JP4383362B2

JP4383362B2 - バルブ装置

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Publication number: JP4383362B2
Application number: JP2005030415A
Authority: JP
Inventors: 功鶴身
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2025-02-07
Also published as: JP2006214561A

Description

本発明は、バルブハウジングに小容量位置と大容量位置に摺動自在に収容されたスプールが前記小容量位置に操作されることにより、可変容量型油圧モータの駆動回路からのパイロット油圧を前記可変容量型油圧モータの容量調節を行なう油圧アクチュエータに供給し、前記スプールが前記大容量位置に操作されることにより、前記油圧アクチュエータから圧油を排出するように構成し、前記スプールを前記大容量位置に摺動付勢するスプリング、及び、前記スプールが指令回路からの指令油圧によって前記小容量位置に操作されるように前記指令油圧をスプールに供給する指令ポートを備えたバルブ装置に関する。

上記バルブ装置は、指令回路から指令油圧が供給されると、スプールが小容量位置に切換え操作されてモータ駆動回路からのパイロット油圧を油圧アクチュエータに供給し、この油圧アクチュエータによって可変容量型油圧モータを小容量状態に切換え操作して油圧モータが高速回転で駆動されるようにする。指令油圧の供給が解除されると、スプールが大容量位置に切換え操作されて油圧アクチュエータから油圧を排出し、これによって可変容量型油圧モータを大容量状態に切換え操作して油圧モータが低速回転で駆動されるようにするものである。

この種のバルブ装置において、従来、たとえば特許文献１に示されるように、第１スプール２７の一端側に、小径部２７ａ、大径部２７ｂを備えるとともにパイロット制御回路２９（指令回路に相当）が接続され、パイロット圧０の状態にあると、第１スプール２７は、小径部２７ａがボディ１６（バルブハウジングに相当）に装着されたポート部材の内部に入り込んだ操作位置に有り、パイロット操作弁３０が２速位置に切り換えられると、第１スプール２７の小径部２７ａにパイロット圧が作用して第１スプール２７がスプリング１７の弾性力に打ち勝って摺動操作され、モータ作動圧Ｍ１及びＭ２が２速ピストン１０，１１（油圧アクチュエータに相当）に導かれ、油圧モータ１が小容量になる。油圧モータ１の負荷が増えると、駆動圧Ｐ１又はＰ２が上昇し、高圧となる。Ｐ１又はＰ２は第１スプール２７と第２スプール２８との間の室２６内に作用しており、第１スプール２７は第２スプール２８の受圧面積に見合った油圧力によって移動し、２速ピストン１０，１１からＴ１への開口Ｃ１，Ｃ２を開く。この結果、油圧モータ１は大容量になる。そして、油圧モータ１の容量変化によって駆動圧は低下するが、第１スプール２７のパイロット圧の受圧面積は小さくなっており、大容量が保持されるというものがあった。

特開平１−１１６３０１号公報(第２−４頁、第１−３図)

この種のバルブ装置において、従来の技術を採用し、バルブ装置が指令油圧によって大容量側から小容量側に切換え操作されて油圧モータを小容量状態にしていても、油圧モータの駆動負荷が増大すると、バルブ装置がモータ駆動回路からのパイロット油圧によって大容量側に切換え操作されて油圧モータを大容量状態に自ずと切換えるようにし、かつ、このモータ容量の変化のためにモータ駆動回路の負荷圧が若干減少してもバルブ装置が直ちに小容量側に戻ることを回避することができるようにすると、バルブハウジングの面でコスト高になりがちであった。

すなわち、上記したモータ容量の変化に起因するバルブ装置の切り換わりを回避することができるようにスプールの一端側に小径部と大径部を設けると、バルブ装置が大容量側にある状態において、指令回路からの指令油圧がスプールの小径部に作用しても大径部には作用しないように小径部における受圧部と、大径部における受圧部との間を精度よくシールされるようにする必要がある。このため、従来の技術を採用すると、バルブ装置が大容量側にある状態において、スプールの小径部がバルブハウジングの穴内に嵌入した状態になることから、スプールやバルブハウジングに若干の製作誤差があっても、上記したシールが精度よく行われるように高性能のシール材を設けるなど、特別なシール対策を施す必要があった。

