JP2555889Y2 - バックホウの油圧操作構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はブーム用油圧シリンダ、
アーム用油圧シリンダ、バケット用油圧シリンダ、旋回
用油圧シリンダの各々に、作動油を給排操作するパイロ
ット操作式の制御弁群と、作動させるべき前記油圧アク
チュエータを選択する操作レバーと、操作レバーへの操
作によって選択された結果をパイロット圧として出力す
るパイロット弁と、前記パイロット弁からのパイロット
圧を何れかの前記制御弁に伝達するとともに、伝達対象
制御弁を変更することのできるスプール式切換ユニット
を設けてあるバックホウの油圧操作構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のバックホウの油圧操作構造とし
て、前記スプール式切換ユニットを構成するに、２個の
油圧アクチュエータと２個のパイロット弁に対応して、
単一のスライドスプールを備えた８ポート２位置切換式
のユニットを構成するものがあった（例えば、実開昭５
９−７６６６９号公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記のように単一のス
ライドスプールでは、２位置切換式であるので、伝達対
象制御弁を変更する形態を２状態に切り換えることがで
きるだけで、３状態以上に切り換えることができない。
そこで、３状態以上に切り換える構成を採るために単一
スプールを踏襲して、３位置切換式にスライドスプール
の軸芯長を長くすることも考えられるが、入出力ポート
の数が多くなるとスプールの軸芯長が非常に長くなり、
このスライドスプールを収納するユニット本体も細長い
状態のものになり、設置スペースを見出すのに却って難
しい面があり、思った以上に扱い難いものである。

【０００４】また、スプール式切換ユニットとして、特
公平１−６０７０２号公報に示すように、単一のロータ
リスプールを使用するものがあった。しかし、この場合
には８つの入力ポートと８つの出力ポートとを連結する
管路をロータリスプールの肉厚内に形成しなければなら
ず、この８つの管路が干渉しないようにかつスプール自
体の強度低下を招来しないように、管路の間隔を十分に
とった配置構成に心掛ける必要があるところから、必然
的にロータリスプールの径が大径化することになり、ス
プール式切換ユニットのコンパクト化は実質的には難し
いものであった。

【０００５】本考案の目的はスプールの配置構成を合理
的に行うことによって、切換ユニットをコンパクトな形
状のものにして、配置スペースを効率良く利用でき、か
つ、スプールに対する操作構造をコンパクトで迅速な操
作が可能なものにする点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案による特徴構成
は、 ３本の同一仕様のスライドスプール４１，４２，４
３を横並び状態にして、ユニット本体４０に装入し、前
記ユニット本体４０より、前記各スライドスプール４
１，４２，４３の一側端を突出させてその突出方向に付
勢する付勢機構を、各々のスライドスプール４１，４
２，４３に設けるとともに、前記スライドスプール４
１，４２，４３の内の中間に位置する第２スライドスプ
ール４２に対する中間付勢機構を、他の付勢機構の付勢
力に比べて大きな付勢力に設定し、前記スプール式切換
ユニット３９を構成し、 前記スライドスプール４１，４２，４３の内両側に
位置する第１、第３スライドスプール４１，４３の前記
一側端に亘って支持フレームを架設して連結するととも
に、前記支持フレームに前記スライドスプールの移動方
向と同方向に揺動する操作アームを軸支し、前記操作ア
ームと前記第２スライドスプール４２とをリンクで連係
し、 前記各スライドスプール４１，４２，４３を突出さ
せた第１状態より、前記操作アームを一方に揺動操作す
ると、前記第２スライドスプール４２だけを押し込む第
２状態に切換え、前記第１状態より、前記操作アームを
他方に揺動操作すると、前記第１、第２スライドスプー
ル４１，４３を押し込む第３状態に切換えるべく構成し
てある点にあり、その作用効果は次の通りである。

