JP2006183849A - オプションバルブ装置及びそのバルブブロック - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブブロックの共通化と全体のコンパクト化の双方を同時に実現する。
【解決手段】 油圧ポンプからの圧油を導入するポンプブロック２１と、このポンプブロック２１から送られる圧油の流れを制御する切換弁３２を備えた第１及び第２両バルブブロック２２ａ,２２ｂとによってオプションバルブ装置を構成する。両バルブブロック２２ａ,２２ｂには、それぞれ圧油を通す圧油通路２７と、ブリードオフ制御のためのセンターバイパス通路２８と、タンク通路２９とを設けるとともに、切換弁３２の下流側でセンターバイパス通路２８とタンク通路２９とを接続する連絡通路３３を設け、下流側の第２バルブブロック２２ｂの連絡通路３３は開通させ、上流側の第２ブロック２２ａの連絡通路３３は遮断プラグ３４で遮断するように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械においてメインバルブ装置に後付けされるオプションバルブ装置及びそのバルブブロックに関するものである。

たとえば油圧ショベルにおいて、フロントアタッチメントからバケットを取外し、代わりにオプションとして破砕機等の別の作業装置(以下、オプション装置という)を取付ける場合がある。

この場合、オプション装置の油圧アクチュエータに油圧ポンプからの圧油を送るとともに作動を制御するためのオプションバルブ装置がメインバルブ装置に後付けで結合される。

従来、このオプションバルブ装置は、図５に示すように、オプション装置一つにつき、油圧ポンプに近い側(上流側)から順に、油圧ポンプからの圧油を導入するポンプブロック１と、このポンプブロック１から送られる圧油の流れを制御するバルブブロック２と、メインバルブ装置Ａのタンク通路(図示しない)に油を流すタンクブロック３の三つのブロックを接合して構成される。

ポンプブロック１には、圧油通路４と、この圧油通路４から分岐したブリードオフ制御用のセンターバイパス通路５と、タンク通路６とが設けられ、タンク通路６にメインリリーフ弁７が設けられる。

また、バルブブロック２には、ポンプブロック１の圧油通路４に連通する圧油通路８と、センターバイパス通路９と、タンク通路１０、それに図示しない油圧アクチュエータに接続されるアクチュエータ通路１１,１２が設けられ、かつ、各通路８〜１２に跨って切換弁１３が設けられる。

タンクブロック３には、センターバイパス通路１４と、メインバルブ装置Ａのタンク通路に接続されるタンク通路１５とが設けられ、センターバイパス通路１４がタンク通路１５に接続される(特許文献１参照)。

一方、複数のオプション装置(油圧アクチュエータ)が追加される場合は、図６に示すように、ポンプブロック１とタンクブロック３との間に、全く同一構成を備えた共通品である複数(ここでは二つの場合を示す)のバルブブロック２ａ,２ｂが圧油の流れ方向に積層され、かつ、相対応する通路同士が接続される状態で設けられる。

図５,６中、Ｐ,Ｐｐはポンプポート、Ｐｃはセンターバイパスポート、Ａ,Ａ１,Ａ２,Ｂ,Ｂ１,Ｂ２は油圧アクチュエータに接続されるアクチュエータポート、Ｐａ,Ｐａ１,Ｐａ２,Ｐｂ,Ｐｂ１,Ｐｂ２は図示しないリモコン弁に接続されるパイロットポート、Ｔはタンクポートである。
特開２００１−３５５６０１号公報

ところが、このように一つのオプション装置につき三つのブロック１,２,３を接合して構成される従来のオプションバルブ装置によると、装置全体の全長寸法Ｌが大きくなるため、占有スペースも大きくなる。

このため、とくに小型の油圧ショベルのように機器類の設置スペースに余裕のない機械においてきわめて不利となっていた。

なお、この点の対策として、三つのブロック１,２,３のうちの隣接する二つ(たとえばバルブブロック２とタンクブロック３)を一体化することが考えられる。しかし、この一体化によってバルブブロック２が特定のオプション装置のためだけの専用品となり、バルブブロック２の共通化が不可能となるため、コスト等の点できわめて不利となる。