本発明の目的は、油圧モータの負荷増大に伴う容量変更が自動的に行なわれるものでありながら、かつ、モータ容量の変化に伴う負荷圧減少に起因するバルブ装置の切り換わりを回避することができるものでありながら安価に得ることができるバルブ装置を提供することにある。

本第１発明にあっては、バルブハウジングに小容量位置と大容量位置に摺動自在に収容されたスプールが前記小容量位置に操作されることにより、可変容量型油圧モータの駆動回路からのパイロット油圧を前記可変容量型油圧モータの容量調節を行なう油圧アクチュエータに供給し、前記スプールが前記大容量位置に操作されることにより、前記油圧アクチュエータから圧油を排出するように構成し、前記スプールを前記大容量位置に摺動付勢するスプリング、及び、前記スプールが指令回路からの指令油圧によって前記小容量位置に操作されるように前記指令油圧をスプールに供給する指令ポートを備えたバルブ装置において、
前記スプールの摺動方向での一端側に、小径部、及び、この小径部に対してスプール他端側に位置ずれした大径部を設け、
前記スプールの摺動方向での他端側に、スプール他端面に開口した有底の油室穴、及び、前記油室穴に摺動自在に挿入されたピストンを設け、
前記スプールが前記小容量位置に位置した場合及び前記大容量位置に位置した場合において、前記油室穴が前記駆動回路からのパイロット油圧をスプールに供給するパイロットポートに連通されるように構成し、
前記スプールが大容量位置に位置した状態においてスプールの前記小径部での端面に当接してスプールを受け止める環状のストッパー部をバルブハウジングに設けるとともに、前記スプールが大容量位置に位置した状態では前記指令ポートからの指令油圧がスプールの前記小径部に前記ストッパー部ループの内側で供給されるように前記指令ポートを構成し、
前記スプールの前記大径部の外周面に、前記大径部の全周囲にわたる環状のスプール環状溝を設け、
前記スプールが前記小容量位置から前記大容量位置に摺動する間、前記スプール環状溝に開口するドレンポートを設けてある。

すなわち、指令油圧が供給されると、スプールの小径部に指令油圧が作用してスプールが小容量位置に切換え操作され、駆動回路からのパイロット油圧を油圧アクチュエータに供給してこの油圧アクチュエータに油圧モータの小容量状態への切換えを行なわせる。この状態にあると、スプールの小径部がストッパー部から離れ、指令油圧がスプールの小径部及び大径部の両方に作用する。このとき、油室穴がパイロットポートに連通されて油室穴に駆動回路からのパイロット油圧が作用し、スプールの小径部及び大径部と油室穴とは、受圧向きが互いに逆向きになった関係にあることから、油圧モータの駆動負荷が増大してパイロット油圧が増大し、これによってスプリングによる付勢力と油室穴に作用するパイロット油圧とによって発生するスプール操作力が、スプールの小径部と大径部に作用する指令油圧によって発生するスプール操作力よりも大になると、この操作力差のためにスプールが大容量位置に切換え操作され、油圧アクチュータから圧油を排出して油圧アクチュータに油圧モータの大容量状態への切換えを行なわせる。スプールが大容量位置になると、スプールの油室穴がパイロットポートに連通されて油室穴に駆動回路からのパイロット油圧が作用するが、また、スプールの小径部が環状のストッパー部に当接して小径部における受圧部と、大径部における受圧部との間をストッパー部によってシールされて、スプールの小径部には指令油圧が作用するが、大径部には指令油圧が作用しなくなり、油圧モータが小容量状態から大容量状態に変化して駆動回路の負荷圧が若干減少しても、かつ、スプールに指令油圧が作用していても、スプリングによる付勢力と油室穴に作用するパイロット油圧とによって発生するスプール操作力が、指令油圧によるスプール操作力よりも大になっていてスプールが小容量位置に切換え操作されなくなるものである。

