JP6643913B2

JP6643913B2 - 油圧ブロック

Info

Publication number: JP6643913B2
Application number: JP2016027265A
Authority: JP
Inventors: 聖明西川; 十蔵岡本; 高尾　吉郎; 吉郎高尾; 聡助宮内; 英司宮崎
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2036-02-16
Also published as: JP2017145869A; US10626891B2; US20170234336A1

Description

本発明は、複数組設けられ、油圧アクチュエータに接続される一対のアクチュエータポートと、油圧アクチュエータから戻る作動油を外部に排出する排出油路と、を備えている油圧ブロックに関する。

特許文献１には、油圧アクチュエータ（文献では「シリンダ」）に接続される一対のアクチュエータポートと、油圧アクチュエータから戻る作動油を外部に排出する排出油路（文献では「戻り通路」）と、を備えている油圧ブロック（文献では「バルブボディ」）が開示されている。

特開２０１５−２０９９０８号公報

特許文献１に記載の油圧ブロックでは、一対のアクチュエータポートを複数組設ける場合、アクチュエータポートに対応する油路を直列に接続して排出油路を構成すると、排出油路の長さが長くなってしまう。この場合、排出油路内において、排出方向上流側と排出方向下流側とで油圧差（圧力損失）が大きくなって、作動不良を引き起こす原因となり易い。

上記状況に鑑み、排出油路の長さに起因する圧力損失を低減することが可能な油圧ブロックが要望されている。

本発明の特徴は、
複数組設けられ、油圧アクチュエータを接続可能な一対のアクチュエータポートと、
前記アクチュエータポートから戻る作動油を外部に排出する排出油路と、を備えており、前記排出油路は、
前記アクチュエータポートの全てのうち特定の前記アクチュエータポートであって対をなすアクチュエータポートのうちの一方のアクチュエータポートに対応する第一油路と、
前記アクチュエータポートの全てのうち前記特定の前記アクチュエータポート以外の非特定の前記アクチュエータポート及び前記対をなす前記特定の前記アクチュエータポートのうち他方のアクチュエータポートに対応する第二油路と、を備えており、
前記第一油路は、前記第二油路に並列に接続されていることにある。

本特徴構成によれば、第一油路が第二油路に並列に接続されているため、アクチュエータに対応する油路を直列に接続して排出油路を構成する場合よりも、排出油路の長さが短くなる。これにより、排出油路の長さに起因する圧力損失を低減することができる。また、排出油路が並列構造であることにより、排出油路内の圧力差も少なくなる。

さらに、本発明において、
特定の前記アクチュエータポートと前記第一油路との間に、油圧バルブが設けられていると好適である。

本特徴構成によれば、油圧バルブに対して排出方向下流側の圧力損失を低減することができる。これにより、油圧バルブの作動不良を引き起こすことなく、油圧バルブを良好に作動させることができる。

さらに、本発明において、
油圧ブロックが単一のブロック体によって構成されていると好適である。

ここで、一対のアクチュエータポートを複数組設ける場合、例えば、複数のブロック体によって油圧ブロックを構成することもできる。しかし、この場合、複数のブロック体を連結する必要があり、油圧ブロックを簡単に組み立てることができない。本特徴構成によれば、油圧ブロックが単一のブロック体によって構成されているため、複数のブロック体を連結する必要がなく、油圧ブロックを簡単に組み立てることができる。
また、上記構成において、前記第二油路は、第一部分と、第二部分と、第三部分と、第四部分と、第五部分と、を有していると共に、前記油圧ブロックの正面視で略Ｃ字形状に形成され、前記第一部分は、前記第二油路の一端部に配置され、前記第二部分は、前記第二油路の他端部に配置され、前記第三部分、前記第四部分及び前記第五部分は、前記第一部分と前記第二部分との間において、前記第一部分側から、前記第四部分、前記第三部分及び前記第五部分の順に配置され、
前記第一油路は、第三油路を介して前記第二油路に並列に接続され、前記第三油路は、前記第一油路と前記第二油路の前記第三部分とに亘って設けられ、前記第一部分及び前記第二部分は、対をなす前記非特定の前記アクチュエータポートのうちの一方のアクチュエータポートに対応し、前記第三部分は、対をなす前記非特定のアクチュエータポートのうちの他方のアクチュエータポート及び対をなす前記特定の前記アクチュエータポートのうちの前記他方のアクチュエータポートに対応すると好適である。

油圧ブロックの正面図である。油圧ブロックの油圧回路図である。油圧ブロックの正面断面図である。図１におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。

