JPH0649128Y2 - 作業機用電磁比例コントロール弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、昇降させる作業機例えば農業用トラクタの対
地作業機を制御する作業機用電磁比例コントロール弁に
関する。

〔従来の技術〕

この種の電磁比例コントロール弁として例えば第６図に
示すもの（川崎重工技報・98号,1987年12月川崎重工業
株式会社技術研究所発行）は、負荷押上げ流量制御用の
上げ主弁101と、そのメインスプール102のパイロット圧
制御用の電磁比例減圧弁103と、ブリードオフ用圧力補
償弁104と、上げ主弁101からリフトシリンダ51への流体
流れのみ許容するチェック弁106とチェック弁106の下流
にあつて負荷押下げ流量制御用の下げ主弁107と、この
下げ主弁107のメインプランジヤ108のパイロット流量制
御用の電磁流量制御弁109からなる。

その作動を第７図〜第９図に示す作動説明図によつて説
明する。

〔Ｉ〕第７図は電磁比例減圧弁103のソレノイド110と電
磁流量制御弁09のソレノイド111の入力電流が共に零で
ある中立状態を示す。

この場合は、電磁比例減圧弁103の上げパイロット弁112
のスプール113はばね114により図示の状態にあり、ノッ
チ115は閉じノッチ116が開いているため、上げ主弁101
のメインスプール102の左端の室117はDrポート118に連
通し、圧力は零である。メインスプール102はばね119に
より左端（図示状態）にあり、ノッチ120,121が閉じノ
ッチ125が開いている。

圧力補償弁104のばね室123は通路124、ノッチ125、ばね
室126を経てDrポート118に通じているため、その圧力は
零であり、ポンプ127につながるＰポート128より流入し
た圧油はコンペンスプール129を右動させ、T₁ポート130
へバイパスしている。Ｐポート圧力はばね131によつて
のみ決まる圧力（アンロード圧力）となつている。

又、電磁流量制御弁109の下げパイロット弁135のスプー
ル136はばね137により図示の状態にあり、シート部138
が閉じているため、リフトシリンダ51につながるＣポー
ト139よりメインプランジヤ108の固定絞り140を通る流
量は零である。従つて、室141の圧力はＣポート圧と略
同圧であり、メインプランジヤ108はばね142のプリセッ
ト力により右端へ押し付けられ、シート部143が閉じ、T
₂ポート144への油の流れを遮断している。又、Ｃポート
139よりＰポート128、T₁ポート130、Drポート118への油
の流れはチェック弁106により遮断されている。

〔II〕電磁比例減圧弁103のソレノイド110に通電して行
う負荷押上げ流量制御を第８図について説明する。

ソレノイド110に通電すると、上げパイロット弁112のス
プール113が図示状態から左動し、減圧作動状態にな
る。即ち、通路145により導かれたＰポート圧力がノッ
チ115通過の際減圧され、ソレノイド入力電流に比例し
た２次圧力が室146に発生する。この２次圧力が室117に
導かれ上げ主弁101のメインスプール102はばね119に抗
して右動する。このため、ノッチ120,121が開くと共
に、ノッチ125が閉じる。

これによつて室147の圧力が圧力補償弁104のばね室123
に導かれるためコンペンスプール129は左動し、Ｐポー
ト128からタンクポート130への流路を閉じるため、Ｐポ
ート128より流入した油はノッチ120を通りチェック弁10
6のプランジヤ148を開きＣポート139を通りリフトシリ
ンダ51に流入して負荷を押上げる。

このとき、ノッチ120の上流圧（Ｐポート圧）はコンペ
ンスプール129の左端の室149に、下流圧（室147の圧
力）は室123に導かれているため、ノッチ120を通過する
油は負荷圧（Ｃポート圧）にかかわらず、ノッチ120の
開度に応じて変化し、余剰油はT₁ポート130より流出す
る。

〔III〕電磁流量制御弁109のソレノイド111に通電して
行う負荷押下げ流量制御を第９図について説明する。

ソレノイド111に通電すると、下げパイロット弁135のス
プール136が図示の状態から左動し、ノッチ150の開によ
り通路151はスプール136の通孔152を経て戻り通路153に
通じ、油の流れ（パイロット流量ｑ）が生じる。このパ
イロット油は通孔152に設けられた固定絞り154を通過し
てT₃ポート155へ流出するため室156の圧力P₃はパイロッ
ト流量ｑに応じて変化する。圧力P₃はスプール136を介
してソレノイド力と対抗するため、ソレノイド力に応じ
てパイロット流量ｑが制御される。

