JPH0324938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、作業機のブーム昇降制御装置に関す
るものである。

（従来の技術） トラクタに装着して使用する作業機、例えばフ
ロントローダにおいて、ブームをブームシリンダ
により昇降自在とし、このブームシリンダを開閉
型の電磁弁で制御するようにしたものがある。

この場合、制御レバーの操作に連動するスイツ
チを閉じて、電磁弁のソレノイドに所定値の励磁
電流を流すようになつており、また電磁弁はソレ
ノイドに励磁電流が流れた時にスプールが全開位
置まで動作する構造である。

（発明が解決しようとする問題点） 従つて、従来は電磁弁を用いた場合、ブームの
昇降速度を変えることは非常に困難であり、ブー
ムが常に衝撃的に動く欠点があつた。

またブームを下降させてその先端のバケツトを
接地させる場合、途中から下降速度を遅くしてゆ
つくりと下げる方が運転上好ましいが、このよう
な制御は電磁弁を使用した場合、行なうことがで
きなかつた。

本発明は、このような従来の問題点を解決する
ことを目的として提供されたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前述のような問題点を解決するため
の手段として、ブームシリンダにより昇降自在な
ブームを備え、ブームシリンダを開閉型電磁弁に
より制御するようにした作業機において、電磁弁
の上昇用ソレノイド及び下降用ソレノイドに、所
定値の励磁電流を流すためのスイツチ素子を夫々
接続すると共に、連続した駆動信号を発生する回
路と、間欠的な駆動信号を発生する回路とを設
け、これら回路からの両駆動信号を各スイツチ素
子に対して選択的に与えるための切換スイツチ
と、ブームの昇降動作を検出してブームが所定高
さ以下のときに前記間欠的な駆動信号を下降用ス
イツチ素子に与えるための位置検出スイツチ素子
を設けたものである。

（作用） 第１図において、切換スイツチ３５が接点ｂ側
にある時には、スイツチ素子２７がオン状態にあ
るため、下降スイツチ２１がオンすると、ソレノ
イド１４が励磁し、電磁弁１２が下降側に全開す
る。切換スイツチ３５を接点ａ側に切換えると、
パルス発生回路３１が間欠的なパルス信号を発生
し、スイツチ素子２７がオン・オフ動作を繰返
す。従つて、この時、下降スイツチ２１がオンす
れば、ソレノイド１４は励磁・消磁を繰返すこと
になり、電磁弁１２は下降側で半開状態となる。
即ち、切換スイツチ３５の操作によつて、電磁弁
１２の全開と半開とを選択でき、ブーム４の昇降
速度を必要に応じて任意に変更可能である。

ブーム４が所定高さ位置以下に下がると、位置
検出スイツチ４６が接点ａ側に切換わり、スイツ
チ素子２７がオン・オフ動作を繰返す。従つて、
前述と同様にして、電磁弁１２が半開となり、ブ
ーム４の下降速度が遅くなる。

（実施例） 以下、図示の実施例について本発明の詳述す
る。

第２図はトラクタ装着用のバゲツト型フロント
ローダを示し、１はトラクタ、２は前輪、３は後
輪である。４は左右一対のブームで、取付フレー
ム５を介してトラクタ１に装着され、かつ左右一
対のブームシリンダ６により昇降自在である。７
はバケツトで、ブーム４の先端部に枢支され、左
右一対のバケツトシリンダ８により回動操作可能
である。

第３図は油圧回路を示し、９は油圧ポンプで、
エンジン１０により駆動される。１１はリリーフ
弁である。１２はブームシリンダ用の開閉型の電
磁弁で、上昇用ソレノイド１３と下降用ソレノイ
ド１４とを有する。１５はバケツトシリンダ用の
開閉型の電磁弁で、ダンプ用ソレノイド１６とす
くい用ソレノイド１７とを有する。１８は圧力ス
イツチで、電磁弁１３よりも油圧ポンプ９側の油
圧を検知するように接続されている。この圧力ス
イツチ１３は無負荷状態でのブーム４の上昇時に
おける油圧ポンプ９側の圧力P₁よりも大なる設
定圧力P₂に設定されている。１９は作業機昇降
用油圧装置の制御装置である。

