ローダ作業機の油圧回路及びその油圧制御方法
【課題】ブームシリンダに供給可能な作動油をブーム制御弁から作業具制御弁へ一部短絡させて、作業具の掬い動作を全速で行いながらブームの下降速度を遅くする。
【解決手段】ブーム２を昇降させるブームシリンダ３用のブーム制御弁４と、ブーム制御弁４の下流側であって作業具５を掬い・ダンプさせる作業具シリンダ６用の作業具制御弁７とを備え、制御弁４、７に、水平線に対する作業具５の姿勢を維持しながらブーム２を上昇させる平行制御手段８と、作業具５を底面接地姿勢にすべく掬い動作させながらブーム２を下降させる水平接地制御手段９とを設け、ブーム制御弁４は、水平接地制御手段９の作動時にブームシリンダ３に供給可能な作動油の一部を、ブーム制御弁４のバイパスラインＰＢ１から作業具制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡させ且つブームシリンダ３を作動させた後の作動油に合流させて作業具制御弁７に供給する分流手段１０を有している。
【解決手段】ブーム２を昇降させるブームシリンダ３用のブーム制御弁４と、ブーム制御弁４の下流側であって作業具５を掬い・ダンプさせる作業具シリンダ６用の作業具制御弁７とを備え、制御弁４、７に、水平線に対する作業具５の姿勢を維持しながらブーム２を上昇させる平行制御手段８と、作業具５を底面接地姿勢にすべく掬い動作させながらブーム２を下降させる水平接地制御手段９とを設け、ブーム制御弁４は、水平接地制御手段９の作動時にブームシリンダ３に供給可能な作動油の一部を、ブーム制御弁４のバイパスラインＰＢ１から作業具制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡させ且つブームシリンダ３を作動させた後の作動油に合流させて作業具制御弁７に供給する分流手段１０を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントローダ、トラックローダ等のローダ作業機の油圧回路及びその油圧制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントローダのバケットをダンプした後に、バケットを掬い動作させながらブームを下降させ、接地したときにバケットの底面が水平状態になる水平制御を行うフロントローダのバケット水平制御装置が知られている。
このバケット水平制御装置は、ブームシリンダ用の電磁弁の下流側にバケットシリンダ用の電磁弁が接続され、水平線に対するバケット底面の傾きを検出する検出器を備えており、この検出器からの信号を利用することによって、水平制御を開始した後は、ブーム下降中であっても常にバケット底面を水平に保つように構成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−１０２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のバケット水平制御装置は、ブーム高さやバケットのダンプ角にかかわらず、各シリンダに供給される作動油が全量確保されるため、ブーム及びバケットは、それぞれ全速で動くこととなる。
したがって、バケットが大きくダンプ側へ傾斜していると、ブームを下降させてバケット底面が前傾状態から接地時に略水平状態となる前に、ブームが最下位置に到達してしまい、前傾したバケットが地面に突っ込む虞がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて、ブームを下降して水平接地制御をする際にブームシリンダに供給可能な作動油の一部をブーム制御弁から作業具制御弁へ短絡させる分流手段を設けることで、作業具に全速で掬い動作させながらブームの下降速度を遅くして、接地するときの作業具の突っ込みを防ぐことができるローダ作業機の油圧回路を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、ブームを下降して水平接地制御をする際にブームを上昇位置から最下位置まで下降させる時間を、作業具をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間と略同一にすることで、接地時に前傾した作業具が地面に突っ込むことを防止するができるローダ作業機の油圧制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
第１に、ブーム２を昇降させるブームシリンダ３用のブーム制御弁４と、このブーム制御弁４の下流側に接続されていてブーム２先端の作業具５を掬い・ダンプさせる作業具シリンダ６用の作業具制御弁７とを備え、前記ブーム制御弁４と作業具制御弁７とに、水平線に対して作業具５を一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御手段８と、上昇位置でダンプした作業具５を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム２を最下位置まで下降させる水平接地制御手段９とを設けており、
前記ブーム制御弁４は、前記水平接地制御手段９の作動時にブームシリンダ３に供給可能な作動油の一部を、前記ブーム制御弁４のバイパスラインＰＢ１から作業具制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡させ且つ前記ブームシリンダ３を作動させた後の作動油に合流させることで作業具制御弁７に供給する分流手段１０を有している特徴とする。
【０００８】
第２に、前記分流手段１０は、前記水平接地制御手段９の作動開始時における作業具５のダンプ側への傾斜角度βが大きいほど、前記作業具制御弁７へ短絡させる作動油の油量を多く設定していることを特徴とする。
第３に、ブーム制御弁４でブームシリンダ３を介してブーム２を昇降させ、前記ブーム制御弁４の下流側に接続されている作業具制御弁７で作業具シリンダ６を介してブーム２先端の作業具５を掬い・ダンプさせ、前記ブーム制御弁４と作業具制御弁７とで、水平線に対して作業具５を一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御を行い、上昇位置でダンプした作業具５を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム２を最下位置まで下降させる水平接地制御を行うローダ作業機の油圧制御方法であって、
前記水平接地制御時に、前記ブーム２を上昇位置から最下位置まで下降させる時間Ｔ１を、前記作業具５をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間Ｔ２と略同一にすることを特徴とする。
【０００９】
第４に、前記水平接地制御の開始時における作業具５のダンプ側への傾斜角度βが大きいほど、前記ブーム２を上昇位置から最下位置まで下降させる時間Ｔ１を長くすることを特徴とする。
前記特徴を有するローダ作業機の油圧回路及びその油圧制御方法は次のような作用を奏する。
【００１０】
ブーム制御弁４に、水平接地制御手段９の作動時にブームシリンダ３に供給可能な作動油の一部をブーム制御弁４から作業具制御弁７へ短絡させる分流手段１０を設けることで、作動油がブーム制御弁４のバイパスラインＰＢ１から作業具制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡し、作業具シリンダ６に供給可能な作動油を全量確保しながら、ブームシリンダ３に供給する油量を抑えることができ、作業具５の掬い動作は全速で行うと同時にブーム２の下降速度を遅くすることが可能となり、作業具５が底面接地姿勢となる前にブーム２が最下位置に到達することを防いで、作業具５の突っ込みをなくすことができる。