そこで本発明は、バルブブロックの共通化と装置全体のコンパクト化の双方を同時に実現することができるオプションバルブ装置、及びこのオプションバルブ装置に用いられるバルブブロックを提供するものである。

請求項１の発明(オプションバルブ装置)は、追加される油圧アクチュエータの作動を制御するためにメインバルブ装置に後付けされるオプションバルブ装置において、油圧ポンプからの圧油を導入するポンプブロックと、このポンプブロックから送られる圧油の流れを制御する切換弁を備えたバルブブロックとから成り、このバルブブロックに、圧油を通す圧油通路と、ブリードオフ制御のためのセンターバイパス通路と、メインバルブ装置のタンク通路に接続されるタンク通路と、上記切換弁の下流側でセンターバイパス通路とタンク通路とを接続する連絡通路とを設けるとともに、この連絡通路を開通／遮断する開閉手段を具備するものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、バルブブロックが複数連、互いの圧油、センターバイパス、タンク各通路同士が連通する状態で圧油の流れ方向に積層して設けられ、最下流側のバルブブロックについて開閉手段によって連絡通路を開通させ、これ以外のバルブブロックについて開閉手段によって連絡通路を遮断してなるものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、バルブブロックのセンターバイパス通路及びタンク通路を二本ずつ、ブロック中心に対して対称配置で設けるとともに、この両側のセンターバイパス通路とタンク通路との間にそれぞれ連絡通路を設けたものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、開閉手段として、連絡通路を加工するためにバルブブロックの側面に明けられた開口部に上記連絡通路を遮断する状態で外部から着脱自在にねじ込まれるプラグを用いたものである。

請求項５の発明(バルブブロック)は、メインバルブ装置に後付けされるオプションバルブ装置のバルブブロックにおいて、ポンプブロックを介して油圧ポンプから送られる圧油を通す圧油通路と、ブリードオフ制御のためのセンターバイパス通路と、メインバルブ装置のタンク通路に接続されるタンク通路と、圧油の流れを制御する切換弁とが設けられるとともに、上記切換弁の下流側で上記センターバイパス通路とタンク通路とを接続する連絡通路を設け、かつ、この連絡通路を開通／遮断する開閉手段を具備するものである。

本発明によると、バルブブロックとタンクブロックを一体化した構成として、バルブブロックのセンターバイパス通路とタンク通路を切換弁の下流側で接続する連絡通路を設け、この連絡通路を開閉手段(請求項４ではプラグ)で開閉する構成としたから、バルブブロックが単一の場合(請求項１)はそのバルブブロックの連絡通路を開き、バルブブロックが複数の場合(請求項２)は、最下流側のバルブブロックの連絡通路のみを開通させることにセンターバイパスライン付きの回路を構成することができる。

すなわち、バルブブロックの共通化とオプションバルブ装置全体のコンパクト化の双方を同時に実現することができる。

ところで、オプションバルブ装置においては、請求項３の発明のように、バルブブロックを左右逆向きでも使用できるようにバルブブロックのセンターバイパス通路及びタンク通路を二本ずつ、ブロック中心に対して対称配置で設けるのが望ましい。

この場合、両側のセンターバイパス通路とタンク通路との間にそれぞれ連絡通路を設けることによって本発明の所期の目的を達成することができる。

本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。

この実施形態では、二つのバルブブロックを用いた二連式のオプションバルブ装置を構成した場合を例にとっている。

このオプションバルブ装置は、図１に示すように油圧ポンプに近い側(上流側)から順に、油圧ポンプからの圧油を導入するポンプブロック２１と、第１のオプション装置(油圧アクチュエータ)に対してポンプブロック２１から送られる圧油の流れを制御する第１バルブブロック２２ａと、第２のオプション装置に対して圧油の流れを制御する第２バルブブロック２２ｂの計三つのブロックを接合して構成される。

