(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも作業装置が選択的に作業車両に装備されるような形態における作業装置用油圧シリンダのための、特にバケット作業における操作性に優れた油圧制御装置を提供する。【解決手段】選択的に作業車両１に装備される作業装置のための油圧シリンダ１５を制御する油圧制御装置は、油圧シリンダ１５と油圧源５１との間に設けられた４位置切換制御弁４０を有する。４位置切換制御弁４０では油圧シリンダ１５のロッドを一方方向に移動させるロールバック位置ＲＢと、前記油圧シリンダのロッドを停止させる中立位置Ｎと、再生回路の働きで前記油圧シリンダのロッドを他方方向により速い速度で移動させる急速ダンプ位置ＲＤと、前記前記油圧シリンダのロッドを再生回路なしで他方方向に標準速度で移動させる標準ダンプ位置ＳＤとがその順に設けられている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的に作業車両に装備される作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置において、
油圧源と、前記油圧シリンダと前記油圧源との間に設けられた４位置切換制御弁と、前記４位置切換制御弁を操作する操作機構が備えられ、前記４位置切換制御弁では前記油圧シリンダのロッドを一方方向に移動させる第１位置と前記油圧シリンダのロッドを停止させる第２位置と再生回路の働きで前記油圧シリンダのロッドを他方方向により速い速度で移動させる第３位置と前記前記油圧シリンダのロッドを再生回路なしで他方方向に標準速度で移動させる第４位置がその順に設けられており、前記操作機構の操作変位経路に沿ってロールバック位置と中立位置と急速ダンプ位置と標準ダンプ位置が設定されており、前記第１位置が前記ロールバック位置に対応し、前記第２位置が前記中立位置に対応し、前記第３位置が前記急速ダンプ位置に対応し、前記第４位置が前記標準ダンプ位置に対応していることを特徴とする作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置。
【請求項２】
前記作業装置はフロントローダとしてトラクタに装備される作業装置であり、このバケット作業装置に代わってスノーブロア等の他の作業装置が前記４位置切換制御弁によって制御可能に前記トラクタに装備可能であることを特徴とする請求項１に記載の作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置。
【請求項３】
前記４位置切換制御弁又は前記操作機構あるいはその両方に前記第３位置又は前記急速ダンプ位置における操作感を与えるデテント機能が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置。
【請求項４】
前記操作機構には、必要に応じて前記操作経路をロールバック位置と中立位置と急速ダンプ位置とに限定するストッパープレートが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、選択的に作業車両に装備される作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような油圧制御装置を採用した作業車両としてはトラクタタイプのフロントローダが挙げられる。このフロントローダでは、バケットを揺動可能に取り付けたブームがトラクタフレームに装備され、このブームを昇降するためのブームシリンダやこのバケットを揺動させるバケットシリンダはそれぞれの油圧制御弁によって制御される（例えば、特許文献１参照。）。ここでは、バケットシリンダのための油圧制御弁はロールバック位置と中立位置とダンプ位置とを備えた３位置切換制御弁として構成されており、さらにこのダンプ位置においてバケットシリンダからの戻り圧油がバケットシリンダへの供給圧油に合流する、いわゆる再生回路が形成されるので、このダンプ位置は急速ダンプ位置として機能することになる。このような再生回路による急速ダンプでは、バケットシリンダのボトム側が圧油で素早く完全に満たされ、これにより迅速にバケットが揺動して、粘っこい土砂などをバケットから簡単に除去することができる。しかしながら、このような３位置切換制御弁は、制御対象がバケットである場合には好都合であるが、もし、バケットに代えて他の作業装置を取り付けた場合、その急速なシリンダの動きがかえって操作性を悪くする可能性がある。さらには、取り付けられた作業装置が油圧シリンダではなく油圧モータで動作するようなものである場合、再生回路はＩＮポートとＯＵＴポートの圧力を同じにすることにより油圧モータを動作させないという致命的な不都合を生じさせる。従って、このような３位置切換制御弁は、選択的に作業車両に装備される作業装置のための切換制御弁としては不適である。
