JP2006299668A - 作業車輌の油圧システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でサブ油圧ポンプからの圧油をサービスアクチュエータに供給されるメイン油圧ポンプからの圧油に合流又は非合流とすることを選択可能とする。
【解決手段】メイン油圧ポンプｐ１からの圧油を走行モータ５と作業車輌に選択的に設けられる油圧アタッチメント２６のサービスアクチュエータ２７とに供給可能なメイン供給回路Ｍと、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油をメイン供給回路Ｍ内を流通する圧油に合流させてサービスアクチュエータ２７に供給する第３接続油路ｋとを備え、該第３接続油路ｋに配備されたチェック弁ｑの上流側には、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油をタンク４１にドレンするドレン油路Ｎが接続され、該ドレン油路Ｎには、サブ油圧ポンプｐ２からタンク４１にドレンされる圧油の流れを遮断するコックｖ１１が手動操作可能に配備されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、バックホー等の作業車輌の油圧システムに関するものである。

従来、バックホー等の作業車輌は、左右一対の油圧式の走行モータ、複数の油圧シリンダ、外部着脱式のアタッチメントのアクチュエータ（サービスアクチュエータ）に圧油を供給可能なサービスポート等を備えると共に、これら油圧アクチュエータを同時に動作可能な油圧システムを備えており、該油圧システムは、圧油を貯留するタンクと、エンジンによって駆動可能なメイン油圧ポンプ及びサブ油圧ポンプと、これら油圧機器、油圧ポンプ及びタンクを接続する複数の油圧回路とを有し、作業状況に応じて油圧回路が切り換えられ、これによって各油圧アクチュエータに適正量の圧油が供給されている。

かかる油圧システムにおいては、走行モータを非駆動とした場合、メイン油圧ポンプからの圧油が走行モータを除く他の油圧アクチュエータへ供給される一方、走行モータを駆動させた場合、メイン油圧ポンプからの圧油は走行モータのみに供給され、他の油圧アクチュエータへの圧油の供給はサブ油圧ポンプを介してなされているものが公知である。
ところで、近年、従来よりも大きな油圧を必要とするサービスアクチュエータを備えた外部着脱式のアタッチメントが開発されてきており、これに伴って、走行モータを非駆動とした場合に、メイン油圧ポンプからサービスアクチュエータに供給される圧油にサブ油圧ポンプからの圧油を合流可能とした油圧システムが提案されている。

また、この種の油圧システムにおいては、サブ油圧ポンプからの圧油の合流／非合流を作業車輌に取り付けるアタッチメントのサービスアクチュエータの駆動必要油量に応じて選択可能なものが提案されている。
例えば特許文献１においては、サブ油圧ポンプからの圧油のメイン油圧ポンプからサービスアクチュエータに供給される圧油への合流／非合流を切り換える切換手段を備え、該切換手段は、サブ油圧ポンプの圧油のメイン油圧ポンプからの圧油への合流とサブ油圧ポンプの圧油のタンクへのドレンとをパイロット圧によって切り換える切換弁と、該切換弁へパイロット圧を供給するパイロット制御回路を断接するコックとを備えている作業車輌の油圧システムが提案されている。
特開平１１−３６３７８号公報

しかしながら、上記油圧システムは、コックを開閉することによって切換弁のパイロット制御状態が切り換えられ、該パイロット制御状態で切換弁がパイロット操作されることによって、サブ油圧ポンプの圧油のメイン油圧ポンプからの圧油への合流とサブ油圧ポンプの圧油のタンクへのドレンとが切り換えられるものである。このため、コックの開閉のみによってサブ油圧ポンプからの圧油のメイン油圧ポンプからの圧油への合流とタンクへのドレンの何れか一方に切り換えることができないばかりか、装置構成がいたずらに複雑化し、これによってバルブユニットの大型化やコストの増大を招いてしまう問題があった。

そこで、本発明は、コックの切換操作のみによってサブ油圧ポンプからの圧油のメイン油圧ポンプからサービスアクチュエータへ供給される圧油への合流とタンクへのドレンとを切り換えることができる簡易な構成の作業車輌の油圧システムを提供することを目的とする。

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
第１に、メイン油圧ポンプからの圧油を走行装置を駆動する油圧式の走行モータと作業車輌に選択的に設けられる油圧アタッチメントに配備されたサービスアクチュエータとに供給可能なメイン供給回路と、サブ油圧ポンプからの圧油をメイン供給回路内を流通する圧油に合流させて前記サービスアクチュエータに供給するサブ供給回路とを備え、該サブ供給回路には、メイン供給回路からの圧油の流入を阻止するチェック弁が配備されると共に、該チェック弁の上流側に、前記サブ油圧ポンプからの圧油をタンクにドレンするドレン油路が接続され、該ドレン油路には、サブ油圧ポンプからタンクにドレンされる圧油の流れを遮断するコックが手動操作可能に配備されている点である。

これによれば、手動によってコックを操作してドレン油路を遮断し、サブ油圧ポンプからタンクにドレンされる圧油の流れを遮断することにより、サブ油圧ポンプからの圧油をメイン供給回路内の圧油に合流させることが可能となり、手動によってコックを操作してドレン油路を開放し、サブ油圧ポンプからの圧油をタンクにドレンさせることにより、該圧油はメイン供給回路に流入することなくドレン油路からドレンされる。
また、上述の如きサブ油圧ポンプからの圧油のメイン供給回路の圧油への合流／非合流の切換は、コックを有するドレン回路をサブ供給回路に配備する簡易な構成によって形成され、これによって油圧システムの装置構成が大幅に複雑化することはない。

