JPS6367405A - 作業機昇降用油圧制御機構 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、田植機やトラクター等の如く、走行装置であ
る本機の後部に、装着装置を介して作業機を装着し単動
油圧シリンダーにより昇降する作業機昇降用油圧制御機
構に関するものである。

（ロ）従来技術 従来から、トラクターや田植機等に装着した作業機にお
いて、自動制御装置による制御中は昇降速度を緩速とし
、逆に圃場端において回行旋回する場合には急速昇降す
べく、電磁弁のパルス幅を変更して、最適値を得ようと
する技術は公知とされているのである。

例えば、特開昭５５−１３８３０３号公報の如くである
。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、前記従来のパルス幅による昇降速度の
切換えが、電磁弁の高速連続切換えにより行われるので
、油圧制御バルブの作動の確実性や電磁弁の耐久性等の
点において問題があったのである。本発明はこの点を解
消せんとするものである。

即ち、電磁弁を使うという点では同じであるが、パルス
の変更による流量の調整という手段を取らず、流Ｍ調整
用の電磁弁を別に配置して、該電磁弁の０Ｎ−ＯＦＦに
より急速と緩速の切換えを行ったものである。

（ニ）問題を解決するための手段 本発明の目的は以上の如くであり、該目的を達成する為
の構成を説明すると。

単動油圧シリンダーにより作業機を昇降する昇降機構の
油圧制御バルブにおいて、作業機の上昇・下降をパイロ
ットバルブに構成した上げ用電磁弁すと下げ用電磁弁Ｃ
により操作すると共に、さらにもう１個のフロコン電磁
弁ａを配置して該フロコン電磁弁ａの切換えにより、上
げ用回路の上げ用フロコン弁４と、下げ用回路の下げ用
フロコン弁７とを同時に、開放側と絞り側に切換え、作
業機の上昇・下降を急速・緩速に切換え可能としたもの
である。

（ホ）実施例 本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成と作用を説明すると。

第１図は本発明の制御装置のフローチャートを示す図面
、第２図は制御装置のセンサーの一例として田植機のフ
ロート９の上下回動を示した図面、第３図は本発明の作
業機昇降用油圧制御バルブの回路図、第４図は３個の電
磁弁ａ−ｂ−ｃの作動状態を示す図面、第５図は本発明
の油圧制御バルブの平面図、第６図は同じく底面図、第
７図は第１６図のＨ−Ｈ断面矢視図、第８図は第７図の
Ｂ−Ｂ断面矢視図、第９図は第７図のＣ−Ｃ断面矢視図
、第１０図は第１２図のに−に断面矢視図、第１１図は
第１２図のＤ−Ｄ断面矢視図、第１２図は第７図のＧ−
Ｃ断面矢視図、第１３図は第７図のＡ−Ａ断面矢視図、
第１４図は第１２図のＥ−Ｅ断面矢視図、第１５図は第
１１図のＦ−Ｆ断面矢視図、第１６図は同じく左側面図
である。

第１図・第２図・第３図・第４図により、本発明の作業
機昇降制御機構について説明すると。

本発明を田植機に実施した例としてその制御装置のセン
サーを植付部のフロートにて行なわせ、そのフロート９
の前端の回動角度により、作業機である植付部の急速昇
降と緩速昇降が切換えるようにするのである。なお本発
明をトラクターに実施するのであれば、ロータリー耕耘
装置のリアカバーなどがそのセンサーに用いられる。

次にフロートの傾斜角度において、圃場面である水平面
のレベルをｖＳとすると。該水平レベルＶＳより近接し
た上部（実際は作業機が沈んでフロート９の先端が上昇
した位置）に不感帯レベルＶＳ−ＶＤＳを設けている。

また該不惑帯レベルＶＳ−ＶＤＳの上方（作業機が沈み
フロート９が上昇した位置）に緩速上昇レベル■Ｐを設
けている。また同様に水平レベル■Ｓの下側（作業機が
上昇してフロート９が下方へ回動した位置）に緩速下降
レベルＶＨが設けられている。