【０００７】

【作用】ロータリスプールに比べてその径を小さくでき
るスライドスプールを３本使用することによって、３状
態に切り換えるものであっても、スライドスプール自体
は２位置切換式のものにすることができ、スライドスプ
ール自体の軸芯長を短いものにできる。したがって、３
本のスライドスプールを横並び状態に配置するので、ユ
ニット本体としてスプール軸芯方向の専有長さとその軸
芯に直交する方向での専有長さとを、単一のスライドス
プールのものに比べて、似通ったものにでき、それだ
け、配置スペースを見出しやすい。３本のスライドスプ
ールに対する操作は次のようにして行う。つまり、図１
に示すように、操作アーム３５への操作を行わない状態
では、付勢機構４４によって、スライドスプール４１，
４２，４３は３本ともに突出して、第１状態にある。第
１状態より、操作アーム５５を一方に操作すると、図２
に示すように、操作アーム５５に連係されたリンク５６
を押圧移動させ、リンク５６の先端に連係された第２ス
ライドスプール４２を押し込み作動させ、第２状態に設
定する。第１状態より、操作アーム５５を他方に操作す
ると、図３に示すように、操作アーム５５とリンク５６
との連結点Ｐを中心として操作アーム５５は揺動する。
つまり、第２スライドスプール４２に作用する中間付勢
機構４４が他の付勢機構４４よりその付勢力が大である
から、リンク５６の移動を規制し、前記連結点Ｐを固定
点とする。そこで、固定された連結点Ｐを中心として操
作アーム５５を揺動させると他の付勢機構４４の付勢力
が弱いところから、支持フレーム５４と操作アーム５６
との連結点Ｑを介して、支持フレーム５４に操作アーム
５５の移動力が加わり、支持フレーム５４が第１、第２
スライドスプール４１，４３を押し込み、第３状態を現
出する。したがって、３本のスライドスプール４１，４
２，４３を操作するに、単一の操作アーム５５を操作す
るだけで切換ユニット３９を３状態に切り換えることが
できる。

【０００８】

【考案の効果】切換ユニットのユニット形状をスペース
専有に有利なものとすることによって、設計上の負担及
び製造上の負担を軽減できる。しかも、３本のスライド
スプールを使用するにしても、同一仕様に設定してある
ので、其だけ、設計上の負担及び製造上の負担を軽減す
るのを更に強化することが出来る。支持フレームを突出
付勢力の弱い第１、第３スライドスプールに亘って架設
連結する点と、その支持フレームに揺動可能に軸支した
操作アームと付勢力の強い第２スライドスプールとをリ
ンク連係する点との協働作用によって、単一操作アーム
であっても３本のスライドスプールを必要状態に応じて
押し込み操作が可能になり、操作を迅速簡易に行うこと
ができる。しかも、操作アームを第１、第３スライドス
プールに掛け渡した支持フレームに軸支し更に、その操
作アームと第２スライドスプールをリンクで連結する構
成によって、第１、第３スライドスプールに亘って掛け
渡したフレームに操作系を設置するという、支持フレー
ムの兼用化が可能になり、操作系を設置するに、専用の
支持フレームを設ける必要がなく、其だけ、操作構造を
コンパクトにできるとともに、製作時においても、切換
ユニットと操作系とを一体で仮組みでき、製作能率の向
上に寄与できる。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１０に示すように、クローラ走行装置１の上部
に旋回台２を支持し、旋回台２の前部にバックホウ装置
３及びドーザ２０を備えて、バックホウ作業車を構成す
る。このバックホウ装置３は、ブーム用油圧シリンダ１
１により上下に揺動駆動されるブーム４、オフセット用
油圧シリンダ７により横折れ自在な四連リンク式中間部
材６４、アーム用油圧シリンダ１２により前後に揺動駆
動されるアーム５及びバケット用油圧シリンダ１３によ
り掻き込み揺動駆動されるバケット６等を有する。又、
旋回台２の旋回駆動用として旋回用油圧モータ１４、及
び、ドーザ２０駆動用としてドーザ用昇降シリンダ３０
を備えている。

