JP3784147B2 - 走行直進制御機構を有する多連方向切換弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラ車両の走行モータ及び他のアクチュエータの制御に用いられ、走行直進制御機構を有する多連方向切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の技術は、例えば実公昭５７−３０４８６号公報に記載のものがある。これによると、走行直進制御機構は、左側および右側走行モータ用方向切換弁に各別にポンプから圧油が供給され、左側および右側走行モータ用方向切換弁よりも上流側から各々分岐して、ドーザのアクチュエータ用方向切換弁に接続される第１、第２走行直進用通路と、この第１、第２走行直進用通路に設けられ、各々ドーザ用方向切換弁への流れを準方向とするチェック弁とにより構成されている。この構成では、ドーザ装置用アクチュエータに圧力流体を両ポンプで合流供給するすることによって、両ポンプから両側走行装置駆動用アクチュエータへの圧力流体供給量が互いに等分化され、走行しながらドーザ装置を駆動した場合でも、両走行装置の間の走行速度に差が生じない、というものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなものにおいては、走行直進用通路にチェック弁を設けるため、多連方向切換弁の限られたスペースにチェック弁を配置するのに苦慮する。また、チェック弁を設けるため、この部品点数、及び加工工数が増えるという問題があった。
本発明は、走行直進制御機構を簡略にした多連方向切換弁を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の手段は、第１油圧ポンプから圧油が供給される左側走行モータ用方向切換弁と、第２油圧ポンプから圧油が供給される右側走行モータ用方向切換弁とを有し、第１油圧ポンプに連通する第１供給通路から分岐した第１走行直進用通路と、第２油圧ポンプに連通する第２供給通路から分岐した第２走行直進用通路とが、第１アクチュエータ用方向切換弁に接続され、右側走行モータと左側走行モータとを同時に作動させた時に、第１アクチュエータを作動させても、走行直進状態を保持する走行直進制御機構を有する多連方向切換弁において、第１走行直進用通路は第１アクチュエータ用方向切換弁の本体に設けられるチェック弁の上流側に接続し、第２供給通路は右側走行モータ用方向切換弁と第２アクチュエータ用方向切換弁とを並列に接続し、第２走行直進用通路は第２アクチュエータ用方向切換弁の本体に設けられるチェック弁の下流側から分岐し第１アクチュエータ用方向切換弁の本体に設けられるチェック弁の下流に合流することを特徴とする（請求項１）。
【０００５】
この手段では、第１、第２走行直進用通路の各々のチェック弁を第１、第２アクチュエータ用方向切換弁のチェック弁と共有することができる。よって、チェック弁の部品点数および加工工数を低減できる。
【０００６】
前記第１アクチュエータ用方向切換弁は左側走行モータ用方向切換弁と右側走行モータ用方向切換弁との間に配置するとともに、前記第２アクチュエータ用方向切換弁は第１アクチュエータ用方向切換弁と右側走行モータ用方向切換弁との間に配置する構成とするのがよい（請求項２）。前記第１、第２アクチュエータ用方向切換弁を左、右側走行モータ用方向切換弁の間でない外側に配置すると、左、右側走行モータ用方向切換弁を通る走行直進用通路を形成する必要があるが、前記構成では、その左、右側走行モータ用方向切換弁の走行直進用通路が省略できる。
【０００７】
更に、前記第１アクチュエータ用方向切換弁と第２アクチュエータ用方向切換弁との間に第３アクチュエータ用方向切換弁を設け、この第３アクチュエータ用方向切換弁チェック弁の下流側と第２走行直進用通路とを接続する第３走行直進用通路を形成する構成とするのがよい（請求項３）。この構成では、第３走行直進用通路を形成したことにより、第１および第３アクチュエータの複数のアクチュエータに対して走行直進機能が適用できる。すなわち、直進走行中に第１又は第３アクチュエータを操作しても走行直進性が損なわれない。
【０００８】
前記第１アクチュエータ用方向切換弁がブレード用方向切換弁である構成とするのがよい（請求項４）。ブレードは、整地作業を行うため、走行と同時に使用されることが多い。この構成では、整地作業において、クローラ車両の走行直進性を保持できる。
【０００９】
