JPH10331995A - 油圧操作弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの戻り止め機構で操作レバーを複数の作
動位置に保持し、戻り止め機構の保持力を調節すること
ができる油圧操作弁を提供する。 【解決手段】 操作レバー４２を矢符Ｃ１方向にフルス
トローク位置まで傾動させると、第１スプール弁７０が
下方に変位し、ポンプポートＰと第１出力ポート７２と
が連通し、この第１出力ポート７２に操作レバー４２の
操作量に比例した２次圧が発生する。カム部材４７の外
周面９４には、傾動方向に間隔をあけて第１嵌合溝９５
および第２嵌合溝９６が形成され、ソレノイド押圧手段
９１は前記嵌合溝９５，９６に嵌合可能な転動体９３を
有し、この転動体９３をカム部材４７の外周面９４に押
圧する。したがって、操作レバー４２は矢符Ｃ１方向に
フルストローク位置まで傾動させると、転動体９３が第
２嵌合溝９６に嵌まり込んでカム部材４７をフルストロ
ーク位置に保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械などに用
いられ、操作レバーなどの傾動操作によって各種アクチ
ュエータを遠隔制御するための油圧操作弁に関し、特に
操作レバーを作動位置に保持するための戻り止め機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ホイールローダなどの建設機械
では、オペレータが搭乗してブーム等の昇降および車体
の操縦を行う。たとえばこのような建設機械に備えられ
るブームは、パイロット方式の油圧操作弁によってブー
ムのアクチュエータを遠隔制御して操縦される。アクチ
ュエータは作動油によって駆動され、ブームの昇降には
ある程度の時間を要するので、従来から油圧操作弁に
は、操作レバーを作動位置に保持する戻り止め機構が備
えられており、これによってオペレータは、操作レバー
から手を離した状態でブームを昇降させることができ、
ブームを昇降させながら車体の操縦などの他の操作を行
うことができる。

【０００３】図８は上述のような戻り止め機構を備える
典型的な従来の油圧操作弁１を示す断面図であり、この
先行技術は特開昭５７−１０１１７５号公報に開示され
ている。油圧操作弁１は、ハウジング７と、このハウジ
ング７に軸４によって傾動自在に支持されるカム部材３
と、ハウジング７内に設けられ、カム部材３の傾動によ
って相対的に互いに上下変位する一対のスプール弁１
８，１９とを有する。ハウジング７の側部には、タンク
ポートＴ１およびポンプポートＰ１が形成され、底部に
は一方のスプール弁１８に対応した第１出力ポート１２
および他方のスプール弁１９に対応した第２出力ポート
１３が形成される。カム部材３に固定される操作レバー
２を矢符Ａ１方向（図８における左方）に傾動させる
と、プッシュロッド５およびばね受片８を介してスプー
ル弁１８が下方に変位し、ポンプポートＰ１と第１出力
ポート１２とが連通し、第１出力ポート１２に操作レバ
ー２の操作量に比例した２次圧が発生する。逆に操作レ
バー２を矢符Ａ２（図８における右方）に傾動させる
と、プッシュロッド６およびばね受片９を介して他方の
スプール弁１９が下方に変位し、ポンプポートＰ１と第
２出力ポート１３とが連通し、この第２出力ポート１３
に操作レバー２の操作量に比例した２次圧が発生する。

【０００４】各ばね受片８，９と、ハウジング７との間
に復帰ばね１０，１１が設けられ、これらの復帰ばね１
０，１１のばね力によってカム部材３は傾動位置から中
立位置に復帰する方向に付勢される。

【０００５】ばね受片８は強磁性材料から成り、このば
ね受片８の上方にはばね受片８を磁気吸着するソレノイ
ド１４が設けられ、これらのソレノイド１４とばね受片
８とから戻り止め機構が構成される。したがって操作レ
バー２を矢符Ａ２方向に傾動させると、ばね受片８がソ
レノイド１４に磁気吸引され、これによって操作レバー
２が中立位置に戻ることが阻止され、操作レバー２は作
動位置に保持される。また他方のプッシュロッド６に
は、嵌合溝１７が周方向に形成され、ハウジング７に
は、操作レバー２が矢符Ａ１方向に傾動したとき、前記
嵌合溝１７に嵌合する鋼球１５およびこの鋼球１５をプ
ッシュロッド６側にばね付勢する圧縮ばね１６とが設け
られ、嵌合溝１７を有するプッシュロッド６と鋼球１５
および圧縮ばね１６によって戻り止め機構が構成され
る。したがって操作レバー２は矢符Ａ１方向に傾動させ
たとき、前記嵌合溝１７に鋼球１５が嵌まり込む。これ
によって、復帰ばね１０のばね力によってカム部材３が
中立位置に戻ることが阻止され、操作レバー２は作動位
置に保持される。

【０００６】操作レバー２を中立位置に戻す場合には、
ソレノイド１４の磁気吸引力または圧縮ばね１６によっ
て嵌合溝１７に嵌まり込む鋼球１５のばね力に抗して操
作レバー２をオペーレータの手によって中立位置に変位
させるか、またはソレノイド１４への通電を遮断するこ
とによってばね受片８をソレノイド１４から離脱させ、
復帰ばね１１の復帰力によって操作レバー２を中立位置
に復帰させる。

