JP4454967B2 - 分流機構及びその弁装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームシリンダとバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、ブーム一方室から圧油が排出されたときに、絞りと分流弁とを介してバケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブームシリンダとバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、ブーム一方室から圧油が排出されたときに、絞りと分流弁とを介してバケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１に記載された分流機構は、フローデバイダバルブ（分流弁）４５とオリフィス（絞り）７５、８３とを備えている。また、特許文献２に記載された分流機構は、絞りを備える分流弁１８によって構成されている。これらの分流機構により、ブーム一方室からの戻り油をバケット他方室に供給し、ブーム動作時にバケットを平行に保持するバケット平行移動機能を実現している。
【０００３】
特許文献１に記載の分流機構においては、オリフィス７５は固定オリフィス（固定絞り）として構成されている。そして、開口７９及び通路８１で構成されるオリフィス８３も、可変オリフィスとして絞り量を調整可能に構成されているものの、分流機構作動時に自動調整可能な可変絞りとして構成されている訳ではなく、作動中は固定絞りとして機能するものである。固定絞りであるこれらのオリフィス７５、８３の開度を絞りすぎると、ブームシリンダのロッド側室からの圧油の流出が制限され、アクチュエータのスムーズな作動が妨げられることになる。このため、これらの固定絞りは、アクチュエータがスムーズに作動可能となるような開度に設定される。また、特許文献２に記載の分流機構における絞りも、一方は固定絞り、他方は可変絞りとして構成されているが、その固定絞りについては、上記と同様に開度設定されることになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１９７３０号公報（第４頁、第１−２図）
【特許文献２】
特許２６８６１０６号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の分流機構においては、上記開度設定の前提の流量条件とは異なりブームシリンダのロッド側室から排出されて分流機構に流入する油量が少ない場合は、適切に分流することができないという問題があった。即ち、流入する圧油の流量が少ないと、分流機構の上流側の圧力が上昇することなく、分流した通路の中で低負荷側に多くの流量が流れてしまい、分流した通路の高負荷側には、少量の流量しか流れないという問題があった。
【０００６】
本発明は、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる分流機構、及びその弁装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に記載の分流機構は、ブーム一方室とブーム他方室とを備えこのブーム一方室及びブーム他方室に圧油が給排されてブームを作動させるブームシリンダと、バケット一方室とバケット他方室とを備えこのバケット一方室及びバケット他方室に圧油が給排されてバケットを作動させるバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、前記ブーム一方室と前記バケット他方室との間に設けられ、前記ブーム一方室に連通する第１通路と、この第１通路に連通し前記バケット他方室につながる第２通路と、前記第１通路に連通しタンクにつながる第３通路と、前記第１通路と前記第２通路との間に設けられる第１絞りと、前記第１通路と前記第３通路との間に設けられる第２絞りと、前記第１絞りと前記第２絞りとの下流側に前記第１絞りの下流側圧力と前記第２絞りの下流側圧力とを所定圧力差に保持する分流弁と、を有し、前記ブーム一方室から圧油が排出されたときに、前記第１絞り及び前記第２絞りと前記分流弁とを介して前記バケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構において、前記第１絞り及び前記第２絞りを可変絞りとして、前記ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、前記第１絞りと前記第２絞りの各々の開度を減少させることを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、ブーム一方室から分流機構に流入する圧油の流量が減少したときに第１絞りと第２絞りの各々の開度を減少させるため、ブームシリンダから排出される流量が少ない場合でも、第２通路及び第３通路のうち負荷の低い方に圧油が流れてしまうことを抑制できる。従って、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる分流機構を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の分流機構は、請求項１において、前記第１絞りの下流側圧力及び前記第２絞りの下流側圧力に基づき、前記第１絞り及び前記第２絞りの開度を制御することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、ブーム一方室からの圧油流量の減少を第１絞り及び第２絞りの下流側圧力によって検知することができる。このため、ブーム一方室からの圧油流量の減少に応じて第１及び第２絞りの開度を簡便に変更することができる。
【００１１】
請求項３に記載の分流機構は、請求項１又は２において、前記第１通路と前記第１絞りの下流側との間に調整弁を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、第１絞り及び第２絞りとは独立して、第１絞りの下流側圧力と第２絞りの下流側圧力との圧力差を容易に調整することができる。このため、分流機構の製品間で作動特性にばらつきがあっても、容易に微調整することができる。
【００１３】
請求項４に記載の分流機構の弁装置は、請求項１又は２に記載の分流機構に用いられる弁装置であって、弁本体に形成されたスプール孔と、このスプール孔に開口し前記ブーム一方室に連通する前記第１通路と、前記スプール孔に開口し前記バケット他方室に連通する前記第２通路と、前記スプール孔に開口しタンクに連通する前記第３通路と、前記スプール孔に摺動自在に挿入されたスプールと、このスプールに形成された第１ノッチと第２ノッチとを備え、前記第１絞りは前記第１ノッチと前記スプール孔とにより形成され、前記第２絞りは前記第２ノッチと前記スプール孔とにより形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞りと第２絞りとが形成されているため、スプールの動作とともに第１絞りの開度と第２絞りの開度とを比例的に増減することができる。従って、分配比率を一定に保ち易く、分配比率の変動を低減できる。
【００１５】