そして、該フロート９が兼用するセンサーからの検出値
Ｖ■と、水平レベルＶＳ・不惑帯レベルＶＳ−ＶＤＳ−
緩速上昇レベルｖ　ｐ　−ｆｌ速下降レベルＶＨとの比
較により、フロコン電磁弁ａ・上げ用電磁弁ｂ・下げ用
電磁弁Ｃの０Ｎ−ＯＦＦを行っているものである。

第１図において、制御のスタート位置から、植付部ＵＰ
スイッチ・植付部Ｄ　ＯＷ　Ｎスイッチの０Ｎ−ＯＦＦ
と、検出値Ｖｌの位置により、判断がなされているので
ある。

まず植付部ＵＰスイッチがＯＮの場合には、フロコン電
磁弁ａがＯＮとなり、上げ用フロコン弁４と下げ用フロ
コン弁７を開放側に操作し、上げ用電磁弁すをＯＮＬで
、アンロード弁２を閉鎖するのである。該操作により単
動の油圧シリンダーに圧油が急速に流れ込み急速上昇が
行われる。

次に植付部ｕｐスイッチがＯＦＦで、植付部ＤＯＷＮス
イッチもＯＦＦの場合には、中立位置であるので、制御
出力は出す、フロコン電磁弁ａ、上げ用電磁弁ｂ、下げ
用電磁弁ＣはいずれもＯＦＦのままとなる。

次に植付部ＵＰスイッチがＯＦＦで、植付部ＤＯＷＮス
イッチがＯＮの場合には、フロコン電磁弁ａはＯＮとな
り、上げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７を開放し
た状態で、 検出値Ｖｌ＞緩速下降レベルＶＨ の場合には、下げ用電磁弁ＣをＯＮとし、下げ用チェッ
ク弁６を開放し、急速下降をする。

緩速下降レベルＶＨ＞検出値ＶＩ＞水平レベルｖＳ の場合には、下げ用電磁弁ＣをＯＮとして下げ用チェッ
ク弁６を開放すると共に、フロコン電磁弁ａをＯＦＦと
し、上げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７を絞り状
態として緩速下降させるものである。

水平レベルＶＳ）ｌ＊出値Ｖｌ＞不惑帯レベル５−ＶＤ
Ｓ の場合には、中立位置を保つべく、制御出力を停止して
いる。

不惑帯レベルＶＳ−ＶＤＳ＞検出値ｖｒ＞緩速上昇レベ
ルｖｐ の場合には、上げ用電磁弁すをＯＮとしてアンロード弁
２を閉じると共に、フロコン電磁弁ａをＯＦＦとし、上
げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７を絞り状態とし
て、緩速上昇させるものである。

緩速上昇レベルｖｐ＞検出値Ｖｌ の場合には、上げ用電磁弁すをＯＮとし、アンロード弁
２を閉鎖すると共に、フロコン電磁弁ａをＯＮとして、
上げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７を開放し、急
速上昇するものである。

以上の説明から判るごとく、植付部ＵＰスイッチのＯＮ
の場合には、圃場端における回行旋回の場合等の自動制
御作業の終了時であることが多いので、該操作に対して
は、フロコン電磁弁ａをＯＦＦとして、上げ用フロコン
弁４と下げ用フロコン弁７を絞り状態とすることは無く
、急速上昇のみが行われるのである。

これに対して、植付部ＤＯＷＮスイッチの操作に対して
は、作業機の下降操作のみが行われるのではな（自動制
御状態となるのであり、状況によっては上昇もあるので
ある。故に植付部ＤＯＷＮスイッチは、自動制御スイッ
チと呼ぶこともできるのである。

