以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。ここでは、作動流体として作動油が用いられる油圧制御装置について述べるが、作動水等の他の流体が作動流体として用いられてもよい。
<第1実施形態>
まず、図1から図6を参照して、本発明の第1実施形態に係る油圧制御装置1及び弁装置100について説明する。流体圧制御装置としての油圧制御装置1は、流体圧アクチュエータとしてのシリンダ10の動作を制御する。
図1に示すように、油圧制御装置1は、流体圧供給部としてのポンプ21と、ポンプ21からシリンダ10への作動油の供給とシリンダ10から流体貯留部としてのタンク22への作動油の排出とを制御する制御弁30と、を備える。
制御弁30は、シリンダ10の作動を停止する中立位置30a、シリンダ10を伸長する伸長位置30b、及びシリンダ10を収縮する収縮位置30cを有する6ポート3位置切換弁である。
制御弁30は、供給通路23を通じてポンプ21に接続されるとともに、排出通路24を通じてタンク22に接続される。また、制御弁30は、第1通路40を通じてシリンダ10のロッド側室11に接続されるとともに、第2通路50を通じてシリンダ10の反ロッド側室12に接続される。
油圧制御装置1には、供給通路23から分岐し制御弁30を介して排出通路24に接続される中立通路25が設けられる。中立通路25は、ポンプ21からの作動油を、シリンダ10を迂回してタンク22に導く。
制御弁30は、中立位置30aにある場合には、中立通路25における作動油の流れを許容する一方、供給通路23から第1及び第2通路40,50への作動油の流れを遮断するとともに、第1及び第2通路40,50から排出通路24への作動油の流れを遮断する。したがって、ポンプ21から吐出された作動油は、シリンダ10に供給されず、シリンダ10は作動しない。
制御弁30は、伸長位置30bにある場合には(図5参照)、中立通路25における作動油の流れを遮断する一方、供給通路23から第2通路50への作動油の流れを許容するとともに、第1通路40から排出通路24への作動油の流れを許容する。制御弁30は、収縮位置30cにある場合には(図6参照)、中立通路25における作動油の流れを遮断する一方、供給通路23から第1通路40への作動油の流れを許容するとともに、第2通路50から排出通路24への作動油の流れを許容する。
また、油圧制御装置1は、第1及び第2通路40,50に設けられる弁装置100を備える。弁装置100は、第1通路40に設けられるパイロットチェック弁(以下、「第1パイロットチェック弁」とも称することがある)110を有する。
パイロットチェック弁110は、第1通路40における制御弁30からロッド側室11への作動油の流れを許容する一方、パイロット圧を受けることにより第1通路40におけるロッド側室11から制御弁30への作動油の流れを許容する。パイロットチェック弁110は、パイロット圧を受けていない状態では、第1通路40におけるロッド側室11から制御弁30への作動油の流れを遮断する。
パイロットチェック弁110のパイロット圧は、ポンプ21の吐出圧であり、第2通路50から分岐する第1パイロット通路51を通じてパイロットチェック弁110に作用する。
制御弁30が伸長位置30bに切り換えられた場合には(図5参照)、ポンプ21からの作動油は、供給通路23及び第2通路50を通じて反ロッド側室12に供給される。このとき、パイロットチェック弁110は、第2通路50内の圧力をパイロット圧として受け、第1通路40における作動油の流れを許容する。したがって、ロッド側室11内の作動油が第1通路40及び排出通路24を通じてタンク22に排出され、シリンダ10が伸長する。
制御弁30が収縮位置30cに切り換えられた場合には(図6参照)、ポンプ21からの作動油は、供給通路23を通じて第1通路40に導かれる。パイロットチェック弁110は第1通路40における制御弁30からロッド側室11への作動油の流れを許容するので、第1通路40に導かれた作動油は、シリンダ10のロッド側室11に供給される。その結果、反ロッド側室12内の作動油が第2通路50及び排出通路24を通じてタンク22に排出され、シリンダ10が収縮する。
制御弁30は、シリンダ10のロッド側室11から第1通路40及び排出通路24を通じてタンク22へ向かう作動油の流れに抵抗を付与する制御弁絞り31を有する。制御弁絞り31により、ロッド側室11からタンク22へ向かう作動油の流量が制限され、シリンダ10の伸長速度が調整される。
制御弁30が中立位置30aに切り換えられた状態では、シリンダ10に連結される負荷により、ロッド側室11に負荷圧(ロッド側室11を伸長する方向の力)が作用する。このとき、制御弁30が供給通路23から第2通路50への作動油の流れを遮断するので、第2通路50にはポンプ21の吐出圧が作用しない。そのため、パイロットチェック弁110はパイロット圧を受けず、第1通路40におけるロッド側室11から制御弁30へ向かう作動油の流れを遮断する。その結果、ロッド側室11内の作動油が排出されず、ロッド側室11における負荷圧が保持される。
このように、パイロットチェック弁110は、制御弁30が中立位置30aに切り換えられた場合にロッド側室11の負荷圧を保持してシリンダ10が伸長するのを防止する。
弁装置100は、第1通路40におけるパイロットチェック弁110よりも制御弁30側から分岐する分岐通路(以下、「第1分岐通路」と称することもある)120と、分岐通路120に接続される切換弁140と、切換弁140に接続されるドレン通路150と、を更に有する。
切換弁140は、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを遮断する遮断位置140aと、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを許容する連通位置140bと、を有する2ポート2位置切換弁である。切換弁140にはパイロット室141が設けられ、パイロット室141へのパイロット圧の供給に応じて、遮断位置140aと連通位置140bとが切り換えられる。
パイロット室141には、第2通路50から分岐する第2パイロット通路52が接続される。切換弁140は、パイロット室141に第2通路50内の圧力がパイロット圧として供給されることにより、連通位置140bに切り換わる。パイロット室141へのパイロット圧の供給が遮断されることにより、切換弁140は、スプリング142の付勢力により遮断位置140aに切り換わる。
