JP2019173866A - 作業機の油圧システム - Google Patents

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Abstract

【課題】シリーズ回路において、複数の制御弁（油圧アクチュエータ）を容易に作動させることができるようにする。【解決手段】作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプＰ１と、第１油圧アクチュエータ１７と、第２油圧アクチュエータ１６と、第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁２０Ｂと、第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁２０Ａと、第１制御弁と第２制御弁とを接続し、且つ、第１油圧アクチュエータから第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、第２制御弁に供給する第１油路８１と、第１制御弁と第１油圧アクチュエータとを接続し、且つ、第１制御弁に供給された作動油である供給油を、第１油圧アクチュエータに供給する第２油路２２と、第１油路と第２油路とを接続し、且つ、第１油路の戻り油を第２油路に供給する第３油路９０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機の油圧システムに関する。
従来、作業機の油圧システムとして特許文献１が知られている。特許文献１の作業機は、ブームと、バケットと、ブームを作動させるブームシリンダと、バケットを作動させるバケットシリンダと、予備アタッチメントを作動させる予備アクチュエータと、ブームシリンダの伸縮を制御する第１制御弁と、バケットシリンダの伸縮を制御する第２制御弁と、予備アクチュエータを作動させる第３制御弁を備えている。
特開２０１０−２７０５２７号公報
特許文献１の作業機では、第１制御弁のスプールを操作していない場合には、ポンプから吐出した作動油は、第１制御弁の内部を通過して第２制御弁及び第３制御弁に供給することが可能である。一方、第１制御弁のスプールを操作した場合では、ブームシリンダから第１制御弁に戻ってきた作動油（戻り油）を、第２制御弁及び第３制御弁に供給することが可能である。即ち、特許文献１の作業機の油圧回路では、上流側の制御弁（第１制御弁）から戻って来た戻り油を下流側の制御弁（第２制御弁、第３制御弁）に供給するシリーズ回路を採用している。しかしながら、シリーズ回路では、上流側の制御弁の作動時などに、下流側の第２制御弁や第３制御弁等を作動させることが難しくなる場合があった。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、シリーズ回路において、複数の制御弁（油圧アクチュエータ）を容易に作動させることができる作業機の油圧システムを提供することを目的とする。
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下の通りである。
作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、第１油圧アクチュエータと、第２油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁と、前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第２制御弁に供給する第１油路と、前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータとを接続し、且つ、前記第１制御弁に供給された作動油である供給油を、前記第１油圧アクチュエータに供給する第２油路と、前記第１油路と前記第２油路とを接続し、且つ、前記第１油路の前記戻り油を前記第２油路に供給する第３油路と、を備えている。
作業機の油圧システムは、前記第３油路に設けられ、且つ、前記第１油路の前記戻り油が前記第２油路に向かうのを許容し前記第２油路の供給油が前記第１油路に向かうのを阻止する逆止弁を備えている。
前記第１油路は、前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータとを接続し且つ前記戻り油が流れる第１接続油路と、第１制御弁に設けられ且つ前記第１接続油路に連通する第１内部油路と、前記内部油路に連通し且つ前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続する外部油路とを有し、前記第２油路は、前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータとを接続し且つ前記供給油が流れる第２接続油路と、前記第１制御弁に設けられ且つ前記第２接続油路に連通する第２内部油路とを有し、前記第３油路は、前記第１内部油路と前記第２内部油路とを接続する油路である。
作業機の油圧システムは、前記第１油路に連通し且つ前記第１制御弁に供給された供給油を、前記第１油路に供給する第４油路を備えている。