【０００７】図９は、戻り止め機構を備える他の先行技
術の油圧操作弁２１を示す断面図である。油圧操作弁２
１は、ハウジング２７と、このハウジング２７に軸２４
を介して傾動自在に支持されるカム部材２３と、このカ
ム部材２３の傾動によって互いに相対的に上下方向に変
位する一対のスプール弁３８，３９とを有する。ハウジ
ング２７の側部にはタンクポートＴ２およびポンプポー
トＰ２が形成され、ハウジング２７の底部には一方のス
プール弁３８に対応する第１出力ポート３２および他方
のスプール弁３９に対応する第２出力ポート３３が形成
される。

【０００８】カム部材２３に固定される操作レバー２２
を矢符Ｂ１方向（図９において左方）に角変位させる
と、プッシュロッド２５およびばね受片２８を介して一
方のスプール弁３８が下方に変位し、ポンプポートＰ２
と第１出力ポート３２とが連通し、この第１出力ポート
３２に操作レバー２２の操作量に比例した２次圧が発生
する。逆に操作レバー２２を矢符Ｂ２（図９において右
方）に変位させると、プッシュロッド２６およびばね受
片２９を介して他方のスプール弁３９が下方に変位し、
ポンプポートＰ２と第２出力ポート３３とが連通し、こ
の第２出力ポート３３に操作レバー２２の操作量に比例
した２次圧が発生する。各ばね受片２８，２９とハウジ
ング２７との間にはそれぞれ復帰ばね３０，３１が介在
され、これによってカム部材２３は傾動位置から中立位
置に復帰する方向へばね付勢される。

【０００９】操作レバー２２には強磁性材料から成る吸
着部材４０が設けられ、ハウジング２７には操作レバー
２２が矢符Ｂ１および矢符Ｂ２方向に角変位したとき前
記吸着部材４０の平坦な吸着面３６，３７に磁気吸着す
るソレノイド３４，３５が設けられ、これらのソレノイ
ド３４，３５と吸着部材４０とによって戻り止め機構が
構成される。これによって、操作レバー２２を矢符Ｂ１
または矢符Ｂ２方向に角変位させたとき、操作レバー２
２のフルストローク位置となる作動位置で吸着部材４０
にソレノイド３４または３５が磁気吸着し、これによっ
て操作レバー２２は作動位置で保持される。

【００１０】操作レバー２２を中立位置に復帰させる場
合には、各ソレノイド３４，３５への通電を遮断し、こ
れによって吸着部材４０とソレノイド３４またはソレノ
イド３５とを離脱させ、復帰ばね３０または３１の復帰
力によって操作レバー２２を中立位置に復帰させること
ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の油圧
操作弁１または２１では、ソレノイド１４とばね受片８
またはソレノイド３４，３５と、吸着部材４０とが磁気
吸着して操作レバー２または２２の戻り止めを行うの
で、たとえばソレノイド１４またはソレノイド３４，３
５が傾いたり、あるいはばね受片８または吸着部材４０
の吸着面３６，３７が腐食するなどの経年変化によっ
て、ソレノイド１４とばね受片８またはソレノイド３
４，３５と、吸着部材４０との接触面積が変化して操作
レバー２，２２を作動位置に保持する保持力が変化した
としても、従来の油圧操作弁１，２１では保持力を調節
することができないので保持力が低下したり、または操
作レバー２，２２の左右の傾動位置での保持力が異な
り、操作性が低下するといった問題が生じる。また接触
面積がさらに低下し、磁気吸引力が復帰ばね１０，１１
または３０，３１のばね力よりも低下した場合には、保
持力を大きくすることができないので、操作レバー２，
２２を作動位置に保持できなくなるという問題が生じ
る。

【００１２】またこのようなソレノイド１４，３４，３
５から成る戻り止め機構は、操作レバー２，２２を１つ
の作動位置に、しかもフルストローク位置のみにしか保
持できず、操作レバー２，２２の左右の保持位置に対し
て１つずつ戻り止め機構を設けなければならない。

【００１３】したがって本発明の目的は、１つの戻り止
め機構で操作レバーを任意の複数の作動位置に保持する
ことができ、また戻り止め機構の保持力を調節すること
ができる油圧操作弁を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングに
傾動自在に支持されるカム部材を操作レバーの操作によ
って中立位置から傾動させることによって、対をなすス
プール弁を択一的に変位させ、一方のスプール弁によっ
て前記ハウジングに設けられるポンプポートとその一方
のスプール弁に対応する出力ポートとを連通させ、かつ
他方のスプール弁によって他方の出力ポートとタンクポ
ートとを連通させて、前記一方の出力ポートにカム部材
の操作量に比例した２次圧を発生させ、前記カム部材
は、各スプール弁とハウジングとの間に備えられる復帰
ばねのばね力によって前記傾動位置から中立位置に復帰
する方向にばね付勢される油圧操作弁において、前記カ
ム部材の外周部には、傾動方向に間隔をあけて複数の嵌
合溝が形成され、前記ハウジングには、ソレノイドと、
このソレノイドを保持する固定鉄心と、カム部材に近接
／離反変位自在に設けられ、ソレノイドが励磁されるこ
とによって前記固定鉄心に磁気吸引されて前記カム部材
に近接する方向に付勢される可動鉄心と、前記嵌合溝に
嵌合／離脱可能に嵌まり込む先端部を備え、前記可動鉄
心に連動して先端部がカム部材の外周面を押圧するソレ
ノイド押圧部材とを含むソレノイド押圧手段が設けられ
ることを特徴とする油圧操作弁である。

