JP4276491B2 - 方向切換弁ブロック - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ショベルの油圧駆動装置等に備えられ、弁本体内に複数の方向切換弁を含む方向切換弁ブロックに関する。
この種の従来技術として、図３に示す方向切換弁ブロックが従来提案されている。この図３に示す方向切換弁ブロックに含まれる複数の方向切換弁のうちの１つの方向切換弁３０は、弁本体３１内に、摺動自在なスプール３２と、一対のアクチュエータポート３３，３４と、アクチュエータポート３４に連通可能な連通路３７、アクチュエータポート３３に連通可能な連通路３８と、この方向切換弁ブロックに含まれる複数の方向切換弁を並列接続するパラレル通路３６と、この方向切換弁ブロックに含まれる複数の方向切換弁を直列接続するタンデム通路３５とを備えている。
また、タンデム通路３５とパラレル通路３６を遮断するように延設されるガイドパイプ３９と、このガイドパイプ３９の外周部に摺動可能に装着され、パラレル通路３６から連通路３７方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第１チェック弁４１と、ガイドパイプ３９の上部に形成される拡大径部４０内に摺動可能に収容され、しかも第１チェック弁４１と同軸に設定され、タンデム通路３５から連通路３８方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第２チェック弁４２と、第１チェック弁４１を付勢するばね、第２チェック弁４２を付勢するばね４３と、第２チェック弁４２の端部及びガイドパイプ３９の拡大径部４０を覆い、弁本体３１に螺合するプラグ４４とを備えている。
なお、方向切換弁３０によって駆動制御される油圧アクチュエータは、例えばシリンダ４５であり、そのボトム側室４６はアクチュエータポート３３に接続され、ロッド側室４７はアクチュエータポート３４に接続されている（例えば、特許文献１参照。）。
上述した図３に示す方向切換弁３０は、例えばスプール３２を同図３の右方向に摺動させるように切り換えると、タンデム通路３５が閉じられ、パラレル通路３６が第１チェック弁４１、連通路３７を介してアクチュエータポート３４に連通可能となる。したがって、パラレル通路３６に供給される図示しないポンプからの圧油が、第１チェック弁４１を押し上げて連通路３７に流入し、さらにアクチュエータポート３４からシリンダ４５のロッド側室４７に供給される。これにより、シリンダ４５は収縮する。
また、スプール３２を同図３の左方向に摺動させるように切り換えると、タンデム通路３５がガイドパイプ３９の内部、第２チェック弁４２、連通路３８を介してアクチュエータポート３３に連通可能となる。したがって、タンデム通路３５に供給される図示しないポンプからの圧油が、第２チェック弁４２を押し上げて連通路３８に流入し、さらにアクチュエータポート３３からシリンダ４５のボトム側室４６に供給される。これにより、シリンダ４５は伸長する。
特公平６−１２１２１号公報
上述した方向切換弁３０に含まれる第１チェック弁４１、第２チェック弁４２は、金属面でシートすることからその金属面の硬化のための熱処理が施される。しかし、これらの第１チェック弁４１、第２チェック弁４２の厚み寸法を十分に大きく確保することが難しいことに伴って、上述した従来技術では、熱処理時に第１チェック弁４１、第２チェック弁４２に歪みや割れを生じる懸念があり、歩留まりが悪くなりやすい問題がある。
例えば、第１チェック弁４１の内径は、ガイドパイプ３９の外径によって制約され、第１チェック弁４１の外径は、プラグ４４によって制約されている。第１チェック弁４１の厚み寸法を大きく確保するためにその内径を小さくしようとすると、ガイドパイプ３９の外径が小さくなり、これに伴ってガイドパイプ３９の内径も小さくなる。このようにガイドパイプ３９の内径が小さくなると、このガイドパイプ３９の内部、すなわち圧油の通過油路の面積が小さくなり、方向切換弁３０の切り換え時のシリンダ４５の作動応答性が悪くなる。したがって、ガイドパイプ３９の内径、外径、第１チェック弁４１の内径は、それぞれ所望の機能を確保するためには一定の制約を受ける。
また、第１チェック弁４１の厚みを大きく確保するためにその外径を大きくしようとすると、第１チェック弁４１の移動を規制するガイドパイプ３９の拡大径部４０の外径も大きくしなければならず、これに伴ってプラグ４４の形状が大きくなる。このようにプラグ４４の形状が大きくなると、弁本体３１が大きくなる。弁本体３１が大きくなると、この方向切換弁ブロックの周囲の配置領域が狭くなり、周囲の油圧機器等の配置設計が難しくなる。したがって、ガイドパイプ３９の拡大径部４０の外径、第１チェック弁４１の外径は、弁本体３１の大型化を防ぐ上でそれぞれ一定の制約を受ける。
