JPS59726B2 - 油圧操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、減圧弁式遠隔操作弁で方向切替弁のスプール
等の被操作体を操作する油圧操作装置に関するものであ
る。

つぎに、従来の減圧弁式遠隔操作弁で方向切替弁を操作
する油圧系統を第１図により説明する。

減圧弁式遠隔操作弁（以下遠隔操作弁という）Ｒの弁本
体１には、押し棒体２、スリーブ３、連結押し棒４、ス
プール５がたがいに結合状態で軸方向に移動できるよう
におさめられており、スリーブ３と連結押し棒４の一端
に形成したばね受は部との間には平衡ばね６が、スプー
ル５の反連結押し枠側の端面と弁本体１の内壁面との間
には戻しばね１が取付けられている。

平衡ばね６のばね力は戻しばねＩのそれより大きく設定
されている。

スプール５のまわりの弁本体部には圧油供給ポート８，
９．１０が形成されており、圧油供給ポート８は油圧源
側の通路１１に、タンクポート１０は油タンク側の通路
１２に通じている。

通路１１は油圧ポンプ１３の吐出側に接続され、通路１
２は油タンク１４に接続されている。

また、出力ポート９と戻しばね１がおさめられている背
圧室１５とは通路１６により接続されている。

弁本体１の壁部には押し棒体２を操作するレバー１７が
揺動できるように取付けられている。

なお、押し棒体２およびそれに関連する上記の各部品は
左右に設けられている。

方向切替弁Ｓの弁本体１８にはスプール１９が軸方向に
摺動できるようにおさめられており、スプール１９のま
わりの弁本体部にはポート２０〜２４が形成されている
。

ポート２０は油圧ポンプ２５の吐出側に、ポート２３．
２４は油タンク１４に、ポート２１はアクチュエータ、
たとえば油圧シリンダ２６の反ロンド側の室に、ポート
２２は油圧シリンダ２６のロンド側の室に接続されてい
る。

スプール１９の両端物には一組のばね受け２７ａ 、２
７ｂ 、２７ａ’、２７ｂ’が取付けられており、それ
ぞれの組みのばね受は間にばばね２８．２８’が設けら
れている。

遠隔操作弁Ｒの背圧室１５は導油管２９．３０により方
向切替弁５の弁本体１Ｂ内における操作圧力室３１．３
１’に接続されている。

レバー１７を矢印り方向に倒すと、レバー１７の端部に
より押し棒体２がＺだけ下方に押し込まれ、それととも
にスリーブ３も下方に動匂スプール５は戻しばね７によ
って連結押し棒４に押し付けられており、また、連結押
し棒４は平衡ばね６による下方への力を受けており、か
つ、平衡ばね６のばね力が戻しばね１のそれより大きく
設定されているので、押し棒体２、スリーブ３にＺの変
位が与えられると、スリーブ３、連結押し棒４、スプー
ル５は戻しばね７の反力に打ち勝って、はぼ一体となっ
て下方へ移動する。

このスプール５の移動量に応じてスプール５の環状凹部
５ａと圧油供給ポート８との絞り部の開度が決定し、し
たがって、スプール５の環状凹部５ａを介して出力ポー
ト９と通路１１とが連通され、油圧ポンプ１３からの圧
油が通路１１、スプール５と圧油供給ポート８との絞り
部、出力ポート９、通路１６背圧室１５、導油管２９を
経て方向切替弁Ｓの操作圧力室３１に流入する。

これによりばね２８゜２８′の設定力に打ち勝ってスプ
ール１９が右方へ摺動させられる。

この時、反対側の操作圧力室３１′の油は導油管３０、
反対側の背圧室１５、通路１６、ポート９、ポート１０
、通路１２を経て油タンク１４に流れる。

こうしてスプール１９の移動量がｙになったとすれば、
操作圧力室３１でばばね２８．２８’によって油圧ｐ２
が操作レバーの操作量に応じた所定の圧力まで上昇し、
その圧力は導油管２９を経て室１５に伝わり、遠隔操作
弁Ｒのスプール５に油圧ｐ１として作用する。

