JP2011202730A - フロントローダの油圧制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フロントローダのブームをフローティング状態にするための構成を簡素化しコストダウンを可能としたフロントローダの油圧制御装置を提供すること。
【解決手段】ブームシリンダ1と、ブームシリンダ1の方向切換弁3と、方向切換弁3の切換動作用の電磁比例減圧弁7A、7Bと、ブームシリンダ1の給排油路Q3、Q4にそれぞれ分岐接続されてタンク接続ポートT1へ接続され、途中に2個の逆止弁21、22を備えたリターン油路Q17、Q18と、前記2個の逆止弁21、22を同時に開放させるための通常閉の1個のシーケンス弁15を有する逆止弁開放用油路Q16とを備えており、前記シーケンス弁15は、前記電磁比例減圧弁7A、7Bの同時操作により発生する一方のパイロット圧で開放動作し、この開放したシーケンス弁15を経由して他方のパイロット圧で2個の逆止弁21、22を開放動作させるように構成してある。
【選択図】図1

Description

本発明は、フロントローダの油圧制御装置に関するものである。
従来、フロントローダのブームをフローティング状態にするものとして特許文献1に記載されているものがある。この特許文献1には、ブームシリンダと方向切換弁とを接続する2本の作動油配管の途中に方向切換弁側からの作動油の供給時には作動油自体の油圧力で開放するが、逆方向への作動油の流れは阻止する逆止弁を直列接続して設置し、ブームシリンダの方向切換弁の中立位置でフローティングスイッチをON操作することにより電磁弁を動作させて前記2本の作動油配管に接続してある逆止弁を同時に開放させてブームシリンダのピストン両側の作動油の油室をタンクへ接続させることにより、ブームをフローティング状態にするようにしたものが記載されている。
特開2001−124011号公報
特許文献1の前記記載のものでは、ブームシリンダの方向切換弁とは別に、前記2個の逆止弁を同時に開放させるための電磁弁を別途使用しているためにコストアップとなり、しかも、ブームシリンダによるブームの昇降動作時、タンクへの戻り側作動油配管の逆止弁だけを開放させる回路が別途必要となり、その分、構成が複雑となり、この点でも、コストアップとなり、さらに、ブームシリンダによるブームの昇降動作中、フローティングスイッチのON操作が行われると、前記電磁弁を介して前記逆止弁が開放される等の問題点があった。
本発明は、前記問題点に鑑みて開発されたもので、その目的とするところは、ブームシリンダへの作動油配管に設置される2個の逆止弁をブームシリンダの方向切換弁のパイロット圧で動作する1個のシーケンス弁で開放動作させて構成の簡素化とコストダウンを可能としたフロントローダの油圧制御装置を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明は、ブームを昇降動作させるためのブームシリンダと、上昇、中立、下降の3つの切換位置を有し、前記ブームシリンダへの作動油の供給方向を切り換えるための方向切換弁と、前記方向切換弁を作動油のパイロット圧で切り換え動作させるための上昇用電磁比例減圧弁及び下降用電磁比例減圧弁と、前記方向切換弁とブームシリンダとを接続している2本の油路にそれぞれ分岐接続されてタンク接続ポートへ接続され、途中に前記ブームシリンダからの作動油の戻りを阻止するように接続された2個の逆止弁を備えたリターン油路と、前記2個の逆止弁を同時に開放させるための通常閉の1個のシーケンス弁を有する逆止弁開放用油路とを備えており、
前記シーケンス弁は、前記上昇用電磁比例減圧弁及び下降用電磁比例減圧弁の同時操作によりブームシリンダの方向切換弁を切り換え動作させるために発生する一方の電磁比例減圧弁のパイロット圧で開放動作し、この開放したシーケンス弁を経由して他方の電磁比例減圧弁のパイロット圧を前記逆止弁開放用油路を通じて2個の逆止弁に導いて該2個の逆止弁を開放動作させてブームシリンダを介してブームをフローティング状態にするように構成したことを特徴としている。
