JP2009254269A - 作業車両の昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇降可能な作業機の下降をロックすることが可能な作業車両の昇降装置において、作業機の下降ロック作業を行ない忘れることによる作業機の意図しない下降作動が防止される作業車両の昇降装置を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、作業機を昇降させるリフトシリンダ１２と、該リフトシリンダ１２を伸縮作動させる油圧制御回路１４とを備え、前記油圧制御回路１４の下降側回路に電磁切換バルブ２１を介装し、該電磁切換バルブ２１が通電されることにより作業機の下降が許容される一方で電磁切換バルブ２１が消磁されることにより下降側回路が閉ざされて作業機の下降が阻止される。
【選択図】図３

Description

この発明は、作業機を昇降させる作業車両の昇降装置に関する。

作業機を昇降させるリフトシリンダと、該リフトシリンダを伸縮作動させる油圧制御回路とを備え、前記油圧制御回路に手動で開閉可能な油圧バルブを設け、該油圧バルブを閉めることにより作業機の下降をロック（阻止）する一方で、油圧バルブを開くことにより作業機の下降ロックを解除する特許文献１に示す作業車両の昇降装置が公知になっている。
特許第２７８９２４５号公報

しかし、上記文献の作業車両の昇降装置では、油圧バルブを閉め忘れることによる作業機の意図しない下降作動を防止することが困難であるという課題がある。
本発明は、上記課題を解決し、昇降可能な作業機の下降をロックすることが可能な作業車両の昇降装置において、作業機の下降ロック作業を行ない忘れることによる作業機の意図しない下降作動が防止される作業車両の昇降装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の作業車両の昇降装置は、第１に、作業機を昇降させるリフトシリンダ１２と、該リフトシリンダ１２を伸縮作動させる油圧制御回路１４とを備え、前記油圧制御回路１４の下降側回路に電磁切換バルブ２１を介装し、該電磁切換バルブ２１が通電されることにより作業機の下降が許容される一方で電磁切換バルブ２１が消磁されることにより下降側回路が閉ざされて作業機の下降が阻止されるように構成されたことを特徴としている。

第２に、前記油圧制御回路１４の下降側回路に作業機の下降速度が調節可能な下降バルブ２３を介装すると共に、前記下降バルブ２３に対する下降速度の調節指令及び前記電磁切換バルブ２１に対する通電・消磁指令を行なう単一の操作具３４を設けたことを特徴としている。

以上のように構成される本発明の作業車両の昇降装置によれば、エンジンが停止された場合等に電磁切換バルブへの通電が解除されて電磁切換バルブが消磁し、作業機の下降がロックされるため、作業機の下降ロック作業を行ない忘れることによる作業機の意図しない下降作動を防止できるという効果がある。

また、前記油圧制御回路の下降側回路に作業機の下降速度が調節可能な下降バルブを介装すると共に、前記下降バルブに対する下降速度の調節指令及び前記電磁切換バルブに対する通電・消磁指令を行なう単一の操作具を設けることにより、作業機の下降ロック及び下降ロック解除操作と、作業機の下降速度調整操作とを単一の操作具で行なうことができるため、操作性が向上するという効果があるとともに、部品点数が減少して製造コストを低く抑えることが可能になるという効果がある。

以下、図示する例に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１，２は、本発明の作業車両の昇降装置を適用したトラクタの側面図及び平面図である。本トラクタは、左右一対のクローラ式の走行装置１Ｌ，１Ｒ（走行部）と、左右の走行装置１Ｌ，１Ｒに機体フレーム２を介して支持される走行機体３と、走行機体３の後方に昇降装置４を介して昇降駆動可能に連結される図示しない作業機（ロータリ耕耘装置）とを備えている。

