JP2018009594A - 作業機の油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単動シリンダを用いて作業装置の駆動昇降を行うにあたり、単動シリンダの下げ制御を、下げ用の圧力補償弁などの専用装置の付加を要さずに構造簡単に構成する。【解決手段】方向制御弁におけるスプール４１のスライド移動方向の一端部に、上昇位置と中立位置ではシリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５を閉じ、下降位置でシリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５を開く端部大径部４６が形成され、制御弁ユニットには、端部大径部４６が入り込み可能な端部室３０ａが形成され、端部大径部４６のうち、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５と端部室３０ａとにわたる箇所に、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５から端部室３０ａへの作動油の流入を許す端部通油部４６ａ，４６ｂが形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、走行機体に装備された作業装置を昇降操作する単動シリンダと、単動シリンダに対して圧油を供給する油圧ポンプと、油圧ポンプと単動シリンダとの間における圧油の給排を制御する制御弁ユニットと、を備えた作業機の油圧駆動装置に関する。

上記のように、油圧ポンプと、単動シリンダと、単動シリンダに対する圧油の給排を制御する制御弁ユニットを備えた作業機の油圧駆動装置としては、下記［１］及び［２］に記載の技術が知られている。
［１］ 制御弁ユニットに、油圧ポンプから単動シリンダへの圧油の給排を制御する備えた方向切換弁（特許文献１では「主スプール」参照）を備え、その方向切換弁を、上昇用デューティ弁と、下降用デューティ弁とで昇降切り換え操作可能に構成している。そして、方向切換弁の上昇時に作用する圧力補償弁を備えて単動シリンダの上昇速度を制御できるようにし、単動シリンダの下降時には、パイロット式逆止弁を開いて苗植付装置が自重下降するようにしたもの（例えば、特許文献１参照）。
［２］ 単動シリンダの下降側流路に作用する圧力補償弁（特許文献２では「圧力補償スプール」参照）と方向切換弁（特許文献２では「流量制御スプール」参照）を備え、単動シリンダの下降時における下降側流路内の圧力に関係なく一定流量の流体を流すことができるようにして、単動シリンダに支持された装置の下降速度の調節を行えるようにしたもの（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−７３０２９号公報（段落「００３６」、「００３７」、及び図面の「図２」参照） 特開２０１１−１６９３８０号公報（段落「００３４」、及び図面の「図１」，「図２」参照）

特許文献１に示された構造のものでは、単動シリンダの上昇側の回路では圧力補償弁による制御が行われ、単動シリンダの上昇速度の制御が適切に行えるものであるが、下降側の回路では、圧力補償弁による制御ではなく、苗植付装置の自重によって下降速度が変化することになる。
このような下降速度を自重任せにせずに調節しようとすれば、特許文献２に記載のように下降側の回路にも圧力補償弁を設ければよいが、これでは、上昇側回路とは別に圧力補償弁や、その圧力補償弁を作動させるための回路が必要となり、構造の複雑化を招きやすい点で改善の余地がある。

本発明は、単動シリンダを用いて作業装置の駆動昇降を行うにあたり、単動シリンダの下げ制御を、下げ用の圧力補償弁などの専用装置の付加を要さずに構造簡単に構成しようとするものである。

本発明における作業機の油圧駆動装置の特徴は、走行機体に装備された作業装置を昇降操作する単動シリンダと、前記単動シリンダに対して圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプと前記単動シリンダとの間における圧油の給排を制御する制御弁ユニットと、を備えた作業機の油圧駆動装置において、前記制御弁ユニットに、前記油圧ポンプからの圧油供給路が接続されるポンプポートと、作動油タンクへのドレン油路が接続されるタンクポートと、前記単動シリンダに対する圧油給排路が接続されるシリンダポートと、が形成され、この制御弁ユニットに、前記圧油の給排方向を、スプールのスライド移動によって切り換え制御する方向制御弁が備えられ、前記方向制御弁は、前記ポンプポートから前記シリンダポートへの通油路を開く上昇位置と、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路を開く下降位置と、前記ポンプポートから前記タンクポートへの通油路を開く中立位置と、に前記スプールの操作位置を切換可能に構成され、前記スプールのスライド移動方向の一端部に、前記上昇位置と前記中立位置では前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路を閉じ、前記下降位置で前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路を開く端部大径部が形成され、前記制御弁ユニットには、前記端部大径部が入り込み可能な端部室が形成され、前記端部大径部のうち、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路と前記端部室とにわたる箇所に、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路から前記端部室への作動油の流入を許す端部通油部が形成されていることである。

