(57)【要約】      （修正有）【課題】本体が単一で一体部品として成形できる複数のスプールバルブと他の制御装置を収容する本体を開発する。【解決手段】油圧バルブアセンブリのための一体構造本体に関する。複数の油圧制御バルブのアセンブリが一体構造本体１２に内蔵される。各制御バルブにおいて、圧力補償バルブのためのスプール穿孔２３と開口部が一体構造本体内に設けられる。各スプール穿孔はいくつかの戻り通路と一体構造本体を貫通する供給通路に接続される。一対の作用ポート２８，３０が各スプール穿孔に接続される。リリーフバルブ戻り通路は一体構造本体を貫通して延び、必要な場合、圧力リリーフバルブのための開口部はリリーフバルブ戻り通路と所定の作用ポートを交差する一体構造本体の表面から延在する。負荷検出通路と第２供給通路が一体構造本体内に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプールを含む複数の制御バルブを有する油圧バルブアセンブリ用の一体構造本体において、前記一体構造本体は
２つの対向端部と；
互いに対向し、前記２つの端部間に延びる第１および第２側部と；
互いに対向し、前記２つの端部間に延びる第３および第４側部と；
前記第３および第４側部間に延びる複数のスプール穿孔と；
各々が異なるスプール穿孔に接続された、前記第１側部内の複数の作用ポート対とを有し、
前記一体構造本体はさらに
前記２つの対向端部の一つから延び、各々が前記供給通路内に開口するブランチを有する複数のスプール穿孔を横切り、且つ間隔をあけて延びる供給通路と；
前記２つの対向端部の一つから延び、前記複数のスプール穿孔を横切り、且つ間隔をあけて延びるリリーフバルブ戻り通路と；
前記リリーフバルブ戻り通路に接続され、前記複数のスプール穿孔の各々と交差する２つの戻り通路と；
を備えることを特徴とする一体構造本体。
【請求項２】
各々が任意のスプール穿孔と関連し、前記任意のスプール穿孔に開口する第１および第２リンク通路を有する複数の圧力補償器開口部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の一体構造本体。
【請求項３】
複数の圧力補償器開口部の各々に接続された負荷検出通路をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の一体構造本体。
【請求項４】
複数の圧力補償器開口部の各々と交差する二次供給通路をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の一体構造本体。
【請求項５】
前記第３および第４側部から延び、前記リリーフバルブ戻り通路と交差する複数の圧力リリーフ開口部をさらに有し、各圧力リリーフ開口部は前記作用ポートの一つと交差することを特徴とする請求項１記載の一体構造本体。
【請求項６】
スプールを含む複数の制御バルブを有する油圧バルブアセンブリ用の一体構造本体において、前記一体構造本体は
２つの対向端部と；
互いに対向し、前記２つの端部間に延びる第１および第２側部と；
互いに対向し、前記２つの端部間に延びる第３および第４側部と；
第１平面で前記第３および第４側部間に延びる複数のスプール穿孔と；
実質的に前記第１平面で前記複数のスプール穿孔の各々と交差し、相互に接続された２つの戻り通路と；
各々が前記第１側部から前記複数のスプール穿孔の異なるスプール穿孔に延びる複数の作用ポート対とを有し、
前記一体構造本体はさらに
各スプール穿孔が供給通路と交差するブランチを有する前記第１平面から間隔をあけた供給通路と；
前記第１平面から間隔をあけた第２平面にあり、且つ前記複数のスプール穿孔を横切って延び、前記２つの戻り通路に接続されたリリーフバルブ戻り通路と；
前記第３および第４側部の一つから延在し、前記リリーフバルブ戻り通路と交差し、且つ各々が前記作用ポートの一つと交差する複数の圧力リリーフ開口部と；
を備えることを特徴とする一体構造本体。
【請求項７】
第３平面にあり、各々が任意のスプール穿孔と関連し、任意のスプール穿孔に開口する第１および第２リンク通路を有する複数の圧力補償器開口部をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の一体構造本体。
【請求項８】
前記複数の圧力補償器開口部の各々に接続された負荷検出通路をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の単一本体。