前記上昇用電磁比例減圧弁のパイロット圧油路が、ブームシリンダの方向切換弁の上昇側と前記シーケンス弁の切換用となる第1分岐油路とに接続してあると共に、前記下降用電磁比例減圧弁のパイロット圧油路が、ブームシリンダの方向切換弁の下降側と前記逆止弁開放用油路へ繋がる前記シーケンス弁への第2分岐油路とに接続してある。
前記シーケンス弁は、バネによって通常閉の状態を保持する構成とされている。
本発明によれば、ブームシリンダへの作動油の給排油路に分岐接続されるリターン油路に設置された2個の逆止弁をブームシリンダの方向切換弁の切換動作用パイロット圧で動作する1個のシーケンス弁で開放動作させて構成の簡素化とコストダウンを可能としたフロントローダの油圧制御装置を提供することができる。
本発明に係るフロントローダの油圧制御回路図である。 図1の油圧回路の拡大図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1、図2は、本発明に係るフロントローダの油圧制御回路図であって、フロントローダAは、図1、図2に示すように、トラクタの車体に装着されるブーム支持部材Bに支軸Cの回りに上下揺動自在に支持されたブームDと、ブームDの先端側に支軸Eの回りにスクイ及びダンプ動作自在に支持されたバケットFと、ブームDを上下揺動させるブームシリンダ1と、バケットFをスクイ及びダンプ動作させるバケットシリンダ2と、ブームシリンダ1及びバケットシリンダ2を制御する油圧回路Gとを備えている。
ブームシリンダ1は、ブームシリンダ1への作動油の供給方向を切り換えるための方向切換弁3と、この方向切換弁3を作動油のパイロット圧で切り換え動作させるための上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bとで動作が制御される構成とされている。
ブームシリンダ1の方向切換弁3は、上昇、中立、下降の3つの切換位置を有し、バネで中立位置に復帰する3位置5ポート型の弁であって、入口側には第1のポンプ接続ポートP1に第1油路Q1及び第2油路Q2を介して接続された2つのポンプポートP、P’が設けられており、出口側には、ブームシリンダ1に第3油路Q3及び第4油路Q4を介して接続された2つのシリンダポート1A、1Bとバイパス油路Q5に接続された1つのバイパスポート1BYが設けられている。そして、第1油路Q1は、一方のポンプポートPへ接続されており、第2油路Q2は、第1油路Q1の途中から分岐されて他方のポンプポートP’に接続されており、この第2油路Q2の途中には、逆止弁5が設けられている。この逆止弁5は、第1のポンプ接続ポートP1からの作動油の送り込み方向の流れは許容するが、ブームシリンダ1側からの作動油の逆方向の流れは阻止する構成とされている。
ブームシリンダ1の方向切換弁3の上昇位置では、ポンプポートPが遮断され、ポンプポートP’とシリンダポート1Bが接続され、同時に、シリンダポート1Aとバイパスポート1BYとが接続されて、第1のポンプポートP1からの作動油が逆止弁5を備えた第2油路Q2からポンプポートP’及びシリンダポート1Bを通り第4油路Q4を通ってブームシリンダ1を伸張させる側に供給され、ブームシリンダ1からの戻り油が第3油路Q3からシリンダポート1A及びバイパスポート1BYを通ってバイパス油路Q5へ送られることになり、ブームDを上昇動作させることになる。
ブームシリンダ1の方向切換弁3の中立位置では、ポンプポートP’とシリンダポート1A、1Bが遮断され、ブームシリンダ1によりブームDが中立状態に保持される。そして、この状態では、方向切換弁3のポンプポートPとバイパスポート1BYとが接続されて第1のポンプポートP1からの作動油が第1油路Q1からポンプポートP及びバイパスポート1BYを通ってバイパス油路Q5へ送られる。
ブームシリンダ1の方向切換弁3の下降位置では、ポンプポートPが遮断され、ポンプポートP’とシリンダポート1Aが接続され、同時に、シリンダポート1Bとバイパスポート1BYとが接続されて、第1のポンプポートP1からの作動油が逆止弁5を備えた第2油路Q2を通ってポンプポートP’及びシリンダポート1Aを通り、第3油路Q3を経てブームシリンダ1を縮小させる側に供給され、ブームシリンダ1からの戻り油が第4油路Q4からシリンダポート1B及びバイパスポート1BYを通ってバイパス油路Q5へ送られることになり、ブームDを下降動作させることになる。
