JP6556569B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、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ものである。

作業機において、作動油を濾過するフィルタを設けた油圧システム（油圧回路）として、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示された油圧ショベルの油圧制御装置は、油圧ポンプから作業具に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、油圧ポンプと作業具との間に設けられ且つ油圧ポンプから作業具に供給される圧油の圧力を制御する流体制御弁と、作業具からタンクに戻る油路に設けられるフィルタと、フィルタの目詰まり状態を検出する目詰まり状態検出手段と、目詰まり状態検出手段によりフィルタの目詰まり状態が検出されたときには、フィルタの目詰まり状態が検出されていないときに比べて、作業具に供給される圧油の圧力が低下するように流体制御弁を制御する制御手段とを備えている。

特開２０１４−１７３３２６号公報

特許文献１では、流体制御弁によって、フィルタの目詰まり状態が検出されたときには、フィルタの目詰まり状態が検出されていないときに比べて、作業具に供給される圧油の圧力が低下させている。特許文献１では、作業具に供給される圧油の圧力を低下させることによってフィルタの保護を行っている。しかしながら、特許文献１は、作業具からタンクに戻る油路に設けられるフィルタを保護できるものの、油圧機器等の下流側に設けられるフィルタを保護を行うことができなかった。

そこで、本発明は、上述の問題点に鑑み、油圧機器の下流に設けられたフィルタを保護す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。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業機の油圧システムは、作動油を貯留するタンクと、作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油により作動する油圧機器と、前記油圧機器の下流に設けられたフィルタと、前記フィルタと油圧機器とを接続する第１油路と、前記フィルタの上流に設けられ、前記第１油路の作動油を受圧する受圧部を有し且つ前記受圧部が受圧した前記第１油路の作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変するリリーフ弁と、前記第１油路と前記リリーフ弁の前記受圧部とを接続し且つ、前記第１油路の作動油の圧力を前記受圧部に作用させる第２油路と、を備えている。

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、作動油により作動する油圧機器と、前記油圧機器の下流に設けられたフィルタと、前記油圧機器の一次側と二次側とを連結するバイパス油路と、前記フィルタと油圧機器とを接続する第１油路と、前記フィルタの上流に設けられ、前記作動油を受圧する受圧部を有し且つ前記受圧部で受圧した作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変するリリーフ弁と、前記バイパス油路と前記リリーフ弁の前記受圧部とを接続する第３油路と、を備え、前記リリーフ弁の受圧部は、前記第３油路を介して前記バイパス油路の作動油の圧力が作用し、当該受圧部に作用した作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変する。

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、作動油により作動する油圧機器と、前記油圧機器の下流に設けられたフィルタと、前記フィルタと油圧機器とを接続する第１油路と、前記フィルタの上流に設けられ、作動油が入る入力ポートを有し且つ前記入力ポートに入った作動油の温度に基づいてリリーフする設定圧が可変するリリーフ弁と、前記油圧機器の一次側と二次側とを連結するバイパス油路と、を備え、前記入力ポートは、リリーフする作動油が入るポートと、前記作動油とは別に前記バイパス油路の作動油が入るポートとを含む。

また、前記リリーフ弁は、作動油が受圧する受圧部と、前記受圧部に作用する作動油の圧力が高くなるにつれて前記設定圧が低く且つ前記受圧部に作用する作動油の圧力が低くなるにつれて前記設定圧が高くなる設定部材と、を有している。
また、前記リリーフ弁は、前記入力ポートに入った作動油の温度が高くなるにつれて前記設定圧が低く且つ前記入力ポートに入った作動油の温度が低くなるにつれて前記設定圧が高くなる設定部材を有している。

また、前記油圧機器は、作動油によって回転する油圧モータと、前記油圧モータの回転により回転するファンと、前記油圧モータの一次側と二次側とを連結するバイパス油路と、前記バイパス油路に設けられた作動弁とを有している。
また、前記油圧機器は、作動油によって回転する油圧モータと、前記油圧モータの回転により回転するファンと、前記バイパス油路に設けられた作動弁とを有している。

