JPH0565122B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 この発明は、コンバインの刈取部のように上下
方向の移動を必要とする装置を備えた農耕機に用
いられる油圧式昇降装置に関する。

(b) 発明の概要 この発明に係る農耕機用油圧式昇降装置は、可
動部に連結した油圧シリンダへの圧油の供給また
はその停止を選択する方向切換弁と、この方向切
換弁と油圧シリンダとの間にこの間の圧油を油タ
ンクに逃がす切換弁とを設け、この切換弁のオ
ン・オフのデユーテイ比を変更して油圧シリンダ
への圧油の供給量を変更することにより可動部の
移動速度を変更し、可動部ができるだけ短時間の
うちに且つ正確に移動位置の目標値に到達するよ
うにしたものである。

(c) 従来技術とその欠点 コンバインの前端部に位置する刈取部は、畦を
乗り越える際や道路を走行する際には上方に移動
し、移動方向の障害物に衝突しないようにしなけ
ればならない。また刈り取る作物の品種やこく稈
の状態に応じて刈高さを微妙に調節する必要があ
る。このように農耕機では上下方向に移動する可
動部を備えたものが多く、従来から油圧機構によ
つて可動部を上下動させる油圧式昇降装置が設け
られている。

しかしながら従来の油圧式昇降装置は可動部の
上昇時に油圧シリンダに圧油を供給し、下降時に
は可動部の重量によりシリンダ内の圧油を押し戻
すようにしていた。このような油流の方向の変更
のみを司る弁しか設けていなかつたため、可動部
の上昇および下降時の移動速度を変更することが
できず、コンバインの刈高さのように微妙な位置
調整が必要な農耕機の動作に対応できない欠点が
あつた。

(d) 発明の目的 この発明の目的は上記従来の欠点に鑑み、可動
部の上下方向の移動速度を容易に変更することが
でき、可動部の高さの設定を正確、且つ短時間で
行うことができ、しかもこれらを簡単な構造で実
現できる農耕機用油圧式昇降装置を提供すること
にある。

(e) 発明の構成 この発明の農耕機用油圧式昇降装置は、農耕機
本体に対して上下方向に移動可能にして設けられ
た可動部を所定の位置に昇降させる農耕機用油圧
式昇降装置において、 前記可動部に連結されたピストンロツドを内部
の圧油量に応じて長手方向に変位させる油圧シリ
ンダと、圧油を供給する油圧ポンプと、油圧ポン
プから供給された圧油を前記油圧シリンダに導く
か否かを選択する方向切換弁と、この方向切換弁
と油圧シリンダとの間に設置され、オン時にこの
間の圧油を油タンクに逃がす高速切換弁と、この
高速切換弁のオン・オフのデユーテイ比を変更し
て油圧シリンダに連結した可動部の移動速度を変
更する弁制御手段とを備えたことを特徴とする。

(f) 実施例 第１図は、この発明の実施例である農耕機用油
圧式昇降装置の油圧回路図である。

刈取部１５に図外の連結手段によりピストンロ
ツド１ａを連結した油圧シリンダ１と、エンジン
９により駆動される油圧ポンプ８との間に方向切
換弁２およびチエツク弁３が設けられている。油
圧ポンプ８は油圧タンク１０から圧油を方向切換
弁２方向に供給する。方向切換弁２はソレノイド
Ｓ１により電磁操作され、且つソレノイドＳ１が
オフされている状態ではスプリング２ａにより同
図に示す状態にされる４ポート切換弁である。４
つのポートのそれぞれは油圧ポンプ８、チエツク
弁３、油タンク４およびタンクまたは別系統のキ
ヤリオーバにそれぞれ配管されている。チエツク
弁３は油圧シリンダ１から方向切換弁２方向への
圧油の流れを規制するものであり、チエツク弁３
の位置では圧油は矢印Ｃ方向にのみ流れる。

方向切換弁２と油圧ポンプ８との間にはアンロ
ード弁１２が備えられている。このアンロード弁
１２はこの間において設定値以上の油圧の上昇を
防ぐものである。この間の油圧が高くなりすぎた
場合には油タンク１１方向に圧油を逃がす。チエ
ツク弁３と油圧シリンダ１との間には高速切換弁
５が配置されている。この高速切換弁５はソレノ
イドＳ２により電磁操作され、且つスプリング５
ａを有するスプリングオフセツト型の２ポート切
換弁である。２つのポートの一方はオリフイス６
を介してチエツク弁３と油圧シリンダ１との間に
配され、他方は油タンク７に導かれる。このオリ
フイス６はチエツク弁３と油圧シリンダ１との間
から高速切換弁５へ流れる圧油の油量を一定値以
下に制御するものである。

