JP4262213B2 - バックホーローダの油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両の油圧回路構造に関し、より詳しくはバックホーローダに装着される油圧式作業機の効率的な駆動のための油圧回路構造に関する。

従来、バックホーローダなどの作業車両においては、複数の油圧装置を装備しており、１つの油圧ポンプにより作動油の供給を行っている。そして、作業機と油圧ポンプとが並列に接続されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００１−４９６８７号公報

しかし、バックホー作業時の機械姿勢制御時などにおいては、負荷の軽い方に優先的に圧油が供給され、それぞれの作業機の動きが遅くなったり、止まったりするため、迅速に姿勢制御することができなくなり、作業性能に悪影響を与えている。

本発明は、上記の課題を解決するべく、次のような手段をとる。

請求項１においては、一方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）からの圧油はローダ制御用バルブ群（１３０）を介して、バックホー制御用バルブ群（１５０）に供給され、他方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）からの圧油はバックホー制御用バルブ群（１５０）に直接供給する回路を構成した、ローダ用、バックホー用の２つのバルブ群を備えたバックホーローダの油圧回路において、該バックホー制御用バルブ群（１５０）内に取付けられた、左側スタビライザシリンダ（１０６Ｌ）の制御を行う左スタビライザシリンダ制御切換弁（１５１）と、右側スタビライザシリンダ（１０６Ｒ）の制御を行う右スタビライザシリンダ制御切換弁（１５７）のそれぞれに対して、前記２つ油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）の中の一つの油圧ポンプの吐出口より、独立して圧油を供給すべく構成し、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）の一方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）は、左スタビライザシリンダ（１０６Ｌ）、スイングシリンダ（１０７ｂ）、アームシリンダ（１０９）に圧油を供給し、他方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）はブームシリンダ（１０８）、バケットシリンダ（１１０）、右スタビライザシリンダ（１０６Ｒ）に圧油を供給するように構成し、第一の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）の吐出油路には、上流側にスイング制御用バルブ（１５２）を、下流側にアーム制御用バルブ（１５３）をタンデム接続し、第２の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）の吐出油路はブーム制御用バルブ（１５９）とバケット制御用バルブ（１５）とに接続した後、チェックバルブ（１５６）を介して、前記スイング制御用バルブ（１５２）とアーム制御用バルブ（１５３）との間で、第一の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）の吐出油路に接続するとともに、前記チェックバルブ（１５６）の上流位置で、作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）を設けたものである。

請求項２においては、前記スイング制御用バルブ（１５２）のＰポートとＴポートをつなぐ油路に、ブリード絞り（１５０ｃ）を設け、該ブリード絞り（１５０ｃ）により、必要流量が少ないスイングシリンダ（１０７ｂ）への供給圧油の余剰流量を、アームシリンダ（１０９）に流すべく構成したものである。

請求項３においては、前記作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）と、スイング制御用バルブ（１５２）とを連動して、一本の操作レバーで該切換弁（１５４）とスイング制御用バルブ（１５２）を操作可能に構成したものである。

請求項４においては、前記作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）と、スイング制御用バルブ（１５２）それぞれのスプール操作力の合力が、その他のバックホー制御用バルブ群（１５０）のバルブスプール操作力とほぼ同じ力となるように、前記切換弁（１５４）および前記スイング制御用バルブ（１５２）のバルブスプールの戻しバネ力を、他のバックホー制御用バルブ群（１５０）の戻しバネ力もしくはローダ制御用バルブ群（１３０）の戻しバネ力より小さく設定したものである。

請求項５においては、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）が、それぞれ可変容量型ピストンポンプの吐出口であって、両油圧ポンプを一体型としたものである。

請求項６においては、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）と共に、操向輪を制御するステアリングシリンダ及び、油圧変速装置のチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプの吐出口（Ｐ３）を、一体的に構成したものである。

請求項７においては、前記ローダ制御用バルブ群（１３０）とバックホー制御用バルブ群（１５０）の内で、上流側のローダ制御用バルブ群（１３０）に、２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを選択的に切換可能な別の切換弁（１３４）を一体型に組込んで設け、該切換弁（１３４）により、バックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションと、作業モードを選択可能な切換弁としたものである。

