JP2665602B2 - 圧力補償型流体圧制御システム - Google Patents
圧力補償型流体圧制御システムInfo
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- JP2665602B2 JP2665602B2 JP27062488A JP27062488A JP2665602B2 JP 2665602 B2 JP2665602 B2 JP 2665602B2 JP 27062488 A JP27062488 A JP 27062488A JP 27062488 A JP27062488 A JP 27062488A JP 2665602 B2 JP2665602 B2 JP 2665602B2
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Description
この発明は、作業機を動かす流体圧シリンダを手動ま
たは自動で制御できると共に圧力補償制御回路を共有し
た圧力補償型流体圧制御システムに関する。
たは自動で制御できると共に圧力補償制御回路を共有し
た圧力補償型流体圧制御システムに関する。
建設機械において、プレートやショベル等の作業機を
動かす油圧シリンダを制御する手動式制御弁を油圧ポン
プに接続すると共に、該手動式制御弁から上記油圧シリ
ンダへの作動油の圧力変動を検出して圧力補償制御回路
を作動させる圧力補償型油圧制御システムの構成は知ら
れている。 そこで上記圧力補償制御回路の作用を保ちつつ上記作
業機を動かす油圧シリンダを手動制御と共に自動制御で
きるようにするためには、前記手動式制御弁を手動−自
動制御が兼用できる制御弁に置き換える構成が考えられ
る。 即ち、例えば前記手動式制御弁に代えてコントロール
レバーにより手動制御が可能であると同時にコントロー
ラからの制御信号により自動制御が可能な比例制御電磁
弁を用いる構成、あるいは上記手動式制御弁のコントロ
ールレバーにステッピングモータやステッピングシリン
ダ等の出力部を接合してコントロールからの制御信号で
コントロールレバーを自動制御する構成などが考えられ
る。 しかしながら上記構成では、制御弁の構造が複雑とな
ると共に手動時の操作性が劣る欠点があり、更にコスト
アップを余儀なくされる。 また、１つの制御弁で作業機の手動−自動の両モード
の制御を行なわせているので、手動制御モードと自動制
御モードとはいずれかが択一的に選択される。従って、
自動制御モードに対して手動制御モードを優先させるに
は、特別のモード切換スイッチを設ける必要があり、自
動制御時にコントロールレバーを操作しただけでは手動
制御に切り替えることができず、安全性や操作の最適化
の点で迅速に対処できない欠点がある。
動かす油圧シリンダを制御する手動式制御弁を油圧ポン
プに接続すると共に、該手動式制御弁から上記油圧シリ
ンダへの作動油の圧力変動を検出して圧力補償制御回路
を作動させる圧力補償型油圧制御システムの構成は知ら
れている。 そこで上記圧力補償制御回路の作用を保ちつつ上記作
業機を動かす油圧シリンダを手動制御と共に自動制御で
きるようにするためには、前記手動式制御弁を手動−自
動制御が兼用できる制御弁に置き換える構成が考えられ
る。 即ち、例えば前記手動式制御弁に代えてコントロール
レバーにより手動制御が可能であると同時にコントロー
ラからの制御信号により自動制御が可能な比例制御電磁
弁を用いる構成、あるいは上記手動式制御弁のコントロ
ールレバーにステッピングモータやステッピングシリン
ダ等の出力部を接合してコントロールからの制御信号で
コントロールレバーを自動制御する構成などが考えられ
る。 しかしながら上記構成では、制御弁の構造が複雑とな
ると共に手動時の操作性が劣る欠点があり、更にコスト
アップを余儀なくされる。 また、１つの制御弁で作業機の手動−自動の両モード
の制御を行なわせているので、手動制御モードと自動制
御モードとはいずれかが択一的に選択される。従って、
自動制御モードに対して手動制御モードを優先させるに
は、特別のモード切換スイッチを設ける必要があり、自
動制御時にコントロールレバーを操作しただけでは手動
制御に切り替えることができず、安全性や操作の最適化
の点で迅速に対処できない欠点がある。
この発明は上記欠点を解決するために創案されたもの
であって、その第１の課題は、手動式制御弁と自動式制
御弁とを別体とし並列に設けて手動−自動制御モードで
それぞれ作業機を制御できるようにすると共に、手動式
制御弁の作動油圧の変動を検出するラインと接続された
圧力補償回路を、自動制御モード次に自動式制御弁の作
動油圧の変動を検出するラインに切り換えて接続し圧力
補償を行なうことができる圧力補償型流体圧制御システ
ムを提供するにある。 この発明の第２の課題は、手動制御モードを自動制御
モードに優先させ、自動制御モード時でも手動式制御弁
が作動すると手動制御モードに切り換えて作業機を制御
することのできる圧力補償型流体圧制御システムを提供
するにある。
であって、その第１の課題は、手動式制御弁と自動式制
御弁とを別体とし並列に設けて手動−自動制御モードで
それぞれ作業機を制御できるようにすると共に、手動式
制御弁の作動油圧の変動を検出するラインと接続された
圧力補償回路を、自動制御モード次に自動式制御弁の作
動油圧の変動を検出するラインに切り換えて接続し圧力
補償を行なうことができる圧力補償型流体圧制御システ
ムを提供するにある。 この発明の第２の課題は、手動制御モードを自動制御
モードに優先させ、自動制御モード時でも手動式制御弁
が作動すると手動制御モードに切り換えて作業機を制御
することのできる圧力補償型流体圧制御システムを提供
するにある。
この発明は上記第１の課題を解決するために、 （ａ）．作業機を動かす流体圧シリンダを制御する手動
式制御弁とコントローラからの制御信号によって上記流
体圧シリンダを制御する自動式制御弁とを上記流体圧シ
