JP2020026819A - 作業機の油圧システム及び作業機の油圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧アクチュエータの応答性を低下させることなく制御源の切換時の衝撃を低減す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、第１供給位置と第１停止位置とに移動可能なスプールを有し、且つ、スプールの移動によって第１油路に供給する作動油の流量を変更可能な第１制御弁と、第２油圧ポンプと第１油路とを接続する第２油路と、第２油路の作動油を第１油路に供給する第２供給位置と、第２油路の作動油を第１油路に供給しない第２停止位置とに切換え可能な第２制御弁と、第２制御弁が第２供給位置である場合において、スプールが第１供給位置から第１停止位置に移動する移動速度を第１移動速度、第２制御弁が第２停止位置である場合においてスプールが第１供給位置から第１停止位置に移動する移動速度を第２移動速度とした場合に、第１移動速度を第２移動速度よりも低下させる制御装置と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等の作業機の油圧システム及び作業機の油圧制御方法に関するものである。

従来、作業機において油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を増加させる技術として特許文献１が知られている。作業機の油圧システムは、油圧アクチュエータに作動油を供給するメインポンプと、油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を増量させるためのサブポンプと、メインポンプから油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する制御弁と、この制御弁から油圧アクチュエータへと作動油を供給する作動油流通路にサブポンプからの作動油を供給するための増量油路と、この増量油路に設けられていて作動油流通路に供給されるサブポンプからの作動油の流量を制御するハイフロー弁とを備えている。

特開２００９−２９３６３１号公報

特許文献１の作業機の油圧システムでは、ハイフロー弁を作動させることによって油圧アクチュエータへの作動油の流量を増加させることができる。ハイフロー弁によって作動油の流量を増加させている状況において、制御弁を、作動油を油圧アクチュエータに供給する供給位置から作動油の供給を油圧アクチュエータに供給しない停止位置（中立位置）に切り換えた場合、当該制御弁の切換時の衝撃（負荷）が大きくなることから、原動機の回転数を低下させることが考えられる。しかしながら、原動機の回転数を低下させた場合、他の油圧アクチュエータの応答性が低下する虞がある。

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、油圧アクチュエータの応答性を低下させることなく制御弁の切換時の衝撃を低減することができる作業機の油圧システム及び作業機の油圧制御方法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、 定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第１油圧ポンプと、定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを接続する第１油路と、前記第１油圧ポンプから前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給する第１供給位置と前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給しない第１停止位置とに移動可能なスプールを有し、且つ、前記スプールの移動によって前記第１油路に供給する作動油の流量を変更可能な第１制御弁と、前記第２油圧ポンプと前記第１油路とを接続する第２油路と、前記第２油圧ポンプから前記第２油路に吐出された作動油を前記第１油路に供給する第２供給位置と、前記第２油路に吐出された作動油を第１油路に供給しない第２停止位置とに切換え可能な第２制御弁と、前記第２制御弁が第２供給位置である場合において、前記スプールが第１供給位置から前記第１停止位置に移動する移動速度を第１移動速度、前記第２制御弁が第２停止位置である場合において、前記スプールが第１供給位置から前記第１停止位置に移動する移動速度を第２移動速度とした場合に、前記第１移動速度を前記第２移動速度よりも低下させる制御装置と、を備えている。

作業機の油圧システムは、作動油であるパイロット油を流すパイロット油路と、前記パイロット油路に接続された比例弁と、を備え、前記１制御弁は、前記パイロット油路のパイロット油を受圧する受圧部を有し、前記スプールは、前記受圧部に供給されたパイロット油によって前記第１供給位置と前記第１停止位置とに移動可能であり、前記制御装置は、前記比例弁の開度を変更することで前記第１移動速度を前記第２移動速度よりも低下させる。

前記第１制御弁は、前記第１油路が接続され且つ前記第１油圧ポンプから吐出した作動油が供給される入力ポートと、前記第１油路が接続され且つ前記油圧アクチュエータに作動油を供給する出力ポートと、作動油を排出するタンクポートと、を含み、前記スプールは、前記入力ポート、前記出力ポート、前記タンクポートの閉鎖及び連通のいずれかを前記第１供給位置から前記第１停止位置の移動時に行い、前記入力ポートと前記タンクポートとが閉鎖されている状態をＰＴ閉鎖、前記入力ポートと前記タンクポートとが連通している状態をＰＴ開放、前記出力ポートと前記タンクポートとが連通している状態をＣＴ開放、前記出力ポートと前記タンクポートとが閉鎖している状態をＣＴ閉鎖とした場合、前記制御装置は、前記ＰＴ開放且つＣＴ開放の位置から前記ＰＴ開放且つＣＴ閉鎖する位置までの第１速度推移を、前記ＰＴ閉鎖からＰＴ開放及びＣＴ開放する位置までの第２速度推移よりも緩やかにする。