請求項５に記載の分流機構の弁装置は、請求項４において、前記分流弁は、前記スプールに前記第１ノッチよりも前記第２通路側に形成された第３ノッチと、前記スプールに前記第２ノッチよりも前記第３通路側に形成された第４ノッチと、前記スプールの一端に形成された第１圧力室と、他端に形成された第２圧力室と、前記第１圧力室に前記第１ノッチの下流側圧力を導入する第１導入路と、前記ｄ第２圧力室に前記第２ノッチの下流側圧力を導入する第２導入路と、を備えて構成され、前記第１ノッチと前記第２ノッチとにより形成される絞りにより、前記第１絞りの下流側圧力と前記第２絞りの下流側圧力とを所定圧力差に保持することを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞り及び第２絞りと分流弁とが形成されているため、第１絞り及び第２絞りと分流弁とが連動して作動する。このため、ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、第３ノッチとスプール孔とにより形成される絞りの開度は小さくなり第２通路の流量が少なくなるが、第１絞り及び第２絞りの開度も連動して減少するため、分配比率の変動を低減できる。また、第１絞り及び第２絞りと分流弁とを別々に設けるよりも小型化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路１を例示した油圧回路図である。この油圧回路１は、ローダ等の作業機械に適用され、このローダ（図示せず）には、ブーム（例えば、ローダの前部に起倒自在に取り付けられる）、バケット（例えば、ブームの先端部に取り付けられる）等の油圧作動部が設けられる。
【００１９】
油圧回路１は、図１に示すように、ブームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、ポンプ１３、タンク１４、多連方向切換弁１５を備えている。ブームシリンダ１１は、ブーム一方室（ロッド側室）１１ａとブーム他方室（ヘッド側室）１１ｂとを備えており、ブーム一方室１１ａ及びブーム他方室１１ｂに圧油が給排されることでブーム（図示せず）が作動する。即ち、ブームは、ブーム一方室１１ａに圧油が供給されることで下降し、ブーム他方室１１ｂに圧油が供給されることで上昇する。バケットシリンダ１２は、バケット一方室（ロッド側室）１２ａとバケット他方室（ヘッド側室）１２ｂとを備えており、バケット一方室１２ａ及びバケット他方室１２ｂに圧油が給排されることでバケット（図示せず）が作動する。即ち、バケットは、バケット一方室１２ａに圧油が供給されることですくい方向（後傾方向）に動作し、バケット他方室１２ｂに圧油が供給されることでダンプ（前傾方向）する。
【００２０】
多連方向切換弁１５は、ブームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、ポンプ１３、タンク１４と接続され、アンロード通路２１、タンク通路２２、ブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２４、分流機構２５、２６、切換弁２７等を備えている。アンロード通路２１は、ポンプ１３、タンク１４間を接続し、ブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２４が直列に接続されている。タンク通路２２は、タンク１４への連通路を形成している。ブーム用方向切換弁２３及びバケット用方向切換弁２４は、それぞれポンプ１３からブームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２への圧油の供給を制御してブーム及びバケットの動作制御を行う。分流機構２５、２６は、ブームシリンダ１１からの戻り圧油をタンク１４及びバケットシリンダ１２に分流して供給し、ブーム動作時にバケットを平行に保持するバケット平行移動機能を発揮する。切換弁２７は、バケット平行移動機能の動作位置／解除位置の切り換えを行う。
【００２１】
第１実施形態に係る分流機構である第１分流機構２５は、第１通路２８、第２通路２９、第３通路３０、絞り３１、分流弁３２を有している。第１通路２８は、ブーム一方室１１ａとバケット他方室１２ｂとの間に設けられ、ブーム用方向切換弁２３を介してブーム一方室１１ａに連通する。第２通路２９は、絞り３１及び分流弁３２を介して第１通路２８に連通するとともにバケット他方室１２ｂにつながっている。第３通路３０は、絞り３１及び分流弁３２を介して第１通路２８に連通するとともにアンロード通路２１を介してタンク１４につながっている。
【００２２】
図２は、第１分流機構２５を拡大して示す油圧回路図であるが、絞り３１は、第１絞り３３及び第２絞り３４を備えている。第１絞り３３は可変絞りであって、第１通路２８と第２通路２９との間に設けられる。第２絞り３４も可変絞りであって、第１通路２８と第３通路３０との間に設けられる。そして、分流弁３２は、第１絞り３３と第２絞り３４との下流側に設けられ、第１絞り３３の下流側圧力と第２絞り３４の下流側圧力とを所定圧力差に保持する。ブーム用方向切換弁２３が後述の上昇位置５５ｄに切り換えられ、ブーム一方室１１ａから排出された圧油が第１通路２８を通じて流入したとき、第１分流機構２５は、第１絞り３３及び第２絞り３４と分流弁３２とを介して第２通路２９と第３通路３０とに（即ち、バケット他方室１２ｂとタンク１４とに）圧油を分流する。
【００２３】
第１絞り３３の下流側は第１導入路３５と連通し、第２絞り３４の下流側は第２導入路３６と連通している。ブーム用方向切換弁２３が上昇位置５５ｄとなってブーム一方室１１ａから圧油が流入すると、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側の圧力が上昇し、第１導入路３５及び第２導入路３６の圧力も上昇する。このとき、分流弁３２によって、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力が所定圧力差に調整され、第２通路２９への流量と第３通路３０への流量が所定の分配比率に保たれる。そして、分流弁３２は、ブーム一方室１１ａからの圧油の流入量の変化によらず、第２通路２９と第３通路３０との流量比が所定値となるように分配する。
【００２４】
また、ブーム一方室１１ａからの圧油が流入しているときは、第１導入路３５及び第２導入路３６を介して、第１絞り３３の下流側圧力及び第２絞り３４の下流側圧力に基づき、第１絞り３３及び第２絞り３４の開度が制御される。ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が増加したときは、第１絞り３３及び第２絞り３４は各々の開度を増加させ、ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が減少したときは、第１絞り３３及び第２絞り３４は各々の開度を減少させる。
【００２５】
図３は、第１分流機構２５に用いられる弁装置３７を示す断面図である。弁装置３７は、スプール孔３８、第１通路２８、第２通路２９、第３通路３０、スプール３９、第１ノッチ４０、第２ノッチ４１等を備えている。スプール孔３８は、弁本体４２に略円柱状の中空部として形成されている。第１通路２８は、スプール孔３８に開口するとともにブーム一方室１１ａとも連通する。第２通路２９は、スプール孔３８に開口するとともにバケット他方室１２ｂにも連通する。第３通路３０は、スプール孔３８に開口するとともにタンク１４にも連通する。スプール３９は、略円柱状に形成され、スプール孔３８に摺動自在に挿入されている。第１ノッチ４０及び第２ノッチ４１は、スプール３９に切り欠き状に形成されている。そして、第１絞り３３は、第１ノッチ４０とスプール孔３８とにより形成され、第２絞り３４は、第２ノッチ４１とスプール孔３８とにより形成される。
【００２６】
