JPH0222482Y2

JPH0222482Y2 -

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Publication number: JPH0222482Y2
Application number: JP1987028434U
Authority: JP
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1990-06-18
Also published as: JPS63135004U

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本考案は、油圧シヨベルのブームシリンダ、ア
ームシリンダ、バケツトシリンダ、旋回モータの
作動を制御する複数個の制御弁を操作するための
操作装置に関するものである。〔従来の技術〕油圧シヨベルは一般に第６図に示すように構成
されている。すなわち第６図において、１は下部
走行体、２は上部旋回体、３はブーム、４はアー
ム、５はバケツトであり、これらは左右の走行モ
ータ（図示省略）、旋回モータ６、ブームシリン
ダ７、アームシリンダ８、バケツトシリンダ９に
よつて作動される。そして、上記各モータ６およ
び各シリンダ７，８，９を操作するために、運転
室１０に左右の走行用操作レバー１１，１２と、
左右の作業機用操作レバー１３，１４が設けられ
ている。ところで、この種の油圧シヨベルは数社で製造
されているが、その操作パターン、すなわち左右
の作業機用操作レバー１３，１４の操作方向と、
それによつて作動される上記各シリンダ７，８，
９および旋回モータ６との対応関係がメーカ毎に
異なつている。このためたとえば甲社の操作パタ
ーンに慣れたオペレータが他社の操作パターンで
操作する場合、不慣れのために操作が円滑にでき
ず、作業能率が低下し、かつ、操作ミスにより事
故が発生する危険性がある。因みに油圧シヨベルにおいて、現在汎用されて
いる代表的な操作パターンとして４通りのものが
拳げられる。そのために１台の機械において、簡
単な切換え操作で数通り（代表的な４通り）の操
作パターンを任意に選択できるものが要望されて
いる。そこで従来、操作パターンの変更手段として次
のようなものが知られている。 ○イロツドとリンクによる連結変換方式この方式はたとえば実公昭58−45334号公報に
示されているように、手動操作式の機械を対象と
し、２本の操作レバーと、２個の手動式制御弁の
摺動スプールとを、複数本の押し引きロツドと揺
動リンクを介して変換自在に連結し、その連結関
係を変換することによつて操作パターンを変更す
るものである。 ○ロ油圧ホースの接続変換方式この方式はたとえば実開昭59−163666号公報に
示されているように、パイロツト操作式の機械を
対象とし、左右の操作レバーによつて操作される
複数個のパイロツト弁に操作側配管を接続し、複
数個のアクチユエータの作動を制御するパイロツ
ト式のアクチユエータ用制御弁のパイロツトポー
トに制御弁側ホースを接続し、上記各操作側配管
と各制御弁側ホースとの間に配置した固定部材に
複数個の連通用油路を設け、各連通用油路に対
し、その一側部に各操作側配管を接続するととも
に、他側部にクイツクジヨイント式カツプラを介
して各制御弁側ホースを接続変換可能に接続し、
そのカツプラ部分で、各操作側配管と各制御弁側
ホースとの接続関係を変換することにより操作パ
ターンを変更するものである。 ○ハ主管路切換え方式この方式はたとえば実開昭58−194262号公報に
示されているように、手動操作式の機械を対象と
し、２個のアクチユエータと、両アクチユエータ
の作動を制御する２個の手動式制御弁とを接続す
る主管路の途中に、操作パターン選択用の１個も
しくは複数個の２ポジシヨン切換弁を設け、その
２ポジシヨン切換弁の切換えにより、各制御弁と
各アクチユエータとの接続関係を変換して操作パ
ターンを変更するものである。 ○ニパイロツト管路切換え方式−その１（スライドスプールによる８ポート２ポジシヨン
切換弁を使用）この方式はたとえば実開昭59−76669号公報に
示されているように、パイロツト操作式の機械を
対象とし、２個のパイロツト弁と、２個のアクチ
ユエータの作動を制御する２個のパイロツト式制
御弁の各パイロツトポート（計４個）との間にス
