JP2011165415A - 油圧制御装置の電気接点保護構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】油圧制御装置において電気接点への油や煤塵の付着を抑制可能な電気接点保護構造を提供する。
【解決手段】油圧制御装置の電気接点保護構造は、弾性を有する隔離カバーによって互いに隔離される第1空間及び第2空間を有する収納室と、第1空間に設けられ、油圧によって摺動可能なスプール本体部と、スプール本体部に取り付けられ、隔離カバーに挿通される第1電気ピンとを有するスプールと、第2空間に設けられ、第1電気ピンに対応する第2電気ピンと、収納室の内壁に設けられ、第1空間と第2空間とに連通する連通孔とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、油圧によって駆動される油圧制御装置の電気接点保護構造に関する。
従来、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を制御する油圧制御装置では、摩擦係合装置への油の充填の完了(以下、「フィル完了」という。)の検出を目的として、油圧によって駆動される圧力スイッチが広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
このような圧力スイッチは、第1電気ピンを有するスプールと、スプールを収容する収容室と、第1電気ピンに対応して収容室内に設けられる第2電気ピンとを備える。スプールは、油圧によって摺動可能なスプール本体部を有する。第1電気ピンは、スプール本体部に取り付けられる。第2電気ピンは、収容室外に設けられる電気回路に接続される。
フィル完了時には、スプール本体部が摺動することによって、第1電気ピンが第2電気ピンに接触する。この際の電気回路における電圧変化を検知することによって、フィル完了が検出される。
特開2001−343032号公報
ここで、油圧によるスプール本体部のスムースな摺動を目的として、スプール本体部と収容室の内壁との間には微小な間隙が設けられている。そのため、微小な間隙を介して漏出した油が、第1電気ピン又は第2電気ピンに付着する場合がある。また、使用される油の性状によっては、第1電気ピンと第2電気ピンとの間における放電によって油が煤塵となる場合もある。
このような場合、漏出した油や煤塵が第1電気ピンと第2電気ピンとの電気接点に付着すれば、第1電気ピンと第2電気ピンとの電気的接続性が低下する。そのため、フィル完了を正確に検出できないおそれがある。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、油圧制御装置において電気接点への油や煤塵の付着を抑制可能な電気接点保護構造を提供することを目的とする。
本発明に係る油圧制御装置の電気接点保護構造は、筐体と、筐体内に設けられ、弾性を有する隔離カバーによって互いに隔離される第1空間及び第2空間を有する収納室と、第1空間に設けられ、油圧によって摺動可能なスプール本体部と、スプール本体部に取り付けられ、隔離カバーに挿通される第1電気ピンとを有するスプールと、第2空間に設けられ、第1電気ピンに対応する第2電気ピンと、収納室の内壁に設けられ、第1空間と第2空間とに連通する連通孔とを備えることを要旨とする。
本発明によれば、油圧制御装置において電気接点への油や煤塵の付着を抑制可能な電気接点保護構造を提供することができる。
実施形態に係る油圧制御装置100の断面図である。 図1の拡大図である。 図2の矢視方向Aからの平面図である。 図2の矢視方向Bからの平面図である。 図3のC−C線における断面図である。 図4のD−D線における断面図である。 実施形態に係る油圧制御装置100における油圧制御方法を説明するためのタイムチャートである。 実施形態に係る油圧制御装置100の断面図である。 実施形態に係る油圧制御装置100の断面図である。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
(油圧制御装置100の構成)
以下、実施形態に係る油圧制御装置100について、図面を参照しながら説明する。以下においては、摩擦係合装置としてのクラッチに用いる油圧制御装置100を例に挙げて説明する。クラッチは、油圧室を備えており、油圧室への油の供給及び排出によって駆動される。なお、以下の説明において、「上下左右」それぞれは、「各図における上下左右」を表すものとする。
