特許ウォッチ

公開番号2025007978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023109760
出願日2023-07-04
発明の名称弁装置
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F15B 11/00 20060101AFI20250109BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】建設機械の複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する弁装置において、作動油の流れの安定化を向上させる。
【解決手段】一実施形態に係る弁装置は、ブームシリンダを含む複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する建設機械用の弁装置であって、互いに軸方向に離間する第1スプールおよび第2スプールと、第1スプールおよび第2スプールが挿入されるブームシリンダ用スプール穴を含む複数のスプール穴と、第1ポンプ通路、第2ポンプ通路、第1タンク通路、第2タンク通路、ロッド側通路、ヘッド側通路を有するハウジングとを備え、第1スプールの1つの小径部の周りの環状空間は、第1スプールが少なくとも第1中立位置にある場合に第1タンク通路と連通し、第2スプールの1つの小径部の周りの環状空間は、第2スプールが少なくとも第2中立位置にある場合に第2タンク通路と連通する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ブームシリンダを含む複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する建設機械用の弁装置であって、
互いに軸方向に離間する第１スプールおよび第２スプールと、
前記第１スプールおよび第２スプールが挿入されるブームシリンダ用スプール穴を含む複数のスプール穴と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続される第１ポンプ通路、第２ポンプ通路、第１タンク通路および第２タンク通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続され、且つ、前記ブームシリンダのロッド側室に接続されるロッド側通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続され、且つ、前記ブームシリンダのヘッド側室に接続されるヘッド側通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴の両側に位置する第１パイロット室および第２パイロット室と、を有するハウジングと、を備え、
前記ブームシリンダ用スプール穴における前記第１スプールと前記第２スプールの間の部分が第３パイロット室を構成し、
前記第１タンク通路および前記第２タンク通路のそれぞれは、前記複数のスプール穴と交差しており、
前記第１スプールは、前記第１パイロット室と前記第３パイロット室との圧力差に応じて、前記ロッド側通路を前記第１ポンプ通路および前記第１タンク通路の双方から遮断する第１中立位置と、前記ロッド側通路を前記第１ポンプ通路と前記第１タンク通路とのいずれかと連通させる第１ブーム駆動位置との間で移動し、
前記第２スプールは、前記第２パイロット室と前記第３パイロット室との圧力差に応じて、前記ヘッド側通路を前記第２ポンプ通路および前記第２タンク通路の双方から遮断する第２中立位置と、前記ヘッド側通路を前記第２ポンプ通路と前記第２タンク通路とのいずれかと連通させる第２ブーム駆動位置との間で移動し、
前記第１スプールおよび前記第２スプールの各スプールは、前記軸方向に間隔をあけて並ぶ３つ以上のランド部と、隣接する前記ランド部を連結する２つ以上の小径部と、を含み、
前記第１スプールの前記２つ以上の小径部のうちの１つの前記小径部の周りの環状空間は、前記第１スプールが少なくとも前記第１中立位置にある場合に前記第１タンク通路と連通し、
前記第２スプールの前記２つ以上の小径部のうちの１つの前記小径部の周りの環状空間は、前記第２スプールが少なくとも前記第２中立位置にある場合に前記第２タンク通路と連通する、弁装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記第１スプールの前記３つ以上のランド部は、
前記ロッド側通路と前記第１ポンプ通路との間を開閉する第１内側ランド部と、
前記ロッド側通路と前記第１タンク通路との間を開閉する第１中間ランド部と、
前記第１タンク通路を第１パイロット室から遮断する第１外側ランド部と、を含み、
前記第１スプールの前記２つ以上の小径部は、
前記第１内側ランド部と前記第１中間ランド部とを連結する第１内側小径部と、
前記第１外側ランド部と前記第１中間ランド部とを連結する第１外側小径部と、を含み、
前記第２スプールの前記３つ以上のランド部は、
前記第２ポンプ通路を第３パイロット室から遮断する第２内側ランド部と、
前記ヘッド側通路と前記第２ポンプ通路との間を開閉し、且つ、前記ヘッド側通路と前記第２タンク通路との間を開閉する第２中間ランド部と、
前記第２タンク通路を第２パイロット室から遮断する第２外側ランド部と、を含み、
前記第２スプールの前記２つ以上の小径部は、
前記第２内側ランド部と前記第２中間ランド部とを連結する第２内側小径部と、
前記第２外側ランド部と前記第２中間ランド部とを連結する第２外側小径部と、を含む、請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記第１スプールが少なくとも前記第１中立位置にある場合に、前記第１内側ランド部は、前記ロッド側通路と前記第１ポンプ通路との間を遮断し、且つ、前記第１中間ランド部は、前記ロッド側通路と前記第１タンク通路との間を遮断し、
