(57)【要約】【課題】パイロット室にパイロット圧が作用しても、スプールの切り換えが徐々に行われる切り換えバルブを提供することである。【解決手段】バルブボディに形成したスプール孔９に、スプール１０を摺動自在に組み込むとともに、上記スプールの両端またはいずれか一方の端部にパイロット室１を設け、このパイロット室に導いたパイロット圧によってスプールを切り換える切り換えバルブにおいて、上記スプール孔の内周面に形成した収納凹部１３と、この収納凹部に組み込む制動部材１４と、上記収納凹部とパイロット室とを連通させる連通路１５とを備え、上記パイロット圧の上昇に伴って、上記制動部材のスプール外周面に対する押圧力が高まる構成にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディに形成したスプール孔に、スプールを摺動自在に組み込むとともに、上記スプールの両端またはいずれか一方の端部にパイロット室を設け、このパイロット室に導いたパイロット圧によってスプールを切り換える切り換えバルブにおいて、上記スプール孔の内周面に形成した収納凹部と、この収納凹部に組み込む制動部材と、上記収納凹部とパイロット室とを連通させる連通路とを備え、上記パイロット圧の上昇に伴って、上記制動部材のスプール外周面に対する押圧力が高まる構成にした切り換えバルブ。
【請求項２】
スプール孔とスプールとの隙間によって連通路を構成した請求項１に記載の切り換えバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、パワーショベル用の油圧制御装置の切り換えバルブに適した切り換えバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、パワーショベルの油圧制御装置を説明用に簡略化した油圧回路図である。この制御装置は、パワーショベルの、左右の走行用モーター、旋回用アクチュエータ、アーム用アクチュエータ、バケット用アクチュエータを制御する回路である。そして、各アクチュエータへの圧油の供給を切り換えるため、左走行用切り換えバルブＶ１、右走行用切り換えバルブＶ２、バケット用切り換えバルブＶ３、アーム用切り換えバルブＶ４、旋回用切り換えバルブＶ５と、アクチュエータ用切り換えバルブＶ６とを備えている。
また、各切り換えバルブＶ１〜Ｖ５には、それぞれ、各アクチュエータに接続した一対の通路Ａ１とＢ１、通路Ａ２とＢ２、通路Ａ３とＢ３、通路Ａ４とＢ４、通路Ａ５とＢ５を接続している。
さらに、この制御装置には、複数のポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３、ＰＰを、それぞれ接続したポンプ通路を備えている。
【０００３】
図３の状態は、全てのバルブが中立状態、すなわち、非走行状態で、どのアクチュエータも作動していない状態であるが、いずれかの切り換えバルブＶ１〜Ｖ５を切り換えると、そのバルブに接続されたアクチュエータに、上記ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれかから吐出される圧油が供給され、そのアクチュエータが作動するようにしている。
なお、ポンプＰＰは、アクチュエータ用切り換えバルブＶ６のパイロット室１にパイロット圧を供給するためのポンプであり、各アクチュエータへ作動油を供給するポンプではない。
【０００４】
上記ポンプＰ１は、左走行用切り換えバルブＶ１およびバケット用切り換えバルブＶ３が中立状態のときには、これらのバルブを介して、タンク通路Ｔに接続している。非走行状態で、バケット用切り換えバルブＶ３を切り換えたときには、バケット用アクチュエータに作動油を供給するが、左走行用切り換えバルブＶ１を切り換えた走行状態では、左走行用モーターにのみ作動油を供給する。
同様に、上記ポンプＰ２も、右走行用切り換えバルブＶ２が中立位置であって、アーム用切り換えバルブＶ４を切り換えたときには、アームの作動油を供給するが、右走行用切り換えバルブＶ２を切り換えたときには、右走行用モータにのみ作動油を供給するようにしている。
【０００５】
つまり、車両の非走行時には、ポンプＰ１，Ｐ２は、バケットまたはアームの作動油を供給するが、走行時には、走行用モータへの供給を専門に行うポンプとなる。このようにしたのは、走行直進中に、バケットやアームのような、走行とは別のアクチュエータを作動させた場合に、そのアクチュエータの負荷変動が、走行に影響を与えないようにするためである。
【０００６】
また、上記ポンプＰ３は、走行以外のアクチュエータに作動油を供給するためのポンプであり、上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６が図示の中立状態のときには、旋回用切り換えバルブＶ５へ吐出油を供給し、上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６が切り替わったときには、ポンプＰ３の吐出油をバケット用切り換えバルブＶ３やアーム用切り換えバルブＶ４へ供給可能となる。
そして、上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６は、パイロット室１に導いたパイロット圧によって切り替わるバルブであり、このパイロット室１にパイロット圧を導くパイロット通路４には、上記パイロットポンプＰＰを接続している。
【０００７】
上記パイロットポンプＰＰを接続したパイロット室１は、通路２および３に連通し、図示の状態では、パイロット室１は、通路２、３を介してタンク通路Ｔに接続しているため、上記パイロット室１には圧が立たない。