リンダと流体圧ポンプとの間に並列に接続すると共に、
上記流体圧ポンプの吐出ラインと戻りラインとの間に圧
力補償制御回路を設けた圧力補償型流体圧制御システム
を設ける、 （ｂ）．上記手動式制御弁および自動式制御弁のそれぞ
れの作動流体圧の変動を伝えるラインと接続され、作動
流体圧が変動した場合に前記圧力補償制御回路を制御す
るシャトル弁を設ける、 （ｃ）．前記自動式制御弁の作動流体圧の変動をシャト
ル弁に伝えるラインを、前記コントロールからの制御信
号で、手動制御モードから自動制御モードに切換わる際
に接続し、自動制御モードから手動制御モードに切換わ
る際に遮断するモード切換弁を設ける、 という技術的手段を講じている。 また第２の課題を解決するために、上記（ａ）〜
（ｃ）の構成に加えて、 （ｄ）．前記手動式制御弁の作動流体圧の変動をシャト
ル弁に伝えるラインに前記シャトル弁と並列して、上記
作動流体圧の変動時にコントローラに検出信号を出力す
る圧力スイッチを接続して、上記圧力スイッチにより自
動制御モード中に上記手動式制御弁の作動が検出される
と、コントローラからの自動式制御弁へ制御信号の出力
を停止して中立位置に戻すと共にモード切換弁を切換え
て自動式制御弁からの作動流体圧の検出を停止する、 という技術的手段を講じている。 更に、上記第２の課題を解決するために、上記（ａ）
〜（ｃ）の構成に加えて、 （ｅ）．前記手動式制御弁のコントロールレバーまたは
スプールが動いた時にコントローラに検出信号を出力す
るセンサを設けて、上記センサにより自動制御モード中
に上記手動式制御弁の作動が検出されると、コントロー
ラから自動式制御弁への制御信号の出力を停止して中立
位置に戻すと共にモード切換弁を切換えて自動式制御弁
からの作動流体圧の検出を停止する、 という技術的手段を講じている。
式制御弁とコントローラからの制御信号によって上記流
体圧シリンダを制御する自動式制御弁とを上記流体圧シ
リンダと流体圧ポンプとの間に並列に接続すると共に、
上記流体圧ポンプの吐出ラインと戻りラインとの間に圧
力補償制御回路を設けた圧力補償型流体圧制御システム
を設ける、 （ｂ）．上記手動式制御弁および自動式制御弁のそれぞ
れの作動流体圧の変動を伝えるラインと接続され、作動
流体圧が変動した場合に前記圧力補償制御回路を制御す
るシャトル弁を設ける、 （ｃ）．前記自動式制御弁の作動流体圧の変動をシャト
ル弁に伝えるラインを、前記コントロールからの制御信
号で、手動制御モードから自動制御モードに切換わる際
に接続し、自動制御モードから手動制御モードに切換わ
る際に遮断するモード切換弁を設ける、 という技術的手段を講じている。 また第２の課題を解決するために、上記（ａ）〜
（ｃ）の構成に加えて、 （ｄ）．前記手動式制御弁の作動流体圧の変動をシャト
ル弁に伝えるラインに前記シャトル弁と並列して、上記
作動流体圧の変動時にコントローラに検出信号を出力す
る圧力スイッチを接続して、上記圧力スイッチにより自
動制御モード中に上記手動式制御弁の作動が検出される
と、コントローラからの自動式制御弁へ制御信号の出力
を停止して中立位置に戻すと共にモード切換弁を切換え
て自動式制御弁からの作動流体圧の検出を停止する、 という技術的手段を講じている。 更に、上記第２の課題を解決するために、上記（ａ）
〜（ｃ）の構成に加えて、 （ｅ）．前記手動式制御弁のコントロールレバーまたは
スプールが動いた時にコントローラに検出信号を出力す
るセンサを設けて、上記センサにより自動制御モード中
に上記手動式制御弁の作動が検出されると、コントロー
ラから自動式制御弁への制御信号の出力を停止して中立
位置に戻すと共にモード切換弁を切換えて自動式制御弁
からの作動流体圧の検出を停止する、 という技術的手段を講じている。
手動式制御弁と自動式制御弁とは並列に接続されて作
業機を動かす流体圧シリンダをそれぞれ独立に制御する
ことができる。 この手動式制御弁の作動流体圧の変動を伝えるライン
はシャトル弁の一方の入口に接続されているので、作動
流体圧の変動があれば、上記シャトル弁を介して圧力補
償制御回路を作動させることができる。 また、自動式制御弁の作動流体圧の変動を伝えるライ
ンはモード切換弁を介してシャトル弁の他方の入口に接
続されている。 このモード切換弁は、コントローラで制御モードが手
動制御から自動制御に切り換わる時に上記ラインを接続
してシャトル弁に自動式制御弁の作動流体圧の変動を伝
え、自動制御から手動制御に切り換える時に上記ライン
を遮断して作動流体圧の変動を伝えないので、上記シャ
トル弁を択一的に使用することができる。 また、自動制御時にも手動式制御弁の圧力変動を伝え
るラインを遮断することがないので、手動制御を自動制
御に優先させる場合にも対応させることができる。 また、更に圧力スイッチをシャトル弁と並列に設ける
ことによって、シャトル弁に作動流体圧の変動を伝える
と共に圧力スイッチを作動するので、自動式制御モード
時でも手動式制御弁の圧力変動を優先して自動制御から
手動制御への切り替えを行なうと共に、同時に圧力補償
の制御を行なうことができる。 更に、上記圧力スイッチに代えて手動式制御弁の制御
弁またはスプールの動きを検出するセンサを設けること
によって、圧力補償の制御とは別に手動式制御弁の動き
を優先し自動制御から手動制御への切り替えを行なうこ
とができる。
業機を動かす流体圧シリンダをそれぞれ独立に制御する
ことができる。 この手動式制御弁の作動流体圧の変動を伝えるライン
はシャトル弁の一方の入口に接続されているので、作動
流体圧の変動があれば、上記シャトル弁を介して圧力補
償制御回路を作動させることができる。 また、自動式制御弁の作動流体圧の変動を伝えるライ
ンはモード切換弁を介してシャトル弁の他方の入口に接
続されている。 このモード切換弁は、コントローラで制御モードが手
動制御から自動制御に切り換わる時に上記ラインを接続
してシャトル弁に自動式制御弁の作動流体圧の変動を伝
え、自動制御から手動制御に切り換える時に上記ライン