作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、第１油圧アクチュエータと、第２油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁と、前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、を備え、前記第１制御弁は、前記第１油圧アクチュエータから当該第１制御弁に戻った作動油である戻り油を前記第２制御弁に供給し且つ当該第１制御弁に供給された作動油である供給油を前記第１油圧アクチュエータに供給する第１作動位置と、前記戻り油を前記第２制御弁に供給し且つ少なくとも戻り油の一部と前記供給油を前記第１油圧アクチュエータに供給する第２作動位置とに切り換え可能である。
本発明によれば、シリーズ回路において、複数の制御弁（油圧アクチュエータ）を容易に作動させることができる。
作業機の油圧システム（油圧回路）を示す図である。 作業機の油圧システムの変形例を示す図である。 作業機として例示するスキッドステアローダの全体図である。
以下、本発明に係る作業機の油圧システム及びこの油圧システムを備えた作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
まず、作業機から説明する。
図３は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図３では、作業機の一例として、スキッドステアローダを示している。但し、本発明に係る作業機はスキッドステローダに限定されず、例えば、コンパクトトラックローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
作業機１は、機体（車体）２と、キャビン３と、作業装置４と、走行装置５Ａ、５Ｂとを備えている。
機体２上にはキャビン３が搭載されている。キャビン３内の後部には運転席８が設けられている。本発明の実施形態において、作業機１の運転席８に着座した運転者の前側（図３の左側）を前方、運転者の後側（図３の右側）を後方、運転者の左側（図３の手前側）を左方、運転者の右側（図３の奥側）を右方として説明する。また、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体２の中央部から右部或いは左部へ向かう方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって、機体２から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって、機体２に近づく方向である。
キャビン３は、機体２に搭載されている。作業装置４は、作業を行う装置で、機体２に装備されている。走行装置５Ａは、機体２を走行させる装置であって、機体２の左側に設けられている。走行装置５Ｂは、機体２を走行させる装置であって、機体２の右側に設けられている。機体２内の後部には原動機７が設けられている。原動機７は、ディーゼルエンジン（エンジン）である。なお、原動機７は、エンジンに限定されず、電動モータ等であってもよい。
運転席８の左側には、走行レバー９Ｌが設けられている。運転席８の右側には、走行レバー９Ｒが設けられている。左側の走行レバー９Ｌは、左側の走行装置５Ａを操作するものであり、右側の走行レバー９Ｒは、右側の走行装置５Ｂを操作するものである。
作業装置４は、ブーム１０と、バケット１１と、リフトリンク１２と、制御リンク１３と、ブームシリンダ１４と、バケットシリンダ１７とを有する。ブーム１０は、機体２の側方に設けられている。バケット１１は、ブーム１０の先端（前端）に設けられている。リフトリンク１２及び制御リンク１３は、ブーム１０の基部（後部）を支持する。ブームシリンダ１４は、ブーム１０を上又は下に駆動する。
詳しくは、リフトリンク１２、制御リンク１３及びブームシリンダ１４は、機体２の側方に設けられている。リフトリンク１２の上部は、ブーム１０の基部の上部に枢支されている。リフトリンク１２の下部は、機体２の後部の側部に枢支されている。制御リンク１３は、リフトリンク１２の前方に配置されている。制御リンク１３の一端は、ブーム１０の基部の下部に枢支され、他端が機体２に枢支されている。
ブームシリンダ１４は、ブーム１０を昇降する油圧シリンダである。ブームシリンダ１４の上部は、ブーム１０の基部の前部に枢支されている。ブームシリンダ１４の下部は、機体２の後部の側部に枢支されている。ブームシリンダ１４を伸縮すれば、リフトリンク１２及び制御リンク１３によってブーム１０が上下に揺動する。バケットシリンダ１７は、バケット１１を揺動する油圧シリンダである。バケットシリンダ１７は、バケット１１の左部と左のブームとの間を連結すると共に、バケット１１の右部と右のブームとの間を連結する。なお、ブーム１０の先端（前部）には、バケット１１の代わりに、油圧圧砕機，油圧ブレーカ，アングルブルーム，オーガー，パレットフォーク，スイーパー，モア，スノウブロア等の予備アタッチメントが装着可能とされている。
