JPH09133102A - 作業機の昇降用油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上昇用制御弁と同様に下降用制御弁もパイロ
ット操作式にし、主油圧回路に適したものとしながらコ
ストダウンできる昇降用油圧回路を提供する。 【解決手段】 並列接続される油圧パイロット操作式の
上昇用制御弁１８及び下降用制御弁１９と単動型昇降シ
リンダ１０とを接続する給排油路３３を断続可能な副制
御弁Ｖｈを設け、上昇及び下降用制御弁１８，１９夫々
の切換操作を司る上昇及び下降用操作弁２５，２６を備
え、上昇用制御弁１８と油圧ポンプ１６とを接続する第
１油路ｙ1 と、副制御弁Ｖｈと両制御弁１８，１９とを
接続する第２油路ｙ2 と、両操作弁１８，１９へのパイ
ロット圧供給用の第３油路ｙ3 との３路を、第１油路ｙ
1 と第２油路ｙ2 とに対してチェック作用するシャトル
弁２３を介して接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタや運搬車
等に付設される作業装置の昇降用油圧回路に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、トラクタの昇降用油圧回路とし
て特公平７‐５４１２１号公報に示されたものがある。
これは、上昇用制御弁と下降用制御弁とを分離して夫々
２位置切換弁に構成するとともに、上昇用制御弁をパイ
ロット操作式とすることにより、高圧且つ大流量の作用
する上昇用制御弁の切換操作に適した操作構造であり、
しかも比較的廉価な２位置切換弁で済むという利点を備
えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、リ
フトシリンダからの排出油路の開閉を直接電磁比例弁で
行う構造であるから、上昇用の油路に対する電磁比例弁
ほどではないにせよ、耐圧性及び精度が相当に要求され
る高価な弁となるものであった。本発明の目的は、上昇
用制御弁と同様に下降用の制御弁もパイロット操作式と
して、主油圧回路に適したものとしながらコストダウン
できる昇降用油圧回路を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１特徴構成は、油圧パイロット操作式の上昇
用制御弁及び下降用制御弁の両者を並列接続し、これら
両制御弁と単動型の昇降シリンダとを接続する給排油路
を断続可能な副制御弁を設け、上昇用制御弁の切換操作
を司る上昇用操作弁と、下降用制御弁の切換操作を司る
下降用操作弁とを備え、上昇用制御弁と油圧ポンプとを
接続する第１油路と、副制御弁と両制御弁，とを接続す
る第２油路と、両操作弁へのパイロット圧供給用の第３
油路との３路を、第１油路と第２油路とに対してチェッ
ク作用するシャトル弁を介して接続してある作業機の昇
降用油圧回路。

【０００５】第２特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
パイロット圧が所定値以上になると第３油路を閉じる減
圧弁を備えていることである。

【０００６】第３特徴構成は、第１油路に対して作用す
るアンロード弁を備えるとともに、上昇用制御弁が圧油
供給位置に切換えられているときにはアンロード弁を流
路閉じ状態に維持する閉じ操作手段を設けてあることで
ある。

【０００７】〔作用〕請求項１の構成によると、詳しく
は発明の実施形態の項で説明するが、以下のようであ
る。すなわち、単純に下降用制御弁をパイロット操作式
の弁に置き換えると、ポンプ圧が発生しないエンジン停
止時においては、作業装置を下げることができないこと
になり、具合が悪い。前述した従来技術のものでは、下
降用制御弁が電気操作式であるから、エンジン停止時で
も電源によって下降用の油路を開くことができるので、
そのような不都合が起きない。

【０００８】そこで、本願では、上昇用制御弁と油圧ポ
ンプとを接続する第１油路と、副制御弁と上昇及び下降
用の両制御弁とを接続する第２油路と、これら両操作弁
へのパイロット圧供給用の第３油路との３路を、第１油
路と第２油路とに対してチェック作用するシャトル弁を
介して接続してあるから、作業装置の自重によるリフト
シリンダの排圧とポンプ圧とのうちの高い方の圧をシャ
トル弁から供給できるようになる。

【０００９】つまり、エンジンが回転して油圧ポンプが
作動しているときにはそのポンプ圧でパイロット操作で
き、かつ、ポンプ圧が零となるエンジン停止時には、作
業装置の自重による背圧でパイロット操作できるように
なり、エンジンの駆動及び停止の如何に拘らずに作業装
置を下降させることができるようになる。又、機体走行
を停止してのアイドリングといったようにエンジン回転
数が低くポンプ圧が最低の状態では、十分なパイロット
圧が得られず、下降速度が緩慢になることがある。その
ときに非常に重い作業装置が連結されているような状況
では、その自重による背圧の方がポンプ圧を上回ること
があるから、そのようなときには、リフトシリンダの背
圧によって十分なパイロット圧が得られ、作業装置を迅
速に下降させることができる、という作用も生じるもの
である。