また、弁装置３７において、分流弁３２は、第３ノッチ４３、第４ノッチ４４、第１圧力室４５、第２圧力室４６、第１導入路３５、第２導入路３６等を備えて構成されている。第３ノッチ４３は、スプール３９に形成され、第１ノッチ４０よりも第２通路２９側に設けられている。第４ノッチ４４は、スプール３９に形成され、第２ノッチ４１よりも第３通路３０側に設けられている。第１圧力室４５は、スプール３９の一端に形成され、スプール３９の他端には、第２圧力室４６が形成されている。第１導入路３５は、第１圧力室４５に第１ノッチ４０の下流側圧力を導入するように形成されており、第２導入路３６は、第２圧力室４６に第２ノッチ４１の下流側圧力を導入するように形成されている。なお、スプール孔３８とスプール３９との間には連通室５７、５８が形成され、第１ノッチ４０の下流側圧力は連通室５７を介して、第２ノッチ４１の下流側圧力は連通室５８を介してそれぞれ第１導入路３５及び第２導入路３６に誘導される。
【００２７】
この分流弁３２は、第１ノッチ４０と第２ノッチ４１とにより構成される絞り３１により、第２圧力室４６に発生する圧油の圧力及びばね４７のばね圧の合計と、第１圧力室４５に発生する圧油の圧力とが調整される。その結果、スプール３９のスプール孔３８内での位置が調整され、分流弁３２における第２通路２９側及び第３通路３０側の絞り開度がそれぞれ変化して第１絞り３３の下流側圧力と第２絞り３４の下流側圧力とが所定圧力差に保持される。
【００２８】
ここで、図１に示す多連方向切換弁１５における各機構の構成について簡単に説明する。多連方向切換弁１５には、ブーム他方室１１ｂに連通する合流通路４８が設けられ、その下流側には、第２分流機構２６が設けられる。第２分流機構２６は、合流通路４８に流入した圧油をバケット一方室１２ａへの流れとアンロード通路２１への流れ（即ち、タンク１４への流れ）とに分流する。第２分流機構２６を通じてバケット一方室１２ａ側へ圧油が供給されることで、ブーム下げ時のバケット平行移動機能が果たされる。また、第２分流機構２６は、固定絞り４９、可変絞り５０、分流弁５１を備えており、分流弁５１が絞り４９、５０それぞれの下流側圧力を所定圧力差に調整している。これにより、バケット一方室１２ａ側への流れとタンク１４側への流れとの流量比が所定値となるように分配される。
【００２９】
また、第１通路２８からは分岐通路５２が、合流通路４８からは分岐通路５３が、それぞれ分岐してアンロード通路２１に切換弁２７を介して接続している。切換弁２７は、レべリング動作位置５４ａ（「レベリング有」側に切換時）では分岐通路５２、５３を遮断し、レべリング解除位置５４ｂ（「レベリング無」側に切換時）では分岐通路５２、５３を連通状態とする。
【００３０】
ブーム用方向切換弁２３は、フロート位置５５ａ、下降位置５５ｂ、中立位置５５ｃ、上昇位置５５ｄの４つの位置に切り換え可能になっている。上昇位置５５ｄのときは、ブーム一方室１１ａと第１通路２８とが接続され、ブーム上昇時のバケット平行移動機能が果たされ、下降位置５５ｂのときは、ブーム他方室１１ｂと合流通路４８とが接続され、ブーム下降時のバケット平行移動機能が果たされる。なお、このバケット平行移動機能は、切換弁２７がレべリング動作位置５４ａのときに作動される。
また、バケット用方向切換弁２４は、すくい位置５６ａ、中立位置５６ｂ、ハイダンプ位置５６ｃ、ダンプ位置５６ｄの４つの位置に切換可能になっている。
【００３１】
次に、第１分流機構２５の作動について説明する。第１分流機構２５は、上述のように、ブーム用方向切換弁２３が上昇位置５５ｄに切り換えられたときであって、切換弁２７が動作位置５４ａに切り換えられているときに作動し、第１通路２８から流入する圧油を第２通路２９と第３通路３０とに分流する。そして、ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が減少したときに、第１導入路３５から第１圧力室４５に誘導される圧油の圧力が低下し、スプール３９がスプール孔３８内で摺動して第１絞り３３及び第２絞り３４の開度を減少させる。
【００３２】
図４は、スプール３９のストローク変化に対する第１絞り３３及び第２絞り３４の開度（流路面積）の変化を示したものであり、図２におけるＡ−Ｃ間（第１絞り３３）及びＡ−Ｅ間（第２絞り３４）の流路面積変化を示している。ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が減少して第１導入路３５の圧力が低下すると、スプール３９は第１圧力室４５側に向かって摺動するようにストロークが変化する（図２においてＰｂ側の加圧力が低下する方向にストロークが変化する）。そして、図４に示すように、Ａ−Ｃ間（第１絞り３３）及びＡ−Ｅ間（第２絞り３４）ともに開度が減少する。このとき、スプール３９の動作とともに第１絞り３３及び第２絞り３４の開度が比例的に減少するため、分配比率を一定に保ち易く、分配比率の変動を低減できる。
【００３３】
また、図５は、スプール３９のストローク変化に対する分流弁３２の各絞りの開度（流路面積）の変化を示したものであり、図２におけるＣ−Ｂ間（第２通路２９側）及びＥ−Ｔ間（第３通路３０側）の流路面積変化を示している。第１圧力室４５及び第２圧力室４６の圧力変化によるスプール３９の移動とともに、図５に示すようにＣ−Ｂ間及びＥ−Ｔ間の絞り開度が変化する。これにより、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力が、所定圧力差に保持される。
【００３４】
図６は、第１分流機構２５において分流動作が行われたときの結果を示す図であって、第１通路２８から流入する圧油の圧力（図２におけるＡ側の圧力）の変化に対する第２通路２９（Ｂ側）及び第３通路３０（Ｔ側）にそれぞれ分流される圧油の流量を示すものである。従来技術のように、ブーム一方室１１ａからの流量が減少してＡ側圧力が低下した際に第１及び第２絞り（３３、３４）の開度を減少させない場合は、Ｂ側とＴ側のうち低負荷側に多くの流量が流れてしまい、大幅に分配比率が変動してしまう。しかし、第１分流機構２５においては、Ａ側圧力が低下した際、第１及び第２絞り（３３、３４）の下流側圧力に基づいて第１及び第２絞り（３３、３４）の開度が減少する。これにより、図６に示すように、Ａ側圧力が低下しても、Ａ側圧力がほぼ０となるまで、Ｂ側流量（Ａ―Ｂ間を流れる流量）及びＴ側流量（Ａ−Ｔ間を流れる流量）ともに所定の分配比率をほぼ保ったまま減少させることができる。
【００３５】
図７は、第１分流機構２５において分流動作が行われたときの結果を示す図であって、バケットの負荷を変化させてＢ側の圧力を変動させたときにおけるＢ側流量（Ａ−Ｂ間を流れる流量）及びＴ側流量（Ａ−Ｔ間を流れる流量）を示すものである。図７に示すように、バケットの負荷が変化してＢ側圧力が大幅に変動しても、Ｂ側流量及びＴ側流量ともにほぼ変動することなく、両者の分配比率の変動を低減できていることがわかる。
【００３６】
以上説明したように、第１分流機構２５によると、ブーム一方室１１ａからの流量が減少したときに第１絞り３３及び第２絞り３４の開度を減少させるため、流入する流量が少なくても、第２通路２９及び第３通路３０のうち負荷の低い方に圧油が流れてしまうことを抑制できる。従って、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる。なお、第１分流機構２５においては、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力に基づいて絞り開度の制御を行っているが、上流側圧力に基づいて開度を制御するものであっても同様の作用効果を奏することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る分流機構について説明する。図８は、第２実施形態に係る分流機構６０が第１実施形態と同じ油圧回路１に用いられた場合を示す油圧回路図であり、図９は、分流機構６０を拡大したものである。図８及び図９において、第１実施形態の説明と共通する箇所には同一の符号を付している。