しかし、上記通路２は、右走行用切り換えバルブＶ２を通過しているため、車両の走行時、すなわち、右走行用切り換えバルブＶ２を図示の中立位置から切り換えた時、上記通路２とタンク通路Ｔとの連通が遮断される。また、上記通路３は、バケット用切り換えバルブＶ３およびアーム用切り換えバルブＶ４を通過しているため、バケット用切り換えバルブＶ３あるいはアーム用切り換えバルブＶ４の少なくとも一方を切り換えた場合には、通路３とタンク通路Ｔとの連通が遮断される。
【０００８】
すなわち、走行直進中において、バケット用切り換えバルブＶ３あるいはアーム用切り換えバルブＶ４のいずれかをを切り換えたときには、上記通路２および３とタンク通路Ｔとの連通が同時に遮断される。従って、パイロット室１には、パイロットポンプＰＰの吐出圧が作用して、アクチュエータ用切り換えバルブＶ６が切り替わる。従って、バケットまたはアームへ、ポンプＰ３から作動油が供給される。
【０００９】
上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６の具体的構成は、図４，図５に示すようにしている。すなわち、バルブボディに、ポンプポート５、旋回側ポート６、バケット側ポート７、アーム側ポート８と、これらのポートを接続するための通路を形成している。なお、図４，図５では、上記ポンプポート５から分岐する２つの通路に符号５ａ，５ｂを付けている。
なお、上記スプール１０内の通路１２は、環状溝１２ａを介して図３の通路２，３に常時連通する通路である。
【００１０】
また、バルブボディには、スプール孔９を形成し、このスプール孔９に、スプール１０を摺動自在に組み込むとともに、スプールの一端にはパイロット室１を形成し、他端には、スプリング１１を設け、このスプリング１１によって上記スプール１０をパイロット室１側に押し付けている。なお、図３の回路図において、上記各ポート、通路１２ａおよびスプリング１１に対応する位置には、図４，図５と同じ符号を付けている。
さらに、上記スプール１０には、第１環状溝１０ａ、第２環状溝１０ｂ、第３環状溝１０ｃを形成している。
【００１１】
図４は、図３と同様に、パイロット室１には高圧が作用していない状態で、スプール１０がスプリング１１によってパイロット室１側に押し付けられている状態である。このとき、ポンプポート５は、通路５ｂと第２環状溝１０ｂを介して旋回側ポート６のみと連通し、通路５ａ、バケット側ポート７、アーム側ポート８は、それぞれスプール１０によって閉鎖されている。
この状態から、パイロット室１にパイロット圧が作用して、スプール１０が図４の左方向へ移動すると、図５の状態となる。図５の状態では、スプール１０の第１環状溝１０ａを介して、通路５ａとバケット側ポート７とが連通するとともに、第３環状溝１０ｃを介して、通路５ｂとアーム側ポート８とが連通する。従って、ポンプＰ３からの圧油が、切り換えバルブを切り換えたアクチュエータであるバケットやアームに供給されることになる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−１２６２０５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６は、パイロット室１に導いたパイロット圧によって切り替わるスプールバルブである。そして、パイロット圧の大きさによって、スプールの移動速度が変化するというようなものではなく、パイロット圧が、上記スプリング１１の弾性力にうち勝った時点で瞬時に切り替わる。
このような切り換えバルブを、図３に示す制御回路で用いて、例えば、走行中に、バケット用切換バルブＶ３やアーム用切り換えバルブＶ４を切り換えた場合、上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６が瞬時に切り替わって、ポンプＰ３からの作動油がバケットやアームへ供給される。上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６が、瞬時に切り替わって作動油が供給されることにより、バケットやアームが急激に作動すると、ショックが発生することがあった。特に、走行中にショックが発生すると、危険なこともある。
この発明の目的は、パイロット室にパイロット圧が作用しても、スプールの切り換えが徐々に行われる切り換えバルブを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、バルブボディに形成したスプール孔に、スプールを摺動自在に組み込むとともに、上記スプールの両端またはいずれか一方の端部にパイロット室を設け、このパイロット室に導いたパイロット圧によってスプールを切り換える切り換えバルブにおいて、上記スプール孔の内周面に形成した収納凹部と、この収納凹部に組み込む制動部材と、上記収納凹部とパイロット室とを連通させる連通路とを備え、上記パイロット圧の上昇に伴って、上記制動部材のスプール外周面に対する押圧力が高まる構成にした点に特徴を有する。
第２の発明は、第１の発明を前提とし、スプール孔とスプールとの隙間によって連通路を構成した点に特徴を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１，図２に、この発明の実施例のスプールバルブＶ７を示す。そして、このスプールバルブＶ７は、図３に示す従来例のパワーショベル用制御回路中に、アクチュエータ用切り換えバルブＶ６の代わりに用いるものとする。そして、図２は、図１の部分拡大図である。
