JP3796376B2 - 作業車両用制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホイールローダ等の作業車両に用いられる作業車両用制御装置に係り、アキュムレータを利用して、車両走行時の振動を抑制する構成にした作業車両用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールローダ等の作業車両では、バケットに物を積み込んだ状態で走行することも多い。
ところが、バケットに物を積み込んだ状態では、その全体の質量が大きくなるため、車両走行時の振動が、車両全体に対して大きく影響することとなる。
かかる問題を解決するものとして、例えば、特開平５−２０９４２２号公報に記載された作業車両用制御装置がある。この従来例の作業車両用制御装置について、図６に基づいて説明する。
【０００３】
この従来例の作業車両用制御装置では、詳しくは後述するが、車両が走行状態にあるとき、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通するようにしている。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ３で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ１に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
ただし、バケットに積み込みを行なう作業状態にあるときに、ブームシリンダ１がアキュムレータ３に連通していると、ブームシリンダ１に発生する力までもがアキュムレータ３に吸収されてしまう。そこで、作業状態にあるときは、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断して、積載性能が低下するのを防止している。
【０００４】
以下、詳細に説明すれば、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａとボトム側圧力室１ｂとを、具体的に図示しないコントロール弁Ｃに接続している。そして、このコントロール弁Ｃを切換えることで、ブームシリンダ１を伸縮させる構成となっている。
上記ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａを、開閉弁２を介してタンクに接続し、また、ボトム側圧力室１ｂを、同じ開閉弁２を介してアキュムレータ３に接続している。
この開閉弁２は、図６に示すように、スプリング４によって保たれる開位置で、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通する。そして、パイロット室２ａに後述するパイロット圧が導かれると、スプリング４に抗して閉位置に切換わって、両室１ａ、１ｂをタンク及びアキュムレータ３からそれぞれ遮断する。
【０００５】
上記開閉弁２のパイロット室２ａの圧力を、パイロット弁５によって制御している。
パイロット弁５が、図６に示すように、スプリング６によって保たれるノーマル位置にあれば、上記開閉弁２のパイロット室２ａには、パイロット供給源７からパイロット圧が導かれる。したがって、開閉弁２を、スプリング４に抗して閉位置に切換えることができる。
それに対して、電磁ソレノイド８を励磁状態にすると、パイロット弁５が切換わって、上記開閉弁２のパイロット室２ａをタンクに連通する。したがって、開閉弁２を、スプリング４によって開位置に保つことができる。
【０００６】
ここで、コントローラ９は、車速センサ１０で検出される車速に基づいて、上記パイロット弁５の電磁ソレノイド８を、励磁状態にしたり、非励磁状態にしたりする。
すなわち、バケットに積み込みを行なっている作業状態では、一般的に、車両はゆっくりと走行すると考えられる。
そこで、車両が設定車速以下で走行しているとき、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を非励磁状態にするようにしている。
電磁ソレノイド８が非励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５がノーマル位置にあり、開閉弁２のパイロット室２ａにパイロット圧が導かれる。そして、パイロット室２ａにパイロット圧が導かれると、開閉弁２はスプリング４に抗して閉位置に切換わって、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３から遮断することになる。したがって、ブームシリンダ１で発生する力がアキュムレータ３に吸収されることがなく、積載性能が低下するのを防止することができる。
【０００７】
一方、バケットに物を積み込んで車両が走行する走行状態では、ある程度の車速が発生していると考えられる。
そこで、車両が設定車速を超えて走行しているとき、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を励磁状態にするようにしている。
電磁ソレノイド８が励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５が切換わって、開閉弁２のパイロット室２ａをタンクに連通する。そして、パイロット室２ａがタンクに連通すると、開閉弁２はスプリング４によって開位置に切換わって、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通することになる。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ３で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ１に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の作業車両用制御装置では、ブームシリンダ１とアキュムレータ３とを遮断する作業状態から、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態に移るときに、ブームシリンダ１側の負荷圧とアキュムレータ３側の圧力との差によって、ブームシリンダ１の動きに影響を与えてしまうことがある。
すなわち、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断している作業状態では、アキュムレータ３の圧力は、その作業状態前の走行状態におけるブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧に保たれている。
【０００９】
一方、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断している作業状態では、その作業状況に応じて、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が大きく変化する。
そのため、作業状況によっては、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が、アキュムレータ３の圧力に比べて著しく高くなってしまうこともある。この場合に、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁２を開位置に切換えると、その圧力差のために、ボトム側圧力室１ｂ側からアキュムレータ３側へと作動油が流れ込んでしまい、ブームシリンダ１が落ち込んでショックが発生することがある。
【００１０】
また、上記従来例の作業車両用制御装置では、開閉弁２を切換えるためのパイロット圧を確保するのに、パイロット供給源７を別に設けている。そのため、コストがかかるとともに、装置全体が大型化してしまう。
この発明の目的は、ブームシリンダとアキュムレータとを遮断している作業状態から、ブームシリンダをアキュムレータに連通する走行状態に移るときに、ブームシリンダの動きに与える影響を小さくすることができ、しかも、作業・走行状態を選択する開閉弁を切換えるためのパイロット圧を、パイロット供給源を別に設けなくても確保することのできる作業車両用制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、シリンダと、ポンプと、このポンプの吐出油を制御して、シリンダを作動させるコントロール弁を有するコントロール回路と、シリンダに接続したアキュムレータと、開位置でシリンダをアキュムレータに連通し、閉位置でシリンダをアキュムレータから遮断する開閉弁と、開閉弁を切り換える切換手段とを備えた作業車両用制御装置を前提にする。
