JP2020079638A - 作業機の油圧システム - Google Patents

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、第１制御弁２０Ａと、第２制御弁２０Ｂと、第１制御弁と第１油圧アクチュエータ１４を接続し且つ第１油圧アクチュエータから排出された戻り油が流れる戻り油路と、第１制御弁に設けられ且つ戻り油路に連通する第１内部油路６１ａと、第１内部油路に連通し且つ第１制御弁と第２制御弁とを接続する外部油路６１ｂと、作動油を排出する排出油路２４ａ〜２４ｃと、外部油路から分岐し且つ排出油路に接続された分岐油路１００と、排出油路に設けられ且つ当該排出油路の圧力を上昇させる圧力上昇部１３０と、第１制御弁に設けられ且つ第１制御弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に外部油路に連通して、当該外部油路に流れた作動油を第１制御弁に返す第２内部油路１５０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。
本発明の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、所定の切換位置に切り換えられた場合に前記第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１油圧アクチュエータを接続し且つ前記第１油圧アクチュエータから排出された戻り油が流れる戻り油路と、前記第１制御弁に設けられ且つ前記戻り油路に連通する第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、前記作動油を排出する排出油路と、前記外部油路から分岐し且つ前記排出油路に接続された分岐油路と、前記排出油路に設けられ且つ当該排出油路の圧力を上昇させる圧力上昇部と、前記第１制御弁に設けられ且つ前記第１制御弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に前記外部油路に連通して、当該外部油路に流れた作動油を前記第１制御弁に返す第２内部油路と、を備えている。

前記第１制御弁は、入力ポートと、出力ポートとを有し、且つ、前記戻り油とは異なる作動油を前記第１制御弁を通過させて前記第２制御弁に流す中立位置と、前記所定の切換位置であって前記第１内部油路の前記戻り油を前記外部油路に流し且つ前記第２内部油路の作動油を前記入力ポートに返す側部位置とに切換可能である。
作業機の油圧システムは、ブームを備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記ブームを作動させるブームシリンダであり、前記側部位置は、前記ブームを上昇させるべく前記ブームシリンダを作動させる上昇位置と、前記ブームを下降させるべく前記ブームシリンダを作動させる下降位置とを含んでいる。

前記第１制御弁が前記下降位置にある場合に前記戻り油を前記第１内部油路及び前記外部油路に通過させ、且つ、前記排出油路の作動油を前記分岐油路を経て前記外部油路及び前記第２内部油路に通過させる。
作業機の油圧システムは、バケットを備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、前記第１制御弁は、前記バケットを掬い動作させるべく前記バケットシリンダを作動させる掬い位置と、前記バケットをダンプ動作させるべく前記バケットシリンダを作動させるダンプ位置とを含んでいる。

前記第１制御弁が前記掬い位置にある場合に前記戻り油を前記第１内部油路及び前記外部油路に通過させ、且つ、前記排出油路の作動油を、前記分岐油路を経て前記外部油路及び前記第２内部油路に通過させる。

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。

第１実施形態における油圧システム（油圧回路）を示す図である。 第２実施形態における油圧システム（油圧回路）を示す図である。 逆止弁及び戻り排出油路の第１変形例を示す図である。 逆止弁及び戻り排出油路の第２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。
［第１実施形態］
まず、作業機から説明する。
図４は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図４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４の左側）を前方、運転者の後側（図４の右側）を後方、運転者の左側（図４の手前側）を左方、運転者の右側（図４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。第１位置２０ａ１及び第２位置２０ａ２は、側部位置である。

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。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とを接続する第１接続油路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とを接続する第２接続油路２１ｂとを有している。
したがって、ブーム制御弁２０Ａを側部位置である第１位置（上昇位置）２０ａ１にすれば、第１接続油路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から第２接続油路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を側部位置である第２位置（下降位置）２０ａ２にすれば、第２接続油路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から第１接続油路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。第１位置２０ｂ１とは異なる第２位置２０ｂ２は、側部位置である。

