(57)【要約】【課題】  オリフィスを一つにして、複数のオリフィスの開口径を等しくするという加工上の精度を不要にし、製造コストを軽減することである。【解決手段】バルブボディＢにスプールＳを摺動自在に組み込み、上記スプールＳの両端をパイロット室１，２に臨ませる。そして、いずれか一方のパイロット室１，２に導いたパイロット圧の作用でスプールＳを切り換える構成にしている。さらに、上記スプールＳの軸線方向において当該スプールＳを貫通する連通孔１４を形成し、上記連通孔１４にオリフィス１５を設けている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディにスプールを摺動自在に組み込み、上記スプールの両端をパイロット室に臨ませるとともに、上記パイロット室に導いたパイロット圧の作用でスプールを切り換え、上記スプールの軸線方向において上記スプールを貫通する連通孔を形成し、上記連通孔を介して両パイロット室を連通させるとともに、上記連通孔に一つのオリフィスを設けてなる切換弁。
【請求項２】
上記パイロット室にパイロット弁を接続するとともに、上記パイロット弁の切り換えに応じて、上記パイロット室をパイロットポンプに接続したり、若しくはタンクに連通したドレン通路に接続したりする請求項１に記載の切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイロット室にスプールの両端を臨ませた切換弁にかかわり、特に、パイロット室のエア抜き構造に特徴を有する切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の切換弁では、その組み付け工程などで、パイロット室あるいはパイロット配管にエアがたまってしまうことがある。しかし、パイロット室あるいはパイロット配管にこもったエアを放置しておくと、スプールの切り換え時の応答性が悪くなったり、オペレータの操作に違和感を与えたりしてしまう。そのために、従来からパイロット室のエアを抜く構造がいろいろ提案されている。
【０００３】
例えば、パイロット室のエア抜きを目的にしたものとして、図２に示した切換弁が従来から知られている。
この従来の切換弁は、バルブボディＢにスプールＳを摺動自在に組み込むとともに、このスプールＳの両端をパイロット室１，２に臨ませている。
【０００４】
上記パイロット室１，２はパイロット弁１６に接続し、このパイロット弁１６のレバー操作によって、一方のパイロット室をパイロットポンプ１７に接続し、他方のパイロット室を、上記パイロット弁１６に接続したドレン通路１８を介してタンク１９に連通させるようにしている。
【０００５】
上記のようにしたスプールＳの両端にはエア抜き通路３，４を形成している。このエア抜き通路３，４の一方の開口部３ａ，４ａをパイロット室１，２に常時開口させるとともに、他方の開口部３ｂ，４ｂは、スプールＳが図示の中立位置からある程度ストロークすると、タンクに連通する還流通路５，６に開口させるようにしている。また、上記開口部３ａ，４ａと開口部３ｂ，４ｂとを結ぶ通路過程のそれぞれにはオリフィス３ｃ，４ｃを形成している。
【０００６】
そして、上記パイロット弁１６を操作して一方のパイロット室、例えばパイロット室１がパイロットポンプ１７に接続されると、他方のパイロット室２がパイロット弁１６及びドレン通路１８を介してタンク１９に連通する。
上記パイロットポンプ１７に接続されたパイロット室には、上記パイロット弁１６の操作量に応じたパイロット圧が発生するので、このパイロット圧の作用で、スプールＳは左右いずれかに切り換えられる。
【０００７】
例えば、一方のパイロット室１にパイロット圧が導かれれば、スプールＳは図面右方向に移動する。反対に、他方のパイロット室２にパイロット圧が導かれれば、スプールＳは図面左方向に切り換わる。
そして、スプールＳが図面右方向に切り換わったときには、図示していないメインポンプからの圧力流体が供給通路７に流入するとともに、この供給通路７に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁８、中継通路９及びスプールＳに形成した第１環状溝１０を経由して一方のアクチュエータポート１１に導かれる。
【０００８】
このときに他方のアクチュエータポート１２に流入した戻り流体は、スプールＳに形成した第２環状溝１３を経由して還流通路６に戻される。
また、スプールＳが上記とは反対方向すなわち図面左方向に切り換わると、上記供給通路７に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁８、中継通路９及び第２環状溝１３を介してアクチュエータポート１２に導かれるとともに、アクチュエータポート１１に流入した戻り流体は、第１環状溝１０を経由して還流通路５に戻される。
【０００９】
上記の構成のもとで、パイロット室１，２にこもったエアを抜くときには、上記パイロット室１、２に作動流体を導くとともに、スプールＳを中立位置からある程度ストロークさせて、エア抜き通路３，４の他方の開口部３ｂ，４ｂを還流通路５，６に開口させる。このようにエア抜き通路３，４の他方の開口部３ｂ，４ｂが還流通路５，６に開口すると、パイロット室１，２に導かれた作動流体が、オリフィス３ｃ，４ｃを経由して還流通路５，６に流出する。このような作動流体の流れの過程で、パイロット室内のエアを、還流通路５，６を介してタンクに放出する。
