特許 6355606 ロードセンシング回路におけるバルブ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6355606

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】ロードセンシング回路におけるバルブ構造

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/00 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/00 D

   F15B11/00 M

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-204834(P2015-204834)

(22)【出願日】2015年10月16日

(65)【公開番号】特開2017-75682(P2017-75682A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2018年2月6日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076163

【弁理士】

【氏名又は名称】嶋 宣之

(72)【発明者】

【氏名】松浦 明夫

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２１８２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００２２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１５８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１４６６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０２５６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５４８５７２４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０８９９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０７５６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／００−１１／２２；２１／１４

Ｆ１６Ｋ １７／００−１７／１６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブブロックと、
スプールを有する一対のアンロード弁とを備え、
前記バルブブロックには、前記スプールが挿入される一対のスプール孔が形成され、
前記一対のスプール孔は、前記バルブブロックと他のバルブブロックとが連接する連接面とは異なる側面である上面のみに開口させるとともに、前記バルブブロックの上面から底面に向けて形成される
ことを特徴とするロードセンシング回路におけるバルブ構造。

【請求項2】

前記一対のスプール孔は、
前記バルブブロックの上面及び前記バルブブロックの底面に対して垂直方向に形成される
ことを特徴とする請求項１に記載されたロードセンシング回路におけるバルブ構造。

【請求項3】

一対のポンプに接続される一対のポンプ通路と、
前記一対のポンプ通路と前記一対のスプール孔とに連通する一対のポンプ吐出流体導入通路とを備え、
前記一対のポンプ吐出流体導入通路は、それぞれの長さが等しく形成される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロードセンシング回路におけるバルブ構造。

【請求項4】

タンクに連通するタンク通路をさらに備え、
前記タンク通路は、前記一対のポンプ吐出流体導入通路よりも前記バルブブロックの底面側に形成される
ことを特徴とする請求項３に記載のロードセンシング回路におけるバルブ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数の回路系統を備えたロードセンシング回路におけるバルブ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示すように、可変容量型ポンプに、作業機系のアクチュエータを制御する制御弁を接続するとともに、これら可変容量型ポンプと前記制御弁との接続過程にアンロード弁を設けたロードセンシング回路は従来から知られているところである。

【0003】

このようなロードセンシング回路に対して、一対のアンロード弁のみを別のバルブブロックに組み入れたロードセンシング回路が従来から知られているが、この回路における一方のアンロード弁を示したのが図４である。

【0004】

バルブブロック１には、一対のアンロード弁を設けているが、これら両アンロード弁の構成を同一にするとともに、図４においては一方のアンロード弁Ａ１のみを示し、他方のアンロード弁は省略している。
前記一方のアンロード弁Ａ１は一方のポンプポートＰ１に接続し、前記他方のアンロード弁は他方のポンプポートに接続している。

【0005】

また、前記ポンプポートＰ１と前記他方のポンプポートを合流させるときには、一方のアンロード弁Ａ１のみを機能させ、前記ポンプポートＰ１と前記他方のポンプポートとを分離するときには、一方のアンロード弁Ａ１及び他方のアンロード弁を個別に機能させる。
したがって、前記一方のポンプポートＰ１と前記他方のポンプポートとを合流させたり、分離したりするタイプのロードセンシング回路では、前記一方のアンロード弁Ａ１と前記他方のアンロード弁との２つのアンロード弁が必須要素になる。

【0006】

そして、バルブブロック１の側面にスプール孔２を形成するとともに、このスプール孔２に一方のアンロード弁Ａ１のスプール３を組み入れている。
前記のようにスプール孔２に組み入れたスプール３は、その一端をポンプ圧導入室４に臨ませ、他端をロードセンシング圧力（以下「ＬＳ圧」という）を導くＬＳ圧導入室５に臨ませている。そして、このＬＳ圧導入室５は、カバー６によってふさがれている。