定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第１油圧ポンプと、定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを接続する第１油路と、前記第１油圧ポンプから前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給する第１供給位置と前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給しない第１停止位置とに移動可能なスプールを有し、且つ、前記スプールの移動によって前記第１油路に供給する作動油の流量を変更可能な第１制御弁と、前記第２油圧ポンプと前記第１油路とを接続する第２油路と、前記第２油圧ポンプから前記第２油路に吐出された作動油を前記第１油路に供給する第２供給位置と、前記第２油路に吐出された作動油を第１油路に供給しない第２停止位置とに切換え可能な第２制御弁と、制御装置とを備えた作動油の油圧システムを制御する油圧制御方法であって、前記制御装置が、前記第２制御弁が第２供給位置であるか否かを判断するステップと、前記制御装置が、前記スプールを前記第１供給位置から前記第１停止位置に移動させる要求があったか否かを判断するステップと、前記制御装置が、前記第２制御弁が第２供給位置であり且つ前記要求があったと判断した場合に、前記スプールを前記第１供給位置から前記第１停止位置に移動させる第１移動速度を、前記第２制御弁が第２停止位置である場合に前記スプールを前記第１供給位置から前記第１停止位置に移動させる第２移動速度よりも低下させるステップと、を備えている。

本発明によれば、油圧アクチュエータの応答性を低下させることなく制御弁の切換時の衝撃を低減することができる。

作業機の油圧システムの概略図である。 スプールの移動推移Ｗ１、Ｗ２を示す図である。 制御装置等の動作（作業機の油圧制御方法）を示す図である。 作業機の油圧システムの変形例である。 作業機の油圧システムの変形例である。 作業機の一例であるスキッドステアローダを示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図５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ア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、図５に示すように、作業機１は、機体２と、キャビン３と、作業装置４と、走行装置５とを備えている。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５の左側）を前方、運転者の後側（図５の右側）を後方、運転者の左側を左方、運転者の右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。このキャビン３には運転席８が設けられている。作業装置４は機体２に装着されている。走行装置５は、機体２の外側に設けられている。機体２内の後部には、原動機３２が搭載されている。原動機３２は、電気モータ、エンジン等から構成されている。この実施形態では、原動機３２はエンジンである。
作業装置４は、ブーム１０と、作業具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１５とを有している。

ブーム１０は、キャビン３の右側及び左側に上下揺動自在に設けられている。作業具１１は、例えば、バケットであって、当該バケット１１は、ブーム１０の先端部（前端部）に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク１２及び制御リンク１３は、ブーム１０が上下揺動自在となるように、ブーム１０の基部（後部）を支持している。ブームシリンダ１４は、伸縮することによりブーム１０を昇降させる。バケットシリンダ１５は、伸縮することによりバケット１１を揺動させる。

左側及び右側の各ブーム１０の前部同士は、異形の連結パイプで連結されている。各ブーム１０の基部（後部）同士は、円形の連結パイプで連結されている。
リフトリンク１２、制御リンク１３及びブームシリンダ１４は、左側と右側の各ブーム１０に対応して機体２の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク１２は、各ブーム１０の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク１２の上部（一端側）は、各ブーム１０の基部の後部寄りに枢支軸１６（第１枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク１２の下部（他端側）は、機体２の後部寄りに枢支軸１７（第２枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第２枢支軸１７は、第１枢支軸１６の下方に設けられている。

ブームシリンダ１４の上部は、枢支軸１８（第３枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第３枢支軸１８は、各ブーム１０の基部であって、当該基部の前部に設けられている。ブームシリンダ１４の下部は、枢支軸１９（第４枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第４枢支軸１９は、機体２の後部の下部寄りであって第３枢支軸１８の下方に設けられている。

制御リンク１３は、リフトリンク１２の前方に設けられている。この制御リンク１３の一端は、枢支軸２０（第５枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第５枢支軸２０は、機体２であって、リフトリンク１２の前方に対応する位置に設けられている。制御リンク１３の他端は、枢支軸２１（第６枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第６枢支軸２１は、ブーム１０であって、第２枢支軸１７の前方で且つ第２枢支軸１７の上方に設けられている。

ブームシリンダ１４を伸縮することにより、リフトリンク１２及び制御リンク１３によって各ブーム１０の基部が支持されながら、各ブーム１０が第１枢支軸１６回りに上下揺動し、各ブーム１０の先端部が昇降する。制御リンク１３は、各ブーム１０の上下揺動に伴って第５枢支軸２０回りに上下揺動する。リフトリンク１２は、制御リンク１３の上下揺動に伴って第２枢支軸１７回りに前後揺動する。

ブーム１０の前部には、バケット１１の代わりに別の作業具が装着可能とされている。別の作業具としては、例えば、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等のアタッチメント（予備アタッチメント）である。
左側のブーム１０の前部には、接続部材５０が設けられている。接続部材５０は、予備アタッチメントに装備された予備アクチュエータに接続されたパイプ等の管材が接続される部材である。

バケットシリンダ１５は、各ブーム１０の前部寄りにそれぞれ配置されている。バケットシリンダ１５を伸縮することで、バケット１１が揺動される。
左側及び右側の各走行装置５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。

図１に示すように、作業機の油圧システムは、第１油圧ポンプＰ１と、第２油圧ポンプＰ２と、第３油圧ポンプＰ３とを備えている。
第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２及び第３油圧ポンプＰ３は、原動機３２の動力によって駆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、作動油タンク２２に貯留された作動油を吐出可能である。第１油圧ポンプＰ１は、主に油圧アクチュエータを作動させる作動油を吐出する。第１油圧ポンプＰ１において作動油を吐出する吐出口（吐出ポート）には、第１油路４０が設けられている。