【００１５】本発明に従えば、操作レバーによってカム
部材を中立位置から一方側に傾動させると、対を成すス
プール弁が択一的に変位し、一方のスプール弁に対応す
る出力ポートとポンプポートとが連通し、かつ他方のス
プール弁に対応する出力ポートとタンクポートとが連通
し、前記一方の出力ポートにカム部材の操作量に比例し
た２次圧が発生する。逆に操作レバーを一方側と反対の
他方側に傾動操作することによって、他方の出力ポート
にカム部材の操作量に比例した２次圧が発生する。これ
らの各スプール弁にはそれぞれ復帰ばねが備えられ、こ
の復帰ばねのばね力によって傾動したカム部材は中立位
置から復帰する方向にばね付勢される。このような油圧
操作弁のカム部材の外周部には、傾動方向に間隔をあけ
て複数の嵌合溝が形成され、ハウジングにはソレノイド
押圧手段が設けられる。ソレノイド押圧手段はソレノイ
ドを有し、このソレノイドを励磁することによって可動
鉄心は固定鉄心に磁気吸引され、可動鉄心はカム部材に
近接する方向に付勢される。ソレノイド押圧部材は、前
記可動鉄心の付勢に連動して先端部をカム部材の外周面
に押圧する。したがってソレノイドを励磁するとソレノ
イド押圧部材の先端部が常にカム部材の外周面を押圧す
ることになるので、操作レバーによってカム部材を中立
位置から傾動させると、前記嵌合溝にソレノイド押圧部
材の先端部が嵌まり込むこととなる。ソレノイド押圧部
材の先端部が嵌合溝に嵌まり込むと、固定鉄心と可動鉄
心との間隙が小さくなり、これによってソレノイド押圧
部材の先端部はさらに大きな磁気吸引力によってカム部
材を押圧することになる。このような大きな磁気吸引力
によって先端部が嵌合溝に嵌まり込むことによって、カ
ム部材は傾動した状態に保持される。カム部材を傾動位
置から中立位置に復帰させる場合には、磁気吸引力に抗
して操作レバーを操作して中立位置に戻すか、またはソ
レノイドへの通電を遮断して磁気吸引力による保持状態
を解除することによって、カム部材は復帰ばねのばね力
によって中立位置に復帰する。このようにソレノイド押
圧部材の先端部が嵌まり込む嵌合溝は、カム部材の傾動
方向に間隔をあけて複数形成されるので、１つのソレノ
イド押圧手段でカム部材を複数の傾動位置に保持するこ
とができる。

【００１６】本発明の前記ソレノイド押圧手段は、可動
鉄心と固定鉄心との、カム部材に近接／離反する方向の
間隙が、調節可能に設けられることを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、可動鉄心と固定鉄心との
間隙が調節可能に設けられるので、カム部材の傾動位置
での保持力が弱い場合には、ソレノイド押圧部材の先端
部がカム部材の嵌合溝に嵌まり込んだときの可動鉄心と
固定鉄心との間隙を小さくする方向に調節することによ
って、ソレノイドの励磁による磁気吸引力が大きくな
り、これによってカム部材を傾動位置に大きな力で保持
することができる。また逆に保持力が大き過ぎ、操作レ
バーによって容易に保持状態を解除できない場合には、
ソレノイド押圧部材の先端部が嵌合溝に嵌まり込んだと
きの可動鉄心と固定鉄心との間隙を大きくするように調
節することによって、保持力を小さくすることができ
る。このように保持力を調節することができるので、製
造工程上、個々のソレノイド押圧手段の保持力にばらつ
きが生じたとしても、容易に保持力の調節を行うことが
できる。また経年変化によって保持力が変化したとして
も、保持力を容易に調節することができる。

【００１８】また本発明の前記ハウジングには、圧縮ば
ねと、カム部材に近接／離反変位自在に設けられ、嵌合
溝に嵌合／離脱可能に嵌まり込む先端部が、前記圧縮ば
ねのばね力によってカム部材の外周面に押圧されるばね
押圧部材とを含むばね押圧手段が前記ソレノイド押圧手
段とは異なる位置に設けられることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、ハウジングには前記ソレ
ノイド押圧手段とは異なる位置にばね押圧手段が設けら
れ、このばね押圧手段は、ばね力によって前記カム部材
の外周部に形成される嵌合溝に嵌合／離脱可能な先端部
を、カム部材の外周面に押圧するばね押圧部材を有す
る。したがってカム部材を傾動状態に保持する場合に、
カム部材は前述のソレノイド押圧手段だけでなく、ばね
押圧手段によっても保持されるので、ソレノイド押圧手
段のソレノイドを励磁するための電力を低減することが
でき、またソレノイド押圧手段自体を小さくすることが
できる。このようなばね押圧手段のばね力は、カム部材
を復帰させる復帰ばねのばね力よりも小さく選ばれ、ソ
レノイド押圧手段によるカム部材の傾動位置での保持が
解除されると、復帰ばねのばね力によってカム部材は中
立位置に復帰する。

