JP2002168203A - 切換弁の油圧パイロット操作装置の操作応答性改善装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】操作部材７の傾動操作に対して、切換弁２の操
作応答性を改善する。 【解決手段】操作部材７の操作量に応答する操作応答信
号を出力する操作応答信号出力手段Ａ、前記切換弁２の
スプールの作動量に応答するフィードバック信号として
出力するフィードバック信号出力手段Ｂ、前記操作応答
信号とフィードバック信号を受け取って作動指令電気信
号を出力する演算処理部Ｃ、前記演算処理部Ｃからの作
動指令電気信号により前記切換弁２の正方向パイロット
ポート３および逆方向パイロットポート４へそれぞれ補
助パイロット圧を入力する補助パイロット圧発生手段
Ｄ、とを備え、前記演算処理部Ｃは、操作部材７の操作
に対する切換弁２のスプールの応答遅れ量を検出し、こ
の応答遅れ量が所定値以上になると、作動指令電気信号
を出力し、補助パイロット圧発生手段Ｄをして当該応答
遅れ解消をするための補助パイロット圧を発生させるよ
う構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダブルパイロット操
作式の四方向三位置スプリングセンター型の切換弁に用
いられる油圧パイロット操作装置の操作応答性改善装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダブルパイロット操作式の四方向三位置
スプリングセンター型の切換弁２を切り換え操作するた
めの油圧パイロット操作装置は、図２に示すように、操
作部材７の中立位置からの正方向および逆方向への傾動
操作量に応じて正方向および逆方向パイロット圧を、前
記切換弁２の正方向切換用パイロットポート３および逆
方向パイロットポート４にそれぞれ入力するリモコン弁
５，６を備えている。図２において、１は、切換弁２に
より駆動制御される複動型の油圧アクチュエータであ
る。また、８は、切換弁２のＰポートへポンプ油路を介
して駆動圧油を供給する油圧ポンプ、９はポンプ油路に
取り付けたリリーフ弁、１０は、リモコン弁５の二次圧
を切換弁２の正方向パイロットポート３へ伝えるパイロ
ット管路、１１は、リモコン弁６の二次圧を切換弁２の
逆方向パイロットポート４へ伝えるパイロット管路であ
る。

【０００３】このように構成した油圧パイロット操作装
置は、操作部材７を中立位置から正方向に傾動操作する
と、リモコン弁５からこの傾動操作量に応じた正方向パ
イロット圧（切換弁２を正方向へ切り換えるためのパイ
ロット圧）が出力され、この正方向パイロット圧によっ
て切換弁２が正方向へ切り換えられる。また、操作部材
７を中立位置から逆方向に傾動操作すると、リモコン弁
５からこの傾動操作量に応じた逆方向パイロット圧（切
換弁２を逆方向に切り換えるためのパイロット圧）が出
力され、この逆方向パイロット圧によって切換弁２が逆
方向に切り換えられる。

【０００４】従って、切換弁２は、操作部材７の中立位
置からの正方向または逆方向の傾動操作量に応じて正方
向または逆方向へ切り換えられる。このような油圧パイ
ロット操作装置は、操作手段７による切換弁７を切り換
え操作を、リモコン弁５，６の二次圧を介して行うもの
であるため、操作手段７と切換弁２が離れていてもその
間を一対のパイロット管路１０，１１で接続すれば足
り、また、切換弁２がその切り換えに大きな力を必要と
する大容量のものであったとしても、操作部材７の傾動
操作力を小さく設定できるという効果がある。このた
め、近年油圧式クレーン、高所作業車等に多用されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような油圧パイロ
ット操作装置は、リモコン弁５，６の二次圧を介して切
換弁２を切り換え操作するものであるから、操作部際７
の傾動操作時において、操作部材７が指示する切換弁２
切換量（以下、指示切換量という）に対して、切換弁２
の実際の切換量（以下、実際切換量という）がある遅れ
を持って追随するという性質（以下、操作応答遅れとい
う）がある。このため、操作部材７の操作時において
は、この操作応答遅れに起因して指示切換量と実際切換
量との間に隔差（以下、応答遅れ量という）がある。