前記第２アクチュエータ用切換弁が可変脚用切換弁である構成とするのがよい（請求項５）。可変脚は、クローラ車両が走行する通路幅に応じて、クローラの幅を変更させるものである。クローラの幅を変更する作業は、他のアクチュエータと同時に作業させることが少なく、走行直進用通路をこの可変脚用切換弁の供給通路から分岐させても、他のアクチュエータへの影響は少ないから、この構成を採用できる。
【００１０】
前記第３アクチュエータ用切換弁がブーム用切換弁である構成とするのがよい（請求項６）。この構成では、走行中にブームの先端が障害物に当たる恐れがあるとき、ブームを動作させても直進走行できる。
【００１１】
前記第１走行直進用通路に絞りを設けるとともに、前記第２走行直進用通路に絞りを設ける構成とするのがよい（請求項７）。例えば、左右の走行モータで負荷に差が発生すると、高い負荷の走行モータ側の油圧が上昇する。このとき、ドーザを作動させると、高い負荷の走行モータ側の油圧ポンプからドーザに多くの圧油が供給され、低い負荷の走行モータの油圧ポンプからは、走行モータのみに圧油が送られるから、走行直進状態が保持できない。そこでこの構成では、絞りを設けることにより、流量制限するようにしたから、一方の油圧ポンプから多くの圧油が供給されることを防止して、左右の走行モータの負荷の違いによる走行の曲がりを抑制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図５を用いて説明する。この多連方向切換弁１１は、図５に略図で示すミニショベル用のものであり、図２に示すように、隣接して順次配列された多数の方向切換弁１〜１０と、その列の一端に設けられた第１ブロック１２及び他端に設けられた第２ブロック１３とからなり、これらは３本の貫通ボルト１４によって一体に結合されている。第１ブロック１２は、第１ポンプポートＰ１とタンクポートＴ１を有し、第２ブロック１３は、第２ポンプポートＰ２とタンクポートＴ２を有する。そのタンクポートＴ２はプラグ５０で閉じられている。方向切換弁１〜１０は、図２に示すように、夫々に対応するアクチュエータに接続されるアクチュエータポートＡ１〜Ａ１０、Ｂ１〜Ｂ１０を有している。各方向切換弁の対応するアクチュエータの幾つかは図５にあらわれており、これを参照すると、方向切換弁１は旋回アクチュエータ（図示せず）用、方向切換弁２はアーム１５のアームシリンダ１６用、方向切換弁３は左側走行モータ１７用、方向切換弁４はブレード１８用（ドーザ用）シリンダ１９（第１アクチュエータ）用、方向切換弁５は予備であり使用されておらず、方向切換弁６はスイングアクチュエータ（図示せず）用、方向切換弁７はバケット２０のバケットシリンダ２１用、方向切換弁８はブーム２２のブームシリンダ２３（第３アクチュエータ）用、方向切換弁９は可変脚アクチュエータ（第２アクチュエータ、図示せず）用、方向切換弁１０は右側走行モータ２４用、である。
【００１３】
方向切換弁１〜１０は、その一つの方向切換弁４の断面を図４に示すように、略同様な内部構造のものである。図４について概略の構造を説明すると、Ａ４、Ｂ４はアクチュエータポート、２５はアンロード通路、Ｄ４は個別供給通路、２７はタンク通路、２８はスプール、Ｃ４はチェック弁、２９、３０、３１、３２、３３、３４は内部通路である。スプール２８が図示の中立位置から一方の切換位置に移動させられると、アンロード通路２５が遮断されると共に内部通路３０と３１が連通し、そして内部通路３３と３４が連通し、アンロード通路の遮断によって個別供給通路Ｄ４の油圧が上昇してチェック弁Ｃ４を開き、アクチュエータポートＡ４から圧油がアクチュエータ（ブレード用）１９へ送りだされ、そのアクチュエータからの油がアクチュエータポートＢ４に戻り、内部通路３３、３４を通って図示していない内部通路を介してタンク通路２７に至る。また、スプール２８が他方の切換位置へ移動させられた場合は、個別供給通路Ｄ４の圧油がアクチュエータポートＢ４から送り出され、アクチュエータからアクチュエータポートＡ４に戻りタンク通路２７に至る。方向切換弁１〜１０の中、方向切換弁３、１０は走行モータとの間に図示しないカウンタバランス弁が設けられているから前記チェック弁が設けられていないが、他のものは夫々にチェック弁（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４〜Ｃ９で示す）を備えている。個別供給通路は、図１、図３にＤ１〜Ｄ１０で示すように、各方向切換弁１〜１０に設けてあり、前記チェック弁を備えているものではその上流側の部分であり、チェック弁を介して内部通路３１および３２に接続しており、チェック弁のないものも図４に示したものと同じ位置にあって直接内部通路３１および３２に接続している。図３において、３５は第１供給通路、３６は第２供給通路、３７は第３供給通路で、いずれも複数の方向切換弁に跨がって設けられている。３８は第１走行直進用通路、３９は第２走行直進用通路、４０は第３走行直進用通路である。
