(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、本体に移動自在に挿入されるスプールとを有し、スプール端部に臨むパイロット室の圧力によってスプールを軸線方向に移動させるコントロール弁において、
スプールのいずれか一方の端部に対向して前記本体に取り付けられ、内ねじが形成されるカバーと、
該カバーに取り付けられるストッパであって、前記ストッパにはカバーの前記内ねじに螺着される外ねじが形成され、このストッパを螺進および螺退させることで、スプールの軸線方向に沿ってスプール端部に近づく方向に前進、およびスプール端部から遠ざかる方向に後退移動可能で、所定の位置まで前記前進させたとき前記カバーに係止され、該カバーに対して位置決めされるストッパと、
前記ストッパに設けられ、スプールの最大ストロークを規定し、最大ストロークを調整可能なストローク規定手段とを有し、
前記本体にはドレン通路が形成され、
ストッパを前記後退させ、スプールを、最大ストロークを越えて移動させたとき、パイロット室とドレン通路とを連通させる連通部が、前記スプールに形成されることを特徴とするコントロール弁。
【請求項２】
ストッパは、このストッパを前記前進させたとき、前記所定の位置で前記カバーに係止して該カバーに対して位置決めされる突出部を有することを特徴とする請求項１記載のコントロール弁。
【請求項３】
前記ストローク規定手段は、
前記スプール端部に近づく方向および遠ざかる方向に移動可能で、前記スプール端部に当接してスプールの最大ストロークを規定するストッパ部材と、
ストッパに螺着されるねじ部と、
ねじ部に螺着され、ねじ部をストッパに対して固定するナットとを有し、
ストッパの前記外ねじは、カバーよりも前記スプール端部から遠ざかる方向に突出し、
この突出した前記外ねじの部分に螺着されてカバーに当接するロックナットが設けられることを特徴とする請求項１または２記載のコントロール弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械または産業機械に用いられる油圧アクチュエータをコントロールするコントロール弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの建設機械には、油圧シリンダなどの油圧アクチュエータを有する。油圧アクチュエータはコントロール弁によってコントロールされる。コントロール弁は、スプールを有し、スプールを移動させることで、作動油の方向および流量を切り換えてアクチュエータの動作を制御する。
【０００３】
図５は、従来のコントロール弁１の一部を示す断面図である。コントロール弁１は、本体２と、本体２に移動自在に挿入されるスプール３とを有する。スプール３の端部には、パイロット室４が設けられる。このパイロット室４には、中立復帰用のスプリング６が設けられる。パイロット室４は、パイロット管路５を介して操作者が操作するパイロット弁（図示せず）に接続される。このコントロール弁１の反対側の端部には、同様のパイロット室４’，スプリング６’が設けられる（いずれも図示せず）。
【０００４】
操作者がパイロット弁を操作し、パイロット室４に圧油を供給すると、スプリング６’のバネ力に抗してスプール３は、一方（図５の左方）に移動し、たとえば油圧シリンダが伸長する。逆に、パイロット室４をドレンに連通させ、パイロット室４’に圧油を供給すると、スプリング６のバネ力に抗してスプール３は他方（図５の右方）に移動して、油圧シリンダが収縮する。このようにして、油圧シリンダなどの油圧アクチュエータをコントロールすることができる。
【０００５】
コントロール弁１は、たとえば油圧ショベルなどの機械本体に取り付けられるが、コントロール弁１を取り付け配管した段階では、パイロット室４および４’には空気が入っているので、エア抜きを行う必要がある。
【０００６】
このようなエア抜きは、コントロール弁を取り付けたときだけに限らず、長期間運転停止した場合の油漏れなどによってパイロット室へエアが混入した場合にも実施する必要がある。
【０００７】
コントロール弁１の本体２には、タンクに通じるドレン通路７が形成され、スプール３の端部には、凹所８が形成されている。パイロット室４’に圧油を供給してスプール３を他方側（図５の右方）に移動させ、凹所８がパイロット室４とドレン通路７とを連通させることにより、パイロット室内の空気がドレン通路７から排出され、エア抜きが行われる。このような、凹所を有するスプールを用いるコントロール弁の従来技術として、たとえば特公平５−３１０３７号公報がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５の構造では、エア抜きは、エア抜きをしない側のパイロット室に圧油を供給し、エア抜きをする側のパイロット室に圧油を供給しない状態で行う。すなわちパイロット室が大気圧の状態でエア抜きを実施するので、圧油を供給してエア抜きする場合に比べ、エア抜き効果が小さいという問題がある。