第２油圧ポンプＰ２も、作動油タンク２２に貯留された作動油を吐出可能であって、油圧アクチュエータに対して作動油を増量させるポンプである。第２油圧ポンプＰ２において作動油を吐出する吐出口（吐出ポート）には、第２油路４１が設けられている。
第３油圧ポンプＰ３も、作動油タンク２２に貯留された作動油を吐出可能である。第３ポンプにおいて作動油を吐出する吐出口（吐出ポート）には、第３油路４３が設けられている。特に、第３油圧ポンプＰ３は、主に制御に用いる作動油を吐出する。説明の便宜上、第３油圧ポンプＰ３から吐出した作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧という。

第１油路４０には、ブーム制御弁５６Ａ、バケット制御弁（作業具制御弁）５６Ｂ、予備制御弁５６Ｃである。ブーム制御弁５６Ａは、ブームを制御する油圧シリンダ（ブームシリンダ）１４を制御する弁である。バケット制御弁５６Ｂは、バケットを制御する油圧シリンダ（バケットシリンダ）１５を制御する弁である。予備制御弁５６Ｃは、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、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に装着された予備アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）を制御する弁である。

ブーム制御弁５６Ａ、バケット制御弁５６Ｂは、それぞれパイロット方式の直動スプール形３位置切換弁である。ブーム制御弁５６Ａ、バケット制御弁５６Ｂは、パイロット圧によって、中立位置、中立位置とは異なる第１位置、中立位置及び第１位置とは異なる第２位置に切り換わる。
ブーム制御弁５６Ａには、油路を介してブームシリンダ１４が接続され、バケット制御弁５６Ｂには、油路を介してバケットシリンダ１５が接続されている。

ブーム１０、バケット１１の操作は、運転席８の周囲に設けられた操作レバー５８によって行うことができる。操作レバー５８は、中立位置から、前後、左右、斜め方向に傾動可能に支持されている。操作レバー５８を傾動操作することにより、操作レバー５８の下部に設けられた複数のパイロット弁（操作弁）５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄを操作することができる。パイロット弁５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄと第３油圧ポンプＰ３とは、第３油路４３によって接続されている。

複数のパイロット弁（操作弁）５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄと、ブーム制御弁５６Ａ及びバケット制御弁（作業具制御弁）５６Ｂとは、複数の油路４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄによって互いに接続されている。具体的には、パイロット弁５９Ａは、油路４５ａを介してブーム制御弁５６Ａに接続されている。パイロット弁５９Ｂは、油路４５ｂを介してブーム制御弁５６Ａに接続されている。パイロット弁５９Ｃは、油路４５ｃを介してバケット制御弁５６Ｂに接続されている。パイロット弁５９Ｄは、油路４５ｄを介してバケット制御弁５６Ｂに接続されている。パイロット弁（操作弁）５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄは、それぞれ操作レバー５８の操作に応じて出力する作動油の圧力が設定可能である。

詳しくは、操作レバー５８を前側に傾動させると、下降用パイロット弁（操作弁）５９Ａが操作されて当該下降用パイロット弁５９Ａから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、ブーム制御弁５６Ａの受圧部に作用し、ブームシリンダ１４が収縮して、ブーム１０は下降する。
操作レバー５８を後側に傾動させると、上昇用パイロット弁（操作弁）５９Ｂが操作されて当該上昇用パイロット弁５９Ｂから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、ブーム制御弁５６Ａの受圧部に作用し、ブームシリンダ１４が伸長して、ブーム１０は上昇する。

操作レバー５８を右側に傾動させると、バケットダンプ用のパイロット弁（操作弁）５９Ｃが操作されて当該パイロット弁５９Ｃから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、バケット制御弁５６Ｂの受圧部に作用し、バケットシリンダ１５は伸長して、バケット１１がダンプ動作する。
操作レバー５８を左側に傾動させると、バケットスクイ用のパイロット弁（操作弁）５９Ｄが操作され当該パイロット弁５９Ｄから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、バケット制御弁５６Ｂの受圧部に作用し、バケットシリンダ１５は収縮して、バケット１１がスクイ動作する。

さて、作業機の油圧システムは、第１油路４０から油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御する第１制御弁を備えている。この実施形態では、第１制御弁は、予備制御弁５６Ｃであり、油圧アクチュエータは予備アクチュエータである。以降、第１制御弁は予備制御弁５６Ｃであるとして説明を進める。
第１油路４０は、第１油圧ポンプＰ１と予備制御弁５６Ｃとを接続する第１区間４０ａと、予備制御弁５６Ｃに接続された少なくとも２つの第２区間４０ｂ、４０ｃとを含んでいる。

