JP6961523B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents

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に関する。

従来、作業機の油圧システムとして特許文献１が知られている。特許文献１の作業機は、ブームと、バケットと、ブームを作動させるブームシリンダと、バケットを作動させるバケットシリンダと、予備アタッチメントを作動させる予備アクチュエータと、ブームシリンダの伸縮を制御する第１制御弁と、バケットシリンダの伸縮を制御する第２制御弁と、予備アクチュエータを作動させる第３制御弁を備えている。

特開２０１０−２７０５２７号公報

特許文献１の作業機では、第１制御弁のスプールを操作していない場合には、ポンプから吐出した作動油は、第１制御弁の内部を通過して第２制御弁及び第３制御弁に供給することが可能である。一方、第１制御弁のスプールを操作した場合では、ブームシリンダから第１制御弁に戻ってきた作動油（戻り油）を、第２制御弁及び第３制御弁に供給することが可能である。即ち、特許文献１の作業機の油圧回路では、上流側の制御弁（第１制御弁）から戻って来た戻り油を下流側の制御弁（第２制御弁、第３制御弁）に供給するシリーズ回路を採用している。しかしながら、シリーズ回路では、上流側の制御弁の作動時などに、下流側の第２制御弁や第３制御弁等を作動させることが難しくなる場合があった。

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、シリーズ回路において、複数の制御弁（油圧アクチュエータ）を容易に作動させ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。

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。
本発明の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、第１油圧アクチュエータと、第２油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータに供給する作動油が導入される入力ポートを有し且つ、前記作動油によって前記第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁と、前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第２制御弁に供給する第１油路と、前記第１油路とは別に前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油路に連通する第２油路と、前記第２油路に連通し、且つ、前記第１油路の戻り油を前記入力ポートに返す第３油路と、を備え、前記第１油路は、前記第１制御弁の内部に設けられた第１内部油路と、前記第１制御弁の外部に設けられた第１外部油路と、を含み、前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻った前記戻り油を、前記第１制御弁へ通過させて、前記第２油路とは別に前記第２制御弁に供給し、前記第３油路は、前記第１制御弁の内部に設けられた第２内部油路と、前記第１制御弁の外部に設けられた第２外部油路と、を含み、前記第１油路から前記第２油路に流れた前記戻り油を、前記第１油路とは別に前記第１制御弁へ通過させて、前記第１制御弁の外部から前記入力ポートに導入する。

前記第１制御弁は、第１出力ポート、第３出力ポート、当該第１制御弁の内部に設けられた第１内部油路及び第２内部油路をさらに有し、且つ前記入力ポートとして第２入力ポート及び第３入力ポートを有し、前記第１油路に含まれる前記第１外部油路は、前記第１出力ポートと前記第２制御弁とに接続され、且つ前記第２油路に連通し、前記第２油路は、前記第３出力ポートに接続され、前記第３油路に含まれる前記第２外部油路は、前記第２入力ポートと前記前記第３入力ポートとに接続され、前記第１制御弁が中立位置から側方位置に切り換えられたときに、前記第１内部油路が前記第１外部油路と連通し、前記第２内部油路が前記第２油路と前記第２外部油路とに連通し、前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻った前記戻り油が、前記第１内部油路、前記第１出力ポート、前記第１外部油路、前記第２油路、前記第３出力ポート、前記第２内部油路、前記第３入力ポート、及び前記第２外部油路を経由して、前記第２入力ポートに戻る。

作業機の油圧システムは、前記第１油圧アクチュエータと前記第１制御弁とを接続する第１接続油路及び第２接続油路を備え、前記第１油圧アクチュエータは伸縮する油圧シリンダであって、収縮時及び伸長時に作動油を前記戻り油として排出可能であり、前記第１制御弁は、当該第１制御弁の内部に設けられた第３内部油路をさらに有し、前記第１制御弁が前記側方位置に切り換えられたときに、前記第３内部油路が、前記第２外部油路と前記第２接続油路とに連通し、前記油圧ポンプからの作動油が、前記第２外部油路、前記第２入力ポート、前記第３内部油路、及び前記第２接続油路を経由して、前記第１油圧アクチュエータに供給され、前記第１油圧アクチュエータからの前記戻り油が、前記第１接続油路、前記第１内部油路、前記第１出力ポート、前記第１外部油路、前記第２油路、前記第３出力ポート、前記第２内部油路、前記第３入力ポート、及び前記第２外部油路を経由して、前記第２入力ポートに戻る。
前記第１油圧アクチュエータは、前記収縮時に作動油を前記戻り油として排出可能な第１ポートと、前記伸長時に作動油を前記戻り油として排出可能な第２ポートとを有し、前記第１接続油路は、前記第１制御弁と前記第２ポートとを接続し、記第２接続油路は、前記第１制御弁と前記第１ポートとを接続し、前記第２内部油路に作動油の流量を低減する絞り部が設けられている。

