JP2015086929A

JP2015086929A - バルブ及び建設機械

Info

Publication number: JP2015086929A
Application number: JP2013225081A
Authority: JP
Inventors: 亮介林; Ryosuke Hayashi; 克哉入枝; Katsuya Irie
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-07
Also published as: CN104594427A; EP2868951A1; US20150114489A1

Abstract

【課題】バルブが開位置から閉位置に意図せずに回動して閉鎖するという問題を抑制することが可能な技術の提供。
【解決手段】ストップバルブ１１は、円筒部材１１と流路孔１３とを備える。円筒部材１１は、円筒軸を中心に回動可能な円筒形状から成り、円筒軸方向ＤＲ１と流路管３の流路方向ＤＲ２とが直交するように当該流路管３に挿入して取り付けられる。流路孔１３は、円筒軸方向ＤＲ１に直交するように円筒部材１１の周面部を貫通する孔である。円筒部材１１は、円筒軸を中心に回動することによって、流路孔１３の貫通方向ＤＲ３と流路管３の流路方向ＤＲ２とを一致させて流路を開放する第１の状態と、当該貫通方向ＤＲ３と当該流路方向ＤＲ２とをずらして流路を閉鎖する第２の状態とを切り替え可能である。流路孔１３の入口部の外周は、第１の状態において当該入口部に接続される流路管３の接続部の外周を包含する。
【選択図】図２

Description

本発明は、流路管内の液体の流れを調節するバルブ及びそれに関連する技術に関する。

流路管には、液体の出入りを調節するための各種バルブ（弁）が設けられている。たとえば、特許文献１記載の油圧ショベルにおいては、大流量用配管（９）の上流側にストップバルブ（６）が取り付けられている。このストップバルブ（６）は、破砕機等の特殊作業工具を装着する場合には開放され、それ以外の場合には閉鎖されている。

実開平２−２３０５６号公報

ところで、流路管に設けられるバルブの中には、図１１に示すように、流路孔１３を有する円筒部材１１を流路管３に差し込むように構成されているものがある。かかるバルブにおいては、円筒部材１１の上部に配置される回動指示部１５を回動させることによって、流路管３の貫通方向が変更されて流路の開閉が切り替えられる。

従来、図１２に示すように、回動指示部１４は、ボルト１７によってバルブの開位置及び閉位置がそれぞれ固定されていた。この場合、バルブの開閉を切り替える度にボルト１７の脱着作業を行わなければならず、必ずしも作業効率が良いものではなかった。

そこで、本願の発明者等は、図１３に示すように、ボルト１７を取り付けた状態のままスライド回動させてバルブの開閉を切り替えることが可能な回動指示部１５を想起した。

しかし、この回動指示部１５は、バルブの開位置及び閉位置が固定されないため、流路孔１３を通過する流体の影響により、バルブを構成する円筒部材が意図せずに回動し、当該バルブが閉鎖するといった新たな問題が生じた。

具体的には、流路孔１３を通過する流体の影響により円筒部材１１が開位置から閉位置の方向に若干回動すると、図１４（Ａ）に示すように、流路孔１３には円筒部材１１の周面部分（壁）Ｗが出現する。そして、この周面部分（壁）Ｗに流路管内の液体が衝突し続けることによって、図１４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように徐々に周面部分（壁）Ｗが押し出され、最終的には、バルブが閉じられるということが明らかになった。

そこで本発明は、バルブが開位置から閉位置に意図せずに回動して閉鎖するという問題を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、流路管の途中に取り付けて流路管内の液体の流れを調節するバルブであって、円筒軸を中心に回動可能な円筒形状から成り、円筒軸方向と前記流路管の流路方向とが直交するように前記流路管に挿入して取り付ける円筒部材と、前記円筒軸方向に対して直交するように前記円筒部材の周面部を貫通する流路孔とを備え、前記円筒部材は、前記円筒軸を中心に回動することによって、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とを一致させて流路を開放する第１の状態と、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とをずらして前記流路を閉鎖する第２の状態とを切り替え可能であり、前記流路孔の入口部の外周は、前記第１の状態において前記入口部に接続される前記流路管の接続部の外周を包含することを特徴とするバルブを提供している。

