WO2006064927A1

WO2006064927A1 - 多信号圧感応メカニズム

Info

Publication number: WO2006064927A1
Application number: PCT/JP2005/023194
Authority: WO
Inventors: Kenji Suzuki; Takafumi Akutagawa; Hiroaki Kuboi
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2007-06-14
Also published as: JP2006170282A

Abstract

スプール (30) の背面にパイロット圧を及ぼす第 1 の信号圧室 (51) を設ける。スプール (30) を推進可能な第 1 のピストン (42) と、第 1 のピストン (42) にパイロット圧を及ぼす第 2 の信号圧室 (52) を備える。さらに、第 1 のピストン (42) を推進可能な第 2 のピストン (43) と、第 2 のピストン (43) にパイロット圧を及ぼす第 3 の信号圧室 (53) を備える。第 1- 第 3 の信号圧室 (51-53) のひとつまたは複数にパイロット圧が供給されることで、スプール (30) が変位するので、複数系統のパイロット圧に応動するスプールバルブを簡易な構成で実現できる。

Description

一卜明細睿

多信号圧感応メカニズム

発明の所属分野

この発明は、例えばパイ口ット圧力感応式バルブを複数系統のパイロット圧により操作する多信号圧感応メカニズムに関する。

発明の背景

ある種の建設機械は、複数箇所に設けたリモートコントロール弁からのパイロット圧力で操作されるァクチユエータを備えている。ァクチユエータは、例えば複数系統からの信号圧力に応動する方向切換弁を介して、ァクチユエ一タへの作動油の供給とァクチユエータからの作動油の排出とを行なうことで作動する。方向切換弁は、複数の信号入力ポートに入力される信号圧力のうち最大の信号圧力をパイ口ット圧力として選択し、選択したパイロット圧力に応じてバルブポジションを切り換える。

日本国特許庁が 1988年に発行した JPH10-1 10838A号は、複数の信号圧力のうち最大の信号圧力をパイ口ット圧力として抽出する目的に適用可能な高圧選択弁あるいはシャトル弁を提案している。このバルブのもとでは、パイロット圧に相当する信号圧力がどのポートに入力した場合でも、その信号圧力を確実にパイロット圧として取り出すことができる。

発明の開示従来技術は、ふたつの信号圧力差に応動するバルブユニットによって、高い方の信号圧力を採用するプロセスを複数段階に組み合わせるすることで、信号圧力のうち最も高い圧力をパイロット圧力として抽出している。そのため、信号圧力の数が増えるとバルブユニットの組み合わせの階層数が増え、バルブの構成力複雑化し、バルブの製造コス卜が高くなる。

この発明の目的は、したがって、複数系統の信号圧力に対応可能な多信号圧感応メ力二ズムを簡易な構成のもとで提供することである。

この目的を達成するために、この発明は複数系統の信号圧力に応動して被駆動体を軸方向に駆動する多信号圧感応メカニズムにおいて、被駆動体に軸方向の推力を及ぼす第 1 の信号圧室と、軸方向の推力と逆向きに被駆動体を付勢するスプリングと、被駆動体を軸方向に推進可能なピストンと、ピストンを介して被駆動体に軸方向の推力を及ぼす第 2の信号圧室と、を備えている。

この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以降の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。図面の簡単な説明

FIG. 1 はこの発明によるパイロット圧力感応式方向切換弁を適用した回転台座駆動装置の油圧回路図である。

FIG.2はパイ口ット圧力感応式方向切換弁の縦断面図である。

FIGS.3A-3C は異なる系統から入力される信号圧力のもとでのパイロット圧力感応式方向切換弁の動作状況を説明する、パイロット圧力感応式方向切換弁の縦断面図である。好ましい実施例の説明図面の FIG.1 を参照すると、パワーショベル等の建設機械に搭載する旋回装置は、油圧モータ 2に駆動され、油圧解除式ブレーキ 3に制動される旋回台座 9を備える。油圧モータ 2 と油圧解除式ブレーキ 3 は単一のモータ/ ブレーキュニット 1 として旋回装置に組み込まれる。油圧モータ 2 と旋回台座 9 は図示されないギアメカニズムを介して結合する。

油圧モータ 2 は一対のポートを備え、これらのポートに油圧モータ駆動回路 4 が接続される。油圧モータ 2 は油圧モータ駆動回路 4 による作動油の供給と排出の方向に応じて、対応する向きに回転する。油圧モータ駆動回路 4は正転用と逆転用のふたつの高圧通路 14Aと 14B とひとつの低圧通路 7 とを備える。