また、前記リリーフ弁は、前記油圧ポンプと前記油圧機器との間の油路に設けられている。
また、前記リリーフ弁は、前記油圧ポンプと前記油圧機器との間の油路に設けられ、前記フィルタに掛かる圧力の上昇が予測される所定条件下では、前記作動弁を作動させることにより前記ファンの回転数を上昇させる制御装置を備えている。

本発明によれば、油圧機器の下流に設けられたフィルタを保護することができる。

第１実施形態における作業系油圧システムを示す図である。 第１実施形態における作業系油圧システムの変形例を示す図である。 第２実施形態における作業系油圧システムを示す図である。 第２実施形態における作業系油圧システムの変形例を示す図である。 作業系油圧システムの第１変形例を示す図である。 作業系油圧システムの第２変形例を示す図である。 作業系油圧システムの第３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、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図６は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図６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６の左側）を前方、運転者の後側（図６の右側）を後方、運転者の左側（図６の手前側）を左方、運転者の右側（図６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、制御リンク１３と、ブームシリンダＣ１と、バケットシリンダＣ２とを有する。ブーム１０は、機体２の左及び右に設けられている。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Ｃ１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Ｃ１は、機体２の左側及び右側に設けられている。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Ｃ１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Ｃ１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Ｃ１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Ｃ１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Ｃ２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Ｃ２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）３０について説明する。

図１に示すように、作業系油圧システム３０は、少なくとも予備アタッチメント等を作動させるシステムである。なお、作業系システム３０は、予備アタッチメントの他に、ブーム１０、バケット１１等を作動させることが可能であるが、ブーム１０及びバケット１１を作動させる回路は従来と同様であるため、説明を省略する。
作業系システム３０は、第１油圧ポンプＰ１と、第２油圧ポンプＰ２と、制御弁５６とを備えている。

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）２２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、第１油圧ポンプＰ１とは異なる位置に設置され且つ、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、作動油タンク２２に貯留された作動油を吐出可能である。なお、説明の便宜上、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油のことを「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。

第１油圧ポンプＰ１の吐出側には、メイン油路（油路）３９が設けられている。このメイン油路３９には、制御弁５６が接続されている。制御弁５６は、切換可能な弁であって、予備アタッチメントに装着された油圧アクチュエータ３３を制御可能な弁である。油圧アクチュエータ３３とは、油圧シリンダ、油圧モータ等である。
制御弁５６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。制御弁５６は、パイロット圧によって、第１位置６２ａ、第２位置６２ｂ、第３位置（中立位置）６２ｃに切り換わる。即ち、制御弁５６は、第１位置６２ａ、第２位置６２ｂ及び第３位置６２ｃに切り換わることによって、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ３３へ向かう作動油の方向、流量及び圧力を制御する。

制御弁５６には、給排油路８３が接続されている。給排油路８３の一端は、制御弁５６の給排ポートに接続され、給排油路８３の中途部は、接続部材５０に接続され、給排油路８３の他端部は、油圧アクチュエータ３３に接続される。
詳しくは、給排油路８３は、制御弁５６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、給排油路８３は、制御弁５６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、制御弁５６を操作することによって、制御弁５６から第１給排油路８３ａに向けて作動油を流したり、制御弁５６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。

制御弁５６は、複数の比例弁６０によって操作される。比例弁６０は、励磁によって開度が変更可能な電磁弁である。複数の比例弁６０は、第１比例弁６０Ａと、第２比例弁６０Ｂである。第１比例弁６０Ａ及び第２比例弁６０Ｂには、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油（パイロット油）が供給可能である。
制御弁５６と、比例弁６０（第１比例弁６０Ａと、第２比例弁６０Ｂ）とは、制御油路８６により接続されている。

制御油路８６は、パイロット油を比例弁６０（第１比例弁６０Ａと、第２比例弁６０Ｂ）を介して制御弁５６に流す油路である。制御油路８６は、鋼管、パイプ、ホース等で構成されている。制御油路８６は、第１比例弁６０Ａと制御弁５６の受圧部６１ａとを接続する第１制御油路８６ａと、第２比例弁６０Ｂと制御弁５６の受圧部６１ｂとを接続する第２制御油路８６ｂとを含んでいる。