【００１１】
また、水平接地制御手段９の作動開始時における作業具５の傾斜角度βが大きいほど、作業具制御弁７へ短絡させる作動油の油量を多くすることで、作業具５の傾斜角度βに応じて、作業具シリンダ６に供給する作動油を全量確保しつつブームシリンダ３に供給する油量を調節することができ、様々な作業具５の傾斜角度βに対しても、作業具５が突っ込むことがないようにブーム２の下降速度をコントロールできる。
【００１２】
さらに、水平接地制御時におけるブーム２の最下位置までの時間Ｔ１と作業具５の底面接地姿勢までの時間Ｔ２とを略同一にすることで、作業具５が前傾（ダンプ）した状態で接地することがなくなり、作業具５が地面に突っ込むことを防止できる。
そして、水平接地制御の開始時における作業具５の傾斜角度βが大きいほど、ブーム２の最下位置までの下降時間Ｔ１を長くすることで、様々な大きさの傾斜角度βに対しても、作業具５の突っ込み防止が実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るローダ作業機の油圧回路によれば、ブームを下降して水平接地制御をする時にブームシリンダに供給可能な作動油をブーム制御弁から作業具制御弁へ一部短絡させることで、作業具制御弁に流す作動油を全量確保して作業具の掬い動作をたえず同じ速度で行いながら、ブームの下降速度のコントロールを容易に実現できる。
本発明に係るローダ作業機の油圧制御方法によれば、ブームを下降させて水平接地制御をする時にブームの最下位置までの下降時間と作業具の底面接地姿勢にするまでの時間と略同一にすることで、接地するときの作業具の突っ込みを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るローダ作業機の油圧回路の概要図である。
【図２】油圧回路のローダ油圧制御部の説明図である。
【図３】ローダ油圧制御部の要部の断面図である。
【図４】作業具角度とブーム角度との関係を表すグラフである。
【図５】ローダ作業機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図５は、本発明に係る油圧回路１を適用したフロントローダ付きトラクタ（ローダ作業機２１）を示すものであって、ローダ作業機２１は、トラクタ２２の前部にフロントローダ２３が装着されている。
前記トラクタ２２は、エンジン、クラッチハウジング、ミッションケース等を直結して車体２４が構成され、この車体２４に左右一対の前輪２５及び後輪（図示省略）が設けられて走行可能とされている。また、車体２４の前部には、エンジン等を覆うボンネット２６が設けられている。
【００１６】
このボンネット２６の後方の車体２４上にキャビン（図示省略）が搭載され、このキャビン内には、図示しない運転席やハンドル、操作レバー等の操縦部が配備されている。
図５に示された如く、前記フロントローダ２３は、左右一対の取付フレーム２７と、この取付フレーム２７に基端（後端）側がブーム支軸２８でそれぞれ枢支された左右一対のブーム２と、このブーム２の中途部と前記取付フレーム２７との間に介装され且つブーム２を昇降させる左右一対のブームシリンダ３と、前記左右のブーム２の先端（前端）間に亘ってバケット支軸（作業具支軸）２９で枢支されたバケット（作業具）５と、このバケット５と前記ブーム２中途部との間に介装され且つバケット５を掬い・ダンプ（掬い動作とダンプ動作とを）させる左右一対のバケットシリンダ（作業具シリンダ）６とを有している。
【００１７】
前記ローダ作業機２１は、バケット５の水平線（水平方向）に対する傾斜角度β（絶対角度）を検出するバケット傾斜角度検出手段（作業具傾斜角度検出手段）３０を有している。
このバケット傾斜角度検出手段３０は、ブーム２の取付フレーム２７に対する相対揺動角度を検知するブーム角度センサ３１と、バケット５のブーム２に対する相対揺動角度を検出するバケット角度センサ（作業具角度センサ）３２とを備え、ブーム角度センサ３１で検出した揺動角度とバケット角度センサ３２で検出した傾斜角度とから、バケット５の絶対角度βを算出する。
【００１８】
なお、ブーム角度センサ３１はブーム支軸２８に、バケット角度センサ３２はバケット支軸２９に取り付けられたロータリエンコーダによって構成されている。
前記取付フレーム２７は、車体２４に設けられたブーム支持部材であり、それぞれ車体２４から左右方向外方に突設された支持台３３と、この支持台３３の左右方向外端部に上方突出状に取り付けられたメインフレーム３４とを備えており、これらは、車体２４の左右両側に設置されている。
【００１９】
前記ブーム２は、その基端側（後端側）が前記取付フレーム２７上部に左右方向のブーム支軸２８廻りに回動自在に枢支連結されていて昇降（上下揺動）自在とされている。左右一対のブーム２は、ボンネット２６の左右両側に配置されており、ブーム２はその中途部が円筒状等のブーム連結体３５によって相互に連結されている。
前記ブームシリンダ３は、ブーム２下面側の中途部と取付フレーム２７の上下方向中途部とにわたって左右それぞれに介装されている。この左右ブームシリンダ３の伸縮によってブーム２が上下に揺動可能とされている。
【００２０】
詳しくは、ブームシリンダ３は、複動式油圧シリンダであって、図５に示すように、シリンダロッド側のシリンダ室３ａに作動油が流入して、ブームシリンダ３が収縮したときにはブーム２を下降させる（図５中の実線参照）。一方、シリンダロッドとは反対側（ボトム側）のシリンダ室３ｂに作動油が流入した場合にはブームシリンダ３は伸張し、このときにはブーム２は上昇する（図５中の１点鎖線参照）。
【００２１】
前記バケット５は、背面下部がブーム２の先端側（前端側）にバケット支軸２９廻りに揺動自在に枢支連結されており、前記バケットシリンダ６の伸縮によって前後傾自在（掬い動作とダンプ動作とが可能）とされている。
このバケットシリンダ６は、ブーム２上面側の中途部とバケット５の背面上部とにわたって左右それぞれに介装されている。この左右バケットシリンダ６の伸縮によってバケット５が掬い・ダンプ可能とされている。
【００２２】
ここでバケットシリンダ６も、ブームシリンダ３と同様に複動式油圧シリンダであって、図５に示すように、シリンダロッド側のシリンダ室６ａに作動油が流入して、バケットシリンダ６が収縮したときにはブーム２を掬い動作（つまり、後傾）させる（図５中の２点鎖線参照）。
また、ボトム側のシリンダ室６ｂに作動油が流入した場合にはバケットシリンダ６は伸張し、このときにはバケット５はダンプ（前傾）する（図５中の１点鎖線参照）。
【００２３】
図１は、ブーム２及びバケット５を動作させるためのローダ作業機の油圧回路１を示しており、この油圧回路１は、フロントローダ２３用のローダ油圧制御部４１と、後述のブームスプール４４及びバケットスプール４７の切り換え位置を調整するコントローラ４３とを有している。
前記ローダ油圧制御部４１は、図示省略の操作レバーの操作に応じてブームシリンダ３とバケットシリンダ６とを制御するもので、ブームシリンダ３用のオープンセンタ式ブーム制御弁４と、このブーム制御弁４の下流側に接続されたバケットシリンダ６用のオープンセンタ式バケット制御弁（作業具制御弁）７と、電磁比例減圧弁５１〜５４とを備えている（図１参照）。
【００２４】
