JPS5838052Y2 - 作業機のパイロットバルブ操作構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、バックホウ等の作業機のアームに対するモデ
ルに装着されるパイロットバルブ操作構造に関し、その
バルブの作動によりバックホウ等の作業用アームの駆動
用アクチュエータに対する流体圧回路中に介装したコン
トロールバルブを切換えて、作業用アームをモデルの操
作方向に対して比例拡大的に作動させ、作業用アームの
動きをモチ゛ルにフィードバックして、モチ゛ルに作業
用アームを倣わせるべく、モチ゛ル操作具でオン・オフ
されるパイロットバルブの操作構造であって、詳しくは
、取付枠上に互に適当間隔を隔てて二つのパイロットバ
ルブを対向配置し、その両パイロットバルブ間に一つの
操作具を配置して、操作具の押圧作動に伴って何れか一
方のパイロットバルブを択一的に操作可能に構成すると
共に、そのパイロットバルブの操作で外部コントロール
バルブを切換え、そのコントロールバルブの切換えによ
り作動される外部アクチュエータの作動に伴って前記操
作具の操作方向と同方向に取付枠を移動させるフィード
バック手段を設けたパイロットバルブ操作構造に関する
。

この種のパイロットバルブ操作構造のものをモデルに装
着したバックホウ等の作業機によれば、掘削の作業を行
なうに、作業用アームのブームとアームおよび作業具の
３者を一挙に合成操作しながら、作業具を所期作動させ
て掘削作業を行なう事が可能であり、たとえ未熟練者で
あっても極めて能率の良い作業を行なう事ができる。

このブームとアームおよび作業具の駆動用アクチュエー
タに対するコントロールバルブをパイロットバルブによ
って制御操作するに、そのコントロールバルブをパイロ
ットバルブによってオンオフ制御すると共に、その制御
によるシリンダの動きをワイヤやリンク機構によって前
記パイロットバルブにフィードバックする形態をとって
いるが、オンオフ制御故にその圧力流体の、供給が急速
な立上りを示す事となって、前記アクチュエータの作動
にオーバーランが生じ、例えばブームの揺動量並びに作
業具の回動量が時間的に極めて少なく、そのほとんどを
アームの掻込み揺動による直線状の掘削作業を行なうに
、ブームと作業具の動きが速くてこれらが所望量以上に
作動して、作業具の先端軌跡が波打つ状態の掘削となり
、あるいはブームと作業具のオーバーランがモデルに対
する逆操作力としてフィードバックされて、これらの反
転作動が繰返し生じ、同様に円滑な直線状掘削を期し難
いものであった。

本考案は、前述のような作業機のモデルに装着するパイ
ロットバルブを合理的に構成することにより、作業用ア
ーム駆動用アクチュエータに対するコントロールバルブ
をオン・オフ制御するものでありながらパイロットバル
ブに接続するコントロールバルブの絞り操作を容易に行
なえるようにして、パイロット圧供給を円滑に行なわせ
られる作業機のパイロットバルブ操作構造を得ることを
目的とする。

次に、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。

クローラ走行装置１を装備する機台２に旋回台３を取付
け、この旋回台３に掘削作業用アームＡを取付けると共
に、運転キャビン４とエンジン５を搭載してバックホウ
作業車が構成されている。

前記作業用アームＡは、横軸Ｐまわりで揺動自在なブー
ム６の先端にアーム７を、およびこのアーム７の先端に
作業具８としてのパケットを、前記ブーム用横軸芯Ｐと
平行あるいはほぼ平行な各横軸Ｐ１．Ｐ２まわりで揺動
自在に連結すると共に、前記ブーム６、アーム７および
作業具８を駆動揺動するためのアクチュエータとして流
体圧シリンダ９，１０．１１を設け、もって前記作業具
８が掘削作業軌跡Ｂを描くべく構成されている。

この作業用アームＡの作業軌跡Ｂを比例的に縮小した軌
跡Ｃを描くモデルＤが前記キャビン４内に設けられ、か
つモデルＤの位置および姿勢変更に対して作業用アーム
Ａが拡大比例的に動作すべく、連係機構Ｅ・・・・・・
によって作業用アームＡとモデルＤとが連係されている
。