比例弁６０（第１比例弁６０Ａと、第２比例弁６０Ｂ）の操作（開閉）は、制御装置９０で行う。制御装置９０は、ＣＰＵ等から構成されている。制御装置９０には、操作部材９３が接続されている。制御装置９０には、操作部材９３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９３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。

制御装置９０は、操作部材９３が操作されると、当該操作部材９３の操作量に応じた電流を、第１比例弁６０Ａのソレノイド、或いは、第２比例弁６０Ｂのソレノイドに印加する。即ち、第１比例弁６０Ａや第２比例弁６０Ｂは、操作部材９３の操作量に応じて開度が変更される。
例えば、操作部材９３を一方向に揺動、或いは、スライドすることによって、第１比例弁６０Ａの開度を調整した結果、受圧部６１ａに作用するパイロット圧が所定以上になると、制御弁５６のスプールが移動して当該制御弁５６は、第３位置６２ｃから第１位置６２ａに切り換わる。また、例えば、操作部材９３を他方向に揺動、或いは、スライドすることによって、第２比例弁６０Ｂの開度を調整した結果、受圧部６１ｂのパイロット圧が所定以上になると、制御弁５６のスプールが移動して当該制御弁５６は、第３位置６２ｃから第２位置６２ｂに切り換わる。以上のように、制御弁５６を切り換えることによって、予備アクチュエータ３３を作動させることができる。

図１に示すように、第２油圧ポンプＰ２の吐出側には、油路（吐出油路）４０が接続されている。また、吐出油路４０には、油圧機器５１と、フィルタ５３と、比例弁６０（第１比例弁６０Ａ、第２比例弁６０Ｂ）が接続されている。即ち、吐出油路４０は、第２油圧ポンプＰ２と油圧機器５１とを接続する油路４０ａと、油圧機器５１とフィルタ５３とを接続する油路４０ｂと、フィルタ５３と比例弁６０とを接続する油路４０ｃとを含んでいる。

油圧機器５１は、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油（パイロット油）により作動する機器である。フィルタ５３は、作動油を濾過するフィルタであって、油圧機器５１の下流側に設けられている。
具体的には、油圧機器５１は、冷却を行う冷却機器である。この冷却機器５１は、例えば、原動機７の周囲に配置され、原動機７等を冷却する。なお、冷却機器５１の配置は、前述したものに限定されない。

冷却機器５１は、油圧モータ５１ａと、ファン５１ｂと、作動弁５１ｃとを有している。油圧モータ５１ａは、作動油によって回転するモータで、一次側のポート（入力ポート）５１ｎが油路４０ａに接続され、二次側のポート（出力ポート）５１ｕが油路４０ｂに接続されている。ファン５１ｂは、油圧モータ５１ａの回転により回転可能であって、当該油圧モータ５１ａの回転軸に設けられている。作動弁５１ｃは、油圧モータ５１ａ（ファン５１ｂ）の回転速度を変更するための弁であって、ソレノイドを励磁することによって開度が変更する電磁弁で構成されている。

冷却機器５１の一次側と冷却機器５１の二次側とは、バイパス油路４０ｄによって接続されている。バイパス油路４０ｄの中途部に、作動弁５１ｃが接続されている。詳しくは、バイパス油路４０ｄは、油圧モータ５１ａの入力ポート５１ｎの下流側と、油圧モータ５１ａの出力ポート５１ｕの上流側とを接続している。バイパス油路４０ｄに作動弁５１ｃが接続されている。

