(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントドーザのブレードを作業車両に対して揺動させるために伸縮するシリンダ装置と、このシリンダ装置のシリンダチューブ内でピストンに区画されたピストンロッド側の圧力室とピストンロッドとは反対側の圧力室からそれぞれ延びる第１の流通路と第２の流通路とを接続した切換弁と、この切換弁に第３の流通路を介して吐出口を接続したポンプとを備え、これらの第１、第２及び第３の流通路の間における切換弁による接続を切り換えることでシリンダ装置を伸縮させるフロントドーザ用油圧回路において、
前記ブレードは、前記作業車両に基端が揺動自在に取り付けられた一対のアームの先端に取り付けられ、
前記作業車両の前側にホルダが固定されており、
前記ホルダは、前記作業車両に基端が固定された一対の柱部と、これら一対の柱部の先端を連結する連結部とを有し、
前記ブレードは、前記連結部より下方に配置され、
前記シリンダ装置は、一端が前記ブレードの背面側に回動自在に取り付けられると共に、他端が前記連結部に揺動自在に取り付けられ、
前記シリンダ装置を伸長させることによって前記ブレードを接地して前記作業車両の前輪を浮かせることが可能であり、
前記切換弁は、前記第３の流通路を前記第１の流通路に接続し前記第２の流通路をポンプ側への帰還路に接続する第１セクションと、前記第１、第２及び第３の流通路への接続を遮断する第２セクションと、前記第１、第２及び第３の流通路を相互に接続する第３セクションとを切り換え可能に備え、
前記シリンダ装置を伸長させるために、前記切換弁を第３セクションとし、
前記ブレードを接地して前記作業車両の前輪を浮かせる際に前記シリンダ装置が一時停止することを抑制することを特徴とするフロントドーザ用油圧回路。
【請求項２】
前記切換弁が備えるセクションは、前記第１セクションと前記第２セクションと前記第３セクションの３つのみである請求項１に記載のフロントドーザ用油圧回路。
【請求項３】
前記第３の流通路に、ポンプの吐出口から切換弁に向かう流れを許容し、切換弁からポンプの吐出口に向かう流れを阻止する逆止弁を設けた請求項１又は２に記載のフロントドーザ用油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントドーザに使用される油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既に周知のように、整地、除雪等を行なうブルドーザと同様の機能を得るために、トラクタ等の作業車両の前側に、フロントドーザと呼ばれる機械を装着する場合がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図７に、この種のフロントドーザを装着した状態の作業車両を例示する。このフロントドーザ１は、一対のアーム２とブレード３とシリンダ装置４を主要な構成要素とする。一対のアーム２の基端が、作業車両５の両側に固定されたブラケット６に、ピン７を介して揺動自在かつ着脱自在に取り付けられる。ブレード３は、一対のアーム２の先端にアーム２に対して姿勢を固定した状態で取り付けられる。シリンダ装置４のシリンダチューブ４ａが、作業車両５の前側に固定されたホルダ８に、揺動自在かつ着脱自在に取り付けられている。詳述すれば、ホルダ８は、作業車両５の前側に基端が離隔して固定された一対の柱部８ａと、柱部８ａの先端を連結する連結部８ｂとから構成され、この連結部８ｂにシリンダチューブ４ａが取り付けられる。一方、シリンダ装置４のピストンロッド４ｂが、ブレード３の背面側に回動自在に取り付けられている。
【０００４】
シリンダチューブ４ａのホルダ８に対する着脱と、アーム２のブラケット６に対する着脱によって、フロントドーザ１は作業車両５に対して着脱される。フロントドーザ１が装着された状態で、シリンダ装置４には、作業車両５から延びる油圧配管（図示省略）が接続される。この油圧配管を介して油を供給および排出することによってシリンダ装置４は伸縮する。シリンダ装置４の伸縮に伴って、ブレード３が取り付けられたアーム２がピン７を中心に揺動する。換言すれば、シリンダ装置４の伸縮によって、ブレード３が作業車両５に対して揺動する。シリンダ装置４の縮退時には、ブレード３が作業車両５に対して上昇し、シリンダ装置４の伸長時には、ブレード３が作業車両５に対して下降する。
【０００５】