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とを接続する第１接続油路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とを接続する第２接続油路２２ｂとを有している。
したがって、バケット制御弁２０Ｂを側部位置である第１位置（掬い位置）２０ｂ１にすれば、第１接続油路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から第２接続油路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、側部位置である第２位置（ダンプ位置）２０ｂ２にすれば、第２接続油路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から第１接続油路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（予備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、ブーム制御弁２０Ａと、バケット制御弁２０Ｂとに着目すると、ブーム制御弁２０Ａが上流側の制御弁であり、バケット制御弁２０Ｂ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。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」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、ブーム制御弁２０Ａが「第１制御弁」、バケット制御弁２０Ｂが「第２制御弁」である。また、ブームシリンダ１４が「第１油圧アクチュエータ」、バケットシリンダ１７が「第２油圧アクチュエータ」である。
以下、第１制御弁、第２制御弁について、詳しく説明する。
第１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４７ａで分岐し、第１制御弁２０Ａに至っている。吐出油路２７の分岐後の油路は、第１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１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１制御弁２０Ａ内に供給することが可能である。吐出油路２７において、中途部４７ａと第３入力ポート４６ｃとの区間には、作動油を排出可能な排出油路２４が接続されている。排出油路２４は、吐出油路２７の圧力が所定圧以上（設定圧以上）になった場合に作動油を排出可能なリリーフ弁（メインリリーフ弁）２５が設けられた第１排出油路２４ａと、第１排出油路２４ａに接続され且つ作動油を排出する排出部に至る第２排出油路２４ｂと、第２排出油路２４ｂに接続され第１制御弁２０Ａの第１排出ポート３３ａ及び第２排出ポート３３ｂに至る第３排出油路２４ｃとを含んでいる。なお、排出部は、作動油タンク、油圧ポンプの吸込部（作動油を吸い込む部分）である。また、排出部は、作動油が排出される部分であればよく、作動油タンク、油圧ポンプの吸込部以外であってもよく限定されない。

第２排出油路２４ｂには、圧力上昇部１３０が設けられている。圧力上昇部１３０は、排出油路２４の圧力を上昇させる部分である。また、圧力上昇部１３０は、排出油路２４において、第２排出油路２４ｂと並列する第４排出油路に設けられている。圧力上昇部１３０は、オイルクーラ、リリーフ弁、絞り部（絞り弁）、チョーク弁、逆止弁等である。また、圧力上昇部１３０は、第２排出油路２４ｂに複数設けてもよく、接続方法は、直列でも並列でもよい。また、最下流側の制御弁から２本の排出油路２４が設けられているが、排出油路２４の本数は１本でも良いし、排出油路２４が１本の場合は、圧力上昇部１３０が１つでもよい。

第１制御弁２０Ａと第２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１制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと、第２制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続している。
第１制御弁２０Ａと第２制御弁２０Ｂとは、中央油路５１とは他に、第１油路６１により接続されている。第１油路６１は、第１油圧アクチュエータ１４から第１制御弁２０Ａに戻る戻り油を、第１制御弁２０Ａを通過させて第２制御弁２０Ｂに供給する油路である。

第１油路６１は、第１接続油路（第１戻り油路）２１ａと、第１内部油路６１ａと、外部油路６１ｂとを有している。第１接続油路２１ａは、第１制御弁２０Ａの第１ポート３１と、第１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１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第１戻り油路である。

第１内部油路６１ａは、第１制御弁２０Ａに設けられ且つ第１戻り油路２１ａに連通する油路である。詳しくは、第１内部油路６１ａは、第１制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合に、第１制御弁２０Ａの第１ポート３１と第１制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａとを接続する油路である。
外部油路６１ｂは、第１内部油路６１ａに連通し且つ第２制御弁２０Ｂに接続する油路である。外部油路６１ｂは、第１制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａと第２制御弁２０Ｂの第１入力ポート４２ａとを接続し、且つ、第１制御弁２０Ａの第２出力ポート４１ｂと第２制御弁２０Ｂの第２入力ポート４２ｂとを接続している。外部油路６１ｂの中途部は、中央油路５３ｃに接続されている。

また、作業系油圧システムは、第１内部油路６１ａとは別に第２内部油路１５０が設けられている。第２内部油路１５０は、第１制御弁２０Ａが所定の切換位置に切り換えられた場合に外部油路６１ｂに連通する油路である。詳しくは、第２内部油路１５０は、第１制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合に、第１制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと第１制御弁２０Ａの第３入力ポート４６ｃとを接続する油路である。

また、作業系油圧システムは、分岐油路１００を備えている。分岐油路１００は、第１制御弁２０Ａのスプールの下流側に設けられた油路であって、外部油路６１ｂから分岐し且つ当該外部油路６１ｂを通過する戻り油が通過したり、排出油路２４の作動油が通過する。分岐油路１００の一端は外部油路６１ｂに接続され、他端は、第３排出油路２４ｃに接続されている。

