JP6502368B2 - 作業機の油圧システム及び作業機 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された油圧システムは、斜板式の可変容量型アキシャルモータ(HSTモータ)を使用して変速を行うシステムである。詳しくは、油圧切換弁を介して圧油を斜板切換シリンダに供給し、斜板切換シリンダの作動によって、HSTモータの斜板の角度を変更して低速(1速)と高速(2速)とを切り換えるように構成されている。
特許文献2に記載の油圧システムでは、第1ポンプから油圧アクチュエータに至る作動油の作動油流通路(メイン油路)に、第2ポンプからの作動油を流す増量油路を接続することによって、油圧アクチュエータに流す作動油を増量することができる。具体的には、パイロット圧により非増量位置と増量位置とに切り換え可能なハイフロー弁を増量位置に切り換えることにより、第2ポンプからの作動油を増量油路に流し、油圧アクチュエータに流す作動油を増量することができる。
また、前記圧力付与部は、前記油圧ポンプと前記油圧切換弁とを接続する第1油路と、前記第1油路に流れるパイロット油の圧力を、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力にする第1絞り部と、を有する。
また、作業機の油圧システムは、前記第3油路に、前記油圧切換弁から前記タンクへと向かう方向のパイロット油の流れを許容するとともに、前記タンクから前記油圧切換弁へと向かう方向のパイロット油の流れを阻止する第2逆止弁が設けられている。
また、作業機の油圧システムでは、前記連結部は、前記第1逆止弁の上流側と下流側とを連結する分岐油路であり、前記分岐油路は、前記第1逆止弁と並列している。
また、作業機の油圧システムは、前記方向切換弁と前記油圧切換弁とを接続する第2油路と、前記油圧ポンプと前記方向切換弁とを接続する第4油路と、前記方向切換弁に接続され且つ当該方向切換弁を通して前記第2油路のパイロット油を導く排出油路と、備え、前記方向切換弁は、前記第2油路と前記排出油路とを連通させることで当該前記第2油路のパイロット油を抜く第1位置と、前記第4油路と前記第2油路とを連通させることで前記油圧切換弁を所定の前記切換位置に切換えるパイロット圧を付与する第2位置とに位置変更可能である。
また、作業機の油圧システムでは、前記制御部に接続され且つ前記方向切換弁を操作する操作部材を備え、前記制御部は、前記圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力未満になっている状態で前記操作部材によって前記方向切換弁を第2位置にする操作が行われても、前記方向切換弁を第1位置に保持する。
<第1実施形態>
まず、作業機の全体の構成から説明する。
本発明に係る作業機1は、図20及び図21に示すように、機体フレーム(機体)2と、この機体フレーム2に装着した作業装置3と、機体フレーム2を支持する走行装置4とを備えている。尚、図20及び図21では、作業機の一例としてトラックローダを示しているが、本発明に係る作業機はトラックローダに限定されず、例えば、トラクタ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等であってもよい。尚、本発明において、作業機の運転席に着座した運転者の前側(図20の左側)を前方、運転者の後側(図20の右側)を後方、運転者の左側(図20の手前側)を左方、運転者の右側(図20の奥側)を右方として説明する。
キャビン5内には運転席13が設けられている。運転席13の左右一側(例えば、左側)には、走行装置4を操作するための走行用操作装置14が配置されている。
作業装置3は、左側ブーム22Lと右側ブーム22Rからなる一対のブーム22と、該ブーム22の先端に装着したバケット23(作業具)とを備える。左側ブーム22Lは、機体フレーム2の左側に配置されている。右側ブーム22Rは、機体フレーム2の右側に配置されている。左側ブーム22Lと右側ブーム22Rとは、連結体によって相互に連結されている。左側ブーム22L及び右側ブーム22Rは、第1リフトリンク24及び第2リフトリンク25に支持されている。左側ブーム22L及び右側ブーム22Rの基部側と機体フレーム2の後下部との間には、複動式油圧シリンダからなるリフトシリンダ26が設けられている。リフトシリンダ26を左右同時に伸縮させることにより左側ブーム22L及び右側ブーム22Rが上下に揺動動作する。左側ブーム22L及び右側ブーム22Rの先端側には、それぞれ装着ブラケット27が左右軸回りに回動自在に枢支連結され、左右の装着ブラケット27にバケット23の背面側が取り付けられている。
バケット23は装着ブラケット27に対して着脱自在とされており、バケット23を取り外して装着ブラケット27に各種のアタッチメント(後述する油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具)を取り付けることで、掘削以外の各種の作業(又は他の掘削作業)を行えるように構成されている。
