JPH0754641Y2 - 荷役位置制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は、ホイールローダ等の土工車両の荷役位置制御
装置に関する。

〈従来技術〉 従来のホイールローダ等の土工車両の荷役装置を第4,5
図に示す。これは、油圧シリンダ等の荷役装置１を制御
する荷役バルブ２と、該荷役バルブ２にバルブ位置切換
用の流体圧信号を出力する流体圧回路３を介して接続さ
れた操作バルブ４と、該操作バルブ４のレバー4aの位置
を自然落下位置Ａおよび上昇位置Ｂに保持するための保
持手段5,6を具えていた。

そして圧油源７からの圧油は作業者が操作する操作バル
ブ4aを経て流体圧回路３で流体圧信号（油圧信号）とな
り荷役バルブ２を制御する。油圧信号圧力と荷役バルブ
２のスプール移動量の関係を第５図に示す。また荷役バ
ルブ２からの圧油により、荷役用油圧シリンダ等の荷役
装置１が制御される。

前記保持手段5,6はダンプトラツク等に土砂を積込む際
に車両前進操作中にレバー4aを操作しつづけなくてもブ
ームが一定の高さで自動的に停止し、また車両後退操作
中にブームが地上部まで落下させるために使用するもの
で、荷役装置自然落下状態にレバー位置を保持する電磁
石5Aと、上昇状態にレバー位置を保持する電磁石6Aとか
ら構成される。

そしてブーム上昇時には、リミツトスイツチ８が作動し
て、電磁石6Aの保持力を解除して操作バルブ４が中立位
置となり、荷役バルブ２を中立位置としてブームを一定
高さに保持する。

しかし、リミツトスイツチ８は固定の状態にあり、自然
落下時用のリミツトスイツチが設けられていなかつたの
で、自然落下時にはブームが地上付近に降りてきたのを
操作者が目測し、電磁石5Aを解除してレバー4aを中立位
置に保持させていた。

また係る場合、上昇停止位置Ｂおよび自然落下停止位置
Ａでは、ブームが急激に停止するため大きな衝撃が発生
し操作者に不快感を与えていた。

〈目的〉 本考案は、上記に鑑み、自然落下停止位置および上昇停
止位置を設定でき、上昇時自然落下時共に衝撃を緩和し
て停止することができる荷役位置制御装置の提供を目的
とする。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来と同一機能部品は同一符号で示す。

まず、第１図に示す本考案の第一実施例について説明す
ると、本実施例における荷役位置制御装置は、油圧シリ
ンダ等の荷役装置１を制御する荷役バルブ２と、該荷役
バルブ２にバルブ位置切換用の流体圧信号を出力する流
体圧回路３を介して接続された操作バルブ４と、該操作
バルブ４のレバー4aの位置を自然落下位置Ａおよび上昇
位置Ｂに保持するための保持手段5,6と、前記荷役装置
１の昇降位置を検出する位置検出装置９と、前記荷役装
置１の上昇位置Ｂおよび自然落下位置Ａを設定する設定
器10と、前記流体圧回路３の流体圧信号の圧力を低下さ
せる緩衝装置11と、前記位置検出装置９および設定器10
の出力信号により前記保持手段5,6および緩衝装置11を
制御する制御部12とを具え、該制御部12は、前記設定器
10からの信号を記憶する記憶機能と、該記憶機能の出力
信号と前記位置検出装置９の出力信号を比較判定する比
較判定機能と、該比較判定機能の出力信号により前記緩
衝装置11に流体圧低下信号を出力する緩衝装置制御機能
と、該緩衝装置制御機能の出力後に前記保持手段5,6に
解除信号を出力する保持手段制御機能とを有せしめられ
たものである。

前記荷役装置１は、ブーム昇降用荷役シリンダであつ
て、シリンダ本体1Aが土工車両本体に取付けられ、ピス
トンロツド1Bが車両本体に対して回動自在なブームに取
付けられ、シリンダ１の伸長でブームが上昇し、シリン
ダ１の短縮でブームが下降するよう構成される。

前記荷役バルブ２は四位置切換弁で、前記シリンダのピ
ストンロツド側に接続するａポートと、シリンダ本体側
に接続するｂポートと、油圧源７に接続するＣポート
と、油圧タンク13に接続するｄポートとを有している。
そして荷役バルブ２の第一位置2Aでａポートおよびｂポ
ートがｄポートと連通し、荷役バルブ２の第二位置2Bで
ａ−ｃポートおよびｂ−ｄポートが連通し、荷役バルブ
２の第三位置2Cで各ポートの連通が遮断され、第四位置
2Dでａ−ｄポートおよびｃ−ｂポートが連通される。ま
た荷役バルブ２の第一位置2Aおよび第四位置2Dの外端に
は前記流体圧回路３が接続されると共に復帰ばね14A,14
Bが配されている。

