JP4418418B2 - 油圧駆動装置用コントロール弁の構造 - Google Patents

Description

本発明は、フォークリフトの荷役作業あるいは走行用油圧制御装置、建設機械の掘削作業あるいは走行用油圧制御装置等に適用され、作業あるいは走行制御用油圧シリンダへの作動油の供給、排出及び位置制御を行なう油圧駆動装置用コントロール弁の構造に関する。

フォークリフトの油圧式荷役作業装置は、荷役作業用としての油圧シリンダと油圧ポンプとを接続する作動油路に、ハウジング内に固定され複数の切換えポートが形成されたスリーブの内周に、対をなして設けられたソレノイドに両端部が連結されたスプールを往復摺動自在に嵌合し、前記ソレノイドにより前記スプールを移動せしめて前記切換えポートを切換えることにより前記油圧シリンダへの作動油の供給、排出及び位置制御を行なうコントロール弁をそなえている。

図４は、かかるフォークリフトの油圧式荷役作業装置の油圧駆動装置の系統図である。
図４において、１０３は油圧シリンダで、２つの作動油室１０３ａ及び１０３ｂを備えており、その出力端には荷役作業装置が連結されている。１００は油圧チェック弁で、該コントロール弁１（詳細は後述）の２つの作動油出口と前記油圧シリンダ１０３の２つの作動油室１０３ａ，１０３ｂへの２つの作動油路１０ａ，１０ｂを開閉するとともに前記油圧シリンダ１０３の負荷油圧の変化を検出し、検出負荷油圧を負荷油圧検出回路１３を通して圧力制御弁１０５に伝送するものである。
１０４は図示しないエンジンによって駆動される油圧ポンプ、１０５は前記油圧チェック弁１００からの負荷油圧検出値に基づき前記油圧シリンダ１０３側の負荷油圧を目標油圧に制御する圧力制御弁、１０７は油圧作動系の最高油圧を規制する調圧弁、１０６はオイルタンクである。

１は対をなすソレノイド２ａ，２ｂにより駆動されるコントロール弁（詳細は後述）で、前記油圧シリンダ１０３への作動油の供給、排出及び位置制御を行なうものであり、該コントロール弁１からの２つの作動油路１２４及び１２５が前記油圧チェック弁１００を介して油圧シリンダ１０３の２つの作動油室１０３ａ及び１０３ｂに接続されている。
１２０は前記油圧チェック弁１００内の油室の一方側が昇圧したとき他方側の油室の圧力を開放して２つの油室と負荷油圧検出回路１３とを連通あるいは遮断するシャトル弁である。
１１２は前記コントロール弁１の供給ポートに接続される作動油の供給油路、１１１は前記コントロール弁１の排油ポート及び前記調圧弁１０７の排油ポートとオイルタンク１０６とを接続する排油油路である。

図５は、従来より、前記フォークリフト用油圧駆動装置に装備されている前記コントロール弁１の軸心線に沿う断面図、図６は図５におけるＹ部拡大断面図である。
図５〜６において、３はハウジング、２ａ，２ｂは該ハウジング３の両端部に複数のボルト１１によって固定された対をなすソレノイドである。４は円筒状のスリーブで、前記ハウジング３内に穿孔された孔１ａ内に固挿され、図４に示す前記油圧チェック弁１００への作動油路１２４及び１２５にそれぞれ接続される切換えポートＡ６及び切換えポートＢ７、図４に示す前記オイルタンク１０６への排油油路１１１にそれぞれ接続される２つの切換えポートＴ８，Ｔ８、図４に示す前記圧力制御弁１０５からの供給油路１１２に接続される切換えポートＰ９が軸方向に沿って穿設されている。

５は前記スリーブ４の内周に往復摺動自在に嵌合されたスプールで、軸方向に２つのランド部５ｂが形成されており、前記対をなすソレノイド２ａ，２ｂによって該スリーブ４の内周を往復摺動せしめられることにより、前記２つのランド部５ｂによって前記スリーブ４の各切換えポート６，７，８，９を切換えるようになっている。
該スプール５の両端部にはつば部５ａ，５ａ及び該つば部５ａ，５ａから外方に向けて突設された押し棒部５ｃ，５ｃが形成され、該押し棒部５ｃ，５ｃが前記ソレノイド２ａ，２ｂの出力ロッド２ｄ，２ｄに当接され、前記ソレノイド２ａ，２ｂからの駆動力が前記出力ロッド２ｄ，２ｄから押し棒部５ｃ，５ｃに伝達されて、該スプール５が往復駆動されるようになっている。

