JPH09133104A

JPH09133104A - 作業機の昇降用油圧回路

Info

Publication number: JPH09133104A
Application number: JP29231195A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Nakamura; 中村　　健太郎; Kiju Soejima; 喜重副島; Akio Hattori; 彰夫服部
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】３位置切換弁や大容量の電磁比例制御弁等の
高価な弁を用いること無く、かつ、下降開始時の起動シ
ョックのない昇降用油圧回路を提供する。【解決手段】並列接続される２位置切換式の上昇制御
弁Ｖｕ及び下降制御弁Ｖｄと単動型昇降シリンダ１０と
の給排油路３３を断続可能な副制御弁Ｖｈを設け、下降
制御弁Ｖｄの開通に伴って副制御弁Ｖｈも開通作動し、
かつ、副制御弁Ｖｈの開き側での弁開度を徐々に大きく
する漸増制御手段を設ける。副制御弁Ｖｈを、逆止用の
ポペット弁２１と、ポペット弁２１を、給排油路３３を
断絶する閉じ状態と、接続する開き状態との２位置に切
換えるＯＮ−ＯＦＦ電磁式の副操作弁２８とで構成し、
副操作弁２８へのパルス電流のデューティー比を制御す
ることによって漸増制御手段を構成する。

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、高圧かつ大流量の作用
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、そ
の図面第１図を参照すると、副操作弁（符号１３）で操
作される逆止弁（符号１０）を備えており、リフトシリ
ンダを確実に停止させて作業装置がリークによって下降
することが先ずないようにしてある。しかしながら、下
降操作して逆止弁（符号１０）と下降用制御弁（符号２
２）とを共に開通させると、リフトシリンダから一気に
排油されることによって、下降開始時に「ガクッ」とい
う不快な起動ショックの生じることがあり、改善の余地
があった。本発明の目的は、３位置切換弁や大容量の電
磁比例制御弁等の高価な弁を用いること無く、かつ、下
降開始時の起動ショックのない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〕先ず、第１特徴構成は、２位置切換式の上昇制
御弁及び下降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２位置切換式の副制御弁を設けるとともに、下降
制御弁の開通に伴って副制御弁も開通作動するように連
係する連係操作手段と、副制御弁の開き側での弁開度を
徐々に大きくする漸増制御手段とを備えてあることであ
る。

【０００５】そして、第２構成は、副制御弁を、給排油
路に作用可能な逆止用のポペット弁と、このポペット弁
を、給排油路を断絶する閉じ状態と、給排油路を接続す
る開き状態との２位置に切換自在な電磁式の副操作弁と
で構成するとともに、副操作弁の切換作動のデューティ
ー比を制御することによって漸増制御手段を構成してあ
ることである。

【０００６】〔作用〕請求項１の構成によれば、下降操
作によって開き作動する副制御弁は、漸増制御手段の機
能によって徐々に開き操作されるので、昇降シリンダか
らの排油を、最初は少しで徐々に流量が増える状態に制
御するようになり、下降開始時の起動ショックなく下降
できるようになる。例えば、比較的大流量の流れる主圧
油路中に存在する下降用制御弁を徐々に開かせる手段で
は、精度及び容量的に相当高価な弁になるのに対し、本
願の手段では、弁の数自体は増えるが、構造簡単かつ小
規模な弁で済み、却ってコストダウンできる点で有利で
ある。

【０００７】請求項２の構成によれば、ポペット弁と操
作弁とで副制御弁を構成したので、ポペット弁での確か
な逆止作用によって、リークによる自然降下なく作業装
置をそのときの高さ位置に維持できるとともに、一般的
な手段であるデューティー比の制御、すなわち制御弁に
付与する信号出力の単位時間当たりのＯＮ信号とＯＦＦ
信号との比率を変える制御により、廉価な２位置切換弁
を用いながら実質的に電磁比例弁の機能を出せるように
なる。

【０００８】〔効果〕その結果、請求項１又は２のいず
れに記載された昇降用油圧回路でも、３位置切換弁を使
用せずに複数の２位置切換弁のみで廉価に、かつ、作業
装置のリーク降下がないように構成しながら、下降開始
時の起動ショックが解消される合理的なものにできた。

【０００９】請求項２に記載された昇降用油圧回路で
は、副制御弁を２位置切換弁から構成しながらも電磁比
例弁の機能が出せたので、より経済的に上記効果を発揮
できる利点がある。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。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
ある。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】〔別実施形態〕副操作弁２８を２位置切換
式の電磁比例弁として副制御弁Ｖｈを構成し、電流制御
でポペット２１ａの開き作動を徐々に行わせる手段でも
良い。

【００２３】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２１ポペット弁２８副操作弁３３給排油路Ａ漸増制御手段Ｂ連係操作手段Ｖｕ上昇制御弁Ｖｄ下降制御弁Ｖｈ副制御弁

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

【特許請求の範囲】

【請求項１】２位置切換式の上昇制御弁（Ｖｕ）及び
下降制御弁（Ｖｄ）の両者を並列接続し、これら両制御
弁（Ｖｕ），（Ｖｄ）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２位置切換
式の副制御弁（Ｖｈ）を設けるとともに、前記下降制御
弁（Ｖｄ）の開通に伴って前記副制御弁（Ｖｈ）も開通
作動するように連係する連係操作手段（Ｂ）と、前記副
制御弁（Ｖｈ）の開き側での弁開度を徐々に大きくする
漸増制御手段（Ａ）とを備えてある作業機の昇降用油圧
回路。
【請求項２】前記副制御弁（Ｖｈ）を、前記給排油路
（３３）に作用可能な逆止用のポペット弁（２１）と、
このポペット弁（２１）を、前記給排油路（３３）を断
絶する閉じ状態と、前記給排油路（３３）を接続する開
き状態との２位置に切換自在な電磁式の副操作弁（２
８）とで構成するとともに、前記副操作弁（２８）の切
換作動のデューティー比を制御することによって前記漸
増制御手段（Ａ）を構成してある請求項１に記載の作業
機の昇降用油圧回路。