【請求項９】
第３平面にあり、前記複数の圧力調整器開口部の各々に接続された負荷検出通路をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の一体構造本体。
【請求項１０】
前記複数の圧力補償器開口部の各々に接続された二次供給通路をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の一体構造本体。
【請求項１１】
スプールを含む複数の制御バルブを有する油圧バルブアセンブリ用の一体構造本体において、前記一体構造本体は
２つの対向端部と；
互いに対向し、前記２つの端部間に延びる第１および第２側部と；
互いに対向し、前記２つの端部間に延びる第３および第４側部と；
第１平面で、前記第３および第４側部間に延びる複数のスプール穿孔と；
実質的に前記第１平面で前記複数のスプール穿孔の各々と交差し、相互に接続された２つの戻り通路と；
各々が前記第１側部から前記複数のスプール穿孔の異なるスプール穿孔に延びる複数の作用ポート対とを有し、
前記一体構造本体はさらに
各スプール穿孔が供給通路と交差するブランチを有する前記第１平面から間隔をあけた供給通路と；
各々が任意のスプール穿孔と関連し、前記任意のスプール穿孔に開口する第１および第２リンク通路を有する、第２平面の複数の圧力補償器開口部と；
を備えることを特徴とする一体構造本体。
【請求項１２】
前記複数の圧力補償器開口部の各々に接続された負荷検出通路をさらに有することを特徴とする請求項１１記載の一体構造本体。
【請求項１３】
前記負荷検出通路が前記第２平面にあることを特徴とする請求項１２記載の一体構造本体。
【請求項１４】
前記第１平面から間隔をあけた第３平面上にあり、前記複数のスプール穿孔を横切って延び、且つ前記２つの戻り通路に接続されたリリーフバルブ戻り通路と；ほぼ前記第３平面上にあり、前記リリーフバルブ戻り通路と交差し、各々が前記作用ポートの一つと交差する複数の圧力リリーフ開口部とをさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の一体構造本体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧バルブに関し、特に、複数の個別的に動作可能なバルブを収容している共通一体構造ブロックを有するアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械は油圧シリンダ／ピストン構成および他の型の油圧アクチュエータおよびモータにより操作される可動部材を備えている。例えば、小型掘削機は土砂を移動させるバケットを上昇および下降させるブームを持っている。バケットは定置型または油圧駆動型の他の装置に置き換え可能である。油圧アクチュエータはブームを上昇および下降させるため、且つ装置をブームに対して傾斜させるために設けられる。個別の油圧モータは小型掘削機の各側部の車輪またはトラックを独立に駆動する。他の油圧アクチュエータは小型掘削機運転台と相対的にブームを位置決めし、駆動輪またはトラックの周りで全ブーム／運転台構造体を回転させる。ブルドーザの刃は上昇および下降され、履帯幅は他の油圧回路により伸張または後退させることができる。追加の油圧回路が補助装置に取り付けられることがある。小型掘削機は全部で９個または１０個のアクチュエータを備えられる。
【０００３】
各油圧アクチュエータを出入りする作動液の流れは典型的にはユーザにより操作されるレバーまたは遠隔操縦回路により運転されるスプールバルブにより制御される。スプールバルブは小型掘削機用の全ての油圧バルブのアセンブリの区画を構成する。各バルブ区画はアセンブリを構成するために共にボルト止めされた複数の本体を持つ個別本体により形成される。制御されている特定の油圧機能により、任意のバルブ区画は圧力リリーフバルブおよび圧力補償機構を受けるための開口部を持っている。個別の本体を使用することにより、特定の機械の必要性に従って異なる型の複数のバルブ区画を組み立てることができる。バルブアセンブリを形成するために一連の個別区画を使用する上での問題の一つは、組立労力の他に、各区画で多くの表面、シール溝、締め付けボルト穴を機械加工するために伴うコストである。
【０００４】