該フローチャートに沿った制御が、数ミリ秒の間隔で検
出されながら、繰り返し実行されているのである。

第４図は、急速・緩速の上昇・下降に於けるフロコン電
磁弁ａと下げ用電磁弁Ｃと上げ用電磁弁すとの０Ｎ−Ｏ
ＦＦの状態を判り易く示したものであり、Ｏが電磁弁の
ＯＮ状態であり×が電磁弁のＯＦＦ状態を示している。

フロコン電磁弁ａにおいて、○状態が電磁弁のＯＮであ
り、上げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７は開放さ
れた状態を示している。×が電磁弁はＯＦＦであり、上
げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７は絞り状態を示
している。

次に第３図の油圧制御バルブの回路図について説明する
と。

本発明の油圧制御バルブを構成するバルブケース■内に
は、油圧ポンプからのポンプボートＰと作動油タンクへ
のドレーン油のボートであるタンクボートＴと、単動油
圧シリンダーへのボートであるシリンダーポートＣｙの
３ポートより構成されている。

そしてバルブケース■の内部は、 油圧制御バルブの全体の構成を保護するリリーフ弁１゜ 閉鎖することにより圧油をシリンダーボートＣｙへ送油
するアンロード弁２゜ 上げ用フロコン弁４による絞りに際して、余剰油をタン
クボートＴに吐出させるフロコンリリーフ弁３゜ 上昇回路の油量を絞る上げ用フロコン弁４゜上げ用フロ
コン弁４とシリンダーボート０７０間に配置されて、圧
油の戻りを規制する上げチェック弁５゜ 上げチェック弁５とシリンダーポー１−　Ｃｙとの間に
配置されて、下降時に開放されシリンダーポートＣｙの
圧油をタンクボートＴへ吐出する下げ用チェック弁６゜ 該下げ用チェック弁６の開放時に下げ流量を絞る下げ用
フロコン弁７゜ 下げ用フロコン弁７及び上げ用フロコン弁４を油圧作動
させる為の油路２２と油路３４とを接続した途中に油路
２２にかかる圧油を上げフロコン弁４に作用させない向
きに配したチェック弁８゜により構成されている。

そして、内部に以上の各バルブを構成したバルブケース
Ｖの上面に、各バルブを作動させる為のパイロット弁の
役目をするフロコン電磁弁ａと上げ用電磁弁すと下げ用
電磁弁Ｃが配置され、該３個の電磁弁が、前記フローチ
ャートに基づく制御信号により、０Ｎ−ＯＦＦされるの
である。

次に、第７図より第１６図の図面に基づいて、油圧制御
バルブ内に於ける各バルブと、圧油の経路について説明
すると。

油圧ポンプよりの圧油は、第１１図において明確に記載
されているポンプボートＰにパイピングを介して、送油
されている。

該ポンプポートＰより圧油の油路２１が延設されており
、核油路２１には第８図において明確に図示されている
如く、リリーフ弁１の油路４１とアンロード弁２、フロ
コンリリーフ弁３、上げ用フロコン弁４の夫々の圧油作
用面が連通している。

リリーフ弁１について油路を説明すると。ポンプボー）
Ｐの油路２１に前述の如く油路４１が連通し、圧油が弁
体の圧油作用面に作用している。

油圧力が高くなって弁体がバネに抗して移動すると油路
２１の圧油は油路４６と油路３０を経てタンクポー１−
Ｔへの油路である油路２５に導びかれている。１３はリ
リーフ圧の調整ネジである。

次にアンロード弁２の油路について説明すると。該アン
ロード弁２のスプールの圧油作用面は、ポンプボー１−
Ｐの油路２１に突出しており、スプリングにより付勢し
た背室側には、上げ用電磁弁すに連通した油路２０が開
口している。上げ用電磁弁すは第１５図に示す如く、内
部のポペットバルブｂ１をその両側のソレノイドとバネ
により進退させて該油路２０とタンクポート側の油路３
０との間を開閉するものである。咳上げ用電磁弁すがＯ
ＦＦとなり開いている場合には、アンロード弁２の背室
の背圧が抜は更にスプリング力にポンプボートＰの油路
２１の圧力が勝って、アンロード弁２が開き、圧油はア
ンロード弁２の先端の油路４０よりタンクボートＴの油
路２５に噴出し、タンクへ戻ってしまう。逆に、上げ用
電磁弁すがＯＮとなる閉鎖側へ移動すると、アンロード
弁２の背室の圧力が大となり、アンロード弁２は閉鎖さ
れ、ポンプボー＋−ｐの圧油は上げ用フロコン弁４の方
向へ流れ、単動油圧シリンダーを上昇側へ伸長させるの
である。