なお、ローダ油圧制御部４１は、ブーム２やバケット５等の駆動用第１ポンプ４５と、パイロット用第２ポンプ４６とを有しており、この第２ポンプ４６から供給されるパイロット用の作動油は、前記電磁比例減圧弁５１〜５４によって適切な油量に調整された後、前記ブーム制御弁４及びバケット制御弁７を流れる作動油の向きや油量をコントロールする。
【００２５】
前記ブーム制御弁４は、ブームスプール４４をスライドさせて下げ位置４ａ、ニュートラル位置４ｂ、上げ位置４ｃに切換可能であって、ブームスプール４４のスライド量は、前記コントローラ４３によって電磁比例減圧弁５１、５２を制御し、任意の位置に調整できるように構成されている。このブームスプール４４がニュートラル位置４ｂに切り換わったときは、ポートＰからの作動油をバイパスラインＰＢ１を経てそのままバケット制御弁７側に供給する。
【００２６】
前記ブームスプール４４が下げ位置４ａに切り換わったときには、作動油は、逆止弁を有するメインラインＰＰ１を通り、ポートＡ１を介してブームシリンダ３のロッド側シリンダ室３ａに供給され、ブームシリンダ３のロッドが引っ込む。ロッドが引っ込んだ際にボトム側シリンダ室３ｂから流出する戻り油は、ポートＢ１とを通ってバケット制御弁７側に供給される。
【００２７】
逆に、ブームスプール４４が上げ位置４ｃにあるときは、作動油は、メインラインＰＰ１を通り、ブームシリンダ３のボトム側シリンダ室３ｂに供給され、ブームシリンダ３のロッドが延出することとなる。その際の戻り油は、ロッド側シリンダ室３ａから出た後にバケット制御弁７側に供給される。
前記バケット制御弁７も、ブーム制御弁４と同様に、バケットスプール（作業具スプール）４７をスライドさせてダンプ位置７ａ、ニュートラル位置７ｂ、掬い位置７ｃに切換可能であり、バケットスプール４７のスライド量も、コントローラ４３によって電磁比例減圧弁５３、５４を制御し、任意の位置に調整できるように構成されている。このバケットスプール４７がニュートラル位置７ｂのときは、ブーム制御弁４からの作動油はバイパスラインＰＢ２を経てそのままポートＰＢへ流れる。
【００２８】
バケットスプール４７がダンプ位置７ａのときは、作動油が逆止弁を有するメインラインＰＰ２を通るとともに、バケットシリンダ６内でピストン接触面積の違いによって圧力差が生じるため、作動油は、ロッド側シリンダ室６ａからポートＢ２、Ａ２を経てボトム側シリンダ室６ｂに流れ込む。
一方、バケットスプール４７が掬い位置７ｃのときは、作動油がメインラインＰＰ２を通り、ポートＢ２を介してバケットシリンダ６のロッド側シリンダ室６ａに供給される。
【００２９】
図１、２に示された前記コントローラ４３は、ブーム角度センサ３１及びバケット角度センサ３２からの出力信号に基づいて、ローダ油圧制御部４１のブームスプール４４及びバケットスプール４７のそれぞれのスライド量をコントロールするものであって、マイコン等によって構成されている。
つまり、このコントローラ４３が、ブームシリンダ３及びバケットシリンダ６へ供給される作動油（流入出するシリンダ室や油量）を制御しており、バケット５を水平線に対して一定姿勢（絶対角度βを所定値）に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御と、上昇位置でダンプしたバケット５を底面接地姿勢（接地したバケット５の底面が略水平となる姿勢）にするべく掬い動作させながらブーム２を最下位置まで下降させる水平接地制御とを行っている。
【００３０】
平行制御を行う際には、バケット５の姿勢を操作せずにブーム２の上昇させれば、バケット５は自然と後傾するため、バケット５の絶対角度βを一定に保つためには、ローダ油圧制御部４１のブームスプール４４を上げ位置４ｃにセットし、バケットスプール４７をダンプ位置７ａにセットすることとなる。
このとき、コントローラ４３は、ブーム２のブーム角度α（ブーム角度センサ３１の出力信号）に応じてバケットスプール４７のスライド量を調整し、バケットシリンダ６のボトム側シリンダ室６ｂに適切な量の作動油を供給する。
【００３１】
作動油の油量調整は、バケットスプール４７のスライド量を変化させることによって、バケットスプール４７のダンプ位置７ａの太軸部分に形成されたノッチ（溝）から作動油が一部漏れて、バケットシリンダ６側へ流れ込む油量を調節することができる。
このようにコントローラ４３は、バケット傾斜角度検出手段３０によって検出されるバケット５の絶対角度βを一定に維持するように、適切な量の作動油をバケットシリンダ６へ供給して平行制御を実現する。
【００３２】
なお、コントローラ４３、ブーム制御弁４の上げ位置４ｃ、バケット制御弁７のダンプ位置７ａ、バケット傾斜角度検出手段３０等で平行制御手段８を構成している。
上述の水平接地制御を行うのは、図４に示したように、バケット５を、スタート位置Ｓ（バケット５がダンプ姿勢で且つブーム２が上昇位置）からゴール位置Ｇ（ブーム２が下降してバケット５が底面接地姿勢となる位置）まで操作するためである。
【００３３】
このとき、バケット操作なしにブーム２を下降させると、バケット５はさらに前傾するため、バケット５が底面接地姿勢になるように掬い動作をさせなくてはならない。
そこで、水平接地制御時には、ローダ油圧制御部４１のブームスプール４４を下げ位置４ａ（又は後述する中間位置４Ｍ）に、バケットスプール４７を掬い位置７ｃにセットする（図１参照）。
【００３４】
なお、図１拡大図の記号中の点線は、ブームスプール４４を下げ位置４ａ（ブームスプール４４を、下げ位置４ａとニュートラル位置４ｂの中間位置４Ｍ）にした際に、コントローラ４３のスライド量によって、ポートＰからの作動油の一部がバイパスラインＰＢ１から漏れ、ブームシリンダ３を経由せず、そのままバケット制御弁７のメインラインＰＰ２へ流れる状態とすることができることを示している。
【００３５】
水平接地制御時でも同様に、コントローラ４３は、バケットスプール４７をスライドさせてノッチから漏れる作動油を調整し、バケットシリンダ６のロッド側シリンダ室６ａに供給する油量（バケット５の掬い動作）を制御している。つまり、コントローラ４３、ブーム制御弁４の下げ位置４ａ、バケット制御弁７の掬い位置７ｃ、バケット傾斜角度検出手段３０等で水平接地制御手段９を構成している。
【００３６】
ここでコントローラ４３は、上述したように、ブームスプール４４のスライド量もコントロール可能となっており、ブームシリンダ３に供給する油量も同時に制御できる。
前記ブームスプール４４は、ブーム制御弁４のメインラインＰＰ１とポートＡ１とを連通する部分（図２、３中のＸで示す太軸部分）で作動油の一部をポートＡ１へ流すためのノッチ４Ｘと、バイパスラインＰＢ１とバケット制御弁７への油路であるメインラインＰＰ２とを連通する部分（図２、３中のＹで示す太軸部分）でバイパスラインＰＢ１からの作動油の一部をそのままバケット制御弁７へ流すためのノッチ４Ｙがそれぞれ形成されている。
【００３７】
Ｘで示す太軸部分のノッチ４Ｘは、ブームスプール４４の軸方向に沿って形成された溝であって、ブームスプール４４が中間位置４Ｍにあるときに、メインラインＰＰ１と軸方向でオーバラップする溝長さとされている。
よって、図３中の矢印Ｎ１に示す如く、ブームスプール４４の中間位置４Ｍにおいて、作動油は、ノッチ４Ｘを通ってメインラインＰＰ１からポートＡ１に流入し、その流入量は、ブームスプール４４が下げ位置４ａにあるときよりも抑えられている。
【００３８】
また、Ｙで示す太軸部分のノッチ４Ｙも、前記ノッチ４Ｘと同様に、軸方向に沿った溝であり、ブームスプール４４の中間位置４ＭではバイパスラインＰＢ１と軸方向でオーバラップする溝長さに形成されている。
