流体压控制装置制造方法
【专利摘要】一种流体压控制装置包括：第一控制阀，其以向作用有由负载产生的负载压力的作动缸的压力室供给工作流体的方式进行切换来控制上述作动缸的伸长动作；第二控制阀，其以使上述压力室的工作流体排出的方式进行切换来控制上述作动缸的收缩动作；可控单向阀，其安装在上述压力室与上述第二控制阀之间，在切换为关闭状态的情况下切断来自上述压力室的工作流体的排出；以及先导阀，其利用先导压力先导操作上述第二控制阀，并且在该先导压力的作用下将上述可控单向阀切换为打开状态。
【专利说明】流体压控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于控制拖拉机等的流体压作业设备的流体压控制装置。
【背景技术】
[0002]以往以来，在拖拉机等的流体压作业设备中，应用有一种使用自流体压泵排出的工作流体来驱动传动装置的流体压控制装置。
[0003]在JP08-261206A中，公开有一种用于控制农用拖拉机的提升缸的上升和下降的液压控制装置。该液压控制装置包括:上升阀，其设于液压泵与提升缸之间，由调整阀进行控制；下降比例电磁阀，其设于提升缸与油箱之间；以及止回阀，其设于提升缸与下降比例电磁阀之间，由先导阀进行开闭控制。
[0004]在JP08-261206A所述的液压控制装置中，设有调整阀、下降比例电磁阀以及先导阀这三个电磁阀。这样，由于独立于用于伸缩提升缸的一对电磁阀地设有用于切换止回阀的电磁阀，因此，液压控制装置的结构复杂。
【发明内容】
[0005]本发明即是鉴于上述的问题点而做成的，其目的在于简化用于控制流体压作业设备的流体压控制装置的结构。
[0006]根据本发明的某实施方式，提供一种流体压控制装置，其能够利用自泵供给的工作流体使作动缸伸缩从而驱动负载，上述作动缸具有压力室，该压力室在工作流体的供排被切断的状态下作用有由上述负载产生的负载压力，该流体压控制装置包括:第一控制阀，其以向上述压力室供给工作流体的方式进行切换来控制上述缸的伸长动作；第二控制阀，其以使上述压力室的工作流体排出的方式进行切换来控制上述缸的收缩动作；可控单向阀，其安装在上述压力室与上述第二控制阀之间，在切换为关闭状态的情况下切断来自上述压力室的工作流体的排出；以及先导阀，其利用先导压力先导操作上述第二控制阀，并且在该先导压力的作用下将上述可控单向阀切换为打开状态。
[0007]以下参照附图详细地说明本发明的实施方式、本发明的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是应用有本发明的实施方式的流体压控制装置的拖拉机的结构图。
[0009]图2是本发明的实施方式的流体压控制装置的流体压回路图。
【具体实施方式】
[0010]以下，参照附图，说明作为本发明的实施方式的流体压控制装置的液压控制装置100。
[0011]液压控制装置100为用于控制拖拉机等的流体压作业设备的动作的装置。在液压控制装置100中，使用工作油作为工作流体。[0012]首先，参照图1和图2，对应用有液压控制装置100的拖拉机I的整体结构进行说明。
[0013]如图1所示，拖拉机I包括:油箱9，其用于储存工作油；泵10，其用于排出自油箱9吸入的工作油；作动缸3，其利用来自泵10的工作油进行伸缩动作；作业设备2，其作为根据作动缸3的伸缩而上下运动的负载；以及液压控制装置100，其用于控制作动缸3的伸缩动作。
[0014]作业设备2以能够更换的方式设于拖拉机I的后部。作业设备2借助连杆机构2a传递的作动缸3的伸缩动作而上下运动。代替图1所示的安装有多个耕耘用的爪的旋转设备，还可以安装用于平整地面的平地机等作为作业设备2。
[0015]泵10为被发动机8旋转驱动的齿轮泵。用于驱动泵10的发动机8是与用于驱动拖拉机I的车轮的发动机共用同一发动机。泵10在发动机8处于运转状态时始终被旋转驱动。
[0016]作动缸3为固定于拖拉机I的主体的柱塞式驱动液压缸。作动缸3具有借助连杆机构2a连结于作业设备2且用于使作业设备2沿上下方向上升或下降的活塞杆4。