エンジン29の前方には、左右の走行モータ21L,21Rを駆動する油圧駆動装置32が設けられている。油圧駆動装置32の前方には、油圧ポンプからなる第1〜3ポンプP1,P2,P3が設けられている。機体フレーム2の右側壁7の前後方向中途部に、作業装置3用のコントロールバルブ33(油圧制御装置)が設けられている。
図1は、本発明に係る作業機1の走行系の油圧システムである第1実施形態の油圧システムの全体図を示している。
油圧ポンプからなる第1〜3ポンプP1,P2,P3は、エンジン29の動力によって駆動される定容量型のギヤポンプによって構成されている。
駆動回路32Aは、HSTポンプ(走行用の油圧ポンプ)66を備えている。HSTポンプ66は、一対の変速用油路100h,100iによって対応する走行モータ21L,21RのHSTモータ57に接続されている。なお、駆動回路32Bは、駆動回路32Aと同じ構造であるため説明を省略する。
受圧部66a,66bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜版の角度が変更すると、作動油の吐出方向や吐出量が変わり、これによって走行モータ21L,21Rの回転出力を変更する。
そして、このアクセルセンサAS及び回転センサRSの検出信号に基づいて、エンジン29がアクセル操作部材53の操作量に応じた(アクセル操作部材53によって決定される)回転数(目標エンジン回転数)となるように、コントローラECUによってインジェクタの燃料噴射量が制御される。
吐出油路100aからは、第1供給路100b、第2供給路100c、第3供給路100dが分岐している。第3ポンプP3の吐出油路100aの終端には、2速切換弁64が接続されている。吐出油路100aの下流側には、第3ポンプP3の最高圧力を設定するリリーフ弁52が接続されている。
この走行操作装置14は、前進用のパイロット弁36と、後進用のパイロット弁37と、右旋回用のパイロット弁38と、左旋回用のパイロット弁39と、走行レバー40と、第1〜4シャトル弁41,42,43,44とを有する。各パイロット弁37、38、39は、共通、即ち、1本の走行レバー40によって操作される。
すなわち、走行レバー40を左斜め前側に傾動操作すると該走行レバー40の傾動角度に対応した速度でトラックローダ1が前進しながら左旋回し、走行レバー40を右斜め前側に傾動操作すると該走行レバー40の傾動角度に対応した速度でトラックローダ1が前進しながら右旋回し、走行レバー40を左斜め後側に傾動操作すると該走行レバー40の傾動角度に対応した速度でトラックローダ1が後進しながら左旋回し、走行レバー40を右斜め後側に傾動操作すると該走行レバー40の傾動角度に対応した速度でトラックローダ1が後進しながら右旋回する。
シリンダ切換弁63は、電磁方式の2速切換弁(方向切換弁)64によって切り換え操作される。シリンダ切換弁63と2速切換弁64とは、第2油路100xにより接続されている。2速切換弁64は、励磁により第1位置64aと第2位置64bとに切り換え可能な二位置切換弁からなる。2速切換弁(方向切換弁)64は、第2位置64bに切り換えられたときには、第3ポンプP3の吐出油路100a(第4油路100a)ということがある)とシリンダ切換弁63とを接続する。そして、第3ポンプP3から吐出したパイロット油が2速切換弁64及び第2油路100xを通って、シリンダ切換弁63のスプールに作用する。シリンダ切換弁63のスプールは、2速切換弁からシリンダ切換弁63へ至るパイロット油の圧力(パイロット圧)により、第2切換位置63bに移動する。一方、第1位置64aに切り換えられたときには、作動油タンク31とシリンダ切換弁63とを接続して、シリンダ切換弁63のパイロット油を作動油タンク31に排出する。これにより、シリンダ切換弁63はパイロット圧が低下し、第1切換位置63aに切り換わる。
図1に示す実施形態(第1実施形態)の油圧システムにおいて、圧力付与部は、第1油路100vと、第1絞り部80とを有している。第1油路100vは、2速切換弁(方向切換弁)64を介さずに、第3ポンプP3とシリンダ切換弁(油圧切換弁)63とを接続する油路である。具体的には、第1油路100vは、2速切換弁64の近傍で吐出油路100aから分岐し、且つ、第2油路100xに接続する油路である。即ち、第3ポンプP3から吐出されるパイロット油は、第1油路100vを通ることで、吐出油路100aから2速切換弁64を介さずにシリンダ切換弁63へと流れる。第1絞り部80は、第1油路100vの中途部に設けられた絞り弁である。第1絞り部80は、第1油路100vに流れるパイロット油の圧力(パイロット圧)を、シリンダ切換弁63のスプールが第2切換位置63bに移動するパイロット圧(設定圧)よりも低い圧力にする。これにより、シリンダ切換弁63に対して、該シリンダ切換弁63のスプールを第2切換位置63bに移動させるパイロット圧(設定圧)よりも低い圧力が、常に付与されることとなる。