共通供給通路は各スプールバルブに加圧作動液を供給する複数の組立区画を貫通して延び、共通戻り通路は各バルブから油圧システムのタンクへ流体を戻すために設けられる。バルブのスプールの動きにより、供給および戻り通路と関連するバルブ区画の作用ポートに接続された油圧アクチュエータ間の通路が開閉する。
【０００５】
バルブアセンブリに接続されるために必要とする制御装置の個数のため、およびアセンブリ内の各区画の本体が異なる通路内の圧力に耐えられる条件のため、各本体のサイズが比較的大きなバルブアセンブリになった。小型掘削機、一般に、油圧装置において、できるだけバルブアセンブリのサイズを減少させたい願望があった。しかしながら、マルチプルスプールバルブをシングルピースバルブ本体に組み込むことは金属キャスティングを困難にする。従って、本体が単一で一体部品として成型できる複数のスプールバルブと他の制御装置を収容する本体を開発することが望まれる。
本発明の目的は上記の問題を除去できる油圧バルブアセンブリ用の改良された一体構造本体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
油圧バルブアセンブリ用の一体構造本体は複数のスプール型制御バルブを内蔵している。この一体構造本体は２つの対向端部と、互いに対向し２つの端部間に延在する第１および第２側部と、互いに対向し２つの端部間に延在する第３および第４側部を持っている。複数のスプール穿孔が第１平面にあり、２つの第３および第４側部間に延びている。２つの相互接続された戻り通路は実質的に第１平面にあり、複数のスプール穿孔の各々と交差する。さらにこの一体構造本体は各々が第１側部から複数のスプール穿孔の異なる穿孔に延びる複数の作用ポート対を持っている。供給通路は第１平面から離間し、各スプール穿孔は供給通路と交差するブランチを有している。
【０００７】
一体構造本体の好ましい実施例において、リリーフバルブ戻り通路は一体構造本体内の第１平面から離間した第２平面にある。このリリーフバルブ戻り通路は複数のスプール穿孔に直交して延び、各端部で２つの戻り通路に接続される。複数の圧力リリーフバルブ開口部が第３および第４側部の一つに要望通りに形成され、リリーフバルブ戻り通路と複数の作用ポートの一つと交差している。
【０００８】
好ましい一体構造本体の他の態様は第３平面に配置された複数の圧力補償器開口部を有する。各圧力補償器開口部は任意のスプール穿孔と関連しており、任意のスプール穿孔に開口する第１および第２リンク通路を有している。負荷検出通路と供給通路が複数の圧力補償器開口部の各々に接続されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１および図２を参照すると、バルブアセンブリ１０は一体構造本体１２内に形成された複数のスプール型油圧バルブを備えている。一体構造本体１２は後述されるように種々の開口部と通路を有する機械加工されたシングルピースキャスティングよりなっている。一体構造本体１２は第１端部１６および第２端部１７を有しており、その間に第１対向側部１４および第２対向側部１５並びに第３対向側部１８および第４対向側部１９がある。各バルブのスプール２０は第３側部１８および第４側部１９間に延びている穿孔２３内に配置され、各スプール２０の端部は作動機構に取り付けるため第４側部１９を超えて突出している。スプリングアセンブリ２２は第３側部１８内の穿孔の開口部内に取り付けられているが、第４側部１９にも取り付け可能である。例示のバルブアセンブリ１０は９個のスプールバルブを内蔵しているが、本発明の一体構造本体ではバルブ数を増減させることができる。
【００１０】
各端部１６および１７はシステムリザーバまたはタンクにつながる油圧ラインを受けるためのねじ切りされた戻りポート２４を有している。ねじ切りされた供給ポート２６はポンプからの油圧ラインを受け、各内部バルブに加圧作動液を供給するため各端部１６および１７に形成されている。各バルブは第１側部１４を貫通して形成された一対の個別の作用ポート２８と３０を有しているが、関連するバルブが単動型油圧アクチュエータを制御するものであれば、単一の作用ポートを設けてもよい。バルブアセンブリが複動型油圧シリンダを制御するものである場合、関連する作用ポートは異なるシリンダ室に接続される。必要に応じて、関連する各作用ポート２８および３０の圧力リリーフバルブを受けるため、各バルブはスプール穿孔２３上方の第３側部１８および第４側部１９内に一対の圧力リリーフバルブ開口部３２を備えてもよい。