【００１０】請求項２の構成によれば、減圧弁によって
パイロット操作回路の最高圧が規制されるから、例えば
重い作業装置の上昇操作時における高圧がパイロット操
作系に供給されてパイロット弁が損傷する等の不都合を
未然に防止でき、パイロット操作を良好に行うことがで
きるようになる。

【００１１】請求項３の構成によれば、アンロード弁の
機能によってある程度のポンプ圧を常時シャトル弁に作
用させることができるとともに、そのある程度の圧以上
になるとタンクに戻されるようになり、要するに、パイ
ロット操作に必要な最低圧を確保することができる。但
し、上昇操作時にもアンロード機能が生じていると、圧
が上がらず上昇駆動できないことになり都合が悪い。そ
こで、閉じ操作手段によって上昇用制御弁が圧油供給位
置に切換えられているときにはアンロード弁を流路閉じ
状態に維持するようにしてあるから、上昇操作時にはポ
ンプ圧をそのままリフトシリンダに供給できるととも
に、非上昇操作時にはパイロット圧を確保する機能を持
たせることができるようになる。

【００１２】〔効果〕その結果、♪請求項１〜３のいず
れに記載の昇降用油圧回路でも、高圧で大流量の作用す
る主油圧回路の弁に好適となるように、上昇用制御弁に
加えて下降用制御弁もパイロット操作式に構成しなが
ら、そのパイロット操作構造化による新たな不都合が生
じないようにでき、必要な機能を維持しながらコストダ
ウンさせることが可能になった。

【００１３】請求項２に記載の昇降用油圧回路は、過圧
によるパイロット操作系の損傷を防止しながら、上記効
果♪が得られるものであり、請求項３に記載の昇降用油
圧回路は、ポンプ圧を上昇用として無駄無く使えるよう
に、かつ、エンジンが起動状態であれば必ずパイロット
操作できるようにしながら、前記効果♪が得られるもの
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１にトラクタが示され、１は
前輪、２は後輪、３はエンジン、４は主クラッチ、５は
ミッションケース、６は３点式の昇降リンク機構、７は
操縦ハンドル、８はＰＴＯ軸、９は耕耘装置（作業装
置）、１０はリフトシリンダである。昇降リンク機構６
は、リフトシリンダ１０で駆動上下揺動される左右一対
のリフトアーム１１と、トップリンク１２と、左右一対
のロアーリンク１３と、左右のリフトロッド１５で構成
される周知構造のものであり、一方のリフトロッド１５
は、ローリング駆動用のリフトロッドシリンダ１４で構
成されている。

【００１５】図２に、単動型のリフトシリンダ１０に関
する昇降用油圧回路が示されている。この油圧回路は、
リフトシリンダ１０に圧油を給排する実線で描かれた主
回路Ｓと、各制御弁操作用のパイロット圧を供給するパ
イロット回路Ｐとから構成されている。主回路Ｓにおい
て、１６はエンジン３で駆動される油圧ポンプ、１７は
アンロード弁、１８は上昇用制御弁、１９は下降用制御
弁、２０は圧力開放弁、２１は逆止用のポペット弁、２
２は落下速度調節弁である。

【００１６】パイロット回路Ｐにおいて、２３はシャト
ル弁、２４は最高パイロット圧規制用の第１減圧弁、２
５は上昇用操作弁、２６は下降用操作弁、２７は落下速
度規制用の第２減圧弁、２８は副操作弁である。尚、上
昇用制御弁１８と上昇用操作弁２５とで上昇制御弁Ｖｕ
が、下降用制御弁１９と下降用操作弁２６と第２減圧弁
２７とで下降制御弁Ｖｄが、かつ、ポペット弁２１と副
操作弁２８とで副制御弁Ｖｈが夫々構成されている。油
圧ポンプ１６は、エンジン３が回転していれば圧を発生
し、エンジン３が停止すれば機能しないものである。

【００１７】アンロード弁１７は、上昇及び下降用操作
弁２５，２６の切換作動が可能な最低パイロット圧を確
保するためのものである。上昇用制御弁１８は、パイロ
ット操作式の２位置切換型で５ポートの流量制御弁に構
成されており、中立位置Ｎでは、アンロード弁１７のバ
ネ側油室ポート１７ａをドレンさせてアンロード作用す
る状態に制御されるとともに、上昇位置Ｕでは、ポンプ
圧がバネ側油室ポート１７ａに供給されるように構成し
てある。つまり、耕耘装置を上昇させるときにはポンプ
圧の全圧がリフトシリンダ１０に供給されるようにして
あり、上昇用制御弁１８の内部油路工夫により、上昇用
制御弁１８が上昇位置（圧油供給位置）ｕに切換えられ
ているときには、アンロード弁１７を流路閉じ状態に維
持する閉じ操作手段Ｃが構成されている。