[0017]如图2所示，在作动缸3内，利用连接于活塞杆4的活塞5，划分有供活塞杆4贯穿的活塞杆侧压力室6、和以隔着活塞5的方式与活塞杆侧压力室6相对的活塞侧压力室7。由于作动缸3为柱塞式驱动液压缸，因此，在工作油的供排被切断的状态下，由作业设备2导致的负载压力作用于活塞杆侧压力室6和活塞侧压力室7两者。因而，在作动缸3中，活塞杆侧压力室6和活塞侧压力室7 —起作为压力室。在本实施方式中设有一对作动缸3，但在负载相对较小的情况下可以设为单独一个作动缸。
[0018]接着，参照图2对液压控制装置100的液压回路进行说明。
[0019]液压控制装置100为利用自泵10供给的工作油来伸缩控制作动缸3从而升降驱动作业设备2的装置。
[0020]液压控制装置100包括:供给通路41，其在使作动缸3伸长的情况下将自泵10排出的工作油引导至活塞侧压力室7 ;以及排出通路42，其在使作动缸3收缩的情况下将自活塞侧压力室7排出的工作油引导至油箱9。
[0021]液压控制装置100包括:第一控制阀11，其以向活塞侧压力室7供给工作油的方式进行切换来控制缸体3的伸长动作；第一先导阀12，其利用先导压力先导操作第一控制阀11 ;单向阀13，其仅容许自泵10供给至活塞侧压力室7的工作油通过；以及卸荷阀14，其在第一控制阀11的前后压力差上升到设定压力的情况下将自泵10排出的工作油引导至油箱9。第一控制阀11、单向阀13、卸荷阀14安装于供给通路41。
[0022]第一控制阀11具有:供给位置11a，其能够使来自泵10的工作油通过；以及切断位置11b，其通过切断来自泵10的工作油而将下游的工作油引导至油箱9。另外，第一控制阀11包括:调整弹簧11c，其能够调整作用力；以及先导部lld，其能够引导来自第一先导阀12的先导压力。
[0023]在先导压力未被自第一先导阀12引导至先导部Ild的状态下，第一控制阀11利用调整弹簧Ilc的作用力切换至切断位置Ilb (图示的状态)。
[0024]当来自第一先导阀12的先导压力被引导至先导部Ild时，先导部Ild的压力克服调整弹簧Ilc的作用力，第一控制阀11切换至供给位置11a。第一控制阀11为能够根据被引导至先导部Ild的先导压力的大小来无级调整供给通路41的开度的比例阀。
[0025]第一先导阀12为能够根据用户对操作杆(省略图示)的操作来切换的电磁阀。第一先导阀12具有:供给位置12a，其用于将自供给通路41分支且引导有泵10的排出压力的高压通路44的工作油引导至第一控制阀11的先导部Ild ;以及切断位置12b，其用于切断高压通路44的工作油并且将被引导至先导部Ild的工作油引导至油箱9。
[0026]在用户未操作操作杆的状态下，第一先导阀12因弹簧12c的作用力的作用切换至切断位置12b (图示的状态)。第一先导阀12能够根据用户操作操作杆的操作量来无级调整被引导至先导部Ild的先导压力的大小。
[0027]单向阀13为安装在第一控制阀11与活塞侧压力室7之间的负载单向阀。在第一控制阀11位于切断位置Ilb的情况下，由于上游的工作油被引导至油箱9，因此，单向阀13在弹簧13a的作用力的作用下成为关闭状态。另一方面，在第一控制阀11位于供给位置Ila的情况下，单向阀13被自泵10排出的高压工作油推开而成为打开状态。
[0028]卸荷阀14安装在泵10与第一控制阀11之间。在第一控制阀11位于供给位置Ila的情况下，卸荷阀14以如下方式进行切换，即将第一控制阀11与单向阀13之间的工作油的压力作为先导压力来引导，将来自泵10的工作油引导至作动缸3。
[0029]在第一控制阀11位于切断位置Ilb的情况下，卸荷阀14以将自泵10排出的工作油卸荷到油箱9的方式进行切换。一方面，位于第一控制阀11的上游侧的供给通路41中的工作油的压力作为先导压力被引导至卸荷阀14，另一方面，位于第一控制阀11的下游侧的供给通路41中的工作油的压力通过节流孔14a而作为先导压力被引导至卸荷阀14。在第一控制阀11的上游侧与下游侧之间的压力差超过了设定的压力的情况下，卸荷阀14为用于将来自泵10的工作油卸荷到油箱9的压力补偿阀。