作動弁５１ｃの制御は、制御装置９０によって行う。例えば、原動機７の周囲の雰囲気温度（雰囲気温度）、或いは、原動機７の駆動系の温度（駆動温度）が予め定められた所定温度に達すると、制御装置９０は、冷却機器５１を駆動させる信号（駆動信号）を作動弁５１ｃに出力する。作動弁５１ｃに駆動信号が入力されると、当該作動弁５１ｃの開度を所定値に設定にする。そうすると、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油は、油圧モータ５１ａへ流入し、油圧モータ５１ａは開度に応じて回転する。一方、雰囲気温度、或いは、駆動温度が予め定められた所定温度未満になると、制御装置９０は、停止させる信号（停止信号）を作動弁５１ｃに出力する。作動弁５１ｃに停止信号が入力されると、当該作動弁５１ｃを全開する（開度を最も大きくする）。そうすると、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油の一部又は全部は、バイパス油路４０ｄに流入して、油圧モータ５１ａは停止する。即ち、バイパス油路４０ｄ及び作動弁５１ｃの開度の変更によって、油圧モータ５１ａへ流入する作動油の流量を制御することができる。

なお、制御装置９０による作動弁５１ｃの制御（冷却機器５１の制御）は、上述したものに限定されない。例えば、雰囲気温度、或いは、駆動温度が予め定められた所定温度未満である場合には、油圧モータ５１ａを低速で回転させる構成であってもよいし、雰囲気温度或いは駆動温度以外の要因で、油圧モータ５１ａ（ファン５１ｂ）を回転させてもよい。

また、制御装置９０は、フィルタ５３に掛かる圧力の上昇が予測される所定条件下では、作動弁５１ｃを作動させることによりファン５１ｂの回転数を上昇させてもよい。例えば、低温の環境下において原動機７を始動する場合（所定条件１）、原動機７の回転数を上昇させる場合（所定条件２）、原動機７の回転数を高回転にする場合（所定条件３）等は、フィルタ５３に掛かる圧力の上昇が予測される。所定条件１〜所定条件３の条件である場合には、制御装置９０は、ファン５１ｂの回転数を、条件が整う前の回転数よりも上昇させる。このようにファン５１ｂの回転数を上昇させることによって、フィルタ５３の上流側の作動油の圧力を事前に下げることができる。

さて、油路４０ａの中途部、即ち、第２油圧ポンプＰ２と油圧モータ５１ａの入力ポート５１ｎとの区間には、当該油路４０ａと作動油タンク２２とを連結する油路４０ｅが接続されている。油路４０ｅの中途部には、リリーフ弁５２Ａが接続されている。リリーフ弁５２Ａは、作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変する弁であって、設定圧を設定するための設定部材５２ａと、作動油を受圧する受圧部５２ｂとを有している。

設定部材５２ａは、スプリングを含んでいる。スプリングは、リリーフ弁５２Ａに内蔵された弁体を閉鎖する方向に付勢している。スプリングの付勢力によってリリーフ弁５２Ａの設定圧が決まる。受圧部５２ｂは、作動油を受圧する部分である。ここで、受圧部５２ｂに作動油の圧力を加えると、当該受圧部５２ｂにスプリングの付勢力に抗する力（対向する力）が働き、受圧部５２ｂ等でスプリングを付勢力に抗する方向に押すため、設定圧を可変することができる。即ち、受圧部５２ｂに作用する作動油の圧力が高くなるにつれて、スプリングを付勢方向とは反対方向に押す力が増加し、受圧部５２ｂに作用する作動油の圧力が低くなるにつれて、スプリングを付勢方向とは反対方向に押す力が減少する。つまり、設定部材５２ａは、受圧部５２ｂに作用する作動油の圧力が高くなるにつれて設定圧が低く且つ受圧部５２ｂに作用する作動油の圧力が低くなるにつれて設定圧が高くなる。

図１に示すように、フィルタ５３と冷却機器５１とを接続する油路（第１油路という）４０ｂには、油路（第２油路という）４０ｆが接続されている。第２油路４０ｆは、第１油路４０ｂとリリーフ弁５２Ａとを接続する油路である。第２油路４０ｆの一端は、第１油路４０ｂであって出力ポート５１ｕとフィルタ５３とを結ぶ区間に接続され、他端は、リリーフ弁５２Ａの受圧部５２ｂに接続されている。したがって、第１油路４０ｂの作動油の圧力が、第２油路４０ｆを介してリリーフ弁５２Ａに作用する。