このようなことから、図３に示した従来技術では、上述したように第１チェック弁４１の大きな厚み寸法を確保できない。
第２チェック弁４２の厚み寸法についても同様なことが言える。この第２チェック弁４２は、ガイドパイプ３９の拡大径部４０内に収容されることから、その外径を大きくすることが難しい。この第２チェック弁４２の外径が大きくなると、ガイドパイプ３９の拡大径部４０の外径が大きくなり、上述したようにプラグ４４が大きくなり、弁本体３１の大型化を招く。このようなことから第２チェック弁４２の厚み寸法も大きくすることが難しい。
本発明は、このような従来技術における実状からなされたもので、その目的は、方向切換弁に含まれる第１チェック弁、第２チェック弁を、ガイドパイプを要することなく弁本体内に配置することができる方向切換弁ブロックを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、 弁本体内に複数の方向切換弁を含み、これらの方向切換弁のそれぞれは、摺動自在なスプールと、一対のアクチュエータポートと、これらのアクチュエータポートに連通可能な連通路と、上記複数の方向切換弁を並列接続するパラレル通路と、上記複数の方向切換弁を直列接続するタンデム通路と、上記パラレル通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第１チェック弁と、この第１チェック弁と同軸に設定され、上記タンデム通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第２チェック弁とを備えた方向切換弁ブロックにおいて、上記第１チェック弁を上記第２チェック弁の内部に摺動可能に配置するとともに、上記第２チェック弁に、上記第１チェック弁が当接可能なシート部、及び上記連通路に連通し上記パラレル通路と上記連通路とを連通させる通孔を形成したことを特徴としている。
また、上記目的を達成するために、本発明は、弁本体内に複数の方向切換弁を含み、これらの方向切換弁のそれぞれは、摺動自在なスプールと、一対のアクチュエータポートと、これらのアクチュエータポートに連通可能な連通路と、上記複数の方向切換弁を並列接続するパラレル通路と、上記複数の方向切換弁を直列接続するタンデム通路と、上記パラレル通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第１チェック弁と、この第１チェック弁と同軸に設定され、上記タンデム通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第２チェック弁とを備えた方向切換弁ブロックにおいて、上記第２チェック弁を上記第１チェック弁の内部に摺動可能に配置するとともに、上記第１チェック弁及び上記第２チェック弁が収容される弁本体に、上記第１チェック弁が当接可能に設けられ、開口時に上記パラレル通路と上記連通路とを上記弁本体の内壁と上記第２チェック弁の外周面とによって形成される通路を介して連通させるシート部を形成したことを特徴としている。
上述のように構成した本発明のそれぞれは、方向切換弁の所定の一方向への切り換えによってスプールを摺動させ、パラレル通路を介して圧油が供給されると、第１チェック弁が摺動する。これによりパラレル通路から、第１チェック弁、連通路を介して該当するアクチュエータポートに圧油が供給される。このとき、第２チェック弁は摺動を阻止される。これによりタンデム通路が閉じられる。また、方向切換弁の所定の他方向への切り換えによってスプールを逆方向に摺動させ、タンデム通路を介して圧油が供給されると、第２チェック弁が摺動する。これによりタンデム通路から、第２チェック弁、連通路を介して該当するアクチュエータポートに圧油が供給される。
すなわち、従来備えられていたガイドパイプを要することなく、第１チェック弁、第２チェック弁を弁本体内に配置できるとともに、これらの第１チェック弁、第２チェック弁を、パラレル通路、あるいはタンデム通路を介して導かれる圧油により、適宜作動させることができる。
また本発明は、上記発明において、上記パラレル通路を、上記連通路を挟んで上記スプールの反対側の位置に形成したことを特徴としている。
また本発明は、上記発明において、上記第１チェック弁の端部及び上記第２チェック弁の端部を覆うプラグを、弁本体に螺合させたことを特徴としている。
本発明は、方向切換弁に含まれる第１チェック弁、第２チェック弁を、ガイドパイプを要することなく弁本体内に配置することができ、したがって、従来はガイドパイプの配置領域として利用されていた弁本体１内の部分を、第１チェック弁、第２チェック弁の厚み寸法の確保のために活用することができる。これにより、第１チェック弁の厚み寸法、第２チェック弁の厚み寸法を従来に比べて大きく設定でき、これらの第１チェック弁、第２チェック弁の熱処理時に歪みや割れを生じにくく、従来よりも歩留まりを向上させることができる。