第１の発明は、上記装置を前提にしつつ、コントロール回路側の圧力をアキュムレータに導く分岐通路と、この分岐通路に設けるとともに、コントロール回路側の圧力を設定圧力まで減圧する減圧弁と、この減圧弁の下流側と上記アキュムレータとの接続間に配置し、アキュムレータ側からの作動油の逆流を防止するチェック弁とを設ける一方、上記切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、開閉弁は、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータに連通し、かつ、他方の圧力室をタンクに連通する開位置と、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータから遮断し、かつ、他方の圧力室をタンクから遮断する閉位置とを有する一方、開閉弁の一方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導き、また、スプリングを設けた他方のパイロット室に、切換手段によってアキュムレータの圧力を導いたりタンクに連通させたりする構成とし、他方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導いたときは、スプリングによって開閉弁が閉位置を保ち、他方のパイロット室をタンクに連通したとき、開閉弁が開位置に切換わる構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第１、２の発明において、分岐通路には、コントロール回路側の圧力のうち、シリンダ用のコントロール弁を切換えたときに変化する圧力を導く構成にしたことを特徴とする。
第４の発明は、上記第２、３の発明において、開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する通路に、絞りと流量制御弁とを設け、上記流量制御弁は、絞り前後の差圧を一定に保って、開閉弁の他方のパイロット室からタンクに排出される流量を一定に保つ構成にしたことを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、上記第４の発明において、分岐通路にチャージ切換弁を設けるとともに、このチャージ切換弁は、開閉弁が閉位置にあるときに開いて、コントロール回路と減圧弁とを連通し、開閉弁が開位置にあるときに閉じて、コントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしたことを特徴とする。
第６の発明は、第１〜５の発明において、切換手段は、車速に応じて開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の作業車両用制御装置の第１実施例を示す。以下では、上記従来例の作業車両用制御装置との相違点を中心に説明するとともに、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａとボトム側圧力室１ｂとを、ブームシリンダ１用のコントロール弁Ｃ１に接続している。そして、このコントロール弁Ｃ１を切換えることで、ポンプＰの吐出油を制御し、ロッド側圧力室１ａに導いたり、ボトム側圧力室１ｂに導いたりして、ブームシリンダ１を伸縮させるようにしている。
また、このコントロール弁Ｃ１の上流側には、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２をタンデム接続している。
【００１６】
上記ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａを、開閉弁２を介してタンクに接続し、また、ボトム側圧力室１ｂを、同じ開閉弁２を介してアキュムレータ３に接続している。
この開閉弁２の一方のパイロット室２ａには、アキュムレータ３の圧力を導いている。また、スプリング４を設けた他方のパイロット室２ｂには、パイロット弁５を介して、アキュムレータ３の圧力を導いたり、タンクに連通させたりしている。
【００１７】
上記パイロット弁５が、図１に示すように、スプリング６によって保たれるノーマル位置にあれば、上記開閉弁２の他方のパイロット室２ｂにはアキュムレータ３の圧力が導かれる。この状態では、両パイロット室２ａ、２ｂに同じアキュムレータ３の圧力が導かれるので、このアキュムレータ３の圧力の大きさに関係なく、開閉弁２はスプリング４によって閉位置を保つ。そして、この閉位置では、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３から遮断する。
【００１８】
それに対して、電磁ソレノイド８を励磁状態にすると、パイロット弁５が切換わって、上記開閉弁２の他方のパイロット室２ｂがタンクに連通する。この状態では、一方のパイロット室２ａに導かれるアキュムレータ３の圧力作用によって、開閉弁２はスプリング４に抗して開位置に切換わる。そして、この開位置では、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通する。
なお、開閉弁２が開位置にあるとき、この開閉弁２の一方のパイロット室２ａには、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が導かれている。一方、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧変動範囲は、経験的におおよそ予想される。したがって、スプリング４の弾性力としては、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂが、予想される最低負荷圧となったときでも、開閉弁２が開位置を保つように設定しておけばよい。
【００１９】
このようにした作業車両用制御装置でも、コントローラ９は、車速センサ１０で検出される車速に基づいて、上記パイロット弁５の電磁ソレノイド８を、励磁状態にしたり、非励磁状態にしたりする。
すなわち、車両が設定車速以下で走行しているとき、作業状態とみなして、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を非励磁状態にする。
電磁ソレノイド８が非励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５がノーマル位置にあり、開閉弁２の他方のパイロット室２ｂにアキュムレータ３の圧力が導かれる。そして、他方のパイロット室２ｂにアキュムレータ３の圧力が導かれると、開閉弁２はスプリング４によって閉位置にあり、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３から遮断することになる。したがって、ブームシリンダ１で発生する力がアキュムレータ３に吸収されることがなく、積載性能が低下するのを防止することができる。
【００２０】
一方、車両が設定車速を超えて走行しているとき、走行状態とみなして、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を励磁状態にする。
電磁ソレノイド８が励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５が切換わって、開閉弁２の他方のパイロット室２ｂをタンクに連通する。そして、他方のパイロット室２ｂがタンクに連通すると、開閉弁２はスプリング４に抗して開位置に切換わり、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通することになる。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ３で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ１に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
なお、上記パイロット弁５、電磁ソレノイド８、コントローラ９、および車速センサ１０でこの発明の切換手段を構成している。
【００２１】
ここで、図１に示すように、上記コントロール弁Ｃ１、Ｃ２の上流側を、分岐通路１４を介して上記アキュムレータ３側に接続している。
そして、この分岐通路１４には、減圧弁１１を設けている。この減圧弁１１の一方のパイロット室１１ａには、減圧弁１１の下流側の圧力を導いている。また、スプリング１２を設けた他方のパイロット室１１ｂを、タンクに連通させている。このようにした減圧弁１１は、分岐通路１４に導かれるポンプＰの吐出圧が所定圧より高くなったときに、その圧力を減圧して、下流側の圧力をスプリング１２によって定められる設定圧力Ｐ０に保つことになる。
さらに、この減圧弁１１の下流側には、アキュムレータ３側からの作動油の逆流を防止するチェック弁１３を配置している。
【００２２】
次に、この第１実施例の作業車両用制御装置の作用を説明する。
ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態では、アキュムレータ３の圧力は、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧と同じになっている。
したがって、この走行状態から、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断する作業状態に移ると、アキュムレータ３の圧力は、上記走行状態におけるブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧に保たれることとなる。
【００２３】
この作業状態で、コントロール弁Ｃ1、あるいは、コントロール弁Ｃ２を切換えると、分岐通路１４に導かれるポンプＰの吐出圧が上昇する。そして、ポンプＰの吐出圧が所定圧を超えれば、減圧弁１１が機能して、その下流側の圧力を設定圧力Ｐ０に保つことになる。
