JPS63186012A - 油圧作動機器における切換弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧シリンダ等の油圧作動機器を駆動制御す
るための切換弁制御装置に関し、例えばダンプカーにお
けるダンプシリンダの駆動制御に利用される。

（従来の技術） 従来、例えばダンプカーのダンプシリンダを駆動制御す
る切換弁制御装置は、複数の流体通路を有する切換弁本
体部にスプールが軸方向に摺動可能に嵌挿されるととも
に、このスプールの一端部が運転席内に設置された操作
レバーにワイヤを介して連動されており、この操作レバ
ーを手動操作することによってスプールを移動させて流
体通路の切換を行っていた。しかし運転席内に′この操
作レバーが揺動操作できるような比較的大きなスペース
が必要になるため、この操作レバーの設置にあたって制
約を受け、仮にスペースが小さい運転席内に設置できた
としても操作レバーの操作性が悪くなるという不具合が
生じた。

そこで、近年、切換弁制御装置におけるスプールの移動
操作にソレノイドに電流を通じた際に生じる磁気作用を
利用し、この作用によってスプールを移動させて流体通
路の切換えを行ういわゆる電磁弁を用いることによって
操作ボックスが運転席内に場所を取らず且つ容易に設置
できるように図られているものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記電磁弁によって操作ボックスが運転
席内に場所を取らず且つ容易に設置できるようになされ
たものの、言亥電６ｆｆ弁はソレノイドの励磁および消
磁によってスプールを移動させるものであるから、スプ
ールは、例えばソレノイドが励磁された時の切換位置ま
たはこのソレノイドが消磁された時の中正位置しか取る
ことができない。すなわち、切換位置から中正位置に切
換えられる途中の位置にスプールを停止させる、いわゆ
るインチング操作ができないという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明の油圧作動機器における切換弁制御装置は、油圧
作動機器と、動力源から動力を取り出す動力取出装置で
駆動される油圧ポ゛ンブとの間に配設され、上記油圧ポ
ンプからの圧油を制御する切換弁制御装置であって、該
切換弁制御装置は、複数の流体通路が、軸方向に摺動可
能なスプールにより切換え可能になされた切換弁本体部
と、前記スプールの一端部に連動され該スプールを軸方
向に移動させる駆動部と、前記スプールの位置を検出す
る検出部とを備え、前記駆動部は、操作部材によって正
逆回転が制御可能になされた電動モータを有し、この電
動モータの回転によりスプールが軸方向に移動されると
ともに、電動モータの回転を任意に停止させることでス
プールが任意の位置で停止可能になされたものである。

（作用） 電動モータの回転によりスプールが移動し、これによっ
て流体通路の切換えを行う。スプールの移動方向および
移動量は電動モータの回転方向および回転量によって決
定され、電動モータの回転を停止することでスプールは
任意の位置で停止する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本例では、本発明に係る油圧作動機器における切換弁制
御装置を、例えばダンプカーに通用したものについて説
明する。

ここで、図示はしていないが、このダンプカーは、車体
とこの車体上に傾動可能に搭載された荷箱との間にダン
プシリンダＣｙを備えたホイスト機構が配設されており
、エンジンからの動力をミッションを介して取り出す動
力取出装置によって油圧ポンプＰが駆動され、この油圧
ポンプＰから供給される圧油を切換弁制御装置で制御し
、これによってダンプシリンダｃｙが伸縮して荷箱が傾
伏動作するようになされている。

切換弁制御装置は、第１図乃至第４図に示すように、複
数の流体通路が、軸方向に摺動可能なスプール２により
切換え可能になされた切換弁本体部Ａと、スプール２の
一端部に連動され該スプール２を軸方向に移動させる駆
動部Ｂと、スプール２の位置を検出する検出部Ｃとを備
えたものである。

前記切換弁本体部Ａは、ポンプボート３、シリンダボー
ト４、およびタンクボート５とがスプール挿通孔１にそ
れぞれ連通されており、このスプール挿通孔１には軸方
向に摺動可能になされたスプール２が嵌入されている。