【００１０】次に、ブーム用、アーム用、バケット用の
３油圧シリンダ１１，１２，１３、旋回用油圧モータ１
４、オフセットシリンダ７及びドーザ用昇降シリンダ３
０に対する油圧回路について説明する。図８に示すよう
に、エンジン８により駆動される可変容量型の第１ポン
プ９からの作動油を、左側のクローラ走行装置１に対す
る左走行用油圧モータ１０に対する左走行用制御弁２
６、アーム用油圧シリンダ１２に対するアーム用制御弁
２２、サービスポート１６用の制御弁２７、及び、ブー
ム４に対する合流用制御弁１５に供給すべく構成する。

【００１１】図８に示すように、エンジン８により駆動
される可変容量型の第２ポンプ１７からの作動油を、右
側のクローラ走行装置に対する右走行用油圧モータ１８
に対する右走行用制御弁２８、ブーム用油圧シリンダ１
１に対するブーム用制御弁２１、バケット用油圧シリン
ダ１３に対するバケット用制御弁２３に供給する。エン
ジン８により駆動される第３ポンプ１９からの作動油
を、旋回用油圧モータ１４に対する旋回用制御弁２４、
オフセットシリンダ７に対するオフセット用制御弁２
５、ドーザ２０用の昇降シリンダ３０に対するドーザ用
制御弁２９に供給する。各制御弁１５，２１, ２２, ２
３, ２４ は中立復帰型でパイロット操作式であり、次
に、この制御弁１５，２１, ２２, ２３, ２４ の操作
構造について説明する。

【００１２】図６及び図１０に示すように、旋回台２の
操縦部４６の前側に、作動させるべき油圧アクチュエー
タを選択する左右一対の右作業操作レバーＲＬ及び左作
業操作レバーＬＬを備えている。この右及び左作業操作
レバーＲＬ, ＬＬは前後左右に操作自在であり、各操作
に基づき切換操作されてパイロット圧を発生させる第１
〜４パイロット弁３１, ３２, ３３, ３４を右弁ユニッ
ト５１に一体的に組み込みその右弁ユニット５１に右作
業操作レバーＲＬを取り付け、第５〜８パイロット弁３
５，３６，３７，３８を左弁ユニット５０に一体的に組
み込みその左弁ユニット５０に左作業操作レバーＬＬを
取り付けている。又、エンジン８により駆動される第４
ポンプ４７からの作動油を、第１〜８パイロット弁３１
〜３８に供給している。第１〜８パイロット弁３１〜３
８からのパイロット圧を、スプール式切換ユニット３９
を介して制御弁１５，２１〜２４に供給し、スプール式
切換ユニット３９内において変更制御して制御弁１５，
２１〜２４の中の伝達対象制御弁に作用させる。

【００１３】次に、このスプール式切換ユニット３９に
ついて説明する。図１〜図５に示すように、スプール式
切換ユニット３９はユニット本体としての偏平なブロッ
ク体４０に、スライド操作式で同一仕様に形成された第
１〜３スプール４１，４２，４３を平行で、かつ、同一
平面上に位置するように並列保持している。スプール４
１，４２，４３の一端に大径受け部４５を形成し、その
大径受け部４５とユニット本体４０の側壁とに亘って付
勢機構４４としての付勢バネを装着し、その偏平な上面
に８つの第１〜第８入力ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈを形成するとともに、底面に第１〜第８出力
ポートａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈを形成し、上面
に後記する油路ブロック４８を直接取り付けるととも
に、底面の出力ポートａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ
に夫々配管ホース５３を取り付けてある。なお、各付勢
バネ４４の付勢力を、第２スライドスプール４２に作用
する中間付勢機構の付勢力が他の付勢機構４４の付勢力
よりも大きくなるように、素線径を大きくしてある。

