JPS63186008A - 油圧シリンダの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧シリンダの油圧制御装置に関する。

（従来の技術） 特公昭５２−３５８８６号において、タンクから複動型
油圧シリンダへの作動油路に方向切換弁を設け、該方向
切換弁の背圧室に作動油圧を導いて油圧シリンダの作動
を制御するようにしたことが開示される。

また特開昭５４−９９８８１号及び実開昭６１−１５２
２１３号には、ポンプから単動型油圧シリンダへの作動
油路に弁体な設け、該弁体の背圧室にパイロット圧油を
導くパイロット油路を接続し、該パイロット油路に開閉
弁を設けたことが開示される。

そしてトラクタにおいて、接地作業機の昇降操作を単動
型油圧シリンダで行い、更に水平制御操作を複動型油圧
シリンダで行うようにした支持装置が実開昭５７−２０
８０７号にて開示される。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来は複動型油圧シリンダの場合、方向切換
弁の背圧室に作動油圧を直接溝いて油圧シリンダの作動
を制御していたが、その作動油圧は高圧であるため、そ
れに耐えるべく大型の方向切換弁を用い、且つ高精度の
シール対策を必要としていた。

また単動型油圧シリンダの場合のように弁体の背圧室に
パイロット圧油を゛導き、そのパイロット油路に設けら
れる開閉弁にて油圧シリンダの作動を制御しても、開閉
弁を閉じて弁体の背圧室にパイロット圧油を保持してお
くには、そのパイロット圧油は高圧の作動油圧に打ち勝
つべく高圧となるため、それに耐えるべく大型で大容量
の開閉弁を用い、且つ高精度のシール対策も必要となる
。

そしてトラクタのように接地作業機の昇降操作と水平制
御操作な単動型と複動型の油圧シリンダでそれぞれ行う
ようにした支持装置を装備した場合、特に制御弁を小型
化して制御ユニットのコンパクト化が望まれる。

そこで本発明の目的は、複動型油圧シリンダ用の方向切
換弁を別系統の低圧油で制御するとともに、単動型油圧
シリンダ用の弁体の背圧室へのパイロット圧油を別のポ
ペットとスプールから成るパイロット弁で制御し、この
パイロット弁をそのスプール側背圧室に別系統の低圧油
を導いて開閉弁で制御することにより、方向切換弁の小
型化及び開閉弁の小型小容量化とシール対策の容易化を
も併せて図れるようにした油圧シリンダの油圧制御装置
を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題を解決して目的を達成すべく本発明は、ポン
プ（３２）から分流弁（３３）を介して二手に分岐され
た各作動油路（１１０）　、（１２０）の一方を単動型
油圧シリンダ（１０）に、他方な複動型油圧シリンダ（
２０）にそれぞれ接続し、単動型油圧シリンダ（ｌＯ）
への作動油路（１１０）に弁体（４０）を設け、該弁体
（４０）の背圧室（４２）にパイロット圧油を導くパイ
ロット油路（１４１）を接続し、該パイロット油路（１
４１）にポペット°（８２）とスプール（８３）を同軸
上に配置して成るパイロット弁（８０）を設け、複動型
油圧シリンダ（２０）への作動油路（１２０）には方向
切換弁（５０）を設け、前記各作動油路（１１０）　、
（１２０）の何れかに分岐油路（１２３）を設け、該分
岐油路（１２３）に減圧弁（３８）を接続して作動油圧
より低圧の制御油圧を導く制御油路（１３０）を設け、
該制御油路（１３０）を二手に分岐して前記パイロット
弁（８０）のスプール側背圧室（８６）と前記方向切換
弁（５０）の背圧室（５２）とにそれぞれ接続し、分岐
された該各制御油路（１３１）　、（１：１２）には前
記パイロット弁（８０）のスプール側背圧室（８６）と
前記方向切換弁（５０）の背圧室（５４）とに制御油圧
を給排するための開閉弁（６２）　、　（７２）を絞り
弁（６１）、　（７１）を介してそれぞれ設けたことを
特徴とする。