【００１４】
この多方向切換弁１１は、全体としての回路構成が図１に示すようになっており、アンロード通路２５、タンク通路２７、第１供給通路３５、第２供給通路３６、第３供給通路３７、第１走行直進用通路３８、第２走行直進用通路３９、第３走行直進用通路４０等について説明する。アンロード通路２５は、方向切換弁１〜１０を貫通し上流側が第１ポンプポートＰ１および第２ポンプポートＰ２に連通し、下流側が方向切換弁５でタンクに連通している。タンク通路２７は、方向切換弁１〜１０を貫通しタンクポートＴ１に連通している。第１供給通路３５は、第１ポンプポートＰ１に連通し方向切換弁３の個別供給通路Ｄ３に接続し、途中で分岐して方向切換弁１の個別供給通路Ｄ１に、また同様に分岐して方向切換弁２の個別供給通路Ｄ２に夫々接続している。第２供給通路３６は、第２ポンプポートＰ２に連通し方向切換弁９の個別供給通路Ｄ９に接続し、途中で分岐して方向切換弁１０の個別供給通路Ｄ１０に接続している。第３供給通路３７は、方向切換弁８、９の間のアンロード通路２５から分岐し方向切換弁５の個別供給通路Ｄ５に接続しており、途中で分岐して夫々の方向切換弁８、７、６の個別供給通路Ｄ８、Ｄ７、Ｄ６に接続している。
【００１５】
第１走行直進用通路３８は、方向切換弁４に設けられ、第１供給通路３５の方向切換弁３の個別供給通路Ｄ３に接続する位置の上流側と方向切換弁４のチェック弁Ｃ４の上流側とを接続し、途中に絞り４１を設けてある。第２走行直進用通路３９は、第２供給通路３６が接続する方向切換弁９のチェック弁Ｃ９の下流側と方向切換弁４のチェック弁Ｃ４の下流側とを接続し、途中に絞り４２を設けてある。第３走行直進用通路４０は、第２走行直進用通路３９の絞り４２の第２ポンプポートＰ２に対する下流側と方向切換弁８のチェック弁Ｃ８の下流側とを接続し、途中に絞り４３を設けてある。この他にオーバーロードリリーフ弁等を設けてあるが、本発明とあまり関係がないので、説明を省略する。
【００１６】
図１の回路図で示した前記第１走行直進用通路３８及び絞り４１は、図３、図４に示すように、方向切換弁４の本体に穿設してあり、方向切換弁３に形成されている第１供給通路３５に続いている。また、前記第２走行直進用通路３９及び絞り４２は、図３に示すように、方向切換弁４〜９に穿設されている。第２走行直進用通路３９の方向切換弁４に設けられている一方の端部３９ａは、図３に示すように、チェック弁Ｃ４の下流に続き方向切換弁５との本体当接面に開口し、図４の断面の方向に見た位置は図４に仮想線で示すようにチェック弁Ｃ４の位置と重なる位置にあり、方向切換弁５に設けられている部分３９ｂは、図４に仮想線で位置を示すように、横方向に変位した位置に開口しており、この変位した開口が互いに接続されるように、方向切換弁４の本体の方向切換弁５との当接面に凹所４４を設けてある。この部分にはＯリングを設けて本体当接面間からの油漏れを防止してある。そして、方向切換弁５〜８に設けられている部分３９ｃは、各方向切換弁５〜８の、図４に部分３９ｂとして示した位置と同じ位置を通る一連の円孔である。また、第２走行直進用通路３９の他方の端部３９ｄは、方向切換弁９の、図４に部分３９ａとして示した位置と同じ位置にあって、図３に示すように方向切換弁８との本体当接面に開口し、チェック弁Ｃ９側を小径に形成して絞り４２とされ、部分３９ｃの端部と端部３９ｄとは横方向に変位した位置にあるが、前記と同様に方向切換弁８の本体の方向切換弁９との当接面に設けた凹所４５によって接続され、Ｏリングを設けてある。
【００１７】