【００２０】また本発明の前記圧縮ばねは、そのばね力
が調節可能に設けられることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、前記ばね押圧手段の圧縮
ばねのばね力は調節可能に設けられるので、ばね押圧手
段によってカム部材を傾動位置に保持するばね力を、復
帰ばねによってカム部材を中立位置に復帰させるばね力
よりも僅かに小さく調節することによって、ソレノイド
押圧手段のソレノイドに供給する電力を可及的に小さく
することができ、消費電力を低減させることができ、ま
たソレノイド押圧手段自体をさらに小さくすることがで
きる。このようにばね押圧手段のばね力が調節可能に設
けられるので、製造工程上でばね押圧手段の圧縮ばねに
多少のばらつきが生じたとしても、容易に前記ばね力を
上述のように調節することができる。また経年変化によ
ってばね力が変化したとしても、容易にばね力を調節す
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある油圧操作弁４１を示す断面図である。油圧操作弁４
１は、ハウジング４３と、ハウジング４３内に傾動自在
に支持されるカム部材４７とを有し、ハウジング４３
は、ハウジング４３の上部には、図１の紙面に垂直な軸
線を有する軸６２にカム部材４７が前記軸線まわりに傾
動自在に支持される。このハウジング４３は運転室の床
などに固定される。カム部材４７にはレバー取付部材４
８が固定され、このレバー取付部材４８には操作レバー
４２の下端部が螺着されて固定される。このレバー取付
部材４８とハウジング４３との間には、内部機構を保護
するベローズ６１が装着される。

【００２３】カム部材４７の下方には、対を成し、カム
部材の傾動によって相対的に上下動する第１および第２
スプール弁７０，７１が設けられる。ハウジング４３の
側部には、ポンプポートＰとタンクポートＴが形成さ
れ、ハウジング４３の下部には、第１スプール弁７０に
対応する第１出力ポート７２、第２スプール弁７１に対
応する第２出力ポート７３がそれぞれ形成される。各ス
プール弁７０，７１の上部には、プッシュロッド６４，
６５が挿嵌される。

【００２４】図１に示されるように、カム部材４７の中
立位置では、ポンプポートＰからの作動油は各スプール
弁７０，７１の復帰ばね７５，７６が設けられるばね室
８２に導かれ、タンクポートＴから排出される。スプー
ル弁７０は、ハウジング４３に形成されるばね室８２の
底部と、ばね受片６６との間に介在される復帰ばね７４
によって上方に付勢され、スプール弁７１はばね受片６
７とばね室８２の底部との間に介在される復帰ばね７
５，７６によって上方に付勢される。各ばね受片６６，
６７は、カム部材４７の中立位置に対応する位置よりも
上方への変位が阻止されるので、通常カム部材４７は、
前記復帰ばね７４〜７６のばね力によって図１に示され
る中立位置に保たれる。

【００２５】オペレータの操作によって操作レバー４２
が矢符Ｃ１方向（図１における左方）に傾動させるられ
ると、プッシュロッド６４は押し下げられ、第１スプー
ル弁７０はばね受片６６およびばね受片６６とスプール
弁７０との間に介在される押圧ばね７９を介して下方に
押し下げられる。第１スプール弁７０が下方に変位する
と、第１スプール弁７０の小径部８３によってポンプポ
ートＰと第１出力ポート７２とが連通し、２次圧が第１
出力ポート７２に発生する。スプール弁７０の小径部８
３の上方のランド部８３ａと下方のランド部８３ｂの径
は８３ａ＞８３ｂとなるように設定されており、両者の
断面積の差に相当する環状の面積が受圧面積となる。第
１出力ポート７２に発生する２次圧とこの受圧面積との
積に相当する油圧力が押圧ばね７９のばね力と釣合うこ
とにより、操作レバー４２の操作量に比例した２次圧が
得られる。

【００２６】この状態から操作レバー４２を矢符Ｃ２方
向（図１の紙面における右方）に中立位置を越えて傾動
させると、第２プッシュロッド６５が押し下げられ、こ
れによってばね受片６７およびばね受片６７とスプール
弁７１との間に介在される押圧ばね８０を介して第２ス
プール弁７１が押し下げられ、この第２スプール弁７１
の小径部８４によってポンプポートＰと第２出力ポート
７３とが連通し、第２出力ポート７３に操作レバー４２
の操作量に比例した２次圧が発生する。この際、第１ス
プール弁７０は、復帰ばね７４のばね力によって上方に
変位し、第１プッシュロッド６４の先端はカム部材４７
に当接した状態へ変位する。

【００２７】第２スプール弁７１のばね受片６７は、内
ばね受片６８と外ばね受片６９とから成り、内ばね受片
６８は第２スプール弁７１を押圧する押圧ばね８０と復
帰ばね７５とを係止し、外ばね受片６９は復帰ばね７６
を係止する。操作レバー４２を矢符Ｃ２方向に傾動させ
て操作レバー４２がフルストローク位置に近付くと、内
ばね受片６８に外ばね受片６９が係合するので、オペレ
ータは２つの復帰ばね７５，７６による反力を受け、操
作レバー４２がフルストローク位置に近いことが認識で
きる。

【００２８】このような第１スプール弁７０および第２
スプール弁７１と同様の構成を備える第３スプール弁お
よび第４スプール弁が、第１スプール弁７０および第２
スプール弁７１の、図１の紙面に対して奥側に配置され
るといったように対のスプール弁を増設することができ
る。それら対のスプール弁の機能は第１スプール弁およ
び第２スプール弁と同様である。

【００２９】第１出力ポート７２は切換弁８５のパイロ
ット管路８９に接続され、第２出力ポート７３は切換弁
８５のパイロット管路９０に接続される。この切換弁８
５は、ポンプ８６およびタンク８７との間に設けられ、
各出力ポート７２，７３からの２次圧によって切換えら
れてアクチュエータ８８は制御される。このアクチュエ
ータ８８は、たとえばホイールローダのブームを駆動す
る油圧シリンダなどである。