【０００６】応答遅れ量は、油圧アクチュエータ１駆動
用の作動油あるいはパイロット圧油の油温が低く粘度が
高い場合等に大きくなり、切換弁２をシビアに操作がで
きない（操作応答性がわるい）という問題が生じる。こ
の発明は、上記従来の油圧パイロット操作装置に付加す
ることで、上記応答遅れ量が所定値を超えようとしたと
きにこれを小さくするように機能する操作応答性改善装
置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る切換弁の油圧パイロット操作装置の操
作応答性改善装置は、次の如く構成している。ダブルパ
イロット操作式の四方向三位置スプリングセンター型の
切換弁２を切り換え操作するための油圧パイロット操作
装置であって、操作部材７の中立位置からの正方向およ
び逆方向への傾動操作量に応じて正方向および逆方向パ
イロット圧を、前記切換弁２の正方向切換用パイロット
ポート３および逆方向パイロットポート４にそれぞれ入
力するリモコン弁５，６を備えたものにおいて、

【０００８】前記操作部材７に関連配置され操作部材７
の操作量に応答する電気信号を操作応答電気信号ａとし
て出力する操作応答信号出力手段Ａ、前記切換弁２のス
プールの作動量に応答する電気信号をフィードバック信
号ｂとして出力するフィードバック信号出力手段Ｂ、前
記操作応答信号出力手段Ａからの操作応答電気信号ａ
と、フィードバック信号出力手段Ｂからのフィードバッ
ク信号ｂを受け取って作動指令電気信号ｃ，ｄを出力す
る演算処理部Ｃ、前記演算処理部Ｃからの作動指令電気
信号ｃ，ｄによりその二次圧を制御され前記切換弁２の
正方向パイロットポート３および逆方向パイロットポー
ト４へそれぞれ補助パイロット圧を入力する補助パイロ
ット圧発生手段Ｄ、とを備え、前記演算処理部Ｃは、操
作応答信号出力手段Ａからの操作応答電気信号ａとフィ
ードバック信号出力手段Ｂからのフィードバック信号ｂ
に基づき操作部材７の操作に対する切換弁２のスプール
の応答遅れ量を検出し、この応答遅れ量が所定値以上に
なると、前記補助パイロット圧発生手段Ｄに作動指令電
気信号ｃ，ｄを出力し、補助パイロット圧発生手段Ｄを
して当該応答遅れ解消をするための補助パイロット圧を
発生させるよう構成してあることを特徴とする切換弁の
油圧パイロット操作装置の操作応答性改善装置。

【０００９】

【作用】本発明に係る切換弁の油圧パイロット操作装置
の操作応答性改善装置は、操作応答信号出力手段Ａから
の操作応答電気信号ａと、フィードバック信号出力手段
Ｂからのフィードバック信号ｂを受け取った演算処理部
Ｃが、操作部材７の操作に対する切換弁２の応答遅れ量
を検出し、この検出した応答遅れ量が所定値以上になる
と、補助パイロット圧発生手段Ｄに作動指令電気信号
ｃ，ｄを出力し、補助パイロット圧発生手段Ｄをして当
該応答遅れ量を減少させるための補助パイロット圧を発
生させる。そして、この補助パイロット圧が切換弁２の
パイロットポート３または４に入力されるので、上記応
答遅れ量を小さくさせるように機能し、油圧パイロット
操作装置の操作応答性が改善されるのである。

【００１０】

【発明実施の形態】本発明に係る切換弁の油圧パイロッ
ト操作装置の操作応答性改善装置について、以下図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係る切換弁の油圧
パイロット操作装置の操作応答性改善装置の説明図であ
る。本発明は、上記したように従来の切換弁の油圧パイ
ロット操作装置に付加されるものであるから、図１で
は、従来の切換弁の油圧パイロット操作装置を示す図２
の構成に本発明による付加部分を書き込んだものとなっ
ている。

【００１１】図１において、本発明に係る操作応答性改
善装置は、操作部材７に関連配置され操作部材７の操作
量に応答する電気信号を操作応答電気信号ａとして出力
する操作応答信号出力手段Ａ、前記切換弁２のスプール
の作動量に応答する電気信号をフィードバック信号ｂと
して出力するフィードバック信号出力手段Ｂ、前記操作
応答信号出力手段Ａからの操作応答電気信号ａとフィー
ドバック信号出力手段Ｂからのフィードバック信号ｂを
受け取って作動指令電気信号ｃ，ｄを出力する演算処理
部Ｃ、および、前記演算処理部Ｃからの作動指令電気信
号ｃ，ｄによりその二次圧を制御され前記切換弁２の正
方向パイロットポート３および逆方向パイロットポート
４へそれぞれ補助パイロット圧を入力する補助パイロッ
ト圧発生手段Ｄ、とでもって構成されている。