また、前記流路孔の外周は、略円形状を有するのが好ましい。

また、前記円筒部材の周方向における前記流路孔の入口部の直径は、前記円筒軸方向における前記流路孔の入口部の直径よりも大きいのが好ましい。

また、前記流路孔の入口部は、少なくとも一部を面取りした面取り部を有するのが好ましい。

また、本発明は、建設機械であって、流路管と、前記流路管の途中に取り付けて流路管内の液体の流れを調節するバルブとを備え、前記バルブは、円筒軸を中心に回動可能な円筒形状から成り、円筒軸方向と前記流路管の流路方向とが直交するように前記流路管に挿入して取り付ける円筒部材と、前記円筒軸方向に対して直交するように前記円筒部材の周面部を貫通する流路孔とを有し、前記円筒部材は、前記円筒軸を中心に回動することによって、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とを一致させて流路を開放する第１の状態と、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とをずらして前記流路を閉鎖する第２の状態とを切り替え可能であり、前記流路孔の入口部の外周は、前記第１の状態において前記入口部に接続される前記流路管の接続部の外周を包含することを特徴とする建設機械をも提供している。

請求項１記載のバルブによれば、流路孔の入口部の外周が当該入口部に接続される流路管の接続部の外周を包含するので、バルブを構成する円筒部材が多少回動したとしても、当該円筒部材の周面部分が流路孔に現れない。そのため、バルブが開位置から閉位置に意図せずに回動して閉鎖するという問題を抑制することが可能である。

請求項２記載のバルブによれば、流路孔の外周が略円形状を有するので、当該流路孔の外周がその他の形状で構成される場合に比べて、流路管内の液体をスムーズに運搬することが可能である。

請求項３記載のバルブによれば、円筒部材の周方向における流路孔の入口部の直径が円筒軸方向における流路孔の入口部の直径よりも大きいので、流路孔を単純に拡大する場合に比べ、流路孔が大きくなり過ぎることを抑制することが可能である。

請求項４記載のバルブによれば、流路孔の入口部が少なくとも一部を面取りした面取り部を有するので、流路孔全体の径を大きくする場合に比べて当該流路孔を容易に加工することが可能である。

請求項５記載のバルブによれば、バルブが意図せずに開位置から閉位置に回動して閉鎖するという問題を抑制することが可能である。

本発明の実施形態による建設機械のフロントアタッチメントを示す図。ストップバルブを右前方から見た斜視図。ストップバルブを示す平面図。ストップバルブを示す側面図。ストップバルブを示す断面図。ストップバルブを示す断面図。ストップバルブを示す断面図。変形例に係るストップバルブを示す断面図。変形例に係るストップバルブを示す断面図。変形例に係るストップバルブを示す断面図。比較例に係るストップバルブを右前方から見た斜視図。比較例に係る回動指示部を示す平面図。本発明の実施形態による回動指示部を示す平面図。流路孔に出現する壁を示す概念図。

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による建設機械及びバルブについて図１乃至図７に基づき説明する。以下、建設機械及びバルブの一例として油圧ショベル及びストップバルブをそれぞれ例にとって説明する

図１に示すように、油圧ショベルのフロントアタッチメント１には、流路管３及びストップバルブ１０等が備えられている。

流路管３は、フロントアタッチメント１の側面に沿って配設され、油の流路として機能する。

ストップバルブ１０は、流路管３に取り付けて当該流路管３内の油の流れを調節するバルブである。具体的には、ストップバルブ１０は、流路管３の流路を開放又は閉鎖することにより、当該流路管３内の油の流れを制御する。

具体的には、フロントアタッチメント１の先端部に工具を脱着する場合には、ストップバルブ１０は一旦閉鎖され、流路管３内の油の流れも一時的にストップする。この後、フロントアタッチメント１の先端部に工具が装着されると、ストップバルブ１０は再び開放され、流路管３内の油の流れも再開する。

たとえば、バケットに代えて特殊作業工具をフロントアタッチメント１に装着してブレーカー作業等を行う場合には、当該特殊作業工具の脱着中はストップバルブ１０が閉鎖され、流路管３内の油の流れも一時的にストップする。一方、当該特殊作業工具が取り付けられると、ストップバルブ１０は開放され、当該特殊作業工具に対して油が供給される。

図２（Ａ）はフロントアタッチメント１に取り付けられたストップバルブ１０を示す図であり、図２（Ｂ）はフロントアタッチメント１から取り外されたストップバルブ１０を示す図である。

