JP3776744B2 - Air bleeding structure of pilot operated control valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイロット操作制御弁のエア抜き構造、さらに詳しくは、パイロット操作制御弁を操作するパイロット流体に混入したエアを抜くための、エア抜き構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のパイロット操作制御弁は、例えばオペレータが操作するパイロット弁からの操作量に応じた圧力のパイロット流体を、制御弁の制御スプールに臨む液室に供給することにより、制御スプールは、スプリングにより保持された位置からスプリング力に抗して圧力の大きさに応じた位置に切換えられる。パイロット流体の圧力を解除すると、制御スプールはスプリングの力によって元の位置に戻される。このように、パイロット操作制御弁は、パイロット流体の給排によりその制御スプールが任意の位置に切換操作される。
【0003】
油圧ショベルなどの建設機械は、油圧アクチュエータを作動操作するための複数個のパイロット操作制御弁を備えている。パイロット操作制御弁を操作するパイロット流体としては油圧装置の作動油が用いられている。この油圧装置において、パイロット油中にエアが混入していると、パイロット油はそれが給排される液室であるパイロット室が行き止まりであるために、エアは閉じ込められ排出されにくく、そのためにスプリング力に抗して制御スプールを切換操作するパイロット油はスポンジ状態になり、パイロット操作制御弁の切換応答の遅れ、切換操作フィーリングの悪化などの不具合を発生させる。さらに、建設機械の作業性能も悪化させてしまう。
【0004】
パイロット油へのエアの混入は、油圧装置に作動油を充填するときに、あるいは油圧装置の仕様を変更するために制御弁など油圧機器を追加工事するときに、また作動油タンクの油面が波打ち傾いたときなどに発生しやすい。油圧ポンプにより作動油とともに吐出されたエアは、一部はタンクに戻り大気に解放されるが、一部は上述のパイロット室に残留してしまう。したがって、このエア抜きは重要である。
【0005】
パイロット油の中に混入したエアを排出するための典型的な従来のエア抜き構造を説明する。
【0006】
(1)図4を参照してその一つを説明する。パイロット操作制御弁50の制御スプール52にはエア抜き用のノッチ52aが加工されている。ノッチ52aは、パイロット室54に矢印Yで示すようにパイロット油が供給され制御スプール52が押され摺動ストロークの端に近づくと、パイロット室54が弁本体51のドレン流路51aに開口する(二点鎖線で示す)。ノッチ52aがドレン流路51aに開口すると、パイロット室54に供給されたパイロット油の一部は、混入したエアとともにノッチ52aを通し矢印Dで示すようにドレン流路51aに排出される。
【0007】
(2)他の構造を図5を参照して説明する。この構造においては、パイロット操作制御弁60のパイロット室62にパイロット油を給排する配管(図示していない)を接続するためのコネクタ64にエア抜き流路66が形成されている。エア抜き流路66は、コネクタ64の貫通流路64aと弁本体61のドレン空間61bとを、貫通流路64aと外周の雄ねじ64bとをつなぐ穴64c及び雄ねじ64aの一部外径を小さくして形成されている。コネクタ64は、弁本体61のスプール63に臨むパイロット室62につながった雌ねじ61aに雄ねじ64bが螺合され取付けられている。したがって、パイロット室62に矢印Yで示すようにパイロット油が供給されると、パイロット油の一部は常に矢印Dで示すように混入したエアとともにドレン流路61bに排出される。
【0008】
パイロット操作制御弁が複数個の設置される場合は、上述のエア抜き構造はパイロット操作制御弁それぞれに設けられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおりの形態の従来のパイロット操作制御弁のエア抜き構造には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【0010】
(1)スプールにエア抜きノッチを形成(図4):
制御スプール52にエア抜きノッチ52aを形成する構造においては、パイロット油中のエアの排出は、パイロット弁を一杯に操作、すなわち制御スプール52を一杯に動かした時のみである。したがって、エアを抜くにはパイロット弁を一杯に切換操作して一定時間保持するか、一杯に切換える操作を繰り返し行う必要がある。
【0011】
(2)コネクタにエア抜き流路を形成(図5):
コネクタ64にエア抜き流路66を形成する構造においては、パイロット操作切換弁を切換操作するとエアはエア抜き流路66を通してパイロット油の一部とともに排出されるが、パイロット油の一部が常にドレンに逃がされるので、パイロット操作切換弁の切換応答性、操作性などが悪くなる。さらに、弁本体61にはパイロット油室62の外方側にドレン流路61bの形成が必要になる。
【0012】
(3)上記いずれのエア抜き構造においても、パイロット操作制御弁の切換応答性、操作性などの悪化をできるだく小さくするために、ノッチ52aあるいはエア抜き流路66による絞り流路を可能な限り小さくすることが望まれる。しかしながら、十分なエア抜きのためには絞り流路を大きくし流れを生じさせなければならない、という相反する問題もある。