請求項８においては、前記ローダ制御用バルブ群（１３０）とバックホー制御用バルブ群（１５０）の内で、下流側のバックホー制御用バルブ群（１５０）の最下流位置に、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを切換ることのできる切換弁（１５４）を、組込んだものである。

請求項９においては、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを切換ることのできる切換弁（１３４・１５４）をデテント付或いは電磁弁式とし、切換状態を保持可能としたものである。

請求項１０においては、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油によって駆動する複数のシリンダの最大作動圧力をきめる２個のリリーフ弁（１３５・１３６）を設け、一方のリリーフ弁（１３５）は吐出口（Ｐ１）より供給される作動油のリリーフ弁とし、他方のリリーフ弁（１３６）は吐出口（Ｐ２）より供給される作動油のリリーフ弁とし、一方のリリーフ弁（１３５）は、上流側のローダ制御用バルブ群（１３０）の入口側のインレットセクションに、他方はローダ制御用バルブ群（１３０）の出口側のセクションのポートリリーフ弁組込み位置に配置したものである。

請求項１に記載のごとく、一方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）からの圧油はローダ制御用バルブ群（１３０）を介して、バックホー制御用バルブ群（１５０）に供給され、他方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）からの圧油はバックホー制御用バルブ群（１５０）に直接供給する回路を構成した、ローダ用、バックホー用の２つのバルブ群を備えたバックホーローダの油圧回路において、該バックホー制御用バルブ群（１５０）内に取付けられた、左側スタビライザシリンダ（１０６Ｌ）の制御を行う左スタビライザシリンダ制御切換弁（１５１）と、右側スタビライザシリンダ（１０６Ｒ）の制御を行う右スタビライザシリンダ制御切換弁（１５７）のそれぞれに対して、前記２つ油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）の中の一つの油圧ポンプの吐出口より、独立して圧油を供給すべく構成し、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）の一方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）は、左スタビライザシリンダ（１０６Ｌ）、スイングシリンダ（１０７ｂ）、アームシリンダ（１０９）に圧油を供給し、他方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）はブームシリンダ（１０８）、バケットシリンダ（１１０）、右スタビライザシリンダ（１０６Ｒ）に圧油を供給するように構成し、第一の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）の吐出油路には、上流側にスイング制御用バルブ（１５２）を、下流側にアーム制御用バルブ（１５３）をタンデム接続し、第２の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）の吐出油路はブーム制御用バルブ（１５９）とバケット制御用バルブ（１５）とに接続した後、チェックバルブ（１５６）を介して、前記スイング制御用バルブ（１５２）とアーム制御用バルブ（１５３）との間で、第一の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）の吐出油路に接続するとともに、前記チェックバルブ（１５６）の上流位置で、作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）を設けたので、負荷の如何に関わらず、それぞれのスタビライザシリンダを作動させられ、スピーディな本機姿勢制御が可能になる。

また、チェックバルブの上流位置でタンクに接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）を切換ることで、ブーム、バケットに接続されたポンプの圧油がアーム制御用バルブセクションに供給されるために、スイングとの同時操作時にもアームを作動させることが可能になる。

請求項２に記載のごとく、前記スイング制御用バルブ（１５２）のＰポートとＴポートをつなぐ油路に、ブリード絞り（１５０ｃ）を設け、該ブリード絞り（１５０ｃ）により、必要流量が少ないスイングシリンダ（１０７ｂ）への供給圧油の余剰流量を、アームシリンダ（１０９）に流すべく構成したので、比較的に必要流量が少ないスイングへの供給圧油の余剰流量をアームに流すことで、スイング、ブームとの３連複合動作時にもアームを作動させることが可能となる。

請求項３に記載のごとく、前記作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）と、スイング制御用バルブ（１５２）とを連動して、一本の操作レバーで該切換弁（１５４）とスイング制御用バルブ（１５２）を操作可能に構成したので、１レバーアクションのみで、スイングセクションと切換弁の制御が可能となる。

請求項４に記載のごとく、前記作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）と、スイング制御用バルブ（１５２）それぞれのスプール操作力の合力が、その他のバックホー制御用バルブ群（１５０）のバルブスプール操作力とほぼ同じ力となるように、前記切換弁（１５４）および前記スイング制御用バルブ（１５２）のバルブスプールの戻しバネ力を、他のバックホー制御用バルブ群（１５０）の戻しバネ力もしくはローダ制御用バルブ群（１３０）の戻しバネ力より小さく設定したので、レバー操作フィーリングが良くなる。