スプールが大容量位置に位置した状態において、スプールの小径部が環状のストッパー部に当接して小径部における受圧部と、大径部における受圧部との間がストッパー部によってシールされるのであるが、大径部の周面に侵入圧油による圧力が掛かったままになっていると、この圧力によって発生する位置ずれのために小径部がストッパー部に密着しにくくなってシール精度が悪化しやすくなる。殊に、バルブハウジングやスプールに製作誤差が発生した場合、シール精度が悪化しやすくなる。本第１発明にあっては、大径部の周面にドレンポートが開口しているものだから、大径部周面に侵入油圧による圧力が掛かったままにならず、若干の製作誤差が発生しても、かつ、特別なシール手段を設けなくとも、小径部とストッパー部が密着しやすくなって小径部と大径部の間がストッパー部によって精度よくシールされるようにすることができる。

従って、本第１発明によれば、スプールを指令油圧によって小容量位置に操作して油圧モータを小容量状態にしていても、油圧モータの駆動負荷が小径部と大径部の受圧面積差、油室穴の受圧面積などによって設定される設定負荷に増大すると、モータ駆動回路のパイロット油圧によってスプールが大容量位置に切換え操作されて油圧モータが大容量状態に自ずと切換え操作され、かつ、油圧モータが大容量状態に切り換わるに伴ってモータ駆動回路の負荷圧が若干減少してもスプールが小容量位置に戻らないようにパイロット油圧のヒステリシス特性を与えることができて、油圧モータの速度切換えのための特別な手間を掛けなくとも油圧モータを変速駆動することができ、しかも、油圧モータの容量変化に伴ってスプールが切り換わるハンチングの発生を回避した安定な状態で変速を行なわせることができる。それでありながら、小径部をストッパー部に当接させるだけで小径部と大径部の間のシールが精度よく行なわれ、高性能なシール材などの特別なシール対策を省略するなどして安価に得ることができる。

本第２発明にあっては、本第１発明の構成において、前記小径部に、前記指令ポートからの指令油圧を受ける円錐面形の受圧面を備えてある。

すなわち、スプールが駆動回路からのパイロット油圧によって大容量位置に切換え操作される際、小径部が指令油圧を受けながらストッパー部に当接される。このとき、小径部の指令油圧を受ける受圧面の円錐面形のため、小径部が環状のストッパー部に密着するように指令油圧によって姿勢調整されやすくなる。

従って、本第２発明によれば、小径部がストッパー部により精度よく密着した状態で当接して小径部の受圧部と大径部の受圧部の間のストッパー部によるシールがより精度よく行なわれ、パイロット油圧のヒステリシス特性をより精度よく発揮させることができる。

本第３発明にあっては、本第１又は第２発明の構成において、前記スプリングを、前記油室穴の内部でスプールに対して付勢作用するように前記油室穴に配置してある。

すなわち、油室穴をスプリング収容室に利用するように油室穴に配置したスプリングによってスプールを大容量位置に摺動付勢したものである。

従って、本第３発明によれば、スプリングを収容する専用のばね室が不要なコンパクトな状態に得てバルブ装置をスペース面などから有利に配置することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、左右一対のクローラ式走行装置１、及び、ドーザ２を備えた走行機体３に、原動部４及び運転部５を備えた旋回台６を旋回操作自在に設けるとともに、前記旋回台６の前端部にブラケット７を介してバックホウ装置８を連結して、ドーザ付きバックホウを構成してある。

前記左右の走行装置１，１は、トラックフレーム１０の後端部に設けた油圧モータ１１によってクローラ駆動輪体１２を駆動することによって駆動されるように構成し、各走行装置１の前記油圧モータ１１を、油圧アクチュエータの一例としての油圧変速シリンダ１３（図２参照）によって小容量状態（高速状態）と大容量状態（低速状態）に切換え操作自在な可変容量型の油圧モータに構成するとともに、各走行装置１の前記油圧モータ１１を駆動するための油圧駆動装置を、図２に示す如く構成してある。