ドレン通路150は、切換弁140からの作動油を、制御弁30を迂回してタンク22に導く。切換弁140が分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを許容する場合には、第1通路40内の作動油が制御弁30を迂回してタンク22に導かれるので、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力上昇を軽減することができる。
ドレン通路150には、作動油の流れに抵抗を付与するドレン絞り151が設けられる。ドレン絞り151により、ドレン通路150における作動油の流量が制限され、第1通路40から分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出される作動油の流量を減らすことができる。ドレン絞り151は、分岐通路120に設けられてもよい。
ドレン絞り151の流路断面は、制御弁絞り31の流路断面と比較して大きい。そのため、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力の上昇に伴って、より多くの作動油が第1通路40から分岐通路120及びドレン通路150へ導かれる。したがって、分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出される作動油の流量を減らしつつ、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力上昇を軽減することができる。
弁装置100の構造を、主に図2から図4を参照してより具体的に説明する。図2から図4は、弁装置100の断面図である。
弁装置100は、第1通路40を開閉可能な第1弁体としてのポペット111と、ポペット111を閉弁方向に付勢する第1付勢部材としてのスプリング112と、スプリング112の付勢力に抗してポペット111を移動させるパイロットピストン113と、を有する。パイロットピストン113は、バルブボディ101に形成される第1収容穴102に摺動自在に収容される。
第1収容穴102は、バルブボディ101を貫通する。第1収容穴102の一方の開口端は第1キャップ部材103aにより閉塞され、他方の開口端は第2キャップ部材103bにより閉塞される。
第1収容穴102の一部(中間部)は、断面が円形に形成される。パイロットピストン113は、第1収容穴102の中間部の内径と略同一の外径を有する円柱部113aを有し、第1収容穴102内を摺動可能である。第1収容穴102の内部空間は、パイロットピストン113により、第1及び第2油室102a,102bに区画される。
バルブボディ101には、第1、第2、第3及び第4通路穴104a,104b,105a,105bが設けられる。第1及び第2通路穴104a,104bは、第1油室102aに開口し、第1油室102aを通じて連通する。第3及び第4通路穴105a,105bは、第2油室102bに開口し、第2油室102bを通じて連通する。
バルブボディ101の外面には、第1通路穴104aに連通する第1ポート104cと、第2通路穴104bに連通する第2ポート104dと、第3通路穴105aに連通する第3ポート105cと、第4通路穴に連通する第4ポート105dが開口して設けられる。第1ポート104cは制御弁30に接続され、第2ポート104dはシリンダ10のロッド側室11に接続される。つまり、第1通路穴104a、第1油室102a及び第2通路穴104bは第1通路40の一部を形成する。第3ポート105cは制御弁30に接続され、第4ポート105dはシリンダ10の反ロッド側室12に接続される。つまり、第3通路穴105a、第2油室102b及び第4通路穴105bは、第2通路50の一部を形成する。
第1油室102aにはスリーブ114が嵌合する。スリーブ114は、第1収容穴102の内周面に形成される段部102cと、第1キャップ部材103aと、により挟持される。
スリーブ114は、略円筒状の本体部114aと、本体部114aの一端部(段部102c側の端部)から内側に突出する環状のシート部114bと、を有する。本体部114aには径方向に貫通する複数の孔114cが形成され、シート部114bにはスリーブ114内と第1通路穴104aとを連通する孔114dが形成される。したがって、第1及び第2通路穴104a,104bは、第1油室102aに嵌合するスリーブ114の孔114d及び114cを通じて連通する。
ポペット111は、スリーブ114内に摺動自在に収容される。孔114dの内径は、本体部114aの内径よりも小さい。ポペット111がシート部114bに着座すると、孔114dがポペット111により閉塞される。孔114dの閉塞により、第1通路40が閉じられる。ポペット111がシート部114bから離れると、第1通路40が開かれる。このように、ポペット111は第1通路40を開閉する。
スプリング112は、第1キャップ部材103aとポペット111との間に圧縮状態で配置され、ポペット111をシート部114bに向けて(すなわち閉弁方向に)付勢する。
制御弁30によって第1通路穴104aがポンプ21に接続されると、ポンプ21から吐出された作動油がスプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開く(図4参照)。その結果、第1通路穴104aと第2通路穴104bとが孔114c及び114dを通じて連通し、第1通路40における作動油の流れが許容される。
パイロットピストン113とポペット111は、互いに対向し、かつ同軸上に配置される。パイロットピストン113の一端(ポペット111側の端部)には突起部113bが設けられる。突起部113bの外径は孔114dの径よりも小さい。そのため、突起部113bが孔114dに進入しても、孔114dは閉塞されない。
制御弁30によって第3通路穴105aがポンプ21に接続されると、ポンプ21から吐出された作動油が第2油室102bに供給され、パイロットピストン113がポペット111に向かって押圧される。パイロットピストン113の突起部113bは、孔114dに進入し、スプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開く(図3参照)。その結果、第1通路穴104aと第2通路穴104bとが孔114d及び114cを通じて連通し、第1通路40における作動油の流れが許容される。つまり、第2油室102bが第1パイロット通路51に相当する。
制御弁30が中立位置30aとなって第1通路穴104a及び第3通路穴105aがポンプ21から切り離されると、ポペット111は、スプリング112の付勢力によりシート部114bに押し付けられ、孔114dを閉塞する。その結果、第1通路穴104aと第2通路穴104bとの連通が遮断され、第1通路40における作動油の流れが遮断される。