【００３０】カム部材４７は、軸６２の軸線を中心とす
る円弧面状の外周面９４を有し、この外周面９４を有す
るカム部材の外周部には、カム部材４７の傾動方向、す
なわち図１の上下方向に間隔をあけ、前記軸線に平行に
延びる複数の嵌合溝９５，９６，９７が形成される。ハ
ウジング４３上部には、前記嵌合溝９５，９６，９７に
嵌合／離脱可能に嵌まり込む転動体９３を先端部に備
え、この転動体９３を押圧するソレノイド押圧手段９１
が設けられる。この転動体９３は、たとえば鋼球によっ
て実現される。嵌合溝９５〜９７を有するカム部材４７
と転動体９３を備えるソレノイド押圧手段９１とによっ
て戻り止め機構が構成される。

【００３１】前記複数の嵌合溝のうち、上方に形成され
る第１嵌合溝９５は、操作レバー４２を矢符Ｃ２方向の
フルストローク位置まで傾動させたときに転動体９３が
嵌まり込む位置に形成され、この第１嵌合溝９５に転動
体９３が嵌まり込むことによって、操作レバー４２は矢
符Ｃ２側のフルストローク位置に保持される。また下方
の第２嵌合溝９６は、操作レバー４２の矢符Ｃ１方向の
フルストローク位置に対応して形成され、この第２嵌合
溝９６に転動体９３が嵌まり込むことによって、操作レ
バー４２は矢符Ｃ１側のフルストローク位置に保持され
る。中央の中立嵌合溝９７は、前記第１および第２嵌合
溝９５，９６よりも浅い溝に形成され、カム部材４７が
中立位置にあるときに嵌まり込む。このような浅い中立
嵌合溝９７に転動体９３が嵌まり込むことによって、た
とえば車体の振動などによって容易に操作レバー４２が
傾動することが防がれる。

【００３２】図２は、押圧手段９１を示す断面図であ
る。押圧手段９１は、ソレノイド１００と、このソレノ
イド１００を保持する固定鉄心１０１と、カム部材４７
に近接／離反変位自在に設けられ、ソレノイド１００が
励磁されることによって前記固定鉄心１０１に磁気吸引
されて、カム部材４７に近接する方向に付勢される可動
鉄心１０２と、先端部に転動体９３を備え、可動鉄心１
０２に連動して転動体９３をカム部材４７の外周面９４
に押圧するソレノイド押圧部材１０３とを含んで構成さ
れる。

【００３３】ソレノイド押圧手段９１は、先端部がハウ
ジング４３に螺着する略筒状の取付部材１０４を有し、
この取付部材１０４の基端部には、固定鉄心１０１の先
端部が螺着され、この固定鉄心１０１の基端部にはソレ
ノイド１００が保持される。この固定鉄心１０１の基端
面１１８は一平面状に形成され、この基端面１１８に対
向して可動鉄心１０２が設けられる。可動鉄心１０２
は、ソレノイド押圧部材１０３の基端部に設けられる小
径部１０９が挿通する挿通孔１２２を有し、円板状に形
成され、前記固定鉄心１０１の基端面１１８に対向する
平坦な一表面１１７を有する。

【００３４】可動鉄心１０２に連動するソレノイド押圧
部材１０３は、基端部に段差１０８を介して小径となる
小径部１０９が設けられ、この小径部１０９に可動鉄心
１０２の挿通孔１２２が嵌まり込み、段差１０８に可動
鉄心１０２は係止される。小径部１０９には、可動鉄心
１０２の抜け止めのためのＥリング１０６が設けられ
る。ソレノイド押圧部材１０３の先端部には転動体９３
が嵌まり込む凹所１１１が形成されており転動体９３を
保持する。

【００３５】固定鉄心１０１の基端部には、可動鉄心１
０２を保護する有底筒状のカバー１０５が可動鉄心１０
２を覆って装着される。このカバー１０５の底部１２３
と可動鉄心１０１との間には圧縮ばね１０７が介在され
る。この圧縮ばね１０７によって可動鉄心１０２はカム
部材４７に近接する方向にばね付勢されるので、ソレノ
イドへの通電が遮断され、磁気吸引力が作用しない場合
であっても転動体９３をカム部材４７の外周面９４に押
し付け、転動体９３が落下することが防がれる。固定鉄
心１０１および可動鉄心１０２は、それぞれ炭素鋼など
の強磁性材料から成り、ソレノイド押圧部材１０３、取
付部材１０４およびカバー１０５は非磁性材料であるス
テンレス鋼などから成る。

【００３６】ソレノイド１００にコネクタ１１６を介し
て図示しない電源から電圧が供給されるとソレノイド１
００が励磁され、固定鉄心１０１に可動鉄心１０２が磁
気吸引されて可動鉄心１０２はカム部材４７に近接する
方向に付勢され、転動体９３をカム部材４７の外周面９
４に押圧する。カム部材４７が傾動し、第１または第２
嵌合溝９５，９６に転動体９３が嵌まり込むと、ソレノ
イド押圧部材１０３およびこのソレノイド押圧部材１０
３に連動する可動鉄心１０２が、カム部材４７に近接す
る方向に変位する。このように変位し、可動鉄心１０２
の基端面１１８と固定鉄心１０１の一表面１１７との間
隙ｘが小さくなると、可動鉄心１０２に作用する磁気吸
引力が急激に大きくなり、転動体９３は第１または第２
嵌合溝９５，９６に大きな力で嵌まり込む。これによっ
てカム部材４７は、右または左のフルストローク位置に
傾動した状態に保持される。