【0007】

前記ポンプ圧導入室４には、一方のポンプポートＰ１に連通するポンプ吐出流体導入通路７を介してポンプ圧が導かれる構成にしている。すなわち、前記スプール３には、バルブブロック１に形成した前記ポンプ吐出流体導入通路７に常時開口する連通孔８を形成するとともに、この連通孔８はスプール３の軸線に沿って形成したポンプ圧導入孔９を介して前記ポンプ圧導入室４に連通させている。
したがって、一方のポンプポートＰ１のポンプ圧は、ポンプ圧導入室４に常時導かれていることになる。

【0008】

また、ＬＳ圧導入室５に臨ませたスプール３の他端にはスプリング１０のバネ力を作用させ、通常は、このバネ力の作用で、スプール３が図示のノーマル位置を保つようにしている。
このようにしたスプール３側の他端におけるバルブブロック１には、各アクチュエータのうちの最高負荷圧を導くＬＳ圧導入通路１１が形成されるとともに、このＬＳ圧導入通路１１は、スプール３の径方向に形成した連通孔１２及びスプール３の軸線に沿って形成したＬＳ圧導入孔１３を介して前記ＬＳ圧導入室５に導かれる。

【0009】

また、前記スプール３には環状溝１４を形成している。この環状溝１４は、スプール３が図示のノーマル位置にあるとき、ポンプ吐出流体導入通路７との相対位置がずれて、ポンプ吐出流体導入通路７との連通が遮断される。
そして、ポンプ圧導入室４の圧力が、ＬＳ圧導入室５のＬＳ圧とスプリング１０のバネ力とを合計した力よりも大きくなったとき、スプール３がスプリング１０のバネ力に抗して移動するとともに、それらの力がバランスした位置でスプール３は停止する。

【0010】

前記スプール３の移動位置においては、ポンプ吐出流体導入通路７が、前記環状溝１４を介してタンク通路１５に連通し、ポンプ吐出流体をタンク通路１５にアンロードさせる。
なお、前記一方のアンロード弁Ａ１がアンロードさせる流量は、環状溝１４とポンプ吐出流体導入通路７とのラップ量によって決まる。言い換えると、スプール３の移動量に応じてアンロードされる流量が決まることになる。
また、前記他方のアンロード弁がアンロードさせる流量も、図示していない環状溝とポンプ吐出流体導入通路とのラップ量で決まる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００２−０６１６０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

前記のようにバルブブロック１に前記一方のアンロード弁Ａ１及び前記他方のアンロード弁を組み込む上で、前記バルブブロック１を左右対称にし、その両サイドから前記両アンロード弁を組み入れることが考えられる。

【0013】

このとき、バルブブロック１に一方のアンロード弁Ａ１を組み入れるために、スプール孔２の開口が上向きになるように前記バルブブロック１を作業台に載せ、スプール孔３の上方から下方に向かって、一方のアンロード弁Ａ１のスプール３をスプール孔２に挿入できるようにする。

【0014】

また、反対側のスプール孔に前記他方のアンロード弁のスプールを組み入れるときには、１を反転させて反対側のスプール孔の開口を上向きにし、スプール孔の上方から下方に向かって、他方のアンロード弁のスプールをスプール孔に挿入する。

【0015】

前記のようにバルブブロック１を左右対称にして、その両サイドからスプールを組み込もうとすると、反対側のスプール孔にスプールを組み込むとき、バルブブロック１を反転さなければならず、スプールを組み込む作業効率が悪くなるという問題が発生する。

【0016】

一方、前記両アンロード弁を、バルブブロック１の片側に集中させることも考えられる。しかし、これはバルブブロック１の通路が複雑になるという問題が発生するが、それは次の通りである。

【0017】

図４に示すように、ポンプ吐出流体導入通路７から流入した圧力流体は、スプール３に形成した環状溝１４を介してタンク通路１５に流出するが、このときの流体力を小さくするためには、圧力流体は高圧側から環状溝１４に流れ込むようにしなければならない。