前記操作バルブ４は、三位置切換弁であつて、前記流体
圧回路３を介して荷役バルブ２の第一位置2Aに連通する
ｅポートと、荷役バルブ２の第四位置2Dに連通するｆポ
ートと、前記油圧源７に接続するｇポートと、タンク13
に接続するｈポートとを有している。そして操作バルブ
４の第一位置4Aでｆ−ｇポートおよびｅ−ｈポートが連
通し、第二位置4Bで各ポートが遮断され、第三位置4Cで
ｆ−ｈポートおよびｅ−ｇポートが連通される。そして
第三位置4Cの外端には前記レバー4aが取付けられると共
に復帰ばね15A,15Bが設けられている。

前記流体圧回路３は油圧回路であつて、操作バルブ４か
らの圧油力により前記荷役バルブ２のバルブ位置を切換
えるものである。

前記保持手段5,6は前記操作バルブ４の左右外端に固定
された係合片16A,16Bと、該係合片16Aに係合して操作バ
ルブ４を第三位置4Cに保持する自然落下位置用電磁石5A
と、係合片16Bに係合して操作バルブ４を第一位置4Aに
保持する上昇位置用電磁石6Aとから構成される。

前記位置検出装置９はポテンシヨメータであつて、その
一端が前記荷役装置１としてのシリンダのピストンロツ
ド1Bの先端に取付けられる。

前記設定器10は、ON−OFF信号を制御部12に出力する複
数のスイツチ群10a,10bからなる。前記制御部12は一般
的なワンチツプのマイクロコンピユータであつて、内部
にデータRAMプログラムROM、ALU等を有し、基準クロツ
ク発振回路により駆動されるものである。そして制御部
12には前記位置検出装置９および設定器10からの信号を
入力する入力端子12a,12b,12d,および、電磁石5A,6Aの
操作スイツチ12Aからの信号を入力する端子12cと、前記
緩衝装置11、電磁石5A,6Aに信号を出力する出力端子12
e,12f,12gとを有している。また制御部12のRAMはバツク
アツプ電源により記憶の消失が防止されるよう構成され
る。

前記緩衝装置11は、前記荷役バルブ２のスプールの両端
部に並列に接続された緩衝回路18と、該緩衝回路18中に
配された単一のシヤトル弁20と、該シヤトル弁20とタン
ク13との間を連通させたり遮断させたりする連通遮断切
換手段と、該連通遮断切換手段の連通時にタンク13に流
出する流体の流量を制限調整する流量調整手段とから構
成されている。

前記シヤトル弁20は、前記荷役バルブ２の両端部のうち
流体圧の強いいずれか一方からの流体が流入可能となる
よう開弁し、同時に、流入された流体が他方に流出しな
いよう閉弁する。

前記連通遮断切換手段は、単一の二位置切換電磁弁17が
用いられ、第１図の如く、ｋポートとｍポートとを連通
する第一位置17Aと、ｋポートとｍポートとを遮断する
第二位置17Bとを有している。そして、制御部12（緩衝
装置制御機能）のON信号により第二位置17Bから第一位
置17Aに切換わるよう構成される。また、該電磁弁17の
ｋポートと前記流体圧回路３との間には、前記緩衝回路
18が介在接続される。

前記流量調整手段は、絞り部19が用いられており、前記
電磁弁17のｍポートとタンク13との間に直列に介在接続
されている。該絞り部19の絞り度合は、前記電磁弁17が
第一位置17Aに切換わつたときに前記荷役バルブ２の両
端にかかる圧力が徐々に低下する程度に設定される。

次に作用を第１図の回路図および第２図の制御フローチ
ヤートに基いて説明すると、通常のブームの昇降は、操
作バルブ４のレバー4aを操作して操作バルブ４を第一位
置4A又は第三位置4Cに切換えて荷役バルブ２の一端に圧
油を供給して荷役バルブ２を第二位置2Bまたは第四位置
2Dに切換えてシリンダ１を伸長または短縮してブームを
昇降させる。

次にダンプトラツクの荷台等の一定の高さに上昇させる
場合は、保持手段5,6を使用する。すなわち位置の設定
は荷役装置１をあらかじめその位置に合わせて置き、設
定器10を操作することにより制御部12に組込まれたデー
タRAMに記憶させる。

次にレバー4aを操作して操作バルブ４を第一位置4Aに切
換える。そうすると、荷役バルブ２は流体圧回路３から
の圧油により第四位置2Dに切換わり、シリンダ１の本体
側に圧油が供給されてシリンダ１が伸長する。この状態
で制御部12からの信号により上昇停止位置用電磁石6Aが
作動して鉄芯の先端が係合片16Bの切欠に係合して操作
バルブ４を第一位置4Aに保持する。

