(57)【要約】【課題】  メインスプールとコンペスプールとの組み付けが簡単にできるようにする。【解決手段】  切換弁Ｖ１とコンペンセータバルブＶ２とを連接し、上記コンペンセータバルブＶ２は、上記切換弁Ｖ１に接続したアクチュエータの負荷変動にかかわりなく、上記切換弁Ｖ１の切り換え量で決まる分流比を一定に保つバルブ構造であって、上記切換弁Ｖ１に設けたメインスプールＭＳと、上記コンペンセータバルブＶ２に設けたコンペスプールＣＳとの軸線を平行にしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切換弁とコンペンセータバルブとを連接し、上記コンペンセータバルブは、上記切換弁に接続したアクチュエータの負荷変動にかかわりなく、上記切換弁の切り換え量で決まる分流比を一定に保つバルブ構造において、上記切換弁に設けたメインスプールと、上記コンペンセータバルブに設けたコンペスプールとの軸線を平行にしたバルブ構造。
【請求項２】
上記メインスプールとコンペスプールとは、それらの外径を同じにした請求項１に記載されたバルブ構造。
【請求項３】
上記切換弁及びコンペンセータバルブのバルブボディを共通にするとともに、上記切換弁には、メインスプールの切り換え位置に応じて可変容量型ポンプからの圧力流体が導かれる供給通路を設け、上記コンペスプールは、上記メインスプールを挟んで上記供給通路とは反対側に設けた請求項１又は２に記載されたバルブ構造。
【請求項４】
上記切換弁、上記コンペンセータバルブ及び一対のロードチェック弁を、上記共通のバルブボディ内において連接するとともに、上記一対のロードチェック弁は、それらの軸線を上記メインスプール及びコンペスプールの軸線と平行にした請求項１〜３のいずれか１に記載されたバルブ構造。
【請求項５】
上記一対のロードチェック弁は、上記切換弁に設けた一対のアクチュエータポートに連通する共通の流通路に臨ませ、この流通路からアクチュエータポートへの流通のみを許容する構成にするとともに、上記一対のロードチェック弁の組込み孔は上記流通路を介して貫通させた請求項４に記載されたバルブ構造。
【請求項６】
上記一対のロードチェック弁は、上記切換弁に設けた一対のアクチュエータポートに連通する共通の流通路に臨ませるとともに、上記切換弁のメインスプールを切り換えたとき、いずれか一方のロードチェック弁とそれに対応するアクチュエータポートとの通路過程が、上記メインスプールで遮断される構成にした請求項４又は５に記載されたバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切換弁のメインスプールとコンペンセータバルブのコンペスプールとを連接したバルブ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のバルブ構造として、特許文献１に示したものが従来から知られている。この従来のバルブ構造は、切換弁のメインスプールに対して、コンペンセータバルブのコンペスプールを直交させている。
【０００３】
また、上記コンペスプールは、バルブボディに設けるとともに可変容量型ポンプからの圧力流体が流入する供給通路側に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０４０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにした従来のバルブ構造では、切換弁のメインスプールに対して、コンペンセータバルブのコンペスプールを直交させているので、メインスプールの組込み方向とコンペスプールの組込み方向も直交することになる。このように両スプールの組込み方向が直交すると、例えばそれらの組み付け作業時には、その作業方向を変えなければならず、作業効率が悪くなるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、メインスプールとコンペスプールとの組み付けが簡単にできるバルブ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、切換弁とコンペンセータバルブとを連接し、上記コンペンセータバルブは、上記切換弁に接続したアクチュエータの負荷変動にかかわりなく、上記切換弁の切り換え量で決まる分流比を一定に保つバルブ構造に関し、上記切換弁に設けたメインスプールと、上記コンペンセータバルブに設けたコンペスプールとを、それらの軸線を平行にした点に特徴を有する。
