JP4459806B2 - ローダ油圧回路及びローダ油圧配管 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータ付きアタッチメントに対応したセレクタバルブを備えるローダ油圧回路及びローダ油圧配管に関する。

例えば、農作業における牧草、堆肥、土砂の積降ろし、運搬等の作業にはローダが使用される。このローダは、トラクタ等の走行車両にリフトアームが起伏可能に装備され、リフトアームの先端に、所望の作業機であるバケット、フォーク等のアタッチメントが着脱自在に装備される。

図１２はこの種のローダの概略を示したものである。同図において、１はトラクタ、２はトラクタ１の前部に装着されたメインフレーム、３はメインフレーム２に枢軸４を介して枢着され、リフトシリンダ５により起伏されるへの字状のリフトアーム、８はリフトアーム３の第２アーム部３ｂの先端に枢軸９を介して枢着され、ダンプシリンダ１０により放出および掬い作動するバケットである。

このローダで例えば土砂をトラック等に積込む場合、先ず、リフトシリンダ５でリフトアーム３を倒伏してバケット８を下降端位置に保持させ、この状態でトラクタ１を前進させると同時に、ダンプシリンダ１０でバケット８を上方に回動させることにより土砂をバケット８に掬い入れ、続いてリフトシリンダ５でリフトアーム３を起立してバケット８を上昇端位置へ持ち上げ、この状態でトラクタ１をトラック等の待機する位置に移動した後、ダンプシリンダ１０でバケット８を下方に回動させることによりバケット８内に掬い入れた土砂を放出させてトラック等に積込む。

図１３は、バケットを除くリフトアームの周辺詳細構造を示すもので、リフトシリンダ５とダンプシリンダ１０に対する油圧配管系統が図示される。すなわち、図示しないトラクタの油圧ポンプから、リフトシリンダ用の２本の配管Ｐ１，Ｐ２と、ダンプシリンダ用の２本の配管Ｐ３，Ｐ４に、それぞれ、選択的に油圧が供給されることにより、シリンダ５，１０が伸長または短縮作動する。油圧ポンプには、ローダ側に装備されるリフト用とダンプ用の２つの方向切換弁が接続されていて、この２つの方向切換弁の作動により、リフトシリンダ用の２本の配管Ｐ１，Ｐ２と、ダンプシリンダ用の２本の配管Ｐ３，Ｐ４に、それぞれ、選択的に油圧が供給される。

リフトシリンダ用の配管Ｐ１，Ｐ２の途中にはＴ型分岐管が配設され、左右２つのリフトシリンダ５，５に均等に油圧が給排される。また、ダンプシリンダ用の配管Ｐ３，Ｐ４の先端は、アーム先端間を連結する連結パイプ１５まで延長され、この連結パイプ１５の中央に、取付板１６を介して固定された分配ブロック１７に連結される。分配ブロック１７は、詳しくは図１４に示すように、配管Ｐ３，Ｐ４を介してローダ側の方向切換弁に接続される一対の第１ポート１８，１８と、配管Ｐ５，Ｐ６を介してダンプシリンダ１０，１０に接続される左右各一対のポート１９，１９を有する。なお、上下のポート２０，２０には油圧回路を保護するための安全弁２１が取付けられ、前面のポート２２，２２はバンジョーボルト２３，２３で閉塞される。

ところで、この種のローダにおいて、バケットなど所定のアタッチメントに加えて、ユーザー側で、別のアクチュエータ付きアタッチメントを装着したい場合がある。このような場合、従来は、アタッチメントのアクチュエータが１つの場合、図１５に示すように、分配ブロックにセレクタバルブ３０を取付けていた。なお、セレクタバルブ３０は取付板１６ａを介してアーム３の連結パイプ１５に取付けられる。そして、このセレクタバルブ３０の側面の２つのポート３１，３１に、配管Ｐ３，Ｐ４を介してローダ側の方向切換弁を接続し、セレクタバルブ３０下面の他の２つのポート３２，３２から、配管Ｐ７，Ｐ８を介してアタッチメントのシリンダに油圧を給排する。アクチュエータ付きアタッチメントを装着する前に、ローダ側の方向切換弁に接続していた分配ブロック１７の２つのポート１８，１８を、セレクタバルブ３０上面の２つのポート３３，３３にバンジョーボルト２３，２３を使用して接続する。分配ブロック１７の左右各２つのポート１９，１９は、今まで通り、ダンプシリンダ１０に接続する。また、分配ブロック１７の前後２つのポート２０には、今まで通り、安全弁２１が取付けられる。

