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JP2011089639A - 油圧制御弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転体の慣性力により過負荷が生じる帰還ラインの作動油をリリーフさせることによって過負荷を防止する油圧制御弁を提供する。
【解決手段】油圧制御弁は、第１、２の油圧通路が形成され、スプールが内設されているバルブブロック１と、第１、２のアクチュエータポート６，７にそれぞれ連結される第１、２のアクチュエータ通路８，９と、第１のアクチュエータ通路８に一端が分岐し接続される第１、２の流路２１，２３と、第２のアクチュエータ通路９に一端が分岐し接続され、第１の流路２１の他端に連通される第４の流路２６と、第１、２のアクチュエータポート６，７の何れかに過負荷が生じた場合、過負荷の発生したアクチュエータポート側の作動油をリリーフさせ、リリーフされた作動油を過負荷が生じていない他のアクチュエータポートに補充供給するリリーフ弁１０とを含む。
【選択図】図９

Description

本発明は、掘削機などに装着される油圧モータのような回転体に供給される作動油を制御する油圧制御弁（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅ）に関する。さらに詳細には、油圧ポンプから供給される作動油により油圧モータが作動する途中で止まる場合、回転体の慣性力により過負荷が生じる帰還ラインの作動油をリリーフさせることによって過負荷を防止する油圧制御弁に関する。
図１に示した従来技術の油圧制御弁は、油圧ポンプＰから作動油が供給される第１のポンプ通路３と、第１のポンプ通路３にパラレルに接続する第２のポンプ通路４、５とが形成されているバルブブロック１と、外部からのパイロット信号圧Ｐｉ１、Ｐｉ２によりバルブブロック１に切換可能に組み合わされ、切換時、油圧ポンプＰから油圧モータ（図示せず）に供給される作動油を制御するスプール２と、スプール２の切換に応じて第２のポンプ通路４、５を第１、２のアクチュエータポート６、７にそれぞれ連結する第１、２のアクチュエータ通路８、９と、第１、２のアクチュエータポート６、７のいずれかに過負荷が生じた場合、過負荷が生じた第１アクチュエータポート６又は第２のアクチュエータポート７側の作動油をリリーフさせ、リリーフされた作動油を過負荷が生じていない他の第１アクチュエータポート６又は第２のアクチュエータポートに補充供給するリリーフ弁１０とを、含む。
前述した構成からなる油圧制御弁の作動について添付図面を参照しながら説明する。
（１）方向切換弁のスプールが図において右側方向に切り換わる場合を説明する。
図１及び図３のように、外部よりパイロット信号圧Ｐｉ１が、図において左側のポートに供給される場合、スプール２が図において右側方向に切り換わる。油圧ポンプＰから吐き出される作動油は、第１、２のポンプ通路３、４を次々と経由した後、第１のアクチュエータ通路８を経て第１のアクチュエータポート６に供給される。これにより、油圧モータに供給され、回転体を時計方向又は反時計方向に回転させる。
この際、油圧モータから帰還する作動油は、第２アクチュエータポート７に流入し、次いで第２のアクチュエータ通路９と、タンク通路１１を次々と経由し、油圧タンク（図示せず）に帰還することになる。
一方、油圧ポンプＰから供給される作動油により油圧モータが回転する途中でスプール２が中立位置に切り換わったとき、油圧モータの回転体が慣性力により直ぐに回転を止められないため、第２のアクチュエータポート７に過負荷が発生する。
この際、第２のアクチュエータポート７側の作動油は、第３のチェック弁１２を経てリリーフ弁１０によりリリーフされる。リリーフされた作動油は、第２チェック弁１３を経て第１のアクチュエータ通路８に供給されるので、第１のアクチュエータポート６側における不足分の作動油の量を補充することになる。
（２）方向切換弁のスプールが、図において左側方向に切り換わる場合について説明する。
図１及び図３のように、外部よりパイロット信号圧Ｐｉ２が、図において右側のポートに供給される場合、スプール２が図において左側方向に切り換わる。油圧ポンプＰから吐き出される作動油は、第１、２のポンプ通路３、５を次々と経由した後、第２のアクチュエータ通路９を経て第２のアクチュエータポート７に供給される。これにより、油圧モータに供給され、回転体を時計方向又は反時計方向に回転させる。
この際、油圧モータから帰還する作動油は、第１のアクチュエータポート６に流入し、次いで第１のアクチュエータ通路８と、タンク通路１４を次々と経由し、油圧タンクに帰還することになる。
