(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ（３）に対して作動圧油を一対の給排油路（７、８）を介して交互に給排する方向切換弁（２０）と、前記アクチュエータ（３）からの排出油を一時的に遮断保持するよう前記一対の給排油路（７、８）の中のアクチュエータ負荷側の排出油路（８）に配置されたスプリング室（３２）を有する負荷保持弁（３０）とからなり、前記方向切換弁（２０）の切換スプール（２１）は、該方向切換弁用のパイロット操作圧（ｐa）によりスプール軸方向に駆動され、前記負荷保持弁（３０）の開閉は、前記パイロット操作圧（ｐa）とは別の常時所定圧に保持されたパイロット圧（ｐb）により駆動される開閉手段（５０）を介して制御され、前記切換スプール（２１）の、中立位置から前記アクチュエータ（３）を駆動する動作位置への移動ならびに前記動作位置から中立位置への移動に連動して前記負荷保持弁（３０）の開閉動作を行う負荷保持切換弁装置（１）であって、
前記開閉手段（５０）は、弁体（ＶＬ）により区画された第１の室（RM1）と第２の室（RM2）とを有し、前記第１の室（RM1）が前記負荷保持弁（３０）のスプリング室（３２）に接続されているパイロット操作弁（５１）と、前記弁体（ＶＬ）を連通位置へ移動させるロッド（Ｒｄ）に結合した開閉ピストン（５３）と、同開閉ピストン（５３）に結合された前記弁体（ＶＬ）およびロッド（Ｒｄ）の移動により前記第２の室（RM2）と連通するよう前記負荷保持切換弁装置（１）内に形成した油路（５９）と、同油路（５９）上に設けたチェック弁（６０）と、前記開閉ピストン（５３）の両側に設けられたシリンダ室（６１、６２）の反弁体側の室（６１）に一端側が連通可能で前記負荷保持切換弁装置（１）内に形成した供給油路（５５）と、同供給油路（５５）に前記パイロット圧（ｐｂ）を供給するタイミング機構（５４）とからなり、
同タイミング機構（５４）は、前記負荷保持切換弁装置（１）内で前記切換スプール（２１）外周に対向して設けられ且つ前記パイロット圧（ｐb）の導かれたポート（PORT1）と前記供給油路（５５）の他端側ポート（PORT2）とからなり、
前記ポート（PORT1）およびポート（PORT2）は、前記切換スプール（２１）が中立位置のとき遮断され且つ同切換スプール（２１）が中立位置から一方の動作位置までの移動量よりも小さい所定移動量（L0）以上移動したとき連通することを特徴とする負荷保持切換弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械等のアクチュエータ油圧回路に係り、特に前記油圧回路においてアクチュエータ負荷を一時的に保持する負荷保持切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の負荷保持切換弁装置は、図３に示すように、アクチュエータ３に対して、油圧ポンプ５、ポンプ油路６からの作動圧油を、一対の給排油路７、８を介して交互に給排する方向切換弁２０と、アクチュエータ３からの排出油を一時的に遮断保持するよう前記一対の給排油路７、８の中のアクチュエータ負荷４側の排出油路８内に配置される負荷保持弁３０とから形成されている。
【０００３】
そして、前記方向切換弁２０には、油圧源１１からリモコン弁ＲＶＬおよび分岐ＢＲを介して与えられる方向切換弁用のパイロット操作圧ｐaが導かれるようになっている。また、前記分岐ＢＲを介して与えられるパイロット操作圧ｐaはパイロット切換弁４１にも切換圧信号として与えられ、同パイロット切換弁４１が開になると、油圧源１２から導かれる負荷保持弁用のパイロット圧ｐbがパイロットチェック弁４０に導かれる。
【０００４】
このように構成された負荷保持弁３０および方向切換弁２０は、パイロット操作圧ｐaおよびパイロット圧ｐbによりそれぞれ連動的に開成および切換えられ、前記保持排出油を、前記排出油路８およびタンク油路９からタンク１０内へ開放排出するように構成されている。
【０００５】