【００３８】
分流機構６０は、第１実施形態に係る分流機構２５と同様に、第１通路２８、第２通路２９、第３通路３０、分流弁３２を備えているが、第１絞り３３及び第２絞り３４が分流弁３２に一体に形成されている。そして、分流弁３２には、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力をそれぞれ第１導入路３５及び第２導入路３６に誘導する油路が形成されている。このように形成された分流機構６０においても、第１実施形態に係る分流機構２５と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る分流機構について説明する。図１０は、第３実施形態に係る分流機構６１が第１実施形態と同じ油圧回路１に用いられた場合を示す油圧回路図である。分流機構６１は、第１実施形態に係る分流機構２５と同じ構成を備えているが、更に、第１通路２８と第１絞り３３の下流側との間に調整弁６２が設けられている。即ち、第１通路２８と第１導入路３５とが連通しており、その連通路の途中に調整弁６２が設けられている。これにより、第１絞り３３及び第２絞り３４とは独立して、第１絞り３３の下流側圧力と第２絞り３４の下流側圧力との圧力差を容易に調整することができる。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００４１】
（１）実施形態にて説明した作業機械の油圧回路は例示であって、ブームシリンダとバケットシリンダとを有する種々の油圧回路に対して本発明を適用することができる。
【００４２】
（２）実施形態では、ブーム上昇時のバケット平行移動機能を実現するための分流機構として本発明が適用された場合を例にとって説明したが、ブーム下降時のバケット平行移動機能を実現するための分流機構として本発明が適用されているものであってもよい。また、ブーム上昇時のバケット平行移動機能用及びブーム下降時のバケット平行移動機能用の両方の分流機構ともに本発明が適用されているものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、ブーム一方室から分流機構に流入する圧油の流量が減少したときに第１絞りと第２絞りの各々の開度を減少させるため、ブームシリンダから排出される流量が少ない場合でも、第２通路及び第３通路のうち負荷の低い方に圧油が流れてしまうことを抑制できる。従って、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる分流機構を提供することができる。
【００４４】
請求項２の発明によると、ブーム一方室からの圧油流量の減少を第１絞り及び第２絞りの下流側圧力によって検知することができる。このため、ブーム一方室からの圧油流量の減少に応じて第１及び第２絞りの開度を簡便に変更することができる。
【００４５】
請求項３の発明によると、第１絞り及び第２絞りとは独立して、第１絞りの下流側圧力と第２絞りの下流側圧力との圧力差を容易に調整することができる。このため、分流機構の製品間で作動特性にばらつきがあっても、容易に微調整することができる。
【００４６】
請求項４の発明によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞りと第２絞りとが形成されているため、スプールの動作とともに第１絞りの開度と第２絞りの開度とを比例的に増減することができる。従って、分配比率を一定に保ち易く、分配比率の変動を低減できる。
【００４７】
請求項５の発明によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞り及び第２絞りと分流弁とが形成されているため、第１絞り及び第２絞りと分流弁とが連動して作動する。このため、ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、第３ノッチとスプール孔とにより形成される絞りの開度は小さくなり第２通路の流量が少なくなるが、第１絞り及び第２絞りの開度も連動して減少するため、分配比率の変動を低減できる。また、第１絞り及び第２絞りと分流弁とを別々に設けるよりも小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路を例示した油圧回路図である。
【図２】図１に示す分流機構の拡大図である。
【図３】図２に示す分流機構に用いられる弁装置を示す断面図である。
【図４】図２に示す分流機構において、スプールのストローク変化に対する第１絞り及び第２絞りの開度の変化を示したものである。
【図５】図２に示す分流機構において、スプールのストローク変化に対する分流弁の各絞りの開度の変化を示したものである。
【図６】図２に示す分流機構において、分流動作が行われたときの結果を示す図である。
【図７】図２に示す分流機構において、分流動作が行われたときの結果を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路を例示した油圧回路図である。
【図９】図８に示す分流機構の拡大図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路を例示した油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 油圧回路
１１ ブームシリンダ
１１ａ ブーム一方室
１１ｂ ブーム他方室
１２ バケットシリンダ
１２ａ バケット一方室
１２ｂ バケット他方室
２５ 分流機構（第１分流機構）
２８ 第１通路
２９ 第２通路
３０ 第３通路
３２ 分流弁
３３ 第１絞り
３４ 第２絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームシリンダとバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、ブーム一方室から圧油が排出されたときに、絞りと分流弁とを介してバケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブームシリンダとバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、ブーム一方室から圧油が排出されたときに、絞りと分流弁とを介してバケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１に記載された分流機構は、フローデバイダバルブ（分流弁）４５とオリフィス（絞り）７５、８３とを備えている。また、特許文献２に記載された分流機構は、絞りを備える分流弁１８によって構成されている。これらの分流機構により、ブーム一方室からの戻り油をバケット他方室に供給し、ブーム動作時にバケットを平行に保持するバケット平行移動機能を実現している。
【０００３】