すなわち、各走行装置１の前記油圧モータ１１を駆動するための油圧駆動装置は、前記原動部４にエンジン１４によって駆動されるように構成して設けた油圧ポンプ２１からの圧油によって油圧モータ１１を駆動する駆動回路２０、油圧モータ１１の前記変速シリンダ１３に変速油路３０を介して出力ポート４１が接続されたバルブ装置Ｖ、このバルブ装置Ｖに接続された指令回路３１とパイロット駆動油路３２とパイロット油路３３、前記バルブ装置Ｖを前記スリーブジョイン３４を介してタンク３５に接続しているドレン油路３６を備えて構成してある。

前記駆動回路２０は、旋回台６の旋回軸芯部に位置する前記スリーブジョイント３４を備えた一対のモータ駆動油路２２，２２を介して油圧モータ１１に接続された制御弁２３、制御弁２３に給油路２４を介して接続された前記油圧ポンプ２１、制御弁２３に接続された排油路２５、前記一対のモータ駆動油路２２，２２の前記スリーブジョイント３４と油圧モータ１１の間に介装されたカウンターバランス弁２６などを備えて構成してあり、制御弁２３が前進状態又は後進状態に切換え操作されると、前記油圧ポンプ２１がタンク３５から作動油を吸引して発生させた圧油を給油路２４及び制御弁２３を介して前記一対のモータ駆動油路２２，２２の一方に供給し、これに伴ってカウンターバランス弁２６の一対のパイロット油路２６ａの一方に作用するモータ駆動油路２２からのパイロット油圧のためにカウンターバランス弁２６が前進側又は後進側の操作位置に切り換わって制御弁２３からの圧油を油圧モータ１１に供給し、油圧モータ１１からの排油を前記一対のモータ駆動油路２２，２２の他方によって制御弁２３に戻してこの制御弁２３から排油路２５を介してタンク３５に戻し、これによって油圧モータ１１を制御弁２３の操作位置に対応した前進側や後進側に駆動する。制御弁２３が中立状態に切換え操作されると、制御弁２３によって一対のモータ駆動油路２２，２２を排油路２５に連通させ、これに伴ってカウンターバラン弁２６が一対のスプリング２６ｂのために中立状態に切り換わり、これによって油圧モータ１１を停止させるとともにカウンターバランス弁２６によって停止状態にロックする。

パイロット駆動油路３２は、バルブ装置Ｖの入力ポート４２に連通されたバルブ側油路３２ａ、このバルブ側油路３２ａに出力側が連通されたシャトル弁３２ｂ、このシャトル弁３２ｂの一方の入力側を前記一対のモータ駆動油路２２，２２の一方のカウターバランス弁２６と油圧モータ１１の間に連通させている駆動回路側油路３２ｃ、前記シャトル弁３２ｂの他方の入力側を前記一対のモータ駆動油路２２，２２の他方のカウンターバランス弁２６と油圧モータ１１の間に連通させている駆動回路側油路３２ｃを備えて構成してあり、駆動回路２０の一対のモータ駆動油路２２，２２のうちの負荷圧が高い方向のモータ駆動油路２２からパイロット油圧を取り出してバルブ装置Ｖの入力ポート４２に供給する。

パイロット油路３３は、バルブ装置Ｖのパイロットポート４３を前記カウンターバランス弁２６の出力ポート２６ｃに連通させている。カウンターバランス弁２６の前記出力ポート２６ｃは、カウンターバランス弁２６が前進状態や後進状態に切り換えられると、一対のモータ駆動油路２２，２２のうちの制御弁２３からの圧油を油圧モータ１１に供給する方のモータ駆動油路２２に連通されるようになっている。これにより、パイロット油路３３は、油圧モータ１１の駆動状態において、駆動回路２０の一対のモータ駆動油路２２，２２のうちの油圧モータ１１に圧油供給する方のモータ駆動油路２２からパイロット油圧を取り入れてバルブ装置Ｖのパイロットポート４３に供給する。

ドレン油路３６は、バルブ装置Ｖの第１ドレンポート４４と第２ドレンポート４５をタンク３５に連通させており、バルブ装置Ｖの第１及び第２ドレンポート４４，４５から排出された圧油をタンク３５に戻すようになっている。

