JPH0711524Y2 - 作業用走行車の作業部昇降速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、農用トラクタ等の作業用走行車の作業部昇降
速度制御装置に関するものである。

［従来技術及び考案が解決しようとする問題点］ 一般に、この種作業用走行車のなかには、圧油供給で伸
長して作業部上昇をし、作業部自重を受けて縮小して作
業部下降をするリフトアームシリンダの伸縮作動によつ
て作業部の昇降動を行うようにしたものがある。そし
て、この様なリフトアームシリンダの伸縮制御として、
第９図に示す如き油圧回路を用いることが有る。つまり
このものでは、開状態となつている上昇用ソレノイドバ
ルブ11を閉側に切換えるとアンロードバルブ13に対する
背圧変化の作用で閉側に切換り、これによつてポートP₁
からの圧油をリフトアームシリンダ５に送出して作業部
上昇を行い、また閉状態になつている下降用ソレノイド
バルブ12を開側に切換えると、下降用ポペツトバルブ14
は背圧変化によつて開状態に切換り、これによつてリフ
トアームシリンダ５内の油が下降用ポペツトバルブ14を
介して油タンク側に戻り作業部が下降するようになつて
いる。

しかるにこのものは、上昇作動については、上昇用ソレ
ノイドバルブ11を全閉状態とした場合には油圧ポンプＰ
からの全圧油をリフトアームシリンダ５側に送つて高速
の上昇を行わしめることになるが、目標とする高さに近
づいた場合や、あるいは目標とする上昇量が小さく低速
上昇を行わしめる場合には、上昇用ソレノイドバルブ11
がインチング作動をしてアンロードバルブ13の油量調整
をすることになるが、この場合にオリフイスO₁、O₁′の
絞り量によつてアンロードバルブ13に対する制御された
背圧変化が与えられ、アンロードバルブ13の油圧ポンプ
Ｐからの圧油通過量を全開の場合に比して全圧油量に対
して例えば85％から90％に調整し、残りの圧油をリフト
アームシリンダ５側に送るようにして低速上昇をするよ
うになつているが、インチング作動に基づいた低速制御
では安定したシヨツクのない上昇制御を行うことが難し
いという欠点がある。

また下降作動については、高速下降の場合は下降用ソレ
ノイドバルブ12を開状態として下降用ポペツトバルブ14
を全開状態として高速での下降を行うことになるが、下
降量が小さい場合や目標とする下降位置に近づいた場合
には、下降用ソレノイドバルブ12のインチング作動によ
つて行うことになるが、同じようにオリフイスO₂、O₂′
の絞り量によつて下降用ポペツトバルブ14に対する制御
された背圧変化を与えることになるが、この場合、作業
機を装着した自重降下状態で下降用ポペツトバルブ14に
対する制御された背圧変化が与えられるように設定され
ているから、作業部が取付けられていない状態でリフト
アームを下動させようとした場合に、リフトアームは下
がらず、これを下降させるには多大な労力を必要とする
等の欠点があり問題と成る。

そこで、これら各油路の流量制御をして減速できる構成
とすることが提唱されるが、この場合には、各油路にそ
れぞれ専用の切換えバルブが必要になつて部品点数が増
加し、構造が複雑化するという問題が有る。

［問題を解決する手段］ 本考案は、上記の如き実情に鑑み、これらの欠点を一掃
することができる作業用走行車の作業部昇降速度制御装
置を提供することを目的として創案されたものであつ
て、圧油供給で伸長して作業部上昇をし、作業部自重を
受けて縮小して作業部下降をする昇降用のリフトアーム
シリンダに対する油圧回路中に、リフトアームシリンダ
から油タンクに至る戻し油路中に配した下降用ポペツト
バルブと、該下降用ポペツトバルブに対する背圧油路の
開閉切換えを行う下降用ソレノイドバルブと、油圧ポン
プからリフトアームシリンダに至る油路中に配した上昇
用チエツクバルブと、油圧ポンプから油タンクに至る油
路中に配したアンロードバルブと、該アンロードバルブ
に対する背圧油路の開閉切換えを行う上昇用ソレノイド
バルブと、下降用ソレノイドバルブから油タンクに至る
戻り油路にバルブ出口側が接続され、油圧ポンプからリ
フトアームシリンダへの送出し油路にバルブ入口側が接
続された流量制御用ソレノイドバルブとを設け、前記作
業部が目標高さに近いときに流量制御用ソレノイドバル
ブを開状態へ切換えることで、油圧ポンプからの圧油の
一部を流量制御用ソレノイドバルブを経由して油タンク
に戻すことで昇降速度の減速制御を行うように構成した
ことを特徴とするものである。