本発明によれば、スプールのスライド移動方向の一端部に、上昇位置と中立位置ではシリンダポートからタンクポートへの通油路を閉じ、下降位置でシリンダポートからタンクポートへの通油路を開く端部大径部が形成され、制御弁ユニットには、端部大径部が入り込み可能な端部室が形成されている。
これにより、シリンダポートからタンクポートへの通油路を流れる圧油は、端部大径部とそれよりも中央側に位置する中央大径部との間における空間から、端部通油部を通過して、タンクポート及び制御弁ユニット側の端部室へ排出される。
その結果、単動シリンダで支持される作業装置の重量が大きい場合には、端部大径部と中央大径部との間における空間から排出される圧油の流量が多くなって作業装置の下降速度が早くなりすぎる虞があるが、本発明のものでは、その空間から排出される圧油の流量を自動的に調節することができる。
すなわち、端部大径部と中央大径部との間における空間から排出される圧油の流量が多くなると、その空間内部の圧が低下し、また、端部室内に流入する圧油の量が増大する傾向があるので、スプールを、圧油の流量が絞られる側に自動的に戻す操作力が生じる。逆に、端部大径部と中央大径部との間における空間から排出される圧油の流量が少なくなると、その空間内部の圧が高くなり、また、端部室内に流入する圧油の量が減少する傾向があるので、スプールを、圧油の流量が増大する側に自動的に調節する操作力が生じる。
これにより、端部大径部と中央大径部との間における空間からの排出流量の増減に応じてスプールの位置が自動的に調節され、単動シリンダで支持される作業装置の重量の大小にかかわらず、作業装置の下降速度をほぼ一定した安定した速度に調節可能な構造を、構造簡単に構成し得たものである。

本発明においては、前記端部通油部は、前記端部大径部のうち、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路に対向する側の端部周面と、前記端部室に対向する側の端部周面とのそれぞれに、前記スプールの軸線方向に沿って形成された凹溝によって構成され、かつ、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路に対向する側の端部周面に形成された凹溝は、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路に対向する側の端部側が深く、その端部側から離れるほど浅くなる傾斜底面を有した形状に形成されていると好適である。

本構成によれば、端部通油部は、タンクポートへの通油路に対向する側の端部側が深く、その端部側から離れるほど浅くなる傾斜底面を有した形状に形成されているので、凹溝の断面積が徐々に変化する。
したがって、空間からの排出流量とスプールの位置を調節する操作力とが、自動的に釣り合う位置にスプールの位置が精度良く制御される。

苗植付装置の昇降装置を示す左側面図である。 苗植付け装置昇降用の油圧回路図である。 中立操作状態におけるバルブブロックの展開断面図である。 上昇操作状態におけるバルブブロックの展開断面図である。 下降操作状態におけるバルブブロックの展開断面図である。 下降操作状態における方向制御弁部分の拡大断面図である。 下降操作状態における主スプールの断面図である。 単動シリンダにおける負荷圧と流量との相関を示す図表である。

以下、本発明における実施形態の一例を図面の記載に基づいて説明する。
尚、本実施形態での説明における前後方向及び左右方向は、特段の説明がない限り、次のように記載している。つまり、本発明を適用した作業機の一例である乗用型田植機の作業走行時における前進側の進行方向（図１における矢印Ｆ参照）が「前」、後進側への進行方向（図１における矢印Ｂ参照）が「後」である。そして、その前後方向での前向き姿勢を基準としての右側に相当する方向が「右」、同様に左側に相当する方向が「左」であるとして説明している。

〔作業機の構成〕
図１は、本発明に係る油圧駆動装置を適用した作業機の一例である乗用型田植機の後部を示している。
この乗用型田植機は、操向可能な前輪（図外）および操向不能な後輪１ａを備えて四輪駆動で走行する走行機体１の後部に、作業装置としての苗植付装置２が配置されているとともに、その苗植付装置２を上下昇降駆動する昇降装置１０（油圧駆動装置に相当する）が備えられている。