走行機体３の機体フレーム２上の前部にはエンジンを収容するボンネット６が設置され、機体フレーム２上のボンネット４後方には操縦部を覆うキャビン７が設置されている。

昇降装置４は、走行機体３の後端部に上下揺動支持に支持される左右一対の前後方向のリフトアーム８，８と、リフトアーム８の下方に上下揺動自在な状態で配置される左右一対の前後方向のロアリンク９，９と、左右一対のリフトアーム８の先端部と左右のロアリング９の中途部とをそれぞれ連結する左右のリフトロッド１１，１１と、左右のリフトアーム８をそれぞれ上下揺動させる左右のリフトシリンダ１２（図３参照）とを備えている。作業機は、左右のロアリンク９，９及び図示しないトップリンクからなる３点リンク機構によって、走行機体に対して昇降自在に支持される。

リフトシリンダ１２は、走行機体３の後端部とリフトアーム８の中途部との間に介装される単動式の油圧シリンダであり、伸縮作動によって作業機を昇降させる。くわえて、左右のリフトロッド１１，１１の何れか一方が複動式の油圧シリンダであるロッドシリンダ１３からなり、このロッドシリンダを伸縮作動させることにより、圃場の傾斜に関わらず、作業機の左右傾斜を一定に保持するローリング制御を行なう。

上記リフトシリンダ１２及びロッドシリンダ１３は油圧装置１４（図３参照）によって圧油の供給・排出が制御される（図３参照）。そして、この圧油の供給・排出制御によって、上記リフトシリンダ１２及びロッドシリンダ１３を伸縮作動させる。

次に、図３に基づき、昇降装置４の油圧装置１４（油圧制御回路）の構成について説明する。
図３は油圧装置の油圧回路図である。油圧装置１４は、ロッドシリンダ１３への圧油の供給・排出を制御する電磁弁である姿勢制御バルブ１６と、リフトシリンダ１２への圧油の供給・排出を制御する昇降制御バルブ１７と、油圧ポンプ（図示しない）から圧送される圧油を姿勢制御バルブ１６側への圧油と昇降制御バルブ１７側への圧油とに分流する分流弁１８と、リフトシリンダ１２から油圧タンク１９への圧油の排出経路の途中に設置される油圧バルブ２１とを備えている。

上記姿勢制御バルブ１６は、電気的な制御信号によって、分流弁１８からの圧油を油圧タンク１９に戻す流路を形成する停止モードと、分流弁１８からの圧油をロッドシリンダ１３の伸長側圧力室１３ａに供給するとともに縮小側圧力室１３ｂの圧油を油圧タンク１９側に戻す流路を形成する伸長モードと、分流弁１８からの圧油をロッドシリンダ１３の縮小側圧力室１３ｂに供給するとともに伸長側圧力室１３ａの圧油を油圧タンク１９側に戻す流路を形成する縮小モードとのモード切換を行なうことが可能なように構成されている。

姿勢制御バルブ１６の停止モード時、ロッドシリンダ１３への圧油の排出・供給が停止されるため、走行機体３に対する作業機の相対的な左右傾斜角が固定された状態になる一方で、姿勢制御バルブ１６の伸長モード時はロッドシリンダ１３が伸長作動し、姿勢制御バルブ１６の縮小モード時はロッドシリンダ１３が縮小作動する。

上記昇降制御バルブ１７は、パイロット圧（作動油圧）によって開度が調整される油圧バルブである上昇バルブ２２及び下降バルブ２３と、上昇バルブ２２へのパイロット圧を調製する上昇側比例電磁弁２４と、下降バルブ２３へのパイロット圧を調整する下降側比例電磁弁２６とを備えている。

上昇バルブ２２は、分流弁１８から左右のリフトシリンダ１２，１２への圧油経路の途中に設けられている。上昇側比例電磁弁２４は、入力されるパルス信号のデューティ比に応じた開度で開作動し、この開度に応じた大きさのパイロット圧の圧油を上昇バルブ２２側に供給する。

上記パイロット圧の大きさ応じた開度で開作動する上昇バルブ２２は、分流弁１８からの圧油を油路２７から左右の各リフトシリンダ１２の伸長側圧油室１２ａに供給し、上昇バルブ２２の開度に応じたスペードで作業機を上昇駆動させる。すなわち、油圧装置１４は、上昇側比例電磁弁２４に入力するパルス信号のディーティ比を調整することによって作業機の上昇速度を制御できるように構成されている。