請求項５に記載のごとく、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）が、それぞれ可変容量型ピストンポンプの吐出口であって、両油圧ポンプを一体型としたので、小さいエンジン馬力でも大きな作業性能が得られる。

また、ポンプの取付けスペースをコンパクトにすることが可能となる。コストが安くなる。

請求項６に記載のごとく、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）と共に、操向輪を制御するステアリングシリンダ及び、油圧変速装置のチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプの吐出口（Ｐ３）を、一体的に構成したので、ポンプの取付けスペースをコンパクトにすることが可能となる。

請求項７に記載のごとく、前記ローダ制御用バルブ群（１３０）とバックホー制御用バルブ群（１５０）の内で、上流側のローダ制御用バルブ群（１３０）に、２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを選択的に切換可能な別の切換弁（１３４）を一体型に組込んで設け、該切換弁（１３４）により、バックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションと、作業モードを選択可能な切換弁としたので、切換弁の切換状態に関わらず、上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。例えば、本実施例では、バックホー作業状態に切換ていても、ローダ作業機を作動させることが可能であり、ローダーバケットを接地させて作業時の安定性を確保させることや、バケットを浮かせての機械の移動が簡単にできる。

請求項８に記載の如く、前記ローダ制御用バルブ群（１３０）とバックホー制御用バルブ群（１５０）の内で、下流側のバックホー制御用バルブ群（１５０）の最下流位置に、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを切換ることのできる切換弁（１５４）を、組込んだので、切換弁の切換状態に関わらず、上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。

請求項９に記載のごとく、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを切換ることのできる切換弁（１３４・１５４）をデテント付或いは電磁弁式とし、切換状態を保持可能としたので、切換弁の切換状態に関わらず、上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。

請求項１０に記載のごとく、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油によって駆動する複数のシリンダの最大作動圧力をきめる２個のリリーフ弁（１３５・１３６）を設け、一方のリリーフ弁（１３５）は吐出口（Ｐ１）より供給される作動油のリリーフ弁とし、他方のリリーフ弁（１３６）は吐出口（Ｐ２）より供給される作動油のリリーフ弁とし、一方のリリーフ弁（１３５）は、上流側のローダ制御用バルブ群（１３０）の入口側のインレットセクションに、他方はローダ制御用バルブ群（１３０）の出口側のセクションのポートリリーフ弁組込み位置に配置したので、切換弁の切換状態に関わらず、上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。

本発明は、油圧回路においてオープンセンター式を用いることにより、作業車両の出力の小さなエンジンの作業車両においても、油圧ポンプ流量と回路圧力を有効に利用する。

［全体構成］
本発明の実施の一形態である作業車について説明する。図１は作業車の全体側面図である。

図１に示す作業車両１はトラクターローダーバックホーであり、ローダ２および掘削装置３が装着されている。作業車両１の中央には操縦部４が設けられており、操縦部４の前方にローダ２が、後方に掘削装置３が配設されている。そして、作業車両１には、前輪８・８および後輪７・７が装着されており、ローダ２および掘削装置３を装着した状態で走行可能に構成されている。

操縦部４には、ステアリングハンドル５および操縦席６が配設されており、座席６の側方には走行操作装置およびローダ２の操作装置が配設されている。これにより、操縦部４において、作業車両１の操向操作およびローダ２の操作を可能としている。

積み込み装置であるローダ２は、作業車両１の側部に接続して前方に延出されており、先端にバケットが装着されている。作業車両１のシャシであるフレーム９の前部にはエンジンが配設されており、フレーム９上に配設したボンネット３０がこれを覆っている。ローダ２はボンネット３０の外側に配設されている。

掘削装置３は作業車両１の後部に着脱自在に装着され、掘削装置３の操作は操縦席６の後方に配設された操作装置により行われる。

操縦部４の側方には、作動油タンク９０が配設されており、作動油タンク９０は操縦部４への乗降時の階段を兼ねるものであり、操縦部４の反対側には、燃料タンクにより構成される階段が設けられている。作動油タンク９０は作動油のリザーバタンクである。