図1は、油圧制御装置100の断面図である。図1に示すように、油圧制御装置100は、筐体10、圧力制御弁15、電磁制御弁20、油圧スイッチ200を有する。
筐体10には、入力ポート26、出力ポート27、第1ドレンポート31、第2ドレンポート32が形成されている。入力ポート26は、図示しない油圧ポンプから吐出された油が通る流路である入力回路に接続される。出力ポート27は、図示しないクラッチの油圧室に送られる油が通る流路である出力回路が接続される。第1ドレンポート31および第2ドレンポート32は、クラッチから排出される油を回収する図示しないタンクにそれぞれ接続される。
圧力制御弁15は、筐体10内に左右方向に摺動可能に設けられた第1スプール34を有する。筐体10内にはバルブ室35が形成されており、第1スプール34の略中央部は、バルブ室35内に位置している。また、第1スプール34の左端部内にはフィードバック室36が形成されている。バルブ室35とフィードバック室36とは、第1スプール34内に形成された流路37を介して連通している。また、フィードバック室36と筐体10内面との間には、バネ38が設けられており、バネ38により第1スプール34は右方向に付勢されている。また、第1スプール34の右端部内にはパイロット室39が形成されており、第1スプール34の右端面には受圧面40が形成されている。
第1スプール34が、バネ38の付勢力によって右端(後述の電磁制御弁20の弁シート体41に当接する位置)に位置しているときには、第1スプール34は入力ポート26とバルブ室35とを遮断し、バルブ室35と第2ドレンポート32とを連通させる。また、第1スプール34が、バネ38の付勢力に抗して左端に位置しているときには、第1スプール34は、入力ポート26とバルブ室35との間を連通させ、バルブ室35と第2ドレンポート32との間を遮断する。
また、筐体10内には流路43が形成されており、流路43を介して入力ポート26と受圧面40が配置されている空間とが連通している。流路43の入力ポート26側の部分は受圧面40側の流路44よりも拡径した流路45となっている。この流路45と流路44との接続部分には、ねじ栓46が設けられている。ねじ栓46のねじ部は、小径の流路44にねじ込まれており、ねじ栓46の頭部は、大径の流路45内に位置している。このため、ねじ栓46の頭部の外周面と流路45の内周面との間には環状の隙間47が形成されている。また、ねじ栓46の内部には、隙間47と流路44とを連通する絞り流路48が形成されている。
電磁制御弁20は、弁シート体41と、弁体50と、連結部材51と、比例ソレノイド52とを有している。
弁シート体41は、第1スプール34の右側に設けられており、連結部材51の一端に固定されている。弁シート体41の左端部にはパイロット室53が形成されている。弁シート体41の左端面と第1スプール34の右端面とは当接および離反することができ、弁シート体41のパイロット室53と第1スプール34のパイロット室39とは連通している。弁シート体41の内部には、弁収納室54が形成されている。また、弁シート体41内には、軸方向に延びるドレン流路55と、径方向に延びるドレン流路56とがそれぞれ形成されている。ドレン流路55は、パイロット室53と弁収納室54とを連通させる。ドレン流路56は、弁収納室54を通り径方向に弁シート体41を貫通している。ドレン流路56は、弁収納室54と弁シート体41の外周側とを連通させており、弁シート体41の外周側は、第1ドレンポート31に連通している。また、弁収納室54の左端内壁面には、弁シート面57が形成されている。
弁体50は、球状の形状を有しており、弁収納室54において左右方向に移動可能に収納されている。
連結部材51は、弁シート体41と比例ソレノイド52とを連結している。連結部材51の内部には、軸方向(左右方向)に進退可能に設けられたプランジャ58が挿入されている。プランジャ58の先端部は、軸方向に移動可能に弁収納室54内に挿入されており、弁体50に当接している。
比例ソレノイド52は、電子制御部21から指令電流を入力されることによりプランジャ58を軸方向に進退させる。
