JP2009156323A - 制御弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧アクチュエータの主制御弁をパイロット操作弁によって操作する制御弁装置を、コスト低減を図りながら油圧アクチュエータと油圧装置とに圧油供給することができ、しかもパイロット操作弁の作動不良を回避することができるものにする。
【解決手段】 油圧アクチュエータ１１を制御する主制御弁３３と、主制御弁３３を操作するパイロット操作弁３４ａ，３４ｂと、主制御弁３３とパイロット操作弁３４ａ，３４ｂとが組み込まれた油圧ブロック３２とを備えている。主制御弁３３に圧油供給する第一給油路４０から油圧アクチュエータ１１とは異なる油圧装置７に圧油供給する第二給油路６１を備えている。パイロット操作弁３４ａ，３４ｂのタンクポートＴをタンク８に連通させるよう油圧ブロック３２に穿設した排油路４５を備えてある。
【選択図】 図３

Description

本発明は、油圧アクチュエータを制御する主制御弁と、前記主制御弁を操作するパイロット操作弁と、前記主制御弁と前記パイロット操作弁とが組み込まれた油圧ブロックとを備えた制御弁装置に関する。

上記の制御弁装置として、従来、たとえば特許文献１に記載された制御弁機構があった。
特許文献１に記載された制御弁機構は、リフトシリンダに操作油路を介して接続している制御弁（主制御弁に相当）と、この制御弁の一方のパイロット操作部に接続された上昇パイロット弁（パイロット操作弁に相当）と、前記制御弁の他方のパイロット操作部に接続された下降パイロット弁（パイロット操作弁に相当）とを備えている。
前記制御弁と前記上昇パイロット弁と前記下降パイロット弁とは、油圧ブロックの内部に設けられている。

特開２００３−２６２２０４号公報（段落〔００２１〕、図３）

上記した制御弁装置において、主制御弁に圧油供給する第一給油路に連通した第二給油路を備えさせ、主制御弁によって制御する油圧アクチュエータと異なる油圧装置に前記第二給油路によって圧油を供給させると、油圧ポンプを共用するなどによるコスト低減を図りながら油圧アクチュエータと油圧装置とに圧油を供給することができる。
上記した従来の制御弁装置の技術を採用して油圧アクチュエータと油圧装置とへの圧油供給を可能にすると、パイロット操作弁に作動不良が発生する場合があった。
つまり、従来の制御弁装置では、パイロット操作弁は、これのタンクポートから油圧ブロックのドレン油路に排油する。すると、前記第二給油路によって油圧装置に圧油供給する場合、第二給油路に油圧装置に供給するべく発生した油圧が第一給油路と主制御弁とを介して油圧ブロックのドレン油路に影響してドレン油路の内圧が上昇し、この内圧がパイロット操作弁のタンクポートに影響してパイロット操作弁に背圧が作用することがあった。

本発明の目的は、コスト低減を図りながら油圧アクチュエータと油圧装置とに対する圧油供給を行うことができ、しかもパイロット操作弁の作動不良を回避することができる制御弁装置を得ることにある。

本第１発明は、油圧アクチュエータを制御する主制御弁と、前記主制御弁を操作するパイロット操作弁と、前記主制御弁と前記パイロット操作弁とが組み込まれた油圧ブロックとを備えた制御弁装置において、
前記主制御弁に圧油供給する第一給油路から前記油圧アクチュエータとは異なる油圧装置に圧油供給する第二給油路を備え、
前記パイロット操作弁のタンクポートをタンクに連通させるよう前記油圧ブロックに穿設した排油路を備えてある。

本第１発明の構成によると、主制御弁に圧油供給する第一給油路の圧油を、第二給油路によって第一給油路から取り出して油圧アクチュエータとは異なる油圧装置に供給することができる。パイロット操作弁のタンクポートからの排油を油圧ブロックに穿設の排油路によってタンクに戻すことにより、油圧装置に圧油供給するべく第二給油路に発生する油圧がパイロット操作弁のタンクポートに影響しないようにしながら、パイロット操作弁の排油をタンクに戻すことができる。

従って、油圧ポンプを共用した安価な供給手段によって油圧アクチュエータと油圧装置とに対する圧油供給を行うことができる。しかも、油圧装置への圧油供給のためにパイロット操作弁に背圧が掛かることを回避でき、パイロット操作弁をスムーズかつ的確に作動させて油圧アクチュエータの制御を精度よく行うことができる。