を遮断して作動流体圧の変動を伝えないので、上記シャ
トル弁を択一的に使用することができる。 また、自動制御時にも手動式制御弁の圧力変動を伝え
るラインを遮断することがないので、手動制御を自動制
御に優先させる場合にも対応させることができる。 また、更に圧力スイッチをシャトル弁と並列に設ける
ことによって、シャトル弁に作動流体圧の変動を伝える
と共に圧力スイッチを作動するので、自動式制御モード
時でも手動式制御弁の圧力変動を優先して自動制御から
手動制御への切り替えを行なうと共に、同時に圧力補償
の制御を行なうことができる。 更に、上記圧力スイッチに代えて手動式制御弁の制御
弁またはスプールの動きを検出するセンサを設けること
によって、圧力補償の制御とは別に手動式制御弁の動き
を優先し自動制御から手動制御への切り替えを行なうこ
とができる。
以下にこの発明に係る圧力補償型流体圧制御システム
をトラクタのブレードの制御装置に適用した場合の好適
実施例について図面を参照しつつ説明する。 この圧力補償型油圧制御システム１は、ブレード22を
動かす油圧シリンダ25,26をコントロールレバーで制御
する手動式制御弁7,8を備えた手動制御回路２と、コン
トローラ19からの制御信号によって上記油圧シリンダ2
5,26を制御する自動式制御弁13,14とを備えた自動制御
回路６と、上記手動制御回路２と自動制御回路６の接点
となるシャトル弁20と、該シャトル弁20で制御可能に接
続された圧力補償制御回路３とからなっており、前記手
動制御回路２と自動制御回路６とを上記油圧シリンダ2
5,26と油圧ポンプ17との間に並列に接続した油圧回路構
成からなっている。 即ち、油圧シリンダとして、本実施例ではリフトシリ
ンダ25とチルトシリンダ26とが設けられており、これに
対応して手動式制御弁としては、手動式リフト制御弁７
と手動式チルト制御弁８とが設けられ、また自動式制御
弁としてはコントローラで制御される電磁式リフト制御
弁13と電磁式チルト制御弁14とが設けらている。 ここで、手動制御回路２では、油圧ポンプ17の吐出ラ
インにプライオリティバルブ９を介して手動式リフト制
御弁７と手動式チルト制御弁８とを並列に接続してお
り、手動式リフト制御弁７を優先させる回路からなって
いる。 また、手動式リフト制御弁７は５ポート４位置切替制
御弁からなってリフトシリンダ25に制御可能に接続され
ると共にオリフィスを介して背圧検出用のパイロットラ
イン31と接続されている。 チルト制御弁８は５ポート３位置切替制御弁からなっ
てチルトシリンダ26に制御可能に接続されると共に同様
にオリフィスを介して背圧検出用のパイロットランプ32
と接続されている。 これらのパイロットライン31,32はそれぞれ補助用シ
ャトル弁33A,33Bを介してリフトシリンダ25またはチル
トシリンダ26のいづれかに背圧の圧力変動があった場合
にそれを検出することができるように接続されてシャト
ル弁20の一方の入口に接続されている。 次に、自動式制御弁は、コントローラで制御される電
磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト制御弁14とからな
っており、自動制御回路６では、油圧ポンプ17の吐出ラ
イン40とリフトシリンダ25またはチルトシリンダ26との
間で前記手動式制御弁7,8と並列に電磁式リフト制御弁1
3及び電磁式チルト制御弁14を接続しているので、それ
ぞれ前記手動式制御弁7,8とは独立してチルトシリンダ2
5またはリフトシリンダ26を制御することができる構成
となっている。 また上記電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト制御
弁８は共に４ポート３位置切替制御弁からなっている。 この電磁式リフト制御弁13と電磁式チルト制御弁14に
は、それぞれの作動油供給ライン40と戻りライン50とに
並列にモード切換弁15が接続されている。 該モード切換弁15は、コントローラ19からの制御信号
で手動モード位置Ａと自動モード位置Ｂとに切り換え可
能な３ポート２位置切換弁からなっており、このモード
切換弁15は前記シャトル弁20の他方の入口と接続されて
いる。 従って、モード切換弁15が自動モード位置Ｂに切り替
わると電磁式リフト制御弁７および電磁式チルト制御弁
８への吐出ライン40がシャトル弁20の他方の入口と接続
されるので、吐出ライン40の負荷変動がシャトル弁20に
伝えられる。 またモード切換弁15が手動モード位置Ａに切換わる
と、電磁式リフト制御弁および電磁式チルト制御弁から
の戻りライン50がシャトル弁20の他方の入口と接続され
るが、戻りライン50は上記電磁式リフト制御弁13および
電磁式チルト制御弁14でブロックされ圧力の変動が生じ
ないので、シャトル弁20がこれにより作動することはな
い。 ここでコントローラ19はマイクロコンピュータ構成か
らなっており、電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト
制御弁14を制御すると共にモード切換弁15を制御してい
る。 上記電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト制御弁14
の制御はオートポジショナ19Aで行なわれており、図示
しないセンサで検出されたリアルタイムのブレードの位
置データをもとに、予め設定されてメモリに記憶された
ブレード22のリフト高さ、チルト角の位置を比較演算
し、上記設定位置にブレード22を変位するための制御信
号を電磁式リフト制御弁13又は電磁式チルト制御弁14の
電磁ソレノイドに出力して制御している。 作業機の手動制御モードから自動制御モードへの切換
には、例えばコントロールレバー7A,8Aの１つに設けら
れた図示しない自動制御スイッチを用い、オペレータが
これを投入してコントローラ19に信号が入ると、自動制
