JP3006569U - 遮断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ ブーム等の操作中にホースが破断しても、ブ
ーム等の落下を緩衝して流体通路を弁体により確実に遮
断し、かつ弁体が誤動作しないようにする。 ［構成］ 筒本体１１に軸線に直交しホースに通じる第
１通路１１ｃとブームシリンダに通じる第２通路１１ｄ
を設け、筒本体１１中には、小径孔部１１ａに嵌合し内
側流路１３ｄを有する杆部１３ａと大径孔部１３ｂ内に
ある頭部１３ｂ及び両者の間のシート部１３ｃからなる
弁体１３を配設し、弁体１３には第１通路１１ｃに通じ
る第１通孔１３ｅと第２通路１１ｄに通じる第２通孔１
３ｆを設け、内側流路１３ｄ内には第２通孔１３ｆに近
接して第１オリフイスＯ₁ を設けると共に一端に第３オ
リフイスＯ₃ を設け、かつ頭部１３ｂの周面と大径孔部
１１ｂとの間に第２オリフイスＯ₂ を形成し、ホースが
破断したとき、これらのオリフイスにより弁体１３の動
きを抑制してブームの落下動作を緩和しながら流路を確
実に遮断する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はパワーショベル，ドラグショベル，ホイールローダ等の建設機械及 びその他の圧力流体利用機器の油圧回路に用いられる遮断弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

建設機械では、例えば図５のような油圧回路が用いられており、回路中のコン トロールバルブｃ₁ ，ｃ₂ をそれぞれ左方に移動させ、ブームＢに対しては作動 油をブームシリンダｄ₁ の底部に送る一方、上部をタンクＴに開放し、かつアー ムＡに対してはアームシリンダｄ₂ の上部に作動油を送る一方、底部をタンクＴ に開放し、ブームＢ，アームＡを上昇させてバケットによる掘削又は放出の作業 を行い、両者を上昇させた状態でコントロールバルブｃ₁ ，ｃ₂ を中立位置にお くことにより、上昇状態を保持し、逆にコントロールバルブｃ₁ ｃ₂ を右方に切 換え、作動油をブームシリンダｄ₁ の上部に送る一方、底部をタンクＴに開放し 、又アームシリンダｄ₂ には作動油を底部に送る一方、上部をタンクＴに開放し て、ブームＢ，アームＡを下降させて次の作業に備えるようにしている。

【０００３】 これらブームＢ，アームＡの上昇中，保持中もしくは下降中に、ブームシリン ダｄ₁ の底部とタンクＴを結ぶ配管（ブームＢの重量がかかる側の管）中のホー スｈ₁ 又はアームシリンダｄ₂ の上部とタンクＴを結ぶ配管（アームＡの重量が かかる側の管）中のホースｈ₃ が、何らかの原因で破損，切断するとブームＢ又 はアームＡの重量によって破断部から作動油が流出してブームＢ，アームＡが急 激に落下する危険があり、このような危険を回避するため、上記配管中において ブームシリンダｄ₁ 及びアームシリンダｄ₂ 側に遮断弁Ｖがそれぞれ配置されて いる。

【０００４】 その遮断弁Ｖを示せば図４のとおりであり、ホースｈ₁ （又はｈ₃ ）側の管路 につながる雄筒体１と、シリンダｄ₁ （又はｄ₂ ）側の管路につながる雌筒体２ とで構成され、雄筒体１は外側中央部に大径のつば部１ａを有すると共に内側に 一様な流体通孔１ｃを備え、流体通孔１ｃの雌筒体２との結合側端には弁座１ｂ が設けられており、雌筒体２は、外径を雄筒体１のつば部１ａとほぼ同じくし、 内側に雄筒体１の筒部の外径にほぼ等しい袋孔２ｄを有する大径筒部２ａと、内 側に一様な流体通孔２ｃを有する小径筒部２ｂとで、脚付きコップ状をなしてい て、大径筒部２ａが雄筒体１上につば部１ａに当接する状態にねじ込まれ、当接 端の内縁にはシールリング３が施されている。

