JPH06337004A - 作業車の油圧アクチュエータ操作構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業装置駆動用の油圧アクチュエータに作動
油を給排操作する電磁比例弁を備え、操作レバーの操作
位置に応じて電磁比例弁に操作電流を流して、これを操
作するように構成した作業車の油圧アクチュエータ操作
構造において、操作レバーを中立停止位置に戻し操作し
た際の、作業装置の停止状態のバラ付きを少なくする。 【構成】 作業装置の作動速度を検出する速度センサー
を備えて、操作レバー２４が中立停止位置Ｎに操作され
た際に、作業装置が所定の低速度にまで減速すると、電
磁比例弁１９の操作電流を所定の低速度に対応する操作
電流Ｉ１に保持して、その後に作業装置を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機体に備えられた作業
装置駆動用の油圧アクチュエータに対して、作動油を給
排操作する流量制御可能な電磁比例弁、この電磁比例弁
の操作用で人為的に操作される人為操作具（操作レバー
や操作ペダル等）を備えて構成される作業車の油圧アク
チュエータ操作構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような作業車の油圧アクチュエー
タ操作構造の一例として、特開平２−２５６９０１号公
報に開示されているようなものがある。この構成では、
旋回駆動用の油圧モータ（前記公報の第１図中の１３）
（油圧アクチュエータに相当）、ポンプからの作動油を
給排操作して油圧モータを作動させる流量制御可能な電
磁比例弁（前記公報の第１図中の３）、操作レバー（前
記公報の第１図中の１４）（人為操作具に相当）、操作
レバーの操作位置を検出する位置センサー（前記公報の
第１図中の１８）を備えている。

【０００３】これにより、位置センサーの検出値に基づ
き前記公報の第２図に示すように、操作レバーを中立停
止位置に操作していると、電磁比例弁が中立位置に操作
されて油圧モータが停止している。そして、操作レバー
を中立停止位置から作動位置側に操作していくと、この
操作量が大きくなるほど電磁比例弁からの作動油の流量
が大きくなるように電磁比例弁に操作電流が流されて、
電磁比例弁が中立位置から作動油の供給位置側に操作さ
れていく。以上のように、操作レバーを中立停止位置か
ら大きく操作するほど、油圧モータが高速で作動するの
であり、操作レバーの操作位置により油圧モータを所望
の作動速度で作動させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の構成において操
作レバーをある操作位置に操作して油圧モータを作動さ
せている状態において、操作レバーを中立停止位置側に
戻し操作したとする。この場合、操作レバーの戻し操作
に応じて電磁比例弁も中立位置側に操作されて、操作レ
バーが中立停止位置に操作された際に、電磁比例弁も中
立位置に操作されて油圧モータが停止することになる。

【０００５】しかしながら、油圧モータに対して大きな
負荷や慣性が作用している場合（前記公報に示されるバ
ックホウにおいて、例えば旋回台に備えられているバッ
クホウ装置のバケットに土を多く入れている場合や、バ
ックホウ装置を大きく前方に延ばしてる場合等）や、電
磁比例弁から油圧モータに供給される作動油の流量が大
小に変化している場合等において、操作レバーが中立停
止位置に操作されて電磁比例弁も中立位置に操作された
際に、油圧モータが急激に停止したり、所望の停止位置
の手前で停止してしまったりと言うように、その停止状
態にバラ付きの生じることがある。本発明は油圧アクチ
ュエータに掛かる負荷や慣性、作動油の流量変化に左右
されることなく、できるだけ一定の状態で油圧アクチュ
エータが停止できるように構成することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うな作業車の油圧アクチュエータ操作構造において、次
のように構成することにある。つまり、 〔１〕機体に備えられた作業装置駆動用の油圧アクチュ
エータに、ポンプからの作動油を給排操作して、これを
作動させる流量制御可能な電磁比例弁と、人為的に操作
される人為操作具と、人為操作具の操作位置を検出する
位置センサーとを備えて、位置センサーの検出値に基づ
いて、人為操作具が中立停止位置に操作されていると電
磁比例弁を中立位置に操作し、且つ、中立停止位置から
作動位置側への人為操作具の操作量に対応して、この操
作量が大きくなるほど電磁比例弁からの作動油の流量が
大きくなるように、電磁比例弁に操作電流を流してこれ
を中立位置から作動油の供給位置側に操作する制御手段
を備えると共に、作業装置の作動速度を検出する速度セ
ンサーを備えて、人為操作具が作動位置から中立停止位
置に操作された際に、速度センサーの検出値が所定の低
速度に達すると、制御手段から出力される操作電流を所
定の低速度に対応する操作電流に保持する保持手段を備
えてある。