【００１４】スプール式切換ユニット３９に対する操作
構造を説明する。第１，第３スプール４１，４３の大径
受け部４５に、チャンネル型の平板支持フレーム５４の
両端を夫々取り付けて両スプール４１，４３に亘って架
設するとともに、操作用の握り部５５Ａを設けた天秤式
操作アーム５５を、平板支持フレーム５４の上面に縦向
き軸Ｑを介して揺動可能に取り付けてある。この天秤式
操作アーム５５における握り部５５Ａとは縦向き軸Ｑを
挟んで反対側に位置する遊端部と、第２スプール４２の
大径受け部４５とにピンを介してリンク５６を連結して
ある。

【００１５】以上のような構成において、図１に示すよ
うに、操作アーム５５への操作を行わない状態では、付
勢バネ４４の付勢力によって、３本のスプール４１，４
２，４３を突出させている。これが第１状態である。こ
の第１状態より、図２に示すように、操作アーム５５の
握り部５５Ａをブロック体４０より離れる側に揺動操作
した場合には、第２スプール４２が押し込まれて、第
１、第３スプール４１，４３は突出状態を維持する。こ
れが第２状態である。更に、第１状態より、操作アーム
５５の握り部５５Ａをブロック体４０側に揺動操作した
場合には、図３に示すように、第２スプール４２が中間
付勢機構４４の付勢力によって突出状態を維持している
ので、操作アーム５５が、その操作アーム５５とリンク
５６との連結点Ｐを中心として揺動することになり、縦
向き軸Ｑの移動分だけ支持フレーム５４が移動し、第
１、第３スプール４１，４３を押し込むことになる。こ
れが第３状態である。

【００１６】次に、スプール式切換ユニット３９のパイ
ロット弁と制御弁とに対する接続を説明する。図７に示
すように、左操作レバーＬＬを、左，右，前，後に夫々
揺動操作すると、第５，第６，第７，第８パイロット弁
３５〜３８が作動し、夫々、第７入力ポートＧ、第８入
力ポートＨ、第５入力ポートＥ、第６入力ポートＦにパ
イロット圧を送り込む。右操作レバーＲＬを、左，右，
前，後に夫々揺動操作すると、第１，第２，第３，第４
パイロット弁３１〜３４が作動し、夫々、第３入力ポー
トＣ、第４入力ポートＤ、第１入力ポートＡ、第２入力
ポートＢにパイロット圧を送り込む。一方、各出力ポー
トは次のように合流用制御弁１５、ブーム用制御弁２
１、アーム用制御弁２２、バケット用制御弁２３、旋回
用制御弁２４につながる。第１出力ポートａはブーム用
制御弁２１のブーム下ポジションに繋がり、第２出力ポ
ートｂは合流用制御弁１５とブーム用制御弁２１のブー
ム上ポジションに繋がり、第３出力ポートｃはバケット
用制御弁２３のバケット掻き込みポジションに繋がり、
第４出力ポートｄはバケット用制御弁２３のバケット排
土ポジションに繋がる。第５出力ポートｅはアーム用制
御弁２２のアーム上ポジションに繋がり、第６出力ポー
トｆはアーム用制御弁２２のアーム掻き込みポジション
に繋がり、第７出力ポートｇは旋回用制御弁２４の旋回
左ポジションに繋がり、第８出力ポートｈは旋回用制御
弁２４の旋回右ポジションに繋がる。

【００１７】スプール式切換ユニット３９での変更状態
を説明する。図１及び図７に示すように、三つのスプー
ル４１，４２，４３を夫々押し込み操作しない第１状態
に設定すると、入出力ポートが次のように繋がる。つま
り、第１入力ポートＡは第１出力ポートａに繋がり、第
２入力ポートＢは第２出力ポートｂに繋がり、第３入力
ポートＣは第３出力ポートｃに繋がり、第４入力ポート
Ｄは第４出力ポートｄに繋がり、第５入力ポートＥは第
５出力ポートｅに繋がり、第６入力ポートＦは第６出力
ポートｆに繋がり、第７入力ポートＧは第７出力ポート
ｇに繋がり、第８入力ポートＨは第８出力ポートｈに繋
がる。したがって、図９のＩに示すように、操作レバー
ＲＬ，ＬＬの操作方向と作業内容が対応する。