図１０に、シリンダ装置４を伸縮させるための油圧回路を示す。この油圧回路は、シリンダ装置４、切換弁９、ポンプＰ、タンクＴを主要な構成要素とする。後で詳述するが、油の流通路の間における切換弁９による接続を切り換えることでシリンダ装置４を伸縮させる。
【０００６】
シリンダ装置４は、いわゆる片側ロッド式複動シリンダであり、シリンダチューブ４ａと、シリンダチューブ４ａ内に配設されるピストン４ｃと、ピストン４ｃに固定されたロッド４ｂとを有する。シリンダチューブ４ａ内は、ピストン４ｃにより、ロッド４ｂの側の圧力室Ｓ１とロッド４ｂとは反対側の圧力室Ｓ２に区画される。
【０００７】
切換弁９は、６ポート手動切換弁のスプリングセンタ形である。切換弁９は６つのポートＰ１〜Ｐ６を有する。シリンダ装置４の圧力室Ｓ１と切換弁９のポートＰ１の間には、これらを相互に連結する第１の流通路Ｗ１が設けられている。シリンダ装置４の圧力室Ｓ２と切換弁９のポートＰ２の間には、これらを相互に連結する第２の流通路Ｗ２が設けられている。ポンプＰの吐出口と切換弁９のポートＰ３の間には、これらを相互に連結する第３の流通路Ｗ３が設けられている。流通路Ｗ３には、ポンプＰの吐出口から切換弁９のポートＰ３に向かう流れを許容し、切換弁９のポートＰ３からポンプＰの吐出口に向かう流れを阻止する逆止弁１０が設けられている。ポンプＰの一次側は、図外の配管によりタンクＴに接続されている。タンクＴと切換弁９のポートＰ４の間には、これらを相互に連結する第４の流通路Ｗ４（ポンプ側への帰還路）が設けられている。流通路Ｗ４と切換弁９のポートＰ５の間にも、これらを相互に連結する第５の流通路Ｗ５が設けられている。逆止弁１０よりポンプＰ側の流通路Ｗ３と切換弁９のポートＰ６との間には、これらを相互に連結する第６の流通路Ｗ６が設けられている。
【０００８】
シリンダ装置４を縮退させるには、切換弁９の接続を第１セクションＣ１にする。換言すれば、切換弁９により、ポートＰ１とポートＰ３を相互に接続すると共に、ポートＰ２とポートＰ４を相互に接続する。これに伴い、流通路Ｗ３，Ｗ１が相互に接続し、ポンプＰからシリンダ装置４の圧力室Ｓ１に油が供給され、ピストン４ｃが（図１０で右に）移動してシリンダ装置４が縮退する。また、これに伴い、流通路Ｗ２，Ｗ４が相互に接続し、シリンダ装置４の圧力室Ｓ２からタンクＴに油が排出される。なお、ポートＰ５，Ｐ６は、切換弁９により接続されていない。
【０００９】
シリンダ装置４を停止させる（固定する）には、切換弁９を第２セクションＣ２にする。換言すれば、切換弁９によって、ポートＰ１〜Ｐ４を接続しない。これに伴い、圧力室Ｓ１と圧力室Ｓ２に対して、油の供給も排出もされず、ピストン４ｃが移動せず、シリンダ装置４は停止する（固定される）。この際には、ポートＰ５とポートＰ６が接続される。これに伴い、ポンプＰからタンクＴに流通路Ｗ３の一部，Ｗ６，Ｗ５，Ｗ４の一部を介して油が排出される。従ってポートＰ３に余分な油圧がかからない。
【００１０】
シリンダ装置４を伸長させるには、切換弁９の接続を第４セクションＣ４にする。換言すれば、切換弁９により、ポートＰ１とポートＰ４を相互に接続すると共に、ポートＰ２とポートＰ３を相互に接続する。これに伴い、流通路Ｗ３，Ｗ２が相互に接続し、ポンプＰからシリンダ装置４の圧力室Ｓ２に油が供給され、ピストン４ｃが（図１０で左に）移動し、シリンダ装置４が伸長する。また、これに伴い、流通路Ｗ１，Ｗ４が相互に接続し、シリンダ装置４の圧力室Ｓ１からタンクＴに油が排出される。なお、ポートＰ５，Ｐ６は、切換弁９により接続されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４１１３３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、例えば整地のために、フロントドーザ１を装着した作業車両５を、図９に示すように、ブレード３を接地させて前輪５ａを地面から浮かせた状態にする場合がある。例えば、この状態で後輪によって前進させれば地面の表面を薄く削る作業が可能で、後輪によって後進させれば、地面の表面をならす作業が可能である。
【００１３】
この状態にするには、図７に示す前輪５ａと後輪（図示省略）で走行可能な状態から、シリンダ装置４を伸長させ、ブレード３を下降させればよい。このためには、図１０に示した切換弁９の接続をセクションＣ４として、シリンダ装置４を伸長させる。
【００１４】