第１図は電磁弁１２，１５の制御回路を示し、
電磁弁１２の上昇用ソレノイド１３には上昇スイ
ツチ２０と圧力スイツチ１８の接点ａとが接続さ
れ、また下降用ソレノイド１４には下降スイツチ
２９と圧力スイツチ１８の接点ｂとが接続されて
いる。圧力スイツチ１８は検知した油圧が設定圧
力P₂よりも大のときに接点ａを閉じ、設定圧力
P₂よりも小のときに接点ｂを閉じるようになつ
ている。電磁弁１５のダンプ用ソレノイド１６に
はダンプスイツチ２２、すくい用ソレノイド１７
にはすくいスイツチ２３が夫々接続されている。
２４はフローテイング用切換スイツチで、スイツ
チ２０，２１によるマニユアル制御と圧力スイツ
チ１８によるフローテイング制御とを択一的に選
択するように２個の接点ａ，ｂを有する。

各ソレノイド１３〜１７には、これらに所定値
の電流を流すためのスイツチ素子２６〜２９が
夫々接続されている。スイツチ素子２６〜２９は
ダーリントン接続された２個のトランジスタ
Tr₁，Tr₂により構成されている。３０はスイツ
チ素子２６〜２９のトランジスタTr₁に連続的に
ベース駆動信号を与えるための抵抗である。３１
はトランジスタTr₁に抵抗３２を介して間欠的な
ベース駆動信号を与えるためのパルス発生回路で
あつて、可変抵抗３３によりパルス数が、可変抵
抗３４によりパルス幅が夫々調整できるように構
成されている。このパルス発生回路３１で発生す
るパルス信号のデユーテイ比は、電磁弁１２，１
５の動作遅れを考慮し、スプールが全閉と全開と
の中立位置を保ち得るように適宜抵抗３３，３４
で調整する。３５はトランジスタTr₁に加えるベ
ース駆動信号を選択するための切換スイツチで、
抵抗３０に接続された接点ｂと、抵抗３２に接続
された接点ａとを有する。４６は位置検出スイツ
チで、切換スイツチ３５とスイツチ素子２７との
間に接続される接点ｂ、及び抵抗３２とスイツチ
素子２７との間に接続される接点ａを有し、ブー
ム４が所定高さ以下に下降した時に接点ａがオン
し、パルス発生回路３１からのパルス信号をスイ
ツチ素子２７に与えるように構成されている。即
ち、位置検出スイツチ４６は、第４図に示すよう
にブームシリンダ６に付設されかつ伸縮自在に嵌
合された筒体４７とロツド４８との内、筒体４６
側に取付けられており、ロツド４８先端部のカム
４９によつて操作されるようになつている。な
お、実施例では、筒体４７はピストンロツド５０
と共にブーム４に枢支５１され、またロツド４８
はシリンダ本体５２に取付けられている。

第５図及び第６図は制御レバー３６と各スイツ
チ２０，２１，２２，２３，２４，３５との関係
を示す。制御レバー３６は制御ボツクス３７の天
板部に、球状の枢支部３８を介して前後及び左右
方向に操作自在に取付けられており、図外のバネ
により中央位置に弾支されている。制御レバー３
６の下端は、上下２段に設けられたリング状の作
動体３９，４０に弾性片４１，４２を介して挿入
されている。作動体３９，４０は制御ボツクス３
７内の支持部材４３によつて全方向に摺動自在に
支持されており、その作動体３９に前方に上昇ス
イツチ２０、後方に下降スイツチ２１、左方にダ
ンプスイツチ２２、右方にすくいスイツチ２３が
夫々設けられている。また作動体４０の前方に切
換スイツチ２４が設けられている。そして、制御
レバー３６を枢支部３８に廻りに第１段目の傾斜
角度まで前後左右の任意方向に傾動操作すると、
作動体３９を介してスイツチ２０，２１，２２，
２３がオンし、また第２段目の傾斜角度まで前方
に傾動操作すると、作動体４０を介してスイツチ
２４が接点ｂから接点ａに切換わるようになつて
いる。制御レバー３６上端のグリツプ部４４に
は、押ボタン４５に連動するように切換スイツチ
３５が組込まれており、押ボタン４５を押したと
きに、接点ｂから接点ａに切換わるように構成さ
れている。