この問題を解消するために、図７で示すように、バケットシリンダ１５を制御するために、ロールバック位置ＲＢと中立位置Ｎとダンプ位置ＳＤを有する従来の３位置切換制御弁に再生回路を付属させた急速ダンプ位置ＲＤを第４の位置として追加させた４位置切換制御弁４００が提案されている。しかしながら、このような４位置切換制御弁４００では、バケットを操作するオペレータがバケットから積み荷をダンプする時この制御弁に対して単に中立位置から隣のダンプ位置に操作すると、シリンダピストンの動きに比べて油圧の流速が十分でないことからバケットシリンダ１５のボトム側が作業油で満たされないことが生じ可能性があり、さらに、このことは、ダンプ作業後、制御弁がダンプ位置からロールバック位置に戻されたとき、バケットシリンダ１５のボトム側に圧油が満たされるまでバケットは動かないということを引き起こす。そのため、オペレータは、バケットから積み荷をダンプする時、制御弁に対して中立位置からダンプ位置を通り越して急速ダンプ位置に操作する必要がある。急速ダンプ位置では、バケットシリンダ１５のボトム側が圧油で素早く完全に満たされ、迅速にダンプして粘っこい土砂をバケットから簡単に除去することができる。しかし、中立位置からダンプ位置を通り越してさらに急速ダンプ位置まで操作しなければならないので、バケットのロールバックからダンプまでの作業を繰り返して行う場合、常にダンプ位置を経由することからその操作性が悪いという問題があった。なお、図７において、図番３００はブームシリンダ１４を制御するための、上昇位置Ｕと中立位置Ｎと下降位置Ｄとフローティング位置Ｆを有している４位置切換制御弁である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３１６９１５号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記実状に鑑み、本発明の課題は、少なくとも作業装置が選択的に作業車両に装備されるような形態における作業装置用油圧シリンダのための、特にバケット作業における操作性に優れた油圧制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、選択的に作業車両に装備される作業装置のための油圧シリンダを制御する、本発明による油圧制御装置では、油圧源と、前記油圧シリンダと前記油圧源との間に設けられた４位置切換制御弁と、前記４位置切換制御弁を操作する操作機構が備えられ、前記４位置切換制御弁では前記油圧シリンダのロッドを一方方向に移動させる第１位置と前記油圧シリンダのロッドを停止させる第２位置と再生回路の働きで前記油圧シリンダのロッドを他方方向により速い速度で移動させる第３位置と前記前記油圧シリンダのロッドを再生回路なしで他方方向に標準速度で移動させる第４位置がその順に設けられており、前記操作機構の操作変位経路に沿ってロールバック位置と中立位置と急速ダンプ位置と標準ダンプ位置が設定されており、前記第１位置が前記ロールバック位置に対応し、前記第２位置が前記中立位置に対応し、前記第３位置が前記急速ダンプ位置に対応し、前記第４位置が前記標準ダンプ位置に対応している。
【０００６】