次にフロコンリリーフ弁３に、ついて説明すると。第１
１図において明確に図示されている。

該フロコンリリーフ弁３は上げ用フロコン弁４の絞り１
０の開度に応じて、余剰圧油をタンクポートＴに逃がす
役目を果たすものであり、フロコンリリーフ弁３のスプ
リングが介装された背室側には、上げ用フロコン弁４を
通過した後の圧油が、油路３６を介して４人されている
。核油路３６からフロコンリリーフ弁３の背室内の油路
を連通させるあたり、上げ用フロコン弁４の切換えとフ
ロコンリリーフ弁３の切換えとの間にダンパー効果を持
たせる為の絞り１２が、フロコンリリーフ弁３のスプー
ルに穿孔して介装されている。またフロコンリリーフ弁
３の圧油作用面には、前述の如くポンプボートＰの油路
２１が開口されているのである。

そして、上げ用フロコン弁４が緩速昇降の為の絞り側に
切換えられると、フロコンリリーフ弁３の圧油作用面に
かかる油圧力が大となりスプリングに抗して押し込まれ
、タンクボートＴの油路２５への吐出量を大にするもの
である。上げ用フロコン弁４が急速昇降の為の開放側へ
切換えられると、フロコンリリーフ弁３の圧油作用面と
背室にかかる夫々の油圧力は等しくなるが、背室側にス
プリング介装されている為にフロコンリリーフ弁３は閉
鎖方向となるのである。タンクボートＴの油路２５への
吐出量は減るのである。

次に上げ用フロコン弁４の油路について説明すると。第
１０図において明確に図示されている。

咳上げ用フロコン弁４、圧油作用面はポンプボートＰの
油路２１へ開口しており、咳上げ用フロコン弁４を絞り
１０による絞り側に押す方向の背室側にスプリングが介
装されており、開放側へ摺動させる向きに、油路２１の
圧油が絞り１１を介して導入されている。フロコン電磁
弁のも第１５図に示す如（前記上げ用電磁弁すと同様に
構成されていて、該絞り１１と連通する油路２２と油路
３０との間を開閉するのである。通常の流量の場合には
、フロコン電磁弁ａがＯＮとなりタンクボートＴへの油
路３０を閉鎖し、絞り１１からの圧油により上げ用フロ
コン弁４をスプリングに抗して背室側へ押し、絞り１０
が開いて上げ用フロコン弁４を開設位置におき、圧油は
上げチェック弁５への油路２６へ絞りを介さない通常の
量が流れるのである。逆の緩速昇降の場合には、フロコ
ン電磁弁ａがＯＦＦとなり開放されるので、絞り１１側
の圧油がタンクボートＴへ油路２２から、フロコン電磁
弁ａのタンクボートへの油路２３を介して吐出され、該
油路２３から油路３０へ受継がれ、タンクボートＴの油
路２５へ導かれ、タンクへ戻るのである。故に上げ用フ
ロコン弁４の背室のスプリングの付勢力が勝り、フロコ
ンリリーフ弁３は絞り１０が作用する絞り位置に切り替
わり、緩速昇降となるのである。上げ用フロコン弁４に
おいてスプリングが介装されている背室に背圧が発生す
ることの無いように、該背室をタンクボートＴの油路２
５との間を油路３３と３０により連通させている。

