JPS5838053Y2

JPS5838053Y2 - 作業機のパイロットバルブ操作構造

Info

Publication number: JPS5838053Y2
Application number: JP10006578U
Authority: JP
Inventors: 好洋加藤
Original assignee: 株式会社クボタ
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1983-08-27
Also published as: JPS5517867U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、上下駆動揺動自在なブームにアームを、かつ
、そのアームに作業具を、夫々前記ブームの揺動軸芯に
平行あるいはほぼ平行な軸芯周りで駆動自在に付設し、
前記ブーム及びブームの位置及び姿勢変更に対して縮小
比例的に動作するモデルを設け、ブーム及びアームのコ
ントロールバルブを制御するパイロットバルブが、前記
モチ゛ルの位置及び姿勢が前記ブーム及びアームと相違
する時にモチ゛ルにより入り状態に操作されるべく、か
つ、ブームあるいはアームの駆動により切り状態に操作
されるべく構成し、前記モデルにより前記ブーム及びア
ームを操作すべく構成した作業機において用いられると
ころのパイロットバルブｉ作構造の改良に関する。

上記作業機では、モデルの動きそのものを比例拡大して
、ブームとアームを遠隔操作する事ができ、例えばバッ
クホウによる掘削の作業を行なうに、ブームとアームと
が合成運動をするように操作しながら、前記作業具を所
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
できるが、従来、ブーム用及びアーム用のコントロール
バルブ夫々に対して、コントロールバルブを中立位置か
ら正方向流体供給位置に操作するためのものと、中立位
置から逆方向流体供給位置に操作するためのものとの二
個のパイロットバルブを設けていたため、ポンプからパ
イロットバルブに流体を供給するための配管系、及び、
パイロットバルブからタンクに流体を排出するための配
管系の夫々を、パイロットバルブ毎に設けなければなら
ず、パイロットバルブに対する流体圧回路が複雑になっ
ていた。

本考案は、前記パイロットバルブを合理的なものに改良
する事により、従来と同様のコントロールバルブ操作機
構を発揮させられながらも、それに対する流体供給用及
び流体排出用の配管系の少数化を達成できるようにして
、パイロットバルブに対する流体圧回路の簡略化を達成
する事を目的とする。

本考案の特徴とする構成は、作業装置と、その駆動用ア
クチュエータ、ならびに、前記駆動用アクチュエータの
作動を圧油供給方向の切換えによって制御するコントロ
ールバルブ、および、操作アームの押し引き操作に伴っ
て操作されるパイロットバルブの作動に基いて前記コン
トロールバルブを切換え操作するパイロットシリンダを
備え、かつ、前記作業装置の作動に伴って前記パイロッ
トバルブの弁箱を操作アームの操作方向と同方向に移動
させるフィードバック手段を設けてなる作業機のパイロ
ットバルブ操作構造であって、前記パイロットバルブに
、ポンプポートと、前記パイロットシリンダの一方のシ
リンダ室に連なる第一出力ポート、ならびに、他方のシ
リンダ室に連なる第二出力ポート、および、タンクポー
トとを形威し、このパイロットバルブの弁箱内に相対摺
動自在に挿嵌されるスプールの一端を、前記弁箱外へ突
出させて前記操作アームに連繋させると共に、そのスプ
ールに外嵌して相対摺動自在に構成された筒状作動子を
前記弁箱内に設置して、その筒状作動子で弁箱内を仕切
ることにより、弁箱内に二つの弁室を形成し、また、前
記筒状作動子には、その摺動方向の両側で互に相反する
方向に付勢力を有して前記筒状作動子の弁箱内における
一定位置を弾性的に維持するバランススプリングを装着
し、前記スプールに対しては、前記操作アームの操作方
向とは逆方向に付勢力を与えるスプール復帰用スプリン
グを装着し、かつ、前記スプール内には、常時タンクポ
ート側に連通される流路を形成し、さらに、前記スプー
ルを、前記操作アームの一方向への操作に伴って、前記
ポンプポートを第一出力ポートと一方の弁室とに連通さ
せると共に他方の弁室をタンクポートに連通させる第一
作用状態と、これとは逆に、前記操作アームの逆方向へ
の操作に伴って、前記ポンプポートを第二出力ポートと
前記一方の弁室とは反対側に位置する他方の弁室とに連
通させると共に前記一方の弁室をタンクポートに連通さ
せる第二作用状態と、前記ポンプポートを前記第一、第
二の何れの出力ポートにも連通させずに左右の両弁室を
タンクポートに連通させる中立作用状態とに切換自在に
構成し、前記筒状作動子は、前記スプールが第一作用状
態または第二作用状態に操作されたときに、ポンプポー
トからの供給圧油によって前記バランススプリングの作
用力に抗してスプールなら・びに弁箱に対して相対摺動
することにより、連通状態にある側の出力ポートを閉塞
する方向に作動すべく構成した点にあり、以下に述べる
作用効果を奏する。