第２に、前記コックは、前記サブ油圧ポンプからタンクにドレンされる圧油の流量を調整可能に形成されている点である。
これによれば、メイン油圧ポンプからの圧油に合流させるべきサブ油圧ポンプからの圧油の流量を調整することができる。
第３に、前記コックは、手動操作によって螺進・螺退させることにより、前記ドレン油路を開閉するように構成されている点である。
これによれば、コックを螺進させてドレン油路を閉鎖することにより、サブ油圧ポンプからタンクにドレンされる圧油の流れは遮断される一方、コックを螺退させてドレン油路を開放することにより、サブ油圧ポンプからの圧油はタンクにドレンされることとなる。また、コックを螺進・螺退操作してドレン油路を絞り込むことによって該ドレン油路を通過する圧油の通過流量が制御されることとなり、これによって、サブ油圧ポンプからタンクにドレンされる圧油の流量が調整され、ひいてはサブ油圧ポンプからメイン供給回路に供給される圧油の流量が調整されるのである。

第４に、前記メイン供給回路は、前記走行モータをフル駆動させたときにメイン油圧ポンプからサービスアクチュエータへの圧油の供給を断つ構成を有し、サブ供給回路には、前記サブ油圧ポンプからの圧油を前記ドレン油路の上流側からメイン供給回路内の圧油に合流させる接続油路が設けられると共に、前記走行モータをフル駆動させた状態でサービスアクチュエータを作動させたときにサブ油圧ポンプからの圧油のドレン油路への流れを断つと共に当該圧油を接続油路に流す流路切換弁が設けられている点である。
これによれば、流路切換弁が作動することによってサブ油圧ポンプからの圧油が接続油路を介してメイン供給回路内の圧油に合流することとなる。

本発明の作業車輌の油圧システムによれば、簡易な構造でコックの切換操作のみによってサブ油圧ポンプからの圧油のメイン油圧ポンプからサービスアクチュエータへ供給される圧油への合流とタンクへのドレンとを切り換えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図９を参照して具体的に説明する。
図８及び図９に示す如く、本実施の形態のバックホー１は、下部の走行装置２と、上部の旋回体３とから構成されている。
走行装置２は、ゴム製覆帯４と該ゴム製覆帯４を駆動させる走行モータ５とを備えた左右一対の走行体を備えており、本実施の形態においてはクローラ式走行装置が採用されている。
また、走行装置２の前部には、ドーザシリンダ６によって動作可能とされたドーザ７が配備されている。

旋回体３は、走行装置２の上方に旋回ベアリング１１を介して上下方向の旋回軸Ｘ廻りに旋回自在に支持された旋回台１２と、該旋回台１２の前部に備えられた作業装置（本実施の形態においては掘削装置）１３とから構成されている。また、旋回台１２には、該旋回台１２を作業装置１３と共に前記旋回軸Ｘ廻りに旋回させる油圧式の旋回モータ１４が配備されている。
作業装置１３は、旋回台１２の前部に配備された支持ブラケット１６を介して該旋回台１２に着脱自在に取り付けられており、支持ブラケット１６に上下方向の軸心廻りに左右揺動自在に支持されたスイングブラケット１７と、該スイングブラケット１７に基部側を左右方向の軸心廻りに揺動自在に支持されたブーム１８と、該ブーム１８の先端側に左右方向の軸心廻りに揺動自在に支持されたアーム１９と、該アーム１９の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に支持されたバケット２０とを備えている。

スイングブラケット１７は、旋回台１２内に備えられたスイングシリンダ２１のピストンロッドの往復動によって揺動し、ブーム１８は、該ブーム１８とスイングブラケット１７との間に介装されたブームシリンダ２２のピストンロッドの往復動によって揺動し、アーム１９は、該アーム１９とブーム１８との間に介装されたアームシリンダ２３のピストンロッドの往復動によって揺動し、バケット２０は、該バケット２０とアーム１９との間に介装されたバケットシリンダ２４のピストンロッドの往復動によってスクイ・ダンプ動作する。

なお、前記ドーザシリンダ６、スイングシリンダ２１、ブームシリンダ２２、アームシリンダ２３、バケットシリンダ２４は油圧シリンダ式の油圧アクチュエータによって構成され、前記走行モータ５及び旋回モータ１４はピストンモータ式の油圧アクチュエータによって構成されている。
また、前記バケット２０はアーム１９から取り外すことができ、該アーム１９の先端には、バケット２０に代えて図８に示すブレーカ等のアタッチメント２６を取り付けることができる。該アタッチメント２６には、該アタッチメント２６を駆動させるサービスアクチュエータ２７が配備されており、該サービスアクチュエータ２７に圧油を供給すべく、アーム１９の先端には、圧油取出口となるサービスポート２８が配備されている。

なお、本実施の形態においては油圧アタッチメント２６としてブレーカが採用されているが、オーガやカッタ等、サービスアクチュエータの要求油量が異なる複数種の油圧アタッチメントをアーム１９の先端に取り付けることも可能である。
また、旋回台１２の上部には、運転席３０が配備されており、該運転席３０と、運転席３０の両側に配備された一対の操縦ボックス３１Ｌ、３１Ｒと、運転席３０の前方に配備された左右一対の走行レバー３２Ｌ、３２Ｒ等とによって運転操縦装置３３が構成されている。

また、図１に示す如く、本実施の形態のバックホー１は、上述の複数（本実施の形態においては９つ）の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧システム４０を備えており、該油圧システム４０は、上述の９つの油圧アクチュエータ５Ｌ、５Ｒ、６、１４、２１、２２、２３、２４及び２７と、各油圧アクチュエータに供給する圧油を貯留しておくタンク４１と、該タンク４１の圧油を油圧アクチュエータに向けて圧送する油圧ポンプユニット４２と、各油圧アクチュエータと油圧ポンプユニット４２の間に配備されて各油圧アクチュエータを制御するバルブユニット４３とを備えている。