走行装置５Ａ，５Ｂは、本実施形態では前輪５Ｆ及び後輪５Ｒを有する車輪型の走行装置５Ａ，５Ｂが採用されている。なお、走行装置５Ａ，５Ｂとしてクローラ型（セミクローラ型を含む）の走行装置５Ａ，５Ｂを採用してもよい。
次に、スキッドステアローダ１に設けられた作業系油圧回路（作業系油圧システム）について説明する。
作業系油圧システムは、ブーム１０、バケット１１、予備アタッチメント等を作動させるシステムであって、図１に示すように、複数の制御弁２０と、作業系の油圧ポンプ（第１油圧ポンプ）Ｐ１を備えている。また、第１油圧ポンプＰ１とは異なる第２油圧ポンプＰ２を備えている。
第１油圧ポンプＰ１は、原動機７の動力によって作動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第１油圧ポンプＰ１は、タンク（作動油タンク）１５に貯留された作動油を吐出可能である。第２油圧ポンプＰ２は、原動機７の動力によって作動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第２油圧ポンプＰ２は、タンク（作動油タンク）１５に貯留された作動油を吐出可能である。なお、第２油圧ポンプＰ２は、油圧システムにおいて、信号用の作動油、制御用の作動油を吐出する。信号用の作動油及び制御用の作動油のことをパイロット油という。
複数の制御弁２０は、作業機１に設けられた様々な油圧アクチュエータを制御する弁である。油圧アクチュエータとは、作動油によって作動する装置で、油圧シリンダ、油圧モータ等である。この実施形態では、複数の制御弁２０は、ブーム制御弁２０Ａ、バケット制御弁２０Ｂ、予備制御弁２０Ｃである。
ブーム制御弁２０Ａは、ブーム１０を作動する油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）１４を制御する弁である。ブーム制御弁２０Ａは、直動スプール形３位置切換弁である。ブーム制御弁２０Ａは、中立位置２０ａ３、中立位置２０ａ３とは異なる第１位置２０ａ１、中立位置２０ａ３及び第１位置２０ａ１とは異なる第２位置２０ａ２に切り換わる。ブーム制御弁２０Ａにおいて、中立位置２０ａ３、第１位置２０ａ１、第２位置２０ａ２の切換は、操作部材の操作によりスプールを動かすことによって行う。なお、ブーム制御弁２０Ａの切換は、操作部材を手動操作することによってスプールを直接移動させることにより行っているが、スプールを油圧操作（パイロットバルブによる油圧操作、比例弁による油圧操作）で移動させてもよいし、電気操作（ソレノイドを励磁することによる電気操作）で移動させてもよいし、その他の方法で移動させてもよい。
ブーム制御弁２０Ａと、第１油圧ポンプＰ１とは吐出油路２７により接続されている。吐出油路２７であって、ブーム制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１との間の区間には、作動油タンク１５に繋がる排出油路２４ａが接続されている。排出油路２４ａの中途部にリリーフ弁（メインリリーフ弁）２５が設けられている。第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、吐出油路２７を通過してブーム制御弁２０Ａに供給される。また、ブーム制御弁２０Ａと、ブームシリンダ１４とは、油路２１で接続されている。
詳しくは、ブームシリンダ１４は、筒体１４ａと、筒体１４ａに移動自在に設けられたロッド１４ｂと、ロッド１４ｂに設けられたピストン１４ｃとを備えている。筒体１４ａの基端部（ロッド１４ｂ側とは反対側）には、作動油を給排する第１ポート１４ｄが設けられている。筒体１４ａの先端（ロッド１４ｂ側）には、作動油を給排する第２ポート１４ｅが設けられている。
油路２１は、ブーム制御弁２０Ａの第１ポート３１とブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄとを接続する連通油路２１ａと、ブーム制御弁２０Ａの第２ポート３２とブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅとを接続する連通油路２１ｂとを有している。
したがって、ブーム制御弁２０Ａを第１位置２０ａ１にすれば、連通油路２１ａからブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄに作動油を供給することができると共に、ブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅから連通油路２１ｂに作動油を排出することができる。これによって、ブームシリンダ１４は伸長し、ブーム１０は上昇する。ブーム制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にすれば、連通油路２１ｂからブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅに作動油を供給することができると共に、ブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄから連通油路２１ａに作動油を排出することができる。これによって、ブームシリンダ１４は収縮し、ブーム１０は下降する。