以上は、アタッチメントのアクチュエータが１つの場合であるが、アタッチメントのアクチュエータが２つの場合は、アクチュエータ２つ用の専用のセレクタバルブを分配ブロック１７に取付けて配管をやり直していた。

このように、従来の分配ブロック１７はアクチュエータ付きアタッチメントを装着する場合、配管を大幅にやり直す必要があり、その作業が大変面倒でコストアップになり、セレクタバルブ３０もアタッチメントのアクチュエータが１つ用と２つ用で異なるため、それぞれ用意しておく必要があるなど、必ずしも使い勝手がよくなかった。また、分配ブロックとセレクタバルブを組合わせるため、油圧の圧力損失が高くなり、発熱や作動速度低下等の問題があった。

本発明は、配管をやり直すことなくアクチュエータ付きアタッチメントを迅速簡単に装着することのできるローダ油圧回路及びローダ油圧配管を提供することを目的とする。

前述した目的達成のため、本発明に係るローダ油圧回路は、ポンプに接続されたローダの方向切換弁からローダのダンプシリンダまでのローダ油圧配管途中に、スプール弁を内蔵した本体に、前記方向切換弁に接続可能な第１ポートと、前記ダンプシリンダに接続可能であって常時は前記本体内の通路を介して前記第１ポートと連通された第２ポートと、前記ローダに装着されるアタッチメントの第１アクチュエータに接続可能な第３ポートと、前記ローダに装着されるアタッチメントの第２アクチュエータに接続可能な第４ポートとを具備し、かつ、前記本体に、前記スプール弁を前記第１ポートと第２ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートと第３ポートとを連通する第１位置に移動可能な第１移動手段、及び／又は、前記スプール弁を前記第１ポートと第２ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートと第４ポートとを連通する第２位置に移動可能な第２移動手段を、着脱自在に取付け可能にしたセレクタバルブを配設したことを特徴とする（請求項１）。

また本発明のローダ油圧配管は、前記ローダに前記ダンプシリンダを左右一対で配設すると共に前記ダンプシリンダのほぼ中間位置に前記セレクタバルブを配設し、前記セレクタバルブの本体の左右両側に前記第２ポートをそれぞれ形成し、前記第２ポートから左右の前記ダンプシリンダへ油圧配管を直線的に配設し、かつ、前記第３ポートと第４ポートを、前記第２ポートと直交する方向に設けたことを特徴とする（請求項２）。

本発明は、以上のように構成することにより、アクチュエータ付きアタッチメントを取付ける場合は、セレクタバルブに第１移動手段及び／又は第２移動手段を取付けて、アタッチメントのアクチュエータ用配管を接続するだけで済むから、従来のように配管の大幅なやり直しが不要であり、アクチュエータ付きアタッチメントを迅速簡単に装着することができる。また、セレクタバルブが分配ブロック機能を有するため、油圧の圧力損失が低くなり、発熱や作動速度低下の問題が解決される。

また、前述のようにセレクタバルブが従来の分配ブロック機能を有するため、セレクタバルブの配設位置に関する設計上の自由度が高く、左右一対のダンプシリンダのほぼ中間位置にセレクタバルブを配設可能であり、このセレクタバルブの本体の左右両側にダンプシリンダに接続する第２ポートを形成することで、第２ポートから左右のダンプシリンダへ油圧配管を直線的に配設できて配管長が最短になり圧力損失をさらに低減でき、第３ポートと第４ポートを第２ポートと直交方向に設けることにより、より配管を容易にできる。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１１を参照して説明する。図１〜図５はアクチュエータを１つ有するアタッチメントを装着する場合を示す。ここで「アクチュエータ１つ」というのは、同一作動をする複数のアクチュエータを含む意味である。図５の、アタッチメントである牧草把持フレーム６０の左右一対のアクチュエータ６４，６４は、同一作動をするため「１つのアクチュエータ」と考える。図１はリフトアーム３の周辺詳細構造を示すものである。アーム３は第１アーム部３ａと第２アーム部３ｂを一体にして構成され、第１アーム部３ａがリフトシリンダ５で起伏される。第２アーム部３ｂの先端のスナップヒッチ４０に、バケットやフォーク等のアタッチメントが着脱自在に取付けられる。このアタッチメントは、ダンプシリンダ１０によって放出または掬い作動される。以上の構成は、ローダについて図１２を参照しつつ既に説明した構成および作動と同じである。