油圧スイッチ200は、収納室S、隔離カバー201、流量検出弁202、フィル検出部203、一対の連通孔204及び一対の傘バルブ205を有する。
収納室Sは、筐体10の内部に設けられる。収納室Sは、流量検出弁202を収納する。収納室Sは、第1空間S1及び第2空間S2を有する。第1空間S1と第2空間S2とは、隔離カバー201によって互いに隔離される。
流量検出弁202は、出力回路に接続されており、出力回路に送られる油の流量を検出するための弁である。流量検出弁202は、通過する油の流量に応じて左右方向に摺動する第2スプール206を有する。第2スプール206は、油圧室への油の充填の完了(以下、「フィル完了」という。)前は左側に位置しており、フィルが完了すると右側に移動する。第2スプール206は、スプール本体部206a及び第1電気ピン206bを有する。
また、第2スプール206は、収納室Sの第1空間S1を油室61及び油室62に区画しており、第2スプール206のうち油室61と油室62とを区画する部分には、オリフィス63が形成されている。また、油室62は流路64を介して出力ポート27に連通している。油室61は流路65を介してバルブ室35に連通している。油室61,62に面した第2スプール206の左右方向の受圧面積をそれぞれA1,A2,A3とすると、右方向の受圧面積(A1+A3)と左方向の受圧面積A2とは、「A1+A3>A2」の関係となっている。このため、油室61と油室62の油圧が等しくなり、油室61の油圧により第2スプール206が右方向に押される力が、後述するバネ75の付勢力より大きくなると、第2スプール206は右側に移動する。
また、第2スプール206は、油室62内に突出した突出部66、バネ68が挿入される凹状のバネ室67を有する。突出部66は、プラグ69の端面69aに当接される。
第1電気ピン206bは、バネ68の付勢力によって、第2スプール206の右端部に嵌め込まれたキャップ部材71に押圧される。第1電気ピン206bの右側先端部はキャップ部材71に挿通される。
また、キャップ部材71とケージ部材72との間にはバネ75が設けられており、バネ75の付勢力によりキャップ部材71が左側に押し付けられている。
フィル検出部203は、流量検出弁202の右側に設けられている。フィル検出部203は、第2電気ピン73及び固定部材74を有する。第2電気ピン73は、固定部材74に取り付けられる。固定部材74は、キャップ部材71の右側に位置しており、筐体10の外面に取り付けられている。第2電気ピン73は、電気回路80を介して電子制御部21に接続されている。
電気回路20は、抵抗R1及び抵抗R2を有する。抵抗R1及び抵抗R2は、電気的に直列に接続される。第2電気ピン73は、抵抗R1と抵抗R2との間の接続点aに接続される。電子制御部21は、接続点aにおける電圧変化を検知することによって、フィル完了を検出する。
一対の連通孔204は、収納室Sの内壁に設けられる。一対の連通孔204は、第1空間S1と第2空間S2とに連通する。一対の傘バルブ205は、一対の連通孔204それぞれに対応して設けられる。一対の連通孔204及び一対の傘バルブ205の構成については後述する。
(油圧スイッチ200の詳細な構成)
図2は、図1の拡大図である。図3は、図2の矢視方向Aからの平面図である。図4は、図2の矢視方向Bからの平面図である。図5は、図3のC−C線における断面図である。図6は、図4のD−D線における断面図である。
図2に示すように、油圧スイッチ200は、筐体10、収納室S、隔離カバー201、第2スプール206、第2電気ピン73、一対の連通孔204及び一対の傘バルブ205を有する。
筐体10は、油圧制御装置100の筐体を構成するとともに、油圧スイッチ200の筐体を構成する。
収納室Sは、隔離カバー201によって互いに隔離される第1空間S1及び第2空間S2を有する。隔離カバー201の外延は、収納室Sの内壁に密着される。本実施形態において、隔離カバー201の外延は、ケージ部材72に接合されている。隔離カバー201の略中央には、第1電気ピン206bが挿通される。隔離カバー201は、第1電気ピン206bの外周に密着されている。
隔離カバー201は、弾性を有する材料によって構成される。隔離カバー201は、例えば、薄いゴムシートなどによって構成される。