第２図は、上記農耕機用油圧式昇降装置の制御
部のブロツク図である。

CPU２１はROM２４とRAM２５とから構成
されるメモリが接続されている。また方向切換弁
２が有するソレノイドＳ１および高速切換弁５が
有するソレノイドＳ２を駆動する弁駆動部２２が
接続されている。操作部２３から入力されたデー
タ（刈取部の高さデータ）はRAM２５のそれぞ
れのメモリエリアに記憶され、このデータに応じ
てROM２４に記憶されたプログラムに従つてシ
CPU２１から弁駆動部２２に動作信号が出力さ
れる。刈取部１５には矢印ＡまたはＢ方向の高さ
を検出するセンサを備えた検出部２６が設けられ
ており、その検出信号がCPU２１に入力される。
操作部２３から設定入力された刈取部１５の高さ
はRAM２５に記憶されており、その値と検出部
２６の検出信号とを比較し弁駆動部２２を介して
ソレノイドＳ１，Ｓ２を駆動する。

以上の構成により操作部２３から設定入力され
た刈取部１５の高さが検出部２６が検出している
高さよりも高く、刈取部１５を矢印Ａ方向に移動
する必要がある場合には、ソレノイドＳ１がオン
される。これにより方向切換弁２は油圧ポンプ８
とチエツク弁３とを連絡し、圧油は矢印Ｃ方向に
流れる。したがつて油圧シリンダ１に圧油が導か
れピストンロツド１ａが矢印Ａ方向に移動する。
このピストンロツド１ａの移動が図外の連結手段
により刈取部１５に伝達され刈取部１５を矢印Ａ
方向に移動することができる。

このときソレノイドＳ１の駆動とともにソレノ
イドＳ２を駆動すると方向切換弁２と油圧シリン
ダ１との間を流れる圧油の一部が油タンク７に導
かれ、この間の油圧が低下する。これによつて油
圧シリンダ１に流入する単位時間当りの油量が減
少し、ピストンロツド１ａの矢印Ｄ方向の移動速
度が減少する。高速切換弁５は方向切換弁２に比
較して高速でオン・オフすることができる。この
ため高速切換弁５のオン・オフのデユーテイ比に
より方向切換弁２と油圧シリンダ１との間から油
タンク７に導く油量を変更し、油圧シリンダ１の
ピストンロツド１ａの移動速度を変更することが
できる。

第３図Ａ〜Ｃは刈取部１５を上昇させる際の高
速切換弁５とピストンロツド１ａの動作の関係を
示す図である。同図Ａに示すようにソレノドＳ１
のみをオンした場合にはピストンロツド１ａが矢
印Ｄ方向に急激に上昇する。同図Ｂに示すように
ソレノイドＳ１をオンしたと同時にソレノイドＳ
２を小さめのデユーテイ比でオン・オフするとピ
ストンロツド１ａの矢印Ｄ方向の移動速度は若干
低下する。更に同図Ｃに示すようにソレノイドＳ
２のオン・オフのデユーテイ比を大きくするとピ
ストンロツド１ａの矢印Ｄ方向の移動速度は更に
低下する。このようにピストンロツド１ａの移動
速度は高速切換弁５のオン・オフのデユーテイ比
と反比例の関係にある。操作部２３から設定入力
された刈取部１５の高さが検出部２６が検出して
いる刈取部の高さに比較して高い場合には刈取部
１５を矢印Ｂ方向に移動する必要がある。この場
合の高速切換弁５のオン・オフのデユーテイ比と
ピストンロツド１ａの矢印Ｅ方向の動作の関係を
第４図Ａ〜Ｃに示す。同図Ａに示すように方向切
換弁２がオフの状態でソレノイド２がオンされ続
けると油圧シリンダ１が内部に有する圧油はオリ
フイス６を経由して高速切換弁５から油タンク７
に排出され、ピストンロツド１ａは急激に矢印Ｅ
方向に移動する。同図Ｂに示すようにソレノイド
Ｓ２を高めのデユーテイ比でオン・オフするとピ
ストンロツド１ａの矢印Ｅ方向の移動速度はやや
低下する。また同図Ｃに示すように高速切換弁５
のオン・オフのデユーテイ比を小さくするとピス
トンロツド１ａの矢印Ｅ方向の移動速度は更に低
下する。

第５図は、上記農耕機用油圧式昇降装置の一部
を構成する方向切換弁および高速切換弁のソレノ
イドの駆動制御の一例を示す図であり、可動部の
動作との関係を示すものである。