[0030]液压控制装置100包括梭阀45，该梭阀45以如下的方式进行切换，即选择自泵10供给的工作油的压力与作动缸3的活塞侧压力室7的工作油的压力中的压力较高的一方的的压力并将其引导至第二先导阀22。
[0031]梭阀45的一侧的输入端口经由自供给通路41分支的高压通路43引导有作动缸3的工作油。梭阀45的另一侧的输入端口自高压通路44通过先导通路46引导有工作油。通过设有梭阀45，即使在泵10停止而未自高压通路44供给工作油的状态下，也能够将通过供给通路41和高压通路43而被引导的缸体3的活塞侧压力室7的工作油引导至第二先导阀22。
[0032]液压控制装置100包括:第二控制阀21，其以排出活塞侧压力室7的工作油的方式进行切换来控制缸3的收缩动作；第二先导阀22，其利用先导压力先导操作第二控制阀21 ;以及可控单向阀30，其安装在活塞侧压力室7与第二控制阀21之间且在切换为关闭状态的情况下切断来自活塞侧压力室7的工作油的排出。第二控制阀21和可控单向阀30安装于排出通路42。
[0033]第二控制阀21具有:排出位置21a，其能够使来自活塞侧压力室7的工作油通过；以及切断位置21b，其使来自活塞侧压力室7的工作油不能通过。另外，第二控制阀21包括:调整弹簧21c，其能够调整作用力；以及先导部21d，其能够引导来自第二先导阀22的先导压力。
[0034]在先导压力未被自第二先导阀22引导至先导部21d的状态下，第二控制阀21因调整弹簧21c的作用力的作用切换至切断位置21b (图示的状态)。
[0035]当来自第二先导阀22的先导压力被引导至先导部21d时，先导部21d的压力克服调整弹簧21c的作用力，第二控制阀21切换为排出位置21a。第二控制阀21为能够根据被引导至先导部21d的先导压力的大小无级调整排出通路42的开度的比例阀。
[0036]第二控制阀21为通过移动阀柱塞(图示省略)来打开或关闭的滑阀。因此，即使在第二控制阀21切换至切断位置21b的状态下，也会存在排出通路42的工作油自先导部21d漏出的情况。因此，在第二控制阀21的上游侧设置可控单向阀30，从而完全切断排出通路42的工作油的漏出。
[0037]第二先导阀22为能够根据用户对操作杆(图示省略)的操作来切换的电磁阀。第二先导阀22具有:供给位置22a，其用于将自梭阀45被引导的工作油引导至第二控制阀21的先导部21d ;以及切断位置22b，其用于切断自梭阀45被引导的工作油并且将下游侧的工作油引导至油箱9。
[0038]在用户未操作操作杆的状态下，第二先导阀22在弹簧22c的作用力的作用下切换为切断位置22b (图示的状态)。第二先导阀22能够根据操作杆的操作量无级调整被引导至先导部21d的先导压力的大小。
[0039]借助第二先导阀22引导的先导压力为由梭阀45在自泵10供给的工作油的压力与作动缸3的活塞侧压力室7的工作油的压力之中选择的压力较高的一方的压力。
[0040]可控单向阀30为在来自用于先导操作第二控制阀21的第二先导阀22的先导压力的作用下打开的止回阀。可控单向阀30直接设于作动缸3的活塞侧压力室7的下游侧。由此，可控单向阀30在切换至关闭状态的情况下能够切断来自活塞侧压力室7的工作油的排出。
[0041]可控单向阀30包括:阀芯31，其用于在切换至关闭状态的情况下切断来自活塞侧压力室7的工作油的排出；阀柱塞32，其设为面向阀芯31的背面；背压室33，其划分在阀柱塞32的一端与阀芯31的背面之间；以及切换压力室34，其划分为面向阀柱塞32的另一端，经由第二先导阀22引导先导压力。
[0042]阀芯31的前表面上作用有排出通路42的工作油的压力。在阀芯31上形成有节流孔31a，该节流孔31a作为始终将排出通路42的工作油向背压室33引导的节流机构。由此，阀芯31的背面作用有自排出通路42通过节流孔31a来被引导的工作油的压力。
[0043]来自活塞侧压力室7的工作流体通过节流孔31a流入背压室33。在背压室33内收装有对阀芯31向阀关闭方向施力的弹簧33a。这些背压室33的压力和弹簧33a的作用力以使阀芯31落座于阀座的方式作用。