【０００５】 そして、大径筒部２ａ内には、袋孔２ｄと小径筒部２ｂの流体通孔２ｃの境界 段部２ｅと、雄筒体１の結合側端との間に所定広さの弁室６が形成され、その弁 室６内には、弁座１ｂに向き合う截頭円錐状の頭部４ａと管部４ｂ及び複数の通 孔４ｄを有する広がり円板部４ｃからなる弁体４が組込まれ、雄本体１の結合側 端と円板部４ｃとの間に介在されたコイルばね５により小径筒部２ｂ側に付勢さ れている。

【０００６】 油圧回路が正常であれば、遮断弁Ｖの弁体４がコイルばね５により後退させら れて、作動油が支障なく流れてブームＢ，アームＡを上昇，下降させるが、ブー ムＢ，アームＡの動作中又は保持中にそれらの重量がかかる側のホースｈ₁,ｈ₃ が破損又は切断したときには、その破断部からブームＢやアームＡの重みで多量 の作動油が流出することになり、雌筒体２の流体通孔２ｃと雄筒体１の流体通孔 １ｃとの圧力差が増加して弁体４がコイルばね５を圧縮しつつ弁座１ｂを閉じ、 作動油の流出を止めてブームＢ及びアームＡの落下を防ぐようにしている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

この種の建設機械において、ブームＢやアームＡがある程度上昇した状態で、 重量のかかる側のホースｈ₁ ，ｈ₃ が破損，切断するとブームＢ及びアームＡが 枢支点を軸として回動落下するが、その際、相当の重量物であるブームＢやアー ムＡは大きな慣性をもって落下しその運動が遮断弁の閉じ動作によって急激にス トップをかけられる関係から、その反動によってブームＢ及びアームＡは上方に 持ち上がりかつ再び落下するという動作を繰り返すことがある。

【０００８】 ところで、上記従来の遮断弁は、弁体４が軸方向の両端部即ちホースの破断時 に作動油の入口側になる雌筒体２の流体通孔２ｃ部分と、出口側になる雄筒体１ の流体通孔１ｃ部分の圧力差をまともに受けて移動するタイプのもで、かつコイ ルばね５以外に弁体４の動きを抑制する手段を持たないために、上記のようなブ ームＢ，アームＡの落下，反転上昇，再落下（ハンチング動作）により、ブーム シリンダｄ₁ のピストン杆の引抜き，押込み，アームシリンダｄ₂ の押込み，引 抜きという現象が起き、それによって生じる弁両端部内の圧力変動を弁体４が敏 感に感知して、ブームシリンダｄ₁ ，アームシリンダｄ₂ のハンチング動作に追 従してしまい収束することができない。又、ブームＢやアームＡの下降操作時及 びコントロールバルブ５，６の切換操作時に、作動油の圧力や流量の瞬間的変動 が起こり、雌筒体２側の流体通孔２ｃ内の圧力が流体通孔１ｃ内の圧力に比べて 瞬時的にでもコイルばね５の付勢力以上に大きくなると、弁体４が誤動作して、 流路を閉じてしまう。（上昇操作時には雄筒体１の流体通孔１ｃ内の圧力が高く 、弁体４は開き勝手なので、これが閉じるという問題は生じない。）

【０００９】 そこで、この考案はブームやアーム等の作業部材の操作中にホースが破断した にしても、弁体が妄りにチャタリングを起こさず、又作動油の粘度やコントロー ルバルブの切断操作に基づく圧力，流量の変動により、弁体の前後に一時的に圧 力差が生じても、弁体が誤動作しないようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的達成のためにこの考案は、建設機械等の油圧回路に用いられる遮断弁 として、コップ状の筒本体の内部に小径孔部と大径孔部を設け、開放端は油室形 成用の凹所を備えた蓋体で閉塞し、筒本体の中央部と蓋体寄りの位置に軸線に直 交しホース側に通じる第１通路とシリンダ側に通じる第２通路を形成し、筒本体 内には、小径孔部に嵌合し軸方向の内側流路を有する杆部と大径孔部内に位置し 外径がこれより若干小さな頭部及び両者の間のテーパシート部からなる弁体を配 設し、弁体の中央部には軸線に直交し筒本体の第１通路に通じる第１通孔を設け ると共にテーパシート部の近傍にも所定長さのオーバラップ部を介在させて軸線 に直交し筒本体の第２通路に通じる第２通孔を設け、弁体の内側流路内には第２ 通孔に近接して第１オリフイスを設けると共に一端には第３オリフイスを設け、 かつ弁体頭部の周面と筒本体の大径孔部との間に第２オリフイスを形成するよう になし、弁体を蓋体側にばね付勢したことを特徴としている。