なお、図示の装置において、負荷保持弁３０の方向切換弁２０に対する連動、つまり負荷保持弁３０を作動するパイロットチェック弁４０の、方向切換弁２０の切換スプールに対する連動は、パイロットチェック弁４０が、方向切換弁用のパイロット操作圧ｐaで作動するパイロット切換弁４１を介して作動することにより達成される。また、負荷保持弁３０の開成は、スプリング３１を備えるスプリング室３２内の圧油が、パイロットチェック弁４０を介して排出され、そして絞り３３の前後に差圧が発生することにより達成される。
【０００６】
従って、このような負荷保持切換弁装置１によれば、負荷をアクチュエータで一時的に保持した状態すなわち方向切換弁２０の図示の中立時において、仮に方向切換弁２０に圧油漏れが発生しても、これによる前記負荷の自然落下を防止することができる負荷の自然落下防止機能を発揮させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の負荷保持切換弁装置においては、なお次に述べるような難点があった。
【０００８】
すなわち、負荷保持切換弁装置１における、負荷の自然落下防止機能は、負荷保持弁３０および方向切換弁２０の連動的な開成および切換え作動によって達成され、前記両弁の連動は、負荷保持弁を作動するパイロットチェック弁を、方向切換弁２０用のパイロット操作圧で作動するパイロット切換弁４１によって作動するように構成されている。
【０００９】
このため、従来のこのような型式の両弁の連動システムにおいては、先ず第１に、連動タイミングが両弁２０、３０の開成および切換の異なるタイミングによって規制される結果、両タイミングの間に不整合を生じてアクチュエータ３の駆動操作性が往々にして低下し、次いで第２には、方向切換弁用のパイロット操作圧ｐaがパイロット切換弁４１への切換圧油信号として兼用されている結果、弁体１に対して設計によっては省略されるべき余分な外部ポートＰa、Ｐbおよび外部配管Ｌa、Ｌbが必要となり、構造が全体的に複雑かつ大型化していた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、負荷保持弁および方向切換弁の連動タイミングを適切に規制してアクチュエータの操作性を向上すると共に、構造を簡単かつ小型化することができる負荷保持切換弁装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係る負荷保持切換弁装置は、アクチュエータ（３）に対して作動圧油を一対の給排油路（７、８）を介して交互に給排する方向切換弁（２０）と、前記アクチュエータ（３）からの排出油を一時的に遮断保持するよう前記一対の給排油路（７、８）の中のアクチュエータ負荷側の排出油路（８）に配置されたスプリング室（３２）を有する負荷保持弁（３０）とからなり、前記方向切換弁（２０）の切換スプール（２１）は、該方向切換弁用のパイロット操作圧（ｐa）によりスプール軸方向に駆動され、前記負荷保持弁（３０）の開閉は、前記パイロット操作圧（ｐa）とは別の常時所定圧に保持されたパイロット圧（ｐb）により駆動される開閉手段（５０）を介して制御され、前記切換スプール（２１）の、中立位置から前記アクチュエータ（３）を駆動する動作位置への移動ならびに前記動作位置から中立位置への移動に連動して前記負荷保持弁（３０）の開閉動作を行う負荷保持切換弁装置（１）であって、前記開閉手段（５０）は、弁体（ＶＬ）により区画された第１の室（RM1）と第２の室（RM2）とを有し、前記第１の室（RM1）が前記負荷保持弁（３０）のスプリング室（３２）に接続されているパイロット操作弁（５１）と、前記弁体（ＶＬ）を連通位置へ移動させるロッド（Ｒｄ）に結合した開閉ピストン（５３）と、同開閉ピストン（５３）に結合された前記弁体（ＶＬ）およびロッド（Ｒｄ）の移動により前記第２の室（RM2）と連通するよう前記負荷保持切換弁装置（１）内に形成した油路（５９）と、同油路（５９）上に設けたチェック弁（６０）と、前記開閉ピストン（５３）の両側に設けられたシリンダ室（６１、６２）の反弁体側の室（６１）に一端側が連通可能で前記負荷保持切換弁装置（１）内に形成した供給油路（５５）と、同供給油路（５５）に前記パイロット圧（ｐｂ）を供給するタイミング機構（５４）とからなり、同タイミング機構（５４）は、前記負荷保持切換弁装置（１）内で前記切換スプール（２１）外周に対向して設けられ且つ前記パイロット圧