また、ガイドパイプを要さないことから、部品数を少なくすることができ、製作費を安くすることができる。
以下，本発明に係る方向切換弁ブロックを実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明に係る第１実施形態の構成を示す断面図である。この第１実施形態は、例えば油圧ショベルの油圧駆動装置に備えられるもので、弁本体１内に複数の方向切換弁が含まれている。
そのうちの１つの方向切換弁は、図１に示すように、摺動自在なスプール２と、一対のアクチュエータポート３，４と、これらのアクチュエータポート３，４にそれぞれ連通可能な連通路７と、この方向切換弁ブロックに含まれる複数の方向切換弁を並列接続するパラレル通路６と、この方向切換弁ブロックに含まれる複数の方向切換弁を直列接続するタンデム通路５とを備えている。上述したパラレル通路６は、連通路７を挟んでスプール２の反対側の位置、すなわち同図１に示す連通路７の上側位置に形成してある。
特にこの第１実施形態は、第１チェック弁８、第２チェック弁９を案内するガイドパイプは備えずに、第１チェック弁８と第２チェック弁９のいずれか一方の内部に、他方を摺動可能に配置してある。例えば、第１チェック弁８を第２チェック弁９の内部に摺動可能に、しかも同軸に配置してある。第２チェック弁９には、連通路７に連通する通孔１４を形成してある。第１チェック弁８の内部に、この第１チェック弁８、及び第２チェック弁９を付勢するばね１０を配置させてある。このばね１０によって、第１チェック弁８は第２チェック弁９のシート部１２に当接し、第２チェック弁９は弁本体１に形成したシート部１３に当接し、それぞれ該当するシート部１２，１３を封止する。
また、第１チェック弁８の端部と第２チェック弁９の端部、及びばね１０を覆い、弁本体１に螺合するプラグ１１を備えている。
なお、図１では図示を省略したが、アクチュエータポート３は、油圧アクチュエータ例えば油圧シリンダのボトム側室に接続され、アクチュエータポート４は同油圧シリンダのロッド側室に接続されるようになっている。
例えばスプール２を同図１の右方向に摺動させるようにこの方向切換弁を切り換えると、連通路７、アクチュエータポート３間が遮断される。この状態で、図示しないポンプからの圧油がパラレル通路６に供給されると、ばね１０の力に抗して第１チェック弁８が同図１の上方向に移動し、すなわち第２チェック弁９に対して摺動し、圧油は第２チェック弁９のシート部１２に形成された開口から第２チェック弁９の内部に流入し、第２チェック弁９の通孔１４から連通路７に流出し、さらにアクチュエータポート４に供給される。この間、第２チェック弁９は、この第２チェック弁９の内部、及び連通路７に供給される圧油により弁本体１のシート部１３に押圧される。したがって、タンデム通路５は閉じられる。
また、上述のようにスプール２が右方向に摺動している状態において、タンデム通路５に圧油が供給されると、ばね１０の力に抗して第２チェック弁９が第１チェック弁８とともに同図１の上方に移動する。すなわち、第２チェック弁９がプラグ１１の内周部に対して摺動する。したがって、タンデム通路５の圧油は、弁本体１のシート部１３に形成された開口から連通路７に流出し、さらにアクチュエータポート４に供給される。
スプール１を同図１の左方向に摺動させるようにこの方向切換弁を切り換えたときも、上述とほぼ同様の動作が実施される。
このように構成した第１実施形態によれば、第１チェック弁８を第２チェック弁９の内部に摺動可能に配置したことから、これらの第１チェック弁８、第２チェック弁９を、従来備えられていたようなガイドパイプを要することなく弁本体１内に配置することができる。したがって、従来はガイドパイプの配置領域として利用されていた弁本体１の部分を、第１チェック弁８、第２チェック弁９の厚み寸法の確保のために活用することができる。これにより、第１チェック弁８の厚み寸法、第２チェック弁９の厚み寸法を、比較的大きく設定できる。このように、比較的大きく設定した厚み寸法を有する第１チェック弁８、第２チェック弁９の熱処理においては、その熱処理時の第１チェック弁８、第２チェック弁９の歪みや割れを生じにくく、歩留まりを向上させることができる。また、ガイドパイプを要しないことから、部品数を少なくすることができ、製作費を安くすることができる。
［第２実施形態］
図２は本発明に係る第２実施形態の構成を示す断面図である。この第２実施形態は、パラレル通路６を連通路７に連通させる第１チェック弁１５の内部に、タンデム通路５を連通路７に連通させる第２チェック弁１６を摺動可能に配置してある。また、第１チェック弁１５をプラグ１１の内周部に対し摺動可能に配置してある。さらに、第１チェック弁１５の内周部と第２チェック弁１６の外周部との間に配置されるように、第１チェック弁１５を付勢するばね１７を備え、第２チェック弁１６の内部に、この第２チェック弁１６を付勢するばね１８を備えている。その他の構成は、前述した第１実施形態と例えば同等にしてある。