よって図３中の矢印Ｎ２に示す如く、ブームスプール４４が中間位置４Ｍであるとき、作動油は、ノッチ４Ｙを通ってバイパスラインＰＢ１からバケット制御弁７のメインラインＰＰ２（及びバイパスラインＰＢ２）に流入する。
【００３９】
このような流入は、ブームスプール４４が下げ位置４ａにある場合には起こっていなかったが、ブームスプール４４が中間位置４Ｍにある場合は、バイパスラインＰＢ１からの作動油の一部が漏れて、ブームシリンダ３に供給されずに、そのままバケット制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡され、ブームシリンダ３を作動させた後の作動油（図３中の矢印Ｎ３で示す）に合流する。
【００４０】
この合流によって、バケット制御弁７へ供給される作動油は、全量確保されながら、ブームシリンダ３に供給される作動油を抑えることができ、バケット５の掬い動作をたえず同じ速度で行いながら、ブーム２の下降速度のコントロールを容易に実現できる。
つまり、水平接地制御時において、バケット５の掬い動作を全速で行いながら、ブーム２の下降速度を遅くすることが可能となる。
【００４１】
さらに、コントローラ４３は、入力される各角度センサ３１、３２の角度データから、バケット５の絶対角度βを算出するように構成されており、この絶対角度βが大きいほど、バケット制御弁７へ短絡させる作動油の油量を多くするように、ブームスプール４４のスライド量を調整可能に設定されている。
なお、前記ノッチ４Ｘ、４Ｙ、コントローラ４３、ブームスプール４４、バケット傾斜角度検出手段３０等によって、分流手段１０が構成されている。
【００４２】
ローダ作業機の油圧回路１の使用態様、つまりローダ作業機の油圧制御方法を説明する。
ローダ作業機２１が土砂を掻き入れたバケット５の開口縁を略水平に保ったままブーム２を上昇させてトラック等に土砂を積み込むダンプ動作をするなどの際、バケット５から土砂をこぼさないように、バケット５を水平線に対して一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御を平行制御手段８によって行う。
【００４３】
土砂をダンプさせ終えた後、再びローダ作業機２１が土砂をバケット５内に掻き入れるために、ブーム角度αが所定値である上昇位置で、絶対角度βが所定値であるダンプしたバケット５を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながら、ブーム２を最下位置（つまりブーム角度αが０となる）まで下降させる水平接地制御を水平接地制御手段９によって行う。
【００４４】
このときコントローラ４３が、水平接地制御の開始時におけるバケット５の絶対角度βを算出し、この絶対角度βに対応して中間位置４Ｍにあるブームスプール４４のスライド量を調整する。
このスライド量に応じた量の作動油は、分流手段１０によって全量がブームシリンダ３に供給されずに、バイパスラインＰＢ１から一部が漏れてそのままバケット制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡する。したがって、バケット制御弁７へ供給される作動油を全量確保しながら、ブームシリンダ３に供給される作動油を抑えることができる。
【００４５】
このとき、ブームスプール４４のスライド量は、前記ブーム２をブーム角度αの上昇位置から最下位置（ブーム角度αが０となる）まで下降させるのにかかる時間Ｔ１が、前記バケット５をダンプ姿勢（ダンプ側に絶対角度βだけ傾斜した姿勢）から底面接地姿勢にするまでにかかる時間Ｔ２と略同一になるように決められる。
これは、図４中のスタート位置Ｓからゴール位置Ｇまで、ブーム２及びバケット５を動かす際に、同一時間内に、ブーム２は角度αだけ下降するが、バケット５は角度（α＋β）だけの掬い動作をすることを意味している。
【００４６】
これによって、水平接地制御時に、バケット５の全速の掬い動作をしながらブーム２の下降速度を遅くすることができ、バケット５が底面接地姿勢となる前にブーム２が最下位置に到達することを防いで、バケット５の地面への突っ込みをなくすことができる。
さらに、コントローラ４３は、水平接地制御の開始時の絶対角度βが大きいほど底面接地姿勢にするまでの時間Ｔ２が長くなるため、ブーム２の最下位置までの下降時間Ｔ１を長くするように、ブームスプール４４のスライド量を設定する。
【００４７】
よって、様々な大きさの絶対角度βに対しても、バケット５の突っ込みを防止できる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。ローダ作業機の油圧回路１等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
作業具５は、土砂や鉱石などを入れて運搬するバケットでなくともよく、フォーク、ハンドラー、グレーダー等であってもよい。
【００４８】
ローダ油圧制御部４１は、作業具５を水平線に対して一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御だけでなく、作業具５を水平線に対して一定姿勢に維持しながらブーム２を下降させる制御も行えることとしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ ローダ作業機の油圧回路
２ ブーム
３ ブームシリンダ
４ ブーム制御弁
５ 作業具（バケット）
６ 作業具シリンダ（バケットシリンダ）
７ 作業具制御弁（バケット制御弁）
８ 平行制御手段
９ 水平接地制御手段
１０ 分流手段
２１ ローダ作業機
β 作業具の絶対角度
Ｔ１ ブームを上昇位置から最下位置まで下降させる時間
Ｔ２ 作業具をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントローダ、トラックローダ等のローダ作業機の油圧回路及びその油圧制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントローダのバケットをダンプした後に、バケットを掬い動作させながらブームを下降させ、接地したときにバケットの底面が水平状態になる水平制御を行うフロントローダのバケット水平制御装置が知られている。
このバケット水平制御装置は、ブームシリンダ用の電磁弁の下流側にバケットシリンダ用の電磁弁が接続され、水平線に対するバケット底面の傾きを検出する検出器を備えており、この検出器からの信号を利用することによって、水平制御を開始した後は、ブーム下降中であっても常にバケット底面を水平に保つように構成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−１０２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のバケット水平制御装置は、ブーム高さやバケットのダンプ角にかかわらず、各シリンダに供給される作動油が全量確保されるため、ブーム及びバケットは、それぞれ全速で動くこととなる。