前記モデルＤは、ブーム６に相当するリンク１２と、ア
ーム７に相当するリンク１３、および作業具８に相当す
る握り操作部材１４から構成されている。

前記作業具８とこれに対する握り操作部材１４を例にし
て、その連係機構Ｅを第２図および第３図を基に説明す
る。

すなわち、握り操作部材１４に対して回転自在に後述の
パイロットバルブ■１の取付枠１５を取付けると共に、
握り操作部材１４をリンク１３に対して回転自在に枢着
し、そして前記取付枠１５に、作業具駆動用シリンダ１
１に対する流体圧作動型コントロールバルブ■を制御さ
せるためのパイロットバルブＶ ｔ 、 Ｖ ｔを対向
位置させ、かつこのバルブ■１．Ｖ１を選択作動するた
めの操作具１６を握り操作部材１４に一体連設しである
。

前記作業具８に対するリンク機構１７と前記取付枠１５
とをフィードバック手段としてのプッシュプルワイヤ１
８によって連動連結しである。

つまり、回転操作により握り操作部材１４の位置及び姿
勢を前記作業具８と相違させると、何れか一方のパイロ
ットバルブＶ １． Ｖ １が操作具１６を介して握り
操作部材１４により入り状態に操作されてコントロール
バルブＶがシリンダ１１駆動位置に作動し、そして、作
業具８が軸芯Ｐ２まわりで揺動駆動されるようにしであ
る。

又作業具８が駆動揺動されると、その揺動量が前記ワイ
ヤ１８を介して、取付枠１５にフィードバックされて、
前記操作具１６との接当が断たれ、そして、パイロット
バルブ■１が切り状態に操作されて作業具８が停止する
ようにしである。

次に、パイロットバルブ■１操作構造について詳述する
。

前記パイロットバルブＶ１には第４図に示す弁機構を設
けである。

すなわち、前記取付枠１５に取付けられるバルブケース
１９の一端側に、前記操作具１６に接当する操作部２０
ａを有するスプール２０をバルブケース１９内に貫通
させてスライド移動自在に設けるとともに、復帰用スプ
リング２１によりスプール２０をその操作部２０ ａを
バルブケース１９より突出させる方向に押圧付勢しであ
る。

前記スプリング２１により押圧付勢された位置をスプー
ル２０の常時位置に設定しである。

前記バルブケース１９とスプール２０との間にかつバル
ブケース１９内にて環状空間を形成し、そして、スプー
ル２０とバルブケース１９の両者に対してスプール２０
の軸芯方向にスライド移動自在なピストン状作動子２２
を、スプール２０に外嵌させた状態で、前記環状空間内
に設けである。

前記作動子２２により前記環状空間を第１環状空間２３
と第２環状空間２４に二分割されて二つの弁室２３，２
４を形成し、第１環状空間２３をポンプ室２３とし、そ
して、このポンプ室２３からの供給ポート４５と前記作
業具用シリンダコントロールバルブ■の流体圧作動部Ｖ
ａとを接続し、もって、作動子２２をポンプ室２３側に
スライド移動させると、ポンプ室２３から前記流体圧作
動部Ｖａにそのスライド量に比例した流体が供給される
ようにしたポンプ部２５を設けである。

前記ポンプ室２３に内装のスプリング２６により、作動
子２２を前記第２環状空間２４側に押圧付勢し、そして
、作動子２２のポンプ室２３側とは反対側端を第２環状
空間２４内に突設のストッパー２７に当て付け、この位
置を作動子２２の常時位置に設定しである。

駆動ポンプ２８からの供給流体を導入する流路をバルブ
ケース１９のポンプポート２９に接続し、そして、この
ポンプポート２９に連通して、前記ポンプ２８からの供
給流体を作動子２２の外周側から内周側に案内する第１
流路３０を形成しである。

