JP6502478B2 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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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及びこの油圧システムを備えた作業機に関する。
従来、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において、予備アタッチメントを装着するものとして特許文献1に示すものが開示されている。
特許文献1の作業機では、予備アタッチメントの油圧アクチュエータを制御する制御弁が搭載され、制御弁には油路を介して継手が接続されている。この継手には、油圧アクチュエータの油圧ホースが接続することができ、制御弁を作動させることによって、油圧アクチュエータを作動させることができる。
特開2013−36274号公報
特許文献1の作業機では、例えば、油圧アクチュエータを連続的に作動させると、作動油の温度が上昇することがあった。特許文献1の作業機では、油圧アクチュエータから戻ってきた作動油が制御弁を通って作動油タンクに流れている。油圧アクチュエータから戻ってきた作動油(戻り油)の経路を変更することができなかった。
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、油圧機器を作動油によって作動させた場合であっても、作動油を適正に冷却することができ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を提供することを目的とする。また、油圧アクチュエータから戻ってきた作動油(戻り油)の経路を変更することが可能な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、作動油によって作動する油圧機器と、油圧機器を制御する制御弁と、前記油圧機器と前記制御弁とを接続し、且つ、前記油圧機器と前記制御弁との間で作動油を流す第1油路と、前記第1油路に接続し、且つ、前記油圧機器から前記制御弁に向かう作動油を排出可能な第2油路と、前記第2油路に接続され且つ開度が変更可能な切換弁と、前記第2油路に設けられたオイルクーラと、を備えている。
作業機の油圧システムは、作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を、前記制御弁に通す第3油路と、前記第3油路と前記切換弁とを接続する第4油路と、を備え、前記切換弁の開度は、前記第3油路から前記第4油路に作用する前記パイロット油の圧力に基づいて設定される。
作業機の油圧システムは、前記制御弁から排出する作動油を排出可能な第5油路と、前記所定圧以上の作動油を排出することを許容し且つ排出側から前記制御弁に向けて流れる作動油を阻止する第1逆止弁と、を備えている。
作業機の油圧システムは、前記第5油路と前記第2油路とは繋がっており、前記第1逆止弁は、前記第5油路から第2油路に向けて流れる作動油を許容し且つ前記第2油路から前記制御弁に向けて流れる作動油を阻止する。
作業機の油圧システムは、作動油によって駆動する走行モータと、前記走行モータに作用した作動油を、前記オイルクーラに通す第6油路と、前記第2油路に設けられ且つ前記オイルクーラから前記切換弁に向けて流れる作動油を阻止する第2逆止弁と、を備えている。
作業機の油圧システムは、前記第2油路に作動油の流量を絞る第1絞り部を備えている。
作業機の油圧システムは、前記第1油路は、前記油圧機器から前記制御弁へ戻る作動油である戻り油が流れる油路である。
作業機の油圧システムは、作動油によって作動する油圧機器と、油圧機器を制御する制御弁と、前記油圧機器と前記制御弁とを接続し、且つ、前記油圧機器と前記制御弁との間で作動油を流す第1油路と、前記第1油路に接続され、且つ、前記油圧機器から前記制御弁に向かう作動油を排出可能な第2油路と、前記作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を受圧する受圧部を有し、且つ、第2油路に設けられて開度が変更可能な第1作動弁と、前記第1作動弁の受圧部に接続される第7油路と、前記第7油路に設けられ且つ開度によって前記第1作動弁の受圧部に作用するパイロット油の圧力を変更可能な第2作動弁と、を備えている。
作業機の油圧システムは、前記第7油路は、前記制御弁の受圧部にパイロット油を供給する油路に接続されている。
作業機の油圧システムは、作動油を吐出する作業系の油圧ポンプと、作動油を吐出する増量系の油圧ポンプと、作動油によって作動する油圧機器と、油圧機器を制御する制御弁と、前記油圧機器と前記制御弁とを接続する第1油路と、前記第1油路に接続され且つ前記第1油路の作動油を排出可能な第2油路と、前記第1油路から分岐し且つ前記増量系の油圧ポンプに接続される第8油路と、前記作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を受圧する受圧部を有し、且つ、第2油路に設けられ前記受圧部に作用したパイロット油の圧力によって開度が変更可能な第1作動弁と、前記作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を受圧する受圧部を有し、且つ、第8油路に設けられて開度が変更可能な第3作動弁と、前記第1作動弁の受圧部に接続された第7油路と、前記第3作動弁の受圧部及び第7油路が接続される第9油路と、前記第7油路に設けられ且つ開度が変更可能な第2作動弁と、を備えている。
作業機の油圧システムは、前記第1油路は、前記制御弁の一方のポートに接続する第1給排油路と、前記制御弁の他方のポートに接続する第2給排油路とを含み、前記第8油路は、前記第1給排油路又は前記第2給排油路から分岐している。
作業機の油圧システムは、前記第7油路に設けられ且つ開度によって前記第1作動弁の受圧部に作用するパイロット油の圧力を変更可能な第2作動弁を備えている。
作業機は、作業機の油圧システムと、機体と、前記機体に設けられた作業装置と、前記作業装置に設けられ且つ前記第1油路の中途部に設けられた接続部材と、を備え、前記第1油路から前記第2油路に分岐する部分は、前記接続部材と前記制御弁との間に設けられている。
作業機は、機体と、前記機体に設けられた作業装置と、前記作業装置に設けられ且つ前記第1油路の中途部に設けられた接続部材と、を備え、前記第1油路から前記第8油路に分岐する部分は、前記接続部材と前記制御弁との間に設けられている。
本発明によれば、油圧機器を作動油によって作動させた場合であっても、作動油を適正に冷却することができる。本発明によれば、油圧アクチュエータから戻ってきた作動油(戻り油)の経路を変更することができる。
第1実施形態における走行系油圧システムの概略図である。 第1実施形態における作業系油圧システムの概略図である。 第2実施形態における作業系油圧システムの概略図である。 第1変形例を示す図である。 第2変形例を示す図である。 第3変形例を示す図である。 第3実施形態における作業系油圧システムの概略図である。 第4実施形態における第1の作業系油圧システムの概略図である。 第4実施形態における第2の作業系油圧システムの概略図である。 第5実施形態における作業系油圧システムの概略図である。 第5実施形態の変形例を示す図である。 第6実施形態における作業系油圧システムの概略図である。 油圧システムの変形例を示す図である。 本発明に係る作業機の一例であるトラックローダを示す側面図である。 キャビンを上昇させた状態のトラックローダの一部を示す側面図である。