本第２発明では、前記第一給油路から減圧弁を介して前記パイロット操作弁にパイロット油圧を供給するパイロット油路と、前記減圧弁のドレンポートを前記排油路に連通させるよう前記油圧ブロックに穿設した減圧弁ドレン油路とを備えてある。

本第２発明の構成によると、第一給油路の圧油を、パイロット油路と減圧弁とによって第一給油路から取り出すとともに低圧のパイロット圧油にしてパイロット操作弁に供給することができる。減圧弁のドレン油を油圧ブロックに穿設の減圧弁ドレン油路によって前記排油路に流入させるから、油圧装置に圧油供給するべく第二給油路に発生する油圧が減圧弁のドレンポートに影響しないようにしながら、減圧弁のドレン油をタンクに戻すことができる。

従って、油圧ポンプを共用した安価な供給手段によって油圧アクチュエータと油圧装置とに対する圧油供給を行うことができるものでありながら、かつ第一給油路からパイロット油圧を得る構造簡単なパイロット圧供給手段によって主制御弁のパイロット操作を行うものでありながら、油圧装置への圧油供給のために減圧弁に背圧が掛かることを回避して減圧弁を適切に作動させ、主制御弁に油圧変化が少ない安定したパイロット油圧を供給して主制御弁を精度よく操作できる高品質の制御弁装置を得ることができる。

本第３発明では、前記主制御弁のタンクポートを前記排油路に連通させてある。

本第３発明の構成によると、主制御弁のタンクポートからの排油を前記排油路に流入させ、この排油路によって抵抗が少ない状態で迅速にタンクに戻すことができる。

従って、主制御弁の排油をタンクに迅速に戻して油圧アクチュエータをスムーズに作動させることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例に係る制御弁装置が装備された乗用型田植機の側面図である。この図に示すように、この乗用型田植機は、左右一対の操向操作および駆動自在な前車輪１，１と、左右一対の駆動自在な後車輪２，２と、車体前部に設けたエンジン３を有した原動部と、車体後部に設けた運転座席４を有した運転部とが装備された自走車を備え、この自走車の車体フレーム５の後部にリンク機構６を介して連結された苗植付け装置１０を備えている。

この乗用型田植機は、複数条の苗植付け作業を行う。
つまり、前記自走車は、車体前部に設けた静油圧式無段変速装置７とミッションケース８とを備え、前記エンジン３の出力を前記静油圧式無段変速装置７によって前進駆動力と後進駆動力とに変換し、変換後の駆動力を、前記ミッションケース８を介して前記前車輪１と前記後車輪２とに伝達する。前記自走車は、前記エンジン３の出力を前記ミッションケース８と、回転軸９を介して前記苗植付け装置１０に伝達する。

前記リンク機構６は、このリンク機構６の苗植付け装置側部材にシリンダロッドが連結された油圧シリンダ１１によって車体フレーム５に対して上下に揺動操作され、前記苗植付け装置１０を、これの植付け機体１２の下部に設けてある接地フロート１３が田面に接地した下降作業状態と、前記接地フロート１３が田面から高く上昇した上昇非作業状態とに昇降操作する。苗植付け装置１０を下降作業状態にして自走車を走行させると、苗植付け装置１０は、前記植付け機体１２の後部に植付け機体横方向に並べて設けてある複数の苗植付け機構１４によって苗植付けを行う。すなわち、植付け機体１２の前部に設けてある苗載せ台１５が、苗植付け機構１４の苗植え運動に連動させて植付け機体横方向に往復移送され、各苗植付け機構１４が、苗載せ台１５に載置されたマット状苗からブロック苗を取り出し、取り出したブロック苗を下降搬送して田面の前記接地フロート１３によって整地された箇所に植付ける。

図２は、自走車と苗植付け装置１０とにわたって設けた昇降制御装置２０の概略図である。この図に示すように、前記昇降制御装置２０は、前記接地フロート１３と、この接地フロート１３の植付け機体１２に対する揺動姿勢を検出する姿勢検出センサ２１と、この姿勢検出センサ２１に連係された制御手段２２と、この制御手段２２に連係された本発明の実施例に係る制御弁装置３０とを備えて構成してある。

図２に示すように、前記接地フロート１３は、これの後端側に固定された連結ブラケット１３ａを備えている。この連結ブラケット１３ａと、植付け機体１２に支持されたフロート支軸１６から延出した支持アーム１７とが連結ピン１８を介して相対回転自在に連結されており、前記接地フロート１３は、これの後端側に位置する前記連結ピン１８の植付け機体横向きの軸芯まわりに植付け機体１２に対して上下揺動する。