【００１１】
図３はバルブスプールと他の部品が除去された状態のバルブ位置の一つで一体構造本体１２を貫通する断面を示している。作用ポート２８および３０は一体構造本体内に延在し、間隔をあけた位置でスプール穿孔２３と交差している。リリーフバルブ戻り通路３４は２つの端部１６と１７内の戻りポート２４と整合し、且つその間に延在している。３つの戻り通路３６、３８および４０は図５に示されるように、一体構造本体１２の内部を貫通して第３側部１８および第４側部１９に平行して延び、各スプール穿孔２３と交差している。タンク戻り通路４０は供給ブランチ４９から漏れる高圧流体がスプール穿孔２３の隣接する端部のスプールの周囲を密閉するのを防止する。一体構造本体１２の端部区画内において、横断通路４２および４４は戻り通路３６、３８および４０と交差している。各横断通路４２または４４は供給通路４６または４７によりリリーフバルブ戻り通路３４および戻りポート２４に接続され、一体構造本体１２の垂直方向に延在している。供給通路４８は図５に示されるように第３側部１８と平行に端部１６および１７の供給ポート２６間に延びている。この供給通路４８は図３に示されるように供給通路につながる直交ブランチ４９を有するスプール穿孔２３の面の下部にある。側部にある供給ポート２５は第３側部１８に配置され、供給通路４８に開口している。追加の戻りポートは、機械設置制約が端部１６および１７での接続を可能にするのであれば、第１側部１４で供給通路４６または４７の上方に追加することができる。同様な理由で、他の側部にある供給ポートを第３側部１８に追加することができる。
【００１２】
図３および図６を参照すると、開口部５０が米国特許第５，８９０，３６２号に記載されているような従来の圧力補償逆止バルブを受け入れるために、第４側部１９上のスプール穿孔２３直下の各バルブ位置で一体構造本体１２内に延びている。圧力補償器開口部５０は、戻り通路３８と供給ブランチ４９間の関連するスプール穿孔２３と交差するように上方に延在する第１リンク通路５２と連通している。第２リンク通路５４は２つの作用ポート３３および３５間の一点で圧力補償器開口部５０をスプール穿孔２３に接続している。負荷検出通路５６は圧力補償器開口部５０の各々と第４側部１９内の負荷検出圧力調整器バルブ開口部５８との間に延びている。負荷検出圧力調整器開口部５８は、負荷検出通路５６とタンク供給通路４６に開口しているほか、供給通路４８にも接続されている。負荷検出通路５６のための２つのポート５３が第１端部１６（図１）の近傍の第１側部１４に設けられ、第２端部１７近傍の負荷検出通路の端部が戻り通路３６直下にある延長部を構成している。開口部が負荷検出リリーフバルブを収容するように通路３６および５６と交差する第１側部１４から機械加工により形成できる。二次供給通路５５は圧力補償器開口部５０間を延びており、側部にある供給ポート２５と整合された小さい側部にある通路５７により主供給通路４８に接続されている。圧力補償器開口部５０と、二次供給通路５５および負荷検出通路５６と、負荷検出圧力調整器バルブ開口部５８とはスプール穿孔２３の第１平面から間隔をあけた第２平面に設けられている。
【００１３】
図１および図４を参照すると、いくつかのバルブ区画は過大な圧力条件で作用ポートおよびリリーフバルブ戻り通路３４間に通路を形成するように開口する１個または２個の作用ポート圧力リリーフバルブを必要としている。このような通路が作用ポート内の過大な圧力を逃がす。これらのバルブ区画のために、追加の圧力リリーフバルブ開口部３２が、特に図４に示されるように、一体構造本体１２の第３側部１８および第４側部１９からリリーフバルブ戻り通路３４に向けて穴開けされる。これらの圧力リリーフバルブ開口部３２とリリーフバルブ戻り通路３４は、図２に示されるように、スプール穿孔２３の第１平面から間隔をあけ、且つスプール穿孔２３の軸線から水平的にずらした第３平面にある。このずれにより、穿孔部を２つの穿孔が互いに直上直下にあれば可能であるよりより垂直方向に接近させて配置できる。図４を参照すると、２つの作用ポート通路３３および３５は圧力リリーフバルブ開口部３２のずれと交差するように一体構造本体１２内で横方向に拡張される。このように、圧力リリーフバルブ穿孔は作用ポート通路３３、３５およびリリーフバルブ戻り通路３４の両方と交差している。ずれ構成の結果、開口部３２へのリリーフバルブの挿入は流路３３または３５を遮断しない。リリーフバルブが開くと、作用ポート通路３３または３５およびリリーフバルブ戻り通路３４間に通路が形成される。同様の手段により、アンチキャビテーション逆止めバルブを開口部３２内に挿入してもよく、流体をリリーフバルブ戻り通路３４と作用ポート通路３３または３５から流すことができる。