【００１８】この状態より、図２に示すように、三つの
スプール４１，４２，４３の内の真ん中の第２スプール
４２を押し込み操作して第２状態に設定すると、入出力
ポートは次のように繋がる。第１〜第４入力ポートＡ〜
Ｄまでの出力ポートに対する接続は第１状態と同様であ
るが、第５入力ポートＥは第８出力ポートｈに繋がり、
第６入力ポートＦは第７出力ポートｇに繋がり、第７入
力ポートＧは第５出力ポートｅに繋がり、第８入力ポー
トＨは第６出力ポートｆに繋がる。したがって、図９の
IIに示すように、操作レバーＲＬ，ＬＬの操作方向と作
業内容が対応する。

【００１９】次に、図３に示すように、三つのスプール
４１，４２，４３の内の外側の第１スプール４１及び第
３スプール４３を押し込み操作して第３状態に設定する
と、入出力ポートは次のように繋がる。第１入力ポート
Ａは第６出力ポートｆに繋がり、第２入力ポートＢは第
５出力ポートｅに繋がり、第３入力ポートＣは第７出力
ポートｇに繋がり、第４入力ポートＤは第８出力ポート
ｈに繋がり、第５入力ポートＥは第１出力ポートａに繋
がり、第６入力ポートＦは第２出力ポートｂに繋がり、
第７入力ポートＧは第４出力ポートｄに繋がり、第８入
力ポートＨは第３出力ポートｃに繋がる。したがって、
図９のIII に示すように、操作レバーＲＬ，ＬＬの操作
方向と作業内容が対応する。

【００２０】パイロット弁３１〜３８とスプール式切換
ユニット３９とを連結する油路ブロック４８について説
明する。矩体状ブロック本体４９の上面に、二つの取り
付け座４９Ａ，４９Ａを形成するとともに、パイロット
弁３１〜３４までの弁を収納した右弁ユニット５１と、
パイロット弁３５〜３８までの弁を収納した左弁ユニッ
ト５０とを、夫々、取り付け座４９Ａ，４９Ａに直接取
り付ける。そして、ブロック本体４９の取り付け座４９
Ａ，４９Ａ面に、各パイロット弁３１〜３８からのパイ
ロット圧を受ける入力ポートを形成してあり、左右弁ユ
ニット５０，５１とに一体的に取り付けられた左右の操
作レバーＲＬ，ＬＬを操作することによって、作業状態
の切換が可能になる。前記ブロック本体４９の底面に出
力ポートを形成し、ブロック本体４９の内部に形成した
油路を介して入力ポートと出力ポートを連結し、ブロッ
ク本体４９の底面にスプール式切換ユニット３９を直接
とりつけている。

【００２１】走行操作構造について説明する。図６に示
すように、左右走行用制御弁２６，２８に対して夫々走
行操作レバー５９，６０を設け、その走行操作レバー５
９，６０を、油路ブロック４８の上面にブラケットを介
して取り付けてある。この走行操作レバー５９，６０と
左右走行用制御弁２６，２８のスプールとをリンク連係
機構６１を介して連係してある。

【００２２】第４ポンプ４７から各パイロット弁３１〜
３８への給油経路に介装されるアンロード弁５７とリリ
ーフ弁５８とは一体形成されて、油路ブロック４８の底
面に直接取りつき、パイロット圧をアンロードすること
によって、バックホウ装置３が不測に作動することを防
止する。

【００２３】〔別実施例〕 ３本のスプール４１，４２，４３の横並び状態は必
ずしも同一平面上にスプール軸芯が位置する必要はな
い。 スプール４１等を付勢する付勢機構４４としては、
コイルスプリング以外に板バネ等を利用してもよい。