【００１１】

【実施例】

図１はこの考案に係る遮断弁の一例を示すものであり、１１は外形が円形，角 形をなし、一端の開放されたコップ状の筒本体で、内部の軸方向には弁体摺動用 の長目の小径孔部１１ａと開放端側の大径孔部１１ｂが設けられ、筒本体１１の ほぼ中央位置には筒本体の軸線に直交し小径孔部１１ａの中央部に下降する第１ の通路１１ｃが穿設され、適宜の連結手段ｇを介して前記油圧回路のホース（ブ ーム，アームの重量のかかる側）に連結され、又開放端側の位置には、同じく筒 本体の軸線に直交し、大径孔部１１ｂに開口する第２の通路１１ｄが、小径孔部 １１ａと大径孔部１１ｂの境界段部をなす弁座１１ｅに沿うようにして穿設され ていて、連結手段ｇによって前記ブームシリンダの底部又はアームシリンダの上 部に連結される。

【００１２】 そして、大径孔部１１ｂの内側で開放端に近い位置には後述する弁体１３の大 径頭部１３ｂの周面との間で第２のオリフイス（細隙）Ｏ₂ を形成する環状の内 向き突条１１ｆが設けられ、筒本体１１の開放端には中央部内側に油室形成用の 凹所１２ａと大径孔部１１ｂに通じる複数の放射方向の細みぞ１２ｂを備えた蓋 体１２が密封材１８を介してねじ等により着脱可能に取付けられている。なお、 第２オリフイス０₂ は内向き突条１１ｆとの間の隙間とすることなく、内向き突 条１１ｆに複数の細みぞ又は細孔を設けて形成するようにしてもよい。

【００１３】 １３は筒本体１１の内部に挿入配置された弁体で、途中に所要長さの小径のく びれ部１３ａ′を備えて筒本体１１の小径孔部１１ａに嵌合する長目の杆部１３ ａと、大径孔部１１ｂ内にあってその内径より若干小さな外径の頭部１３ｂと、 両者の境界部に設けられた内すぼまりのテーパシート部１３ｃからなり、杆部１ ３ａには一端からほぼテーパシート部１３ｃの設定位置に至る軸方向の内側流路 １３ｄが設けられ、上記くびれ部１３ａ′の頭部側端には弁体の軸線に直交して 内側流路１３ｄに通じる第１の通孔１３ｅが複数穿設されると共にテーパシート 部１３ｃの近傍にも弁体の軸線に直交して内側流路１３ｄに通じる第２の通孔１ ３ｆが複数穿設されており、その第２通孔１３ｆとテーパシート部１３ｃとの間 には所定長さのオーバラップ部１３ｔが設けられている。

【００１４】 又、杆部１３ａ内で、内側流路１３ｄと第１通孔１３ｅとの交差部位より僅か に中央よりの位置には、通常の作業状態では定量のオイルの流れを妨げない大き さの第１オリフイスＯ₁ を備えた環状部材１４が内側流路１３ｄを二分する状態 に配設され、止めリング１４によって固定されており、更に杆部１３ａの一端に は中心部に第３のオリフイスＯ₃ を備えたプラグ１６がねじ止めされて内側流路 １３ｄの一端を閉じている。

【００１５】 そして、筒本体１１の小径孔部１１ａ内において、筒本体１１の端壁と弁体杆 部１３ａの端面間の杆側油室１９ａ内には所定強さのコイルばね１７が配設され 、これにより弁体１３は蓋体１２側に付勢されて、通常には頭部１３ｂの端面が 蓋体１２の内面に圧接し、蓋体凹所１２ａとの間に頭側油室１９ｂが形成される と共に頭部１３ｂの周面と筒本体の大径孔部１１ｂ内の内向き突条１１ｆとの間 に環状の第２オリフイスＯ₂ が形成され、かつ弁体１３の第２通孔１３ｆが筒本 体１１の第２通路１１ｄに整列し、筒本体１１の第１通路１１ｃは弁体杆部１３ ａのくびれ部１３ａ′の一端側に連通している。