また、弁装置100は、切換弁140を構成するスプール143を有する。スプール143は、バルブボディ101に形成される第2収容穴106に摺動自在に収容される。
第2収容穴106の一端はバルブボディ101の側面に開口し、他端は閉じられている。第2収容穴106の開口端は第3キャップ部材103cにより閉塞される。
スプール143は、第2収容穴106の内径と略等しい外径を有する第1及び第2ランド部143a,143bを有し、第2収容穴106内を摺動可能である。第2収容穴106の内部空間は、スプール143により、スプリング142が収容されるスプリング室144とパイロット室141とに区画される。第2パイロット通路52はパイロット室141と連通する。
また、スプール143は、第1及び第2ランド部143a,143bの外径よりも小さい外径を有する小径部143cを有する。小径部143cは、第1及び第2ランド部143a,143bの間に形成される。第1及び第2ランド部143a,143bと小径部143cとにより、スプール143の外周面に環状の溝143dが形成される。
分岐通路120とドレン通路150とは、第2収容穴106に、より具体的にはパイロット室141とスプリング室144との間の領域に開口する。
パイロット室141にパイロット圧が供給されると、スプール143はスプリング142の付勢力に抗してスプリング室144を収縮する方向に移動する。その結果、分岐通路120とドレン通路150とが環状の溝143dを通じて連通し、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが許容される。
パイロット室141へのパイロット圧の供給が遮断されると、スプール143はスプリング142の付勢力によりパイロット室141を収縮する方向に移動する。その結果、ドレン通路150の開口が第1ランド部143aにより閉塞され、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが遮断される。
スプリング142に代えて、パイロット室141とは別のパイロット室を第2収容穴106に形成しこのパイロット室にパイロット圧を供給することにより、パイロット室141を収縮する方向にスプール143を付勢してもよい。
ドレン通路150には、ドレン絞り151を有するオリフィスプラグ152が設けられる。ドレン絞り151は、オリフィスプラグ152により形成される形態に限られない。
次に、油圧制御装置1及び弁装置100の動作について、図1から図6を参照して説明する。
まず、制御弁30が伸長位置30bに切り換えられた場合について、図3及び図5を参照して説明する。
制御弁30が伸長位置30bに切り換えられると、ポンプ21から吐出された作動油は、供給通路23を通じて第2通路50(第3通路穴105a、第2油室102b及び第4通路穴105b)に導かれ、シリンダ10の反ロッド側室12に供給される。
このとき、ポンプ21から第2油室102bに導かれた作動油により、パイロットピストン113が押圧され、スプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開く。その結果、第1通路穴104aと第2通路穴104bとが孔114d及び114cを通じて連通し、第1通路40における作動油の流れが許容される。シリンダのロッド側室11内の作動油が排出され、シリンダ10が伸長する。
またこのとき、切換弁140のパイロット室141には、第3通路穴105a内の作動油が第2パイロット通路52を通じて供給される。そのため、スプール143がスプリング室144を収縮する方向に移動し、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが許容される。その結果、第1通路40内の作動油は、排出通路24を通じてタンク22に排出されるとともに、分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出される。
第1通路40内の作動油が、分岐通路120及びドレン通路150を通じて、つまり制御弁30を迂回してタンク22に排出されるので、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力の上昇が軽減される。したがって、パイロットピストン113は第1通路40内の圧力により押し戻されにくく、第1通路40における作動油の流れを安定させることができる。
もちろん、制御弁30が第1通路40における作動油の流れを絞らない場合であっても、制御弁30を伸長位置30bに切り換えたときの第1通路40内の圧力の上昇は生じない。したがって、パイロットピストン113を、制御弁30の動作に応じて安定して前進させることができ、第1通路40における作動油の流れを安定させることができる。
このように、弁装置100は、制御弁絞り31の有無に関わらず油圧制御装置1に用いることができる。したがって、弁装置100の汎用性が向上する。
次に、制御弁30が収縮位置30cに切り換えられた場合について、図4及び図6を参照して説明する。
制御弁30が収縮位置30cに切り換えられると、ポンプ21から吐出された作動油は、供給通路23を通じて第1通路40(第1通路穴104a及び第1油室102a)に導かれる。
このとき、ポンプ21から第1油室102aに導かれた作動油は、スプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開く。第1通路穴104aと第2通路穴104bとが孔114d及び114cを通じて連通する。第1油室102aに導かれた作動油は、第2通路穴104bを通じてシリンダ10のロッド側室11に供給される。
またこのとき、第2通路50はポンプ21から切り離されているので、パイロット室141にはポンプ21の吐出圧力が作用しない。したがって、スプール143は、スプリング142の付勢力によりパイロット室141を収縮する方向に移動し、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが遮断される。その結果、第1通路40に導かれた作動油は、分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出されることなく、より効率的にロッド側室11に供給される。
ロッド側室11への作動油の供給に伴って、反ロッド側室12内の作動油は、第2通路50及び排出通路24を通じてタンク22に排出される。その結果、シリンダ10が収縮する。