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、作業機の全体の構成から説明する。作業機1は、図11及び図12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。尚、図11及び図12では、作業機の一例としてコンパクトトラックローダを示しているが、本発明に係る作業機はコンパクト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、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11の左側)を前方、運転者の後側(図11の右側)を後方、運転者の左側(図11の手前側)を左方、運転者の右側(図11の奥側)を右方として説明する。
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、原動機が搭載されている。
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油圧機器と、ブーム10に設けられたパイプ等の第1管材とを接続する装置である。具体的には、接続部材50の一端には、第1管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第2管材が接続可能である。これにより、第1管材を流れる作動油は、第2管材を通過して油圧機器に供給される。
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、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。
次に、本発明に係る作業機の油圧システムについて説明する。
図1及び図2に示すように、油圧システムは、走行系油圧システム30Aと、作業系油圧システム30Bとに大別することができる。
走行系油圧システム30Aについて説明する。
図1に示すように、走行系油圧システム30Aは、主に、左走行モータ(第1走行モータ)31Lと、右走行モータ(第2走行モータ)31Rとを駆動するシステムである。この走行系油圧システム30Aは、原動機32と、方向切換弁33と、走行系油圧ポンプ(第1油圧ポンプ)P1と、第1走行モータ31Lと、第2走行モータ31Rと、油圧駆動装置34とを備えている。
原動機32は、電気モータ、エンジン等から構成されている。第1油圧ポンプP1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、タンク22に貯留された作動油を吐出可能である。特に、第1油圧ポンプP1は、主に制御に用いる作動油を吐出する。説明の便宜上、作動油を貯留するタンクのことを作動油タンクという。また、第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる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ことがある。
第1油圧ポンプP1の吐出側には、作動油(パイロット油)を流す吐出油路40が設けられている。吐出油路40には、順にフィルタ35、方向切換弁33、第1走行モータ31L及び第2走行モータ31Rが設けられている。フィルタ35と方向切換弁33との間には、吐出油路40から分岐した第1チャージ油路41が設けられている。この第1チャージ油路41は、油圧駆動装置34に至っている。
方向切換弁33は、第1走行モータ31L及び第2走行モータ31Rの回転を変更する電磁弁であって、励磁により第1位置33aと第2位置33bとに切り換え可能な二位置切換弁からなる。方向切換弁33の切換え操作は、図示省略のスイッチ等によって行う。
第1走行モータ31Lは、機体2の左側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。第2走行モータ31Rは、機体2の右側に設けられた走行装置の駆動軸に動力を伝達するモータである。
第1走行モータ31Lは、HSTモータ(走行モータ)36と、斜板切換シリンダ37と、油圧切換弁38とを有している。HSTモータ36は、斜板形可変容量アキシャルモータあって、車速(回転)を1速或いは2速に変更することができるモータである。HSTモータ36には、第6油路80が設けられている。第6油路80は、HSTモータ36からリーク等した作動油を流す油路であって、作動油タンク22に向けて延びる油路である。第6油路80の一端は、HSTモータ36のドレインポートに接続され、他端は、作動油を冷却するオイルクーラ81に接続されている。したがって、HSTモータ36の回転によって高温になった作動油は、第6油路80を通ってオイルクーラ81に至り、オイルクーラ81で冷却することができる。なお、オイルクーラ81で冷却された作動油は、作動油タンク22に戻る。
斜板切換シリンダ37は、伸縮によってHSTモータ36の斜板の角度を変更するシリンダである。油圧切換弁38は、斜板切換シリンダ37を一方側或いは他方側に伸縮させる弁であって、第1位置38a及び第2位置38bに切り換わる二位置切換弁で構成されている。この油圧切換弁38の切換え操作は、当該油圧切換弁38に接続された上流側に位置する方向切換弁33によって行われる。
以上、第1油圧モータによれば、スイッチの操作によって方向切換弁33を第1位置33aにした場合、方向切換弁33と油圧切換弁38との間における区間においてパイロット油が抜け、油圧切換弁38が第1位置38aに切換えられる。その結果、斜板切換シリンダ37が縮み、HSTモータ36は1速状態になる。また、スイッチの操作によって方向切換弁33を第2位置33bにした場合、方向切換弁33を通じて油圧切換弁38にパイロット油が供給され、油圧切換弁38が第2位置38bに切換えられる。その結果、斜板切換シリンダ37が延び、HSTモータ36は2速状態になる。
なお、第2走行モータ31Rも第1走行モータ31Lと同様に作動する。第2走行モータ31Rの構成及び作動は、第1走行モータ31Lと同様であるため説明を省略する。
油圧駆動装置34は、第1走行モータ31L及び第2走行モータ31Rを駆動する装置であって、第1走行モータ31Lの駆動用の駆動回路(左用駆動回路)34Lと、第2走行モータ31Rの駆動用の駆動回路(右用駆動回路)34Rとを有している。
駆動回路34L、34Rは、それぞれHSTポンプ(走行油圧ポンプ)53と、変速用油路100h,100iと、第2チャージ油路100jとを有している。変速用油路100h,100iは、HSTポンプ53とHSTモータ36とを接続する油路である。第2チャージ油路100jは、変速用油路100h,100iに接続され、第1油圧ポンプP1からの作動油を変速用油路100h,100iに補充する油路である。
HSTポンプ53は、原動機32の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。HSTポンプ53は、パイロット圧が作用する前進用受圧部53aと後進用受圧部53bとを有している、受圧部53a、53b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。斜版の角度を変更することによって、HSTポンプ53の出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変えることができる。
HSTポンプ53の出力や作動油の吐出方向の変更は、運転席8の周囲に設けられた走行レバー54によって行うことができる。走行レバー54は、中立位置から、前後左右と前後左右の間の斜め方向に傾動可能に支持されている。走行レバー54を傾動操作することにより、走行レバー54の下部に設けられた各パイロット弁55を操作することができる。
走行レバー54を前側に傾動させると、前進用パイロット弁55Aが操作されて当該前進用パイロット弁55Aからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、左用駆動回路34Lの前進用受圧部53a及び右用駆動回路34Rの前進用受圧部53aに作用する。これによりHSTモータ36の出力軸が走行レバー54の傾動量に比例した速度で正転(前進回転)して作業機1が前方に直進する。