前記バケットシリンダ2は、バケットシリンダ2への作動油の供給方向を切り換えるための方向切換弁4と、この方向切換弁4を作動油のパイロット圧で切り換え動作させるためのスクイ用電磁比例減圧弁8A及びダンプ用電磁比例減圧弁8Bとで動作が制御される構成とされている。
バケットシリンダ2の方向切換弁4は、スクイ、中立、ダンプの3つの切換位置を有し、バネで中立位置に復帰する3位置6ポート型の弁であって、入口側にはバイパス油路Q5及び第6油路Q6に接続された2つのポンプポートP、P’と第1のタンク接続ポートT1に第7油路Q7を介して接続されたタンクポートTが設けられており、出口側には、バケットシリンダ2に第8油路Q8及び第9油路Q9を介して接続された2つのシリンダポート2A、2Bとバイパス接続ポートBYにバイパス油路Q10を介して接続されたバイパスポート2BYが設けられている。前記第6油路Q6は、バイパス油路Q5の途中から分岐され、逆止弁6を介してバケットシリンダ2の方向切換弁4のポンプポートP’に接続されている。この逆止弁6は、バイパス油路Q5からバケットシリンダ2に向かう作動油の流れを許容し、逆方向の流れは阻止する構成とされている。
バケットシリンダ2の方向切換弁4のスクイ位置では、ポンプポートPとバイパスポート2BYが遮断され、ポンプポートP’とシリンダポート2B、及び、シリンダポート2AとタンクポートTとが接続されて、作動油が逆止弁6を備えた第6油路Q6からポンプポートP’及びシリンダポート2B並びに第9油路Q9を通ってバケットシリンダ2を縮小させる側に供給され、バケットシリンダ2からの戻り油が第8油路Q8及びシリンダポート2A並びにタンクポートTを通り、第7油路Q7を経て第1のポンプ接続ポートT1へ送られることになり、バケットFをスクイ動作させることになる。
バケットシリンダ2の方向切換弁4の中立位置では、ポンプポートPとバイパスポート2BYとが接続されて第1のポンプ接続ポートP1からの作動油がバイパス接続ポートBYへ送られるが、ポンプポートP’、シリンダポート2A、2B、タンクポートTは互いに遮断される。
バケットシリンダ2の方向切換弁4のダンプ位置では、ポンプポートP、タンクポートT及びバイパスポート2BYが遮断され、ポンプポートP’とシリンダポート2A、2Bが接続されて、作動油が第6油路Q6からポンプポートP’及びシリンダポート2A並びに第8油路Q8を通ってバケットシリンダ2を伸張させる方向へ供給され、バケットシリンダ2の戻り油が第9油路Q9からシリンダポート2B及びシリンダポート2Aを経て第8油路Q8を通りバケットシリンダ2を伸張させる方向に合流供給されるため、バケットFが急速ダンプ動作される。この動作は、バケットシリンダ2のピストンの受圧面積差及びバケットFの自重、バケットF内の載荷重等によりバケットシリンダ2の伸張動作を助長するようになるためであって、その動作速度は、第6油路Q6から供給される作動油の油量にバケットシリンダ2からの戻り油の油量が加算されることによって急速に行われることになる。
次に、上記ブームシリンダ1の方向切換弁3を動作させる上昇用及び下降用電磁比例減圧弁7A、7B及びバケットシリンダ2の方向切換弁4を動作させるスクイ用及びダンプ用電磁比例減圧弁8A、8Bについて説明する。これらは、いずれも同じ構成からなっているため、その1つについて説明し、他のものには同一符号を付してその説明を省略する。
