JP5950980B2

JP5950980B2 - 制御弁装置

Info

Publication number: JP5950980B2
Application number: JP2014227014A
Authority: JP
Inventors: 翔太水上; 明夫松浦
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2034-11-07
Also published as: JP2016089992A; KR20170052669A; CN107148518A; WO2016072333A1; US10415717B2; US20170350524A1; DE112015005067T5

Description

この発明は、スプール等がロックして、アクチュエータポートに接続したアクチュエータを作動させられなくなったとき、当該アクチュエータ内の作動流体をドレンポートに戻すための開閉弁を備えた制御弁装置に関する。

この種の制御弁装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが従来から知られている。この従来の制御弁装置は、バルブボディにサブブロックを別に設け、このサブブロックに前記開閉弁を設けていた。

前記のようにサブブロックに開閉弁を設ける従来の制御弁装置では、サブブロックを別に設けなければならないので、サブブロックの分だけ部品点数が多くなるとともに、制御弁装置全体が大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本出願人は、図２に示す制御弁装置を提案し、すでに実施している。
この従来の制御弁装置は、バルブボディｂに図示していないスプールを摺動自在に組み込むとともに、図示していないアクチュエータに接続したアクチュエータポート１を形成している。そして、前記スプールの移動位置に応じて、アクチュエータポート１を作動油の供給側に連通したり、あるいは戻り側に連通したりする構成にしている。

前記バルブボディｂには、開閉弁ｖを組み込む組込み孔２を形成している。この組込み孔２は前記アクチュエータポート１の開口側における前記バルブボディｂの面に開口させている。

そして、前記開閉弁ｖは、その弁本体３を組込み孔２に組み込み、この弁本体３には、ポペット部材４を軸線方向に移動可能に組み込んでいる。このポペット部材４は、そのポペット部４ａによって、バルブボディｂに直接形成されたシート部５を開閉するものである。

このようにしたポペット部材４は、弁本体３にネジ止めしたプラグ６で押さえられる。そして、プラグ６を締めることによって、前記ポペット部４ａがシート部５を閉じる。反対に、プラグ６を緩めることによって、ポペット部材４がシート部５から離れる方向に移動可能になる。

前記ポペット部材４のポペット部４ａは、バルブボディｂに直接形成したオリフィス７及び連通路８を介してアクチュエータポート１に連通している。また、オリフィス７からシート部５に流れる流れに対して、シート部５よりも下流になる位置にドレンポート９を形成している。
したがって、シート部５が開けば、アクチュエータポート１がオリフィス７を経由してドレンポート９に連通することになる。

なお、図中符号１０はプラグ６にはめた緊締ナットで、この緊締ナット１０を締め付けることによって、プラグ６の締付位置を保てるようにしている。

このようにした制御弁装置では、図示していないスプールが正常に動作しているときには、プラグ６を締めて、ポペット部材４のポペット部４ａでシート部５を閉じた状態に保つ。

もし、前記スプールがロックしたりして、例えば、パワーショベルのブームを上げた状態でバケットが高い位置で停止したときには、ブームシリンダに接続したアクチュエータポート１に連通する開閉弁ｖのプラグ６を緩める。プラグ６を緩めれば、前記ブームシリンダの負荷圧の作用で、ポペット部材４がシート部５から離れる方向に移動して当該シート部５を開く。

前記のようにシート部５が開けば、アクチュエータポート１は、連通路８、オリフィス７、シート部５を経由してドレンポート９に連通するので、前記ブームシリンダからの戻り流体は、オリフィス７で絞り抵抗が付与されつつドレンポート９からドレンされることになる。したがって、前記ブームシリンダは、オリフィス７の絞り抵抗の分、ゆっくりと収縮しながらバケットを所定位置まで降下させる。

特開２００９−２０９９９９号公報

前記のようにした従来の制御弁装置は、オリフィス７をバルブボディｂに直接形成してそれらを一体化しているので、例えば、バルブボディｂを変えずに、オリフィス７の径だけを変えたいようなときにも、バルブボディｂを取り換えなければならない。言い換えると、オリフィス径が異なるごとに、バルブボディｂを別々なものにしなければならない。

