| 【発明の名称】 |
油圧制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】柏木 雅夫
【氏名】中村 雅之
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| 【要約】 |
【課題】ロック弁を備えたバルブブロックを複数積層した積層ブロック全体の大きさを小さくすることができ、かつ、油路構成が簡単で加工コストの安い油圧制御装置を提供すること。
【解決手段】ロック弁Ｖａ、Ｖｂを２つ組み込んだロック弁用ブロック１の両側面に、スプール弁をそれぞれ組み込んだスプール弁用ブロック２ａ、２ｂを重ね合わせて積層ブロックを構成し、一方のスプール弁用ブロック２ａに設けたスプール弁とロック弁用ブロック１に設けた一方のロック弁Ｖｂとで１つの制御セクションＳ１を構成し、他方のスプール弁用ブロック２ｂに設けたスプール弁とロック弁用ブロック１に設けた他方のロック弁Ｖａとで他の制御セクションＳ２を構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スプールの移動位置に応じてアクチュエータを制御するスプール弁と、このスプール弁とアクチュエータとを接続する通路間に設けるとともに、アクチュエータへの供給油を自由に流通させ、アクチュエータからの戻り油を操作力が作用したときのみ流通させるロック弁とを備え、これらスプール弁とロック弁とで１つの制御セクションを構成する油圧制御装置において、ロック弁を２つ組み込んだロック弁用ブロックの両側面に、スプール弁をそれぞれ組み込んだスプール弁用ブロックを重ね合わせて積層ブロックを構成し、一方のスプール弁用ブロックに設けたスプール弁とロック弁用ブロックに設けた一方のロック弁とで１つの制御セクションを構成し、他方のスプール弁用ブロックに設けたスプール弁とロック弁用ブロックに設けた他方のロック弁とで他の制御セクションを構成したことを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】 ロック弁用ブロックに、アクチュエータ通路を形成し、このアクチュエータ通路に、ロック弁とリリーフ弁とを並列に設けたことを特徴とする請求項１記載の油圧制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリンダを切り換える油圧制御装置に係わり、特に、シリンダを所定のストローク位置で保持するためのロック弁を備えた油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、パワーショベルにおいて、アームやブームを所定の位置に保持して作業しようとする場合、これらアームやブームを動かすシリンダを停止した状態に保持しなければならない。しかし、シリンダを切り換え制御する制御弁が、スプール弁だけから構成されていると、たとえこのスプール弁によってシリンダの両室をポンプおよびタンクから遮断したとしても、アームやブームの自重などによる負荷がスプール弁に作用すると、スプールの摺動面を介して圧油がタンク側に漏れてしまう。圧油がタンク側に漏れてしまえば、当然のこととしてシリンダも動いてしまい、アームやブームを所定の位置に保持することができなかった。つまり、スプール弁だけでは、シリンダの位置を保持することができなかった。そこで、従来、圧油のリークを防止するロック弁を備えた油圧制御装置として、本出願人が特開平６ー５０３０２号公報に開示したものがある。この従来例の油圧制御装置を図４〜６に示す。
【０００３】図４に示すように、バルブブロックａには、一対のアクチュエータポート３２、３６を形成し、これらアクチュエータポートのうち、一方のアクチュエータポート３２を図示していないシリンダのロッド側室に接続し、他方のアクチュエータポート３６をシリンダのボトム側室に接続している。そして、このバルブブロックａを、アクチュエータポート３２を通るＡ−Ａ線と、アクチュエータポート３６を通るＢ−Ｂ線とで切った断面図を図５に示す。なお、図５中上側の断面図がＡ−Ａ線断面で、下側の断面図がＢ−Ｂ線断面である。