そして本考案は、この構成によつて、リフトアームの減
速昇降動をシヨツクがなく円滑で、しかも作業部のない
状態でも簡単にリフトアームを下降させることができる
様にしたものである。

［実施例］ 次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

図面において、１は農用トラクタの走行機体であつて、
該走行機体１の後部には昇降リンク機構２を介してロー
タリ式の作業部３が取付けられている。そして後述する
ようにリフトアーム４がリフトアームシリンダ５の伸縮
作動によつて上下揺動することで作業部３の上下昇降動
が成されるようになつている。

６はマイクロコンピユータを用いて構成される制御部で
あるが、該制御部６にはリフトアーム角度を検知するア
ーム角検知センサ７、ポジシヨンレバー８によるレバー
操作位置を検知して作業部高さを設定するポジシヨン設
定器９等の部材からの信号が入力し、これら入力した信
号に基づいて、制御部６は後述するように流量制御用ソ
レノイドバルブ10、上昇用ソレノイドバルブ11、下降用
ソレノイドバルブ12に対して制御指令を出すようになつ
ている。そして次に、その制御システムの手順を第３
図、第４図に示すフローチヤート図、タイミングチヤー
ト図に基づいて説明する。システムスタートが成された
状態で、アーム角検知センサ７による検知値Ａに対して
ポジシヨン設定器９による設定値Ｂが大きい（Ａ＜Ｂ、
つまりソフトアーム４を上昇させる制御状態である）か
否かが判断され、大きいとしてYESの判断が成される
と、次に検知値Ａに補正値αを加えた値に対して設定値
Ｂが大きい（Ａ＋α＜Ｂ）か否かが判断され、大きいと
してYESの判断が成された場合（つまり作業部３を補正
値αを越えて大きく上昇させたい場合）には、流量制御
用ソレノイドバルブ10をOFFにし、上昇用ソレノイドバ
ルブ11をONにする後述の制御指令が出され、また小さ
いとしてNOの判断が成された場合には、流量制御用ソレ
ノイドバルブ10と上昇用ソレノイドバルブ11の両者をON
にする制御指令が出されるようになつている。

一方、検知値Ａに対して設定値Ｂが大きくないとしてNO
と判断された場合に、さらに検知値Ａに対して設定値Ｂ
が小さい（Ａ＞Ｂ、つまりリフトアーム４を下降させる
制御状態である）か否かが判断され、小さくないとして
NOの判断が成された場合には、各バルブ10、11、12に対
してOFFの制御指令（中立状態である指令）が出され
るが、小さいとしてYESの判断が成された場合には、そ
の差が補正値αを越えている（Ａ＞Ｂ＋α）か否かが判
断され、越えているとしてYESの判断が成された場合に
は、流量制御用ソレノイドバルブ10をOFFにし、下降用
ソレノイドバルブ12をONにする制御指令が出され、ま
た、越えていないとしてNOの判断が成された場合には、
流量制御用ソレノイドバルブ10をONにし、下降用ソレノ
イドバルブ12にはインチングとなる制御指令が出され
るようになつている。

