット１１０を左側に押す。したがって、内部通路１２５の作動油は内部通路１２５に連通するように、垂直に形成された通路１４４を経由してシリンダー通路２４に供給される。

一方、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６の高圧油は、プラグ１０７の通路１３１を経由して、バネ１０９によって弾性支持されたポペット１０８を上方に押してブリッジ通路１１７の内側面と接触させる。

それにより、前記第２油圧ポンプＰ２の供給通路１１６の作動油は、ポペット１０８の側面スライド面に形成されたスロット１３２を経由してブリッジ通路１１７に供給される。このとき、前記ブリッジ通路１１７は、ブームスプール１０２のスプールランド１４５によって遮断されるため、ブームの下降時は、第２油圧ポンプＰ２から供給される作動油はアクチュエータ６に供給されない。

したがって、前記第１油圧ポンプＰ１からブームスプール１０２の内部通路１２５を経由してシリンダー通路２４に供給された作動油は、アクチュエータＡポート２３‐ブームスモールチャンバー通路２２を経由してアクチュエータ６のスモールチャンバーに供給される。

一方、前記アクチュエータ６のラージチャンバーから帰還する作動油は、ブームラージチャンバー通路２１‐アクチュエータＢポート２０−シリンダー通路１９を順に経由した後、右側に切り換えられたブームスプール１０２のノッチ１４６を経由して、タンク通路１２３を介して帰還する。それにより、ブームは下降する。

以上、油圧制御弁によりブームを上昇または下降させる動作を説明したが、前記第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２の作動油を合流させてアームの駆動速度を増大させることができる建設機械のアームにも油圧制御弁を同様に適用できることは言うまでもない。

前述のような本発明の一実施形態による建設機械用油圧制御弁によれば、ブームを上昇または下降させるためにアクチュエータに供給される作動油を制御する油圧制御弁であって、前記モノ型バルブブロックに前記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプの供給通路を形成する。それにより、ブームの上昇時は、前記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプの作動油を合流させてブームの駆動速度を増大させる。また、ブームの下降時は、自重により下降するように、前記第１油圧ポンプ側の一部の油量のみを使用することができる。したがって、油圧制御弁のサイズを小さくしてコストを低減させ、油圧制御弁を小旋回建設機械などに容易に取り付けることができる。

建設機械のブームを上昇または下降させる場合に使用される油圧制御弁のサイズを小さくして、小旋回建設機械などに油圧制御弁を容易に取り付け、コストを節減することができる。

５リリーフ弁
６アクチュエータ
１９、２４シリンダー通路
１０１バルブブロック
１０２ブームスプール
１０４、１０６、１０８、１１０、１１３ポペット
１０５、１０９、１１１、１１４バネ
１１６第２油圧ポンプの供給通路
１１７、１１９ブリッジ通路
１１８第１油圧ポンプの供給通路
１２０連結通路
１２５内部通路
１３５、１３６バックチャンバー
Ａ、Ｂアクチュエータポート

Claims

アクチュエータに供給される作動油を制御する建設機械用油圧制御弁において、
モノ型バルブブロックと、
前記モノ型バルブブロック内にスライド結合され、切り換えの際に第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される作動油を制御し、内部通路が軸方向に形成されるブームスプールと、
前記ブームスプールを中心に上下対称に形成される前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路と、
前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路をそれぞれ開閉させるように弾性支持されるチェックバルブと、
前記ブームスプールが切り換えられる前記モノ型バルブブロックのスライド面に形成される通路に対して、左右及び上下対称に形成され、前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路からの作動油を前記アクチュエータに供給するブリッジ通路と、
前記ブームスプールの切り換えにより前記ブリッジ通路に連通する場合、前記第１油圧ポンプからの作動油を前記アクチュエータに供給するシリンダー通路と、
前記ブームスプール切り換えにより前記ブリッジ通路に連通する場合、前記第２油圧ポンプからの作動油を前記ブームスプールの内部通路に供給する連結通路と、を備えることを特徴とする建設機械用油圧制御弁。
前記ブームスプールの内部通路の両開口部をそれぞれ開閉させるように弾性支持されるチェックバルブを備えて、前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路から作動油が供給されるシリンダー通路側の開口部のチェックバルブは開放されて、前記アクチュエータに作動油を供給し、他側の開口部のチェックバルブは閉鎖された状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の建設機械用油圧制御弁。
前記アクチュエータ及び前記シリンダー通路に連通するアクチュエータポートに設けられ、前記アクチュエータに設定圧力を超える圧力が発生する場合、超過圧力の作動油を油圧タンクに帰還させるリリーフ弁を備えることを特徴とする請求項２に記載の建設機械用油圧制御弁。
前記第１油圧ポンプの供給通路を開閉させるチェックバルブは、
前記第１油圧ポンプの供給通路に連通する通路が形成されるプラグと、
前記通路を開閉させるようにバネによって弾性支持され、前記プラグに対してスライドされる両側面にスロットが形成されるポペットと、
前記ポペットに対して相対運動するようにスライドされ、前記ブームスプールが切り換えられるバルブブロックのスライド面に形成される通路を開閉させるように、前記バネによって弾性支持される他のポペットと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用油圧制御弁。
前記第２油圧ポンプの供給通路を開閉させるチェックバルブは、
前記第２油圧ポンプの供給通路に連通する通路が形成されるプラグと、
前記通路を開閉させるようにバネによって弾性支持され、前記プラグに対してスライドされる両側面にスロットが形成されるポペットと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用油圧制御弁。
前記チェックバルブは、
前記ブームスプールの内部通路の両開口部に連通するように形成されるバックチャンバーと、
前記バックチャンバー内にスライド結合され、前記内部通路の開口部をそれぞれ開閉させるように支持されるポペットと、
前記内部通路の開口部に対して前記ポペットをそれぞれ加圧して閉鎖状態で弾性支持するバネと、
前記バネの設定圧力を維持するように前記ブームスプールにそれぞれ固定されるプラグと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の建設機械用油圧制御弁。
前記第１油圧ポンプの供給通路及び前記第２油圧ポンプの供給通路の作動油を、前記ブームスプールの内部通路を経由して前記アクチュエータに供給するように、前記バックチャンバーに連通するように前記ブームスプールの左右側に形成され、前記ブームスプールの切り換えの際に前記バックチャンバーをタンク通路に連通させて、前記内部通路の開口部からポペットを開放させるドレイン通路を備えることを特徴とする請求項６に記載の建設機械用油圧制御弁。
前記アクチュエータは、ブームシリンダーまたはアームシリンダーであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載の建設機械用油圧制御弁。