この構成では、制御弁のスプール構造上においても制御弁用操作機構の操作経路構造上においてもバケット作業に適した再生回路（油圧シリンダからの戻り圧油が油圧シリンダへの供給圧油に合流する回路）が機能する第３位置（急速ダンプ位置）と第１位置（ロールバック位置）が第２位置（中立位置）は挟んで隣り合っており、これらの切換位置を頻繁に繰り返す作業での操作性が向上する。そして、再生回路を利用しないような作業装置を装備する場合には、第１位置（ロールバック位置）と第２位置（中立位置）と第４位置（標準ダンプ位置）が使用される。この場合、中立位置（第２位置）と標準ダンプ位置（第４位置）との間の移行には急速ダンプ位置を通過することになるが、再生回路を利用した急速な圧油供給が要求しないような作業では、一般的にそれほど頻繁に切換制御弁を切換操作しないので、操作上の不都合はほとんどない。
【０００７】
再生回路を利用した急速な圧油供給を要求する典型的な作業はフロントローダにおけるバケット作業であるので、本発明の好適な実施形態では、前記作業装置はフロントローダとしてトラクタに装備される作業装置であり、このバケットに代わってスノーブロア等の他の作業装置が前記４位置切換制御弁によって制御可能に前記トラクタに装備可能となっている。
【０００８】
さらに、同じ方向にシリンダロッドを移動させる目的で２つの切換位置、第３位置（急速ダンプ位置）と第４位置（標準ダンプ位置）が存在し、特に第３位置（急速ダンプ位置）は特殊な圧油の流れを伴うため、このことをオペレータに認識してもらうために、本発明の好適な実施形態では、前記４位置切換制御弁又は前記操作機構あるいはその両方に前記第３位置又は前記急速ダンプ位置における操作感を与えるデテント機能が備えられている。このデテント機能により、オペレータは第３位置（急速ダンプ位置）に操作したことを、例えばクリック感で認知することが可能となる。
【０００９】
第１位置（ロールバック位置）と第２位置（中立位置）と第３位置（急速ダンプ位置）との間を繰り返して切換ながら作業する際、オペレータが不用意に第４位置（標準ダンプ位置）まで操作しないように、本発明の好適な実施形態によれば、前記操作機構には、必要に応じて前記操作経路をロールバック位置と中立位置と急速ダンプ位置とに限定するストッパープレートが設けられている。特にこのストッパープレートが揺動式で、必要に応じて操作経路上に覆い被さることができるように構成することが好都合である。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による油圧制御装置を採用するとともにバケット作業装置としてのフロントローダ装置１０を装備したトラクタ１が図１に示されている。トラクタ１は前輪２と後輪３とこれらの前輪２と後輪３によって対地支持されるトラクタ車体４を備え、このトラクタ車体４にエンジン（図示されていない、ハンドル５、運転席６、耕耘装置などのための３点リンク機構７などが搭載されている。
【００１１】
フロントローダ装置１０は、トラクタ車体４の側部に設けられた左右一対の取付台７のそれぞれに装着されるマスト１１と、このマスト１１に上下揺動可能に枢支されたブーム１２と、このブーム１２の先端部に揺動可能に取り付けられたバケット１３と、ブーム１２を昇降揺動するためブームシリンダ１４と、バケット１３をロールバック位置とダンプ位置の間で揺動させるバケットシリンダ１５から構成されている。
【００１２】
このようなフロントローダ装置１０を装備したトラクタ１はフロントローダとして機能し、土砂、堆肥等の積込み、積降ろし、運搬等の作業を行うことができる。また、フロントローダ装置１０に代えて、例えばスノーブロア等の他の作業装置を装備することで、異なる作業を行うことができる。
【００１３】
装備した作業装置、ここではフロントローダ装置１０を油圧操作するために、このトラクタ１には油圧制御装置が装備されている。この油圧制御装置は、運転者によって操作される操作機構２０と図２に示す油圧回路から構成されている。
【００１４】
図２から明らかなように、この油圧回路には、前述したブームシリンダ１４とバケットシリンダ１５、ブームシリンダ１４のための４位置切換制御弁（以後単にブーム制御弁と呼ぶ）３０とバケットシリンダ１５のための４位置切換制御弁（以後単にバケット制御弁と呼ぶ）４０、トラクタ１のエンジンによって駆動される油圧ポンプユニット５１、前述した３点リンク機構に付属する３点リンク油圧ユニット５２が含まれている。ブーム制御弁３０とバケット制御弁４０は、タンクポートＴとポンプポートＰとポートブロックＰＢを有するケーシングを有する弁ユニット６０内に形成されており、ブーム制御弁３０のスプール３１とバケット制御弁４０のスプール４１は互いに平行に延びている。