第２アーム部３ｂの先端部相互間を連結する連結パイプ１５の中央に、本発明のセレクタバルブ４１が取付けられる。このセレクタバルブ４１は、詳しくは図２〜図４に示すように、スプール弁４２を内蔵した本体４３と、この本体４３の下面に形成されローダ側の方向切換弁４４に接続可能な一対の第１ポートＸ，Ｙと、本体４３の左右両側に形成され配管Ｐ５，Ｐ６を介して左右一対のダンプシリンダ１０に接続可能であって、常時は本体４３内の通路４５，４６を介して第１ポートＸ，Ｙと連通された左右各一対の第２ポートＣ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２と、本体４３の正面に形成されアタッチメントの第１アクチュエータに接続可能な一対の第３ポートＡ，Ｂと、本体４３の上面に形成されアタッチメントの第２アクチュエータに接続可能な一対の第４ポートＥ，Ｆとを具備する。

図１に示すように、配管Ｐ５は、連結パイプ１５に沿って直線的に延びてダンプシリンダ１０のロッド側に接続される。また配管Ｐ６は、連結パイプ１５に沿って直線的に延びた後、直角に曲がり、リフトアーム３ないしダンプシリンダ１０に沿って所定長延びた後、ダンプシリンダ１０のボア側に接続される。このように、分配ブロック機能を有するセレクタバルブ４１をダンプシリンダ１０の中央であって連結パイプ１５上に配置することにより、配管Ｐ５，Ｐ６を、左右対称形であって形状的にシンプルかつ最短配管長となるＩ字状とＬ字状の組合わせとすることができる。このような配管形状は作動油の圧力損失低減に有効であり、また発熱防止や作動速度低下防止にも役立つ。

本体４３の左右両側には、アタッチメントにアクチュエータがない場合、図７に示すように、プラグ４７，４８が螺合される。このプラグ４７，４８は、スプール弁４２の両端のフランジ面４２ａに当接するワッシャ４９と、このワッシャ４９をセレクタバルブ４１の本体４３座面に弾圧するコイルばね５０を内蔵する。アクチュエータ付きアタッチメントを装着する場合、図２〜図４に示すように、いずれか一方のプラグ４７または４８を取外し、代わりにソレノイド５２を取付ける（便宜上これを「セレクタバルブ１連」という）。このソレノイド５２は、スプール弁４２を、第１ポートＸ，Ｙと第２ポートＣ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２との連通を遮断すると共に第１ポートＸ，Ｙと第３ポートＡ，Ｂとを連通する第１位置に移動させる第１移動手段を構成する。ソレノイド５２は、前記プラグ４７，４８の内部構成（ワッシャとコイルばね）に加えて、スプール弁４２の軸端に当接するか、あるいは微小隙間で対向したプランジャ５３を有する。このプランジャ５３がソレノイド５２のコイルに通電することにより、図３で右動してスプール弁４２を反対側のプラグ４８内のコイルばね５０に抗して右動させる。スプール弁４２が右動すると、通路４５，４６がスプール弁４２で遮断され、代わりに、第１ポートＸ，Ｙが通路５４，５５を介して第３ポートＡ，Ｂと連通される。

図５は、本実施形態でアクチュエータ付きアタッチメントとして例示する牧草把持フレーム６０である。この牧草把持フレーム６０は左右一対のやや湾曲した柵状フレーム６１，６１を有する。柵状フレーム６１，６１は、箱形フレーム６２の両側にヒンジ６３を介して水平方向に回動自在に取付けられ、シリンダ６４，６４の伸縮作動にて開閉する。箱形フレーム６２は、スナップヒッチ４０の所定位置に着脱自在に取付けられる。シリンダ６４，６４は、配管Ｐ９，Ｐ１０および分岐ブロック６５を介して、セレクタバルブ４１の第３ポートＡ，Ｂに接続される。