次に、制御弁30が中立位置30aに切り換えられた場合について、図1及び図2を参照して説明する。
制御弁30が中立位置30aに切り換えられると、第1及び第2通路40,50はポンプ21から切り離される。そのため、第1油室102a、第2油室102b及びパイロット室141のいずれにもパイロット圧が作用しない。したがって、ポペット111はスプリング112の付勢力によりシート部114bに着座し、第1通路40を閉じる。スプール143はスプリング142の付勢力によりパイロット室141を収縮する方向に移動し、ドレン通路150の開口を閉塞する。このように、パイロットチェック弁110は第1通路40における作動油の流れを遮断し、切換弁140は分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを遮断する。
シリンダ10に連結される負荷によりロッド側室11に負荷圧が作用しても、パイロットチェック弁110が第1通路40におけるロッド側室11から制御弁30へ向かう作動油の流れを遮断するので、ロッド側室11内の作動油は排出されない。したがって、ロッド側室11における負荷圧が保持され、シリンダ10は伸長しない。
以上の本実施形態によれば、第1通路40内の作動油が分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22へ排出されるので、制御弁30が第1通路40における作動油の流れを絞る場合でも、第1通路40内の圧力の上昇が軽減される。パイロットピストン113は第1通路40内の圧力により押し戻されにくく、第1通路40における作動油の流れが安定する。このように、弁装置100は、制御弁絞り31の有無に関わらず油圧制御装置1に用いることができるので、弁装置100の汎用性が向上する。
また、本実施形態では、パイロットピストン113が第1収容穴102に収容されスプール143が第2収容穴106に収容されるので、パイロットピストン113とスプール143との外径を同じにする必要がない。したがって、弁装置100を使用条件に合わせて容易に設計することができる。
<第2実施形態>
次に、図7及び図8を参照して、本発明の第2実施形態に係る油圧制御装置2及び弁装置200について説明する。第1実施形態における構成と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図7に示すように、油圧制御装置2は、第1及び第2通路40,50に設けられる弁装置200を備える。弁装置200は、第1通路40に設けられるパイロットチェック弁210と、分岐通路120とドレン通路150とに接続される切換弁240と、を有する。
切換弁240は、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを遮断する遮断位置240aと、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを許容する連通位置240bと、を有する。切換弁240には、第1及び第2パイロット室241,242が設けられる。
パイロット室241には、第2通路50から分岐する第2パイロット通路52が接続される。パイロット室242には、第1通路50から分岐する第3パイロット通路41が接続される。切換弁240は、パイロット室241に第2通路50内の圧力がパイロット圧として供給されることにより、連通位置240bに切り換わる。パイロット室242へパイロット圧が供給されることにより、切換弁240は、遮断位置240aに切り換わる。
弁装置200の構造を、図8を参照してより詳細に説明する。図8に示すように、弁装置200は、バルブボディ201の収容穴202に摺動可能に収容されるパイロットピストン213を有する。
パイロットピストン213は、収容穴202の中間部の内径と略同一の外径を有する第1及び第2ランド部213a,213bを有し、収容穴202内を摺動可能である。収容穴202の内部空間は、パイロットピストン213により、第1及び第2油室202a,202bに区画される。
第1油室202aは、第1通路穴104a及び第2通路穴104bとともに第1通路40の一部を形成する。第2油室202bは、第3通路穴105a及び第4通路穴105bとともに第2通路50の一部を形成する。
また、パイロットピストン213は、第1及び第2ランド部213a,213bの外径よりも小さい外径を有する小径部213cを有する。小径部213cは、第1及び第2ランド部213a,213bの間に形成される。第1及び第2ランド部213a,213bと小径部213cとにより、パイロットピストン213の外周面に環状の溝213dが形成される。
分岐通路120とドレン通路150とは、収容穴202に、より具体的には第1油室202aと第2油室202bとの間の領域に開口する。
制御弁30により第2通路50がポンプ21に接続されると、第2油室202bにポンプ21の吐出圧が作用する。パイロットピストン213は第2油室202b内の圧力をパイロット圧として受け、第1油室202aを収縮する方向に移動する。その結果、分岐通路120とドレン通路150とが環状の溝213dを通じて連通し、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが許容される。
制御弁30により第2通路50がポンプ21から切り離された状態では、第2油室202bにはポンプ21の吐出圧が作用しない。パイロットピストン213は、スプリング112の付勢力又は第1通路40(第1油室202a)内の圧力により第2油室202bを収縮する方向に移動する。その結果、分岐通路120の開口が第1ランド部143aにより閉塞され、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが遮断される。
このように、弁装置200では、パイロットピストン213が切換弁240を構成する。また、第1油室202aが第3パイロット通路41及び第2パイロット室242に相当し、第2油室202aが第2パイロット通路52及び第1パイロット室241に相当する。
パイロットチェック弁210の構造は、第1実施形態におけるパイロットチェック弁110と略同じであるので、ここではその説明を省略する。
次に、油圧制御装置2及び弁装置200の動作について、図7及び図8を参照して説明する。
まず、制御弁30が伸長位置30bに切り換えられた場合について説明する。