【０００４】図５のＡ−Ａ線断面図に示すように、バルブブロックａには、スプール２３を摺動自在に設けるとともに、このスプール２３の両端をパイロット室２４、２５に臨ませている。そして、これらパイロット室２４、２５には、図示していないパイロット圧源を接続している。また、バルブブロックａには、ポンプＰからの圧油を導く供給通路２９と、タンクＴに連通するタンク通路３１とを形成している。そして、スプール２３を図中右方向に移動させると、スプール２３に形成した第１環状溝３３を介してアクチュエータポート３２とタンク通路３１とが連通し、スプール２３に形成した第２環状溝３４を介して接続ポート３８と供給通路２９とが連通する。上記と反対に、スプール２３が図中左方向に移動すれば、アクチュエータポート３２と供給通路２９とが連通し、接続ポート３８とタンク通路３１とが連通する。
【０００５】一方、Ｂ−Ｂ線断面図に示すように、アクチュエータポート３６と通路３７との連通過程には、ロック弁ｖを設けている。このロック弁ｖは、図６に示すように、メインポペット４１とパイロットポペット４２とを備え、これら両ポペット４１、４２間に圧力室４３を設けている。そして、この圧力室４３には、スプリング４４を介在させ、そのバネ力でメインポペット４１をシート部５２に押しつけている。また、メインポペット４１には、通路４１ａ、４１ｂを形成し、これら通路４１ａ、４１ｂを介してアクチュエータポート３６と圧力室４３とを連通している。そして、アクチュエータポート３６側に圧力が発生した場合には、その圧力を通路４１ａ、４１ｂを介して圧力室４３に導き、メインポペット４１をシート部５２に押しつける。したがって、アクチュエータポート３６と通路３７との連通が、ロック弁ｖによって遮断されることになる。
【０００６】上記パイロットポペット４２の図中左側には、図５に示すように、パイロット室４５内のパイロット圧によって右方向に移動するパイロットピストン４６を設けている。そして、パイロット室４５内に図示していないパイロット圧源からのパイロット圧を導くと、パイロットピストン４６は、図中右方向に移動し、パイロットポペット４２を図中右方向に押す。パイロットポペット４２が押されて右方向に移動すると、シート部４７が開き、圧力室４３が通路４２ａ→４２ｂ→シート部４７→通路５０→通路５１を介して戻り通路４８に連通する。この戻り通路４８は、Ａ−Ａ断面図に示した中継通路３０に連通させているため、上記のようにシート部４７が開けば、アクチュエータポート３６と中継通路３０とが連通する。
【０００７】なお、パイロット室４５は、上記スプール２３の一端を臨ませたパイロット室２５にも連通していて、パイロット室２３にパイロット圧を導けば、パイロット室４５にもパイロット圧が導かれるようにしている。また、アクチュエータポート３６を、Ａ−Ａ線断面図に示すリリーフポート３９に連通させ、通路３７を、接続ポート３８に連通させている。そして、符号３５、４０は、リリーフ弁を示し、アクチュエータポート３２、３６内が所定の圧力に達すると、その圧油をタンク通路３１に排出する。
【０００８】次に、この従来例の圧力制御弁の作用を説明する。パイロット室２４にパイロット圧を作用させて、スプール２３を図中右側方向に移動させると、供給通路２９と接続ポート３８とが連通し、タンク通路３１とアクチュエータポート３２とが連通する。そのため、ポンプＰの吐出油が、供給通路２９→接続ポート３８→通路３７に流入する。通路３７に流入した圧油は、ロック弁ｖのメインポペット４１を押し開き、アクチュエータポート３６を介して図示していないシリンダのボトム側室に供給される。また、このときシリンダのロッド側室からの戻り油が、アクチュエータポート３２→第１環状溝３３→タンク通路３１を介してタンクＴに戻る。