【００１０】
なお、図２に示した従来の切換弁は、スプールＳが図示の中立位置からある程度ストロークすると、エア抜き通路３，４の他方の開口部３ｂ，４ｂが還流通路５，６に開口するが、スプールがほぼフルストロークしたときに、パイロット室が還流通路に連通する構成のものもある。例えば、この種のものとして、特許文献１に記載された切換弁が知られている。
ただし、上記特許文献１に記載された切換弁の原理的な構成は、上記図２に示した切換弁とほぼ同じである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２９３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記図２に示した従来の切換弁は、両パイロット室１，２に対して個別にエア抜き通路３，４を形成するとともに、それら各エア抜き通路３，４のそれぞれにオリフィス３ｃ，４ｃを設けている。そのために両オリフィス３ｃ，４ｃの開口径が等しくなければならない。もし、両者の開口径が異なれば、パイロット配管に流れるエア抜き用の流量が異なってしまい、それがオペレータの操作感に影響を与えてしまうことがあるからである。
【００１３】
そのために、上記オリフィス３ｃ，４ｃの加工に当たって、きわめて厳密な精度が求められる。しかしながら、微細な開口径の精度を上げるということは、その分、加工に手間がかかり、生産性が劣るという問題があった。
この点を解決するものとして、特許文献１に記載された切換弁があるが、この切換弁は、スプールをフルストロークさせたときに、パイロット室と還流通路とを連通させるものである。
【００１４】
スプールをフルストロークさせたときに、パイロット室と還流通路とを連通させる構成では、それら連通過程におけるオリフィスの開口径が多少異なっていても、オペレータに違和感を与えることはほとんどない。なぜなら、スプールをフルストロークさせるときには、パイロット流量も多いので、パイロット室と還流通路とに流れる流量に多少の差があっても、スプールの移動量にそれほど影響せず、オペレータにも違和感を与えないからである。
【００１５】
しかしながら、当該切換弁を接続したシステムの暖気運転をするときには、次のような問題が発生する。
例えば、暖気運転は、パイロット室にパイロット圧を導いてスプールを切り換え、アクチュエータを作動させながら作動流体を循環させるとともに、その循環過程で作動流体を暖める。
暖気運転を必要とする環境では、低温の外気の影響で作動油の温度も低下しており、流体全体の粘度が高くなっているので、還流通路の圧力が大きくなる。
なぜなら、切換弁のバルブボディに形成した還流通路は、他の切換弁のバルブボディにおける還流通路を経由してタンクに連通するので、その分、流路が複雑になるとともにタンクまでの長さも長くなるからである。
【００１６】
上記のように還流通路の圧力が大きければ大きいほど、パイロット室の作動流体は、エア抜き通路のオリフィスを通過しにくくなる。
そのために、作動流体の粘度が高いこととも相まって、パイロット室に導かれた作動流体が、上記オリフィスから還流通路に流れにくくなり、結局は、パイロット室に導かれた作動流体が、当該パイロット室の体積変化分だけ、タンクとパイロット室とを行き来するだけになってしまう。
よって、目的のエア抜きがされず、かつ、パイロット配管内の作動流体の暖気性も低下する。
【００１７】
さらに、図２に示した切換弁では、パイロット弁１６のドレン通路１８に接続されたパイロット室１，２の圧力が、上記還流通路５，６の圧力よりも低くなり、作動流体が還流通路５，６からパイロット室１，２に逆流するおそれがあるが、その理由は次の通りである。
バルブボディＢに形成した還流通路５，６は、他の切換弁のバルブボディにおける還流通路を経由してタンク１９に連通する。そのために全体的に還流通路の圧力損失が大きくなり、その分、還流通路内の圧力が高くなる。
【００１８】
これに対して、当該切換弁の切換量が小さいとき、すなわちパイロット室１，２の圧力が小さいときは、還流通路よりも圧力が低くなる。そのためにパイロット室１，２の圧力が、還流通路５，６内の圧力よりも低くなる。
【００１９】
上記パイロット室１，２と還流通路５，６との圧力差によって、還流通路５，６からパイロット室１，２に作動流体が逆流するが、そのときの還流通路５，６の圧力がスプールＳに作用する。そして、当該切換弁が中立位置にあるときに、還流通路５，６の圧力がスプールＳに作用すると、その圧力作用でスプールが移動してしまい、アクチュエータが誤動作するおそれが発生する。
【００２０】
さらに、図２及び特許文献１に記載された従来の切換弁は、還流通路とパイロット室との間におけるスプール表面及びバルブボディに形成したスプール孔内面に、パイロット室から還流通路にいたるエア抜き経路を形成している。そのために、例えば、特開２００５−１２７４６７号に記載された切換弁のように、還流通路とパイロット室との間における上記スプール孔内面にいろいろな信号通路を形成しようとしても、エア抜き経路が障害になって上記のような信号通路を形成できず、その分、上記従来の切換弁は、設計の自由度が制限されるという問題もあった。