一方、パイロット流量ｑが下げ主弁107のメインプラン
ジヤ108に設けられた固定絞り140を通過するとき、メイ
ンプランジヤ108の前後に圧力差△Ｐが生じる。この圧
力差△Ｐがばね142と対抗してメインプランジヤ108に作
用するため、圧力差△Ｐに比例してメインプランジヤ10
8がストロークする。これによつてブッシュ157に設けら
れたメータリングポート158が開き、Ｃポート139からT₂
ポート144への負荷押下げ流量を制御する。

〔考案が解決しようとする課題〕

リフトシリンダ51に連結されたリフトアーム52に作業機
が装着されていない場合には、一般にＣポート139に発
生する圧力が非常に低くく、下げ主弁107が弁閉の状態
から開き始める圧力よりも低くなることが多い。このよ
うな場合には、電磁流量制御弁109のソレノイド111を励
磁しメインプランジヤ108の固定絞り140前後に差圧力を
生ぜしめても、下げ主弁107は開かないから、リフトア
ーム52を下げることができない。

又、リフトアーム52に取付けた作業機が非常に軽い場合
には、Ｃポート139に発生する圧力も低くく、メインプ
ランジヤ108をリフトできないか、リフトできたとして
もリフト量がごく小さいために、作業機の下降速度が遅
い。このため、作業開始が遅れる不都合がある。

本考案は前記の点に鑑みてなされたもので、簡潔且つ安
価な構成により前述の不都合を解消した作業機用電磁比
例コントロール弁の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために本考案においては、上げ指令
信号によりパイロット圧を生ぜしめる上げパイロット弁
と、ポンプとリフトシリンダとの間に介装され且つ前記
パイロット圧により作動してポンプからの作動液をリフ
トシリンダに導く上げ主弁及び下げ指令信号によりパイ
ロット圧を生ぜしめる下げパイロット弁と、リフトシリ
ンダとタンクとの間に介装され且つ下げパイロット弁の
パイロット圧により作動してリフトシリンダからの作動
液をタンクへ導く下げ主弁を含む作業機昇降制御装置に
おいて、ポンプとリフトシリンダのいずれか高圧側の圧
油を下げパイロット弁の圧油入口に導く高圧選択弁を設
けると共に、ポンプのアンロード圧力を、下げ主弁がそ
の圧油入口と出口とを連通する位置に変位するに必要な
圧力より高く設定したことを特徴とするものである。

〔作用〕

上げ・下げ指令信号共に零の中立状態では、上げ主弁、
下げ主弁共に弁閉となり、ポンプからの作動液は上げ主
弁の弁閉によりアンロードし、リフトシリンダは下げ主
弁の弁閉により負荷を停止状態に保つ。

この中立状態において、上げパイロット弁を指令信号で
作動すれば、上げ主弁は上げパイロット弁からのパイロ
ット圧によつて弁開となり、ポンプからの作動液をリフ
トシリンダに導くため、負荷が上昇する。

中立状態において、下げパイロット弁を指令信号で作動
すれば、高圧選択弁からのパイロット圧が下げパイロッ
ト弁を経て下げ主弁に作用し、下げ主弁は弁開となつて
リフトシリンダとタンクを連通し、負荷が速やかに下降
する。