御モードが選択される。 これにより、前記コントローラ19のオートポジショナ
19Aが作動して電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト
制御弁14を制御しブレード22を一定位置に自動的に変位
させる。 また、これと同時にモード切換弁15に制御信号を出力
して、手動制御位置Ａから自動制御位置Ｂに切り換え
る。 次ぎに、自動制御モードＢから手動制御モードＡに切
り替わると、コントローラ19は電磁式リフト制御弁13及
び電磁式チルト制御弁14への制御信号の出力を停止して
これらを中立位置に戻す。 これと同時に前記モード切換弁15に制御信号を送っ
て、自動制御位置Ｂから手動制御位置Ａに切り換える。 このように構成されているので、手動制御モード時に
は電磁式リフト制御弁13と電磁式チルト制御弁14は保持
位置で停止しているので、シャトル弁20は、手動式リフ
ト制御弁７と手動式チルト制御弁８の作動油圧（負荷）
の変動を受けて開き、圧力補償制御回路３に作用する。 また、自動制御モード時には、手動式リフト制御弁７
と手動式チルト制御弁８は付勢力によって保持位置に自
動復帰しているので、電磁式リフト制御弁13と電磁式チ
ルト制御弁14の作動油圧（負荷）の変動を受けて開き、
圧力補償制御回路３に作用する。 このように、自動制御モードであっても手動制御モー
ドであっても、いづれかの作動している側の回路の油圧
変動だけがシャトルバルブ20の切換により圧力補償制御
回路３に作用する。 従って、このシャトル弁20は、手動式制御回路２と自
動式制御回路６との接点に配置することによって、上記
のように手動制御回路２に追加した自動制御回路６にお
いても圧力補償を可能とする重要な構成となっている。 次ぎに本実施例で圧力補償制御回路３は、流量制御弁
10とアンロード弁11とが用いられており、前記油圧ポン
プ17の吐出ラインと戻りライン50との間にリリーフ弁12
と共に並列に接続されている。 そして前記シャトル弁20の出力に接続されたパイロッ
トライン30は、それぞれ上記流量制御弁10と、アンロー
ド弁11の制御用入口に接続されている。 従って、手動制御モードにおいて手動式リフト制御弁
７と手動式チルト制御弁８がいずれもブレード22を保持
する位置にあるときには、油圧ポンプ17からの圧油はア
ンロード弁11によってタンク18に戻される。 次ぎに、上記手動式リフト制御弁７または手動式チル
ト制御弁８でブレード22を動かすと、背圧を検出するパ
イロットライン31,32に圧力変動が伝わって、前記補助
シャトル弁33A,33Bを介してシャトル弁20に圧力変動を
伝え、上記パイロットライン31,32の圧力変動に応じて
アンロード弁11を閉じる。 該アンロード弁11が閉じると油圧ポンプ17からの吐出
圧が上昇してブレード22を作動するに十分な油圧が与え
られる。 さらに圧力が上昇すると流量制御弁10が閉じ、ブレー
ド22の負荷圧力の変動に応じて流量制御弁10の位置が切
り換わり吐出ライン側の油圧をその負荷圧力に関係なく
一定の油圧に保つことができる。 そして、この発明においては、シャトル弁20の一方の
入口には常に手動式制御弁の圧力変動を検出するライン
30を接続しておき、他方の入口には自動式制御弁の圧力
変動を伝えるライン60をモード切換弁15で断続可能に接
続する構成を採っているので、次に説明する自動制御モ
ードに対して手動制御モードを優先する構成にそのまま
適用することができる。 即ち第１図の場合には、上記手動制御モード時と自動
制御モード時に圧力補償制御回路３を共用できる基本的
構成に、更に手動制御モードを自動制御モードに優先さ
せるために圧力スイッチ21が設けられている。 この圧力スイッチ21は、ノーマルオープンの圧力スイ
ッチであって、前記手動式リフト制御弁７およびチルト
制御弁８の背圧の圧力変動を伝えるパイロットラインに
前記シャトル弁20と並列に接続されており、上記パイロ
ットラインの圧力上昇を検出すると前記コントローラ19
に検知信号を出力する。 この圧力スイッチ21を設けた場合には、コントローラ
19では上記圧力スイッチ21の検出信号をもとに、自動制
御モードから手動制御モードへのモード切換に伴う制御
信号をモード切換弁15及び電磁式リフト制御弁13及び電
磁式チルト制御弁14に出力する。 これにより、前記モード切換弁15は自動制御位置Ｂか
ら手動制御位置Ａに切り替わり、また電磁式リフト制御
弁13及び電磁式チルト制御弁14は中立位置に復帰して停
止する手動制御モードに変えることができる。 上記圧力スイッチ21を設けた構成は、作動油圧の変動
を検出するパイロットラインをシャトル弁と共用するも
のであり、最小の構成で自動式制御時に手動式制御を優
先させることができる。 また、シャトル弁20と圧力スイッチ21とは同じ圧力の
変動を検出して作動するので、両者は同期して作動しタ
イムラグを生ずることがないので手動制御モードの優先
を一層スムーズに遂行することができる。 第２図には、上記圧力スイッチに代えて、手動式制御
弁のそれぞれの制御弁の動きを検出する近接スイッチ2
3,24を設けた異なる実施例を示す。 即ち、この実施例の場合は、手動式リフト制御弁７と
手動式チルト制御弁８のそれぞれのコントロールレバー
7A,7Bの近傍にその変位を検出する近接スイッチ23,24が
設けられている。 この近接スイッチ23,24は、その検出値の論理和の結
果をコントローラに出力するように論理和回路を介して
コントローラに接続されている。 この論理和回路は上記コントローラに内蔵されていて
もよい。 従って、上記コントロールレバー7A,8Aのいづれか１
つが動けば、検出信号がコントローラ19に送られて自動
制御モードから手動制御モードへ切り替わる。 これによって、作動中であった自動式制御弁は保持位
置に復帰して停止し、モード切換弁15は手動制御モード
位置に切り替わる。 その他の構成は第１図示の実施例と同様であるので、
