JP4994048B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、バルブ本体に複数のスプールを組み込むとともに、それらスプールに作用させるパイロット圧のうちの最高圧を選択する油圧制御装置に関する。

従来、この種の油圧制御装置として特許文献１に記載された発明が知られている。この従来知られる油圧制御装置は、バルブ本体に複数のスプール孔を形成するとともに、これらスプール孔にスプールを摺動自在に組み込んでいる。上記バルブ本体には、スプール孔の端部を塞ぐキャップを固定するとともに、このキャップには、上記スプール孔に対応する複数のパイロット室を形成し、このパイロット室に上記各スプールの端部を臨ませている。

そして、上記キャップには、種々の溝やポートを形成した複数の油路プレートを積層して固定するとともに、これら溝やポートが相俟って通路を形成するようにしている。また、上記油路プレートに形成される通路には、各パイロット室と通路との連通過程に、金属製の弁体すなわちシャトル弁を複数組み込んでいる。
具体的には、油路プレートを重ね合わせたとき、その一方の重ね合わせ面には、上記弁体が摺動可能な組み込み孔を開口させるとともに、その他方の重ね合わせ面には、上記弁体よりもその外周を小さくした通路を開口させる。このように、他方の重ね合わせ面に形成する通路の開口を弁体の外周よりも小さくすることで、油路プレートを重ね合わせたとき、組み込み孔から弁体が飛び出さないようにしている。言い換えれば、油路プレートの他方の重ね合わせ面を、弁体の抜け止め部として機能させている。

上記の構成によれば、各パイロット室のうちの最高圧が、油路プレートに形成した通路に導かれるとともに、この最高圧が各弁体に対して背圧として作用する。したがって、各パイロット室の圧力のうち最高圧が作用するパイロット室のみが、弁体を開弁して通路に連通し、その他の弁体は、当該最高圧によって閉弁状態を維持することとなる。このようにして通路に導かれた各パイロット圧のうちの最高圧は、例えば、他の機器のバルブを制御するためのパイロット圧として利用することができる。
特開２０００−２６６００２号公報

上記の油圧制御装置によれば、弁体を金属で構成しているため、それを弾性変形させながら組み込み孔に組み込むことができない。そのため、弁体を組み込む組み込み孔は、弁体を挿入可能な大きさにして、油路プレートの重ね合わせ面に開口させなければならない。このようにした組み込み孔に弁体を組み込んだだけでは、当該組み込み孔に弁体を保持することができないため、当該組み込み孔を塞ぐようにして、他の油路プレートを重ね合わせなければならない。言い換えれば、油路プレートを積層しなければ、金属製の弁体を組み込み孔内に保持することができない。
このように、各パイロット室に作用するパイロット圧のうちの最高圧を選択して、他の機器のバルブ制御等に利用する場合には、油路プレートを積層して弁体を保持しなければならず、装置全体が必要以上に大きくなってしまうという問題があった。

この発明の目的は、各パイロット室に作用するパイロット圧のうちの最高圧を選択して利用しながらも、装置全体を小型化することができる油圧制御装置を提供することである。

第１の発明は、一または複数のバルブ本体と、このバルブ本体に形成した複数のスプール孔と、これら複数のスプール孔に摺動自在に組み込んだ複数のスプールと、上記バルブ本体の側面に設けるとともに、上記複数のスプール孔を塞ぐための複数のキャップと、これら複数のキャップに形成するとともに、上記スプールの端部を臨ませる複数のパイロット室と、これらパイロット室のうち全てもしくは複数に連通した最高圧通路と、この最高圧通路と上記各パイロット室との連通過程に設けた複数の弁機構とを備え、上記弁機構のそれぞれは、上記各パイロット室と上記最高圧通路とを連通する連通路を形成したスリーブと、このスリーブに組み込み、上記連通路を開閉する弁体とからなり、この弁体は円柱状の対向部を切り落とし、この切り落とした部分において上記スリーブの内周との間に隙間を保持する形状を備え、上記弁体の軸方向の一端面によって上記連通路を開閉する構成にし、さらに、上記スリーブの先端側開口を上記最高圧通路に連通させて、上記複数の弁機構を上記最高圧通路に並列に接続するとともに、各弁機構の上記弁体には、上記各パイロット室の圧力と上記最高圧通路の圧力とを対向して作用させ、上記パイロット室の圧力が上記最高圧通路の圧力より高くなったとき、上記弁体が開弁して上記パイロット室と上記最高圧通路とが上記連通路を介して連通し、上記各パイロット室の圧力のうち最高圧が選択される構成にした点に特徴を有する。