制御弁30が伸長位置30bに切り換えられると、ポンプ21から吐出された作動油は、供給通路23を通じて第2通路50(第3通路穴105a、第2油室202b及び第4通路穴105b)に導かれ、シリンダ10の反ロッド側室12に供給される。
このとき、第1実施形態と同様に、パイロットピストン213がポペット111を押し開き、第1通路40における作動油の流れが許容される。その結果、シリンダ10のロッド側室11内の作動油が排出され、シリンダ10が伸長する。
また、パイロットピストン213が第1油室202aを収縮する方向に移動することにより、分岐通路120とドレン通路150とが環状の溝213dを通じて連通する。つまり、切換弁240が連通位置240bに切り換わる。そのため、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが許容される。したがって、第1通路40内の作動油は、排出通路24を通じてタンク22に排出されるとともに、分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出される。
第1通路40内の作動油の一部が制御弁30を迂回してタンク22に排出されるので、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力の上昇が軽減される。したがって、パイロットピストン213は、第1通路40内の圧力により押し戻されにくく、第1通路40における作動油の流れを安定させることができる。
次に、制御弁30が収縮位置30cに切り換えられた場合について、説明する。
制御弁30が収縮位置30cに切り換えられると、ポンプ21から吐出された作動油は、供給通路23を通じて第1通路40(第1通路穴104a及び第1油室202a)に導かれる。
このとき、ポンプ21から第1油室202aに導かれた作動油は、スプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開く。第1油室202aに導かれた作動油は、第2通路穴104bを通じてシリンダ10のロッド側室11に供給される。
また、パイロットピストン213は、第1油室202a内の圧力により、第2油室202bを収縮する方向に移動し、第1ランド部213aが分岐通路120の開口を閉塞する。つまり、切換弁240は遮断位置240aに切り換わる。その結果、分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが遮断される。したがって、ポンプ21から第1通路40に導かれた作動油は、分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出されることなく、より効率的にロッド側室11に供給される。
ロッド側室11への作動油の供給に伴って、反ロッド側室12内の作動油は、第2通路50及び排出通路24を通じてタンク22に排出される。その結果、シリンダ10が収縮する。
次に、制御弁30が中立位置30aに切り換えられた場合の動作について、説明する。
制御弁30が中立位置30aに切り換えられると、第1及び第2通路40,50はポンプ21から切り離される。したがって、第1油室202a及び第2油室202bのいずれにもパイロット圧が作用しない。したがって、ポペット111はスプリング112の付勢力によりシート部114bに着座し、パイロットチェック弁210は第1通路40における作動油の流れを遮断する。
シリンダ10に連結される負荷によりロッド側室11に負荷圧が作用しても、パイロットチェック弁210が第1通路40におけるロッド側室11から制御弁30へ向かう作動油の流れを遮断するので、ロッド側室11内の作動油は排出されない。したがって、ロッド側室11における負荷圧が保持され、シリンダ10は伸長しない。
以上の本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、弁装置200を、制御弁絞り31の有無に関わらず油圧制御装置2に用いることができるので、弁装置200の汎用性が向上する。
また、パイロットピストン213が分岐通路120から収容穴202を通じてドレン通路150へ向かう作動油の流れを許容するので、第1実施形態におけるスプール143を必要とせず、スプール143を収容するための収容穴をバルブボディ201に形成する必要がない。したがって、弁装置200の部品数を減らすことができるとともに、弁装置200を小型化することができる。
<第3実施形態>
次に、図9及び図10を参照して、本発明の第3実施形態に係る油圧制御装置3及び弁装置300について説明する。第1及び第2実施形態における構成と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図9に示すように、油圧制御装置3は、ポンプ21からシリンダ10への作動油の供給とシリンダ10からタンク22への作動油の排出とを制御する制御弁33を備える。制御弁33は、シリンダ10の作動を停止する中立位置33a、シリンダ10を伸長する伸長位置33b、及びシリンダ10を収縮する収縮位置33cを有する6ポート3位置切換弁である。
制御弁33は、制御弁絞り(以下、「第1制御絞り弁」とも称する)31と、シリンダ10の反ロッド側室12から第2通路50及び排出通路24を通じてタンク22へ向かう作動油の流れに抵抗を付与する第2制御弁絞り32と、を有する。第2制御弁絞り32により、反ロッド側室12からタンク22へ向かう作動油の流量が制限され、シリンダ10の収縮速度が調整される。
また、油圧制御装置3は、第1及び第2通路40,50に設けられる弁装置300を備える。
弁装置300は、第1通路40に設けられる第1パイロットチェック弁210と、第2通路50に設けられる第2パイロットチェック弁310と、を有する。第1パイロットチェック弁210は、第2通路50から分岐する第1パイロット通路51を通じてパイロット圧を受ける。第2パイロットチェック弁310は、第1通路40から分岐する第4パイロット通路42を通じてパイロット圧を受ける。
また、弁装置300は、第2通路50における第2パイロットチェック弁31よりも制御弁33側から分岐する第2分岐通路130と、第2分岐通路130に接続される切換弁340と、を有する。第1分岐通路120及びドレン通路150は切換弁340に接続される。