前記スプール２０を前記スプリング２１に抗して前記常
時位置である第一状態からポンプ室２３側にスライドさ
せると、スプール２０の外周面に刻設しである環状溝３
１を介して作動子２２の内周側から外周側に形成した第
２流路３２と前記第１流路３０とが連通状態となり、バ
ルブケース１９自身には第２流路３２と前記第２環状空
間２４とを連通ずるバルブケース流路３３を形成しであ
る。

つまり前記スプール環状溝３１により前記第１流路３０
と第２流路３２とを連通させると、第１流路３０、スプ
ール環状溝３１．第２流路３２、及びバルブケース流路
３３を介してポンプポート２９と第２環状空間２４とが
連通ずる第二状態となって、前記駆動ポンプ２８から第
２環状空間２４に供給される流体圧により、前記作動子
２２を、ポンプ室２３の給油ポー１〜４５から前記コン
トロールバルブ作動部Ｖａにパイロット流体圧を供給す
る方向に移動させるべく、スライドさせる。

前記スプール２０が前記第一状態にある際に、前記第２
環状空間２４とバルブケース１９に設けである流路３６
とを連通させて、前記第２環状空間２４からタンクＴへ
の流体排出を可能に干る状態となる流路３４をスプール
２０に設けである。

前記作動子２２とスプール２０との間に、前記ポンプ２
８により作動子２２がポンプ室２３側に駆動されるに伴
い、空間容積が増大して負圧を発生し、その負圧により
スプール２０の復帰用スプリング２１の内装部３５、こ
の内装部３５に連通のタンクポート４１及びスプール２
０に設けたタンクＴへの連通路４２を介してタンクＴか
ら流体を吸引するようにした油溜室４３を設けである。

又、前記連通路４２の内径を前記スプリング内装部３５
の内径よりも小に構成してなる絞り部４４を前記油溜室
４３への吸引経路に設けである。

つまり、前記握り操作部材１４の回転操作に」す、前記
操作具１６を第４図イの第一状態位置から第４図口の第
二状態位置に操作すると、第４図口に示すように、スプ
ール２０が、スプリング２１に抗してバルブケース１９
内に押し込み操作されて、前記スプール環状溝３１によ
り前記第１流路３０と第２流路３２とが連通されるとと
もに、前記スプール流路３４の開口部が前記第２環状空
間２４から外れる。

そして、第２環状空間２４にポンプ２８からの流体が供
給されて、作動子２２がポンプ室２３側に移動操作され
るのであるが、この時、作動子２２が移動するに伴い前
記油溜室４３にはタンクＴから流体が流入するとともに
、その流体流入に前記絞り部４４の作用により抵抗が与
えられて、動慣性に起因する往復振動が防止されながら
、作動子２２が移動する。

そして、ポンプ部２５からの流体圧によりコントロール
バルブ■がシリンダ駆動位置に操作されて、作業具８が
作動する。

又、第４図へに示すように、作動子２２の移動に伴って
、第２流路３２がスプール環状溝３１から外れると、ポ
ンプポート２９から第２環状空間２４までの流路が閉じ
られて作動子２２の移動が停止する。

そして、作業具８の揺動量がフィードバックされるに伴
い、第４図二に示すように、操作具１６とスプール操作
部２０ ａとの接当が解除されて、スプリング２１の付
勢力によりスプール２０が常時位置側にスライド操作さ
れる。

そして、スプール２０が常時位置に復帰して、前記スプ
ール流路３４の始端部が前記第２環状空間２４に一致す
ると第２環状空間２４とタンクＴとが連通状態となり、
第４図示に示すように、復帰用スプリング２６の付勢力
により作動子２２が前記常時位置にスライド操作される
。

そして、この時、パイロット圧が解除されてコントロー
ルバルブ■がシノンダ１１停止位置に復帰する。

上記パイロットバルブ操作構造の構成によれば、スプー
ル２０の挿入量すなわち、第２流路３２に対するスプー
ル環状溝３１の移動操作量に応じて、作動子２２の移動
量が決定されるので、スプール２０の操作量に比例した
パイロット圧供給を行えて、パイロット圧の漸次的供給
を容易に行える。