また、該油圧システム４０は、バルブユニット４３を介して油圧ポンプユニット４２からの圧油を各アクチュエータに供給する作動油供給回路ｃ１と、各油圧アクチュエータの操作に応じて該作動油供給回路ｃ１を切り換えるパイロット制御回路ｃ２の２系統の油圧回路を備えている。また、これら作動油供給回路ｃ１及びパイロット制御回路ｃ２は、戻り油をタンク４１に向けてドレンするドレン回路ｃ３に通じている。
なお、本実施の形態においては、便宜上、図１〜図４の実線で示される回路を作動油供給回路ｃ１とし、細目の点線で示される回路をパイロット制御回路ｃ２とし、粗目の点線で示される回路をドレン回路ｃ３とする。

前記バルブユニット４３は、前記旋回モータ１４を制御する旋回用制御弁ｖ１と、スイングシリンダ２１を制御するスイング用制御弁ｖ２と、ドーザシリンダ６を制御するドーザ用制御弁ｖ３と、サービスアクチュエータ２７を制御するＳＰ（サービスポート）用制御弁ｖ４と、アームシリンダ２３を制御するアーム用制御弁ｖ５と、左側の走行モータ５Ｌを制御する左側走行用制御弁ｖ６と、右側の走行モータ５Ｒを制御する右側走行用制御弁ｖ７と、ブームシリンダ２２を制御するブーム用制御弁ｖ８と、バケットシリンダ２４を制御するバケット用制御弁ｖ９とを備えている。

各制御弁ｖ１〜ｖ９は、図３中に左走行用制御弁で例示する如く、直動スプール型切換弁によって構成されており、作動油供給回路ｃ１を切り換える作動油切換部ａと、パイロット制御回路ｃ２を切り換えるパイロット圧切換部ｂとを備えている。
作動油切換部ａは、６ポート３位置切換弁によって形成されており、油圧アクチュエータのピストンロッドを一方向に動作させるように圧油を供給する第１圧油供給位置と、油圧アクチュエータを介することなく圧油を通過させる中立位置と、油圧アクチュエータのピストンロッドを他方向に動作させるように圧油を供給する第２圧油供給位置との間で切換自在とされている。

また、図１に示す如く、上述の制御弁の内、旋回用制御弁ｖ１、スイング用制御弁ｖ２及びドーザ用制御弁ｖ３のパイロット圧切換部ｂは、２ポート３位置切換弁によって形成されており、パイロット制御回路ｃ２を遮断する一対の遮断位置と、パイロット制御回路ｃ２内の圧油の流通を許容する中立位置との間で切換自在とされている。
また、ＳＰ用制御弁ｖ４、アーム用制御弁ｖ５、ブーム用制御弁ｖ８及びバケット用制御弁ｖ９のパイロット圧切換部ｂは、図３中にＳＰ用制御弁ｖ４で示す如く、４ポート３位置切換弁によって形成されており、パイロット制御回路ｃ２を遮断する一対の遮断位置と、パイロット制御回路ｃ２内の圧油の流通を許容する中立位置との間で切換自在とされている。

また、左側走行用制御弁ｖ６及び右側走行用制御弁ｖ７のパイロット圧切換部ｂは、図３中に左側走行用制御弁ｖ６で示す如く、５ポート３位置切換弁によって形成されており、パイロット制御回路ｃ２を遮断する一対の遮断位置と、パイロット制御回路ｃ２内の圧油の流通を許容する中立位置との間で切換自在とされているが、該中立位置となる油路は途中で分岐する分岐油路ｄを有し、該分岐油路ｄはドレン回路ｃ３に接続されている。
なお、上記制御弁ｖ１〜ｖ９の作動油切換部ａとパイロット圧切換部ｂとは一体となって作動するように構成されており、制御弁ｖ１〜ｖ９を作動させない場合には作動油路切換部ａとパイロット油路切換部ｂは共に中立位置に設定され、制御弁ｖ１〜ｖ９を中立位置から一方に作動させると作動油切換部ａが第１圧油供給位置に設定されると共にパイロット圧切換部ｂが一方の遮断位置に設定され、制御弁ｖ１〜ｖ９を中立位置から他方に作動させると作動油切換部ａが第２圧油供給位置に設定されると共にパイロット圧切換部ｂが他方の遮断位置に設定される。

なお、上記制御弁ｖ１〜ｖ５、ｖ８及びｖ９のパイロット油路切換部ｂは、中立位置から少しでも作動させると何れか一方の遮断位置に設定されるように構成されており、作動油切換部ａは、制御弁ｖ１〜ｖ５、ｖ８及びｖ９作動させた量に比例する量の圧油が油圧アクチュエータに供給されるように構成されている。
また、走行用制御弁ｖ６、ｖ７のパイロット制御部ｂは、該制御弁を第１及び第２圧油供給位置に設定した状態（走行モータをフル駆動とした状態）で、遮断位置に設定されるように構成されている。

また、ドーザ用制御弁ｖ３とＳＰ用制御弁ｖ４との間には、圧油の経路を切り換える流路切換弁ｖ１０が介装されており、左側走行用制御弁ｖ６と右側走行用制御弁ｖ７との間には、圧油導入用のインレット用ブロックＢが介装されている。
流路切換弁ｖ１０は、一端がパイロット制御回路ｃ２に接続されたばねオフセットパイロット式の４ポート２位置切換弁として形成されており、作動油供給回路ｃ１を分岐させる作動位置ｘ１と、該作動油供給回路ｃ１を分岐させない中立位置ｘ２の間で切換自在とされている。