【０００８】
第２の発明は、上記メインスプールとコンペスプールとの外径を同じにした点に特徴を有する。
【０００９】
第３の発明は、上記切換弁及びコンペンセータバルブのバルブボディを共通にするとともに、上記切換弁には、メインスプールの切り換え位置に応じて可変容量型ポンプからの圧力流体が導かれる供給通路を設け、上記コンペスプールは、上記メインスプールを挟んで上記供給通路とは反対側に設けた点に特徴を有する。
【００１０】
第４の発明は、上記切換弁、上記コンペンセータバルブ及び一対のロードチェック弁を、上記共通のバルブボディ内において連接するとともに、上記一対のロードチェック弁は、それらの軸線を上記メインスプール及びコンペスプールの軸線と平行にした点に特徴を有する。
【００１１】
第５の発明は、上記一対のロードチェック弁を、上記切換弁に設けた一対のアクチュエータポートに連通する共通の流通路に臨ませ、この流通路からアクチュエータポートへの流通のみを許容する構成にするとともに、上記一対のロードチェック弁の組込み孔は上記流通路を介して貫通させた点に特徴を有する。
【００１２】
第６の発明は、上記一対のロードチェック弁を、上記切換弁に設けた一対のアクチュエータポートに連通する共通の流通路に臨ませるとともに、上記切換弁のメインスプールを切り換えたとき、いずれか一方のロードチェック弁とそれに対応するアクチュエータポートとの通路過程が、上記メインスプールで遮断される構成にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明のバルブ構造によれば、切換弁のメインスプールとコンペンセータバルブのコンペスプールとを平行に配置したので、メインスプールとコンペスプールとの組込み方向を同じにでき、その分、それら両スプールの組み付け作業の効率を向上させることができる。
【００１４】
例えば、上記した従来のバルブ構造のように、メインスプールに対してコンペスプールを直交させていれば、メインスプールを組み込んだ後、コンペスプールを組み込むために、バルブボディの向きを９０度反転させなければならない。つまり、従来のバルブ構造では、両スプールの組込み過程で、バルブボディの向きを変えるという作業工程が増えることになるので、作業効率が悪くなる。
【００１５】
しかし、上記したように第１の発明によれば、メインスプールとコンペスプールとを平行に配置したので、それら両スプールを組み込む方向が同じになる。したがって、それら両スプールを組み込む作業工程で、バルブボディを反転させるような工程を省くことができ、作業効率が向上することになる。
【００１６】
第２の発明のバルブ構造によれば、上記メインスプールとコンペスプールとの外径を同じにしたので、両スプールを組み込む孔加工をするときの加工工具や両スプールの研磨加工をするときの研磨工具等を共通化でき、その分、コストを削減することができる。
【００１７】
第３の発明のバルブ構造によれば、切換弁とコンペンセータバルブとのバルブボディを共通化しているので、上記メインスプールとコンペスプールとを平行に配置したことと相まって、組み付け作業が簡単になる。
また、上記コンペスプールを、メインスプールを挟んで供給通路とは反対側に設けたので、バルブボディにおける供給通路側のスペースを大きく取れる。したがって、供給通路も大きくできるので、当該供給通路の圧力損失も小さくでき、エネルギーロスを抑えることができる。
【００１８】
第４の発明のバルブ構造によれば、上記メインスプール、コンペスプール及びロードチェック弁のそれぞれを平行に配置したので、上記メインスプール、コンペスプール及びロードチェック弁のいずれを組み込むときにも、バルブボディの向きを変える必要がなく、その分、作業効率を向上させることができる。
【００１９】
第５の発明のバルブ構造によれば、一対のロードチェック弁の組み付け孔の加工を一度にできるので、その孔加工の効率が飛躍的に向上する。
