JP3648675B2 - ロック弁 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の種々の産業用機械に用いられ、液体圧力源により駆動される各種アクチュエータに給排する圧油の流量を制御する方向切換弁等に用いられ、ブームシリンダまたはアームシリンダをロックするロック弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のロック弁の従来技術として、特開平6−50302号公報が挙げられる。この従来技術のロック弁は、以下のように構成されている。アクチュエータポートとタンク通路との通路を開閉するメインポペット(主弁)と、このメインポペット(主弁)に対して背圧を作用させて閉弁状態を維持する圧力室と、パイロット圧が作用した時に前記圧力室を中継通路に連通させるためのバイロットポペット(小弁)と、該バイロットポペット(小弁)と前記メインポペット(主弁)の間に縮設されたバネとを備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロック弁は、前記主弁、小弁及びバネはそれぞれ別体に作られており、組み付ける際にも、主弁、小弁及びバネをそれぞれ個別に取り付けるようになっているため、主弁と小弁の間に縮設するバネが屈曲しやすく、その組立作業に特別の熟練を要するという問題があった。
また、主弁と小弁とが軸方向に並んで配置されている構造であるため、軸方向に大型化する問題があった。
【0004】
本発明の課題は、組立作業が簡単で熟練を要しないロック弁を提供することにある。また、軸方向に小型化できるロック弁を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、本体に形成されたアクチュエータポートとタンク通路との油の通路を開閉する主弁と、この主弁を閉弁方向に押圧する背圧が導入される圧力室と、小弁開閉機構から圧力を受けた時に小弁用弁座から離れて前記圧力室内の圧油の密閉状態を開放する小弁と、前記主弁と小弁との間に設けられて両者を相対的に離反する方向に付勢する付勢手段とを備えたロック弁において、前記主弁、小弁および付勢手段は一体のユニットに形成された状態で組み込まれていることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記主弁、小弁および付勢手段は、予め一体のユニットに形成され、組立作業はこのユニットを組み込むことにより単一の工程で行えるため、バネの屈曲の恐れが無いのは勿論、特別の熟練を要さず簡単に組み立てることができる。
【0006】
また、本願請求項2に記載の発明は、請求項1に記載された発明において、前記主弁は有底筒状に形成され、前記小弁は略全体が前記主弁の筒内に配置されていることを特徴とするものである。
これにより、主弁と小弁を軸方向でラップさせることができるため、軸方向に対して短く、即ち小型化することができる。
【0007】
また、本願請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載された発明において、有底筒状の前記主弁の開口内縁部にストッパが設けられ、前記小弁に大径部が設けられ、前記付勢手段により小弁の大径部が主弁の前記ストッパに当接する状態で前記ユニットが形成されていることを特徴とするものである。
これにより、主弁と小弁及び付勢手段のユニットの構造が単純になると共に、前記付勢手段により小弁の大径部を主弁の前記ストッパに当接するように組み付ければよいため、該ユニットの組立自体も簡単に行うことができる。
【0008】
また、本願請求項4に記載の発明は、請求項3に記載された発明において、前記大径部は円盤状部材が小弁に固定されたものであることを特徴とするものである。
これにより、大径部はフランジ状にして単に小弁に取り付け固定するだけであるため、大径部を簡単に設けることができる。
【0009】
また、本願請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載された発明において、前記ストッパは、C型止め輪から成ると共に、主弁の開口内縁部に形成された溝に係合されていることを特徴とするものである。
これにより、ストッパ自体の取付が簡単になるため、一層当該ユニット自体の組立が簡単になる。
【0010】
また、本願請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載された発明において、前記小弁には摺動部が形成され、該摺動部が前記主弁の内部に形成されたガイド孔に往復動可能に挿入されていることを特徴とするものである。
これにより、小弁は主弁のガイド孔に保持されるため、該ユニット自体の組立が容易であるとともに、小弁を前記小弁用弁座に当接して組み立てる時も、その組立作業が容易になる。
【0011】
また、本願請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載された発明において、前記小弁は前記小弁用弁座に当接する部分が先端部となり、前記小弁開閉機構内に設けられる長尺なピストンが前記小弁の先端部に接離することにより該小弁を開閉するように形成されていることを特徴とするものである。