すなわち、操作アームによって操作されるスプールが出
力ポートを開放し始めると、直ちに筒状作動子がその出
力ポートを閉じる方向に摺動移動を開始し、また、前記
スプールが出力ポートを開放し始めて、コントロールバ
ルブが切換えられると、これに伴って作動する作業装置
側の駆動用アクチュエータが、フィードバック手段を介
して筒状作動子を内装するバルブケースの全体を筒状作
動子が移動しようとする方向と同方向に、かつ、スプー
ルの開放側への操作中には筒状作動子の作動速度に比例
的な速度で移行させるので、スプールを操作し続けてい
る間は連続的に駆動用アクチュエータを作動させ、かつ
、スプールの操作を停止した後にも、筒状作動子の作動
速度に対しては遅れぎみとなりながらも、それに追随し
てバルブケースを作動させるので、筒状作動子が出力ポ
ートを閉じようとする際のバルブケースに対する相対速
度はきわめて遅くなり、この結果、パイロットバルブに
よるコントロールバルブの切換えを緩やかに行ない、作
業装置側の駆動用アクチュエータを正確に所期の作動量
だけ作動させ易く、作業装置の慣性によるオーバーラン
を効果的に抑制し得るという、この種のパイロットバル
ブが有するところの制御機能は確実に維持しながらも、
殊に本考案によるパイロットバルブ操作構造では、一つ
のポンプポートからの圧油を、第一、第二の面出力ポー
トへ選択的に供給し、かつ、筒状作動子によって区画さ
れる両弁室にも択一的に圧油を供給できるようにしであ
るので、ブーム用及びアーム用コントロールバルブ夫々
に対するパイロットバルブに対し、一系統のみの流体供
給系、及び、一系統のみの流体排出系を設けただけでも
、モチ゛ルにより前記コントロールバルブを中立位置か
ら正方向流体供給位置、あるいは、逆方向流体供給位置
に操作できるので、一個のコントロールバルブに対して
二個のパイロットバルブを設けていた従来に比して、同
様のコントロールバルブ操作を行えながらも、パイロッ
トバルブに対する流体圧回路が簡単になった。

以下に、本考案の実施例を図面に基いて詳述する。

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に掘削作業装置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
車を構成しである。

前記作業装置Ａを構成するに、揺動支点軸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の先端に作業具としてのパケット８を、前記ブーム
用揺動支点軸Ｐと平行あるいはほぼ平行な各揺動支点軸
Ｐ］、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
るための駆動用アクチュエータとしての流体圧シリンダ
９，１０．１１を設け、もって前記作業具８に掘削作業
軌跡Ｂを描かせるようにしである。

この作業装置Ａの作業軌跡Ｂを比例的に縮小した軌跡Ｔ
を描くモデルＤを前記キャビン４内に設け、かつモチ゛
ルＤの位置および姿勢変更に対して作業装置Ａが拡大比
例的に動作すべく、連係機構Ｅ・・・・・・によって作
業装置ＡとモデルＤとを連係しである。

前記モチ゛ルＤは、ブーム６に相当する第一リンク１２
と、アーム７に相当する第二リンク１３、および作業具
８に相当する握り操作部材１４から構威しである。

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バルブ
取付枠１５を取付けると共に、前記握り操作部材１４を
第二リンク１３に対して回転自在に枢着しである。