【００３７】アクチュエータ８８によって角変位して昇
降するホイールローダのブームには、角度センサ１２１
が設けられ、この角度センサ１２１は、予め定めるブー
ムの上昇位置および下降位置を検出し、この検出信号を
制御手段１２０に出力する。ソレノイド１００には操作
レバー４２の中立状態で既に電圧が供給されている。

【００３８】オペレータによって操作レバー４２が矢符
Ｃ１またはＣ２方向に傾動され、カム部材４７が右また
は左のフルストローク位置に達すると、転動体９３は第
１または第２嵌合溝に嵌まり込む。

【００３９】これによってカム部材４７は、右または左
のフルストローク位置に保持され、アームが上昇または
下降する。角度センサ１２１は、ブームが上昇位置また
は下降位置に達したときに、制御手段１２０に検出信号
を出力し、制御手段１２０はこの検出信号に応じてソレ
ノイド１００への通電を遮断する。これによって、ソレ
ノイド１００による磁気吸引力が作用しなくなり、転動
体９３が復帰ばね７４〜７６の復帰力によって第１また
は第２嵌合溝９５，９６から離脱し、カム部材４７は中
立位置に復帰し、ブームの上昇または下降が停止する。
この時角度センサ１２１により制御手段１２０に検出信
号を出力し、制御手段１２０はこの検出信号に応じてソ
レノイド１００への通電を再開する。また角度センサ１
２１に代えて、ブームの上限位置および下限位置を検出
する位置検出センサであってもよく、カム部材４７また
は操作レバー４２の角変位を検出する変位センサをハウ
ジング４３に設け、カム部材４７が傾動したときにソレ
ノイド１００を励磁するように制御してもよい。

【００４０】固定鉄心１０１は、先端部が取付部材１０
４に螺着するので、この固定鉄心１０１をカム部材４７
に近接する方向に螺進またはカム部材４７から離反する
方向に螺退させることによって、固定鉄心１０１の基端
面１１８と可動鉄心１０２の一表面１１７との間隙ｘを
調整することができる。取付部材１０４には、ロックナ
ット１１５が可動鉄心１０２の先端部に対向して螺着す
るので、前記間隙ｘを調節した後、ロックナット１１５
を締め付けることによって、可動鉄心１０２は調節され
た位置に固定される。

【００４１】図３は、間隙ｘと、磁気吸引力ｆとの関係
を示すグラフである。図３のグラフに示されるように、
間隙ｘが小さくなるにつれて磁気吸引力ｆは急激に大き
くなるので、転動体９３が第１または第２嵌合溝９５，
９６に嵌まり込み、これによって転動体９３に大きな押
圧力が作用し、カム部材４７を作動位置に確実に保持す
ることができる。また、可動鉄心１０２を螺進または螺
退させて、転動体９３が第１または第２嵌合溝９５，９
６に嵌まり込んだときの可動鉄心１０２と固定鉄心１０
１との間隙ｘを調節することによって、カム部材４７を
作動位置に保持する保持力を容易に調節することができ
る。

【００４２】図４は、第１嵌合溝９５付近を拡大して示
す断面図である。第１嵌合溝９５は、図４に示されるよ
うに断面が三角形状に形成され、転動体９３がこの第１
嵌合溝９５に嵌まり込んだとき、転動体９３の外周面が
第１嵌合溝９５の各内面１２４，１２５に当接して嵌ま
り込むので、ソレノイド押圧手段９１によってカム部材
４７は安定して確実にフルストローク位置に保持され
る。第１嵌合溝９５の内面１２４と１２５とのなす角θ
は、たとえば８０°程度に選ばれる。角度θが大きすぎ
ると、保持力が小さくなり転動体９３が容易に第１嵌合
溝９５から離脱することとなり、また角度θが小さすぎ
ると、転動体９３が第１嵌合溝９５の各内面１２４，１
２５に当接させて嵌まり込むことができず、大きな保持
力を得ることができなくなる。このような構成は、第２
嵌合溝９６においても同様である。

【００４３】図５は、第１嵌合溝９５の他の形態である
第１嵌合溝１２６付近を拡大して示す断面図である。第
１嵌合溝１２６の、中立嵌合溝９７側の内面１２５は、
外周面９４から滑らかに連なって形成され、外方の内面
１２４は急峻に外周面９４に連なる。これによって、転
動体９３は第１嵌合溝１２６にスムーズに落ち込んでカ
ム部材４７をフルストローク位置に保持する。外方の内
面１２４は、急峻に傾斜するので、転動体９３が第１嵌
合溝１２６から外方に乗り上げることが防がれ、これに
よってカム部材４７がフルストローク位置よりもさらに
角変位することが確実に防がれる。このような第１嵌合
溝１２６と同様の構成が、第２嵌合溝にも形成される。

【００４４】図６は、カム部材４７の他の形態であるカ
ム部材１２７を示す断面図である。カム部材１２７は、
操作レバー４２のフルストローク位置にカム部材１２７
を保持するための第１および第２嵌合溝９５，９６だけ
でなく、中立嵌合溝９７と第１および第２嵌合溝９５，
９６との間に中間嵌合溝１２８，１２９が形成される。
これによってカム部材１２７は、フルストローク位置だ
けでなく、中間の作動位置においてもカム部材１２７を
保持することができる。このようにカム部材１２７は、
フルストローク位置だけでなく、多段階の作動位置に保
持される。