ここで、このときのアキュムレータ３の圧力が、減圧弁１１下流側の設定圧力Ｐ０よりも高ければ、アキュムレータ３はそのままの圧力を維持するが、このときのアキュムレータ３の圧力が、減圧弁１１下流側の設定圧力Ｐ０よりも低ければ、チェック弁１３を開いて、この設定圧力Ｐ０がアキュムレータ３に畜圧されることになる。
【００２４】
つまり、作業状態において、アキュムレータ３の圧力を、最低でも減圧弁１１下流の設定圧力Ｐ０に維持することができる。そして、アキュムレータ３の最低圧力を補償できれば、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータ３の圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
したがって、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁２を開位置に切換えたとき、ボトム側圧力室１ｂ側からアキュムレータ３側へと作動油が大量に流れ込むことがなく、ブームシリンダ１が落ち込むのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
【００２５】
なお、減圧弁１１の設定圧力Ｐ０は、機種等に応じて経験的に決めておけばよい。すなわち、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧変動範囲は、経験的におおおよそ予想されるので、減圧弁１１の設定圧力Ｐ０を、その負荷圧変動範囲の中間値程度に決めておけばよい。このように減圧弁１１の設定圧力Ｐ０を負荷圧変動範囲の中間値程度に決めておけば、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧と、アキュムレータ３の圧力とに大きな差が生じるのを避けることができる。
また、上記第１実施例では、アキュムレータ３の圧力をパイロット圧として利用するので、パイロット供給源７を別に設ける必要がなくなり、コストダウンを図るとともに、装置全体を小型化することができる。
【００２６】
図２に示す第２実施例では、上記第１実施例とは異なり、減圧弁１１を設けた分岐通路１４を、ブームシリンダ１用のコントロール弁Ｃ１の上流側に接続している。
以下では、この第２実施例の作業車両用制御装置の作用を、上記第１実施例との相違点とともに説明する。
車両が長時間走行するようなときには、コントロール弁Ｃ１、Ｃ２の内部リーク等によって、ブームシリンダ１やバケット１５の圧力が徐々に低くなり、これらブームシリンダ１やバケット１５が下がってくることがある。
したがって、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態においても、ブームシリンダ１やバケット１５が下がらないように、コントロール弁Ｃ１、Ｃ２を切換えて、ブームシリンダ１やバケット１５を操作することがある。
【００２７】
かかる状況において、上記第１実施例では、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２のみを切換えたときでも、分岐通路１４の圧力が上昇して、減圧弁１１の下流側の圧力が設定圧力Ｐ０に保たれることになる。そのため、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの圧力が設定圧力Ｐ０より低いときには、チェック弁１３を開いて、この設定圧力Ｐ０がボトム側圧力室１ｂの導かれ、ブームシリンダ１を上昇させてしまうことになる。
つまり、第１実施例では、走行中にバケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合が生じることになる。
【００２８】
一方、この第２実施例では、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２の下流側に分岐通路１４を接続したので、このコントロール弁Ｃ２を切換えただけでは、分岐通路１４の圧力は上昇しない。したがって、減圧弁１１は機能せず、アキュムレータ３の圧力は、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧と同じになったままである。
つまり、第２実施例では、走行中にバケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【００２９】
図３に示す第３実施例は、コントロール弁Ｃ１、Ｃ２からなるコントロール回路を、上記第１、２実施例のようにタンデム回路ではなく、パラレル回路にしたものである。つまり、コントロール弁Ｃ１の供給ポート１６と、コントロール弁Ｃ２の供給ポート１７とを、パラレルフィーダ１８で接続している。
そして、この第３実施例では、減圧弁１１を設けた分岐通路１４を、コントロール弁Ｃ１の下流側に接続している。したがって、この分岐通路１４には、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が導かれることになる。
【００３０】
このようにした第３実施例でも、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断する作業状態で、コントロール弁Ｃ１を切換えてブームシリンダ１を作動させたとき、分岐通路１４に導かれるボトム側圧力室１ｂの負荷圧が所定圧を超えれば、減圧弁１１が機能して、その下流側の圧力が設定圧力Ｐ０に保たれる。
つまり、この作業状態において、アキュムレータ３の圧力を、最低でも減圧弁１１下流の設定圧力Ｐ０に維持することができる。そして、アキュムレータ３の最低圧力を補償できれば、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータ３の圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
【００３１】
したがって、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁２を開位置に切換えたとき、ボトム側圧力室１ｂ側からアキュムレータ３側へと作動油が大量に流れ込むことがなく、ブームシリンダ１が落ち込むのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
また、上記第２実施例と同じく、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態において、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えただけでは、分岐通路１４の圧力は上昇しない。したがって、走行中にバケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【００３２】
図４に示した第４実施例は、前記第１実施例におけるパイロット弁５と開閉弁２の他方のパイロット室２ｂとを接続する通路に絞り１９を設け、この絞り１９とパイロット弁５との間に流量制御弁２０を設けたものである。ただし、その他の構成については、第１実施例と全く同じである。
上記流量制御弁２０の一方のパイロット室２０ａには、絞り１９とパイロット室２ｂとの間の圧力を導くようにしている。また、スプリング２１を設けた他方のパイロット室２０ｂには、絞り１９とこの流量制御弁２０との間の圧力を導くようにしている。
このようにした流量制御弁２０は、絞り１９前後の差圧を、スプリング２１のバネ力相当分に保って、パイロット室２ｂ側からパイロット弁５側に流れる流量を一定に保つ機能を発揮する。
【００３３】
ここで、上記絞り１９前後の差圧は、スプリング２１のバネ力に比例するが、この第４実施例では、上記スプリング２１のバネ力を弱く設定して、絞り１９前後の差圧を小さくしている。このように絞り１９前後の差圧を小さくすると、この絞り１９を通過する流量が少なくなる。
したがって、開閉弁２が図面上のポジションから図面下側のポジションに切り換わるときに、他方のパイロット室２ｂから排出される流量が規制されて、ダンピング効果が発揮される。
このようにダンピング効果を発揮させることによって、以下に説明する不都合を解決することができる。
【００３４】
例えば、前記第１実施例では、開閉弁２を閉じた作業状態において、アキュムレータ３の最低圧力を、減圧弁１１下流の設定圧力Ｐ０に維持することによって、このアキュムレータ３の圧力と、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧との差を小さくしている。そして、この圧力差がゼロであれば、開閉弁２を切り換えたときのショックを完全に防止できる。
ただし、この圧力差というのは、なかなかゼロにならないというのが現状である。そして、圧力差がある場合には、開閉弁２を閉位置から開位置に切り換えたときに、僅かであるが、その圧力差に応じてブームシリンダ１が動きショックが生じることがある。
【００３５】
そこで、この第４実施例では、上記のように絞り１９と流量制御弁２０とでダンピング効果を発揮させることによって、開閉弁２の切換え速度を遅くしている。このように開閉弁２の切換え速度を遅くすれば、たとえブームシリンダ１のボトム側室１ｂの負荷圧とアキュムレータ３の圧力とに圧力差があったとしても、シリンダが急に動かない。したがって、開閉弁２を切換え時に発生する僅かなショックさえも防止することができる。