これにより、スプール５゜連結押し棒４が平衡ばね６に
打ち勝って押し上げられ、スプール５と圧油供給ポート
８との絞り部が閉じられて通路１１から出力ポート９側
への圧油の流入が遮断される。

一方、方向切替弁Ｓでは、スプール１９の移動量ｙによ
って、その絞り部が開き、油圧ポンプ２５からの圧油の
一部Ｑが油圧シリンダ２６の反ロンド側の室に流入し、
負荷をある速度Ｖで駆動する。

このように、レバー１１のある操作角度に対応して、遠
隔操作弁Ｒの出力圧力ｐ１、方向切替弁Ｓのスプール１
９の移動量ｙ１主回路を流れる圧油量Ｑ、負荷の速度Ｖ
が得られることになる。

レバー１１を中立位置に戻せば、押し棒体２に対する下
方への押圧力がなくなるので、スリーブ３と連結押し棒
４とは平衡ばね６によって一体となり、これらとスプー
ル５は戻しばね７によって元の状態に復帰させられる。

その状態では、遠隔操作弁Ｒの圧力供給ポート８は閉鎖
され、タンクポート１０は開放されるので、導油管２９
、背圧室１５内の油は、ばね２８のスプール１９を押す
力によって、タンクポート１０側の絞り部を通って油タ
ンク１４に排出され、方向切替弁Ｓが中立位置に復帰す
る。

したがって、油圧ポンプ２５から方向切替弁Ｓの絞り部
を通って油圧シリンダ２６へ流れる圧油は遮断され、負
荷の運動が停止する。

上述した遠隔操作弁は、機械的なリンク機構により方向
切替弁を操作するものにくらべて、操作力が小さいとい
う利点と油を介して操作するので応答遅れが大きいとい
う欠点とを持っている。

その応答遅れについてくわしく述べる。

第２図はレバー１１をＺだけ急激に操作した場合の、操
作圧力室３１の油圧ｐ２、背圧室１５の油圧ｐ１、遠隔
操作弁Ｒのスプール５と圧油供給ポート８との絞り部の
流入面積ａ１方向切替弁Ｓのスプール１９の移動量ｙの
時間に対する変化の仕方を示したものである。

このようになる理由は下記のとおりである。

レバー１７により急激に押し棒体２をＺだけ押し込めば
、それと同時に（不感帯を無視すれば）上記流入面積ａ
は最大値まで開き、油圧ｐ□もそれから下流の管路抵抗
等のために急激に立ち上がる。

したがって、その油圧ｐ１によって遠隔操作弁Ｒのスプ
ール５は、平衡ばね６に打ち勝って急激に押し戻され、
流入面積ａも短時間Δｔでほとんど零になる。

一方、導油管２９を通過して方向切替弁Ｓのスプール１
９を押す流量ｑは ｑ＝Ｃａ、／Ｔｉ７「「 ・・・・・（１）で表わさ
れる。

ただし、Ｃは定数−１）ｏは通路１１の圧力とする。

ａが短時間で零近辺に低下すれば、流量ｑも急激に減少
し、したがって、次式（２）で表わされる方向切替弁Ｓ
のスプール１９の移動量ｙがある目標値ｙ。

ｎｄに達する時間が長び（ことになる。

ｙ＝Ａ／ｑｄｔ ・−・・・（２）ただし、Ａ
は定数である。

このことをいいかえればつぎのようになる。

遠隔操作弁Ｒの押し棒体２を押し込んだ直後に、まだ、
方向切替弁Ｓのスプール１９が目標値ｙ。

ｎ、に、したがって操作圧力室３１内の油圧ｐ２が目標
値ｐ２ｅｎｄに達する前に、室１５側の油圧ｐ□が管路
抵抗等のために急激に立ち上がり、その油圧ｐ１が遠隔
操作弁Ｒのスプール５を押し上げ、流入面積ａを急激に
絞ってしまうわけである。