同一構成には同一符号を付して、その説明を省略する。 またこの実施例では、手動式制御弁の作動を検出する
のにコントロールレバー7A,8Aの動きをセンサで検知し
たが、手動式制御弁のスプールの動きを検出する等の構
成を用いてもよい。 更に、上記各実施例では、作業機を制御する油圧シリ
ンダを２つとしたが、他に制御する油圧シリンダ（例え
ばアングリング用シリンダ等）があれば第３のバルブと
して前記自動式制御弁及び手動式制御弁と同様に接続す
ればよく、この発明では作業機を制御する油圧シリンダ
及びそれを制御する制御弁の数またはその種類は問わな
い。 また、図示例の場合、自動式制御弁とモード切換弁15
を有する自動制御回路６は、既設の手動式制御弁と圧力
補償制御回路３を有する手動制御回路２に脱着自在に連
結することができる回路構成としたので、ブレードの自
動制御が必要な作業にだけ自動制御用の回路を取り付け
ればよく、自動制御用の回路を選択的に使用できるメリ
ットがある。 なお、本実施例ではこの発明の圧力補償型流体圧制御
システム１をトラクタのブレードに適用した場合につい
て説明したが、この発明は上記構成に限定する事なく、
ローダ、エクスカベータ等流体圧システムで作動する流
体圧シリンダを有する作業装置に広く適用することがで
きる。
をトラクタのブレードの制御装置に適用した場合の好適
実施例について図面を参照しつつ説明する。 この圧力補償型油圧制御システム１は、ブレード22を
動かす油圧シリンダ25,26をコントロールレバーで制御
する手動式制御弁7,8を備えた手動制御回路２と、コン
トローラ19からの制御信号によって上記油圧シリンダ2
5,26を制御する自動式制御弁13,14とを備えた自動制御
回路６と、上記手動制御回路２と自動制御回路６の接点
となるシャトル弁20と、該シャトル弁20で制御可能に接
続された圧力補償制御回路３とからなっており、前記手
動制御回路２と自動制御回路６とを上記油圧シリンダ2
5,26と油圧ポンプ17との間に並列に接続した油圧回路構
成からなっている。 即ち、油圧シリンダとして、本実施例ではリフトシリ
ンダ25とチルトシリンダ26とが設けられており、これに
対応して手動式制御弁としては、手動式リフト制御弁７
と手動式チルト制御弁８とが設けられ、また自動式制御
弁としてはコントローラで制御される電磁式リフト制御
弁13と電磁式チルト制御弁14とが設けらている。 ここで、手動制御回路２では、油圧ポンプ17の吐出ラ
インにプライオリティバルブ９を介して手動式リフト制
御弁７と手動式チルト制御弁８とを並列に接続してお
り、手動式リフト制御弁７を優先させる回路からなって
いる。 また、手動式リフト制御弁７は５ポート４位置切替制
御弁からなってリフトシリンダ25に制御可能に接続され
ると共にオリフィスを介して背圧検出用のパイロットラ
イン31と接続されている。 チルト制御弁８は５ポート３位置切替制御弁からなっ
てチルトシリンダ26に制御可能に接続されると共に同様
にオリフィスを介して背圧検出用のパイロットランプ32
と接続されている。 これらのパイロットライン31,32はそれぞれ補助用シ
ャトル弁33A,33Bを介してリフトシリンダ25またはチル
トシリンダ26のいづれかに背圧の圧力変動があった場合
にそれを検出することができるように接続されてシャト
ル弁20の一方の入口に接続されている。 次に、自動式制御弁は、コントローラで制御される電
磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト制御弁14とからな
っており、自動制御回路６では、油圧ポンプ17の吐出ラ
イン40とリフトシリンダ25またはチルトシリンダ26との
間で前記手動式制御弁7,8と並列に電磁式リフト制御弁1
3及び電磁式チルト制御弁14を接続しているので、それ
ぞれ前記手動式制御弁7,8とは独立してチルトシリンダ2
5またはリフトシリンダ26を制御することができる構成
となっている。 また上記電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト制御
弁８は共に４ポート３位置切替制御弁からなっている。 この電磁式リフト制御弁13と電磁式チルト制御弁14に
は、それぞれの作動油供給ライン40と戻りライン50とに
並列にモード切換弁15が接続されている。 該モード切換弁15は、コントローラ19からの制御信号
で手動モード位置Ａと自動モード位置Ｂとに切り換え可
能な３ポート２位置切換弁からなっており、このモード
切換弁15は前記シャトル弁20の他方の入口と接続されて
いる。 従って、モード切換弁15が自動モード位置Ｂに切り替
わると電磁式リフト制御弁７および電磁式チルト制御弁
８への吐出ライン40がシャトル弁20の他方の入口と接続
されるので、吐出ライン40の負荷変動がシャトル弁20に
伝えられる。 またモード切換弁15が手動モード位置Ａに切換わる
と、電磁式リフト制御弁および電磁式チルト制御弁から
の戻りライン50がシャトル弁20の他方の入口と接続され
るが、戻りライン50は上記電磁式リフト制御弁13および
電磁式チルト制御弁14でブロックされ圧力の変動が生じ
ないので、シャトル弁20がこれにより作動することはな
い。 ここでコントローラ19はマイクロコンピュータ構成か
らなっており、電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト
制御弁14を制御すると共にモード切換弁15を制御してい
る。 上記電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト制御弁14
の制御はオートポジショナ19Aで行なわれており、図示
しないセンサで検出されたリアルタイムのブレードの位
置データをもとに、予め設定されてメモリに記憶された
ブレード22のリフト高さ、チルト角の位置を比較演算
し、上記設定位置にブレード22を変位するための制御信
号を電磁式リフト制御弁13又は電磁式チルト制御弁14の