ライドスプールを備えた８ポート２ポジシヨン切
換弁を設け、この切換弁のスライドスプールを軸
方向に２位置にスライドストロークさせることに
より、各パイロツト弁と上記各制御弁のパイロツ
トポートとの接続関係を変換して操作パターンを
変更するものである。 ○ホパイロツト管路切換え方式−その２（複数個の電磁切換弁を使用）この方式はたとえば特開昭60−168904号公報に
示されているように、パイロツト操作式の機械を
対象とし、複数個のパイロツト弁と、複数個のア
クチユエータの作動を制御する複数個のパイロツ
ト式制御弁の各パイロツトポートとの間に複数個
の電磁切換弁（６個の２ポジシヨン切換弁）を設
け、これら複数個の電磁切換弁を所定の組合わせ
で切換えることにより、各パイロツト弁と上記制
御弁のパイロツトポートとの接続関係を変換して
操作パターンを変更するものである。〔発明が解決しようとする課題〕上記の従来技術では次のような問題がある。上記○イのロツドとリンクによる連結変換方式
では、操作パターンの変更のために複数本のロ
ツドを、その連結位置を変えて連結し直す必要
があり、また場合によつてはロツドの長さを変
えたり、リンク部材を取替えたりする必要があ
る。そのために作業が非常に煩雑となり、操作
パターンの変更に多大の労力と長時間を要し、
ときには誤接続によりアクチユエータが予期せ
ぬ方向に作動する等の危険性がある。しかもア
クチユエータ用制御弁がロツドによるいわゆる
直引きタイプであるので、ロツドの連結部に融
通性が乏しく、レバーと各制御弁との配置を正
確に対応させておく必要があり、その製作護差
等によつて上記連結部や制御弁のスプールに偏
摩耗が生じやすく、耐久性に乏しく、機械的寿
命が短い。上記○ロの油圧ホースの接続変換方式では、フ
レキシブルホースの使用により、上記○イのロツ
ドの場合に比べてある程度の融通性は発揮でき
るが、そのホースの接続変換が非常に面倒で、
変換作業に時間と手間を要する点で大差なく、
誤接続により機械が予期せぬ方向に作動する危
険性もある。またカツプラ部の脱着箇所周辺に
作動油がこぼれる等の不具合もあり、かつホー
スの接続変換時に制御弁側ホースが交差し、相
互に接触干渉を生じ、接続変換が困難となる場
合がある。上記○ハの主管路切換え方式では、高圧、大流
量用の主管路切換弁が必要で、シール性に問題
があり、主管路途中で油漏れが生じるおそれが
ある。しかも、２個のアクチユエータと２個の
制御弁との間で主管路の接続関係を変更するだ
けであるので、実質的に２通りの操作パターン
にしか変更できない。上記○ニの切換弁方式では、パイロツト管路の
切換えであるので、上記○ハに比べて低圧の切換
弁を使用できるが、２個のパイロツト弁から２
個のアクチユエータ用制御弁に対するパイロツ
ト管路の途中でその接続関係を変換するだけで
あるので、この○ニも○ハと同様に実質的に２通り
の操作パターンにしか変更できない。なお、上記○ハ，○ニにおいて、仮に１個の切換
弁で４個のアクチユエータを４通りの操作パタ
ーンで操作できるようにしようとすれば、16ポ
ート４ポジシヨンの切換弁が必要となるが、上
記○ハ，○ニのように切換弁が軸方向のスライドス
プール式であると、ポート数が増える程、かつ
ポジシヨン数が増える程スプールが長くなると
ともに、切換弁全体が長大なものとなり、その
製造が困難であるとともに、設置スペースなら
びに操作量の制約上、実用に供し得ない。上記ホの電磁切換弁方式では、電磁切換弁の
数を増やすことにより操作パターンの数を増や
すことはできるが、逆に操作パターンを増やす
には電磁切換弁の数を増やさなければならず、
電磁切換弁の数、配管および接続部の数が多く
なり、回路構成が複雑で、製造が面倒であり、
コストが高くつく。しかも、操作パターン変更
のために複数個の電磁切換弁を切換えなければ
ならず、切換え操作が面倒であるとともに、切
換えの組合わせの間違い等により予測しない作
業機が作動される危険性があり、故障が生じ易
く、メンテナンスが非常に煩雑になる。さら
に、多数の電磁切換弁の設置のために大きなス
ペースが必要となる。このために上記ホでの操
作パターンの変更可能範囲は精々３通りまでで
あり、したがつてこの方法でも上記の要望を十
分に満足させることはできない。そのために上記○イ，○ロ，○ハ，○ニ，○ホの従来
方
式を採用した機械では、操作パターンの変更の
際にロツドやホースの接続変更等の面倒な作業