第２の発明は、上記バルブ本体と上記複数のキャップとの間に油路プレートを介在させてなり、この油路プレートには、上記最高圧通路を形成するとともに、上記複数の弁機構を組み込んだ点に特徴を有する。
第３の発明は、上記バルブ本体に上記最高圧通路を形成するとともに、上記バルブ本体に上記複数の弁機構を組み込んだ点に特徴を有する。
第４の発明は、上記複数のキャップを一体に形成するとともに、この一体化した複数のキャップに上記最高圧通路を形成し、かつ、上記複数のキャップに上記複数の弁機構を組み込んだ点に特徴を有する。
第５の発明は、上記スリーブが、その先端側の開口外周に沿って複数の切欠き部を備え、この切欠き部を介して上記最高圧通路と上記スリーブ内とを連通させるとともに、上記弁体が開弁したとき、上記切欠きを介して上記最高圧通路と上記連通路とが連通する構成にした点に特徴を有する。

第１〜５の発明によれば、所定のパイロット室に作用するパイロット圧のうち最高圧を選択するとともに、当該最高圧を他の機器のバルブ制御等に利用することができる。
しかも、弁体をスリーブに保持させたので、スリーブを組み込むだけで、パイロット室と最高圧通路との連通過程に、しっかりと弁体を保持することができる。
したがって、弁体の抜け止め防止用に油路プレートを積層する必要がなくなる。言い換えれば、油路プレートを積層しなくても、パイロット室と最高圧通路との連通過程に弁体をしっかりと保持することができるので、装置全体を小型化することができる。

図１〜図４を用いてこの発明の実施形態における油圧制御装置について説明する。なお、この発明は、例えばパワーショベルのように、パイロット圧によって複数のスプールを切り換え制御する油圧制御装置を前提とする。
図１に示すように、バルブ本体Ｖには、複数のスプール孔１を形成するとともに、これらスプール孔１のそれぞれには、スプールＳを摺動自在に組み込んでいる。そして、上記バルブ本体Ｖの側面には、１枚の油路プレートＰを固定するとともに、この油路プレートＰには、上記スプール孔１に対応する貫通孔２を複数形成している。

また、上記油路プレートＰには、バルブ本体Ｖとは反対側の面に、中空のキャップ３を複数固定している。このキャップ３は、上記油路プレートＰに形成した各貫通孔２に対応する位置に固定しており、このキャップ３によって貫通孔２およびスプール孔１を塞ぐようにしている。そして、上記キャップ３と油路プレートＰに形成した貫通孔２とが相まってパイロット室４を構成している。
なお、図２に示すように、上記キャップ３の開口部分にはフランジ３ａを設けるとともに、このフランジ３ａを貫通する締結ボルトＢを介して、キャップ３を油路プレートＰに固定している。
また、図１中符号５は、スプールＳの端部に設けたスプリングガイド、符号６，７は、上記スプリングガイド５を貫通させるスプリング受け、符号８は、上記スプリング受け６，７間に介在させたスプリングである。

そして、上記油路プレートＰには、各パイロット室４に連通する流路９を形成している。また、図２は、図１の紙面上方における断面図であるが、この図２からも明らかなように、油路プレートＰには、バルブ本体Ｖとの接触面に開口する組み込み孔１０を複数形成している。これら各組み込み孔１０は、後述する弁機構Ａを組み込むための孔であるが、これら各組み込み孔１０には、上記流路９をそれぞれ連通させている。つまり、各組み込み孔１０は、流路９を介して各パイロット室４に連通することとなる。

より具体的には、図３に示すように、組み込み孔１０は、バルブ本体Ｖとの接触面に開口する円形の孔からなる幅広部１０ａを備えてなる。そして、この幅広部１０ａから徐々に幅狭になるテーパ部１０ｂを形成するとともに、このテーパ部１０ｂを介して上記幅広部１０ａに連続する先端部１０ｃを設けている。
そして、組み込み孔１０の幅広部１０ａには、上記流路９を開口させる一方、油路プレートＰには、各組み込み孔１０の先端部１０ｃを連通する最高圧通路１１を形成している。