【００２０】
第６の発明によれば、一対のロードチェック弁にいたる流通路を共通化できるので、上記第５の発明と相まって孔加工の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図示の実施形態は、バルブボディＢに切換弁Ｖ１とコンペンセータバルブＶ２とを組み込んでいるが、このように切換弁Ｖ１とコンペンセータバルブＶ２とを一組にしてなるバルブボディＢは、図示していない複数のアクチュエータごとに設けられるとともに、通常は、これらバルブボディはマニホールド化されている。
【００２３】
上記バルブボディＢには、図示していない可変容量型ポンプに接続したポンプポート１、このポンプポート１を基点にして二股状にした接続通路２及び上記アクチュエータに接続したアクチュエータポート３，４を形成している。そして、上記ポンプポート１及び接続通路２が相まって、この発明の供給通路を構成するものである。
なお、図中符号５，６はリリーフ弁で、アクチュエータポート３，４の負荷圧が設定圧以上になったとき、アクチュエータポート３，４の作動流体を戻り通路７，８に戻すものである。
【００２４】
上記切換弁Ｖ１は、バルブボディＢに摺動自在に組み込んだメインスプールＭＳを主要素にしてなり、その中央に第１環状溝９を形成し、その第１環状溝９の両側に第２，３環状溝１０，１１を形成している。
また、上記メインスプールＭＳのスプール孔には、二股状にした上記接続通路２の中央に位置する第１環状凹部１２、上記接続通路２の外側に位置する第２，３環状凹部１３，１４を形成している。
【００２５】
上記のようにした切換弁Ｖ１のメインスプールＭＳは、センタリングスプリング１５のばね力の作用で、通常は、図示の中立位置を保つ構成にしている。
メインスプールＭＳが上記中立位置にあるときは、第１環状溝９が第１環状凹部１２に正対し、第２，３環状溝１０，１１はアクチュエータポート３，４に対応している。
【００２６】
メインスプールＭＳが上記中立位置を保っている状態から、第１，２パイロット室１６，１７のいずれか一方にパイロット圧が導かれると、メインスプールＭＳは左右いずれかに切り換わる。例えば、メインスプールＭＳが図面右方向に切り換わると、第１環状凹部１２と接続通路２とが第１環状溝９を介して連通するとともに、第２環状凹部１３とアクチュエータポート３とは第２環状溝１０を介して連通する。また、アクチュエータポート４は第３環状溝１１を介して戻り通路８に連通する。
【００２７】
メインスプールＭＳが上記とは逆に図面左方向に切り換わると、第１環状凹部１２と接続通路２とが第１環状溝９を介して連通するとともに、第３環状凹部１４とアクチュエータポート４とが第３環状溝１１を介して連通する。また、アクチュエータポート３は第２環状溝１０を介して戻り通路７に連通する。
なお、上記のように接続通路２が第１環状溝９を介して連通するとき、その連通部が切換弁Ｖ１の可変絞り部を構成するものである。したがって、この可変絞り部の開度は、メインスプールＭＳの移動量に比例する。
【００２８】
上記コンペンセータバルブＶ２は、メインスプールＭＳを挟んで、上記ポンプポート１及び接続通路２からなる供給通路とは反対側におけるバルブボディＢに組み込んでいる。
上記のようにメインスプールＭＳを挟んで一方の側に供給通路を設け、他方の側にコンペンセータバルブＶ２を設けたので、コンペンセータバルブＶ２とは反対側のスペースを大きく取れる。したがって、この大きく確保されたスペースに上記供給通路を形成できるので、当該供給通路も十分に大きくして、その圧力損失を小さくできる。
【００２９】
このようにした上記コンペンセータバルブＶ２は、バルブボディＢに摺動自在に組み込んだコンペスプールＣＳを主要素にしている。そして、このコンペスプールＣＳはその軸線を上記メインスプールＭＳの軸線と平行にするとともに、その外径を上記メインスプールＭＳと同じにしている。
このようにメインスプールＭＳとコンペスプールＣＳの外径を同じにするということは、これら両スプールＭＳ及びＣＳを組み込むスプール孔の内径も同じになる。
【００３０】
