JP3862782B2 - Manually operated switching valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動操作により切換作動する切換弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の切換弁として、中立位置を保持する戻しばねに抗して切換スプールを手動操作レバーにより切換位置へと摺動させる形式のものが一般的に知られている。この種の切換弁は建設機械などのような手動操作が多い機械に使用されているが、その切換操作力は該戻しばねのばね力と油圧流体力との合計力以上を必要とするので、切換操作を繰り返すとオペレーターの疲労度が大きくなる不都合がある。多少ともこの疲労度を軽減するため、戻しばねのばね力をできるだけ弱くすることが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように戻しばねを弱めても、油圧流体力に勝るだけの切換操作力は必要であり、そのため操作回数が増えるとオペレーターの肉体的疲労度は大きく、戻しばねを弱めた効果はあまり良好でない。切換弁を油圧にて切り換える油圧パイロット方式とすれば操作力が軽減され、こうした疲労度の問題は解決できるが、油圧パイロットの応答遅れ分だけ切換弁の応答性、機械の応答性が悪くなり、油圧パイロット系の故障で切換弁の操作を行えなくなる欠点がある。
【0004】
本発明は、応答性を損なわずに切換操作力を軽減し、必要な場合にはその操作力の軽減のための構成に係わらず切換弁を操作できる手動操作切換弁を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、弁筺内に摺動自在に切換スプールを設け、手動操作レバーにより戻しばねに抗して該切換スプールを切換位置へ切り換える切換弁に於いて、該切換スプールの一端にこれと共に該弁筺内を摺動自在のシリンダバレルを連結すると共に該弁筺と該シリンダバレルとの間に膨縮自在の圧力作用室を2室形成し、該手動操作レバーにこれの操作により該シリンダバレル内を一定距離摺動したのち該シリンダバレルと係合するサーボスプールを連結し、該弁筺に形成したポートから該シリンダバレルを介して該圧力作用室に連通し且つ該サーボスプールにより制御されてこれの移動方向に該シリンダバレルに推力を生じる流体圧力を該圧力作用室の一方に確立する制御流路を設けることにより、上記の目的を達成するようにした。該手動操作レバーを切換操作すると、サーボスプールが摺動して一方の圧力作用室に流体圧力が確立し、その流体圧力が該シリンダバレルに推力を与え、該シリンダバレルに連結した切換スプールが手動操作レバーの移動方向へ推進される。この推力は該手動操作レバーの傾角を増大させ続ける限り発生し、その操作を止めたところで推力が消え、逆方向へ操作するともう一方の圧力作用室に流体圧力が確立して逆方向の推力が生じ、小さな力で手動操作レバーを操作できる。該サーボスプールはシリンダバレルに係合しているので、流体圧力が確立しないときでも切換スプールを切換操作できる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき説明すると、図1及び図2に於いて符号1は手動操作レバー2により切換操作される切換弁を示し、該切換弁1はポンプポート3とタンクポート4及びアクチュエータポート5、6を備えた弁筺7内に摺動自在に切換スプール8を設けた4ポート3位置の一般的な切換弁で、該切換スプール8はその一端のリテーナ9、9間に設けた戻しばね10により中立位置11に保持され、該戻しばね10に抗して該切換スプール8を左右に摺動させると切換位置12、12に入る。
【0007】
該切換スプール8の戻しばね10側とは反対側の端部に、略円筒形のシリンダバレル14をボルト15により一体に連結し、該切換スプール8と共に該弁筺7内を摺動するようにした。該シリンダバレル14の外周面には2条の環状の隆起16、16を形成し、これらの隆起16と弁筺7のバレル孔17の内周面の2箇所の突部18、18とで該弁筺7とシリンダバレル14の間に該バレル14の軸方向へ膨縮自在の圧力作用室19、20を2室形成した。該シリンダバレル14の内部の軸方向の孔21に、該手動操作レバー2に一端を連結したサーボスプール22を摺動自在に収容し、該サーボスプール22の他端をリテーナ23、23と前記戻しばね10よりも弱い戻しばね24を介してシリンダバレル14のばね孔21a内に係合させた。該軸方向の孔21とばね孔21aはサーボスプール22のスプールランドにより互いに分離される。該手動操作レバー2を正逆に傾けると、サーボスプール22は戻しばね24をたわめて両リテーナ23、23間のわずかな隙間分だけ左右に摺動する。
【0008】
該弁筺7には、補助ポンプ等の適当なパイロット圧力源(図示してない)に接続されるパイロットポート25と、タンクに接続されるドレンポート26とを形成し、これらのポート間を該シリンダバレル14及びサーボスプール22に形成されて各圧力作用室19、20を連通する制御流路27により接続した。図1、図2の場合、該制御流路27は、該シリンダバレル14に形成したパイロットポート25から孔21内へと半径方向に延びる開口27a、27bと、該孔21内から圧力作用室19、20へ延びる開口27c、27d、及びドレンポート26からばね孔21a内へ延びる開口27e、サーボスプール22の内部を軸方向に延びる開口27fとで構成される。該開口27a、27bは、サーボスプール22が中立位置22aに位置するときは、そのランド部28で閉鎖され、その中立位置22aから摺動したときに開く。
【0009】