作業機の油圧システムは、第３油圧アクチュエータと、前記第３油圧アクチュエータを制御する第３制御弁と、前記第１制御弁と前記第３制御弁とを接続し、且つ、前記第３油圧アクチュエータから前記第３制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第１制御弁に供給する第４油路と、前記第３油圧アクチュエータから前記第３制御弁に戻る作動油である戻り油を、排出する排出油路と、を備えている。

作業機の油圧システムは、ブームと、前記ブームに設けられたバケットと、前記バケットとは別に前記ブームに設けられた作業具と、を備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、前記第２油圧アクチュエータは、前記作業具を作動させる油圧機器である。
作業機の油圧システムは、ブームと、前記ブームに設けられたバケットと、前記バケットとは別に前記ブームに設けられた作業具と、第３油圧アクチュエータと、備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、前記第２油圧アクチュエータは、前記作業具を作動させる油圧機器であり、前記第３油圧アクチュエータは、前記ブームを作動させるブームシリンダである。

作業機の油圧システムは、ブームと、前記ブームに設けられたバケットと、を備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記ブームを作動させるブームシリンダであり、前記第２油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダである。
作業機の油圧システムは、前記第１油路の作動油の圧力を上昇させる圧力上昇部を備えている。

本発明によれば、シリーズ回路において、複数の制御弁（油圧アクチュエータ）を容易に作動させることができる。

作業機の油圧システム（油圧回路）を示す図である。 圧力上昇部を備えた作業機の油圧システムを示す図である。 作業機の油圧システムの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。
まず、作業機から説明する。
図４は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図４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４の左側）を前方、運転者の後側（図４の右側）を後方、運転者の左側（図４の手前側）を左方、運転者の右側（図４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１７とを有する。ブーム１０は、機体２の側方に設けられている。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１４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１４は、機体２の側方に設けられている。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１４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１４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１４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１４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１７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１７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）について説明する。

作業系油圧システムは、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、図１に示すように、複数の制御弁２０と、作業系の油圧ポンプ（第１油圧ポンプ）Ｐ１を備えている。また、第１油圧ポンプＰ１とは異なる第２油圧ポンプＰ２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）１５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、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、タンク（作動油タンク）１５に貯留された作動油を吐出可能である。なお、第２油圧ポンプＰ２は、油圧システムにおいて、信号用の作動油、制御用の作動油を吐出する。信号用の作動油及び制御用の作動油のことをパイロット油という。

複数の制御弁２０は、作業機１に設けられた様々な油圧アクチュエータを制御する弁である。油圧アクチュエータとは、作動油によって作動する装置で、油圧シリンダ、油圧モータ等である。この実施形態では、複数の制御弁２０は、ブーム制御弁２０Ａ、バケット制御弁２０Ｂ、予備制御弁２０Ｃである。
ブーム制御弁２０Ａは、ブーム１０を作動する油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）１４を制御する弁である。ブーム制御弁２０Ａは、直動スプール形３位置切換弁である。ブーム制御弁２０Ａは、中立位置２０ａ３、中立位置２０ａ３とは異なる第１位置２０ａ１、中立位置２０ａ３及び第１位置２０ａ１とは異なる第２位置２０ａ２に切り換わる。ブーム制御弁２０Ａにおいて、中立位置２０ａ３、第１位置２０ａ１、第２位置２０ａ２の切換は、操作部材の操作によりスプールを動かすことによって行う。なお、ブーム制御弁２０Ａの切換は、操作部材を手動操作することによってスプールを直接移動させることにより行っているが、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。