また、走行レバー54を後側に傾動させると、後進用パイロット弁55Bが操作されて当該後進用パイロット弁55Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、左用駆動回路34Lの後進用受圧部53b及び右用駆動回路34Rの後進用受圧部53bに作用する。これによりHSTモータ36の出力軸が走行レバー54の傾動量に比例した速度で逆転(後進回転)して作業機1が後方に直進する。
また、走行レバー54を右側に傾動させると、右旋回用パイロット弁55Cが操作されて当該右旋回用パイロット弁55Cからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は左用駆動回路34Lの前進用受圧部53a及び右用駆動回路34Rの後進用受圧部53bにも作用する。これにより、左側のHSTモータ36の出力軸が正転し且つ右側のHSTモータ36の出力軸が逆転して作業機1が右側に旋回する。
また、走行レバー54を左側に傾動させると、左旋回用パイロット弁55Dが操作されて当該左旋回用パイロット弁55Dからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、右用駆動回路34Rの前進用受圧部53a及び左用駆動回路34Lの後進用受圧部53bにも作用する。これにより、右側のHSTモータ36の出力軸が正転し且つ左側のHSTモータ36の出力軸が逆転して作業機1が左側に旋回する。
また、走行レバー54を斜め方向に傾動させると、各駆動回路の前進用受圧部53aと後進用受圧部53bとに作用するパイロット圧の差圧によって、HSTモータ36の出力軸の回転方向及び回転速度が決定され、作業機が前進又は後進しながら右旋回又は左旋回する。
作業系油圧システム30Bについて説明する。
図2に示すように、作業系油圧システム30B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、複数の制御弁56と、作業系油圧ポンプ(第2油圧ポンプ)P2を備えている。
第2油圧ポンプP2は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、第1油圧ポンプP1とは異なる位置に設置されたポンプである。この第2油圧ポンプP2は、斜板形可変容量アキシャルポンプから構成されている。第2油圧ポンプP2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。特に、第2油圧ポンプP2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2油圧ポンプP2の吐出側には、油路39が設けられている。この油路39には、複数の制御弁56が接続されている。複数の制御弁56は、ブーム制御弁56A、バケット制御弁56B、予備制御弁56Cである。ブーム制御弁56Aは、ブームシリンダ14を制御する弁であって、バケット制御弁56Bは、バケットシリンダ15を制御する弁である。まず、ブーム10、バケット11の操作について説明する。
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各パイロット弁を操作することができる。
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59Aが操作されて当該下降用パイロット弁59Aからパイロット圧が出力される。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59Bが操作されて当該上昇用パイロット弁59Bからパイロット圧が出力される。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59Cが操作され、バケット制御弁56Bの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁56Bは、バケットシリンダ15を伸長させる方向に作動し、操作レバー58の傾動量に比例した速度でバケット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59Dが操作され、バケット制御弁56Bの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁56Bは、バケットシリンダ15を縮小させる方向に作動し、操作レバー58の傾動量に比例した速度でバケット11がスクイ動作する。
さて、ブーム制御弁56A、バケット制御弁56B及び予備制御弁56Cであって、作動油を排出する側には、第5油路82が接続されている。第5油路82は、制御弁(ブーム制御弁56A、バケット制御弁56B及び予備制御弁56C)から排出する作動油を作動油タンク22に向けて流す油路であって、作動油タンク22に接続されている。
したがって、ブームシリンダ14からブーム制御弁56Aに戻った作動油、バケットシリンダ15からバケット制御弁56Bに戻った作動油、油圧機器から予備制御弁56Cに戻った作動油(ドレイン)は、第5油路82に流れる。
第5油路82は、後述するように、オイルクーラ81を介して第2油路84(第3ドレイン油路84c)に間接的に繋がっている。第5油路82には、第1逆止弁77が設けられている。第1逆止弁(チェック弁)77は、所定圧以上の作動油が第5油路82側から第2油路84に向けて流れることを許容し且つ第2油路84側から制御弁(ブーム制御弁56A、バケット制御弁56B、予備制御弁56C)に向けて流れる作動油を阻止する。第1逆止弁(チェック弁)77の設定圧は、2kgf/cm2〜5kgf/cm2程度に設定されている。なお、複数の制御弁を備えたコントロールバルブユニットには、第5油路82が設けられているが、この場合は、第1逆止弁77を、当該コントロールバルブユニット内のタンクポート(作動油を排出するポート)の近傍に設けてもよいし、タンクポートに外部から接続した管材の途中に第1逆止弁77を設けてもよい。
次に、予備制御弁56C及び当該予備制御弁56Cの周辺の油路について詳しく説明する。
予備制御弁56C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56Cは、パイロット圧によって、第1位置91a、第2位置91b、第3位置(中立位置)91cに切り換わる。即ち、予備制御弁56Cは、第1位置91a、第2位置91b及び第3位置91cに切り換わることによって、予備アタッチメントの油圧機器へ向かう作動油の流量や圧力を制御する弁である。つまり、予備制御弁56Cは、油圧機器を制御する弁である。
油圧機器とは、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、スノウブロア等の予備アタッチメントを駆動する機器で作動油によって作動する。油圧機器は、例えば、油圧シリンダ、油圧モータ等である。
予備制御弁56Cには、第1油路83が接続されている。第1油路83の一端は、予備制御弁56Cの給排ポートに接続され、第1油路83の中途部は、接続部材50に接続され、第1油路83の他端部は、予備アタッチメントの油圧機器に接続される。第1油路83は、上述した第1管材及び第2管材等で構成される。
詳しくは、第1油路83は、予備制御弁56Cの第1給排ポートと、接続部材50の第1ポートとを接続する第1給排油路83aを含んでいる。また、第1油路83は、予備制御弁56Cの第2給排ポートと、接続部材50の第2ポートとを接続する第2給排油路83bとを含んでいる。つまり、予備制御弁56Cを操作することによって、予備制御弁56Cから第1給排油路83aに向けて作動油を流したり、予備制御弁56Cから第2給排油路83bに向けて作動油を流すことができる。
予備制御弁56Cは、2つの電磁弁である第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bによって操作される。予備制御弁56Cと、電磁弁(第1電磁弁60Aと、第2電磁弁60B)とは、第3油路86により接続されている。なお、第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bには、第1油圧ポンプP1から、作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油が供給される。
