JPS5824805B2

JPS5824805B2 - セイギヨベン

Info

Publication number: JPS5824805B2
Application number: JP49116130A
Authority: JP
Inventors: 橋本政己; 西田一盛; 豊村昭宏
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1983-05-24
Also published as: SU1195923A3; JPS5143229A; US3990352A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は油圧源の吐出油圧を油圧作動式クラッチなどの
油圧機器に供給制御する制御弁、特にクレーンのフック
とブームとを作動制御する２ドラム油圧作動式ウィンチ
の油圧回路に設けて巻上クラッチ、巻下クラッチ、ブレ
ーキを作動する制御弁に関するものである。

クレーン、殊にパイプラインの埋設に使用されるパイプ
レヤにおけるクレーン作業は、順次吊下パイプを突合せ
ながら連結埋設されるために通常のクレーン作業に較べ
難かしく、ブーム、フックの巻上げ、巻下げはタイミン
グよく、またインチング（微動操作）しながら行なう必
要があり、これらクラッチ、ブレーキの作動油圧力と操
作レバーの操作性、即ち操作量、操作力とが関連されて
オペレータに感知せしめるような制御弁であることが作
動効率上肝要である。

しかるに従来、この種の制御弁は、単に油圧をクラッチ
、ブレーキ等の油圧機器に供給、停止、即ちＯＮ、ＯＦ
Ｆの構成になっているため、オペレータは油圧力を全く
感知できず作動状態も判断できないという不具合があっ
た。

もつとも、クレーン用制御弁としてではないが、油圧機
器に供給された油圧力を操作ノツドルへの反力として伝
えることができてオペレータが感知できるようにした制
御弁として第１１図に示すような制御弁（特公昭４５−
７６３３号公報）が提案されている。

この制御弁であると、操作レバの操作置に比例した吐出
圧油が得られると共に、操作量に応じて油圧機器に供給
された油圧力を一次、二次と２段階に上昇でき、さらに
は、二次圧の上昇程度を操作レバにフィードバックでき
、油圧機器に供給された油圧力を操作レバの反力として
伝えることができて操縦者が感知できる。

しかし、この構造であると一次圧の上昇程度を操作レバ
にフィードバックできないと共に、スリーモロ内にピス
トンｂが嵌挿され、ピストンｂをスリーブａに対して摺
動することで圧油の流れを制御するものであるので、次
の不具合を有する。

■ スリーモロ内にピストンｂを嵌挿するのでスリーブ
ａは大径となるから摺動抵抗が大きくなって操作力が犬
となる。

■ スリーブａが大径となるからスリーブａと弁本体Ｃ
との摺動面積が多くなり、さらにスリーブａとピストン
ｂとの間でも摺動するので摺動面積が著しく多くなって
摺動部分からの油洩れが多くなってしまう。

■ 弁本体Ｃとスリーブａ１スリーブａとピストンｂと
の同心度を精度良く加工しなければならず加工が面倒で
ある。

■ 圧油は弁本体Ｃ→スリーブａ→ピストンｂを通って
流れるので、圧油流通経路が長くなって圧力損失が犬と
なってしまう。

本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、その目
的は弁本体の弁孔に、油圧源に連通した第１ポートと油
圧機器に連通した第２ポートとを断連するスプールおよ
び操作杆により往復動される摺動杆を相対向してスライ
ド自在に嵌挿し、該摺動杆の外周に第１、第２、第３カ
ラを摺動自在に長手方向に順次嵌挿し、第１カラと第２
カラとの間に第１バネを第２カラと第３カラとの間に第
２バネをそれぞれ設けて第１カラを摺動杆の第１係止部
に当接し第３カラを摺動杆の第２係止部に当接しかつ第
１カラと第２カラおよび第２カラと第３カラとをそれぞ
れ離隔すると共に、該第１バネのバネ力上昇度合を第２
バネのバネ力上昇度合よりも小さくシ、さらに前記スプ
ールを第３バネで摺動杆に向けて付勢してスプールを第
３カラに当接し第１ポートと第２ポートとを遮断する第
１位置に保持すると共に、第３バネのバネ力を第１、第
２バネのバネ力よりも小さくシ、このスプールに一ロー
ドピストンを嵌挿しかつその受圧室を第２ポートに連通
してスプールに前記第１位置方向に向う力を付与するよ
うにした制御弁として、油圧機器内に供給される圧油の
油圧力を操縦者が感知できると共に、油圧機器に供給さ
れる油圧力は二段階に操作杆の操作量に応じて上昇しか
つ操作力は油圧力の上昇とともに二段階に大きくなり、
さらにはスプールの摺動抵抗を小さくして操作力を小と
でき、さらにはスプールと弁本体の摺動面積を少なくし
て油洩れを少なくできると共に、容易に加工でき、かつ
圧油流通経路を短かくして圧力損失を小さくした制御弁
を提供することである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