切換弁340は、第1及び第2分岐通路120,130からドレン通路150への作動油の流れを遮断する遮断位置340aと、第1分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを許容する第1連通位置340bと、第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れを許容する第2連通位置340cと、を有する。切換弁340は、第1連通位置340bにある場合には、第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れを遮断する。また、切換弁340は、第2連通位置340cにある場合には、第1分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを遮断する。
切換弁340には、第1及び第2パイロット室341,342が設けられる。パイロット室341には、第2パイロット通路52が接続される。パイロット室342には、第3パイロット通路41が接続される。
切換弁340は、パイロット室341に第2通路50内の圧力がパイロット圧として供給されることにより、第1連通位置340bに切り換わる。切換弁340は、パイロット室342へパイロット圧が供給されることにより、第2連通位置340cに切り換わる。パイロット室341,342へのパイロット圧の供給が遮断されることにより、切換弁340は遮断位置340aに切り換わる。
ドレン絞り151は、ドレン通路150に設けられる。そのため、第1及び第2分岐通路120,130のそれぞれに絞りを設ける必要がない。したがって、弁装置300の部品数を減らすことができるとともに弁装置300を小型化することができる。
弁装置300の構造を、図10を参照してより詳細に説明する。
弁装置300は、ポペット111と、スプリング112と、第2通路50を開閉可能な第2弁体としてのポペット311と、ポペット311を閉弁方向に付勢する第2付勢部材としてのスプリング312と、を有する。パイロットピストン313は、スプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開くとともに、スプリング312の付勢力に抗してポペット311を押し開く。パイロットピストン313は、バルブボディ301に形成される収容穴302に摺動可能に収容される。
ポペット111、スプリング112、及びパイロットピストン313が第1パイロットチェック弁210を構成する。ポペット311、スプリング312、及びパイロットピストン313が第2パイロットチェック弁310を構成する。第2パイロットチェック弁310の構造は、第1パイロットチェック弁210の構造と略同じであるため、ここではその説明を省略する。
パイロットピストン313は、収容穴302の中間部の内径と略同一の外径を有する第1及び第2ランド部313a,313bを有し、収容穴302内を摺動可能である。収容穴302の内部空間は、パイロットピストン313により、第1及び第2油室302a,302bに区画される。
また、パイロットピストン313は、第1及び第2ランド部313a,313bの外径よりも小さい外径を有する小径部313cを有する。小径部313cは、第1及び第2ランド部313a,313bの間に形成される。第1及び第2ランド部313a,313bと小径部313cとにより、パイロットピストン313の外周面に環状の溝313dが形成される。
第1分岐通路120、ドレン通路150及び第2分岐通路130は、収容穴302に、より具体的には第1油室302aと第2油室302bとの間の領域に開口する。
制御弁33により第2通路50がポンプ21に接続されると、第2油室302bにポンプ21の吐出圧が作用する。パイロットピストン313は第2油室302b内の圧力をパイロット圧として受け、第1油室302aを収縮する方向に移動する。その結果、第1分岐通路120とドレン通路150とが環状の溝313dを通じて連通し、第1分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが許容される。
制御弁33により第1通路40がポンプ21に接続されると、第1油室302aにポンプ21の吐出圧が作用する。パイロットピストン313は第1油室302a内の圧力をパイロット圧として受け、第2油室302bを収縮する方向に移動する。その結果、第2分岐通路130とドレン通路150とが環状の溝313dを通じて連通し、第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れが許容される。
制御弁33が中立位置33aとなり第1及び第2通路40,50がポンプ21から切り離されると、第1及び第2油室302a,302bにはポンプ21の吐出圧が作用しない。パイロットピストン313は、スプリング112,312の付勢力又は第1及び第2通路40,50(第1及び第2油室302a,302b)内の圧力により、第1及び第2油室302a,302bが略同じ容積になる位置に移動する。その結果、第1分岐通路120の開口が第1ランド部313aにより閉塞され、第1分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れが遮断される。また、第2分岐通路130の開口が第2ランド部313bにより閉塞され、第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れが遮断される。
このように、弁装置300では、パイロットピストン313が切換弁340を構成する。また、第1油室302aが第3パイロット通路41及び第2パイロット室342に相当し、第2油室302aが第2パイロット通路52及び第1パイロット室341に相当する。
油圧制御装置3及び弁装置300の動作については、第1及び第2実施形態とほぼ同じであるため、ここではその説明を省略する。
以上の本実施形態によれば、第2パイロットチェック弁310が第1通路40内の圧力をパイロット圧として受ける場合には、切換弁340も、第1通路40内の圧力をパイロット圧として受けて第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れを許容する。
第2通路50内の作動油が第2分岐通路130及びドレン通路150を通じてタンク22へ排出されるので、第2制御弁絞り32による圧力上昇が軽減される。その結果、パイロットピストン313は第2通路50内の圧力により押し戻されにくく、第1及び第2通路40,50における作動油の流れが安定する。
また、第1及び第2分岐通路120,130が共通の切換弁340に接続されるので、第2分岐通路130からの作動油は、第1分岐通路120と共通のドレン通路150に導かれる。
したがって、小型でより高い汎用性を有する弁装置300を提供することができる。
図11は、油圧制御装置3の変形例を示す油圧回路図である。図11に示すように、第1分岐通路120に第1絞り121が設けられ、第2分岐通路130に第2絞り131が設けられていてもよい。