次に上げチェック弁５の油路構成について説明すると。

第７図・第９図・第１０図に明確に図示されている。

上げ用フロコン弁４より、吐出された圧油は、油路２６
より上げチェック弁５を押す方向の油室へ至り、該油室
は油路３２を介して、下げ用チェック弁６の圧油作用面
へも至っているのである。

該油路３２の部分に、単動油圧シリンダーへ至るシリン
ダーボートＣｙが開口されているのである。該シリンダ
ーボートＣｙにもパイピングが接続されて単動油圧シリ
ンダーへ圧油が導かれるものである。

次に下げ用チェック弁６について油路を説明すると。第
７図・第９図・第１４図について明確に図示されている
。

下げ用チェック弁６の背室にはスプリングが介装され、
更に該下げ用チェック弁６を閉じる方向に油路３２の圧
油が絞り４４を介して導かれており、該圧油が背室側の
油路２８よりタンクボートＴ側の油路２９へ吐出するの
を下げ用電磁弁Ｃにより閉鎖している。下げ用電磁弁Ｃ
も第１２図に示す如く上げ用電磁弁ｂ・フロコン電磁弁
ａと同様の構成で油路２８と油路２９間を開閉するので
ある。該下げ用チェック弁６の背室より油路２８が下げ
用電磁弁Ｃへ導かれており、下げ用電磁弁ＣがＯＮとな
ると、油路２８より下げ用チェック弁６の背室の圧油が
タンクポー）Ｔへ油路２９・３０を介して吐出し、下げ
用チェック弁６が開いて、単動油圧シリンダー内の圧油
を、油路３２より油路３８方向へ、つまり下げ用フロコ
ン弁７の方向へ排出してしまうのである。

次に下げ用フロコン弁７の構成を説明すると。

下げ用フロコン弁７については、第１３図・第１４図に
おいて明確に図示されている。

下げ用フロコン弁７の背室にはスプリングが介装されて
おり、圧油作用面は下げ用チェック弁６の吐出側の油路
３８が開口されている。

該下げ用フロコン弁７の開閉は、前述の上げ用フロコン
弁４と同様に、フロコン電磁弁ａの切換えにより行って
いる。該フロコン電磁弁ａと上げ用フロコン弁４間の油
路２２の中途部が上げ用フロコン弁４の絞り１１へ至る
前の位置よりチェック弁８に連通している。チェック弁
８は油路２２からの圧油を下げ用フロコン弁７に作用さ
せない　　′向きに配している。前記油路３８及び絞り
１５を介して、下げ用フロコン弁７のスプール内へ連通
し、下げ用フロコン弁７を開放する側に作用すべく構成
している。

故に、フロコン電磁弁ａがＯＮとなり油路２２と油路２
３との間を閉鎖している場合には、下げ用フロコン弁７
は上げ用フロコン弁４と同様に、急速昇降用の通常流量
が流れる方向に、開放されており、下げ用チェック弁６
から吐出された圧油は、開放された絞り１４のランド部
分を通過して、油路３９よりタンクボートＴの油路２５
へ絞られていない油量が吐出されるのである。

そしてフロコン電磁弁ａがＯＦＦとなり、油路２２と油
路２３との間が開放されると、油路３８の圧油がチェッ
ク弁８を介してタンクポートＴ方向へ抜け、下げ用フロ
コン弁７はスプリングによりおされて、絞り１４が作用
する方向に移動し、油路３８からタンクポートＴの油路
３９への吐出流量を絞り緩速下降するものである。

下げ用フロコン弁７を実際に切り換えるのは、下げ用チ
ェック弁６から油路３８方向へ吐出した圧油の圧力であ
り、下げ用チェック弁６が閉鎖されている場合には、フ
ロコン電磁弁ａを操作しても下げ用フロコン弁７は切換
えできないのである。