なお、ケージ部材72と筐体10との間は、弾性部材72aによってシールされている。
第2スプール206は、スプール本体部206a及び第1電気ピン206bを有する。スプール本体部206aは、第1空間S1に設けられる。スプール本体部206aは、油室62に充填される油の圧力によって摺動可能である。第1電気ピン206bは、スプール本体部206aの右端に取り付けられる。第1電気ピン206bは、隔離カバー201に挿通される。これによって、第1電気ピン206bの第1電気接点CP1は、第2空間S2に設けられる。
第2電気ピン73は、第1電気ピン206bの右側に設けられている。すなわち、第2電気ピン73は、第2空間S2において、第1電気ピン206bに対応して設けられている。第2電気ピン73は、第1電気接点CP1に接触する第2電気接点CP2を有する。
図3〜図6に示すように、一対の連通孔204は、第1空間S1及び第2空間S2にそれぞれ連通する第1連通孔204a及び第2連通孔204bを有する。一対の傘バルブ205は、第1連通孔204a及び第2連通孔204bにそれぞれ対応する第1傘バルブ205a及び第2傘バルブ205bを有する。
第1連通孔204aは、第1空間S1側に設けられる第1空間側開口OP11と、第2空間S2側に設けられる第2空間側開口OP12とを有する。第2連通孔204bは、第1空間S1側に設けられる第1空間側開口OP21と、第2空間S2側に設けられる第2空間側開口OP22とを有する。
第1傘バルブ205aは、第1連通孔204aの第1空間側開口OP11を覆う。具体的には、図5に示すように、第1傘バルブ205aは、第1空間S1に配置される傘部210aを有する。傘部210aは、弾性部材によってフランジ状に形成されており、第1空間側開口OP11を覆っている。第2空間S2から第1空間S1に空気が流れる場合、傘部210aの一部がめくれ上がることによって、第1空間側開口OP11から空気が吐出される。
第2傘バルブ205bは、第2連通孔204bの第2空間側開口OP22を覆う。具体的には、図6に示すように、第2傘バルブ205bは、第2空間S2に配置される傘部210bを有する。傘部210bは、弾性部材によってフランジ状に形成されており、第2空間側開口OP22を覆っている。第1空間S1から第2空間S2に空気が流れる場合、傘部210bの一部がめくれ上がることによって、第2空間側開口OP22から空気が吐出される。
このように、第1空間S1と第2空間S2との間において、空気を自由に出入りさせることができる。従って、収納空間Sの温度が上昇した場合であっても、第1空間S1と第2空間S2との圧力差によって第2スプール206の正常な動きが妨げられることを抑制できる。
(油圧制御方法)
次に、油圧制御装置100における油圧制御方法について、図7に示すタイムチャートを参照して説明する。図7において横軸は時間(t)を表している。また、図7(a)の縦軸は、比例ソレノイド52への指令電流(I)を表している。図7(b)の縦軸は、圧力制御弁15のパイロット室39のパイロット圧(Pp)を表している。図7(c)の縦軸は、油室62の圧力すなわちクラッチ圧(P)を表している。図7(d)の縦軸は、フィル検出部203からの検知信号Vを表している。
1.クラッチフィル時(t1−t2)の制御
クラッチを係合させる場合には、まず図7(a)に示すように、電子制御部21は、時点t1で所定の大流量値に応じた指令電流I1を比例ソレノイド52に出力する。この指令電流I1は、フィル完了が検知される時点t2までの間(例えば、0.1秒程度)、継続される。
これにより、比例ソレノイド52のプランジャ58は、指令電流I1の大きさに応じた力で左側に突き出され、先端部で弁体50を弁シート面57に押しつける。このため、ドレン流路55,56間が絞られてパイロット室39と第1ドレンポート31の間が絞られる。
これにより、パイロット室39のパイロット圧Ppは、図7(b)に示すような指令電流I1の大きさに応じたパイロット圧Pp1となる。すると、第1スプール34はこのパイロット圧Pp1とバネ38の付勢力とバランスする位置まで左側に移動する。