ここで、旋回用制御弁ｖ１及びアーム用制御弁ｖ５は、図９に示す左側の操縦ボックス３１Ｌに配備されたレバーによって操作可能とされ、ブーム用制御弁ｖ８及びバケット用制御弁ｖ９は、右側の操縦ボックス３１Ｒに配備されたレバーによって操作可能とされている。
また、左側走行用制御弁ｖ６は左側の走行レバー３２Ｌによって操作可能とされ、右側走行用制御弁ｖ７は右側の走行レバー３２Ｒによって操作可能とされている。
また、スイング用制御弁ｖ２はスイングペダルによって操作可能とされ、ドーザ用制御弁ｖ３は運転席３０の側方に配備されるドーザレバーによって操作可能とされ、ＳＰ用制御弁ｖ４はＳＰスイッチによって操作可能とされている。

前記油圧ポンプユニット４２は、図１に示す如く、旋回台１２に搭載されたエンジンの駆動に連動して駆動する３つの油圧ポンプを備えており、本実施の形態においては、メイン油圧ポンプｐ１と、サブ油圧ポンプｐ２及びパイロットポンプｐ３とを備えている。
メイン油圧ポンプｐ１は、可変容量形の油圧ポンプであって、且つ２つの吐出ポートから等しい吐出量が得られる等流量ダブルポンプによって形成されている。また、サブ油圧ポンプｐ２及びパイロットポンプｐ３は定容量形のギアポンプ等によって形成されている。

また、前記作動油供給回路ｃ１は、メイン油圧ポンプｐ１からの圧油をＳＰ用制御弁ｖ４からバケット用制御弁ｖ９に供給するメイン供給回路Ｍと、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油を旋回用制御弁ｖ１からドーザ用制御弁ｖ３に供給するサブ供給回路Ｓとを備えており、メイン供給回路Ｍは、一方の吐出ポートから吐出される圧油を右側の走行モータ５Ｒに供給する第１供給回路ｍ１と、他方の吐出ポートから吐出される圧油を左側の走行モータ５Ｌに供給する第２供給回路ｍ２の２系統を備えている。
第１供給回路ｍ１は、メイン油圧ポンプｐ１から圧送される圧油をインレット用ブロックＢに供給した後、右側走行用制御弁ｖ７に供給し、その後、ブーム用制御弁ｖ８及びバケット用制御弁ｖ９を経由してドレン回路ｃ３にドレンするように構成されている。

第２供給回路ｍ２は、メインポンプｐ１から圧送される圧油をインレット用ブロックＢに供給した後、左側走行用制御弁ｖ６に供給し、その後、アーム用制御弁ｖ５及びＳＰ制御弁ｖ４を経由してドレン回路ｃ３にドレンするように構成されている。
また、サブ供給回路Ｓは、サブ油圧ポンプｐ２から供給される圧油を旋回用制御弁ｖ１、スイング用制御弁ｖ２及びドーザ用制御弁ｖ３に供給すると共に、これら制御弁ｖ１〜ｖ３を作動させない状態で流路切換弁ｖ１０に流入するように構成されており、該流路切換弁ｖ１０を介してメイン供給回路Ｍに接続されている。

また、図３に示す如く、流路切換弁ｖ１０の下流側（流路切換弁ｖ１０と第２供給回路ｍ２との間）には、該流路切換弁ｖ１０を作動位置ｘ１に切り換えた状態でサブ油圧ポンプｐ２からの圧油をメイン供給回路Ｍの第１供給回路ｍ１内の圧油に合流させる第１接続油路ｊ１と、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油を第２供給回路ｍ２内の圧油に合流させる第２接続油路ｊ２と、流路切換弁ｖ１０を中立位置ｘ２とした状態でサブ油圧ポンプｐ２からの圧油を第２供給回路ｍ２内の圧油に合流させる第３接続油路ｋとが配備されている。
第１接続油路ｊ１は、図１に示す如く、一方の端部が流路切換弁ｖ１０に接続されると共に、他方の端部が第１供給回路ｍ１の右側走行用制御弁ｖ７とブーム用制御弁ｖ８の間となる位置に接続されている。

第２接続油路ｊ２は、図３に示す如く、一方の端部が流路切換弁ｖ１０に接続されると共に、他方の端部が第２供給回路ｍ２の左側走行用制御弁ｖ６とアーム用制御弁ｖ５との間となる位置に接続されている。また、第２接続油路ｊ２は、中途部が分岐してアーム用制御弁ｖ５とＳＰ用制御弁ｖ４の間に接続されている。また、第２接続油路ｊ２には、第１供給回路ｍ１の左走行用制御弁ｖ６の下流側となる位置と該第２接続油路ｊ２とを接続する合流油路ｌが接続されており、該合流油路ｌには、第２接続油路ｊ２からの圧油の流入を阻止するチェック弁ｑ１が設けられている。

第３接続油路ｋは、一方の端部が流路切換弁ｖ１０に接続されると共に、他方の端部が第２供給回路ｍ２のアーム制御弁ｖ５とＳＰ制御弁ｖ４の間となる位置に接続されている。また、該第３接続油路ｋの中途部には、第２供給回路ｍ２からの圧油の流入を阻止するチェック弁ｑ２が設けられている。そして、該チェック弁ｑ２の上流側且つ流路切換弁ｖ１０の下流側には、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油をタンク４１にドレンするためのドレン油路Ｎが接続されている。
該ドレン油路Ｎには、サブ油圧ポンプｐ２からタンク４１にドレンされる圧油の流れを遮断するコックｖ１１が配備されており、該コックｖ１１を開くことによって流路切換弁ｖ１０から第３接続油路ｋに流入した圧油がタンク４１にドレンされる。また、コックｖ１１を閉じることによって、流路切換弁ｖ１０から第３接続油路ｋに流入した圧油はドレン油路Ｎに流入することなく第２供給回路ｍ２に流入する。