（作用） 先ず複動型油圧シリンダ（２０）用の方向切換弁（５０
）の背圧室（５２）に作動油圧より低圧の制御油圧を導
いて方向切換弁（５０）を別系統の低圧油で制御するの
で、方向切換弁及び開閉弁は小型化のものを採用するこ
とができ、そのシール面も少なくなるためにシール対策
も簡単なものになる。

また単動型シリンダ（１０）用の弁体（４０）の背圧室
（４２）へのパイロット圧油な別のポペット（８２）と
スプール（８３）から成るパイロット弁（８０）で制御
し、このパイロット弁（８０）をそのスプール側背圧室
（５２）に別系統の低圧油を導いて開閉弁（６２）で制
御するので、弁体（４０）の閉時に高圧となるパイロッ
ト圧油をパイロット弁（８０）のポペット（８２）で受
けられ、そのポペット（８２）を保持するスプール（８
３）には低圧油を導くだけで良くなり、開閉弁（６２）
には高圧油がかからずに低圧の制御油のみを制御すれば
良く、従って開閉弁は小型小容量化のものを採用するこ
とができ、そのシール面も少なくなるためにシール対策
も簡単なものになる。

そしてそれぞれの制御油路（１：１１）　、（１：１２
）に絞り弁（６１）、（７１）を設けたことにより方向
切換弁（５ｏ）及び弁体（４０）の開閉速度の調整も行
える。

しかも同一のポンプ（３２）から分流弁（３３）にて二
手に作動油を分岐し、更に減圧弁（３８）により制御油
を低圧にして方向切換弁（５０）及び弁体（４０）にそ
れぞれ導くので、油圧回路を上流側て共用でき、併せて
低圧油を制御する各開閉弁も小型小容量て共通タイプの
ものを採用でき、これによりコストダウンか図れて制御
ユニットもコンパクトに構成できる。

（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図はトラクタの概略側面を示し、トラクタ（１）の
後方にはロータリ一作業機（２）が装備され、第２図に
も示すようにロータリ一作業機（２）はトラクタ（１）
後部に枢支された１本のアッパリンク（３）と２本のロ
アリンク（４）　、（４）で支持され、またトラクタ（
１）後部上には昇降用の油圧シリンダ（ｌＯ）が設置さ
れ、この油圧シリンダ（ｌＯ）により上下揺動される２
本のリフトアーム（５）　、　（５）とロアリンク（４
）、（４）とはそれぞれリフトロッド（６）　、（６）
にて枢着され、更に一方のリフトロッド（６）には水平
制御用の油圧シリンダ（２０）が組み込まれる。

第４図はその油圧回路を示し、昇降用の油圧シリンダ（
１０）は単動型シリンダ、水平制御用の油圧シリンダ（
２０）は複動型シリンダであり、タンク（３１）からポ
ンプ（３２）て汲み上げられた油は分流弁（３３）で二
手に分岐され、一方は単動型シリンダ（ｌＯ）の給排ポ
ート（１１）、他方は複動型シリンダ（２０）の給排ボ
ート（２１）、（２２）へと流れ、またポンプ（３２）
から分流弁（３３）への油路（３４）にリリーフ弁（３
５）が設けられる。

分流弁（３３）から単動型シリンダ（ｌＯ）内のピスト
ン（１３）背面側の油室（１４）の給排ボー）−（１１
）への作動油路（１１０）には逆止弁（３６）か設けら
れ、その下流に分岐油路（ｔｉｉ）を介して第１油作動
装置（Ａ）を構成するポペット式の第１弁体（４０）か
設けられ、更に給排ボート（１１）には絞り弁（２１１
）、チェック弁（３１１）か内蔵され、調圧弁（１９）
も接続される。第１弁体（４０）はポペット（４１）の
背圧室（４２）内にスプリング（４３）を収納し、作動
油路−（１１０）側のポート（４４）はポペット（４１
）にて開閉され、ポペット（４１）が開くと作動油はポ
ート（４５）からタンク（３１）へ戻される。