低圧通路 7は高圧通路 14A.14Bにそれぞれチヱック弁 6を介して接続される。これらのチヱック弁 6は低圧通路 7から高圧通路 1 A.14Bに向けての作動油の流れを許容し、作動油の逆向きの流れを阻止する。

高圧通路 1 A，14Bは低圧通路 7にそれぞれパイ口ット圧感応式リリーフ弁 5 を介して接続される。高圧通路 14A と低圧通路 7 を接続するパイロット圧感応式リリーフ弁 5は高圧通路 14B の高圧に応じて開き、高圧通路 14Aから低圧通路 7 への作動油の流出を許容する。高圧通路 14B と低圧通路 7 を接続するパイロット圧感応式リリーフ弁 5 は高圧通路 14Aの高圧に応じて開き、高圧通路 14Bから低圧通路 7 への作動油の流出を許容する。このようなパイロット圧感応式リリーフ弁 5 とチエツク弁 6 を用いた油圧モータ駆動回路 4 の構成には、キヤビテーシヨンの防止が考慮されている。

油圧解除式ブレーキ 3は、ビストンを介してスプリング 3Cに付勢されたブレーキ部材により旋回台座 9 を常時制動状態に保持し、スプールバルブで構成されたパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 から制動解除圧力室 3B に供給される油圧がスプリング 3C に抗してピストン 3A をブレーキ部材とともに後退させることで旋回台座 9 を制動状態から解放する。スプリング 3C を収装するスプリング室 3D は常時ドレ一ン通路 13に解放されている。

パイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 は油圧解除式ブレーキ 3 の制動解除圧力室 3Bにドレーン通路 13を接続するセクション A と、油圧解除式ブレーキ 3の制動解除圧力室 3Bにブレーキ解除圧力供給通路 12を接続するセクション B とを備える。パイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 は常時においてはスプリングによりセクション A に保持され、パイロット圧力の供給により、スプリングに抗してセクション B に切り換えられる。

建設機械はパイ口ット圧力の生成機能を有する複数のリモートコントロール弁を搭載している。各リモートコントロール弁が生成したパイ口ット圧力は個別にパイ口ット圧力感応式方向切換弁 1 1 に入力する。

次に FIG.2を参照してパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1の構造を説明する。パイ口ット圧力感応式方向切換弁 11は、被駆動体としてのスプール 30と、スプール 30 を駆動する多信号圧感応メカニズム 40 と、スプール 30 と多信号圧感応メカニズム 40 とを収装するハウジング 20 と、を備える。

スプール 30 はハウジング 20の内部に形成したシリンダ 21 内に摺動自由に収装される。多信号圧感応メカニズム 40 はスプール 30 と直列にシリンダ 21 内に摺動自由に収装された第 1のピストン 42 と第 2のピストン 43を備える。

ハゥジング 20にはスプール 30を付勢するスプリング 35がビストン 42 と 43の反対側に形成されたスプリング室 25 に収装される。スプリング室 25 はハウジング 20に螺合するプラグ 36 によって閉じられる。プラグ 36はスプリング 35を支持するとともに、スプール 30 に当接することで、スプール 30 の図の左方向への一定以上の変位を規制するストツバとしても機能する。

プラグ 36 と反対側において、シリンダ 21 はハウジング 20に螺合するプラグ 37 に閉鎖される。プラグ 37は第 2のピストン 43に当接することで、第 2のピストン 43 と第 1 のピストン 42を介してスプール 30の図の右方向への一定以上の変位を規制するストッパとしても機能する。プラグ 36 と 37 がクレームされたストッパを構成する。

ビストン 42 と 43は同一の仕様に形成され、それぞれ両端に小径部 45 と 46を備える。スプール 30に隣接する第 1 のビストン 42の小径部 45 と周囲のハウジング 20 との間には第 1 の圧力室 51力形成される。隣接する第 1 のビストン 42の小径部 46 と第 2のピストン 43の小径部 45及び周囲のハウジング 20 との間に第 2の圧力室 52力形成される。第 2のピストン 43の小径部 46 と周囲のハウジング 20 とブラグ 37に囲まれた領域には第 3の圧力室 53力形成される。

ハウジング 20にはスプリング室 25に臨む低圧ポート 24力形成される。低圧ポ一ト 24はドレ一ン通路 13に接続される。ハウジング 20にはスプール 30の側面に臨む高圧ポート 22 と出力ポート 23 力形成される。高圧ポート 22 はブレーキ解除圧力供給通路 12に接続される。出力ポート 23は制動解除圧力室 3Βに接続される。スプール 30が図の最も右寄りに変位し、ビストン 42 を介してピストン 43 をプラグ 37 に押し付けた状態が、 FIG.1 においてパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 がセクション Αに保持された状態に相当する。一方、スプール 30が図の最も左寄りに変異し、スプール 30の端部がプラグ 36 に当接した状態が、 FIG.1 においてパイロット圧力感応式方向切換弁 11がセクション Bに保持された状態に相当する。