【０００９】上記の状態で、スプール２３を中立位置に戻せば、このスプール２３によって両アクチュエータポート３２、３６が供給通路２９およびタンク通路３１から遮断される。したがって、図示していないシリンダは、その位置で停止する。そして、この状態において、例えばシリンダのボトム側室に圧力が発生した場合、この圧力が上記したようにアクチュエータポート３６からロック弁ｖの圧力室４３に作用する。そのため、メインポペット４１が閉じた状態を保ち、ボトム側室からの圧油の漏れを防止する。したがって、シリンダも所定のストローク位置で保持することができる。
【００１０】上記と反対に、パイロット室２５にパイロット圧を作用させて、スプール２３を左方向に移動させると、供給通路２９とアクチュエータポート３２とが第１環状溝３３を介して連通し、タンク通路３１と接続ポート３８とが第２環状溝３４を介して連通する。そのため、ポンプＰの吐出油が、供給通路２９→第１環状溝３３→アクチュエータポート３２を介して図示していないシリンダのロッド側室に供給され、シリンダのボトム側室からの戻り油が、アクチュエータポート３６に供給される。そして、パイロット室２５にパイロット圧を作用させた場合には、ロック弁ｖのパイロット室４５にもパイロット圧が作用するので、上記したようにパイロットポペット４２のシート部４７が開く。そのため、圧力室４３は、通路４２ａ→通路４２ｂ→シート部４７→通路５０→通路５１→戻り通路４８→中継通３０に連通する。また、スプール２３が左方向に移動しているときには、中継通路３０とタンク通路３１とがスプール２３に形成した第３環状溝４９を介して連通するようにしているので、圧力室４３がタンクＴに連通することになる。
【００１１】このように圧力室４３がタンクに連通している状態で、シリンダのボトム側室からアクチュエータポート３６に導かれた戻り油がメインポペット４１の周囲に作用すれば、この戻り油によってメインポペット４１に生じる左方向の推力がスプリング４４のバネ力に打ち勝って、メインポペット４１が開く。メインポペット４１が開けば、シリンダの戻り油が、アクチュエータポート３６→通路３７→接続ポート３８→タンク通路３１を介してタンクＴに排出される。なお、このようにスプール２３やロック弁ｖを組み込んだバルブブロックａを、複数用いる場合には、これらバルブブロックａを重ね合わせて積層ブロックを構成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、スプール２３を備えたバルブブロック内にロック弁ｖを組み込む構成にしているので、ロック弁ｖの分だけバルブブロックａが厚くなる。そのため、次のような問題があった。すなわち、パワーショベル等の建設車両などにおいて、ロック弁ｖを必要とするシリンダが複数ある場合、当然のこととして、これらシリンダを制御するバルブブロックも、シリンダと同じ数だけ必要になる。ところが、このロック弁ｖを組み込んだバルブブロックａは、前記したようにそのロック弁ｖの分だけ厚くなってしまう。このように厚くなったバルブロックａを、複数のシリンダに個々に対応させているので、積層ブロックそのものの厚さが極端に厚くなり、装置全体も大型化するという問題があった。
【００１３】また、１つのバルブブロックａ内に、スプール２３とロック弁ｖとを組み込んでいるので、バルブブロックａ内の油路構成がどうしても複雑になり、加工コストが高くなるという問題もあった。