作業具駆動用の液体圧シリンダ１１に対するコントロー
ルバルブ■を操作するパイロットシリンダＣを設けると
共に、このパイロットシリンダＣを操作する中立復帰型
のパイロットバルブＶ１を前記バルブ取付枠１５に付設
し、そして、前記握り操作部材１４と一体回転する操作
アーム１６に前記パイロットバルブ■１のスプール２０
を連結しである。

前記作業具８に対するリンク機構１７と前記バルブ取付
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１８により連動連結しである。

つまり、握り操作部材１４を回転させてその位置及び姿
勢を作業具８と相違させると、パイロットバルブＶ１が
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がパイロットシリンダｖ１によってシリン
ダ駆動位置に操作され、もって、流体圧シリンダ１１に
より作業具８が駆動されるようにしである。

そして、作業具８の変位が前記ワイヤ１８によりバルブ
取付枠１５にフィードバックされる事により、作業具８
の駆動に伴ってパイロットバルブＶ１が切り状態にされ
てコントロールバルブ■が中立位置に復帰して作業具８
の駆動が停止されるようにしである。

前記パイロットバルブＶ１は第４図イに示す如く構成し
である。

すなわち前記バルブ取付枠１５に取付けた一個の弁箱１
９にスライド自在な一本のスプール２０を、その一端側
を弁箱１９から突出させた状態で内嵌すると共に、スプ
ール２０の突出端を前記操作アーム１６にピン連結しで
ある。

前記弁箱１９及び前記スプール２０に対してスライド自
在な筒状作動子２１をスプール２０に外嵌した状態で弁
箱１９に内装しである。

弁箱１９に一個のポンプポー１〜２２を設けると共に、
前記筒状作動子２１に付設の第一貫通孔２３を介して前
記ポンプポート２２に連通させた環状溝２４を前記スプ
ール２０の外周に形成しである。

前記コントロールバルブ■を、中立位置から正方向流体
供給位置すなわち作業具駆動用の流体圧シリンダ１１を
伸長作動させる位置に操作すべく、流体圧を前記パイロ
ットシリンダＣに付与する第一出力ポート２５、中立位
置から逆方向流体供給位置すなわち作業具駆動用の流体
圧シリンダ１１を短縮作動させる位置に操作すべく、流
体圧を前記パイロットシリンダＣに付与する第二出力ポ
ート２６を、夫々弁箱１９に設けると共に、前記第一出
力ポート２５に連通の第二貫通孔２７及び前記第二出力
ポート２６に連通の第三貫通孔２８を前記筒状作動子２
１に設けである。

筒状作動子２１の前記第一貫通孔２３と第二貫通孔２７
とを接続して実質的に第一出力ポート２５とポンプポー
ト２２とを接続する第一作用状態となる第一連通ポー）
−２４ａと、前記第一貫通孔２３と筒体第三貫通孔２８
とを接続して実質的に第２出力ポート２６とポンプポー
ト２２とを接続する第二作用状態となる第二連通ポー）
２４ｂとを、前記環状溝２４をもって構成すると共に、
スプール２０を中立位置にすると前記両連通ポー）２４
ａ、２４ｂが両出カポ−）２５．２６に対して非接続
の中立作用状態となり、スプール２０を中立位置から押
し引き操作すると第一連通ポー）２４ａのみが第一
出力ポート２５に対して接続する位置になる状態と、第
二連通ポー）２４ｂのみが第二出力ポート２６に対して
接続する位置になる状態とが択一的に得られるようにし
である。

弁箱１９に一個のタンクポート２９を、スプール２０内
に前記タンクポート２９に連通の流路３０を、スプール
２０に前記流路３０に連通の第一貫通孔３１及び第二貫
通孔３２を夫々設けると共に、前記両出カポ−）２５
．２６の夫々が前記連通ポー１−２４１，２４ｂとの非
接続状態において前記スプール流路３０、前記スプール
第一貫通孔３１及びスプール第二貫通孔３２を介して前
記タンクポート２９に接続されるように構威しである。