分流弁（３３）から複動型シリンダ（２０）の給排ボー
ト（２１）　、　（２２）への作動油路（１２０）には
油作動装置（Ｃ）をなすスプール式の方向切換弁（５０
）が設けられ、その下流で作動油路（１２０）は二手に
分岐され、一方の油路（１２１）は複動型シリンダ（２
０）内のピストン（２３）下方側の油室（２４）の給排
ボート（２１）、他方の油路（１２２）はピストン（２
３）上方側の油室（２５）の給排ボート（２２）に接続
される。方向切換弁（５０）はスプール（５１）の両方
に背圧室（５２）、（５：ｌ）を有し、その左側の一方
のみにスプリング（５４）を収納し、スプール（５１）
には左右のランド（５５）、（５６）とその両側方及び
中間を連続する油路（５７）が形成される。この油路（
５７）の中央が供給ポート（５８）に臨むと両端のポー
ト（５９）、（５９）から作動油がタンク（３１）に戻
される。

複動型シリンダ（２０）への作動油路（１２０）の上流
側には分岐油路（１２３）か設けられ、この分岐油路（
１２３）に絞り元（３７）を介して減圧弁（３８）が接
続され、この減圧弁（３８）の下流に制御油路（１３０
）が設けられ、更に減圧弁（３８）と並列に絞り弁（３
９）が設けられる。制御油路（１３０）には減圧弁（３
８）により減圧されて作動油圧より低圧の制御油圧か流
れ、この制御油路（１３０）には各種制御弁か設けられ
る。

制御油路（１３０）は下流で二手に分岐され、その両方
の油路（１３１）　、（，１３２）には絞り弁（６１）
、（７１）を介して電磁式の第１開閉弁（６２）、（７
２）がそれぞれ接続され、左側の第１開閉弁（６２）は
単動型シリンダ（１０）への作動油路（１１０）に設け
た前記第１弁体（４０）を制御し、右側の第１開閉弁（
７２）は複動型シリンダ（２０）への作動油路（１２０
）に設けた方向切換弁（５０）を制御する。

即ち左側の第１開閉弁（６２）の上流において分岐した
油路（１３３）に第１パイロツト弁（８０）を接続し、
そのボート（８１）と第１弁体（４０）の背圧室（４２
）とをパイロット油路（１４１）で接続する。第１パイ
ロツト弁（８０）はボート（８１）を開閉するポペット
弁（１８２）とスプール弁（２８２）とを一体とし、ボ
ート（８１）をこれらの間の溝部に臨ませたポペット（
８２）とスプール（８３）とを同軸上に配置して成り、
ポペット（８２）の背圧室（８４）にスプリング（８５
）を収納し、スプール（８３）の背圧室（８６）に制御
油路（１３３）を接続する。また右側の第１開閉弁（７
２）の上流において分岐した油路（１３４）を方向切換
弁（５０）の左側の背圧室（５２）に接続する。

ここて、第１パイロツト弁（８０）は、スプリング（８
５）の付勢力たけて、ポペット弁（１８２）とスプール
弁（２８２）とを一体としてボート（８１）をこれらの
間の溝部に臨ませたポペット（８２）がパイロット油路
（１４１）側のボート（８１）を閉じる構造となってい
る。このため、ボート（８１）を開くにはスプール（８
３）の背圧室（８６）にスプリング（８５）の付勢力に
打ち勝つだけの低圧油を導くたけて良い。ま、たポペッ
トとスプールを一体に形成した場合はケースも含んで高
精度の加工を要するが、実施例のように別体で構成すれ
ば、加工精度はラフなもので足りる。

更に制御油路（１３０）は上流でも二手に分岐され、そ
の両方の油路（１３５）　、（１３６）にも絞り弁（［
ｉＳ）　、（７５）を介して電磁式の第２開閉弁（６６
）。

（７６）がそれぞれ接続され、左側の第２開閉弁（６６
）は単動型シリンダ（１０）への作動油路（１１０）の
逆止弁（３６）の上流側に設けられる第２油作動装置（
Ｂ）を構成する第２弁体（９０）を制御し、右側の第２
開閉弁（７６）は複動型シリンダ（２０）への作動油路
（１２０）に設けた方向切換弁（５０）を制御する。