スプール 30は環状溝 31 と 34、環状隙間 32及びォリフィス 33 を備える。環状溝 31 はパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 力セクション Aに保持されている場合に、出力ポート 23を環状溝 32 とオリフィス 33を介してスプリング室 25に連通する。パイロット圧力感応式方向切換弁 11がセクション Bに保持されている場合には、環状溝 31 と出力ポート 23の連通は遮断される。

環状溝 34はパイ口ット圧力感応式方向切換弁 1 1がセクション Aに保持されている場合には高圧ポート 22を閉ざし、パイロット圧力感応式方向切換弁 11 がセクション Bに保持されている場合には高圧ポート 22を出力ポート 23に連通する。

ハウジング 20には、圧力室 53に開口する第 1の信号圧ポート 26、圧力室 52に開口する第 2の信号圧ポート 27、及び圧力室 51 に開口する第 3の信号圧ポート 28 がそれぞれ形成される。これらの信号圧ポート 2628は、建設機械が備える、パイロット圧生成機能を有する複数のリモートコントロール弁に接続される。

次にパイ口ット圧力感応式方向切換弁 11の動作について説明する。

信号圧ポート 51-53 のいずれもが低圧の場合には、 FIG.2 に示すように、スプリング 35 に押圧されたスプール 30 は図の最も右寄りに位置し、ピストン 42 を介してビストン 43 をプラグ 37 に押し付けている。この状態がパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 がセクション A に保持された状態に相当する。この状態では高圧ポート 22に連通する環状溝 34は出力ポート 23から遮断されている。

一方、出力ポート 31 は環状溝 31、環状隙間 32、オリフィス 44、スプリング室 25及び低圧ポ一ト 24を介してドレ一ン通路 13に連通している。

この状態から、第 1 の信号圧ポート 26のみにパイロット圧が供給されると、多信号圧感応メカニズム 40の第 1 の圧力室 51 の圧力が上昇する。 FIG.3A に示すようにこの上昇圧力は、第 1のピストン 42を介して第 2のピストン 43をプラグ 37に押し付ける一方、スプリング 35 に抗してスプール 30 を図の左側へと、プラグ 36 に当接するまで変位させる。その結果、環状溝 34が高圧ポート 22を出力ポート 23 に連通する。一方、低圧ポート 24 に連通する環状溝 31 は閉鎖され、ドレーン通路 13 と制動解除圧力室 3B との接続も遮断される。このようにして、パイロット圧力感応式方向切換弁 11はセクション Bに切り換えられる。

FIG.2に示す状態から、第 2の信号圧ポ一ト 27のみにパイ口ット圧が供給されると、多信号圧感応メカニズム 40の第 2の圧力室 52の圧力が上昇する。 FIG.3Bに示すようにこの上昇圧力は、第 2のピストン 43をプラグ 37に押し付ける一方、第 1のビストン 41を介してスプール 30を図の左側へとスプリング 35に抗して押圧し、スプール 30 をプラグ 36 に当接するまで変異させる。その結果、環状溝 34が高圧ポート 22を出力ポート 23に連通する。一方、低圧ポ一ト 24 に連通する環状溝 31 は閉鎖され、ドレーン通路 13 と制動解除圧力室 3B との接続は遮断される。このようにして、パイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 はセクション Bに切り換えられる。

FIG.2に示す状態から、第 3の信号圧ポート 28のみにパイ口ット圧が供給されると、多信号圧感応メカニズム 40の第 3の圧力室 53の圧力が上昇する。 FIG.3C に示すようにこの上昇圧力は、第 2のビストン 43 と第 1のビストン 41を介してスプール 30を図の左側へとスプリング 35に抗して押圧し、スブール 30をブラグ 36に当接するまで変位させる。その結果、環状溝 34が高圧ポート 22 を出力ポート 23 に連通する。一方、低圧ポート 24に連通する環状溝 31 は閉鎖され、ドレーン通路 13 と制動解除圧力室 3B との接続は遮断される。このようにして、パイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 はセクション Bに切り換えられる。

FIG.2 に示す状態から、複数の信号圧ポートにパイロット圧力が供給される場合も同様にして、スプール 30がスプリング 35 に抗して図の左側へと、プラグ 36 に当接するまで変位する。