また、上記コンペスプールＣＳには環状の第１スプール溝１８を形成するとともに、この第１スプール溝１８の両側に環状の第２，３スプール溝１９，２０を形成している。
なお、上記第２，３スプール溝１９，２０は、切換弁Ｖ１の第２，３環状凹部１３，１４に常時連通するものである。
このようにしたコンペスプールＣＳは、その一端を圧力室２１に臨ませ、他端を最高負荷圧導入室２２に臨ませている。
【００３１】
なお、上記最高負荷圧導入室２２は、図示していない他のメインバルブの最高負荷圧導入室に連通している。そして、これら最高負荷圧導入室には、上記各アクチュエータ間における最高負荷圧が選択されて導入されるとともに、この最高負荷圧導入室に導かれた最高負荷圧は、図示していない可変容量型ポンプの傾転角を制御する傾転角制御手段に導かれるようにしている。
【００３２】
さらに、上記コンペスプールＣＳには、上記圧力室２１に連通する通路２３を形成するとともに、この通路２３の開口部２３ａをバルブボディＢに形成した中継ポート２４に連通させている。なお、この中継ポート２４は、上記第１環状凹部１２に常時連通する。
また、上記開口部２３ａは、コンペスプールＣＳの移動位置にかかわりなく上記中継ポート２４に常時開口する関係を保っている。そして、上記開口部２３ａと通路２３との間にはダンパーオリフィス２３ｂを形成している。
【００３３】
さらに、上記中継ポート２４は、上記したように切換弁Ｖ１の第１環状凹部１２に常時連通し、メインスプールＭＳが図示の中立位置から左右いずれかに切り換わったとき、ポンプポート１からの圧力流体が中継ポート２４に流入するとともに、このときの中継ポート２４の圧力が上記圧力室２１に導かれることになる。
【００３４】
このようにしたコンペスプールＣＳは、中継ポート２４から圧力室２１に導かれた圧力と最高負荷導入室２２に導かれた最高負荷圧とがバランスする位置を保つ。そして、中継ポート２４から第１スプール溝１８に流れる流路の開度すなわちコンペ絞り部ａの開度は、コンペスプールＣＳが図示の位置にあるときに最小を保ち、コンペスプールＣＳが図面右方向に移動するにしたがって、このコンペ絞り部ａの開度が大きくなる構成にしている。
【００３５】
また、上記バルブボディＢにはＵ字状にした流通路２５を形成するとともに、この流通路２５の一端をコンペスプールＣＳの第１スプール溝１８に常時連通させている。したがって、中継ポート２４に流入した圧力流体は、上記コンペ絞り部ａを経由して流通路２５に流入する。流通路２５に流入した圧力流体は、ロードチェック弁２６あるいは２７のいずれかを押し開いて、第２スプール溝１９あるいは第３スプール溝２０のいずれかを経由し、メインスプールＭＳの上記第２環状凹部１３あるいは第３環状凹部１４のいずれかに導かれる。
【００３６】
上記一対のロードチェック弁２６，２７は、互いの軸線を同じにするとともに、このロードチェック弁２６，２７を組み込むそれぞれの組み込み孔は、上記流通路２５を介してバルブボディＢを貫通している。
このように一対のロードチェック弁２６，２７の軸線を同じにするとともに、それらを組み込むそれぞれの組み込み孔が、バルブボディＢを貫通することによって、それら組み込み孔を一工程で形成できるようになる。
【００３７】
なお、上記ロードチェック弁２６，２７の開弁時に流体が流入する流路２８，２９は、コンペスプールＣＳに形成した上記第２，３スプール溝１９，２０の周囲を通って、切換弁Ｖ１の第２，３環状凹部１３，１４に連通している。
したがって、上記メインスプールＭＳが図示の中立位置にあるときには、たとえ両ロードチェック弁２６，２７が開弁したとしても、切換弁Ｖ１の第２，３環状凹部１３，１４が閉じているので、そこから流体が流出することはない。
【００３８】
また、メインスプールＭＳが切り換わって流通路２５に圧力流体が流入し、両ロードチェック弁２６，２７が開いたとしても、切換弁Ｖ１の第２，３環状凹部１３あるいは１４のいずれか一方が必ず閉じているので、上記流通路２５に流入した圧力流体が、流路２８あるいは２９を通って戻り通路７あるいは８に戻されることはない。
【００３９】
