(57)【要約】【課題】組付性が向上し、コストが節減され、ピストンが正しく組み付けられる建設機械用の保持弁を提供する。【解決手段】本発明の建設機械用の保持弁は、作業装置アクチュエータと方向制御弁Ｃとの間に設けられる空間部１２０と、空間部１２０の下方に形成される弁ブロック１００と、弁ブロック１００の垂直孔１１０に摺動自在に係合されるスプール２１０と、スプール２１０の上端外周に嵌着されるスプールガイド２２０及びスプール２１０とスプールガイド２２０とリング部材２３０を有するスプール組立体２００と、スプールガイド２２０の外周に嵌着される付勢部材３００と、スプール２１０の上方に位置するように弁ブロックの空間部に取り付けられパイロット信号圧力が印加される際に下方に摺動するピストン４００と、スプール２１０の下方に位置して方向制御弁Ｃに取り付けられ、バックチャンバー５１０を有する保持ポペット５００とを備える。【選択図】図３
2014502711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置アクチュエータと方向制御弁との間に設けられ、上側に形成される空間部と、
前記空間部の下方に形成される垂直孔及び多数のドレイン流路とを有する弁ブロックと、
前記弁ブロックの垂直孔に摺動自在に係合されるスプールと、前記スプールの上端外周に嵌着されるスプールガイドと、前記スプールの上端外周と前記スプールガイドの内周との間に介装されて前記スプールと前記スプールガイドを固定するリング部材と、を有するスプール組立体と、
前記スプールガイドの外周に嵌着されるとともに、下端が前記弁ブロックの垂直孔に隣接する面に載置され、上端が前記スプールガイドによって支持される付勢部材と、
前記スプールの上方に位置するように前記弁ブロックの空間部に取り付けられてパイロット圧力室を形成し、外部のパイロット信号圧力が印加される場合に下方に摺動するピストンと、
前記スプールの下方に位置するように前記方向制御弁に取り付けられ、作動油が満たされているバックチャンバーを有する保持ポペットと、を備えることを特徴とする建設機械用の保持弁。
【請求項２】
前記スプールの上端外周には、前記リング部材の断面の一部が嵌合する溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用の保持弁。
【請求項３】
前記弁ブロックの空間部に嵌合して前記ピストンの上方への移動を防ぎ、パイロット信号圧ポートを有するプラグをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建設機械用の保持弁。
【請求項４】
前記プラグは、前記弁ブロックの空間部に螺合されることを特徴とする請求項３に記載の建設機械用の保持弁。
【請求項５】
前記弁ブロックの空間部が密閉されるように前記プラグと前記弁ブロックの間にＯリングが介装されることを特徴とする請求項３に記載の建設機械用の保持弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用の保持弁（ホールディング弁）に係り、さらに詳しくは、建設機械の作業装置アクチュエータ制御用の油圧回路に用いられる保持弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、掘削機やローダーなどの建設機械は、ブーム、アーム、バケットの作業装置の駆動によって掘削作業、車両への積込作業などを容易に行うことができる。この種の建設機械には保持弁が用いられるが、保持弁は、アームなどの作業装置の中立位置において作動油の漏れによる自然下降現象を防ぎ、作業装置の駆動に際して流量を制御する弁としての機能を行うためにアクチュエータ制御用の油圧回路に用いられる。
【０００３】
従来の保持弁が図１及び図２に示してある。保持弁１は、ブームやアームシリンダをはじめとする作業装置用のアクチュエータ（図示せず）と方向制御弁Ｃとの間に設けられる。
【０００４】
保持弁１の構造について具体的に説明すると、保持弁１は、弁ブロック２と、弁ブロック２に内蔵されるスリーブ３(図２参照)と、スリーブ３の内部に摺動自在に取り付けられるスプール４と、スプール４の外周に嵌着されるスプールガイド５と、スプール４の外周に嵌着され、スプールガイド５とスリーブ３との間に配設されてスプール４を弾性支持するバネ６と、スプールガイド５の外れを防ぐ二重ナット７と、スプール４の上方に配設され、バネ８ａによって弾性支持されるピストン８と、スプール４の下方に配設され、内部配圧室９ａに作動油が満たされて油圧Ｐ１が印加される保持ポペット９と、ピストン８を覆うカバー１０と、を備える。
【０００５】
この種の保持弁１の作動について説明すると、先ず、保持機能を行うときには、スプール４がスリーブ３に置かれて、保持ポペット９の内部圧力Ｐ１によって働く力を、ブームやアームシリンダに接続されているＣ１側において内部圧力Ｐ１と反対方向に働く力よりも常に大きく保持することにより、Ｃ１からＣ２への油漏れが抑えられる。これにより、ブームやアームシリンダの自由落下が防がれる。
【０００６】