油圧機構においては弁の作動速度がさほど速く
ないことおよび作動油が有する粘性等に起因して
作動にタイムラグを生じ易い。このため弁のオ
ン・オフのタイミングのズレにより目標値の不感
帯領域から行き過ぎてオーバシユートを起こす場
合があるがこの発明によれば、第３図Ａ〜Ｃおよ
び第４図Ａ〜Ｃに示す関係を用いて容易にこの行
き過ぎを防止することができる。すなわち、刈取
部１５の高さとして設定された目標値Ｔに対し制
御系の不感帯の下限値、上限値Ｔ１，Ｔ２がある
場合に、現在の刈取部の高さが目標値Ｔに対して
かなり低い場合には方向切換弁２が有するソレノ
イドＳ１をオンするとともに高速切換弁５が有す
るソレノイドＳ２を30％程度のデユーテイ比でオ
ン・オフする。これによつてピストンロツド１ａ
は比較的高速で矢印Ｄ方向に移動し、刈取部１５
も同じく高速で上昇する。目標値Ｔに対する不感
帯の下限値Ｔ１に所定距離まで近づいたときから
（図のａ点）、ソレノイドＳ２のオン・オフのデユ
ーテイ比を順次高めていく。刈取部１５が上記下
限値Ｔ１に達した際にソレノイドＳ１をオフする
とともにデユーテイ比70〜80％でオン・オフして
いたソレノイドＳ２もオフする。この間において
ソレノイドＳ２のデユーテイ比が上昇するととも
に刈取部１５の上方への移動速度が低下する。こ
れにより刈取部１５が上記下限値Ｔ１に達した際
には刈取部１５は殆ど停止直前の速度となり、こ
の時点で油圧による上方への駆動を完全に停止す
ればオーバシユートすることなく目標値Ｔに停止
させることができる。

目標値Ｔに対し現在の刈取部１５の位置がかな
り高い場合にはソレノイドＳ１をオフしたまま
で、ソレノイド２を60〜70％程度のデユーテイ比
でオン・オフする。これによつて刈取部１５が比
較的高速で矢印Ｂ方向に移動する。刈取部１５が
目標値Ｔから一定の高さに達したときから（図の
ｂ点）、ソレノイドＳ１のオン・オフのデユーテ
イ比を順次下げていく。これによつて刈取部１５
の移動速度は次第に遅くなる。刈取部１５が不感
帯の上限値Ｔ２に達したときにはソレノイドＳ２
が10％程度のデユーテイ比でオン・オフしてお
り、その時点で刈取部１５は殆ど停止直前の速度
となる。このとき駆動を完全に停止すれば、オー
バシユートすることなく目標値Ｔに停止させるこ
とができる。

以上のようにこの実施例によれば油圧シリンダ
１とチエツク弁３との間に設けられた高速切換弁
５とオン・オフのデユーテイ比を変更することに
より、油圧ポンプ８により方向切換弁２を経由し
て矢印Ｃ方向に供給される圧油のうち油圧シリン
ダ１に達する量を調節し、ピストンロツド１ａお
よび刈取部１５の動作速度を変更することができ
る。しがつて第５図に示すような制御を行えば、
すなわち目標値迄高速で接近し、目標付近で緩や
かに接近させることで短時間で目標値に到達させ
ることができる。

油圧ポンプ８から方向切換弁２を通過する圧油
の量はアンロード弁１２により規制されるため油
圧シリンダ１に供給される油量の上限が限定され
る。また高速切換弁５はオリフイス６を介して設
置されているため高速切換弁５を通過する油圧量
の最大値が制御されている。したがつて油圧シリ
ンダ１から排出される単位時間当りの油量の上限
が限定される。これらのことからピストンロツド
１ａの矢印ＤおよびＥ方向の動作の最大速度が規
制されており、刈取部１５の動作が高速になりす
ぎることを防止している。

尚、方向切換弁２のうち少なくとも油タンク４
へのポートを閉鎖し、ソレノイドＳ１がオフ時に
油圧シリンダ１へのポートが閉じているように構
成すればチエツク弁３を省略することができる。

(g) 発明の効果 以上のようにこの発明によれば、弁制御手段を
用いて高速切換弁のオン・オフのデユーテイ比を
変更することにより油圧ポンプから油圧シリンダ
への圧油の流量および油圧シリンダから油タンク
への圧油の流量を変更し、可動部の移動速度を上
下両方向について制御することができる。しかも
追加される切換弁は一つであるためコストの上昇
はわずかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である農耕機用油圧
式昇降装置の油圧回路図、第２図は同農耕機用油
圧式昇降装置の制御部のブロツク図、第３図Ａ〜
Ｃおよび第４図Ａ〜Ｃは同農耕機用油圧式昇降装
置の一部を構成する方向切換弁と高速切換弁との
駆動状態と、油圧シリンダが有するとピストンロ
ツドの動作速度との関係を示す図、第５図は同方
向切換弁および高速切換弁の駆動の制御の一例を
示す図である。 １……油圧シリンダ、２……方向切換弁、５…
…高速切換弁、８……油圧ポンプ、１５……刈取
部（可動部）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 農耕機本体に対して上下方向に移動可能にし
   て設けられた可動部を所定の位置に昇降させる農
   耕機用油圧式昇降装置において、 前記可動部に連結されたピストンロツドを内部
   の圧油量に応じて長手方向に変位させる油圧シリ
   ンダと、圧油を供給する油圧ポンプと、油圧ポン
   プから供給された圧油を前記油圧シリンダに導く
   か否かを選択する方向切換弁と、この方向切換弁
   と油圧シリンダとの間に設置され、オン時にこの
   間の圧油を油タンクに逃がす高速切換弁と、この
   高速切換弁のオン・オフデユーテイ比を変更して
   油圧シリンダに連結した可動部の移動速度を変更
   する弁制御手段と、を備えてなる農耕機用油圧式
   昇降装置。