第3油路86は、パイロット油を、電磁弁(第1電磁弁60Aと、第2電磁弁60B)を介して予備制御弁56Cに流す油路である。この第3油路86は、第1電磁弁60Aと予備制御弁56Cの受圧部90aとを接続する第1制御油路86aと、第2電磁弁60Bと予備制御弁56Cの受圧部90bとを接続する第2制御油路86bとを含んでいる。
第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bは、励磁によって開度が変更可能な弁である。第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bへの励磁は、CPU等から構成された制御部(コントローラ)98によって行う。具体的には、制御部98には操作部材99が接続されている。制御部98には、操作部材99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99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。
制御部98は、操作部材99の操作量に応じた電流を、第1電磁弁60Aのソレノイド、或いは、第2電磁弁60Bのソレノイドに印加する。即ち、第1電磁弁60Aや第2電磁弁60Bは、操作部材99の操作量に応じて開度が変更される。
例えば、操作部材99を一方向に揺動、或いは、スライドすることによって、第1電磁弁60Aの開度を調整した結果、第1制御油路86aのパイロット油の圧力(パイロット圧)が所定値(設定値という)以上になると、予備制御弁56Cのスプールが移動して当該予備制御弁56Cは、第1位置91aに切り換わる。また、例えば、操作部材99を他方向に揺動、或いは、スライドすることによって、第2電磁弁60Aの開度を調整した結果、第2制御油路86bのパイロット油の圧力が設定値以上になると、予備制御弁56Cのスプールが移動して当該予備制御弁56Cは、予備制御弁56Cは第2位置91bに切り換わる。
予備制御弁56Cが第1位置91aであるときは、図2に示すように、作動油は、第1給排油路83a及び第2給排油路83b(第1油路83)内を、矢印Aで示される方向に流れる。また、予備制御弁56Cが第2位置91bであるときは、作動油は、第1給排油路83a及び第2給排油路83b(第1油路83)内を、矢印Bで示される方向に流れる。このように、操作部材99を操作することによって、予備制御弁56Cを所定の位置に切り換えることで、第1給排油路83a及び第2給排油路83b(第1油路83)に流れる作動油の方向を変え、第1油路83に接続された油圧機器の動きを制御することができる。
さて、第1油路83であって、第1給排油路83aには、第2油路84が接続されている。第2油路84は、接続部材50と予備制御弁56Cとの間の第1給排油路83aの中途部から分岐して、作動油タンク22へ向けて延びる油路である。
具体的には、第2油路84の一端は、第1給排油路83aに接続され、他端は、作動油タンク22に接続されている。第2油路84の中途部には、切換弁85が設けられている。また、第2油路84であって、切換弁85と作動油タンク22との油路には、オイルクーラ81が設けられている。
詳しくは、第2油路84は、第1給排油路83aと切換弁85とを繋ぐ第1ドレイン油路84aと、切換弁85とオイルクーラ81とを繋ぐ第2ドレイン油路84bと、オイルクーラ81と作動油タンク22とを繋ぐ第3ドレイン油路84cとを含んでいる。なお、第2ドレイン油路84bの一部と、第6油路80の一部とは兼用化されている。具体的には、第2ドレイン油路84bの中途部と第6油路80の中途部とが合流する合流部84eと、オイルクーラ81との間の区間T1は、第2ドレイン油路84bと、第6油路80とが兼用化されている油路である。
したがって、油圧機器から戻って来る少なくとも作動油の一部を、第2油路84(第1ドレイン油路84a、第2ドレイン油路84b、第3ドレイン油路84c)を通じて、オイルクーラ81及び作動油タンク22に流すことが可能である。言い換えれば、第2油路84は、油圧機器から戻って来る作動油をバイパスしてオイルクーラ81に流すことができる。
切換弁85は、開度が変更可能な弁であって、第1位置85aと第2位置85bとに切り換え可能な二位置切換弁である。切換弁85が第1位置85aである場合、開度は略ゼロであって、第1ドレイン油路84aと第2ドレイン油路84bとの接続を遮断する。切換弁85が第2位置85bである場合、開度は全開であって、第1ドレイン油路84aと第2ドレイン油路84bとを連通する。
切換弁85における第1位置85a及び第2位置85bの切換操作は、予備制御弁56Cに作用するパイロット圧により行われる。具体的には、切換弁85のパイロット油が作用する受圧部85cと第1制御油路86aとの間には、受圧部85cと第1制御油路86aとを接続する第4油路87が設けられている。そのため、第1制御油路86aのパイロット油のパイロット圧は、第4油路87を介して受圧部85cに作用する。
ここで、切換弁85の開度は、第3油路86である第1制御油路86aから第4油路87に作用するパイロット油の圧力に基づいて設定される。即ち、切換弁85の開度は、コントローラ98に入力された操作量に基づいて設定される。例えば、第1電磁弁60Aの開度が小さく、第1制御油路86aのパイロット油のパイロット圧が設定値未満である場合は、予備制御弁56Cは、第3位置91cの中立位置にある。このとき、切換弁85の開度は所定未満であって、第1位置85aである。つまり、予備制御弁56Cが第3位置91cであって、第1制御油路86aに作動油が流れない状態では、切換弁85も閉鎖している。
一方、第1電磁弁60Aの開度が大きく第1制御油路86aのパイロット油のパイロット圧が設定値以上である場合、即ち、予備制御弁56Cのスプールのストロークが一定以上(2/3以上)になった場合、予備制御弁56Cは、第1位置91aに切り換えられる。このとき、切換弁85の開度は所定以上であって、第2位置85bに切り換わる。つまり、予備制御弁56Cが第1位置91aに切り換えられ、且つ、第1給排油路83aにおいて作動油が矢印Aの方向に流れる状態では、切換弁85は開放する。即ち、油圧機器の作動油が第1給排油路83aに戻っている状態(第1給排油路83aが戻り油を流す油路であるとき)、切換弁85が開放するため、第1制御油路86aの作動油を、第2油路84を介してオイルクーラ81に流すことができる。ゆえに、予備制御弁56Cの動作(操作部材99の操作)に連動して、油圧機器からの戻り油を簡単に冷却することができる。
特に、操作部材99を一方向に操作して、油圧機器の1つである油圧モータを、一方向に連続的に駆動した場合、油圧モータの回転に伴って作動油の温度が上昇することがある。本発明では、油圧機器からの戻り油を、第2油路84を介してオイルクーラ81に向けて作動油を流しているため、作動油の温度が上昇することを抑えることができる。例えば、予備アタッチメントが油圧ブレーカやアングルブルームであり、当該予備アタッチメントを油圧モータで連続的に一定時間、駆動する場合、第1給排油路83aの作動油は、第2油路84を通じてオイルクーラ81に流れるため、当該オイルクーラ81で作動油を冷却しながら、油圧ブレーカやアングルブルームを駆動することができる。
なお、図2に示すように、作業系油圧システム30Bにおいて、第2油路84であって、切換弁85と作動油タンク22との間に、第2逆止弁78を設けてもよい。具体的には、第2ドレイン油路84bに第2逆止弁78が設けられている。この第2逆止弁78は、オイルクーラ81から切換弁85に向けて流れる作動油を阻止する弁である。このように、第2逆止弁78を設けることによって、オイルクーラ81に第2油路84以外の様々なドレイン油路(例えば、HSTモータ36の排油を流す第6油路80)を接続した場合でも、第2油路84を介してオイルクーラ81に油圧機器からの戻り油を流すことができる。