（ｐb）の導かれたポート（PORT1）と前記供給油路（５５）の他端側ポート（PORT2）とからなり、前記ポート（PORT1）およびポート（PORT2）は、前記切換スプール（２１）が中立位置のとき遮断され且つ同切換スプール（２１）が中立位置から一方の動作位置までの移動量よりも小さい所定移動量（L0）以上移動したとき連通することを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明の負荷保持切換弁装置によれば、負荷保持弁および方向切換弁を連動して開成および切換えるタイミングが、前記両弁用のパイロット圧同期手段すなわち切換スプールのタイミング切換位置部を介して、負荷保持弁の開成が方向切換弁の切換え操作に適宜先行するよう適切に達成されると共に、パイロット圧油に関する従来必要とされていた余分の外部ポートおよび外部配管が弁体内に収納されて不必要となる。すなわち、アクチュエータの操作性を向上し得ると共に構造を簡単かつ小型化することができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明に係る負荷保持切換弁装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３に示す従来の構造と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１４】
先ず初めに、図１は従来の図３に対応する油圧回路図であり、図２は全体構造図を示すものであって、本発明に係る負荷保持切換弁装置１の基本的構成は、前記従来の構成と同一である。従って、一部重複するが、理解を容易にするため、再び簡単に説明すると、本発明の負荷保持切換弁装置１は、アクチュエータ３に対して、油圧ポンプ５、ポンプ油路６からの作動圧油を、一対の給排油路７、８を介して交互に給排する方向切換弁２０と、アクチュエータ３からの排出油を一時的に遮断保持するように前記一対の給排油路７、８の中のアクチュエータ負荷４側の排出油路８内に配置される負荷保持弁３０とから形成されている。
【００１５】
そして、方向切換弁２０の切換スプール２１（図２参照）は、油圧源１１からリモコン弁ＲＶＬを介して生成されるパイロット操作圧pa、pa’によりスプール軸方向に駆動される。また、負荷保持弁３０は、油圧源１２から直接導入される負荷保持弁用のパイロット圧ｐb で操作される開閉手段５０を有している。この開閉手段５０は、図３におけるチェック弁４０に対応している。
【００１６】
このようにして、負荷保持弁３０および方向切換弁２０が、それぞれ連動的に開成および切換えられることにより、保持排出油を前記排出油路８およびタンク油路９からタンク１０内へ開放排出するように構成されている。なお、図１の状態は、負荷保持弁３０が閉成され、方向切換弁２０が中立位置に保持された負荷保持状態を示している。
【００１７】
すなわち、本発明に係る負荷保持切換弁装置１において、負荷保持弁３０に対する前記開閉手段５０は、負荷保持弁用のパイロット圧ｐbで作動して負荷保持弁３０を開閉するパイロット操作弁５１と、負荷保持弁３０に作用するパイロット圧ｐbを方向切換弁用パイロット操作圧ｐaに連動させるパイロット操作圧連動手段５２とから構成される。
【００１８】
このパイロット操作弁５１は、好適には、負荷保持弁３０のスプリング３１を備えたスプリング室３２が、油路５９およびチェック弁６０を介して方向切換弁２０の供給通路２３に連通して、このスプリング室３２内の圧油を排出して、その絞り３３の前後に差圧を発生させることにより、負荷保持弁３０を開成するパイロットチェック弁５１から形成する。一方、パイロット操作圧連動手段５２は、前記パイロットチェック弁５１を開閉作動する開閉ピストン５３と、この開閉ピストン５３を、切換スプール２１の方向切換弁２０の切換えに連動して作動させるタイミング機構５４とから形成することができる。
【００１９】
前記タイミング機構５４は、負荷保持弁用のパイロット圧ｐbの圧油を開閉ピストン５３の前後シリンダ室６１、６２（図２参照）の一方のシリンダ室６１へ供給することにより、他方のシリンダ室６２の油が方向切換弁２０のタンク通路２２（図２参照）へ流れるようにする弁体２内に設けたパイロット圧の給排油路５５、５６と、この給排油路５５、５６と交叉連通する切換スプール２１の切換位置部５７、５８とから構成される。