そして、シリンダボート４はダンプカーのダンプシリン
ダＣｙＯ後ポ−トに連通゛され、ポンプポート３は前記
油圧ポンプＰの吐出口に連通されている。また、ポンプ
ポート３の油路とシリンダポート４の油路とはポンプポ
ート３側からシリンダポート４側へ流入可能な逆止弁Ｃ
ｋを介して連通されている。さらに、タンクポート５は
タンクＴに連通されている。

スプール２は、スプール挿通孔１と略同径の大径部６と
該スプール挿通孔１より径の小さい小径部７とからなり
、スプール２が軸方向へ移動することにより、スプール
挿通孔１、ポンプポート３、シリンダボート４、および
タンクポート５によって形成された流体通路の切換えが
可能になされている。

また、スプール２は、その一端部２ａが前記駆動部Ｂの
ハウジング１１内に、他端部２ｂが前記検出部Ｃのハウ
ジング２１内に、それぞれ遊嵌されている。スプール２
の一端部２ａには、その軸芯を中心とする雌ネジ８が軸
方向に所定深さで成形されるとともに、この一端部２ａ
の周面にはスプール２の回止め用の溝孔９，９がそれぞ
れ軸方向に所定長さで形成されている。これら雌ネジ８
の深さおよび溝孔９．９の長さはスプール２の移動スパ
ンによって設定される。

駆動部Ｂは、スプール２の一端部２ａに連動された回転
軸１２と、この回転軸１２にウオームホイール１５およ
びウオーム１６を介して連動され、回転軸１２を正逆方
向に回転させる電動モータ１３と、スプール２の一端部
２ａに形成された溝孔９゜９に係合する係合ピン１４．
１４とから構成されている。

回転軸１２は、一端部がハウジング１１を貫通してハウ
ジング１１内に遊嵌されており、前記スプール２と同軸
芯上に配置されている。回転軸１２の一端部の周面には
雄ネジ１２ａが形成され、この雄ネジ１２ａはスプール
２の一端部２ａに形成された雌ネジ８に螺入されている
。また、回転軸１２の他端部にはウオームホイール１５
が一体的に設けられている。

電動モータ１３は、ダンプカーのバッテリー電源により
回転され°るもので、電動モータ１３の駆動軸１３二に
ウオーム１６が一体的に設けられ、このウオーム１６は
上記ウオームホイール１５と噛み合っている。

保合ピン１４．１４は、その周面に雄ネジが形成されて
おり、ハウジング１１を貫通して形成された雌ネジ１７
．１７に螺入している。これによって、係合ピン１４．
１４の先端部はスプール２の溝孔９．９に係合し、スプ
ール２の回転を抑止している。

このように構成された駆動部Ｂは、スプール２が回転を
抑止されているため、電動モータ１３の回転による回転
軸１２の回転によってスプール２を軸方向に移動するよ
うになされている。つまり、スプール２の移動方向およ
び移動量は電動モータ１３によって自在に制御できるよ
うになされている。

検出部Ｃは、前述したようにスプール２の位置の検出、
すなわち切換弁本体部Ａにおける流体通路の切換状態を
検出するものである。この検出部Ｃは、ハウジング２１
に設けられた３個のりミツトスイッチ２２，２３．２５
からなり、これらリミットスイッチ２２，２３．２５の
各接触子２２ａ、２３ａ、２５ａはハウジング２１を貫
通して該ハウシング２１内に突入されている。一方、ハ
ウジング２１内に遊嵌されているスプール２の他端部２
ｂには溝部１０が形成されており、リミットスイッチ２
２，２３．２５の接触子２２ａ、２３ａ、２５ａは大径
部６と当接して接（ＯＮ）状態になり、溝部１０の周面
上に位置する時には断（ＯＦＦ）状態になされている。