この結果ｙＩＪ″’ ｙｅｎｄに達する時間が長びくこ
とになる。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、方向切替弁のスプール
等の被操作体の操作圧力室の圧力が所定の値に達する前
に減圧弁式遠隔操作弁から被操作体の操作圧力室に流れ
る流量が急激に減少して、被操作体が所定の量だけ移動
する時間が長びくことを防止することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、操作レバーの操作量
に応じて圧縮されるばね手段と、このばね手段を介して
移動するスプールと、スプールの移動量によってスプー
ルと弁本体に形成された圧油供給ポートとの開度が決定
される絞り部とを有し、油圧源からの圧油を前記絞り部
、弁本体に形成された出力ポートおよび管路を介して被
操作体の操作圧力室に作用させる減圧弁式遠隔操作弁を
備え、前記操作圧力室に作用する油圧により被操作体が
操作レバーの操作量に応じた所定の量だけ移動すると操
作圧力室の油圧が所定の圧力となり、背圧室を介して前
記スプールに作用して前記絞り部を閉じるようになって
いる油圧操作系統において、前記弁本体の出力ポートと
被操作体の操作圧力室とを第一の管路によって接続する
とともに、前記背圧室と被操作体の操作圧力室とを第二
の管路によって接続したことを特徴とするものである。

まず、第３図に示す本発明の一実施例について説明する
。

同図において第１図と同じものには同じ符号をつけてあ
り、また、第１図における油圧ポンプ１３，２５、油圧
シリンダ２６等は省略しである。

遠隔操作弁Ｒと方向切替弁Ｓとは、油を流動させて方向
切替弁のスプールを動かす導油管と、静的には方向切替
弁のスプールの移動量に対応する油圧を遠隔制御弁にフ
ィードバックしてそのスプールを押し戻すための導油管
によりたがいに接続されている。

すなわち、遠隔操作弁Ｒの出力ポート９はそれぞれ導油
管３２．３３により方向切替弁Ｓの操作圧力室３１．３
１’の左端、右端に接続され、遠隔操作弁Ｒの背圧室１
５はそれぞれ導油管３４．３５により方向切替弁Ｓの操
作圧力室３Ｌ３１’の中間部に接続されている。

レバー１γを倒して押し棒体２を押し込んだ後の動作は
従来のものとほぼ同じであるが、導油管３２．３３と導
油管３４，３５とを別個にしたので、遠隔操作弁Ｒから
導油管３２を通って方向切替弁Ｓの操作圧力室３１に圧
油が流れてスプール５と圧油供給ポート８との絞り部下
流側（導油管３２）の管路抵抗により絞り部属後の部分
の油圧が急激に立ち上っても、スプール５を押し戻して
スプール５と圧油供給ポート８との絞り部を閉じるよう
に作用する背圧室１５の油圧は前述の絞り部属後の部分
の油圧の急激な立ち上りより遅れて、方向切替弁Ｓの操
作圧力室の上昇に応じて立ち上る。

したがって、前記絞り部の圧油の流入面積が急激に減少
することがなく、方向切替弁Ｓのスプール１９の応答時
間（入力変位Ｚを与えてから、所定の出力変位ｙを得ら
れるまでの時間）は短縮される。

第４図はこの実施例におけるスプール１９の移動量ｙ１
油圧ｐ２．ｐ１、流入面積ａ１押し込み量Ｚと時間との
関係を示す。

すなわち、流入面積ａの大きく開いている時間Δｔが大
きいゆえ、（１）式で表わされる流量ｑも大きくなり、
したがって、スプール１９の移動量ｙて目標値ｙｅｎｄ
に達する時間も短縮される。