分岐油路１００には、絞り部１０１が接続されている。絞り部１０１は、例えば、分岐油路１００の一部を他の部分よりも細くすることにより構成されている。言い換えれば、絞り部１０１は、分岐油路１００において作動油が流れる部分の断面積を他の部分よりも小さくすることにより構成されている。なお、分岐油路１００の構成は、前述した例に限定されない。

外部油路６１ｂには、逆止弁１０２が接続されている。逆止弁１０２は、第１制御弁２０Ａから第２制御弁２０Ｂに向かう戻り油が流れるのを許容し且つ第２制御弁２０Ｂから分岐油路１００に作動油が流れるのを阻止する弁である。詳しくは、逆止弁１０２は、外部油路６１ｂにおいて、外部油路６１ｂと分岐油路１００とが接続する第１接続部１１０と、外部油路６１ｂと第２制御弁２０Ｂとが接続する第２接続部（第１入力ポート４２ａ、第２入力ポート４２ｂ）との区間に設けられている。

以上によれば、第１制御弁２０Ａを第２位置（下降位置）２０ａ２にした場合、第１接続油路（第１戻り油路）２１ａ、第１内部油路６１ａ及び外部油路６１ｂが接続される。そのため、図１の矢印Ａ１に示すように、第１油圧アクチュエータ１４から第１制御弁２０Ａに戻った戻り油は、第１戻り油路２１ａ、第１内部油路６１ａを通過して、外部油路６１ｂに向けて流れる。また、矢印Ａ２に示すように、第１内部油路６１ａから外部油路６１ｂに流れた作動油は、外部油路６１ｂの逆止弁１０２及び接続部６６（中央油路５１と外部油路６１ｂとを接続する接続部）を通過して、第２制御弁２０Ｂに至る。

ここで、第１制御弁２０Ａから第１油圧アクチュエータ１４に供給する作動油が少なくなった状況、即ち、吐出油路２７から第１制御弁２０Ａの第２入力ポート４６ｂに供給される作動油（供給油）が少なくなった状況（作動油不足状況）になったとする。作動油不足状況では、図１の矢印Ａ３、Ａ４に示すように、第１制御弁２０Ａの下流側から排出油路２４に排出された作動油が、第２排出油路２４ｂに流れると共に第３排出油路２４ｃに流れ、分岐油路１００から外部油路６１ｂに流れる。

つまり、第２排出油路２４ｂには、圧力上昇部１３０が設けられていることから、第２排出油路２４ｂを流れる少なくとも一部の作動油が、第３排出油路２４ｃ及び分岐油路１００を介して外部油路６１ｂに戻ることになる。
また、第１制御弁２０Ａを第２位置（下降位置）２０ａ２にした場合においては、第２内部油路１５０によって第１制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと第１制御弁２０Ａの第３入力ポート４６ｃとが連通していることから、図１の矢印Ａ５に示すように、第３排出油路２４ｃ及び分岐油路１００を介して外部油路６１ｂに戻った作動油は、接続部６６を通過して、第３出力ポート４１ｃから第１制御弁２０Ａ内に入り、第２内部油路１５０を通過して、第３入力ポート４６ｃから吐出油路２７に返る。図１の矢印Ａ６に示すように、吐出油路２７に返った作動油は、中途部４７ａを通過して第１制御弁２０Ａに向かい、第２入力ポート４６ｂから第１制御弁２０Ａに供給される。第１制御弁２０Ａに供給された作動油は、第１制御弁２０Ａの第２ポート３２から第２接続油路２１ｂを通過して第１油圧アクチュエータ１４に供給される。

以上のように、第２内部油路１５０、圧力上昇部１３０及び分岐油路１００が設けられていることから、第１油圧アクチュエータ１４へ供給される供給油が不足した場合には、排出油路２４の作動油を補充することができる。
［第２実施形態］
図２は、第２実施形態における作業機の油圧システム（油圧回路）を示している。第１実施形態と同様である部分は同様の符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、説明の便宜上、バケット制御弁２０Ｂを「第１制御弁」とし、予備制御弁２０Ｃを「第２制御弁」とする。また、バケットシリンダ１７を「第１油圧アクチュエータ」とし、油圧アクチュエータ１６を「第２油圧アクチュエータ」とする。