したがって、バケットが大きくダンプ側へ傾斜していると、ブームを下降させてバケット底面が前傾状態から接地時に略水平状態となる前に、ブームが最下位置に到達してしまい、前傾したバケットが地面に突っ込む虞がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて、ブームを下降して水平接地制御をする際にブームシリンダに供給可能な作動油の一部をブーム制御弁から作業具制御弁へ短絡させる分流手段を設けることで、作業具に全速で掬い動作させながらブームの下降速度を遅くして、接地するときの作業具の突っ込みを防ぐことができるローダ作業機の油圧回路を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、ブームを下降して水平接地制御をする際にブームを上昇位置から最下位置まで下降させる時間を、作業具をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間と略同一にすることで、接地時に前傾した作業具が地面に突っ込むことを防止するができるローダ作業機の油圧制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
第１に、ブーム２を昇降させるブームシリンダ３用のブーム制御弁４と、このブーム制御弁４の下流側に接続されていてブーム２先端の作業具５を掬い・ダンプさせる作業具シリンダ６用の作業具制御弁７とを備え、前記ブーム制御弁４と作業具制御弁７とに、水平線に対して作業具５を一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御手段８と、上昇位置でダンプした作業具５を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム２を最下位置まで下降させる水平接地制御手段９とを設けており、
前記ブーム制御弁４は、前記水平接地制御手段９の作動時にブームシリンダ３に供給可能な作動油の一部を、前記ブーム制御弁４のバイパスラインＰＢ１から作業具制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡させ且つ前記ブームシリンダ３を作動させた後の作動油に合流させることで作業具制御弁７に供給する分流手段１０を有している特徴とする。
【０００８】
第２に、前記分流手段１０は、前記水平接地制御手段９の作動開始時における作業具５のダンプ側への傾斜角度βが大きいほど、前記作業具制御弁７へ短絡させる作動油の油量を多く設定していることを特徴とする。
第３に、ブーム制御弁４でブームシリンダ３を介してブーム２を昇降させ、前記ブーム制御弁４の下流側に接続されている作業具制御弁７で作業具シリンダ６を介してブーム２先端の作業具５を掬い・ダンプさせ、前記ブーム制御弁４と作業具制御弁７とで、水平線に対して作業具５を一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御を行い、上昇位置でダンプした作業具５を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム２を最下位置まで下降させる水平接地制御を行うローダ作業機の油圧制御方法であって、
前記水平接地制御時に、前記ブーム２を上昇位置から最下位置まで下降させる時間Ｔ１を、前記作業具５をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間Ｔ２と略同一にすることを特徴とする。
【０００９】
第４に、前記水平接地制御の開始時における作業具５のダンプ側への傾斜角度βが大きいほど、前記ブーム２を上昇位置から最下位置まで下降させる時間Ｔ１を長くすることを特徴とする。
前記特徴を有するローダ作業機の油圧回路及びその油圧制御方法は次のような作用を奏する。
【００１０】
ブーム制御弁４に、水平接地制御手段９の作動時にブームシリンダ３に供給可能な作動油の一部をブーム制御弁４から作業具制御弁７へ短絡させる分流手段１０を設けることで、作動油がブーム制御弁４のバイパスラインＰＢ１から作業具制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡し、作業具シリンダ６に供給可能な作動油を全量確保しながら、ブームシリンダ３に供給する油量を抑えることができ、作業具５の掬い動作は全速で行うと同時にブーム２の下降速度を遅くすることが可能となり、作業具５が底面接地姿勢となる前にブーム２が最下位置に到達することを防いで、作業具５の突っ込みをなくすことができる。
【００１１】
また、水平接地制御手段９の作動開始時における作業具５の傾斜角度βが大きいほど、作業具制御弁７へ短絡させる作動油の油量を多くすることで、作業具５の傾斜角度βに応じて、作業具シリンダ６に供給する作動油を全量確保しつつブームシリンダ３に供給する油量を調節することができ、様々な作業具５の傾斜角度βに対しても、作業具５が突っ込むことがないようにブーム２の下降速度をコントロールできる。
【００１２】
さらに、水平接地制御時におけるブーム２の最下位置までの時間Ｔ１と作業具５の底面接地姿勢までの時間Ｔ２とを略同一にすることで、作業具５が前傾（ダンプ）した状態で接地することがなくなり、作業具５が地面に突っ込むことを防止できる。
そして、水平接地制御の開始時における作業具５の傾斜角度βが大きいほど、ブーム２の最下位置までの下降時間Ｔ１を長くすることで、様々な大きさの傾斜角度βに対しても、作業具５の突っ込み防止が実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るローダ作業機の油圧回路によれば、ブームを下降して水平接地制御をする時にブームシリンダに供給可能な作動油をブーム制御弁から作業具制御弁へ一部短絡させることで、作業具制御弁に流す作動油を全量確保して作業具の掬い動作をたえず同じ速度で行いながら、ブームの下降速度のコントロールを容易に実現できる。
本発明に係るローダ作業機の油圧制御方法によれば、ブームを下降させて水平接地制御をする時にブームの最下位置までの下降時間と作業具の底面接地姿勢にするまでの時間と略同一にすることで、接地するときの作業具の突っ込みを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るローダ作業機の油圧回路の概要図である。
【図２】油圧回路のローダ油圧制御部の説明図である。
【図３】ローダ油圧制御部の要部の断面図である。
【図４】作業具角度とブーム角度との関係を表すグラフである。
【図５】ローダ作業機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図５は、本発明に係る油圧回路１を適用したフロントローダ付きトラクタ（ローダ作業機２１）を示すものであって、ローダ作業機２１は、トラクタ２２の前部にフロントローダ２３が装着されている。
前記トラクタ２２は、エンジン、クラッチハウジング、ミッションケース等を直結して車体２４が構成され、この車体２４に左右一対の前輪２５及び後輪（図示省略）が設けられて走行可能とされている。また、車体２４の前部には、エンジン等を覆うボンネット２６が設けられている。
【００１６】
このボンネット２６の後方の車体２４上にキャビン（図示省略）が搭載され、このキャビン内には、図示しない運転席やハンドル、操作レバー等の操縦部が配備されている。
図５に示された如く、前記フロントローダ２３は、左右一対の取付フレーム２７と、この取付フレーム２７に基端（後端）側がブーム支軸２８でそれぞれ枢支された左右一対のブーム２と、このブーム２の中途部と前記取付フレーム２７との間に介装され且つブーム２を昇降させる左右一対のブームシリンダ３と、前記左右のブーム２の先端（前端）間に亘ってバケット支軸（作業具支軸）２９で枢支されたバケット（作業具）５と、このバケット５と前記ブーム２中途部との間に介装され且つバケット５を掬い・ダンプ（掬い動作とダンプ動作とを）させる左右一対のバケットシリンダ（作業具シリンダ）６とを有している。
【００１７】