前記第２スプールが少なくとも前記第２中立位置にある場合に、前記第２中間ランド部は、前記ヘッド側通路と前記第２ポンプ通路との間を遮断し、且つ、前記ヘッド側通路と前記第２タンク通路との間を遮断する、請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
前記第１内側ランド部は、前記第１内側ランド部の外周面における前記第１内側小径部側の端部において周方向に間隔をあけて並ぶ、前記ロッド側通路と前記第１ポンプ通路とを連通させるための複数の第１ノッチを有し、
前記第１中間ランド部は、前記第１中間ランド部の外周面における前記第１内側小径部側の端部において周方向に間隔をあけて並ぶ、前記ロッド側通路と前記第１タンク通路とを連通させるための複数の第２ノッチを有し、
前記第２中間ランド部は、前記第２中間ランド部の外周面における前記第２内側小径部側の端部において周方向に間隔をあけて並ぶ、前記ヘッド側通路と前記第２ポンプ通路とを連通させるための複数の第３ノッチを有する、請求項２または３に記載の弁装置。
【請求項５】
前記第２中間ランド部は、前記第２中間ランド部の外周面における前記第２外側小径部側の端部において周方向に間隔をあけて並ぶ、前記ヘッド側通路と前記第２タンク通路とを連通させるための複数の第４ノッチを有し、
前記複数の第４ノッチの数は、前記複数の第３ノッチの数より多い、請求項４に記載の弁装置。
【請求項６】
前記複数の第１ノッチの少なくとも１つのノッチは、前記第１内側小径部が接続される前記第１内側ランド部の端面から離れるほど深さを小さくするテーパを有する、請求項４に記載の弁装置。
【請求項７】
前記第２外側ランド部は、前記第２スプールが前記第２中立位置にある場合に前記第２パイロット室から前記第２タンク通路を遮断し、前記第２スプールが前記第２パイロット室から離れる方向に前記第２中立位置から所定距離以上移動した場合に前記第２パイロット室と前記第２タンク通路とを連通させるエア抜き通路を有する、請求項２または３に記載の弁装置。
【請求項８】
前記第１スプールは、前記第１内側ランド部の外周面上における、前記ブームシリンダ用スプール穴と前記第１ポンプ通路との接続箇所より前記第３パイロット室側に位置する部分から、前記第１外側小径部に至る第１リーク用通路を有し、
前記第２スプールは、前記第２内側ランド部の外周面上における、前記ブームシリンダ用スプール穴と前記第２ポンプ通路との接続箇所より前記第３パイロット室側に位置する部分から、前記第２外側小径部に至る第２リーク用通路を有する、請求項２または３に記載の弁装置。
【請求項９】
前記第１内側ランド部の外周面には、第１リーク用溝があり、
前記第１リーク用通路は、前記第１リーク用溝に配置された第１入口ポートと、前記第１外側小径部に配置された第１出口ポートと、を含み、
前記第２内側ランド部の外周面には、第２リーク用溝があり、
前記第２リーク用通路は、前記第２リーク用溝に配置された第２入口ポートと、前記第２外側小径部に配置された第２出口ポートと、を含む、請求項８に記載の弁装置。
【請求項１０】
前記第１スプールおよび前記第２スプールの少なくとも１つのスプールは、前記少なくとも１つのスプールが有する前記小径部の外周面に、前記少なくとも１つのスプールを識別するための識別マークを有する、請求項２または３に記載の弁装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、建設機械が備える複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する弁装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ポンプ通路、第１給排通路、第２給排通路およびタンク通路を有するとともに、内部に第１パイロット室、第２パイロット室および第３パイロット室が形成されたハウジングと、互いに独立した第１スプールおよび第２スプールを含む弁装置が開示されている。なお、弁装置は、特許文献１では「方向・流量制御弁」と呼ばれている。この弁装置では、第１スプールと第２スプールとが互いに独立しているため、第１パイロット室と第３パイロット室との圧力差に応じて第１スプールを移動させることができるとともに、第２パイロット室と第３パイロット室との圧力差に応じて第２スプールを移動させることができる。これにより、液圧アクチュエータがどちらの方向に作動するときでも、メータイン側またはメータアウト側で独立メータリング制御を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０２２／０８０３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油圧ショベルや油圧クレーンなどの建設機械は、複数の油圧アクチュエータを備える。特許文献１の弁装置を、建設機械の複数の油圧アクチュエータを個別に動かすべく弁装置に適用する場合、作動油の流れを安定化させる観点から改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本開示は、建設機械の複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する弁装置において、作動油の流れの安定化を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る弁装置は、ブームシリンダを含む複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する建設機械用の弁装置であって、互いに軸方向に離間する第１スプールおよび第２スプールと、前記第１スプールおよび第２スプールが挿入されるブームシリンダ用スプール穴を含む複数のスプール穴と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続される