ボンネット３０内には、エンジン１００が配設されており、エンジン１００の後部には作業車両１に装着される作業機への作動油を供給する油圧ポンプ１０１が配設されている。油圧ポンプ１０１にはエンジン１００の駆動力が入力され、作動油を作業機に供給する。エンジン１００の駆動力は、油圧ポンプ１０１を介してトランスミッション１０に伝達され、トランスミッション１０を介した駆動力により後輪７・７を駆動する。

油圧ポンプ１０１は、ローダ２のリフトシリンダ１０４・１０４、ダンプシリンダ１０５・１０５に作動油を供給するものであり、掘削装置３であるバックホーのブームシリンダ１０８、アームシリンダ１０９、バケットシリンダ１１０、ロッド１０７を摺動させるスイングシリンダ、そして、スタビライザシリンダ１０６に作動油を供給する。さらに、前輪８・８の操向を行うためのパワーステアリングシリンダにも作動油を供給する。

操縦席６の側方にはローダ２の操作部が配設されており、操作部内にはローダ２用のコントロールバルブユニット１０２が配設されている。掘削装置３には、掘削装置３の操作部が作業車両１の後部に接続しており、操作部内にはバックホーである掘削装置３のコントロールバルブユニット１０３が配設されている。

［油圧回路］
次に、作業機の油圧回路について説明する。図２は作業機の油圧回路を示す図である。油圧回路は、油圧ポンプ１０１、パワーステアリングバルブセクション１２０、ローダ用のコントロールバルブセクション１３０、リフトシリンダのポジションコントロールバルブセクション１４０、バックホー用のコントロールバルブセクション１５０、ＨＳＴセクション１０ｂなどにより構成されている。油圧回路には、エンジン１００の駆動される油圧ポンプ１０１により作動油が供給される。パワーステアリングバルブセクション１２０は、ステアリングシリンダの制御を行うものであり、パワーステアリングバルブセクション１２０のコントロールバルブによりステアリング５の操作に応じてステアリングシリンダの摺動を制御する。ローダ用のコントロールバルブセクション１３０は、ローダ２のリフトシリンダ１０４・１０４、ダンプシリンダ１０５・１０５への作動油供給を制御するものであり、作業モードを選択可能な切換弁１３４が含まれている。この切換弁１３４によりバックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションとを切換可能としている。リフトシリンダのポジションコントロールバルブセクション１４０は作業車両１の後部に設けられた昇降機構のリフトシリンダの制御を行うものである。そして、バックホー用のコントロールバルブセクション１５０は、バックホーのブームシリンダ１０８、アームシリンダ１０９、バケットシリンダ１１０、スイングシリンダ、スタビライザシリンダ１０６の摺動制御を行うものである。ＨＳＴセクション１０ｂはエンジン１００の駆動力により作業車両の変速を行うものである。図２に示す油圧回路はバックホー装着時のものであり、油圧リフト装着時には、油路１７１と油路１７３とを接続し、油路１７２と油路１７４とを接続する構成となっている。なお、作動油は、作動油タンク９０により回収され、回収された作動油が油圧ポンプ１０１およびＨＳＴセクション１０ｂに供給される。

図２に示す油圧回路には、それぞれ独立したポンプにより作動油が吐出される吐出口Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３が接続しており、吐出口Ｐ１よりの作動油は、ローダ制御用のバルブ群であるコントロールバルブセクション１３０を通って、バックホー制御バルブ群であるコントロールバルブセクション１５０に供給される。そして、コントロールバルブセクション１５０において、左右のスタビライザシリンダ１０６・１０６を制御するバルブにそれぞれ１ポンプずつ独立して作動油を供給できる構成となっている。これにより、作業機の負荷に関わらず、それぞれのスタビライザシリンダ１０６・１０６を作動して、迅速な本機の姿勢制御を行うことができる。

そして、バックホー制御バルブ群であるコントロールバルブセクション１５０において、二つの油圧ポンプの内、一方がスタビライザシリンダ１０６、スイングシリンダ、アームシリンダ１０９に圧油を供給し、他方の油圧ポンプがブームシリンダ１０８、バケットシリンダ１１０、スタビライザシリンダに圧油を供給するように構成されている。