前記ローダ作業機２１は、バケット５の水平線（水平方向）に対する傾斜角度β（絶対角度）を検出するバケット傾斜角度検出手段（作業具傾斜角度検出手段）３０を有している。
このバケット傾斜角度検出手段３０は、ブーム２の取付フレーム２７に対する相対揺動角度を検知するブーム角度センサ３１と、バケット５のブーム２に対する相対揺動角度を検出するバケット角度センサ（作業具角度センサ）３２とを備え、ブーム角度センサ３１で検出した揺動角度とバケット角度センサ３２で検出した傾斜角度とから、バケット５の絶対角度βを算出する。
【００１８】
なお、ブーム角度センサ３１はブーム支軸２８に、バケット角度センサ３２はバケット支軸２９に取り付けられたロータリエンコーダによって構成されている。
前記取付フレーム２７は、車体２４に設けられたブーム支持部材であり、それぞれ車体２４から左右方向外方に突設された支持台３３と、この支持台３３の左右方向外端部に上方突出状に取り付けられたメインフレーム３４とを備えており、これらは、車体２４の左右両側に設置されている。
【００１９】
前記ブーム２は、その基端側（後端側）が前記取付フレーム２７上部に左右方向のブーム支軸２８廻りに回動自在に枢支連結されていて昇降（上下揺動）自在とされている。左右一対のブーム２は、ボンネット２６の左右両側に配置されており、ブーム２はその中途部が円筒状等のブーム連結体３５によって相互に連結されている。
前記ブームシリンダ３は、ブーム２下面側の中途部と取付フレーム２７の上下方向中途部とにわたって左右それぞれに介装されている。この左右ブームシリンダ３の伸縮によってブーム２が上下に揺動可能とされている。
【００２０】
詳しくは、ブームシリンダ３は、複動式油圧シリンダであって、図５に示すように、シリンダロッド側のシリンダ室３ａに作動油が流入して、ブームシリンダ３が収縮したときにはブーム２を下降させる（図５中の実線参照）。一方、シリンダロッドとは反対側（ボトム側）のシリンダ室３ｂに作動油が流入した場合にはブームシリンダ３は伸張し、このときにはブーム２は上昇する（図５中の１点鎖線参照）。
【００２１】
前記バケット５は、背面下部がブーム２の先端側（前端側）にバケット支軸２９廻りに揺動自在に枢支連結されており、前記バケットシリンダ６の伸縮によって前後傾自在（掬い動作とダンプ動作とが可能）とされている。
このバケットシリンダ６は、ブーム２上面側の中途部とバケット５の背面上部とにわたって左右それぞれに介装されている。この左右バケットシリンダ６の伸縮によってバケット５が掬い・ダンプ可能とされている。
【００２２】
ここでバケットシリンダ６も、ブームシリンダ３と同様に複動式油圧シリンダであって、図５に示すように、シリンダロッド側のシリンダ室６ａに作動油が流入して、バケットシリンダ６が収縮したときにはブーム２を掬い動作（つまり、後傾）させる（図５中の２点鎖線参照）。
また、ボトム側のシリンダ室６ｂに作動油が流入した場合にはバケットシリンダ６は伸張し、このときにはバケット５はダンプ（前傾）する（図５中の１点鎖線参照）。
【００２３】
図１は、ブーム２及びバケット５を動作させるためのローダ作業機の油圧回路１を示しており、この油圧回路１は、フロントローダ２３用のローダ油圧制御部４１と、後述のブームスプール４４及びバケットスプール４７の切り換え位置を調整するコントローラ４３とを有している。
前記ローダ油圧制御部４１は、図示省略の操作レバーの操作に応じてブームシリンダ３とバケットシリンダ６とを制御するもので、ブームシリンダ３用のオープンセンタ式ブーム制御弁４と、このブーム制御弁４の下流側に接続されたバケットシリンダ６用のオープンセンタ式バケット制御弁（作業具制御弁）７と、電磁比例減圧弁５１〜５４とを備えている（図１参照）。
【００２４】
なお、ローダ油圧制御部４１は、ブーム２やバケット５等の駆動用第１ポンプ４５と、パイロット用第２ポンプ４６とを有しており、この第２ポンプ４６から供給されるパイロット用の作動油は、前記電磁比例減圧弁５１〜５４によって適切な油量に調整された後、前記ブーム制御弁４及びバケット制御弁７を流れる作動油の向きや油量をコントロールする。
【００２５】
前記ブーム制御弁４は、ブームスプール４４をスライドさせて下げ位置４ａ、ニュートラル位置４ｂ、上げ位置４ｃに切換可能であって、ブームスプール４４のスライド量は、前記コントローラ４３によって電磁比例減圧弁５１、５２を制御し、任意の位置に調整できるように構成されている。このブームスプール４４がニュートラル位置４ｂに切り換わったときは、ポートＰからの作動油をバイパスラインＰＢ１を経てそのままバケット制御弁７側に供給する。
【００２６】
前記ブームスプール４４が下げ位置４ａに切り換わったときには、作動油は、逆止弁を有するメインラインＰＰ１を通り、ポートＡ１を介してブームシリンダ３のロッド側シリンダ室３ａに供給され、ブームシリンダ３のロッドが引っ込む。ロッドが引っ込んだ際にボトム側シリンダ室３ｂから流出する戻り油は、ポートＢ１とを通ってバケット制御弁７側に供給される。
【００２７】
逆に、ブームスプール４４が上げ位置４ｃにあるときは、作動油は、メインラインＰＰ１を通り、ブームシリンダ３のボトム側シリンダ室３ｂに供給され、ブームシリンダ３のロッドが延出することとなる。その際の戻り油は、ロッド側シリンダ室３ａから出た後にバケット制御弁７側に供給される。
前記バケット制御弁７も、ブーム制御弁４と同様に、バケットスプール（作業具スプール）４７をスライドさせてダンプ位置７ａ、ニュートラル位置７ｂ、掬い位置７ｃに切換可能であり、バケットスプール４７のスライド量も、コントローラ４３によって電磁比例減圧弁５３、５４を制御し、任意の位置に調整できるように構成されている。このバケットスプール４７がニュートラル位置７ｂのときは、ブーム制御弁４からの作動油はバイパスラインＰＢ２を経てそのままポートＰＢへ流れる。
【００２８】
バケットスプール４７がダンプ位置７ａのときは、作動油が逆止弁を有するメインラインＰＰ２を通るとともに、バケットシリンダ６内でピストン接触面積の違いによって圧力差が生じるため、作動油は、ロッド側シリンダ室６ａからポートＢ２、Ａ２を経てボトム側シリンダ室６ｂに流れ込む。
一方、バケットスプール４７が掬い位置７ｃのときは、作動油がメインラインＰＰ２を通り、ポートＢ２を介してバケットシリンダ６のロッド側シリンダ室６ａに供給される。
【００２９】
図１、２に示された前記コントローラ４３は、ブーム角度センサ３１及びバケット角度センサ３２からの出力信号に基づいて、ローダ油圧制御部４１のブームスプール４４及びバケットスプール４７のそれぞれのスライド量をコントロールするものであって、マイコン等によって構成されている。
つまり、このコントローラ４３が、ブームシリンダ３及びバケットシリンダ６へ供給される作動油（流入出するシリンダ室や油量）を制御しており、バケット５を水平線に対して一定姿勢（絶対角度βを所定値）に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御と、上昇位置でダンプしたバケット５を底面接地姿勢（接地したバケット５の底面が略水平となる姿勢）にするべく掬い動作させながらブーム２を最下位置まで下降させる水平接地制御とを行っている。
【００３０】
平行制御を行う際には、バケット５の姿勢を操作せずにブーム２の上昇させれば、バケット５は自然と後傾するため、バケット５の絶対角度βを一定に保つためには、ローダ油圧制御部４１のブームスプール４４を上げ位置４ｃにセットし、バケットスプール４７をダンプ位置７ａにセットすることとなる。