【００４５】カム部材１２７の第１嵌合溝９５に転動体
９３を嵌合させる場合には、操作レバー４２を矢符Ｃ２
方向に傾動させ、転動体９３を、中間嵌合溝１２８を乗
り越えさせて第１嵌合溝９５に嵌合させる。第２嵌合溝
９６に嵌合させる場合も同様である。また中間嵌合溝１
２８，１２９を第１および第２嵌合溝９５，９６よりも
僅かに小さく形成し、乗り越えやすくしてもよい。この
ような中間嵌合溝１２８，１２９は、２つだけでなくさ
らに複数設け、カム部材１２７をさらに多段階の作動位
置に保持できるように形成してもよい。

【００４６】図７は、本発明の実施の他の形態である油
圧操作弁１３０を示す断面図である。油圧操作弁１３０
は、ハウジング４３にソレノイド押圧手段９１とともに
ばね押圧手段１３１が設けられる。なお、油圧操作弁４
１に対応する油圧操作弁１３０の構成は同一の参照符号
を付し、説明は省略する。

【００４７】油圧操作弁１３０のカム部材４７には、ソ
レノイド押圧手段９１側の外周面９４とは軸６２に関し
て反対側の外周面１４３に、第３、第４嵌合溝１４０，
１４１および中立嵌合溝１４２が形成される。第３嵌合
溝１４０は軸６２の軸線に対して第２嵌合溝９６に対称
に形成され、同様に第４嵌合溝１４１は軸６２の軸線に
関して第１嵌合溝９５に対称に形成され、中立嵌合溝９
７に対称に中立嵌合溝１４２が形成される。ばね押圧手
段１３１は、軸６２に関してソレノイド押圧手段９１の
反対側に設けられ、前記嵌合溝１４０〜１４２に嵌まり
込む転動体１３２をばね力によってカム部材４７に押圧
する。ばね押圧手段１３１は、先端部がハウジング４３
に螺着される筒状の取付部材１３５と、この取付部材１
３５内に収納される圧縮ばね１３８と、カム部材４７に
近接／離反変位自在に設けられ、前記各嵌合溝１４０〜
１４２に嵌合／離脱可能に嵌まり込む転動体１３２を先
端部に備え、圧縮ばね１３８のばね力によってカム部材
４７の外周面１４３に近接する方向に押圧するばね押圧
部材１３３とを含んで構成される。このばね押圧部材１
３３は、先端部に凹所を有し、この凹所に転動体が１３
２が嵌まり込み、基端部に嵌合軸１３９を有し、この嵌
合軸１３９に短筒状の環状部材１３４が嵌まり込み、こ
の環状部材１３４を介して圧縮ばね１３８のばね力が作
用する。

【００４８】取付部材１３５の基端部側にはこの基端部
側を覆い、圧縮ばね１３８を係止するカバー１３６が螺
着する。したがってこのカバー１３６をカム部材４７に
近接する方向に螺進させると、圧縮ばね１３８が圧縮さ
れてばね力が大きくなり、逆にカバー１３６をカム部材
４７から離反する方向に螺退させると、圧縮ばね１３８
が伸長し、ばね力が小さくなる。このようなカバー１３
６によって圧縮ばね１３８のばね力を容易に調節するこ
とができる。カバー１３６は、調節した後、ロックナッ
ト１３７によって確実に固定される。

【００４９】このような圧縮ばね１３８のばね力が調節
可能なばね押圧手段１３１の、転動体１３２が各第３ま
たは第４嵌合溝１４０，１４１が嵌まってカム部材４７
をフルストローク位置に保持しようとする保持力は、カ
ム部材４７を中立位置に復帰させる復帰力よりも僅かに
小さくなるように調節される。このように調節すること
によって、操作レバー４２を矢符Ｃ１方向にフルストロ
ーク位置まで傾動させたとき、ばね押圧手段１３１の転
動体１３２は、第３嵌合溝１４０に嵌まり込み、ソレノ
イド押圧手段９１の転動体９３は第２嵌合溝９６に嵌ま
り込み、カム部材４７はばね押圧手段１３１の保持力に
加えて、ソレノイド押圧手段９１による保持力によって
フルストローク位置に保持される。この際、前述のよう
にばね押圧手段１３１の保持力は、復帰力よりも僅かに
小さくなるように調節されるので、ソレノイド押圧手段
９１の押圧力は、僅かな力でよく、ソレノイド押圧手段
９１のソレノイド１００を励磁する電力が低減し、消費
電力を抑えることができる。操作レバー４２は、矢符Ｃ
２方向にフルストローク位置まで傾動させたときも同様
に、ばね押圧手段１３１の転動体１３２は、第４嵌合溝
１４１に嵌まり込み、ソレノイド押圧手段９１の転動体
９３は第１嵌合溝９５に嵌まり込んでカム部材４７をフ
ルストローク位置に保持し、この場合にも同様に低電力
で保持することができる。またソレノイド押圧手段９１
自体を小さくすることができる。

【００５０】このような油圧操作弁４１および１３０
は、ホイールローダなどの建設機械に使用されるだけで
なく、フォークリフトまたはクレーン車などの各種アク
チュエータを制御するためのパイロット方式の油圧操作
弁に使用してもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油圧操作
弁のカム部材の外周部には、嵌合溝が形成され、ハウジ
ングには前記嵌合溝に先端部が嵌合可能なソレノイド押
圧部材を備えるソレノイド押圧手段が設けられる。ソレ
ノイド押圧手段のソレノイド押圧部材は、ソレノイドを
励磁することによって固定鉄心に磁気吸引される可動鉄
心に連動して、先端部がカム部材の外周面に押圧され
る。したがって、カム部材を傾動させて前記嵌合溝にソ
レノイド押圧部材の先端部を嵌め込み、磁気吸引力によ
って押圧することによって、カム部材はカム部材を中立
位置に復帰させようとする復帰力に抗して傾動した位置
に保持される。このような嵌合溝は、カム部材の外周部
に傾動方向に間隔をあけて複数形成されるので、１つの
ソレノイド押圧手段でカム部材を複数の傾動位置に保持
することができる。