保持機能が解除されたときには、ピストン８は、パイロットポート１１に印加される外部パイロット信号圧力Ｐｉによってスプール４に力を加え、図中の下方にスプール４が摺動すると、保持ポペット９の内部配圧室９ａの作動油が逆止弁１２と流路１３を経て方向制御弁Ｃの帰還流路Ｃ２にドレインされる。
【０００７】
要するに、保持ポペット９の内部の流量が減ることにより圧力Ｐ１が下がるため、Ｐ１によって働く力がＣ１において反対に働く力よりも弱くなる。このため、保持ポペット９は図中の上方に移動してＣ１の作動油がＣ２に流れて、保持されたブームやアームシリンダが作動することになる。
【０００８】
しかしながら、従来の保持弁１は、スプール４が二重ナット７を介してスリーブ５の内周に嵌着されるため、組付性及び構造的な安定性が低下するという問題点がある。
【０００９】
また、従来の保持弁のカバー１０は、ピストン８を覆った状態で、ボルト（図示せず）を介して弁ブロック１に組み付けられるが、組み付け中にバネ８ａの付勢力によってピストン８が外方に突出しようとする現象が発生するためピストン８が正しくなく組み付けられる虞があり、これにより、保持弁の作動性に悪影響が与えてしまうという問題点がある。
【００１０】
符号９ａは、保持ポペット９を弾性支持するためのバネであり、１４は、ピストン８の背圧を防ぐためのドレイン流路である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、二重ナット及びスリーブをなくすことにより、組付性が向上し、しかも、コストが節減される建設機械用の保持弁を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、ピストンの正しくない組付を防ぐことができる建設機械用の保持弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した本発明の目的は、作業装置アクチュエータと方向制御弁との間に設けられ、上側に形成される空間部と、前記空間部の下方に形成される垂直孔及び多数のドレイン流路とを有する弁ブロックと、
前記弁ブロックの垂直孔に摺動自在に係合されるスプールと、前記スプールの上端外周に嵌着されるスプールガイドと、前記スプールの上端外周と前記スプールガイドの内周との間に介装されて前記スプールと前記スプールガイドを固定するリング部材と、を有するスプール組立体と、
前記スプールガイドの外周に嵌着されるとともに、下端が前記弁ブロックの垂直孔に隣接する面に載置され、上端が前記スプールガイドによって支持される付勢部材と、
前記スプールの上方に位置するように前記弁ブロックの空間部に取り付けられてパイロット圧力室を形成し、外部のパイロット信号圧力が印加される場合に下方に摺動するピストンと、
前記スプールの下方に位置するように前記方向制御弁に取り付けられ、作動油が満たされているバックチャンバーを有する保持ポペットと、を備えることを特徴とする建設機械用の保持弁を提供することにより達成される。
【００１４】
本発明の好適な特徴によれば、前記スプールの上端外周には、前記リング部材の断面の一部が嵌合する溝が形成される。
【００１５】
本発明の他の好適な特徴によれば、前記弁ブロックの空間部に嵌合して前記ピストンの上方への移動を防ぎ、パイロット信号圧ポートを有するプラグをさらに備えていてもよく、この場合、前記プラグは、前記弁ブロックの空間部に螺合されてもよい。
【００１６】
本発明のさらに他の好適な特徴によれば、前記弁ブロックの空間部が密閉されるように前記プラグと前記弁ブロックの間にＯリングが介装されてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る建設機械用の保持弁によれば、弁ブロックにスプールが摺動自在に係合される孔が形成されることにより、従来用いられているスリーブをなくすことができるので、構造がコンパクト化し、しかも、コストが節減される。
【００１８】
また、スプールとスプールの外周に嵌着されるスプールガイドがこれらの間に介装されるリング部材によって固定されるので、二重ナットを用いた場合に比べて組み付け性が向上し、しかも、コストが節減される。
【００１９】
さらに、弁ブロックの空間部に嵌合するプラグを備えることにより、従来のカバーを適用した場合に比べてピストンの正しくない組み付けが防げる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の技術による保持弁を示す斜視図である。
【図２】図１に示す保持弁が方向制御弁に設けられている状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る建設機械用の保持弁が方向制御弁に設けられている状態を示す概略断面図である。
【図４】図３に示す建設機械用の保持弁の要部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳述するが、これは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることはない。
【００２２】