前記高圧選択弁からパイロット圧は、リフトシリンダの
液圧力とポンプのアンロード圧力のいずれか高い方の圧
力であり、通常の負荷状態ではリフトシリンダの液圧力
がポンプのアンロード圧よりも高い。ところが、リフト
シリンダに作業機が取付けられていないとか、取付けら
れていても作業機が非常に軽い場合には、ポンプのアン
ロード圧力の方が高い場合があり、その時はポンプのア
ンロード圧力が下げパイロット弁を経て下げ主弁に作用
する。ポンプのアンロード圧力は、下げ主弁がその圧油
入口と出口とを連通する位置に変位するに必要な圧力よ
り高く設定されているため、負荷が非常に軽い場合であ
つても、負荷は速やかに下降する。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図の油
圧回路図において、１は負荷押上げ流量制御用の上げ主
弁で、電磁比例減圧弁２のソレノイド３が非励磁ではポ
ンプ４とＣポート５との連通を断ち、励磁でポンプ４の
吐出油を可変絞り６、チェック弁７、Ｃポート５を介し
てリフトシリンダ51に導く。８は上げ主弁１の上流に接
続された圧力補償弁である。10は負荷押下げ流量制御用
の下げ主弁で、電磁流量制御弁11のソレノイド12の非励
磁でＣポート５とT₂ポート13との連通を断ち、励磁でＣ
ポート５からの圧油を可変絞り14を介してT₂ポート13に
導く。15は高圧選択弁で、Ｐポート９の油圧とＣポート
５の油圧のうち高い方の油圧を、電磁流量制御弁11が励
磁された場合にのみ、下げパイロット弁25を経て下げ主
弁10のメインプランジヤ16に導く。

第２図は本実施例の中立時の状態を示す。電磁比例減圧
弁２のソレノイド３の入力電流が零のとき、上げパイロ
ット弁17の２次ポートはDrポート18に通じており、上げ
主弁１のメインスプール19はばね20により図示位置にあ
つて、Ｐポート９からＣポート５への通路を遮断してい
る。この場合、圧力補償弁８のばね室21は通路38、上げ
主弁１のばね室39、通路40を経てDrポート18に連通する
と共に、Ｐポート９からコンペンスプール23の通孔41を
通つて室43に流入した作動油がばね22に抗してコンペン
スプール23を押し上げ、ポンプ４からの作動油をT₁ポー
ト24へ排出する。Ｐポート９の圧力はばね22によつて決
まる圧力（アンロード圧力）となつている。

電磁流量制御弁11のソレノイド12の入力電流が零のとき
は、下げパイロット弁25のスプール26はばね27により図
示位置にあつて、高圧選択弁15からのパイロット圧油の
流入を断つ。このため、スプール26の通孔30に形成され
た固定絞り31の上流の圧力は零であり、下げ切換弁10の
メインプランジヤ16はばね32により図示位置にあつて、
Ｃポート５からT₂ポート13への通路を遮断するので、負
荷53を停止状態に保持する。

尚、Ｃポート５からT₃ポート28へのリークは下げ主弁10
のシート部34と下げパイロット弁25のシート部35によ
り、又、Ｃポート５からT₂ポート13へのリークはポペツ
ト42により最小にすると共に、Ｃポート５からＰポート
９、T₁ポート24、Drポート18へのリークはチェック弁７
により略零にしている。

次に、本実施例の負荷押上げ流量制御を第３図で説明す
る。電磁比例減圧弁２のソレノイド３に入力電流iuが印
加されると、上げパイロット弁17は減圧作動状態にな
る。即ち、Ｐポート９より導かれた１次側圧油がスプー
ル44の通孔45へ流入する際と通孔46から流出する際に減
圧され、２次側圧力は入力電流iuに比例した圧力とな
る。これにより上げ主弁１のメインスプール19はばね20
に抗して変位し、この変位量に応じて変化する可変絞り
６によりＰポート９からＣポート５への通路が形成され
る。同時に可変絞り６の下流の圧力（略Ｃポート５の圧
力に等しい）がメインスプール19の通孔47、通路48を経
て圧力補償弁８のばね室21に導かれるため、コンペンス
プール23が図において右動してＰポート圧力はオンロー
ドし、Ｐポート９より流入した作動油は可変絞り６を通
りチェック弁７を経てＣポート５へ流出する。

このとき、可変絞り６の上流圧（Ｐポート圧力）は圧力
補償弁８の室43に導かれ、可変絞り６の下流圧は室43と
反対側のばね室21に導かれているため、可変絞り６の前
後に発生する差圧はばね22によつて決まる一定の圧力と
なるため、可変絞り６を通過する流量は負荷圧（Ｃポー
ト圧力）にかかわらず、可変絞り６の開度に応じて変化
し、余剰油はT₁ポート24より流出する。