【００２０】
すなわち、方向切換弁用のパイロット操作圧ｐaによる切換スプール２１の切換え動作に際し、その切換え動作の初期段階において、負荷保持弁用パイロット圧ｐbの供給油路５５をその油圧源１２に連通すると共に、排出油路５６を前記タンク通路２２へ連通するタイミング切換位置部５７、５８とから形成されている。
【００２２】
図２を参照して、上記タイミング機構をより具体的に説明する。すなわち、図２では弁体２内で切換スプール２１が中立位置にあり、切換位置部５７の破線内には油圧源１２と常時連通しているポートPORT1と、同ポートPORT1と長さL0だけ隔てて隣接する油路５５の一端部を形成したポートPORT2が前記スプール２１の外周面に対向配置されている。軸部２１Ａはその外径が左右の隣接する軸部の外径より径小に形成されている。
【００２３】
同図２において、まず、切換スプール２１が中立位置の状態でリモコン弁ＲＶＬを操作してパイロット操作圧ｐaが左方から与えられる場合で、図１の負荷４を下降させるものとする。そこでパイロット操作圧ｐaがゼロから、切換弁２０が完全に切り替わるまで（図１の切換弁２０の左側動作位置）スプール２１を右方向へ移動するためのフル操作圧ｐaとなる過程で、当該スプール２１はその初期の移動により前記長さL0以上に達するとパイロット圧ｐbがポートPORT1から前記径小の軸部２１Ａを介してポートPORT2、油路５５を経てシリンダ室６１へ与えられ、開閉ピストン５３を左行させるので、ロッドＲdを介して弁体ＶＬが左行しパイロットチェック弁５１の油室RM1とRM2が連通する。
【００２４】
したがって、スプリング室３２は室RM1、RM2、油路５９を介して供給通路２３に連通し低圧となるので戻り側の排出油路８の圧力により負荷保持弁３０の弁体（斜線部分）を押し上げる。その結果、排出油路８と供給通路２３が連通する。この一連の動作は、該スプール２１の初期移動が距離L0を越えると直ちに実現し、一方、その時点で切換弁２０のスプール２１は前記フル切換位置には達していない。つまり、切換弁２０がフル切換位置となる前に負荷保持弁３０は開成される。
【００２５】
次に、負荷保持弁３０が開成されている状態から中立位置へ戻す場合を説明する。
【００２６】
この場合は、切換スプール２１が前記フル切換位置から中立位置へ戻る過程であり、パイロット操作圧ｐaがフル操作圧ｐaからゼロにされる。これは負荷４が下降動作中から停止されることに対応している。この過程において、前記スプール２１が左行しポートPORT1とポートPORT2との間隔L0が形成されてポートPORT1とPORT2が遮断されるとシリンダ室６１にはパイロット圧ｐbの供給がなくなり、弁体ＶＬはバネ（室RM1に設けられている）により右行し、室RM1とRM2の連通を停止する。その時点では当該スプール２１は中立位置直前に近いため排出油路８の油量も少なくなっている。
【００２７】
したがって、排出油路８、スプリング室３２および供給通路２３の圧力はほぼ等しい状態となっており、その状態でスプリング３１の弾発力により負荷保持弁３０の弁体（斜線部分）を押し下げる。そしてその押し下げにより同弁体がシート部に着座する前に前記スプール２１は中立位置に達するようにされているのである。すなわち、負荷４が下降動作を停止した直後に遅滞なく前記負荷保持弁３０の弁体が着座するように当該タイミング機構５４を構成している。
【００２８】
従って、本発明の負荷保持切換弁装置によれば、負荷保持弁および方向切換弁の連動のタイミングは、前記タイミング切換位置部の関係位置を適宜選定することにより、パイロット操作圧に連動する連動手段を介して、負荷保持弁の開成を方向切換弁の切換動作の完了に対し先行するよう適切に達成することができると共に、パイロット圧油に関する従来必要とされていたパイロット切換弁４１およびそれと関連する外部ポートおよび外部配管が弁体内に収納されるので不必要となる。