【００１８】下降用制御弁１９は、パイロット操作式の
２位置切換型で２ポートの流量制御弁に構成され、圧力
開放弁２０は、油圧ポンプ１６が作動していれば、即ち
エンジン３が回転していれば閉じ位置ｔになり、油圧ポ
ンプ１６が停止していれば、即ちエンジン３が停止して
いれば開き位置ｈにバネ付勢維持される。ポペット弁２
１は、そのポペット２１ａを閉じ側に付勢するバネ２１
ｂを設けるとともに、バネ側油室２１Ｂと流路側油室２
１Ａとをポペット２１ａに形成した短絡路２１ｃによっ
て連通される状態に構成されており、リフトシリンダ１
０への給排油路３３の断続を行う。落下速度調節弁２２
は、チェック弁２２ａと可変絞り弁２２ｂとを並列接続
して成る公知構造のものである。

【００１９】シャトル弁２３は、上昇用制御弁１８と油
圧ポンプ１６とを接続する第１油路ｙ1 と、上昇及び下
降用操作弁２５，２６と副制御弁Ｖｈとを接続する第２
油路ｙ2 と、上昇及び下降用操作弁２５，２６へのパイ
ロット圧供給用の第３油路ｙ3 との３路を、第１油路ｙ
1 第２油路ｙ2 とに対してチェック作用する状態に接続
配置されている。第１減圧弁２４は、上昇及び下降用操
作弁２５，２６への供給パイロット圧の上限を規制する
ものであり、重い作業装置上昇時等での非常な高圧がそ
のままパイロット圧となって、各操作弁２５，２６が損
傷するおそれを未然に防止するものである。上昇及下降
用操作弁２５，２６は、共に２位置切換型の電磁比例弁
で構成され、上昇及び下降用制御弁１８，１９への供給
パイロット圧を加減して流量制御するものである。

【００２０】第２減圧弁２７は、リフトシリンダ１０か
らの排出油による背圧が所定値以上に上昇しないように
するものであり、作業装置９が非常に重い場合での下降
速度が速くなり過ぎないように機能する。副操作弁２８
は、ポペット弁２１のバネ側油室２１Ｂをドレンさせる
開通位置ａと、排油を阻止する閉じ位置ｂとの２位置に
切換自在な電磁型のＯＮ−ＯＦＦ弁に構成されており、
励磁しない状態では閉じ位置ｂにバネ付勢されている。

【００２１】図３に示すように、昇降レバー２９の操作
量を検出するポテンショメータ３０と、パルス発生器３
１と、上昇及び下降用操作弁２５，２６と、副操作弁２
８が制御装置３２に接続されている。制御装置３２に装
備された連係操作手段Ｂの機能により、昇降レバー２９
を上昇側に操作すると、その操作量に応じた分だけ上昇
用操作弁２５が開くとともに、副操作弁２８が即時開通
位置ａに切換られ、リフトシリンダ１０が伸長作動す
る。そして、昇降レバー２９を下降側に操作すると、そ
の操作量に応じた分だけ下降用操作弁２６が開くととも
に、副操作弁２８が徐々に開き始める。

【００２２】すなわち、パルス発生器３１によって、副
操作弁２８に導通するＯＮ状態と導通しないＯＦＦ状態
とを交互に繰り返すことで、比例弁の機能を出すように
してあるとともに、単位時間当たりのＯＮ時間とＯＦＦ
時間との割合であるデューティー比を、ＯＮ時間の割合
が徐々に増えるように制御する回路を制御装置３２に設
けることによって漸増制御手段Ａが構成されている。

【００２３】従って、下降操作されると下降用操作弁は
即開通するが、図４に示すグラフのように、ポペット弁
２１のポペット２１ａが緩速で移動することになってリ
フトシリンダ１０の短縮動が穏やかに開始され、従来の
ような起動ショック無く耕耘装置９が下降し始めるので
ある。この場合、上記作用を得るためには、副操作弁２
８と下降用操作弁２６とが同時に開き作動するか、或い
は先に下降用操作弁２６が開き作動してから副操作弁２
８が開き始めるか、すなわち、副操作弁２８が下降用操
作弁２６に先立って開き始めない状態に制御することが
必要である。