【０００９】
また、他の従来技術として、パイロット室とドレン室との間にオリフィスまたは隙間などを設けて連通させる方式があったが、この方式では、エア抜きをする必要がなくなった場合でさえ、パイロット室に圧油を供給すると必ず、上記通路が連通されるため、パイロット室から圧油が流出されるため、エネルギーの消費をもたらし、さらにはパイロット室の圧力の低下をもたらすことがあった。
【００１０】
本発明の目的は、必要なときのみドレンとパイロット室とを連通させてエア抜きを行い、エア抜き後、正確に元の最大ストロークを再現でき、さらに従来よりもエア抜き効果を大きくすることができるコントロール弁を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本体と、本体に移動自在に挿入されるスプールとを有し、スプール端部１２ａ，１２ｂに臨むパイロット室２０，２５の圧力によってスプールを軸線方向に移動させるコントロール弁において、
スプールのいずれか一方の端部に対向して前記本体に取り付けられ、内ねじが形成されるカバー１３，１４と、
該カバーに取り付けられるストッパ３０，３０Ａであって、前記ストッパにはカバーの前記内ねじに螺着される外ねじが形成され、このストッパを螺進および螺退させることで、スプールの軸線方向に沿ってスプール端部に近づく方向に前進、およびスプール端部から遠ざかる方向に後退移動可能で、所定の位置まで前記前進させたとき前記カバーに係止され、該カバーに対して位置決めされるストッパ３０，３０Ａと、
前記ストッパに設けられ、スプールの最大ストロークを規定し、最大ストロークを調整可能なストローク規定手段とを有し、
前記本体にはドレン通路４６，４６Ａが形成され、
ストッパを前記後退させ、スプールを、最大ストロークを越えて移動させたとき、パイロット室２０，２５とドレン通路４６，４６Ａとを連通させる連通部４７，４７Ａが、前記スプールに形成されることを特徴とするコントロール弁である。
【００１２】
また本発明は、ストッパは、このストッパを前記前進させたとき、前記所定の位置で前記カバーに係止して該カバーに対して位置決めされる突出部３７，３７Ａを有することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記ストローク規定手段は、
前記スプール端部に近づく方向および遠ざかる方向に移動可能で、前記スプール端部１２ａ，１２ｂに当接してスプールの最大ストロークを規定するストッパ部材４５，４５Ａと、
ストッパ３０，３０Ａに螺着されるねじ部３２，３２Ａと、
ねじ部に螺着され、ねじ部をストッパに対して固定するナット３３，３３Ａとを有し、
ストッパの前記外ねじは、カバーよりも前記スプール端部から遠ざかる方向（後述の図１〜図４の左方および右方）に突出し、
この突出した前記外ねじの部分に螺着されてカバーに当接するロックナット３８，３８Ａが設けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、ストローク規定手段は、本体に取り付けられるカバーに螺着されるストッパに取り付けられる。ストッパは、所定の位置に係止されて本体に対して位置決めされている。ストローク規定手段は、調整可能であって、最大ストロークは工場で調整されて出荷される。
【００１６】
エア抜きを行うときは、ストローク規定手段のボルトを緩めるのでなく、ストッパを緩めて後退させ、スプールが最大ストロークを越えて移動できるようにする。そして、パイロット室とドレン通路とが連通するまでスプールを移動させ、パイロット室に圧油を送ることで、パイロット室内の空気を圧油とともにドレン通路から排出することができる。
【００１７】
エア抜き後、再び、ストッパを締め込む。このとき、ストッパが係止されるまで締めこむことで、ストッパを容易に元の位置に戻すことができる。ストローク規定手段の位置は変更していないので、ストッパを元の位置に戻すことによって、正確な最大ストロークが再現される。
【００１８】
このように、本発明では図５で説明した従来技術と異なり、エア抜きを行う側のパイロット室に圧油を供給してエア抜きを行うので、従来技術にくらべてエア抜き効果を大きくすることができる。
【００１９】