すなわち、アクチュエータの操作性を向上し得ると共に、構造を簡単かつ小型に構成することが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る負荷保持切換弁装置は、アクチュエータ（３）に対して作動圧油を一対の給排油路（７、８）を介して交互に給排する方向切換弁（２０）と、前記アクチュエータ（３）からの排出油を一時的に遮断保持するよう前記一対の給排油路（７、８）の中のアクチュエータ負荷側の排出油路（８）に配置されたスプリング室（３２）を有する負荷保持弁（３０）とからなり、前記方向切換弁（２０）の切換スプール（２１）は、該方向切換弁用のパイロット操作圧（ｐａ）によりスプール軸方向に駆動され、前記負荷保持弁（３０）の開閉は、前記パイロット操作圧（ｐａ）とは別の常時所定圧に保持されたパイロット圧（ｐｂ）により駆動される開閉手段（５０）を介して制御されるようになっており、前記切換スプール（２１）の、中立位置から前記アクチュエータ（３）を駆動する動作位置への移動ならびに前記動作位置から中立位置への移動に連動して前記負荷保持弁（３０）の開閉動作を行うようにした負荷保持切換弁装置（１）であって、前記開閉手段（５０）は、弁体（VL）により区画された室（RM1、RM2）を有し、その一方の室（RM1）が前記負荷保持弁（３０）のスプリング室（３２）に接続されているパイロット操作弁（５１）と、前記弁体（ＶＬ）を連通位置へ移動させるようそのロッド（Rd）に結合した開閉ピストン（５３）と、同開閉ピストン（５３）に結合された前記弁体（ＶＬ）およびロッド（Ｒｄ）の移動により前記他方の室（RM2）と連通するよう前記負荷保持切換弁装置（１）内に形成した油路（５９）と、同油路（５９）上に設けたチェック弁（６０）と、前記開閉ピストン（５３）の両側に設けられたシリンダ室（６１、６２）の反弁体側の室（６１）に一端側が連通可能で前記負荷保持切換弁装置（１）内に形成した供給油路（５５）と、同供給油路（５５）に前記パイロット圧（ｐｂ）を供給するタイミング機構（５４）とからなり、同タイミング機構（５４）は、前記負荷保持切換弁装置（１）内で前記切換スプール（２１）外周に対向して設けられ且つ前記パイロット圧（ｐｂ）の導かれたポート（PORT1）および前記供給油路（５５）の他端側ポート（PORT２）とからなり、前記ポート（PORT1）およびポート（PORT２）は、前記切換スプール（２１）が中立位置のとき遮断され且つ同切換スプール（２１）が中立位置から一方の動作位置までの移動量よりも小さい所定移動量（L0）以上移動したとき連通するよう形成されることにより、負荷保持弁および方向切換弁の連動する開成および切換えタイミングが、前記切換スプールのタイミング切換位置部を介して、負荷保持弁の開成が方向切換弁の切換え動作に適宜先行すると共に、パイロット圧油に関する従来必要とされていたパイロット切換弁４１およびそれと関連する外部ポートおよび外部配管が弁体内に収納されるので不必要となる。すなわち、アクチュエータの操作性を向上し得ると共に構造を簡単かつ小型に構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る負荷保持切換弁装置の一実施例を示す油圧回路図である。
【図２】  図１に示す負荷保持切換弁装置の全体構造図である。
【図３】  従来の負荷保持切換弁装置を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１  負荷保持切換弁装置
２  弁体
３  アクチュエータ
４  負荷
５  油圧ポンプ
６  ポンプ油路
７  供給油路
８  排出油路
９  タンク油路
１０ タンク
１１、１２  油圧源
２０  方向切換弁
２１  切換スプール
２２  タンク通路
２３  供給通路
３０  負荷保持弁
３１  スプリング
３２  スプリング室
３３  絞り
５０  開閉手段
５１  パイロットチェック弁
５２ パイロット操作圧連動手段
５３  開閉ピストン
５４  タイミング機構
５５ 供給油路
５６  排出油路
５７、５８  タイミング切換位置部
５９  油路
６０  チェック弁
６１、６２  前後シリンダ室
【図１】
0003821906.tif 000002
【図２】
0003821906.tif 000003
【図３】
0003821906.tif 000004