【００１４】
図３を参照すると、スプール穿孔２３はランド部とノッチ部を有する通常の制御スプールを受け入れ、制御スプールが内部を摺動し、作用ポート２８および３０に出入りする作動液の流れを制御するように設計されている。スプールの中央中立位置において、ランド部は２つの作用ポート２８と３０および供給及び戻り通路４８、３６、３８間の連通を阻止する。中央から一方向へのスプールの移動により、供給通路ブランチ４９と第１リンク通路５２間のスプールノッチ部を介して圧力補償器開口部５０に対する連通が開口する。正常状態で、開口部５０内の圧力補償バルブは第１および第２リンク通路５２および５４間に通路を形成し、供給された流体を第２リンク通路５４とスプール穿孔２３の交差部に加えることができる。スプールの他のノッチ部はその交差部と作用ポート２８または３０間に通路を形成する。他のスプールノッチ部は他の作用ポート３０または２８と近傍の戻り通路３６または３８間に通路を形成する。このように、供給通路ブランチ４９からの加圧流体は一つの作用ポートに加えられる一方、流体は他の作用ポートから油圧システムのタンクに通じる戻り通路に排出される。
【００１５】
本発明の一体構造本体設計は個別のバルブ区画を並べてボルト止めすることにより形成される従来のバルブアセンブリよりいくつかの利点を提供している。米国特許第５，８９０，３６２号に示されるような従来の設計では、供給通路がスプール穿孔毎に交差していた。その結果、作動液はより遠いバルブ区画に到達するためにいくつかのスプールを流れて回らなければならず、流体の流れを妨げ圧力低下を発生させた。本発明の一体構造本体１２において、供給通路４８は一体構造本体の対向端部間に流れを阻害しない通路を形成するスプール穿孔２３下にある。この設計により供給ポート２６から制御バルブに生じる圧力低下が最小になる。さらに、複数の戻り通路３６、３８および４０は一体構造本体１２の任意の制御バルブと戻りポート２４間に流体が流れる複数の通路を提供している。さらに、この分離した、流れを妨げない戻り通路３４は開口部３２内の圧力リリーフバルブから戻りポート２４に直接流体を供給する。
【００１６】
以上の説明は主として本発明の好ましい実施例に向けられている。本発明の範囲内で種々の変形例に対していくつかの注目がなされるが、当業者が本発明の実施例の開示から明らかである更なる変形例を実現できる可能性が予想される。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲から決定され、上記の開示により制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による一体構造本体を内蔵するバルブアセンブリの斜視図である。
【図２】図２は一体構造本体の一側面を示す平面図である。
【図３】図３は図２のライン３−３に沿って示される断面図である。
【図４】図４は図２のライン４−４に沿って示される断面図である。
【図５】図５は図２のライン５−５に沿って示される断面図である。
【図６】図６は図２のライン６−６に沿って示される断面図である。
【符号の説明】
１０    バルブアセンブリ
１２    一体構造本体
１４、１８、１９    側部
１６、１７    端部
２０    スプール
２２    スプリングアセンブリ
２３    穿孔
２４    戻りポート
２５    側方供給ポート
２６    供給ポート
２８、３０    作用ポート
３３、３５    作用ポート通路
３４    リリーフバルブ戻り通路
３６、３８、４０    戻り通路
４２    横断通路
４６、４７    供給通路
４８    供給通路
４９    供給ブランチ
５０    開口部
５２    リンク通路
５８    負荷検出調整器開口部
【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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【図６】
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