溝部１００幅はスプール２の移動スパンによって設定さ
れる。

また、３個のリミットスイッチ２２，２３．２５は、第
１図に示すようにスプール２が中正位置にある状態にお
いて、リミットスイッチ２２．２５の接触子２２ａ、２
５ａが溝部１ｏの両端に設置されるとともに、リミット
スイッチ２３の接触子２３ａがこの溝部１０の中央に位
置するように設置されており、この状態においてこれら
リミットスイッチ２２，２３．２５はすべてＯＦＦにな
されている。

表１ば切換弁本体部Ａの状態とリミ・ノトスイ・７チ２
２，２３．２５の断接状態とを示したものである。

表１ さらに第５図は、この表１におけるリミットスイッチ２
２．２３．２５の接触子２２ａ、２３ａ。

２５ａとスプール２の他端部２ｂとの当接状態を示し、
図中、網線で記した接触子２２ａ、２３ａ。

２５ａはスプール２の大径部６に当接してリミットスイ
ッチ２２．２３．２５がＯＮになされたものである。第
５図（ａ）は切換弁本体部Ａが最大下げ状態時における
両者の当接状態を示し、第５図（ｂ）は切換弁本体部Ａ
が下げ状態時における両者の当接状態を示し、第５図（
Ｃ）は切換弁本体部Ａが中正状態時における両者の当接
状態を示し、第５図（ｄ）は切換弁本体部Ａが上げ状態
時における両者の当接状態を示し、第５図（Ｐｉｌは切
換弁本体部Ａが最大上げ状態時における両者の当接状態
を示している。

このように、３個のリミットスイッチ２２，２３゜２５
の断接状態によりスプール２の位置が検出でき、これに
ともなう切換弁本体部Ａの切換状態がわかる。

第６図は、電動モータ１３の駆動、およびこの電動モー
タ１３の駆動により移動するスプールの位置を操作者に
知らせるためのランプやブザーを制御するための電気回
路図を示している。

図において、ＳＷは電動モータ１３の正逆回転を制御す
る操作スイッチ（操作部材）で、この操作スイッチＳＷ
は、操作するときは手動で行い、手を放すと自動的に復
帰して、元の状態（第６図に示す状態）に戻る手動操作
自動復帰式のものが好ましい。Ｒ８−Ｒ３はリレー、Ｒ
１ｍ〜Ｒ３１はリレーＲ′、〜Ｒ３によって開閉制御さ
れる常時開のリレースイッチ、Ｒ１１＋〜Ｒ３ｂはリレ
ーＲ８〜Ｒ３によって開閉制御される常時閉のりレース
イソチ、１３は電動モータ、Ｌ、は上げ表示ランプ、Ｌ
２は下げ表示ランプ、Ｌ、は中正表示ランプ、ＢＺはス
プールが最大上げおよび最大下げ位置に達したことを知
らせるブザーである。

第７図は、ダンプカーの運転席内に設置される操作ボッ
クス３０を示し、この操作ボックス３０の前面には操作
スイッチＳＷおよび各表示ランプＬ、−Ｌ３が配置され
ており、内部には各リレーＲ＋　、Ｒｚ　、Ｒｓ　、ブ
ザーＢＺ等が収納されている。そして、この各表示ラン
プＬ１〜Ｌ３により操作者はスプール２の位置、つまり
切換弁本体部Ａの切換状態を把握することができる。ま
た、この操作ボックス３０は運転席内に場所を取らずに
容易に設置できる。