そして、シリンダ１の伸長状態は逐一、位置検出装置９
から制御部12に入力されており、制御部12は設定器10で
設定した位置と比較して設定位置に来たときに、電磁石
6AにOFF信号を出力する。そうすると、係合片16Bとの係
合が解除され、操作バルブ４はばね15Bにより中立位置
（第二位置4B）に戻る。そのため荷役バルブ２の油圧信
号も解除され、荷役バルブ２はばね14A,14Bの均衡によ
り中立位置（第三位置2C）に戻る。

この際、制御部12は電磁石6AにOFF信号を送る直前に緩
衝装置11の電磁弁17に作動信号を出力する。電磁弁17は
第一位置17Aに切換わり、流体圧回路３の圧油はタンク1
3へ流入する。このとき、絞り部19を通るので、流体圧
回路３の圧油は徐々に流出することになり、荷役バルブ
２の両端にかかる圧力も徐々に低下することになる。そ
のため、操作バルブ４が係合片16Bとの係合が解除され
中立位置となるころには荷役バルブ２両端の圧力差はほ
とんどなく、シリンダへの油圧供給も減少するので、大
きな衝撃音なく、荷役装置１を停止できる。

またダンプトラツク等の荷台から後退しながら次の作業
のためブームを降ろすには自然落下を利用すれば便利で
ある。レバー4aを切換えて操作バルブ４を第三位置4Cに
保持すれば、流体圧回路３の圧力差により荷役バルブ２
は第一位置2Aに切換わり、自然落下状態となる。

このとき、保持手段5,6を利用すれば車両後退時の運転
操作も容易に行なえる。すなわち、レバー4aにより操作
バルブ４を第三位置4Cにすると共に操作スイツチ12Aに
より電磁石5Aを作動させる係合片16Aと係合して自然落
下位置Ａに保持する。位置検出装置９からの信号により
予め設定させた自然落下停止位置Ａにシリンダ１が短縮
すれば、制御部12から電磁弁17に信号が入り、電磁弁17
が第一位置17Aに切換わる。そのため、流体圧回路３の
圧油はタンク13へ徐々に流れ、荷役装置１の降下スピー
ドは減少する。その後、制御部12の出力信号により電磁
石5Aが解除されるので、操作バルブ４は中立位置（第二
位置4B）に戻り、荷役バルブ２は中立位置に戻つて停止
する。

次に本考案の第二実施例を第３図に基いて説明する。

本実施例の荷役位置接続装置では、緩衝装置11の連通遮
断切換手段として、単一の電磁比例バルブ21が用いられ
ている。該電磁比例バルブ21は、パルス幅変調制御（PW
M制御）により弁開度を調整する弁開度調整機構を備え
たもので、該弁開度は、前記制御部12から送られる電気
信号の強弱（電流）により変化する。

そして、緩衝装置11の流量調整手段としては、前記電磁
比例バルブ21の弁開度調整機構がそのまま用いられる。
これにより、上記第一実施例における絞り部19が不要と
なる。

その他の構成は上記第一実施例と同様である。

上記構成においては、制御部12の電気信号に強さを変化
させれば、弁開度が変わるため、荷役装置１の昇降スピ
ードを変化させることができる。他の作用効果は上記第
一実施例と同様である。

なお、本考案は、上記実施例に限定されるものではな
く、本考案の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本考案は、油圧シリンダ
等の荷役装置を制御する荷役バルブと、荷役バルブのス
プールの両端部にバルブ位置切換用の流体圧信号を選択
的に出力する流体圧回路を介して接続された操作バルブ
と、操作バルブのレバーの位置を自然落下位置および上
昇位置に保持するための保持手段と、荷役装置の昇降位
置を検出する位置検出装置と、荷役装置の上昇停止位置
および自然落下停止位置を設定する設定器と、流体圧回
路の流体圧信号の圧力を低下させる緩衝装置と、位置検
出装置および設定器の出力信号により保持手段および緩
衝装置を制御する制御部とを具え、制御部は、設定器か
らの信号を記憶する記憶機能と、記憶機能の出力信号と
位置検出装置の出力信号を比較判定する比較判定機能
と、比較判定機能での比較出力信号に基づき上昇停止位
置および自然落下停止位置で停止させる直前に緩衝装置
の連通遮断切換手段に流体圧低下信号を出力する緩衝装
置制御機能と、比較判定機能での比較出力信号に基づき
上昇停止位置および自然落下停止位置に達したときに保
持手段に解除信号を出力する保持手段制御機能とを有せ
しめられている。