すなわち、このオプションバルブ装置は、図６に示す同じ二連式をとる従来のオプションバルブ装置のタンクブロック３を省略した構成となっている。

各ブロック２１,２２ａ,２２ｂの基本構成は、図６に示す従来装置におけるポンプブロック１及びバルブブロック２ａ,２ｂと同じで、ポンプブロック２１には、圧油通路２３と、この圧油通路２３から分岐したブリードオフ制御用のセンターバイパス通路２４と、タンク通路２５とが設けられ、タンク通路２５にメインリリーフ弁２６が設けられる。

また、第１及び第２両バルブブロック２２ａ,２２ｂには、ポンプブロック２１の圧油通路２３に連通する圧油通路２７と、センターバイパス通路２８と、タンク通路２９、それに図示しない油圧アクチュエータに接続されるアクチュエータ通路３０,３１が設けられ、かつ、各通路２７〜３１に跨って切換弁３２が設けられる。

このオプションバルブ装置の場合、第１、第２両バルブブロック２２ａ,２２ｂにおいて、切換弁３２,３２の下流側でセンターバイパス通路２８,２８とタンク通路２９,２９とを接続する連絡通路３３,３３が設けられている。

両バルブブロック２２ａ,２２ｂの両連絡通路３３,３３のうち、上流側の第１バルブブロック２２ａの連絡通路３３は、開閉手段としての遮断プラグ３４で遮断され、下流側の第２バルブブロック２２ｂの連絡通路３３は遮断プラグ無しで開通した状態とされる。

これを図２〜図４によって具体的かつ詳細に説明する。

図２は第１バルブブロック２２ａ、図３は第２バルブブロック２２ｂの具体構造(スプールの図示は省略している)を示している。また、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図であって、図の上側が上流側となっている。

両バルブブロック２２ａ,２２ｂには、左右の向きを転換しても回路が成立するように圧油、センターバイパス、タンク各通路２７,２８,２９が二本ずつ、ブロック中心に対して左右対称配置で設けられている。３５はスプールが設けられるスプール穴である。

この構成において、両側のセンターバイパス通路２８,２８とタンク通路２９,２９との間にそれぞれ連絡通路３３,３３が左右対称配置で設けられている。

そして、第１バルブブロック２２ａについては、図２に示すようにこの両側連絡通路３３,３３を加工するためにブロック両側面に開けられた開口部３６,３６に遮断プラグ３４,３４がねじ込まれることにより、両側連絡通路３３,３３がそれぞれセンターバイパス、タンク両通路２８,２９間で遮断されている。

一方、第２バルブブロック２２ｂについては、開口部３６,３６に、上記遮断プラグ３４,３４の代わりにキャップ３７,３７が開口部３６,３６のみを塞ぐ状態で装着されることにより、両側連絡通路３３,３３が開通した状態、つまりセンターバイパス、タンク両通路２８,２９が連通した状態とされる。

こうすれば、図１において第２バルブブロック２２ｂのセンターバイパス通路２８が切換弁３２の下流側でタンク通路２９と連通し、このタンク通路２９はメインバルブ装置Ａのタンク通路に接続されるため、オプションバルブ装置全体としてブリードオフ制御が可能な油圧回路が構成される。

いいかえれば、このオプションバルブ装置においては、バルブブロック２２ａ,２２ｂにタンクブロックを一体化するとともに、タンクブロックの代用としてバルブブロック２２ａ,２２ｂに連絡通路３３を設け、そのうちの下流側のバルブブロック(第２バルブブロック)２２ｂの連絡通路３３のみを開通させて回路を成立させる構成をとっている。

この構成により、第１及び第２両バルブブロック２２ａ,２２ｂに同一構成のもの(共通品)を用いながら、図５,６の従来装置におけるタンクブロック３を省略し、装置全長Lを短縮することができる。

このため、オプションバルブ装置の占有スペースを縮小し、とくに小型の油圧ショベルのようにバルブ設置スペースに余裕のない機械においてもオプションバルブ装置を容易に組み込むことができる。

なお、この実施形態で挙げた二連式を含む多連式で、かつ、左右対称配置でセンターバイパス通路を設けたバルブ構成をとる場合、スプールストロークに応じたブリードオフ開口特性を得るために、隣接するバルブブロックのセンターバイパス通路同士を蛇行状に接続するのが望ましい。