即ち単動型シリンダ（１０）への作動油路（１１０）の
逆止弁（３６）の上流側にも分岐油路（１１２）を介し
てポペット式の第２弁体（９０）が設けられ、この第２
弁体（９０）もポペット（９１）の背圧室（９２）内に
スプリング（９３）を収納し、作動油路（１１０）側の
ボート（９４）はポペット（９１）にて開閉され、ポペ
ット（９１）が開くと作動油はボート（９５）からタン
クへ戻される。左側の第２開閉弁（６６）の上流におい
て分岐した油路（１３７）にも第２パイロツト弁（１０
０）を接続し、そのボート（１０１）と第２弁体（９０
）の背圧室（９２）とをパイロット油路（１４２）で接
続する。第２パイロツト弁（１００）もボー）−（１０
１）を開閉するポペット弁（１１０２）とスプール弁（
２１０２）とを一体とし、ボート（１０１）をこれらの
間の溝部に臨ませたポペット（１０２）とスプール（１
０３）とを同軸上に配置して成り、ポペット（１０２）
の背圧室（１０４）にスプリング（１０５）を収納し、
スプール（１０３）の背圧室（，１０６）に制御油路（
１３７）を接続する。また右側の第２３ｔｌ閉弁（７６
）の上流において分岐した油路（１３８）を方向切換弁
（５０）の右側の背圧室（５３）に接続する。

以上の各種制御弁及び油路は第３図に示すように油圧制
御ユニット（１５０）に内蔵され、この油圧制御ユニッ
ト（１５０）は前記昇降用の単動型シリンダ（１０）の
側面に設置される。

次に第４図の油圧回路を基にその機能を説明する。

先ず作業ｍ　（２）の昇降操作から説明するに上昇させ
る場合は、左側の第１開閉弁（６２）を開き、第２開閉
弁（６６）を閉じる。第１開閉弁（６２）の開により制
御油はボート（６３）からタンク（３１）へ戻され、第
１パイロツト弁（８０）のボート（８１）がポペット（
８２）にて閉じられ、第１弁体（４０）の背圧室（４２
）に作動油路の油圧によりパイロット圧油が満たされ、
スプリング（４３）の付勢と併せてポペット（４１）が
前進し、ボート（４４）が閉じられる。また第２開閉弁
（６６）の閉により低圧の制御油が第２パイロツト弁（
１００）のスプール（１０３）の背圧室（１０６）に導
かれ、スプール（１０３）の前進でボート（１０１）が
ポペット（１０２）にて閉じられ、第２弁体（９ｏ）の
背圧室（９２）に作動油路の油圧によりパイロット圧油
が満たされ、スプリング（９３）の付勢と併せてポペッ
ト（９１）か前進し、ボート（９４）か閉じられる。

このように第１及び第２の両弁体Ｃ４０）、　（９０）
か閉じられているので、高圧の作動油は単動型シリンダ
（１０）の油室（１４）に送り込まれ、これによりリフ
トアーム（５）、リフトロッド（６）等を介して作業機
（２）が上昇する。

下降させる場合は、逆に第１開閉弁（６２）を閉じ、第
２開閉弁（６６）を開く。第１開閉弁（６２）の閉によ
り低圧の制御油が第１パイロツト弁（８０）のスプール
（８３）の背圧室（８６）に導かれ、スプール（８３）
の前進でボート（８１）をポペット（８２）が開き、第
１弁体（４０）の背圧室（４２）のパイロット圧油か背
圧室（８４）を通ってタンク（３１）に戻され、高圧の
作動油によりスプリング（４３）に抗してポペット（４
１）か後退し、ボート（４４）が開かれる。第２開閉弁
（６６）の開により制御油はボート（６７）からタンク
（３１）へ戻され、第２パイロツト弁（１００）のボー
ト（１０１）をポペット（１０２）が開き、第２弁体（
９０）の背圧室（９２）のパイロット圧油がタンク（３
１）に戻され、同様に高圧の作動油によりスプリング（
９３）に抗してポペット（９１）が後退し、ボート（９
４）か開かれる。