つまり、前車輪１や後車輪２の耕盤の凹部や突部への入り込みや乗り上がりによって自走車が耕盤に対して昇降や前後傾斜し、植付け機体１２が田面に対して昇降して苗植付け機構１４の苗植え深さが変化すると、接地フロート１３の前端側が接地反力やフロート重量によって植付け機体１２に対して上下揺動する。すなわち、接地フロート１３の植付け機体１２に対する上下揺動姿勢を知ることにより、苗植付け機構１２の苗植え深さを検出できる。

前記姿勢検出センサ２１は、前記接地フロート１３の前端側にリンク２３を介して操作アーム２１ａが連動された回転操作自在なポテンショメータによって構成してある。

前記制御弁装置３０は、前記原動部に前記エンジン３によって駆動される状態で設けた油圧ポンプ３１と、前記油圧シリンダ１１とに接続されており、前記油圧ポンプ３１から供給される圧油を前記油圧シリンダ１１に供給してこの油圧シリンダ１１を苗植付け装置１０の上昇側に操作し、あるいは前記油圧シリンダ１１から排油してこの油圧シリンダ１１を苗植付け装置１０の下降側に操作する。

前記制御手段２２は、前記姿勢検出センサ２１による検出情報と、設定苗植え深さとして設定された設定検出揺動姿勢とを基に前記制御弁装置３０を操作することにより、姿勢検出センサ２１による検出揺動姿勢が設定検出揺動姿勢となるよう、前記制御弁装置３０に前記油圧シリンダ１１の制御を行わせる。

つまり、昇降制御装置２０は、姿勢検出センサ２１による接地フロート１３の検出揺動姿勢を基にした制御手段２２による制御弁装置３０を介しての油圧シリンダ１１の制御によって苗植付け機構１０の苗植え深さが設定深さまたはほぼ設定深さになるよう苗植付け装置１０を車体フレーム５に対して昇降制御し、自走車の耕盤に対する昇降や前後傾斜にかかわらず苗植え深さをほぼ一定にする。

図３は、前記制御弁装置３０の油圧回路図である。この図に示すように、前記制御弁装置３０は、前記ミッションケース８に付設した油圧ブロック３２を備える他、この油圧ブロック３２に組み込まれた主制御弁３３と一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂと減圧弁３５とパイロット形逆止弁３６とロック弁３７とを備えて構成してある。

前記主制御弁３３のポンプポートは、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成るブロック内の第一給油路４０と、前記油圧ブロック３２と前記油圧ポンプ３１とにわたって設けた配管で成るブロック外の給油路４１とを介して前記油圧ポンプ３１に接続されている。前記主制御弁３３のシリンダポートは、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成る操作油路４２と、前記油圧ブロック３２と前記油圧シリンダ１１とにわたって設けた配管で成るブロック外の操作油路４３とを介して前記油圧シリンダ１１に接続されている。前記主制御弁３３のタンクポート３３ｔは、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成るブロック内の主制御弁用の排油路４４と、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成るパイロット操作弁用の排油路４５の主排油路部４５ａと、前記油圧ブロック３２と前記ミッションケース８とにわたって設けた配管で成るブロック外の共用排油路４６とを介してタンクとして利用している前記ミッションケース８に連通している。

前記パイロット形逆止弁３６と前記ロック弁３７とは、前記ブロック内の操作油路４２に、パイロット形逆止弁３６が主制御弁３３とロック弁３７との間に位置する状態で設けてある。前記パイロット形逆止弁３６のパイロット操作部は、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成るパイロット油路４７を介して前記主制御弁３３の出力ポートに接続されている。

前記一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂの入力ポートは、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成るパイロット油路４８を介して前記第一給油路４０に連通している。前記一対のパイロット操作弁３４ａ、３４ｂの一方のパイロット操作弁３４ａの出力ポートは、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成るパイロット操作油路４９を介して前記主制御弁３３の上昇操作側のパイロット操作部３３ａに連通している。前記一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂの他方のパイロット操作弁３４ｂの出力ポートは、前記油路ブロック３２に穿設した油路孔で成るパイロット操作油路５０を介して前記主制御弁３３の下降操作側のパイロット操作部３３ｂに連通している。前記一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂのタンクポートＴは、前記パイロット操作弁用の排油路４５と、前記ブロック外の共用排油路４６とを介して前記ミッションケース８に連通している。前記パイロット操作弁用の排油路４５は、各パイロット操作弁３４ａ，３４ｂのタンクポートＴに連通した枝排油路４５ｂと、前記主排油路４５ａとによって構成してある。