【００２４】次に、その他の機能について説明する。圧
力開放弁２０は、エンジン停止時に耕耘装置９を下降さ
せるためのものであり、昇降レバー２９で副制御弁Ｖｈ
を開き操作すれば、リフトシリンダ１０からの排油が開
き位置ｈ状態の圧力開放弁２０を短絡してドレンされ
る。エンジン３が回転しておれば、ポンプ圧が生じて圧
力開放弁２０が閉じ位置ｔに切換わっており、ここを通
ってドレンされることはない。又、この圧力開放弁２０
は、アンロード弁１７の作動圧よりも少し低い圧で作動
するように設定されている。圧力開放弁２０は、リフト
シリンダ１０からの排油が抵抗なく素通りできるから、
作業装置９が装着されない昇降リンク機構６のみの状
態、すなわち背圧が軽い状態でも、下降操作できる利点
がある。

【００２５】シャトル弁２３は、上昇及び下降用操作弁
２５，２６へのパイロット圧を、第１油路ｙ1 と第２油
路ｙ2 とにいずれか高い方の圧を取り出して供給するも
のであり、通常は油圧ポンプ１６の圧が供給される状態
になっている。例えば、エンジン３がアイドリング状態
でポンプ圧が最小であり、かつ、非常に重い作業装置９
（例：多連プラウ）が装着されているような場合には、
作業装置の自重によるリフトシリンダ１０の背圧がポン
プ圧よりも高くなることがある。従って、そのようなと
きに、機体を止めて点検や整備のために作業装置９を下
降させる場合には、前記背圧によるパイロット圧によっ
て上昇又は下降用操作弁２５，２６が切換操作される状
態となる。

【００２６】〔別実施形態〕図２に示す昇降用油圧回路
において、圧力開放弁２０を省き、エンジン停止時には
作業装置９の自重による背圧により、下降用制御弁１９
操作用のパイロット圧を生じさせるようにシャトル弁２
３を用いる構造としても良い。この場合、作業装置が付
設されていないと、３点リンク機構６の自重のみでは軽
すぎてパイロット圧を事実上発生できないおそれがある
が、本実施形態のように、圧力開放弁２０を別途設ける
手段では、３点リンク機構６のみでも下降させることが
可能である点で有利である。

【００２７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図

【図２】昇降用油圧回路図

【図３】各電磁弁の制御回路を示すブロック図

【図４】下降操作時におけるポペット弁の開き作動開始
時の関係グラフを示す図

【符号の説明】

１０ 昇降シリンダ １６ 油圧ポンプ １７ アンロード弁 １８ 上昇用制御弁 １９ 下降用制御弁 ２３ シャトル弁 ２４ 減圧弁 ２５ 上昇用操作弁 ２６ 下降用操作弁 ３３ 給排油路 ｙ1 第１油路 ｙ2 第２油路 ｙ3 第３油路 Ｃ 閉じ操作手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 副島 喜重 大阪府南河内郡美原町木材通４丁目15番５ 号 クボタ精機株式会社内 (72)発明者 服部 彰夫 大阪府南河内郡美原町木材通４丁目15番５ 号 クボタ精機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧パイロット操作式の上昇用制御弁
   （１８）及び下降用制御弁（１９）の両者を並列接続
   し、これら両制御弁（１８），（１９）と単動型の昇降
   シリンダ（１０）とを接続する給排油路（３３）を断続
   可能な副制御弁（Ｖｈ）を設け、前記上昇用制御弁（１
   ８）の切換操作を司る上昇用操作弁（２５）と、前記下
   降用制御弁（１９）の切換操作を司る下降用操作弁（２
   ６）とを備え、 前記上昇用制御弁（１８）と油圧ポンプ（１６）とを接
   続する第１油路（ｙ1）と、前記副制御弁（Ｖｈ）と前
   記両制御弁（１８），（１９）とを接続する第２油路
   （ｙ2 ）と、前記両操作弁（１８），（１９）へのパイ
   ロット圧供給用の第３油路（ｙ3 ）との３路を、前記第
   １油路（ｙ1 ）と前記第２油路（ｙ2 ）とに対してチェ
   ック作用するシャトル弁（２３）を介して接続してある
   作業機の昇降用油圧回路。
2. 【請求項２】 パイロット圧が所定値以上になると、前
   記第３油路（ｙ3 ）を閉じる減圧弁（２４）を備えてい
   る請求項１に記載の作業機の昇降用油圧回路。
3. 【請求項３】 前記第１油路（ｙ1 ）に対して作用する
   アンロード弁（１７）を備えるとともに、前記上昇用制
   御弁（１８）が圧油供給位置に切換えられているときに
   は前記アンロード弁（１７）を流路閉じ状態に維持する
   閉じ操作手段（Ｃ）を設けてある請求項１又は２に記載
   の作業機の昇降用油圧回路。