電磁ソレノイドに出力して制御している。 作業機の手動制御モードから自動制御モードへの切換
には、例えばコントロールレバー7A,8Aの１つに設けら
れた図示しない自動制御スイッチを用い、オペレータが
これを投入してコントローラ19に信号が入ると、自動制
御モードが選択される。 これにより、前記コントローラ19のオートポジショナ
19Aが作動して電磁式リフト制御弁13及び電磁式チルト
制御弁14を制御しブレード22を一定位置に自動的に変位
させる。 また、これと同時にモード切換弁15に制御信号を出力
して、手動制御位置Ａから自動制御位置Ｂに切り換え
る。 次ぎに、自動制御モードＢから手動制御モードＡに切
り替わると、コントローラ19は電磁式リフト制御弁13及
び電磁式チルト制御弁14への制御信号の出力を停止して
これらを中立位置に戻す。 これと同時に前記モード切換弁15に制御信号を送っ
て、自動制御位置Ｂから手動制御位置Ａに切り換える。 このように構成されているので、手動制御モード時に
は電磁式リフト制御弁13と電磁式チルト制御弁14は保持
位置で停止しているので、シャトル弁20は、手動式リフ
ト制御弁７と手動式チルト制御弁８の作動油圧（負荷）
の変動を受けて開き、圧力補償制御回路３に作用する。 また、自動制御モード時には、手動式リフト制御弁７
と手動式チルト制御弁８は付勢力によって保持位置に自
動復帰しているので、電磁式リフト制御弁13と電磁式チ
ルト制御弁14の作動油圧（負荷）の変動を受けて開き、
圧力補償制御回路３に作用する。 このように、自動制御モードであっても手動制御モー
ドであっても、いづれかの作動している側の回路の油圧
変動だけがシャトルバルブ20の切換により圧力補償制御
回路３に作用する。 従って、このシャトル弁20は、手動式制御回路２と自
動式制御回路６との接点に配置することによって、上記
のように手動制御回路２に追加した自動制御回路６にお
いても圧力補償を可能とする重要な構成となっている。 次ぎに本実施例で圧力補償制御回路３は、流量制御弁
10とアンロード弁11とが用いられており、前記油圧ポン
プ17の吐出ラインと戻りライン50との間にリリーフ弁12
と共に並列に接続されている。 そして前記シャトル弁20の出力に接続されたパイロッ
トライン30は、それぞれ上記流量制御弁10と、アンロー
ド弁11の制御用入口に接続されている。 従って、手動制御モードにおいて手動式リフト制御弁
７と手動式チルト制御弁８がいずれもブレード22を保持
する位置にあるときには、油圧ポンプ17からの圧油はア
ンロード弁11によってタンク18に戻される。 次ぎに、上記手動式リフト制御弁７または手動式チル
ト制御弁８でブレード22を動かすと、背圧を検出するパ
イロットライン31,32に圧力変動が伝わって、前記補助
シャトル弁33A,33Bを介してシャトル弁20に圧力変動を
伝え、上記パイロットライン31,32の圧力変動に応じて
アンロード弁11を閉じる。 該アンロード弁11が閉じると油圧ポンプ17からの吐出
圧が上昇してブレード22を作動するに十分な油圧が与え
られる。 さらに圧力が上昇すると流量制御弁10が閉じ、ブレー
ド22の負荷圧力の変動に応じて流量制御弁10の位置が切
り換わり吐出ライン側の油圧をその負荷圧力に関係なく
一定の油圧に保つことができる。 そして、この発明においては、シャトル弁20の一方の
入口には常に手動式制御弁の圧力変動を検出するライン
30を接続しておき、他方の入口には自動式制御弁の圧力
変動を伝えるライン60をモード切換弁15で断続可能に接
続する構成を採っているので、次に説明する自動制御モ
ードに対して手動制御モードを優先する構成にそのまま
適用することができる。 即ち第１図の場合には、上記手動制御モード時と自動
制御モード時に圧力補償制御回路３を共用できる基本的
構成に、更に手動制御モードを自動制御モードに優先さ
せるために圧力スイッチ21が設けられている。 この圧力スイッチ21は、ノーマルオープンの圧力スイ
ッチであって、前記手動式リフト制御弁７およびチルト
制御弁８の背圧の圧力変動を伝えるパイロットラインに
前記シャトル弁20と並列に接続されており、上記パイロ
ットラインの圧力上昇を検出すると前記コントローラ19
に検知信号を出力する。 この圧力スイッチ21を設けた場合には、コントローラ
19では上記圧力スイッチ21の検出信号をもとに、自動制
御モードから手動制御モードへのモード切換に伴う制御
信号をモード切換弁15及び電磁式リフト制御弁13及び電
磁式チルト制御弁14に出力する。 これにより、前記モード切換弁15は自動制御位置Ｂか
ら手動制御位置Ａに切り替わり、また電磁式リフト制御
弁13及び電磁式チルト制御弁14は中立位置に復帰して停
止する手動制御モードに変えることができる。 上記圧力スイッチ21を設けた構成は、作動油圧の変動
を検出するパイロットラインをシャトル弁と共用するも
のであり、最小の構成で自動式制御時に手動式制御を優
先させることができる。 また、シャトル弁20と圧力スイッチ21とは同じ圧力の
変動を検出して作動するので、両者は同期して作動しタ
イムラグを生ずることがないので手動制御モードの優先
を一層スムーズに遂行することができる。 第２図には、上記圧力スイッチに代えて、手動式制御
弁のそれぞれの制御弁の動きを検出する近接スイッチ2
3,24を設けた異なる実施例を示す。 即ち、この実施例の場合は、手動式リフト制御弁７と
手動式チルト制御弁８のそれぞれのコントロールレバー
7A,7Bの近傍にその変位を検出する近接スイッチ23,24が
設けられている。 この近接スイッチ23,24は、その検出値の論理和の結
果をコントローラに出力するように論理和回路を介して
コントローラに接続されている。 この論理和回路は上記コントローラに内蔵されていて
もよい。 従って、上記コントロールレバー7A,8Aのいづれか１
つが動けば、検出信号がコントローラ19に送られて自動