【００３６】
一方、ダンピング効果を得るために、開閉弁２の他方のパイロット室２ｂ側に、オリフィス絞りのみを設けることが考えられる。
しかし、この場合、所望のダンピング効果を得るために、オリフィス絞りの開口径をかなり小さくしなければならず、ゴミ詰まりが生じやすいという問題がある。
また、オリフィス絞りのかわりに、チョーク絞りを設ければ、開口径をある程度大きくできるが、チョーク絞りの場合には、油温変化に応じてダンピング効果に差が生じるという問題がある。
そのため、実際には、オリフィス絞りやチョーク絞りだけで、所望のダンピング効果を得ることができない。
【００３７】
これに対してこの第４実施例によれば、流量制御弁２０で絞り１９前後の差圧を小さく保って、ダンピング効果を発揮させているので、絞り１９の開口径をそれほど小さくしなくてもすむ。したがって、ゴミ詰まりや、油温変化による影響を受けずに、最適なダンピング効果を得ることができる。
なお、この第４実施例では、絞り１９と流量制御弁２０とを第１実施例の回路に設けているが、前記第２、３実施例の回路に用いてもよいこと当然である。
【００３８】
図５に示した第５実施例は、上記第４実施例の分岐通路１４に、チャージ切換弁２２を設けたものである。
このチャージ切換弁２２のパイロット室２２ａには、パイロット弁５のポート２４を接続している。
また、チャージ切換弁２２のパイロット室２２ａと反対側には、スプリング２３を設けている。そして、このスプリング２３のバネ力によって、ノーマル位置を保ち、ポンプＰと減圧弁１１とを連通させている。
【００３９】
上記のようにしたチャージ切換弁２２は、作業状態のとき、すなわち、パイロット弁５を図示する左側位置に保ち、このパイロット切換弁５のポート２４をタンクに連通させているときに、パイロット室２２ａがタンクに連通する。そのため、スプリング２３のバネ力によって、チャージ切換弁２２が図示する開位置を保つ。そのため、この作業状態では、前記実施例と同様に、アキュムレータ３の圧力を、最低でも減圧弁１１の設定圧力Ｐ０に維持することができる。
【００４０】
一方、走行状態のとき、すなわち、パイロット切換弁５を図面右側に切り換えて、このパイロット切換弁５のポート２４から、パイロット圧をチャージ切換弁２２のパイロット室２２ａに供給すると、チャージ切換弁２２が閉位置に切換わる。そのため、ポンプＰと減圧弁１１との連通が遮断される。
このようにポンプＰと減圧弁１１との連通が遮断されれば、走行中、すなわち開閉弁２を介して減圧弁１１とブームシリンダ１とが連通していても、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
つまり、この第５実施例では、分岐通路１４を、バケット用コントロール弁Ｃ２の下流側に接続したり、ブームシリンダ１用のコントロール弁Ｃ１の下流側に接続したりしなくても、前記第２、３実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、シリンダをアキュムレータから遮断する作業状態において、アキュムレータの圧力を、最低でも減圧弁下流の設定圧力に維持することができる。そして、アキュムレータの最低圧力を補償できれば、シリンダ側の負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータの圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
【００４２】
そのため、シリンダをアキュムレータから遮断する作業状態から、シリンダとアキュムレータとを連通する走行状態に移るときに、開閉弁を開位置に切換えたとしても、シリンダ側からアキュムレータ側へ、瞬時に作動油が大量に流れ込むことがない。したがって、シリンダが急激に動くのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
また、切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたので、パイロット供給源を別に設ける必要がなくなり、コストダウンを図るとともに、装置全体を小型化することができる。
【００４３】
第２の発明によれば、アキュムレータの圧力を、開閉弁を切換えるためのパイロット圧として利用できるとともに、この一つの開閉弁で、シリンダの両圧力室を、アキュムレータ及びタンクのそれぞれに連通したり、遮断したりすることができる。
第３の発明によれば、シリンダとアキュムレータとを連通する走行状態において、シリンダ用のコントロール弁以外のコントロール弁を切換えても、分岐通路の圧力は上昇しない。
したがって、走行中にシリンダ用のコントロール弁以外のコントロール弁を切換えたときに、シリンダまでもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【００４４】
第４の発明によれば、開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する流路に、絞りを設けて、この絞り前後の差圧を流量制御弁によって一定に保つ構成にしている。そのため、絞り前後の差圧を小さくして、他方のパイロット室から排出される流量を少なくすれば、ダンピング効果を得ることができる。
そして、このダンピング効果によって、開閉弁の切換え速度を遅くすれば、この開閉弁が切換わるときに生じるショックを防止できる。
また、流量制御弁によって、流量を制御しているので、オリフィス絞りのみを設けた場合に生じるゴミ詰まりの問題や、チョーク絞りのみを用いた場合に生じる油温変化によるダンピング効果の変化という問題もない。
【００４５】
第５の発明によれば、走行状態のときに、チャージ切換弁によってコントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしている。
したがって、走行状態、すなわち減圧弁とシリンダとが連通している状態において、コントロール回路側に圧力変動等が生じたとしても、その圧力変動によっｔ、シリンダの作動に悪影響を与えたりしない。
第６の発明によれば、車速に応じて切換手段を切換える構成にしたので、走行状態と作業状態との切換えを、自動的に切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図２】第２実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図３】第３実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図４】第４実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図５】第５実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図６】従来例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｐ ポンプ
Ｃ１ コントロール弁
Ｃ２ コントロール弁
１ ブームシリンダ
１ａ ロッド側圧力室
１ｂ ボトム側圧力室
２ 開閉弁
２ａ 一方のパイロット室
２ｂ 他方のパイロット室
３ アキュムレータ
４ スプリング
５ この発明の切換手段を構成するパイロット弁
８ この発明の切換手段を構成する電磁ソレノイド
９ この発明の切換手段を構成するコントローラ
１０ この発明の切換手段を構成する車速センサ
１１ 減圧弁
１３ チェック弁
１４ 分岐通路
２２ チャージ切換弁
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホイールローダ等の作業車両に用いられる作業車両用制御装置に係り、アキュムレータを利用して、車両走行時の振動を抑制する構成にした作業車両用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールローダ等の作業車両では、バケットに物を積み込んだ状態で走行することも多い。
ところが、バケットに物を積み込んだ状態では、その全体の質量が大きくなるため、車両走行時の振動が、車両全体に対して大きく影響することとなる。
かかる問題を解決するものとして、例えば、特開平５−２０９４２２号公報に記載された作業車両用制御装置がある。この従来例の作業車両用制御装置について、図６に基づいて説明する。
【０００３】
この従来例の作業車両用制御装置では、詳しくは後述するが、車両が走行状態にあるとき、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通するようにしている。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ３で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ１に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