【0018】

したがって、環状溝１４を基準に考えると、ポンプ吐出流体導入通路７とタンク通路１５との相対位置が必然的に決まってしまう。
このような条件の中で、２つのアンロード弁をバルブブロック１の一方の面に集中させてしまうと、例えば反対側のポンプポートとの間での通路構成が複雑になってしまうという問題が発生する。

【0019】

いずれにしても、２つのアンロード弁を、１つのバルブブロックに組み込もうとしたとき、作業性が悪くなったり、あるいは通路が複雑になったりするという問題が発生していた。
この発明の目的は、通路構成を単純化でき、しかも、組み付け作業性も簡単なロードセンシング回路におけるバルブ構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0020】

第１の発明は、バルブブロックとスプールを有する一対のアンロード弁とを備えている。前記バルブブロックには、前記スプールが挿入される一対のスプール孔が形成されている。そして、前記一対のスプール孔は、前記バルブブロックと他のバルブブロックとが連接する連接面とは異なる側面である上面のみに開口させている。このようにしたスプール孔は、前記バルブブロックの上面から底面に向けて形成されている。

【0021】

第２の発明は、前記一対のスプール孔が、前記の上面及び前記の底面に対して垂直方向に形成されている。

【0022】

第３の発明は、一対のポンプに接続される一対のポンプ通路と、前記一対のポンプ通路と前記一対のスプール孔とに連通する一対のポンプ吐出流体導入通路とを備えている。そして、前記一対のポンプ吐出流体導入通路は、それぞれの長さが等しく形成されている。

【0023】

第４の発明は、タンクに連通するタンク通路をさらに備えている。そして、前記タンク通路は、前記一対のポンプ吐出流体導入通路よりも前記バルブブロックの底面側に形成されている。

【発明の効果】

【0024】

第１の発明のバルブ構造によれば、アンロード弁は、同一平面上に開口したスプール孔に対して、バルブブロックを反転させることなく、スプールを同一方向から組み込むことができる。

【0025】

第２の発明のバルブ構造によれば、両スプール孔が平行に形成されるので、これらスプール孔の孔加工をするときの工具の方向を同一方向にセッティングできるし、スプールを挿入する方向も同じにできる

【0026】

第３の発明のバルブ構造によれば、前記ポンプポートとポンプ吐出流体導入通路とが干渉し合うことが無くなる。

【0027】

第４の発明のバルブ構造によれば、ポンプ吐出流体導入通路とタンク通路とが干渉し合うことが無くなる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１〜５バルブブロックを連接した状態の断面図である。

【図2】アンロード弁を組み込んだ第２バルブブロックの断面図である。

【図3】実施形態の回路図である。

【図4】従来例として提示したアンロード弁を組み込んだバルブブロックの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１は、図３に示した回路図に相当するバルブ構造の断面図で、第１〜５バルブブロック３１〜３５を連接している。そして、複数のバルブブロック群におけるほぼ中央に第１バルブブロック３１を位置させている。なお、第５バルブブロック３５であって、第１バルブブロック３１とは反対側の側面には、図示していない別のバルブブロックを連接している。したがって、これら図示していないバルブブロックを含めて、第１バルブブロック３１がほぼ中央に位置することになる。
このようにした第１バルブブロック３１には、回路切換弁Ｖ１のスプール３６を摺動自在に設けている。なお、この回路切換弁Ｖ１は、オペレータが必要に応じて切り換えるものである。

【0030】

前記スプール３６が、スプリング３７のバネ力の作用で、図示の中立位置にあるとき、一方のポンプポートＰ１（図３参照）に連通するポンプ通路３８と、他方のポンプポートＰ２（図３参照）に連通するポンプ通路３９とを連通させる。
また、前記スプール３６がスプリング３７のバネ力に抗して図面右方向に移動すると、前記両ポンプ通路３８，３９の連通が遮断される。