制御モードから手動制御モードへ切り替わる。 これによって、作動中であった自動式制御弁は保持位
置に復帰して停止し、モード切換弁15は手動制御モード
位置に切り替わる。 その他の構成は第１図示の実施例と同様であるので、
同一構成には同一符号を付して、その説明を省略する。 またこの実施例では、手動式制御弁の作動を検出する
のにコントロールレバー7A,8Aの動きをセンサで検知し
たが、手動式制御弁のスプールの動きを検出する等の構
成を用いてもよい。 更に、上記各実施例では、作業機を制御する油圧シリ
ンダを２つとしたが、他に制御する油圧シリンダ（例え
ばアングリング用シリンダ等）があれば第３のバルブと
して前記自動式制御弁及び手動式制御弁と同様に接続す
ればよく、この発明では作業機を制御する油圧シリンダ
及びそれを制御する制御弁の数またはその種類は問わな
い。 また、図示例の場合、自動式制御弁とモード切換弁15
を有する自動制御回路６は、既設の手動式制御弁と圧力
補償制御回路３を有する手動制御回路２に脱着自在に連
結することができる回路構成としたので、ブレードの自
動制御が必要な作業にだけ自動制御用の回路を取り付け
ればよく、自動制御用の回路を選択的に使用できるメリ
ットがある。 なお、本実施例ではこの発明の圧力補償型流体圧制御
システム１をトラクタのブレードに適用した場合につい
て説明したが、この発明は上記構成に限定する事なく、
ローダ、エクスカベータ等流体圧システムで作動する流
体圧シリンダを有する作業装置に広く適用することがで
きる。
作業機を自動制御と手動制御のどちらでも独立して制
御できるようにしているので、それぞれの制御がスムー
ズに行なわれ操作性に優れる。 また、自動制御または手動制御の作動している回路の
圧力変動だけをシャトル弁に送り圧力補償制御回路に作
用させるので、圧力補償制御回路を共用することができ
る。 更に、自動式制御弁と手動式制御弁を別々に設けたの
で、自動制御モードに対して手動制御モードを優先させ
る際に、特別のモード切換スイッチを設ける必要なく、
自動制御時にコントロールレバーを操作しただけで手動
制御に切り替えることができ、安全性や操作の最適化の
点で迅速に対処することができる。 また、自動−手動の切換は、全て自動式制御弁とモー
ド切換弁を有する自動制御回路のみで行い、手動制御回
路とシャトル弁と圧力補償制御回路はそのままなので、
既存の圧力補償制御回路を有する手動制御回路であって
も自動式制御回路を結合するだけで本発明のシステムに
改良することができ汎用性に優れる。
御できるようにしているので、それぞれの制御がスムー
ズに行なわれ操作性に優れる。 また、自動制御または手動制御の作動している回路の
圧力変動だけをシャトル弁に送り圧力補償制御回路に作
用させるので、圧力補償制御回路を共用することができ
る。 更に、自動式制御弁と手動式制御弁を別々に設けたの
で、自動制御モードに対して手動制御モードを優先させ
る際に、特別のモード切換スイッチを設ける必要なく、
自動制御時にコントロールレバーを操作しただけで手動
制御に切り替えることができ、安全性や操作の最適化の
点で迅速に対処することができる。 また、自動−手動の切換は、全て自動式制御弁とモー
ド切換弁を有する自動制御回路のみで行い、手動制御回
路とシャトル弁と圧力補償制御回路はそのままなので、
既存の圧力補償制御回路を有する手動制御回路であって
も自動式制御回路を結合するだけで本発明のシステムに
改良することができ汎用性に優れる。
第１図はこの発明の圧力補償型流体圧制御システムの好
適実施例を示す概略回路図、第２図は手動式制御弁の作
動の検出に近傍スイッチを用いた場合の異なる実施例を
示す概略回路図である。 １……圧力補償形油圧制御システム ２……手動制御回路 ３……圧力補償制御回路 ６……自動制御回路 ７……手動式リフト制御弁 ８……手動式チルト制御弁 10……流量制御弁 11……アンロード弁 13……電磁式リフト制御弁 14……電磁式チルト制御弁 15……モード切換弁 17……油圧ポンプ 19……コントローラ 20……シャトル弁 21……圧力スイッチ 22……排土板
適実施例を示す概略回路図、第２図は手動式制御弁の作
動の検出に近傍スイッチを用いた場合の異なる実施例を
示す概略回路図である。 １……圧力補償形油圧制御システム ２……手動制御回路 ３……圧力補償制御回路 ６……自動制御回路 ７……手動式リフト制御弁 ８……手動式チルト制御弁 10……流量制御弁 11……アンロード弁 13……電磁式リフト制御弁 14……電磁式チルト制御弁 15……モード切換弁 17……油圧ポンプ 19……コントローラ 20……シャトル弁 21……圧力スイッチ 22……排土板
Claims (6)
- 【請求項１】作業機を動かす流体圧シリンダを制御する
手動式制御弁とコントローラからの制御信号によって上
記流体圧シリンダを制御する自動式制御弁とを上記流体
圧シリンダと流体圧ポンプとの間に並列に接続すると共
に、上記流体圧ポンプの吐出ラインと戻りラインとの間
に圧力補償制御回路を設けた圧力補償型流体圧制御シス
テムにして、 上記手動式制御弁および自動式制御弁のそれぞれの作動
流体圧の変動を伝えるラインと接続され、作動流体圧が
変動した場合に前記圧力補償制御回路を制御するシャト
ル弁を設けると共に、 前記自動式制御弁の作動流体圧の変動をシャトル弁に伝
えるラインを、前記コントローラからの制御信号で、手
動制御モードから自動制御モードに切換わる際に接続
し、自動制御モードから手動制御モードに切換わる際に
遮断するモード切換弁を設けたことを特徴とする圧力補
償型流体圧制御システム。 - 【請求項２】作業機を動かす流体圧シリンダを制御する
手動式制御弁とコントローラからの制御信号によって上
記流体圧シリンダを制御する自動式制御弁とを上記流体
圧シリンダと流体圧ポンプとの間に並列に接続すると共
に、上記流体圧ポンプの吐出ラインと戻りラインとの間
に圧力補償制御回路を設けた圧力補償型流体圧制御シス