図６に詳細を示すように、前記スプール５の両端部のつば部５ａには、ばね受けとなるプレート４９が当接され、該プレート４９と前記ソレノイド２ａ，２ｂを構成するソレノイドケース２ｃとの間には、スプリング１０ａ，１０ｂが架設されている。
５０は該スリーブ４の抜け出し防止用のスナップリングで、前記スリーブ４の両端面に近接して前記孔１ａの内周に嵌め込まれている。
したがって、前記スリーブ４は、前記ハウジング３の孔１ａ内に固挿されて、両端部を前記スナップリング５０，５０によって抜け止めがなされることとなる。

また、特許文献１（特開２００２−２０６６５１号公報）には、ハウジングのスプール孔の端部寄りにスリーブを固挿し、ハウジングの摺動孔の内周及び該スリーブの内周にスプールを摺動可能に嵌合して、制御油圧によって該スリーブの外周面に偏荷重が作用するのを防止した油圧駆動装置用コントロール弁が示されている。

特開２００２−２０６６５１号公報

図５に示される従来のコントロール弁にあっては、ハウジング３の孔１ａ内にスリーブ４を固挿し、該スリーブ４の両端面４ａに接するようにスナップリング５０を前記孔１ａの内周に嵌め込むことにより、該スリーブ４の抜け止めを行ない前記孔１ａ内への安定嵌合を保持している。
しかしながら、かかる従来技術にあっては、図６に示されるように、スリーブ４の両端面４ａとスナップリング５０の側面との間に隙間ｅが形成されて、ソレノイド２ａ，２ｂの変位と、スリーブ４の切換えポート６，７，８，９及びスプール５との位置関係にずれが発生してコントロール弁１の流量制御特性にばらつきが発生する懸念がある。

また、かかる従来技術にあっては、スリーブ４の抜け止め及び位置決め用として、ハウジング３の孔１ａにスナップリング溝を加工形成し、該スナップリング溝内にスナップリング５０を嵌め込む構造であるため、スナップリング溝の加工工数を要するとともに、該スナップリング溝へのスナップリング５０の嵌め込み作業工数を要するため、コントロール弁１の製作コストが嵩む。
等の問題を有している。
尚、特許文献１には、ハウジングのスプール孔の端部寄りにスリーブを固挿し、ハウジングの摺動孔及び該スリーブの内周にスプールを摺動可能に嵌合して、制御油圧によって該スリーブの外周面に偏荷重が作用するのを防止しているにとどまり、前記のような課題を解決する手段は開示されていない。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、スリーブをハウジング内に軸方向隙間を生ずることなく確実に固定することにより、ソレノイドの変位とスリーブの切換えポート及びスプールとの位置関係にずれの発生を回避して、コントロール弁の流量制御特性にばらつきの発生を防止し、かつ加工工数及び組立工数が低減されて低コスト化可能なコントロール弁の構造を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、油圧ポンプと油圧シリンダとを接続する作動油路に設けられた油圧駆動装置用コントロール弁であって、ハウジング内に固定され複数の切換えポートが形成されたスリーブの内周に、対をなして設けられたソレノイドに両端部が連結されたスプールを往復摺動自在に嵌合し、前記ソレノイドにより前記スプールを移動せしめて前記切換えポートを切換えることにより前記油圧シリンダへの作動油の供給、排出及び位置制御を行なうコントロール弁において、
前記スリーブの両側の端面を、前記対をなすソレノイドを構成するソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、前記ソレノイドケースを前記ハウジングに締着部材により締付け固定し、
更に、前記スリーブは、その両側の端面から一定長さに亘って前記切換えポートが形成された部位よりも薄肉に形成された変形部を一体形成したことを特徴とする（請求項１）。

かかる発明（請求項１、２）によれば、ハウジングの孔内に固挿されたスリーブの両側の端面を、対をなすソレノイドのソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、該ソレノイドケースをボルト等の締結部材によってハウジングに締付け固定するので、スリーブをソレノイドケースに軸方向の隙間を形成することなく堅固に固定することが可能となる。
これにより、ソレノイドの変位とスリーブの複数の切換えポート及びスプールとの位置関係にずれの発生及びこれに伴うコントロール弁の流量制御特性のばらつきの発生を防止できて、該コントロール弁の作動特性が安定する。