一方、Ｕ字状にした上記流通路２５の他端は、コンペスプールＣＳに形成した圧力導入ポート３０に連通する構成にしている。この圧力導入ポート３０は、コンペスプールＣＳに設けた選択弁３１を介して、最高負荷圧導入室２２に連通したり、あるいはその連通が遮断されたりする。
例えば、上記圧力導入ポート３０側の圧力が、最高負荷圧導入室２２の圧力よりも高いときには、圧力導入ポート３０側の圧力によって選択弁３１が開き、その圧力導入ポート３０側の圧力を最高負荷圧導入室２２に導く。
【００４０】
反対に、最高負荷圧導入室２２の圧力の方が、圧力導入ポート３０側の圧力よりも高ければ選択弁３１が閉じて、圧力導入ポート３０側と最高負荷圧導入室２２との連通を遮断する。
したがって、複数の切換弁に接続したアクチュエータの負荷圧のうち、最高負荷圧が選択されて各切換弁の最高負荷圧導入室２２に導入されるとともに、この最高負荷圧が上記傾転角制御手段に導かれる。
【００４１】
次に、この実施形態の作用を説明する。今、例えばメインスプールＭＳを図示の中立位置から右方向に切り換えたとすると、メインスプールＭＳの第２環状溝１０を介して一方のアクチュエータポート３が切換弁Ｖ１の第２環状凹部１３に連通する。
また、他方のアクチュエータポート４は、メインスプールＭＳの第３環状溝１１を介して戻り通路８に連通する。
【００４２】
このとき第１環状凹部１２はメインスプールＭＳの第１環状溝９を介して接続通路２に連通するが、これら両者を連通させる開度は、メインスプールＭＳの切換量に応じて異なるとともに、そのときの開度が当該切換弁Ｖ１の分流比となる。また、このときの開度を以下にはメイン絞り部の開度という。
したがって、ポンプポート１に流入した圧力流体は、上記メイン絞り部の開度に応じた流量が中継ポート２４に流入するが、この中継ポート２４に流入した圧力流体の圧力は、上記メイン絞り部の開度に応じた圧力損失分だけポンプ吐出圧よりも低くなる。
【００４３】
上記のようにしてメイン絞り部を通って中継ポート２４に流入した圧力流体の圧力は、上記開口部２３ａ及びダンパーオリフィス２３ｂを経由して圧力室２１に導かれる。
圧力室２１に中継ポート２４側の圧力が導かれれば、コンペスプールＣＳの一端には、圧力室２１の圧力が作用し、他端には、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧が作用する。そして、上記コンペ絞り部ａの開度は、コンペスプールＣＳの位置によって決まるが、このコンペスプールＣＳの位置は、圧力室２１側に導かれる中継ポート２４側の圧力と、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧との圧力バランスによって決まる。
【００４４】
また、流通路２５に導かれた圧力流体は、一方のロードチェック弁２６を押し開いて、流路２８を経由して切換弁Ｖ１の第２環状凹部１３に導かれるとともに、メインスプールＭＳの第２環状溝１０を経由してアクチュエータポート３に供給される。したがって、流通路２５内の圧力は、図示の切換弁Ｖ１に接続された当該アクチュエータの負荷圧となる。
なお、当該アクチュエータの戻り流体は、アクチュエータポート４からメインスプールＭＳの第３環状溝１１を経由して戻り通路８に戻される。
【００４５】
一方、流通路２５の圧力すなわち当該アクチュエータの負荷圧は、圧力導入ポート３０を通って選択弁３１に作用する。したがって、選択弁３１は、この圧力導入ポート３０側の圧力と、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧とを比較する。そして、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧の方が高いときには、選択弁３１が閉じた状態を保ち、コンペスプールＣＳは先のバランス位置を維持する。
【００４６】
また、上記のように切換弁Ｖ１を所定の切換位置に維持したままの状態で、この切換弁Ｖ１に接続した当該アクチュエータの負荷圧が高くなったとすると、それにともなって中継ポート２４及び圧力室２１の圧力も上昇する。このときコンペスプールＣＳは、上昇した圧力室２１の圧力作用と、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧の圧力作用とにより、図面右側に移動し、上記コンペ絞り部ａの開度を大きくする。