図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ストップバルブ１０は、流路孔１３が形成された円筒部材１１と回動指示部１５とボルト１７とを備えて構成される。

円筒部材１１は、円筒軸を中心に回動可能な円筒形状により構成されている。図２（Ａ）に示すように、円筒部材１１は、円筒軸方向ＤＲ１と流路管３の流路方向ＤＲ２とが直交するように流路管３に挿入されて用いられる。

この円筒部材１１は、円筒軸を中心に回動することによって、流路を開放する状態（以下、開放状態とも称する）ＳＴ１と当該流路を閉鎖する状態（以下、閉鎖状態とも称する）ＳＴ２とを切り替えることが可能である。ここで、開放状態ＳＴ１とは、流路孔１３の貫通方向ＤＲ３（図２（Ｂ）参照）と流路管３の流路方向ＤＲ２とが一致する状態を示し、閉鎖状態ＳＴ２とは、流路孔１３の貫通方向ＤＲ３と流路管３の流路方向ＤＲ２とがずれて流路が閉鎖されている状態を示すものとする。

流路孔１３は、円筒部材１１の円筒軸方向ＤＲ１に対して直交するように当該円筒部材１１の周面部を貫通する孔である。

回動指示部１５は、円筒部材１１の上部に接続されており、円軸方向を中心として当該円筒部材１１を回動させるための部材である。

ボルト１７は、フロントアタッチメント１に装着されたブロック１２に対して取り付けられることにより、回動指示部１５の回動を所定の位置でストップさせるためのストッパーである。

以下では、図３〜図７を参照しながら、上記のストップバルブ１０について更に説明する。

図３はストップバルブ１０を示す平面図であり、図４はストップバルブ１０を示す側面図である。図５は図３のＡＡ位置で切った断面図であり、図６は図４のＢＢ位置で切った断面図であり、図７は図３のＣＣ位置で切った断面図である。

本実施形態では、図７に示すように、流路孔１３の入口部は、正円（真円）で構成されるものとする。なお、当該入口部に接続される流路管３の接続部の外周も、正円（真円）で構成されるものとする。

図５及び図６に示すように、流路孔１３の入口部の外周は、流路管３の接続部の外周を包含している。詳細には、流路孔１３の入口部は、流路管３の接続部の外周を包含する、より大きな円形状を有している。

ここでは、流路管３の接続部の外周の径がφ１６（１６ｍｍ（ミリメートル））であるのに対し、流路孔１３の入口部の外周の径がφ２０（２０ｍｍ（ミリメートル））であるものとする。ただし、これに限定されず、流路孔１３の入口部の外周の径が、流路管３の接続部の外周の径よりも大きな値であれば、上記の値以外の値（たとえば、流路管３の接続部の外周の径がφ２０で、流路孔１３の入口部の外周の径がφ２５）であってもよい。

以上のように、本実施形態のストップバルブ１０によれば、流路孔１３の入口部の外周が流路管３の接続部の外周を包含するので、ストップバルブ１０を構成する円筒部材１１が多少回動したとしても、当該円筒部材１１の周面部分（壁）Ｗが流路孔１３に現れずに済む。そのため、ストップバルブ１０が開位置から閉位置に意図せずに回動して閉鎖するという問題を抑制することが可能である。

特に、本実施形態では、流路管３の接続部の外周の径がφ１６（１６ｍｍ（ミリメートル））であるのに対し、流路孔１３の入口部の外周の径がφ２０（２０ｍｍ（ミリメートル））である。したがって、円筒部材１１の周方向における回転が６度未満であれば、当該円筒部材１１の周面部分（壁）Ｗが流路孔１３に現れず、上記問題をより確実に抑制することが可能である。

また、本実施形態では、流路孔１３の入口部が正円（真円）で構成されるので、当該流路孔１３の加工が容易であるとともに、流路管３内の液体をスムーズに運搬することが可能である。

＜２．変形例＞
本発明によるバルブ及び建設機械は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施形態では、流路孔１３の入口部が正円（真円）で構成される場合を例示したが、これに限定されず、楕円で構成されるようにしてもよい。具体的には、図８に示すように、円筒部材１１の周方向ＤＲ４における流路孔１３の入口部の直径が円筒軸方向ＤＲ１における流路孔の入口部の直径よりも大きくなるようにしてもよい。