を行うか、あるいは不慣れを承知で非能率的な
作業を行なわなければならなかつた。ところで、９ポート弁でスプールを回転させて
８位置に切換える弁として実公昭49−13938号公
報記載の流体制御弁が公知である。しかしながら
この流体制御弁は、一つの入口ポートから流入し
た流体を複数個の分配ポート全部に分流させる
か、または各分配ポートに択一的に流出させるか
を選択するに過ぎないものであり、入口ポートが
一つしかないために、この流体制御弁を上記のよ
うな操作パターンの変更用として使用することは
できない。本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、１台の機械において、簡単な切換え操
作で数通りの操作パターンを任意に選択でき、４
通りの操作パターンに変更する場合であつても１
個の操作パターン切換弁を設けるだけでよく、操
作パターン切換弁の数ならびに配管の接続部の数
を大幅に節減して回路構成を簡素化でき、かつ操
作パターン変更のための切換弁をコンパクトに構
成でき、設置スペース等の制約を容易に解消して
簡便に実用化でき、また油漏れや操作フイーリン
グの低下を生じることなく、操作性ならびに作業
性を向上でき、故障も少なく、メンテナンスも容
易にしうる建設機械の切換弁操作装置を提供する
ことを目的としている。〔課題を解決するための手段〕上記目的達成のために本考案は、油圧シヨベル
におけるブームシリンダ、アームシリンダ、バケ
ツトシリンダ、旋回モータの各作業機用アクチユ
エータの作動を制御する各パイロツト式制御弁
と、これら各制御弁のパイロツトポートに対応す
る各パイロツト弁、これらのパイロツト弁を操作
する複数の操作レバーと、上記各制御弁のパイロ
ツトポートと各パイロツト弁とを接続する１個の
操作パターン切換弁とを具備し、上記操作パター
ン切換弁は、ケーシング内にロータリスプールが
所定の角度範囲で複数ポジシヨンに回転変位自在
に挿入されて構成され、そのケーシングの周面に
各パイロツト弁に個別に接続される複数個の入力
ポートが軸方向ならびに周方向に所定の間隔で互
いに位相をずらせて設けられているとともに、上
記各パイロツトポートに個別に接続される複数個
の出力ポートが上記各入口ポートに対して径方向
に相対向する配置で設けられ、ロータリスプール
には複数の径方向の穴と複数の軸方向の穴とを連
通させてなる複数の通路が各ポジシヨン毎に各入
力ポートと各出力ポートとの接続関係を変換する
配置で設けられた構成としている。〔作用〕上記の構成により、操作パターン切換弁のロー
タリスプールを任意のポジシヨンに所定の角度回
転変位させるだけで、操作パターン切換弁の各入
力ポートと各出力ポートとの接続関係すなわち各
パイロツト弁と各パイロツト式制御弁のパイロツ
トポートとの接続関係が変換され、数通りの操作
パターンが容易に選択され、汎用性が向上され
る。また操作パターン切換弁がロータリ式である
ので、弁全体がコンパクトに構成され、かつ、１
個の操作パターン切換弁を用いるだけでよいの
で、切換弁の数ならびに配管接続部の数が節減さ
れ、コストダウン、設置スペースの節減を図るこ
とができる。しかも、操作パターン切換弁の各入
口ポートおよび各出口ポートをそれぞれ軸方向だ
けでなく周方向にも互いに位相をずらせて配置し
てあるので、これら各ポートに対する配管の接続
時に互いに隣接するもの同志が干渉し合うおそれ
がなく、容易にかつ効率よく配管接続でき、故障
も少なく、メンテナンスが容易となる。〔実施例〕第１図は本考案の実施例を示す油圧回路図であ
り、同図において、第６図と同一機器には同一符
号を付している。２０はタンク、２１，２２は油
圧ポンプ、２３，２４は左右の走行用制御弁であ
り、各走行用制御弁２３，２４は運転室１０（第
５図参照）に設けられた左右の操作レバー１１，
１２によつて操作され、左右の走行モータ（図示
省略）の作動を制御する。２５はブーム用制御弁、２６はアーム用制御
弁、２７はバケツト用制御弁、２８は旋回用制御
弁であり、これらの作業機用制御弁２５〜２８に
はパイロツト式方向制御弁が用いられ、それらの
両端に設けられたパイロツトポート２５ａ，２５
ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，
２８ｂに、パイロツト弁３１，３２，３３，３