また、コックｖ１１は、図２に示す如く、合流切換弁ｖ１０を備えたスプールセクションのバルブ本体５３に形成されたドレン油路の一部を構成する油路ｎに進入して該油路ｎを閉鎖する棒状の弁体５１によって形成されている。
該弁体５１は、一方の端部が油路ｎに入り込むと共に他方の端部がバルブ本体５３の外方に突出しており、螺合機構５２を介して該バルブ本体５３螺合したプラグ５５に螺嵌されている。該螺合機構５２は、弁体５１の基端部に形成された雄螺子部５４と、プラグ５５に形成された雌螺子部５６とから構成されている。

また、弁体５１の他方の端部には、該弁体５１を回転させるドライバー、六角レンチ、回転ハンドル等の回動工具を嵌合させるための嵌合穴５７が該弁体５１の軸上に凹設されており、該嵌合穴に回動工具を嵌合させ、該回動工具を回転させることにより弁体５１は油路ｎに対して螺進・螺退する。油路ｎは、弁体５１を螺進させることによって該弁体５１によって流路が閉鎖された閉鎖状態に設定され、弁体５１を螺退させることによって流路が開放された連通状態に設定される。
また、回転工具を操作することによって弁体５１の先端部の位置を前記閉鎖状態の位置と連通状態の位置の間の位置に設定することも可能であり、これによって、油路ｎの開度が調整され、該油路ｎを通過してタンク４１に流入する圧油の油量が調整されるのである。

図１に示す如く、前記パイロット制御回路ｃ２は、パイロットポンプｐ３からの圧油をアンロード弁及び２速切換弁からなるパイロット圧調整ユニット４４に供給するパイロット供給油路ｒを備えており、該パイロット圧供給油路ｒの中途部からは、バルブユニット４３の流路切換弁ｖ１０のスプールセクションに至る第１信号油路ｓが分岐している。該第１信号油路ｓは、先端部が合流切換弁ｖ１０のパイロット通路に接続されており、これによって、該合流切換弁ｖ１０は、第１信号油路ｓに圧が立つことによって中立位置ｘ２から作動位置ｘ１まで切り換えられることとなるのである。また、第１信号油路ｓの中途部からは、第２信号油路ｔ及び第３信号油路ｕが分岐して配備されている。

該第２信号油路ｔは、左側走行用制御弁ｖ６→右側走行用制御弁ｖ７→ブーム用制御弁ｖ８→バケット用制御弁ｖ９→アーム用制御弁ｖ５→ＳＰ用制御弁ｖ４の各パイロット圧切換部ｂを経てドレン回路ｃ３に接続されている。
第３信号油路ｕは、ドーザ用制御弁ｖ３→スイング用制御弁ｖ２→旋回用制御弁ｖ１をの各パイロット圧切換部ｂを経た後に、ＳＰ用制御弁ｖ４→アーム用制御弁ｖ５→左側走行用制御弁ｖ６→右側走行用制御弁ｖ７→ブーム用制御弁ｖ８→バケット用制御弁ｖ９の各パイロット圧切換部ｂを経てドレン回路ｃ３に接続されている。

本実施の形態は以上の構成からなるものであって、次に、上記油圧システム４０の動作を図３〜図５を用いてメイン供給回路Ｍの第１供給回路ｍ１及びサブ供給回路Ｓを中心に説明する。
図３に示す如く、左側走行用制御弁ｖ６を作動させない場合、左側走行用制御弁ｖ６は中立位置ｘ２に維持される。このため、メイン油圧ポンプｐ１からの圧油は左側走行用制御弁ｖ６を通過した後、アーム用制御弁ｖ５を通じてアームシリンダ２３に供給されると共に、ＳＰ用制御弁ｖ４を通じてサービスアクチュエータ２７に供給される。

ここで、左側走行用制御弁ｖ６が中立位置に設定されているため、第２信号油路ｔに流入するパイロット油は左側走行用制御弁ｖ６の中立位置の前記分岐油路ｃを介してドレン回路ｃ３にドレンされることとなる。このため、この状態で旋回用制御弁ｖ１からアーム用制御弁ｖ５、ブーム用制御弁ｖ８及びバケット用制御弁ｖ９の何れかを作動させた場合にも第１信号油路ｓに圧が立つことはなく、これによって流路切換弁ｖ１０は中立位置ｘ２に維持される。このため、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油は旋回用制御弁ｖ１からドーザ用制御弁ｖ３を通じた後、流路切換弁ｖ１０を介して第３接続油路ｋに流入することとなる。

このとき、前記ドレン油路Ｎのコックｖ１１となる弁体５１を螺進させ、油路ｎが閉鎖状態に設定されている場合、第３接続油路ｋに流入したサブ油圧ポンプｐ２からの圧油はドレン油路Ｎに流入することなく第２供給回路ｍ２に流入し、該第２供給回路ｍ２に供給されているメイン油圧ポンプｐ１からの圧油に合流する。そして、これら２つのポンプからの圧油を合流した圧油がＳＰ用制御弁ｖ４を通じてサービスアクチュエータ２７に供給されると共に、アーム用制御弁ｖ５を通じてアームシリンダ２３に供給されることとなる。

一方、前記弁体５１を螺退させ、油路ｎが開放状態に設定されている場合、第３接続油路ｋに流入したサブ油圧ポンプｐ２からの圧油はドレン油路Ｎに流入し、前記油路ｎを通じてタンク４１にドレンされる。このため、ＳＰ用制御弁ｖ４及びアーム用制御弁ｖ５にはサブ油圧ポンプｐ２からの圧油が供給されることはなく、メイン油圧ポンプｐ１からの圧油が第２供給回路ｍ２を通じて供給されるのみである。
また、前記弁体５１の先端を油路ｎの中途部に位置させ、該油路ｎが半開状態に設定されている場合、該油路ｎの開度に応じた量の圧油が該油路ｎを通じてタンク４１にドレンされる一方、残りの圧油は上述の如く第３接続油路ｋを通じて第２供給回路ｍ２に流入し、メイン油圧ポンプｐ１からの圧油に合流することとなる。