苗植付装置２は、６条分の苗を載置して左右方向に設定ストロークで往復移動される苗のせ台２０と、苗のせ台２０の下端から１株分ずつ苗を切り出して圃場に植付けてゆく６組の回転式の植付け機構２１と、植付け箇所を整地する３個の整地フロート２２とを備えている。そして、走行機体１の走行にともなって、整地フロート２２によって整地された箇所の圃場に、植付け機構２１が苗のせ台２０上の苗を切り出して植付作業を行うように構成されている。

昇降装置１０は、走行機体１の後端部に前端側を連結した平行四連リンク構造の昇降リンク機構１１と、その昇降リンク機構１１を揺動駆動する単動型の油圧シリンダ１２（単動シリンダに相当する）とを備えている。
昇降リンク機構１１は、走行機体１の後端側上部位置で、水平方向に沿う上部横軸心ｘ１を揺動支点として揺動作動するアッパーリンク１１Ｕと、前記上部横軸心ｘ１に沿う水平方向で、その下方に位置する下部横軸心ｘ２を揺動支点として揺動作動するロワーリンク１１Ｌとを備えている。アッパーリンク１１Ｕとロワーリンク１１Ｌとの各後端部は、縦リンク１１Ｖに相対回動自在に連結され、この縦リンク１１Ｖに苗植付装置２が支持されている。

前記油圧シリンダ１２は、前端側がアッパーリンク１１Ｕの揺動支点と同じ上部横軸心ｘ１を揺動支点として揺動作動可能に連結されている。後端側はロワーリンク１１Ｌの後端部と縦リンク１１Ｖの下端部との連結箇所における横軸心（図示せず）と同心上の横軸（図示せず）に相対回動自在に連結されている。

図１では、油圧シリンダ１２が伸長して、苗植付装置２が下降した植付作業可能な作業姿勢位置にある。この油圧シリンダ１２の伸長状態から油圧シリンダ１２を収縮作動させるようにシリンダ部１２ａに圧油が供給されると、昇降リンク機構１１が上部横軸心ｘ１及び下部横軸心ｘ２のまわりで揺動作動し、苗植付装置２が持ち上げられた非作業姿勢位置に姿勢変更される。

〔油圧回路〕
昇降装置１０の油圧シリンダ１２は、図２に示すように、制御弁ユニット３を介して圧油供給用の油圧ポンプ１３及び作動油タンク１４に接続されている。
制御弁ユニット３には、油圧ポンプ１３から供給される圧油の給排方向を切り換え制御する電磁制御弁からなる方向制御弁４と、油圧シリンダ１２からの圧油の戻りを規制するチェック弁５と、油圧ポンプ１３から油圧シリンダ１２へ供給される圧油の圧力補償を行うアンロード弁６と、油圧ポンプ１３から方向制御弁４への圧油供給路３１に接続されたリリーフ弁７と、チェック弁５から油圧シリンダ１２への圧油給排路３２に介装された手動開閉弁８とが備えられている。

これらの方向制御弁４、チェック弁５、アンロード弁６、及びリリーフ弁７は、共通のバルブブロック３０内に備えられている。
バルブブロック３０には、油圧ポンプ１３からの圧油供給路３１が接続されるポンプポートＰと、作動油タンク１４へのドレン油路３３が接続されるタンクポートＴと、油圧シリンダ１２に対する圧油給排路３２が接続されるシリンダポートＣと、が形成されている。

バルブブロック３０内で、方向制御弁４は、ポンプポートＰからシリンダポートＣへの通油路３４を開く上昇位置Ｕと、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５を開く下降位置Ｄと、ポンプポートＰからタンクポートＴへの通油路３６を開く中立位置Ｎと、に操作位置を切換可能に構成されている。
この方向制御弁４の上昇位置Ｕへの操作に伴って、油圧ポンプ１３からの圧油が油圧シリンダ１２に供給され、方向制御弁４の下降位置Ｄへの操作に伴って、パイロット油路３７を介してチェック弁５が開放され、油圧シリンダ１２から作動油タンク１４に圧油が戻され、方向制御弁４の中立位置Ｎへの操作に伴って、油圧シリンダ１２の昇降作動は停止され、油圧ポンプ１３の圧油は作動油タンク１４に戻される。