このスプールバルブＶ７は、図１，図２に示すように、スプール孔９の内周面であって、パイロット室１側に、環状凹部１３と、この環状凹部１３とパイロット室１とを連通させる隙間１５とを形成し、上記環状凹部１３の中に環状のＵパッキン１４を収納した点が、図４，図５に示す従来例のアクチュエータ用切り換えバルブＶ６と異なる。ただし、その他の構成は、上記アクチュエータ用切り換えバルブＶ６と同じなので、同様の構成要素には、同じ符号を用いている。
なお、図１は、パイロット室１に導いたパイロット圧によって、スプールが図中左方向へ移動した状態である。
【００１６】
上記Ｕパッキン１４は、ゴムなどの弾性部材製で、環状のＵ溝１４ａを備えている。このＵ溝１４ａの開口を、隙間１５に対向させて、環状凹部１３内に組み込んでいる。そして、上記隙間１５を介して、パイロット室１のパイロット圧をＵ溝１４ａ内に導くようにしている。
上記環状凹部１３が、この発明の収納凹部であり、Ｕパッキン１４が、この発明の制動部材である。また、隙間１５が、この発明の連通路である。
【００１７】
そして、パイロット圧が上記Ｕ溝１４ａに作用した状態では、Ｕ溝１４ａが押し広げられて、その結果、Ｕパッキン１３が、スプール１０に強く押し付けられる。このように、Ｕパッキン１４の押し付け力が強くなると、スプール１０の摺動抵抗が大きくなって、その移動が緩やかに行われるようになる。
つまり、パイロット圧が作用したときにはスプール１０が徐々に移動して切り替わるため、上記のようなパワーショベルの制御回路において、バケットやアームへの作動油の供給が徐々に行われ、ショックを発生させるようなことがない。
また、図１の状態から、パイロット室１がタンク通路Ｔ（図３参照）と連通して、パイロット圧が下がったときには、Ｕ溝１４ａの拡大はもとに戻るので、Ｕパッキン１４の押し付け力が弱くなって、スプリング１１の弾性力によって、スプール１０が図の右方向へ速やかに移動する。
【００１８】
この発明のスプールバルブＶ７は、パイロット圧によって切り替わる際に、その切り換え速度を緩やかにして、急激な変化によるショックを防止することができる。従って、特に、図３に示すような、パワーショベルの制御回路において、アクチュエータ切り換えバルブＶ６の位置に用いるのに適している。
しかし、このスプールバルブＶ７は、上記のような用途に限らず、緩やかなスプールの移動によって切り換えることが要求される部分になら、どのような用途にも用いることができる。
さらに、スプールの両側にパイロット室を設け、両パイロット室に導いたパイロット圧によって、スプールが移動するタイプの切り換えバルブでも、この実施例と同様に、制動部材を用いて、切り換えを緩慢にすることができる。
【００１９】
また、図１の実施例では、制動部材としてＵパッキン１４を用いたが、制動部材は、これに限らない。断面がＵ字状である必要もないし、環状部材である必要もない。例えば、Ｕパッキン１３や、Ｏリングを、複数に分割したような部材を、スプール孔９の内周面に点在させてもよい。ただし、収納部内にパイロット圧を導いて、それによって、スプールへの押し付け力が高まる構成にする必要がある。
上記Ｕパッキン１３や、それを分断した部材のように、Ｕ溝がある場合には、そのＵ溝の中にパイロット圧を導くことができる。
【００２０】
一方、溝の無い制動部材を用いた場合には、その制動部材の収納凹部内であって、制動部材に対してスプールと反対側にパイロット圧を導く連通路を連通させれば、パイロット圧によって、制動部材をスプール１０の表面に押し付けて、摺動抵抗を大きくすることが可能である。
さらに、この実施例では、制動部材を収納する収納部を、スプール孔９の一端側に形成しているが、スプール１０に対し、摺動面なら、どこに形成してもかまわないし、複数形成してもかまわない。この実施例のように、パイロット室１に近い場所に、収納部を形成すれば、パイロット圧を導く連通路を短くすることができる。
【００２１】
また、収納凹部である環状凹部１３にパイロット圧を導く連通路としてスプール１０の外周に隙間１５を形成しているが、この連通路は環状の必要はないし、スプール孔９内に開口していない通路でもかまわない。ただし、この実施例のように、スプール外周に設けた隙間を連通路とすると、連通路の形成が簡単である。
【００２２】
【発明の効果】
第１、第２の発明によれば、パイロット圧に基づいてスプールが移動する切り換えバルブの切り換えを緩やかにすることができる。従って、急激な切り換えによって発生するショックを防止することができる。
第２の発明によれば、制動部材の収納部にパイロット圧を導く連通路を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の切り換えバルブの断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】従来例のパワーショベル制御回路である。
【図４】従来例のアクチュエータ切り換えバルブの断面図であり、パイロット圧が作用していない状態である。
【図５】従来例のアクチュエータ切り換えバルブの断面図であり、パイロット圧が作用して、図４の状態から切り替わった状態である。
【符号の説明】
１        パイロット室
９        スプール孔
１０      スプール
１３      発明の収納凹部にあたる環状凹部
１４      発明の制動部材にあたるＵパッキン
１５      発明の連通路にあたる隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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