第1分岐通路120に第1絞り121が設けられ第2分岐通路130に第2絞り131が設けられるので、第1分岐通路120を通る作動油の流れは第1絞り121による抵抗を受け、第2分岐通路130を通る作動油の流れは第2絞り131による抵抗を受ける。したがって、第1分岐通路120における流路抵抗と第2分岐通路130における流路抵抗とを変えることができる。
第1及び第2絞り121,131の流路断面は、それぞれ、第1及び第2制御弁絞り31,32の流路断面と比較して大きいことが好ましい。
第1絞り121の流路断面を第1制御弁絞り31の流路断面と比較して大きくすることにより、第1制御弁絞り31による第1通路40内の圧力の上昇に伴って、より多くの作動油を第1通路40から第1分岐通路120及びドレン通路150へ導くことができる。
また、第2絞り131の流路断面を第2制御弁絞り32の流路断面と比較して大きくすることにより、第2制御弁絞り32による第2通路50内の圧力の上昇に伴って、より多くの作動油を第2通路50から第2分岐通路130及びドレン通路150へ導くことができる。
したがって、第1及び第2分岐通路120,130、並びにドレン通路150を通じてタンク22に排出される作動油の流量を減らしつつ、第1及び第2制御弁絞り31,32による第1及び第2通路40,50内の圧力上昇を軽減することができる。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
本実施形態では、弁装置100,200,300は、シリンダ10と、ポンプ21からシリンダ10への作動油の供給及びシリンダ10からタンク22への作動油の排出を制御する制御弁30,33と、を接続する第1及び第2通路40,50に設けられる。弁装置100,200,300は、第1通路40に設けられ、第1通路40における制御弁30,33からシリンダ10への作動油の流れを許容する一方、第2通路50内の圧力をパイロット圧として受けることにより、第1通路40におけるシリンダ10から制御弁30,33への作動油の流れを許容する第1パイロットチェック弁110,210と、第1通路40における第1パイロットチェック弁110,210よりも制御弁30,33側から分岐する第1分岐通路120と、第1分岐通路120に接続される切換弁140,240,340と、切換弁140,240,340に接続されるドレン通路150と、を備え、切換弁140,240,340は、第2通路50内の圧力をパイロット圧として受けることにより、第1分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを許容することを特徴とする。
この構成では、第1パイロットチェック弁110,210が第2通路50内の圧力をパイロット圧として受ける場合には、切換弁140,240,340も、第2通路50内の圧力をパイロット圧として受けて第1分岐通路120からドレン通路150への作動油の流れを許容する。第1通路40内の作動油が第1分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22へ排出されるので、制御弁30,33により第1通路40における作動油の流れが絞られた場合でも、第1通路40における圧力上昇が軽減される。その結果、第1パイロットチェック弁110,210は第1通路40内の圧力により閉弁しにくく、第1通路40における作動油の流れが安定する。このように、この弁装置100,200,300は、制御弁30,33の制御弁絞り31の有無に関わらず油圧制御装置1,2,3に用いることができる。したがって、より高い汎用性を有する弁装置100,200,300を提供することができる。
また、本実施形態では、第1パイロットチェック弁110は、第1通路40を開閉可能なポペット111と、ポペット111を閉弁方向に付勢するスプリング112と、バルブボディ101に形成される第1収容穴102に摺動自在に収容され、第2通路50内の圧力をパイロット圧として受けて移動することによりスプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開くパイロットピストン113と、を有し、切換弁140は、バルブボディ101に形成される第2収容穴106に摺動自在に収容されるスプール143を有し、第1分岐通路120及びドレン通路150は、第2収容穴106に開口し、切換弁140は、パイロットピストン113がポペット111を押し開く際に、スプール143が第2通路50内の圧力をパイロット圧として受けて移動することにより、第1分岐通路120から第2収容穴106を通じてドレン通路150へ向かう作動油の流れを許容することを特徴とする。
この構成では、パイロットピストン113とスプール143とが異なる収容穴102,106に収容されるので、パイロットピストン113とスプール143との外径を同じにする必要がない。したがって、弁装置100を使用条件に合わせて容易に設計することができる。
また、本実施形態では、第1パイロットチェック弁210は、第1通路40を開閉可能なポペット111と、ポペット111を閉弁方向に付勢するスプリング112と、バルブボディ201に形成される収容穴202に摺動自在に収容され、第2通路50内の圧力をパイロット圧として受けて移動することによりスプリング112の付勢力に抗してポペット111を押し開くパイロットピストン213と、を有し、第1分岐通路120及びドレン通路150は、収容穴202に開口し、切換弁240は、パイロットピストン213からなり、パイロットピストン213がポペット111を押し開く際に、第1分岐通路120から収容穴202を通じてドレン通路150へ向かう作動油の流れを許容することを特徴とする。
この構成では、パイロットピストン213が第1分岐通路120から収容穴202を通じてドレン通路150へ向かう作動油の流れを許容するので、切換弁240用のスプールをパイロットピストン213とは別に用意する必要がなく、そのようなスプールを収容するための穴をバルブボディ201に形成する必要がない。したがって、弁装置200の部品数を減らすことができるとともに、弁装置200を小型化することができる。
また、本実施形態では、弁装置100,200,300は、第1分岐通路120又はドレン通路150に設けられるドレン絞り151を更に備えることを特徴とする。