また、エア抜きは、最大ストロークを超えてスプールを移動させて行うので、エア抜きを行わない通常使用時には、パイロット室とドレンとが連通することはなく、パイロット室からの圧油の流出やパイロット室の圧力低下が生じない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態であるコントロール弁１０の構成を示す断面図である。コントロール弁１０は、たとえば油圧ショベルまたはホイールローダなどの建設機械、または一般産業機械に用いられる油圧シリンダなどのアクチュエータを制御するものである。
【００２１】
コントロール弁１０は、スプール孔１５を有するバルブケーシング１１、スプール孔１５に移動自在に挿入されるスプール１２、スプール孔１５の一方（図１の左方）の開口を塞ぐスプールカバー１３、およびスプール孔１５の他方の開口を塞ぎ、スプリング１６を有するスプリングカバー１４を有する。このうち、バルブケーシング１１、スプールカバー１３およびスプリングカバー１４をコントロール弁１０の本体とする。
【００２２】
スプール１２は、スプール孔１５内で、軸線Ｌに沿って移動自在に設けられる。一方側の端部１２ａは、バルブケーシング１１の一方側の壁面１１ａから突出して配置され、他方側端部１２ｂは、バルブケーシング１１の他方側の壁面１１ｂから突出し、スプール孔１５の開口を塞いでいる。
【００２３】
スプリングカバー１４は、バルブケーシング１１の他方側（図１の右方）にボルトによって固定される。スプリングカバー１４は、凹所を有し、この凹所でスプール１２の他端部１２ｂを覆うようにしてバルブケーシング１１に固定される。スプリングカバー１４には、前記凹所に連通するパイロットポート２１が形成され、前記凹所は、パイロット室２０として機能する。スプール１２の他端部１２ｂには、ボルト２２が固定され、このボルト２２の頭部には、バネ受け２３が装着され、このバネ受け２３および前記スプリングカバー１４の凹所によってスプリング１６が受けられる。パイロット室２０内の油圧は、スプール１２を一方（図１の左方）に移動させる力となり、スプリング１６は、スプール１２が移動したとき、スプール１２を中立位置に戻す方向にバネ力を作用させる。
【００２４】
スプールカバー１３は、バルブケーシング１１の一方側（図１の左方）にボルトによって固定される。スプールカバー１３にも凹所２５が形成され、この凹所２５でスプール１２の一端部１２ａを覆うようにスプールカバー１３は固定される。スプールカバー１３には、前記凹所２５に連通するパイロットポート２６が形成され、凹所２５は、パイロット室２５として機能する。
【００２５】
コントロール弁１０は、油圧管路によって、油圧ポンプ、タンク、および油圧シリンダなどのアクチュエータに接続され、スプール１２を移動させることによってアクチュエータへの作動油の方向を切り換える。たとえば、スプール１２が中立位置にあるときは、油圧シリンダと、ポンプおよびタンクとの連通が遮断されて油圧シリンダが停止しており、スプール１２を一方側（図１の左方）に移動させることで、油圧シリンダの一端側と油圧ポンプとを連通させ、油圧シリンダの他端側とタンクとを連通させて油圧シリンダの一方側から作動油を供給して油圧シリンダを伸長させる。逆に、スプール１２を他方（図１の右方）に移動させると、油圧シリンダの一端側とタンクとが連通し、油圧シリンダの他端と油圧ポンプとが連通して油圧シリンダが収縮する。
【００２６】
このようなスプール１２の移動制御は、パイロット室２０，２５のパイロット圧を制御するパイロット弁によって行われる。パイロット弁は、操作者が操作する弁であり、パイロット弁を操作することで、アクチュエータを遠隔制御することができる。
【００２７】
パイロット弁は、パイロット圧用のポンプとタンクとに接続されており、操作者がパイロット弁を一方に操作すると、パイロット室２０とパイロット圧用ポンプとが連通し、パイロット室２５とタンクとが連通する。パイロット室２０内の圧力が高くなり、スプリング１６のバネ力に抗してスプール１２が一方に移動する。これによって、コントロール弁１０のポンプポートとシリンダポートの一方が連通し、油圧シリンダは伸長する。パイロット弁を他方に操作すると、パイロット室２５内の圧力が高くなり、スプリング１６のバネ力に抗してスプール１２は他方側に移動する。これによって、コントロール弁のポンプポートとシリンダポートの他方とが連通し、油圧シリンダは収縮する。
【００２８】
スプールカバー１３には、貫通孔２９が形成され、この貫通孔２９にストッパ３０が螺着される。貫通孔２９は、スプール１２の軸線Ｌを中心軸線として形成され、段差を有する。つまり、内側（図１の右方）の孔が小径であり、外側（図１の左方）の孔が大径であり、連結部に段差３４が形成される。貫通孔２９の外側の孔に内ねじが形成される。
【００２９】