４，３５，３６，３７，３８からのパイロツト圧
が入力されて各制御弁２５〜２８が切換えられ、
ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケツト
シリンダ９、旋回モータ６の作動をそれぞれ制御
する。上記各パイロツト弁３１〜３８は、運転室１０
（第６図参照）に設けられた左右の作業機用操作
レバー１３，１４の操作に応じてパイロツト圧を
出力する可変減圧弁が用いられ、両レバー１３，
１４の前後、左右の操作方向に対応する配置で設
けられている。すなわち左側のレバー１３の前後
方向Ａ，Ｂおよび左右方向Ｃ，Ｄの操作によりパ
イロツト弁３１，３２および３３，３４が操作さ
れ、右側のレバー１４の前後方向Ｅ，Ｆおよび左
右方向Ｇ，Ｈの操作によりパイロツト弁３５，３
６および３７，３８が操作される。操作パターン切換弁６０は上記各パイロツト弁
３１〜３８と上記各制御弁２５〜２８の両端のパ
イロツトポートとの接続関係を変換して操作パタ
ーンを変更するためのものであり、第２図〜第５
図に示すようにロータリ式に構成されている。た
だし、第１図では上記の接続関係を分り易くする
ためにスライド式で図示している。操作パターン切換弁６０の具体的構造を第２図
〜第５図によつて説明する。この操作パターン切
換弁６０は、表面が横断面八角形を呈するケーシ
ング６１内にロータリスプール６２が所定の角度
範囲（45゜ずつ）で４ポジシヨンａ〜ｄに回転変
位自在に挿入されて構成されている。ケーシング
６１の表面に形成された８個の面７１〜７８には
８個の入力ポートR₁〜R₈が順次軸方向ならびに
周方向にそれぞれ一定ピツチずつ互いに位相をず
らした配置で設けられ、かつ、これら８個の入力
ポートR₁〜R₈に対して直径方向に相対向する配
置で８個の出力ポートC₁〜C₈が設けられている。
したがつて各出口ポートC₁〜C₈も軸方向ならび
に周方向にそれぞれ一定ピツチずつ互いに位相を
ずらした配置で設けられている。このように各入
口ポートR₁〜R₈および出力ポートC₁〜C₈をケー
シング６１の表面に軸方向だけでなく、周方向に
もそれぞれ一定ピツチずつ位相をずらせて設ける
ことにより、各ポートに対する配管接続時に隣接
するもの同志が互いに干渉し合うことがなくな
り、軸方向にのみずらせて設けた場合に比べてケ
ーシング６１の軸方向長さを短くできるととも
に、各ポートに対する配管接続が容易となる。上記各入力ポートR₁〜R₈にはそれぞれパイロ
ツト管路４１〜４８を介して各パイロツト弁３１
〜３８が次のような関係で接続される。 R₁−４５−３５，R₂−４６−３６， R₃−４８−３８，R₄−４７−３７， R₅−４１−３１，R₆−４２−３２， R₇−４４−３４，R₈−４３−３３。また、各出力ポートC₁〜C₈にはそれぞれパイ
ロツト管路５１〜５８を介して各制御弁２５〜２
８の両端のパイロツトポート２５ａ，２５ｂ，２
６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ
が次のような関係で接続される。 C₁−５５−２５ｂ，C₂−５６−２５ａ， C₃−５８−２７ａ，C₄−５７−２７ｂ， C₅−５１−２６ｂ，C₆−５２−２６ａ， C₇−５４−２８ａ，C₈−５３−２８ｂ。一方、ロータリスプール６２はその一端に連設
された切換レバー６３によつて第３図実線に示す
ポジシヨンｂを基準として、時計方向に45゜のポ
ジシヨンａ、反時計方向に45゜のポジシヨンｃお
よび同90゜のポジシヨンｄの４ポジシヨンに回転
変位自在に設けられている。このロータリスプー
ル６２には、各入力ポートR₁〜R₈と各出力ポー
トC₁〜C₈とを結ぶ各セクシヨン毎に、各ポジシ
ヨンａ〜ｄで各入力ポートR₁〜R₈に連通する径
方向の穴８１…と、各出力ポートC₁〜C₈に連通
する径方向の穴８２…とが設けられ、これら各穴
８１…，８２…が各セクシヨン毎に所定の接続関
係で＋状、−状、Ｖ状、Ｙ状、Ｔ状等に連通され、
あるいは各セクシヨン間において複数の軸方向の
穴８３…を介して所定の接続関係で連通されてい
る。そして、各穴８１…，８２…，８３…の組合

〔考案の効果〕

以上のように本考案は、ロータリ式の操作パタ
ーン切換弁を用い、そのロータリスプールを所定
の角度範囲で回転変位させて複数ポジシヨンに切
換えることにより、１台の機械で、数通りの操作
パターンを任意に選択できるようにしたものであ