なお、バケット制御弁４０にはそれ自体はよく知られた再生回路が形成されている。弁ユニット６０内において、ブーム制御弁３０とバケット制御弁４０は、ブーム制御弁３０がポンプ側に位置するように直列接続されている。つまり、ポンプポートＰからブーム制御弁３０の一次側に接続される油路６１、ブーム制御弁３０の二次側からバケット制御弁４０の一次側に接続される油路６２、ブーム制御弁３０の二次側からブームシリンダ１４へ通じる油路６３ａ，６３ｂ、バケット制御弁４０の二次側からポートブロックＰＢに接続される油路６４、バケット制御弁４０の二次側からバケットシリンダ１５へ通じる油路６４ａ，６４ｂが形成されている。さらにブーム制御弁３０とバケット制御弁４０の一次側からタンクポートＴに接続されている共通の油路６６も形成されている。
【００１５】
ブーム制御弁３０は、制御切換位置として上昇位置Ｕと中立位置Ｎと下降位置Ｄとフローティング位置Ｆを有している。上昇位置Ｕでは、油路６１とブームシリンダ１４のボトム側油路６３ｂを連通させるとともに、ブームシリンダ１４のトップ側油路６３ａを油路６２に連通させている。中立位置Ｎでは、油路６１と油路６３ａ，６３ｂの間を遮断するとともに油路６１と油路６２の間は連通させている。下降位置Ｄでは、油路６１とブームシリンダ１４のトップ側油路６３ａを連通させるとともに、ブームシリンダ１４のボトム側油路６３ｂを油路６２に連通させている。フローティング位置Ｆでは、油路６１と油路６３ａ，６３ｂの間を遮断するとともに油路６１と油路６２の間は連通させており、同時に、油路６３ａ，６３ｂの両者を油路６６に開放している。
【００１６】
バケット制御弁３０は、第１制御切換位置としてのロールバック位置ＲＢと、第２制御切換位置としての中立位置Ｎと、第３制御切換位置としての急速ダンプ位置ＲＤと、第４制御切換位置としての標準ダンプ位置ＳＤを有している。ロールバック位置ＲＢでは、油路６２と油路６４を連通させ、かつバケットシリンダ１４のトップ側油路６４ａを油路６２に連通させるとともにバケットシリンダ１４のボトム側油路６４ｂが油路６６に開放されている。これにより、バケットシリンダ１４のロッドが引き戻されバケット１３が土砂等を掬う姿勢となる。中立位置Ｎでは、油路６２と油路６４ａ，６４ｂとの間を遮断するとともに油路６２と油路６４の間は連通させている。油路６４ａ，６４ｂは遮断されているので、バケット１３のその姿勢を維持することになる。急速ダンプ位置ＲＤでは、油路６２とバケットシリンダ１４のボトム側油路６４ｂが連通されるとともに再生回路の働きによりバケットシリンダ１４のトップ側油路６４ｂからの排流もそのボトム側油路６４ｂに合流される。これにより、バケットシリンダ１４のロッドが急速に引き出され、バケット１３が土砂等を素早く放出する姿勢となる。標準ダンプ位置ＳＤでは、油路６２とバケットシリンダ１４のボトム側油路６４ｂが連通されるとともにバケットシリンダ１４のトップ側油路６４ａが油路６６に開放されている。従って、再生回路のような追加的な圧油制御を伴わずに標準的な速度でバケットシリンダ１４のロッドがに引き出され、バケット１３が土砂等を放出する姿勢となる。しかしながら、この実施形態のようなフロントローダ作業におけるバケット操作では、標準ダンプ位置ＳＤは使用せずに急速ダンプ位置ＲＤが用いられる。その理由は、制御弁４０をロールバック位置から急速ダンプ位置に切り替えることで、バケットシリンダ１４のボトム側が圧油で素早く完全に満たされ、迅速にバケット内堆積物がダンプされ、もしその堆積物が粘っこい土砂であってもバケット１３から簡単に除去することができるからである。
【００１７】
しかも、好都合なことに、本発明によるバケット制御弁３０では、そのスプールの一方方向の操作変位に伴って、ロールバック位置ＲＢ−中立位置Ｎ−急速ダンプ位置ＲＤ−標準ダンプ位置ＳＤが順番に切り替えられ、スプールの他方方向の操作変位に伴って、標準ダンプ位置ＳＤ−急速ダンプ位置ＲＤ−中立位置Ｎ−ロールバック位置ＲＢが順番に切り替えられる。すなわち、標準ダンプ位置ＳＤを使用しない、フロントローダ作業においては、ロールバック位置ＲＢ−中立位置Ｎ−急速ダンプ位置ＲＤの間でバケット制御弁３０を頻繁に切り替えることにより、土砂の掬いとダンプを素早く繰り返されることになり、その操作性は優れたものとなっている。