〔制御弁ユニットの具体構造〕
制御弁ユニット３は、図３乃至図５に示すように構成されている。
すなわち、方向制御弁４は、バルブブロック３０内に形成された第一弁室４０内に主スプール４１を挿入した状態で配備されている。そして、主スプール４１の両端部に操作ロッド４２が連設されていて、この操作ロッド４２が、バルブブロック３０の左右両側に装備させたソレノイド４３に挿入されている。また、主スプール４１の両端部近くで操作ロッド４２の外周部に、主スプール４１を中立位置Ｎ側へ復帰付勢する復帰バネ４４，４４が設けられている。
したがって、方向制御弁４は、各ソレノイド４３の何れか一方への通電によって、主スプール４１が上昇位置Ｕ又は下降位置Ｄの何れかに択一的に切り換えられ、両ソレノイド４３への通電が断たれると、両端部の復帰バネ４４，４４の復元力によって中立位置Ｎへ復帰するように構成されている。

主スプール４１は、その長手方向の中央部に位置する中央大径部４５と、図中右端側寄りに位置する右大径部４６（端部大径部に相当する）と、図中左端側寄りに位置する左大径部４７とを備えている。中央大径部４５と右大径部４６との間、及び中央大径部４５と左大径部４７との間には、第一弁室４０の内周面との間に通油用の第一空間ｓ１及び第二空間ｓ２を存在させるための、右小径部４８と左小径部４９とが形成されている。

主スプール４１の長手方向の各端部に対向する位置におけるバルブブロック３０部分には、方向制御弁４が下降位置Ｄに操作されたときに、右大径部４６が入り込み可能な右端部室３０ａ（端部室に相当する）と、方向制御弁４が上昇位置Ｕに操作されたときに、左大径部４７が入り込み可能な左端部室３０ｂとが形成されている。
これらの右端部室３０ａ及び左端部室３０ｂには、主スプール４１を中立位置Ｎ側へ復帰付勢する復帰バネ４４，４４が収容されている。

チェック弁５は、圧油給排路３２に連なる第二弁室５０内に逆流防止用の鋼球５１が設けられている。この鋼球５１は、第二弁室５０内に備えた逆止付勢バネ５２によって、弁座部５０ａの存在する側へ押圧付勢されている。
つまり、鋼球５１は、ポンプポートＰからシリンダポートＣへの通油路３４に圧油が送り込まれると、圧油の圧力によって弁座部５０ａから離れてシリンダポートＣ側への圧油供給を許容する。逆に、シリンダポートＣからタンクポートＴへは、逆止付勢バネ５２の付勢力、及び圧油給排路３２に作用する戻り油の圧力によって鋼球５１が弁座部５０ａに密着する側へ押し付けられ、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５が閉塞された状態となる。

そして、チェック弁５の鋼球５１は、逆止付勢バネ５２による押し付け方向とは逆方向に作動する解除ピストン５３の作動によって、逆流阻止状態を解除できるように構成されている。つまり、解除ピストン５３は、パイロット油路３７に接続されたピストン油室５４に装備されていて、パイロット油路３７に圧油が供給されてきたとき、解除ピストン５３が逆止付勢バネ５２の付勢力に抗して、鋼球５１を弁座部５０ａから離れる側に押し戻すように作用する。これによって、油圧シリンダ１２からの戻り油を、圧油給排路３２及び通油路３５を経て逆流させ、タンクポートＴに戻すことができる。

アンロード弁６は、第三弁室６０内に、圧力補償用の筒状スプール６１を内装している。
第三弁室６０は、方向制御弁４が上昇位置Ｕに位置している状態で、ポンプポートＰからシリンダポートＣへの通油路３４に連なる中間通油路３８と、パイロット油路３７とにわたって形成されている。つまり、この第三弁室６０は、中間通油路３８と、パイロット油路３７とにわたるバイパス路に相当する。

筒状スプール６１は、中間通油路３８に近い側の端部が中実で反対側の端部が筒状に形成されている。そのうち、中実に形成された端部側の肉厚内部に、中間通油路３８とパイロット油路３７とを接続することが可能な連通路６２が形成されている。
連通路６２が形成された側とは反対側で筒状に形成された端部には、第三弁室６０内において筒状スプール６１を中間通油路３８側へ押圧付勢する圧力補償用のコイルスプリング６３が内装されている。
この第三弁室６０には、パイロット油路３７の存在箇所よりも中間通油路３８から遠い側で、かつ筒状スプール６１の中実に形成された端部が最も中間通油路３８に近い側に移動した時点における、筒状スプール６１の他端側よりも前記中間通油路３８から遠い側に通油開口６０ａが形成されている。そして、その通油開口６０ａが、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５に対して、接続油路３９を介して接続されている。