この発明の目的は、ロック弁を備えたバルブブロックを複数積層して積層ブロックを構成する場合に、積層ブロック全体の大きさをできるだけ小さく抑えることができ、かつ、油路構成が簡単で加工コストの安い油圧制御装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、スプールの移動位置に応じてアクチュエータを制御するスプール弁と、このスプール弁とアクチュエータとを接続する通路間に設けるとともに、アクチュエータへの供給油を自由に流通させ、アクチュエータからの戻り油を操作力が作用したときのみ流通させるロック弁とを備え、これらスプール弁とロック弁とで１つの制御セクションを構成する油圧制御装置において、ロック弁を２つ組み込んだロック弁用ブロックの両側面にスプール弁をそれぞれ組み込んだスプール弁用ブロックを重ね合わせて積層ブロックを構成し、一方のスプール弁用ブロックに設けたスプール弁とロック弁用ブロックに設けた一方のロック弁とで１つの制御セクションを構成し、他方のスプール弁用ブロックに設けたスプール弁とロック弁用ブロックに設けた他方のロック弁とで他の制御セクションを構成したことを特徴とする。
【００１５】第２の発明は、ロック弁用ブロックに、アクチュエータ通路を形成し、このアクチュエータ通路に、ロック弁とリリーフ弁とを並列に設けたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１〜３に示すこの発明の実施例の装置は、ロック弁用ブロック１に、２つのロック弁Ｖａ、Ｖｂを設けている。また、このロック弁用ブロック１の上下両側面には、スプール弁を備えたスプール弁用ブロック２ａ、２ｂを設け、これらスプール弁用ブロック２ａ、２ｂの外側面にさらにカバーブロック３ａ、３ｂを設けている。そして、これら５つのブロックを、ボルト４、４によって固定し、１つの積層ブロックを構成している。なお、上記ロック弁用ブロック１とスプール弁用ブロック２ａ、２ｂとの個々の厚みは、上記従来例のバルブブロック、すなわちスプール弁とロック弁とを組み込んだバルブブロックよりも薄くしている。
【００１７】上記ロック弁用ブロック１には、一対のアクチュエータポート５ａ、５ｂを形成し、そのうち一方のアクチュエータポート５ａをシリンダＣ２のボトム側室ｂ１に連通し、他方のアクチュエータポート５ｂをシリンダＣ１のボトム側室ｂ２に接続している。また、スプール弁用ブロック２ａ、２ｂにも、それぞれアクチュエータポート１３ａ、１３ｂを形成している。そして、スプール弁用ブロック２ａの一方アクチュエータポート１３ａをシリンダＣ１のロッド側室ｒ１に接続し、他方のアクチュエータポート１３ｂをキャップ１６で塞いでいる。また、スプール弁用ブロック２ｂの一方のアクチュエータポート１３ａをキャップ１６で塞ぎ、他方のアクチュエータポート１３ｂをシリンダＣ２のロッド側室ｒ１に接続している。
【００１８】上記ロック弁用ブロック１は、図２に示すように、アクチュエータポート５ａ、５ｂにそれぞれ連通するアクチュエータ通路６ａ、６ｂと、このアクチュエータ通路６ａ、６ｂにそれぞれ連通する通路７ａ、７ｂと、この通路７ａ、７ｂにそれぞれ連通する連絡ポート８ａ、８ｂとを形成している。そして、上記アクチュエータ通路６ａ、６ｂと通路７ａ、７ｂとの連通部分には、それぞれロック弁Ｖａ、Ｖｂを設けている。これらロック弁Ｖａ、Ｖｂの構造および機能については、従来例のロック弁と基本的に同じなので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００１９】また、このロック弁用ブロック１には、タンク通路９ａ、９ｂを形成し、これらタンク通路９ａ、９ｂと上記アクチュエータ通路６ａ、６ｂとの連通部分にそれぞれリリーフ弁１０ａ、１０ｂを設けている。これらリリーフ弁１０ａ、１０ｂは、アクチュエータ通路６ａ、６ｂ内が、所定の圧力に達すると開き、圧油をタンク通路９ａ、９ｂ側に排出する。
【００２０】このようにしたロック弁用ブロック１の上側の側面には、スプール弁用ブロック２ａを設けているが、このスプール弁用ブロック２ａは、図３に示すように、その内部にスプール１５を摺動自在に組み込むとともに、このスプール１５の両側をパイロット室１２ａ、１２ｂに臨ませている。また、上記アクチュエータポート１３ａ、１３ｂにそれぞれ連通するアクチュエータ通路１４ａ、１４ｂと、上記ロック弁用ブロック１のタンク通路９ａ、９ｂにそれぞれ連通するタンク通路１７ａ、１７ｂとを形成している。そして、一方のタンク通路１７ａとアクチュエータ通路１４ａとの連通部分にリリーフ弁１８を設け、他方のタンク通路１７ｂとアクチュエータ通路１４ｂとの連通部分をキャップ１９によって塞いでいる。