〔油圧ブロック〕
図１及び図２に示すように、油圧ブロック１には、複数組（例えば、七組）の一対の第一〜第七アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ７ａ・Ｐ７ｂが備えられている。油圧ブロック１は、単一のブロック体２（例えば、鋳物製）によって構成されている。本実施形態では、油圧ブロック１は、例えば、トラクタ（図示省略）の後部に装着されるバックホー（図示省略）用の油圧ブロックとして使用されている。当該バックホーには、本発明に係る「油圧アクチュエータ」として、バケット油圧シリンダＣＹ１、ディッパ油圧シリンダＣＹ２、右スタビライザー油圧シリンダＣＹ３、左スタビライザー油圧シリンダＣＹ４、ブーム油圧シリンダＣＹ５及びスイング油圧シリンダＣＹ６が備えられている。

ここで、一対の第一〜第七アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ７ａ・Ｐ７ｂと油圧シリンダＣＹ１〜ＣＹ６との対応関係について説明する。一対の第二アクチュエータポートＰ２ａ・Ｐ２ｂには、バケット油圧シリンダＣＹ１が接続されている。一対の第三アクチュエータポートＰ３ａ・Ｐ３ｂには、ディッパ油圧シリンダＣＹ２が接続されている。

一対の第四アクチュエータポートＰ４ａ・Ｐ４ｂには、右スタビライザー油圧シリンダＣＹ３が接続されている。一方の第四アクチュエータポートＰ４ａは、本発明に係る「特定のアクチュエータポート」に相当する。

一対の第五アクチュエータポートＰ５ａ・Ｐ５ｂには、左スタビライザー油圧シリンダＣＹ４が接続されている。一方の第五アクチュエータポートＰ５ａは、本発明に係る「特定のアクチュエータポート」に相当する。

一対の第六アクチュエータポートＰ６ａ・Ｐ６ｂには、ブーム油圧シリンダＣＹ５が接続されている。一対の第七アクチュエータポートＰ７ａ・Ｐ７ｂには、スイング油圧シリンダＣＹ６が接続されている。

なお、本実施形態では、一対の第一アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂには、本発明に係る「油圧アクチュエータ」が接続されていない。当該トラクタに、本発明に係る「油圧アクチュエータ」として、油圧シリンダＣＹ１〜ＣＹ６とは別の油圧シリンダが備えられている場合、一対の第一アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂに、当該別の油圧シリンダを接続することができる。

油圧ブロック１には、第一〜第七方向切換弁Ｖ１〜Ｖ７が備えられている。第一〜第七方向切換弁Ｖ１〜Ｖ７は、それぞれ、一対の第一〜第七アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ７ａ・Ｐ７ｂへの作動油の送油方向を切り換える。

図２及び図３に示すように、ブロック体２の内部には、第一〜第七スプール孔Ｈ１〜Ｈ７や供給油路３、一対の第一〜第七接続油路Ｃ１ａ・Ｃ１ｂ〜Ｃ７ａ・Ｃ７ｂ、排出油路４が形成されている。第一〜第七スプール孔Ｈ１〜Ｈ７には、それぞれ、第一〜第七方向切換弁Ｖ１〜Ｖ７の第一〜第七スプールＶ１ａ〜Ｖ７ａが摺動可能に挿入されている。供給油路３には、第一油圧ポンプＯＰ１及び第二油圧ポンプＯＰ２によって圧送された作動油が送油される。

一対の第一接続油路Ｃ１ａ・Ｃ１ｂは、一対の第一アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂと第一スプール孔Ｈ１とに亘っている。一対の第二接続油路Ｃ２ａ・Ｃ２ｂは、一対の第二アクチュエータポートＰ２ａ・Ｐ２ｂと第二スプール孔Ｈ２とに亘っている。一対の第三接続油路Ｃ３ａ・Ｃ３ｂは、一対の第三アクチュエータポートＰ３ａ・Ｐ３ｂと第三スプール孔Ｈ３とに亘っている。

一対の第四接続油路Ｃ４ａ・Ｃ４ｂは、一対の第四アクチュエータポートＰ４ａ・Ｐ４ｂと第四スプール孔Ｈ４とに亘っている。一対の第四接続油路Ｃ４ａ・Ｃ４ｂには、それぞれ、チェックバルブ５ａ・５ｂが設けられている。チェックバルブ５ａは、本発明に係る「チェックバルブ」に相当する。