ブーム制御弁２０Ａと、第１油圧ポンプＰ１とは吐出油路２７により接続されている。吐出油路２７であって、ブーム制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１との間の区間には、作動油タンク１５に繋がる排出油路２４ａが接続されている。排出油路２４ａの中途部にリリーフ弁（メインリリーフ弁）２５が設けられている。第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、吐出油路２７を通過してブーム制御弁２０Ａに供給される。また、ブーム制御弁２０Ａと、ブームシリンダ１４とは、油路２１で接続されている。

詳しくは、ブームシリンダ１４は、筒体１４ａと、筒体１４ａに移動自在に設けられたロッド１４ｂと、ロッド１４ｂに設けられたピストン１４ｃとを備えている。筒体１４ａの基端部（ロッド１４ｂ側とは反対側）には、作動油を給排する第１ポート１４ｄが設けられている。筒体１４ａの先端（ロッド１４ｂ側）には、作動油を給排する第２ポート１４ｅが設けられている。

油路２１は、ブーム制御弁２０Ａの第１ポート３１とブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄとを接続する第１接続油路２１ａと、ブーム制御弁２０Ａの第２ポート３２とブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅとを接続する第２接続油路２１ｂとを有している。
したがって、ブーム制御弁２０Ａを第１位置２０ａ１にすれば、第１接続油路２１ａからブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄに作動油を供給することができると共に、ブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅから第２接続油路２１ｂに作動油を排出することができる。これによって、ブームシリンダ１４は伸長し、ブーム１０は上昇する。ブーム制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にすれば、第２接続油路２１ｂからブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅに作動油を供給することができると共に、ブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄから第１接続油路２１ａに作動油を排出することができる。これによって、ブームシリンダ１４は収縮し、ブーム１０は下降する。

バケット制御弁２０Ｂは、バケット１１を制御する油圧シリンダ（バケットシリンダ）１７を制御する弁である。バケット制御弁２０Ｂ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。バケット制御弁２０Ｂは、中立位置２０ｂ３、中立位置２０ｂ３とは異なる第１位置２０ｂ１、中立位置２０ｂ３及び第１位置２０ｂ１とは異なる第２位置２０ｂ２に切り換わる。バケット制御弁２０Ｂにおいて、中立位置２０ｂ３、第１位置２０ｂ１及び第２位置２０ｂ２の切換は、操作部材の操作によりスプールを動かすことによって行う。なお、バケット制御弁２０Ｂの切換は、操作部材を手動操作することによってスプールを直接移動させることにより行っているが、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。

バケット制御弁２０Ｂと、バケットシリンダ１７とは、油路２２で接続されている。詳しくは、バケットシリンダ１７は、筒体１７ａと、筒体１７ａに移動自在に設けられたロッド１７ｂと、ロッド１７ｂに設けられたピストン１７ｃとを備えている。筒体１７ａの基端部（ロッド１７ｂ側とは反対側）には、作動油を給排する第１ポート１７ｄが設けられている。筒体１７ａの先端（ロッド１７ｂ側）には、作動油を給排する第２ポート１７ｅが設けられている。

油路２２は、バケット制御弁２０Ｂの第１ポート３５とバケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅとを接続する第１接続油路２２ａと、バケット制御弁２０Ｂの第２ポート３６とバケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄとを接続する第２供給路２２ｂとを有している。
したがって、バケット制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にすれば、第１接続油路２２ａからバケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅに作動油を供給することができると共に、バケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄから第２供給路２２ｂに作動油を排出することができる。これによって、バケットシリンダ１７は収縮し、バケット１１はスクイ動作する。バケット制御弁２０Ｂを第２位置２０ａ２にすれば、第２供給路２２ｂからバケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄに作動油を供給することができると共に、バケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅから第１接続油路２２ａに作動油を排出することができる。これによって、バケットシリンダ１７は伸長し、ダンプ動作する。