第2絞り部81は、第2油路100xを流れるパイロット油の量を制限して、2速切換弁64からシリンダ切換弁63に向かうパイロット油の圧力(パイロット圧)を低減させる。これにより、シリンダ切換弁63に付与されるパイロット圧の変化速度が低減されるため、シリンダ切換弁63のスプールの移動速度が低下する。その結果、HSTモータ57を1速から2速に切り換える際の衝撃が緩和される。
<第2実施形態>
図2は本発明に係る油圧システムの第2実施形態を示している。
第2実施形態の油圧システムは、圧力付与部の構成は第1実施形態と同様であり、速度低減部の構成が第1実施形態と異なっている。
速度低減部は、第2油路100xと、第2絞り部81と、第3油路100yと、第3絞り部83とを有している。合流部VXと2速切換弁64との間であって、第2絞り部81の上流側(第3ポンプP3側)には、第1逆止弁84が設けられている。第1逆止弁84は、2速切換弁64からシリンダ切換弁63へと向かう方向のパイロット油の流れを当該パイロット油の圧力が所定圧以上になったときに許容し、シリンダ切換弁63から2速切換弁64へと向かう方向のパイロット油の流れを阻止する。
第2実施形態の油圧システムにおいて、1速から2速に切り換える際には、第2油路100xの第2絞り部81を通ってシリンダ切換弁63に流入するパイロット油の量(流入量)を、第3油路100yの第3絞り部83を通ってシリンダ切換弁63から排出されるパイロット油の量(排出量)よりも多くして、シリンダ切換弁63に付与されるパイロット圧を増加させ、シリンダ切換弁63のスプールを第2切換位置63bに切り換える。このとき、第2絞り部81と第3絞り部83の絞り量のバランスを適当に設定し、流入量と排出量とのバランスを最適化することで、シリンダ切換弁63に付与されるパイロット圧の変化(増加)速度を低減することができる。これにより、変速時の衝撃を緩和することができる。
第2実施形態の油圧システムでは、第1絞り部80の絞り量と第3絞り部83の絞り量を調整することにより、第1油路100vを通ってシリンダ切換弁63に供給されるパイロット油の量(供給量)と、第3油路100yを通ってシリンダ切換弁63から作動油タンク31に排出されるパイロット油の量(排出量)を調整することができる。そのため、第1絞り部80の絞り量と第3絞り部83の絞り量のバランスを適当に設定し、流入量と排出量とのバランスを最適化することで、シリンダ切換弁63に対して、該シリンダ切換弁63のスプールを第2切換位置63bに移動させるパイロット圧(設定圧)よりも低い圧力を常に付与することができる。
<第3実施形態>
図3は本発明に係る油圧システムの第3実施形態を示している。なお、上述した実施形
態と共通する構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
第2逆止弁85は、第3絞り部83と作動油タンク31の間に設けられており、シリンダ切換弁63から作動油タンク31へと向かう方向のパイロット油の流れを当該パイロット油の圧力が所定圧以上になったときに許容し、作動油タンク31からシリンダ切換弁63へと向かう方向のパイロット油の流れを阻止する。このように、第2逆止弁85が設けられているため、第3油路100yのパイロット油の圧力が所定圧未満であるときは、シリンダ切換弁63からパイロット油が排出されず、第2油路100xの圧力は所定以上に保持されることになる。なお、第2逆止弁85の設定圧は、1速と2速との境界値の近傍に設定されていることが好ましい。
<第4実施形態>
図4は本発明に係る油圧システムの第4実施形態を示している。上述した実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
第5絞り部86は、分岐油路100zを流れるパイロット油の量を制限して、分岐油路100zを流れるパイロット油の圧力(パイロット圧)を低減させる。
第4実施形態の油圧システムでは、第2油路100xに分岐油路100z及び第5絞り部86が設けられていることで、2速切換弁64を第1位置64aに切り換えて2速から1速に切り換える際に、シリンダ切換弁63内のパイロット油を、第3油路100y及び第3絞り部83を通してだけでなく、分岐油路100z及び第5絞り部86を通しても排出することができる。第4実施形態の油圧システムにおいて、第2油路100xに設けられた第2絞り部81を省略することもできる。この場合、第5絞り部86が第2絞り部81を兼ねることとなる。
<第5実施形態>
図5は本発明に係る油圧システムの第5実施形態を示している。上述した実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
<第6実施形態>
図6は本発明に係る油圧システムの第6実施形態を示している。上述した実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