第５図は本発明の他の実施例を示し、同図中第３図と同
じものには同じ符号をつけである。

出力ポート９はさぎの実施例と同じに導油管３２．３３
によりそれぞれ操作圧力室３１、３１’に接続されてい
る。

遠隔操作弁Ｒのスプール５に作用して流入面積ａを絞る
ように働（油圧ｐ１が、絞り部属後の油圧ｐＨより遅れ
て発生するように、背圧室１５と出力ポート９側とをつ
らねた通路３６に絞り３７が設けられ、その通路３６に
対して逆止弁３８を設けた通路３９が接続されている。

逆止弁３８は操作レバー１７を急激に操作して、押し棒
体２を押し込んだとき、背圧室１５の圧油が逆止弁３８
を経て導油管３２に逃げることによりスプール５が下方
に押し下げられて入力変位２の投入が円滑に行われるよ
うにするためのものである。

また、背圧室１５とタンクポート１０とは通路４０によ
り接続されており、通路４０の途中には逆止弁４１が設
けられており、操作レバー１７を中立位置に戻したとき
、通路１２、タンクポート１０を経て油タンクから油を
背圧室１５に吸い込んで背圧室１５のバキューム現象を
防ぐことにより、入力変位２の解除が円滑に行われる。

レバー１７を倒して押し棒体２を押し込んだ後ノｔＭ’
Ｉｌ＝は従来のものとほぼ同じであるが、フィードバッ
クの油圧信号ｐ１を、出力ポート９側の油圧ｐ１ より
遅れて立ち上らせるようにしたので、流入面積ａがａｇ
ｏになるに要する時間Δｔは、第４図のように、第２図
のそれとくらべて大きくなるゆえ、流量ｑも大きくなり
、したがって、ｙが目標値ｙｅｎｄに達する時間が短縮
される。

以上説明した本発明によれば、遠隔制御弁で方向切管弁
のスプール、可変吐出量杉油圧ポンプの斜板等の被操作
体を操作する際の応答遅れを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の遠隔操作弁で方向切替弁を操作する系統
を示す断面図、第２図は第１図の系統における応答波形
を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す断面図、第
４図は第３図の実施例における応答波形を示す図、第５
図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 Ｒ・・・・・・減圧弁式遠隔操作弁、８・・・・・・方
向切替弁、２・・・・・・押し棒体、５・・・・・・ス
プール、６・・・・°°平衡ばね、７・・・・・・戻し
ばね、８・・・・・・圧油供給ポート、９・・・・・・
出力ポート、１０・・・・・・タンクポート、１１゜１
２・・・・・・通路、１３・−・・・・油圧ポンプ、１
４・・・・・・油タンク、１５・・・・・・背圧室、１
７・・・・・・レバー、１９・・・・・・スプール、２
０〜２４・・・・・・ポート、２５・・・・・・油圧ポ
ンプ、２６・・・・・・油圧シリンダ、３１，３１’・
・・・・・操作圧力室、３２，３３・・・・・・導油管
、３４゜３５・・・・・導油管、３６・・・・・・通路
、３９・・・・・・通路、４０・・・・・・通路、４１
・・・・・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操作レバーの操作量に応じて圧縮されるばね手段と
   、このばね手段を介して移動するスプールと、スプール
   の移動量によってスプールと弁本体に形成された圧油供
   給ポートとの開度が決定される絞り部とを有し、油圧源
   からの圧油を前記絞り部、弁本体に形成された出力ポー
   トおよび管路を介して被操作体の操作圧力室に作用させ
   る減圧弁式遠隔操作弁を備え、前記操作圧力室に作用す
   る油圧により被操作体が操作レバーの操作量に応じた所
   定の量だけ移動すると操作圧力室の油圧が所定の圧力と
   なり、背圧室を介して前記スプールに作用して前記絞り
   部を閉じるようになっている油圧操作系統において、前
   記弁本体の出力ポートと被操作体の操作圧力室とを第一
   の管路によって接続するとともに、前記背圧室と被操作
   体の操作圧力室とを第二の管路によって接続したことを
   特徴とする油圧操作装置。