この場合、切換弁1を切換操作すべく、例えば該サーボスプール22がシリンダバレル14内へを進入するように該手動操作レバー2を傾けると、該サーボスプール22が弱い戻しばね24を圧縮して右方にわずかな一定距離を摺動する。この摺動によって一方の開口27aが開き、パイロットポート25から圧力流体が一方の圧力作用室19に作用すると共に、他方の圧力作用室20はドレンポート26に接続状態となるので、該圧力作用室19はその内部に確立した流体圧力によりシリンダバレル14を右方に推進して、この推力が手動操作レバー2による力と共に該シリンダバレル14に連結した切換スプール8を右方へ切換摺動する。該手動操作レバー2を傾けることを停止すれば、右方へ移動するシリンダバレル14の開口27aが閉じられ、圧力作用室19への圧力流体の流入が止まるのでシリンダバレル14の移動も止まる。該手動操作レバー2の傾きを逆方向に変更してサーボスプール22を左方へ移動させれば、他方の圧力作用室20へ流体圧力が確立され、この場合、左方への推力がシリンダバレル14に生じて切換スプール8の左方への操作を軽い力で行える。また、圧力作用室19、20に流体圧力が確立できない状態になっても、該手動操作レバー2を強く操作すればサーボスプール22とシリンダバレル14が係合するので、切換スプール8を摺動させ得て安全である。
【0010】
図1の構成とした場合の手動操作レバー2の操作力は、図3のヒシテリシス曲線Aのように7乃至12kgf程度で済むが、切換スプール8を直接手動操作レバー2で操作した場合は図4のヒシテリシス曲線Bのように大きな操作力が必要で、数多くの切換操作を行う場合のオペレータの疲労度を大きく軽減できる。
【0011】
尚、制御流路27を、図5或いは図6に示すように、パイロットポート25から各圧力作用室19、20を介してドレンポート26へ流体が流通する形式とすることもでき、この場合、サーボスプール22及びシリンダバレル14には、圧力作用室19又は20への一方の流路を閉鎖し他方の流路を絞るような構成を持たせ、必要な一方の圧力作用室に流体圧力を確立させることができる。尚、切換弁1はスプール形のものであればその切換位置の構成は任意である。
【0012】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、切換スプールにシリンダバレルを連結すると共に弁筺と該シリンダバレルとの間に膨縮自在の圧力作用室を2室形成し、手動操作レバーに該シリンダバレル内を一定距離摺動したのち該バレルと係合するサーボスプールを連結し、該バレルと該サーボスプールにより制御されてその移動方向に該シリンダバレルに推力を生じる流体圧力を該圧力作用室の一方に確立する制御流路を設けたので、該推力が手動操作レバーの操作力を補助し、小さな力で手動操作レバーを応答性よく操作でき、該サーボスプールがシリンダバレルと係合しているので、流体圧力が確立しないときでも切換スプールを切換操作できて安全性も高い等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す切断側面図
【図2】図1の線図
【図3】図1の構成による手動操作レバーの操作力の線図
【図4】従来の構成による手動操作レバーの操作力の線図
【図5】本発明の他の実施の形態の線図
【図6】本発明の更に他の実施の形態の線図
【符号の説明】
1 切換弁、2 手動操作レバー、7 弁筺、8 切換スプール、10 戻しばね、14 シリンダバレル、19・20 圧力作用室、22 サーボスプール、25・26 ポート、27 制御流路、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching valve that is switched by a manual operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of switching valve, a type in which a switching spool is slid to a switching position by a manual operation lever against a return spring that holds a neutral position is generally known. This type of switching valve is used in machines with many manual operations such as construction machinery, but the switching operation force requires more than the total force of the spring force of the return spring and the hydraulic fluid force. If the switching operation is repeated, there is a disadvantage that the operator's fatigue level increases. In order to reduce this degree of fatigue to some extent, the spring force of the return spring is made as weak as possible.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Even if the return spring is weakened as described above, a switching operation force that is superior to the hydraulic fluid force is necessary. Therefore, as the number of operations increases, the operator's physical fatigue level increases, and the effect of weakening the return spring is very good. Not. If the hydraulic pilot system is used to switch the switching valve with hydraulic pressure, the operating force is reduced, and this problem of fatigue can be solved. There is a drawback that the switching valve cannot be operated due to a failure of the hydraulic pilot system.