また、かかる発明（請求項１、２）によれば、スリーブの両側の端面を、対をなすソレノイドのソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、該ソレノイドケースをボルト等の締結部材によってハウジングに締付け固定するのみでスリーブを固定できるので、従来技術のようなスナップリング溝の加工及び該スナップリング溝内へのスナップリングの嵌め込みが不要となり、従来技術に比べて加工工数及び組立工数を低減できて、低コスト化されたコントロール弁が得られる。

また、かかる発明において、前記スリーブは、その両側の端面から一定長さに亘って前記切換えポートが形成された部位よりも薄肉に形成された変形部を一体形成して構成されているので、スリーブをソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、該ソレノイドケースを締結部材によってハウジングに締付け固定する際に、スリーブの薄肉に形成された変形部が弾性変形してばね作用をなし、スリーブの切換えポート形成部の内径に変形を伴うことなくスリーブを堅固に固定することができ、スリーブの位置決めをより高精度になすことができる。

又本発明は、油圧ポンプと油圧シリンダとを接続する作動油路に設けられた油圧駆動装置用コントロール弁であって、ハウジング内に固定され複数の切換えポートが形成されたスリーブの内周に、対をなして設けられたソレノイドに両端部が連結されたスプールを往復摺動自在に嵌合し、前記ソレノイドにより前記スプールを移動せしめて前記切換えポートを切換えることにより前記油圧シリンダへの作動油の供給、排出及び位置制御を行なうコントロール弁において、
前記スリーブの両側の端面を、前記対をなすソレノイドを構成するソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、前記ソレノイドケースを前記ハウジングに締着部材により締付け固定し、
更に、前記スリーブの両側の端面と前記ソレノイドケースの内側端面との間に、該スリーブの前記切換えポートが形成された部位よりも薄肉に形成された変形部材を介装、挟持したことを特徴とする（請求項２）。
このように構成すれば、前記段落（００１４）及び（００１５）に記載した効果に加えて、スリーブの切換えポート形成部よりも薄肉の変形部材をスリーブの両側の端面とソレノイドケースの内側端面との間に挟み込むことにより、既存のコントロール弁についても、前記変形部材を新製するのみでスリーブの両端部を一部改修することにより、前記（請求項１）と同様な効果を得ることが可能となる。

本発明によれば、ハウジングの孔内に固挿されたスリーブの両側の端面をソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、該ソレノイドケースを締結部材によってハウジングに締付け固定することにより、スリーブをソレノイドケースに軸方向の隙間を形成することなく堅固に固定することが可能となり、これによって、ソレノイドの変位とスリーブの複数の切換えポート及びスプールとの位置関係にずれの発生がなく、コントロール弁の流量制御特性のばらつきの発生を回避できて、該コントロール弁の作動特性が安定する。
さらにはスリーブの両側の端面から一定長さに亘って切換えポートが形成された部位よりも薄肉に形成された変形部を一体形成すれば、スリーブをソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、該ソレノイドケースを締結部材によってハウジングに締付け固定する際に、薄肉の前記変形部が弾性変形してばね作用をなし、スリーブの切換えポート形成部の内径に変形を伴うことなくスリーブを堅固に固定することができ、スリーブの位置決めをより高精度になすことができる。

また、スリーブの両側の端面をソレノイドケースの内側端面間に挟み込んでソレノイドケースを締結部材によってハウジングに締付け固定するのみでスリーブを固定できるので、従来技術のようなスナップリング溝内へのスナップリングの嵌め込みが不要となり、従来技術に比べて加工工数及び組立工数を低減できて、低コスト化されたコントロール弁が得られる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の第１実施例に係るフォークリフトの油圧式荷役作業装置における油圧駆動装置（図４参照）に用いられるコントロール弁１の軸心線に沿う断面図、図２は図１におけるＺ部拡大断面図である。
図１において、１は対をなすソレノイド２ａ，２ｂにより駆動されるコントロール弁で、図４に示されるように、油圧シリンダ１０３への作動油の供給、排出及び位置制御を行なうものであり、該コントロール弁１からの２つの作動油路１２４及び１２５が油圧チェック弁１００を介して油圧シリンダ１０３の２つの作動油室１０３ａ及び１０３ｂに接続されている。
そして、油圧駆動装置の作動時には、図４に示されるように、油圧ポンプ１０４から吐出され圧力制御弁１０５で所定の油圧に調整された作動油は、供給油路１１２を通ってかかるコントロール弁１０１に入り、該コントロール弁１０１がたとえばＡポート側に切換えられると、作動油路１２４を通り、油圧チェック弁１００を経て油圧シリンダ１０３の作動油室１０３ａに入り、該油圧シリンダ１０３のピストン１０３ｃを図４の左方に移動させる。