一対の第五接続油路Ｃ５ａ・Ｃ５ｂは、一対の第五アクチュエータポートＰ５ａ・Ｐ５ｂと第五スプール孔Ｈ５とに亘っている。一対の第五接続油路Ｃ５ａ・Ｃ５ｂには、それぞれ、チェックバルブ６ａ・６ｂが設けられている。チェックバルブ６ａは、本発明に係る「チェックバルブ」に相当する。

一対の第六接続油路Ｃ６ａ・Ｃ６ｂは、一対の第六アクチュエータポートＰ６ａ・Ｐ６ｂと第六スプール孔Ｈ６とに亘っている。一対の第七接続油路Ｃ７ａ・Ｃ７ｂは、一対の第七アクチュエータポートＰ７ａ・Ｐ７ｂと第七スプール孔Ｈ７とに亘っている。

ここで、油圧ブロック１のうち第四スプール孔Ｈ４に対応する横断面と、油圧ブロック１のうち第五スプール孔Ｈ５に対応する横断面とは、同一の横断面構造であり、これらの横断面（図１におけるＩＶ−ＩＶ断面図）を図４に示している。図４に示すように、チェックバルブ５ａ（６ａ）は、一方の第四アクチュエータポートＰ４ａ（一方の第五アクチュエータポートＰ５ａ）と排出油路４のうち第一油路４Ａとの間に設けられている。チェックバルブ５ｂ（６ｂ）は、他方の第四アクチュエータポートＰ４ｂ（他方の第五アクチュエータポートＰ５ｂ）と排出油路４のうち第二油路４Ｂとの間に設けられている。

〔排出油路〕
図３に示すように、排出油路４は、一対の第一〜第七アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ７ａ・Ｐ７ｂから戻る作動油をタンクＴに排出する。排出油路４は、第一油路４Ａと、第二油路４Ｂと、第三油路４Ｃと、第四油路４Ｄと、を備えている。

第一油路４Ａは、一方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ａ、Ｐ５ａに対応している。すなわち、詳しくは後述するように、第一油路４Ａには、一方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ａ、Ｐ５ａからの作動油が流れ込む。第一油路４Ａは、第三油路４Ｃを介して第二油路４Ｂに並列に接続されている。すなわち、第一油路４Ａは、第三油路４Ｃを介して第二油路４Ｂから分岐している。第一油路４Ａのうち長手方向両端部は、第二油路４Ｂと縁が切れている。すなわち、第一油路４Ａのうち長手方向両端部は、第二油路４Ｂと接続されていない。第一油路４Ａは、正面視において、その油路幅が第二油路４Ｂや第三油路４Ｃ、第四油路４Ｄの油路幅よりも広く形成されている。

第二油路４Ｂは、一対の第一〜第三アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ３ａ・Ｐ３ｂ、他方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ｂ、Ｐ５ｂ、及び一対の第六、第七アクチュエータポートＰ６ａ・Ｐ６ｂ、Ｐ７ａ・Ｐ７ｂに対応している。すなわち、詳しくは後述するように、第二油路４Ｂには、一対の第一〜第三アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ３ａ・Ｐ３ｂからの作動油、他方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ｂ、Ｐ５ｂからの作動油、及び一対の第六、第七アクチュエータポートＰ６ａ・Ｐ６ｂ、Ｐ７ａ・Ｐ７ｂからの作動油が流れ込む。第二油路４Ｂは、部分４Ｂａと、部分４Ｂｂと、部分４Ｂｃと、部分４Ｂｄと、部分４Ｂｅと、を備えている。

部分４Ｂａは、他方の第一〜第七アクチュエータポートＰ１ｂ〜Ｐ７ｂに対応している。部分４Ｂｂは、一方の第一〜第三アクチュエータポートＰ１ａ〜Ｐ３ａに対応している。部分４Ｂｃは、一方の第六、第七アクチュエータポートＰ６ａ、Ｐ７ａに対応している。部分４Ｂｄは、部分４Ｂａと部分４Ｂｂとに亘っている。部分４Ｂｅは、部分４Ｂａと部分４Ｂｃとに亘っている。

第三油路４Ｃは、第一油路４Ａと第二油路４Ｂのうち部分４Ｂａとに亘っている。第三油路４Ｃは、正面視において、第四スプール孔Ｈ４と第五スプール孔Ｈ５との間に位置している。第三油路４Ｃのうち第一油路４Ａ側の端部は、第一油路４Ａのうち長手方向中央部に接続されている。

第四油路４Ｄは、第二油路４Ｂのうち部分４Ｂａと外部とに亘っている。第四油路４Ｄのうち外部側の端部は、タンクＴに接続されている。第四油路４Ｄは、正面視において、第六スプール孔Ｈ６と第七スプール孔Ｈ７との間に位置している。