以上、作業系油圧システム３０によれば、リリーフ弁５２Ａを作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変する弁とし、フィルタ５３の上流側とリリーフ弁５２Ａとを第２油路４０ｆで接続している。このようなことから、作動油が低温である場合等に、フィルタ５３に大きな負荷が掛からないようにすることができる。
例えば、作動油の温度が０度以下の場合、特に、作動油の温度が氷点下１０度（−１０度）以下といった非常に低温である場合では、作動油の粘度が非常に高くなる。即ち、低温とは、作業機で一般的に用いられる粘度グレード（動粘度）の作動油における粘度が非常に高くなる温度域であって、この高い粘度の影響を受けて、油路における油圧が上昇しやすい温度である。作動油が低温である場合に、作動油をフィルタに流すと当該フィルタに大きな負荷が掛かることになる。

本発明では、フィルタ５３の上流側の第１油路４０ｂに流れる作動油の圧力は、第２油路４０ｆを介してリリーフ弁５２Ａの受圧部５２ｂに作用する。ここで、第１油路４０ｂの作動油の圧力が上がると、リリーフ弁５２Ａの受圧部５２ｂに作用する圧力も、第１油路４０ｂの作動油の圧力に連動して上がることになる。リリーフ弁５２Ａは、受圧部５２ｂに作用した圧力が上昇すると設定圧が下がるため、油路４０ｅから作動油タンク２２へ流れる作動油が多くなる。その結果、作動油の温度が低く当該作動油の粘性が高くなる場合でも、第１油路４０ｂに掛かる作動油の圧力は大きくなることが無いため、フィルタ５３を保護することができる。

一方、作動油の温度が高くなると、作動油の粘性は低くなり、第１油路４０ｂの作動油の圧力が下がることになる。リリーフ弁５２Ａの受圧部５２ｂに作用する作動油の圧力は下がることで設定圧は上昇し、油路４０ｅから作動油タンク２２へ流れる作動油が少なくなる。その結果、作動油の温度が高く当該作動油の粘性が低くなった場合には、より多くの作動油を冷却機器５１に流すことができ、油圧モータ５１ａ（ファン５１ｂ）を高速で回転させることができる。

つまり、上述した作業系油圧システム３０では、冷却機器５１の下流側にフィルタ５３を設けた構造において、作動油が低温時には、冷却機器５１の上流側から作動油タンク２２に戻す作動油を多くすることで冷却機器５１の下流側のフィルタ５３を保護する。さらに、作動油の温度が高温時には、冷却機器５１の上流側から作動油タンク２２に戻す作動油を減らすことで、冷却機器５１の性能を確保して当該冷却機器５１のファン５１ｂを高回転に回転させることができる。

図２は、上述した作業系油圧システム３０の変形例を示す図である。図２に示す変形例では、バイパス油路４０ｄとリリーフ弁５２Ａとを第３油路４０ｇで接続している。なお、変形例では、第３油路４０ｇ以外の構成は、上述した実施形態と同じである。
第３油路４０ｇは、バイパス油路４０ｄであって作動弁５１ｃの下流側の部分と、リリーフ弁５２Ａの受圧部５２ｂとを接続している。これによれば、作動油が低温であることに起因してバイパス油路４０ｄの作動油の粘性が高い場合でも、バイパス油路４０ｄの下流側に位置するフィルタ５３を保護することができる。