バケット制御弁２０Ｂは、バケット１１を制御する油圧シリンダ（バケットシリンダ）１７を制御する弁である。バケット制御弁２０Ｂは、パイロット方式の直動スプール形３位置切換弁である。バケット制御弁２０Ｂは、中立位置２０ｂ３、中立位置２０ｂ３とは異なる第１位置２０ｂ１、中立位置２０ｂ３及び第１位置２０ｂ１とは異なる第２位置２０ｂ２に切り換わる。バケット制御弁２０Ｂにおいて、中立位置２０ｂ３、第１位置２０ｂ１及び第２位置２０ｂ２の切換は、操作部材の操作によりスプールを動かすことによって行う。なお、バケット制御弁２０Ｂの切換は、操作部材を手動操作することによってスプールを直接移動させることにより行っているが、スプールを油圧操作（パイロットバルブによる油圧操作、比例弁による油圧操作）で移動させてもよいし、電気操作（ソレノイドを励磁することによる電気操作）で移動させてもよいし、その他の方法で移動させてもよい。
バケット制御弁２０Ｂと、バケットシリンダ１７とは、油路２２で接続されている。詳しくは、バケットシリンダ１７は、筒体１７ａと、筒体１７ａに移動自在に設けられたロッド１７ｂと、ロッド１７ｂに設けられたピストン１７ｃとを備えている。筒体１７ａの基端部（ロッド１７ｂ側とは反対側）には、作動油を給排する第１ポート１７ｄが設けられている。筒体１７ａの先端（ロッド１７ｂ側）には、作動油を給排する第２ポート１７ｅが設けられている。
油路２２は、バケット制御弁２０Ｂの第１ポート３５とバケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅとを接続する連通油路２２ａと、バケット制御弁２０Ｂの第２ポート３６とバケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄとを接続する連通油路２２ｂとを有している。
したがって、バケット制御弁２０Ｂを第１位置（第１作動位置）２０ｂ１にすれば、連通油路２２ａからバケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅに作動油を供給することができると共に、バケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄから連通油路２２ｂに作動油を排出することができる。これによって、バケットシリンダ１７は収縮し、バケット１１はスクイ動作する。バケット制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にすれば、連通油路２２ｂからバケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄに作動油を供給することができると共に、バケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅから連通油路２２ａに作動油を排出することができる。これによって、バケットシリンダ１７は伸長し、ダンプ動作する。
予備制御弁２０Ｃは、予備アタッチメントに装着された油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ等）１６を制御する弁である。予備制御弁２０Ｃは、パイロット方式の直動スプール形３位置切換弁である。予備制御弁２０Ｃは、中立位置２０ｃ３、中立位置２０ｃ３とは異なる第１位置２０ｃ１、中立位置２０ｃ３及び第１位置２０ｃ１とは異なる第２位置２０ｃ２に切り換わる。予備制御弁２０Ｃにおいて、中立位置２０ｃ３、第１位置２０ｃ１及び第２位置２０ｃ２の切換は、パイロット油の圧力によってスプールを動かすことによって行う。予備制御弁２０Ｃには、給排油路８３ａ、８３ｂを介して接続部材１８が接続されている。接続部材１８には、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に接続された油路が接続される。
したがって、予備制御弁２０Ｃを第１位置２０ｃ１にすれば、給排油路８３ａから予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することができる。予備制御弁２０Ｃを第２位置２０ｃ２にすれば、給排油路８３ｂから予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することができる。このように、給排油路８３ａ又は給排油路８３ｂから油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することにより、当該油圧アクチュエータ１６（予備アタッチメント）を作動させることができる。
さて、油圧システムにおいては、シリーズ回路（シリーズ油路）が適用されている。シリーズ回路では、油圧アクチュエータから上流側の制御弁に戻った作動油が、下流側の制御弁に供給可能である。例えば、バケット制御弁２０Ｂと、予備制御弁２０Ｃとに着目すると、バケット制御弁２０Ｂが上流側の制御弁であり、予備制御弁２０Ｃが下流側の制御弁である。