[0044]在阀芯31落座于阀座的状态下，可控单向阀30作为止回阀发挥功能，该止回阀用于切断工作油自活塞侧压力室7向油箱9的流动。由此，防止工作油自活塞侧压力室7泄漏从而保持负载压力。因而，能够保持活塞杆4和作业设备2的停止状态。
[0045]阀柱塞32能够在经由第二先导阀22引导至切换压力室34的先导压力的作用下移动。阀柱塞32具有提动阀32a，该提动阀32a在阀芯31落座于阀座的状态下密闭背压室33。阀柱塞32利用背压室33的工作油的压力向提动阀32a关闭的方向移动。阀柱塞32在切换压力室34的压力的作用下向打开提动阀32a的方向移动。
[0046]阀柱塞32形成为其面向切换压力室34的面的承压面积大于其面向背压室33的面的承压面积。因此，在背压室33与切换压力室34之间的工作油的压力相同的情况下，阀柱塞32因承压面积之差而向打开提动阀32a的方向移动。
[0047]切换压力室34借助第二先导阀22引导有先导压力。在被引导至切换压力室34的先导压力超过了设定压力的情况下，通过阀柱塞32移动而使提动阀32a打开，背压室33的工作油排出至油箱9，从而使阀芯31切换为打开状态。该设定压力设定为低于开始先导操作第二控制阀21的压力。
[0048]由此，当第二先导阀22切换为供给位置22a时，首先可控单向阀30打开，然后第二控制阀21切换为排出位置21a而使活塞侧压力室7的工作油排出至油箱9。
[0049]以下，对液压控制装置100的作用进行说明。
[0050]首先，对液压控制装置100通过使缸体3伸长来使作业设备2上升的情况进行说明。
[0051]在使作业设备2上升的情况下，用户通过操作操作杆将第一先导阀12切换为供给位置12a。由此,在第一控制阀11的先导部Ild引导有先导压力。
[0052]当被引导至先导部Ild的先导压力克服调整弹簧Ilc的作用力时，第一控制阀11切换为供给位置11a。此时，第一先导阀12的开度和第一控制阀11的开度能够根据用户对操作杆的操作量无级调整。
[0053]通过了第一控制阀11的工作油克服单向阀13的弹簧13a的作用力，从而通过供给通路41供给至缸体3的活塞侧压力室7。由此，活塞5因活塞杆侧压力室6与活塞侧压力室7之间的承压面积差向活塞杆4退出的方向移动。因而，作动缸3伸长，作业设备2上升。
[0054]此时，第二先导阀22未被用户操作，可控单向阀30维持关闭状态。因此，自供给通路41供给的工作油不会排出至油箱9。
[0055]接着，对液压控制装置100将作业设备2维持在固定高度的情况进行说明。
[0056]在将作业设备2维持在固定高度情况下，用户不操作操作杆。由此，第一控制阀11在调整弹簧Ilc的作用力的作用下切换为切断位置11b，第二控制阀21也在调整弹簧21c的作用力的作用下切换为切断位置21b (图示的状态)。
[0057]此时，由于来自泵10的工作油不通过第一控制阀11，因此，单向阀13为关闭状态。另外，由于第二先导阀22未被用户操作，因此，可控单向阀30也为关闭状态。因而，作动缸3的活塞侧压力室7的工作油不会从任何部位排出。因而，作动缸3维持固定长度，作业设备2维持固定高度。
[0058]另外，由于自泵10排出的工作油不通过第一控制阀11，因此，泵10与第一控制阀11之间的供给通路41中的工作油的压力上升。于是，在通过节流孔14a被引导的先导压力的作用下，卸荷阀14以将工作油卸荷的方式进行切换。因而，能够防止由自泵10排出的工作油而导致的供给通路41中的工作油的压力超出需要地上升。
[0059]接着，对液压控制装置100通过使缸3收缩而使作业设备2下降的情况进行说明。
[0060]在使作业设备2下降的情况下，用户操作操作杆而将第二先导阀22切换为供给位置22a。由此，先导压力被引导至可控单向阀30的切换压力室34和第二控制阀21的先导部 21d。
[0061]当被引导至切换压力室34的先导压力超过设定压力时，可控单向阀30使阀柱塞32移动而将提动阀32a打开，排出背压室33的工作油而将阀芯31切换为打开状态。由此，缸3的活塞侧压力室7的工作油通过可控单向阀30被引导至第二控制阀21。