【００１２】そして、前記演算処理部Ｃは、操作応答信
号出力手段Ａからの操作応答電気信号ａとフィードバッ
ク信号出力手段Ｂからのフィードバック信号ｂに基づき
操作部材７の操作に対する切換弁２のスプールの応答遅
れ量を検出し、この応答遅れ量が所定値以上になると、
前記補助パイロット圧発生手段Ｄに作動指令電気信号
ｃ，ｄを出力し、補助パイロット圧発生手段Ｄをして当
該応答遅れ解消をするための補助パイロット圧を発生さ
せるよう構成している。

【００１３】以下、より詳細に説明する。操作応答信号
出力手段Ａは、操作部材７が、その全有効傾動領域（中
立位置から正逆方向への有効傾動域の双方を含む領域）
の一方端（逆方向終端）に傾動操作された状態から他方
端（正方向終端）に傾動操作された状態に向かて操作さ
れたとき、当該操作に応答して漸増する操作応答電気信
号ａ（電圧信号）が出力されるよう、操作部材７に連動
連結されたポテンショメータで構成している。

【００１４】また、フィードバック信号出力手段Ｂは、
切換弁２がその全有効切換域（中立位置から正逆方向へ
の有効切換域の双方を含む領域）の一方端（逆方向終
端）に切り換えられた状態から他方端（正方向終端）に
切り換えられた状態に向かって切り換えられたとき、当
該切り換えに応答して漸増するフィードバック信号ｂ
（電圧信号）が出力されるよう切換弁２のスプールに関
連連結したポテンショメータで構成している。

【００１５】前記演算処理部Ｃは、先ず、操作応答信号
出力手段Ａからの操作応答電気信号ａとフィードバック
信号出力手段Ｂからのフィードバック信号ｂのレベル合
わせを行う。このレベル合わせは、油圧パイロット操作
装置の操作部材７の全有効傾動域において、指示切換量
（操作部材７が指示する切換弁２切換量）に実際切換量
（切換弁２の実際の切換量）が合致しておれば、両信号
ａ，ｂのレベルが一致するようにするためのものであ
る。

【００１６】次いで演算処理装置Ｃは、操作応答電気信
号ａとフィードバック信号ｂを比較する。具体的には、
操作信号ａからフィードバック信号ｂを減算する。

【００１７】この減算結果の意味するところは、次の通
りである。すなわち、この減算結果がゼロである場合に
は、指示切換量（操作部材７が指示する切換弁２切換
量）と実際切換量（切換弁２の実際の切換量）が一致し
ており、応答遅れ量が存在していないこと意味する。

【００１８】また、この減算結果がゼロでない場合に
は、応答遅れ量が存在していることを意味している。こ
の場合において、減算結果がプラスの場合には、指示切
換量（操作部材７が指示する切換弁２切換量）に対して
実際切換量（切換弁２の実際の切換量）が、他方側（正
方向終端側）にずれおり、応答遅れの方向が他方（正方
向終端）側であることを示し、且つ、その応答遅れ量
が、減算結果の絶対値に該当する量だけ存在しているこ
とを示している。減算結果がマイナスの場合には、指示
切換量（操作部材７が指示する切換弁２切換量）に対し
て実際切換量（切換弁２の実際の切換量）が、一方側
（逆方向終端側）にずれており、応答遅れの方向が一方
側（逆方向終端側）であることを示し、且つ、その応答
遅れ量が、減算結果の絶対値に該当する量だけ存在する
ことを示している。

【００１９】次いで演算処理部Ｃは、操作信号ａとフィ
ードバック信号ｂの比較結果、具体的には、操作応答電
気信号ａからフィードバック信号ｂの減算結果から、指
示切換量（操作部材７が指示する切換弁２切換量）に対
して実際切換量（切換弁２の実際の切換量）の応答遅れ
の方向（他方側すなわち正方向終端側、一方側すなわち
逆方向終端側か）を判断すると共に、その応答遅れ量が
予め設定した所定値以上になったかどうかを判断する。

【００２０】応答遅れの方向の判断は、減算結果がプラ
スかマイナスかで行う。前述の如く減算結果がプラスの
場合には、指示切換量に対して実際切換量が、他方側す
なわち正方向終端側にずれていることを意味し、マイナ
スの場合には、指示切換量に対して実際切換量が一方側
すなわち逆方向終端側にずれていることを意味する。ま
た、応答遅れ量が予め設定した所定値以上になったかど
うかの判断は、減算結果の絶対値がこの所定値を超えた
かどうかで行う。