このとき、コントローラ４３は、ブーム２のブーム角度α（ブーム角度センサ３１の出力信号）に応じてバケットスプール４７のスライド量を調整し、バケットシリンダ６のボトム側シリンダ室６ｂに適切な量の作動油を供給する。
【００３１】
作動油の油量調整は、バケットスプール４７のスライド量を変化させることによって、バケットスプール４７のダンプ位置７ａの太軸部分に形成されたノッチ（溝）から作動油が一部漏れて、バケットシリンダ６側へ流れ込む油量を調節することができる。
このようにコントローラ４３は、バケット傾斜角度検出手段３０によって検出されるバケット５の絶対角度βを一定に維持するように、適切な量の作動油をバケットシリンダ６へ供給して平行制御を実現する。
【００３２】
なお、コントローラ４３、ブーム制御弁４の上げ位置４ｃ、バケット制御弁７のダンプ位置７ａ、バケット傾斜角度検出手段３０等で平行制御手段８を構成している。
上述の水平接地制御を行うのは、図４に示したように、バケット５を、スタート位置Ｓ（バケット５がダンプ姿勢で且つブーム２が上昇位置）からゴール位置Ｇ（ブーム２が下降してバケット５が底面接地姿勢となる位置）まで操作するためである。
【００３３】
このとき、バケット操作なしにブーム２を下降させると、バケット５はさらに前傾するため、バケット５が底面接地姿勢になるように掬い動作をさせなくてはならない。
そこで、水平接地制御時には、ローダ油圧制御部４１のブームスプール４４を下げ位置４ａ（又は後述する中間位置４Ｍ）に、バケットスプール４７を掬い位置７ｃにセットする（図１参照）。
【００３４】
なお、図１拡大図の記号中の点線は、ブームスプール４４を下げ位置４ａ（ブームスプール４４を、下げ位置４ａとニュートラル位置４ｂの中間位置４Ｍ）にした際に、コントローラ４３のスライド量によって、ポートＰからの作動油の一部がバイパスラインＰＢ１から漏れ、ブームシリンダ３を経由せず、そのままバケット制御弁７のメインラインＰＰ２へ流れる状態とすることができることを示している。
【００３５】
水平接地制御時でも同様に、コントローラ４３は、バケットスプール４７をスライドさせてノッチから漏れる作動油を調整し、バケットシリンダ６のロッド側シリンダ室６ａに供給する油量（バケット５の掬い動作）を制御している。つまり、コントローラ４３、ブーム制御弁４の下げ位置４ａ、バケット制御弁７の掬い位置７ｃ、バケット傾斜角度検出手段３０等で水平接地制御手段９を構成している。
【００３６】
ここでコントローラ４３は、上述したように、ブームスプール４４のスライド量もコントロール可能となっており、ブームシリンダ３に供給する油量も同時に制御できる。
前記ブームスプール４４は、ブーム制御弁４のメインラインＰＰ１とポートＡ１とを連通する部分（図２、３中のＸで示す太軸部分）で作動油の一部をポートＡ１へ流すためのノッチ４Ｘと、バイパスラインＰＢ１とバケット制御弁７への油路であるメインラインＰＰ２とを連通する部分（図２、３中のＹで示す太軸部分）でバイパスラインＰＢ１からの作動油の一部をそのままバケット制御弁７へ流すためのノッチ４Ｙがそれぞれ形成されている。
【００３７】
Ｘで示す太軸部分のノッチ４Ｘは、ブームスプール４４の軸方向に沿って形成された溝であって、ブームスプール４４が中間位置４Ｍにあるときに、メインラインＰＰ１と軸方向でオーバラップする溝長さとされている。
よって、図３中の矢印Ｎ１に示す如く、ブームスプール４４の中間位置４Ｍにおいて、作動油は、ノッチ４Ｘを通ってメインラインＰＰ１からポートＡ１に流入し、その流入量は、ブームスプール４４が下げ位置４ａにあるときよりも抑えられている。
【００３８】
また、Ｙで示す太軸部分のノッチ４Ｙも、前記ノッチ４Ｘと同様に、軸方向に沿った溝であり、ブームスプール４４の中間位置４ＭではバイパスラインＰＢ１と軸方向でオーバラップする溝長さに形成されている。
よって図３中の矢印Ｎ２に示す如く、ブームスプール４４が中間位置４Ｍであるとき、作動油は、ノッチ４Ｙを通ってバイパスラインＰＢ１からバケット制御弁７のメインラインＰＰ２（及びバイパスラインＰＢ２）に流入する。
【００３９】
このような流入は、ブームスプール４４が下げ位置４ａにある場合には起こっていなかったが、ブームスプール４４が中間位置４Ｍにある場合は、バイパスラインＰＢ１からの作動油の一部が漏れて、ブームシリンダ３に供給されずに、そのままバケット制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡され、ブームシリンダ３を作動させた後の作動油（図３中の矢印Ｎ３で示す）に合流する。
【００４０】
この合流によって、バケット制御弁７へ供給される作動油は、全量確保されながら、ブームシリンダ３に供給される作動油を抑えることができ、バケット５の掬い動作をたえず同じ速度で行いながら、ブーム２の下降速度のコントロールを容易に実現できる。
つまり、水平接地制御時において、バケット５の掬い動作を全速で行いながら、ブーム２の下降速度を遅くすることが可能となる。
【００４１】
さらに、コントローラ４３は、入力される各角度センサ３１、３２の角度データから、バケット５の絶対角度βを算出するように構成されており、この絶対角度βが大きいほど、バケット制御弁７へ短絡させる作動油の油量を多くするように、ブームスプール４４のスライド量を調整可能に設定されている。
なお、前記ノッチ４Ｘ、４Ｙ、コントローラ４３、ブームスプール４４、バケット傾斜角度検出手段３０等によって、分流手段１０が構成されている。
【００４２】
ローダ作業機の油圧回路１の使用態様、つまりローダ作業機の油圧制御方法を説明する。
ローダ作業機２１が土砂を掻き入れたバケット５の開口縁を略水平に保ったままブーム２を上昇させてトラック等に土砂を積み込むダンプ動作をするなどの際、バケット５から土砂をこぼさないように、バケット５を水平線に対して一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御を平行制御手段８によって行う。
【００４３】
土砂をダンプさせ終えた後、再びローダ作業機２１が土砂をバケット５内に掻き入れるために、ブーム角度αが所定値である上昇位置で、絶対角度βが所定値であるダンプしたバケット５を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながら、ブーム２を最下位置（つまりブーム角度αが０となる）まで下降させる水平接地制御を水平接地制御手段９によって行う。
【００４４】
このときコントローラ４３が、水平接地制御の開始時におけるバケット５の絶対角度βを算出し、この絶対角度βに対応して中間位置４Ｍにあるブームスプール４４のスライド量を調整する。
このスライド量に応じた量の作動油は、分流手段１０によって全量がブームシリンダ３に供給されずに、バイパスラインＰＢ１から一部が漏れてそのままバケット制御弁７のメインラインＰＰ２へ短絡する。したがって、バケット制御弁７へ供給される作動油を全量確保しながら、ブームシリンダ３に供給される作動油を抑えることができる。
【００４５】
このとき、ブームスプール４４のスライド量は、前記ブーム２をブーム角度αの上昇位置から最下位置（ブーム角度αが０となる）まで下降させるのにかかる時間Ｔ１が、前記バケット５をダンプ姿勢（ダンプ側に絶対角度βだけ傾斜した姿勢）から底面接地姿勢にするまでにかかる時間Ｔ２と略同一になるように決められる。
これは、図４中のスタート位置Ｓからゴール位置Ｇまで、ブーム２及びバケット５を動かす際に、同一時間内に、ブーム２は角度αだけ下降するが、バケット５は角度（α＋β）だけの掬い動作をすることを意味している。
【００４６】