特許文献１に記載の分流機構においては、オリフィス７５は固定オリフィス（固定絞り）として構成されている。そして、開口７９及び通路８１で構成されるオリフィス８３も、可変オリフィスとして絞り量を調整可能に構成されているものの、分流機構作動時に自動調整可能な可変絞りとして構成されている訳ではなく、作動中は固定絞りとして機能するものである。固定絞りであるこれらのオリフィス７５、８３の開度を絞りすぎると、ブームシリンダのロッド側室からの圧油の流出が制限され、アクチュエータのスムーズな作動が妨げられることになる。このため、これらの固定絞りは、アクチュエータがスムーズに作動可能となるような開度に設定される。また、特許文献２に記載の分流機構における絞りも、一方は固定絞り、他方は可変絞りとして構成されているが、その固定絞りについては、上記と同様に開度設定されることになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１９７３０号公報（第４頁、第１−２図）
【特許文献２】
特許２６８６１０６号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の分流機構においては、上記開度設定の前提の流量条件とは異なりブームシリンダのロッド側室から排出されて分流機構に流入する油量が少ない場合は、適切に分流することができないという問題があった。即ち、流入する圧油の流量が少ないと、分流機構の上流側の圧力が上昇することなく、分流した通路の中で低負荷側に多くの流量が流れてしまい、分流した通路の高負荷側には、少量の流量しか流れないという問題があった。
【０００６】
本発明は、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる分流機構、及びその弁装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に記載の分流機構は、ブーム一方室とブーム他方室とを備えこのブーム一方室及びブーム他方室に圧油が給排されてブームを作動させるブームシリンダと、バケット一方室とバケット他方室とを備えこのバケット一方室及びバケット他方室に圧油が給排されてバケットを作動させるバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、前記ブーム一方室と前記バケット他方室との間に設けられ、前記ブーム一方室に連通する第１通路と、この第１通路に連通し前記バケット他方室につながる第２通路と、前記第１通路に連通しタンクにつながる第３通路と、前記第１通路と前記第２通路との間に設けられる第１絞りと、前記第１通路と前記第３通路との間に設けられる第２絞りと、前記第１絞りと前記第２絞りとの下流側に前記第１絞りの下流側圧力と前記第２絞りの下流側圧力とを所定圧力差に保持する分流弁と、を有し、前記ブーム一方室から圧油が排出されたときに、前記第１絞り及び前記第２絞りと前記分流弁とを介して前記バケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構において、前記第１絞り及び前記第２絞りを可変絞りとして、前記ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、前記第１絞りと前記第２絞りの各々の開度を減少させることを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、ブーム一方室から分流機構に流入する圧油の流量が減少したときに第１絞りと第２絞りの各々の開度を減少させるため、ブームシリンダから排出される流量が少ない場合でも、第２通路及び第３通路のうち負荷の低い方に圧油が流れてしまうことを抑制できる。従って、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる分流機構を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の分流機構は、請求項１において、前記第１絞りの下流側圧力及び前記第２絞りの下流側圧力に基づき、前記第１絞り及び前記第２絞りの開度を制御することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、ブーム一方室からの圧油流量の減少を第１絞り及び第２絞りの下流側圧力によって検知することができる。このため、ブーム一方室からの圧油流量の減少に応じて第１及び第２絞りの開度を簡便に変更することができる。
【００１１】
請求項３に記載の分流機構は、請求項１又は２において、前記第１通路と前記第１絞りの下流側との間に調整弁を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、第１絞り及び第２絞りとは独立して、第１絞りの下流側圧力と第２絞りの下流側圧力との圧力差を容易に調整することができる。このため、分流機構の製品間で作動特性にばらつきがあっても、容易に微調整することができる。
【００１３】
請求項４に記載の分流機構の弁装置は、請求項１又は２に記載の分流機構に用いられる弁装置であって、弁本体に形成されたスプール孔と、このスプール孔に開口し前記ブーム一方室に連通する前記第１通路と、前記スプール孔に開口し前記バケット他方室に連通する前記第２通路と、前記スプール孔に開口しタンクに連通する前記第３通路と、前記スプール孔に摺動自在に挿入されたスプールと、このスプールに形成された第１ノッチと第２ノッチとを備え、前記第１絞りは前記第１ノッチと前記スプール孔とにより形成され、前記第２絞りは前記第２ノッチと前記スプール孔とにより形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞りと第２絞りとが形成されているため、スプールの動作とともに第１絞りの開度と第２絞りの開度とを比例的に増減することができる。従って、分配比率を一定に保ち易く、分配比率の変動を低減できる。
【００１５】
請求項５に記載の分流機構の弁装置は、請求項４において、前記分流弁は、前記スプールに前記第１ノッチよりも前記第２通路側に形成された第３ノッチと、前記スプールに前記第２ノッチよりも前記第３通路側に形成された第４ノッチと、前記スプールの一端に形成された第１圧力室と、他端に形成された第２圧力室と、前記第１圧力室に前記第１ノッチの下流側圧力を導入する第１導入路と、前記ｄ第２圧力室に前記第２ノッチの下流側圧力を導入する第２導入路と、を備えて構成され、前記第１ノッチと前記第２ノッチとにより形成される絞りにより、前記第１絞りの下流側圧力と前記第２絞りの下流側圧力とを所定圧力差に保持することを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞り及び第２絞りと分流弁とが形成されているため、第１絞り及び第２絞りと分流弁とが連動して作動する。このため、ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、第３ノッチとスプール孔とにより形成される絞りの開度は小さくなり第２通路の流量が少なくなるが、第１絞り及び第２絞りの開度も連動して減少するため、分配比率の変動を低減できる。また、第１絞り及び第２絞りと分流弁とを別々に設けるよりも小型化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路１を例示した油圧回路図である。この油圧回路１は、ローダ等の作業機械に適用され、このローダ（図示せず）には、ブーム（例えば、ローダの前部に起倒自在に取り付けられる）、バケット（例えば、ブームの先端部に取り付けられる）等の油圧作動部が設けられる。
【００１９】