以下、上流側の制御弁を「第１制御弁」、下流側の制御弁を「第２制御弁」という。第１制御弁及び第２制御弁以外の制御弁であって第２制御弁の上流側に設けられた制御弁のことを「第３制御弁」という。
また、第１制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第１油圧アクチュエータ」、第２制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第２油圧アクチュエータ」、第３制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第３油圧アクチュエータ」という。第１油圧アクチュエータから第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、第２制御弁に供給する油路のことを、「第１油路」という。
この実施形態では、バケット制御弁２０Ｂが「第１制御弁」、予備制御弁２０Ｃが「第２制御弁」、ブーム制御弁２０Ａが「第３制御弁」である。また、バケットシリンダ１７が「第１油圧アクチュエータ」、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６が「第２油圧アクチュエータ」、ブームシリンダ１４が「第３油圧アクチュエータ」である。
以下、第１制御弁と第２制御弁、第３制御弁について、詳しく説明する。
第３制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１の吐出部とは、吐出油路２７により接続されている。吐出油路２７は中途部２７ａで分岐している。吐出油路２７の分岐後の油路は、第３制御弁２０Ａの第１入力ポート４６ａ及び第２入力ポート４６ｂに接続されている。また、吐出油路２７は、第３制御弁２０Ａの第３入力ポート４６ｃに接続されている。したがって、第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、吐出油路２７、第１入力ポート４６ａ、第２入力ポート４６ｂ、第３入力ポート４６ｃを通じて、第３制御弁２０Ａ内に供給することが可能である。第３制御弁２０Ａと第１制御弁２０Ｂとは、中央油路５１により接続されている。中央油路５１は、第３制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと、第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続している。
さて、第３制御弁２０Ａを中立位置２０ａ３にした場合、第３入力ポート４６ｃと第３出力ポート４１ｃとを結ぶ中央油路５３ｃの連通によって、吐出油路２７から第３制御弁２０Ａに供給された作動油である供給油は、当該第３制御弁２０Ａを通過して中央油路５１に供給される。
第３制御弁２０Ａと第１制御弁２０Ｂとは、中央油路５１とは別に、戻り油路６１により接続されている。戻り油路６１は、第３油圧アクチュエータ１４から第３制御弁２０Ａに戻る戻り油を、第３制御弁２０Ａを通過させて第１制御弁２０Ｂに供給する油路である。
戻り油路６１は、連通油路２１ａと、連通油路６１ａと、連通油路６１ｂとを有している。連通油路２１ａは、第３制御弁２０Ａの第１ポート３１と、第３油圧アクチュエータ１４の第１ポート１４ｄとを接続する油路であって、第３油圧アクチュエータ１４の第１ポート１４ｄから排出された戻り油が流れる油路である。
連通油路６１ｂは、第３制御弁２０Ａに設けられ且つ連通油路２１ａに連通する油路である。詳しくは、連通油路６１ｂは、第３制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合に、第３制御弁２０Ａの第１ポート３１と第３制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａとを接続する油路である。また、連通油路６１ｂは、第３制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａと第１制御弁２０Ｂの第１入力ポート４２ａとを接続し、且つ、第３制御弁２０Ａの第２出力ポート４１ｂと第１制御弁２０Ｂの第２入力ポート４２ｂとを接続している。連通油路６１ｂの中途部は、中央油路５１に接続されている。言い換えれば、連通油路６１ｂと中央油路５１とは途中で合流している。連通油路６１ｂにおいて、連通油路６１ｂと中央油路５１とが合流する合流部６３と、第１制御弁２０Ｂとの間には、逆止弁２９ａが設けられている。逆止弁２９ａは、合流部６３から第１制御弁２０Ｂに作動油が流れることを許容し、且つ、第１制御弁２０Ｂから合流部６３に作動油が流れることを阻止する。
第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路７２により接続されている。中央油路７２は、第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃと、第２制御弁２０Ｃの第３入力ポート４４ｃとを接続している。したがって、第１制御弁２０Ｂを中立位置２０ｂ３にした場合、第１制御弁２０Ｂに供給された作動油である供給油は、第３入力ポート４２ｃと第３出力ポート４３ｃとを結ぶ中央油路７３ｃを通って、第３出力ポート４３ｃに接続された中央油路７２に供給される。