〔排出油路への作動油の流れ〕
次に、排出油路４への作動油の流れについて、図３を用いて説明する。第一油路４Ａには、一方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ａ、Ｐ５ａからの作動油が流れ込む。詳しくは、第一油路４Ａには、一方の第四アクチュエータポートＰ４ａからの作動油が一方の第四接続油路Ｃ４ａを介して流れ込み、一方の第五アクチュエータポートＰ５ａからの作動油が一方の第五接続油路Ｃ５ａを介して流れ込む。そして、第一油路４Ａ内の作動油が第三油路４Ｃを介して第二油路４Ｂに流れ込む。

また、第二油路４Ｂには、一対の第一〜第三アクチュエータポートＰ１ａ・Ｐ１ｂ〜Ｐ３ａ・Ｐ３ｂからの作動油、他方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ｂ、Ｐ５ｂからの作動油、及び一対の第六、第七アクチュエータポートＰ６ａ・Ｐ６ｂ、Ｐ７ａ・Ｐ７ｂからの作動油が流れ込む。詳しくは、部分４Ｂａには、他方の第一〜第七アクチュエータポートＰ１ｂ〜Ｐ７ｂからの作動油が、それぞれ、他方の第一〜第七接続油路Ｃ１ｂ〜Ｃ７ｂを介して流れ込み、部分４Ｂｂには、一方の第一〜第三アクチュエータポートＰ１ａ〜Ｐ３ａからの作動油が、それぞれ、一方の第一〜第三接続油路Ｃ１ａ〜Ｃ３ａを介して流れ込み、部分４Ｂｃには、一方の第六、第七アクチュエータポートＰ６ａ、Ｐ７ａからの作動油が、それぞれ、一方の第六、第七接続油路Ｃ６ａ、Ｃ７ａを介して流れ込む。最終的には、第二油路４Ｂ内の作動油が第四油路４Ｄを介してタンクＴに排出される。

ここで、油圧ブロック１のうち第四スプール孔Ｈ４に対応する横断面における作動油の流れについて、図４を用いて説明する。なお、上述のように、油圧ブロック１のうち第四スプール孔Ｈ４に対応する横断面と、油圧ブロック１のうち第五スプール孔Ｈ５に対応する横断面とは、同一の横断面構造であるため、油圧ブロック１のうち第五スプール孔Ｈ５に対応する横断面における作動油の流れも、油圧ブロック１のうち第四スプール孔Ｈ４に対応する横断面における作動油の流れと同様に理解することができる。

図４では、第四スプールＶ４ａが中立位置に位置している。先ず、第四スプールＶ４ａが中立位置から図４の紙面右方に摺動すると、一方の第四接続油路Ｃ４ａと第一油路４Ａとが第四スプール孔Ｈ４を介して連通すると共に、他方の第四接続油路Ｃ４ｂと供給油路３とが第四スプール孔Ｈ４を介して連通する。これにより、一方の第四アクチュエータポートＰ４ａからの作動油が一方の第四接続油路Ｃ４ａ及び第四スプール孔Ｈ４を介して第一油路４Ａに流れ込むと共に、供給油路３からの作動油が第四スプール孔Ｈ４及び他方の第四接続油路Ｃ４ｂを介して他方の第四アクチュエータポートＰ４ｂに流れ込む。

一方、第四スプールＶ４ａが中立位置から図４の紙面左方に摺動すると、一方の第四接続油路Ｃ４ａと供給油路３とが第四スプール孔Ｈ４を介して連通すると共に、他方の第四接続油路Ｃ４ｂと第二油路４Ｂとが第四スプール孔Ｈ４を介して連通する。これにより、供給油路３からの作動油が第四スプール孔Ｈ４及び一方の第四接続油路Ｃ４ａを介して一方の第四アクチュエータポートＰ４ａに流れ込むと共に、他方の第四アクチュエータポートＰ４ｂからの作動油が他方の第四接続油路Ｃ４ｂ及び第四スプール孔Ｈ４を介して第二油路４Ｂに流れ込む。

なお、第四スプールＶ４ａが中立位置に位置している場合でも、第四スプールＶ４ａと第四スプール孔Ｈ４との間の若干の隙間により、一方の第四接続油路Ｃ４ａと第一油路４Ａとが連通していると共に、他方の第四接続油路Ｃ４ｂと第二油路４Ｂとが連通している。