【００１６】 上記構成のもとに、通常の場合つまり油圧回路に支障がない場合には、弁体１ ３は筒本体１１内の図１の位置にあり、ポンプから送られる作動油は筒本体１１ の第１通路１１ｃ，弁体１３の第１通孔１３ｅから弁体１３の内側流路１３ｄに 入り、第１オリフイスＯ₁ を通り抜けて弁体１３の第２通孔１３ｆ，筒本体１１ の第２通路１１ｄを経てブームシリンダの底部又はアームシリンダの上部に入り 、各シリンダ内の作動油はシリンダの上部又は底部から遮断弁が介在しないほか の管路を通ってタンクに戻され、ブーム又はアームの上昇操作が行われ、一方、 前記コントロールバルブの切換えにより、ポンプからの作動油が他の管路を通っ てブームシリンダの上部又はアームシリンダの底部に送られ、上の場合とは逆に 各シリンダ中の作動油はブームシリンダの底部又はアームシリンダの上部から管 路を通り、筒本体１１の第２通路１１ｄ，弁体１３の第２通孔１３ｆ及び第１オ リフイスＯ₁ を経て内側流路１３ｄに入り、第１通孔１３ｅ，第１流路１１ｃか ら出てオイルタンクに戻り、ブーム，アームの下降操作が行われる。この過程に おいて、筒本体１１内の杆側油室１９ａ及び頭側油室１９ｂ内にもオリフイスＯ ₃ ，Ｏ₂ を介して作動油が入るが、両室内の圧力差は小さく弁体１３は移動しな い。

【００１７】 しかして、上記操作中に、上記遮断弁が介在する管路（ブームやアームの重量 がかかる側の管路）のホースが破損，切断して、そこから作動油が流出し、ブー ム又はアームが急激に下降しようとする際には、所定量以上の作動油が筒本体１ １の第２通路１１ｄ及び弁体１３の第２通孔１３ｆを通って筒本体の大径孔部１ １ｂ内に入り、かつ弁体１３の内側流路１３ｄ内に入ろうとするが、そこには環 状部材１４の第１オリフイスＯ₁ が存在するため、その流れが抑制され、大径孔 部１１ｂの内圧が内側流路１３ｄ内の圧力より高まっていき、その高圧になった 作動油の一部が頭部１３ｂ周面上の第２オリフイスＯ₂ を絞られながら通り抜け て頭側油室１９ｂ中に入ることになり、この油室１９ｂ内の圧力が杆側油室１９ ａ中のコイルばね１５の付勢力より大きくなったところで、弁体１３がコイルば ね１５を圧縮しつつ移動して、図２のようにテーパシート部１３ｃの基部が弁座 １１ｅに圧接し、流路を遮断する。

【００１８】 そのときには、杆側油室１９ａ内にある作動油は第３オリフイスＯ₃ で抑制さ れながら内側流路１３ｄに入って外部に排出され、かつ弁体１３は頭部側の第２ 通孔１３ｆが小径孔部１３ａの周面により塞がれてもなお、オーバーラップ部１ ３ｔだけ前進して流路を遮断することになり、従来の弁体に比べ、弁体１３の閉 じ方向への動き出しと、流路を閉じるまでに時間が長くかかり、それだけブーム やアームの落下動作を緩衝することになり、ブームやアームの落下に伴う反転上 昇も弱まり、ブームシリンダのピストン杆の引き抜き、アームシリンダのピスト ン杆の押し込み現象が起こりにくく、したがって弁体１３のチヤタリング現象（ 振動）も起こりにくい。

【００１９】 仮に、ブーム及びアームの反転上昇即ちピストン杆の引抜き、押込み現象があ って、筒本体１１の第２流路１１ｄにつながる管路が圧力降下し、弁体１３を開 き側に動かそうとしても、相対的に高くなった内側流路１３ｄ中の作動油は第３ オリフイスＯ₃ を通って杆側油室１９ａに入らなければならず、又弁体１３には 頭部側に所定長さのオーバーラップ部１３ｔがあって、弁体の第２通孔１３ｆは 直ちには開き状態にならないため、弁体１３の動きは抑制され、チヤタリング（ 振動）を起こさない。