第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路７２とは別に、第１油路８１により接続されている。第１油路８１は、第１油圧アクチュエータ１７から第１制御弁２０Ｂに戻る戻り油を、第１制御弁２０Ｂを通過させて第２制御弁２０Ｃに供給する油路である。
第１油路８１は、連通油路（第１接続油路）２２ａと、第１内部油路８１ａと、外部油路８１ｂと、を有している。連通油路２２ａは、第１制御弁２０Ｂの第１ポート３５と、第１油圧アクチュエータ１７の第２ポート１７ｅとを接続する油路であって、第２ポート１７ｅから排出された戻り油が流れる油路である。
第１内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂに設けられ且つ連通油路２２ａに連通する油路である。詳しくは、第１内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第１ポート３５と第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａとを接続する油路である。
外部油路８１ｂは、第１内部油路８１ａに連通し且つ第２制御弁２０Ｃに接続する油路である。外部油路８１ｂは、第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａと第２制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａとを接続し、且つ、第１制御弁２０Ｂの第２出力ポート４３ｂと第２制御弁２０Ｃの第２入力ポート４４ｂとを接続している。外部油路８１ｂの中途部は、中央油路７２に合流している。外部油路８１ｂと中央油路７２とが合流する合流部９３と、第２制御弁２０Ｃとの間には、逆止弁２９ｂが設けられている。逆止弁２９ｂは、合流部９３から第２制御弁２０Ｃに作動油が流れることを許容し、且つ、第２制御弁２０Ｃから合流部９３に作動油が流れることを阻止する。
さて、図１に示す作業機の油圧システムでは、第１油圧アクチュエータ１７から第１制御弁２０Ｂに戻る戻り油を、第１制御弁２０Ｂから第１油圧アクチュエータ１７へ供給油を流す第２油路８５に流すことができる。
第２油路８５は、連通油路（第２接続油路）２２ｂと、第２内部油路８６と、を有している。連通油路２２ｂは、第１制御弁２０Ｂの第２ポート３６と、第１油圧アクチュエータ１７の第１ポート１７ｄとを接続する油路であって、第２ポート３６に流れる供給油を第１ポート１７ｄに流す油路である。
第２内部油路８６は、第１制御弁２０Ｂに設けられ且つ連通油路２２ｂに連通する油路である。詳しくは、第２内部油路８６は、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第２入力ポート４２ｂと第１制御弁２０Ｂの第２ポート３６とを接続する油路である。
以上によれば、第１制御弁２０Ｂを側方位置である第２位置２０ｂ２にした場合、第２油路８５の第２内部油路８６に供給された供給油は、連通油路２２ｂを通過して第１油圧アクチュエータ１７の第１ポート１７ｄに入ることになる。第１ポート１７ｄに供給油が供給されると、例えば、第１油圧アクチュエータ１７は伸長する。第１油圧アクチュエータ１７が伸長すると、当該第１油圧アクチュエータ１７の第２ポート１７ｅから排出された戻り油が、連通油路２２ａを通過して第１内部油路８１ａに流れ、第１内部油路８１ａの戻り油は、外部油路８１ｂを通って、第２制御弁２０Ｃに向けて流れる。したがって、第１油圧アクチュエータ１７の戻り油を第２制御弁２０Ｃに供給することができる。
なお、連通油路２２ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、連通油路２２ｂに接続する油路２４ｂ４と、第１制御弁２０Ｂの第１排出ポート３４ａ及び第２排出ポート３４ｂに接続する油路２４ｂ５と、油路２４ｂ４及び油路２４ｂ５の合流部と作動油タンク１５とを接続する油路２４ｂ３とを有している。
さて、第１油路８１と第２油路８５とは、第３油路９０で接続されている。第３油路９０は、第１油路８１の戻り油を第２油路８５に供給する油路である。詳しくは、第３油路９０は、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合に、第１油路８１と第２油路８５とを連通させることで、第１油路８１の戻り油を第２油路８５に供給する。さらに詳しくは、第３油路９０は、第１内部油路８１ａと第２内部油路８６とを接続する油路である。
第３油路９０には、逆止弁９１が設けられている。逆止弁９１は、第１油路８１の第１内部油路８１ａの戻り油が第２油路８５の第２内部油路８６に向かうのを許容し且つ第２油路８５の第２内部油路８６の供給油が第１油路８１の第１内部油路８１ａに向かうのを阻止する弁である。