動力源１からの動力は左右のユニバーサルジヨイント軸
２，３を経て右側の低速クラッチ４と左側の高速クラッ
チ５に伝達される。

上記低速および高速クラッチ４，５の歯車６．７はフッ
ク側およびブーム側の第１クラッチ軸８，９の歯車１０
゜１１に噛合している。

この第１クラッチ軸８，９はユニバーサルジヨイント軸
１２にて一体的に連結しである。

上記第１クラッチ軸８，９にはフックおよびブーム巻上
クラッチ１３，１４が設けてあり、このそれぞれのクラ
ッチ１３，１４の従動側はブレーキ軸１５，１６に伝動
連結されている。

また上記第１クラッチ軸８，９は第２クラツチ軸１７．
１８に伝動連結しである。

この第２クラッチ軸１７，１８にはそれぞれフック、ブ
ーム巻下クラッチ１９，２０が設けてあり、このそれぞ
れのクラッチ１９，２０の従動側は上記ブレーキ軸１５
．１６に伝動連結しである。

そしてこのブレーキ軸１５，１６にはフックおよびブー
ムブレーキ２３．２４が設けである。

上記ブレーキ軸１５゜１６はそれぞれ中間軸を介してフ
ックおよびブームドラム２５．２６に伝動連結しである
。

２７゜２８はそれぞれのドラム２５，２６に巻掛けたワ
イヤーロープである。

上記構成において、フックおよびブームブレーキ２３，
２４はばね力にて「入」となり、油圧力にて「切」とな
り、またフックおよびブームの巻上、巻下クラッチ１３
，１４，１９，２０さらに高低速クラッチ４，５は油圧
力にて「入」となり、ばね力にて「切」となるようにし
である。

上記ブレーキおよびクラッチの操作装置は第２図に示す
ようになっている。

すなわち、油圧源２９の吐出流体は流量分配弁３０によ
り作動油管路３１と潤滑油管路３２とに分流され、作動
油管路３１は第１、第２作動油管路３１ａ、３１ｂに、
潤滑油管路３２は第１、第２潤滑油管路３２ａ、３２
ｂにそれぞれ分流している。

第１作動油管路３１ａは高低速切換弁３３を経て高低速
クラッチ４，５のどちらか一方に選択的に接続制御され
調圧弁３４の設定圧以上となるとクーラ３５を備えたバ
イパス路３６を経て潤滑油管路３２に還流する。

第２作動油管路３１ｂは分岐点３７でフック用作動油管
路３１ｃとブーム用作動油管路３１ｄとに分流し、フッ
ク用作動油管路３１ｃには第］、第２、第３制御弁例え
ば作動圧可変操作弁３８゜３９．４０が並列に接続され
、各制御弁３８．３９４０は常時非作動位置に付勢保持
されかつ後述する操作機構により作動位置に操作される
とフック巻上クラッチ１３、フック巻下クラッチ１９、
フックブレーキ２３に油圧を供給するように構成しであ
る。

またブレーキ用作動油管路３１ｄには第４、第５．第６
制御弁、例えば作動圧可変操作弁４１．４２，４３が並
列に接続され、各制御弁４１４２．４３は常時非作動位
置に付勢保持されかつ後述する操作機構により作動位置
に操作されるとブーム巻上クラッチ１４、ブーム巻下ク
ラッチ２０ブームブレーキ２４に油圧を供給するように
構成しである。