予備制御弁５６Ｃは、入力ポート（第１入力ポート）７０と、入力ポート（第２入力ポート）１００と、出力ポート７１と、タンクポート（第１タンクポート）７２と、タンクポート（第２タンクポート）１０１とを含んでいる。入力ポート７０は、第１油路４０の第１区間４０ａが接続され且つ第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油が供給されるポートである。入力ポート１００は、入力ポート７０と同様に第１油路４０の第１区間４０ａが接続され且つ第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油が供給されるポートであって、入力ポート７０とは異なるポートである。出力ポート７１は、第１油路４０の第２区間４０ｂ、４０ｃが接続され且つ予備アクチュエータに作動油を供給するポートである。タンクポート７２は、作動油を排出するポートであって、予備アクチュエータから予備制御弁５６Ｃに戻ってきた作動油を排出するポートである。タンクポート７２は、排出油路５４が接続されている。排出油路５４は、作動油タンク２２に接続されていて、少なくとも予備制御弁５６Ｃのタンクポート７２から排出された作動油を作動油タンク２２に排出する。

タンクポート１０１は、作動油を排出するポートであって、入力ポート１００から予備制御弁５６Ｃに導入された作動油の少なくとも一部を排出するポートである。タンクポート１０１は、排出油路５４に接続されている。
また、予備制御弁５６Ｃは、スプールを有する切換弁であって、例えば、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５６Ｃのスプールは、受圧部６１ａ、６１ｂのそれぞれに作用したパイロット圧によって、予備アクチュエータへの作動油を供給する第１供給位置６２ａ、６２ｂと、予備アクチュエータへの作動油の供給を停止する第１停止位置（中立位置）６２ｃとに移動可能である。予備制御弁５６Ｃのスプールが、第１供給位置６２ａ、６２ｂのいずれかに移動することによって、当該予備制御弁５６Ｃから第１油路４０の出力ポート７１から出力される作動油の流量を変更することができる。

予備制御弁５６Ｃの受圧部６１ａ、６１ｂのそれぞれには、パイロット油路８６ａ、８６ｂが接続されている。パイロット油路８６ａ、８６ｂには、比例弁（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）が接続されている。比例弁（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）は、励磁によって開度が変更可能な電磁弁である。第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂには、第３油路４３が接続されている。第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂには、第３油圧ポンプＰ３から、パイロット油が供給される。第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂの開度を変更することによって、予備制御弁５６Ｃの受圧部６１ａ、６１ｂに作用するパイロット圧が変化し、これにより、予備制御弁５６Ｃのスプールが任意の方向に移動する。

例えば、第１比例弁６０Ａを開くと、パイロット油はパイロット油路８６ａを介して予備制御弁５６Ｃの受圧部６１ａに作用し、当該第１比例弁６０Ａの開度によって受圧部６１ａに付与（作用）するパイロット圧が決まる。受圧部６１ａに付与されたパイロット圧が所定値以上になると、予備制御弁５６Ｃのスプールは、第１停止位置６２ｃから第１供給位置６２ａ側へ移動する。また、第２比例弁６０Ｂを開くと、パイロット油はパイロット油路８６ｂを介して予備制御弁５６Ｃの受圧部６１ｂに作用し、当該第２比例弁６０Ｂの開度によって受圧部６１ｂに付与（作用）するパイロット圧が決まる。受圧部６１ｂに付与されたパイロット圧が所定値以上になると、予備制御弁５６Ｃのスプールは、第１停止位置６２ｃから第１供給位置６２ｂ側へ移動する。

比例弁６０（第１比例弁６０Ａと、第２比例弁６０Ｂ）の励磁等は、制御装置９０で行う。制御装置９０は、ＣＰＵ等から構成されている。制御装置９０には、操作部材９３が接続されている。制御装置９０には、操作部材９３の操作量（例えば、スライド量、揺動量等）が入力される。操作部材９３は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、スライド自在なスライド型スイッチ、或いは、押圧自在なプッシュ型スイッチで構成されている。操作部材９３を一方向に操作すると、一方向の操作量（第１操作量）が制御装置９０に入力され、当該制御装置９０は第１操作量に応じて第１比例弁６０Ａの開度を変更する。なお、第１操作量が最大である場合、第１比例弁６０Ａの開度が最大であり、第１操作量が最小である場合、第１比例弁６０Ａの開度が最小である。即ち、第１操作量と第１比例弁６０Ａの開度とが略比例関係にある。

また、操作部材９３を他方向に操作すると、他方向の操作量（第２操作量）が制御装置９０に入力され、当該制御装置９０は第２操作量に応じて第２比例弁６０Ｂの開度を変更する。なお、第２操作量が最大である場合、第２比例弁６０Ｂの開度が最大であり、第２操作量が最小である場合、第２比例弁６０Ｂの開度が最小である。即ち、第２操作量と第２比例弁６０Ｂの開度とが略比例関係にある。

以上、作業機の油圧システムによれば、比例弁６０（第１比例弁６０Ａと、第２比例弁６０Ｂ）を操作することによって、予備制御弁５６Ｃのスプールを移動させることで、予備アクチュエータに供給する作動油の流量を変更することができる。
さて、作業機の油圧システムでは、予備アクチュエータに供給する作動油を増量することができる。即ち、第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油と、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油とを合わせて予備アクチュエータに供給することができる。