指令回路３１には、この指令回路３１の一端側に接続された速度選択弁３７、速度選択弁３７の入力ポートに給油路３８ａを介して接続された油圧ポンプ３９などを備えてある。速度選択弁３７が高速状態Ｈに切換え操作されると、指令回路３１は、給油路３８ａに連通されて油圧ポンプ３９からの指令油圧をバルブ装置Ｖの指令ポート４６に供給し、速度選択弁３７が低速状態Ｌに切換え操作されると、指令回路３１は、排油路３８ｂに連通されてバルブ装置Ｖから指令油圧をタンク３５に排出する。

図３などに示すように、バルブ装置Ｖは、スプール室４７及びスプール室４７の両端側を閉じている蓋体６３，６４を備えたバルブハウジング４０、このバルブハウジング４０の前記スプール室４７に摺動自在に収容されたスプール５０、スプール５０の小径部５２が位置する一端側とは反対側にこの側のスプール端面５３に開口する状態で設けた有底の油室穴５４に挿入されたピストン６１及びコイル形スプリング６２を備えて構成してある。

スプール５０の摺動方向での一端側に、段差部を備えさせて前記小径部５２と、この小径部５２に対してスプール他端側に位置ずれした大径部５９を設け、小径部５２の先端側に、小径部５２の先端面で成る突形でかつ円錐面形の受圧面５２ａを設けた受圧部５２ｂを備えてあり、大径部５９の先端側に、截頭円錐面形、すなわち頭を切った円錐面の形の受圧面５９ａを設けた受圧部５９ｂを備えてある。

スプール５０は、スプール５０の軸芯に沿う方向に摺動操作されると、図４に示す如くスプール室４７の一端側を閉じている前記蓋体６３に前記小径部５２の先端部が入り込むように設けた切り込み凹部の周縁部で成るバルブハウジング４０の環状のストッパー部６５に前記小径部５２の受圧面５２ａが当接して小径部５２にてストッパー部６５によって受け止められた大容量位置ＶＬと、図３に示す如くスプール５０の小径部５２が前記ストッパー部６５から離れ、スプール５０の油室穴５４が位置する側での端面５３がスプール室４７の他端側を閉じている前記蓋体６４の端面に当接して受け止められた小容量位置ＶＨとに切り換わるようになっている。

ピストン６１は、スプール５０の前記油室穴５４のスプール他端面５３での開口を閉じるように構成して油室穴５４に摺動自在に挿入されている。スプリング６２は、このスプリング６２の一端側が油室穴５４の底部に当接し、他端側が前記ピストン６１に当接する状態で油室穴５４の内部に配置されていて、ピストン６１を介して蓋体６４を反力部材として油室穴５４の内部でスプール５０に対して付勢作用するようになっている。
すなわち、スプール５０がスプリング６２によって前記大容量位置ＶＬに摺動付勢されるようになっており、かつ、スプール５０が摺動操作されるに伴い、ピストン６１が油室穴５４に供給される油圧やスプリング６２などのために油室穴５４に対して出退するようになっている。

バルブ装置Ｖの前記第１ドレンポート４４に連通するように構成するとともにスプール室内壁の全周囲にわたる環状に形成した第１ドレン環状溝４４ａ、バルブ装置Ｖの前記パイロットポート４３に連通するように構成するとともにスプール室内壁の全周囲にわたる環状に形成したパイロット環状溝４３ａ、バルブ装置Ｖの前記入力ポート４２に連通するように構成するとともにスプール室内壁の全周囲にわたる環状に形成した入力環状溝４２ａ、バルブ装置Ｖの前記出力ポート４１に連通するように構成するとともにスプール室内壁の全周囲にわたる環状に形成した出力環状溝４１ａ、バルブ装置Ｖの前記第２ドレンポート４５に連通するように構成するとともにスプール室内壁の全周囲にわたる環状に形成した第２ドレン環状溝４５ａを、スプール摺動方向に並べてスプール室内壁に設けてある。