【００２１】
この発明の目的は、オリフィスの孔加工も簡単で設計の自由度も制限されず、しかも、暖気運転時にパイロット室に導かれた作動流体が温まりやすいだけでなく、誤作動もしない切換弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
第１の発明は、バルブボディにスプールを摺動自在に組み込み、上記スプールの両端をパイロット室に臨ませるとともに、上記パイロット室に導いたパイロット圧の作用でスプールを切り換える構成にした切換弁に関する。
そして、この第１の発明は、上記スプールの軸線方向において上記スプールを貫通する連通孔を形成し、上記連通孔を介して両パイロット室を連通させるとともに、上記連通孔に一つのオリフィスを設けた点に特徴を有する。
【００２３】
第２の発明は、上記パイロット室にパイロット弁を接続するとともに、上記パイロット弁の切り換えに応じて、上記パイロット室をパイロットポンプに接続したり、若しくはドレン通路に接続したりする点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００２４】
第１の発明の切換弁によれば、スプールに両パイロット室を連通させる連通孔を形成するとともに、この連通孔に一つのオリフィスを設けたので、いずれのパイロット室に導かれた作動流体も、上記一つのオリフィスを経由して反対側のパイロット室に導かれる。したがって、エア抜き時においても、上記一つの共通のオリフィスを経由して作動流体が流れることになる。
【００２５】
このように一つの共通のオリフィスを経由して作動流体が流れるので、従来の切換弁のように、各パイロット室に対応した別々のオリフィスを設ける必要がないので、それだけ製造コストを軽減できる。
また、パイロット室に導かれた作動流体は、スプールに形成した連通孔を経由するので、バルブボディに形成したスプール孔の内面に種々の信号通路を形成でき、従来の切換弁に比べて設計の自由度が大きくなる。
【００２６】
さらに、両パイロット室を連通する連通孔を介してエア抜きができるようにしたので、エア抜きのためにパイロット室を還流通路に接続する必要がない。そのために還流通路の圧力がスプールに作用しないので、還流通路の圧力がスプールに作用してアクチュエータが誤作動することもない。
【００２７】
第２の発明によれば、スプールの両端を臨ませた両パイロット室にパイロット弁を接続し、このパイロット弁を操作したとき、一方のパイロット室に作動流体が導かれるとともに、その一方のパイロット室に導かれた作動流体が、連通孔に設けたオリフィスを経由して他方のパイロット室に流入する。そして、この他方のパイロット室に流入した作動流体は、上記パイロット弁に接続したドレン通路を介してタンクに流入する。
【００２８】
そして、上記ドレン通路は直接タンクに連通しているので、バルブボディに設けた還流通路に比べて、圧力損失が極端に小さい。このように圧力損失が小さいドレン通路から上記作動流体がタンクに戻されるので、パイロット室からタンクに流れる過程の全体の圧力損失も相対的には小さくなる。言い換えると、パイロット室からタンクに向かって作動流体が流れやすくなる。
【００２９】
このように一方のパイロット室に流入した作動流体が他方のパイロット室を経由してタンクに流れやすくなれば、暖気運転時の冷えた作動流体が、パイロット弁とパイロット室との間に残留し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】従来の切換弁を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に示した実施形態は、その切換弁の基本的構成を図２に示した従来の切換弁の構成と同じにしている。
つまり、バルブボディＢにスプールＳを摺動自在に組み込むとともに、その両端をパイロット室１，２に臨ませている。
【００３２】
上記パイロット室１，２はパイロット弁１６に接続し、このパイロット弁１６のレバー操作によって、一方のパイロット室１をパイロットポンプ１７に接続し、他方のパイロット室２を、ドレン通路１８を介してタンク１９に連通させるようにしている。
【００３３】
そして、上記パイロット弁１６を操作して一方のパイロット室１に、パイロットポンプ１７からの作動流体が導かれると、そのときの圧力の作用でスプールＳが図面右方向に切り換えられる。このときには、他方のパイロット室２は上記パイロット弁１６を介してドレン通路１８に接続される。
【００３４】
上記のようにしてスプールＳが図面右方向に切り換わると、図示していないメインポンプからの圧力流体が供給通路７に流入するとともに、この供給通路７に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁８、中継通路９及びスプールＳに形成した第１環状溝１０を経由して一方のアクチュエータポート１１に導かれる。
【００３５】