ただし、バケットに積み込みを行なう作業状態にあるときに、ブームシリンダ１がアキュムレータ３に連通していると、ブームシリンダ１に発生する力までもがアキュムレータ３に吸収されてしまう。そこで、作業状態にあるときは、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断して、積載性能が低下するのを防止している。
【０００４】
以下、詳細に説明すれば、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａとボトム側圧力室１ｂとを、具体的に図示しないコントロール弁Ｃに接続している。そして、このコントロール弁Ｃを切換えることで、ブームシリンダ１を伸縮させる構成となっている。
上記ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａを、開閉弁２を介してタンクに接続し、また、ボトム側圧力室１ｂを、同じ開閉弁２を介してアキュムレータ３に接続している。
この開閉弁２は、図６に示すように、スプリング４によって保たれる開位置で、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通する。そして、パイロット室２ａに後述するパイロット圧が導かれると、スプリング４に抗して閉位置に切換わって、両室１ａ、１ｂをタンク及びアキュムレータ３からそれぞれ遮断する。
【０００５】
上記開閉弁２のパイロット室２ａの圧力を、パイロット弁５によって制御している。
パイロット弁５が、図６に示すように、スプリング６によって保たれるノーマル位置にあれば、上記開閉弁２のパイロット室２ａには、パイロット供給源７からパイロット圧が導かれる。したがって、開閉弁２を、スプリング４に抗して閉位置に切換えることができる。
それに対して、電磁ソレノイド８を励磁状態にすると、パイロット弁５が切換わって、上記開閉弁２のパイロット室２ａをタンクに連通する。したがって、開閉弁２を、スプリング４によって開位置に保つことができる。
【０００６】
ここで、コントローラ９は、車速センサ１０で検出される車速に基づいて、上記パイロット弁５の電磁ソレノイド８を、励磁状態にしたり、非励磁状態にしたりする。
すなわち、バケットに積み込みを行なっている作業状態では、一般的に、車両はゆっくりと走行すると考えられる。
そこで、車両が設定車速以下で走行しているとき、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を非励磁状態にするようにしている。
電磁ソレノイド８が非励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５がノーマル位置にあり、開閉弁２のパイロット室２ａにパイロット圧が導かれる。そして、パイロット室２ａにパイロット圧が導かれると、開閉弁２はスプリング４に抗して閉位置に切換わって、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３から遮断することになる。したがって、ブームシリンダ１で発生する力がアキュムレータ３に吸収されることがなく、積載性能が低下するのを防止することができる。
【０００７】
一方、バケットに物を積み込んで車両が走行する走行状態では、ある程度の車速が発生していると考えられる。
そこで、車両が設定車速を超えて走行しているとき、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を励磁状態にするようにしている。
電磁ソレノイド８が励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５が切換わって、開閉弁２のパイロット室２ａをタンクに連通する。そして、パイロット室２ａがタンクに連通すると、開閉弁２はスプリング４によって開位置に切換わって、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通することになる。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ３で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ１に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の作業車両用制御装置では、ブームシリンダ１とアキュムレータ３とを遮断する作業状態から、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態に移るときに、ブームシリンダ１側の負荷圧とアキュムレータ３側の圧力との差によって、ブームシリンダ１の動きに影響を与えてしまうことがある。
すなわち、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断している作業状態では、アキュムレータ３の圧力は、その作業状態前の走行状態におけるブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧に保たれている。
【０００９】
一方、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断している作業状態では、その作業状況に応じて、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が大きく変化する。
そのため、作業状況によっては、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が、アキュムレータ３の圧力に比べて著しく高くなってしまうこともある。この場合に、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁２を開位置に切換えると、その圧力差のために、ボトム側圧力室１ｂ側からアキュムレータ３側へと作動油が流れ込んでしまい、ブームシリンダ１が落ち込んでショックが発生することがある。
【００１０】
また、上記従来例の作業車両用制御装置では、開閉弁２を切換えるためのパイロット圧を確保するのに、パイロット供給源７を別に設けている。そのため、コストがかかるとともに、装置全体が大型化してしまう。
この発明の目的は、ブームシリンダとアキュムレータとを遮断している作業状態から、ブームシリンダをアキュムレータに連通する走行状態に移るときに、ブームシリンダの動きに与える影響を小さくすることができ、しかも、作業・走行状態を選択する開閉弁を切換えるためのパイロット圧を、パイロット供給源を別に設けなくても確保することのできる作業車両用制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、シリンダと、ポンプと、このポンプの吐出油を制御して、シリンダを作動させるコントロール弁を有するコントロール回路と、シリンダに接続したアキュムレータと、開位置でシリンダをアキュムレータに連通し、閉位置でシリンダをアキュムレータから遮断する開閉弁と、開閉弁を切り換える切換手段とを備えた作業車両用制御装置を前提にする。
第１の発明は、上記装置を前提にしつつ、コントロール回路側の圧力をアキュムレータに導く分岐通路と、この分岐通路に設けるとともに、コントロール回路側の圧力を設定圧力まで減圧する減圧弁と、この減圧弁の下流側と上記アキュムレータとの接続間に配置し、アキュムレータ側からの作動油の逆流を防止するチェック弁とを設ける一方、上記切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、開閉弁は、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータに連通し、かつ、他方の圧力室をタンクに連通する開位置と、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータから遮断し、かつ、他方の圧力室をタンクから遮断する閉位置とを有する一方、開閉弁の一方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導き、また、スプリングを設けた他方のパイロット室に、切換手段によってアキュムレータの圧力を導いたりタンクに連通させたりする構成とし、他方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導いたときは、スプリングによって開閉弁が閉位置を保ち、他方のパイロット室をタンクに連通したとき、開閉弁が開位置に切換わる構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第１、２の発明において、分岐通路には、コントロール回路側の圧力のうち、シリンダ用のコントロール弁を切換えたときに変化する圧力を導く構成にしたことを特徴とする。
第４の発明は、上記第２、３の発明において、開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する通路に、絞りと流量制御弁とを設け、上記流量制御弁は、絞り前後の差圧を一定に保って、開閉弁の他方のパイロット室からタンクに排出される流量を一定に保つ構成にしたことを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、上記第４の発明において、分岐通路にチャージ切換弁を設けるとともに、このチャージ切換弁は、開閉弁が閉位置にあるときに開いて、コントロール回路と減圧弁とを連通し、開閉弁が開位置にあるときに閉じて、コントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしたことを特徴とする。