以上によれば、第１制御弁２０Ｂを側方位置である第２位置（第２作動位置）２０ｂ２にした場合において、第１油路８１の第１内部油路８１ａを通過した戻り油の一部は、第３油路９０を通過して、第２油路８５の第２内部油路８６に入ることになる。言い換えれば、戻り油を第１内部油路８１ａに逃がすことができ、下流側の第２油圧アクチュエータ１６（第２制御弁２０Ｃ側）の圧力が上昇した場合でも第１制御弁２０Ｂをスムーズに作動させることができる。さらに、言い換えると、第１制御弁２０Ｂは、第１位置（第１作動位置）２０ａ１では、第１油圧アクチュエータ１７から当該第１制御弁２０Ｂに戻った戻り油を第２制御弁２０Ｃに供給し且つ当該第１制御弁２０Ｂに供給された供給油を第１油圧アクチュエータ１７に供給することができる。また、第１制御弁２０Ｂは、第２位置（第２作動位置）２０ａｂでは、戻り油を第２制御弁２０Ｃに供給し且つ少なくとも戻り油の一部と供給油を第１油圧アクチュエータ１７に供給することができる。
例えば、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６が作動している状況下において、当該油圧アクチュエータ１６が外力によって動かなくなったり、当該油圧アクチュエータ１６が油圧シリンダの場合に終端部（エンド）まで達して動かなくなったり、或いは、作動油が供給されなくなった場合等について考える。言い換えれば、戻り油が第１油路８１を通り、且つ、予備制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａと第２入力ポート４４ｂとに作動油が導入されない場合について考える。
このような状況下において、第３油路９０が第１制御弁２０Ｂに設けられていない場合、第１油路８１の戻り油は行き場が無いため、当該第１油路８１に連通する第１油圧アクチュエータ１７のボトム側の圧力が上昇する。第１油圧アクチュエータ１７のボトム側の圧力が上昇した場合、当該第１油圧アクチュエータ１７のロッド側の圧力も高くなる。第１油圧アクチュエータ１７の内部において、ボトム側とロッド側との断面積を比べた場合、ボトム側の断面積がロッド側の断面積よりも大きい。その結果、第１油圧アクチュエータ１７のボトム側の圧力上昇によって、当該第１油圧アクチュエータ１７が伸長した場合は、ロッド側の圧力上昇は比較的大きくなる。例えば、第１油圧アクチュエータ１７と第３油圧アクチュエータ１４とを複合操作した場合に、上述したような状況が生じると、第１油圧アクチュエータ１７の動作が遅くなる場合がある。
一方、第３油路９０がある場合において、予備制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａと第２入力ポート４４ｂとに作動油が導入されないときは、第１油路８１の戻り油は、第１内部油路８１ａを通って第２油路８５の第２内部油路８６に流れる。これにより、第１油路８１の戻り油が、第３油路９０を経由して、第１油圧アクチュエータ１７に戻す(逃がす)ことができるため、当該第１油圧アクチュエータ１７をスムーズに作動させることができる。つまり、第１油圧アクチュエータ１７のロッド側の戻り油を、第１油圧アクチュエータ１７のボトム側に戻すことができるため、第１油圧アクチュエータ１７の伸長時の速度を向上させることができる。
特に、第１油圧アクチュエータ（バケットシリンダ）１７と、第２油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）１４とを複合操作した場合、例えば、ブームシリンダ１７を伸長し且つバケットシリンダ１４を伸長した場合（ブーム１４を上昇させながらバケットシリンダ１４をダンプした場合）は、バケット１１のダンプを迅速に行うことができる。
図２は、作業機の油圧システムの変形例を示している。図２に示すように、変形例の油圧システムは、第４油路１００を備えている。第４油路１００は、第１油路８１に連通し且つ第１制御弁２０Ｂに供給された供給油を、第１油路８１に供給する油路である。詳しくは、第４油路１００は、連通油路７３ｄと、第３内部油路９２とを有している。連通油路７３ｄは、中央油路７２の一部の油路であって、合流部９３と第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃとを接続する油路である。第３内部油路９２は、第１制御弁２０Ｂが第２位置２０ａ２である場合に、第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃと第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続する油路である。
図２の変形例によれば、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃに導入された供給油を、第３内部油路９２を介して、連通油路７３ｄに流すことができる。その結果、連通油路７３ｄを通過した供給油を外部油路８１ｂに導入することができるため、外部油路８１ｂを流れる作動油（供給油及び戻り油）の圧力を上昇させることができる。即ち、第４油路１００によって、戻り油を流す第１油路８１の背圧を上昇させることができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。第１制御弁及び第２制御弁は上述した実施形態に限定されず、作業機に設けられた制御弁であれば何でもよい