上記の構成からなる組み込み孔１０には、この発明の弁機構Ａを設けているが、この弁機構Ａは、組み込み孔１０に組み込むスリーブ１２と、このスリーブ１２に保持する弁体１３とからなる。
上記スリーブ１２は、それを組み込み孔１０に組み込んだとき、幅広部１０ａと先端部１０ｃとを遮断するとともに、幅広部１０ａおよび先端部１０ｃに、上記スリーブ１２の外周に所定の空間が形成されるようにしている。
そして、スリーブ１２には、その内部に連通路１２ａを形成しており、このスリーブ１２内部に形成した連通路１２ａを介して、幅広部１０ａの空間と先端部１０ｃの空間とが連通するようにしている。

また、スリーブ１２の組み込み方向先端には、断面円形の凹部１２ｂを形成するとともに、この凹部１２ｂの底面に、上記連通路１２ａを開口させている。なお、上記凹部１２ｂの開口には、切り欠き部１２ｃをその円周方向に複数形成している。
そして、上記スリーブ１２に形成した凹部１２ｂには、金属製の弁体１３を組み込んでいる。この弁体１３は、図４に示すように、円柱の対向部を切り落とした形状をしており、凹部１２ｂ内に着座したとき、その一端面によって連通路１２ａの開口を塞ぐようにしている。また、弁体１３を凹部１２ｂ内に保持した状態でスリーブ１２を組み込み孔１０に組み込んだとき、弁体１３は、凹部１２ｂ内において、その軸方向に僅かに摺動可能な寸法関係を維持している。

したがって、図３に示す状態、すなわち弁体１３が凹部１２ｂの底面に着座した状態から、図中上方に移動すれば、流路９→スリーブ１２に形成した連通路１２ａ→凹部１２ｂ（弁体１３と凹部１２ｂとの隙間）→切り欠き部１２ｃを介して、パイロット室４と最高圧通路１１とが連通することとなる。言い換えれば、パイロット室４と最高圧通路１１とが、弁機構Ａを介して連通することとなる。
そして、この最高圧通路１１をバルブ本体Ｖに設けた図示しない通路を介して、他の機器のバルブ等に導くとともに、当該最高圧通路１１の圧力をパイロット圧として作用させるようにしている。

次に、この実施形態における油圧制御装置の作用について説明する。
各スプールＳを切り換えるために、パイロット室４内にパイロット圧を発生させると、そのパイロット圧は、流路９を介して弁機構Ａに導かれる。そして、当該パイロット圧は、スリーブ１２に形成した連通路１２ａを介して、弁体１３の一方の側に作用する。したがって、このときのパイロット圧の作用で、弁体１３は、図面においてそれを上方へ移動させる力が作用する。ただし、弁体１３が上方に移動するためには、当該パイロット圧が最高圧通路１１側の圧力よりも高くなければならない。つまり、最高圧通路１１の圧力は、すべての弁体１３に対して背圧として作用することになるため、弁体１３を押し上げて最高圧通路１１に導かれるパイロット圧は、複数のパイロット室４のうちの最高圧ということになる。

具体的には、各パイロット室４に作用するパイロット圧のうち、最も高い圧力が弁体１３の一方の側に作用する弁機構Ａにおいては、当該パイロット圧によって、弁体１３が開弁するとともに、スリーブ１２に形成した連通路１２ａを連通させる。弁体１３が開弁すると、当該パイロット圧は、弁体１３と凹部１２ｂとの隙間、およびスリーブ１２先端に形成した切り欠き部１２ｃを介して最高圧通路１１に導かれる。
したがって、最高圧通路１１には、各パイロット室４に導かれるパイロット圧のうち最高圧が導かれることとなり、この最高圧が他の弁機構Ａの弁体１３に対して背圧として作用することとなる。
このように、他の弁機構Ａにおいては、弁体１３に対して最高圧が背圧として作用するので、この最高圧によって弁体１３は凹部１２ｂの底面に押し付けられて、連通路１２ａが遮断することとなる。
そして、最高圧通路１１に導かれたパイロット圧は、図示しないパイロットポートを介して取り出され、別の機器を制御するパイロット圧として利用される。

上記実施形態の油圧制御装置によれば、組み込み孔１０にスリーブ１２を組み込むだけで、弁体１３を、流路９と最高圧通路１１との連通過程から抜け出すことなく、しっかりと保持することができる。言い換えれば、スリーブ１２が弁体１３の抜け止め防止機能を有しているので、油路プレートＰを積層させる必要がない。
このように、油路プレートＰを積層させる必要がないので、装置全体が大型化することなく、各パイロット室４の最高圧を選択することができる。