これにより、方向制御弁４が上昇位置Ｕに操作された状態では、図４に示すように、ポンプポートＰに近い中間通油路３８の圧が上昇して筒状スプール６１を中間通油路３８から遠ざかる側へ押し、筒状スプール６１内の連通路６２を通してパイロット油路３７へ導き、タンクポートＴから排出される。
この上昇位置Ｕでは、ポンプポートＰから供給された圧油は、シリンダポートＣへの通油路３４に供給され、油圧シリンダ１２が上昇作動する。このとき、シリンダポートＣへの通油路３４に供給された圧油は接続油路３９を介して通油開口６０ａから第三弁室６０にも流れ込む。したがって、筒状スプール６１には、中間通油路３８における圧油の圧力と、接続油路３９を介して通油路３４から供給された第三弁室６０内の圧油の圧力とが相反する方向で作用し、かつ、第三弁室６０内の圧油の圧力と同方向にコイルスプリング６３の付勢力が作用する。
これによって、中間通油路３８における圧油の圧力と、第三弁室６０内の圧油の圧力と、の圧力差がコイルスプリング６３の付勢力と釣り合うように第三弁室６０内の筒状スプール６１の位置が調節されて連通路６２からの流量が制御される。

方向制御弁４が下降位置Ｄに操作された状態では、図５に示すように、ポンプポートＰからパイロット油路３７に流入した圧油の圧力でピストン油室５４の圧が高められ、解除ピストン５３の作用でチェック弁５が開かれる。これにともなって、油圧シリンダ１２からの戻り油がシリンダポートＣを経てタンクポートＴへの通油路３５に流れ込む。このとき、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５の圧油が接続油路３９を経て第三弁室６０にも送り込まれる。

これによって、筒状スプール６１の、中間通油路３８に面する側の端部にポンプポートＰからの圧油の圧力が作用している状態で、その反対側の端部における第三弁室６０の内部では、接続油路３９を介して通油路３５の圧力が作用する。したがって、筒状スプール６１には、両端部側から、ほぼ同等の圧油の圧力が互いに逆向きに作用して均衡する。この状態で圧力補償用のコイルスプリング６３の付勢力が中間通油路３８の存在する側へ向けて加えられるので、筒状スプール６１は図５に示すように、中間通油路３８に近い側のストロークエンドまで移動した状態に維持される。
このように、接続油路３９を介して通油路３５の圧力が作用する状態における第三弁室６０の内部が、アンロード弁６の背圧室に相当する。

方向制御弁４が中立位置Ｎに操作された状態では、図３に示すように、ポンプポートＰからタンクポートＴへの通油路３６が形成され、パイロット油路３７、中間通油路３８、及び第三弁室６０内に大きな圧は作用せず、筒状スプール６１はコイルスプリング６３の付勢力で中間通油路３８に近い側のストロークエンドまで移動した状態に維持され、チェック弁５は閉じ位置にあって、油圧シリンダ１２への圧油給排路３２は閉塞されている。

リリーフ弁７は、タンクポートＴに連通する第四弁室７０に、栓体７１とリリーフバネ７２とを備えている。
栓体７１は、中間通油路３８に臨む開口３８ａに対して挿抜可能に構成されたものであり、リリーフバネ７２によって前記開口３８ａを閉塞する側へ向けて押し付け付勢可能に構成されている。

手動開閉弁８は、図示しない手動操作具に連係されていて、図２に示す閉止位置と、開放位置との二位置に、択一的に操作可能であるように構成されている。
この手動開閉弁８は、必ずしも制御弁ユニット３を構成するバルブブロック３０に内装された状態に設けられる必要はなく、バルブブロック３０からは離れた位置に設けられていてもよい。