前記潤滑油管路３２には潤滑油圧設定ＩＪＩＪ−フ弁
４４が設けてあり、常時その設定油圧に保持されている
と共に、第１潤滑油管路３２ａは高低速クラッチ４，５
のライニング間に流入潤滑し、第２潤滑油管路３２ｂは
各クラッチ１３，１４，１９゜２０および各ブレーキ２
３，２４ならびに歯車噛合部４５に流入潤滑している。

４６は各クラッチ４，５，１３，１４，１９゜２０およ
び各ブレーキ２３，２４よりも高い場所に設置した補充
用タンクで、第１、第２補助管路４７ａ、４７ｂ
を経て各作動油管路に油を補充供給して各作動油管路に
空気が混入することを防止している。

しかして、高低速切換弁３３を高速位置１とするととも
に、第１、第３制御弁３８．４０を作動位置に操作する
と高速クラッチ５およびフック巻上クラッチ１３が接と
なり、フックブレーキ２３が解放となるからフットドラ
ムは巻上回転されてフックは上方に傾動する。

また、他の操作手段の時には第３図のようになるから詳
細な説明を省略する。

次に前記第１〜第６制御弁３８〜４３の具体的構造を説
明する。

各制御弁３８〜４３は第４図のように第４．第６．第５
．第２．第３．第１制御弁４１，４３，４２，３９，４
０，３８の順序で並設固定され、第１．第３．第２制御
弁３８，４０）３９の各流入ポート５０１，５０３５０
２は第５図のように通路５１で連通されかつ通路５１は
オリフィス５２を備えたポート５３より前記フック用作
動油管路３１ｃに連通しである。

第５．第６．第４制御弁４２，４３，４１の各流入ポー
ト５０５゜５０６．５０４は第５図のように通路５４で
連通されかつ通路５４はオリフィス５５を備えたポート
５６より前記ブーム用作動油管路３１ｄに連通しである
。

また前記制御弁３８〜４３は第６図のように構□成しで
ある。

つまり、弁本体５７の弁孔５８には流入ポート５０に連
通した第１ポート５９と流出ポート６０に連通した第２
ポート６１とが形成さ札かつ弁孔５８には第１．第２ポ
ート５９，６１を断連する括れ部６２を有するスプール
６３がスライド自在に嵌挿しである。

スプール６３にはロードピストン６４がスライド自在に
嵌挿され、このロードピストン６４の受圧室６５は細孔
６６を経て前記第２ポート６１に連通している。

６７は弁本体５７にスライド自在に嵌挿した摺動杆で、
この摺動杆６７の端部は弁本体５７外に突出しかつヨー
ク６８がナツト６９で一体連結しであると共に、弁本体
６７とヨーク６８とに亘り蛇腹７０が設けてあり摺動杆
６７の摺動突出部を覆ってゴミの侵入を防止している。

摺動杆６７には第１．第２、第３カラ７１，７２，７３
がスライド自在に外嵌され、第１カラ７１の鍔部γ１ａ
と第２カラ７２の鍔部７２ａとの間には第１バネ７４が
弾装されかつ第２カラ７２の鍔部γ２ａと第３カラ７３
の鍔部７３ａとの間には第２バネ７５が弾装されて第１
カラ７１の鍔部７１ａを摺動杆６７の段部６７ａおよび
弁本体５７の端部５７ａに付勢当接すると共に、第３カ
ラ７３の鍔部７３ａを前記摺動杆６７の端部に設けた抜
止用スナップリング８４に付勢当接し、第１カラ７１と
第２カラ７２との間に隙間Ｓ１を形成しかつ第２カラ７
２と第３カラ７３との間に隙間Ｓ２をそれぞれ形成して
いるまた前記スプール６３は第３バネ７１により右丈に
付勢されてスプール６３の端部に穿設した穴７６の底壁
７６ａが前記第３カラ７３の鍔部７３ａに当接し第１ポ
ート５９と第２ポート６１を遮げする位置にある。