油圧回路１は、図１に示すように、ブームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、ポンプ１３、タンク１４、多連方向切換弁１５を備えている。ブームシリンダ１１は、ブーム一方室（ロッド側室）１１ａとブーム他方室（ヘッド側室）１１ｂとを備えており、ブーム一方室１１ａ及びブーム他方室１１ｂに圧油が給排されることでブーム（図示せず）が作動する。即ち、ブームは、ブーム一方室１１ａに圧油が供給されることで下降し、ブーム他方室１１ｂに圧油が供給されることで上昇する。バケットシリンダ１２は、バケット一方室（ロッド側室）１２ａとバケット他方室（ヘッド側室）１２ｂとを備えており、バケット一方室１２ａ及びバケット他方室１２ｂに圧油が給排されることでバケット（図示せず）が作動する。即ち、バケットは、バケット一方室１２ａに圧油が供給されることですくい方向（後傾方向）に動作し、バケット他方室１２ｂに圧油が供給されることでダンプ（前傾方向）する。
【００２０】
多連方向切換弁１５は、ブームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、ポンプ１３、タンク１４と接続され、アンロード通路２１、タンク通路２２、ブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２４、分流機構２５、２６、切換弁２７等を備えている。アンロード通路２１は、ポンプ１３、タンク１４間を接続し、ブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２４が直列に接続されている。タンク通路２２は、タンク１４への連通路を形成している。ブーム用方向切換弁２３及びバケット用方向切換弁２４は、それぞれポンプ１３からブームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２への圧油の供給を制御してブーム及びバケットの動作制御を行う。分流機構２５、２６は、ブームシリンダ１１からの戻り圧油をタンク１４及びバケットシリンダ１２に分流して供給し、ブーム動作時にバケットを平行に保持するバケット平行移動機能を発揮する。切換弁２７は、バケット平行移動機能の動作位置／解除位置の切り換えを行う。
【００２１】
第１実施形態に係る分流機構である第１分流機構２５は、第１通路２８、第２通路２９、第３通路３０、絞り３１、分流弁３２を有している。第１通路２８は、ブーム一方室１１ａとバケット他方室１２ｂとの間に設けられ、ブーム用方向切換弁２３を介してブーム一方室１１ａに連通する。第２通路２９は、絞り３１及び分流弁３２を介して第１通路２８に連通するとともにバケット他方室１２ｂにつながっている。第３通路３０は、絞り３１及び分流弁３２を介して第１通路２８に連通するとともにアンロード通路２１を介してタンク１４につながっている。
【００２２】
図２は、第１分流機構２５を拡大して示す油圧回路図であるが、絞り３１は、第１絞り３３及び第２絞り３４を備えている。第１絞り３３は可変絞りであって、第１通路２８と第２通路２９との間に設けられる。第２絞り３４も可変絞りであって、第１通路２８と第３通路３０との間に設けられる。そして、分流弁３２は、第１絞り３３と第２絞り３４との下流側に設けられ、第１絞り３３の下流側圧力と第２絞り３４の下流側圧力とを所定圧力差に保持する。ブーム用方向切換弁２３が後述の上昇位置５５ｄに切り換えられ、ブーム一方室１１ａから排出された圧油が第１通路２８を通じて流入したとき、第１分流機構２５は、第１絞り３３及び第２絞り３４と分流弁３２とを介して第２通路２９と第３通路３０とに（即ち、バケット他方室１２ｂとタンク１４とに）圧油を分流する。
【００２３】
第１絞り３３の下流側は第１導入路３５と連通し、第２絞り３４の下流側は第２導入路３６と連通している。ブーム用方向切換弁２３が上昇位置５５ｄとなってブーム一方室１１ａから圧油が流入すると、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側の圧力が上昇し、第１導入路３５及び第２導入路３６の圧力も上昇する。このとき、分流弁３２によって、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力が所定圧力差に調整され、第２通路２９への流量と第３通路３０への流量が所定の分配比率に保たれる。そして、分流弁３２は、ブーム一方室１１ａからの圧油の流入量の変化によらず、第２通路２９と第３通路３０との流量比が所定値となるように分配する。
【００２４】
また、ブーム一方室１１ａからの圧油が流入しているときは、第１導入路３５及び第２導入路３６を介して、第１絞り３３の下流側圧力及び第２絞り３４の下流側圧力に基づき、第１絞り３３及び第２絞り３４の開度が制御される。ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が増加したときは、第１絞り３３及び第２絞り３４は各々の開度を増加させ、ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が減少したときは、第１絞り３３及び第２絞り３４は各々の開度を減少させる。
【００２５】
図３は、第１分流機構２５に用いられる弁装置３７を示す断面図である。弁装置３７は、スプール孔３８、第１通路２８、第２通路２９、第３通路３０、スプール３９、第１ノッチ４０、第２ノッチ４１等を備えている。スプール孔３８は、弁本体４２に略円柱状の中空部として形成されている。第１通路２８は、スプール孔３８に開口するとともにブーム一方室１１ａとも連通する。第２通路２９は、スプール孔３８に開口するとともにバケット他方室１２ｂにも連通する。第３通路３０は、スプール孔３８に開口するとともにタンク１４にも連通する。スプール３９は、略円柱状に形成され、スプール孔３８に摺動自在に挿入されている。第１ノッチ４０及び第２ノッチ４１は、スプール３９に切り欠き状に形成されている。そして、第１絞り３３は、第１ノッチ４０とスプール孔３８とにより形成され、第２絞り３４は、第２ノッチ４１とスプール孔３８とにより形成される。
【００２６】
また、弁装置３７において、分流弁３２は、第３ノッチ４３、第４ノッチ４４、第１圧力室４５、第２圧力室４６、第１導入路３５、第２導入路３６等を備えて構成されている。第３ノッチ４３は、スプール３９に形成され、第１ノッチ４０よりも第２通路２９側に設けられている。第４ノッチ４４は、スプール３９に形成され、第２ノッチ４１よりも第３通路３０側に設けられている。第１圧力室４５は、スプール３９の一端に形成され、スプール３９の他端には、第２圧力室４６が形成されている。第１導入路３５は、第１圧力室４５に第１ノッチ４０の下流側圧力を導入するように形成されており、第２導入路３６は、第２圧力室４６に第２ノッチ４１の下流側圧力を導入するように形成されている。なお、スプール孔３８とスプール３９との間には連通室５７、５８が形成され、第１ノッチ４０の下流側圧力は連通室５７を介して、第２ノッチ４１の下流側圧力は連通室５８を介してそれぞれ第１導入路３５及び第２導入路３６に誘導される。
【００２７】
この分流弁３２は、第１ノッチ４０と第２ノッチ４１とにより構成される絞り３１により、第２圧力室４６に発生する圧油の圧力及びばね４７のばね圧の合計と、第１圧力室４５に発生する圧油の圧力とが調整される。その結果、スプール３９のスプール孔３８内での位置が調整され、分流弁３２における第２通路２９側及び第３通路３０側の絞り開度がそれぞれ変化して第１絞り３３の下流側圧力と第２絞り３４の下流側圧力とが所定圧力差に保持される。
【００２８】