ところが、実際には、バルブボディｂを複数のアクチュエータに対して共通にしながら、アクチュエータの自重や容量等に応じてオリフィス７の径のみを変えなければならないことがある。しかし、従来の制御弁装置ではバルブボディｂを共通にしながらオリフィス径だけを変えることができないという問題があった。

また、いわゆる母機が異なるときに、それら機種間において共通のバルブボディｂを使用できるにもかかわらず、求められるオリフィス７の径が異なるというだけで、バルブボディｂ自体も変更しなければならないが、それはサプライヤー側にとって大きな負担になっていた。

この発明の目的は、バルブボディを共通にしながら、オリフィス径のみを変更できる制御弁装置を提供することである。

この発明は、例えば、スプール等がロックして、アクチュエータポートに接続したアクチュエータを作動させられなくなったとき、当該アクチュエータ内の作動流体をドレンポートに戻すための開閉弁を備えた制御弁装置に関する。
そして、第１の発明は、バルブボディに開閉弁を組み込むとともに、この開閉弁は、バルブボディに組み込んだシート部材と、このシート部材に形成したオリフィスと、シート部材のシート部を開閉するポペット部材とを備えている。

前記のようにした制御弁装置は、開閉弁を開いたときに前記アクチュエータポートをドレンポートに連通させる。このときシート部材に形成したオリフィスによって、ドレンポートに導かれる作動流体に絞り抵抗が付与され、アクチュエータの移動速度が規制される。

第２の発明は、バルブボディに、前記シート部材と、ポペット部材を移動可能に保持する弁本体とを組み込むとともに、前記弁本体に形成した段部とポペット部材に形成した環状凸部とが相まって、ポペット部材の抜け止め機構を構成にしている。
したがって、たとえプラグがバルブボディから抜けてしまったとしても、ポペット部材は前記抜け止め機構によって押さえられる。

第１の発明の制御弁装置によれば、開閉弁を構成するシート部材をバルブボディに組み込むとともに、このシート部材にオリフィスを形成したので、バルブボディに対してシート部材のみを取り換えることによって、オリフィス径を自由に選択できる。したがって、バルブボディを共通にしながら、開閉弁のオリフィス径を自由に変更でき、オリフィス径が異なるごとに、バルブボディを変更しなければならなかった従来の問題を解決できる。

第２の発明の制御弁装置によれば、ポペット部材は前記抜け止め機構によって押さえられているので、ポペット部材がバルブボディから抜けてしまうようなことがない。

この発明の実施形態の要部を示す部分断面図である。従来の制御弁装置の要部を示す部分断面図である。

図１はこの発明の実施形態を示すものであるが、図２に示した従来の制御弁装置と共通の構成要素については、同一符号を用いて説明する。
この実施形態において、バルブボディＢに図示していないスプールを摺動自在に組み込むとともに、図示していないアクチュエータに接続したアクチュエータポート１を形成している。そして、前記スプールの移動位置に応じて、アクチュエータポート１を作動流体の供給側に連通したり、あるいは戻り側に連通したりする構成にしている。

そして、前記開閉弁Ｖは、弁本体１１と、この弁本体１１に軸線方向に移動可能に組み込んだポペット部材１２と、シート部材１３とからなる。
前記弁本体１１は、バルブボディＢに対してネジ１４で止められるとともに、この弁本体１１と組込み孔２の底部２ａとの間で、シート部材１３が挟持されている。

また、弁本体１１に移動可能に組み込まれたポペット部材１２は、その先端に形成したポペット部１２ａで、シート部材１３に形成したシート部１３ａを開閉する構成にしている。このようにしたポペット部材１２は、ポペット部１２ａとは反対側に小径部１２ｂを形成し、この小径部１２ｂを弁本体１１に形成した小穴１５から外方に突出させている。
そして、前記小径部１２ｂの突出端を、弁本体１１にネジ止めしたプラグ１６で押さえるようにしている。

さらに、前記ポペット部材１２であって小径部１２ｂの根元に環状凸部１２ｃを形成し、前記小穴１５の開口部分に段部１７を形成し、これら環状凸部１２ｃと段部１７とが相まって、抜け止め機構を構成している。この抜け止め機構は、ポペット部材１２が弁本体１１から抜けて、作動流体が外部に流出するのを防止している。また、前記ポペット部材１２は、前記シート部１３ａと段部１７との間でのみ移動可能にしている。