これらは、入口側に、第2のポンプ接続ポートP2に作動油のパイロット圧供給油路Q11に接続された1つの入口側ポート9及び第2のタンク接続ポートT2に排出油路Q13を介して接続された排出ポート11とを備え、出口側に、方向切換弁3又は4の端部にパイロット圧油路Q12を介して接続された出口側ポート10を有し、ソレノイド12の非励磁時にはバネ13により閉位置に保持され、ソレノイド12の励磁時にはバネ13に打ち勝って開位置に切り換えられる2位置3ポート型の弁であって、開位置では、入口側ポート9と出口側ポート10とが接続されて、第2のポンプ接続ポートP2からの作動油が、パイロット圧供給油路Q11からパイロット圧油路Q12を経て方向切換弁3または4の端部へ供給されて、対応する方向切換弁3または4が切り換えられ、閉位置では、入口側ポート9が遮断され、出口側ポート10と排出ポート11とが接続されることになり、方向切換弁3または4へは作動油のパイロット圧の供給が遮断され、方向切換弁3または4はバネにより中立位置に復帰せしめられるものである。なお、各パイロット圧油路Q12の途中には、絞り14がそれぞれ設けてある。
上記ブームシリンダ1の方向切換弁3を動作させる上昇用及び下降用電磁比例減圧弁7A、7B及びバケットシリンダ2の方向切換弁4を動作させるスクイ用及びダンプ用電磁比例減圧弁8A、8Bは、トラクタの運転席のフロントローダ操縦手段、例えば、1本または2本操縦レバー(図示省略)によってソレノイド12への電流量が制御され、その弁開度が比例的に制御されて方向切換弁3または4へのパイロット圧が変更制御される構成とされている。
上記ブームシリンダ1の方向切換弁3を切換動作させるための上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bのパイロット圧油路Q12、Q12には、第1分岐油路Q14、と第2分岐油路Q15とが分岐接続してある。
第1分岐油路Q14と第2分岐油路Q15は、その一方の第1分岐油路Q14がシーケンス弁15の開放圧受容口15Aに接続されて前記パイロット圧油路Q12から供給される作動油のパイロット圧により該シーケンス弁15をバネ16に抗して開位置に切り換えるように構成されており、他方の第2分岐油路Q15は、該シーケンス弁15の入口側ポート17に接続されている。
上記シーケンス弁15は、入口側に、入口側ポート17とタンク18への排出ポート19とを有し、出口側に、逆止弁開放用油路Q16へ接続された出口側ポート20を備え、上記パイロット圧が開放圧受容口15Aに供給されていない通常状態では、バネ16によって閉位置に復帰し、上記パイロット圧が開放圧受容口15Aに供給されるときにはバネ16に抗して開位置に切換動作する2位置3ポート型の弁であって、開位置では、入口側ポート17と出口側ポート20とが接続され、排出ポート19は遮断され、閉位置では、入口側ポート17が遮断され、出口側ポート20と排出ポート19とが接続される構成とされている。
逆止弁開放用油路Q16は、逆止弁21、22の開放圧受容口21A、22Aに分岐接続されている。この逆止弁21、22は、ブームシリンダ1の2つの油路、即ち、第3油路Q3と第4油路Q4とに分岐接続されたリターン油路Q17、Q18の途中にそれぞれ設置されている。
リターン油路Q17、Q18は、第1油路Q1に分岐接続されたリリーフ油路Q19に接続されている。このリリーフ油路Q19は、第1のタンク接続ポートT1に接続されており、途中にリリーフ弁23が設置されている。リリーフ弁23の設置位置は、リリーフ油路Q19と第1油路Q1との分岐点とリターン油路Q17、Q18の接続点との間のリリーフ油路Q19の途中とされている。要するに、リターン油路Q17、Q18は、リリーフ弁23の設置位置よりも下流側の位置でリリーフ油路Q19に接続されている。
上記逆止弁21、22は、ブームシリンダ1から第1のタンク接続ポートT1に向かう方向の作動油の流れを阻止するように構成されており、前記逆止弁開放用油路Q16にパイロット圧が供給されることによって開放されてブームシリンダ1の2つの給排油路、即ち、第3油路Q3と第4油路Q4とをリターン油路Q17、Q18及びリリーフ油路Q19を介して第1のタンク接続ポートT1に接続し、ブームシリンダ1を介してブームDをフローティング状態にするものである。