【００２１】次いで演算処理部Ｃは、以上の演算処理に
より、指示切換量に対する実際切換量の応答遅れ量が前
記所定値以上であり、且つ、その応答遅れの方向が他方
側すなわち正方向終端側であると判断した場合には、補
助パイロット圧発生手段Ｄに対して逆方向切換促進圧の
発生を指示する作動指令電気信号ｃを出力する。また、
指示切換量に対する実際切換量の応答遅れ量が前記所定
値以上であり、且つ、その応答遅れの方向が一方側すな
わち逆方向終端側であると判断した場合には、補助パイ
ロット圧発生手段Ｄに対して、正方向切換促進圧の発生
を指示する作動指令電気信号ｄを出力する。

【００２２】補助パイロット圧発生手段Ｄは、演算処理
部Ｃからの前記作動指令信号ｃにより作動し逆方向切換
促進圧を発生する逆方向切換促進圧発生部Ｄ１と、演算
処理部Ｃからの前記作動指令信号ｄにより作動して正方
向切換促進圧を発生する正方向切換促進圧発生部Ｄ２で
構成されている。

【００２３】逆方向切換促進圧発生部Ｄ１は、補助パイ
ロット管路Ｄ１ａを介して切換弁２の逆方向パイロット
ポート４に接続されており、それが発生する逆方向切換
促進圧が、切換弁２の逆方向への切り換えを促進（正方
向への応答遅れを解消）させるようになっている。ま
た、正方向切換促進圧発生部Ｄ２は、補助パイロット管
路Ｄ２ａを介して切換弁２の正方向パイロットポート３
に接続されており、それが発生する正方向切換促進圧
が、切換弁２の正方向への切換を促進（逆方向への応答
遅れを解消）させるようになっている。

【００２４】図１に示した実施例では、リモコン弁５の
二次圧を切換弁２の正方向パイロットポート３に伝達入
力するパイロット管路１０に常開型の電磁開閉弁Ｅ１を
介装すると共に、リモコン弁６の二次圧を切換弁２の逆
方向パイロットポート４に伝達入力するパイロット管路
１１に常開型の電磁開閉弁Ｅ２を介装している。そし
て、前記演算処理部Ｃは、補助パイロット圧発生手段Ｄ
に対して逆方向切換促進圧の発生を指示する作動指令電
気信号ｃを出力に同期して前記電磁開閉弁Ｅ２を閉じ側
へ切り換える電気信号を出力し、また、補助パイロット
圧発生手段Ｄに対して正方向切換促進圧の発生を指示す
る作動指令信号ｄの出力に同期して前記電磁開閉弁Ｅ１
を閉じ側へ切り換える電気信号を出力するようにしてい
る。

【００２５】すなわち、この例では、演算処理部Ｃから
の作動指令電気信号ｃにより補助パイロット圧発生手段
Ｄ（逆方向切換促進圧発生部Ｄ１）が逆方向切換促進圧
を発生し、これが切換弁２の逆方向パイロットポート４
に付加された際に、電磁開閉弁Ｅ２がパイロット管路１
１を閉じ、当該パイロット管路１１とこれにつながるリ
モコン弁６を経由する逆方向切換促進圧の漏出を阻止す
るようになっている。また、演算処理部Ｃからの作動指
令電気信号ｄにより補助パイロット圧発生手段Ｄ（正方
向切換促進圧発生部Ｄ２）が正方向切換促進圧を発生
し、これが切換弁２の正方向パイロットポート３に付加
された際に、電磁開閉弁Ｅ１がパイロット管路１０を閉
じ、当該パイロット管路１０とこれにつながるリモコン
弁５を経由する正方向切換促進圧の漏出を阻止するよう
になっている。

【００２６】しかしながら、パイロット管路１０および
１１にそれぞれ介装した上記電磁開閉弁Ｅ１およびＥ２
は、補助パイロット圧発生手段Ｄの作動時に当該補助パ
イロット圧発生手段Ｄが発生する正方向切換促進圧（正
方向切換促進圧発生部Ｄ２の発生に係る）および逆方向
切換促進圧（逆方向切換促進圧発生部Ｄ１の発生に係
る）の油量を、充分大きなものにすることにより省略し
ても良い。