例えば、作動油が低温である場合は外気も低温であることが多い。そのため、制御装置９０の制御により、油圧モータ５１ａ（ファン５１ｂ）は停止或いは非常に低速で回転させることになる。ここで、油圧モータ５１ａを停止或いは低速で回転させている状況下では、作動弁５１ｃは全開であるため、作動油の圧力は、バイパス油路４０ｄを介してフィルタ５３に作用することになる。本発明では、バイパス油路４０ｄとリリーフ弁５２Ａの受圧部５２ｂとを接続しているため、バイパス油路４０ｄの作動油の圧力が受圧部５２ｂに作用する。それゆえ、バイパス油路４０ｄの作動油の圧力に連動して、油路４０ｅから作動油タンク２２へ流れる作動油を多くすることができる。その結果、バイパス油路４０ｄの下流側にあるフィルタ５３に大きな負荷が掛かることを防止することができる。
［第２実施形態］
図３は、第２実施形態による作業系油圧システムを示す図である。図３は、作業系油圧システムにおいて、第１実施形態で示したリリーフ弁５２Ａを、別のリリーフ弁５２Ｂに変更した回路を示している。第２実施形態では、リリーフ弁５２Ｂ以外の構成は、第１実施形態と同様である。

リリーフ弁５２Ｂは、作動油の温度に基づいてリリーフする設定圧が可変する弁であって、設定圧を設定するための設定部材５２ａと、第１入力ポート（第１入力部）５２ｃと、第２入力ポート（第２入力部）５２ｄと、出力ポート（出力部）５２ｅとを有している。
設定部材５２ａは、温度によって形状或いは付勢力が変化するスプリングを含んでいる。スプリングは、リリーフ弁５２Ｂに内蔵された弁体を閉鎖する方向に付勢している。第２入力ポート５２ｄは、吐出油路４０が接続され、出力ポート５２ｅは作動油タンク２２に接続されている。

第１入力ポート５２ｃは、作動油が入る部分であって第２油路４０ｆが接続されている。第１入力ポート５２ｃに作動油が入ると、当該第１入力ポート５２ｃに入った作動油の温度がスプリングに伝わり、当該作動油の温度によってスプリングの形状等が変化して、設定圧が変わる。即ち、スプリングに伝わる作動油の温度が高くなるにつれてスプリングは付勢力が低下し、スプリングに伝わる作動油の温度が低くなるにつれてスプリングは付勢力が大きくなる。つまり、設定部材５２ａは、第１入力ポート５２ｃに入った作動油の温度が高くなるにつれて設定圧が低く且つ第１入力ポート５２ｃに入った作動油の温度が低くなるにつれて設定圧が高くなる。

以上、作業系油圧システム３０によれば、リリーフ弁５２Ｂを作動油の温度に基づいてリリーフする設定圧が可変する弁とし、フィルタ５３の上流側とリリーフ弁５２Ｂとを第２油路４０ｆで接続している。
これによれば、フィルタ５３の上流側の第１油路４０ｂに流れる作動油は、第２油路４０ｆ及び第１入力ポート５２ｃを介してリリーフ弁５２Ｂに入る。第１油路４０ｂの作動油が低温であると、リリーフ弁５２Ｂに入る作動油も低温である。リリーフ弁５２Ｂは、第１入力ポート５２ｃに入った温度に応じて設定圧が下がるため、油路４０ｅから作動油タンク２２へ流れる作動油が多くなる。その結果、作動油の温度が低く当該作動油の粘性が高くなる場合でも、第１油路４０ｂに掛かる作動油の圧力は大きくなることが無いため、フィルタ５３を保護することができる。

一方、作動油の温度が高くなると、リリーフ弁５２Ｂに入る作動油の温度も高くなり、設定圧は上昇し、油路４０ｅから作動油タンク２２へ流れる作動油が少なくなる。その結果、作動油の温度が高く当該作動油の粘性が低くなった場合には、より多くの作動油を冷却機器５１に流すことができ、油圧モータ５１ａ（ファン５１ｂ）を高速で回転させることができる。

図４は、第２実施形態の作業系油圧システム３０の変形例を示す図である。図４に示す変形例では、バイパス油路４０ｄとリリーフ弁５２Ｂとを第３油路４０ｇで接続している。なお、変形例では、第３油路４０ｇ以外の構成は、第２実施形態と同じである。
第３油路４０ｇは、バイパス油路４０ｄであって作動弁５１ｃの下流側の部分と、リリーフ弁５２Ｂの第１入力ポート５２ｃとを接続している。これによれば、作動油が低温であってバイパス油路４０ｄを流れる作動油の温度が低い場合でも、バイパス油路４０ｄの下流側に位置するフィルタ５３を保護することができる。