ストッパ３０は、この貫通孔２９に装着され、内側（図１の右方）が、貫通孔２９の小径側にはまり込む小径部３５となり、外側が大径部３６となり、この大径部３６に外ねじが形成され、貫通孔２９の内ねじに螺着される。そして、小径部３５と大径部３６との連結部には、半径方向外方に突出する環状の突出部３７が形成される。したがって、ストッパ３０をスプールカバー１３に螺着し、締めこんで前進させると、前記突出部３７が貫通孔２９の段差３４に係止される。このようにして、ストッパ３０は、締めこむだけで、本体に対して所定の位置に位置決めすることができる。
【００３０】
ストッパ３０の外周には、ロックナット３８が螺着される。ストッパ３０を位置決めした後、ロックナット３８がスプールカバー１３に当接するまで締め付けることで、ストッパ３０が緩むことを阻止して、ストッパ３０を確実に固定することができる。すなわちストッパ３０の大径部３６に形成される前記外ねじは、カバー１３よりもスプール端部１２ａから遠ざかる方向（図１および図２の左方）に突出し、この突出した前記外ねじの部分に、ロックナット３８が螺着され、カバー１３に当接する。
【００３１】
このストッパ３０には、ストローク規定手段３１が取り付けられる。ストローク規定手段３１は、スプール１２の最大ストロークを規定するものであり、ねじ部３２を有するストップ部材４５およびナット３３を有する。ストッパ３０には、スプール１２の軸線Ｌ上に貫通孔４０が形成され、貫通孔４０は、内側（図１の右方）が大径となり、ここにストップ部材４５が嵌り込み、外側（図１の左方）が小径となり、ここに内ねじが形成され、ねじ部３２が螺着される。ストップ部材４５は、ねじ部３２に隣接する段付部４５ａが形成され、他方側端面４５ｂが、スプール１２の一端面に対向して配置される。ねじ部３２を回転させることで、ねじ部３２がスプール１２の軸線Ｌに沿って移動し、ストップ部材４５の位置を調整することができる。ナット３３をストッパ３０に当接するまで締め付けることで、ねじ部３２の位置を固定することができる。
【００３２】
最大ストロークは、通常、工場出荷時に調整される。図２は、最大ストローク調整後のコントロール弁１０を示す断面図である。
【００３３】
最大ストロークの調整は、ストッパ３０を所定の位置に位置決めした状態、つまり突出部３７が段差３４に係止されて固定された状態で行う。ねじ部３２を回転して前進させ、ストップ部材４５を、最大ストローク位置まで押し出して最大ストロークを決定し、最後にナット３３を締め付けて、ストップ部材４５を固定する。
【００３４】
図３は、スプール１２の最大ストローク時の状態を示す図である。スプール１２は、ストップ部材４５の端面４５ｂに当接するまで一方に移動することができ、それ以上一方側に移動することが阻止される。このストップ部材４５に当接する位置が、スプール１２の一方側への最大ストロークとなる。
【００３５】
コントロール弁１０は、工場出荷後、油圧ショベルなど機械本体に取り付けられ、配管後、作動油が入れられる。このとき、パイロット室２０には空気が入っているので、パイロット室２０のエア抜きを行う必要がある。
【００３６】
図４は、エア抜きの状態を示す図である。バルブケーシング１１の他方（図４の右側）端部には、タンクに連通するドレン通路４６が形成される。ドレン通路４６は、スプール孔１５の他方側の開口に近接した位置に形成される。エア抜きは、パイロット室２０とドレン通路４６とを連通させ、パイロット室に導かれる圧油とともにパイロット室２０内の空気をドレン通路４６を介して排出することで行う。
【００３７】
スプール１２の他方側端部１２ｂには、全周にわたって切りかかれて小径となる連通部４７が形成される。図３に示すように、最大ストロークを調整後は、一方側に最大ストロークしたとしても、前記連通部４７はドレン通路４６に到達せず、スプール１２の大径の部分がスプール孔１５の開口を塞ぎ、パイロット室２０とドレン通路４６は連通しない。つまり、この状態ではエア抜きができない。
【００３８】
そこで、エア抜きを行うときには、ストッパ３０を、後退させて、スプール１２の最大ストロークを広げる。つまり、ロックナット３８を緩めてストッパ３０を緩め、ストッパ３０をスプール１２の一方側端部１２ａから遠ざかる方向に移動させ、図４に示すように、ストッパ３０の突出部３７を段差３４から離反させる。このとき、ストローク規定手段３１のナット３３は緩めない。この状態で、スプール１２を一方側に移動させると、最大ストロークを超えて移動することができる。このようにして、スプール１２を最大ストロークを超えて移動させると、図４に示すように、スプール１２の他方端部１２ｂに形成される連通部４７は、ドレン通路４６まで移動し、パイロット室２０とドレン通路４６とが連通する。
【００３９】