ここで、図１に示す多連方向切換弁１５における各機構の構成について簡単に説明する。多連方向切換弁１５には、ブーム他方室１１ｂに連通する合流通路４８が設けられ、その下流側には、第２分流機構２６が設けられる。第２分流機構２６は、合流通路４８に流入した圧油をバケット一方室１２ａへの流れとアンロード通路２１への流れ（即ち、タンク１４への流れ）とに分流する。第２分流機構２６を通じてバケット一方室１２ａ側へ圧油が供給されることで、ブーム下げ時のバケット平行移動機能が果たされる。また、第２分流機構２６は、固定絞り４９、可変絞り５０、分流弁５１を備えており、分流弁５１が絞り４９、５０それぞれの下流側圧力を所定圧力差に調整している。これにより、バケット一方室１２ａ側への流れとタンク１４側への流れとの流量比が所定値となるように分配される。
【００２９】
また、第１通路２８からは分岐通路５２が、合流通路４８からは分岐通路５３が、それぞれ分岐してアンロード通路２１に切換弁２７を介して接続している。切換弁２７は、レべリング動作位置５４ａ（「レベリング有」側に切換時）では分岐通路５２、５３を遮断し、レべリング解除位置５４ｂ（「レベリング無」側に切換時）では分岐通路５２、５３を連通状態とする。
【００３０】
ブーム用方向切換弁２３は、フロート位置５５ａ、下降位置５５ｂ、中立位置５５ｃ、上昇位置５５ｄの４つの位置に切り換え可能になっている。上昇位置５５ｄのときは、ブーム一方室１１ａと第１通路２８とが接続され、ブーム上昇時のバケット平行移動機能が果たされ、下降位置５５ｂのときは、ブーム他方室１１ｂと合流通路４８とが接続され、ブーム下降時のバケット平行移動機能が果たされる。なお、このバケット平行移動機能は、切換弁２７がレべリング動作位置５４ａのときに作動される。
また、バケット用方向切換弁２４は、すくい位置５６ａ、中立位置５６ｂ、ハイダンプ位置５６ｃ、ダンプ位置５６ｄの４つの位置に切換可能になっている。
【００３１】
次に、第１分流機構２５の作動について説明する。第１分流機構２５は、上述のように、ブーム用方向切換弁２３が上昇位置５５ｄに切り換えられたときであって、切換弁２７が動作位置５４ａに切り換えられているときに作動し、第１通路２８から流入する圧油を第２通路２９と第３通路３０とに分流する。そして、ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が減少したときに、第１導入路３５から第１圧力室４５に誘導される圧油の圧力が低下し、スプール３９がスプール孔３８内で摺動して第１絞り３３及び第２絞り３４の開度を減少させる。
【００３２】
図４は、スプール３９のストローク変化に対する第１絞り３３及び第２絞り３４の開度（流路面積）の変化を示したものであり、図２におけるＡ−Ｃ間（第１絞り３３）及びＡ−Ｅ間（第２絞り３４）の流路面積変化を示している。ブーム一方室１１ａからの圧油の流量が減少して第１導入路３５の圧力が低下すると、スプール３９は第１圧力室４５側に向かって摺動するようにストロークが変化する（図２においてＰｂ側の加圧力が低下する方向にストロークが変化する）。そして、図４に示すように、Ａ−Ｃ間（第１絞り３３）及びＡ−Ｅ間（第２絞り３４）ともに開度が減少する。このとき、スプール３９の動作とともに第１絞り３３及び第２絞り３４の開度が比例的に減少するため、分配比率を一定に保ち易く、分配比率の変動を低減できる。
【００３３】
また、図５は、スプール３９のストローク変化に対する分流弁３２の各絞りの開度（流路面積）の変化を示したものであり、図２におけるＣ−Ｂ間（第２通路２９側）及びＥ−Ｔ間（第３通路３０側）の流路面積変化を示している。第１圧力室４５及び第２圧力室４６の圧力変化によるスプール３９の移動とともに、図５に示すようにＣ−Ｂ間及びＥ−Ｔ間の絞り開度が変化する。これにより、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力が、所定圧力差に保持される。
【００３４】
図６は、第１分流機構２５において分流動作が行われたときの結果を示す図であって、第１通路２８から流入する圧油の圧力（図２におけるＡ側の圧力）の変化に対する第２通路２９（Ｂ側）及び第３通路３０（Ｔ側）にそれぞれ分流される圧油の流量を示すものである。従来技術のように、ブーム一方室１１ａからの流量が減少してＡ側圧力が低下した際に第１及び第２絞り（３３、３４）の開度を減少させない場合は、Ｂ側とＴ側のうち低負荷側に多くの流量が流れてしまい、大幅に分配比率が変動してしまう。しかし、第１分流機構２５においては、Ａ側圧力が低下した際、第１及び第２絞り（３３、３４）の下流側圧力に基づいて第１及び第２絞り（３３、３４）の開度が減少する。これにより、図６に示すように、Ａ側圧力が低下しても、Ａ側圧力がほぼ０となるまで、Ｂ側流量（Ａ―Ｂ間を流れる流量）及びＴ側流量（Ａ−Ｔ間を流れる流量）ともに所定の分配比率をほぼ保ったまま減少させることができる。
【００３５】
図７は、第１分流機構２５において分流動作が行われたときの結果を示す図であって、バケットの負荷を変化させてＢ側の圧力を変動させたときにおけるＢ側流量（Ａ−Ｂ間を流れる流量）及びＴ側流量（Ａ−Ｔ間を流れる流量）を示すものである。図７に示すように、バケットの負荷が変化してＢ側圧力が大幅に変動しても、Ｂ側流量及びＴ側流量ともにほぼ変動することなく、両者の分配比率の変動を低減できていることがわかる。
【００３６】
以上説明したように、第１分流機構２５によると、ブーム一方室１１ａからの流量が減少したときに第１絞り３３及び第２絞り３４の開度を減少させるため、流入する流量が少なくても、第２通路２９及び第３通路３０のうち負荷の低い方に圧油が流れてしまうことを抑制できる。従って、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる。なお、第１分流機構２５においては、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力に基づいて絞り開度の制御を行っているが、上流側圧力に基づいて開度を制御するものであっても同様の作用効果を奏することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る分流機構について説明する。図８は、第２実施形態に係る分流機構６０が第１実施形態と同じ油圧回路１に用いられた場合を示す油圧回路図であり、図９は、分流機構６０を拡大したものである。図８及び図９において、第１実施形態の説明と共通する箇所には同一の符号を付している。
【００３８】
分流機構６０は、第１実施形態に係る分流機構２５と同様に、第１通路２８、第２通路２９、第３通路３０、分流弁３２を備えているが、第１絞り３３及び第２絞り３４が分流弁３２に一体に形成されている。そして、分流弁３２には、第１絞り３３及び第２絞り３４の下流側圧力をそれぞれ第１導入路３５及び第２導入路３６に誘導する油路が形成されている。このように形成された分流機構６０においても、第１実施形態に係る分流機構２５と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る分流機構について説明する。図１０は、第３実施形態に係る分流機構６１が第１実施形態と同じ油圧回路１に用いられた場合を示す油圧回路図である。分流機構６１は、第１実施形態に係る分流機構２５と同じ構成を備えているが、更に、第１通路２８と第１絞り３３の下流側との間に調整弁６２が設けられている。即ち、第１通路２８と第１導入路３５とが連通しており、その連通路の途中に調整弁６２が設けられている。これにより、第１絞り３３及び第２絞り３４とは独立して、第１絞り３３の下流側圧力と第２絞り３４の下流側圧力との圧力差を容易に調整することができる。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００４１】