上記逆止弁21、22を開放させるためには、シーケンス弁15を開位置に切り換えなければならず、このシーケンス弁15を開位置に切り換えるためには、上昇用電磁比例減圧弁7Aを開位置に動作させてパイロット圧油路Q12にパイロット圧を供給させていなければならず、それと同時に、下降用電磁比例減圧弁7Bを開位置に動作させてパイロット圧油路Q12にパイロット圧を供給せさ、そのパイロット圧を逆止弁開放用油路Q16に供給しなければならない。要するに、ブームシリンダ1をフローティング状態にするには、逆止弁21、22を開放させればよく、それには、ブームシリンダ1の方向切換弁3の上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bを同時に操作して一方のパイロット圧でシーケンス弁15を開位置に切り換え、他方のパイロット圧を開放されたシーケンス弁15を介して逆止弁21、22に導いて開放させる必要がある。なお、上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bを同時に操作した場合、方向切換弁3の両端には、同圧のパイロット圧が作用することになり、これによって、方向切換弁3は中立位置に保持されることになり、ブームシリンダ1の2つの油路が第1のタンクポートT1に接続されてブームシリンダ1がフローティング状態になるのである。また、上昇用電磁比例減圧弁7Aと下降用電磁比例減圧弁7Bとのいずれか一方だけを操作したときは、シーケンス弁15が開放されないか、又は、開放されても逆止弁開放用油路Q16にパイロット圧が供給されないため、逆止弁21、22は開放されない。そのため、ブームシリンダ1を伸張又は縮小動作させてブームDを上昇又は下降操作させることができるものである。
なお、図1、図2に示した本発明の実施形態では、ブームシリンダ1の方向切換弁3の上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bを同時に操作して上昇用電磁比例減圧弁7Aのパイロット圧でシーケンス弁15を開位置に切り換え、下降用電磁比例減圧弁7Bのパイロット圧を開放されたシーケンス弁15を介して逆止弁21、22に導いて開放させるようにした場合を例示しているが、これらは、上記とは逆にしてもよく、即ち、下降用電磁比例減圧弁7Bのパイロット圧でシーケンス弁15を開位置に切り換え、上昇用電磁比例減圧弁7Aのパイロット圧を開放されたシーケンス弁15を介して逆止弁21、22に導いて開放させるようにしてもよい。
以上説明したように、本発明に係るフロントローダの油圧制御装置は、図1、図2に示すように、ブームDを昇降動作させるためのブームシリンダ1と、上昇、中立、下降の3つの切換位置を有し、前記ブームシリンダ1への作動油の供給方向を切り換えるための方向切換弁3と、前記方向切換弁3を作動油のパイロット圧で切り換え動作させるための上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bと、前記方向切換弁3とブームシリンダ1とを接続している2本の油路Q3、Q4にそれぞれ分岐接続されてタンク接続ポートT1へ接続され、途中に前記ブームシリンダ1からの作動油の戻りを阻止するように接続された2個の逆止弁21、22を備えたリターン油路Q17、Q18と、前記2個の逆止弁21、22を同時に開放させるための通常閉の1個のシーケンス弁15を有する逆止弁開放用油路Q16とを備えており、前記シーケンス弁15は、前記上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bの同時操作によりブームシリンダ1の方向切換弁3を切り換え動作させるために発生する一方の電磁比例減圧弁7A又は7Bのパイロット圧で開放動作し、この開放したシーケンス弁15を経由して他方の電磁比例減圧弁7B又は7Aのパイロット圧を前記2個の逆止弁21、22に導いて該2個の逆止弁21、22を開放動作させてブームシリンダ1を介してブームDをフローティング状態にするように構成してある。