次に上記構成における作用を説明する。

土砂の掘削、積込み作業に際しては、制御レバ
ー３６を前後、左右に操作し、ブームシリンダ６
及びバケツトシリンダ８の伸縮動作によつてブー
ム４及びバケツト７を第２図実線に如く位置させ
ながら、トラクタ１を前進走行させる。そして、
バケツト７内に土砂が入れば、バケツトシリンダ
８の収縮動作によつてバケツト７を上向きに回動
させてすくい込むと共に、ブームシリンダ６の伸
縮動作によつてブーム４を上昇させて運搬し、次
にバケツト７をダンプさせて土砂を排出するので
ある。

制御レバー３６の押ボタン４５を押さない状態
では、切換スイツチ３５が接点ｂ側にあるため、
抵抗３０から接点ｂを介してスイツチ素子２６〜
２９のトランジスタTr₁にベース駆動信号が連続
的に与えられており、各スイツチ素子２６〜２９
が連続してオン状態にある。

また制御レバー３６の押ボタン４５を押すと、
切換スイツチ３５が接点ｂから接点ａへと切換わ
り、パルス発生回路３１で発生したパルス信号が
抵抗３２、接点ａを介してトランジスタTr₁に間
欠的なベース駆動信号として加えられる。従つ
て、各スイツチ２６〜２９はパルス発生回路３１
の発生パルスに同期してオン・オフ動作を繰返
す。

そこで、通常の場合には、押ボタン４５を押さ
ずに制御レバー３６を操作する。例えば、制御レ
バー３６を第１段目の位置まで前方（Ａ矢示）に
操作すると、作動体３９を介して下降スイツチ２
１が働き、下降用ソレノイド１４が励磁して電磁
弁１２が下降側に全開し、ブームシリンダ６が収
縮動作し、ブーム４が下降する。また制御レバー
３０を左方向（Ｂ矢示）に操作すれば、作動体３
９によつてすくいスイツチ２３が働き、すくい用
ソレノイド１７が励磁して電磁弁１５がすくい側
に全開し、バケツトシリンダ８が収縮動作し、バ
ケツト７が上向きに回動する。制御レバー３６を
後方（Ｃ矢示）に操作すれば、同様にしてブーム
４が上昇し、また右方向（Ｄ矢示）に操作すれば
バケツト７が下向きにダンプする。

ブーム４の下降動作中に、制御レバー３６の押
ボタン４５を押すと、切換スイツチ３５が接点ａ
側に切換わり、スイツチ素子２７がオン・オフ動
作を繰返すので、下降用ソレノイド１４には第７
図Ａの如く所定値の励磁電流が間欠的に流れる。
このため下降用ソレノイド１４は励磁・消磁を繰
返し、その時の動作遅れによつてスプールが第７
図Ｂの如く半開位置を保つようになるため、ブー
ムシリンダ６へ供給される作動油の流量は半分程
度に絞られ、ブームシリンダ６の動作速度が低下
する。従つて、ブーム４の下降速度が遅くなり、
例えば、バケツト７をゆつくりと降ろすことがで
きる。つまり、押ボタン４５を押せば、何れの場
合も、電磁弁１２，１５のスプールが半開状態と
なるので、従来の単なる開閉のみに比較して、フ
ロントローダの制御が容易になり、精度ある作業
を行なうことができる。

ブーム４の昇降動作中、筒体４７とロツド４８
とが伸縮動作を続けており、ブーム４が第２図の
仮想線Ｐの如く所定高さ位置まで下降すると、ロ
ツド４８のカム４９が位置検出スイツチ４６を操
作して接点ｂから接点ａに切換わる。そして、パ
ルス発生回路３１からのパルス信号が接点ａを介
してスイツチ素子２７のトランジスタTr₁に加わ
るため、このスイツチ素子２７がオン・オフ動作
を繰返し、前述と同様に電磁弁１２が半開状態と
なる。従つて、それから以下ではブーム４の下降
速度が遅くなり、バケツト７をゆつくりと地面に
接地させることができる。