図３に示すように、スプール５０が前記小容量位置ＶＨに位置されると、スプール５０の前記大径部５９の外周面側にスプール全周囲にわたる環状に形成して設けたスプール環状溝５６が前記第１ドレン環状溝４４ａに対応し、第１ドレンポート４４が大径部５９の外周面に開口する。また、スプール５０の外周面側にスプール全周囲にわたる環状に形成して設けたスプール環状溝５７が前記パイロット環状溝４３ａに対応し、前記油室穴５４がスプール５０の周方向での複数箇所に油室穴５４に連通する状態で設けた貫通孔で成る油路５７ａ、前記スプール環状溝５７、パイロット環状溝４３ａを介して前記パイロットポート４３に連通される。さらに、スプール５０の外周面側にスプール全周囲にわたる環状に形成して設けたスプール環状溝５８が前記入力環状溝４２ａ及び前記出力環状溝４１ａに対応し、入力ポート４２が入力環状溝４２ａ、スプール環状溝５８、出力環状溝４１ａを介して出力ポート４１に連通されるようになっている。

図４に示すように、スプール５０が前記大容量位置ＶＬに位置されると、前記スプール環状溝５６が第1ドレン環状溝４４ａに対応し、第１ドレンポート４４がスプール５０の前記大径部５９の外周面に開口する。また、前記スプール環状溝５７が前記パイロット環状溝４３ａに対応し、油室穴５４が前記油路５７ａ、スプール環状溝５７、パイロット環状溝４３ａを介してパイロットポート４３に連通される。さらに、スプール５０のランド５５ａがパイロット環状溝４３ａと入力環状溝４２ａの間に、スプール５０のランド５５ｂが入力環状溝４２ａと出力環状溝４１ａの間にそれぞれ対応し、入力ポート４２が閉じられる。さらに、スプール５０の他端側の小径部５５ｃが出力環状溝４１ａに対応し、出力ポート４１が出力環状溝４１ａ、スプール小径部５５ｃとスプール室内壁の間を介して第２ドレンポート４５に連通されるようになっている。
このとき、スプール５０の小径部５２の受圧面５２ａが環状のストッパー部６５に当接して受け止め支持され、指令ポート４６からの指令油圧が小径部５２の受圧面５２ａにストッパー部ループの内側、すなわち、環状のストッパー部６５で囲われる内側で作用しても、大径部５９の受圧面５９ａには作用しないように、小径部５２の受圧部５２ｂと大径部５９の受圧部５９ｂとの間をストッパー部６５によってシールされる。

図４などに示すように、バルブ装置Ｖの前記指令ポート４６は、スプール室４７の一端側の前記蓋体６３に前記ストッパー部ループの内部で開口するようにして設けたスプール軸芯に沿う方向の貫通孔によって構成してある。これにより、指令ポート４６は、スプール５０が前記大容量位置ＶＬに位置した状態では、指令回路３１からの指令油圧をスプール５０の小径部５２での端面としての受圧面５２ａに前記ストッパー部ループの内側で供給するようになっている。

スプール５０の小径部５２の受圧部５２ｂの受圧面積をＳ１とし、大径部５９の受圧部５９ｂの受圧面積をＳ２とし、油室穴５４の底部で成る受圧部５４ａの受圧面積をＳ３とし、指令回路３１からの指令油圧の油圧をＰＳとし、駆動回路２０からのパイロット油圧の油圧をＰＫとし、スプリング６２の付勢力の大きさをＦＳとすると、スプール５０が大容量位置ＶＬに操作された状態においては、指令回路３１からの指令油圧ＰＳのために、スプール５０をＡ方向（図４参照）に押圧するべく作用するスプール操作力Ａ１＝ＰＳ×Ｓ１が発生し、駆動回路２０からのパイロット油圧とスプリング６２のために、スプール５０をＢ方向（図４参照）に押圧するべく作用するスプール操作力Ｂ１＝ＰＫ×Ｓ３＋ＦＳが発生する。そして、スプール５０が小容量位置ＶＨに操作された状態においては、指令回路３１からの指令油圧ＰＳのために、スプール５０をＡ方向に押圧するべく作用するスプール操作力Ａ２＝ＰＳ×（Ｓ１＋Ｓ２）が発生し、駆動回路２０からのパイロット油圧とスプリング６２のために、スプール５０をＢ方向に押圧するべく作用するスプール操作力Ｂ２＝ＰＫ×Ｓ３＋ＦＳが発生する。