このように第１及び第２の両弁体（４０）、　（９０）
が開かれているので、高圧の作動油は逆止弁（３６）上
流側の第２弁体（９０）からタンク（３１）へ戻され、
且つ単動型シリンダ（１０）の油室（１４）内の油は逆
止弁（３６）下流側の第１弁体（４０）からタンク（３
１）へ戻され、これによりリフトアーム（５）、リフト
ロット（６）等を介して作業ｍ　（２）が下降する。

高さ位置を維持する場合は、第１及び第２の両開閉弁（
６２）、（６６）を開く。上述のように第２開閉弁（６
６）の開により第２弁体（９０）が開いて高圧の作動油
は逆止弁（３６）上流側の第２弁体（９０）からタンク
（３１）へ戻されるが、第１開閉弁（６２）の開により
第１弁体（４０）が閉じて単動型シリンダ（１０）の油
室（１４）内の油は逆止弁（３６）にてリークを阻止さ
れるので、作業Ｉａ（２）の高さ位置は維持される。

そして作業機（２）の水平制御は複動型シリンダ（２０
）を伸縮させることにより行われ、先ず伸ばす場合は、
右側の第１開閉弁（７２）を開き、第２開閉弁（７６）
を閉じる。第１開閉弁（７２）の開により制御油はボー
ト（７３）からタンク（３１）へ戻され、方向切換弁（
５０）の左側の背圧室（５２）から油が抜かれる。

また第２開閉弁（７６）の閉により低圧の制御油が方向
切換弁（５０）の右側の背圧室（５３）に導かれ、左側
のスプリング（５４）に抗するスプール（５１）の図示
位置からの左動で供給ボート（５８）から作動油が右側
のランド（５６）、油路（１２２）　、給排ボート（２
２）を通って複動型シリンダ（２０）の上方の油室（２
５）に送り込まれ、下方の油室（２４）の油はパイプ（
４２１）からスプール弁（３２１）で左方向に押して開
にしたチェック弁（２２１）を通り、油路（１２１）か
ら左側のランド（５５）を通ってタンク（３１）へ戻さ
れる。

従って複動型シリンダ（２０）を備えた方のリフトロッ
ド（６）が伸びて作業１１（２）の地面に対する姿勢を
水平に調節することか可能になる。

縮める場合は、逆に第１開閉弁（７２）を閉じ、第２開
閉弁（７６）を開く。第２開閉弁（７６）の開で制御油
はボート（７７）からタンク（３１）へ戻され、方向切
換弁（５０）の右側の背圧室（５３）から油が抜かれ、
第１開閉弁（７２）の閉で制御油が左側の背圧室（５２
）に導かれるので、そのスプリング（５４）の付勢と併
せてスプール（５１）が図示位置から右動し、作動油は
左側のランド（５５）、油路（１２１）　、給排ボート
（２１）を通り、チェック弁（２２１）を右方向へ押し
て複動型シリンダ（２０）の下方の油室（２４）に送り
込まれ、上方の油室（２５）の油は給排ボート（２２）
、油路（１２２）　、右側のランド（５６）を通ってタ
ンク（３１）へ戻される。これにより複動型シリンダ（
２０）は縮む。