第６の発明は、第１〜５の発明において、切換手段は、車速に応じて開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の作業車両用制御装置の第１実施例を示す。以下では、上記従来例の作業車両用制御装置との相違点を中心に説明するとともに、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａとボトム側圧力室１ｂとを、ブームシリンダ１用のコントロール弁Ｃ１に接続している。そして、このコントロール弁Ｃ１を切換えることで、ポンプＰの吐出油を制御し、ロッド側圧力室１ａに導いたり、ボトム側圧力室１ｂに導いたりして、ブームシリンダ１を伸縮させるようにしている。
また、このコントロール弁Ｃ１の上流側には、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２をタンデム接続している。
【００１６】
上記ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａを、開閉弁２を介してタンクに接続し、また、ボトム側圧力室１ｂを、同じ開閉弁２を介してアキュムレータ３に接続している。
この開閉弁２の一方のパイロット室２ａには、アキュムレータ３の圧力を導いている。また、スプリング４を設けた他方のパイロット室２ｂには、パイロット弁５を介して、アキュムレータ３の圧力を導いたり、タンクに連通させたりしている。
【００１７】
上記パイロット弁５が、図１に示すように、スプリング６によって保たれるノーマル位置にあれば、上記開閉弁２の他方のパイロット室２ｂにはアキュムレータ３の圧力が導かれる。この状態では、両パイロット室２ａ、２ｂに同じアキュムレータ３の圧力が導かれるので、このアキュムレータ３の圧力の大きさに関係なく、開閉弁２はスプリング４によって閉位置を保つ。そして、この閉位置では、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３から遮断する。
【００１８】
それに対して、電磁ソレノイド８を励磁状態にすると、パイロット弁５が切換わって、上記開閉弁２の他方のパイロット室２ｂがタンクに連通する。この状態では、一方のパイロット室２ａに導かれるアキュムレータ３の圧力作用によって、開閉弁２はスプリング４に抗して開位置に切換わる。そして、この開位置では、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通する。
なお、開閉弁２が開位置にあるとき、この開閉弁２の一方のパイロット室２ａには、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が導かれている。一方、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧変動範囲は、経験的におおよそ予想される。したがって、スプリング４の弾性力としては、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂが、予想される最低負荷圧となったときでも、開閉弁２が開位置を保つように設定しておけばよい。
【００１９】
このようにした作業車両用制御装置でも、コントローラ９は、車速センサ１０で検出される車速に基づいて、上記パイロット弁５の電磁ソレノイド８を、励磁状態にしたり、非励磁状態にしたりする。
すなわち、車両が設定車速以下で走行しているとき、作業状態とみなして、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を非励磁状態にする。
電磁ソレノイド８が非励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５がノーマル位置にあり、開閉弁２の他方のパイロット室２ｂにアキュムレータ３の圧力が導かれる。そして、他方のパイロット室２ｂにアキュムレータ３の圧力が導かれると、開閉弁２はスプリング４によって閉位置にあり、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３から遮断することになる。したがって、ブームシリンダ１で発生する力がアキュムレータ３に吸収されることがなく、積載性能が低下するのを防止することができる。
【００２０】
一方、車両が設定車速を超えて走行しているとき、走行状態とみなして、コントローラ９は、電磁ソレノイド８を励磁状態にする。
電磁ソレノイド８が励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁５が切換わって、開閉弁２の他方のパイロット室２ｂをタンクに連通する。そして、他方のパイロット室２ｂがタンクに連通すると、開閉弁２はスプリング４に抗して開位置に切換わり、ブームシリンダ１のロッド側圧力室１ａをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室１ｂをアキュムレータ３に連通することになる。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ３で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ１に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
なお、上記パイロット弁５、電磁ソレノイド８、コントローラ９、および車速センサ１０でこの発明の切換手段を構成している。
【００２１】
ここで、図１に示すように、上記コントロール弁Ｃ１、Ｃ２の上流側を、分岐通路１４を介して上記アキュムレータ３側に接続している。
そして、この分岐通路１４には、減圧弁１１を設けている。この減圧弁１１の一方のパイロット室１１ａには、減圧弁１１の下流側の圧力を導いている。また、スプリング１２を設けた他方のパイロット室１１ｂを、タンクに連通させている。このようにした減圧弁１１は、分岐通路１４に導かれるポンプＰの吐出圧が所定圧より高くなったときに、その圧力を減圧して、下流側の圧力をスプリング１２によって定められる設定圧力Ｐ０に保つことになる。
さらに、この減圧弁１１の下流側には、アキュムレータ３側からの作動油の逆流を防止するチェック弁１３を配置している。
【００２２】
次に、この第１実施例の作業車両用制御装置の作用を説明する。
ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態では、アキュムレータ３の圧力は、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧と同じになっている。
したがって、この走行状態から、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断する作業状態に移ると、アキュムレータ３の圧力は、上記走行状態におけるブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧に保たれることとなる。
【００２３】
この作業状態で、コントロール弁Ｃ1、あるいは、コントロール弁Ｃ２を切換えると、分岐通路１４に導かれるポンプＰの吐出圧が上昇する。そして、ポンプＰの吐出圧が所定圧を超えれば、減圧弁１１が機能して、その下流側の圧力を設定圧力Ｐ０に保つことになる。
ここで、このときのアキュムレータ３の圧力が、減圧弁１１下流側の設定圧力Ｐ０よりも高ければ、アキュムレータ３はそのままの圧力を維持するが、このときのアキュムレータ３の圧力が、減圧弁１１下流側の設定圧力Ｐ０よりも低ければ、チェック弁１３を開いて、この設定圧力Ｐ０がアキュムレータ３に畜圧されることになる。
【００２４】
つまり、作業状態において、アキュムレータ３の圧力を、最低でも減圧弁１１下流の設定圧力Ｐ０に維持することができる。そして、アキュムレータ３の最低圧力を補償できれば、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータ３の圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
したがって、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁２を開位置に切換えたとき、ボトム側圧力室１ｂ側からアキュムレータ３側へと作動油が大量に流れ込むことがなく、ブームシリンダ１が落ち込むのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
【００２５】