【０００７】〔２〕前項〔１〕の構成で保持手段により
電磁比例弁への操作電流が所定の低速度に対応する操作
電流に保持された状態において、速度センサーにより検
出される作業装置の作動速度が所定の低速度よりも低下
すると、電磁比例弁が流量増大側に操作されるように、
電磁比例弁への操作電流を変更操作する変更手段を備え
てある。

【０００８】

【作用】

〔Ｉ〕前項〔１〕のように構成すると例えば図４の一点
鎖線Ａ２に示すように、人為操作具２４を中立停止位置
Ｎ側に戻し操作していくと、電磁比例弁１９も流量減少
側に操作されて、作業装置の作動速度も減速していく。
この後、作業装置の作動速度が所定の低速度に達する
と、人為操作具２４の操作位置に関係なく、電磁比例弁
１９への操作電流がこのときの所定の低速度に対応する
操作電流Ｉ１に保持されるのであり、人為操作具２４が
中立停止位置Ｎに達すると、電磁比例弁１９も中立位置
に操作されて作業装置も停止する。

【０００９】この場合、作業装置が備えている慣性及び
負荷の大小やポンプから供給される作動油の流量等に関
係なく、作業装置の作動速度が予め決められた所定の低
速度にまで減速すると、この所定の低速度に対応する状
態に電磁比例弁を保持している。これにより、作業装置
の作動速度が前述の所定の低速度にある程度保持されて
から停止操作される状態となるので、各種の状態に関係
なく作業装置の停止状態をバラ付きのない一定のものに
設定できる。

【００１０】〔ＩＩ〕例えば作業装置に特に大きな負荷
が掛かっている場合には、人為操作具を中立停止位置側
に操作して、電磁比例弁への操作電流がこのときの所定
の低速度に対応する操作電流に保持された際に、大きな
負荷により作業装置の作動速度が前述の所定の低速度か
ら大きく減速して、作業装置が所望の停止位置の手前で
停止してしまうような場合がある。そこで、前項〔２〕
のように構成すると、作業装置の作動速度が前述の所定
の低速度よりも低下すると、電磁比例弁が流量増大側に
操作されて、作業装置の作動速度の低下が抑えられるの
である。

【００１１】

【発明の効果】以上のように人為操作具を中立停止位置
に戻し操作した場合、この戻し操作に単純に追従するよ
うに電磁比例弁を操作するのではなく、請求項１のよう
に所定の低速度に対応する状態に電磁比例弁を一時的に
保持することにより、各種の状態に関係なく作業装置の
停止状態をバラ付きのない一定のものに設定できるよう
になった。これにより、作業装置の停止操作時の安定化
を図ることができるようになる。

【００１２】請求項２のように構成すると、所定の低速
度に対応する状態に電磁比例弁を一時的に保持した場合
に、大きな負荷により作業装置が所望の停止位置の手前
で停止してしまうような事態も防止できるので、作業装
置の停止操作時の安定化をさらに図ることができるよう
になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （１）図１に示すように、左右一対の前輪１及び後輪２
で支持された機体の前部にエンジン３、中央に操縦部
４、後部にミッションケース５を備えて作業車の一例で
ある農用トラクタを構成しており、機体の前部にドーザ
装置６、機体の後部にバックホウ装置７（作業装置に相
当）をアタッチメントとして備えている。

【００１４】次に、バックホウ装置７について説明す
る。図１に示すようにミッションケース５の後部に連結
される支持部８、この支持部８の縦軸芯Ｐ１周りに左右
一対の油圧シリンダ９，１０（油圧アクチュエータに相
当）により揺動操作されるスイングブラケット１１、こ
のスイングブラケット１１の横軸芯Ｐ２周りに油圧シリ
ンダ１５により揺動操作されるブーム１２、このブーム
１２の先端の横軸芯Ｐ３周りに油圧シリンダ１６により
揺動操作されるアーム１３、このアーム１３の先端の横
軸芯Ｐ４周りに油圧シリンダ１７により揺動操作される
バケット１４、油圧シリンダ３４により昇降操作される
左右一対のアウトリガー３３、並びに、支持部８に固定
されている操縦部１８等によりバックホウ装置７を構成
している。