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。
第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路７２とは他に、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、第２接続油路（第１戻り油路）２２ｂと、第１内部油路８１ａと、外部油路８１ｂとを有している。第２接続油路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１ポート１７ｄから排出された戻り油が流れる第１戻り油路である。
第１内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂに設けられ且つ第２戻り油路２２ｂ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１位置２０ｂ１にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第２ポート３６と第１制御弁２０Ｂの第２出力ポート４３ｂ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７３ｃに接続されている。

第２実施形態においても、外部油路８１ｂを通過する戻り油を排出したり、排出油路２４の作動油を外部油路８１ｂに戻すことが可能である。作業系油圧システムは、分岐油路２００を備えている。分岐油路２００は、第１制御弁２０Ｂのスプールの下流側に設けられた油路であって、外部油路８１ｂから分岐し且つ当該外部油路８１ｂを通過する戻り油を排出部に排出する。具体的には、分岐油路２００の一端は外部油路８１ｂに接続され、他端は、第３排出油路２４ｃに接続されている。

分岐油路２００には、絞り部２０１が接続されている。絞り部２０１は、例えば、分岐油路２００の一部を他の部分よりも細くすることにより構成されている。言い換えれば、絞り部２０１は、分岐油路２００において作動油が流れる部分の断面積を他の部分よりも小さくすることにより構成されている。なお、分岐油路２００の構成は、前述した例に限定されない。

外部油路８１ｂには、逆止弁２０２が接続されている。逆止弁２０２は、第１制御弁２０Ｂから第２制御弁２０Ｃに向かう戻り油が流れるのを許容し且つ第２制御弁２０Ｃから分岐油路２００に作動油が流れるのを阻止する弁である。詳しくは、逆止弁２０２は、外部油路８１ｂにおいて、外部油路８１ｂと分岐油路２００とが接続する第１接続部２１０と、外部油路８１ｂと第２制御弁２０Ｃとが接続する第２接続部（第１入力ポート４４ａ、第２入力ポート４４ｂ）との区間に設けられている。

第２制御弁２０Ｃにおいては、第２内部油路２５０は、第１制御弁２０Ｂが所定の切換位置に切り換えられた場合に外部油路８１ｂに連通する油路である。詳しくは、第２内部油路２５０は、第１制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にした場合に、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。

以上によれば、第１制御弁２０Ｂを第２位置（掬い位置）２０ｂ１にした場合、第１接続油路（第１戻り油路）２２ｂ、第１内部油路８１ａ及び外部油路８１ｂが接続される。そのため、第１油圧アクチュエータ１４から第１制御弁２０Ｂに戻った戻り油は、第１戻り油路２２ｂ、第１内部油路８１ａ、外部油路８１ｂ及び接続部６７（中央油路７２と外部油路８１ｂとを接続する接続部）を通過して、第２制御弁２０Ｂに至る。

ここで、第１制御弁２０Ｂにおいて作動油不足状況において、第１制御弁２０Ｂの下流側から排出油路２４に排出された作動油が、第３排出油路２４ｃに流れ、分岐油路２００から外部油路８１ｂに流れる。
また、第３排出油路２４ｃ及び分岐油路１００を介して外部油路８１ｂに戻った作動油は、接続部６７を通過して、第３出力ポート４３ｃから第１制御弁２０Ｂ内に入り、第２内部油路２５０を通過して、第３入力ポート４２ｃから下流側の油路（外部油路）６１ｂに返る。油路（外部油路）６１ｂに返った作動油は、第１制御弁２０Ｂの第１入力ポート４４ａから第１制御弁２０Ｂに供給される。第１制御弁２０Ｂに供給された作動油は、第１制御弁２０Ｂの第１ポート３５から第１接続油路２２ａを通過して第１油圧アクチュエータ１４に供給される。

以上のように、第２内部油路２５０、圧力上昇部１３０及び分岐油路２００が設けられていることから、第１油圧アクチュエータ１４へ供給される供給油が不足した場合には、排出油路２４の作動油を補充することができる。
なお、分岐油路１００，２００及び逆止弁１０２、２０２等は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように変更が可能である。

図３Ａに示すように、外部油路６１ｂにおいて、第１出力ポート４１ａに接続された油路と、第２出力ポート４１ｂに接続された油路とが合流する合流部１１１の上流側に逆止弁１０２を設けてもよい。この場合、外部油路６１ｂにおいて、第１制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａから合流部１１１に至る区間であって、逆止弁１０２が設けられている区間に分岐油路１００を接続する。このようにすれば、ブーム１０を下げた場合（ブーム制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合）において、排出油路２４（第３排出油路２４ｃ）の作動油を、分岐油路１００を介して外部油路６１ｂに補充することができる。