この第２実施形態において、例えばスプール２を同図２の右方向に摺動させるようにこの方向切換弁を切り換えると、連通路７、アクチュエータポート３間が遮断される。この状態で、図示しないポンプからの圧油がパラレル通路６に供給されると、ばね１７の力に抗して第１チェック弁１５が同図１の上方向に摺動し、すなわち第１チェック弁１５が、第２チェック弁１６及びプラグ１１に対して摺動し、圧油は弁本体１のシート部１９に形成された開口から連通路７に流出し、さらにアクチュエータポート４に供給される。この間、連通路７に供給される圧油により、第２チェック弁１６は弁本体１のシート部２０に押圧される。したがって、タンデム通路５は閉じられる。
また、上述のようにスプール２が右方向に摺動している状態において、タンデム通路５に圧油が供給されると、ばね１８の力に抗して第２チェック弁１６が第１チェック弁１５に対して摺動し、同図２の上方に移動する。したがって、タンデム通路５の圧油は、弁本体１のシート部２０に形成された開口から連通路７に流出し、さらにアクチュエータポート４に供給される。
スプール１を同図２の左方向に摺動させるようにこの方向切換弁を切り換えたときも、ほぼ同様の動作が実施される。
このように構成した第２実施形態も、第１チェック弁１５、第２チェック弁１６を、従来備えられていたようなガイドパイプを要することなく弁本体１内に配置することができるので、上述した第１実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができる。
本発明に係る方向切換弁ブロックの第１実施形態の構成を示す断面図である。 本発明に係る第２実施形態の構成を示す断面図である。 従来の方向切換弁ブロックの構成を示す断面図である。
符号の説明
１ 弁本体
２ スプール
３ アクチュエータポート
４ アクチュエータポート
５ タンデム通路
６ パラレル通路
７ 連通路
８ 第１チェック弁
９ 第２チェック弁
１０ ばね
１１ プラグ
１２ シート部
１３ シート部
１４ 通孔
１５ 第１チェック弁
１６ 第２チェック弁
１７ ばね
１８ ばね
１９ シート部
２０ シート部

Claims (4)

  1. 弁本体内に複数の方向切換弁を含み、
    これらの方向切換弁のそれぞれは、摺動自在なスプールと、一対のアクチュエータポートと、これらのアクチュエータポートに連通可能な連通路と、上記複数の方向切換弁を並列接続するパラレル通路と、上記複数の方向切換弁を直列接続するタンデム通路と、上記パラレル通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第１チェック弁と、この第１チェック弁と同軸に設定され、上記タンデム通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第２チェック弁とを備えた方向切換弁ブロックにおいて、
    上記第１チェック弁を上記第２チェック弁の内部に摺動可能に配置するとともに、上記第２チェック弁に、上記第１チェック弁が当接可能なシート部、及び上記連通路に連通し上記パラレル通路と上記連通路とを連通させる通孔を形成したことを特徴とする方向切換弁ブロック。
  2. 弁本体内に複数の方向切換弁を含み、
    これらの方向切換弁のそれぞれは、摺動自在なスプールと、一対のアクチュエータポートと、これらのアクチュエータポートに連通可能な連通路と、上記複数の方向切換弁を並列接続するパラレル通路と、上記複数の方向切換弁を直列接続するタンデム通路と、上記パラレル通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第１チェック弁と、この第１チェック弁と同軸に設定され、上記タンデム通路から上記連通路方向への圧油の流れを許容し、逆方向への圧油の流れを阻止する第２チェック弁とを備えた方向切換弁ブロックにおいて、
    上記第２チェック弁を上記第１チェック弁の内部に摺動可能に配置するとともに、上記第１チェック弁及び上記第２チェック弁が収容される弁本体に、上記第１チェック弁が当接可能に設けられ、開口時に上記パラレル通路と上記連通路とを上記弁本体の内壁と上記第２チェック弁の外周面とによって形成される通路を介して連通させるシート部を形成したことを特徴とする方向切換弁ブロック。
  3. 上記請求項１または２記載の発明において、
    上記パラレル通路を、上記連通路を挟んで上記スプールの反対側の位置に形成したことを特徴とする方向切換弁ブロック。
  4. 上記請求項１または２記載の発明において、
    上記第１チェック弁の端部及び上記第２チェック弁の端部を覆うプラグを、弁本体に螺合させたことを特徴とする方向切換弁ブロック。
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