［油圧ポンプ］
次に、作業機に圧油を供給する油圧ポンプ１００の構成について説明する。図３は油圧ポンプの正面図、図４は右側面図、図５は左側面図、図６は油圧ポンプの油圧回路図、図７は油圧ポンプのＰ−Ｑ特性を示す図である。油圧ポンプ１００は、入力軸１００ｂより駆動力が入力され、この駆動力により吸入口Ｓ１より作動油を吸入し、吐出口Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３より作動油を吐出する。吐出口Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３はそれぞれ独立したポンプにより作動油を吐出するものであり、吐出口Ｐ１・Ｐ２はそれぞれ可変容量式の油圧ポンプに接続している。吐出口Ｐ１・Ｐ２に接続する可変容量式の油圧ポンプは吐出圧力に応じて作動油の吐出量を調節する構成となっている。吐出口Ｐ３は固定式のギヤポンプに接続している。油圧ポンプ１００において、２個のポンプをそれぞれ可変容量型ピストンポンプとすることにより、出力の小さいエンジンにおいても、作業機を使った大きな作業性を得ることが出来る。そして、これらの２つのポンプを一体型とするので、油圧ポンプ１００の取付けスペースをコンパクトにすることができ、製造コストを個別の２つのポンプを用いる場合に比べて少なくできる。そして、パワーステアリングバルブセクション１２０およびＨＳＴ１０ｂのチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプを吐出口Ｐ１・Ｐ２に接続する油圧ポンプと一体式に備え付けることにより、作動油用のポンプを取付けるスペースをコンパクトにできる。 すなわち、油圧ポンプ１００内に３つの独立した油圧ポンプを構成することにより、油圧ポンプ１００を低コストかつコンパクトに構成できる。また、３つのポンプの吸入口を吸入口Ｓ１により共通化することで、作動油の導入経路を簡便に構成でき、作動油導入時の吸入抵抗を軽減できる。

図７において、グラフＬ１・Ｌ２は油圧ポンプの作動油の圧力と吐出量との関係を示すものであり、グラフＬ１はグラフＬ２の場合よりもＰ３よりの吐出油の圧力が低いものである。グラフＬ１は吐出圧力Ｐの上昇に対して、はじめは吐出量Ｑがほぼ一定となっている。そして、吐出圧力がさらに上がると吐出量Ｑが大きく減少しはじめる。この吐出量の減少が始まる点が点Ａであり、この点Ａが第一折れ点である。これは、吐出圧力が上昇することによる負荷を軽減すべく、可変容量ポンプの吐出量制御機構が作動することになる。そして、点Ａにおける圧力である第一折れ点圧力（斜板傾転開始圧力）が１ポンプリリーフ圧力以上となるように設定されている。これにより、２ポンプ使用時には可変容量型ポンプの利点を生かして、効率よく圧力と流量とを利用することができる。そして、１ポンプ使用時には、圧力による流量変化のない範囲で使用でき、作業能力を大きくできる。

［ローダ用のコントロールバルブセクション］
次に、ローダ用のコントロールバルブセクション１３０の構成について説明する。図８はローダ用のコントロールバルブセクションの構成を示す油圧回路図、図９はコントロールバルブセクションを構成するユニットの構成を示す図である。コントロールバルブセクション１３０は、ローダ用の油圧シリンダの制御を行うものであり、切換弁１３１・１３２・１３３・１３４、リリーフバルブ１３５・１３６により構成されている。２つの油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数のアクチュエータの最大動作圧力を決めるリリーフバルブ１３５・１３６を上流側の切換弁群コントロールバルブセクション１３０内にそれぞれ１つずつ合計２個設けることにより、上流側のバルブセクションに圧油を供給することができる。また、２個のリリーフ弁の内、１つをインレットセクションに、他方をポートリリーフ弁組み込み位置に配置することにより、上流側のバルブセクションに圧油を供給することができる。

切換弁１３１はダンプシリンダ１０５の制御を行うものであり、切換弁１３２はリフトシリンダ１０４の制御を行うものである。切換弁１３３はフロントローダ９２に装着されるＰＴＯの制御を行うものである。切換弁１３４は作業モードを選択ためのものであり、この切換弁１３４によりバックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションとを切換可能としている。リリーフ弁１３５は吐出口Ｐ１より供給される作動油のためのリリーフ弁であり、リリーフ弁１３６は吐出口Ｐ２より供給される作動油のためのリリーフ弁である。コントロールバルブセクション１３０において、吐出口Ｐ１は、油路１３０ｂに接続しており、吐出口Ｐ２は油路１３０ｃに接続している。そして、油路１３０ｄは吐出口Ｐ１の圧油をコントロールバルブセクション１５０に供給するためのものである。吐出口Ｐ１の圧油は油路１３０ｃによりコントロールバルブセクション１５０に供給される。