【００２４】尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面と
の対照を便利にするために符号を記すが、該記入により
本考案は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】スプール式切換ユニットを示す横断平面図

【図２】一つのスプールを押し込んだ状態を示すスプー
ル式切換ユニットの横断平面図

【図３】二つのスプールを押し込んだ状態を示すスプー
ル式切換ユニットの横断平面図

【図４】入出力ポートを示すスプール式切換ユニットの
横断平面図

【図５】スプール式切換ユニットを示す縦断側面図

【図６】油路ブロックに走行操作レバーを取り付けた状
態を示す斜視図

【図７】パイロット弁とスプール式切換ユニットとの油
圧回路図

【図８】バックホウ装置の油圧回路図

【図９】左右操作レバーとバックホウ装置の動作状態を
示す表

【図１０】バックホウの側面図

【符号の説明】

１１ ブーム用シリンダ １２ アーム用シリンダ １３ バケット用シリンダ １４ 旋回用モータ ２１〜２４ 制御弁 ３１〜３８ パイロット弁 ３９ スプール式切換ユニット ４０ ユニット本体 ４１〜４３ スライドスプール ４４ 付勢機構 ５４ 支持フレーム ５５ 操作アーム ５６ リンク ＲＬ，ＬＬ 操作レバー

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブーム用油圧シリンダ（１１）、アーム
   用油圧シリンダ（１２）、バケット用油圧シリンダ（１
   ３）、旋回用油圧モータ（１４）の各々に、作動油を給
   排操作するパイロット操作式の制御弁（２１，２２，２
   ３，２４）群と、 作動させるべき前記油圧アクチュエータを選択する操作
   レバー（ＲＬ，ＬＬ）と、操作レバー（ＲＬ，ＬＬ）へ
   の操作によって選択された結果をパイロット圧として出
   力するパイロット弁（３１，３２，３３，３４，３５，
   ３６，３７，３８）と、 前記パイロット弁（３１，３２，３３，３４，３５，３
   ６，３７，３８）からのパイロット圧を何れかの前記制
   御弁に伝達するとともに、伝達対象制御弁を変更するこ
   とのできるスプール式切換ユニット（３９）を設けてあ
   るバックホウの油圧操作構造であって、 ３本の同一仕様のスライドスプール（４１，４２，４
   ３）を横並び状態にして、ユニット本体（４０）に装入
   し、前記ユニット本体（４０）より、前記各スライドス
   プール（４１，４２，４３）の一側端を突出させてその
   突出方向に付勢する付勢機構（４４）を、各々のスライ
   ドスプール（４１，４２，４３）に設けるとともに、前
   記スライドスプール（４１，４２，４３）の内の中間に
   位置する第２スライドスプール（４２）に対する中間付
   勢機構（４４）を、他の付勢機構（４４）の付勢力に比
   べて大きな付勢力に設定し、前記スプール式切換ユニッ
   ト（３９）を構成し、 前記スライドスプール（４１，４２，４３）の内両側に
   位置する第１、第３スライドスプール（４１，４３）の
   前記一側端に亘って支持フレーム（５４）を架設して連
   結するとともに、前記支持フレーム（５４）に前記スラ
   イドスプール（４１，４２，４３）の移動方向と同方向
   に揺動する操作アーム（５５）を軸支し、前記操作アー
   ム（５５）と前記第２スライドスプール（４２）とをリ
   ンク（５６）で連係し、 前記各スライドスプール（４１，４２，４３）を突出さ
   せた第１状態より、前記操作アーム（５５）を一方に揺
   動操作すると、前記第２スライドスプール（４２）だけ
   を押し込む第２状態に切換え、前記第１状態より、前記
   操作アーム（５５）を他方に揺動操作すると、前記第
   １、第２スライドスプール（４１，４３）を押し込む第
   ３状態に切換えるべく構成してあるバックホウの油圧操
   作構造。