また、図４に示す如く、左側走行用制御弁ｖ６を中立位置に維持した状態でアーム制御弁ｖ５及びＳＰ制御弁ｖ４を第１圧油供給位置に切り換えた場合、メイン油圧ポンプｐ１からの圧油は、左側走行用制御弁ｖ６を通過した後に合流油路ｌに流入し、前記第３接続油路ｋを通じてアーム制御弁ｖ５及びＳＰ制御弁ｖ４に供給される。ここで、ドレン油路Ｎの弁体５１を螺進・螺退させることにより、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油の第２供給回路ｍ２への流入／非流入及び流入量の調整が自在に選択可能であることは前述の通りである。

また、図５に示す如く、左走行用制御弁ｖ６を第１圧油供給位置（第２圧油供給位置でも良い）に切り換えて走行モータ５をフル駆動とした場合、メイン油圧ポンプｐ１から第２供給回路ｍ２に供給される圧油は左走行用制御弁ｖ６及び左側の走行モータ５Ｌを通じてドレン回路ｃ３にドレンされる。
このとき、該左走行用制御弁ｖ６のパイロット圧切換部ｂが遮断位置に設定されることとなり、これによって、第２信号油路ｔが連通され、第３信号油路ｕが遮断され、前記分岐油路ｃも遮断されることとなる。この状態でＳＰ用制御弁ｖ４やアーム用制御弁ｖ５を何れか一方の圧油供給位置（本実施の形態においては第１圧油供給位置）に切り換えた場合、切り換えた制御弁によって第２信号油路ｔが遮断され、これによって第１信号油路ｓに圧が立ち、該圧によって流路切換弁ｖ１０が中立位置ｘ２から作動位置ｘ１まで移動し、該作動位置ｘ１に切り換えられた流路切換弁ｖ１０を通じてサブ油圧ポンプｐ２からの圧油は第１接続油路ｊ１及び第２接続油路ｊ２に供給されることとなる。

そして、第１接続油路ｊ１に流入した圧油は第１供給回路ｍ１に流入し、該圧油によってブームシリンダ２２及びバケットシリンダ２４に駆動力が付与される。また、第２接続油路ｊ２に流入した圧油は第２供給回路ｍ２に流入し、該圧油によってサービスアクチュエータ２７及びアームシリンダ２３に駆動力が付与されるのである。
本実施の形態においては、走行用制御弁ｖ６、ｖ７を中立位置に設定している場合、ドレン油路Ｎのコックｖ１１となる弁体５１を螺進させて油路ｎを閉鎖状態に設定することにより、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油が第３接続油路ｋを通じて第２供給回路ｍ２に流入し、該第２供給回路ｍ２に供給されているメイン油圧ポンプｐ１からの圧油と合流することとなる。

一方、走行用制御弁ｖ６、ｖ７を中立位置に設定した状態でドレン油路Ｎのコックｖ１１となる弁体５１を螺退させ、これによって油路ｎを開放状態に設定することにより、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油はドレン油路Ｎを通じてタンク４１にドレンされ、該圧油が第２供給回路ｍ２に流入することはない。このとき、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油の流通経路は短小化され、これによって該圧油に起因する圧損や内部摩擦による熱損失が低減されることとなる。
また、走行制御弁ｖ６、ｖ７を中立位置に設定し、ドレン油路Ｎのコックｖ１１となる弁体５１を調整して油路ｎの開度を閉鎖状態と開放状態の状態に設定することにより、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油の一部が第３接続油路ｋを通じて第２供給回路ｍ２に流入してメイン油圧ポンプｐ１からの圧油と合流し、残りの圧油はドレン油路Ｎを通じてタンク４１にドレンされる。

即ち、弁体５１を操作することにより、前記油路ｎを通過する通過油量が制御され、これによって、サービスアクチュエータ２７に供給される圧油の油量が油圧アクチュエーサービスアクチュエータの種類によって調整されることとなるのである。
したがって、複数種の油圧アタッチメントの何れかをブーム１９に取り付けた場合にも、該油圧アタッチメントのサービスアクチュエータに応じた油量を該サービスアクチュエータに供給することができ、選択的に取り付けられる油圧アタッチメントに応じてバルブユニット４３を交換する必要はない。

或いは、メイン油圧ポンプｐ１からの圧油供給では出力不足となるため、かかる出力不足を回避すべく、コックｖ１１の弁体５１を調整することにより不足分の圧油をサブ油圧ポンプｐ２からの圧油によって補充することができるとも言える。
また、油路ｎを開閉する弁体５１は、螺合機構５６を介してバルブ本体５３に螺進・螺退自在に装嵌されているため、該油路ｎの開き具合は、回動工具を弁体５１に装着し、該回動工具をを手動によって回転させる極めて容易な操作によって調整されるのである。
また、サブ油圧ポンプｐ２からの圧油の第２供給回路ｍ２への流入／非流入は、ドレン油路Ｎを第３接続油路ｋに接続する容易な構成によって形成されることとなり、バルブユニット４３の構造が複雑化することはなく、ひいては製造コストが増大する虞もない。

ところで、上述の如く、本実施の形態のＳＰ制御弁ｖ４は、ＳＰスイッチ（図示省略）によって操作可能に形成されており、該ＳＰスイッチは、一対の入力位置及び中立位置ｘ２に切換可能であり、ＳＰスイッチを一方の入力位置に切り換えることにより、ＳＰ制御弁ｖ４は第１圧油供給位置に設定され、ＳＰスイッチを他方の入力位置に切り換えることにより、ＳＰ制御弁ｖ４が第２圧油供位置に設定される。また、ＳＰスイッチを中立位置に設定することにより、ＳＰ制御弁ｖ４は中立位置に設定されることとなる。
該ＳＰ制御弁ｖ４を有するスプールセクション６０は、図６に示す如く、棒状に形成されたスプール６１と、該スプール６１を軸方向に移動自在に挿通する挿通路を有するバルブ本体６２と、該バルブ本体６２の両端に取り付けられてスプール６１の端部を覆う一対のキャップ６３とを備えており、該スプール６１は、リング状のシールを介してバルブ本体６２に挿通されている。