これにより、前記従来技術(特開平6−50302号公報)に開示されたものと異なって、小弁とピストン部分が別体に分割されているため、小弁開閉機構側との組立作業も簡単に行える。
【0012】
また、本願請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれかに記載された発明において、前記小弁用弁座は、小弁開閉機構のカバー体の前記ユニットが設けられる本体との接合面より突設形成され、且つ前記本体のユニットが挿入される孔内に嵌入して組み付けられるように形成されていることを特徴とするものである。
これにより、前記小弁開閉機構を前記ユニットが設けられる本体に取り付ける際に、前記小弁用弁座の突出部分を利用して前記本体に対する位置決めができるため、組立作業が容易になる。
【0013】
また、本願請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載された発明において、前記ロック弁は方向切換弁に用いられるものであり、前記小弁開閉機構のカバー体と前記方向切換弁のスプールのカバー体とが一体のもので形成されていることを特徴とするものである。
これにより、方向切換弁の本体にスプール及び前記ユニットを組み付けた後に、両者に一体のカバー体を一工程で組み付けるだけで足りるため、組立が容易になる。
【0014】
また、本願請求項10に記載の発明は、本体に形成されたアクチュエータポートとタンク通路との油の通路を開閉可能な主弁と、この主弁を閉弁方向に押圧する背圧が導入される圧力室と、小弁開閉機構から圧力を受けた時に小弁用弁座から離れて前記圧力室内の圧油の密閉状態を開放する小弁と、前記主弁と小弁との間に設けられて両者を相対的に離反する方向に付勢する付勢手段とを備えたロック弁において、前記主弁は有底筒状に形成され、前記小弁はほぼ全体が前記主弁の筒内に配置されていることを特徴とするものである。
これにより、小弁は主弁を構成する筒内に配置されているため、軸方向の長さを短くでき、軸方向に小型化することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るロック弁の一実施の形態を図1に基づいて詳細に説明する。このロック弁は、方向切換弁のスプール1が設けられる本体2の弁孔3内に設けられ、該本体2に形成されたアクチュエータポート4とタンク通路5との油の通路6を開閉するための主弁7と、この主弁7を閉弁方向に押圧する背圧が導入される圧力室8と、小弁開閉機構9から圧力を受けた時に小弁用弁座10から離れて圧力室8内の圧油の密閉状態を開放する小弁11と、前記主弁7と小弁11との間に設けられて両者を相対的に離反する方向に付勢するバネ12とを備えている。
前記主弁7は、前記圧力室8の背圧(圧力室8に導入されたアクチュエータポート4の圧力)により前記通路6に設けられた主弁用弁座13に押し付けられることにより該通路6を閉じるように形成されている。圧力室8は、前記主弁7が主弁用弁座13に当接した状態で且つ前記小弁11が小弁開閉機構9側の小弁用弁座10に押し付けられることにより、その密閉状態が維持されるように形成されている。そして、主弁7と小弁11とはそれぞれ主弁用弁座13と小弁用弁座10に前記バネ12の付勢力によって押し付けられるように形成されている。
【0016】
当該ロック弁は、前記主弁7、小弁11およびバネ12が一体のユニット15に形成された状態で、前記弁孔3内に組み込まれている。すなわち、主弁7、小弁11およびバネ12を弁孔3内に個別に組み付けるのではなく、予めそれらを一体のユニット15に組み立てた状態で一纏めにして弁孔3内に組み付けるように形成されている。
【0017】
本実施の形態では、前記主弁7は、有底筒状に形成され、前記小弁11はその先端部16以外の略全体が該主弁7の筒内に配置されている。そして、当該ユニット15は、有底筒状の主弁7の開口内縁部にストッパ17が設けられ、前記小弁11に大径部18が設けられ、前記バネ12により小弁11の大径部18が前記ストッパ17の内面に当接する状態で組み立てられる。図1においては、当該ユニット15が弁孔3内に組み付けられ、且つ小弁11の先端部16が前記バネ12の付勢力に抗して小弁用弁座10に押し付けられるため、小弁11の大径部18は前記ストッパ17から少し離間した状態で保持されている。
【0018】
更に上記実施の形態では、小弁11の前記大径部18は円盤状部材が小弁に固定された構造に形成されている。すなわち、薄い円盤が別個に形成され、それを小弁11の外面に固定したものである。また、前記ストッパ17は、C型止め輪から成ると共に、当該C型止め輪を主弁7の開口内縁部に形成された溝(図示せず)に係合することにより構成されている。前記小弁11には摺動部19が形成され、該摺動部19が主弁7の内部に螺着された小弁ガイド20のガイド孔21に往復動可能に挿入されている。
【0019】