前記アーム７とリンク１３を連係する機構Ｅは、軸３８
を介してリンク１２．１３を相対回転自在に連結し、そ
の軸３８に取付枠１５を遊嵌して、この取付枠１５にア
ームシリンダ用コントロールバルブＶニ対するパイロワ
１〜バルブｖ３．Ｖ１を設けると共に、これを操作する
ための操作具１６を軸３８に取付け、そしてアーム枢支
軸３９をアーム７に固着して、この軸３９と前記取付枠
１５とをワイヤ４０によって連結して構成され、前記ブ
ーム６に対する連係機構Ｅも同様に構成され、もって作
業用アームＡをモチ゛ルＤによって遠隔操作すべく構成
されている。

以−ヒ要するに、本考案の特徴とする構成は冒頭に記載
したパイロットバルブ操作構造において、ハイロン１〜
バルフ゛には、バルブケース内を二つの弁室に仕切るピ
ストン状作動子と、そのビス）・ン状作動子を貫いて左
右の弁室に位置し、かつ、一端を操作具存在側のバルブ
ケース外へ突出させたスプールとを備え、前記スプール
を、ポンプポートと前記両弁室との連通状態を断つ第一
状態と、前記操作具の押圧作動に伴って前記ポンプポー
トを外部アクチュエータへの給油ポートに連なる一方の
弁室とは反対側の弁室に連通させる第二状態とに切換自
在に構成し、前記ピストン状作動子は、前記スプールが
第二状態に切換えられたのちに前記一方の弁室を多線し
て外部アクチュエータ側へ一定量の圧油を供給すべく前
記スプールおよびバルブケースに対して相対摺動自在に
構成してあり、また、前記バルブケース内には、前記フ
ィードバック手段による取付枠の移動により前記バルブ
ケースが操作具から遠さ゛かるに伴って前記スプールな
らびにピストン状作動子をもとの位置に復帰させる復帰
用スプリングを設け、さらに、前記スプールとピストン
状作動子との相対摺動面には、ピストン状作動子の停止
状態における前記スプールの第一状態から第二状態への
切換作動に伴って容積を縮小され、前記第二状態でのピ
ストン状作動子の作動に伴って容積を拡大される油溜室
を形成すると共に、その油溜室にはタンクへの連通路を
接続し、かつ、その流路途中に絞り部を設けた点にあり
、かかる構成から次の作用効果を奏する。

すなわち、パイロットバルブによるパイロット圧で外部
アクチュエータに対するコントロールバルブプをオン・
オフ制御するものでありながら、そのパイロットバルブ
のスプールとピストン状作動子との間には、スプールと
ピストン状作動子との相対移動に伴って容積を縮小また
は拡大される油溜室を形成してあり、かつ、その油溜室
とタンクとの連通路に絞り部を設けであるので、この容
積変化の可能な油溜室と、その油溜室に対する絞り部と
が、内部の流体を介してスプールとピストン状作動子の
相対移動時にのみ、その相対移動に対する抵抗を与える
結果、そのピストン状作動子の作動を正確に行わせて作
動の正確なパイロットバルブ操作構造を得られたもので
ある。