また、第2油路84に、第1絞り部79を設けてもよい。具体的には、第1絞り部79は、第2油路84の第2ドレイン油路84bであって、第2逆止弁78よりもオイルクーラ81側に設けられている。第1絞り部79によれば、オイルクーラ81に向けて流れる作動油(ドレイン)の圧力を抑えることができる。なお、第1絞り部79を、第2油路84の第1ドレイン油路84aの中途部に設けてもよい。
また、上述したように、コントロールバルブユニットのタンクポートの近傍に第1逆止弁77を設けているため、第2油路84がオイルクーラ81及び作動油タンク22に流し易くすることができる。
第1実施形態の油圧システム30Bは、ロードセンシングシステムを備えている。ロードセンシングシステムは、作業の負荷に応じて第2油圧ポンプP2の吐出量を制御するシステムである。このロードセンシングシステムは、第1検出油路70と、第2検出油路71と、流量補償弁72、斜板制御部73とを有している。
第1検出油路70(PLS油路ということがある)は、各制御弁56A、56B、56Cに接続されていて、各制御弁56A、56B、56Cが作動したときの負荷圧を検出する油路である。また、第1検出油路70は、流量補償弁72にも接続されていて、各制御弁56A、56B、56Cの負荷圧のうち最高の負荷圧である「PLS信号圧」を流量補償弁72に伝達する。第2検出油路71(PPS油路ということがある)は、第2油圧ポンプP2の吐出側と流量補償弁72を接続していて、第2油圧ポンプP2の作動油の吐出圧である「PPS信号圧」を流量補償弁72に伝達する。
斜板制御部73は、圧力によって移動するピストンと、ピストンを収容する収容部と、ピストンに連結したロッドとを有する装置である。収容部の一端側は流量補償弁72に接続され、他端側は第2油圧ポンプP2の吐出側に接続されている。斜板制御部73のロッド(移動部)は、第2油圧ポンプP2の斜板に接続され、当該ロッドの伸縮によって斜板の角度が変更可能である。
流量補償弁72は、PLS信号圧及びPPS信号圧に基づいて斜板制御部73を制御可能な弁である。流量補償弁72は、PPS信号圧とPLS信号圧との圧力差(第1差圧)が予め定められた圧力となるように、斜板制御部73の一端側に圧力をかける。つまり、流量補償弁72は、PPS信号圧−PLS信号圧との差圧(第1差圧)が一定となるように、斜板制御部73の他端側のロッドを伸縮させる。
以上のように、ロードセンシングシステムでは、第1差圧が一定となるように斜板の角度を変更するため、負荷圧に応じて第2油圧ポンプP2の吐出量を調整することができる。 なお、本発明の油圧システムは、上述したロードセンシングシステムを備えていなくてもよい。
[第2実施形態]
第2実施形態は、油圧システムの変形例を示している。図3は、第2油路84を2つ設けると共に、各第2油路84に切換弁85を設けた図を示している。第1実施形態と共通の構成については説明を省略する。
第1給排油路83a及び第2給排油路83bには、それぞれ第2油路84A及び第2油路84Bが接続されている。第2油路84Aの中途部には、切換弁85Aが設けられ、第2油路84Bの中途部には、切換弁85Bが設けられている。
第2油路84Aは、第1給排油路83aと切換弁85Aとを繋ぐ第1ドレイン油路84aと、切換弁85Aとオイルクーラ81とを繋ぐ第2ドレイン油路84bと、オイルクーラ81と作動油タンク22とを繋ぐ第3ドレイン油路84cとを含んでいる。
第2油路84Bは、第2給排油路83bと切換弁85Bとを繋ぐ第4ドレイン油路84dと、切換弁85Bとオイルクーラ81とを繋ぐ第2ドレイン油路84bと、オイルクーラ81と作動油タンク22とを繋ぐ第3ドレイン油路84cとを含んでいる。第2油路84Bにおいて、第2ドレイン油路84b及び第3ドレイン油路84cは、第2油路84Aと兼用化されている。
第2実施形態では、2つの第4油路87a、第4油路87bが設けられている。第4油路87aは、切換弁85Aの受圧部85cと第1制御油路86aとを接続する油路である。第4油路87bは、切換弁85Bの受圧部85cと第2制御油路86bとを接続する油路である。
したがって、第1給排油路83aにおいて、矢印Aの方向に作動油が流れる状態では、切換弁85Aが開放する。即ち、油圧機器の作動油が第1給排油路83aに戻っている状態では、切換弁85Aが開放するため、第1制御油路86aの作動油を、第2油路84Aを介してオイルクーラ81へ向けて流すことができる。また、第2給排油路83aにおいて、矢印B方向に作動油が流れる状態では、切換弁85Bが開放する。即ち、油圧機器の作動油が第2給排油路83bに戻っている状態では、切換弁85Bが開放するため、第2制御油路86bの作動油を、第2油路84Bを介してオイルクーラ81へ向けて流すことができる。
上述した実施形態では、第1制御油路86a及び第2制御油路86bに作用するパイロット圧を用いて、切換弁85を切り換えていたが、これに代えて、図4Aに示すように、第1油圧ポンプP1から吐出したパイロット油によって切換弁85を切り換えてもよい。この場合、第1油圧ポンプP1と、切換弁85の受圧部85cとの間に、切換弁85を切り換えるための開閉可能な別の弁(切換弁等)75を設けるのが好ましい。この場合、例えば、弁(第2作動弁)75を開放することによって、切換弁85の受圧部85cにパイロット圧を作用させ、当該切換弁85を第2位置85bに切り切り換える。また、弁75を閉鎖することによって、切換弁85の受圧部85cにはパイロット圧をさせずに、当該切換弁85を第1位置85aに切り切り換える。なお、図4Aの弁75は、上述したような切換弁であっても、比例弁であってもよい。
また、図4Bに示すように、切換弁85を励磁によって開度が変わる弁にしてもよい。この場合、切換弁85のソレノイド85dとコントローラ98とを接続する。そして、コントローラ98から切換弁85に向けて制御信号(例えば、電流)を出力し、ソレノイド85dを励磁して、切換弁85を第2位置85bにする。また、コントローラ98から切換弁85への制御信号の出力を停止し、ソレノイド85dを消磁して、切換弁85を第1位置85aにする。コントローラ98から切換弁85への制御信号の出力は、例えば、コントローラ98に接続したスイッチ等で行うことが好ましい。スイッチを操作することによって、冷却モード或いはモータ系アタッチメントモードに設定した場合には切換弁85への制御信号の出力を行い、冷却モード或いはモータ系アタッチメントモードを解除した場合には、切換弁85への制御信号の出力を停止する。なお、冷却モードとは、オイルクーラ81で冷却を行うモードであり、モータ系アタッチメントモードとは、モータで駆動する予備アタッチメントが装着された際に設定されるモードである。
また、作動油の温度が高い場合に、切換弁85を切り換えてもよい。例えば、第1油路84に作動油の温度を検出する測定装置を設けて、測定装置で測定した作動油の温度が予め定められた値(閾値)以上となった場合に、コントローラ98が冷却モードになってもよい。測定装置で測定した作動油の温度が閾値未満となった場合には、コントローラ98の冷却モードを解除する。コントローラ98は、予備アクチュエータへ向かう作動油や予備アクチュエータからの戻り油が多くなる場合、切換弁85を開放してもよい。即ち、予備制御弁56Cのスプールのストロークが予め定められた閾値を超えた場合、予備制御弁56Cのスプールが動かなくなったとき等に、切換弁85を開放する。
上述した実施形態では、走行モータ(第1走行モータ31L、第2走行モータ31R)からの戻り油と、油圧機器からの戻り油とをオイルクーラ81で冷却していたが、これに代え、図5のように油圧システムを構成することによって、制御弁56からの戻り油も冷却するようにしてもよい。図5に示すように、第2ドレイン油路84bの端部及び第6油路80の端部には、第1のオイルクーラ(第1オイルクーラ)81Aが接続されている。
第3ドレイン油路84cは、第1オイルクーラ81Aと作動油タンク22とを接続している。第5油路82であって、第1逆止弁77と作動油タンク22との間には、第2のオイルクーラ(第2オイルクーラ)81Bが接続されている。