図６〜図８は、アクチュエータなしのアタッチメントを装着する場合のセレクタバルブ４１の使用例を示す。この場合、セレクタバルブ４１の本体４３の両側に、前述した如くプラグ４７，４８を螺合する（便宜上これを「セレクタバルブ０連」という）。これにより、内蔵スプール弁４２の両端のフランジ４２ａ，４２ａ面は、左右のプラグ４７，４８内のコイルばね５０によって本体座面に弾圧されたワッシャ４９に当接する。したがって、スプール弁４２が中立位置に保持され、第１ポートＸ，Ｙと第２ポートＣ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２が連通状態に保持される。

次に、図９〜図１１は、２つのアクチュエータを装備したアタッチメントを装着する場合のセレクタバルブ４１の使用例を示す。ここで「２つのアクチュエータ」というのは、同一作動をする複数のアクチュエータと、別の同一作動をする複数のアクチュエータを含む意味である。この場合、セレクタバルブ４１の本体４３の両側に、プラグ４７，４８に代えて、２つのソレノイド５２，６６を取付ける（便宜上これを「セレクタバルブ２連」という）。ソレノイド５２，６６は前述したものと同じであり、片方のソレノイド５２のコイルに通電すると第１ポートＸ，Ｙと第３ポートＡ，Ｂが連通され、反対側のソレノイド６６に通電すると、今まで連通していた通路がスプール弁４２で遮断され、代わりに、第１ポートＸ，Ｙと第４ポートＥ，Ｆが連通される。すなわち、ソレノイド５２が、スプール弁４２を、前記第１ポートＸ，Ｙと第２ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートＸ，Ｙと第３ポートＡ，Ｂとを連通する第１位置に移動させる第１移動手段を構成する。またソレノイド６６が、スプール弁４２を、第１ポートＸ，Ｙと第２ポートとの連通を遮断すると共に第１ポートＸ，Ｙと第４ポートＥ，Ｆとを連通する第２位置に移動させる第２移動手段を構成する。

ソレノイド６６は、ソレノイド５２と同様に、前記プラグ４７，４８の内部構成（ワッシャとコイルばね）に加えて、スプール弁４２の軸端に当接するか微小隙間で対向したプランジャ６７を有する。このプランジャ６７がソレノイド６６のコイルに通電することにより図１０で左動してスプール弁４２を反対側のソレノイド５２のコイルばね５０に抗して左動させる。スプール弁４２が左動すると、通路がスプール弁４２で遮断され、代わりに、第１ポートＸ，Ｙが通路６８，６９を介して第４ポートＥ，Ｆと連通される。

本発明のローダ油圧回路は以上のように構成され、ローダにアクチュエータなしのアタッチメントを装着する場合、図６〜図８のようにセレクタバルブ４１にソレノイド５２を取付けないか（セレクタバルブ０連）、あるいはソレノイド５２、６６を付けても作動させないで使用する。図７、図８から分かるように、スプール弁４２が中立位置に保持されている限り、セレクタバルブ４１は従来の分配ブロックと同様に機能し、方向切換弁からの油圧が第２ポートＣ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２を介して一対のダンプシリンダ１０に均等に給排される。

次に、ローダにアクチュエータが１つのアタッチメントを装着する場合、図２〜図４のように、セレクタバルブ４１の片側にソレノイド５２を取付けるか（セレクタバルブ１連）、あるいはソレノイド５２、６６を両側に取付けても一方は作動させないで使用する。図３、図４から分かるように、ソレノイド５２を作動させなければスプール弁４２は中立位置に保持され、セレクタバルブ４１は従来の分配ブロックと同様に機能し、方向切換弁からの油圧が第２ポートＣ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２を介して一対のダンプシリンダ１０に均等に給排される。また、ソレノイド５２に通電すると第１のポートＸ，Ｙが第３のポートＡ，Ｂに連通され、ダンプシリンダ１０を作動停止にしている間、アタッチメントのアクチュエータであるシリンダ６４を作動させることができる。

次に、ローダにアクチュエータが２つのアタッチメントを装着する場合、図９〜図１１のように、セレクタバルブ４１にソレノイド５２、６６を取付けて使用する。図１０、図１１から分かるように、ソレノイド５２、６６を作動させなければスプール弁４２は中立位置に保持され、セレクタバルブ４１は従来の分配ブロックと同様に機能し、方向切換弁からの油圧が第２ポートＣ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２を介して一対のダンプシリンダ１０に均等に給排される。また、ソレノイド５２に通電すると第１のポートＸ，Ｙが第３のポートＡ，Ｂに連通され、ダンプシリンダ１０を作動停止にしている間、アタッチメントのアクチュエータであるシリンダ６４を作動させることができる。また、ソレノイド６６に通電すると、第１のポートＸ，Ｙが第４のポートＥ，Ｆに連通され、ダンプシリンダ１０とシリンダ６４を作動停止にしている間、アタッチメントの別のアクチュエータであるシリンダ７０を作動させることができる。