一方、油圧ポンプＰから供給される作動油により油圧モータが回転する途中でスプール２が中立位置に切り換わったとき、油圧モータの回転体が慣性力により直ぐに回転を止められないため、第１のアクチュエータポート６に過負荷が発生する。
この際、第１のアクチュエータポート６側の作動油は、第１のチェック弁１５を経てリリーフ弁１０によりリリーフされる。リリーフされた作動油は、第４のチェック弁１６を経て第２のアクチュエータ通路９に供給されるので、第２アクチュエータポート７側における不足分の作動油の量を補充することになる。
一方、スプール２が中立位置を維持している場合でも、外部から与えられる外力により第１のアクチュエータポート６または第１のアクチュエータポート７に過負荷が発生すると、前述したように作動し、過負荷の発生を防止することが可能である。
図２のように、前述した第１、３のチェック弁１５、１２が、制御弁の下端に位置するように装着されているため、制御弁の製作及び組立て作業性が劣り、製造コストが増え、同業種分野での競争力が低下する。
また、制御弁を機械に装着した後、第１、３のチェック弁１５、１２への点検作業が要求される場合、制御弁を機械から取り外さなければならないという問題があった。
本発明は、油圧モータが作動する途中で止まった場合、回転体の慣性力により過負荷が発生する帰還ラインの作動油をリリーフさせることによって、過負荷を防止することができるようにした油圧制御弁を提供することにその目的がある。
また、チェック弁の分解、点検作業が必要となる場合、制御弁からチェック弁のみを取り外し、メンテナンス作業を容易に行えるようにした油圧制御弁を提供する。
本発明による油圧制御弁は、油圧ポンプから作動油が供給される第１のポンプ通路と、第１のポンプ通路にパラレルに接続する第２のポンプ通路とが形成されているバルブブロックと、外部からのパイロット信号圧によりバルブブロックに切換可能に組み合わされ、切換時、油圧ポンプから油圧モータに供給される作動油を制御するスプールと、スプールの切換に応じて第２のポンプ通路を第１、２のアクチュエータポートにそれぞれ連結する第１、２のアクチュエータ通路と、スプールの切換に応じて第１、２のアクチュエータ通路を油圧タンクにそれぞれ連結するタンク通路と、第１のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、第１のチェック弁が設けられている第１の流路と、第１のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、第２のチェック弁が設けられている第２の流路と、第２のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、第１の流路の他端と連通し、第３のチェック弁が設けられている第３の流路と、第２のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、第２の流路の他端と連通し、第４のチェック弁が設けられている第４の流路と、第１流路と第３流路との交差部に一端が連通し、第２流路と第４流路との交差部に他端が連通している通路と、通路に設けられ、第１、２のアクチュエータポートの何れかに過負荷が生じた場合、過負荷の発生したアクチュエータポート側の作動油をリリーフさせ、リリーフされた作動油を過負荷が生じていない他のアクチュエータポートに補充供給するリリーフ弁とを、含む。
また、望ましくは、前述したスプール及び第１、３のチェック弁が一つのブロック内に設けられることができる。
前述した構成からなる本発明の油圧制御弁は、次のような効果を有する。油圧モータが作動する途中で止まってしまうと、回転体の慣性力により過負荷が発生する帰還ラインの作動油をリリーフさせるチェック弁を効率よく配設することによって、制御弁を製作する作業性を向上させ、原価コストを削減できる。
また、チェック弁の分解、メンテナンス作業が必要となる場合、制御弁からチェック弁のみを簡単に取り外し、メンテナンス作業を行える。
従来技術による油圧制御弁の平面図である。 図１に示した油圧制御弁のＺ‐Ｚ線における断面図である。 図１に示した油圧制御弁のＹ‐Ｙ線における断面図である。 本発明の一実施例による油圧制御弁の正面図である。 図４に示した油圧制御弁の側面図である。 図４に示した油圧制御弁のＡ‐Ａ線における断面図である。 図４に示した油圧制御弁のＢ‐Ｂ線における断面図である。 図５に示した油圧制御弁のＣ‐Ｃ線における断面図である。 本発明の一実施例による油圧制御弁の油圧回路図である。
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて説明する。これは、本発明の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って、これに本発明の技術的な思想及範疇が限定されることを意味するのではない。