次にバケツト７を地面に接地させた後、これを
地面の起伏に追従させながら走行して均し作業等
を行なう際には、第５図に示すように制御レバー
３６を第１段目から第２段目まで更に前方（Ａ矢
示）に傾動操作を行ない、切換スイツチ２４の接
点ａを閉じてフローテイング制御に移る。即ち、
バケツト７が接地した状態で切換スイツチ２４の
接点ａを閉じると、圧力スイツチ１８の接点ｂが
閉じているため、電磁弁１２の下降用ソレノイド
１４が働いて電磁弁１２が下降方向に切換わり、
ブームシリンダ６に収縮方向に圧油が供給されて
行き、第８図に示すように油圧ポンプ９の吐出側
の圧力が上昇し始める。そして、その圧力が設定
圧力P₂を越えると、圧力スイツチ１８が接点ｂ
から接点ａに切換わり、電磁弁１２の上昇用ソレ
ノイド１３が励磁する。このため電磁弁１２は第
７図に示すような中立を経て上昇側に切換わるが
圧力は中立になるまで上昇し、その後は徐々に低
下して行く。つまり、電磁弁１２が下降側にある
時には、ブームシリンダ６でバケツト７が接地す
るように下方に押下げているので、圧力が上昇す
る。しかし中立をすぎて上昇側に切換わり始める
と、押付け力が解除され、上昇方向に作用するの
で、圧力は無負荷での上昇時圧力P₁に達するま
で低下して行く。そして、この圧力の低下途中
に、設定圧力P₂で圧力スイツチ１８が接点ａか
ら接点ｂへと再度切換わり、電磁弁１２が上昇側
から下降側に切換わると、前述と同様にブームシ
リンダ６が再度収縮方向に動作する。従つて、圧
力で再度上昇し始め、以下、同様の動作を繰返
す。これによつて、ブーム４はバケツト７が地面
の起伏に追従するように浮動状態、即ち、フロー
テイング状態に維持され、所期の作業を行なうこ
とができる。このフローテイング制御時にスイツ
チ２２，２３を操作すれば、バケツト操作も可能
である。

（発明の効果） 本発明によれば、ソレノイドと直列接続された
スイツチ素子を間欠的に駆動信号で間欠駆動する
ことにより、ソレノイドの励磁・消磁を繰返すよ
うにしているので、開閉型の電磁弁であるにも拘
らず、半開き状態を得ることができ、流量を段階
的に制御できる。従つて、ブームの昇降速度を必
要に応じて任意に選択でき、作業が容易である。
また切換スイツチでスイツチ素子に与える駆動信
号を連続的なものと間欠的なものとに選択するだ
けで良いから、操作時の取扱いも容易であり、し
かも容易に実施できる。更にブームの昇降動作を
位置検出スイツチで検出し、ブームが所定高さ以
下のときに間欠的な駆動信号を下降用のスイツチ
素子に与えるようにしているから、ブーム下降時
における衝撃も防止でき、フロントローダ等にお
いてはバケツト接地時の操作が容易になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の第１実施例を示すものであつ
て、第１図は電気回路図、第２図は全体の側面
図、第３図は油圧回路図、第４図は位置検出スイ
ツチの取付けを示す断面図、第５図は制御レバー
部の断面図、第６図はスイツチの配置図、第７図
及び第８図は動作説明図である。 ４……ブーム、６……ブームシリンダ、７……
バケツト、８……バケツトシリンダ、１２，１５
……電磁弁、１３〜１７……ソレノイド、１８…
…圧力スイツチ、２６〜２９……スイツチ素子、
３１……パルス発生回路、３５……切換スイツ
チ、３６……制御レバー、４６……位置検出スイ
ツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブームシリンダにより昇降自在なブームを備
   え、ブームシリンダを開閉型電磁弁により制御す
   るようにした作業機において、電磁弁の上昇用ソ
   レノイド及び下降用ソレノイドに、所定値の励磁
   電流を流すためのスイツチ素子を夫々接続すると
   共に、連続した駆動信号を発生する回路と、間欠
   的な駆動信号を発生する回路とを設け、これら回
   路からの両駆動信号を各スイツチ素子に対して選
   択的に与えるための切換スイツチと、ブームの昇
   降動作を検出してブームが所定高さ以下のときに
   前記間欠的な駆動信号を下降用スイツチ素子に与
   えるための位置検出スイツチ素子を設けたことを
   特徴とする作業機のブーム昇降制御装置。