その場合には、 3つの信号圧力ポート 26-28 のうち、第 1 の信号圧力ポート 26 に導かれるパイロット圧力が最も高いと、 FIG.3A に示すようにスプール 30 が変位し、第 2の信号圧力ポート 27に導かれるパイロット圧力が最も高いと、 FIG.3B に示すように第 1 のピストン 42 とスプール 30が変位し、第 3の信号圧力ポート 28 に導かれるパイロット圧力が最も高いと、 FIG.3Cに示すように、第 1のピストン 41 、第 2のピストン 43及びスプール 30が変位する。いずれの場合もパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 はセクション Bに切り換えられる。

セクション Bのパイロット圧力感応式方向切換弁 11 は、すべての信号圧力ポート 26-28が低圧となった場合にのみセクション Aに切り換えられる。

このようにして、パイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 は複数系統から供給されるパイロット圧力のひとつ.または複数が上昇することで、セクション Aからセクション B に切り換えられる。言い換えれば、建設機械の複数のリモートコントロール弁のいずれかが操作されると、油圧解除式ブレーキ 3 が解放され、油圧モータ 2 による旋回台座 9の旋回操作が可能となる。

この発明によれば、ふたつの圧力のうち高い方を採用するプロセスを繰り返す従来の高圧選択弁ゃシャトル弁と比較して、簡易な構成でパイロット圧力感応式方向切換弁を構成することが可能である。

以上の説明に関して、 2004年 12 月 14 日を出願日とする日本国における特願 2004-361301号、の内容をここに引用により合体する。

以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさよざまな修正あるレ ^は変更を加えることが可能である。

すなわち、例えば以上の実施例では、多信号圧感応メカニズム 40は 3系統のパイロット圧力を対象している力ピストンの数とポートの数を増やすことで、さらに多くの数のパイ口ット圧力を対象とすることができる。あるいは、第 2 のビストン 43 と第 2の信号圧ポート 27を省略することで、 2系統のパイロット圧を対象とすることも可能である。

以上の実施例では、多信号圧感応メカニズム 40 をパイロット圧力感応式方向切換弁 1 1 に適用している力この発明による多信号圧感応メカニズムはバルブの切り換え操作に限らず、複数系統のパイロット圧力に応動する流体ァクチユエータ全般に適用可能である。産業上の利用分野以上説明したように、この発明により、複数系統のパイロット圧力に対応した反応メカニズムを簡易な構成のもとで実現することができる。この発明は、したがって、複数系統のパイ口ット圧力で作動するァクチユエ一夕を使用する建設機械への適用において特に好ましい効果をもたらす。

この発明の実施例が包含する排他的性質あるは特長は以下のようにクレームされる。

Claims

請求の範囲

1. 複数系統の信号圧に応動して被駆動体（30)を軸方向に駆動する多信号圧感応メカニズム（40)において：

被駆動体 0)に軸方向の推力を及ぼす第 1の信号圧室（51) と；

軸方向の推力と逆向きに被駆動体（30)を付勢するスプリング（35) と；

被駆動体（30)を軸方向に推進可能なビストン（42) と；

ピストン（42)を介して被駆動体（30) に軸方向の推力を及ぼす第 2の信号圧室（52) と；

を備える。

2. クレーム 1 の多信号圧感応メカニズム（40) において、被駆動体 0) はスプールバルブ（11)のスプールで構成される。

3. クレーム 2の多信号圧感応メカニズム（40)において、第 1の信号圧室（51)はスプール（30) とピストン（42)の間に形成される。

4. クレーム 3の多信号圧感応メカニズム（40) において、スプール（30) はシリンダ (21)に摺動自由に収裝され、第 2の信号圧室（52)はビストン（42)の端部に形成された小径部（46) とシリンダ（21) との間に形成される。

5. クレーム 2の多信号圧感応メカニズム（40)において、スプールバルブ（11) はスプール（30) の変位位置に応じて、出力ポート（23) を高圧ポート（22) と低圧ポート (24) とに選択的に接続する方向切換弁で構成される。

6. クレーム 1の多信号圧感応メカニズム（40) において、ビストン（⁴2)を軸方向に推進可能な第 2のピストン（43) と、第 2のピストン（43) を介して第 1 のピストン (32)に軸方向の推力を及ぼす第 3の信号圧室（53) と、をさらに備える。

7. クレーム 1 の多信号圧感応メカニズム（40) において、ビストン（42) の一定以上の変位を規制する規制部材（36， 37)をさらに備える。