図３Ｂに示すように、外部油路８１ｂにおいて、第１出力ポート４３ａに接続された油路と、第２出力ポート４３ｂに接続された油路とが合流する合流部２１１の上流側に逆止弁２０２を設けてもよい。この場合、外部油路８１ｂにおいて、第１制御弁２０Ｂから合流部２１１に至る区間であって、逆止弁２０２が設けられている区間に戻り分岐油路２００を接続する。このようにすれば、第１油圧アクチュエータ１７、即ち、バケット１１をスクイ動作させた場合（バケット制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にした場合）において、排出油路２４（第３排出油路２４ｃ）の作動油を、分岐油路２００を介して外部油路８１ｂに補充することができる。

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、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。

１ ：作業機
１４ ：ブームシリンダ
１７ ：バケットシリンダ
２０ ：制御弁
２０Ａ ：ブーム制御弁
２０Ｂ ：バケット制御弁
２０Ｃ ：予備制御弁
２４ ：排出油路
２４ａ ：第１排出油路
２４ｂ ：第２排出油路
２４ｃ ：第３排出油路
２７ ：吐出油路
４７ ：吐出油路
４７ａ ：中途部
６１ａ ：第１内部油路
６１ｂ ：外部油路
６６ ：接続部
６７ ：接続部
８１ａ ：第１内部油路
８１ｂ ：外部油路
８３ａ ：給排油路
８３ｂ ：給排油路
１００ ：分岐油路
１０１ ：絞り部
１０２ ：逆止弁
１３０ ：圧力上昇部
１５０，２５０ ：第２内部油路
２００ ：分岐油路
２０１ ：絞り部
２０２ ：逆止弁
Ｐ１ ：第１油圧ポンプ
Ｐ２ ：第２油圧ポンプ

Claims (6)

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、
   所定の切換位置に切り換えられた場合に前記第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１油圧アクチュエータを接続し且つ前記第１油圧アクチュエータから排出された戻り油が流れる戻り油路と、
   前記第１制御弁に設けられ且つ前記戻り油路に連通する第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、
   前記作動油を排出する排出油路と、
   前記外部油路から分岐し且つ前記排出油路に接続された分岐油路と、
   前記排出油路に設けられ且つ当該排出油路の圧力を上昇させる圧力上昇部と、
   前記第１制御弁に設けられ且つ前記第１制御弁が所定の切換位置に切り換えられた場合に前記外部油路に連通して、当該外部油路に流れた作動油を前記第１制御弁に返す第２内部油路と、
   を備えている作業機の油圧システム。
2. 前記第１制御弁は、入力ポートと、出力ポートとを有し、且つ、前記戻り油とは異なる作動油を前記第１制御弁を通過させて前記第２制御弁に流す中立位置と、前記所定の切換位置であって前記第１内部油路の前記戻り油を前記外部油路に流し且つ前記第２内部油路の作動油を前記入力ポートに返す側部位置とに切換可能である請求項１に記載の作業機の油圧システム。
3. ブームを備え、
   前記第１油圧アクチュエータは、前記ブームを作動させるブームシリンダであり、
   前記側部位置は、前記ブームを上昇させるべく前記ブームシリンダを作動させる上昇位置と、前記ブームを下降させるべく前記ブームシリンダを作動させる下降位置とを含んでいる請求項２に記載の油圧システム。
4. 前記第１制御弁が前記下降位置にある場合に前記戻り油を前記第１内部油路及び前記外部油路に通過させ、且つ、前記排出油路の作動油を前記分岐油路を経て前記外部油路及び前記第２内部油路に通過させる請求項３に記載の作業機の油圧システム。
5. バケットを備え、
   前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、
   前記第１制御弁は、前記バケットを掬い動作させるべく前記バケットシリンダを作動させる掬い位置と、前記バケットをダンプ動作させるべく前記バケットシリンダを作動させるダンプ位置とを含んでいる請求項２に記載の油圧システム。
6. 前記第１制御弁が前記掬い位置にある場合に前記戻り油を前記第１内部油路及び前記外部油路に通過させ、且つ、前記排出油路の作動油を、前記分岐油路を経て前記外部油路及び前記第２内部油路に通過させる請求項５に記載の作業機の油圧システム。

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