第6絞り部88は、第5絞り部87とは異なっていて、2速切換弁64の第2位置64bに設けられている。そして、第6絞り部88の絞り径S6と第4絞り部87の絞り径S4とは、S6>S4の関係を満たすように設定される。これにより、2速切換弁64は、第2位置64bに切り換えられたときに、吐出油路100aとシリンダ切換弁63とを第6絞り部88を介して接続し、パイロット油の吐出油路100aからシリンダ切換弁63へのパイロット油の流れを一定量以下に制限しながら許容する。このとき許容される油量は、S6>S4に設定されているため、第1位置64aに切り換えられたときに許容される油量に比べて多い。
<第7実施形態>
図7は本発明に係る油圧システムの第7実施形態を示している。上述した実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
第1リリーフ弁89は、第1油路100vに設けられ、第5油路100tは、吐出油路100aの中途部から分岐して作動油タンク31に接続する油路である。なお、第5油路100tは、第1油路100vであって、第1リリーフ弁89よりも上流側(第3ポンプP3側)と、作動油タンク31とを接続する油路であってもよい。
但し、本発明に係る油圧システムは、必ずしも圧力付与部と速度低減部の両方を具備する必要はなく、少なくともいずれか一方を具備していればよい。従って、第1乃至第7実施形態の油圧システムにおいて、圧力付与部と速度低減部のいずれか一方のみを具備する構成を採用することもできる。
図8において、本発明に係る油圧システムを実線で示し、従来の油圧システムを一点鎖線で示している。
図8Aは、圧力付与部のみを具備する場合(実施例1)を示し、図8Bは、速度低減部のみを具備する場合(実施例2)を示し、図8Cは、圧力付与部と速度低減部の両方を具備する場合(実施例3)を示している。なお、図8A〜図8Cは、それぞれ圧力付与部と速度低減部のいずれも具備しない従来の油圧システム(従来例)と比較している。
また、2速切換トリガがOFFになる(2速切換弁64が第1位置64aに切り換えられる)と、シリンダ切換弁63に付与されるパイロット圧が減少するが、このときのパイロット圧の減少速度が従来例に比べて低減される。つまり、図8Bにおいて、傾きα3>傾きα4となる。
図8Cに示すように、圧力付与部と速度低減部の両方を具備するシステム(実施例3)の場合は、1速から2速に切り換える際に、パイロット圧は、従来例に比べて緩やかに増加し且つ早期に設定圧P1に達することができる。従って、1速から2速への変速について、応答性の向上と衝撃の緩和の両方を達成することが可能となる。
以下、本発明に係る油圧システムの更に別の第8実施形態及びその変形例について、図9乃至図11を参照しながら説明する。
<第8実施形態>
図9は本発明に係る油圧システムの第8実施形態を示している。第8実施形態の油圧システムは、上述した実施形態(第1乃至第7実施形態)の油圧システムと同様に、図20に示すような作業機1に設けられるものである。
補助制御弁135は、パイロット方式の直動スプール形3位置切換弁から構成されて、パイロット圧によって中立位置135aと第1位置135bと第2位置135cとに切換可能である。なお、補助制御弁135は、バネによって中立位置135aに戻されるように構成されている。
ハイフロー弁145は、パイロット方式の2位置切換弁から構成される油圧切換弁である。ハイフロー弁(油圧切換弁)145は、パイロット圧によって2つの切換位置(非増量位置145aと増量位置145b)に切り換え可能である。このハイフロー弁145には、第2ポンプP2の吐出側の流路が接続されている。第1供給路139の一方側の流路139aに接続された第2作動油供給路(増量油路)βが接続されている。また、ハイフロー弁145には、タンク側に戻るドレン油路g1も接続されている。
接続装置138は、増量油路uからの増量が必要な大容量の油圧アクチュエータ(大容量仕様の油圧アクチュエータということがある)134aと、増量油路βからの増量が不要な標準の油圧アクチュエータ(標準仕様の油圧アクチュエータということがある)134bとをそれぞれ接続可能なものである。なお、図9においては、説明の便宜上、大容量仕様の油圧アクチュエータ134a、油圧アクチュエータ134bの両方が接続装置138に接続されているものになっているが、実際には、この接続装置138には、大容量仕様の油圧アクチュエータ134aと油圧アクチュエータ134bとのいずれかが接続されることになる。
大容量仕様の油圧アクチュエータ134aを備えたアタッチメント(例えば、ブラッシュカッター、フォレストモアー等)を接続装置138に接続する場合は、例えば、一方の油圧ホース157を接続口153に接続し、他方の油圧ホース158を接続口155に接続する。
作業機1には、制御部(コントローラ)170が設けられている。制御部170は、作動油操作装置15に設けられたスライドボタン171の操作量に応じて、補助操作弁136,137の操作(補助制御弁135の操作)やハイフロー切換弁146の操作(ハイフロー弁145の操作)の操作を行う。