この構成では、第1分岐通路120又はドレン通路150にドレン絞り151が設けられるので、第1分岐通路120及びドレン通路150を通る作動油の流量が制限される。したがって、第1通路40から第1分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出される作動油の流量を減らすことができる。
また、本実施形態では、弁装置300は、第2通路50に設けられ、第2通路50における制御弁33からシリンダ10への作動油の流れを許容する一方、第1通路40内の圧力をパイロット圧として受けることにより、第2通路50におけるシリンダ10から制御弁33への作動油の流れを許容する第2パイロットチェック弁310と、第2通路50における第2パイロットチェック弁310よりも制御弁33側から分岐する第2分岐通路130と、を更に備え、第2分岐通路130は、切換弁340に接続され、切換弁340は、第1通路40内の圧力をパイロット圧として受けることにより、第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れを許容することを特徴とする。
この構成では、第2パイロットチェック弁310が第1通路40内の圧力をパイロット圧として受ける場合には、切換弁340も、第1通路40内の圧力をパイロット圧として受けて第2分岐通路130からドレン通路150への作動油の流れを許容する。第2通路50内の作動油が第2分岐通路130及びドレン通路150を通じてタンク22へ排出されるので、制御弁33が第2通路50における作動油の流れを絞った場合でも、第2通路50における圧力上昇が軽減される。その結果、第2パイロットチェック弁310は第2通路50内の圧力により閉弁しにくく、第1及び第2通路40,50における作動油の流れが安定する。また、第1及び第2分岐通路120,130が共通の切換弁340に接続されるので、第2分岐通路130からの作動油は、第1分岐通路120と共通のドレン通路に導かれる。したがって、小型でより高い汎用性を有する弁装置300を提供することができる。
また、本実施形態では、弁装置300はドレン通路150に設けられるドレン絞り151を更に備えることを特徴とする。
この構成では、ドレン通路150にドレン絞り151が設けられるので、第1及び第2分岐通路120,130のそれぞれに絞りを設ける必要がない。したがって、弁装置300の部品数を減らすことができるとともに弁装置300を小型化することができる。
また、本実施形態では、弁装置300は、第1分岐通路120に設けられる第1絞り121と、第2分岐通路130に設けられる第2絞り131と、をさらに備えることを特徴とする。
この構成では、第1分岐通路120に第1絞り121が設けられ第2分岐通路130に第2絞り131が設けられるので、第1分岐通路120を通る作動油の流れは第1絞り121による抵抗を受け、第2分岐通路130を通る作動油の流れは第2絞り131による抵抗を受ける。したがって、第1分岐通路120における流路抵抗と第2分岐通路130における流路抵抗とを変えることができる。
また、本実施形態では、油圧制御装置1、2,3はシリンダ10の動作を制御する。油圧制御装置1,2,3は、前述の弁装置100,200,300と、第1通路40を通じてシリンダ10に接続されるとともに第2通路50を通じてシリンダ10に接続され、ポンプ21からシリンダ10への作動油の供給及びシリンダ10からタンク22への作動油の排出を制御する制御弁30,33と、を備えることを特徴とする。
この構成では、制御弁30,33が第1通路40を通じてシリンダ10に接続されるので、制御弁30,33が、シリンダ10から第1通路40を通じてタンク22へ向かう作動油の流れに抵抗を付与する場合でも、第1通路40における第1通路40内の圧力の上昇が軽減される。したがって、制御弁絞り31の有無に関わらず、第1通路40における作動油の流れを安定させることができる。
また、本実施形態では、油圧制御装置1,2は、シリンダ10の動作を制御する。油圧制御装置1,2は、前述の弁装置100,200と、第1通路40を通じてシリンダ10に接続されるとともに第2通路50を通じてシリンダ10に接続され、ポンプ21からシリンダ10への作動油の供給及びシリンダ10からタンク22への作動油の排出を制御する制御弁30と、を備え、制御弁30は、シリンダ10から第1通路40を通じてタンク22へ向かう作動油の流れに抵抗を付与する制御弁絞り31を有し、ドレン絞り151の流路断面は、制御弁絞り31の流路断面と比較して大きいことを特徴とする。
この構成では、ドレン絞り151の流路断面が制御弁絞り31の流路断面と比較して大きいので、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力の上昇に伴って、より多くの作動油が第1通路40から第1分岐通路120及びドレン通路150へ導かれる。したがって、第1分岐通路120及びドレン通路150を通じてタンク22に排出される作動油の流量を減らしつつ、制御弁絞り31による第1通路40内の圧力上昇を軽減することができる。
また、本実施形態では、油圧制御装置3は、シリンダ10の動作を制御する。油圧制御装置3は、前述の弁装置300と、第1通路40を通じてシリンダ10に接続されるとともに第2通路50を通じてシリンダ10に接続され、ポンプ21からシリンダ10への作動油の供給及びシリンダ10からタンク22への作動油の排出を制御する制御弁33と、を備え、制御弁33は、シリンダ10から第1通路40を通じてタンク22へ向かう作動油の流れに抵抗を付与する第1制御弁絞り31と、シリンダ10から第2通路50を通じてタンク22へ向かう作動油の流れに抵抗を付与する第2制御弁絞り32とを有し、第1及び第2絞り121,131の流路断面は、それぞれ、第1及び第2制御弁絞り31,32の流路断面と比較して大きいことを特徴とする。
この構成では、第1絞り121の流路断面が第1制御弁絞り31の流路断面と比較して大きいので、第1制御弁絞り31による第1通路40内の圧力の上昇に伴って、より多くの作動油が第1通路40から第1分岐通路120及びドレン通路150へ導かれる。また、第2絞り131の流路断面が第2制御弁絞り32の流路断面と比較して大きいので、第2制御弁絞り32による第2通路50内の圧力の上昇に伴って、より多くの作動油が第2通路50から第2分岐通路130及びドレン通路150へ導かれる。したがって、第1及び第2分岐通路120,130、並びにドレン通路150を通じてタンク22に排出される作動油の流量を減らしつつ、第1及び第2制御弁絞り31,32による第1及び第2通路40,50内の圧力上昇を軽減することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。