したがつて、本考案によると、荷役位置を検出し、上昇
および自然落下の両方について停止直前に緩衝装置を駆
動して緩衝させることができ、使用者に不快感を与える
ことなく、荷役時の運転操作も容易に行なうことができ
る。

しかも、操作者は、積み荷するトラツクの荷台の高さ
等、対象となる荷役作業の状況に応じて、設定器を用い
て荷役装置の上昇停止位置および自然落下停止位置を同
時に設定することで、荷役装置の昇降位置だけでなく緩
衝するための基準となる位置をも同時に設定できる。こ
の設定時において、上昇停止位置および自然落下停止位
置といつた単純な基準位置のみを設定するだけで、停止
させる直前に緩衝装置の連通遮断切換手段に流体圧低下
信号を出力して緩衝できる。すなわち、各停止位置の設
定と別に緩衝の基準となる位置を逐一設定するのでな
く、各停止位置を設定すればあたかも緩衝の基準となる
位置が自動的に設定されることと同様になり、設定作業
が楽になる。そして、緩衝装置への流体圧低下信号の出
力を停止させる直前に行なうので、流体圧低下信号の出
力タイミングが早すぎることにより荷役装置の上昇速度
または落下速度の低下を防止でき、停止タイミングに対
して常に適切な緩衝タイミングで緩衝できる。

また、本考案の緩衝装置は、流体圧回路に荷役バルブと
並列に配された単一のシヤトル弁と、シヤトル弁とタン
クとの間を連通させたり遮断させたりする連通遮断切換
手段と、連通遮断切換手段の連通時にタンクに流出する
流体の流量を制限調整する流量調整手段とから構成さ
れ、連通遮断切換手段は、単一の電磁弁または単一の電
磁比例バルブが用いられ、流量調整手段は、電磁弁に直
列に接続された絞り部、または電磁比例バルブの弁開度
調整機構が用いられたものである。

したがつて、上昇および自然落下に対する緩衝を、簡単
な構成で達成することができ、部品コストの上昇を軽減
し得るといつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例を示す荷役位置制御装置の
回路図、第２図は同その制御フローチヤート、第３図は
本考案の第二実施例を示す荷役位置制御装置の回路図、
第４図は従来の荷役位置制御装置の回路図、第５図は操
作バルブの信号圧力と荷役バルブのスプール移動量の関
係を示す図である。 A:自然落下位置、B:上昇位置、1:荷役装置、2:荷役バル
ブ、3:流体圧回路、4a:レバー、5,6保持手段、9:位置検
出装置、10:設定器、11:緩衝装置、12:制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−131370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−10870（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−162074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−106701（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−202073（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−81134（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−141206（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧シリンダ等の荷役装置を制御する荷役
   バルブと、 該荷役バルブのスプールの両端部にバルブ位置切換用の
   流体圧信号を選択的に出力する流体圧回路を介して接続
   された操作バルブと、 該操作バルブのレバーの位置を自然落下位置および上昇
   位置に保持するための保持手段と、 前記荷役装置の昇降位置を検出する位置検出装置と、 前記荷役装置の上昇停止位置および自然落下停止位置を
   設定する設定器と、 前記流体圧回路の流体圧信号の圧力を低下させる緩衝装
   置と、 前記位置検出装置および設定器の出力信号により前記保
   持手段および緩衝装置を制御する制御部とを具え、 前記緩衝装置は、 前記流体圧回路に前記荷役バルブと並列に配された単一
   のシヤトル弁と、 該シヤトル弁とタンクとの間を連通させたり遮断させた
   りする連通遮断切換手段と、 該連通遮断切換手段の連通時に前記タンクに流出する流
   体の流量を制限調整する流量調整手段と から構成され、 前記連通遮断切換手段は、単一の電磁弁または単一の電
   磁比例バルブが用いられ、 前記流量調整手段は、前記電磁弁に直列に接続された絞
   り部、または前記電磁比例バルブの弁開度調整機構が用
   いられ、 前記制御部は、 前記設定器からの信号を記憶する記憶機能と、 該記憶機能の出力信号と前記位置検出装置の出力信号を
   比較判定する比較判定機能と、 該比較判定機能での比較出力信号に基づき上昇停止位置
   および自然落下停止位置で停止させる直前に前記緩衝装
   置の連通遮断切換手段に流体圧低下信号を出力する緩衝
   装置制御機能と、 前記比較判定機能での比較出力信号に基づき上昇停止位
   置および自然落下停止位置に達したときに前記保持手段
   に解除信号を出力する保持手段制御機能と を有せしめられたことを特徴とする荷役位置制御装置。