つまり、第１．第２バネ７４゜７５のバネ力は等しく、
第３バネ７７のバネ力は第１．第２バネ７４，７５のバ
ネ力よりも弱くなっている。

７８．７９はドレーンポート、８０゜８１．８２はプラ
グ、８３は０リング、８４は第３カラ７３の抜止用スナ
ップリング、８５はプレート８６を弁本体５７に締付け
るボルト、８７は摺動杆６７を押込作動する操作杆であ
る。

次に制御弁の作動を第６図乃至第１０図を参照して説明
する。

操作杆８７を中立位置とした時・・・・・・摺動杆６７
およびスプール６３は第６図の状態に付勢保持されるか
ら流入ポート５０に流入した油圧はどこにも流れず管路
内のＩＪＩＪ−フ弁設定圧力まで上昇する。

操作杆８７を操作して摺動杆６７を図中左方に押込み作
動すると、第２バネ７５のバネ力の上昇度合〉第１バネ
７４のバネ力の上昇度合〉第３バネ７７のバネ力の上昇
度合の関係であるからまず第３バネ７γが圧縮変形して
スプール６３が第７図のように左方に摺動し第１ポート
５９と第２ポート６１とを連通作動する。

（第１０図Ａ点）そのため流入ポート５０から流入した
油圧は第１ポート５９、括れ部６２、第２ポート６１を
経て流出ポート６０より流出する。

この時ロードピストン６４の受圧室６５には細孔６６を
経て流出ポート６０の油圧力が作用しロードピストン６
４をしてスプール６３を図中右方に押動する力が作用す
るから流出ポート６０の油圧力は操作杆８７の操作量に
比例した値（第１０図Ｆ２）となると共に、操作杆８７
の操作力は第３バネ７７の圧縮力士ロードピストン６４
による右方への力の和（第１０図Ｆ２）となる。

前述（第７図）の状態より更に操作杆８７を操作して摺
動杆６７を図中左方に移動すると流出ポート６０の油圧
が順次高圧となってロードピストン６４による右方への
移動力が犬となるから操作杆８７の操作力が犬となり第
１バネ７４及び第２バネ７５が圧縮されて第８図のよう
に第１カラ１１と第２カラ７２とが当接する。

（第１０図Ｂ点）この時の油圧力は第１０図Ｆ２で、操
作力は第１０図Ｆ２となる。

つまり、第１０図のＡ点から第１０図のＢ点までの間の
油圧力の上昇は第１バネ７４及び第２バネ７５のバネ力
（第１バネ７４と第２バネ７５は直列のためバネ力は同
一である）と、ロードピストン６４による右方への力お
よび第３バネ７７のバネ力の和との関係により決定され
るよってＢ点までは第１バネ１４と第２バネ７５が直列
に作用するためバネ力の上昇度合が緩かであり油圧力は
緩かに上昇する。

前述（第８図）の状態から更に操作杆８７を操作して摺
動杆６７を図中左方に押動するとバネ力の上昇度合の大
きい第２バネ７５が圧縮されるから操作力が急激に犬と
なると共に、流出ポート６０の油圧力が急激に上昇する
。

そして更に摺動杆６７を図中左方に押動すると第９図の
ように第１、第２．第３カラ７１，７２，７３が一体と
なる。

（１０図Ｃ点）。第１．第２．第３カラ７１゜７２．７
３が一体となるとスプール６３は摺動杆６７により直接
第１ポート５９と第２ポート６１とを連通ずる位置に作
動されることになるから流出ポート６０の油圧力は管路
のＩＪＩＪ−フ弁設定圧力（第１０図Ｆ３）に急激に
上昇すると共に、操作杆８７の操作力も急激に上昇する
。

（第１０図Ｆ３）。

なお、Ｂ点での油圧力Ｐ２が前述の各クラッチのエンゲ
ージ圧となっているから操作杆８７の操作力が急激に上
昇大となることにより操縦者は各クラッチがエンゲージ
したことを感知できる。