下降バルブ２３は、左右のリフトシリンダ１２，１２から油圧タンク１９への圧油経路の途中に設けられている。下降側比例電磁弁２６は、入力されるパルス信号のデューティ比に応じた開度で開作動し、この開度に応じた大きさのパイロット圧の圧油を下降バルブ２３側に供給する。

上記パイロット圧の大きさ応じた開度で開作動する下降バルブ２３は、左右の各リフトシリンダ１２の伸長側圧油室１２ａから油路２７及び油路２８を通過して下降バルブ２３に至る圧油を、油路２９を介して油圧タンク１９に戻すことにより、下降バルブ２３の開度に応じたスピードで作業機を下降させる。

すなわち、油圧装置１４は下降側比例電磁弁２６に入力するパルス信号のディーティ比を調整することによって作業機の下降速度を調整できるように構成される他、上記油路２８及び油路２９等によって作業機を下降させる下降側回路が形成され、この下降側回路に作業機の下降速度を調整可能な下降バルブ２３が設置（介装）されている。

上記油圧バルブ２１は、上記油路２９の中途部に設置された電磁切換バルブであり、下降バルブ２３から油圧タンク１９への圧油の流れを規制して（下降側回路を閉ざして）作業機の下降をロック（阻止）するロックモードと、下降バルブ２３から油圧タンク１９への圧油の流路を形成して（下降側回路を開いて）作業機の下降を許容するロック解除モードとの状態切換を行なうことが可能なように構成されている。くわえて、電磁切換バルブ２１はバネ等の弾性部材によって常にロックモード側に付勢されている他、下降バルブ２３から油圧タンク１９への圧油流出規制は電磁切換バルブ２１に内蔵したチェック弁２１ａによって行なう。

すなわち、油圧装置１４は、下降側回路に設置（介装）される上記電磁切換バルブ２１に電力（電流）を供給して通電させることによりロック解除モードへの状態切換を行なう一方で、電磁切換バルブ２１への電力（電流）供給を停止して消磁させることによりロックモードへの状態切換を行なうように構成されている。以上により、エンジン停止時における電力供給停止状態では、作業機の下降がロックされた状態になる。

なお、下降バルブ２３は、その構成上、最閉時においても油路２８からの圧油が油路２９側に流出する場合があるが、このような場合でも上記電磁切換バルブ２１を閉作動させることにより、作業機の下降を確実に阻止せしめることが可能になる。

上記油圧装置１４の上昇側比例電磁弁２４、下降側比例電磁弁２６及び電磁切換バルブ２１等は制御装置３１（図４参照）によって作動が制御される。

次に、図３乃至５に基づき、昇降装置４の制御装置３１の構成について説明する。
図４は、制御装置のブロック図である。トラクタに搭載された制御装置３１（マイコン，制御部）の入力側には、前述の操縦部に設置された作業機昇降操作具であるポジションコントロールレバーの揺動操作角を検知するポテンショメータ３２（ポジションコントロールレバーポテンショ）と、作業機の走行機体３に対する相対高さを検知するポテンショメータ３３（リフトアーム角センサ）と、操縦部に設置された作業機下降速度調整操作具であるダイヤル式操作具３４（操作具）の回動操作角を検知するポテンショメータ３６（操作具ポテンショ）とが接続されている。

一方、制御装置３１の出力側には、電磁切換２１と、上昇側比例電磁弁２４と、下降側比例電磁弁２６とが接続されている。

ダイヤル式操作具３４の回動操作角に応じて下降側比例電磁弁２６に入力されるパルス信号のデューティ比が変更される。具体的には、ダイヤル式操作具３４の回動操作角を大きくするに従ってパルス信号のディーティ比が大きくなり、作業機下降操作時の下降速度が速くなる。

また、ダイヤル式操作具３４の回動操作角を所定値（０に近い値）よりも小さくすることにより、電磁切換バルブ２１への電力供給が遮断されて電磁切換バルブ２１が消磁され、作業機の下降がロックされる一方、ダイヤル式操作具３４の回動操作角を上記所定値よりも大きくすることにより、電磁切換バルブ２１側に電力が供給されて電磁切換バルブ２１が通電し、作業機の下降ロックが解除される。