つまり、人為操作力やフィードバック手段によってバル
ブケースとスプールとを相対移動させて圧油の給排を行
うに伴って、スプールとピストン状作動子とが相対移動
を始める際に、給油ポートに連なる弁室を圧縮または拡
大してコントロールバルブ側へ圧油給排量を制御するピ
ストン状作動子の動きは、前記人為的なスプールの操作
速度とフィードバック手段によるバルブケースの移動速
度を除外して考えると、ポンプポートに連なる側の弁室
からの押圧力とその押圧力に抗して作用する復帰用スプ
リングの弾圧力との大きさの度合によってその移動速度
が決まり、これに前述のスプール操作速度やバルブケー
スの移動速度（これは一般にピストン状作動子の移動速
度に追随する）が加味されて、前記ポンプポート側弁室
からの押圧力と復帰用スプリングの弾圧力とがバランス
する位置で正確に停止し難いものであるが、本考案では
、前記容積変化可能な油溜室と、その油溜室への連通路
に設けられる絞り部とが、前記ピストン状作動子の移動
に抵抗を与えて、前記弁室からの押圧力や復帰用スプリ
ングの弾圧力を加えられるピストン状作動子の移動慣性
を極力小さくするので、このピストン状作動子を所期位
置に正確に停止させ易く、このことが、給油ポー１〜に
連なる弁室からの排出量あるいはその弁室に戻される油
量を正確に定め、その結果、コントロールバルブの作動
も正確となり、これによって外部アクチュエーターのオ
ーバーランを抑止して、前記フィードバック手段による
バルブケースの作動量も正確になるという、操作構造全
体、および作業機の作動を正確に行わせ易い作業機のパ
イロットバルブ操作構造を得られるに至ったものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る作業機のパイロットバルブ操作構造
の実施例を示し、第１図はバックホウの全体側面図、第
２図は連係系統図、第３図はパイロットバルブ操作部の
斜視図、第４図イ９口、ハ、二。 ホは要部の構造とその作動状態を示す断面図である。 １１・・・・・・アクチュエータ、１５・・・・・・取
付枠、１６・・・・・・操作具、１８・・・・・・フィ
ードバック手段、１９・・・・・・バルブケース、２０
・・・・・・スプール、２１．２６・・・・・・スプリ
ング、２２・・・・・・ピストン状作動子、２３．２４
・・・・・・弁室、２９・・・・・・ポンプポート、４
２・・・・・・連通路、４３・・・・・・油溜室、４４
・・・・・・絞り部、Ｔ・・・・・・タンク、■１・・
・・・・パイロットバルブ、■・・・・・・コントロー
ルバルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 取付枠１５上に互に適当間隔を隔てて二つのパイロット
   バルブ■１．■１を対向配置し、その両パイロットバル
   ブＶ１．Ｖ、間に一つの操作具１６を配置して、操作具
   １６の押圧作動に伴って何れか一方のパイロットバルブ
   Ｖ１を択一的に操作可能に構成すると共に、そのパイロ
   ットバルブｖ１の操作で外部コントロールバルブ■を切
   換え、そのコントロールバルブ■の切換えにより作動さ
   れる外部アクチュエータ１の作動に伴って前記操作具１
   ６の操作方向と同方向に取付枠１５を移動させるフィー
   ドバック手段１８を設けたパイロットバルブ操作構造で
   あって、前記パイロットバルブ■１．■ｌには、バルブ
   ケース１９内を二つの弁室２３．２４に仕切るピストン
   状作動子２２と、そのピストン状作動子２２を貫いて左
   右の弁室２３，２４に位置し、かつ、一端を操作具１６
   存在側のバルブケース１９外へ突出させたスプール２０
   とを備え、前記スプール２０を、ポンプポート２９と前
   記両弁室２３．２４との連通状態を断つ第一状態と、前
   記操作具１６の押圧作動に伴って前記ポンプポート２９
   を外部アクチュエータへの給油ポート４５に連なる一方
   の弁室２３とは反対側の弁室２４に連通させる第二状態
   とに切換自在に構成し、前記ピストン状作動子２２は、
   前記スプール２０が第二状態に切換えられたのちに前記
   一方の弁室２３を圧縮して外部アクチュエータ側へ一定
   量の圧油を供給すべく前記スプール２０およびバルブケ
   ース１９に対して相対摺動自在に構成してあり、また、
   前記バルブケース１９内には、前記フィードバック手段
   １８による取付枠１５の移動により前記バルブケース１
   ９が操作具１６から遠さ゛かるに伴って前記スプール２
   ０ならびにピストン状作動子２２をもとの位置に復帰さ
   せる復帰用スプリング２１．２６を設置す、さらに、前
   記スプール２０とピストン状作動子２２との相対摺動面
   には、ピストン状作動子２２の停止状態における前記ス
   プール２０の第一状態から第二状態への切換作動に伴っ
   て容積を縮小され、前記第二状態でのピストン状作動子
   ２２の作動に伴って容積を拡大される油溜室４３を形成
   すると共に、その油溜室４３には、タンクＴへの連通路
   ４２を接続し、かつ、その流路途中に絞り部４４を設け
   であることを特徴とする作業機のパイロットバルブ操作
   構造。