したがって、操作杆８７をＢ点まで操作しておき、Ｂ点
を起点として操作すれば、各クラッチのストロークボリ
ューム分を埋めるフィルタイムをなくすことができる（
なおり点の油圧は低いので、ブレーキはまだ開放されず
、クラッチは軽く押された状態で滑っている）ので、ブ
レーキ開放までの油圧力の上昇には油量を必要とせず、
操作杆８７ａとフックドラム２５、あるいは操作杆８７
ｂとブームドラム２６とのタイミングがとりやすく、フ
ック上または工時、あるいはブーム上または工時の移動
量と操作杆８７ａ、８７ｂとの感覚がつかみやすい。

なお、操作杆８７はフック用の８７ａとブーム用の８７
ｂとを備え、フック用操作杆８７ａは第１．第２．第３
制御弁３８，３９，４０に第１．第３制御弁３８，４０
を同時に作動しかつ第２．第３制御弁３９．４０を同時
に作動するように連係しであると共に、ブーム用操作杆
８７ｂは第４．第５．第６制御弁４１，４２．４３に第
４、第６制御弁４１，４３を同時に作動しかつ第５、第
６制御弁４２，４３を同時に作動するように連係しであ
る。

本発明の実施例によれば次のような利点を有する。

２ドラム油圧作動式ウィッチを２本の操作杆８７で簡単
に操作できると共に、各クラッチ、各ブレーキ、他の潤
滑部を常時確実に潤滑して潤滑油不足による焼付事故を
防止できる。

操作杆８７の操作力Ｆがクラッチエンゲージ圧力で急激
に犬となるから操縦者はクラッチがエンゲージしたこと
を感知できる。

フック用の第１．第２．第３制御弁３８，３９゜４０の
各流入ポート５０．，５０□、５０３を共通としかつ絞
り５２を経てフック用作動油管路３１Ｃ４に開口しであ
ると共に、ブーム用の第４．第５゜第６制御弁４１，４
２，４３の各流入ポート５０４５０５．５０．を共通と
しかつ絞り５５を経てブーム用作動油管路３１ｄに開口
しであるから、ポンプ吐出量および各制御弁を単独操作
、連動操作に。

関係なく各制御弁を操作した時常時一定流量が各制御弁
の流入ポート５０に流入するので、操作杆８７の操作か
ら各クラッチ・ブレーキが作動するまでの時間差が同一
となる。

制御弁の流出ポート６０より吐出する油圧力は。

第１０図に示すように緩かに上昇するのでクラッチは滑
らかにエンゲージする。

フック用制御弁３Ｂ、３９．４０を一組としブーム用
制御弁４１，４２，４３を一組としかつ各各校り５２，
５５で絞るからフック用制御弁３８゜３９．４０とブー
ム用制御弁４Ｌ４２，４３との油圧が相互に逆流するこ
とがない。

第１．第２．第３バネ受７１，７２，７３は第１０図の
０点で一体となりロードピストン６４の押動力に関係な
く操作杆８７の作動により摺動杆６Ｔが押込作動するか
らフローホースにより絞られることがない。