【００１５】（２）次に、バックホウ装置７の操作構造
について説明する。図３に示すようにスイングブラケッ
ト１１用の一対の油圧シリンダ９，１０に対する電磁比
例弁１９、ブーム１２用の油圧シリンダ１５に対する制
御弁２０、アウトリガー３３用の油圧シリンダ３４に対
する一対の制御弁３５、アーム１３用の油圧シリンダ１
６に対する制御弁２１、及びバケット１４用の油圧シリ
ンダ１７に対する制御弁２２が備えられている。電磁比
例弁１９はセンターバイパス型式で中立復帰型であり、
制御弁２０，２１，２２，３５はセンターバイパス型式
で機械操作式である。そして、電磁比例弁１９及び制御
弁２０，２１，２２，３５がポンプ２５に対して並列的
に接続されている。

【００１６】図１及び図３に示すようにバックホウ装置
７の操縦部１８に前後左右に操作自在な右操作レバー２
３と左操作レバー２４（人為操作具に相当）が備えられ
ていおり、右操作レバー２３とブーム１２用の制御弁２
０及びバケット１４用の制御弁２２とが機械的に連動連
結されている。これにより、右操作レバー２３を前後に
操作すると制御弁２０が切換操作されて、ブーム１２が
揺動操作されるのであり、右操作レバー２３を左右に操
作すると制御弁２２が切換操作されて、バケット１４が
揺動操作される。

【００１７】左操作レバー２４とアーム１３用の制御弁
２１とが機械的に連動連結されており、左操作レバー２
４を前後に操作すると制御弁２１が切換操作されてアー
ム１３が揺動操作される。そして、左操作レバー２４の
左右方向の操作位置を検出する位置センサー２６が備え
られて、位置センサー２６の検出値が制御装置２７（制
御手段に相当）に入力されている。左操作レバー２４を
左右に操作すると位置センサー２６の検出値に基づき、
制御装置２７からの操作電流により電磁比例弁１９が操
作されて、スイングブラケット１１が左右に揺動操作さ
れるのである。

【００１８】（３）次に、バックホウ装置７におけるス
イングブラケット１１の操作について説明する。図２
（イ）及び図１に示すようにバックホウ装置７の支持部
８の縦軸芯Ｐ１周りに、スイングブラケット１１が左右
に揺動自在に支持されており、縦軸芯Ｐ１を挟んで左右
一対の複動型の油圧シリンダ９，１０が、スイングブラ
ケット１１に接続されている。図２（イ）及び図３に示
すように、電磁比例弁１９からの一対の油路２８，２９
のうちの一方の油路２８が、一方の油圧シリンダ９の伸
長側の油室９ａと、他方の油圧シリンダ１０の収縮側の
油室１０ｂに並列的に接続されており、他方の油路２９
が一方の油圧シリンダ９の収縮側の油室９ｂと、他方の
油圧シリンダ１０の伸長側の油室１０ａに並列的に接続
されている。

【００１９】図２（イ）に示す状態はスイングブラケッ
ト１１を左右中央に位置させている状態である。この状
態から例えば電磁比例弁１９から油路２８に作動油を供
給すると、一方の油圧シリンダ９が伸長し始め他方の油
圧シリンダ１０が収縮し始めて、スイングブラケット１
１が左に揺動し始める。

【００２０】そして、図２（ロ）に示すように一方の油
圧シリンダ９が縦軸芯Ｐ１上に達すると、この油圧シリ
ンダ９がストロークエンド付近にまで伸長することにな
る。これにより、他方の油圧シリンダ１０の収縮作用に
よって、この油圧シリンダ１０の伸長側の油室１０ａか
ら排出される作動油が、油圧シリンダ９の収縮側の油室
９ｂに供給されてこの油圧シリンダ９も収縮し、図２
（ハ）に示すようにスイングブラケット１１が左側の揺
動端部に達するのである。以上の状態は、スイングブラ
ケット１１を右に揺動操作する場合にも、同様に生じ
る。

【００２１】（４）次に、左操作レバー２４によるスイ
ングブラケット１１用の油圧シリンダ９，１０の制御に
ついて説明する。 （４）−１ 左操作レバー２４の左右の操作位置を検出する位置セン
サー２６の検出値と、油圧シリンダ９，１０用の電磁比
例弁１９への操作電流とは、制御装置２７において図４
の実線Ａ１に示すような関係に設定されている。

【００２２】これにより、左操作レバー２４が中立停止
位置Ｎに操作されていると、電磁比例弁１９への操作電
流を零として、電磁比例弁１９を自身の中立復帰作用で
中立位置に操作しておき、油圧シリンダ９，１０を停止
させる。次に、左操作レバー２４を中立停止位置Ｎから
右揺動位置Ｒ（作動位置に相当）又は左揺動位置Ｌ（作
動位置に相当）に操作していくと、中立停止位置Ｎから
右又は左揺動位置Ｒ，Ｌ側への左操作レバー２４の操作
量に対応して、この操作量が大きくなるほど電磁比例弁
１９からの作動油の流量が大きくなるように、電磁比例
弁１９への操作電流が大きくなるように設定されてい
る。