【００２１】さらに、上記一方のパイロット室１２ａと上記ロック弁Ｖｂのパイロット室１１ｂとを図示していない配管によって連通し、パイロット室１２ａにパイロット圧が導かれれば、ロック弁Ｖｂのパイロット室１１ｂにもパイロット圧が導かれるようにしている。そして、符号２０はポンプからの吐出油を導く供給通路を示し、符号２１は連絡ポートを示す。そして、連絡ポート２１は、上記ロック弁用ブロック１に形成した連絡ポート８ｂに一致するようにしている。
【００２２】一方、ロック弁用ブロック１の下側の側面には、スプール弁用ブロック２ｂを設けているが、このスプール弁用ブロック２ｂの構造は、上記スプール弁用ブロック２ａと基本的に同じである。ただし、スプール弁用ブロック２ｂでは、図３に示した連絡ポート２１を、アクチュエータ通路１４ａ側に形成し、この連絡ポートをロック弁用ブロック１の連絡ポート８ａに連通させている。また、アクチュエータ通路１４ａとタンク通路１７ａとの連通部分をキャップ１９で塞ぎ、アクチュエータ通路１４ｂとタンク通路１７ｂとの連通部分にリリーフ弁を設けている。さらに、アクチュエータポート１３ａをキャップ１６で塞ぎ、アクチュエータポート１３ｂをシリンダＣ２のロッド側室に接続している。そして、スプール弁用ブロック２ｂのパイロット室１２ｂとロック弁Ｖａのパイロット室１１ａとを連通している。
【００２３】なお、シリンダＣ１、Ｃ２は、ロック弁用ブロック１とスプール弁用ブロック２ａ、２ｂとを重ね合わせた積層ブロックからなるバルブ機構によって制御されているが、シリンダＣ１は、図１に示すように、スプール弁用ブロック２ａとロック弁用ブロック１のロック弁Ｖｂ側とからなる制御セクションＳ１によって制御され、シリンダＳ２は、スプール弁用ブロック２ｂとロック弁用ブロック１のロック弁Ｖａ側とからなる制御セクションＳ２によって制御されている。そのため、ロック弁Ｖａ、Ｖｂを組み込んだロック弁用ブロック１は、両スプール弁用ブロック２ａ、２ｂに対して共用となる。
【００２４】次に、この実施例の作用を説明するが、シリンダＣ１を制御する制御セクションＳ１と、シリンダＣ２を制御する制御セクションＳ２とでは、スプールの移動方向に対するシリンダの作動方向が逆になっているだけなので、ここでは制御セクションＳ２の作用説明については省略し、シリンダＣ１を制御する制御セクションＳ１の作用のみを説明する。
【００２５】パイロット室１２ｂにパイロット圧を供給して、スプール１５を図中右方向に移動させると、スプール１５に形成した環状溝１５ａを介してアクチュエータポート通路１４ａとタンク通路１７ａが連通し、環状溝１５ｂを介して供給通路２０とアクチュエータポート１４ｂとが連通する。したがって、図示していないポンプからの圧油が、供給通路２０→環状溝１５ｂ→アクチュエータ通路１４ｂ→連絡ポート２１→連絡ポート８ｂを介して通路７ｂに導かれる。通路７ｂに導かれた圧油は、ロック弁Ｖｂを押し開いてアクチュエータ通路６ｂからアクチュエータポート５ｂを介してシリンダＣ１のボトム側室ｂ１に供給される。そして、シリンダＣ１のロッド側室ｒ１からの戻り油がアクチュエータポート１３ａ→アクチュエータ通路１４ａ→環状溝１５ａ→タンク通路１７ａを介してタンクに排出される。
【００２６】上記の状態でスプール１５を中立位置に戻せば、シリンダＣ１の両室ｒ１、ｂ１とポンプおよびタンクとの連通が遮断される。このとき、シリンダＣ１のボトム側室ｂ１に圧力が発生したとしても、ボトム側室ｂ１の下流側の流路にロック弁Ｖｂを設けているので、このロック弁Ｖｂがその圧油の流通を遮断する。