前記減圧弁３５は、前記パイロット油路４８に設けてある。この減圧弁３５のドレンポート３５ｄは、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔で成る減圧弁ドレン油路５１と、この減圧弁ドレン油路５１が連通している前記パイロット操作弁用の主排油路４５ａと、前記ブロック外の共用排油路４６とを介して前記ミッションケース８に連通している。

つまり、制御弁装置３０は、油圧ポンプ３１によって第一給油路４０に供給された油圧をパイロット油路４８によって第一給油路４０から取り出して前記減圧弁３５によって減圧し、低圧になった油圧をパイロット油路４８によってパイロット油圧として一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂに供給する。

制御弁装置３０は、前記ロック弁３７が閉じ状態に人為的に切り換え操作されることにより、主制御弁３３と油圧シリンダ１１との連通が絶たれてオフ状態に切り換わり、前記ロック弁３７が開き状態に人為的に切り換え操作されることにより、主制御弁３３と油圧シリンダ１１とが連通してオン状態に切り換わる。

制御弁装置３０は、オン状態において、前記一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂの電磁操作部に前記制御手段２２によって操作信号が付与されて一方のパイロット操作弁３４ａが駆動状態に切り換え操作され、他方のパイロット操作弁３４ｂが中立状態に切り換え操作されると、前記油圧シリンダ１１を苗植付け装置１０の上昇側に操作する。

すなわち、一方パイロット操作弁３４ａがパイロット油路４８からのパイロット油圧を主制御弁３３の上昇操作部３３ａに供給し、他方のパイロット操作弁３４ｂがパイロット操作油路５０の油圧をパイロット弁用の排油路４５に排出し、主制御弁３３が上昇操作状態に切り換え操作される。すると、主制御弁３３が第一給油路４０からの油圧をブロック内の操作油路４２とブロック外の操作油路４３とを介して油圧シリンダ１１に供給して油圧シリンダ１１を短縮側（苗植付け装置１０の上昇側）に操作する。

このとき、他方のパイロット操作弁３４ａによってパイロット弁用の排油路４５に排出されたパイット圧油を、この排油路４５によって共用排油路４６に排出し、この共用排油路４６からミッションケース８に戻す。

制御弁装置３０は、他方のパイロット操作弁３４ｂが駆動状態に切り換え操作され、一方のパイロット操作弁３４ａが中立状態に切り換え操作されると、油圧シリンダ１１を苗植付け装置１０の下降側に操作する。

すなわち、他方のパイロット操作弁３４ｂがパイロット油路４８からのパイロット油圧を主制御弁３３の下降操作部３３ｂに供給し、一方のパイロット操作弁３４ａがパイロット操作油路４９の油圧をパイロット弁用の排油路４５に排出し、主制御弁３３が下降操作状態に切り換え操作される。すると、パイロット油路４７が主制御弁３３からのパイロット油圧をパイロット形逆止弁３６に供給してこのパイロット形逆止弁３６が開き状態に切り換わり、主制御弁３３が油圧シリンダ１１の圧油を主制御弁用の排油路４４に排出して油圧シリンダ１１を伸長側（苗植付け装置１０の下降側）に操作する。

このとき、一方のパイロット操作弁３４ａによってパイロット弁用の排油路４５に排出されたパイット圧油を、この排油路４５によって共用排油路４６に排出し、この共用排油路４６からミッションケース８に戻す。

制御弁装置３０は、一対のパイロット操作弁３４ａ，３４ｂが中立状態に切り換え操作されると、油圧シリンダ１１を苗植付け装置昇降停止の状態に操作する。

すなわち、一方のパイロット操作弁３４ａがパイロット操作油路４９のパイロット油圧をパイロット弁用の排油路４５に排出し、他方のパイロット操作弁３４ｂがパイロット操作油路５０のパイロット油圧をパイロット弁用の排油路４５に排出し、主制御弁３３がこれの復元力によって中立状態に切り換わる。すると、主制御弁３３が操作油路４２を閉じて油圧シリンダ１１をロック状態（苗植付け装置昇降停止の状態）に操作する。

このとき、各パイロット操作弁３４ａ，３４ｂによってパイロット弁用の排油路４５に排出されたパイロット圧油を、この排油路４５によって共用排油路４６に排出し、この共用排油路４５からミッションケース８に戻す。さらにこのとき、主制御弁３３がパイロット油路４７のパイッロット油圧を主制御弁用の排油路４４に排出し、パイロット形逆心弁３６を閉じ状態に切り換わる。主制御弁３３によって主制御弁用の排油路４４に排出されたパイロット圧油を、この排油路４４によってパイッロット操作弁用の主排油路部４５ａに排出し、この主排油路部４５ａと共用排油路４６とを介してミッションケース８に戻す。