しかし、図７に示す状態から図８に示すブレード３が接地した状態になるまでの間に、ブレード３とアーム２の重量によってもシリンダ装置４が強制的に伸長される。従って、図１０に示したシリンダ装置４の圧力室Ｓ２に対するポンプＰからの油の供給が間に合わず、シリンダ装置４の圧力室Ｓ２に油が充填されず負圧が発生する。このため、図８の状態となってから、シリンダ装置４の圧力室Ｓ２に油が充填され、かつ圧力室Ｓ２内の油がシリンダ装置４を伸長可能な圧力となるまでに時間を要する。このため、切換弁９の接続をセクションＣ４にして、シリンダ装置４を伸長させ続けて図９の状態にする場合に、図７の状態から図８の状態となった時に、シリンダ装置４は一時停止する。このようなシリンダ装置４の一時停止は、作業効率を低下させ、また操作者に不快感を感じさせる。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑み、フロントドーザを装着した作業車両でブレードを接地して前輪を浮かせる際にシリンダ装置が一時停止することを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するための本発明のフロントドーザ用油圧回路は、フロントドーザのブレードを作業車両に対して揺動させるために伸縮するシリンダ装置と、このシリンダ装置のシリンダチューブ内でピストンに区画されたピストンロッド側の圧力室とピストンロッドとは反対側の圧力室からそれぞれ延びる第１の流通路と第２の流通路とを接続した切換弁と、この切換弁に第３の流通路を介して吐出口を接続したポンプとを備え、これらの第１、第２及び第３の流通路の間における切換弁による接続を切り換えることでシリンダ装置を伸縮させるフロントドーザ用油圧回路において、前記ブレードは、前記作業車両に基端が揺動自在に取り付けられた一対のアームの先端に取り付けられ、前記作業車両の前側にホルダが固定されており、前記ホルダは、前記作業車両に基端が固定された一対の柱部と、これら一対の柱部の先端を連結する連結部とを有し、前記ブレードは、前記連結部より下方に配置され、前記シリンダ装置は、一端が前記ブレードの背面側に回動自在に取り付けられると共に、他端が前記連結部に揺動自在に取り付けられ、前記シリンダ装置を伸長させることによって前記ブレードを接地して前記作業車両の前輪を浮かせることが可能であり、前記切換弁は、前記第３の流通路を前記第１の流通路に接続し前記第２の流通路をポンプ側への帰還路に接続する第１セクションと、前記第１、第２及び第３の流通路への接続を遮断する第２セクションと、前記第１、第２及び第３の流通路を相互に接続する第３セクションとを切り換え可能に備え、前記シリンダ装置を伸長させるために、前記切換弁を第３セクションとし、前記ブレードを接地して前記作業車両の前輪を浮かせる際に前記シリンダ装置が一時停止することを抑制することを特徴とする。
【００１７】
この構成では、シリンダ装置を伸長させるために、切換弁を第３セクションにする。これによって第１と第２の流通路を介してシリンダ装置のピストンロッド側の圧力室とピストンロッドとは反対側の圧力室を連通できる。また、この第１と第２の流通路に第３の流通路を介してポンプからの油を供給することができる。これによって、シリンダ装置を伸長させる時に、ポンプだけでなく、シリンダ装置のピストンロッド側の圧力室からもピストンロッドとは反対側の圧力室に油を供給できる。この油の供給は、シリンダ装置の伸長時にピストンロッドにブレードやアームの重量がかかった場合にも生じるので、この場合にピストンロッドとは反対側の圧力室が負圧になることを抑制できる。このため、ブレードを接地して前輪を浮かせる際にシリンダ装置が一時停止することを抑制することができる。
【００１８】
上記構成において、前記第３の流通路に、ポンプの吐出口から切換弁に向かう流れを許容し、切換弁からポンプの吐出口に向かう流れを阻止する逆止弁を設けてもよい。
【００１９】
この構成であれば、シリンダ装置の伸長時に、シリンダ装置のピストンロッド側の圧力室から押し出された油が第３の流通路を介してポンプに向かって流れることを確実に防止できる。従って、シリンダ装置のピストンロッド側の圧力室から押し出された油を確実にピストンロッドとは反対側の圧力室に供給できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フロントドーザを装着した作業車両でブレードを接地して前輪を浮かせる際にシリンダ装置が一時停止することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るフロントドーザ用油圧回路図である。