この実施形態においても、この観点から、両バルブブロック２２ａ,２２ｂは、図４に示すように互いに反対側のセンターバイパス通路２８,２８同士が接続され、接続されないセンターバイパス通路２８,２８のつなぎ部分がプラグ３８,３８で塞がれることにより、蛇行状の流路が構成されている。

ところで、上記実施形態では二つのバルブブロック２２ａ,２２ｂを備えた二連式のオプションバルブ装置を例にとったが、バルブブロックを増設して三連以上のオプションバルブ装置を構成することもできる。

また、本発明はバルブブロックが一つだけのオプションバルブ装置にも適用することができる。この場合でも、従来の三ブロック構成をとるオプションバルブ装置と比較して、装置全体をコンパクト化できる点は多連式の場合と同じである。

一方、開閉手段として、上記実施形態で挙げたねじ込み式の遮断プラグ３４に代えて、外部からの操作によって開閉する弁を用いてもよい。

本発明の実施形態にかかるオプションバルブ装置を示す油圧回路図である。 同装置における第１バルブブロックの具体構造を示す断面図である。 同装置における第２バルブブロックの具体構造を示す断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。 従来のバルブブロックが一つのオプションバルブ装置を示す油圧回路図である。 従来のバルブブロックが二つのオプションバルブ装置を示す油圧回路図である。

符号の説明

２１ ポンプブロック
２２ａ 上流側の第１バルブブロック
２２ｂ 下流側の第２バルブブロック
２７ 圧油通路
２８ センターバイパス通路
２９ タンク通路
３２ 切換弁
３３ 連絡通路
３４ 遮断プラグ
３６ 開口部
３７ キャップ

Claims (5)

1. 追加される油圧アクチュエータの作動を制御するためにメインバルブ装置に後付けされるオプションバルブ装置において、油圧ポンプからの圧油を導入するポンプブロックと、このポンプブロックから送られる圧油の流れを制御する切換弁を備えたバルブブロックとから成り、このバルブブロックに、圧油を通す圧油通路と、ブリードオフ制御のためのセンターバイパス通路と、メインバルブ装置のタンク通路に接続されるタンク通路と、上記切換弁の下流側でセンターバイパス通路とタンク通路とを接続する連絡通路とを設けるとともに、この連絡通路を開通／遮断する開閉手段を具備することを特徴とするオプションバルブ装置。
2. 請求項１記載のオプションバルブ装置において、バルブブロックが複数連、互いの圧油、センターバイパス、タンク各通路同士が連通する状態で圧油の流れ方向に積層して設けられ、最下流側のバルブブロックについて開閉手段によって連絡通路を開通させ、これ以外のバルブブロックについて開閉手段によって連絡通路を遮断してなることを特徴とするオプションバルブ装置。
3. 請求項１または２記載のオプションバルブ装置において、バルブブロックのセンターバイパス通路及びタンク通路を二本ずつ、ブロック中心に対して対称配置で設けるとともに、この両側のセンターバイパス通路とタンク通路との間にそれぞれ連絡通路を設けたことを特徴とするオプションバルブ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオプションバルブ装置において、開閉手段として、連絡通路を加工するためにバルブブロックの側面に明けられた開口部に上記連絡通路を遮断する状態で外部から着脱自在にねじ込まれるプラグを用いたことを特徴とするオプションバルブ装置。
5. メインバルブ装置に後付けされるオプションバルブ装置のバルブブロックにおいて、ポンプブロックを介して油圧ポンプから送られる圧油を通す圧油通路と、ブリードオフ制御のためのセンターバイパス通路と、メインバルブ装置のタンク通路に接続されるタンク通路と、圧油の流れを制御する切換弁とが設けられるとともに、上記切換弁の下流側で上記センターバイパス通路とタンク通路とを接続する連絡通路を設け、かつ、この連絡通路を開通／遮断する開閉手段を具備することを特徴とするオプションバルブ装置のバルブブロック。

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