上述のように、流路孔１３に出現する周面部分（壁）Ｗは、円筒部材１１が周方向ＤＲ４に回動することによって当該流路孔１３の周方向ＤＲ４における端部に発生する。したがって、周方向ＤＲ４における流路孔１３の入口部の直径を、周方向ＤＲ４における流路管３の接続部の直径よりも大きくすれば、周面部分（壁）Ｗの出現を回避することが可能である。

このように、流路孔１３を楕円による略円形状で構成すれば、流路孔１３を正円（真円）による略円形状で構成する場合に比べて、流路孔１３全体が大きくなり過ぎることを抑制することが可能である。

また、上記実施形態では、流路孔１３全体の径を大きくする場合を例示したが、これに限定されず、流路孔１３の入口部の一部に面取り部を設けるようにしてもよい。具体的には、図９及び図１０に示すように、流体の作用によって円筒部材１１が周方向に若干回動した際に出現する周面部分（壁）Ｗを面取りした面取り部Ｍを流路孔１３の入口部に設けるようにしてもよい。

このような面取り部Ｍを備える構成によれば、流路孔１３全体の径を大きくする場合に比べて当該流路孔１３の加工を簡易にすることが可能である。

また、上記変形例では、流路孔１３の入口部の一部に面取り部Ｍを設けるようにしたが、これに限定されず、流路孔１３の入口部の全部に面取り部を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、本発明に係るバルブの思想をストップバルブ１０に適用する場合を例示したが、これに限定されず、かかる思想を他のバルブ（セレクタバルブ等）に適用するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、流路孔１３が略円形状で構成される場合を例示したが、これに限定されず、流路孔１３の入口部の外周が流路管３の接続部の外周を包含すれば、他の形状（たとえば、三角形或いは四角形等の多角形形状）で構成されるようにしてもよい。

以上のように本発明にかかるバルブは、流路管内の液体の流れを調節するのに適している。

１フロントアタッチメント、３流路管、１０ストップバルブ、１１円筒部材、
１２ブロック、１３流路孔、１４，１５回動指示部、１７ボルト、
ＤＲ１円筒軸方向、ＤＲ２流路方向、ＤＲ３貫通方向、ＤＲ４周方向、
ＳＴ１開放状態、ＳＴ２閉鎖状態

Claims

流路管の途中に取り付けて流路管内の液体の流れを調節するバルブであって、
円筒軸を中心に回動可能な円筒形状から成り、円筒軸方向と前記流路管の流路方向とが直交するように前記流路管に挿入して取り付ける円筒部材と、
前記円筒軸方向に対して直交するように前記円筒部材の周面部を貫通する流路孔と、
を備え、
前記円筒部材は、前記円筒軸を中心に回動することによって、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とを一致させて流路を開放する第１の状態と、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とをずらして前記流路を閉鎖する第２の状態とを切り替え可能であり、
前記流路孔の入口部の外周は、前記第１の状態において前記入口部に接続される前記流路管の接続部の外周を包含することを特徴とするバルブ。
請求項１に記載のバルブにおいて、
前記流路孔の外周は、略円形状を有することを特徴とするバルブ。
請求項２に記載のバルブにおいて、
前記円筒部材の周方向における前記流路孔の入口部の直径は、前記円筒軸方向における前記流路孔の入口部の直径よりも大きいことを特徴とするバルブ。
請求項２に記載のバルブにおいて、
前記流路孔の入口部は、少なくとも一部を面取りした面取り部を有することを特徴とするバルブ。
建設機械であって、
流路管と、
前記流路管の途中に取り付けて流路管内の液体の流れを調節するバルブと、
を備え、
前記バルブは、
円筒軸を中心に回動可能な円筒形状から成り、円筒軸方向と前記流路管の流路方向とが直交するように前記流路管に挿入して取り付ける円筒部材と、
前記円筒軸方向に対して直交するように前記円筒部材の周面部を貫通する流路孔と、
を有し、
前記円筒部材は、前記円筒軸を中心に回動することによって、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とを一致させて流路を開放する第１の状態と、前記流路孔の貫通方向と前記流路管の前記流路方向とをずらして前記流路を閉鎖する第２の状態とを切り替え可能であり、
前記流路孔の入口部の外周は、前記第１の状態において前記入口部に接続される前記流路管の接続部の外周を包含することを特徴とする建設機械。