なお、減圧弁１１の設定圧力Ｐ０は、機種等に応じて経験的に決めておけばよい。すなわち、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧変動範囲は、経験的におおおよそ予想されるので、減圧弁１１の設定圧力Ｐ０を、その負荷圧変動範囲の中間値程度に決めておけばよい。このように減圧弁１１の設定圧力Ｐ０を負荷圧変動範囲の中間値程度に決めておけば、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧と、アキュムレータ３の圧力とに大きな差が生じるのを避けることができる。
また、上記第１実施例では、アキュムレータ３の圧力をパイロット圧として利用するので、パイロット供給源７を別に設ける必要がなくなり、コストダウンを図るとともに、装置全体を小型化することができる。
【００２６】
図２に示す第２実施例では、上記第１実施例とは異なり、減圧弁１１を設けた分岐通路１４を、ブームシリンダ１用のコントロール弁Ｃ１の上流側に接続している。
以下では、この第２実施例の作業車両用制御装置の作用を、上記第１実施例との相違点とともに説明する。
車両が長時間走行するようなときには、コントロール弁Ｃ１、Ｃ２の内部リーク等によって、ブームシリンダ１やバケット１５の圧力が徐々に低くなり、これらブームシリンダ１やバケット１５が下がってくることがある。
したがって、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態においても、ブームシリンダ１やバケット１５が下がらないように、コントロール弁Ｃ１、Ｃ２を切換えて、ブームシリンダ１やバケット１５を操作することがある。
【００２７】
かかる状況において、上記第１実施例では、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２のみを切換えたときでも、分岐通路１４の圧力が上昇して、減圧弁１１の下流側の圧力が設定圧力Ｐ０に保たれることになる。そのため、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの圧力が設定圧力Ｐ０より低いときには、チェック弁１３を開いて、この設定圧力Ｐ０がボトム側圧力室１ｂの導かれ、ブームシリンダ１を上昇させてしまうことになる。
つまり、第１実施例では、走行中にバケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合が生じることになる。
【００２８】
一方、この第２実施例では、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２の下流側に分岐通路１４を接続したので、このコントロール弁Ｃ２を切換えただけでは、分岐通路１４の圧力は上昇しない。したがって、減圧弁１１は機能せず、アキュムレータ３の圧力は、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧と同じになったままである。
つまり、第２実施例では、走行中にバケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【００２９】
図３に示す第３実施例は、コントロール弁Ｃ１、Ｃ２からなるコントロール回路を、上記第１、２実施例のようにタンデム回路ではなく、パラレル回路にしたものである。つまり、コントロール弁Ｃ１の供給ポート１６と、コントロール弁Ｃ２の供給ポート１７とを、パラレルフィーダ１８で接続している。
そして、この第３実施例では、減圧弁１１を設けた分岐通路１４を、コントロール弁Ｃ１の下流側に接続している。したがって、この分岐通路１４には、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が導かれることになる。
【００３０】
このようにした第３実施例でも、ブームシリンダ１をアキュムレータ３から遮断する作業状態で、コントロール弁Ｃ１を切換えてブームシリンダ１を作動させたとき、分岐通路１４に導かれるボトム側圧力室１ｂの負荷圧が所定圧を超えれば、減圧弁１１が機能して、その下流側の圧力が設定圧力Ｐ０に保たれる。
つまり、この作業状態において、アキュムレータ３の圧力を、最低でも減圧弁１１下流の設定圧力Ｐ０に維持することができる。そして、アキュムレータ３の最低圧力を補償できれば、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータ３の圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
【００３１】
したがって、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁２を開位置に切換えたとき、ボトム側圧力室１ｂ側からアキュムレータ３側へと作動油が大量に流れ込むことがなく、ブームシリンダ１が落ち込むのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
また、上記第２実施例と同じく、ブームシリンダ１をアキュムレータ３に連通する走行状態において、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えただけでは、分岐通路１４の圧力は上昇しない。したがって、走行中にバケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【００３２】
図４に示した第４実施例は、前記第１実施例におけるパイロット弁５と開閉弁２の他方のパイロット室２ｂとを接続する通路に絞り１９を設け、この絞り１９とパイロット弁５との間に流量制御弁２０を設けたものである。ただし、その他の構成については、第１実施例と全く同じである。
上記流量制御弁２０の一方のパイロット室２０ａには、絞り１９とパイロット室２ｂとの間の圧力を導くようにしている。また、スプリング２１を設けた他方のパイロット室２０ｂには、絞り１９とこの流量制御弁２０との間の圧力を導くようにしている。
このようにした流量制御弁２０は、絞り１９前後の差圧を、スプリング２１のバネ力相当分に保って、パイロット室２ｂ側からパイロット弁５側に流れる流量を一定に保つ機能を発揮する。
【００３３】
ここで、上記絞り１９前後の差圧は、スプリング２１のバネ力に比例するが、この第４実施例では、上記スプリング２１のバネ力を弱く設定して、絞り１９前後の差圧を小さくしている。このように絞り１９前後の差圧を小さくすると、この絞り１９を通過する流量が少なくなる。
したがって、開閉弁２が図面上のポジションから図面下側のポジションに切り換わるときに、他方のパイロット室２ｂから排出される流量が規制されて、ダンピング効果が発揮される。
このようにダンピング効果を発揮させることによって、以下に説明する不都合を解決することができる。
【００３４】
例えば、前記第１実施例では、開閉弁２を閉じた作業状態において、アキュムレータ３の最低圧力を、減圧弁１１下流の設定圧力Ｐ０に維持することによって、このアキュムレータ３の圧力と、ブームシリンダ１のボトム側圧力室１ｂの負荷圧との差を小さくしている。そして、この圧力差がゼロであれば、開閉弁２を切り換えたときのショックを完全に防止できる。
ただし、この圧力差というのは、なかなかゼロにならないというのが現状である。そして、圧力差がある場合には、開閉弁２を閉位置から開位置に切り換えたときに、僅かであるが、その圧力差に応じてブームシリンダ１が動きショックが生じることがある。
【００３５】
そこで、この第４実施例では、上記のように絞り１９と流量制御弁２０とでダンピング効果を発揮させることによって、開閉弁２の切換え速度を遅くしている。このように開閉弁２の切換え速度を遅くすれば、たとえブームシリンダ１のボトム側室１ｂの負荷圧とアキュムレータ３の圧力とに圧力差があったとしても、シリンダが急に動かない。したがって、開閉弁２を切換え時に発生する僅かなショックさえも防止することができる。
【００３６】
一方、ダンピング効果を得るために、開閉弁２の他方のパイロット室２ｂ側に、オリフィス絞りのみを設けることが考えられる。
しかし、この場合、所望のダンピング効果を得るために、オリフィス絞りの開口径をかなり小さくしなければならず、ゴミ詰まりが生じやすいという問題がある。
また、オリフィス絞りのかわりに、チョーク絞りを設ければ、開口径をある程度大きくできるが、チョーク絞りの場合には、油温変化に応じてダンピング効果に差が生じるという問題がある。
そのため、実際には、オリフィス絞りやチョーク絞りだけで、所望のダンピング効果を得ることができない。
【００３７】
これに対してこの第４実施例によれば、流量制御弁２０で絞り１９前後の差圧を小さく保って、ダンピング効果を発揮させているので、絞り１９の開口径をそれほど小さくしなくてもすむ。したがって、ゴミ詰まりや、油温変化による影響を受けずに、最適なダンピング効果を得ることができる。
なお、この第４実施例では、絞り１９と流量制御弁２０とを第１実施例の回路に設けているが、前記第２、３実施例の回路に用いてもよいこと当然である。
【００３８】
図５に示した第５実施例は、上記第４実施例の分岐通路１４に、チャージ切換弁２２を設けたものである。
このチャージ切換弁２２のパイロット室２２ａには、パイロット弁５のポート２４を接続している。
また、チャージ切換弁２２のパイロット室２２ａと反対側には、スプリング２３を設けている。そして、このスプリング２３のバネ力によって、ノーマル位置を保ち、ポンプＰと減圧弁１１とを連通させている。
【００３９】