キャップ６３には、バルブ本体６２に挿通されたスプール６１の一端を収容する収容室６４が凹設されており、該収容室６４には、スプール６１の作動を制御すべきパイロット油の流入路となるスプール制御油路６５が接続されている。また、該キャップ６３には、スプール６１の軸心と同一軸心上に円筒状の開口部６６が開設されており、該開口部６６には、棒状のストッパロッド６７がその端部をスプール６１の端部と対向させた状態で配備されており、ストッパロッド６７とスプール６１の両端部間の間隔がスプール６１のストロークとなる。

また、ストッパロッド６７とキャップ６３の間には、Ｏリング等のシール材が配備されている。
また、前記バルブ本体６２とキャップ６３との間には、Ｏリング等からなるキャップシールが配備されており、該シール材の内径側には、スプール６１の外周面に沿うスプールシール６８が配備されている。また、該スプールシール６８は、スプール６１の外周面に沿って配備されたワイパ６９によってバルブ本体６２の壁面に向けて押圧されており、該ワイパ６９よりもスプール６１の端縁側となる位置には、スプール６１の外周面に沿うフランジ７０が該スプール６１に嵌合している。

また、該ストッパロッド６７とキャップ６３との間には、ストッパロッド６７をキャップ６３に螺合すべき螺合機構７１が設けられており、該螺合機構７１は、ストッパロッド６７に形成された雄螺子部７２と、キャップ６３の外壁面に配備された軸受体に形成された雌螺子部７４とから構成されている。また、ストッパロッド６７の収容室側端部には、該ストッパロッド６７の外周面に沿うフランジ７５が取り付けられている。
また、収容室６４には、スプール６１の軸心方向に伸縮するばね７６が配備されており、該ばね７６は、ストッパロッド６７のフランジ７５とスプール６１のフランジ７０とによって挟持されている。

なお、他方のキャップ６３及び該キャップ６３に覆われるスプール６１の他端も上記と同一の構成を有しているので、ここでは説明を省略する。
上記構成を有するスプールセクション６０において、一方のキャップ６３の収容室６４側にパイロット圧が供給された場合、スプール６１が他方のキャップ６３に向けてストローク分だけ軸方向に移動すると共に、該他方のキャップ６３に配備されたばね７６は、一対のフランジ７０、７５によって挟み込まれ、弾性復帰力を蓄えつつ収縮する。そして、該パイロット圧が収容室６４からドレンされると、ばね７６の弾性復帰力によって他方のキャップ６３内のスプール６１の端部及び該スプール６１のフランジ７０が押圧され、これによってスプール６１は元の中立位置に復帰する。他方のキャップ６３の収容室６４側にパイロット圧油が供給された場合も同様である。

該スプールセクション６０によれば、一方若しくは両方のストッパロッド６７を螺進・螺退させることにより、これらストッパロッド６７の収容室側端部とスプール６１端部との間隔が拡縮されることとなり、これによってスプール６１のストロークが調整されることとなるのである。
即ち、ストッパロッド６７を螺進させ、該ストッパロッド６７の収容室側端部を中立位置にあるスプール６１の端部に近接させることにより、スプール６１のストロークは短小化されることとなり、これによって、該スプール６１とバルブ本体６２によって形成される作動油供給用の油路ｗが狭められ、該油路ｗを通じてサービスアクチュエータ２７に供給されることとなる圧油の油量が減じられるのである。この結果、サービスアクチュエータ２７に供給される圧油の単位時間あたりの油量が減じられ、ＳＰスイッチ操作に対するサービスアクチュエータ２７の作動速度が鈍化されるのである。

また、ストッパロッド６７を螺退させ、該ストッパロッド６７の収容室側端部を中立位置にあるスプール６１の端部から離間させることにより、スプール６１のストロークは長大化されることとなり、これによって、前記油路ｗがストッパロッド６７をスプール６１に近接させた場合よりも拡げられ、該油路ｗを通じてサービスアクチュエータ２７に供給されることとなる圧油の油量が上述の場合よりも増大するのである。
この結果、サービスアクチュエータ２７に供給される圧油の単位時間あたりの油量が増大し、ＳＰスイッチ操作に対するサービスアクチュエータ２７の作動速度が鋭敏なものとなる。

また、図７に示すスプールセクション６０においては、スプール６１の一方の端部にフランジ部材７７を外嵌したスプールエンド７８が該スプール６１の軸心上に配備されると共に、フランジ７９が該スプール６１の一方の端部に当接している。
また、該フランジ７９とスプールエンド７８のフランジ部材７７の間にばね７６が挟持されている。該ばね７６を配備した一方のキャップ６３側にパイロット圧が供給された場合、該パイロット圧にスプールエンド７８及びフランジ部材７７が押圧され、これによってスプール６１が他方のキャップ６３に向けてストローク分だけ軸方向に移動すると共に、ばね７６は弾性復帰力を蓄えつつ収縮する。そして、該パイロット圧が収容室６４からドレンされると、ばね７６の弾性復帰力によってスプールエンド７８のフランジ部材７７が押圧され、これによってスプール６１は元の中立位置に復帰する。