したがって、制御弁(ブーム制御弁56A、バケット制御弁56B等)からの戻り油は第2オイルクーラ81Bによって冷却することができ、走行モータ及び油圧機器からの戻り油は第1オイルクーラ81Aによって冷却することができる。特に、第1オイルクーラ81Aには、走行モータ等が作動したときに戻り油が流れ、一方、予備制御弁56c(油圧機器)が作動したときに戻り油が流れる。
なお、図5では、第2油路84と第5油路82とは、別々に作動油タンク22に接続されているが、所定圧以上の作動油を一方向に流す第1逆止弁77が設けられているため、油圧機器からの戻り油を第2油路84に流れやすくすることができる。
[第3実施形態]
第3実施形態は、油圧システムの変形例を示している。第1実施形態、第2実施形態と共通の構成については説明を省略する。第3実施形態の油圧システムは、上述したオイルクーラ81が設けられていない。
図6に示すように、複数の制御弁56(ブーム制御弁56A、バケット制御弁56B及び予備制御弁56C)は、コントロールバルブ(コントロールバルブユニット)65に設けられている。
第2油路84の中途部には、第1作動弁101が設けられている。詳しくは、第2油路84は、第1給排油路83aと第1作動弁101とを繋ぐ第5ドレイン油路84eと、第1作動弁101と作動油タンク22とを繋ぐ第6ドレイン油路84fとを含んでいる。なお、第6ドレイン油路84fの一部と、第6油路80の一部とは兼用化されている。
第1作動弁101は、開度が変更可能な弁であって、第1位置101aと第2位置101bとに切り換え可能な二位置切換弁である。第1作動弁101が第1位置101aである場合、開度は略ゼロであって、第5ドレイン油路84eと第6ドレイン油路84fとの接続を遮断する。第1作動弁101が第2位置101bである場合、開度は全開であって、第5ドレイン油路84eと第6ドレイン油路84fとを連通する。
第1作動弁101は、受圧部101cを有している。受圧部101cは、パイロット油を受圧することが可能であって、当該受圧部101cには、第7油路105が接続されている。第7油路105において、受圧部101cに接続している端部(一端部)と反対側の他端部は、第1制御油路86aに接続されている。このように、第7油路105の一端を受圧部101cに接続し且つ他端を第1制御油路86aに接続した場合は、当該第7油路105は、上述した第4油路87と同じである。
第7油路105の中途部には、第2作動弁102が設けられている。第2作動弁102は、第1作動弁101を切り換える弁であって、開度が変更可能である。第2作動弁102は、電磁弁、或いは、手動で開度を変更可能な手動弁である。第2作動弁102が手動弁である場合、手動で第2作動弁102を全開又は全閉にすることによって、第1作動弁101の受圧部101cに作用するパイロット圧を設定することができる。つまり、第3実施形態では、第2油路84、第1作動弁101、第2作動弁102及び第7油路105を設けているため、予備油圧アクチュエータから戻ってきた作動油(戻り油)の経路を変更することができる。
例えば、予備アタッチメントがブレーカである場合、第2作動弁102を全開にする。そうすると、第1制御油路86aのパイロット油のパイロット圧が第1作動弁101の受圧部101cに作用して、第1作動弁101が第2位置101bに切り換わる。ブレーカを作動させる油圧機器から第1給排油路83aに戻った作動油(戻り油)は、第2油路84及び第1作動弁101を通過して、作動油タンク22に流すことができる。したがって、予備アタッチメントがブレーカ等であり、当該ブレーカ側から戻ってくる戻り油が脈動しやすい場合は、第2作動弁102を全開にすることにより、当該戻り油を予備制御弁56Cを有するコントロールバルブ(コントロールバルブユニット)65内を通過させずに作動油タンク22に流すことができる。また、第2作動弁102を全閉にすると、第1制御油路86aのパイロット油のパイロット圧が第1作動弁101の受圧部101cに作用しない。そうすると、第1作動弁101は第1位置101aに切り換わる。第1作動弁101を第1位置101aに切り換えた場合は、第1給排油路83aの戻り油を、予備制御弁56Cを通過させて、作動油タンク22に流すことができる。
なお、第3実施形態の油圧システムにおいても、第1実施形態及び第2実施形態に示したオイルクーラ81を設けてもよい。第1作動弁101の開閉の制御は、上述した実施形態と同様にコントローラ98で行ってもよい。また、コントローラ98によって、第1作動弁101の開閉を行う条件は、切換弁85と同じ条件であってもよい。即ち、第2実施形態におけるコントローラ98の制御に関して、切換弁85を第1作動弁101に読み替えて適用してもよい。
[第4実施形態]
第4実施形態は、油圧システムの変形例を示している。第3実施形態と共通の構成については説明を省略する。第3実施形態の油圧システムは、上述したオイルクーラ81及びロードセンシングシステムが設けられていない。第3実施形態の油圧システムは、作動油を増量することが可能な構成である。
図7Aに示すように、油圧システム30Bは、第3油圧ポンプP3と、第3作動弁120と、第4作動弁121と、第8油路123とを備えている。
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、第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプ(作業系油圧ポンプ)とは異なる位置に設置されたポンプである。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。つまり、第4実施形態では、第1油圧ポンプP1、第2油圧ポンプP2、第3油圧ポンプP3は、定容量型のギヤポンプである。特に、第3油圧ポンプP3は、作動油を増量するためのポンプ、即ち、増量系の油圧ポンプである。
第8油路123は、第1油路83から分岐して第3油圧ポンプP3に接続する油路である。詳しくは、第8油路123の一端は、第1給排油路83aに接続され、第8油路123の他端は、第3油圧ポンプP3の吐出側に接続されている。
第3作動弁(ハイフロー弁)120は、第8油路123の中途部に設けられた弁であって、開度が変更可能な弁である。第3作動弁120は、パイロット圧で作動する2位置切換弁である。この第3作動弁120は、パイロット圧によって2つの切換位置(第1位置120aと第2位置120b)に切り換え可能ある。第3作動弁120が第1位置120aである場合には開度は略ゼロであって、第8油路123に流れる作動油の流量を零にする。また、第3作動弁120が第2位置120bである場合には開度は全開であって、第8油路123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、第3作動弁120は、第1位置120aであるときは第8油路123を遮断し、第2位置120bであるときは第8油路123を連通させる。
したがって、第3作動弁120を第2位置にすることによって、第3油圧ポンプP3から吐出した作動油を第8油路123に流すことができる。第8油路123に流れた作動油は、第1油路83に流れる作動油と合流する。その結果、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。
第3作動弁120の切換は、第4作動弁(切換弁)121によって行う。第4作動弁121は、電磁式の2位置切換弁である。第4作動弁121は、第1位置121aと第2位置121bとに切換可能である。第4作動弁121と第3作動弁120とは第9油路125により接続されている。詳しくは、第3作動弁120は、受圧部120cを有している。受圧部120cは、パイロット油を受圧することが可能である。第3作動弁120の受圧部120cと第4作動弁121とが第9油路125によって接続されている。
第4作動弁121が第1位置121aである場合には、第3作動弁120の受圧部120cにパイロット圧を作用させず、当該第3作動弁120を第1位置121aにする。第4作動弁121が第2位置121bである場合には、第3作動弁120の受圧部120cにパイロット圧を作用させ、当該第3作動弁120を第1位置120bにする。