【００２０】 又、ブームやアームの下降操作時に、作動油の粘度の関係又は切換操作に伴う 脈動現象により瞬時的に筒本体１１の大径孔部１１ｂ側と第１通路１１ｃ側とに コイルばね１７の付勢力を上まわる圧力差が生じたにしても、図１の状態の弁体 １３を動かすにはその高圧作動油が第２オリフイスＯ₂ を通り抜けて頭側油室１ ９ｂに入り、かつ杆側油室１９ａ中の作動油が第３オリフイスＯ₃ を通って内側 流路１３ｄに抜け出る必要があり、弁体１３の動きは鈍く、その瞬時的な圧力変 動には追従せず、従来のように誤動作しない。

【００２１】 図３は弁体１３の杆部１３ａを中央で二分して、両部分をねじ結合するように なし、両部分の間に第１オリフイスＯ₁ を備えた環状部材１４を止めリングを用 いずに挟持するようにした変更例を示すものであり、そして、上述の例ではこの 考案の遮断弁を建設機械の油圧回路に用いるものとして説明したが、これに限ら ず、他の圧力流体利用機器の油圧回路にも適用することができる。又、図示の例 では筒本体１１の第１通路１１ｃと第２通路１１ｄを反対向きに設けるようにし たが、必ずしもこのようにする必要はない。

【００２２】 この考案は建設機械等の油圧回路に用いられる遮断弁として、上述のように構 成されているので、ブームやアーム等の作業部材につながるホースが操作中に破 損，切断しても、作業部材の急激な落下動作を適切に緩和して、弁体はチヤタリ ング（振動）を起こすことなく流体通路を安定して確実に遮断することができ、 又、作業部材の下降操作時に作動油の粘度や流路の切換操作に基づく脈動現象等 によって弁体の前後に一時的に所定以上の圧力差が生じても、弁体はこれまでの ように誤動作して流体通路を閉じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る遮断弁の一例の断面図。

【図２】弁体が閉じた状態の半断面図。

【図３】他の実施例の断面図。

【図４】従来の遮断弁の断面図。

【図５】建設機械の油圧回路の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１１ 筒本体 １１ａ 小径孔部 １１ｂ 大径孔部 １１ｃ 第１通路 １１ｄ 第２通路 １１ｅ 弁座 １２ 蓋体 １２ａ 凹所 １３ 弁体 １３ａ 杆部 １３ｂ 頭部 １３ｃ テーパシ
ート部 １３ｄ 内側流路 １３ｅ 第１通孔 １３ｆ 第２通孔 １３ｔ オーバラ
ップ部 １４ 環状部材 １９ａ 杆側油室 １９ｂ 頭側油室 Ｏ₁ 第１オリフ
イス Ｏ₂ 第２オリフイス Ｏ₃ 第３オリフ
イス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コップ状の筒本体１１の内部に小径孔部
   １１ａと大径孔部１１ｂを設け、開放端は油室形成用の
   凹所１２ａを備えた蓋体１２で閉塞し、筒本体１１の中
   央部と蓋体１２寄りの位置に軸線に直交しホース側に通
   じる第１通路１１ｃとシリンダ側に通じる第２通路１１
   ｄを形成し、筒本体１１内には、小径孔部１１ａに嵌合
   し軸方向の内側流路１３ｄを有する杆部１３ａと大径孔
   部１１ｂ内に位置し外径がこれより若干小さな頭部１３
   ｂ及び両者の間のテーパシート部１３ｃからなる弁体１
   ３を配設し、弁体１３の中央部には軸線に直交し筒本体
   １１の第１通路１１ｃに通じる第１通孔１３ｅを設ける
   と共にテーパシート部１３ｃの近傍にも所定長さのオー
   バラップ部１３ｔを介在させて軸線に直交し筒本体１１
   の第２通路１１ｄに通じる第２通孔１３ｆを設け、弁体
   １３の内側流路１３ｄ内には第２通孔１３ｆに近接して
   第１オリフイスＯ₁ を設けると共に一端には第３オリフ
   イスＯ₃ を設け、かつ弁体頭部１３ｂの周面と筒本体１
   １の大径孔部１１ｂとの間に第２オリフイスＯ₂ を形成
   するようになし、弁体１３を蓋体１２側にばね付勢して
   なる遮断弁。