前記スプール流路３０に連通の第三貫通孔３３及び第四
貫通孔３４をスプール２０に設け、前記筒状作動子２１
に対する第一弁室３５及び第二弁室３６を設けると共に
、前記第一弁室３５に連通の第一流路３７及び前記第二
弁室３６に連通の第二流路３８を設け、更に前記第一流
路３７と前記スプール第四貫通孔３４とを連通させる第
四貫通孔３９、及び、前記第二流路３８と前記スプール
第三貫通孔３３とを連通させる第五貫通孔４０を筒状作
動子２１に設けである。

第一弁室３５内に、筒状作動子２１を中立位置にスライ
ド付勢するための第一バランススプリング４１を、第二
弁室３６内に筒状作動子２１を中立位置にスライド付勢
するための第二バランススプリング４２を夫々設けると
共に、筒状作動子２１及びスプール２０が中立位置に操
作されている状態において両弁室３５．３６が前記タン
クポート２９に接続されるべく構威しである。

前記スプール２０に螺着の筒体４６に、筒体４８に対し
て相対移動自在に外嵌した２枚の円板４７．４７を設け
、これら円板間にスプール２０を中立位置に付勢する復
帰用スプリング４８を設けである。

もって、握り操作部材１４の回転によりスプール２０が
押し引き操作されるに伴い、ポンプポート２２からの流
体圧を両出力ポート２５．２６から択一的にパイロット
シリンダＣに供給すると共に、パイロットシリンダＣか
らの流体を、タンクポート２９を介してタンク４３に戻
すべく作動するように構成してあり、スプール２０を押
し込み操作した場合の作動を例にして第４図を基に説明
する。

すなわち、スプール２０が第４図イに示す中立位置から
押し込み操作されると、第４図口に示すように、第二出
力ポート２６及び第一弁室３５がポンプポート２２に接
続する状態にあると共に、第−出力ポート２５及び第二
弁室３６のタンクポート２９への接続を維持する第一作
用状態となり、作業用コントロールバルブ■を逆方向流
体圧供給位置に操作すべくパイロットシリンダＣに流体
を供給すると共に、パイロットシリンダＣからの排出流
体をタンク４３に戻し、更に、第一弁室３５側の圧力増
加に伴って筒状作動子２１を第二バランススプリング４
２に抗してスライドさせる。

そして、筒状作動子２１が第４図へに示す位置に移行さ
れると、両連通ポー）２４ａ、２４ｂが非接続状態にな
ると共に、両出カポ−）２５．２６及び両弁室３５，
３６がタンクポート２９に接続する状態となって、パイ
ロットシリンダＣがフローティング状態になってコント
ロールバルブＶが中立位置に復帰する。

この間に、作業具８が駆動されて変位することにより、
フィードバック手段としてのワイヤ１８を介して弁箱１
９が操作具８に対してバルブ閉じ方向に移動されると共
に、第二バランススプリング４２により筒状作動子２１
がスライドされていて、第４図二に示すようにバルブ■
、全体が中立作用状態に復帰する。

スプール２０を引き操作した場合には、筒状作動子２１
及び弁箱１９の移動方向が逆になって前述の場合と同様
に作動する。

前記作業装置Ａ側のアーム７とモチ゛ルＤ側の第二リン
ク１３との連係機構Ｅは、枢支軸４４を介して第二リン
ク１３と第一リンク１２とを相対回転自在に連結すると
共に前記枢支軸４４にバルブ取付枠１５を遊嵌し、アー
ムシリンダ用コントロールバルブ■を操作するパイロッ
トシリンダＣに対するパイロットバルブ■１を、前記バ
ルブ取付枠１５に付設すると共に前記枢支軸４４に連結
し、そして、アーム用の揺動支点軸Ｐ１をアーム７に固
着すると共に、前記アーム用の揺動支点軸ｐ１とモチ゛
ルＤ側の前原バルブ取付枠１５とをワイヤ４５により連
結してあり、又、ブーム６と第一リンク１２との連係機
構Ｅも同様に構成してあり、もって作業装置Ａをモチ゛
ルＤによって遠隔操作すべく構威しである。