第1油路v1は、連動油路wの中途部と、ハイフロー切換弁(方向切換弁)146とハイフロー弁(油圧切換弁)145とを接続する第2油路x1とを接続している。連動油路wは、補助操作弁136及びパイロット圧供給油路sを介して第3ポンプP3と接続されている。そのため、第1油路v1は、第3ポンプP3とハイフロー弁145とを接続している。
第1絞り部180は、第1油路v1に流れるパイロット油の圧力(パイロット圧)を、ハイフロー弁145のスプールが増量位置145bに移動するパイロット圧(設定圧)よりも低い圧力にする。これにより、ハイフロー弁145に対して、該ハイフロー弁145のスプールを増量位置145bに移動させるパイロット圧(設定圧)よりも低い圧力が、常に付与されることとなる。
第2絞り部181は、第2油路x1を流れるパイロット油の量を制限して、第2油路x1を流れるパイロット油の圧力(パイロット圧)を低減させる。これにより、ハイフロー弁145に付与されるパイロット圧の変化速度が低減されるため、ハイフロー弁145のスプールの移動速度が低下する。その結果、油圧アクチュエータに流す作動油を増量させる増量モードへの切り換え(ハイフロー起動)が緩やかになり、衝撃が緩和される。
図10に示す第1変形例において、速度低減部は、第2油路x1と、第2絞り部181と、第3絞り部183と、第3油路y1とを有している。第2油路x1及び第2絞り部181は、図9に示した第8実施形態と同様である。第3油路y1は、第2絞り部181とハイフロー弁145との間から分岐していて、油タンク131と接続する油路である。第3絞り部183は、第3油路y1に設けられた絞りである。
<第9実施形態>
図12は、本発明に係る油圧システムの第9実施形態を示している。第9実施形態は、HSTモータ(走行用の油圧モータ)及び油圧切換弁を変更した変形例である。第9実施形態で示すHSTモータ(走行用の油圧モータ)及び油圧切換弁は、全ての実施形態に適用可能である。即ち、他の実施形態のHSTモータ及び油圧切換弁を、第9実施形態で示すHSTモータ及び油圧切換弁に変更してもよい。また、第9実施形態においても、上述した実施形態と同様な構成について説明を省略する。
第3ポンプP3から吐出したパイロット油は、第1絞り部80を通過して油圧切換弁263の受圧部264に作用させることができる。受圧部264に設定圧未満の予圧が与えられた状況下で、2速切換弁64を第2位置64bに切り換えると、油圧切換弁263のパイロット圧が速やかに設定圧に達する。即ち、油圧切換弁263は、第1切換位置63aから中立位置63cを経て第2切換位置63bへと速やかに切り換えることができ、HSTモータ257の1速から2速への切り換え速度を向上させることができる。
<第10実施形態>
図13は、本発明に係る油圧システムの第10実施形態を示している。図13に示すように、第10実施形態では、第2油路100xのパイロット圧に基づいて2速切換弁(方向切換弁)64を制御する。また、第10実施形態においても、上述した実施形態と同様な構成について説明を省略する。
制御部301は、当該制御部301に接続された操作部材302及び圧力検出部300が検出したパイロット圧に基づき、2速切換弁64の制御を行う。操作部材302は、速度の切換の操作、即ち、1速或いは2速を設定するスイッチであって、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。シーソ型スイッチにあっては、一方側に揺動することにより1速、他方側に揺動することにより2速に設定することができる。スライド型スイッチにあっては、一方側にスライドすることにより1速、他方側にスライドすることにより2速に設定することができる。プッシュ型スイッチにあっては、押圧を行う毎に1速、2速の順に切り換わる。
圧力検出部300が検出したパイロット圧が設定値未満(設定圧未満)であって、且つ、操作部材302によって1速にする操作がなされた場合、制御部301は、方向切換弁64を第1位置64aにする指令(1速指令ということがある)を当該方向切換弁64に出力する。
制御部301は、方向切換弁64を第2位置にする指令を出力している状態(2速指令を出力している状態)において、圧力検出部300で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力未満(設定値未満)になった場合には、1速指令を方向切換弁64に出力する。例えば、2速指令を出力後に第2油路100xのパイロット圧が設定圧以上に上昇し、その後に、第2油路100xのパイロット圧が設定圧未満に低下した場合、制御部301は、方向切換弁64に1速指令を当該方向切換弁64に出力する。また、2速指令を出力後に第2油路100xのパイロット圧が設定圧以上に上昇せずに、設定圧未満のままの状態が所定時間続いた場合、制御部301は、1速指令を方向切換弁64に出力する。
<第11実施形態>