上述した実施形態では、フィルタ５３の上流側に配置する油圧機器５１として冷却機器を例示したが、冷却機器以外の機器であっても適用可能である。また、第２油圧ポンプＰ２は、定容量型のギヤポンプに限定されず、斜板形可変容量アキシャルポンプであっても、その他のポンプであってもよい。
また、上述した実施形態では、第１油路４０ｂ（油圧機器５１とフィルタ５３とを繋ぐ油路）とリリーフ弁５２Ｂとを繋ぎ、第１油路の作動油の温度が低下した場合にリリーフ弁５２Ｂの設定圧を低くしていた。これに代え、フィルタ５３の上流側であって第２油圧ポンプＰ２と油圧機器５１とを繋ぐ油路４０ａとリリーフ弁５２Ｂとを繋ぎ、油路４０ａの作動油の温度が低下した場合にリリーフ弁５２Ｂの設定圧を低くしてもよい。

図５Ａ〜図５Ｃは、上述した実施形態における変形例を示している。図５Ａに示すように、リリーフ弁５２Ｃは、雰囲気の温度に基づいてリリーフする設定圧が可変する弁であってもよい。リリーフ弁５２Ｃは、設定部材５２ｆと、作業機１内の雰囲気（空気）が入る第３入力ポート（入力部）５２ｇとを有している。設定部材５２ｆは、第３入力ポート５２ｇに入った空気の温度が低くなるにつれて設定圧が低く且つ空気の温度が高くなるにつれて設定圧が低くなる。リリーフ弁５２Ｃ及びフィルタ５３とは、エンジンルーム等の同じ場所に配置されている。そのため、雰囲気温度に応じてリリーフ弁５２Ｃの設定圧を変更することができる。なお、第３入力ポート５２ｇは作業機１の外気が入る構成であってもよい。

図５Ｂに示すように、リリーフ弁５２Ｄは、リリーフする作動油に応じて設定部材５２ａの設定圧が可変する弁であってもよい。即ち、上述した実施形態では、第１入力ポート５２ｃを設けて、当該第１入力ポート５２ｃに入った作動油によって設定圧を変更した。これに代え、リリーフ弁５２Ｄは、リリーフされる作動油が入る第２入力ポート５２ｄの温度によって設定部材５２ａの設定圧を変える。即ち、リリーフ弁５２Ｄは、第２入力ポート５２ｄから入った作動油する温度が設定部材５２ａに伝達する構成である。そのため、吐出油路４０の作動油がリリーフ弁５２Ｄに流れる場合に、設定部材５２ａの設定圧を変更することができる。

図５Ｃに示すように、リリーフ弁５２Ｄの第２入力ポート５２ｄと出力ポート５２ｅとの間に絞り部を有するバイパス油路４０ｈを設ける。このようにすれば、リリーフ弁５２Ｄが閉鎖状態でもバイパス油路４０ｈを通って作動油を循環させることができるため、循環している作動油の温度によって、設定部材５２ａの設定圧を変更することができる。なお、図５Ｃにおいて、バイパス油路４０ｈは、出来る限り、第２入力ポート５２ｄ及び出力ポート５２ｅに設けることが好ましい。また、パイパス油路４０ｈを、リリーフ弁５２１Ｄを構成する本体内に組み込んでもよい。

上述した実施形態の内容と、特開２０１３−１１７２５４号公報に示された全ての内容とのあらゆる組合せを適用してもよく、リリーフ弁の設定圧の変更に関して当該公報に示された内容と上述した実施形態の内容とを組み合わせ可能である。
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。