上記の通油路３４と通油路３５は次のように構成されている。つまり、方向制御弁４が存在する第一弁室４０とシリンダポートＣとの間では、通油路３４と通油路３５は共通の油路によって構成されているが、通油路３４は方向制御弁４によって上昇位置Ｕに切り換えられた第一弁室４０内の空間がポンプポートＰにつながり、通油路３５は方向制御弁４によって下降位置Ｄに切り換えられた第一弁室４０内の空間がタンクポートＴにつながっている点で相違する。

〔制御弁ユニットの動作〕
上記のように構成された制御弁ユニット３の作動形態を説明する。
図３に示すように、方向制御弁４に対する方向切り換え用の左右のソレノイド４３，４３を非作動状態にして、左右の復帰バネ４４，４４の付勢作用により、主スプール４１を中立位置Ｎに操作する。
この状態では、主スプール４１の中央大径部４５が、第一弁室４０内において、ポンプポートＰを、中間通油路３８と、パイロット油路３７と、タンクポートＴに連通させる位置にあり、ポンプポートＰからタンクポートＴへの通油路３６が形成されている。
この状態では、アンロード弁６の両端部は開放されており、油圧ポンプ１３に、アンロード弁６による圧力補償動作を行わせるための圧力損失が生じるものではない。

図４に示すように、方向制御弁４に対する方向切り換え用の左側のソレノイド４３を作動状態にして主スプール４１を左方向に引き、上昇位置Ｕに操作する。この状態では、主スプール４１の中央大径部４５が、第一弁室４０内における、中間通油路３８とパイロット油路３７との連通状態を断ち、ポンプポートＰを、ポンプポートＰからシリンダポートＣへの通油路３４と、その通油路３４に連通する中間通油路３８とに対して接続する。
この上昇位置Ｕでは、ポンプポートＰから通油路３４を経てチェック弁５を開き、シリンダポートＣから油圧シリンダ１２に圧油が供給される。同時に、通油路３４に連通する中間通油路３８に供給された圧油は、第三弁室６０内の筒状スプール６１を中間通油路３８から遠ざかる側に押し、その内部に形成されている連通路６２を通して、パイロット油路３７に中間通油路３８側の余剰圧油を排出する。また、ポンプポートＰから通油路３４に供給された圧油は接続油路３９を介して通油開口６０ａから第三弁室６０にも流れ込む。
したがって、筒状スプール６１には、中間通油路３８における圧油の圧力と、接続油路３９や通油開口６０ａを介して通油路３４から供給された第三弁室６０内の圧油の圧力とが相反する方向で作用し、かつ、第三弁室６０内の圧油の圧力と同方向にコイルスプリング６３の付勢力が作用する。
その結果、中間通油路３８における圧油の圧力と、第三弁室６０内の圧油の圧力と、の圧力差がコイルスプリング６３の付勢力と釣り合うように第三弁室６０内の筒状スプール６１の位置が調節され、圧力差が一定となるように連通路６２からの流量が制御される。

図５に示すように、方向制御弁４に対する方向切り換え用の右側のソレノイド４３を作動状態にして主スプール４１を右方向に引き、下降位置Ｄに操作する。この状態では、主スプール４１の中央大径部４５が、第一弁室４０内における、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５と、中間通油路３８との連通状態を断ち、ポンプポートＰをパイロット油路３７に接続させる。
この下降位置Ｄでは、パイロット油路３７に導入された圧油は解除ピストン５３を操作して鋼球５１を強制的に開放側に操作し、チェック弁５を開いて油圧シリンダ１２からの戻り油を、シリンダポートＣから通油路３５に導き、タンクポートＴから作動油タンク１４へ排出する。
このとき、通油路３５を流れる戻り油が、接続油路３９を介してアンロード弁６の背圧室となる第三弁室６０の内部に送り込まれ、筒状スプール６１を中間通油路３８に近づける側へ押圧付勢し、中間通油路３８側から作用するポンプポートＰからの圧油の圧力と対向し、ほぼ均衡した状態に近くなる。かつ、それに加えてコイルスプリング６３の付勢力が第三弁室６０の背圧に付加されることで、筒状スプール６１を中間通油路３８に近づける側へ押し付けた状態に維持することができる。