第１ポンプ通路、第２ポンプ通路、第１タンク通路および第２タンク通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続され、且つ、前記ブームシリンダのロッド側室に接続されるロッド側通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続され、且つ、前記ブームシリンダのヘッド側室に接続されるヘッド側通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴の両側に位置する第１パイロット室および第２パイロット室と、を有するハウジングと、を備え、前記ブームシリンダ用スプール穴における前記第１スプールと前記第２スプールの間の部分が第３パイロット室を構成し、前記第１タンク通路および前記第２タンク通路のそれぞれは、前記複数のスプール穴と交差しており、前記第１スプールは、前記第１パイロット室と前記第３パイロット室との圧力差に応じて、前記ロッド側通路を前記第１ポンプ通路および前記第１タンク通路の双方から遮断する第１中立位置と、前記ロッド側通路を前記第１ポンプ通路と前記第１タンク通路とのいずれかと連通させる第１ブーム駆動位置との間で移動し、前記第２スプールは、前記第２パイロット室と前記第３パイロット室との圧力差に応じて、前記ヘッド側通路を前記第２ポンプ通路および前記第２タンク通路の双方から遮断する第２中立位置と、前記ヘッド側通路を前記第２ポンプ通路と前記第２タンク通路とのいずれかと連通させる第２ブーム駆動位置との間で移動し、前記第１スプールおよび前記第２スプールの各スプールは、前記軸方向に間隔をあけて並ぶ３つ以上のランド部と、隣接する前記ランド部を連結する２つ以上の小径部と、を含み、前記第１スプールの前記２つ以上の小径部のうちの１つの前記小径部の周りの環状空間は、前記第１スプールが少なくとも前記第１中立位置にある場合に前記第１タンク通路と連通し、前記第２スプールの前記２つ以上の小径部のうちの１つの前記小径部の周りの環状空間は、前記第２スプールが少なくとも前記第２中立位置にある場合に前記第２タンク通路と連通する。
【０００７】
本開示の別の態様に係る弁装置は、ブームシリンダを含む複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する建設機械用の弁装置であって、互いに軸方向に離間する第１スプールおよび第２スプールと、前記第１スプールおよび第２スプールが挿入されるブームシリンダ用スプール穴を含む複数のスプール穴と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続される第１ポンプ通路、第２ポンプ通路、第１タンク通路および第２タンク通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続され、且つ、前記ブームシリンダのロッド側室に接続されるロッド側通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴に接続され、且つ、前記ブームシリンダのヘッド側室に接続されるヘッド側通路と、前記ブームシリンダ用スプール穴の両側に位置する第１パイロット室および第２パイロット室と、を有するハウジングと、を備え、前記ブームシリンダ用スプール穴における前記第１スプールと前記第２スプールの間の部分が第３パイロット室を構成し、前記第１スプールは、前記ロッド側通路と前記第１ポンプ通路との間を開閉する第１ポンプ側ランド部と、前記ロッド側通路と前記第１タンク通路との間を開閉する第１タンク側ランド部と、前記第１ポンプ側ランド部と前記第１タンク側ランド部とを連結する第１小径部と、を含み、前記第２スプールは、前記第２ポンプ通路を第３パイロット室から遮断する第２内側ランド部と、前記ヘッド側通路と前記第２ポンプ通路との間を開閉し、且つ、前記ヘッド側通路と前記第２タンク通路との間を開閉する第２中間ランド部と、前記第２タンク通路を第２パイロット室から遮断する第２外側ランド部と、前記第２内側ランド部と前記第２中間ランド部とを連結する第２内側小径部と、前記第２外側ランド部と前記第２中間ランド部とを連結する第２外側小径部と、を含み、前記第１ポンプ側ランド部は、前記第１ポンプ側ランド部の外周面における前記第１小径部側の端部において周方向に間隔をあけて並ぶ、前記ロッド側通路と前記第１ポンプ通路とを連通させるための複数の第１ノッチを有し、前記複数の第１ノッチの少なくとも１つのノッチは、前記第１小径部が接続される前記第１ポンプ側ランド部の端面から離れるほど深さを小さくするテーパを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、建設機械の複数の油圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する弁装置において、作動油の流れの安定化を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る弁装置が搭載される油圧ショベルの側面図である。
弁装置を含む油圧回路の一部を示す図である。
弁装置の上面図である。
図３のIV－IV線に沿った断面図である。
弁装置における離間型スプールがブーム下げ位置にある状態を説明する図である。
弁装置における離間型スプールがブーム上げ位置にある状態を説明する図である。
軸方向に平行な面で切断した離間型スプールの側面断面図である。
ブーム下げ時のスプールのストローク量とメータイン流路の開口面積との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態に係る弁装置について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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