以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。スプール弁４２を移動させる第１および第２移動手段は、前述したソレノイド５２，６６に限らず、ソレノイド以外の各種アクチュエータを使用可能であるし、或いはアクチュエータに代えて手動レバーなどで代用してもよい。また、セレクタバルブ内に安全弁やバキューム防止弁などの各種付属弁を装着することも可能である。

ローダの斜視図。 アタッチメントのアクチュエータが１つの場合のセレクタバルブを示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図。 アタッチメントのアクチュエータが１つの場合の、ソレノイド１つを取付けたセレクタバルブの断面図。 アタッチメントのアクチュエータが１つの場合の、ソレノイド１つを取付けたセレクタバルブの油圧回路図。 アクチュエータ付きアタッチメントとしての牧草把持フレームの斜視図。 アタッチメントのアクチュエータがない場合の、ソレノイドを取付けない状態のセレクタバルブを示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図。 アタッチメントのアクチュエータがない場合の、ソレノイドを取付けない状態のセレクタバルブの断面図。 アタッチメントのアクチュエータがない場合の、ソレノイドを取付けない状態のセレクタバルブの油圧回路図。 （Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図。 アタッチメントのアクチュエータが２つの場合の、ソレノイド２つを取付けたセレクタバルブの断面図。 アタッチメントのアクチュエータが２つの場合の、ソレノイド２つを取付けたセレクタバルブの油圧回路図。 一般的ローダの概略側面図。 従来のローダの斜視図。 従来のローダで使用する油圧分配ブロックの斜視図。 従来のローダで分配ブロックにセレクタバルブを接続する場合の分解斜視図。

符号の説明

１ トラクタ
２ メインフレーム
３ リフトアーム
５ リフトシリンダ
８ バケット
１０ ダンプシリンダ
１７ 分配ブロック
３０ セレクタバルブ
４１ セレクタバルブ
４２ スプール弁
４３ セレクタバルブ本体
４４ 方向切換弁
５２ ソレノイド
５２，６６ ソレノイド
６０ 牧草把持フレーム
６４ シリンダ（アクチュエータ）
７０ シリンダ（アクチュエータ）
Ｘ，Ｙ 第１ポート
Ｃ１，Ｄ１，Ｃ２，Ｄ２ 第２ポート
Ａ，Ｂ 第３ポート
Ｅ，Ｆ 第４ポート

Claims (2)

1. ポンプに接続されたローダの方向切換弁からローダのダンプシリンダまでのローダ油圧配管途中に、スプール弁を内蔵した本体に、前記方向切換弁に接続可能な第１ポートと、前記ダンプシリンダに接続可能であって常時は前記本体内の通路を介して前記第１ポートと連通された第２ポートと、前記ローダに装着されるアタッチメントの第１アクチュエータに接続可能な第３ポートと、前記ローダに装着されるアタッチメントの第２アクチュエータに接続可能な第４ポートとを具備し、かつ、前記本体に、前記スプール弁を前記第１ポートと第２ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートと第３ポートとを連通する第１位置に移動可能な第１移動手段、及び／又は、前記スプール弁を前記第１ポートと第２ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートと第４ポートとを連通する第２位置に移動可能な第２移動手段を、着脱自在に取付け可能にしたセレクタバルブを配設したことを特徴とするローダ油圧回路。
2. 請求項１記載のローダ油圧回路に設けたローダ油圧配管であって、前記ローダに前記ダンプシリンダを左右一対で配設すると共に前記ダンプシリンダのほぼ中間位置に前記セレクタバルブを配設し、前記セレクタバルブの本体の左右両側に前記第２ポートをそれぞれ形成し、前記第２ポートから左右の前記ダンプシリンダへ油圧配管を直線的に配設し、かつ、前記第３ポートと第４ポートを、前記第２ポートと直交する方向に設けたことを特徴とするローダ油圧配管。

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