【0013】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、パイロット操作制御弁を操作するパイロット流体のエア抜き構造において、パイロット流体をドレンへ十分な流れを生じさせ排出できるようにするとともに、この排出を任意に断続できるようにしてエア抜きを行わないときにはパイロット流体のドレンへの流出を止め、エア抜きを適切に確実に行えるようにする。さらに、複数個のパイロット操作制御弁のエア抜きを容易に行えるようにする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、一個以上のパイロット操作制御弁の、パイロット流体の給排される複数個の液室の各々を、ドレン又は圧力流体源に選択自在に接続する切換弁と、該液室の各々と該切換弁とを結ぶ流路の各々に設けられ該切換弁の方向への流れのみを許容する逆止弁とを備えている、ことを特徴とするパイロット操作制御弁のエア抜き構造である。
【0015】
そして、パイロット流体が給排される複数個の液室を、エア抜きのときには逆止弁及び切換弁を介してドレンに接続し十分な流れを生じさせ確実にエア抜きができるようにし、エア抜きを行わない例えばパイロット操作制御弁の通常の操作時においては、切換弁により逆止弁の各々に圧力流体源の圧力流体を与え逆止弁を確実に閉じ液室からパイロット流体が流出しないようにする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたパイロット操作制御弁のエア抜き構造を、油圧装置のパイロット操作制御弁における好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【0023】
第1の実施の形態を先ず図1を参照して説明する。このエア抜き構造は、パイロット操作制御弁2a、2b、2cのパイロット流体が給排される液室であるパイロット室3a、3b、3c各々をドレンであるタンク4又は圧力流体源である油圧源6に選択自在に接続する切換弁8と、パイロット室3a、3b、3c各々と切換弁8とを結ぶ流路10a、10b、10c各々に設けられ切換弁8の方向への流れのみを許容する逆止弁12a、12b、12cとを備えている。さらにパイロット室3a、3b、3c各々と逆止弁12a、12b、12cとの間には、絞り28a、28b、28cがそれぞれ備えられている。
【0024】
パイロット操作制御弁2a、2b、2cそれぞれの部分におけるエア抜き構造の構成は同じである。したがって、その詳細についてはパイロット操作制御弁2aの部分で代表し、また油圧装置の概要も含めて、図2を参照して説明する。
【0025】
油圧装置は、作動油のタンク4と、タンク4の作動油を吐出する可変容量形の油圧ポンプ14と、アクチュエータとしての油圧シリンダ16を備え、油圧ポンプ14の吐出油は、パイロット操作制御弁2aにより油圧シリンダ16のロッド側油室16aあるいはヘッド側油室16bに切換えられて供給される。油圧装置は、パイロット操作制御弁2aに切換操作のためのパイロット流体としてのパイロット油を給排するパイロット弁18を備えている。パイロット弁18はオペレータにより操作される。
【0026】
パイロット操作制御弁2aは、弁本体20と、弁本体20に摺動自在に挿入された制御スプール22とを備え、パイロット油が給排される液室であるパイロット室3aが制御スプール22の一端(右端)に臨んで、パイロット室3dが制御スプール22の他端(左端)に臨んでそれぞれ備えられている。制御スプール22は、パイロット室3aに配設された二重圧縮コイルスプリング24の付勢力により図示の中立位置に保持されている。パイロット室3a、3bのいずれかにパイロット油が供給されると、制御スプール22は、スプリング24の付勢力に抗して押され移動させられる。
【0027】
パイロット室3aにつながる流路10aは、パイロット室3aを形成するハウジング21及びパイロット操作制御弁2aの弁本体20内を通して形成されている。
【0028】
切換弁8は電磁切換弁により構成された、周知の電磁ソレノイドにより切換えられる二位置の弁である。ソレノイドが通電されない非励磁状態(図示の状態)においては油圧源6は流路10aに接続され、ソレノイドが通電された励磁状態においては油圧源6と流路10aの接続は断たれ、流路10aはタンク4に接続される。電磁切換弁8を操作するための電気スイッチ26がパイロット弁18の近傍に備えられている。
【0029】
逆止弁12aは、ハウジング21において流路10aがパイロット室3aに接続する部分に設けられている。絞り28aは、逆止弁12aとパイロット室3aとの間に流路10aを小径にして形成されている。
【0030】
圧力流体源6としては、パイロット弁18に圧油を吐出するパイロットポンプ19の吐出油など、適宜の油圧源を用いることができる。
【0031】
パイロット操作切換弁2aを備えた油圧装置の作動について説明する。パイロット弁18が操作され、いずれか一方のパイロット室、例えばパイロット室3aに操作に応じた圧力のパイロット油が供給されると、スプール22はスプリング24の付勢力に抗して弁本体20の内方に(図2の左方に)押され、ポンプ14の吐出油はロードチェック弁30を介して流路32に流れ、ポート34に流れて油圧シリンダ16のヘッド側油室16bに流入し、油圧シリンダ16は伸張作動する。このとき、油圧シリンダ16のロッド側油室16aの作動油は、弁本体20のポート36、流路38を通り、ドレン流路40を通り、タンク4に流れる。他方のパイロット室3dはパイロット弁18を介してタンク4に開放される。
【0032】
パイロット弁18を操作し他方のパイロット室3dにパイロット油を供給すると、スプール22は上述とは逆の方向(右方)に押され、ポンプ14の吐出油は油圧シリンダ16のロッド側油室16aに流入し、油圧シリンダ16は収縮作動し、ヘッド側油室16bの作動油はタンク4に流れる。パイロット室3aはパイロット弁18を介してタンク4に開放される。
【0033】
図1及び図2、主として図2を参照して、上述のパイロット操作制御弁のエア抜き構造の、エア抜き操作および作用について説明する。
【0034】
(1)エア抜き操作:
パイロット油に混入したエアを抜くには、電磁切換弁8を電気スイッチ26を操作して、流路10aをタンク4に接続する。この状態においてパイロット弁18を操作しパイロット室3aにパイロット油を供給すると、パイロット油は混入したエアとともに、オリフィス28a、逆止弁12aを通り、流路10a、電磁切換弁8を介してタンク4に排出される。したがって、パイロット流体をドレンであるタンク4へ十分な流れを生じさせて排出することができる。また、電磁切換弁8の電気スイッチ26の操作で、排出を任意に容易に断続できる。
【0035】
(2)パイロット操作制御弁の通常操作:
エア抜きが終わったら、またエア抜きを行わないときには、電磁切換弁8を電気スイッチ26を操作して、流路10aが油圧源6に接続した状態にする(図示の状態)。この状態においては、逆止弁12aは油圧源6の圧油により閉じられる。したがって、パイロット室3aのパイロット油は、逆止弁12aを通してタンク4に、あるいは他のパイロット室に流れることなく、スプール22の作動に用いられる。そして、パイロット操作制御弁の切換応答性、操作性などの悪化も防止される。
【0036】
(3)絞り:
さらに、逆止弁12aとパイロット室3aとの間に絞り28aを備えることにより、エア抜き時における初動の油の流れを妨げるので、より効率良くエア抜きを行うことができる。また、絞り28aは、パイロット油をパイロット室3aからある程度の圧力を立てて押出すので、エアを確実に押出すことができる。
【0037】
第2の実施の形態を図3を参照して説明する。このエア抜き構造は、図1に示す第1の実施の形態と、パイロット室3a、3b、3cをタンク4又は油圧源6に選択自在に接続する電磁切換弁8を、パイロット室3a、3b、3cをタンク4に断続自在に接続する電磁切換弁42に代えた以外は、同一である。
【0038】
第1の実施の形態においては、逆止弁12a、12b、12cは油圧源6の圧油により強制的に閉じられるのに対し、この実施の形態においては、操作されたパイロット操作制御弁のパイロット圧油により閉じられる。
【0039】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【0040】
(1)パイロット操作制御弁の数:
本実施の形態においては、パイロット操作制御弁は三個(2a、2b、2c)示されているが、本発明に係るエア抜き構造は、一個以上の適宜の数のパイロット操作制御弁に適用できるものである。
【0041】
(2)液室:
本実施の形態においては、一対の液室3a、3dの一方のパイロット室3aにエア抜き構造が備えられている。通常、この種パイロット操作制御弁は一方の液室を上にした状態で取付けられ、エアは油より軽いので一方の液室に集まり易いから、一方のパイロット室3aにエア抜き構造を設けるだけでよい。しかしながら、パイロット操作制御弁の取付形態などにより、必要であれば、両方のパイロット室にエア抜き構造を設けてもよい。
【0042】
(3)パイロット操作制御弁:
本実施の形態においては、パイロット操作制御弁2aは油圧シリンダ16への作動油の流れの方向を制御する方向制御弁であり、またスプール22の両端にパイロット室3a、3bを備えているが、パイロット操作制御弁は、パイロット流体により操作される弁であればよいから、圧力制御弁、流量制御弁など適宜の弁でよく、またパイロット室の数も二個に限定されるものではない。
【0043】
(4)切換弁:
本実施の形態においては、切換弁として電磁切換弁が用いられているが、切換弁は、流路の接続を切換えるものであればよいから、例えば、デテント付レバーを備えた手動切換弁、ロータリー型切換弁などであってもよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明に従って構成されたパイロット操作制御弁のエア抜き構造によれば、エアを含むパイロット流体をドレンへ十分な流れを生じさせて排出できる。また、この排出を任意に断続でき、そしてエア抜きを行わないときにはパイロット流体のドレン及び他の液室への流出が止められるので、パイロット操作制御弁の切換応答性、操作性などを悪化させることなくエア抜きが適切に確実に行える。さらに、複数個のパイロット操作制御弁のエア抜きを容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成されたパイロット操作制御弁のエア抜き構造の、第1の実施の形態の概要を示す回路図。
【図2】図1に示すエア抜き構造を備えた油圧装置の詳細回路図。
【図3】本発明に従って構成されたパイロット操作制御弁のエア抜き構造の、第2の実施の形態の概要を示す回路図。
【図4】従来のエア抜き構造の典型例の一つを示す断面図。
【図5】従来のエア抜き構造の他の典型例を示す断面図。
【符号の説明】
2a:パイロット操作制御弁
2b:パイロット操作制御弁
2c:パイロット操作制御弁
3a:パイロット室(液室)
3b:パイロット室(液室)
3c:パイロット室(液室)
4:タンク(ドレン)
6:油圧源(圧力流体源)
8:電磁切換弁(切換弁)
10a:流路
10b:流路
10c:流路
12a:逆止弁
12b:逆止弁
12c:逆止弁
28a:絞り
28b:絞り
28c:絞り
42:電磁切換弁(切換弁)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air bleeding structure for a pilot operation control valve, and more particularly to an air bleeding structure for bleeding air mixed in a pilot fluid that operates a pilot operation control valve.
[0002]
[Prior art]