り、これによつて次のような作用効果がある。操作パターン切換弁のロータリスプールを所
定の角度回動させるだけで数通りの操作パター
ンに任意に変更できるので、上記従来技術○イの
ロツド等の連結変換方式や、○ロのホース接続変
換方式に比べて操作パターン変更作業を短時間
に、かつ誤りなく行うことができる。またカツ
プラ部の着脱作業がないので、作動油を外部に
こぼすことはない。１個の操作パターン切換弁を用いるだけで数
通りの操作パターンに任意に変更できるので、
上記従来技術○ホの電磁切換弁を用いたものに比
べて、操作パターン変更のための切換弁の設置
数ならびに配管の接続部の数を大幅に節減で
き、回路構成を簡素化して容易に製作でき、大
幅なコストダウンが可能となる。操作パターン切換弁のスプールをロータリ式
にしてあるので、上記従来技術○ハ，○ニのように
スライド式スプールのスライドによつて操作パ
ターンを変更する場合に比べて、スプールを短
くできるとともに、操作量が少なくて済み、操
作性を大幅に向上させることができる。また操
作パターン切換弁全体をコンパクトに構成で
き、設置スペース等の制約を容易に解消でき、
建設機械の運転室のように狭いスペースでも非
常に効率よく設置できる。操作パターン切換弁の各入口ポートおよび出
力ポートを、ケーシングの表面に軸方向だけで
なく、周方向にもそれぞれ一定ピツチずつ位相
をずらせて設けてあるので、各ポートに対する
配管接続時に隣接するもの同志が互いに干渉し
合うことがなく、軸方向にのみずらせて設けた
場合に比べてケーシングの軸方向長さを短くで
きるとともに、各ポートに対して非常に効率よ
く配管接続でき、故障も少なく、メンテナンス
も容易である。上記，，，の作用効果を同時に発揮で
きることにより、従来では困難とされていた４通
りの操作パターンの切換えも容易に実現でき、汎
用性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す油圧回路図、第
２図は本考案に用いられている操作パターン切換
弁の実施例を示す正面図、第３図はその側面図、
第４図は第３図の−線断面図、第５図は第２
図の−線断面図、第６図は本考案が適用され
る油圧シヨベルの一例を示す側面図である。６…旋回モータ、７…ブームシリンダ、８…ア
ームシリンダ、９…バケツトシリンダ、１３，１
４…作業機用操作レバー、２１，２２…油圧ポン
プ、２３，２４…走行用制御弁、２５…ブーム用
制御弁、２６…アーム用制御弁、２７…バケツト
用制御弁、２８…旋回用制御弁、２５ａ，２５
ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，
２８ｂ…パイロツトポート、３１，３２，３３，
３４，３５，３６，３７，３８…パイロツト弁、
６０…操作パターン切換弁、６１…ケーシング、
６２…ロータリスプール、R₁，R₂，R₃，R₄，
R₅，R₆，R₇，R₈…入力ポート、C₁，C₂，C₃，
C₄，C₅，C₆，C₇，C₈…出力ポート、８０ａ，８
０ｂ，８０ｃ，８０ｄ…通路、８１，８２…径方
向の穴、８３…軸方向の穴。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

油圧シヨベルにおけるブームシリンダ、アーム
シリンダ、バケツトシリンダ、旋回モータの各作
業機用アクチユエータの作動を制御する各パイロ
ツト式制御弁と、これら各制御弁のパイロツトポ
ートに対応する各パイロツト弁と、これらのパイ
ロツト弁を操作する複数の操作レバーと、上記各
制御弁のパイロツトポートと各パイロツト弁とを
接続する１個の操作パターン切換弁とを具備し、
上記操作パターン切換弁は、ケーシング内にロー
タリスプールが所定の角度範囲で複数ポジシヨン
に回転変位自在に挿入されて構成され、そのケー
シングの周面に各パイロツト弁に個別に接続され
る複数個の入力ポートが軸方向ならびに周方向に
所定の間隔で互いに位相をずらせて設けられてい
るとともに、上記各パイロツトポートに個別に接
続される複数個の出力ポートが上記各入口ポート
に対して径方向に相対向する配置で設けられ、ロ
ータリスプールには複数の径方向の穴と複数の軸
方向の穴とを連通させてなる複数の通路が各ポジ
シヨン毎に各入力ポートと各出力ポートとの接続
関係を変換する配置で設けられていることを特徴
とする油圧シヨベルの操作装置。