【0031】

さらに、第２バルブブロック３２は、図１に示すように、第１，３バルブブロック３１，３３に挟まれた状態で連接されている。
この第２バルブブロック３２には、一対のアンロード弁Ａ１，Ａ２のスプール孔４０，４１を形成し、これらスプール孔４０，４１には、図２に示すように、アンロード弁Ａ１，Ａ２のスプール４２，４３を摺動自在に組み込んでいる。

【0032】

そして、これら一対のスプール孔４０，４１は、それにスプール４２，４３を組み入れたとき、当該スプール４２，４３の軸線が、第２バルブブロック３２に連接する第１，３バルブブロック３１，３３との連接面とほぼ平行になり、しかも、第１バルブブロック３１に組み込んだ回路切換弁Ｖ１のスプール３６，第３〜５バルブブロック３３〜３５に組み入れた制御弁Ｖ２〜Ｖ４のスプール４４〜４６の軸線とほぼ直交する位置関係を保って配置されている。

【0033】

また、前記第２バルブブロック３２に形成された一対のスプール孔４０，４１は、第２バルブブロック３２と第１，第３〜５バルブブロック３１、３３〜３５とが連接する連接面とは異なる側面となる上面のみに開口するとともに、この上面とは反対方向になる底面に向かって形成されている。
なお、この発明において、第２バルブブロック３２に形成された一対のスプール孔４０，４１は、第２バルブブロック３２の前記上面に開口されていればよく、それが前記上面に対して垂直である必要はない。

【0034】

ただし、この実施形態では、一対のスプール孔４０，４１は、前記上面に対して垂直に設けて、それらを平行にしている。このように一対のスプール孔４０，４１を前記上面に対して垂直にして互いに平行にしておけば、それらの孔加工をするときの工具の方向を同一方向にセッティングできる。
しかも、スプール４２，４３を挿入する方向も同じにできるので、それらを組み入れる作業工程で、第２バルブブロック３２の位置を反転させる必要もなくなる。

【0035】

第２バルブブロック３２に設けたアンロード弁Ａ１，Ａ２は、スプール４２，４３の一端をポンプ圧導入室４７，４８に臨ませ、他端を、ロードセンシング圧力（以下「ＬＳ圧」という）を導くＬＳ圧導入室４９，５０に臨ませている。そして、このＬＳ圧導入室４９，５０は、カバー５１，５２によってふさがれている。

【0036】

前記ポンプ圧導入室４７，４８には、一方のポンプポートＰ１に連通するポンプ吐出流体導入通路５３と、他方のポンプポートＰ２に連通するポンプ吐出流体導入通路５４からのポンプ圧が導かれる構成にしている。このポンプ吐出流体導入通路５３，５４は、第２バルブブロック３２においてほぼ対称位置にあり、これらポンプ吐出流体導入通路５３，５４自体の長さもほぼ同じにしている。
したがって、ポンプ通路３８及びポンプ吐出流体導入通路５３と、ポンプ通路３９及びポンプ吐出流体導入通路５４とが、干渉し合うことがない。

【0037】

なお、図２に示したポンプ通路３８，３９は、それらを通過する流体の圧力損失がほぼ等しくなるように断面積もほぼ等しくしている。

【0038】

そして、前記スプール４２，４３には、第２バルブブロック３２に形成した前記ポンプ吐出流体導入通路５３，５４に常時開口する連通孔５５，５６を形成するとともに、この連通孔５５，５６はスプール４２，４３の軸線に沿って形成したポンプ圧導入孔５７，５８を介して前記ポンプ圧導入室４７，４８に連通させている。

【0039】

したがって、一方のポンプポートＰ１及び他方のポンプポートＰ２のポンプ圧は、ポンプ吐出流体導入通路５３，５４及び連通孔５５，５６を経由して、ポンプ圧導入室４７，４８に常時導かれていることになる。