図４乃至図９に示した本発明の一実施例による油圧制御弁は、油圧ポンプＰから作動油が供給される第１のポンプ通路３と、第１のポンプ通路３にパラレルに接続する第２のポンプ通路４、５とが形成されているバルブブロック１と、外部からのパイロット信号圧Ｐｉ１、Ｐｉ２によりバルブブロック２に切換可能に組み合わされ、切換時、油圧ポンプＰから油圧モータ（図示せず）に供給される作動油を制御するスプール２と、スプール２の切換に応じて第２のポンプ通路４、５を第１、２のアクチュエータポート６、７にそれぞれ連結する第１、２のアクチュエータ通路８、９と、スプール２の切換に応じて第１、２のアクチュエータ通路８、９を油圧タンク（図示せず）にそれぞれ連結するタンク通路１１、１４と、第１のアクチュエータ通路８に一端が分岐し接続され、第１のチェック弁２０が設けられている第１の流路２１と、第１のアクチュエータ通路８に一端が分岐し接続され、第２のチェック弁２７が設けられている第２の流路２３と、第２のアクチュエータ通路９に一端が分岐し接続され、第１の流路２１の他端に連通し、第３のチェック弁２４が設けられている第３の流路２５と、第２のアクチュエータ通路９に一端が分岐し接続され、第２の流路２３の他端に連通し、第４のチェック弁２８が設けられている第４の流路２６と、通路２２に設けられ、第１、２のアクチュエータポート６、７の何れかに過負荷が生じたとき、過負荷の生じた第１のアクチュエータポート６又は第２のアクチュエータポート７側の作動油をリリーフさせ、リリーフされた作動油を過負荷が生じていない他の第１のアクチュエータポート６又は第２のアクチュエータポート７に補充供給するリリーフ弁とを、含む。
前述したスプール２及び第１、３チェック弁２０、２４が、一つのブロック内に設けられていてもよい。
図中、説明されていない図面符号１７は、油圧回路内に設定された圧力を超えるような過負荷が発生したとき、油圧タンクの方へドレーンさせることによって、油圧回路を保護するメインリリーフバルブであり、符号１８は、第１流路２１と第３流路２５を連通させるための通路である。
この際、前述した第１のアクチュエータ通路８にパラレルに分岐接続している第１、２の流路２１、２３と、第２のアクチュエータ通路９にパラレルに分岐接続し、第１、２の流路２１、２３と連通する第３、４の流路２５、２６と、第１、３の流路２１、２５に対称となるようにそれぞれ設けられる第１、３のチェック弁２０、２４の構成を除いては、従来技術による油圧制御弁の構成と実質的に同一であるため、これらの構成及び作動の詳細は省略すると共に、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。
次いで、本発明の実施例による油圧制御弁の使用例について添付図面を参照して詳細に説明する。
（１）方向切換弁のスプールが、図において右側方向に切り換わる場合について説明する。
図６の如く、外部からのパイロット信号圧Ｐｉ１が、図中、制御弁の上側ポートに供給される場合、方向切換弁のスプール２が、図において下側方向に切り換わる（図９では、パイロット信号圧Ｐｉ１が、図中、方向切換弁の左側ポートに供給され、スプール２が、図において右側方向に切り換わる）。
この際、油圧ポンプＰから吐き出される作動油は、第１のポンプ通路３と、第２のポンプ通路４とを次々と経由した後、第１のアクチュエータ通路８を経由し、第１のアクチュエータポート６に供給されるので、図示されていない油圧モータに供給され、回転体を時計方向または反時計方向に回転させる。
この際、油圧モータに帰還する作動油は、第２のアクチュエータポート７に流入した後、次いで第２のアクチュエータ通路９、タンク通路１１を次々と通ってから油圧タンクに帰還する。
一方、油圧ポンプＰから供給される作動油により油圧モータが回転する途中で方向切換弁のスプール２が中立位置に切り換わると、油圧モータの回転体が慣性力により直ぐに回転を止められないため、第２のアクチュエータ７に過負荷が発生してしまう。
そこで、第２のアクチュエータポート７側の作動油は、第３のチェック弁２４を経てリリーフ弁１０によりリリーフされるので、第２のアクチュエータポート７に過負荷の発生を防止することができる。リリーフされた作動油は、第２のチェック弁２７を経て第１のアクチュエータ通路８に供給されるので、第１のアクチュエータポート６側における不足分の作動油の量を補充することになる。
（２）方向切換弁のスプールが、図において左側方向に切り換わる場合について説明する。
図６のように、外部からパイロット信号圧Ｐｉ２が、図中、制御弁の下側ポートに供給される場合、方向切換弁のスプール２が、図において上側方向に切り換わることになる（図９では、パイロット信号圧Ｐｉ２が、図中、方向切換弁の右側ポートに供給され、方向切換弁のスプール２が、図において左側方向に切り換わる）。