テムにして、 上記手動式制御弁および自動式制御弁のそれぞれの作動
流体圧の変動を伝えるラインと接続され、作動流体圧が
変動した場合に前記圧力補償制御回路を制御するシャト
ル弁を設けると共に、 前記コントローラからの制御モードの切換時に、前記自
動式制御弁の作動流体圧の変動をシャトル弁に伝えるラ
インを、手動制御モードから自動制御モードに切換える
際に接続し、自動制御モードから手動制御モードに切換
える際に遮断するモード切換弁を設け、 前記手動式制御弁の作動流体圧の変動をシャトル弁に伝
えるラインに前記シャトル弁と並列して接続し、上記作
動流体圧の変動時にコントローラに検出信号を出力する
圧力スイッチを設けて、 上記圧力スイッチにより自動制御モード中に上記手動式
制御弁の作動が検出されると、コントローラからの制御
信号で自動式制御弁を中立に戻すと共にモード切換弁を
切換えて自動式制御弁からの作動流体圧の検出を停止す
ることを特徴とする圧力補償型流体圧制御システム。 - 【請求項３】作業機を動かす流体圧シリンダを制御する
手動式制御弁とコントローラからの制御信号によって上
記流体圧シリンダを制御する自動式制御弁とを上記流体
圧シリンダと流体圧ポンプとの間に並列に接続すると共
に、上記流体圧ポンプの吐出ラインと戻りラインとの間
に圧力補償制御回路を設けた圧力補償型流体圧制御シス
テムにして、 上記手動式制御弁および自動式制御弁のそれぞれの作動
流体圧の変動を伝えるラインと接続され、作動流体圧が
規定値を超えた場合に前記圧力補償制御回路を制御する
シャトル弁を設けると共に、 前記コントローラからの制御モードの切換時に、前記自
動式制御弁の作動流体圧の変動をシャトル弁に伝えるラ
インを、手動制御モードから自動制御モードに切換える
際に接続し、自動制御モードから手動制御モードに切換
える際に遮断するモード切換弁を設け、 前記手動式制御弁のコントロールレバーまたはスプール
が動いた時にコントローラに検出信号を出力するセンサ
を設けて、 上記センサにより自動制御モード中に上記手動式制御弁
の作動が検出されると、コントローラからの制御信号で
自動式制御弁を中立に戻すと共にモード切換弁を切換え
て自動式制御弁からの作動流体圧の検出を停止すること
を特徴とする圧力補償型流体制御システム。 - 【請求項４】作業機を動かす流体圧シリンダが複数設け
られており、各流体圧シリンダにそれぞれ設けられた手
動式制御弁が、その作動流体圧の変動をシャトル弁に伝
えるために各手動式制御弁の背圧ラインを補助シャトル
弁を介していずれか１つの手動式制御弁に流体圧変動が
あった場合にシャトル弁にその流体圧変動を伝えるよう
シャトル弁の一方の入口に接続してなることを特徴とす
る請求項１または２記載の圧力補償型流体圧制御システ
ム。 - 【請求項５】作業機を動かす流体圧シリンダが複数設け
られており、各流体圧シリンダにそれぞれ設けられた手
動式制御弁のコントロールレバーまたはスプールの動き
を検出するセンサが検出信号の論理和を演算してコント
ローラに出力していることを特徴とする請求項３記載の
圧力補償型流体圧制御システム。 - 【請求項６】作業機を動かす流体圧シリンダが複数設け
られており、各流体圧シリンダにそれぞれ設けた自動式
制御弁を流体圧ポンプに並列に接続すると共に、モード
切換弁が上記自動式制御弁への吐出ラインと戻りライン
との間で上記自動制御弁と並列に接続されていることを
特徴とする請求項１または２記載の圧力補償型流体圧制
御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27062488A JP2665602B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 圧力補償型流体圧制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27062488A JP2665602B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 圧力補償型流体圧制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125031A JPH02125031A (ja) | 1990-05-14 |
| JP2665602B2 true JP2665602B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=17488682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27062488A Expired - Lifetime JP2665602B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 圧力補償型流体圧制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665602B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0596506U (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-27 | 株式会社タダノ | 油圧作業機の操作装置 |
| JP2599678Y2 (ja) * | 1992-05-29 | 1999-09-13 | 株式会社タダノ | 油圧作業機の操作装置 |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP27062488A patent/JP2665602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02125031A (ja) | 1990-05-14 |
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