なお、第１接続油路２２ａ及び第２接続油路２２ｂには、排出油路２４ｃが接続されていて、排出油路２４ｃには、リリーフ弁３８が設けられている。リリーフ弁３８の設定圧は、例えば、メインリリーフ弁２５の設定圧よりも高く設定されている。
予備制御弁２０Ｃは、予備アタッチメントに装着された油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ等）１６を制御する弁である。予備制御弁２０Ｃ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２０Ｃは、中立位置２０ｃ３、中立位置２０ｃ３とは異なる第１位置２０ｃ１、中立位置２０ｃ３及び第１位置２０ｃ１とは異なる第２位置２０ｃ２に切り換わる。予備制御弁２０Ｃにおいて、中立位置２０ｃ３、第１位置２０ｃ１及び第２位置２０ｃ２の切換は、パイロット油の圧力によってスプールを動かすことによって行う。予備制御弁２０Ｃには、給排油路８３ａ、８３ｂを介して接続部材１８が接続されている。接続部材１８には、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に接続された油路が接続される。

したがって、予備制御弁２０Ｃを第１位置２０ｃ１にすれば、給排油路８３ａから予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することができる。予備制御弁２０Ｃを第２位置２０ｃ２にすれば、給排油路８３ｂから予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することができる。このように、給排油路８３ａ又は給排油路８３ｂから油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することにより、当該油圧アクチュエータ１６（予備アタッチメント）を作動させることができる。

さて、油圧システムにおいては、シリーズ回路（シリーズ油路）が適用されている。シリーズ回路では、油圧アクチュエータから上流側の制御弁に戻った作動油が、下流側の制御弁に供給可能である。例えば、バケット制御弁２０Ｂと、予備制御弁２０Ｃとに着目すると、バケット制御弁２０Ｂが上流側の制御弁であり、予備制御弁２０Ｃが下流側の制御弁である。

以下、上流側の制御弁を「第１制御弁」、下流側の制御弁を「第２制御弁」という。第１制御弁及び第２制御弁以外の制御弁であって第２制御弁の上流側に設けられた制御弁のことを「第３制御弁」という。
また、第１制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第１油圧アクチュエータ」、第２制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第２油圧アクチュエータ」、第３制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第３油圧アクチュエータ」という。第１油圧アクチュエータから第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、第２制御弁に供給する油路のことを、「第１油路」という。

この実施形態では、バケット制御弁２０Ｂが「第１制御弁」、予備制御弁２０Ｃが「第２制御弁」、ブーム制御弁２０Ａが「第３制御弁」である。また、バケットシリンダ１７が「第１油圧アクチュエータ」、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６が「第２油圧アクチュエータ」、ブームシリンダ１４が「第３油圧アクチュエータ」である。
以下、第１制御弁、第２制御弁、第３制御弁について、詳しく説明する。

第３制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１の吐出部とは、吐出油路２７により接続されている。吐出油路２７は中途部４７ａで分岐している。吐出油路２７の分岐後の油路は、第３制御弁２０Ａの第１入力ポート４６ａ及び第２入力ポート４６ｂに接続されている。また、吐出油路２７は、第３制御弁２０Ａの第３入力ポート４６ｃに接続されている。したがって、第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、吐出油路２７、第１入力ポート４６ａ、第２入力ポート４６ｂ、第３入力ポート４６ｃを通じて、第３制御弁２０Ａ内に供給することが可能である。第３制御弁２０Ａと第１制御弁２０Ｂとは、中央油路５１により接続されている。中央油路５１は、第３制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと、第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続している。

さて、第３制御弁２０Ａを中立位置２０ａ３にした場合、第３入力ポート４６ｃと第３出力ポート４１ｃとを結ぶ中央油路５３ｃの連通によって、吐出油路２７から第３制御弁２０Ａに供給された作動油である供給油は、当該第３制御弁２０Ａを通過して中央油路５１に供給される。
第３制御弁２０Ａと第１制御弁２０Ｂとは、中央油路５１とは別に、戻り油路６１により接続されている。戻り油路６１は、第３油圧アクチュエータ１４から第３制御弁２０Ａに戻る戻り油を、第３制御弁２０Ａを通過させて第１制御弁２０Ｂに供給する油路である。説明の便宜上、戻り油路６１のことを「第４油路」ということがある。