コントロールバルブセクションを構成するユニット１０２には、図９において、上部にポンプポート１３７、およびタンクポート１３８が設けられている。そして、切換弁１３１・１３２・１３４・１３３が順次接続されて、下部にキャリーオーバーポートが構成されている。ユニットには、図９において、左側にＡポート、右側にＢポートがそれぞれ構成されている。また、切換弁１３１にはリリーフ弁プラグが装着されており、切換弁１３２にはデテント機構が設けられ、切換状態を保持可能となっている。また、切換弁１３４にもリリーフ弁プラグが装着されている。作業モードを選択可能とする切換弁１３４をユニット１０２に一体的に配設することにより、切換バルブ群をコンパクトに構成できる。切換弁１３４をデテント付きあるいは電磁弁式とし切換状態を保持できるようにすることも可能である。これにより、切換弁の状態に関わらず、上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。

［バックホー用のコントロールバルブセクション］
次に、バックホー用のコントロールバルブセクションについて説明する。図１０はバックホー用のコントロールバルブセクションの構成を示す油圧回路図、図１１はバックホー用コントロールバルブセクションを構成するユニットの正面図、図１２は同じく側面図である。バックホー制御バルブ群であるコントロールバルブセクション１５０は、切換弁１５１・１５２・１５３・１５４・１５５・１５７・１５８・１５９を有しており、吐出口Ｐ２側と吐出口Ｐ１側とを接続するチェック弁１５６を有している。切換弁１５１は左側スタビライザシリンダ１０６Ｌの制御を行うものであり、切換弁１５７が右側スタビライザシリンダ１０６Ｒの制御を行う。切換弁１５２はスイングシリンダ１０７ｂ・１０７ｂの制御を行う。切換弁１５３はアームシリンダ１０９の制御を行い、切換弁１５４は連結部材１５０ｂにより切換弁１５２と連動する構成となっている。切換弁１５５はＰＴＯ用の油圧制御弁であり、切換弁１５８はバケットシリンダ１１０の制御を行い、切換弁１５９はブームシリンダ１０８の制御を行う。

コントロールバルブセクション１５０は、図１１に示すコントロールバルブユニット１０３に構成されるものであり、コントロールバルブユニット１０３は掘削装置３の操作部に配設されるレバー１６０・１６１・１６２に接続されている。レバー１６０はスタビライザ制御用のレバーであり、レバー１６１はブーム・バケットを操作するレバーであり、レバー１６２はスイング操作を行うレバーである。スイング操作を行うレバー１６２は、切換バルブ１５２に接続しており、切換バルブ１５２と切換バルブ１５４とが連結部材１５０ｂにより接続し、切換バルブ１５２に連動して切換バルブ１５４が操作される構成となっている。図１１において、切換バルブ１５２および切換バルブ１５４には、それぞれ切換弁に接続するロッドが取付けられており、これらのロッドの先端に、正面視逆Ｕ字状の連結部材１５０ｂが接続されている。

コントロールバルブセクション１５０において、吐出口Ｐ１に接続油路では、上流側にスイング制御用の切換弁１５２が配設され、下流側にアーム制御用の切換弁１５３を接続している。そして、吐出口Ｐ２に接続する油路には、ブーム制御用切換弁１５９とバケット制御用の切換弁１５８が接続した後に、チェックバルブ１５６を介して、スイング制御用切換弁１５２とアーム制御用の切換弁１５３との間で、吐出口Ｐ１の油路に接続するとともに、チェックバルブ１５６の上流位置で、作動油タンク９０側の油路に接続するか遮断するかを選択できる切換弁１５４を設けている。これにより、チェックバルブ１５６の上流位置で作動油タンク９０側に接続するか遮断するかを選択できる切換弁１５４を切換ることで、ブームシリンダ１０８、バケットシリンダ１１０に接続された油圧ポンプ（Ｐ２）の圧油がアーム制御用切換弁１５３に供給されるために、スイングとの同時操作の場合においてもアームシリンダ１０９を作動させることが可能となる。