次に、第５図から第８図にリフトアームシリンダ５に対
する油圧回路を示すが、ここでコントロールバルブＶに
は、上昇用ソレノイドバルブ11、下降用ソレノイドバル
ブ12、アンロードバルブ13、下降用ポペツトバルブ14、
上昇用チエツクバルブ15の各バルブ類が設けられてお
り、そして油圧ポンプＰの圧油送出し側に接続されるポ
ートP₁は、上昇用チエツクバルブ15、アンロードバルブ
13のバルブ入口側にそれぞれ繋がる油路に連結され、リ
フトアームシリンダ５に接続されるポートP₂は、下降用
ポペツトバルブ14のバルブ入口側と上昇用チエツクバル
ブ15のバルブ出口側にそれぞれ繋がる油路に接続され、
油タンクＴに接続される一方のポートP₃は下降用ソレノ
イドバルブ12のバルブ出口側の油路に連結され、油タン
クＴに接続される他方のポートP₄は上昇用ソレノイドバ
ルブ11、アンロードバルブ13、並びに下降用ポペツトバ
ルブ14の各バルブ出口側にそれぞれ繋がる油路に接続さ
れている。さらに上昇用ソレノイドバルブ11のバルブ入
口側はアンロードバルブ13に対する背圧油路に接続さ
れ、下降用ソレノイドバルブ12のバルブ入口側は下降用
ポペツトバルブ14の背圧油路に接続されている。また、
前記ポートP₃から油タンクＴに至る配管16には、油圧ポ
ンプＰにバルブ入口側が接続された流量制御用ソレノイ
ドバルブ10のバルブ出口側に接続される配管17が合流連
結されているが、配管17と、該配管17の合流部位よりも
油タンクＴ側における配管16とにはオリフイス17a、16a
がそれぞれ設けられているが、第二オリフイス16aは第
一オリフイス17aよりも絞り量が小さく（つまり第二オ
リフイス16aの方が大径で第一オリフイス17aよりも大量
の油を流す）なるように設定されている。

そして、前述した制御指令〜が出力された場合にお
ける油の流れを説明する。つまり中立時においては、制
御指令により流量制御用ソレノイドバルブ10、下降用
ソレノイドバルブ12は何れも閉状態になつているが、上
昇用ソレノイドバルブ11は開状態となつており（第５図
参照）、従つて、油圧ポンプＰのポートP₁からの圧油
は、開状態のアンロードバルブ13を経由してポートP₄か
ら油タンクＴに還流するようになつている。この状態で
レバーを上昇側に操作して前記制御指令（つまり流量
制御用ソレノイドバルブ10はOFFで上昇用ソレノイドバ
ルブ11はONの指令）が出されると、第６図に示すように
上昇用ソレノイドバルブ11は閉状態と成り、これによつ
てアンロードバルブ13は油圧ポンプＰからの圧油による
背圧を受けて閉状態に切換り、而して圧油が上昇用チエ
ツクバルブ15を経てリフトアームシリンダ５に流入し、
シリンダが伸長してリフトアーム４（作業部３）が上昇
することになる。そしてリフトアーム４が設定高さ近く
まで上昇してその差が補正値αの範囲になつて制御指令
が出され、流量制御用ソレノイドバルブ10がONとなつ
て開状態に成ると、油圧ポンプＰからの圧油の一部がコ
ントロールバルブＶに流れることなく流量制御用ソレノ
イドバルブ10を介して油タンクＴに流れることになり、
これによつてリフトアームシリンダ５への圧油供給量が
減少して伸長速度が減速するようになつている。