作業機の油圧システムは、第２制御弁（ハイフロー弁）６５と、切換弁（ハイフロー切換弁）６６とを備えている。ハイフロー弁６５は、第１油圧ポンプＰ１と第１油路とを接続する第２油路４１の中途部に設けられている。ハイフロー弁６５は、第２油路４１を流れる作動油の流量を設定可能な弁である。なお、第２油路４１の端部は、第１油路４０の第２区間４０ｂに接続されている。また、第２油路４１において、ハイフロー弁６５と、連結部（第１油路４０と第２油路４１との連結部）４４との区間には、連結部４４に向けて作動油が流れることを許容し且つ連結部４４からハイフロー弁６５に向けて作動油が流れることを阻止する逆止弁４７が設けられている。

ハイフロー弁６５は、パイロット圧で作動する２位置切換弁である。このハイフロー弁６５は、パイロット圧によって２つの切換位置（第２停止位置６５ａと第２供給位置６５ｂ）に切り換え可能ある。ハイフロー弁６５は、第２停止位置６５ａでは閉鎖し、第２油路４１に流れる作動油の流量を零にする。また、ハイフロー弁６５は、第２供給位置６５ｂでは開口し、第２油路４１に流れる作動油の流量を零から所定の流量にする。言い換えると、ハイフロー弁６５は、第２停止位置６５ａであるときは第２油路４１を遮断し、第２供給位置６５ｂであるときは第２油路４１を連通させる。

ハイフロー切換弁６６は、切り換わることによってハイフロー弁６５を操作する弁であって、電磁式の２位置切換弁で構成されている。ハイフロー切換弁６６は、第１位置６６ａと第２位置６６ｂとに切換可能である。ハイフロー切換弁６６は、第３油路４３に接続されている。ハイフロー切換弁６６が第１位置６６ａである場合には、ハイフロー弁６５の受圧部６５ｃにパイロット圧を作用させず、当該ハイフロー弁６５を第１位置６６ａにする。ハイフロー切換弁６６が第２位置６６ｂである場合には、ハイフロー弁６５のソレノイド６６ｃにパイロット圧を作用させ、当該ハイフロー弁６５を第２供給位置６５ｂにする。

ハイフロー切換弁６６における第１位置６６ａ及び第２位置６６ｂの切換は、制御装置９０で行う。制御装置９０には、ＯＮ／ＯＦＦ可能なスイッチ等の操作部材９４が接続されている。操作部材９４は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、押圧自在なプッシュ型スイッチ等である。操作部材９４がＯＦＦである場合、即ち、増量モードがＯＦＦである場合、制御装置９０は、ハイフロー切換弁６６のソレノイド６６ｃを消磁する。操作部材９４がＯＮである場合、即ち、増量モードがＯＮである場合、制御装置９０は、ハイフロー切換弁６６のソレノイド６６ｃを連続して励磁する。ハイフロー切換弁６６のソレノイド６６ｃが励磁されると、ハイフロー切換弁６６が第２位置６６ｂに切換わり、ハイフロー弁６５の受圧部にパイロット圧が作用するため、ハイフロー弁６５が第２供給位置６５ｂになる。その結果、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油がハイフロー弁６５を通過して、第２油路４１の端部である連結部４４に作動油が流れる。そして、連結部４４にて、第２油路４１から流れてきた作動油と、第１油路４０における第２区間４０ｂを流れる作動油とが合流することで、予備アクチュエータへ向かう作動油が増加する。

一方、ハイフロー切換弁６６を第１位置６６ａにすることによってハイフロー弁６５の受圧部にパイロット圧を作用させない場合、ハイフロー弁６５が第２停止位置６５ａになる。その結果、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油がハイフロー弁６５で遮断され、ハイフロー弁６５を通過できない作動油は作動油タンク２２に戻る。その結果、第１油路４０の第２区間４０ｂには、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油（第２油路４１の作動油）が加わることがない。

さて、制御装置９０は、増量モードである場合と、増量モードでない場合とで、予備制御弁５６Ｃの切り換え、即ち、予備制御弁５６Ｃにおけるスプールの移動速度を異ならせている。図２は、ハイフロー弁６５が第２供給位置６５ｂである場合（増量モードである場合）における予備制御弁５６Ｃのスプールの移動推移Ｗ１と、ハイフロー弁６５が第２停止位置６５ａである場合（増量モードでない場合）における予備制御弁５６Ｃのスプールの移動推移Ｗ２との関係を示した図である。

図２の時点Ｐ１０よりも前においては、例えば、操作部材９３の操作量を最大にすることで、予備制御弁５６Ｃのスプールが第１供給位置６２ａ、６２ｂのいずれかに移動している状態である。図２の時点Ｐ１０において、操作部材９３の操作量を最大から零にしたとする（操作部材９３の操作が停止される）と、制御装置９０は、当該時点Ｐ１０において、増量モードでない場合は、第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂに出力している電流（励磁した電流）を急峻に零にすることで、移動推移Ｗ２に示すように、予備制御弁５６Ｃのスプールを一挙に第１供給位置６２ａ、６２ｂのいずれかから第２停止位置６２ｃに移動させる。