そして、スイング用切換弁１５２のＰポートとＴポートをつなぐ油路にブリード絞り１５０ｃが設けられている。これにより、比較的に必要流量が少ないスイングシリンダ１０７ｂへの供給圧油の余剰流量をアームシリンダ１０９に流すことで、スイング、ブームとの３連複合動作時にもアームを作動させることが可能となる。

作動油タンク側に接続するか遮断するかを選択できる切換弁１５４とスイング制御用バルブ１５２とを連動して、一本の操作レバー１６２で作動させるので、レバー１６２の操作による１レバーアクションのみで、スイングシリンダ１０７ｂ用の切換弁１５２と切換弁１５４とを同時に制御することができる。切換弁１５４と切換弁１５２のそれぞれのスプール操作力（スプール戻しバネ力）の合力がそのほかの切換弁のスプール操作力とほぼ同じ力となるように、切換弁１５４・１５２のスプールバルブ戻しバネ力を他の切換弁のものよりも小さく設定している。切換弁１５４と切換弁１５２とは、同時に操作されることとなるため、レバー１６２の操作において、二つの切換弁のスプール操作力がかかることとなる。そこで、切換弁１５４と切換弁１５２の個々の切換弁スプール操作力を小さく設定することにより、レバー１６２の操作時における違和感の発生を抑制して、レバー１６２の操作感を向上させる。また、切換弁１５４をコントロールバルブユニット１０３に一体的に組込むとともに、上流側に配設することにより、切換弁の取付けスペースをコンパクトにできる。また、バルブ群に使用する切換弁の共通化をおこない、製造コストを低減できる。１つのポンプのみ必要な作業においては、他のポンプからの作動油は短い経路でタンクにアンロードされるので、配管の圧損失による影響をうけにくくすることができ、エンジン出力を有効に利用できる。

吐出口Ｐ１・Ｐ２よりの圧油をタンクに接続するか否かを切換ることのできる切換弁１３４を上流側切換弁群の最下流位置に組込むことにより、切換弁の切換状態に関わらず上流のバルブセクションに圧油を供給することができる。例えば、本実施例において、バックホー作業状態に切換ていても、ローダ作業機を作動させることが可能であり、ローダーバケットを接地させて作業時の安定性を確保したり、バケットを浮かせての機械の移動を簡単にしたりできる。

作業車の全体側面図。 作業機の油圧回路を示す図。 油圧ポンプの正面図。 右側面図。 左側面図。 油圧ポンプの油圧回路図。 油圧ポンプのＰ−Ｑ特性を示す図。 ローダ用のコントロールバルブセクションの構成を示す油圧回路図。 コントロールバルブセクションを構成するユニットの構成を示す図。 バックホー用のコントロールバルブセクションの構成を示す油圧回路図。 バックホー用コントロールバルブセクションを構成するユニットの正面図。 同じく側面図。

符号の説明

１００ エンジン
１０１ 油圧ポンプ
１２０ パワーステアリングバルブセクション
１３０ コントロールバルブセクション（ローダ用）
１４０ ポジションコントロールバルブセクション（リフトシリンダ）
１５０ コントロールバルブセクション（バックホー用）

Claims (10)