長さ状態を維持する場合は、゛第１及び第２の両開閉弁
（７２）　、　（７６）を閉じる。上述のように両開閉
弁（７２）、（７６）の閉により方向切換弁（５０）の
左右の背圧室（５２）　、　（５：ｌ）にはともに制御
油か導かれ、スプール（５１）は図示中立位置に保たれ
て左右のランド（５５）　、（５６）が閉じられるので
、複動型シリンダ（２０）の上下の両油室（２４）　、
　（２５）からの油のリークは両ランド（５５）、（５
６）により阻止される。これにより複動型シリンダ（２
０）の長さ状態が維持され、また作動油はスプール（５
１）内の油路（５７）を通ってボート（５９）、（５９
）からタンク（３１）へ戻される。また第１及び第２の
両開閉弁（７２）、（７６）を開いても、スプール（５
１）は中立位置に保たれる。

以上の実施例ではパイロット弁を別体のポペットとスプ
ールで構成したが、一体でも良く、制御油圧を別構造の
弁体の背圧室に直接導いたり、手動式等の開閉弁を採用
しても良い。また作業機は他の接地作業機でも良く、更
に油圧シリンダも作業機操作用のものに限られるもので
もない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、複動型油圧シリンダ用の
方向切換弁を別系統の低圧油で制御するとともに、単動
型油圧シリンダ用の弁体の背圧室へのパイロット圧油な
別のポペットとスプールから成るパイロット弁で制御し
、このパイロット弁をそのスプール側背圧室に別系統の
低圧油を導いて開閉弁で制御するようにしたため、方向
切換弁の小型化及び開閉弁の小型小容量化とシール対策
の容易化をも併せて達成できるとともに、絞り弁により
方向切換弁及び弁体の開閉速度の調整も行うことができ
る。しかも同一のポンプから分流弁にて二手に作動油を
分岐し、更に減圧弁により制御油を低圧にして方向切換
弁及び弁体にそれぞれ導いたため、油圧回路を上流側で
共用でき、また低圧油を制御する各開閉弁も小型小容量
で共通タイプのものを採用できるので、コストダウンか
図れて制御ユニットのコンパクトも達成できる。更に油
圧ポンプ、油圧シリンダを除く第４図の油圧制御装置を
一体ケースに収められ、制御、作動回路が簡素化され、
油路の点検整備も容易となる等の効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラクタの機略側面図、第２図は作業機の支持
機構部の概略斜視図、第３図は油圧制御ユニット部の平
面図、第４図は油圧制御の回路構成図である。 尚、図面中、（１）はトラクタ、（２）は作業機、（５
）はリフトアーム、（６）はリフトロッド、（１０）は
昇降用の油圧シリンダ、（２０）は水平制御用の油圧シ
リンダ、（３１）はタンク、（３２）はポンプ、（３３
）は分流弁、（３６）は逆止弁、（３８）は減圧弁、（
４０）。 （９０）は弁体、　（５０）は方向切換弁、（６１）、
　（６５）、（７１）　、（７５）は絞り弁、（６２）
　、（５６）　、（７２）　、（７６）は開閉弁、（８
０）　、（１００）はパイロット弁、（１１０）、（１
２０）は作動油路、　（１：１０）は制御油路、（１５
０）は油圧制御ユニット、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は油
作動装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ポンプから分流弁を介して二手に分岐された各作動油
   路の一方を単動型油圧シリンダに、他方を複動型油圧シ
   リンダにそれぞれ接続し、 単動型油圧シリンダへの作動油路に弁体を設け、 該弁体の背圧室にパイロット圧油を導くパイロット油路
   を接続し、 該パイロット油路にポペットとスプールを同軸上に配置
   して成るパイロット弁を設け、 複動型油圧シリンダへの作動油路には方向切換弁を設け
   、 前記各作動油路の何れかに分岐油路を設け、該分岐油路
   に減圧弁を接続して作動油圧より低圧の制御油圧を導く
   制御油路を設け、 該制御油路を二手に分岐して前記パイロット弁のスプー
   ル側背圧室と前記方向切換弁の背圧室とにそれぞれ接続
   し、 分岐された該各制御油路には前記パイロット弁のスプー
   ル側背圧室と前記方向切換弁の背圧室とに制御油圧を給
   排するための開閉弁を絞り弁を介してそれぞれ設けたこ
   と、 を特徴とする油圧シリンダの油圧制御装置。