油圧ポンプＰから吐き出される作動油は、第１のポンプ通路３、第２のポンプ通路５を次々と経由してから、第２のアクチュエータ通路９を経由し、第２のアクチュエータポート７に供給されるので、図示されていない油圧モータに供給され、回転体を時計方向又は反時計方向に回転させる。
この際、油圧モータから帰還する作動油は、第１のアクチュエータポート６に流入した後、第１のアクチュエータ通路８とタンク通路１４とを次々と経由し、油圧タンクに帰還する。
一方、油圧ポンプＰから供給される作動油により油圧モータが回転する途中でスプール２が中立位置に切り換わると、油圧モータの回転体が慣性力により直ぐに回転を止められないため、第１のアクチュエータポート６に過負荷が生じてしまう。
そこで、第１のアクチュエータポート６側の作動油は、第１のチェック弁２０を経てリリーフ弁１０によりリリーフされるので、第１のアクチュエータポート６に過負荷の発生を抑制することができる。リリーフされた作動油は、第４のチェック弁２８を経て第２のアクチュエータ通路９に供給されるので、第１のアクチュエータポート６側における不足分の作動油の量を補充することになる。
一方、方向切換弁のスプール２が切り換わった状態でも、外部からの外力により第１のアクチュエータポート６または第２のアクチュエータポート７に過負荷が生じる場合、前述したように作動することによって過負荷の発生を防止できる。
前述したように、第１、３のチェック弁２０、２４が、図８において、制御弁の外側面に装着されるようになっているので、これらを製作したり、機械に組み付けたりするための製造コストを低減し、価格競争力を確保することができる（図２のように、従来は、第１、３のチェック弁１５、１２が制御弁の下端に位置づけられるように構成されていたので、第１、３のチェック弁１５、１２の点検作業が必要な場合、制御弁全体を機械から取り外さなければならなかった）。
また、第１、３のチェック弁２０、２４のメンテナンス作業を行うための、機械から制御弁を取り外す作業工程が不要となるので、作業性をさらに向上させることができる。
１ バルブブロック
２ スプール
３ 第１のポンプ通路
４、５ 第２のポンプ通路
６ 第１のアクチュエータポート
７ 第２のアクチュエータポート
８ 第１のアクチュエータ通路
９ 第２のアクチュエータ通路
１０ リリーフ弁
１１、１４ タンク通路
２０ 第１のチェック弁
２１ 第１の流路
２２ 通路
２３ 第２の流路
２４ 第３のチェック弁
２５ 第３の流路
２６ 第４の流路
２７ 第２のチェック弁
２８ 第４のチェック弁

Claims (2)

  1. 油圧ポンプから作動油が供給される第１のポンプ通路と、前記第１のポンプ通路にパラレルに接続する第２のポンプ通路とが形成されているバルブブロックと、
    外部からのパイロット信号圧により前記バルブブロックに切換可能に組み合わされ、切換時、油圧ポンプから油圧モータに供給される作動油を制御するスプールと、
    前記スプールの切換に応じて前記第２のポンプ通路を第１、２のアクチュエータポートにそれぞれ連結する第１、２のアクチュエータ通路と、
    前記スプールの切換に応じて前記第１、２のアクチュエータ通路を油圧タンクにそれぞれ連結するタンク通路と、
    前記第１のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、第１のチェック弁が設けられている第１の流路と、
    前記第１のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、第２のチェック弁が設けられている第２の流路と、
    前記第２のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、前記第１の流路の他端に連通し、第３のチェック弁が設けられている第３の流路と、
    前記第２のアクチュエータ通路に一端が分岐し接続され、前記第２の流路の他端に連通し、第４のチェック弁が設けられている第４の流路と、
    前記第１流路と前記第３流路との交差部に一端が連通し、前記第２の流路と前記第４流路との交差部に他端が連通している通路と、
    前記通路に設けられ、前記第１、２のアクチュエータポートのいずれかに過負荷が生じた場合、過負荷の生じたアクチュエータポート側の作動油をリリーフさせ、リリーフされた作動油を過負荷が生じていない他のアクチュエータポートに補充供給するリリーフ弁と、を含むことを特徴とする油圧制御弁。
  2. 前記スプール及び前記第１、３のチェック弁は、一つのブロック内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
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