以下、図３及び図４に基づき、本発明の一実施形態に係る建設機械用の保持弁について説明する。同図に示すように、建設機械用の保持弁１は、弁ブロック１００と、スプール組立体２００と、付勢部材３００と、ピストン４００及び保持ポペット５００を備え、スプール組立体２００の組付性を向上させ、且つ、コストを節減させるところに最大の特徴がある。なお、保持弁１は、プラグ６００をさらに備えていてもよい。
【００２３】
弁ブロック１００は、ブームまたはアームシリンダなどの作業装置用のアクチュエータ（図示せず）と、方向制御弁Ｃとの間に配設される。弁ブロック１００は、上側に形成される空間部１２０を有し、空間部１２０に、スプール組立体２００と、付勢部材３００と、ピストン４００などが取り付けられる。
【００２４】
また、弁ブロック１００は、空間部１２０の下方に形成される垂直孔１１０を有する。弁ブロック１００の垂直孔１１０は、スプール組立体２００を摺動可能にするために設けられるものである。
【００２５】
さらに、弁ブロック１００は、多数のドレイン流路１３０、１４０を有する。弁ブロック１００の第１のドレイン流路１３０は、保持機能の解除時に作動油をドレインするためのものであり、第２のドレイン流路１４０は、ピストン４００の背圧を防ぐためのものである。
【００２６】
スプール組立体２００は、弁ブロック１００の内部において高負荷を保持する役割を果たすものであり、図３及び図４に示すように、スプール２１０と、スプールガイド２２０と、リング部材２３０と、を有する。
【００２７】
スプール２１０は、弁ブロック１００の垂直孔１１０に摺動自在に係合される。このとき、弁ブロック１００の垂直孔１１０とスプール２１０は、直径が互いに摺動自在になるように形成される。これにより、スプールを弁ブロックに取り付けるために従来用いられているスリーブが不要になることから、構造がコンパクト化し、かつ、コストが節減される。
【００２８】
また、スプール２１０の下端は拡張されて弁ブロックの垂直孔１１０を貫通しないようにする必要がある。さらに、スプール２１０は、後述する付勢部材３００によって下方に移動しなかった状態で、その下端が弁ブロックの垂直孔１１０を密閉させ、結果的に、保持ポペット５００のバックチャンバー５１０が閉状態となって内部油圧がバックチャンバー５１０内に保持される。
【００２９】
スプールガイド２２０は、スプール２１０の上端外周に嵌着される。また、スプールガイド２２０は、上端外周に沿って突設される突出部（図示せず、以下、同じ。）を有する。このようなスプールガイド２２０の突出部は、スプール組立体２００に付勢力を与える付勢部材３００を支持するためのものである。
【００３０】
リング部材２３０は、スプール２１０の上端外周とスプールガイド２２０の内周との間に介装されて、スプールガイド２２０をスプール２１０に固定する役割を果たすものである。すなわち、二重ナットを用いてスプールガイド２２０をスプール２１０に固定する従来の方式に比べて組付性を改善するために、リング部材２３０を介してスプール２１０とスプールガイド２２０を固定している。
【００３１】
この場合、スプール２１０の上端外周には、リング部材２３０の断面の一部が嵌合する溝（図示せず）が形成されることが好ましい（図４参照）。例えば、スプールガイド２２０の上端内径をスプール２１０の上端外径よりも大きく形成し、スプール２１０の溝を、リング部材２３０が半分ほど嵌合するように形成すれば、スプール２１０の外側に突出されるリング部材２３０の残りの部分がスプールガイド２２０の上端内側に密着されることにより、スプールガイド２２０がスプール２１０に固定される。このとき、リング部材２３０がスプール２１０の溝に嵌合しているため、スプール２１０がスプールガイド２２０に対して上方または下方に摺動することが防がれ、その結果、強固に固定可能である。これは、スプール２１０の溝が一種の係止爪の役割を果たすためである。
【００３２】
さらに、リング部材２３０としては、Ｃリングやリテーナが使用可能である。
【００３３】
付勢部材３００(図４参照)は、スプール組立体２００に付勢力を与えるためのものであり、スプールガイド２２０の外周に嵌着される。また、付勢部材３００の下端は、弁ブロック１００の垂直孔１１０に隣接する面に載置され、付勢部材３００の上端は、スプールガイド２２０によって支持される。
【００３４】
この場合、上述したように、付勢部材３００が外れることを防ぐために、スプールガイド２２０の上端に突出部が形成されることが好ましく、これにより、付勢部材３００の上端は、スプールガイド２２０の突出部の下面によって支持される。
【００３５】
付勢部材３００としては、種々の弾性材質の部材が使用可能であり、好適には、圧縮バネが使用可能である。
【００３６】
ピストン４００は、スプール２１０の上方に位置するように弁ブロック１００の空間部１２０に取り付けられ、弁ブロック１００の空間部１２０にパイロット圧力室を形成する。このようなピストン４００は、高負荷を解除するために外部のパイロット信号圧力が印加されれば、下方に摺動し、スプール組立体２００が下方に摺動するための力を提供する。一方、ピストン４００に付勢力を与えるためのバネ４１０がピストン４００の下方に別に設けられる。