第１〜第６制御弁３８〜４３は弁本体５７を除いて共通
に構成しであるから組込み誤りがないと共に、各制御弁
は簡単な要素で構成されている。

本発明に係る制御弁は、弁本体５７の弁孔５８に、油圧
源に連通した第１ポート５９と油圧機器に連通した第２
ポート６１とを断連するスプール６３および操作杆８７
により往復動される摺動杆６７を相対向してスライド自
在に嵌挿し、該摺動杆６７の外周に第１．第２．第３カ
ラ７１，７２゜７３を摺動自在に長手方向に順次嵌挿し
、第１カラ７１と第２カラ７２との間に第１バネ７４を
第２カラ７２と第３カラ７３との間に第２バネ７５をそ
れぞれ設けて第１カラ７１を摺動杆６７の第１係止部６
７ａに当接し第３カラ７３を摺動杆６７の第２係止部８
４に当接しかつ第１カラ７１と第２カラ７２および第２
カラ７２と第３カラ７３とをそれぞれ離隔すると共に、
該第１バネ７４のバネ力上昇度合を第２バネ７５のバネ
力上昇度合よりも小さクシ、さらに前記スプール６３を
第３バネ７７で摺動杆６７に向けて付勢してスプール６
３を第３カラ７３に当接し第１ポート５９と第２ポート
６１とを遮断する第１位置に保持すると共に、第３バネ
７７のバネ力を第１．第２バネ７４゜γ５のバネ力より
も小さくシ、このスプール６３にロードピストン６４を
嵌挿しかつその受圧室６５を第２ポート６１に連通して
スプール６３に前記第１位置方向に向う力を付与するよ
うにした制御弁であるから、第１ポート５９より油圧機
器に供給される油圧力を操作杆８Ｔに反力として作用で
き、油圧機器に供給される油圧力を操縦者が感知できる
と共に、油圧機器に供給される油圧力は、操作杆８７の
操作量に応じて二段階に上昇しかつ操作力は油圧力の上
昇とともに二段階に大きくなるので、操縦者は油圧機器
に供給される油圧力が、ある値より大きいか、小さいか
感知でき操縦感覚が向上する。

また、弁本体５７の弁孔５８にスプール６３と摺動杆６
７を相対向してスライド自在に嵌挿したので、スプール
６３を小径とすることができ摺動抵抗を小さくできると
共に、弁本体５７とスプール６３との摺動面積が少なく
なって油洩れが少なくなる。

また、弁本体５７の弁孔５８とスプール６３との同心度
を精度良く加工すれば良いので、加工が容易となる。

また、圧油は弁本体→スプール６３を通って流れるので
、圧油流通経路が短くなって圧力損失が小となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は２ドラム
油圧作動式ウィンチの線図的動力伝達説明図、第２図は
その油圧回路図、第３図は操作内容と作動との関係を説
明する表、第４図乃至第６図は制御弁の実施例を示すも
ので、第４図は正面図、第５図は第６図のｖ−ｖ線断面
図、第６図は第４図のＶｌ−ＶＩ線断面図、第７図乃至
第９図は制御弁の作動説明図、第１０図は制御弁のスト
ローク、操作力、油圧力の関係を示す表図、第１１図は
従来例の断面図である。５７は弁本体、５８は弁孔、５９は第１ポート、６１は
第２ポート、６３はスプール、６４はロードピストン、
６５は受圧室、７４，７５はバネ、８７は操作杆。

Claims

【特許請求の範囲】

１弁本体５７の弁孔５８に、油圧源に連通した第１ポ
ート５９と油圧機器に連通した第２ポート６１とを連通
ずるスプール６３および操作杆８７により往復動される
摺動杆６７を相対向してスライド自在に嵌挿し、該摺動
杆６７の外周に第１゜第２．第３カラ７１．７２，７３
を摺動自在に長手１方向に順次嵌挿し、第１カラ７１と
第２カラ７２との間に第１バネ７４を第２カラ７２と第
３カラＴ３との間に第２バネγ５をそれぞれ設けて第１
カラ７１を摺動杆６７の第１係止部６７゛ａに当接し第
３カラ７３を摺動杆６７の第２係止部８４に当接しかつ
第１カラ７１と第２カラ７２および第２カラ７２と第３
カラ７３とをそれぞれ離隔すると共に、該第１バネ７４
のバネ力上昇度合を第２バネ７５のバネ力上昇度合より
も小さくシ、さらに前記スプール６３を第３バネ７７で
摺動杆６７に向けて付勢してスプール６３を第３カラ７
３に当接し第１ポート５９と第２ポート６１とを遮断す
る第１位置に保持すると共に、第３バネ７７のバネ力を
第１．第２バネ７４，７５のバネ力よりも小さくシ、こ
のスプール６３にロードピストン６４を嵌挿しかつその
受圧室６５を第２ポート６１に連通してスプール６３に
前記第１位置方向に、向う力を付与するようにしたこと
を特徴とする制御弁。