一方、制御装置９０は、当該時点Ｐ１０において、増量モードである場合は、第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂに出力している電流（励磁した電流）を徐々に零にすることで、移動推移Ｗ１に示すように、予備制御弁５６Ｃのスプールを徐々に第１供給位置６２ａ、６２ｂのいずれかから第１停止位置６２ｃに移動させる。つまり、制御装置９０は、増量モードにおいて、予備制御弁５６Ｃのスプールが第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動する移動速度を第１移動速度Ｖ１、増量モードでない場合において、予備制御弁５６Ｃのスプールが第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動する移動速度を第２移動速度Ｖ２とした場合、第１移動速度Ｖ１を第２移動速度Ｖ２よりも低下させている。

より詳しくは、予備制御弁５６Ｃにおいて、入力ポート１００とタンクポート１０１とが閉鎖されている状態をＰＴ閉鎖、入力ポート１００とタンクポート１０１とが連通している状態をＰＴ開放、出力ポート７１とタンクポート７２とが連通している状態をＣＴ開放、出力ポート７１とタンクポート７２とが閉鎖している状態をＣＴ閉鎖としたとする。この場合、予備制御弁５６Ｃのスプールが第１供給位置６２ａ、６２ｂである場合は、ＰＴ閉鎖且つＣＴ開放の状態であり、予備制御弁５６Ｃのスプールが第１停止位置６２ｃである場合は、ＰＴ開放且つＣＴ閉鎖の状態である。なお、予備制御弁５６Ｃのスプールを第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動させた場合、所定の位置において、ＰＴ閉鎖からＰＴ開放に変化し、ＣＴ開放からＣＴ閉鎖に変化する。

制御装置９０は、時点Ｐ１０において、増量モードである場合は、第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂに出力している電流を調整することによって、図２のスプールの移動推移Ｗ１に示されるように、ＰＴ開放且つＣＴ開放の位置Ｒ１０からＰＴ開放且つＣＴ閉鎖する位置Ｒ１１までの第１速度推移Ｗ１ａを、ＰＴ閉鎖Ｒ１２からＰＴ開放及びＣＴ開放する位置Ｒ１０までの第２速度推移Ｗ１ｂよりも緩やかにする。即ち、予備制御弁５６Ｃのスプールは、時点Ｐ１０において、ＰＴ閉鎖及びＣＴ開放から、一挙にＰＴ開放及びＣＴ開放まで移動して、その後、ＰＴ開放及びＣＴ開放から徐々にＰＴ開放及びＣＴ閉鎖に移動する。つまり、第１速度推移Ｗ１ａの傾きを第２速度推移Ｗ１ｂよりも緩やかにする。なお、図２に示すように、スプールがＰＴ開放且つＣＴ閉鎖する位置Ｒ１１になった後においても、位置Ｒ１１以降の速度推移（第３速度推移）Ｗ１ｃも第２速度推移Ｗ１ｂよりも緩やかにしてもよい。例えば、位置Ｒ１１から位置（所定位置）Ｒ１３までの第３速度推移Ｗ１ｃを第２速度推移Ｗ１ｂよりも緩やかにした後、所定位置Ｒ１３からＰＴ開放且つＣＴ閉鎖（第１停止位置）までの第４速度推移Ｗ１ｄを、第２速度推移Ｗ１ｂと同じにする。

図３は、制御装置９０等の動作を示す図である。
図３に示すように、操作部材９３を一方向及び他方向のいずれかに操作され、予備アクチュエータが作動している状態において、制御装置９０は、ハイフロー弁６５が第２供給位置６５ｂであるか否か、即ち、増量モードであるか否かを判定する（Ｓ１）。また、制御装置９０は、予備制御弁５６Ｃのスプールを第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動させる要求があったか否か、即ち、操作部材９３が一方向及び他方向のいずれかに操作された状態から中立の位置に戻されたか否かを判定する（Ｓ２）。制御装置９０は、ハイフロー弁６５が第２供給位置６５ｂであり（Ｓ１、Ｙｅｓ）且つスプールを第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動させる要求があった（Ｓ２、Ｙｅｓ）の場合、予備制御弁５６Ｃのスプールの第１移動速度Ｖ１を、第２移動速度Ｖ２よりも低下させる（Ｓ３：移動処理）。例えば、移動処理では、制御装置９０は、比例弁への出力する電流を調整することで、予備制御弁５６Ｃのスプールの移動推移を図２に示すような移動推移Ｗ１に設定する。なお、制御装置９０は、ハイフロー弁６５が第２停止位置６５ａであり（Ｓ１、Ｎｏ）且つスプールを第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動させる要求があった（Ｓ２、Ｙｅｓ）の場合、図２の移動推移Ｗ２に示すように、予備制御弁５６Ｃのスプールを急激に第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動させる。