【００３７】
保持ポペット５００は、作業装置アクチュエータが下降する高負荷を一時的に制限する役割を果たすものである。このような保持ポペット５００は、スプール２１０の下方に位置するように方向制御弁Ｃに取り付けられ、作動油が満たされているバックチャンバー５１０を有する。
【００３８】
プラグ６００は、従来のカバーの代わりに用いられるものであり、ピストン４００の正しくない組み付けを防ぐために設けられるものである。このようなプラグ６００は、弁ブロック１００の空間部１２０の上側に嵌着されてピストン４００の上方への移動を防ぐ。また、プラグ６００は、ピストン４００に外部のパイロット信号圧力が印加されるようにパイロット信号圧ポート６１０を有する。ここで、プラグ６００は、弁ブロック１００の空間部１２０に嵌着されてもよく、一層強固な結合のために螺着されていてもよい。
【００３９】
一方、プラグ６００が弁ブロック１００の空間部１２０に取り付けられる場合に、空間部１２０が密閉されるようにプラグ６００と弁ブロック１００との間にＯリング６２０が介装されることが好ましい。
【００４０】
参考までに、符号５２０は、保持ポペット５００に付勢力を与えるために内部に取り付けられるバネであり、符号５３０は、保持ポペット５００のバックチャンバー５１０の圧力と作業装置用のアクチュエータ側圧力とを連通させるためのオリフィスである。
【００４１】
以下、上述した本発明の一実施形態に係る建設機械用の保持弁の作動原理について説明する。
【００４２】
保持弁１は、建設機械の作業装置、例えば、ブームまたはアームシリンダの自由落下を防ぐために保持機能をもつ。図３に示すように、保持ポペット５００のバックチャンバー５１０の圧力Ｐ１と作業装置用のアクチュエータ側Ｃ１の圧力とが、オリフィス５３０を介して同一であるが、油圧がかかる面積はＰ１の方が広くて圧力が増大されるため、保持ポペット５００は閉状態となる。すなわち、作業装置用のアクチュエータ側から続くタンク側の流路Ｃ２が保持ポペット５００の弁座部によって閉状態となり、これにより、ブームまたはアームなどの作業装置は自由落下することなく保持状態を維持する。
【００４３】
これに対し、ブームまたはアームなどの作業装置の作動のためにパイロット圧力Ｐｉがピストン４００に加えられる場合にはピストン４００が下降し、これにより、スプール２１０が弁ブロック１００の垂直孔１１０の上部から下方に摺動して、保持ポペット５００のバックチャンバー５１０の作動油が、逆止弁７００及び第１のドレイン流路１３０を介して方向制御弁Ｃのドレイン流路Ｃ３を経てタンク側の流路Ｃ２に送られる。
【００４４】
これにより、保持ポペット５００の内部の圧力Ｐ１が下がりながら、保持ポペット５００の外部のアクチュエータ側Ｃ１の圧力によって働く力により保持ポペット５００が持ち上げられ、結果的に、ブームまたはアームシリンダ側の作動油がＣ１からＣ２に流れてブームまたはアームシリンダが作動することになる。
【００４５】
本発明に係る建設機械用の保持弁は、別途スリーブ無しにスプールが取り付け可能になり、二重ナットではないリング部材によってスプールガイドがスプールに固定されるので、構造がコンパクト化し、組付性が向上する他、コストが節減される。
【符号の説明】
【００４６】
１      保持弁
１００  弁ブロック
１１０  垂直孔
１２０  空間部
１３０、１４０  ドレイン流路
２００  スプール組立体
２１０  スプール
２２０  スプールガイド
２３０  リング部材
３００  付勢部材
４００  ピストン
５００  保持ポペット
５１０  バックチャンバー
６００  プラグ
６１０  パイロット信号圧ポート
６２０  Ｏリング
Ｃ      方向制御弁
【図１】
2014502711.tif 000003
【図２】
2014502711.tif 000004
【図３】
2014502711.tif 000005
【図４】
2014502711.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月2日(2013.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかしながら、従来の保持弁１は、スプール４が二重ナット７を介してスリーブ３の内周に嵌着されるため、組付性及び構造的な安定性が低下するという問題点がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、従来の保持弁のカバー１０は、ピストン８を覆った状態で、ボルト（図示せず）を介して弁ブロック２に組み付けられるが、組み付け中にバネ８ａの付勢力によってピストン８が外方に突出しようとする現象が発生するためピストン８が正しくなく組み付けられる虞があり、これにより、保持弁の作動性に悪影響が与えてしまうという問題点がある。
【国際調査報告】
2014502711.tif 000007
2014502711.tif 000008
2014502711.tif 000009
2014502711.tif 000010