次に、以上のように構成された切換弁制御装置の動作お
よび作用について説明する。

第１図に示すように、スプール２が中正位置にある状態
において操作スイッチＳＷを上げ側に操作すると、電動
モータ１３が回転（この回転方向を便宜上、正回転とす
る）し、ウオーム１６およびウオームホイール１５を介
して回転軸１２が回転する。この回転軸１２の回転に対
応してスプール２は図において、右方向に移動する。ス
プール２が右方向へ移動すると、まずリミットスイッチ
２２の接触子２２ａがスプール２の他端部の大径部６と
当接してＯＮになる。これによって、上げ表示ランプＬ
、が点灯するとともに、リレーＲ３が励磁されてリレー
スイッチＲ０が開から閉に、リレースイッチＲ１ｂが閉
から開に切換わり、中正表示ランプし３が消える。さら
に、スプール２が右方向に移動すると、リミットスイッ
チ２２の接触子２２ａに続いてリミットスイッチ２３の
接触子２３ａが大径部６と当接してＯＮになる。これに
よって、リレーＲ２が励磁されてリレースイッチＲ２ｍ
が開から閉に、リレースイッチＲＺｂが閉から開に切換
わり、電動モータ１３が停止して、スプール２の移動が
停止するとともに、ブザーＢＺが鳴って最大上げ位置に
達したことを知らせる。この時、スプール２の位置は第
３図に示す位置にあり、油圧ポンプＰから供給される圧
油がポンプポート３の油路から逆止弁Ｃｋを介してシリ
ンダポート４の油路へ供給され、ダンプシリンダｃｙＯ
後ボートへ供給されて伸長する。よって、このダンプカ
ーの荷箱は最大角度まで傾動する。

また、スプール２が中正位置から最大上げ位置に切換え
られる途中で操作スイッチＳＷを放すと、この操作スイ
ッチＳＷは第６図に示す無接点位置に戻り、電動モータ
１３は停止し、これにともなってスプール２も切換途中
の位置で停止する。この時、ポンプポート３はスプール
２の大径部６によって完全に閉じられておらず、このた
め、ポンプポート３に油圧ポンプＰから供給される圧油
はタンクポート５側にも幾分流れ、ポンプポート３から
シリンダポート４へ供給される圧油量は前記タンクポー
ト５に一部迂回する分だけ減少する。

よって、ポンプポート３からシリンダポート４へ供給さ
れる圧油量に見合う分だけダンプシリンダｃｙは伸長し
、スプール２が最大上げ位置にあるときに比べてゆっく
りと荷箱が傾動する。このように、操作スイッチＳＷを
操作してスプール２を切換途中の任意の位置に停止させ
ることで、ポンプポート３側からシリンダポート４側へ
送られる圧油量を調節してダンプシリンダｃｙの伸長動
作を制御し、荷箱の傾動スピードを任意に調整すること
ができる。

次に、スプール２が中正位置にある状態において、操作
スイッチＳＷを下げにすると、電動モータ１３が前記操
作スイッチＳＷを上げにした時の正回転に対して逆の方
向に回転（逆回転とする）し、ウオーム１６およびウオ
ームホイール１５を介して回転軸１２も前記とは逆の方
向に回転する。

この逆回転に対応してスプール２は図において左方向に
移動する。スプール２が左方向へ移動すると、呟ずリミ
ットスイッチ２５の接触子２５ａがスプール２の他端部
２ｂの大径部６と当接してＯＮになる。これによって、
下げ表示ランプＬ２が点灯するとともに、リレーＲ３が
励磁されてリレースイッチＲｆｆａが開から閉に、リレ
ースイッチＲ３ｂが閉から開に切換わり、中正表示ラン
プＬ、が消える。さらに、スプール２が左方向に移動す
ると、リミットスイッチ２５の接触子２５ａに続いてリ
ミットスイッチ２３の接触子２３ａが大径部６と当接し
てＯＮになる。これによって、リレーＲ２が励磁されて
リレースイッチＲ２ｍが開から閉に、リレースイッチＲ
２ｂが閉から開に切換わり、電動モータ１３が停止して
スプール２の移動が停止するとともに、ブザーＢＺが鳴
って最大下げ位置に達したことを知らせる。この時、ス
プール２の位置は第４図に示す位置にあり、シリンダボ
ート４とタンクボート５とがスプール挿通孔１によって
連通され、圧油はシリンダボート４からタンクボート５
を介してタンクに戻される。よってダンプシリンダｃｙ
が縮退し、ダンプカーの荷箱は水平位置まで伏倒する。