【００５２】また本発明によれば、ソレノイド押圧手段
の可動鉄心と固定鉄心との間隙が調節可能に設けられる
ので、ソレノイド押圧手段の押圧力を容易に調節するこ
とができる。これによって製造工程上のソレノイド押圧
手段の保持力のばらつきや、経年変化による保持力の変
化に応じて保持力を調節することが可能となる。

【００５３】また本発明によれば、油圧操作弁のハウジ
ングには、ソレノイド押圧手段に加えてばね押圧手段が
設けられるので、カム部材を傾動位置に保持する保持力
は、ばね押圧手段のばね力とソレノイド押圧手段のソレ
ノイド力とから与えられるので、ソレノイド押圧手段に
供給する電力が少なくて済み、消費電力を抑えることが
でき、またソレノイド押圧手段自体を小さくすることが
できる。

【００５４】また本発明によれば、ばね押圧手段の圧縮
ばねのばね力が調節可能に設けられるので、ばね押圧手
段によるカム部材の傾動位置での保持力を、カム部材が
中立位置に復帰しようとする復帰力よりも僅かに小さく
なるように、ばね押圧手段のばね力を調節することによ
って、ソレノイド押圧手段の消費電力を可及的に小さく
することができ、またソレノイド押圧手段自体をさらに
小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である油圧操作弁４１を
示す断面図である。

【図２】ソレノイド押圧手段９１を示す断面図である。

【図３】固定鉄心１０１と可動鉄心１０２との間隙ｘと
磁気吸引力ｆとの関係を示すグラフである。

【図４】第１嵌合溝９５付近を拡大して示す断面図であ
る。

【図５】第１嵌合溝１２６付近を拡大して示す断面図で
ある。

【図６】カム部材１２７を示す断面図である。

【図７】本発明の実施の他の形態である油圧操作弁１３
０を示す断面図である。

【図８】戻り止め機構を備える典型的な従来の油圧操作
弁１を示す断面図である。

【図９】戻り止め機構を備える他の先行技術の油圧操作
弁２１を示す断面図である。

【符号の説明】

４１，１３０ 油圧操作弁 ４２ 操作レバー ４３ ハウジング ４７ カム部材 ７０ 第１スプール弁 ７１ 第２スプール弁 ７２ 第１出力ポート ７３ 第２出力ポート ７４，７５，７６ 復帰ばね ９１ ソレノイド押圧手段 ９３，１３２ 転動体 ９４，１４３ 外周面 ９５，１２６ 第１嵌合溝 ９６ 第２嵌合溝 １００ ソレノイド １０１ 固定鉄心 １０２ 可動鉄心 １０３ ソレノイド押圧部材 １３１ ばね押圧手段 １３３ ばね押圧部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに傾動自在に支持されるカム
   部材を操作レバーの操作によって中立位置から傾動させ
   ることによって、対をなすスプール弁を択一的に変位さ
   せ、一方のスプール弁によって前記ハウジングに設けら
   れるポンプポートとその一方のスプール弁に対応する出
   力ポートとを連通させ、かつ他方のスプール弁によって
   他方の出力ポートとタンクポートとを連通させて、前記
   一方の出力ポートにカム部材の操作量に比例した２次圧
   を発生させ、前記カム部材は、各スプール弁とハウジン
   グとの間に備えられる復帰ばねのばね力によって前記傾
   動位置から中立位置に復帰する方向にばね付勢される油
   圧操作弁において、 前記カム部材の外周部には、傾動方向に間隔をあけて複
   数の嵌合溝が形成され、 前記ハウジングには、ソレノイドと、このソレノイドを
   保持する固定鉄心と、カム部材に近接／離反変位自在に
   設けられ、ソレノイドが励磁されることによって前記固
   定鉄心に磁気吸引されて前記カム部材に近接する方向に
   付勢される可動鉄心と、前記嵌合溝に嵌合／離脱可能に
   嵌まり込む先端部を備え、前記可動鉄心に連動して先端
   部がカム部材の外周面を押圧するソレノイド押圧部材と
   を含むソレノイド押圧手段が設けられることを特徴とす
   る油圧操作弁。
2. 【請求項２】 前記ソレノイド押圧手段は、可動鉄心と
   固定鉄心との、カム部材に近接／離反する方向の間隙
   が、調節可能に設けられることを特徴とする請求項１記
   載の油圧操作弁。
3. 【請求項３】 前記ハウジングには、圧縮ばねと、 カム部材に近接／離反変位自在に設けられ、嵌合溝に嵌
   合／離脱可能に嵌まり込む先端部が、前記圧縮ばねのば
   ね力によってカム部材の外周面に押圧されるばね押圧部
   材とを含むばね押圧手段が前記ソレノイド押圧手段とは
   異なる位置に設けられることを特徴とする請求項１また
   は２記載の油圧操作弁。
4. 【請求項４】 前記圧縮ばねは、そのばね力が調節可能
   に設けられることを特徴とする請求項３記載の油圧操作
   弁。