〔方向制御弁の構造〕
方向制御弁４の構造について説明する。
図６は、方向制御弁４が下降位置Ｄに操作された状態を示している。
主スプール４１の中央大径部４５の外周面における右端部と、右大径部４６の外周面における左端部及び右端部と、左大径部４７の外周面における右端部とのそれぞれには、主スプール４１の軸線方向に沿う凹溝によって構成された通油用切り欠き４５ａ，４６ａ，４６ｂ，４７ａが形成されている。

これらの通油用切り欠き４５ａ，４６ａ，４６ｂ，４７ａのうち、中央大径部４５の外周面における右端部と、右大径部４６の外周面における左端部とに設けられた通油用切り欠き４５ａ，４６ａは、中央大径部４５と右大径部４６との間に位置する右小径部４８の外側に存在する通油用の第一空間ｓ１に一端側が開口している。
左大径部４７の外周面における右端部に設けられた通油用切り欠き４７ａは、中央大径部４５と左大径部４７との間に位置する左小径部４９の外側に存在する通油用の第二空間ｓ２に一端側が開口している。
そして、右大径部４６の外周面における右端部に設けられた通油用切り欠き４６ｂは、バルブブロック３０に、右大径部４６が入り込み可能であるように形成された右端部室３０ａに一端側が開口している。

上記のように通油用切り欠き４５ａ，４６ａ，４６ｂ，４７ａが備えられているので、方向制御弁４が中立位置Ｎに操作されていると、図３に示すように通油用切り欠き４７ａを通して第二空間ｓ２がタンクポートＴに開放される。
方向制御弁４が上昇位置Ｕに操作されていると、図４に示すように通油用切り欠き４５ａを通して第一空間ｓ１がポンプポートＰとシリンダポートＣとに連通する。
方向制御弁４が下降位置Ｄに操作されると、図５及び図６に示すように、第一空間ｓ１が、通油用切り欠き４５ａを通してシリンダポートＣに連通するとともに、通油用切り欠き４６ａ（端部通油部に相当する）を通してタンクポートＴに開放される。

さらに、方向制御弁４が下降位置Ｄに操作された状態では、図５及び図６に示すように、右大径部４６の外周面における右端部に設けられた通油用切り欠き４６ｂ（端部通油部に相当する）を通して、バルブブロック３０の右端部室３０ａがタンクポートＴに開放された状態となる。
また、この通油用切り欠き４６ｂは、図６及び図７に示すように、右大径部４６の外周面における左端部に設けられた通油用切り欠き４６ａの延長線上に存在し、左端部に設けられた通油用切り欠き４６ａから排出された圧油が右端部に設けられた通油用切り欠き４６ｂに流れ込み易くなっている。

そして、右大径部４６の外周面に形成される通油用切り欠き４６ａ，４６ｂのうち、左端部に設けられた通油用切り欠き４６ａは、図７の断面図に示すように形成されている。つまり、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５が存在する第一空間ｓ１に対向する左端部側が深く、その左端部側から離れるほど浅くなる傾斜底面を有した凹溝形状に形成されている。
これにより、第一空間ｓ１から排出される圧油が通油用切り欠き４６ａの傾斜底面に案内されて、速い速度で右端部の通油用切り欠き４６ｂから右端部室３０ａに流れ込み易くなる。

図６に示す符号９は、方向制御弁４が下降位置Ｄに操作された状態で、ポンプポートＰから通油用切り欠き４７ａを通過してタンクポートＴへ排出されるサブ通油路９である。
サブ通油路９は、図３に示すように方向制御弁４が中立位置Ｎに操作されている場合よりも、流路断面積を狭めて、パイロット油路３７におけるパイロット圧を確保しながら第二空間ｓ２をタンクポートＴへ開放しているものである。

このように構成された方向制御弁４によって、作業装置としての苗植付装置２による負荷圧を変化させて油圧シリンダ１２に作用させた場合の実験データを図８に示している。
この図では、縦軸が流量を表し、横軸が負荷圧を表している。
この図で二点鎖線で示されるように、一般的は、負荷圧が増大するほど流量も増大するものである。しかしなあら本発明のものでは、図中、実線で示すように、負荷圧４ＭＰａ程度までは、負荷圧と流量が比例的に増減しているが、それ以上に負荷圧が増大すると、流量はほぼ横ばいの状態となる。つまり、流量は大きく変化せず、下降速度がほぼ一定の速度となっている。