本発明は、かかるコントロール弁１０１の構造に関するものである。
前記コントロール弁１の詳細を示す図１〜２において、３はハウジング、２ａ，２ｂは該ハウジング３の両端部に複数のボルト１１によって固定された対をなすソレノイドである。
４は円筒状に形成されたスリーブで、前記ハウジング３内に穿孔された孔１ａ内に固挿され、図４に示す前記油圧チェック弁１００への作動油路１２４及び１２５にそれぞれ接続される切換えポートＡ６及び切換えポートＢ７、図４に示す前記オイルタンク１０６への排油油路１１１にそれぞれ接続される前記切換えポートＡ６側の切換えポートＴ８及び前記切換えポートＢ７側の切換えポートＴ８、図４に示す前記圧力制御弁１０５からの供給油路１１２に接続される切換えポートＰ９が軸方向に沿って穿設されている。

５は前記スリーブ４の内周に往復摺動自在に嵌合されたスプールで、軸方向に２つのランド部５ｂ，５ｂが形成されており、前記対をなすソレノイド２ａ，２ｂの励磁、非励磁によって該スリーブ４の内周を往復摺動せしめられることにより、前記２つのランド部５ｂによって前記スリーブ４の各切換えポート６，７，８，９を切換えるようになっている。
該スプール５の両端部にはつば部５ａ，５ａ及び該つば部５ａ，５ａから前記ソレノイド２ａ，２ｂ側に向けて突設された押し棒部５ｃ，５ｃが形成され、該押し棒部５ｃ，５ｃが前記ソレノイド２ａ，２ｂの出力ロッド２ｄ，２ｄに当接され、前記ソレノイド２ａ，２ｂからの駆動力が前記出力ロッド２ｄ，２ｄから押し棒部５ｃ，５ｃに伝達されて、該スプール５が往復駆動されるようになっている。
また、前記スプール５の両端部のつば部５ａには、ばね受けとなるプレート４９が当接され、該プレート４９と前記ソレノイド２ａ，２ｂを構成するソレノイドケース２ｃ，２ｃとの間には、ソレノイド２ａ，２ｂの戻し用のスプリング１０ａ，１０ｂが架設されている。

前記スリーブ４は、図２に示すようにその両側の端面４ａ，４ａから一定長さに亘って、前記切換えポート６，７，８，９が形成された部位（肉厚Ｔ１）よりも薄肉（肉厚Ｔ２）に形成された変形部４２が一体形成されている。
そして前記スリーブ４は、その両側の端面４ａ，４ａ（図２参照）を前記ソレノイド２ａ，２ｂを構成するソレノイドケース２ｃの内側端面２ｅ間に挟み込み、該ソレノイドケース２ｃ，２ｃを前記ハウジング３に複数のボルト１１によって締付け固定している。

このように構成すれば、前記ハウジング３の孔１ａ内に固挿されたスリーブ４の両側の端面４ａ，４ａを、対をなすソレノイド２ａ，２ｂのソレノイドケース２ｃ，２ｃの内側端面２ｅ，２ｅ間に挟み込み、該ソレノイドケース２ｃ，２ｃをボルト１１によってハウジング３に締付け固定するので、前記スリーブ４をソレノイドケース２ｃに軸方向の隙間を形成することなく堅固に固定することが可能となる。
これにより、ソレノイド２ａ，２ｂの変位とスリーブ４の複数の切換えポート６，７，８，９及びスプール５との位置関係にずれの発生が回避され、これに伴うコントロール弁１の流量制御特性のばらつきの発生を防止できて、該コントロール弁１の作動特性が安定する。

さらに、図２のように、前記スリーブ４は、その両側の端面４ａから一定長さに亘って、前記切換えポート６，７，８，９が形成された部位（肉厚Ｔ１）よりも薄肉（肉厚Ｔ２）に形成された変形部４２が一体形成されているので、該スリーブ４をソレノイドケース２ｃ，２ｃの内側端面２ｅ，２ｅ間に挟み込み、該ソレノイドケース２ｃ，２ｃをボルト１１によってハウジング３に締付け固定する際に、前記スリーブ４の薄肉に形成された変形部４２が弾性変形してばね作用をなし、該スリーブ４の切換えポート６，７，８，９形成部の内径に変形を伴うことなく、スリーブ４を堅固に固定することができ、これにより該スリーブ４の位置決めをより高精度になすことができる。