【００２３】そして、実線Ａ１の中立停止位置Ｎ側の前
半の傾斜を緩やかに設定し、右又は左揺動位置Ｒ，Ｌ側
の後半の傾斜を大きなものに設定している。これによ
り、油圧シリンダ９，１０が比較的低速で作動する中立
停止位置Ｎ側の前半において、左操作レバー２４による
微妙な速度変更が行えるようにしている。

【００２４】（４）−２ 次に、左操作レバー２４を右又は左揺動位置Ｒ，Ｌ側の
操作位置に操作している状態から中立停止位置Ｎに戻し
操作した場合について説明する。図２（イ）及び図３に
示すようにスイングブラケット１１の位置を検出するポ
テンショメータ３０（速度センサーに相当）を備えてお
り、このポテンショメータ３０の検出値を微分処理する
ことで、スイングブラケット１１の揺動速度を検出して
いる。

【００２５】左操作レバー２４を右又は左揺動位置Ｒ，
Ｌ側の操作位置に操作して、スイングブラケット１１が
ある揺動速度で揺動していたとする。この状態から図４
の一点鎖線Ａ２に示すように左操作レバー２４を中立停
止位置Ｎ側に戻し操作していくと、電磁比例弁１９の操
作電流も落とされて、これに伴いスイングブラケット１
１の揺動速度も減速していく。

【００２６】左操作レバー２４が中立停止位置Ｎの少し
手前に達した状態において、スイングブラケット１１の
揺動速度が所定の低速度に達すると、図４の一点鎖線Ａ
２に示すように左操作レバー２４の操作位置に関係な
く、電磁比例弁１９への操作電流がこのときの所定の低
速度に対応する操作電流Ｉ２に保持される（保持手段に
相当）。その後、左操作レバー２４が中立停止位置Ｎに
達すると、電磁比例弁１９への操作電流が零に落とされ
てスイングブラケット１１が停止する。

【００２７】この構成において、バックホウ装置７のバ
ケット１４に多くの土を入れている場合や、バックホウ
装置７のブーム１２及びアーム１３を後方に大きく延ば
している場合、エンジン３の回転数が高くポンプ２５か
ら電磁比例弁１９に供給される作動油の流量が大きい場
合等では、スイングブラケット１１を揺動操作している
際に、バックホウ装置７自身が大きな慣性を備えてい
る。

【００２８】従って、この状態で左操作レバー２４を中
立停止位置Ｎ側に操作した場合、スイングブラケット１
１の揺動速度はすぐには減速しないので、図４の操作電
流Ｉ２に対応する左操作レバー２４の操作位置よりも中
立停止位置Ｎ側の操作位置において、スイングブラケッ
ト１１の揺動速度が所定の低速度に達する。これによ
り、電磁比例弁１９への操作電流がこのときの所定の低
速度に対応する操作電流Ｉ１（前述の操作電流Ｉ２より
も低い）に保持されるのであり（保持手段に相当）、左
操作レバー２４が中立停止位置Ｎに達すると、電磁比例
弁１９への操作電流が零に落とされてスイングブラケッ
ト１１が停止するのである。

【００２９】逆に、この構成においてバックホウ装置７
のバケット１４に何も入れていない場合や、バックホウ
装置７のブーム１２及びアーム１３を機体側に小さく折
り畳んでいる場合、エンジン３の回転数が低くポンプ２
５から電磁比例弁１９に供給される作動油の流量が小さ
い場合等では、スイングブラケット１１を揺動操作して
いる際に、バックホウ装置７自身は大きな慣性を備えて
いない。

【００３０】従って、この状態で左操作レバー２４を中
立停止位置Ｎ側に操作した場合、スイングブラケット１
１の揺動速度はすぐに減速するので、図４の操作電流Ｉ
２に対応する左操作レバー２４の操作位置よりも手前の
操作位置において、スイングブラケット１１の揺動速度
が所定の低速度に達する。これにより、電磁比例弁１９
への操作電流がこのときの所定の低速度に対応する操作
電流Ｉ３（前述の操作電流Ｉ２よりも高い）に保持され
るのであり（保持手段に相当）、左操作レバー２４が中
立停止位置Ｎに達すると、電磁比例弁１９への操作電流
が零に落とされてスイングブラケット１１が停止するの
である。