すなわち、ダイヤル式操作具３４は下降バルブ２３に対する下降速度の調整指令及び前記電磁切換バルブ２１に対する通電・消磁指令を行なう単一の操作具になるため、このダイヤル式操作具３４によって、作業機の下降速度調整操作と、作業機の下降ロック及び下降ロック解除操作とを行なう。

図５は、制御装置の処理フロー図である。制御装置３１は処理が開始されると、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、操作具ポテンショ３６の値を読込むことにより、作業機下降ロック操作を検出し、作業機下降ロック操作が検出されなければステップＳ２に進む。ステップＳ２では、電磁切換バルブ２１に電力を供給して電磁切換バルブ２１を通電状態とし、作業機の下降ロックを解除してステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ポジションコントロールレバーポテンショ３２及びリフトアーム角センサ３３の値を読込み、ポジションコントロールレバーポテンショ３２の値がリフトアーム角センサ３３の値によって決定される決定値よりも小さくなっていることを検知することにより、オペレータの作業機下降操作を検出する。そして、オペレータの作業機下降操作が検出されるとステップＳ４に進み、それ以外の場合にはステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、下降側比例電磁弁２６にダイヤル操作具３４の回動操作角に応じたデューティ比のパルス信号を入力することにより、所定下降速度で作業機を下降駆動させ、処理をステップＳ１に戻す。

ステップＳ５では、ポジションコントロールレバーポテンショ３２及びリフトアーム角センサ３３の値を読込み、ポジションコントロールレバーポテンショ３２の値がリフトアーム角センサ３３の値によって決定される決定値よりも大きくなっていることを検知することにより、オペレータの作業機上昇操作を検出する。そして、オペレータの作業機上昇操作が検出されるとステップＳ６に進み、それ以外の場合にはステップＳ７に進む。

ステップＳ６では、上昇側比例電磁弁２４に所定デューティ比のパルス信号を入力することにより、所定上昇速度で作業機を上昇駆動させ、処理をステップＳ１に戻す。

ステップＳ７では、上昇側比例電磁弁２４及び下降側比例電磁弁２６によってパイロット圧を低下させて上昇バルブ２２及び下降バルブ２３を閉作動させることにより、作業機の昇降を停止させ、ステップＳ１に処理を戻す。なお、ステップＳ５からステップＳ７に進む場合には、オペレータの作業機上昇操作及び作業機下降操作が検出されない状態である。

ステップＳ１において、作業機下降ロック操作が検出されると、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、電磁切換バルブ２１への電力供給を停止して電磁切換バルブ２１を消磁状態とし、作業機の下降ロックを行いステップＳ７に進む。以上のようにして作業機の昇降制御を行なう。

本発明の作業車両の昇降装置を適用したトラクタの側面図である。 本発明の作業車両の昇降装置を適用したトラクタの平面図である。 油圧装置の油圧回路図である。 制御装置のブロック図である。 制御装置の処理フロー図である。

符号の説明

１２ リフトシリンダ（油圧シリンダ）
１４ 油圧装置（油圧制御回路）
２１ 電磁切換バルブ（油圧バルブ）
２３ 下降バルブ（油圧バルブ）
３４ ダイヤル式操作具（操作具）

Claims (2)

1. 作業機を昇降させるリフトシリンダ（１２）と、該リフトシリンダ（１２）を伸縮作動させる油圧制御回路（１４）とを備え、前記油圧制御回路（１４）の下降側回路に電磁切換バルブ（２１）を介装し、該電磁切換バルブ（２１）が通電されることにより作業機の下降が許容される一方で電磁切換バルブ（２１）が消磁されることにより下降側回路が閉ざされて作業機の下降が阻止されるように構成された作業車両の昇降装置。
2. 前記油圧制御回路（１４）の下降側回路に作業機の下降速度が調節可能な下降バルブ（２３）を介装すると共に、前記下降バルブ（２３）に対する下降速度の調節指令及び前記電磁切換バルブ（２１）に対する通電・消磁指令を行なう単一の操作具（３４）を設けた請求項１に記載の作業車両の昇降装置。

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