上述した実施形態では、作動油の排出は、作動油タンクにしていたが、その他の場所であってもよい。即ち、作動油を排出するための油路は、作動油タンク以外に接続されていてもよく、例えば、油圧ポンプの吸込部（作動油を吸い込む部分）に接続してもよいし、その他の個所に接続してもよい。
上述した実施形態では、制御弁は、３位置切換弁であったが、切換の位置の数は限定されず、２位置切換弁であっても、４位置切換弁であっても、その他の切換弁であってもよい。上述した実施形態では、油圧ポンプは定容量ポンプであったが、例えば、斜板の変更によって吐出量が変化する可変容量ポンプであっても、その他の油圧ポンプであってもよい。
また、第１油圧アクチュエータ、第２油圧アクチュエータ、第３油圧アクチュエータ、第１制御弁、第２制御弁、第３制御弁は、上述した実施形態に限定されず、作業機１に設けられるものであればよい。
１ 作業機
１０ ブーム
１１ バケット
１４ ブームシリンダ
１５ 作動油タンク
１６ 予備アタッチメントの油圧アクチュエータ
１７ バケットシリンダ
２０ 制御弁
２０Ａ ブーム制御弁
２０ａ１ 第１位置
２０ａ２ 第２位置
２０ａ３ 中立位置
２０Ｂ バケット制御弁
２０ｂ１ 第１位置
２０ｂ２ 第２位置
２０ｂ３ 中立位置
２０Ｃ 予備制御弁
２０ｃ１ 第１位置
２０ｃ２ 第２位置
２０ｃ３ 中立位置
２１ 油路
５１ 中央油路
６１ 戻り油路
８１ 第１油路
８１ａ 第１内部油路
８１ｂ 外部油路
８５ 第２油路
８６ 第２内部油路
９０ 第３油路
９１ 逆止弁
９２ 第３内部油路
１００ 第４油路

Claims (5)

  1. 作動油を吐出する油圧ポンプと、
    第１油圧アクチュエータと、
    第２油圧アクチュエータと、
    前記第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁と、
    前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、
    前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第２制御弁に供給する第１油路と、
    前記第１制御弁に供給された作動油である供給油を、前記第１油圧アクチュエータに供給する第２油路と、
    前記第１油路の前記戻り油を前記第２油路に供給する第３油路と、
    を備えている作業機の油圧システム。
  2. 前記第３油路に設けられ、且つ、前記第１油路の前記戻り油が前記第２油路に向かうのを許容し前記第２油路の供給油が前記第１油路に向かうのを阻止する逆止弁を備えている請求項１に記載の作業機の油圧システム。
  3. 前記第１油路は、前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータとを接続し且つ前記戻り油が流れる第１接続油路と、第１制御弁に設けられ且つ前記第１接続油路に連通する第１内部油路と、前記第１内部油路に連通し且つ前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続する外部油路とを有し、
    前記第２油路は、前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータとを接続し且つ前記供給油が流れる第２接続油路と、前記第１制御弁に設けられ且つ前記第２接続油路に連通する第２内部油路とを有し、
    前記第３油路は、前記第１内部油路と前記第２内部油路とを接続する油路である請求項１又は２に記載の作業機の油圧システム。
  4. 前記第１油路に連通し且つ前記第１制御弁に供給された供給油を、前記第１油路に供給する第４油路を備えている請求項１〜４のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
  5. 作動油を吐出する油圧ポンプと、
    第１油圧アクチュエータと、
    第２油圧アクチュエータと、
    前記第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁と、
    前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、
    を備え、
    前記第１制御弁は、前記第１油圧アクチュエータから当該第１制御弁に戻った作動油である戻り油を前記第２制御弁に供給し且つ当該第１制御弁に供給された作動油である供給油を前記第１油圧アクチュエータに供給する第１作動位置と、前記戻り油を前記第２制御弁に供給し且つ少なくとも戻り油の一部と前記供給油を前記第１油圧アクチュエータに供給する第２作動位置とに切り換え可能である作業機の油圧システム。
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