戻り油路６１は、第２接続油路２１ｂと、内部油路６１ａと、外部油路６１ｂとを有している。第２接続油路２１ｂは、第３制御弁２０Ａの第２ポート３２と、第３油圧アクチュエータ１４の第２ポート１４ｅとを接続する油路であって、第３油圧アクチュエータ１４の第２ポート１４ｅから排出された戻り油が流れる油路である。
第２接続油路２１ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、第２接続油路２１ｂに接続する油路２４ｂ１と、第３制御弁２０Ａの第１排出ポート３３ａ及び第２排出ポート３３ｂに接続する油路２４ｂ２と、油路２４ｂ１及び油路２４ｂ２の合流部と作動油タンク１５とを接続する油路２４ｂ３とを有している。油路２４ｂ１の中途部には、リリーフ弁３７を設けている。リリーフ弁３７の設定圧は、例えば、メインリリーフ弁２５の設定圧よりも高く設定されている。

内部油路６１ａは、第３制御弁２０Ａに設けられ且つ第２接続油路２１ｂに連通する油路である。詳しくは、内部油路６１ａは、第３制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合に、第３制御弁２０Ａの第２ポート３２と第３制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａとを接続する油路である。
外部油路６１ｂは、内部油路６１ａに連通し且つ第１制御弁２０Ｂに接続する油路である。外部油路６１ｂは、第３制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａと第１制御弁２０Ｂの第１入力ポート４２ａとを接続し、且つ、第３制御弁２０Ａの第２出力ポート４１ｂと第１制御弁２０Ｂの第２入力ポート４２ｂとを接続している。外部油路６１ｂの中途部は、中央油路５１に接続されている。言い換えれば、外部油路６１ｂと中央油路５１とは途中で合流している。外部油路６１ｂにおいて、外部油路６１ｂと中央油路５１とが合流する合流部６３と、第１制御弁２０Ｂとの間には、逆止弁２９ａが設けられている。逆止弁２９ａは、合流部６３から第１制御弁２０Ｂに作動油が流れることを許容し、且つ、第１制御弁２０Ｂから合流部６３に作動油が流れることを阻止する。

また、外部油路６１ｂにおいて、合流部６３と、第３制御弁２０Ａとの間には、逆止弁６４が設けられている。逆止弁６４は、第３制御弁２０Ａから合流部６３に作動油が流れることを許容し、且つ、合流部６３から第３制御弁２０Ａに作動油が流れることを阻止する。
第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路（第２油路）７２により接続されている。中央油路７２は、第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃと、第２制御弁２０Ｃの第３入力ポート４４ｃとを接続している。したがって、第１制御弁２０Ｂを中立位置２０ｂ３にした場合、第１制御弁２０Ｂに供給された作動油である供給油は、第３入力ポート４２ｃと第３出力ポート４３ｃとを結ぶ中央油路７３ｃを通って、第３出力ポート４３ｃに接続された中央油路７２に供給される。

第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路７２とは別に、第１油路８１により接続されている。第１油路８１は、第１油圧アクチュエータ１７から第１制御弁２０Ｂに戻る戻り油を、第１制御弁２０Ｂを通過させて第２制御弁２０Ｃに供給する油路である。
第１油路８１は、油路（第１接続油路）２２ａと、内部油路８１ａと、外部油路８１ｂとを有している。第１接続油路２２ａは、第１制御弁２０Ｂの第１ポート３５と、第１油圧アクチュエータ１７の第２ポート１７ｅとを接続する油路であって、第２ポート１７ｅから排出された戻り油が流れる油路である。

なお、油路（第２接続油路）２２ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、第２接続油路２２ｂに接続する油路２４ｂ４と、第１制御弁２０Ｂの第１排出ポート３４ａ及び第２排出ポート３４ｂに接続する油路２４ｂ５と、油路２４ｂ４及び油路２４ｂ５の合流部と作動油タンク１５とを接続する油路２４ｂ３とを有している。
内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂに設けられ且つ第１接続油路２２ａに連通する油路である。詳しくは、内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第２ポート３６と第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａとを接続する油路である。

外部油路８１ｂは、内部油路８１ａに連通し且つ第２制御弁２０Ｃに接続する油路である。外部油路８１ｂは、第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａと第２制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａとを接続し、且つ、第１制御弁２０Ｂの第２出力ポート４３ｂと第２制御弁２０Ｃの第２入力ポート４４ｂとを接続している。外部油路８１ｂの中途部は、中央油路７３ｃに接続されている。言い換えれば、外部油路８１ｂと中央油路７３ｃとは途中で合流している。外部油路８１ｂにおいて、外部油路８１ｂと中央油路７３ｃとが合流する合流部９３と、第２制御弁２０Ｃとの間には、逆止弁２９ｂが設けられている。逆止弁２９ｂは、合流部９３から第２制御弁２０Ｃに作動油が流れることを許容し、且つ、第２制御弁２０Ｃから合流部９３に作動油が流れることを阻止する。