このときに他方のアクチュエータポート１２に流入した戻り流体は、スプールＳに形成した第２環状溝１３を経由して還流通路６に戻される。
また、スプールＳが上記とは反対方向すなわち図面左方向に切り換わると、上記供給通路７に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁８、中継通路９及第２環状溝１３を介してアクチュエータポート１２に導かれるとともに、アクチュエータポート１１に流入した戻り流体は、第１環状溝１０を経由して還流通路５に戻される。
【００３６】
そして、この実施形態において、図２に示した従来の切換弁との相違点は、次の点である。
すなわち、スプールＳには、その軸線方向に連通孔１４を貫通させ、この貫通した連通孔１４を介して両パイロット室１，２を連通させるとともに、上記連通孔１４に一つのオリフィス１５を設けている。したがって、一方のパイロット室に導かれたパイロットポンプ１７からの作動流体は、連通孔１４及びこの連通孔１４に設けたオリフィス１５を経由して、他方のパイロット室に流入することになる。
【００３７】
この実施形態の切換弁は、上記のように構成したので、パイロット室１，２の作動流体のエアを抜くときには、例えば、一方のパイロット室１にパイロットポンプ１７からの作動流体を導く。パイロット室１に導かれた作動流体は、連通孔１４及びオリフィス１５を経由して他方のパイロット室２に流出するとともに、この他方のパイロット室２からパイロット弁１６に接続したドレン通路１８を介してタンク１９に流出する。
【００３８】
上記のようにパイロット室１，２とタンク１９との間で、作動流体に流れが生じることによって、パイロット室１，２にこもっていたエアが、タンク１９内において大気に開放されることになる。
しかも、パイロット弁１６からタンク１９にいたる過程ではドレン通路１８を経由するので、その間の圧力損失を小さく押さえられる。したがって、連通孔１４及びオリフィス１５には、流れが生じやすくなり、その分、パイロット室１，２にこもったエアを確実に抜くことができる。
【００３９】
また、上記オリフィス１５は、両パイロット室１，２間で流れる作動流体に対して共通に機能するので、パイロットポンプ１７からの作動流体をパイロット室１，２に導いてスプールＳを左右に切り換えるときにも、オペレータに違和感を与えることはない。
【００４０】
また、上記のようにオリフィス１５は一つで足りるので、図２に示した従来の切換弁のように、パイロット室１，２ごとにオリフィスを別々に設けなくてもよくなる。
したがって、上記従来の切換弁のように、別々のオリフィスの開口径を一致させなければならないという加工上の問題も発生しない。
【００４１】
さらに、この実施形態の切換弁は、そのスプールＳの軸線方向に貫通する連通孔１４を介して両パイロット室１，２を連通させるとともに、この連通孔１４にオリフィス１５を設けたので、スプールＳの外周面及びバルブボディＢのスプール孔内周面のそれぞれに、エア抜き用の特別な加工が必要なくなる。
したがって、スプールＳの外周面及びバルブボディＢのスプール孔内周面に、例えば信号通路を形成しやすくなり、その分、設計の自由度が増すことになる。
【００４２】
また、一方のパイロット室から他方のパイロット室へ流れる作動流体は、ドレン通路１８を介してタンク１９に流出するので、例えば従来のようにバルブボディＢに設けた還流通路５，６を介してタンク１９に戻す場合よりも、作動流体の循環経路における圧力損失を小さく押さえることができる。
したがって、暖気運転時にも、一方のパイロット室に導かれた作動流体が、他方のパイロット室からタンク１９に流れるので、従来のようにパイロット弁とパイロット室間において冷えた作動流体が残留することもない。
【００４３】
さらに、両パイロット室１，２を連通する連通孔１４を介してエア抜きができるようにしたので、エア抜きのためにパイロット室１，２を還流通路５，６に接続する必要がない。
このようにパイロット室１，２を還流通路５，６に接続する必要がないので、還流通路５，６の圧力がスプールＳに作用しない。したがって、還流通路５，６の圧力がスプールＳに作用することによるアクチュエータの誤作動を防止できる。
【００４４】
なお、上記実施形態においてオリフィス１５をスプールＳのほぼ中央に設けたが、当該オリフィス１５は連通孔１４のいずれかにあればその位置が特に限定されるものではない。
また、切換弁の形態も特に限定されるものではなく、要するにスプールの両端をパイロット室に臨ませるタイプの切換弁であれば、この発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
建設機械に用いる切換弁として最適である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｂ      バルブボディ
Ｓ      スプール
１，２    パイロット室
１４    連通孔
１５    オリフィス  
１６    パイロット弁
１７    パイロットポンプ
１９    タンク
【図１】
2016061427.tif 000003
【図２】
2016061427.tif 000004