【0040】

また、ＬＳ圧導入室４９，５０に臨ませたスプール４２，４３の他端にはスプリング５９，６０のバネ力を作用させ、通常は、このバネ力の作用で、スプール４２，４３が図示のノーマル位置を保つようにしている。

【0041】

このようにしたスプール４２，４３側の他端における第２バルブブロック３２には、図２に示すように、各アクチュエータの負荷のうち、最高圧を導くＬＳ圧導入通路６１，６２が形成されるとともに、このＬＳ圧導入通路６１，６２は、スプール４２，４３に形成した連通孔６３，６４及びスプール４２，４３の軸線に沿って形成したＬＳ圧導入孔６５，６６を介して前記ＬＳ圧導入室４９，５０に導かれる。

【0042】

また、前記スプール４２，４３には環状溝６７，６８を形成している。この環状溝６７，６８は、スプール４２，４３が図示のノーマル位置にあるとき、ポンプ吐出流体導入通路５３，５４との相対位置がずれて、ポンプ吐出流体導入通路５３，５４との連通が遮断される。

【0043】

そして、ポンプ圧導入室４７，４８の圧力が、ＬＳ圧導入室４９，５０のＬＳ圧とスプリング５９，６０のバネ力とを合計した力よりも大きくなったとき、スプール４２，４３がスプリング５９，６０のバネ力に抗して移動するとともに、それらの力がバランスした位置でスプール４２，４３は停止する。

【0044】

前記スプール４２，４３の移動位置においては、ポンプ吐出流体導入通路５３，５４が、前記環状溝６７，６８を介してタンク通路６９に連通し、ポンプ吐出流体をタンク通路６９にアンロードさせる。
また、前記タンク通路６９は、図２に示すように、一対のポンプ吐出流体導入通路５３，５４に対して、前記スプール４２，４３の組み込み方向前方すなわち第２バルブブロック３２の前記底面側に設け、これらポンプ吐出流体導入通路５３，５４と干渉し合わないようにしている。

【0045】

なお、前記アンロード弁Ａ１，Ａ２がアンロードさせる流量は、環状溝６７，６８とポンプ吐出流体導入通路５３，５４とのラップ量によって決まる。言い換えると、スプール４２，４３の移動量に応じてアンロードされる流量が決まることになる。
また、ポンプ吐出流体導入通路５３，５４から流入した圧力流体は、スプール４２，４３に形成した環状溝６７，６８に流れ込み、そこからタンク通路６９に流出するので、流体力を小さくすることができる。

【0046】

さらに、第２バルブブロック３２に形成したスプール孔４０，４１は、この第２バルブブロック３２の同一平面に形成したので、アンロード弁Ａ１，Ａ２のスプール４２，４３を、この第２バルブブロック３２に対して同一方向から組み込むことができる。したがって、アンロード弁Ａ１，Ａ２の組み込み作業時に、第２バルブブロック３２を反転させたりしなくてもよくなる。

【0047】

しかも、前記ポンプ吐出流体導入通路５３，５４は、左右でほぼ対称位置にあるので、これらポンプ吐出流体導入通路５３，５４が互いに干渉することもない。
また、タンク通路６９も、ポンプ吐出流体導入通路５３，５４と干渉しない位置であって、両アンロード弁Ａ１，Ａ２の環状溝６７，６８間に掛け渡される位置関係を保っているので、第２バルブブロック３２における通路構成を単純化できる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

２つの回路系統を備えるとともに、それら２つの回路系統を連通させたり、あるいはその連通を遮断したりするロードセンシング回路のバルブ構造に最適である。

【符号の説明】

【0049】

Ｐ１，Ｐ２…ポンプポート、Ａ１，Ａ２…アンロード弁、３１〜３５…第１〜第５バルブブロック、３８，３９…ポンプ通路、４０，４１…スプール孔、４２，４３…スプール、４４〜４６…スプー…ル、５３，５４…ポンプ吐出流体導入通路、６７，６８…環状溝、６９…タンク通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】