1. 一方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）からの圧油はローダ制御用バルブ群（１３０）を介して、バックホー制御用バルブ群（１５０）に供給され、他方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）からの圧油はバックホー制御用バルブ群（１５０）に直接供給する回路を構成した、ローダ用、バックホー用の２つのバルブ群を備えたバックホーローダの油圧回路において、該バックホー制御用バルブ群（１５０）内に取付けられた、左側スタビライザシリンダ（１０６Ｌ）の制御を行う左スタビライザシリンダ制御切換弁（１５１）と、右側スタビライザシリンダ（１０６Ｒ）の制御を行う右スタビライザシリンダ制御切換弁（１５７）のそれぞれに対して、前記２つ油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）の中の一つの油圧ポンプの吐出口より、独立して圧油を供給すべく構成し、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）の一方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）は、左スタビライザシリンダ（１０６Ｌ）、スイングシリンダ（１０７ｂ）、アームシリンダ（１０９）に圧油を供給し、他方の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）はブームシリンダ（１０８）、バケットシリンダ（１１０）、右スタビライザシリンダ（１０６Ｒ）に圧油を供給するように構成し、第一の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）の吐出油路には、上流側にスイング制御用バルブ（１５２）を、下流側にアーム制御用バルブ（１５３）をタンデム接続し、第２の油圧ポンプの吐出口（Ｐ２）の吐出油路はブーム制御用バルブ（１５９）とバケット制御用バルブ（１５）とに接続した後、チェックバルブ（１５６）を介して、前記スイング制御用バルブ（１５２）とアーム制御用バルブ（１５３）との間で、第一の油圧ポンプの吐出口（Ｐ１）の吐出油路に接続するとともに、前記チェックバルブ（１５６）の上流位置で、作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）を設けたことを特徴とするバックホーローダの油圧回路。
2. 前記スイング制御用バルブ（１５２）のＰポートとＴポートをつなぐ油路に、ブリード絞り（１５０ｃ）を設け、該ブリード絞り（１５０ｃ）により、必要流量が少ないスイングシリンダ（１０７ｂ）への供給圧油の余剰流量を、アームシリンダ（１０９）に流すべく構成したことを特徴とする請求項１に記載のバックホーローダの油圧回路。
3. 前記作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）と、スイング制御用バルブ（１５２）とを連動して、一本の操作レバーで該切換弁（１５４）とスイング制御用バルブ（１５２）を操作可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックホーローダの油圧回路。
4. 前記作動油タンク（９０）に接続するか遮断するかを選択できる切換弁（１５４）と、スイング制御用バルブ（１５２）それぞれのスプール操作力の合力が、その他のバックホー制御用バルブ群（１５０）のバルブスプール操作力とほぼ同じ力となるように、前記切換弁（１５４）および前記スイング制御用バルブ（１５２）のバルブスプールの戻しバネ力を、他のバックホー制御用バルブ群（１５０）の戻しバネ力もしくはローダ制御用バルブ群（１３０）の戻しバネ力より小さく設定したことを特徴とする請求項３に記載のバックホーローダの油圧回路。
5. 前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）が、それぞれ可変容量型ピストンポンプの吐出口であって、両油圧ポンプを一体型としたことを特徴とする請求項４に記載のバックホーローダの油圧回路。
6. 前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）と共に、操向輪を制御するステアリングシリンダ及び、油圧変速装置のチャージ回路への圧油供給を行う固定ギヤポンプの吐出口（Ｐ３）を、一体的に構成した請求項５に記載の油圧回路構造。
7. 前記ローダ制御用バルブ群（１３０）とバックホー制御用バルブ群（１５０）の内で、上流側のローダ制御用バルブ群（１３０）に、２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを選択的に切換可能な別の切換弁（１３４）を一体型に組込んで設け、該切換弁（１３４）により、バックホーの作業もしくは油圧リフトを利用するバックホーポジションと、作業車両の走行もしくはローダ作業を行うローダポジションと、作業モードを選択可能な切換弁としたことを特徴とする請求項１記載のバックホーローダの油圧回路。
8. 前記ローダ制御用バルブ群（１３０）とバックホー制御用バルブ群（１５０）の内で、下流側のバックホー制御用バルブ群（１５０）の最下流位置に、前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを切換ることのできる切換弁（１５４）を、組込んだことを特徴とする請求項７記載のバックホーローダの油圧回路。
9. 前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油を作動油タンク（９０）に接続するか否かを切換ることのできる切換弁（１３４・１５４）をデテント付或いは電磁弁式とし、切換状態を保持可能としたことを特徴とする請求項１に記載のバックホーローダの油圧回路。
10. 前記２つの油圧ポンプの吐出口（Ｐ１・Ｐ２）からの圧油によって駆動する複数のシリンダの最大作動圧力を決める２個のリリーフ弁（１３５・１３６）を設け、一方のリリーフ弁（１３５）は吐出口（Ｐ１）より供給される作動油のリリーフ弁とし、他方のリリーフ弁（１３６）は吐出口（Ｐ２）より供給される作動油のリリーフ弁とし、一方のリリーフ弁（１３５）は、上流側のローダ制御用バルブ群（１３０）の入口側のインレットセクションに、他方はローダ制御用バルブ群（１３０）の出口側のセクションのポートリリーフ弁組込み位置に配置したことを特徴とする請求項１記載のバックホーローダの油圧回路。

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