A known pilot operation control valve, for example, supplies a pilot fluid having a pressure corresponding to an operation amount from a pilot valve operated by an operator to a liquid chamber facing a control spool of the control valve, so that the control spool is held by a spring. The selected position is switched to a position corresponding to the magnitude of pressure against the spring force. When the pressure of the pilot fluid is released, the control spool is returned to the original position by the force of the spring. In this way, the pilot operation control valve is operated to switch its control spool to an arbitrary position by supplying and discharging pilot fluid.
[0003]
Construction machines such as hydraulic excavators are provided with a plurality of pilot operation control valves for operating hydraulic actuators. As the pilot fluid for operating the pilot operation control valve, hydraulic fluid of the hydraulic device is used. In this hydraulic device, if air is mixed in the pilot oil, the pilot oil, which is a liquid chamber to which the pilot oil is supplied and discharged, has a dead end, so that the air is trapped and is not easily discharged. The pilot oil that switches the control spool against force is in a sponge state, causing problems such as a delay in switching response of the pilot operation control valve and deterioration of the switching operation feeling. Furthermore, the work performance of the construction machine is also deteriorated.
[0004]
Air contamination in the pilot oil may occur when the hydraulic system is filled with hydraulic fluid, or when hydraulic equipment such as a control valve is added to change the specifications of the hydraulic system, or when the hydraulic oil level of the hydraulic oil tank It is likely to occur when the wave is inclined. A part of the air discharged together with the hydraulic oil by the hydraulic pump returns to the tank and is released to the atmosphere, but a part remains in the pilot chamber. Therefore, this air bleeding is important.
[0005]
A typical conventional air venting structure for discharging air mixed in pilot oil will be described.
[0006]
(1) One of them will be described with reference to FIG. The
[0007]
(2) Another structure will be described with reference to FIG. In this structure, an
[0008]
When a plurality of pilot operation control valves are installed, the above-described air vent structure is provided for each pilot operation control valve.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional air bleed structure of the pilot operation control valve as described above has the following problems to be solved.