また、スプール２が中正位置から最大下げ位置に切換え
られる途中で操作スイッチＳＷを放すと、この操作スイ
ッチＳＷは第６図に示す無接点位置に戻り、電動モータ
１３は停止し、これにともなってスプール２も切換途中
の位置で停止する。

この時、切換弁本体部Ａはシリンダボート４が最大下げ
状態の時はど開かれておらず、ダンプシリンダｃｙに供
給された圧油がシリンダポート４からタンクボート５を
介してタンクに戻る時間は最大下げ状態の時に比べて遅
くなる。よって、ダンプシリンダｃｙはゆっくり縮退し
、ダンプカーの荷箱は最大下げ状態時に比べてゆっくり
と伏倒する。このように操作スイッチＳＷを操作してス
プール２を切換途中の任意の位置に停止させることでシ
リンダポート４からタンクに戻される圧油を調節してダ
ンプシリンダｃｙの縮退動作を制御し、荷箱が伏倒する
スピードを任意に調節することができる。また、電動モ
ータ１３はバッテリ電源のみで駆動するからエンジンを
停止した後でも、スプール２の位置を移動させることが
できる。よって、エンジンを停止した時でも、荷箱を伏
倒することが可能であり、かつ荷箱が伏倒するスピード
の調整も可能である。

以上のようになされた切換弁制御装置は、手動操作式の
ものから変更するのに、バルブ部はそのまま使用できる
とともに、パイピングの変更がともなわないから変更が
容易で、架装性も手動操作式のものとほとんど変わらな
い。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、スプールの位置が
任意の位置、つまり切換えを行う途中の位置でも停止可
能となり、スプールのインチング操作が可能になる。ま
た、切換時のショックが少なく機器の保護にもつながる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明に係る油圧作動機器における
切換弁制御装置を示し、第１図は油圧弁本体部が中正状
態の切換弁制御装置を示す断面図、第２図は電動モータ
、ウオームおよびウオームホイールを示す断面図、第３
図は切換弁本体部が最大上げ状態の切換弁制御装置を示
す断面図、第４図は切換弁本体部が最大下げ状態の切換
弁制御装置を示す断面図、第５図は切換弁本体部の状態
におけるリミットスイッチの接触子とスプールとの当接
状態を示す状態説明図、第６図は電気回路図、第７図は
この切換弁制御装置を操作する操作ボックスを示す斜視
図である。 ２・・・スプール　　　１３・・・電動モータＡ・・・
切換弁本体部　　Ｂ・・・駆動部Ｃ・・・検出部　　　
　ＳＷ・・・操作スイッチ（操作部材）第２図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）油圧作動機器と、動力源から動力を取り出す動力取
   出装置で駆動される油圧ポンプとの間に配設され、上記
   油圧ポンプからの圧油を制御する切換弁制御装置であっ
   て、 該切換弁制御装置は、複数の流体通路が、 軸方向に摺動可能なスプールにより切換え可能になされ
   た切換弁本体部と、前記スプールの一端部に連動され該
   スプールを軸方向に移動させ駆動部と、前記スプールの
   位置を検 出する検出部とを備え、 前記駆動部は、操作部材によって正逆回転 が制御可能になされた電動モータを有し、この電動モー
   タの回転によりスプールが軸方向に移動されるとともに
   、電動モータの回転を任意に停止させることでスプール
   が任意の位置で停止可能になされたことを特徴とする油
   圧作動機器における切換弁制御装置。 ２）前記検出部は、スプールにて切換制御される少なく
   とも３個のリミットスイッチにて構成され、これらリミ
   ットスイッチの断接状態に基づいてスプールの位置を検
   出するものである特許請求の範囲第１項記載の油圧 器における切換弁制御装置。 ３）前記検出部で検出された情報は表示手段表示される
   特許請求の範囲第１項および第２項記載の油圧作動機器
   における切換弁制御装置。