【００３１】（４）−３ 例えばスイングブラケット１１を揺動操作してバケット
１４の横側面で地面の土を一方に寄せるような操作を行
うと、スイングブラケット１１の揺動操作に対して大き
な負荷が掛かることになる。このような場合には前項
（４）−２の構成であると、図５の一点鎖線Ａ３に示す
ように左操作レバー２４を中立停止位置Ｎ側に操作し
て、電磁比例弁１９への操作電流がこのときの所定の低
速度に対応する操作電流Ｉ４に保持された際に、バケッ
ト１４に掛かる大きな負荷によりスイングブラケット１
１の揺動速度が前述の所定の低速度から大きく減速され
て、所望の停止位置の手前でスイングブラケット１１が
停止してしまうような場合がある。

【００３２】このような場合、ポテンショメータ３０に
より検出されるスイングブラケット１１の揺動速度が前
述の所定の低速度よりも低下すると、図５の一点鎖線Ａ
３に示すように保持されている操作電流Ｉ４が少し高め
られて電磁比例弁１９が流量増大側に操作され、スイン
グブラケット１１の揺動速度の減速が抑えられるのであ
る。そして、スイングブラケット１１の揺動速度が前述
の所定の低速度に復帰すると、そのときの操作電流Ｉ５
に保持されるのである。

【００３３】〔別実施例〕本発明はバックホウ装置７の
スイングブラケット１１に対してばかりでなく、バック
ホウ装置７のブーム１２やアーム１３等にも適用でき
る。そして、本発明はバックホウ装置７ばかりではな
く、ドーザ装置６や他の作業装置にも適用できる。

【００３４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】農用トラクタ、ドーザ装置及びバックホウ装置
の全体側面図

【図２】バックホウ装置のスイングブラケットの各揺動
状態を示す平面図

【図３】バックホウ装置の油圧回路図

【図４】左操作レバーの操作位置と電磁比例弁への操作
電流との関係を示し、左操作レバーを中立停止位置側に
操作して、操作電流が所定の低速度に対応する値に保持
された状態を示す図

【図５】左操作レバーの操作位置と電磁比例弁への操作
電流との関係を示し、左操作レバーを中立停止位置側に
操作して操作電流が保持された場合に、バックホウ装置
が減速し過ぎて再び操作電流が高められた状態を示す図

【符号の説明】

７ 作業装置 ９，１０ 油圧アクチュエータ １９ 電磁比例弁 ２４ 人為操作具 ２５ ポンプ ２６ 位置センサー ２７ 制御手段 ３０ 速度センサー Ｎ 人為操作具の中立停止位置 Ｒ，Ｌ 人為操作具の作動位置 Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４ 操作電流

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体に備えられた作業装置（７）駆動用
   の油圧アクチュエータ（９），（１０）に、ポンプ（２
   ５）からの作動油を給排操作して、これを作動させる流
   量制御可能な電磁比例弁（１９）と、人為的に操作され
   る人為操作具（２４）と、前記人為操作具（２４）の操
   作位置を検出する位置センサー（２６）とを備えて、 前記位置センサー（２６）の検出値に基づいて、前記人
   為操作具（２４）が中立停止位置（Ｎ）に操作されてい
   ると前記電磁比例弁（１９）を中立位置に操作し、且
   つ、中立停止位置（Ｎ）から作動位置（Ｒ），（Ｌ）側
   への前記人為操作具（２４）の操作量に対応して、この
   操作量が大きくなるほど前記電磁比例弁（１９）からの
   作動油の流量が大きくなるように、前記電磁比例弁（１
   ９）に操作電流を流してこれを中立位置から作動油の供
   給位置側に操作する制御手段（２７）を備えると共に、 前記作業装置（７）の作動速度を検出する速度センサー
   （３０）を備えて、前記人為操作具（２４）が作動位置
   （Ｒ），（Ｌ）から中立停止位置（Ｎ）に操作された際
   に、前記速度センサー（３０）の検出値が所定の低速度
   に達すると、前記制御手段（２７）から出力される操作
   電流を前記所定の低速度に対応する操作電流（Ｉ１），
   （Ｉ２），（Ｉ３），（Ｉ４）に保持する保持手段を備
   えてある作業車の油圧アクチュエータ操作構造。
2. 【請求項２】 前記保持手段により前記電磁比例弁（１
   ９）への操作電流が前記所定の低速度に対応する操作電
   流（Ｉ１），（Ｉ２），（Ｉ３），（Ｉ４）に保持され
   た状態において、前記速度センサー（３０）により検出
   される作業装置（７）の作動速度が前記所定の低速度よ
   りも低下すると、前記電磁比例弁（１９）が流量増大側
   に操作されるように、前記電磁比例弁（１９）への操作
   電流を変更操作する変更手段を備えてある請求項１記載
   の作業車の油圧アクチュエータ操作構造。