前記第３走行直進用通路４０及び絞り４３は、図３に示すように、方向切換弁８に設けられている。第３走行直進用通路４０は図４に示すような断面の方向に見ると、図４に示す第２走行直進用通路の端部３９ａと同じ位置で、これは端部３９ｄとも同じ位置であり、方向切換弁９の側から端部３９ｄを方向切換弁８内に延長させるように形成してチェック弁Ｃ８の下流側へ接続させてあり、そして途中に絞り４３を形成してある。絞り４３を設けたことは、ドーザとブームを同時に作動させる作業はないが、もし、これらが同時に作動させられた場合には、供給通路が直接連通しているので、負荷の低いアクチュエータに多くの圧油が送られ、負荷の高いアクチュエータの作動が遅くなる。これを防止するために、絞り４３を設けて流量を制限することにより、負荷の高いアクチュエータの作動速度を確保するのである。
【００１８】
このように構成された多連方向切換弁１１は、第１ポンプポートＰ１に第１ポンプを接続し、第２ポンプポートＰ２に別の第２ポンプを接続し、各アクチュエータポートＡ１〜Ａ１０、Ｂ１〜Ｂ１０に対応するアクチュエータを接続して使用され、方向切換弁３、１０を操作し、左、右側走行モータ１７、２４を作動させている直進走行中に、方向切換弁４を操作してブレード１８操作用シリンダ（第１アクチュエータ）を動作させても、また方向切換弁８を操作してブームシリンダ２３（第３アクチュエータ）を動作させても、直進走行に影響はない。すなわち、第１ポンプポートＰ１から供給される圧油は、第１供給通路３５から第１走行直進用通路３８、チェック弁Ｃ４を介して第２走行直進用通路３９へ、また第２ポンプポートＰ１から供給される圧油は、第２供給通路３６からチェック弁Ｃ９を介して第２走行直進用通路３９へ供給され、双方のポンプからの圧油は第２走行直進用通路３９で合流し、この合流した圧油が方向切換弁４又は８に供給されるから、チェック弁Ｃ４と、チェック弁Ｃ９とにより、第１、第２両ポンプから両側走行モータへの圧油供給量が互いに等分化され、直進走行が阻害されることはない。
【００１９】
そして、チェック弁Ｃ４とチェック弁Ｃ９とは、第１走行直進用通路３８及び第２走行直進用通路３９のために特別に設けたものではなく、本来方向切換弁に設けてあるチェック弁を共用したものであるから、合流回路を形成するために余分にチェック弁を設けなくても良い。また、走行直進制御機構は、その第１走行直進用通路３８、第２走行直進用通路３９、第３走行直進用通路４０及び絞り４１、４２、４３が方向切換弁４〜９の本体に直線的に穿設された孔と油漏れ防止用のＯリングとで簡略な構成となっている。しかも、ブレードシリンダ用（第１アクチュエータ用）方向切換弁４を、左側走行モータ用方向切換弁３と右側走行モータ用方向切換弁１０との間に配置すると共に、可変脚用アクチュエータ用（第２アクチュエータ用）方向切換弁９を第１アクチュエータ用方向切換弁４と右側走行モータ用方向切換弁１０との間に配置した構成により方向切換弁３の第１走行直進用通路３８用の孔及び方向切換弁１０の第２走行直進用通路３９用の孔を省略できる。従って、これらのことは多連方向切換弁１１の部品点数及び加工工数の低減に極めて有効である。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、 この手段では、第１、第２走行直進用通路の各々のチェック弁を第１、第２アクチュエータ用方向切換弁のチェック弁と共有することができるから、これらのチェック弁の部品点数および加工工数を低減できる効果を奏する。
請求項２に記載の発明は、左、右側走行モータ用方向切換弁の走行直進用通路が省略できる効果を奏する。
請求項３に記載の発明は、第３走行直進用通路を形成したことにより、第１および第３アクチュエータの複数のアクチュエータに対して走行直進機能が適用できる効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、整地作業において、クローラ車両の走行直進性を保持できる効果を奏する。
請求項５に記載の発明は、他のアクチュエータへの影響を少なくできる効果を奏する。
請求項６に記載の発明は、走行中にブームの先端が障害物に当たる恐れがあるとき、ブームを動作させても直進走行できる効果を奏する。
請求項７に記載の発明は、絞りを設けることにより、流量制限するようにしたから、一方の油圧ポンプから多くの圧油が供給されることを防止して、左右の走行モータの負荷の違いによる走行の曲がりを抑制できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】同実施の形態の平面図である。
【図３】図２のＳ３−Ｓ３断面図である。
【図４】図２のＳ４−Ｓ４断面図である。
【図５】 同実施の形態の多連方向切換弁を使用するミニショベルの概略の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｐ１ 第１ポンプポート