１ 作業機
７ 原動機
４０ｃ 第１油路
４０ｄ バイパス油路
４０ｆ 第２油路
４０ｇ 第３油路
５１ 油圧機器
５１ａ 油圧モータ
５１ｂ ファン
５１ｃ 作動弁
５２Ａ リリーフ弁
５２Ｂ リリーフ弁
５２Ｃ リリーフ弁
５２Ｄ リリーフ弁
５２ａ 設定部材
５２ｂ 受圧部
５２ｃ 第１入力ポート
５２ｄ 第２入力ポート
５２ｅ 出力ポート
５２ｆ 設定部材
５２ｇ 第３入力ポート
５３ フィルタ

Claims (9)

1. 作動油を貯留するタンクと、
   作動油を吐出する油圧ポンプと、
   作動油により作動する油圧機器と、
   前記油圧機器の下流に設けられたフィルタと、
   前記フィルタと油圧機器とを接続する第１油路と、
   前記フィルタの上流に設けられ、前記第１油路の作動油を受圧する受圧部を有し且つ前記受圧部が受圧した前記第１油路の作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変するリリーフ弁と、
   前記第１油路と前記リリーフ弁の前記受圧部とを接続し且つ、前記第１油路の作動油の圧力を前記受圧部に作用させる第２油路と、
   を備えている作業機の油圧システム。
2. 作動油を吐出する油圧ポンプと、
   作動油により作動する油圧機器と、
   前記油圧機器の下流に設けられたフィルタと、
   前記油圧機器の一次側と二次側とを連結するバイパス油路と、
   前記フィルタと油圧機器とを接続する第１油路と、
   前記フィルタの上流に設けられ、前記作動油を受圧する受圧部を有し且つ前記受圧部で受圧した作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変するリリーフ弁と、
   前記バイパス油路と前記リリーフ弁の前記受圧部とを接続する第３油路と、
   を備え、
   前記リリーフ弁の受圧部は、前記第３油路を介して前記バイパス油路の作動油の圧力が作用し、当該受圧部に作用した作動油の圧力に基づいてリリーフする設定圧が可変する作業機の油圧システム。
3. 作動油を吐出する油圧ポンプと、
   作動油により作動する油圧機器と、
   前記油圧機器の下流に設けられたフィルタと、
   前記フィルタと油圧機器とを接続する第１油路と、
   前記フィルタの上流に設けられ、作動油が入る入力ポートを有し且つ前記入力ポートに入った作動油の温度に基づいてリリーフする設定圧が可変するリリーフ弁と、
   前記油圧機器の一次側と二次側とを連結するバイパス油路と、
   を備え、
   前記入力ポートは、リリーフする作動油が入るポートと、前記作動油とは別に前記バイパス油路の作動油が入るポートとを含む作業機の油圧システム。
4. 前記リリーフ弁は、作動油が受圧する受圧部と、前記受圧部に作用する作動油の圧力が高くなるにつれて前記設定圧が低く且つ前記受圧部に作用する作動油の圧力が低くなるにつれて前記設定圧が高くなる設定部材と、を有している請求項１又は２に記載の作業機の油圧システム。
5. 前記リリーフ弁は、前記入力ポートに入った作動油の温度が高くなるにつれて前記設定圧が高く且つ前記入力ポートに入った作動油の温度が低くなるにつれて前記設定圧が低くなる設定部材を有している請求項３に記載の作業機の油圧システム。
6. 前記油圧機器は、作動油によって回転する油圧モータと、前記油圧モータの回転により回転するファンと、前記油圧モータの一次側と二次側とを連結するバイパス油路と、前記バイパス油路に設けられた作動弁とを有している請求項１に記載の作業機の油圧システム。
7. 前記油圧機器は、作動油によって回転する油圧モータと、前記油圧モータの回転により回転するファンと、前記バイパス油路に設けられた作動弁とを有している請求項３又は５に記載の作業機の油圧システム。
8. 前記リリーフ弁は、前記油圧ポンプと前記油圧機器との間の油路に設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
9. 前記リリーフ弁は、前記油圧ポンプと前記油圧機器との間の油路に設けられ、前記フィルタに掛かる圧力の上昇が予測される所定条件下では、前記作動弁を作動させることにより前記ファンの回転数を上昇させる制御装置を備えている請求項６又は７に記載の作業機の油圧システム。

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