そして、前記シーケンス弁15は、前記上昇用電磁比例減圧弁7A及び下降用電磁比例減圧弁7Bの同時操作により発生する一方の電磁比例減圧弁7A又は7Bのパイロット圧を第1分岐油路Q14を経由してシーケンス弁15の開放圧受容口15Aに接続して開放動作させ、かつ、他方の電磁比例減圧弁7B又は7Aのパイロット圧を第2分岐油路Q15からシーケンス弁15及び前記逆止弁開放用油路Q16を経由して前記逆止弁21、22の開放圧受容口21A、22Aに接続して前記逆止弁21、22を開放動作させるようにしてある。換言すれば、前記上昇用電磁比例減圧弁7Aのパイロット圧油路Q12が、ブームシリンダ1の方向切換弁3の上昇側と前記シーケンス弁15の切換用となる第1分岐油路Q14とに接続してあると共に、前記下降用電磁比例減圧弁7Bのパイロット圧油路Q12が、ブームシリンダ1の方向切換弁3の下降側と前記逆止弁開放用油路Q16へ繋がる前記シーケンス弁15への第2分岐油路Q15とに接続してある。また、前記シーケンス弁15は、バネ16によって通常閉の状態を保持する構成とされている。
本発明の上記構成によれば、ブームシリンダ1への作動油の給排用の2つの油路Q3、Q4に分岐接続されたリターン油路Q17、Q18に設置される2個の逆止弁21、22をブームシリンダ1の方向切換弁3の切換動作用のパイロット圧で動作する1個のシーケンス弁15で開放動作させることができるため、ブームシリンダ1を介してブームDをフローティング状態にするための構成を簡素化することができ、コストダウンが図れるものである。
本発明は、農用、建機用のフロントローダに広く適用できるものである。
A フロントローダ
B ブーム支持部材
D ブーム
F バケット
G 油圧回路
1 ブームシリンダ
2 バケットシリンダ
3 方向切換弁
4 方向切換弁
7A 上昇用電磁比例減圧弁
7B 下降用電磁比例減圧弁
8A スクイ用電磁比例減圧弁
8B ダンプ用電磁比例減圧弁
15 シーケンス弁
21、22 逆止弁
23 リリーフ弁
P1 第1のポンプ接続ポート
P2 第2のポンプ接続ポート
T1 第1のタンク接続ポート
T2 第2のタンク接続ポート
BY バイパス接続ポート

Claims (3)

  1. ブーム(D)を昇降動作させるためのブームシリンダ(1)と、上昇、中立、下降の3つの切換位置を有し、前記ブームシリンダ(1)への作動油の供給方向を切り換えるための方向切換弁(3)と、前記方向切換弁(3)を作動油のパイロット圧で切り換え動作させるための上昇用電磁比例減圧弁(7A)及び下降用電磁比例減圧弁(7B)と、前記方向切換弁(3)とブームシリンダ(1)とを接続している2本の油路(Q3、Q4)にそれぞれ分岐接続されてタンク接続ポート(T1)へ接続され、途中に前記ブームシリンダ(1)からの作動油の戻りを阻止するように接続された2個の逆止弁(21、22)を備えたリターン油路(Q17、Q18)と、前記2個の逆止弁(21、22)を同時に開放させるための通常閉の1個のシーケンス弁(15)を有する逆止弁開放用油路(Q16)とを備えており、
    前記シーケンス弁(15)は、前記上昇用電磁比例減圧弁(7A)及び下降用電磁比例減圧弁(7B)の同時操作によりブームシリンダ(1)の方向切換弁(3)を切り換え動作させるために発生する一方の電磁比例減圧弁(7A又は7B)のパイロット圧で開放動作し、この開放したシーケンス弁(15)を経由して他方の電磁比例減圧弁(7B又は7A)のパイロット圧を前記2個の逆止弁(21、22)に導いて該2個の逆止弁(21、22)を開放動作させてブームシリンダ(1)を介してブーム(D)をフローティング状態にするように構成してあることを特徴とするフロントローダの油圧制御装置。
  2. 前記上昇用又は下降用電磁比例減圧弁(7A又は7B)のパイロット圧油路(Q12)が、ブームシリンダ(1)の方向切換弁(3)の上昇側又は下降側と前記シーケンス弁(15)の切換用となる第1分岐油路(Q14)とに接続してあると共に、前記下降用又は上昇用電磁比例減圧弁(7B又は7A)のパイロット圧油路(Q12)が、ブームシリンダ(1)の方向切換弁(3)の下降側又は上昇側と前記逆止弁開放用油路(Q16)へ繋がる前記シーケンス弁(15)への第2分岐油路(Q15)とに接続してあることを特徴とする請求項1に記載のフロントローダの油圧制御装置。
  3. 前記シーケンス弁(15)は、バネ(16)によって通常閉の状態を保持する構成としてあることを特徴とする請求項1又は2に記載のフロントローダの油圧制御装置。
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