また、この状態では、バルブ室35と第2ドレンポート32の間は閉じられ、バルブ室35と入力ポート26の間が連通される。このため、油圧ポンプからの油は、入力ポート26、バルブ室35を経由して油室61に流入し、オリフィス63を経由して油室62に流入し、さらに流路64及び出力ポート27を経由して油圧室に流れ込む。これにより、油圧室への油の供給が開始され、指令電流I1の大きさに応じた大流量の油が、短時間の間(時点t1から時点t2の間)に流れ込む。
このとき、油がオリフィス63を経由して流入することにより、油室61と油室62と油圧には差圧ΔPが生じる。この差圧ΔPと前述の第2スプール206の各面積A1,A2,A3の関係とにより、第2スプール206に左方向の力が作用して、第2スプール206の突出部66が油室62内のプラグ69の端面69aに当接する。このため、第1電気ピン206bと第2電気ピン73は非接触状態となり、フィル検出部203からの検知信号は、図7(d)に示すように、Voffに維持される。これにより、電子制御部21は、フィルが完了していないと判断する。電子制御部21は、フィル完了が検知されるまで、比例ソレノイド52への指令電流を指令電流I1に維持する。
2.クラッチフィル完了時(t2)
油圧室内に油が充満すると、オリフィス63を通過する油の流れが止まるため、油室61と油室62の間の差圧ΔPが無くなる。この場合、第2スプール206の各受圧面積A1,A2,A3の前記関係により、第2スプール206が右側に移動する。このとき、第2スプール206は、油室61内の圧力Psによりバネ75の付勢力に抗してキャップ部材71を右方へ押し、第1電気ピン206bを第2電気ピン73に接触させる。すると、フィル検出部203からの検知信号は、図7(d)に示すようにVonに変化する。これにより、電子制御部21はフィル完了と判断する。なお、フィル完了までの間はパイロット圧Pを高めても油室62の圧力は高まらないため、クラッチ圧Pは図7(c)に示すように変化する。
3.クラッチ調圧時(t2−t3)の制御
電子制御部21は、時点t2でフィル完了と判断すると、図7(a)に示すように、指令電流Iをクラッチ圧Pの初期圧Psに対応する初期指令電流I2に設定して出力する。このとき、図7(b)に示すように、パイロット室39のパイロット圧Ppは、初期指令電流I2に対応するパイロット圧Pp2となる。
この後、電子制御部21は、図7(a)に示すように、初期指令電流I2から所定の設定クラッチ圧Peに対応する設定指令電流I3まで指令電流Iを所定時間内に徐々に増大させ、油圧モジュレーションをかける。これにより、比例ソレノイド52のプランジャ58による弁体50の押し付け力は上記指令電流Iの大きさに応じて徐々に増大する。そして、弁体50の押し付け力の増大に伴って、弁シート面57と弁体50との隙間は徐々に減少する。このため、図7(b)に示すように、パイロット室39,53のパイロット圧Ppは、上記指令電流Iの大きさに応じてPp2からPp3まで徐々に増大する。これにより、圧力制御弁15の開度が変更される。また、クラッチ圧Pが指令電流Iの大きさに応じて徐々に増大し、所定時間後の時点t3で設定クラッチ圧Peに達する。
そして、時点t4でクラッチの係合が解除されるまで、この設定クラッチ圧Peを保持するように指令電流I3の出力を継続する。このとき、第2スプール206は、油室61の圧力によってバネ75に抗して右側に移動している。このため、第1電気ピン206bと第2電気ピン73とは接触状態を維持しており、フィル検出部203はフィル完了を示す検知信号Vonの出力を継続する。
(作用及び効果)
(1) 本実施形態に係る油圧制御装置100の電気接点保護構造は、収納室S、第2スプール206、第2電気ピン73及び一対の連通孔204を有する。収納室Sは、隔離カバー201によって隔離される第1空間S1及び第2空間S2を有する。第2スプール206は、第1空間S1に設けられるスプール本体部206aと、スプール本体部206aに取り付けられ、隔離カバー201に挿通される第1電気ピン206bを有する。第2電気ピン73は、第2空間S2に設けられる。一対の連通孔204は、第1空間S1と第2空間S2とに連通する。
このように、第1空間S1と第2空間S2とが隔離カバー201によって隔離されているので、第1空間S1から第2空間S2に油が侵入することを抑制できる。そのため、第1電気ピン206bの第1電気接点CP1、及び第2電気ピン73の第2電気接点CP2に油が付着することを抑制できる。従って、第1電気ピン206bと第2電気ピン73との電気的接続性を維持できるので、フィル完了を精度良く検知できる。