【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図はバックホウ作業車の全体側面
図、第２図は連係機構図、第３図は流体圧回路図、第４
図イ９口、ハ、二はパイロットバルブの構造とその作動
状態の説明図である。６・・・・・・ブーム、７・・・・・・アーム、８・・
・・・・作業具、１９・・・・・・弁箱、２０・・・・
・・スプール、２１・・・・・・筒状作動子、２２・・
・・・・ポンプポート、２５・・・・・・第一出力ポー
ト、２６・・・・・・第二出力ポート、２９・・・・・
・タンクポート、３０・・・・・・流路、３５゜３６・
・・・・・弁室、４１．４２・・・・・・バランススプ
リング、４８・・・・・・復帰用スプリング、Ａ・・・
・・・作業装置、Ｃ・・・・・・パイロットシリンダ、
Ｄ・・・・・・モデル、■・・・・・・コントロールバ
ルブ、■１・・・・・・パイロットバルブ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

作業装置Ａと、その駆動用アクチュエータ９゜１０．１
１．ならびに、前記駆動用アクチュエータ９゜１０．１
１の作動を圧油供給方向の切換えによって制御スるコン
トロールバルブＶ・・・・・・、および、操作アーム１
６・・・・・・の押し引き操作に伴って操作されるパイ
ロットバルブ■１・・・・・・の作動に基いて前記コン
トロールバルブ■・・・・・・を切換え操作するパイロ
ットシリンダＣ・・・・・・を備え、かつ、前記作業装
置Ａの作動に伴って前記パイロットバルブ■１・・・・
・・の弁箱１９・・・・・・を操作アーム１６・・・・
・・の操作方向と同方向に移動させるフィードバック手
段１８を設けてなる作業機の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に、ポンプポート
２２と、前記パイロットシリンダＣの一方のシリンダ室
に連なる第一出力ポート２５、ならびに、他方のシリン
ダ室に連なる第二出力ポート２６、および゛、タンクポ
ート２９とを形成し、このパイロットバルブ■１の弁箱
１９内に相対摺動自在に挿嵌されるスプール２０の一端
を、前記弁箱１９外へ突出させて前記操作アーム１６に
連繋させると共に、そのスプール２０に外嵌して相対摺
動自在に構威された筒状作動子２１を前記弁箱１９内に
設置して、その筒状作動子２２で弁箱１９内を仕切るこ
とにより、弁箱１９内に二つの弁室３５．３６を形成し
、また、前記筒状作動子２１には、その摺動方向の両側
で互に相反する方向に付勢力を有して前記筒状作動子２
１の弁箱１９内における一定位置を弾性的に維持するバ
ランススプリング４１．４２を装着し、前記スプール２
０に対しては、前記操作アーム１６の操作方向とは逆方
向に付勢力を与えるスプール復帰用スプリング４８を装
着し、かつ、前記スプール２０内には、常時タンクポー
ト２９側に連通される流路３０を形成し、さらに、前記
スプール２０を、前記操作アーム１６の一方向への操作
に伴って、前記ポンプポー１−２２を第一出力ポート
２５と一方の弁室３６とに連通させると共に他方の弁室
３５をタンクポート２９に連通させる第一作用状態と、
これとは逆に、前記操作アーム１６の逆方向への操作に
伴って、前記ポンプポート２２を第二出力ポート２６と
前記一方の弁室３６とは反対側に位置する他方の弁室３
５とに連通させると共に前記一方の弁室３６をタンクポ
ート２９に連通させる第二作用状態と、前記ポンプポー
ト２２を前記第一、第二の何れの出カポ−）２５．２
６にも連通させずに左右の両弁室３５．３６をタンクポ
ート２９に連通させる中立作用状態とに切換自在に構威
し、前記筒状作動子２１は、前記スプール２０が第一作
用状態または第二作用状態に操作されたときに、ポンプ
ポート２２からの供給圧油によって前記バランススプリ
ング（４１または４２）の作用力に抗してスプール２０
ならひ゛に弁箱１９に対して相対摺動することにより、
連通状態にある側の出力ポート（２５または２６）を閉
塞する方向に作動すべく構成し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。