作業機の油圧システムは、定容量型のポンプであって作動油を吐出する第１油圧ポンプＰ１と、定容量型のポンプであって作動油を吐出する第２油圧ポンプＰ２と、油圧アクチュエータと、第１油圧ポンプＰ１と油圧アクチュエータとを接続する第１油路４０と、油圧アクチュエータへの作動油を供給する第１供給位置６２ａ、６２ｂと油圧アクチュエータへの作動油の供給を停止する第１停止位置６２ｃとに移動可能なスプールを有し、且つ、スプールの移動によって第１油路４０に供給する作動油の流量を変更可能な第１制御弁（予備制御弁５６Ｃ）と、第２油圧ポンプＰ２と第１油路４０とを接続する第２油路４１と、第２油路４１の作動油を第１油路４０に供給する第２供給位置６５ｂと、第２油路４１の作動油を第１油路４０に供給しない第２停止位置６５ａとに切換え可能な第２制御弁（ハイフロー弁６５）と、第２制御弁が第２供給位置６５ｂである場合において、スプールが第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動する移動速度を第１移動速度Ｖ１、第２制御弁が第２停止位置６５ａである場合においてスプールが第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動する移動速度を第２移動速度Ｖ２とした場合に、第１移動速度Ｖ１を第２移動速度Ｖ２よりも低下させる制御装置９０と、を備えている。これによれば、第２制御弁が第２供給位置６５ｂである場合、即ち、増量モードである場合において、第１制御弁（予備制御弁５６Ｃ）によって油圧アクチュエータを作動させている状態から停止させる状態に変化させたとしても（第１制御弁を停止位置に切り換えたとしても）、第１制御弁（予備制御弁５６Ｃ）の切換時の衝撃を低減することができる。

作業機の油圧システムは、作動油であるパイロット油を流すパイロット油路８６ａ、８６ｂと、パイロット油路８６ａ、８６ｂに接続された比例弁（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）と、を備え、第１制御弁は、パイロット油路８６ａ、８６ｂのパイロット油を受圧する受圧部６１ａ、６１ｂを有し、スプールは、受圧部６１ａ、６１ｂに供給されたパイロット油によって第１供給位置６２ａ、６２ｂと第１停止位置６２ｃとに移動可能であり、制御装置９０は、比例弁の開度を変更することで第１移動速度Ｖ１を第２移動速度Ｖ２よりも低下させる。これによれば、比例弁（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）の開度を変更することで簡単にスプールの第１移動速度Ｖ１を第２移動速度Ｖ２よりも低くすることができる。

第１制御弁は、第１油路４０が接続され且つ第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油が供給される入力ポート７０、１００と、第１油路４０が接続され且つ油圧アクチュエータに作動油を供給する出力ポート７１と、作動油を排出するタンクポート７２、１０１と、を含み、スプールは、入力ポート７０、１００、出力ポート７１、タンクポート７２、１０１の閉鎖及び連通のいずれかを第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃの移動時に行い、入力ポート１００とタンクポート１０１とが閉鎖されている状態をＰＴ閉鎖、入力ポート１００とタンクポート１０１とが連通している状態をＰＴ開放、出力ポート７２とタンクポート７２とが連通している状態をＣＴ開放、出力ポート７２とタンクポート７２とが閉鎖している状態をＣＴ閉鎖とした場合、制御装置９０は、ＰＴ開放且つＣＴ開放の位置からＰＴ開放且つＣＴ閉鎖する位置までの第１速度推移Ｗ１ａを、ＰＴ閉鎖からＰＴ開放及びＣＴ開放する位置までの第２速度推移Ｗ１ｂよりも緩やかにする。これによれば、第１速度推移Ｗ１ａによって、第１制御弁から供給される作動油の流量をある程度短い時間で減少させつつ、第２速度推移Ｗ１ｂによって作動油の減少による衝撃を緩和することができる。

作動油の油圧システムを制御する油圧制御方法であって、制御装置９０が、第２制御弁が第２供給位置６５ｂであるか否かを判断するステップと、制御装置９０が、スプールを第１供給位置６２ａ、６２ｂから第１停止位置６２ｃに移動させる要求があったか否かを判断するステップと、制御装置９０が、第２制御弁が第２供給位置６５ｂであり且つ要求があったと判断した場合に、第１移動速度Ｖ１を第２移動速度Ｖ２よりも低下させるステップと、を備えている。これによれば、第２制御弁が第２供給位置６５ｂである場合、即ち、増量モードである場合において、第１制御弁（予備制御弁５６Ｃ）によって油圧アクチュエータを作動させている状態から停止させる状態に変化させたとしても（第１制御弁を停止位置に切り換えたとしても）、第１制御弁（予備制御弁５６Ｃ）の切換時の衝撃を低減することができる。

なお、上述した実施形態では、作動油を増量するための第２油路４１が第１油路４０の第２区間４０ｂに接続されていたが、図４Ａに示すように、第２油路４１が第１油路４０の第１区間４０ａに接続されていてもよい。詳しくは、図４Ａに示すように、第２油路４１の端部は、第１油路４０において、逆止弁４８と入力ポート７０との間に接続されている。この場合も第２油路４１には逆止弁４７が設けられている。