【図２】シリンダ装置の伸長時における油の流れを説明するための模式図である。
【図３】シリンダ装置の縮退時におけるフロントドーザ用油圧回路の要部断面図である。
【図４】シリンダ装置の停止時におけるフロントドーザ用油圧回路の要部断面図である。
【図５】シリンダ装置の伸長時におけるフロントドーザ用油圧回路の要部断面図である。
【図６】シリンダ装置の伸長時におけるフロントドーザ用油圧回路の要部の模式図である。
【図７】フロントドーザを装着した作業車両の通常の状態での側面図である。
【図８】フロントドーザを装着した作業車両のブレードが接地した状態での側面図である。
【図９】フロントドーザを装着した作業車両のブレードが接地して前輪が浮いた状態での側面図である。
【図１０】従来のフロントドーザ用油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
【００２３】
図１に本発明の実施形態に係るフロントドーザ用油圧回路図を示す。図１０で説明した従来のフロントドーザ用油圧回路と異なるのは、シリンダ装置４の伸長のための切換弁９によるポートＰ１〜Ｐ４の接続と油の流れである。その他の点については、重複するので説明を省略する。また、図１０の油圧回路と同一の構成には、同一の符号を付す。
【００２４】
図１において、シリンダ装置４を伸長させるために、切換弁９の接続を第３セクションＣ３とすると、ポートＰ１とポートＰ２とポートＰ３が切換弁９によって相互に接続する。換言すれば、シリンダ装置４を伸長させるために、第１の流通路Ｗ１と第２の流通路Ｗ２と第３の流通路Ｗ３の全てを切換弁９によって相互に接続することでシリンダ装置４を伸長させる。なお、ポートＰ４〜Ｐ６は切換弁９によって接続されない。
【００２５】
切換弁９の接続がセクションＣ３の時における油の流れとそれに伴うシリンダ装置４の動作を、図２を参照して、以下説明する。
【００２６】
図２に示すように、セクションＣ３の切換弁９の接続により、ポートＰ１，セクションＣ３における接続点Ａ，ポートＰ２を経由してシリンダ装置４内の圧力室Ｓ１と圧力室Ｓ２を連通する流通路Ｒ１（流通路Ｗ１とＷ２を含む）が形成される。また、ポンプＰの吐出口から逆止弁１０，ポートＰ３を経由してこの流通路Ｒ１に接続点Ａで接続する流通路Ｒ２（流通路Ｗ３を含む）が形成される。
【００２７】
これらの流通路Ｒ１と流通路Ｒ２を介してポンプＰの吐出口からの圧力がかかり圧力室Ｓ１と圧力室Ｓ２の内圧が共に上昇する。しかし、ピストン４ｃの圧力室Ｓ１側の面積は、ロッド４ｂが固定されているため、ピストン４ｃの圧力室Ｓ２側の面積より小さいので、ピストン４ｃに働く力は、圧力室Ｓ１より圧力室Ｓ２側からの方が大きくなる。従って、ピストン４ｃは、図２で左側に移動し、これに伴い、シリンダ装置４は伸長する。
【００２８】
ピストン４ｃが図２で左側に移動すると、圧力室Ｓ１から流通路Ｒ１に油が押し出される。この油は、接続点Ａで、流通路Ｒ２から流入する油と合流し、接続点Ａから流通路Ｒ１を圧力室Ｓ２に向かって流れ、圧力室Ｓ２に流入する。
【００２９】
このような油の流れによって、ピストン４ｃは図２で左側に移動していき、シリンダ装置４は伸長していく。
【００３０】
なお、流通路Ｒ２には、逆止弁１０が配設されているため、圧力室Ｓ１から流通路Ｒ１に押し出された油が流通路Ｒ２を介してポンプＰに向かって流れることを確実に防止できる。従って、圧力室Ｓ１から押し出された油を確実に圧力室Ｓ２に供給できる。
【００３１】
以上のように、圧力室Ｓ１から、流通路Ｒ１に流入する油と流通路Ｒ２から流通路Ｒ１に流入する油が合流して、圧力室Ｓ２に流入することになるので、シリンダ装置４の伸長時に、圧力室Ｓ２に負圧が発生することが抑制される。この効果は、ロッド４ｂにブレード３やアーム２の重量がかかった場合にも生じるので、ブレード３を接地して前輪５ａを浮かせる際にシリンダ装置４が一時停止することを抑制することができる。
【００３２】
フロントドーザ用油圧回路の要部の具体例を図３〜５に示す。シリンダ装置４が縮退する時の状態（セクションＣ１）を図３、シリンダ装置４が停止する（固定された）時の状態（セクションＣ２）を図４、シリンダ装置４が伸長する時の状態（セクションＣ３）を図５に示す。