油圧モータ１１の駆動負荷が増大して駆動回路２０の負荷圧が増大し、これによって発生するスプール操作力Ｂ２がスプール操作力Ａ２よりも大になると、駆動回路２０からのパイロット油圧のためにスプール５０が小容量位置ＶＨから大容量位置ＶＬに切換え操作され、この後、駆動回路２０の負荷圧が減少して発生するスプール操作力Ｂ１がスプール操作力Ａ１よりも小になると、スプール５０が大容量位置ＶＬから小容量位置ＶＨに戻し操作される。負荷圧増大のためにスプール５０が小容量位置ＶＨから大容量位置ＨＬに切換えられることによって駆動回路２０の負荷圧が若干減少しても、このときに発生するスプール操作力Ｂ１がスプール操作力Ａ１よりも大になったままになって、この負荷圧減少のためにスプール５０が小容量位置ＶＨに戻されることがないパイロット油圧のヒステリシス特性を与えるように小径部５２と大径部５９の受圧面積Ｓ１，Ｓ２の差、油室穴５４の受圧面積Ｓ３などを設定してある。

つまり、制御弁２３を前進状態又は後進状態に切換え操作すると、油圧ポンプ２１からの圧油が制御弁２３から油圧モータ１１に供給され、油圧モータ１１が制御弁２３の操作位置に対応した前進側や後進側に駆動されて走行装置１を前進側や後進側に駆動し、走行機体が前進又は後進走行する。

このとき、速度選択弁３７を低速状態Ｌに操作してあると、この速度選択弁３７がバルブ装置Ｖから指令油圧を排出してバルブ装置Ｖのスプール５０がスプリング６２によって大容量位置ＶＬに切換え操作され、バルブ装置Ｖが変速シリンダ１３の圧油を変速油路３０によって出力ポート４１に流動させて出力ポート４１から第２ドレンポート４５に流動させ、第２ドレンポート４５からドレン油路３６に流動させてタンク３５に排出して変速シリンダ１３を低速側に操作し、変速シリンダ１３が油圧モータ１１を大容量状態に操作する。これにより、油圧モータ１１が低速回転するように駆動されて走行装置１を高トルクで駆動する。

これに対し、速度選択弁３７を高速状態Ｈに操作してあると、この速度選択弁３７が油圧ポンプ３９からの指令油圧をバルブ装置Ｖの指令ポート４６に供給してバルブ装置Ｖのスプール５０が指令ポート４６からの指令油圧によってスプリング６２に抗して小容量位置ＶＨに切換え操作され、バルブ装置Ｖが駆動回路２０の一方のモータ駆動油路２２からパイロット駆動油路３２によって入力ポート４２に供給されたパイロット圧油を出力ポート４１から変速油路３０を介して変速シリンダ１３に供給して変速シリンダ１３を高速側に操作し、変速シリンダ１３が油圧モータ１１を小容量状態に操作する。これにより、油圧モータ１１が高速回転するように駆動されて走行装置１を高速駆動する。
このとき、駆動回路２０のカウンターバランス弁２６からのパイロット油圧がパイロット油路３３によってバルブ装置Ｖのパイロットポート４３に供給されてこのパイロットポート４３からスプール５０の油室穴５４に供給されて油室穴５４の受圧部５４ａに作用し、油圧モータ１１の駆動負荷が増大して駆動回路２０の負荷圧が小径部５２と大径部５９の受圧面積差、油室穴５４の受圧面積Ｓ３などによって設定される設定高圧以上に増大すると、バルブ装置Ｖのスプール５０が駆動回路２０のカウンターバランス弁２６からのパイロット油圧のために大容量位置ＶＬに切換え操作されてバルブ装置Ｖが変速シリンダ１３を低速側に切換え操作し、油圧モータ１１が変速シリンダ１３によって大容量状態に切換え操作されて低速回転で駆動されるようになり、走行装置１が高速駆動から低速駆動に自ずと切り換わって高トルクで駆動されるようになる。この場合、油圧モータ１１が小容量状態から大容量状態に切換え操作されるに伴って駆動回路２０の負荷圧が若干減少するが、スプール５０が大容量位置ＶＬに切り換わると駆動回路２０のカウンターバランス弁２６からのパイロット油圧がスプール５０の油室穴５４の受圧部５４ａに作用していることと、指令回路３１からの指令油圧が小径部５２の受圧部５２ｂには作用するが、大径部５９の受圧部５９ｂに作用しないことにより、負荷圧が若干減少してもスプール５０が小容量位置ＶＨに直ちに戻るハンチングが発生しなくなっている。負荷圧がスプール５０を大容量位置ＶＬに切り換えたときの高圧よりも低圧に減圧すれば、スプール５０が小容量位置ＶＨに戻り、油圧モータ１１が高速回転駆動される状態に戻って走行装置１が高速駆動される状態に戻る。