〔別実施形態の１〕
上記の実施形態では、端部通油路として、シリンダポートＣからタンクポートＴへの通油路３５が存在する第一空間ｓ１に対向する左端部側が深く、その左端部側から離れるほど浅くなる傾斜底面を有した凹溝形状の通油用切り欠き４６ａを示したが、この構造に限られるものではない。
例えば、上述したような直線的な傾斜底面を備えずに、段階的に浅くなる形状の凹溝や、底面の深さに差のない単なる凹溝状のものであってもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

〔別実施形態の２〕
上記の実施形態では、端部通油路として、右大径部４６の外周面における左端部に設けられた通油用切り欠き４６ａと、右大径部４６の外周面における右端部に設けられた通油用切り欠き４６ｂとで構成された構造のものを例示したが、この構造に限定されるものではない。
例えば、左端部に設けられた通油用切り欠き４６ａと右端部に設けられた通油用切り欠き４６ｂとが一連に連なった凹溝状に形成されたものであったり、通油用切り欠き４６ａ，４６ｂがバルブブロック３０側に形成されたものであってもよい。
また、通油用切り欠き４６ａ，４６ｂが凹溝状のものに限らず、例えば、右大径部４６の外周面の一部を全周にわたって小径に形成したものなど、適宜に形状変更してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

〔別実施形態の３〕
上記の実施形態では、方向制御弁４を電磁弁で構成して、その操作位置の切換を、ソレノイド４３と復帰バネ４４とによって行うように構成したものを示したが、この構造に限られるものではなく、例えば人為的に手動操作で切り換えられるようにするなど、任意の動作形態のものを選択することができる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

本発明における作業機の油圧駆動装置は、実施形態で示した乗用型田植機の昇降装置に限らず、トラクタの作業機昇降装置や運搬車両に装備した昇降装置など、単動シリンダを用いる適宜の作業機における油圧駆動装置に適用することができる。

１ 走行機体
３ 制御弁ユニット
４ 方向制御弁
１２ 単動シリンダ
１３ 油圧ポンプ
１４ 作動油タンク
３０ａ 端部室
３１ 圧油供給路
３２ 圧油給排路
３３ ドレン油路
３４ 通油路
３５ 通油路
４１ スプール
４６ 端部大径部
４６ａ，４６ｂ 端部通油部
Ｔ タンクポート
Ｐ ポンプポート
Ｃ シリンダポート
Ｕ 上昇位置
Ｎ 中立位置
Ｄ 下降位置

Claims (2)

1. 走行機体に装備された作業装置を昇降操作する単動シリンダと、
   前記単動シリンダに対して圧油を供給する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプと前記単動シリンダとの間における圧油の給排を制御する制御弁ユニットと、を備えた作業機の油圧駆動装置において、
   前記制御弁ユニットに、前記油圧ポンプからの圧油供給路が接続されるポンプポートと、作動油タンクへのドレン油路が接続されるタンクポートと、前記単動シリンダに対する圧油給排路が接続されるシリンダポートと、が形成され、
   この制御弁ユニットに、前記圧油の給排方向を、スプールのスライド移動によって切り換え制御する方向制御弁が備えられ、前記方向制御弁は、前記ポンプポートから前記シリンダポートへの通油路を開く上昇位置と、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路を開く下降位置と、前記ポンプポートから前記タンクポートへの通油路を開く中立位置と、に前記スプールの操作位置を切換可能に構成され、
   前記スプールのスライド移動方向の一端部に、前記上昇位置と前記中立位置では前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路を閉じ、前記下降位置で前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路を開く端部大径部が形成され、
   前記制御弁ユニットには、前記端部大径部が入り込み可能な端部室が形成され、
   前記端部大径部のうち、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路と前記端部室とにわたる箇所に、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路から前記端部室への作動油の流入を許す端部通油部が形成されている作業機の油圧駆動装置。
2. 前記端部通油部は、前記端部大径部のうち、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路に対向する側の端部周面と、前記端部室に対向する側の端部周面とのそれぞれに、前記スプールの軸線方向に沿って形成された凹溝によって構成され、かつ、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路に対向する側の端部周面に形成された凹溝は、前記シリンダポートから前記タンクポートへの通油路に対向する側の端部側が深く、その端部側から離れるほど浅くなる傾斜底面を有した形状に形成されている請求項１記載の作業機の油圧駆動装置。

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