尚、上記実施の形態では、ユニット15は、弁孔3内への組み付け前の状態においても、バネ12により小弁11の大径部18が前記ストッパ17の内面に当接する構造であるが、必ずしもその必要は無い。バネ12は、機能上は当該ユニット15が弁孔3内に組み付けられ且つ小弁11の先端部18が小弁用弁座10に当接した状態で付勢状態になればよいため、組み付け前のユニット単体の状態ではバネ12は伸縮の無い自然長の非付勢状態であって、前記小弁11の大径部18がストッパ17の内面に押し付けられていなくともよい。ただ、組み付け前の状態で当該バネ12が付勢状態になる構造の方が当該ユニット15の構成部材間にガタツキが無いため、取り扱いやすい。
【0020】
次に、小弁開閉機構9について説明する。小弁開閉機構9は、小弁用弁座10に当接した状態にある小弁11に前記バネ12の付勢力および圧力室8の背圧に抗して圧力を加えることにより小弁11の先端部16を小弁用弁座10から離座させ、それにより前記圧力室8内の密閉状態を開放するためのものである。これにより、圧力室8は絞り29を介してアクチュエータポート4に連通しているから、圧力室8の背圧がアクチュエータポート4の圧力よりも低くなり、アクチュエータポート4の圧力により主弁7が主弁座13から離れる。前記小弁11の先端部16に圧力を加えるための長尺なピストン22は、筒状部材23内に設けられ、前記小弁用弁座10は該筒状部材23の一端側開口部に形成されている。この開口部により圧力室8内は筒状部材23の内部通路24と連通できるようになっている。この内部通路24はドレンポート30に連通しており、ドレンポート30を介してタンクに連通している。
【0021】
前記ビストン22の基端に別の大径ピストン25がバネ26を介して設けられ、バネ26によりを子弁の閉弁方向に付勢されている。また、カバー体27に形成されたパイロットポート31を介して、大径ピストン25を子弁の開弁方向に押圧する圧油が導入される。この実施の形態では、前記小弁用弁座10が設けられている筒状部材23の一端部は、小弁開閉機構9のカバー体27と前記ユニット15が設けられる本体2との接合面28より突設形成され、且つ前記本体2のユニット15が挿入される弁孔3内に嵌入して組み付けられるように形成されている。
更に、この実施の形態では、当該ロック弁は前記の如く方向切換弁に用いられるものであると共に、前記小弁開閉機構9のカバー体27は方向切換弁のスプール1のカバー体を兼ねるように一体成形により形成されている。尚、ブームシリンダやアームシリンダをロックするロック弁としての機能及びその具体的構造は、基本的に本願出願人が既に出願した特開平6−207604号公報に記載されているものと同様である。
【0022】
次に、上記実施の形態に係るロック弁の作用を説明する。本実施の形態によれば、主弁7、小弁11及びバネ12は、予め一体のユニット15に形成されているので、組立作業はこのユニット15を本体2の弁孔3内に組み込むことにより単一の工程で行える。従って、従来のように主弁7、小弁11及びバネ12を個別に弁孔3内の組み付ける工程は無くなるため、バネ12の屈曲の恐れが無いのは勿論、特別の熟練を要さず簡単に組み立てることができる。
また、小弁11の略全体が有底筒状の前記主弁7の筒内に配置されているものは、主弁7と小弁11を軸方向でラップさせることができるため、軸方向に対して短くなり、小型化することができる。
【0023】
また、バネ12により小弁11の大径部18が主弁7のストッパ17に当接する状態で当該ユニット15が形成されているものは、主弁7と小弁11及びバネ12からなるユニット自体の構造が単純になると共に、バネ12により小弁11の大径部18を主弁7のストッパ17に当接するように組み付けるだけで組立できるため、該ユニット15の組立自体も簡単になる。
また、前記大径部18が円盤状部材を小弁11に固定することにより形成されているものは、フランジ状の大径部18を単に小弁11に取り付け固定するだけであるため、大径部18を簡単に設けることができる。
また、C型止め輪から成るストッパ17を主弁7の開口内縁部に形成された溝に係合したものは、ストッパ17自体の取付が簡単になるため、一層当該ユニット自体の組立が簡単になる。
【0024】
また、前記小弁11に摺動部19が形成され、該摺動部19が主弁7の内部に形成されたガイド孔21に往復動可能に挿入されているものは、ユニット組立時に当該小弁11は主弁7のガイド孔21に保持されるため、該ユニット15自体の組立が容易であると共に、小弁11を小弁用弁座10に当接して組み立てる時も、その組立作業が容易になる。
また、前記小弁11は小弁用弁座10に当接する部分が先端部16となり、小弁開閉機構9内に設けられる長尺なピストン22が前記小弁11の先端部16に接離することにより該小弁11を開閉するように形成されているものは、前記従来技術(特開平6−50302号公報)に開示されたものと異なって、小弁11とピストン22部分が別体に分割されているため、小弁開閉機構9側との組立作業も簡単に行える。
【0025】
また、小弁用弁座10は、小弁開閉機構9のカバー体27と前記ユニット15が設けられる本体2との接合面28より突設形成され、且つ本体2の弁孔3内に嵌入して組み付けられるものは、小弁開閉機構9を前記ユニット15が設けられる本体2に取り付ける際に、小弁用弁座10の突出部分を利用して前記本体2に対する位置決めができるため、組立作業が容易になる。