図14は、本発明に係る油圧システムの第11実施形態を示している。図14に示すように、第11実施形態では、第2油路x1のパイロット圧に基づいてハイフロー切換弁146を制御する。また、第11実施形態においても、上述した実施形態と同様な構成について説明を省略する。
圧力検出部300が検出したパイロット圧が設定値未満であって、且つ、スライドボタン171によって増量モードにする操作がなされた場合、制御部170は、ハイフロー切換弁146を作用位置(第2位置)146aにする指令(増量指令ということがある)を当該ハイフロー切換弁146のソレノイド146cに出力する。即ち、制御部170は、ハイフロー切換弁146のソレノイド146cを励磁する。
<第12実施形態>
図15〜図17は、本発明に係る油圧システムの第12実施形態を示している。第12実施形態は、HSTモータ(走行用の油圧モータ)、油圧切換弁、方向切換弁、圧力付与部、速度低減部を変更した変形例である。HSTモータ及び油圧切換弁は、第9実施形態で示した構成と同様であるため説明を省略する。また、第12実施形態においても、上述した実施形態と同様な構成について説明を省略する。
次に、制御部400による制御について説明する。
操作部材302によって1速にする操作がなされた場合、制御部400は、比例弁64に電流等の指令(制御信号)を出力して、当該比例弁64の開度を第1開度にする。操作部材302により2速にする操作がなされた場合、制御部400は、比例弁64に電流等の指令(制御信号)を出力して、当該比例弁64の開度を第2開度にする。
圧力付与部401は、操作部材302によって1速に設定されている場合、比例弁64の開度を零ではなく、第1境界値の近傍に設定する。図16Aに示すように、比例弁64の開度が0以上第1境界値未満であれば、油圧切換弁263は第1位置63aであってHSTモータ257は1速となる。比例弁64の開度が第1境界値を超えると、油圧切換弁263は中立位置63cとなる。
速度変更部402は、電気・電子回路やプログラム等から構成されている。速度変更部402は、速度低減部403を含んでいる。図16AのG1、G2に示すように、速度変更部402は、1速から2速に切り換える場合、比例弁64の弁を開く速度を変更することで、油圧切換弁263に作用するパイロット圧の増加速度を変更する。また、2速から1速に切り換える場合は、速度変更部402(速度低減部403)は、比例弁65の弁を閉じる速度を変更することで、油圧切換弁263に作用するパイロット圧の減少速度を変更する。
図16Aに示すように、速度変更部402は、比例弁64の開度の速度である開閉速度に関し、走行速度が第1速度(予め設定された所定値以上であって高速)である場合に当該第1速度に対応する第1開閉速度(制御値)G1と、走行速度が第1速度より低い第2速度(高速よりも低い低速)である場合に当該第2速度に対応する第2開閉速度(制御値)G2とを設定可能である。即ち、第1走行検出部404で検出された走行速度が予め設定された所定値以上であって高速である場合、速度変更部402は、変速時(1速から2速に切り換える際、或いは、2速から1速に切り換える際)には、比例弁64の開閉速度を、第2開閉速度である制御値G2よりも小さい第1開閉速度である制御値G1に設定する。つまり、速度変更部402は、走行速度が高速である場合は、変速時での比例弁64の開閉速度を低速に比べて遅くする。このように、速度低減部402は、比例弁64の開閉速度を遅くすることで、第2油路100xから油圧切換弁263に付与するパイロット圧の変化速度を低減する。これによれば、走行速度が高速の場合は、油圧切換弁263が中立位置63である時間(ニュートラルである時間)を長くすることができ、変速による衝撃を緩和することができる。
第5変形例では、走行の有無により比例弁64の開閉速度を変更する。第5変形例を採用する場合は、図15に示すように、作業機1の走行の有無を検出する第2走行検出部405を接続する。第2走行検出部405は、作業機1の車速を検出する車速センサ等で構成されている。第2走行検出部405は、作業機1の有無を検出可能なものであればどのようなものであってもよい。例えば、第2走行検出部405は、走行系の操作部材の操作の有無により走行の有無を検出する装置であってもよいし、走行系のリモコン弁のパイロット圧により走行の有無を検出する装置であってもよい。
第8変形例では、作動油の温度(油温)に応じて比例弁64の開閉速度を変更する。作動油の温度が低温である状況下で増速をする場合に、速度変更部は、変速時の比例弁64の開閉速度を遅くする。一方、作動油の温度が低温である状況下で減速をする場合に、速度変更部は、変速時の比例弁64の開閉速度を速くする。これにより、作動油の温度が低いことにより走行負荷が増加している状況下での変速の操作性を向上させることができる。
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。
63 シリンダ切換弁(油圧切換弁)
64 2速切換弁(方向切換弁)