図３に示すように、前記制御弁装置３０は、前記第一給油路４０と、前記静油圧式無段変速装置７の作動油補給回路６０とに連通した第二給油路６１を備えており、前記油圧ポンプ３１から前記第一給油路４０に供給された圧油を前記静油圧式無段変速装置７に作動油として補給する。

すなわち、前記第二給油路６１は、前記油圧ブロック３２に穿設した油路孔によって構成してあり、この第二給油路６１の上流側端は、前記第一給油路４０のリリーフ油路５２が連通している箇所と前記主制御弁３３との間に連通している。前記第二給油路６１は、これの途中で、前記リリーフ油路５２のリリーフ弁５３よりも下流側に連通している。前記第二給油路６１の下流側端は、前記油圧ブロック３２と前記静油圧式無段変速装置７とにわたって設けた配管で成るブロック外の給油路６２を介して前記作動油補給回路６０に連通している。

前記第二給油路６１は、前記第一給油路４０に連通している箇所と、前記リリーフ油路５２に連結している箇所との間に設けたシーケンス弁６３を備えている。このシーケンス弁６３のパイロット操作部は、高圧選択弁６４を有したパイロット操作油路６５を介して前記パイロット油路４７と前記操作油路４２とに接続されている。

主制御弁３３が下降操作状態に切り換え操作された場合、前記パイロット操作油路４７が前記パイロット油路４７から供給されたパイロット油圧をシーケンス弁６３に供給してこのシーケンス弁６３を閉じ状態に切り換え操作する。第二給油路６１は、油圧ポンプ３１から第一給油路４０に供給された圧油を第一給油路４０からリリーフ油路５２を介して供給され、この圧油を前記ブロック外の給油路６２に供給してこの給油路６２から前記作動油補給回路６０に供給する。

主制御弁３３が中立状態に切り換え操作された場合、前記パイロット操作油路６５がシーケンス弁６３に対するパイロット操作油圧の供給を停止してシーケンス弁６３をこれの復元力によって開き状態に切り換え操作する。すると、第二給油路６１は、油圧ポンプ３１から第一給油路４０に供給された圧油をリリーフ油路５２を介さないで供給され、この圧油を前記ブロック外の給油路６２に供給してこの給油路６２から前記作動油補給回路６０に供給する。

〔別実施例〕
上記の実施例に替え、苗植付け装置以外の各種装置を操作対象とする油圧シリンダ、あるいは油圧モータを主制御弁によって制御するよう構成し、かつ静油圧式無段変速装置以外の各種の装置に第二給油路によって圧油を供給するよう構成した制御弁装置を構成する場合であっても、本発明の目的を達成することができる。従って、油圧シリンダ１１や油圧モータを総称して油圧アクチュエータ１１と呼称し、静油圧式無段変速装置７などを総称して油圧装置７と呼称する。

乗用型田植機の側面図 昇降制御装置の概略図 制御弁装置の油圧回路図

符号の説明

８ タンク
１１ 油圧アクチュエータ
３２ 油圧ブロック
３３ 主制御弁
３３ｔ 主制御弁のタンクポート
３４ａ，３４ｂ パイロット操作弁
３５ 減圧弁
３５ｄ 減圧弁のドレンポート
４５ 排油路
４８ パイロット油路
Ｔ パイロット操作弁のタンクポート

Claims (3)

1. 油圧アクチュエータを制御する主制御弁と、前記主制御弁を操作するパイロット操作弁と、前記主制御弁と前記パイロット操作弁とが組み込まれた油圧ブロックとを備えた制御弁装置であって、
   前記主制御弁に圧油供給する第一給油路から前記油圧アクチュエータとは異なる油圧装置に圧油供給する第二給油路を備え、
   前記パイロット操作弁のタンクポートをタンクに連通させるよう前記油圧ブロックに穿設した排油路を備えてある制御弁装置。
2. 前記第一給油路から減圧弁を介して前記パイロット操作弁にパイロット油圧を供給するパイロット油路と、前記減圧弁のドレンポートを前記排油路に連通させるよう前記油圧ブロックに穿設した減圧弁ドレン油路とを備えてある請求項１記載の制御弁装置。
3. 前記主制御弁のタンクポートを前記排油路に連通させてある請求項１又は２記載の制御弁装置。

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