そして下げ用チェック弁６が下げ用フロコン弁７を開放
して通常の流量を流す方向に作用する側に絞り１５が介
装されており、下げ用チェック弁６の開放と、下げ用フ
ロコン弁７の開放側への切換えとの間に、間をおくよう
に構成しているものである。１７は絞り量の調節ネジで
あり、下げフロコン弁７の端部との接当具合により絞り
１４の開口量を変更する為のものである。

以上のような構成により、フロコン電磁弁ａをＯＮとす
ると、上げ用フロコン弁４と下げ用フロコン弁７が通常
の流量となり急速昇降を行い、ＯＦＦとすると絞り１０
・１４が作動して、低流量となり、緩速昇降を行うもの
である。

また上げ用電磁弁すをＯＮとするとアンロード弁２が閉
じて、作業機を上昇する側へ圧油が流れるものである。

また下げ用電磁弁ＣをＯＮにすると、下げ用電磁弁Ｃは
開放され、下げ用チェック弁６が開き、単動油圧シーリ
ング−の圧油はタンクボートＴへ吐出し、作業機は下降
するものである。

（へ）発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

第１に、従来の作業機昇降用油圧制御機構の如く、作業
機の急速昇降と緩速昇降をパルスのデユーティ比の変更
により行うのではないから、バルブをパルス駆動にする
必要がなく、パルス駆動に伴う油圧制御バルブの騒音を
無くすことができるのである。

第２に、パルス駆動とせずに電磁弁の０Ｎ−ＯＦＦ制御
により、自動制御を行うべく構成したので、パルス駆動
に耐えうる高価な油圧制御バルブを使用する必要がなく
、従来の電磁弁と油圧制御バルブにより構成することが
できるので、コストが安く、かつ油圧制御バルブの耐久
性を向上し、正確な作動を行うことができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置のフローチャートを示す図面
、第２図は制御装置のセンサーである田植機のフロート
９の上下回動を示した図面、第３図は本発明の作業機昇
降用油圧制御バルブの回路図、第４図は３個の電磁弁ａ
−ｂ−ｃの作動状態を示す図面、第５図は本発明の油圧
制御バルブの平面図、第６図は同じく底面図、第７図は
第１６図のＨ−Ｈ断面矢視図、第８図は第７図のＢ−Ｂ
断面矢視図、第９図は第７図のＣ−Ｃ断面矢視図、第１
０図は第１２図のに−に断面矢視図、第１１図は第１２
図のＤ−Ｄ断面矢視図、第１２図は第７図のＧ−Ｃ断面
矢視図、第１３図は第７図のΔ−Ａ断面矢視図、第１４
図は第１２図のＥ−Ｅ断面矢視図、第１５図は第１１図
のＦ−Ｆ断面矢視図、第１６図は同じく左側面図である
。 ■・・・・バルブケース ａ・・・・フロコン電磁弁 ｂ・・・・上げ用電磁弁 Ｃ・・・・下げ用電磁弁 １・・・・バルブリリーフ弁 ２・・・・アンロード弁 ３・・・・フロコンリリーフ弁 ４・・・・上げ用フロコン弁 ５・・・・上げチェック弁 ６・・・・下げ用チェック弁 ７・・・・下げ用フロコン弁 ８・・・・チェック弁 出願人　株式会社　神崎高級工機製作所代理人　弁理士
　矢　野　寿一部 第５図 第４図 第６・図 第８ｖ！Ｉ 第９図 第１０図 第１６図 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　単動油圧シリンダーにより作業機を昇降する昇降機構
   の油圧制御バルブにおいて、作業機の上昇・下降をパイ
   ロットバルブに構成した上げ用電磁弁ｂと下げ用電磁弁
   ｃにより操作すると共に、さらにもう１個のフロコン電
   磁弁ａを配置して、該フロコン電磁弁ａの切換えにより
   、上げ用回路の上げ用フロコン弁４と、下げ用回路の下
   げ用フロコン弁７とを同時に、開放側と絞り側に切換え
   、作業機の上昇・下降を急速・緩速に切換え可能とした
   ことを特徴とする作業機昇降用油圧制御機構。