JP6925832B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents
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Description
特許文献1では、第1油圧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に、
第2油圧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油圧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。
特許文献2では、ハイフロー弁とハイフロー弁を切り換えるハイフロー切換弁とを接続するパイロット油路に絞り部を設けると共に、パイロット油路に作動油を排出するブリード回路を設けることにより、ハイフロー弁の増量位置におけるサージ圧を緩和している。
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、作動油の増量時の衝撃を低減することを簡単に行う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。
作業機の油圧システムは、前記第1ポートに作動油を供給する第2パイロット油路と、前記第2パイロット油路に設けられた第2絞り部と、を備えている。
[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6及び図7に示すように、機体2と、この機体2に装着した作業装置3と、機体2を支持する走行装置4とを備えている。尚、図6及び図7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。
作業装置3は、ブーム22Lと、ブーム22Rと、ブーム22L及びブーム22Rの先端に装着した作業具(バケット)23とを備える。ブーム22Lは、機体2の左側に配置されている。ブーム22Rは、機体2の右側に配置されている。ブーム22Lとブーム22Rとは、連結体によって相互に連結されている。ブーム22L及びブーム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。ブーム22L及びブーム22Rの基部側と機体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ブーム22L及びブーム22Rが上下に揺動動作する。ブーム22L及びブーム22Rの先端側には、それぞれ装着ブラケット27が回動自在に支持され、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。また、装着ブラケット27とブーム22L及びブーム22Rの先端側中途部との間には、複動式油圧シリンダからなるチルトシリンダ28が介装されている。チルトシリンダ28の伸縮によってバケット23が揺動動作(スクイ・ダンプ動作)する。
図1は、作業機の油圧システムを示している。図1に示すように、作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプP1と、第2油圧ポンプP2と、第3油圧ポンプP3と、制御弁56と、操作弁60とを備えている。第1油圧ポンプP1、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される定容量型のギヤポンプであり、作動油を吐出する。
制御弁56は、パイロット油のパイロット圧によって第1位置56aと第2位置56bと中立位置56cとに切換可能な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と接続装置50とは、第1油路41により接続されている。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、第1切換弁71と、第2切換弁72と、第2油路73とを備えている。第2油路73は、第2油圧ポンプP2と第1油路41とを接続する油路である。即ち、第2油路73は、第1油路41に合流していて、第2油圧ポンプP2から吐出した作動油を第1油路41に供給する油路である。詳しくは、第2油路73は、第2油圧ポンプP2と第1切換弁71とを接続する第1増量油路73aと、第1切換弁71と第1油路41の第1供排油路41aとを接続する第2増量油路73bとを有している。なお、第2増量油路73bは、第1油路41の第1供排油路41aに接続されているがこれに代えて、第2供排油路41bに接続されていてもよい。
第2切換弁72は、第1位置72aと第2位置72bとに位置変更が可能な二位置切換弁である。第2切換弁72は、スプール(図示省略)を有していて、スプール(第2スプール)の移動によって第1位置72aと第2位置72bとに切り換えられる。スプールは、スプリング等の付勢部材74により第1位置72a側に押圧されている。
本体90は、鋳物や樹脂などで形成されている。本体90には、作動油を流す油路(内部油路)93が形成されている。内部油路93は、第1内部油路93aと、第2内部油路93bと、第3内部油路93cと、第4内部油路93dとを有している。
第2内部油路93bは、本体90に形成された油路であって、第1増量油路73aの作動油が導入される油路である。第2内部油路93bは、第1ポート71Aに連通している。
第4内部油路93dは、本体90に形成された油路であって、第1内部油路93aと第2内部油路93bとを連通する油路である。