[0004]
It is an object of the present invention to provide a manually operated switching valve that can reduce a switching operation force without impairing responsiveness, and can operate the switching valve when necessary regardless of the configuration for reducing the operation force. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a switching spool is provided in the valve rod so as to be slidable, and a switching valve for switching the switching spool to a switching position against a return spring by a manual operation lever is provided at one end of the switching spool together with the switching spool. A slidable cylinder barrel is connected in the valve rod and two chambers for pressure expansion / contraction are formed between the valve rod and the cylinder barrel, and the cylinder barrel is operated by operating the manual operation lever. A servo spool that engages with the cylinder barrel is connected after sliding within a certain distance, communicated with the pressure chamber from the port formed in the valve rod via the cylinder barrel, and controlled by the servo spool. The above-mentioned object is achieved by providing a control flow path that establishes a fluid pressure that generates thrust in the cylinder barrel in one of the pressure action chambers in the moving direction. When the manual operation lever is switched, the servo spool slides to establish a fluid pressure in one of the pressure working chambers, the fluid pressure applies a thrust to the cylinder barrel, and the switching spool connected to the cylinder barrel is manually operated. It is propelled in the direction of movement of the control lever. This thrust is generated as long as the inclination angle of the manual operation lever is continuously increased. When the operation is stopped, the thrust disappears, and when operated in the reverse direction, the fluid pressure is established in the other pressure working chamber, and the thrust in the reverse direction is generated. It is possible to operate the manual operation lever with a small force. Since the servo spool is engaged with the cylinder barrel, the switching spool can be switched even when the fluid pressure is not established.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2,
[0007]
A substantially
[0008]
The
[0009]
In this case, for example, when the
[0010]
The operating force of the manual operation lever 2 in the configuration of FIG. 1 is about 7 to 12 kgf as shown in the hysteresis curve A of FIG. 3, but when the
[0011]
In addition, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cylinder barrel is connected to the switching spool, and two pressure action chambers that can be expanded and contracted are formed between the valve rod and the cylinder barrel. And a servo spool that engages with the barrel is connected, and fluid pressure that is controlled by the barrel and the servo spool to generate thrust in the cylinder barrel in one direction of movement is applied to one of the pressure working chambers. Since the control flow path to be established is provided, the thrust assists the operation force of the manual operation lever, and the manual operation lever can be operated with a small force with good response, and the servo spool is engaged with the cylinder barrel. Even when the fluid pressure is not established, the switching spool can be switched and the safety is high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cutaway side view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram of FIG. 1. FIG. 3 is a diagram of an operation force of a manual operation lever according to the configuration of FIG. FIG. 5 is a diagram of the operation force of the manual operation lever. FIG. 5 is a diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram of still another embodiment of the present invention.
1 switching valve, 2 manual operation lever, 7 valve rod, 8 switching spool, 10 return spring, 14 cylinder barrel, 19/20 pressure working chamber, 22 servo spool, 25/26 port, 27 control flow path,
Claims (2)
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