次に、負荷押下げ流量制御を第４図で説明する。Ｃポー
ト５の圧力がＰポート９の圧力より高い場合、電磁流量
制御弁11のソレノイド12に入力電流iDが印加されると、
下げパイロット弁25のスプール26が図示位置へ左動して
ポペツト50が開き、高圧選択弁15により選択されたＣポ
ート５からのパイロット圧油が可変絞り26a、ばね室4
8、スプール26の通孔30、固定絞り31を経てT₃ポート28
へ流れる。固定絞り31上流の圧力Piはパイロット流量に
応じて変化するが、下げパイロット弁25のスプール26を
介してソレノイド力に対抗している。このため、圧力Pi
はソレノイド力に比例した圧力となる。圧力Piは下げ主
弁10のばね32にメインプランジヤ16を介して対抗し、下
げ主弁10の変位量を制御するから、メータリングポート
36の開度が調整され、Ｃポート５よりT₂ポート13への流
量制御を行う。

尚、この時上げ側のソレノイド３の入力電流iuは零であ
り、Ｐポート９の圧力はアンロード圧力、本実施例では
7kgf/cm²（下げ主弁10がその圧油入口と出口とを連通す
る位置に変位するに必要な圧力より高い）である。従つ
て、通常の負荷状態であればＣポート５の圧力＞Ｐポー
ト９の圧力である。ところが、負荷が非常に軽く、Ｃポ
ート圧力＜Ｐポート圧力となつた場合には、第５図に示
すように、Ｐポート９のアンロード圧力が高圧選択弁15
を経て下げパイロット弁25に導かれ可変絞り26a、ばね
室48、通孔30、固定絞り31を経てT₃ポート28へ流れ、固
定絞り31上流のパイロット圧は前述のように下げ主弁10
のばね32と対抗し、下げ主弁10の変位量を制御するか
ら、メータリングポート36の開度が調整され、Ｃポート
５よりT₂ポート13への流出量が制御されて負荷53は所定
速度で速やかに下降する。

〔考案の効果〕 本考案は、以上説明したように構成されているので、下
記するような効果を奏する。

リフトシリンダのリフトアームに作業機が装着されてい
ないとか、作業機が装着されているが作業機が非常に軽
い等のため、リフトシリンダ側負荷圧力が非常に低くな
つても、下げ主弁はポンプからのアンロード圧をうけて
開き、負荷を速やかに下降することができる。従つて、
リフトアームに作業機を取付けていない場合には速やか
に作業機を取付けることができ、又、取付けた作業機が
非常に軽い場合でも速やかに作業を開始できる。しかも
前記するような効果は、従来品に高圧選択弁と、その圧
油出口を下げパイロット弁の圧油入口につなぐ通路を付
設する程度の簡潔で且つ安価な構成により達成できると
いう利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の油圧回路図、第２図は同中立
状態説明図、第３図は同上げ作動状態説明図、第４図及
び第５図はそれぞれ下げ作動状態説明図、第６図は従来
品の油圧回路図、第７図は同中立状態説明図、第８図は
同上げ作動状態説明図、第９図は同下げ作動状態説明図
である。 １……上げ主弁、４……ポンプ、10……下げ主弁、15…
…高圧選択弁、16……メインプランジヤ、17……上げパ
イロット弁、25……下げパイロット弁、51……リフトシ
リンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上げ指令信号によりパイロット圧を生ぜし
   める上げパイロット弁（17），（112）と、ポンプ
   （４），（127）とリフトシリンダ（51）との間に介装
   され且つ前記パイロット圧により作動してポンプ
   （４），（127）からの作動液をリフトシリンダ（51）
   に導く上げ主弁（１），（101）及び下げ指令信号によ
   りパイロット圧を生ぜしめる下げパイロット弁（25），
   （135）と、リフトシリンダ（51）とタンクとの間に介
   装され且つ下げパイロット弁（25），（135）のパイロ
   ット圧により作動してリフトシリンダ（51）からの作動
   液をタンクへ導く下げ主弁（10），（107）を含む作業
   機昇降制御装置において、ポンプ（４），（127）とリ
   フトシリンダ（51）のいずれか高圧側の圧油を下げパイ
   ロット弁（25）の圧油入口に導く高圧選択弁（15）を設
   けると共に、ポンプ（４）のアンロード圧力を、下げ主
   弁（10）がその圧油入口と出口とを連通する位置に変位
   するに必要な圧力より高く設定したことを特徴とする作
   業機用電磁比例コントロール弁。