スプール91は、円柱状に形成されている。円柱状のスプール91は、本体90の内部に形成された貫通孔94に挿入されている。図3Aに示すように、受圧室92bに作動油が作用していない場合、スプール91は、スプール91の一端(例えば、左側)と反対(例えば、右側)に設けられた付勢部材(例えば、スプリング)95により一端側に押圧されている。
具体的には、第1接続部91a及び第2接続部91bは、スプール91の外周面を環状に凹ますことにより形成した部分である。図3Bに示すように、スプール91を移動して、第1接続部91aを第2内部油路93bと第3内部油路93cとの両方に重複(対応)させる。即ち、第1切換弁71(スプール91)が第2位置71bである場合、第1接続部91aは、第2内部油路93bと第3内部油路93cを接続することができる。図3Aに示すように、スプール91を移動して、第1接続部91aを第3内部油路93cのみに重複(対応)させる。即ち、第1切換弁71が第1位置71aである場合、第1接続部91aは、第2内部油路93bと第3内部油路93cとの接続を遮断することができる。
さて、スプール91は、連通油路96を有している。連通油路96は、受圧部92(受圧室92b)が受圧した作動油を第1内部油路93aに流す油路である。図2、図3A及び図3Bに示すように、連通油路96は、スプール91の一方(長手方向の一方側)に設けられた受圧部92と、スプール91の他方(長手方向の他方側)に設けられた第1内部油路93aとを連通する油路である。詳しくは、連通油路96は、スプール91の一端側の外面(側方面)を中心から径方向に延びる第1連通路96aと、第1連通路96aに連通し且つスプール91の内部を一方側から他方側に延びる第2連通路96bと、第2連通路96bに連通し且つスプール91の内部を径方向に延びる第3連通路96cとを含んでいる。
第3連通路96cは、一又は複数であって、一端側(径内側)は第2連通路96bに連通していて他端側(径外側)は、スプール91の外周面に達していて、第2接続部91bに連通している。なお、図4D〜図4Fに示すように、第3連通路96cが複数である場合、当該複数の第3連通路96cは、スプール91の周方向に等間隔(60deg毎、45deg毎、90deg毎)に配置されている。つまり、複数の第3連通路96cは、スプール91の中心を通る直線に対して線対称に配置されている。
以上によれば、第2切換弁72を第2位置72bに切り換えれば、第3油圧ポンプP3から吐出したパイロット油が第2パイロット油路46及び第1パイロット油路49を通じて、第1切換弁71の受圧部92(受圧室92b)に供給される。このとき、図3Bに示すように、受圧室92に供給されたパイロット油の一部は、第1連通路96aによって第2連通路96bに案内され、第2連通路96bに入った作動油は、第3連通路96cを通過して、第1内部油路93a及び排出油路(第3ポート71C、第4ポート71D)に排出される。これにより、スプール91が第1位置71aから第2位置72bに移動する速度を低下させることができるため、作動油を増量する際の第1切換弁71の衝撃を緩和することができる。即ち、スプール91の形状を変更するだけで、作動油を増量する際の第1切換弁71の衝撃を緩和することができるため、従来に比べて部品点数を低減することが可能である。
[第2実施形態]
図5Aは、第2実施形態を示す油圧システムを示している。第2実施形態では、主として、第1実施形態と異なる構造について説明する。第2実施形態は、第1切換弁71のスプール91に第1実施形態で示した連通油路96を設けずに、その代わり、第2切換弁72の加工により作動油を増量する際の第1切換弁71の衝撃を緩和している。
図5Bは、第1切換弁71及び第2切換弁72の排出路を別々にした油圧システム(油圧回路)を示している。図5Bに示すように、第1切換弁71の第3ポート71C及び第4ポート71Dに排出路100が接続されている。第2切換弁72の第3ポート72C及び第4ポート72Dに排出路101が接続されている。また、第2増量油路73bの中途部には、排出路102が接続されている。排出路102は、排出路100に接続されていて、中途部にリリーフ弁103が接続されている。また、第2増量油路73bにおいて、排出路102が接続される接続部102aから第1油路41側(下流側)には、逆止弁104が接続されている。逆止弁104は、第2油路73から第1油路41へ向かう作動油を許容し且つ第1油路41から第2油路73へと向かう作動油を阻止する。
また、上述した実施形態では作動油の排出先は作動油タンク29であったが、適正に作動油を排出できる箇所であれば何でもよく、例えば、油圧ポンプの吸込み部であってもよいし、その他の箇所であってもよい。
32 原動機
41 第1油路
46 第2パイロット油路
49 第1パイロット油路
56 制御弁
71 第1切換弁
71a 第1位置
71b 第2位置
71A 第1ポート
71B 第2ポート
71C 第3ポート
71D 第4ポート
72 第2切換弁
72a 第1位置
72b 第2位置
72A 第1ポート
72B 第2ポート
72C 第3ポート
72D 第4ポート
73 第2油路
73a 第1増量油路
73b 第2増量油路
76a 第5内部油路
76b 第6内部油路
76c 絞り部
80 制御装置
91 スプール
91a 第1接続部
91b 第2接続部
92 受圧部
92a ポート
92b 受圧室
93 内部油路
93a 第1内部油路
93b 第2内部油路
93c 第3内部油路
93d 第4内部油路
94 貫通孔
94a 壁部
95 付勢部材
96 連通油路
96a 第1連通路
96b 第2連通路