一方、レバーを下降側に大きく操作して制御指令（つ
まり流量制御用ソレノイドバルブ10はOFFで下降用ソレ
ノイドバルブ12はONの指令）が出されると、上昇用ソレ
ノイドバルブ11は開状態のままであるからポートP₁から
の圧油は前記中立状態と同様アンロードバルブ13、ポー
トP₄を経て油タンクＴに還流するが、下降用ソレノイド
バルブ12は開状態に切換り、これによつて下降用ポペツ
トバルブ14は、作業部３の自重を受け、オリフイス20、
16aにより生じた圧油により開状態に切換り（第７図参
照）、而してシリンダ５内の圧油は、下降用ポペツトバ
ルブ14、ポートP₄を経て油タンクＴに流れてリフトアー
ムシリンダ５は縮小しリフトアーム４は下降することに
なる。そしてリフトアーム４が設定値高さ近くまで下降
してその差が補正値αの範囲となつて制御指令が出さ
れ、流量制御用ソレノイドバルブ10がONとなつて開状態
になると共に、下降用ソレノイドバルブ12がインチング
作動をした場合（第８図参照）、油圧ポンプＰからの圧
油の一部が流量制御用ソレノイドバルブ10を介して配管
16に合流し、これによつてポートP₃の圧力が上昇するこ
とになる。この結果、下降用ポペツトバルブ14に対する
背圧用油路において、分岐部T₁とオリフイス20を越えた
側の圧力差が小さくなり、下降用ソレノイドバルブ12の
ON-OFFインチング作動をさせたときに下降用ポペツトバ
ルブ14の背圧を受けた切換え動が鈍くなつて半開状態に
なりリフトアームシリンダ５の縮小速度がシヨツクのな
い状態で減速されることとなつて、円滑な減速下降を行
うようになつている。

この様に、本考案が実施されたものにおいては、作業部
３の昇降動は、制御部６からの制御指令に基づいたバル
ブ切換え作動によつて成されることになるが、この場合
に、一つの流量制御用ソレノイドバルブ10のON-OFF切換
えによつて圧油を分流制御し、この制御によつて昇降速
度を高低切換えることができる。しかも流量制御用ソレ
ノイドバルブ10をON状態に切換えて減速する場合に、上
昇作動時においては油圧ポンプＰからの圧油の一部をリ
フトアームシリンダ５への油路とは別の油路に還流させ
て系外のものとして減速するものであるから、作業部３
が設定高さに達したとき、シヨツクがなく円滑で精度の
高い停止制御を行うことができる。

一方、下降作動時においては、流量制御用ソレノイドバ
ルブ10の開作動で下降用ソレノイドバルブ12からの戻り
側においてT₁とP₃との圧力差は小さいものの背圧による
切換え制御ができることとなつて、インチング作動させ
た場合の下降用ポペツトバルブ14の動きが鈍くなりシヨ
ツクのない状態での下降速度の減速ができることにな
り、作業部３が設定高さに達したとき、シヨツクがなく
円滑で精度の高い停止制御を行うことができる。しか
も、作業部３を取付けていない状態でリフトアーム４を
下降しようとする場合、アーム角検知値Ａとポジシヨン
設定値Ｂとの差が大きいと、下降用ソレノイドバルブ12
を開状態としたとき、配管16から油タンクＴに流れる油
路には流量制御用ソレノイドバルブ10からの圧油供給が
ないため、ポートP₃の油圧が高くなることはなく、従つ
てポートP₃と背圧分岐部T₁との圧力差が大となつて人が
押し下げる等の僅かの力をリフトアーム５側から加える
ことで下降用ポペツトバルブ14は容易に開状態になり、
これによつて簡単にリフトアーム４を下降せしめること
ができる。

ここで第一オリフイス17aは油圧ポンプＰからの流量を
制御するものであり、また第二オリフイス16aは流量制
御用ソレノイドバルブ10が開状態となつたときポートP₃
にかかる油圧を高くするように作用するものであり、従
つて両者のオリフイス径は前述したように第二オリフイ
ス16aのほうが大径と成るものである。

［作用効果］ 以上要するに、本考案は叙述の如く構成されたものであ
るから、作業部上昇をしているときに流量制御用ソレノ
イドバルブを開状態に切換えた場合、油圧ポンプからの
圧油の一部が、油タンクに還流されて供給量が少ない状
態の圧油がリフトアームシリンダ側に供給されて上昇速
度が低減し、この圧油供給量が少ない低速状態で上昇用
ソレノイドバルブによるリフトアームシリンダの上昇制
御ができることになつて、上昇停止時のシヨツクを低減
できると共に停止位置が正確になる。