これによって、水平接地制御時に、バケット５の全速の掬い動作をしながらブーム２の下降速度を遅くすることができ、バケット５が底面接地姿勢となる前にブーム２が最下位置に到達することを防いで、バケット５の地面への突っ込みをなくすことができる。
さらに、コントローラ４３は、水平接地制御の開始時の絶対角度βが大きいほど底面接地姿勢にするまでの時間Ｔ２が長くなるため、ブーム２の最下位置までの下降時間Ｔ１を長くするように、ブームスプール４４のスライド量を設定する。
【００４７】
よって、様々な大きさの絶対角度βに対しても、バケット５の突っ込みを防止できる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。ローダ作業機の油圧回路１等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
作業具５は、土砂や鉱石などを入れて運搬するバケットでなくともよく、フォーク、ハンドラー、グレーダー等であってもよい。
【００４８】
ローダ油圧制御部４１は、作業具５を水平線に対して一定姿勢に維持しながらブーム２を上昇させる平行制御だけでなく、作業具５を水平線に対して一定姿勢に維持しながらブーム２を下降させる制御も行えることとしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ ローダ作業機の油圧回路
２ ブーム
３ ブームシリンダ
４ ブーム制御弁
５ 作業具（バケット）
６ 作業具シリンダ（バケットシリンダ）
７ 作業具制御弁（バケット制御弁）
８ 平行制御手段
９ 水平接地制御手段
１０ 分流手段
２１ ローダ作業機
β 作業具の絶対角度
Ｔ１ ブームを上昇位置から最下位置まで下降させる時間
Ｔ２ 作業具をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブーム（２）を昇降させるブームシリンダ（３）用のブーム制御弁（４）と、このブーム制御弁（４）の下流側に接続されていてブーム（２）先端の作業具（５）を掬い・ダンプさせる作業具シリンダ（６）用の作業具制御弁（７）とを備え、前記ブーム制御弁（４）と作業具制御弁（７）とに、水平線に対して作業具（５）を一定姿勢に維持しながらブーム（２）を上昇させる平行制御手段（８）と、上昇位置でダンプした作業具（５）を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム（２）を最下位置まで下降させる水平接地制御手段（９）とを設けており、
前記ブーム制御弁（４）は、前記水平接地制御手段（９）の作動時にブームシリンダ（３）に供給可能な作動油の一部を、前記ブーム制御弁（４）のバイパスライン（ＰＢ１）から作業具制御弁（７）のメインライン（ＰＰ２）へ短絡させ且つ前記ブームシリンダ（３）を作動させた後の作動油に合流させることで作業具制御弁（７）に供給する分流手段（１０）を有している特徴とするローダ作業機の油圧回路。
【請求項２】
前記分流手段（１０）は、前記水平接地制御手段（９）の作動開始時における作業具（５）のダンプ側への傾斜角度（β）が大きいほど、前記作業具制御弁（７）へ短絡させる作動油の油量を多く設定していることを特徴とする請求項１に記載のローダ作業機の油圧回路。
【請求項３】
ブーム制御弁（４）でブームシリンダ（３）を介してブーム（２）を昇降させ、前記ブーム制御弁（４）の下流側に接続されている作業具制御弁（７）で作業具シリンダ（６）を介してブーム（２）先端の作業具（５）を掬い・ダンプさせ、前記ブーム制御弁（４）と作業具制御弁（７）とで、水平線に対して作業具（５）を一定姿勢に維持しながらブーム（２）を上昇させる平行制御を行い、上昇位置でダンプした作業具（５）を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム（２）を最下位置まで下降させる水平接地制御を行うローダ作業機の油圧制御方法であって、
前記水平接地制御時に、前記ブーム（２）を上昇位置から最下位置まで下降させる時間（Ｔ１）を、前記作業具（５）をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間（Ｔ２）と略同一にすることを特徴とするローダ作業機の油圧制御方法。
【請求項４】
前記水平接地制御の開始時における作業具（５）のダンプ側への傾斜角度（β）が大きいほど、前記ブーム（２）を上昇位置から最下位置まで下降させる時間（Ｔ１）を長くすることを特徴とする請求項３に記載のローダ作業機の油圧制御方法。
【請求項１】
ブーム（２）を昇降させるブームシリンダ（３）用のブーム制御弁（４）と、このブーム制御弁（４）の下流側に接続されていてブーム（２）先端の作業具（５）を掬い・ダンプさせる作業具シリンダ（６）用の作業具制御弁（７）とを備え、前記ブーム制御弁（４）と作業具制御弁（７）とに、水平線に対して作業具（５）を一定姿勢に維持しながらブーム（２）を上昇させる平行制御手段（８）と、上昇位置でダンプした作業具（５）を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム（２）を最下位置まで下降させる水平接地制御手段（９）とを設けており、
前記ブーム制御弁（４）は、前記水平接地制御手段（９）の作動時にブームシリンダ（３）に供給可能な作動油の一部を、前記ブーム制御弁（４）のバイパスライン（ＰＢ１）から作業具制御弁（７）のメインライン（ＰＰ２）へ短絡させ且つ前記ブームシリンダ（３）を作動させた後の作動油に合流させることで作業具制御弁（７）に供給する分流手段（１０）を有している特徴とするローダ作業機の油圧回路。
【請求項２】
前記分流手段（１０）は、前記水平接地制御手段（９）の作動開始時における作業具（５）のダンプ側への傾斜角度（β）が大きいほど、前記作業具制御弁（７）へ短絡させる作動油の油量を多く設定していることを特徴とする請求項１に記載のローダ作業機の油圧回路。
【請求項３】
ブーム制御弁（４）でブームシリンダ（３）を介してブーム（２）を昇降させ、前記ブーム制御弁（４）の下流側に接続されている作業具制御弁（７）で作業具シリンダ（６）を介してブーム（２）先端の作業具（５）を掬い・ダンプさせ、前記ブーム制御弁（４）と作業具制御弁（７）とで、水平線に対して作業具（５）を一定姿勢に維持しながらブーム（２）を上昇させる平行制御を行い、上昇位置でダンプした作業具（５）を底面接地姿勢にするべく掬い動作させながらブーム（２）を最下位置まで下降させる水平接地制御を行うローダ作業機の油圧制御方法であって、
前記水平接地制御時に、前記ブーム（２）を上昇位置から最下位置まで下降させる時間（Ｔ１）を、前記作業具（５）をダンプ姿勢から底面接地姿勢にするまでの時間（Ｔ２）と略同一にすることを特徴とするローダ作業機の油圧制御方法。
【請求項４】
前記水平接地制御の開始時における作業具（５）のダンプ側への傾斜角度（β）が大きいほど、前記ブーム（２）を上昇位置から最下位置まで下降させる時間（Ｔ１）を長くすることを特徴とする請求項３に記載のローダ作業機の油圧制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１４２６３（Ｐ２０１１−２１４２６３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８１６５０（Ｐ２０１０−８１６５０）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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