【００４７】
上記コンペ絞り部ａの開度が大きくなれば、コンペ絞り部ａの前後の圧力損失が小さくなるので、当該アクチュエータの負荷圧が高くなったとしても、接続通路２と中継ポート２４間における上記メイン絞り部の前後の差圧は一定に保たれる。このようにメイン絞り部前後の差圧が一定に保たれれば、当該メイン絞り部を通過する流量は変化しないことになる。言い換えると、複数のメインバルブの開度に応じた分流比は、それらメインバルブに接続されたアクチュエータの負荷圧に関係なく一定に保たれることになる。
【００４８】
また、上記のように切換弁Ｖ１を所定の切換位置に維持したままの状態で、この切換弁Ｖ１に接続した当該アクチュエータの負荷圧が低くなったとすると、それにともなって中継ポート２４及び圧力室２１の圧力も低くなる。このときコンペスプールＣＳは、低くなった圧力室２１の圧力作用と、最高負荷圧導入室２２に導かれた最高負荷圧の圧力作用とにより、図面左側に移動し、上記コンペ絞り部ａの開度を小さくする。
【００４９】
上記コンペ絞り部ａの開度が小さくなれば、その分、コンペ絞り部ａの前後の圧力損失が大きくなるので、当該アクチュエータの負荷圧が小さくなっても、上記メイン絞り部の前後の差圧は一定に保たれる。このようにメイン絞り部の前後の差圧が一定に保たれれば、当該メイン絞り部を通過する流量は変化せず、上記のように複数のメインバルブの開度に応じた分流比は、それらメインバルブに接続されたアクチュエータの負荷圧に関係なく一定に保たれる。
【００５０】
上記のようにしたこの実施形態によれば、メインスプールＭＳ、コンペスプールＣＳ及び一対のロードチェック弁２６，２７のそれぞれの軸線を平行にしてバルブボディＢに組み込めるようにしたので、それらを組み込む作業工程で、バルブボディＢの向きを変更しなくてもよくなる。したがって、作業工程が単純になり、作業効率が向上する。
【００５１】
また、上記メインスプールＭＳとコンペスプールＣＳの外径を同じにしているので、これらスプールＭＳ，ＣＳを組み込むための組み込み孔をバルブボディＢに形成するときにも、孔加工用の工具を共通化できる。さらに、上記メインスプールＭＳとコンペスプールＣＳの周囲を研磨するときにも、それら外径が同じなので、共通の研磨工具を用いることができる。
このように孔加工用の工具や研磨用の工具を共通化できるので、その分、コスト削減に役立つことになる。
【００５２】
さらに、コンペンセータバルブＶ２は、切換弁Ｖ１のメインスプールＭＳを挟んで、ポンプポート１及び接続通路２からなる供給通路とは反対側に設けたので、切換弁Ｖ１の供給通路を形成する部分のスペースを十分に確保できる。したがって、上記供給通路の通路径を大きくでき、その分、供給通路の圧力損失を小さくできる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、切換弁Ｖ１及びコンペンセータバルブＶ２のバルブボディを共通化しているが、これらを別々にしてもよい。ただし、分割したバルブボディを連接したとき、上記切換弁Ｖ１のメインスプールＭＳとコンペンセータバルブＶ２のコンペスプールＣＳが互いに平行になる関係を保つことが必要である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
建設機械、特にパワーショベルのロードセンシングバルブ装置として最適である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｖ１            切換弁
１            供給通路を構成するポンプポート
２            供給通路を構成する接続通路
Ｖ２            コンペンセータバルブ
３，４          アクチュエータポート
ＭＳ            メインスプール
ＣＳ            コンペスプール
２５            流通路
２６，２７      ロードチェック弁
【図１】
2015203426.tif 000003