第4作動弁121における第1位置121a及び第2位置121bの切換は、コントローラ98で行う。スイッチを最大位置まで操作すると、コントローラ98は、第4作動弁121のソレノイドを連続して励磁する。そうすると、第4作動弁121が第2位置121bに切り換わる。スイッチが最大位置でない場合は、コントローラ98は、第4作動弁121のソレノイドを消磁する。そうすると、第4作動弁121が第1位置121aに切り換わる。
第9油路125の中途部には、第7油路105の一端(受圧部101cに接続している側)と反対側の他端部が接続されている。また、第7油路105の中途部には、第2作動弁102が接続されている。なお、第7油路105において、第2作動弁102と第9油路125の接続部105aとの間である区間105bは、第3油路86の第1制御油路86aに接続されている。第7油路105の区間105bには、第9油路125側から第2作動弁側102へ作動油が流れることを許容し且つ、第2作動弁側102から第9油路125側へ作動油が流れることを阻止する逆止弁128が設けられている。
[第5実施形態]
第5実施形態は、油圧システムの変形例を示している。第5実施形態の油圧システムは、上述したオイルクーラ81及びロードセンシングシステムが設けられている。なお、ロードセンシングシステムは必ずしも設けられていなくてもよい。第5実施形態において、上述した実施形態と共通の構成は説明を省略する。
図8Aに示すように、第1油路83には、第5作動弁130が設けられている。詳しくは、第2給排油路83bの中途部に第5作動弁130が設けられている。また、第5作動弁130には、第5油路82が設けられている。第5作動弁130は、第1位置130aと第2位置130bとに切り換え可能な二位置切換弁である。第5作動弁130が第1位置130aである場合、第2給排油路83bと第5油路82とを連通する。第5作動弁130が第2位置130bである場合、第2給排油路83bを連通する。
第5作動弁130は、受圧部130cを有している。受圧部130cは、パイロット油を受圧することが可能であって、当該受圧部130cには、第10油路131が接続されている。第10油路131において、受圧部130cに接続している端部(一端部)と反対側の他端部は、第2制御油路86bに接続されている。
第10油路131の中途部には、第6作動弁132が設けられている。第6作動弁132は、第5作動弁130を切り換える弁である。第6作動弁132は、電磁弁であっても手動弁であってもよい。この実施形態では、第6作動弁132は、第1位置132aと第2位置132bとに切り換え可能な電磁式の二位置切換弁である。
第6作動弁132が第1位置132aである場合、第10油路131において、第2給排油路83b側から第5作動弁130の受圧部130cに作動油が流れるのを許容する。第6作動弁132が第2位置132bである場合、第10油路131の作動油が作動油タンク22に流れるのを許容する。
したがって、第6作動弁132が第1位置132aである場合、受圧部130cに所定のパイロット圧が作用するため、第5作動弁130を第2位置130bに切り換えることができる。第6作動弁132が第2位置132bである場合、受圧部130cにはパイロット圧が作用しないため、第5作動弁130を第1位置130aに切り換えることができる。なお、第6作動弁132の切換は、コントローラ98に接続されたスイッチ等で行うことが可能である。
図8Bは、第5実施形態における第5作動弁130の変形例を示している。図8に示す第5作動弁130では、第1位置130aである場合、第2給排油路83bを連通する。また、第2位置130bである場合、第2給排油路83bと第5油路82とを連通する。図8Bに示す油圧システムにおいて、第5作動弁130以外の構成は、図8Aと同様である。
[第6実施形態]
第6実施形態は、油圧システムの変形例を示している。第6実施形態の油圧システムは、上述したオイルクーラ81及びロードセンシングシステムが設けられている。なお、ロードセンシングシステムは必ずしも設けられていなくてもよい。第6実施形態において、上述した実施形態と共通の構成は説明を省略する。
図9に示すように、第2油路84は、第1給排油路83aと切換弁85とを繋ぐ第1ドレイン油路84aと、切換弁85と作動油タンク22とを接続する第7ドレイン油路84gとを含んでいる。第7ドレイン油路84gの中途部には、第5油路82が接続されている。また、第7ドレイン油路84gの中途部には、第3逆止弁(チェック弁)135が設けられている。第3逆止弁135は、所定圧以上の作動油が作動油タンク22側から第2油路84に向けて流れることを阻止し且つ第2油路84側から作動油タンク22へ向けて流れることを許容する。第5油路82は、第7ドレイン油路84gとは別系統で作動油タンク22に接続している。即ち、第5油路82は、中途部で分岐し且つ第7ドレイン油路84gに作動油タンク22に接続されている。第5油路82には、オイルクーラ81が接続されている。したがって、切換弁85を設けているため、接続部材50(予備アクチュエータ)からの戻り油を、予備制御弁56C(スプール)を介して作動油タンク22に戻す必要ななくなるため、圧損を減らすことができる。また、戻り油を、切換弁85を介してバイパスする場合と、バイパスしない場合のいずれの場合にも、オイルクーラ81に通すことができるため、効率的に作動油を冷却することができる。
なお、図9の油圧システムにおいては、第2作動弁102を第4油路87に設ける構成であってもよいし、図9の通りに第2作動弁102を設けない構成であってもよい。
上述した実施形態では、予備アクチュエータから戻って来た作動油(戻り油)の経路を変更していたが、走行装置や旋回装置等の回路でも適用が可能である。走行装置を例にとり説明する。
図10は、旋回装置の油圧回路の概略図である。旋回装置の油圧回路は図10に限定されない。また、旋回装置の油圧回路は閉回路でも開回路でもどちらでも良い。旋回装置の油圧回路は、バックホー等の作業機に適用可能である。
図10に示すように、旋回装置は作動油により作動する油圧機器の1つであって、旋回モータ150と、旋回モータ150の正転又は逆転の切換を行う切換弁151とを有している。旋回モータ150と、切換弁151とは、油路157に接続されている。切換弁151と、旋回を制御する旋回制御弁152とは第1油路83が接続されている。第1油路83には、第2油路84が接続されている。第2油路84には、第1作動弁101が接続されている。第2油路84の下流側には逆止弁155が設けられている。切換弁151の受圧部151a、151bと、第1作動弁101の受圧部101cとは、第7油路105により接続されている。第7油路105には絞り部156が接続されている。
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。
なお、複数の制御弁56を備えたコントロールバルブの中に、第1逆止弁77、第2逆止弁78、第1絞り部79等を設けてもよいし、コントロールバルブユニットと、切換弁101、第1逆止弁77、第2逆止弁78及び第1絞り部79を別体で構成してもよい。
また、第2油路84の全部又は一部を、コントロールバルブユニット内に設けてもよい。また、コントロールバルブユニット内に、第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bを設けてもよいし、第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bとコントロールバルブユニットとを別体で構成してもよい。また、第2油圧ポンプP2は、定容量ポンプであってもよいし、その他のポンプであってもよい。2つの定容量ポンプで、油圧機器に供給する作動油を増量する油圧システムであってもよい。即ち、予備アクチュエータに応じて、1つの定容量ポンプで作動油を供給したり、2つの定容量ポンプで作動油を供給するといったハイフロー仕様の油圧システムにも適用可能である。