[0010]
(1) Air vent notch is formed in the spool (Fig. 4):
In the structure in which the
[0011]
(2) Form an air vent channel in the connector (Fig. 5):
In the structure in which the
[0012]
(3) In any of the above air vent structures, in order to reduce the switching response and operability of the pilot operation control valve as much as possible, the throttle passage by the
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and a technical problem thereof is that a pilot fluid can be discharged to a sufficient flow through a drain in a pilot fluid air vent structure for operating a pilot operation control valve. At the same time, the discharge can be arbitrarily interrupted so that when the air is not vented, the pilot fluid is prevented from flowing out to the drain so that the air can be vented appropriately and reliably. Further, it is possible to easily bleed a plurality of pilot operation control valves.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 is a switching valve for selectively connecting each of a plurality of liquid chambers of one or more pilot operation control valves to which pilot fluid is supplied and discharged to a drain or a pressure fluid source, A pilot operated control valve comprising: a check valve provided in each of the flow paths connecting each of the liquid chambers and the switching valve and allowing only a flow in the direction of the switching valve. Air bleeding structure.
[0015]
A plurality of fluid chambers to which pilot fluid is supplied and discharged are connected to a drain via a check valve and a switching valve when air is released, so that a sufficient flow can be generated and air can be surely released. For example, during normal operation of the pilot operation control valve, the switching valve is used to apply pressure fluid from the pressure fluid source to each check valve so that the check valve is securely closed so that the pilot fluid does not flow out of the liquid chamber. To do.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a pilot operation control valve bleed structure constructed according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of a pilot operation control valve of a hydraulic device.
[0023]
A first embodiment will be described first with reference to FIG. In this air venting structure, each of the
[0024]
The configuration of the air bleeding structure in each part of the pilot
[0025]
The hydraulic apparatus includes a
[0026]
The pilot
[0027]
The
[0028]
The switching valve 8 is a two-position valve configured by an electromagnetic switching valve and switched by a known electromagnetic solenoid. In the non-excited state (shown) where the solenoid is not energized, the hydraulic source 6 is connected to the
[0029]
The
[0030]
As the pressure fluid source 6, an appropriate hydraulic source such as a discharge oil of a
[0031]
The operation of the hydraulic device provided with the pilot
[0032]
When the
[0033]
With reference to FIG.1 and FIG.2, mainly FIG. 2, the air bleeding operation and effect | action of the air bleeding structure of the above-mentioned pilot operation control valve are demonstrated.
[0034]
(1) Air bleeding operation:
In order to remove air mixed in the pilot oil, the electromagnetic switching valve 8 is operated by the
[0035]
(2) Normal operation of pilot operated control valve:
When the air venting is completed, or when the air venting is not performed, the electromagnetic switching valve 8 is operated by operating the
[0036]
(3) Aperture:
Furthermore, by providing the
[0037]
A second embodiment will be described with reference to FIG. This air vent structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the electromagnetic switching valve 8 for selectively connecting the
[0038]
In the first embodiment, the
[0039]
As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications or corrections may be made within the scope of the present invention, for example, as described below. It is something that can be done.
[0040]
(1) Number of pilot operated control valves:
Although three pilot operation control valves (2a, 2b, 2c) are shown in the present embodiment, the air vent structure according to the present invention can be applied to one or more appropriate numbers of pilot operation control valves. Is.
[0041]
(2) Liquid chamber:
In this embodiment, one
[0042]
(3) Pilot operated control valve:
In the present embodiment, the pilot
[0043]
(4) Switching valve:
In this embodiment, an electromagnetic switching valve is used as the switching valve. However, since the switching valve only needs to switch the connection of the flow path, for example, a manual switching valve provided with a lever with a detent, a rotary valve It may be a type switching valve.
[0044]
【The invention's effect】
According to the air bleeding structure of the pilot operation control valve configured in accordance with the present invention, the pilot fluid containing air can be discharged while generating a sufficient flow to the drain. Also, this discharge can be interrupted arbitrarily, and when the air is not vented, the pilot fluid drain and the outflow to other liquid chambers are stopped, so the switching response and operability of the pilot operation control valve are deteriorated. Air can be removed properly and reliably. Further, the plurality of pilot operation control valves can be easily vented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a first embodiment of an air bleeding structure of a pilot operation control valve constructed according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a hydraulic apparatus having an air vent structure shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an outline of a second embodiment of an air bleeding structure of a pilot operation control valve constructed according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing one typical example of a conventional air vent structure.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another typical example of a conventional air vent structure.
[Explanation of symbols]
2a: Pilot
3b: Pilot chamber (liquid chamber)
3c: Pilot chamber (liquid chamber)
4: Tank (drain)
6: Hydraulic source (pressure fluid source)
8: Electromagnetic switching valve (switching valve)
10a:
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