図３などに示すように、バルブハウジング４０のスプール室４７の一端側を閉じている前記蓋体６３、及び他端側を閉じている前記蓋体６４は、組み付けねじ部６３ａ，６４ａによってバルブハウジング４０に脱着自在に装着してある。
すなわち、バルブ装置Ｖを点検や清掃するなどのメンテナンスを行なうに当たり、蓋体６３や６４を取り外すことにより、スプール室４７の一端側や両端側を容易に開放することができる。

ドーザ付きバックホウの全体側面図油圧回路図バルブ装置のスプールが小容量位置にある状態での断面図バルブ装置のスプールが大容量位置にある状態での断面図

１１油圧モータ
１３油圧アクチュエータ
２０駆動回路
３１指令回路
４０バルブハウジング
４３パイロットポート
４４ドレンポート
４６指令ポート
５０スプール
５２小径部
５２ａ小径部の受圧面、端面
５３スプール他端面
５４油室穴
５６スプール環状溝
５９大径部
６１ピストン
６２スプリング
６５ストッパー部
ＶＨ小容量位置
ＶＬ大容量位置

Claims

バルブハウジングに小容量位置と大容量位置に摺動自在に収容されたスプールが前記小容量位置に操作されることにより、可変容量型油圧モータの駆動回路からのパイロット油圧を前記可変容量型油圧モータの容量調節を行なう油圧アクチュエータに供給し、前記スプールが前記大容量位置に操作されることにより、前記油圧アクチュエータから圧油を排出するように構成し、前記スプールを前記大容量位置に摺動付勢するスプリング、及び、前記スプールが指令回路からの指令油圧によって前記小容量位置に操作されるように前記指令油圧をスプールに供給する指令ポートを備えたバルブ装置であって、
前記スプールの摺動方向での一端側に、小径部、及び、この小径部に対してスプール他端側に位置ずれした大径部を設け、
前記スプールの摺動方向での他端側に、スプール他端面に開口した有底の油室穴、及び、前記油室穴に摺動自在に挿入されたピストンを設け、
前記スプールが前記小容量位置に位置した場合及び前記大容量位置に位置した場合において、前記油室穴が前記駆動回路からのパイロット油圧をスプールに供給するパイロットポートに連通されるように構成し、
前記スプールが大容量位置に位置した状態においてスプールの前記小径部での端面に当接してスプールを受け止める環状のストッパー部をバルブハウジングに設けるとともに、前記スプールが大容量位置に位置した状態では前記指令ポートからの指令油圧がスプールの前記小径部に前記ストッパー部ループの内側で供給されるように前記指令ポートを構成し、
前記スプールの前記大径部の外周面に、前記大径部の全周囲にわたる環状のスプール環状溝を設け、
前記スプールが前記小容量位置から前記大容量位置に摺動する間、前記スプール環状溝に開口するドレンポートを設けてあるバルブ装置。
前記小径部に、前記指令ポートからの指令油圧を受ける円錐面形の受圧面を備えてある請求項１記載のバルブ装置。
前記スプリングを、前記油室穴の内部でスプールに対して付勢作用するように前記油室穴に配置してある請求項１又は２記載のバルブ装置。