以上のような構成によれば、第一油路４Ａが第二油路４Ｂに並列に接続されているため、油圧シリンダＣＹ１〜ＣＹ６に対応する油路を直列に接続して排出油路４を構成する場合よりも、排出油路４の長さが短くなる。これにより、排出油路４の長さに起因する圧力損失を低減することができる。また、排出油路４が並列構造であることにより、排出油路４内の圧力差も少なくなる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、本発明に係る「特定のアクチュエータポート」は、一方の第四、第五アクチュエータポートＰ４ａ、Ｐ５ａであるが、これに限定されるものではない。

（２）上記実施形態では、本発明に係る「油圧アクチュエータ」は、油圧シリンダＣＹ１〜ＣＹ６であるが、これに限定されるものではない。本発明に係る「油圧アクチュエータ」は、例えば、油圧モータであってもよい。

（３）上記実施形態では、本発明に係る「一対のアクチュエータポート」は、七組設けられているが、複数組であれば七組に限定されるものではない。

（４）上記実施形態では、本発明に係る「油圧バルブ」は、チェックバルブ５ａ、６ａであるが、これに限定されるものではない。本発明に係る「油圧バルブ」は、例えば、リリーフバルブであってもよい。

（５）上記実施形態では、油圧ブロック１は、単一のブロック体２によって構成されているが、複数のブロック体によって構成されていてもよい。

本発明は、トラクタ用の油圧ブロックの他、田植機やコンバイン用の油圧ブロックにも利用可能である。

１油圧ブロック
２ブロック体
４排出油路
４Ａ第一油路
４Ｂ第二油路
５ａチェックバルブ（油圧バルブ）
６ａチェックバルブ（油圧バルブ）
ＣＹ１バケット油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
ＣＹ２ディッパ油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
ＣＹ３右スタビライザー油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
ＣＹ４左スタビライザー油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
ＣＹ５ブーム油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
ＣＹ６スイング油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
Ｐ１ａ・Ｐ１ｂ一対の第一アクチュエータポート
Ｐ２ａ・Ｐ２ｂ一対の第二アクチュエータポート
Ｐ３ａ・Ｐ３ｂ一対の第三アクチュエータポート
Ｐ４ａ・Ｐ４ｂ一対の第四アクチュエータポート
Ｐ５ａ・Ｐ５ｂ一対の第五アクチュエータポート
Ｐ６ａ・Ｐ６ｂ一対の第六アクチュエータポート
Ｐ７ａ・Ｐ７ｂ一対の第七アクチュエータポート

Claims

複数組設けられ、油圧アクチュエータを接続可能な一対のアクチュエータポートと、
前記アクチュエータポートから戻る作動油を外部に排出する排出油路と、を備えており、前記排出油路は、
前記アクチュエータポートの全てのうち特定の前記アクチュエータポートであって対をなすアクチュエータポートのうちの一方のアクチュエータポートに対応する第一油路と、
前記アクチュエータポートの全てのうち前記特定の前記アクチュエータポート以外の非特定の前記アクチュエータポート及び前記対をなす前記特定の前記アクチュエータポートのうち他方のアクチュエータポートに対応する第二油路と、を備えており、
前記第一油路は、前記第二油路に並列に接続されている油圧ブロック。
特定の前記アクチュエータポートと前記第一油路との間に、油圧バルブが設けられている請求項１に記載の油圧ブロック。
単一のブロック体によって構成されている請求項１又は２に記載の油圧ブロック。
前記第二油路は、第一部分と、第二部分と、第三部分と、第四部分と、第五部分と、を有していると共に、前記油圧ブロックの正面視で略Ｃ字形状に形成され、
前記第一部分は、前記第二油路の一端部に配置され、
前記第二部分は、前記第二油路の他端部に配置され、
前記第三部分、前記第四部分及び前記第五部分は、前記第一部分と前記第二部分との間において、前記第一部分側から、前記第四部分、前記第三部分及び前記第五部分の順に配置され、
前記第一油路は、第三油路を介して前記第二油路に並列に接続され、前記第三油路は、前記第一油路と前記第二油路の前記第三部分とに亘って設けられ、
前記第一部分及び前記第二部分は、対をなす前記非特定の前記アクチュエータポートのうちの一方のアクチュエータポートに対応し、
前記第三部分は、対をなす前記非特定のアクチュエータポートのうちの他方のアクチュエータポート及び対をなす前記特定の前記アクチュエータポートのうちの前記他方のアクチュエータポートに対応する請求項１〜３のいずれか１項に記載の油圧ブロック。