【００２７】なお、操作部材７の操作に対する切換弁２
の応答遅れ量が予め定めた所定値以上になったときに演
算処理部Ｃが出力する作動指令電気信号ｃ，ｄは、オン
・オフ信号であっても良いし、また、応答遅れ量の増大
に従った漸増する電気信号であっても良い。補助パイロ
ット圧発生手段Ｄにおける正方向切換促進圧発生部Ｄ２
および逆方向切換促進圧発生部Ｄ１は、前者の場合には
オン・オフ弁で構成し、後者の場合には漸増する電気信
号（電圧信号）に応じてその発生が増加する比例制御弁
で構成すれば良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る切換弁の油圧パイロット操
作装置の操作応答性改善装置は、操作応答信号出力手段
Ａからの操作応答電気信号と、フィードバック信号出力
手段Ｂからのフィードバック信号を受け取った演算処理
部Ｃが、操作部材７の操作に対する切換弁２の応答遅れ
量を検出し、この検出した応答遅れ量が所定値以上にな
ると、補助パイロット圧発生手段Ｄに作動指令電気信号
を出力し、補助パイロット圧発生手段Ｄをして当該応答
遅れ量を減少させるための補助パイロット圧させる。そ
して、この補助パイロット圧が切換弁２のパイロットポ
ート３または４に入力されるので、上記応答遅れ量を小
さくさせるように機能し、油圧パイロット操作装置の操
作応答性が改善されるのである。このため、本発明に係
る切換弁の油圧パイロット操作装置の操作応答性改善装
置は、従来の切換弁の油圧パイロット操作装置に簡単な
構成を付加するだけで、操作応答性を改善することがで
きるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切換弁の油圧パイロット操作装置
の操作応答性改善装置の説明図である。

【図２】従来の切換弁の油圧パイロット操作装置の説明
図である。

【符号の説明】

１；油圧アクチュエータ、２；切換弁、３；正方向切換
用パイロットポート、４；逆方向切換用パイロットポー
ト、５；リモコン弁、６；リモコン弁、７；操作部材、
８；油圧ポンプ、９；リリーフ弁、１０；パイロット管
路、１１；パイロット管路、Ａ；操作応答信号出力手
段、Ｂ；フィードバック信号出力手段、Ｃ；演算処理
部、Ｄ；補助パイロット圧発生手段、Ｄ１；逆正方向切
換促進圧発生部、Ｄ２；正方向切換促進圧発生部、Ｄ１
ａ；補助パイロット管路、Ｄ２ａ；補助パイロット管
路、ａ；操作応答電気信号、ｂ；フィードバック信号、
ｃ；作動指令電気信号、ｄ；作動指令電気信号、Ｅ１；
電磁開閉弁、Ｅ２；電磁開閉弁、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】ダブルパイロット操作式の四方向三位置ス
   プリングセンター型の切換弁２を切り換え操作するため
   の油圧パイロット操作装置であって、操作部材７の中立
   位置からの正方向および逆方向への傾動操作量に応じて
   正方向および逆方向パイロット圧を、前記切換弁２の正
   方向切換用パイロットポート３および逆方向パイロット
   ポート４にそれぞれ入力するリモコン弁５，６を備えた
   ものにおいて、 前記操作部材７に関連配置され操作部材７の操作量に応
   答する電気信号を操作応答電気信号ａとして出力する操
   作応答信号出力手段Ａ、 前記切換弁２のスプールの作動量に応答する電気信号を
   フィードバック信号ｂとして出力するフィードバック信
   号出力手段Ｂ、 前記操作応答信号出力手段Ａからの操作応答電気信号ａ
   と、フィードバック信号出力手段Ｂからのフィードバッ
   ク信号ｂを受け取って作動指令電気信号ｃ，ｄを出力す
   る演算処理部Ｃ、 前記演算処理部Ｃからの作動指令電気信号ｃ，ｄにより
   その二次圧を制御され前記切換弁２の正方向パイロット
   ポート３および逆方向パイロットポート４へそれぞれ補
   助パイロット圧を入力する補助パイロット圧発生手段
   Ｄ、とを備え、前記演算処理部Ｃは、操作応答信号出力
   手段Ａからの操作応答電気信号ａとフィードバック信号
   出力手段Ｂからのフィードバック信号ｂに基づき操作部
   材７の操作に対する切換弁２のスプールの応答遅れ量を
   検出し、この応答遅れ量が所定値以上になると、前記補
   助パイロット圧発生手段Ｄに作動指令電気信号ｃ，ｄを
   出力し、補助パイロット圧発生手段Ｄをして当該応答遅
   れ解消をするための補助パイロット圧を発生させるよう
   構成してあることを特徴とする切換弁の油圧パイロット
   操作装置の操作応答性改善装置。