また、外部油路８１ｂにおいて、合流部９３と、第１制御弁２０Ｂとの間には、逆止弁９４が設けられている。逆止弁９４は、第１制御弁２０Ｂから合流部９３に作動油が流れることを許容し、且つ、合流部９３から第１制御弁２０Ｂに作動油が流れることを阻止する。
以上によれば、第１制御弁２０Ｂを側方位置である第２位置２０ｂ２にした場合、第２入力ポート４２ｂに供給油が供給され、供給油は第２接続油路２２ｂを通って、第１油圧アクチュエータ１７に供給される。一方、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、第１油圧アクチュエータ１７の第２ポート１７ｅから排出された戻り油は、第１油路８１、即ち、第１接続油路２２ａ、内部油路８１ａ及び外部油路８１ｂを通って、第２制御弁２０Ｃに向けて流れる。

さて、作業機の油圧システムは、油路９０を含んだ第３油路を備えている。第３油路は、第１油路８１を通って、第１制御弁２０Ｂから第２制御弁２０Ｃに向けて流れる戻り油を、再び第１制御弁２０Ｂに戻す油路である。具体的には、第３油路は、第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａから排出されて外部油路８１ｂを流れる戻り油を、第１制御弁２０Ｂの入力ポート（第１入力ポート４２ａ、第２入力ポート４２ｂ）に戻す油路である。

例えば、油路９０は、第１制御弁２０Ｂが側方位置の１つである第２位置２０ｂ２である場合に、第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃと、第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続する油路である。言い換えれば、第１制御弁２０Ｂの第２位置２０ｂ２である場合は、油路９０と第２油路７２とが接続される。油路９０には、作動油の流量を低減する絞り部９１を設けることが好ましい。

以上によれば、第１制御弁２０Ｂを側方位置である第２位置２０ｂ２にした場合、第２入力ポート４２ｂに供給油が供給され、供給油は第２接続油路２２ｂを通って、第１油圧アクチュエータ１７に供給される。一方、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、第１油圧アクチュエータ１７の第２ポート１７ｅから排出された戻り油は、内部油路８１ａ及び外部油路８１ｂを通って、第２制御弁２０Ｃに向けて流れる。

戻り油が第１油路８１を通り、且つ、予備制御弁２０Ｃが第１位置２０ｃ１又は第２位置２０ｃ２に切り換わることにより、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６が作動している状況下において、当該油圧アクチュエータ１６が外力によって動かなくなったり、当該油圧アクチュエータ１６が油圧シリンダの場合に終端部（エンド）まで達して動かなくなったり、或いは、作動油が供給されなくなった場合等について考える。言い換えれば、戻り油が第１油路８１を通り、且つ、予備制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａと第２入力ポート４４ｂとに作動油が導入されない場合について考える。

このような状況下において、油路９０が第１制御弁２０Ｂの内部に設けられていない場合、第１油路８１の戻り油は行き場が無いため、当該第１油路８１に連通する第１油圧アクチュエータ１７のボトム側の圧力が上昇する。第１油圧アクチュエータ１７のボトム側の圧力が上昇した場合、当該第１油圧アクチュエータ１７のロッド側の圧力も高くなる。第１油圧アクチュエータ１７の内部において、ボトム側とロッド側との断面積を比べた場合、ボトム側の断面積がロッド側の断面積よりも大きい。その結果、第１油圧アクチュエータ１７のボトム側の圧力上昇によって、当該第１油圧アクチュエータ１７が伸長した場合は、ロッド側の圧力上昇は比較的大きくなる。例えば、第１油圧アクチュエータ１７と第３油圧アクチュエータ１４とを複合操作した場合に、上述したような状況が生じると、第１油圧アクチュエータ１７の動作が遅くなる場合がある。