【００２７】また、パイロット室１２ａ側にパイロット圧を供給して、スプール１５を図中左方向に移動させれば、環状溝１５ａを介して供給通路２０とアクチュエータ通路１４ａとが連通し、環状溝１５ｂを介してタンク通路１７ｂとアクチュエータ通路１４ｂとが連通する。したがって、ポンプの吐出油が、供給通路２０→アクチュエータ通路１４ａ→アクチュエータポート１３ａを介してシリンダＣ１のロッド側室ｒ１に供給される。そして、シリンダＣ１の戻り油がアクチュエータポート５ｂを介してアクチュエータ通路６ｂに導かれるが、このときロック弁Ｖｂのパイロット室１１ｂにもパイロット圧が導かれているので、ロック弁Ｖｂのメインポペットが開き、戻り油を通路７ｂ→連絡ポート８ｂ→連絡ポート２１→アクチュエータポート１４ｂ→タンク通路１７ｂを介してタンクに排出する。
【００２８】この実施例によれば、ロック弁用ブロック１の上下両側面にスプール弁用ブロック２ａ、２ｂを配置するとともに、ロック弁用ブロック１のロック弁Ｖａをスプール弁用ブロック２ｂ用とし、ロック弁用ブロック１内のロック弁Ｖｂをスプール弁用ブロック２ａ用としている。そのため、ロック弁用ブロック１は、その上下両側面に設けたスプール弁用ブロック２ａ、２ｂに対して共用になる。そして、ロック弁用ブロック１およびスプール用ブロック２ａ、２ｂの個々の厚みは、上記従来例のバルブブロックよりも薄いので、積層ブロックとした場合、その厚みを従来に比べて薄くできる。したがって、装置全体をコンパクトにすることができる。しかも、その重量も軽くすることができる。
【００２９】また、この実施例によれば、スプール弁とロック弁Ｖａ、Ｖｂとを別々のブロックに設け、しかも、ロック弁用ブロック１側にリリーフ弁１０ａ、１０ｂも設けている。そのため、ロック弁Ｖａ、Ｖｂとリリーフ弁１０ａ、１０ｂとを連通するアクチュエータ通路６ａ、６ｂを直線的にすることができる。このように通路を直線的にすれば、ブロック内の油路構成を簡単にすることができ、加工コストを安くすることができる。
【００３０】
【発明の効果】第１の発明によれば、ロック弁を２つ組み込んだロック弁用ブロックの両側面に、スプール弁をそれぞれ組み込んだスプール弁用ブロックを重ね合わせて積層ブロックを構成し、一方のスプール弁用ブロックに設けたスプールとロック弁用ブロックの一方のロック弁とで１つの制御セクションとし、他方のスプール弁用ブロックに設けたスプール弁とロック弁用ブロックの他方のロック弁とで１つの制御セクションとしている。そのため、ロック弁用ブロックは、２つのスプール弁用ブロックに対して共用となり、２つのスプール弁用ブロックに対して１つのロック弁用ブロックだけで足りる。そして、これらスプール弁用ブロックおよびロック弁用ブロックの個々の厚みは、スプール弁とロック弁とを一体的に組み込んだバルブブロックよりも薄くできるので、積層ブロックの厚みも薄くできる。したがって、装置全体をコンパクトにすることができる。また、装置全体をコンパクトにできる分、装置の軽量化もできる。
【００３１】第２の発明によれば、ロック弁用ブロックにロック弁とリリーフ弁とを設け、これらロック弁とリリーフ弁とをアクチュエータ通路に対して並列にすることによって、アクチュエータ通路を直線的にできる。このようにすれば、ブロック内の油路構成が簡単になり、その分加工コストを安くすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００９２９
【氏名又は名称】カヤバ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】嶋 宣之
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３０１０６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−４４６５１ |
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