【００１８】
フロントローダ装置１０以外の作業装置、例えば油圧モータを利用した作業装置などが装備された場合は、第１位置（ロールバック位置）ＲＢと第２位置（中立位置）Ｎと第４位置（標準ダンプ位置ＳＤ）が使用されるが、そのような作業装置では頻繁に第１位置と第４位置を切り替えるといった操作はされないので、その切換途中に第３位置（急速ダンプ位置ＲＤ）が存在していても、操作性に大きな影響を与えることはない。
【００１９】
上述したように、フロントローダ作業では、ロールバック位置ＲＢ−中立位置Ｎ−急速ダンプ位置ＲＤ間の切換だけが要求され、標準ダンプ位置ＳＤまでへの切換操作は必要なく、不用意に標準ダンプ位置ＳＤまでスプール４１を変位することを避けるため、急速ダンプ位置ＲＤにおいて機能するそれデテント機構４２が設けられている。デテント機構自体はよく知られており、例えばスプール４１に設けられた凹部とこの凹部の方にスプリングによって付勢されたボールとから構成することができる。このデテント機構４１はスプール４１以外の場所、例えば後述する油圧制御装置の操作機構２０に設けても良い。
【００２０】
油圧制御装置の操作機構２０、ここでは、ブーム制御弁３０とバケット制御弁４０の操作機構２０が、図３と図４と図５に示されている。この操作機構２０は、Ｘ軸及びこれに直角なＹ軸周りに揺動変位可能な操作レバー２１と、この操作レバー２１のＸ軸周りの揺動変位をブームシリンダ３０のスプール３１に対する直線変位として伝達する第１リンク機構２２と、この操作レバー２１のＹ軸周りの揺動変位をバケットシリンダ４０のスプール４１に対する直線変位として伝達する第２リンク機構２３と、これらのリンク機構２２，２３の動きをロックするロック機構２５を備えている。運転席６近傍には、この操作機構２０や弁ユニット６０の取り付け台として機能する操作ポスト２４が設けられている。この操作ポスト２４はベースプレート２４ａやポストハウジング２４ｂからなる。
【００２１】
ポストハウジング２４ｂの上面には操作レバー２１が突き出して開口部２４ｃが設けられている。操作レバー２１は、図６で模式的に示されているように、この開口部２４ｃ内において、ブームシリンダ３０の全ての切換位置に対応する位置への移動及びバケットシリンダ４０の全ての切換位置に対応する位置への移動が許されている。なお、開口部２４ｃの近くに、この実施形態では揺動フラップとして形成されたストッパープレート２５が設けられており、このストッパープレート２５を開口部２４ｃの一部を塞ぐように揺動させることにより、操作レバー２１はバケットシリンダ４０の第４切換位置としての標準ダンプ位置ＳＤへの切換位置に操作できないように工夫されている。つまり、前述したフロントローダ作業では、ストッパープレート２５を作動位置に倒すことで、必然的には操作レバー２１によるバケットシリンダ４０の切換操作は、急速ダンプ位置ＲＤ−中立位置Ｎ−ロールバック位置ＲＢに限定され、操作性が向上する。ストッパープレート２５は揺動式に代えて、スライド式でもよいし、必要に応じて開口部２４ｃにはめ込むような形式にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による油圧制御装置を採用するとともにフロントローダ装置を装備したトラクタの側面図
【図２】油圧制御装置の油圧回路図
【図３】油圧制御装置の操作機構を示す分解図
【図４】操作機構の一部を示す拡大図
【図５】操作機構のハウジングを示す分解図
【図６】操作レバーの操作変位領域を示す説明図
【図７】従来技術としてのフロントローダ装置用油圧制御装置の油圧回路図
【符号の説明】
１  作業車両
１５  油圧シリンダ
２０  操作機構
４０  位置切換制御弁（バケット制御弁）
５１  油圧源
ＲＢ  ロールバック位置
Ｎ  中立位置（Ｎ）
ＲＤ  急速ダンプ位置
ＳＤ  標準ダンプ位置
【図１】
2004285564.tif 000003
【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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