また、前記スリーブ４の両側の端面４ａ，４ａを、対をなすソレノイド２ａ，２ｂのソレノイドケース２ｃ，２ｃの内側端面２ｅ，２ｅ間に挟み込み、該ソレノイドケース２ｃ，２ｃをボルト１１によってハウジング３に締付け固定するのみであるので、図５〜６に示される従来技術のような、スナップリング溝の加工及び該スナップリング溝内へのスナップリング５０の嵌め込みが不要となり、従来技術に比べて加工工数及び組立工数を低減できる。

図３は本発明の第２実施例を示す図２対応図である。
この第２実施例においては、前記スリーブ４の両側の端面４ａ，４ａと前記ソレノイドケースの内側端面２ｆ，２ｆとの間に、該スリーブ４の前記切換えポート６，７，８，９が形成された部位（肉厚Ｔ１）よりも薄肉（肉厚Ｔ２）に形成された変形部材０４２を介装、挟持している。
このように構成すれば、前記スリーブ４の切換えポート６，７，８，９形成部よりも薄肉の変形部材０４２をスリーブ４の両側の端面４ａ，４ａとソレノイドケースの内側端面２ｆ，２ｆとの間に挟み込むことにより、既存のコントロール弁１についても、前記変形部材０４２を新製するのみでスリーブ４の両端部を一部改修することにより、前記第１実施例と同様な効果が得ることが可能となる。

本発明によれば、スリーブをハウジング内に軸方向隙間を生ずることなく確実に固定することが可能となり、ソレノイドの変位とスリーブの切換えポート及びスプールとの位置関係にずれの発生を回避してコントロール弁の流量制御特性にばらつきの発生を防止し、かつ加工工数及び組立工数が低減されて低コスト化可能なコントロール弁の構造を提供できる。

本発明の第１実施例に係るフォークリフトの油圧式荷役作業装置における油圧駆動装置に用いられるコントロール弁１の軸心線に沿う断面図である。 図１におけるＺ部拡大断面図である。 本発明の第２実施例を示す図２対応図である。 本発明が適用されるフォークリフトの油圧式荷役作業装置の油圧駆動装置の系統図である。 従来技術を示す図１対応図である。 図５におけるＹ部拡大断面図である。

符号の説明

１ コントロール弁
１ａ 孔
２ａ，２ｂ ソレノイド
２ｃ ソレノイドケース
３ ハウジング
４ スリーブ
４ａ 両側の端面
５ スプール
５ｂ ランド部
６，７，８，９ 切換えポート
１０ａ，１０ｂ スプリング
４２ 変形部
０４２ 変形部材
１００ 油圧チェック弁
１０３ 油圧シリンダ
１０３ａ，１０３ｂ 作動油室
１０４ 油圧ポンプ
１０５ 圧力制御弁
１０６ オイルタンク

Claims (2)

1. 油圧ポンプと油圧シリンダとを接続する作動油路に設けられた油圧駆動装置用コントロール弁であって、ハウジング内に固定され複数の切換えポートが形成されたスリーブの内周に、対をなして設けられたソレノイドに両端部が連結されたスプールを往復摺動自在に嵌合し、前記ソレノイドにより前記スプールを移動せしめて前記切換えポートを切換えることにより前記油圧シリンダへの作動油の供給、排出及び位置制御を行なうコントロール弁において、
   前記スリーブの両側の端面を、前記対をなすソレノイドを構成するソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、前記ソレノイドケースを前記ハウジングに締着部材により締付け固定し、
   更に、前記スリーブは、その両側の端面から一定長さに亘って前記切換えポートが形成された部位よりも薄肉に形成された変形部を一体形成したことを特徴とする油圧駆動装置用コントロール弁の構造。
2. 油圧ポンプと油圧シリンダとを接続する作動油路に設けられた油圧駆動装置用コントロール弁であって、ハウジング内に固定され複数の切換えポートが形成されたスリーブの内周に、対をなして設けられたソレノイドに両端部が連結されたスプールを往復摺動自在に嵌合し、前記ソレノイドにより前記スプールを移動せしめて前記切換えポートを切換えることにより前記油圧シリンダへの作動油の供給、排出及び位置制御を行なうコントロール弁において、
   前記スリーブの両側の端面を、前記対をなすソレノイドを構成するソレノイドケースの内側端面間に挟み込み、前記ソレノイドケースを前記ハウジングに締着部材により締付け固定し、
   更に、前記スリーブの両側の端面と前記ソレノイドケースの内側端面との間に、該スリーブの前記切換えポートが形成された部位よりも薄肉に形成された変形部材を介装、挟持したことを特徴とする油圧駆動装置用コントロール弁の構造。

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