80 第1絞り部
81 第2絞り部
82 タンク
83 第3絞り部
84 第1逆止弁
85 第2逆止弁
86 第5絞り部
87 第4絞り部
88 第6絞り部
145 ハイフロー弁(油圧切換弁)
146 ハイフロー切換弁(方向切換弁)
100v、v1 第1油路
100x、x1 第2油路
100y、y1 第3油路
100z 分岐油路
P3 第3ポンプ(油圧ポンプ)
Claims (17)
- パイロット油を供給する油圧ポンプと、
前記パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁と、
所定の前記切換位置に切換えるパイロット圧を付与する方向切換弁と、
作動油を供給可能で、零よりも大きく、且つ、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力を前記油圧切換弁に付与する圧力付与部と、
を備え、
前記圧力付与部は、
前記方向切換弁と前記油圧切換弁とを接続する第2油路と、
前記油圧ポンプと前記方向切換弁とを接続する第4油路と、
前記方向切換弁内を流れるパイロット油の圧力を、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力にする第4絞り部と、
を有する作業機の油圧システム。 - 前記圧力付与部は、
前記油圧ポンプと前記油圧切換弁とを接続する第1油路と、
前記第1油路に流れるパイロット油の圧力を、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力にする第1絞り部と、
を有する請求項1に記載の作業機の油圧システム。 - パイロット油を供給する油圧ポンプと、
前記パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁と、
所定の前記切換位置に切換えるパイロット圧を付与する方向切換弁と、
前記方向切換弁とは別に作動油を供給可能で、零よりも大きく、且つ、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力を前記油圧切換弁に付与する圧力付与部と、
前記油圧切換弁に付与するパイロット圧の変化速度を低減する速度低減部と、
を備え、
前記速度低減部は、
前記方向切換弁と前記油圧切換弁とを接続する第2油路と、
前記第2油路に流れるパイロット油の圧力を低減させる第2絞り部と、
前記油圧切換弁と前記パイロット油を排出するタンクとを接続する第3油路と、
前記第3油路に流れるパイロット油の圧力を低減させる第3絞り部と、を有し、
前記第2絞り部及び前記第3絞り部により前記パイロット圧の変化速度を低減する作業機の油圧システム。 - 前記第2油路に、前記方向切換弁から前記油圧切換弁へと向かう方向のパイロット油の流れを許容するとともに、前記油圧切換弁から前記方向切換弁へと向かう方向のパイロット油の流れを阻止する第1逆止弁が設けられている請求項1〜3のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
- 前記第3油路に、前記油圧切換弁から前記タンクへと向かう方向のパイロット油の流れを許容するとともに、前記タンクから前記油圧切換弁へと向かう方向のパイロット油の流れを阻止する第2逆止弁が設けられている請求項3に記載の作業機の油圧システム。
- 前記第2油路に、前記第1逆止弁の上流側及び下流側を連結する連結部が設けられ、
前記連結部に、該連結部に流れるパイロット油の速度を低減させる第5絞り部が設けられている請求項4に記載の作業機の油圧システム。 - 前記連結部は、前記第1逆止弁の上流側と下流側とを連結する分岐油路であり、前記分岐油路は、前記第1逆止弁と並列している請求項6に記載の作業機の油圧システム。
- 前記油圧切換弁は、複数の切換位置に移動可能なスプールを有している請求項1〜7のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
- 前記方向切換弁に接続され且つ当該方向切換弁を通して前記第2油路のパイロット油を導く排出油路を備え、
前記方向切換弁は、前記第2油路と前記排出油路とを連通させることで当該前記第2油路のパイロット油を抜く第1位置と、前記第4油路と前記第2油路とを連通させることで前記油圧切換弁を所定の前記切換位置に切換えるパイロット圧を付与する第2位置とに位置変更可能である請求項1に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第2油路のパイロット圧を検出する圧力検出部と、
前記方向切換弁を第1位置或いは第2位置にする指令を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記方向切換弁を第2位置にする指令を出力している状態で前記圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力未満になった場合に、前記方向切換弁を第1位置にする指令を出力する請求項9に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第4油路のパイロット圧を検出する圧力検出部と、