なお、上記実施形態においては、バルブ本体Ｖの側面に油路プレートＰを固定するとともに、この油路プレートＰに弁機構Ａを組み込んだが、必ずしも油路プレートＰを設けなければならないわけではない。
別の実施形態としては、バルブ本体Ｖに最高圧通路１１と流路９とを形成し、これらの連通過程に弁機構Ａを組み込むようにしても構わない。このように弁機構Ａをバルブ本体Ｖに組み込めば、一層装置全体を小型化することができる。

また、さらに別の実施形態としては、上記複数のキャップを一体的に形成し、上記複数のキャップ３と油路プレートＰとを一体化するような構成にしても構わない。そして、一体化したキャップに、流路９と最高圧通路１１とを形成するとともに、これらの連通過程に上記弁機構Ａを組み込んでもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
なお、上記実施形態においては、一つのバルブ本体Ｖに複数のスプール孔１を形成したが、スプール孔１を形成した複数のバルブ本体Ｖを連続して設けてもよいこと当然である。
また、上記実施形態においては、全てのパイロット室４を最高圧通路１１に連通させたが、最高圧通路１１に連通しないパイロット室４を設けてもよいこと当然である。この発明の油圧制御装置においては、複数のパイロット室に作用するパイロット圧のうち最高圧を導くものであるため、少なくとも２つのパイロット室が最高圧通路１１に連通していればよい。

この実施形態における油圧制御装置の部分断面図である。 別の断面における部分断面図である。 この発明の弁機構を示す断面図である。 スリーブに保持した弁体を示す立体図である。

符号の説明

１ スプール孔
３ キャップ
４ パイロット室
１１ 最高圧通路
１２ スリーブ
１２ａ 連通路
１３ 弁体
Ａ 弁機構
Ｐ 油路プレート
Ｓ スプール
Ｖ バルブ本体

Claims (5)

1. 一または複数のバルブ本体と、このバルブ本体に形成した複数のスプール孔と、これら複数のスプール孔に摺動自在に組み込んだ複数のスプールと、上記バルブ本体の側面に設けるとともに、上記複数のスプール孔を塞ぐための複数のキャップと、これら複数のキャップに形成するとともに、上記スプールの端部を臨ませる複数のパイロット室と、これらパイロット室のうち全てもしくは複数に連通した最高圧通路と、この最高圧通路と上記各パイロット室との連通過程に設けた複数の弁機構とを備え、上記弁機構のそれぞれは、上記各パイロット室と上記最高圧通路とを連通する連通路を形成したスリーブと、このスリーブに組み込み、上記連通路を開閉する弁体とからなり、この弁体は円柱状の対向部を切り落とし、この切り落とした部分において上記スリーブの内周との間に隙間を保持する形状を備え、上記弁体の軸方向の一端面によって上記連通路を開閉する構成にし、さらに、上記スリーブの先端側開口を上記最高圧通路に連通させて、上記複数の弁機構を上記最高圧通路に並列に接続するとともに、各弁機構の上記弁体には、上記各パイロット室の圧力と上記最高圧通路の圧力とを対向して作用させ、上記パイロット室の圧力が上記最高圧通路の圧力より高くなったとき、上記弁体が開弁して上記パイロット室と上記最高圧通路とが上記連通路を介して連通し、上記各パイロット室の圧力のうち最高圧が選択される構成にした油圧制御装置。
2. 上記バルブ本体と上記複数のキャップとの間に油路プレートを介在させてなり、この油路プレートには、上記最高圧通路を形成するとともに、上記複数の弁機構を組み込んだ請求項１記載の油圧制御装置。
3. 上記バルブ本体に上記最高圧通路を形成するとともに、上記バルブ本体に上記複数の弁機構を組み込んだ請求項１記載の油圧制御装置。
4. 上記複数のキャップを一体に形成するとともに、この一体化した複数のキャップに上記最高圧通路を形成し、かつ、上記複数のキャップに上記複数の弁機構を組み込んだ請求項１記載の油圧制御装置。
5. 上記スリーブは、その先端側の開口外周に沿って複数の切欠き部を備え、この切欠き部を介して上記最高圧通路と上記スリーブ内とを連通させるとともに、上記弁体が開弁したとき、上記切欠きを介して上記最高圧通路と上記連通路とが連通する構成にした請求項１〜４のいずれか1に記載の油圧制御装置。

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