【００３３】
このフロントドーザ用油圧回路の要部は、ハウジングＨとハウジングＨに挿通されたスプールＳを主要な構成要素とする。スプールＳとハウジングＨにおけるスプールＳの周辺部により切換弁９が構成される。
【００３４】
図１に示す油圧回路と異なる構成を主に説明する。逆止弁１０が切換弁９と同じハウジングＨ内に設けられている。このため、流通路Ｗ３の一部は、ハウジングＨの内部に形成されている。また、逆止弁１０のＯＵＴ側（二次側）から２つの流通路Ｗ３が延び、その２つの先端のスプールＳ周辺がポートＰ３に相当する。これらの２つの流通路Ｗ３は、図における逆止弁１０の球の上側で相互に連結されている。また、逆止弁１０のＩＮ側（一次側）における流通路Ｗ３のスプールＳ周辺の環状空所がポートＰ６に相当する。従って、ここでは図１における流通路Ｗ６に相当するものは流通路Ｗ３で形成されている。なお、ポートＰ５は、ハウジングＨの外面に開口して流通路Ｗ５に接続されている。
【００３５】
図３〜図５に示すポートＰ３，Ｐ６のように、図１の回路図における切換弁９のポートＰ１〜Ｐ６は、切換弁９と同じハウジングＨ内に形成されてもよい。
【００３６】
図５に示すシリンダ装置４を伸長させる時には、流通路Ｗ１，Ｗ２は、流通路Ｗ３を介して接続されている。この状態を模式的に示すと、図６となる。図２で説明した流通路Ｒ１の一部が、流通路Ｗ３により構成されている。この状態も、切換弁９によって流通路Ｗ１〜Ｗ３が相互に接続されている。
【００３７】
このように、本発明では、シリンダ装置４を伸長させる時に、流通路Ｗ１〜Ｗ３は、このうちの何れか１つを介して他の２つが接続されるだけでもよい。すなわち、本発明は、シリンダ装置４を伸長させる時に、どのような態様であれ、流通路Ｗ１〜Ｗ３が切換弁９によって相互に接続されていればよい。
【００３８】
シリンダ装置４の縮退時（図３）、シリンダ装置４の停止（固定）時（図４）、シリンダ装置４の伸長時（図５）の油圧回路での、切換弁９による流通路の接続状態や油の流れは、図１，２で説明したものと実質的に同一なので、説明を省略する。
【００３９】
図１０で説明した従来の油圧回路では、シリンダ装置４を細くすると、圧力室Ｓ２で負圧が発生するのが抑制されるが、負圧が発生した場合より、シリンダ装置４の伸長速度は遅くなる。これは、ブレード３やアーム２の重量によるシリンダ装置４の伸長が抑制されるためである。
【００４０】
これに対して、本実施形態の油圧回路では、構造上ブレード３やアーム２の重量によるシリンダ装置４の伸長が抑制されるため、シリンダ装置４を細くしても、シリンダ装置４の伸長速度は遅くなることが抑制される。
【００４１】
また、従来の油圧回路で負圧が発生していない状態のシリンダ装置４と比較した場合、同径のシリンダ装置４の伸長速度は本実施形態の方が速い。一方、従来の油圧回路で負圧が発生していない状態のシリンダ装置４と比較した場合、同径のシリンダ装置４の伸長する力は小さくなるが、同径のシリンダ装置４を停止した時のブレード３に対する固定力は、従来の油圧回路と本実施形態では変わらない。
【００４２】
シリンダ装置４を停止（固定）した時のブレード３に対する固定力は変わらないので、ブレード３を接地して作業車両５の前輪５ａを浮かした後に、シリンダ装置４を停止すれば、その後の地面の表面をならしたり削ったりする作業は、従来と同様に行なうことが可能である。換言すれば、シリンダ装置４の伸長力は、ブレード３を接地して作業車両５の前輪５ａを浮かすことができればよく、多少小さくなっても問題はない。すなわち、シリンダ装置４の伸長力が小さくなるデメリットより、ブレード３を接地して作業車両５の前輪５ａを浮かせる際のシリンダ装置４の一時停止を抑制できるメリットの方が大きい。
【００４３】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    フロントドーザ
２    アーム
３    ブレード
４    シリンダ装置
４ａ  シリンダチューブ
４ｂ  ピストンロッド
４ｃ  ピストン
５    作業車両
９    切換弁
１０  逆止弁
Ｐ    ポンプ
Ｓ１  ピストンロッド側の圧力室
Ｓ２  ピストンロッドとは反対側の圧力室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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