前記のようにした開閉弁Ｖにおけるシート部材１３にはオリフィス１８を形成し、このオリフィス１８及びシート部１３ａを介して、連通路８とドレンポート９とが連通する構成にしている。
なお、図中符号１９はポペット部材１２の周囲に巻き付けたシール部材である。

前記のようにした開閉弁ＶをバルブボディＢに組み込むには、次のようにする。
先ず、弁本体１１にポペット部材１２をあらかじめ挿入して、その小径部１２ｂを小穴１５に貫通させておく。なお、このときにはシール部材１９のフリクションによって、当該ポペット部材１２が弁本体１１から抜け落ちないようにしている。

また、組込み孔２には、シート部材１３を挿入してそれを底部２ａに密着させる。そして、ポペット部材１２をあらかじめ組み付けた状態で弁本体１１を回転させながら組込み孔２に挿入してネジ１４を締め付ける。

そして、弁本体１１の大径部１１ａがバルブボディＢの表面に接触したとき、前記環状凸部１２ｃと段部１７との間にすき間が形成されるようにしている。言い換えると、ポペット部材１２がシート部１３ａと段部１７との間で移動可能に保持される。
この状態でプラグ１６を締め付ければ、ポペット部材１２のポペット部１２ａがシート部１３ａに圧接してそれを閉じることになる。

次にこの実施形態の作用を説明する。
前記スプールが正常に動作可能のときには、プラグ１６を締めてポペット部１２ａでシート部１３ａを閉じた状態に保つ。
もし、前記スプールがロックしたりして、例えば、パワーショベルのブームを上げた状態でバケットが高い位置で停止したときには、ブームシリンダに接続したアクチュエータポート１に連通する開閉弁Ｖのプラグ１６を緩める。プラグ１６を緩めれば、前記ブームシリンダの負荷圧の作用で、ポペット部材１２は、環状凸部１２ｃが段部１７に突き当たるまで移動し、シート部１３ａを開く。

前記のようにシート部１３ａが開けば、アクチュエータポート１は、連通路８、オリフィス１８、シート部１３ａを経由してドレンポート９に連通するので、前記ブームシリンダからの戻り流体は、オリフィス１８で絞り抵抗が付与されつつドレンポート９からドレンされることになる。
したがって、前記ブームシリンダは、オリフィス１８の絞り抵抗の分、ゆっくりと収縮しながらバケットを所定位置まで降下させる。

このようにした制御弁装置によれば、バルブボディＢに対して、オリフィス１８を形成したシート部材１３を自由に選択できるので、例えば、バルブボディＢを共通にしながら、シート部材１３とともにオリフィス１８を自由に選択できる。
また、抜け止め機構を設けたので、ポペット部材１２がバルブボディＢから抜け出て、作動流体が外部に噴出する憂いもなくなる。
なお、この発明における作動流体の概念には、作動油、水、気体等が含まれる。

パワーショベルなどの建設機械で、例えば、ブームを上げた状態でブームを制御する制御弁のスプールがロックしたとき、ブームを下げてバケットを強制的に地上に下ろす装置として最適である。

Ｂバルブボディ、１アクチュエータポート、Ｖ開閉弁、９ドレンポート、
１１弁本体、１２ポペット部材、１２ａポペット部、１２ｃ抜け止め機構を構成する環状凸部、１３シート部材、１７抜け止め機構を構成する段部、１８シール部材

Claims

アクチュエータに接続されるアクチュエータポートが形成されるバルブボディを有する制御弁装置であって、
前記バルブボディに形成され、前記アクチュエータポートとドレンポートとを連通する連通路と、
前記連通路と前記ドレンポートとの間に設けられる開閉弁とを備え、
前記開閉弁は、
前記バルブボディに組み込んだシート部材と、
前記シート部材に設けたオリフィスと、
前記シート部材のシート部を開閉するポペット部材と
を備えた制御弁装置。
前記開閉弁は、
前記ポペット部材を移動可能に保持する弁本体と、
前記弁本体に形成される段部と、
前記ポペット部材に形成される環状凸部とをさらに備え、
前記環状凸部と前記段部とにより抜止め機構を構成する
請求項１に記載の制御弁装置。