前記方向切換弁を第1位置或いは第2位置にする指令を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記方向切換弁を第2位置にする指令を出力している状態で前記圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力未満になった場合に、前記方向切換弁を第1位置にする指令を出力する請求項9に記載の作業機の油圧システム。 - 前記制御部は、前記方向切換弁を第1位置にする指令を出力している状態で前記圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力以上になった場合に、前記方向切換弁を第2位置にする指令を出力可能である請求項11に記載の作業機の油圧システム。
- 前記制御部に接続され且つ前記方向切換弁を操作する操作部材を備え、
前記制御部は、前記圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力未満になっている状態で前記操作部材によって前記方向切換弁を第2位置にする操作が行われても、前記方向切換弁を第1位置に保持する請求項11に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第2油路のパイロット圧を検出する第1圧力検出部と、
前記第4油路のパイロット圧を検出する第2圧力検出部と、
前記方向切換弁を第1位置或いは第2位置にする指令を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記方向切換弁を第2位置にする指令を出力している状態で前記第1圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力未満になった場合に、前記方向切換弁を第1位置にする指令を出力し、前記第1位置にする指令を出力している状態で前記第2圧力検出部で検出されたパイロット圧が予め定められた圧力以上になった場合に、
前記方向切換弁を第2位置にする指令を出力可能である請求項9に記載の作業機の油圧システム。 - パイロット油を供給する油圧ポンプと、
前記パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁と、
所定の前記切換位置に切換えるパイロット圧を付与する方向切換弁と、
前記方向切換弁とは別に作動油を供給可能で、零よりも大きく、且つ、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力を前記油圧切換弁に付与する圧力付与部と、
前記油圧切換弁に付与するパイロット圧の変化速度を低減する速度低減部と、
前記方向切換弁と前記油圧切換弁とを接続する第2油路と、
前記油圧切換弁に付与するパイロット圧の変化速度を変更する前記速度低減部を含む速度変更部と、
走行速度を検出可能な第1走行検出部と、
を備え、
前記方向切換弁は、開度を設定することで前記第2油路に流れるパイロット油の圧力を変更可能な比例弁であって、
前記速度変更部は、前記比例弁の開度の速度である開閉速度に関し、前記走行速度が第1速度である場合に当該第1速度に対応する第1開閉速度と、前記走行速度が第1速度より低い第2速度である場合に当該第2速度に対応する第2開閉速度とを設定可能であって、前記第1開閉速度は前記第2開閉速度よりも遅くする作業機の油圧システム。 - パイロット油を供給する油圧ポンプと、
前記パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁と、
所定の前記切換位置に切換えるパイロット圧を付与する方向切換弁と、
前記方向切換弁とは別に作動油を供給可能で、零よりも大きく、且つ、前記所定の切換位置に切換えるパイロット圧よりも低い圧力を前記油圧切換弁に付与する圧力付与部と、
前記油圧切換弁に付与するパイロット圧の変化速度を低減する速度低減部と、
前記方向切換弁と前記油圧切換弁とを接続する第2油路と、
前記油圧切換弁に付与するパイロット圧の変化速度を変更する前記速度低減部を含む速度変更部と、
走行の有無を検出可能な第2走行検出部と、
を備え、
前記方向切換弁は、開度を設定することで前記第2油路に流れるパイロット油の圧力を変更可能な比例弁であって、
前記速度変更部は、前記比例弁の開度の速度である開閉速度に関し、前記走行の有りに対応する第3開閉速度と、前記走行の無しに対応する第4開閉速度とを設定可能であって、前記第3開閉速度は前記第4開閉速度よりも遅くする作業機の油圧システム。 - 請求項1〜16のいずれかに記載の油圧システムを備えている作業機。
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