96c 第3連通路
96d 第4連通路
97 第2絞り部
P1 第1油圧ポンプ
P2 第2油圧ポンプ
P3 第3油圧ポンプ
Claims (4)
- 作動油により作動する油圧アクチュエータと、
作動油を吐出する第1油圧ポンプと、
作動油を吐出する第2油圧ポンプと、
作動油を吐出する第3油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプから吐出した作動油が供給され且つ前記油圧アクチュエータに供給する作動油を制御する制御弁と、
前記制御弁と前記油圧アクチュエータとを接続する第1油路と、
前記第2油圧ポンプから吐出した作動油が供給され且つ前記第1油路に合流する第2油路と、
前記第3油圧ポンプから吐出した作動油を前記制御弁を操作する操作弁に供給する第1区間油路と該第1区間油路から分岐し且つ絞り部が設けられた第2区間油路とを有する第2パイロット油路における前記第2区間油路からの作動油を受圧する受圧部と、前記第1油路に作動油を供給しない第1位置と前記受圧部の作動油によって前記第1油路に作動油を供給する第2位置とに移動可能なスプールと、作動油を排出する第1内部油路とを有し、前記第2油路に設けられた第1切換弁と、
前記第1切換弁の前記受圧部に接続されたパイロット油路と、
前記パイロット油路に前記第2区間油路からの作動油を供給しないと共に前記パイロット油路を作動油タンクに連通させる第1位置と、前記パイロット油路に作動油を供給する第2位置とに切り換え可能な第2切換弁と、
前記第1切換弁に接続された排出路と、
を備え、
前記第1切換弁は、第1ポート、第2ポート、前記排出路に接続された第3ポートを含み、
前記第2油路は、前記第2油圧ポンプと前記第1切換弁の前記第1ポートとを接続する第1増量油路と、前記第1切換弁の第2ポートと前記第1油路とを接続する第2増量油路とを含み、
前記スプールは、前記第2切換弁が第2位置であるときに、前記受圧部が前記パイロット油路を介して受圧した作動油を前記第1内部油路に流しつつ前記第3ポートに連通する連通油路を有している作業機の油圧システム。 - 前記受圧部は、前記スプールの長手方向一方側に設けられ、前記第1内部油路は、前記スプールの長手方向の前記一方側とは反対側の他方側に設けられ、
前記連通油路は、前記スプールの内部を一方側から他方側まで延びる油路である請求項1に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1切換弁は、前記第1増量油路の作動油が導入される第2内部油路と、前記第2内部油路に導入された作動油を前記第2増量油路に流す第3内部油路と、前記第2内部油路と前記第1内部油路とを連通する第4内部油路とを有し、
前記スプールは、当該スプールが第1位置である場合に前記第4内部油路を開放し且つ当該スプールが第2位置である場合に前記第4内部油路を閉鎖する請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。 - 作動油により作動する油圧アクチュエータと、
作動油を吐出する第1油圧ポンプと、
作動油を吐出する第2油圧ポンプと、
作動油を吐出する第3油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプから吐出した作動油が供給され且つ前記油圧アクチュエータに供給する作動油を制御する制御弁と、
前記制御弁と前記油圧アクチュエータとを接続する第1油路と、
前記第2油圧ポンプから吐出した作動油が供給され且つ前記第1油路に合流する第2油路と、
前記第3油圧ポンプから吐出した作動油を受圧する受圧部と、前記第1油路に作動油を供給しない第1位置と前記受圧部の作動油によって前記第1油路に作動油を供給する第2位置とに移動可能なスプールとを有し、前記第2油路に設けられた第1切換弁と、
前記第1切換弁の受圧部に接続された第1パイロット油路と、
前記作動油が供給される第1ポートと、前記第1パイロット油路が接続する第2ポートと、前記作動油を作動油タンクに排出する排出ポートと、前記第1ポートと前記第2ポートとを遮断する第1位置と、前記第1ポートと前記第2ポートとを連通する第2位置とに移動自在なスプールと有する第2切換弁と、
を備え、
前記第2油路は、前記第2油圧ポンプと前記第1切換弁とを接続する第1増量油路と、前記第1切換弁と前記第1油路とを接続する第2増量油路とを含み、
前記第2切換弁は、前記スプールが前記第2位置である場合に当該第2切換弁の第1ポートと前記第2ポートとを接続する第5内部油路と、前記スプールが前記第2位置である場合に前記第5内部油路に接続し且つ前記排出ポートに接続する第6内部油路とを含み、
前記第2切換弁を前記第2位置に切り換えて前記第1切換弁の前記第1パイロット油路に作動油を流す場合に、前記第5内部油路は、前記第2切換弁の前記第1ポートから導入された作動油の一部を前記第2切換弁の前記第2ポートに流し、前記第6内部油路は、前記第5内部油路を流れる作動油の残りを前記排出ポートに流し、
前記第6内部油路に設けられた第1絞り部を備え、
前記第1ポート及び前記制御弁を操作する操作弁に作動油を供給する第2パイロット油路であって前記第3油圧ポンプから吐出した作動油を前記操作弁に供給する第1区間油路と該第1区間油路から分岐して前記第1ポートに接続される第2区間油路とを有する第2パイロット油路と、
前記第2パイロット油路における前記第2区間油路に設けられた第2絞り部と、
を備えている作業機の油圧システム。
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