この状態でパイロット室２０に、３〜４ＭＰａ程度の圧油を供給する。すると、パイロット室２０内の空気が作動油とともにドレン通路４６から排出される。このようにして、エア抜きが行われる。
【００４０】
エア抜き終了後、突出部３７が段差３４に係止されるまでストッパ３０を締め付け、ロックナット３８を締め付けてストッパ３０を固定する。これによって、元の最大ストロークが正確に再現される。
【００４１】
このようなエア抜きは、コントロール弁１０を機械本体に取り付けたときだけでなく、長期間の使用による油漏れなどによってパイロット室２０内に空気が入った場合のエア抜きにも適用できる。
【００４２】
このようなストッパ３０は、一方側に設けられるスプールカバー１３に設ける構造に限らず、他方側に設けられるスプリングカバー１４に設けてもよい。図１〜４に示すコントロール弁１０には、スプリングカバー１４にも、前記ストッパ３０と同様のストッパ３０Ａを設ける構造としている。なお、ストッパ３０Ａおよびそれに関わる構造は、ストッパ３０と同じであるので、対応する構成に同一の参照符号で添え字Ａを付し、詳細な説明は省略する。
【００４３】
このような、他方のスプリングカバー１４のストッパ３０Ａは、一方のスプリングカバー１３側のパイロット室２５のエア抜きを行うときに使用する。つまり、エア抜き時には、ストローク規定手段３１Ａによって、ストッパ３０Ａを（図の右方に）後退させた状態で、スプール１２を他方側に最大ストロークを超えて移動させることで、スプール１２の一端部１２ａに形成される連通部４７Ａによって、パイロット室２５とドレン通路４６Ａとを連通させてエア抜きを行う。エア抜き終了後、ストッパ３０Ａを、突出部３７Ａが段差３４Ａに係止されるまで前進させて所定の位置に位置決めすることで、元の最大ストロークに正確に戻すことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、所定の位置に正確に位置決めできるストッパを設けたので、スプールの最大ストロークの調整後、エア抜きを実施しても、確実かつ容易に元の最大ストロークを再現することができる。
【００４５】
また、通常使用時には、パイロット室とドレン通路とは連通させず、エア抜きを行うときのみ最大ストロークを超えてスプールを移動させることで、パイロット室とドレン通路とを連通させてエア抜きを行う。したがって、エア抜き実施後は、パイロット室の圧力低下は発生せず、連通部を微小隙間とする必要はなく、十分な隙間を確保でき、確実にエア抜きを行うことができる。
【００４６】
また、最大ストロークの異なる場合でも、ストローク規定手段で容易に最大ストロークを調整でき、スプール、ストッパとも各々共通部品を使用可能で、コストダウンが図られる。
【００４７】
また本発明では、エア抜きを行う側のパイロット室に圧油を供給してエア抜きを行うので、エア抜きを行う側のパイロット室を大気圧とする従来技術に比べてエア抜き効果を大きくすることができる。
また本発明によれば、ストッパ３０，３０Ａには、突出部３７，３７Ａが形成され、したがってストッパ３０，３０Ａを締めこむだけで、カバー１３、したがって本体に対して位置決めをすることができる。
また本発明によれば、ストローク規定手段３１，３１Ａのねじ部３２，３２Ａを回転させることによって、ストップ部材４５，４５Ａの位置を調整し、ナット３３，３３Ａを締め付けて、ねじ部３２，３２Ａの位置を固定することができる。さらにストッパのカバー１３，１４よりもスプール端部から遠ざかる方向（図１〜図４の左方および右方）に突出した外ねじの部分に、ロックナット３８，３８Ａを、カバー１３，１４に当接するまで螺着させ、これによって前述のエア抜き終了後、元の最大ストロークを正確に再現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ストローク調整前のコントロール弁１０の断面図である。
【図２】ストローク調整後で、スプール１２が中立位置にあるときのコントロール弁１０の断面図である。
【図３】最大ストローク時のコントロール弁１０の断面図である。
【図４】エア抜き時のコントロール弁１０の断面図である。
【図５】従来のコントロール弁の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  コントロール弁
１１  バルブケーシング
１２  スプール
１３  スプールカバー
１４  スプリングカバー
３０  ストッパ
３１  ストローク規定手段
【図１】
0003593334.tif 000002
【図２】
0003593334.tif 000003
【図３】
0003593334.tif 000004
【図４】
0003593334.tif 000005
【図５】
0003593334.tif 000006