上記のようにしたチャージ切換弁２２は、作業状態のとき、すなわち、パイロット弁５を図示する左側位置に保ち、このパイロット切換弁５のポート２４をタンクに連通させているときに、パイロット室２２ａがタンクに連通する。そのため、スプリング２３のバネ力によって、チャージ切換弁２２が図示する開位置を保つ。そのため、この作業状態では、前記実施例と同様に、アキュムレータ３の圧力を、最低でも減圧弁１１の設定圧力Ｐ０に維持することができる。
【００４０】
一方、走行状態のとき、すなわち、パイロット切換弁５を図面右側に切り換えて、このパイロット切換弁５のポート２４から、パイロット圧をチャージ切換弁２２のパイロット室２２ａに供給すると、チャージ切換弁２２が閉位置に切換わる。そのため、ポンプＰと減圧弁１１との連通が遮断される。
このようにポンプＰと減圧弁１１との連通が遮断されれば、走行中、すなわち開閉弁２を介して減圧弁１１とブームシリンダ１とが連通していても、バケット１５用のコントロール弁Ｃ２を切換えたときに、ブームシリンダ１までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
つまり、この第５実施例では、分岐通路１４を、バケット用コントロール弁Ｃ２の下流側に接続したり、ブームシリンダ１用のコントロール弁Ｃ１の下流側に接続したりしなくても、前記第２、３実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、シリンダをアキュムレータから遮断する作業状態において、アキュムレータの圧力を、最低でも減圧弁下流の設定圧力に維持することができる。そして、アキュムレータの最低圧力を補償できれば、シリンダ側の負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータの圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
【００４２】
そのため、シリンダをアキュムレータから遮断する作業状態から、シリンダとアキュムレータとを連通する走行状態に移るときに、開閉弁を開位置に切換えたとしても、シリンダ側からアキュムレータ側へ、瞬時に作動油が大量に流れ込むことがない。したがって、シリンダが急激に動くのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
また、切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたので、パイロット供給源を別に設ける必要がなくなり、コストダウンを図るとともに、装置全体を小型化することができる。
【００４３】
第２の発明によれば、アキュムレータの圧力を、開閉弁を切換えるためのパイロット圧として利用できるとともに、この一つの開閉弁で、シリンダの両圧力室を、アキュムレータ及びタンクのそれぞれに連通したり、遮断したりすることができる。
第３の発明によれば、シリンダとアキュムレータとを連通する走行状態において、シリンダ用のコントロール弁以外のコントロール弁を切換えても、分岐通路の圧力は上昇しない。
したがって、走行中にシリンダ用のコントロール弁以外のコントロール弁を切換えたときに、シリンダまでもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【００４４】
第４の発明によれば、開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する流路に、絞りを設けて、この絞り前後の差圧を流量制御弁によって一定に保つ構成にしている。そのため、絞り前後の差圧を小さくして、他方のパイロット室から排出される流量を少なくすれば、ダンピング効果を得ることができる。
そして、このダンピング効果によって、開閉弁の切換え速度を遅くすれば、この開閉弁が切換わるときに生じるショックを防止できる。
また、流量制御弁によって、流量を制御しているので、オリフィス絞りのみを設けた場合に生じるゴミ詰まりの問題や、チョーク絞りのみを用いた場合に生じる油温変化によるダンピング効果の変化という問題もない。
【００４５】
第５の発明によれば、走行状態のときに、チャージ切換弁によってコントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしている。
したがって、走行状態、すなわち減圧弁とシリンダとが連通している状態において、コントロール回路側に圧力変動等が生じたとしても、その圧力変動によっｔ、シリンダの作動に悪影響を与えたりしない。
第６の発明によれば、車速に応じて切換手段を切換える構成にしたので、走行状態と作業状態との切換えを、自動的に切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図２】第２実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図３】第３実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図４】第４実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図５】第５実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図６】従来例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｐ ポンプ
Ｃ１ コントロール弁
Ｃ２ コントロール弁
１ ブームシリンダ
１ａ ロッド側圧力室
１ｂ ボトム側圧力室
２ 開閉弁
２ａ 一方のパイロット室
２ｂ 他方のパイロット室
３ アキュムレータ
４ スプリング
５ この発明の切換手段を構成するパイロット弁
８ この発明の切換手段を構成する電磁ソレノイド
９ この発明の切換手段を構成するコントローラ
１０ この発明の切換手段を構成する車速センサ
１１ 減圧弁
１３ チェック弁
１４ 分岐通路
２２ チャージ切換弁
Claims (6)
- シリンダと、ポンプと、このポンプの吐出油を制御して、シリンダを作動させるコントロール弁を有するコントロール回路と、シリンダに接続したアキュムレータと、開位置でシリンダをアキュムレータに連通し、閉位置でシリンダをアキュムレータから遮断する開閉弁と、開閉弁を切り換える切換手段とを備えた作業車両用制御装置において、コントロール回路側の圧力をアキュムレータに導く分岐通路と、この分岐通路に設けるとともに、コントロール回路側の圧力を設定圧力まで減圧する減圧弁と、この減圧弁の下流側と上記アキュムレータとの接続間に配置し、アキュムレータ側からの作動油の逆流を防止するチェック弁とを設ける一方、上記切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする作業車両用制御装置。
- 開閉弁は、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータに連通し、かつ、他方の圧力室をタンクに連通する開位置と、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータから遮断し、かつ、他方の圧力室をタンクから遮断する閉位置とを有する一方、開閉弁の一方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導き、また、スプリングを設けた他方のパイロット室に、切換手段によってアキュムレータの圧力を導いたりタンクに連通させたりする構成とし、他方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導いたときは、スプリングによって開閉弁が閉位置を保ち、他方のパイロット室をタンクに連通したとき、開閉弁が開位置に切換わる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の作業車両用制御装置。
- 分岐通路には、コントロール回路側の圧力のうち、シリンダ用のコントロール弁を切換えたときに変化する圧力を導く構成にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の作業車両用制御装置。
- 開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する通路に、絞りと流量制御弁とを設け、上記流量制御弁は、絞り前後の差圧を一定に保って、開閉弁の他方のパイロット室からタンクに排出される流量を一定に保つ構成にしたことを特徴とする請求項２又は３記載の作業車両用制御装置。
- 分岐通路にチャージ切換弁を設けるとともに、このチャージ切換弁は、開閉弁が閉位置にあるときに開いて、コントロール回路と減圧弁とを連通し、開閉弁が開位置にあるときに閉じて、コントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしたことを特徴とする請求項４記載の作業車両用制御装置。
- 切換手段は、車速に応じて開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の作業車両用制御装置。
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