また、予備制御弁５６Ｃの受圧部６１ａ、６１ｂと、比例弁（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）と、を別体に構成していたが、図４Ｂに示すように、予備制御弁５６Ｃの受圧部６１ａ、６１ｂと、比例弁（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）とを一体化してもよい。
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全ての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機
８ 運転席
１４ ブームシリンダ
１５ バケットシリンダ
２２ タンク（作動油タンク）
３２ 原動機
４０ 第１油路
４０ａ 第１区間
４０ｂ、４０ｃ 第２区間
４１ 第２油路
４３ 第３油路
５６Ａ ブーム制御弁
５６Ｂ バケット制御弁
５６Ｃ 予備制御弁（第１制御弁）
５８ 操作レバー
５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄ 操作弁
６０Ａ 第１比例弁
６０Ｂ 第２比例弁
６１ａ 受圧部
６１ｂ 受圧部
６２ａ、６２ｂ 第１供給位置
６２ｃ 第１停止位置
６５ ハイフロー弁（第２制御弁）
６５ａ 第２停止位置
６５ｂ 第２供給位置
６６ ハイフロー切換弁
６６ａ 第１位置
６６ｂ 第２位置
６６ｃ ソレノイド
７０ 入力ポート
７１ 出力ポート
７２ タンクポート
８６ａ、８６ｂ パイロット油路
９０ 制御装置
９３ 操作部材
９４ 操作部材
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ
Ｐ３ 第３油圧ポンプ
Ｐ１０ 時点
Ｒ１０ 位置
Ｒ１１ 位置
Ｗ１ 移動推移
Ｗ１ａ 第１速度推移
Ｗ１ｂ 第２速度推移
Ｗ２ 移動推移

Claims (4)

1. 定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第１油圧ポンプと、
   定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、
   油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを接続する第１油路と、
   前記第１油圧ポンプから前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給する第１供給位置と前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給しない第１停止位置とに移動可能なスプールを有し、且つ、前記スプールの移動によって前記第１油路に供給する作動油の流量を変更可能な第１制御弁と、
   前記第２油圧ポンプと前記第１油路とを接続する第２油路と、
   前記第２油圧ポンプから前記第２油路に吐出された作動油を前記第１油路に供給する第２供給位置と、前記第２油路に吐出された作動油を第１油路に供給しない第２停止位置とに切換え可能な第２制御弁と、
   前記第２制御弁が第２供給位置である場合において、前記スプールが第１供給位置から前記第１停止位置に移動する移動速度を第１移動速度、前記第２制御弁が第２停止位置である場合において、前記スプールが第１供給位置から前記第１停止位置に移動する移動速度を第２移動速度とした場合に、前記第１移動速度を前記第２移動速度よりも低下させる制御装置と、
   を備えている作業機の油圧システム。
2. 作動油であるパイロット油を流すパイロット油路と、
   前記パイロット油路に接続された比例弁と、
   を備え、
   前記１制御弁は、前記パイロット油路のパイロット油を受圧する受圧部を有し、
   前記スプールは、前記受圧部に供給されたパイロット油によって前記第１供給位置と前記第１停止位置とに移動可能であり、
   前記制御装置は、前記比例弁の開度を変更することで前記第１移動速度を前記第２移動速度よりも低下させる請求項１に記載の作業機の油圧システム。
3. 前記第１制御弁は、前記第１油路が接続され且つ前記第１油圧ポンプから吐出した作動油が供給される入力ポートと、前記第１油路が接続され且つ前記油圧アクチュエータに作動油を供給する出力ポートと、作動油を排出するタンクポートと、を含み、
   前記スプールは、前記入力ポート、前記出力ポート、前記タンクポートの閉鎖及び連通のいずれかを前記第１供給位置から前記第１停止位置の移動時に行い、
   前記入力ポートと前記タンクポートとが閉鎖されている状態をＰＴ閉鎖、前記入力ポートと前記タンクポートとが連通している状態をＰＴ開放、前記出力ポートと前記タンクポートとが連通している状態をＣＴ開放、前記出力ポートと前記タンクポートとが閉鎖している状態をＣＴ閉鎖とした場合、前記制御装置は、前記ＰＴ開放且つＣＴ開放の位置から前記ＰＴ開放且つＣＴ閉鎖する位置までの第１速度推移を、前記ＰＴ閉鎖からＰＴ開放及びＣＴ開放する位置までの第２速度推移よりも緩やかにする請求項１又は２に記載の作業機の油圧システム。
4. 定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第１油圧ポンプと、
   定容量型のポンプであって、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、
   油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを接続する第１油路と、
   前記第１油圧ポンプから前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給する第１供給位置と前記第１油路に吐出された作動油を前記油圧アクチュエータに供給しない第１停止位置とに移動可能なスプールを有し、且つ、前記スプールの移動によって前記第１油路に供給する作動油の流量を変更可能な第１制御弁と、
   前記第２油圧ポンプと前記第１油路とを接続する第２油路と、
   前記第２油圧ポンプから前記第２油路に吐出された作動油を前記第１油路に供給する第２供給位置と、前記第２油路に吐出された作動油を第１油路に供給しない第２停止位置とに切換え可能な第２制御弁と、
   制御装置とを備えた作動油の油圧システムを制御する油圧制御方法であって、
   前記制御装置が、前記第２制御弁が第２供給位置であるか否かを判断するステップと、
   前記制御装置が、前記スプールを前記第１供給位置から前記第１停止位置に移動させる要求があったか否かを判断するステップと、
   前記制御装置が、前記第２制御弁が第２供給位置であり且つ前記要求があったと判断した場合に、前記スプールを前記第１供給位置から前記第１停止位置に移動させる第１移動速度を、前記第２制御弁が第２停止位置である場合に前記スプールを前記第１供給位置から前記第１停止位置に移動させる第２移動速度よりも低下させるステップと、
   を備えている作業機の油圧制御方法。

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