また、小弁開閉機構9のカバー体27を前記方向切換弁のスプール1のカバー体を兼ねるように一体成形により形成されているものは、方向切換弁の本体2にスプール1及び前記ユニット15を組み付けた後に、両者に一体のカバー体27を一工程で組み付けるだけで足りるため、組立が容易になる。
【0026】
次に、本願発明の他の実施の形態を説明する。上記実施の形態では、主弁7、小弁11及びバネ12を一体にユニット化したものについて説明したが、この実施の形態では、これらをユニット化せず、個別のままで組み付けるが、前記主弁7は有底筒状に形成され、前記小弁11はほぼ全体が前記主弁の筒内に配置されていることを特徴とする。すなわち、図1において、ストッパ17を省いた状態のものに相当する。
この実施の形態では、個別組付けであるため、バネ12の屈曲の恐れは残るが、主弁7と小弁11の相対配置を軸方向でラップさせることができるため、従来技術に比して軸方向に小型化できる効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、主弁、小弁および付勢手段は、予め一体のユニットに形成され、組立作業はこのユニットを組み込むことにより単一の工程で行えるため、バネの屈曲の恐れが無いのは勿論、特別の熟練を要さず簡単に組み立てることができる。また、主弁と小弁を軸方向でラップさせて配置したものは、軸方向に対して短く、即ち小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るロック弁の要部断面図である。
【符号の説明】
1 スプール
2 本体(方向切換弁の)
3 弁孔
4 アクチュエータポート
5 タンク通路
6 通路
7 主弁
8 圧力室
9 小弁開閉機構
10 小弁用弁座
11 小弁
12 バネ
13 主弁用弁座
15 ユニット
16 先端部
17 ストッパ
18 大径部
19 摺動部
21 ガイド孔
22 ピストン
27 カバー体
28 接合面

Claims (10)

  1. 本体に形成されたアクチュエータポートとタンク通路との油の通路を開閉する主弁と、この主弁を閉弁方向に押圧する背圧が導入される圧力室と、小弁開閉機構から圧力を受けた時に小弁用弁座から離れて前記圧力室内の圧油の密閉状態を開放する小弁と、前記主弁と小弁との間に設けられて両者を相対的に離反する方向に付勢する付勢手段とを備えたロック弁において、
    前記主弁、小弁および付勢手段は一体のユニットに形成された状態で組み込まれていることを特徴とするロック弁。
  2. 請求項1において、前記主弁は有底筒状に形成され、前記小弁は略全体が前記主弁の筒内に配置されていることを特徴とするロック弁。
  3. 請求項1又は2において、有底筒状の前記主弁の開口内縁部にストッパが設けられ、前記小弁に大径部が設けられ、前記付勢手段により小弁の大径部が主弁の前記ストッパに当接する状態で前記ユニットが形成されていることを特徴とするロック弁。
  4. 請求項3において、前記大径部は円盤状部材が小弁に固定されたものであることを特徴とするロック弁。
  5. 請求項3又は4において、前記ストッパは、C型止め輪から成ると共に、主弁の開口内縁部に形成された溝に係合されていることを特徴とするロック弁。
  6. 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記小弁には摺動部が形成され、該摺動部が前記主弁の内部に形成されたガイド孔に往復動可能に挿入されていることを特徴とするロック弁。
  7. 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記小弁は前記小弁用弁座に当接する部分が先端部となり、前記小弁開閉機構内に設けられる長尺なピストンが前記小弁の先端部に接離することにより該小弁を開閉するように形成されていることを特徴とするロック弁。
  8. 請求項1〜7のいずれかにおいて、前記小弁用弁座は、小弁開閉機構のカバー体の前記ユニットが設けられる本体との接合面より突設形成され、且つ前記本体のユニットが挿入される孔内に嵌入して組み付けられるように形成されていることを特徴とするロック弁。
  9. 請求項1〜8のいずれかにおいて、前記ロック弁は方向切換弁に用いられるものであり、前記小弁開閉機構のカバー体と前記方向切換弁のスプールのカバー体とが一体のもので形成されていることを特徴とするロック弁。
  10. 本体に形成されたアクチュエータポートとタンク通路との油の通路を開閉可能な主弁と、この主弁を閉弁方向に押圧する背圧が導入される圧力室と、小弁開閉機構から圧力を受けた時に小弁用弁座から離れて前記圧力室内の圧油の密閉状態を開放する小弁と、前記主弁と小弁との間に設けられて両者を相対的に離反する方向に付勢する付勢手段とを備えたロック弁において、
    前記主弁は有底筒状に形成され、前記小弁はほぼ全体が前記主弁の筒内に配置されていることを特徴とするロック弁。
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