一方、ばね７６の配備されていない他方のキャップ６３側にパイロット圧が供給された場合、該パイロット圧にスプール６１の端部が押圧され、これによってスプール６１が一方のキャップ６３に向けてストローク分だけ軸方向に移動し、これに伴って、スプールエンド７８及びフランジ７９も移動する。このとき、フランジ部材７７は収容室６４の壁面と当接した状態にあるため、該フランジ部材７７が移動することはない。これによってばね７６が弾性復帰力を蓄えつつ収縮する。そして、該パイロット圧油が収容室６４からドレンされると、ばね７６の弾性復帰力によってスプール６１及びフランジ７９が押圧され、これによってスプール６１は元の位置に復帰する。

かかる構成においても、一方若しくは両方のストッパロッド６７を螺進・螺退させることにより、これらストッパロッド６７の収容室６４側端部とスプール６１端部との間隔が調整され、これによってスプール６１のストロークが調整され、ひいてはサービスアクチュエータ２７に供給される単位時間あたりの圧油の油量が調整されることとなるのである。
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、コックｖ１１をパイロット圧によって動作可能とした場合にも、本実施の形態と同様の効果を示す。また、全ての制御弁若しくは全ての制御弁の何れかをパイロット操作方式、人力方式又は電磁式とすることも可能である。

また、上記制御弁ｖ１〜ｖ９のパイロット油路切換部ｂは、中立位置から少しでも作動させると何れか一方の遮断位置に設定されるように構成されるように構成されていても構わない。或いは、上記制御弁ｖ１〜ｖ９のパイロット油路切換部ｂは、該制御弁ｖ１〜ｖ９を第１及び第２圧油供給位置に設定した状態で遮断位置に設定されるように構成されていても構わない。

本発明に係る油圧システム４０の回路図である。 ドレン油路Ｎの回路図及びコック周辺の断面図である。 油圧システム４０の要部を示す回路図である。 ＳＰ制御弁及びアーム制御弁を作動させた状態を示す回路図である。 ＳＰ制御弁、アーム制御弁及び走行用制御弁を作動させた状態を示す回路図である。 ＳＰ制御弁を構成するスプールセクション６０の断面図である。 他のＳＰ制御弁を構成するスプールセクション６０の断面図である。 バックホーの左側面図である。 バックホーの走行装置及び旋回台の正面図である。

符号の説明

１ バックホー
２ 走行装置
３ 旋回体
５ 走行モータ
６ ドーザシリンダ
１３ 作業装置
１４ 旋回モータ
２１ スイングシリンダ
２２ ブームシリンダ
２３ アームシリンダ
２４ バケットシリンダ
２６ アタッチメント
２７ サービスアクチュエータ
４０ 油圧システム
４１ タンク
４２ 油圧ポンプユニット
５１ 弁体
５２ 螺合機構
ｃ１ 作動油供給回路
ｃ２ パイロット制御回路
ｃ３ ドレン回路
ｐ１ メイン油圧ポンプ
ｐ２ サブ油圧ポンプ
ｐ３ パイロット油圧ポンプ
Ｍ メイン供給回路
Ｓ サブ供給回路
Ｎ ドレン油路
ｖ１ 旋回モータ用制御弁
ｖ２ スイング用制御弁
ｖ３ ドーザ用制御弁
ｖ４ ＳＰ用制御弁
ｖ５ アーム用制御弁
ｖ６ 左走行用制御弁
ｖ７ 右走行用制御弁
ｖ８ ブーム用制御弁
ｖ９ バケット用制御弁
ｖ１０ 合流切換弁
ｖ１１ コック
ｊ１ 第１接続油路
ｊ２ 第２接続油路
ｋ 第３接続油路
ｍ１ 第１供給油路
ｍ２ 第２供給油路
ｎ 油路

Claims (4)

1. メイン油圧ポンプ（Ｐ１）からの圧油を走行装置（２）を駆動する油圧式の走行モータ（５）と作業車輌に選択的に設けられる油圧アタッチメント（２６）に配備されたサービスアクチュエータ（２７）とに供給可能なメイン供給回路（Ｍ）と、サブ油圧ポンプ（ｐ２）からの圧油をメイン供給回路（Ｍ）内を流通する圧油に合流させて前記サービスアクチュエータ（２７）に供給するサブ供給回路（Ｓ）とを備え、該サブ供給回路（Ｓ）には、メイン供給回路（Ｍ）からの圧油の流入を阻止するチェック弁（ｑ２）が配備されると共に、該チェック弁（ｑ２）の上流側に、前記サブ油圧ポンプ（ｐ２）からの圧油をタンク（４１）にドレンするドレン油路（Ｎ）が接続され、該ドレン油路（Ｎ）には、サブ油圧ポンプ（ｐ２）からタンク（４１）にドレンされる圧油の流れを遮断するコック（ｖ１１）が手動操作可能に配備されていることを特徴とする作業車輌の油圧システム。
2. 前記コック（ｖ１１）は、前記サブ油圧ポンプ（ｐ２）からタンク（４１）にドレンされる圧油の流量を調整可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車輌の油圧システム。
3. 前記コック（ｖ１１）は、手動操作によって螺進・螺退させることにより、前記ドレン油路（Ｎ）を開閉するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の作業車輌の油圧システム。
4. 前記メイン供給回路（Ｍ）は、前記走行モータ（５）をフル駆動させたときにメイン油圧ポンプ（ｐ１）からサービスアクチュエータ（２７）への圧油の供給を断つ構成を有し、サブ供給回路（Ｓ）には、前記サブ油圧ポンプ（ｐ２）からの圧油を前記ドレン油路（Ｎ）の上流側からメイン供給回路（Ｍ）内の圧油に合流させる接続油路が設けられると共に、前記走行モータ（５）をフル駆動させた状態でサービスアクチュエータ（２７）を作動させたときにサブ油圧ポンプ（Ｓ）からの圧油のドレン油路（Ｎ）への流れを断つと共に当該圧油を接続油路に流す流路切換弁（ｖ１０）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の作業車輌の油圧システム。

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