Ｐ２ 第２ポンプポート
Ｔ１ タンクポート
Ａ１〜Ａ１０ アクチュエータポート
Ｂ１〜Ｂ１０ アクチュエータポート
Ｃ１、Ｃ２ チェック弁
Ｃ４〜Ｃ９ チェック弁
Ｄ１〜Ｄ１０ 個別供給通路
１ 方向切換弁（旋回アクチュエータ用）
２ 方向切換弁（アームアクチュエータ用）
３ 方向切換弁（左側走行モータ用）
４ 方向切換弁（ブレードアクチュエータ用）
５ 方向切換弁（予備）
６ 方向切換弁（スイングアクチュエータ用）
７ 方向切換弁（バケットアクチュエータ用）
８ 方向切換弁（ブームアクチュエータ用）
９ 方向切換弁（可変脚アクチュエータ用）
１０ 方向切換弁（右側走行モータ用）
１１ 多連方向切換弁
１２ 第１ブロック
１３ 第２ブロック
１４ 貫通ボルト
１５ アーム
１６ アームシリンダ
１７ 左側走行モータ
１８ ブレード
１９ ブレードシリンダ
２０ バケット
２１ バケットシリンダ
２２ ブーム
２３ ブームシリンダ
２４ 右側走行モータ
２５ アンロード通路
２７ タンク通路
２８ スプール
２９〜３４ 内部通路
３５ 第１供給通路
３６ 第２供給通路
３７ 第３供給通路
３８ 第１走行直進用通路
３９ 第２走行直進用通路
４０ 第３走行直進用通路
４１〜４３ 絞り
４４、４５ 凹所

Claims (7)

1. 第１油圧ポンプから圧油が供給される左側走行モータ用方向切換弁と、第２油圧ポンプから圧油が供給される右側走行モータ用方向切換弁とを有し、第１油圧ポンプに連通する第１供給通路から分岐した第１走行直進用通路と、第２油圧ポンプに連通する第２供給通路から分岐した第２走行直進用通路とが、第１アクチュエータ用方向切換弁に接続され、右側走行モータと左側走行モータとを同時に作動させた時に、第１アクチュエータを作動させても、走行直進状態を保持する走行直進制御機構を有する多連方向切換弁において、第１走行直進用通路は第１アクチュエータ用方向切換弁の本体に設けられるチェック弁の上流側に接続し、第２供給通路は右側走行モータ用方向切換弁と第２アクチュエータ用方向切換弁とを並列に接続し、第２走行直進用通路は第２アクチュエータ用方向切換弁の本体に設けられるチェック弁の下流側から分岐し第１アクチュエータ用方向切換弁の本体に設けられるチェック弁の下流に合流することを特徴とする走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。
2. 第１アクチュエータ用方向切換弁は左側走行モータ用方向切換弁と右側走行モータ用方向切換弁との間に配置するとともに、第２アクチュエータ用方向切換弁は第１アクチュエータ用方向切換弁と右側走行モータ用方向切換弁との間に配置することを特徴とする請求項１に記載の走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。
3. 第１アクチュエータ用方向切換弁と第２アクチュエータ用方向切換弁との間に第３アクチュエータ用方向切換弁を設け、この第３アクチュエータ用方向切換弁のチェック弁の下流側と第２走行直進用通路とを接続する第３走行直進用通路を形成することを特徴とする請求項２に記載の走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。
4. 第１アクチュエータ用方向切換弁がブレード用方向切換弁であることを特徴とする請求項２、又は請求項３に記載の走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。
5. 第２アクチュエータ用切換弁が可変脚用切換弁であることを特徴とする請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。
6. 第３アクチュエータ用切換弁がブーム用切換弁であることを特徴とする請求項３、請求項４、又は請求項５に記載の走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。
7. 第１走行直進用通路に絞りを設けるとともに、第２走行直進用通路に絞りを設けることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項、４、請求項５、または請求項６に記載の走行直進制御機構を有する多連方向切換弁。

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