一方、第１制御弁２０Ｂの内部に油路９０がある場合において、予備制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａと第２入力ポート４４ｂとに作動油が導入されないときは、第１油路８１の戻り油は、合流部９３を通って第２油路７２に流れる。第２油路７２に流れた戻り油は、合流部６３を通って入力ポート（第１入力ポート４２ａ、第２入力ポート４２ｂ）に戻る。これにより、第１油路８１の戻り油が、第２油路７２及び油路９０を経由して、再び第１制御弁２０Ｂに戻るため、第１油圧アクチュエータ１７をスムーズに作動させることができる。

つまり、第１油圧アクチュエータ１７のロッド側の戻り油を、第１油圧アクチュエータ１７のボトム側に戻すことができるため、第１油圧アクチュエータ１７の伸長時の速度を向上させることができる。
特に、第１油圧アクチュエータ（バケットシリンダ）１７と、第３油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）１４とを複合操作した場合、例えば、ブームシリンダ１７を伸長し且つバケットシリンダ１４を伸長した場合（ブーム１４を上昇させながらバケットシリンダ１４をダンプした場合）は、バケット１１のダンプを迅速に行うことができる。

なお、図１に示すように、作業機の油圧システムは、内部油路６１ｃから分岐した排出油路７０を備えていてもよい。内部油路６１ｃは、第３制御弁２０Ａが第１位置２０ａ１である場合に第１ポート３１と第２出力ポート４１ｂとを接続する油路である。排出油路７０は、第１制御弁２０Ａが第１位置２０ａ１である場合、第１排出ポート３３ａに連通する油路である。排出油路７０には、作動油の流量を低減する絞り部７１が設けられている。絞り部７１は、例えば、排出油路７０の一部を他の部分よりも細くすることにより構成されている。言い換えれば、排出油路７０において作動油が流れる部分の断面積を他の部分よりも小さくすることにより構成されている。

したがって、排出油路７０によって戻り油の一部を排出しているため、第３油圧アクチュエータ１４をスムーズに作動させることができる。なお、絞り部７１の構成は、前述した例に限定されない。
また、図２に示すように、作業機の油圧システムは、圧力上昇部１３０を備えていてもよい。圧力上昇部１３０は、第１油路８１の圧力を上昇させる部分である。言い換えれば、第１油路８１に繋がる油路（中央油路７５、中央油路７２、油路２４ｂ３、油路２４ｂ７）の圧力を上昇させることで、第１油路８１の圧力を上昇させる。中央油路７５は、第２制御弁２０Ｃに接続し且つ中央油路７２に連通する油路である。中央油路７５と油路２４ｂ３とは合流部７６で合流している。油路２４ｂ７は、合流部７６と作動油タンク１５等を接続している。

圧力上昇部１３０は、逆止弁１９ｃ、オイルクーラ２８等である。なお、圧力上昇部１３０は、排出油路２４ｂの圧力を上昇させるものであれば何でもよく、リリーフ弁、絞り部（絞り弁）、チョーク弁であってもよい。
詳しくは、逆止弁１９ｃは、排出油路２４ｂの油路２４ｂ７の中途部に接続している。逆止弁１９ｃは、作動油が作動油タンク１５に向けて流れることを許容し且つ作動油が中央油路７５に向けて流れるのを阻止する弁である。逆止弁１９ｃは差圧を設定する設定部材１９ｃ１を有している。設定部材１９ｃ１はスプリング等で構成されていて、作動油の流れを許容する方向と反対側（阻止する方向）から弁体を所定の付勢力で押すことによって差圧を生じさせる。逆止弁１９ｃによれば、油路２４ｂ７において、当該逆止弁１９ｃの入側から合流部７６に至る上流側の作動油の圧力を上昇させることが可能である。

したがって、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合において、逆止弁１９ｃによって、中央油路７５及び中央油路７２の作動油の圧力を上昇させることができるため、合流部９３を介して中央油路７２に繋がる第１油路８１の全体の圧力を上昇させることができる。つまり、戻り油を流す第１油路８１の圧力を上昇させることができるため、合流部９３を介して中央油路７２に作用する戻り油を、油路９０に流れ易くすることができる。