[0062]当被引导至先导部21d的先导压力克服调整弹簧21c的作用力时，第二控制阀21切换为排出位置21 a。在可控单向阀30成为打开状态之后，第二控制阀21切换为排出位置21a。此时，第二先导阀22的开度和第二控制阀21的开度能够根据用户对操作杆的操作量无级调整。
[0063]这样，在使作业设备2下降的情况下，首先使可控单向阀30成为打开状态从而解除对排出通路42的切断，使作业设备2成为能够下降的状态。然后，通过利用第二控制阀21调整排出通路42的开度，一边调整下降速度一边使作业设备2下降。
[0064]如上所述，在用于先导操作第二控制阀21的第二先导阀22的先导压力的作用下可控单向阀30打开。因此，不必另行设置用于打开可控单向阀30的电磁阀。因而，能够简化用于控制拖拉机I的液压控制装置100的结构，能够降低液压控制装置100的成本。
[0065]此时，与将作业设备2维持在固定高度的情况相同，卸荷阀14以将工作油卸荷的方式进行切换。因而，能够防止由自泵10排出的工作油导致的供给通路41中的工作油的压力超出需要地上升。
[0066]根据以上的实施方式，能够起到以下示出的效果。
[0067]由于在用于先导操作第二控制阀21的第二先导阀22的先导压力的作用下可控单向阀30打开，因此，不必另行设置用于打开可控单向阀30的电磁阀。因而，能够简化用于控制拖拉机I的液压控制装置100的结构，能够降低液压控制装置100的成本。
[0068]以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
[0069]本申请基于2012年2月3日向日本国特许厅申请的日本特愿2012-021993要求优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。
[0070]该发明的实施例所包含的排他性或特征，如以下权利要求所述。
【权利要求】
1.一种流体压控制装置，其能够利用自泵供给的工作流体使作动缸伸缩从而驱动负载， 上述缸体具有压力室，该压力室在工作流体的供排被切断的状态下作用有由上述负载产生的负载压力， 该流体压控制装置包括: 第一控制阀，其以向上述压力室供给工作流体的方式进行切换来控制上述缸体的伸长动作； 第二控制阀，其以使上述压力室的工作流体排出的方式进行切换来控制上述缸体的收缩动作； 可控单向阀，其安装在上述压力室与上述第二控制阀之间，在切换为关闭状态的情况下切断来自上述压力室的工作流体的排出；以及 先导阀，其利用先导压力先导操作上述第二控制阀，并且在该先导压力的作用下将上述可控单向阀切换为打开状态。
2.根据权利要求1所述的流体压控制装置，其中， 该流体压控制装置还包括单向阀，该单向阀安装在上述第一控制阀与上述压力室之间，仅容许自上述泵供给至上述压力室的工作流体通过。
3.根据权利要求1所述的流体压控制装置，其中， 上述可控单向阀包括: 阀芯，其在切换为关闭状态的情况下切断来自上述压力室的工作流体的排出； 阀柱塞，其设为面向上述阀芯的背面，能够在借助上述先导阀引导的先导压力的作用下移动； 背压室，其划分在上述阀柱塞的一端与上述阀芯的背面之间，通过形成于上述阀芯的节流机构引导来自上述压力室的工作流体；以及 切换压力室，其划分为面向上述阀柱塞的另一端，经由上述先导阀引导先导压力，在被引导至上述切换压力室的先导压力超过设定压力的情况下，上述阀芯通过上述阀柱塞移动而排出上述背压室的工作流体从而切换为打开状态。
4.根据权利要求3所述的流体压控制装置，其中， 上述设定压力设定为低于开始先导操作上述第二控制阀的压力。
5.根据权利要求1所述的流体压控制装置，其中， 流体压控制装置还包括梭阀，该梭阀在自上述泵供给的工作流体的压力与上述压力室的工作油的压力之中选择压力较高的一方的压力作为经由上述先导阀引导的先导压力。
【文档编号】A01B63/10GK103987970SQ201380004205
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年2月3日
【发明者】伊藤达夫, 前崎满洋 申请人:萱场工业株式会社