一方、作業部下降をしているときに流量制御用ソレノイ
ドバルブを開状態に切換えた場合、油圧ポンプからの圧
油の一部がリフトアームシリンダから油タンクに至る油
路に供給され、これによつて、作業部重量を受けて縮小
しているリフトアームシリンダからの排油の排出量が少
なくなつて下降速度が低減し、この排油排出量が少ない
低速状態で、下降用ソレノイドバルブによるリフトアー
ムシリンダの下降制御ができることになつて、下降停止
時のシヨツクを低減できると共に停止位置が正確にな
る。

しかも、この様な上昇および下降速度の低減が、対応す
る各油路にそれぞれ専用の減速用ソレノイドバルブを設
けることなく、一つの流量制御用ソレノイドバルブを用
いてできることになつて、部品点数の低減と共に構造の
簡略化が計れる。

そのうえ、作業部を取付けていない状態でリフトアーム
を大きく下降させる場合に、流量制御用ソレノイドバル
ブは閉状態のまま下降用ソレノイドバルブを開状態にす
ることで、戻り油路に対する油圧ポンプからの圧油供給
がない状態となり、これによつて下降用ポペツトバルブ
に対する背圧差が大きい状態に維持されて、下降用ポペ
ツトバルブは、リフトアームシリンダからの僅かな圧力
によつて容易に開状態に変化することになつて、作業部
重量がない場合において、僅かな力でリフトアームを下
方に押し下げることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る作業用走行車の作業部昇降速度制
御装置の実施例を示したものであつて、第１図は農用ト
ラクタの側面図、第２図は制御システムのブロツク回路
図、第３図は同上フローチヤート図、第４図は同上タイ
ミングチヤート図、第５図は中立状態を示す油圧回路
図、第６図は上昇状態を示す油圧回路図、第７図は高速
下降状態を示す油圧回路図、第８図は低速下降状態を示
す油圧回路図、第９図は従来例を示す油圧回路図であ
る。 図中、１は走行機体、３は作業部、４はリフトアーム、
５はリフトアームシリンダ、10は流量制御用ソレノイド
バルブ、11は上昇用ソレノイドバルブ、12は下降用ソレ
ノイドバルブ、13はアンロードバルブ、14は下降用ポペ
ツトバルブ、16a、17aはオリフイスである。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧油供給で伸長して作業部上昇をし、作業
   部自重を受けて縮小して作業部下降をする昇降用のリフ
   トアームシリンダに対する油圧回路中に、リフトアーム
   シリンダから油タンクに至る戻し油路中に配した下降用
   ポペツトバルブと、該下降用ポペツトバルブに対する背
   圧油路の開閉切換えを行う下降用ソレノイドバルブと、
   油圧ポンプからリフトアームシリンダに至る油路中に配
   した上昇用チエツクバルブと、油圧ポンプから油タンク
   に至る油路中に配したアンロードバルブと、該アンロー
   ドバルブに対する背圧油路の開閉切換えを行う上昇用ソ
   レノイドバルブと、下降用ソレノイドバルブから油タン
   クに至る戻り油路にバルブ出口側が接続され、油圧ポン
   プからリフトアームシリンダへの送出し油路にバルブ入
   口側が接続された流量制御用ソレノイドバルブとを設
   け、前記作業部が目標高さに近いときに流量制御用ソレ
   ノイドバルブを開状態へ切換えることで、油圧ポンプか
   らの圧油の一部を流量制御用ソレノイドバルブを経由し
   て油タンクに戻すことで昇降速度の減速制御を行うよう
   に構成したことを特徴とする作業用走行車の作業部昇降
   速度制御装置。
2. 【請求項２】前記流量制御用ソレノイドバルブの出口側
   油路は第一オリフイスを設けて構成されている一方、下
   降用ソレノイドバルブから油タンクへの戻り油路は、出
   口側油路の接続部よりも油タンク側に上記第一オリフイ
   スよりもオリフイス径が大きい第二オリフイスを設けて
   構成されていることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の作業用走行車の作業部昇降速度制御装
   置。