上述した実施形態では、切換弁85を二位置切換弁としていたが、これに代え、パイロット圧で作動するパイロットチェック弁に置き換えてもよい。例えば、パイロットチェック弁の受圧部に油路を接続し、当該受圧部に作動油(パイロット油)の圧力を作用させることでパイロットチェック弁を開放する。また、パイロットチェック弁の受圧部に作動油の圧力を作用させないようにすることでパイロット弁を閉鎖する。
また、上述したスプールを有する弁に関して、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。
上述した実施形態では、作動油の排出は、作動油タンクにしていたが、その他の場所であってもよい。即ち、作動油を排出するための油路は、作動油タンク以外に接続されていてもよく、例えば、油圧ポンプの吸込部(作動油を吸い込む部分)に接続してもよいし、その他の個所に接続してもよい。
22 作動油タンク
56A ブーム制御弁
56B バケット制御弁
56C 予備制御弁
60A 第1電磁弁
60B 第2電磁弁
65 コントロールバルブユニット
70 第1検出油路
71 第2検出油路
72 流量補償弁
73 斜板制御部
75 第2作動弁
77 第1逆止弁
78 第2逆止弁
79 第1絞り部
80 第6油路
81 オイルクーラ
82 第5油路
83 第1油路
83a 第1給排油路
83b 第2給排油路
84 第2油路
84A 第2油路
84B 第2油路
86 第3油路
87 第4油路
87a 第4油路
87b 第4油路
90a 受圧部
90b 受圧部
99 操作部材
101 第1作動弁
101c 受圧部
102 第2作動弁
105 第7油路
120 第3作動弁
120c 受圧部
121 第4作動弁
123 第8油路
125 第9油路
130 第5作動弁
130c 受圧部
131 第10油路
132 第6作動弁
135 第3逆止弁

Claims (14)

  1. 作動油を貯留するタンクと、
    作動油によって作動する油圧機器と、
    油圧機器を制御する制御弁と、
    前記油圧機器と前記制御弁とを接続し、且つ、前記油圧機器と前記制御弁との間で作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路から分岐して前記タンクを接続し、且つ、前記油圧機器から前記制御弁に向かう作動油を排出可能な第2油路と、
    前記第2油路に設けられて且つ開度が変更可能な切換弁と、
    前記第2油路であって、前記切換弁と前記タンクとの間に設けられたオイルクーラと、
    を備えている作業機の油圧システム。
  2. 作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を、前記制御弁に通す第3油路と、
    前記第3油路と前記切換弁とを接続する第4油路と、
    を備え、
    前記切換弁の開度は、前記第3油路から前記第4油路に作用する前記パイロット油の圧力に基づいて設定される請求項1に記載の作業機の油圧システム。
  3. 前記制御弁から排出する作動油を前記タンクに流す第5油路と、
    前記所定圧以上の作動油が前記作動油タンクに向けて流れることを許容し且つ前記作動油タンクから前記制御弁に向けて流れる作動油を阻止する第1逆止弁と、
    を備えている請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。
  4. 前記第5油路と前記第2油路とは繋がっており、
    前記第1逆止弁は、前記第5油路から第2油路に向けて流れる作動油を許容し且つ前記第2油路から前記制御弁に向けて流れる作動油を阻止する請求項3に記載の作業機の油圧システム。
  5. 作動油によって駆動する走行モータと、
    前記走行モータに作用した作動油を、前記オイルクーラに通す第6油路と、
    前記第2油路に設けられ且つ前記オイルクーラから前記切換弁に向けて流れる作動油を阻止する第2逆止弁と、
    を備えている請求項1〜4のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
  6. 前記第2油路に作動油の流量を絞る第1絞り部を備えている請求項1〜5のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
  7. 前記第1油路は、前記油圧機器から前記制御弁へ戻る作動油である戻り油が流れる油路である請求項1〜6のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
  8. 作動油によって作動する油圧機器と、
    油圧機器を制御する制御弁と、
    前記油圧機器と前記制御弁とを接続し、且つ、前記油圧機器と前記制御弁との間で作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路に接続され、且つ、前記油圧機器から前記制御弁に向かう作動油を排出可能な第2油路と、
    前記作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を受圧する受圧部を有し、且つ、第2油路に設けられて開度が変更可能な第1作動弁と、
    前記第1作動弁の受圧部に接続される第7油路と、
    前記第7油路に設けられ且つ開度によって前記第1作動弁の受圧部に作用するパイロット油の圧力を変更可能な第2作動弁と、
    を備えている作業機の油圧システム。
  9. 前記第7油路は、前記制御弁の受圧部にパイロット油を供給する油路に接続されている請求項8に記載の作業機の油圧システム。
  10. 作動油を吐出する作業系の油圧ポンプと、
    作動油を吐出する増量系の油圧ポンプと、
    作動油によって作動する油圧機器と、
    油圧機器を制御する制御弁と、
    前記油圧機器と前記制御弁とを接続する第1油路と、
    前記第1油路に接続され且つ前記第1油路の作動油を排出可能な第2油路と、
    前記第1油路から分岐し且つ前記増量系の油圧ポンプに接続される第8油路と、
    前記作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を受圧する受圧部を有し、且つ、第2油路に設けられ前記受圧部に作用したパイロット油の圧力によって開度が変更可能な第1作動弁と、
    前記作動油のうち制御用として用いられる作動油であるパイロット油を受圧する受圧部を有し、且つ、第8油路に設けられて開度が変更可能な第3作動弁と、
    前記第1作動弁の受圧部に接続された第7油路と、
    前記第3作動弁の受圧部及び第7油路が接続される第9油路と、
    を備えている作業機の油圧システム。
  11. 前記第1油路は、前記制御弁の一方のポートに接続する第1給排油路と、前記制御弁の他方のポートに接続する第2給排油路とを含み、前記第8油路は、前記第1給排油路又は前記第2給排油路から分岐している請求項10に記載の作業機の油圧システム。
  12. 前記第7油路に設けられ且つ開度によって前記第1作動弁の受圧部に作用するパイロット油の圧力を変更可能な第2作動弁を備えている請求項10又は11に記載の作業機の油圧システム。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の作業機の油圧システムと、
    機体と、
    前記機体に設けられた作業装置と、
    前記作業装置に設けられ且つ前記第1油路の中途部に設けられた接続部材と、
    を備え、
    前記第1油路から前記第2油路に分岐する部分は、前記接続部材と前記制御弁との間に設けられている作業機。
  14. 請求項10に記載の作業機の油圧システムと、
    機体と、
    前記機体に設けられた作業装置と、
    前記作業装置に設けられ且つ前記第1油路の中途部に設けられた接続部材と、
    を備え、
    前記第1油路から前記第8油路に分岐する部分は、前記接続部材と前記制御弁との間に設けられている作業機。
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