（１）実施形態にて説明した作業機械の油圧回路は例示であって、ブームシリンダとバケットシリンダとを有する種々の油圧回路に対して本発明を適用することができる。
【００４２】
（２）実施形態では、ブーム上昇時のバケット平行移動機能を実現するための分流機構として本発明が適用された場合を例にとって説明したが、ブーム下降時のバケット平行移動機能を実現するための分流機構として本発明が適用されているものであってもよい。また、ブーム上昇時のバケット平行移動機能用及びブーム下降時のバケット平行移動機能用の両方の分流機構ともに本発明が適用されているものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、ブーム一方室から分流機構に流入する圧油の流量が減少したときに第１絞りと第２絞りの各々の開度を減少させるため、ブームシリンダから排出される流量が少ない場合でも、第２通路及び第３通路のうち負荷の低い方に圧油が流れてしまうことを抑制できる。従って、ブームシリンダから排出される流量が大流量であるか小流量であるかに関わらず、分配比率の変動を低減することができる分流機構を提供することができる。
【００４４】
請求項２の発明によると、ブーム一方室からの圧油流量の減少を第１絞り及び第２絞りの下流側圧力によって検知することができる。このため、ブーム一方室からの圧油流量の減少に応じて第１及び第２絞りの開度を簡便に変更することができる。
【００４５】
請求項３の発明によると、第１絞り及び第２絞りとは独立して、第１絞りの下流側圧力と第２絞りの下流側圧力との圧力差を容易に調整することができる。このため、分流機構の製品間で作動特性にばらつきがあっても、容易に微調整することができる。
【００４６】
請求項４の発明によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞りと第２絞りとが形成されているため、スプールの動作とともに第１絞りの開度と第２絞りの開度とを比例的に増減することができる。従って、分配比率を一定に保ち易く、分配比率の変動を低減できる。
【００４７】
請求項５の発明によると、同一の弁本体及びスプールによって第１絞り及び第２絞りと分流弁とが形成されているため、第１絞り及び第２絞りと分流弁とが連動して作動する。このため、ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、第３ノッチとスプール孔とにより形成される絞りの開度は小さくなり第２通路の流量が少なくなるが、第１絞り及び第２絞りの開度も連動して減少するため、分配比率の変動を低減できる。また、第１絞り及び第２絞りと分流弁とを別々に設けるよりも小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路を例示した油圧回路図である。
【図２】図１に示す分流機構の拡大図である。
【図３】図２に示す分流機構に用いられる弁装置を示す断面図である。
【図４】図２に示す分流機構において、スプールのストローク変化に対する第１絞り及び第２絞りの開度の変化を示したものである。
【図５】図２に示す分流機構において、スプールのストローク変化に対する分流弁の各絞りの開度の変化を示したものである。
【図６】図２に示す分流機構において、分流動作が行われたときの結果を示す図である。
【図７】図２に示す分流機構において、分流動作が行われたときの結果を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路を例示した油圧回路図である。
【図９】図８に示す分流機構の拡大図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る分流機構を備える作業機械の油圧回路を例示した油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 油圧回路
１１ ブームシリンダ
１１ａ ブーム一方室
１１ｂ ブーム他方室
１２ バケットシリンダ
１２ａ バケット一方室
１２ｂ バケット他方室
２５ 分流機構（第１分流機構）
２８ 第１通路
２９ 第２通路
３０ 第３通路
３２ 分流弁
３３ 第１絞り
３４ 第２絞り
Claims (5)
- ブーム一方室とブーム他方室とを備えこのブーム一方室及びブーム他方室に圧油が給排されてブームを作動させるブームシリンダと、バケット一方室とバケット他方室とを備えこのバケット一方室及びバケット他方室に圧油が給排されてバケットを作動させるバケットシリンダとを有する作業機械の油圧回路に用いられ、
前記ブーム一方室と前記バケット他方室との間に設けられ、前記ブーム一方室に連通する第１通路と、この第１通路に連通し前記バケット他方室につながる第２通路と、前記第１通路に連通しタンクにつながる第３通路と、前記第１通路と前記第２通路との間に設けられる第１絞りと、前記第１通路と前記第３通路との間に設けられる第２絞りと、前記第１絞りと前記第２絞りとの下流側に前記第１絞りの下流側圧力と前記第２絞りの下流側圧力とを所定圧力差に保持する分流弁と、を有し、
前記ブーム一方室から圧油が排出されたときに、前記第１絞り及び前記第２絞りと前記分流弁とを介して前記バケット他方室とタンクとに圧油を分流する分流機構において、
前記第１絞り及び前記第２絞りを可変絞りとして、前記ブーム一方室からの圧油の流量が減少したときに、前記第１絞り及び前記第２絞りの各々の開度を減少させることを特徴とする分流機構。 - 前記第１絞りの下流側圧力及び前記第２絞りの下流側圧力に基づき、前記第１絞り及び前記第２絞りの開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の分流機構。
- 前記第１通路と前記第１絞りの下流側との間に調整弁を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の分流機構。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の分流機構に用いられる弁装置であって、
弁本体に形成されたスプール孔と、このスプール孔に開口し前記ブーム一方室に連通する前記第１通路と、前記スプール孔に開口し前記バケット他方室に連通する前記第２通路と、前記スプール孔に開口しタンクに連通する前記第３通路と、前記スプール孔に摺動自在に挿入されたスプールと、このスプールに形成された第１ノッチと第２ノッチとを備え、
前記第１絞りは前記第１ノッチと前記スプール孔とにより形成され、前記第２絞りは前記第２ノッチと前記スプール孔とにより形成されたことを特徴とする分流機構の弁装置。 - 前記分流弁は、前記スプールに前記第１ノッチよりも前記第２通路側に形成された第３ノッチと、前記スプールに前記第２ノッチよりも前記第３通路側に形成された第４ノッチと、前記スプールの一端に形成された第１圧力室と、他端に形成された第２圧力室と、前記第１圧力室に前記第１ノッチの下流側圧力を導入する第１導入路と、前記第２圧力室に前記第２ノッチの下流側圧力を導入する第２導入路と、を備えて構成され、
前記第１ノッチと前記第２ノッチとにより形成される絞りにより、前記第１絞りの下流側圧力と前記第２絞りの下流側圧力とを所定圧力差に保持することを特徴とする請求項４に記載の分流機構の弁装置。
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