また、一対の連通孔204を介して、第1空間S1と第2空間S2との間で空気を流通させることができる。そのため、第2スプール206が摺動する場合、或いは収納空間Sの温度が変化する場合においても、第1空間S1と第2空間S2との気圧を同じにできる。従って、第2スプール206のスムースな摺動を維持することができる。
(2) 本実施形態に係る油圧制御装置100の電気接点保護構造は、第1連通孔204aの第1空間側開口OP11を覆う第1傘バルブ205aと、第2連通孔204bの第2空間側開口OP22を覆う第2傘バルブ205bとを有する。
そのため、第1空間S1から第2空間S2に空気が流れる場合に、第1連通孔204a及び第2連通孔204bを介して油が第2空間S2に侵入することを抑制できる。従って、第1電気接点CP1及び第2電気接点CP2に油が付着することをより抑制できる。
(その他の実施形態)
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(1) 上記実施形態において、油圧スイッチ200は、一対の連通孔204及び一対の傘バルブ205を有することとしたが、これに限られるものではない。図8に示すように、油圧スイッチ200は、一本の連通孔204cのみを有していてもよい。この場合においても、一本の連通孔204cを介して、第1空間S1と第2空間S2との間で空気を流通させることができる。また、図9に示すように、連通孔204cは、ラビリンス構造を有していることが好ましい。ラビリンス構造とは、幾重にも折れ曲がった構造である。これによって、連通孔204cを介して油が第2空間S2に侵入することをより抑制できる。なお、連通孔204cが有するラビリンス構造としては、図9に示す構造に限らず周知のラビリンス構造を採用できる。
(2) 上記実施形態において、油圧スイッチ200は、収納室Sの内壁の一部を構成するケージ部材72を有することとしたが、これに限られるものではない。油圧スイッチ200は、ケージ部材72を有していなくてもよい。この場合、隔離カバー201の外延は、筐体10に直接的に密着される。
(3) 上記実施形態において、筐体10は、油圧制御装置100及び油圧スイッチ200それぞれの筐体を構成することとしたが、これに限られるものではない。油圧スイッチ200は、筐体10とは別の筐体を有していてもよい。
(4) 上記実施形態において、摩擦係合装置としてクラッチを例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。摩擦係合装置は、例えばブレーキなどであってもよい。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
10…筐体
72…ケージ部材
73…第2電気ピン
201…隔離カバー
204…連通孔
205…傘バルブ
206…第2スプール
206a…スプール本体部
206b…第1電気ピン
S…収納室
S1…第1空間
S2…第2空間

Claims (3)

  1. 筐体と、
    前記筐体内に設けられ、弾性を有する隔離カバーによって互いに隔離される第1空間及び第2空間を有する収納室と、
    前記第1空間に設けられ、油圧によって摺動可能なスプール本体部と、前記スプール本体部に取り付けられ、前記隔離カバーに挿通される第1電気ピンとを有するスプールと、
    前記第2空間に設けられ、前記第1電気ピンに対応する第2電気ピンと、
    前記収納室の内壁に設けられ、前記第1空間と前記第2空間とに連通する連通孔と、
    を備える油圧制御装置の電気接点保護構造。
  2. 前記連通孔は、第1連通孔及び第2連通孔によって構成されており、
    前記第1連通孔の前記第1空間側開口を覆う第1傘バルブと、
    前記第2連通孔の前記第2空間側開口を覆う第2傘バルブと、
    をさらに備える請求項1に記載の油圧制御装置の電気接点保護構造。
  3. 前記連通孔は、ラビリンス構造を有する、
    請求項1又は2に記載の油圧制御装置の電気接点保護構造。
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