オイルクーラ２８は、排出油路２４ｂの中途部に設けられている。排出油路２４ｂ３から排出された作動油はオイルクーラ２８の流入ポート２８ａに流入する。オイルクーラ２８の流入ポート２８ａとは異なる排出ポート２８ｂは、作動油タンク１５と接続されている。したがって、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合において、逆止弁１９ｃと同様にオイルクーラ２８の場合も中央油路７５及び中央油路７２の作動油の圧力を上昇させることができる。その結果、合流部９３を介して中央油路７２に作用する戻り油が、油路９０に流れ易くなる。油路９０を通過した戻り油は、第３入力ポート４２ｃを通過した後、合流部６３を通り、第１入力ポート４２ａ及び第２入力ポート４２ｂに導入される。

図３は、上述した作業機の油圧システムの変形例を示している。この変形例では、ブーム制御弁２０Ａが「第１制御弁」、バケット制御弁２０Ｂが「第２制御弁」、予備制御弁２０Ｃが「第３制御弁」である。また、ブームシリンダ１４が「第１油圧アクチュエータ」、バケットシリンダ１７が「第２油圧アクチュエータ」、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６が「第３油圧アクチュエータ」である。また、変形例では、第１油路は、戻り油路６１である。即ち、変形例の場合、戻り油（第１油路）６１は、第２接続油路２１ｂと、内部油路６１ｃと、外部油路６１ｂとを有している。第２油路は、中央油路５１である。第３油路は、油路１９０を含んでいる。

油路１９０は、戻り油（第１油路）６１を通って、第１制御弁２０Ａから第２制御弁２０Ｂに向けて流れる戻り油を、再び第１制御弁２０Ａに戻す油路である。具体的には、油路１９０は、第１制御弁２０Ａの第２出力ポート４１ｂから排出されて外部油路６１ｂを流れる戻り油を、第１制御弁２０Ａの入力ポート（第１入力ポート４６ａ）に戻す油路である。

例えば、油路１９０は、第１制御弁２０Ａが側方位置の１つである第１位置２０ａ１である場合に、第１制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと、第１制御弁２０Ａの第３入力ポート４６ｃとを接続する油路である。言い換えれば、第１制御弁２０Ａの第１位置２０ａ１である場合は、油路１９０と中央油路（第２油路）５１とが接続される。油路１９０には、作動油の流量を低減する絞り部１９１を設けることが好ましい。

以上によれば、第１制御弁２０Ａを側方位置である第１位置２０ａ１にした場合、第１入力ポート４６ａに供給油が供給され、供給油は第１接続油路２１ａを通って、第１油圧アクチュエータ１４に供給される。また、第１制御弁２０Ａを第１位置２０ａ１にした場合、第１油圧アクチュエータ１４の第２ポート１４ｅから排出された戻り油は、戻り油路（第１油路）６１、即ち、第２接続油路２１ｂ、内部油路６１ｃ及び外部油路６１ｂを通って、第２制御弁２０Ｂに向けて流れる。外部油路６１ｂに流れた戻り油は、合流部６３を通過した後、中央油路（第２油路）５１に流れ、第３入力ポート４１ｃに導入される。第３入力ポート４１ｃに導入された戻り油は、油路１９０に流れて、入力ポート（第１入力ポート４６ａ）に戻る。入力ポート（第１入力ポート４６ａ）に戻った戻り油は、吐出油路２７を経由して第１入力ポート４６ａ及び第２入力ポート４６ｂに導入される。これにより、戻り油路（第１油路）６１の戻り油が、中央油路（第２油路）５１及び油路１９０を経由して、再び第１制御弁２０Ａに戻るため、第１油圧アクチュエータ１４をスムーズに作動させることができる。

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。第１制御弁及び第２制御弁は上述した実施形態に限定されず、作業機に設けられた制御弁であれば何でもよい
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。

上述した実施形態では、制御弁は、３位置切換弁であったが、切換の位置の数は限定されず、２位置切換弁であっても、４位置切換弁であっても、その他の切換弁であってもよい。上述した実施形態では、油圧ポンプは定容量ポンプであったが、例えば、斜板の変更によって吐出量が変化する可変容量ポンプであっても、その他の油圧ポンプであってもよい。

また、第１油圧アクチュエータ、第２油圧アクチュエータ、第３油圧アクチュエータ、第１制御弁、第２制御弁、第３制御弁は、上述した実施形態に限定されず、作業機１に設けられるものであればよい。
また、上述したように、圧力上昇部１３０を備えた油圧システム（油圧回路）にあっては、油路９０、１９０は、複数の制御弁２０のうち最下流の制御弁に設けてもよい。

１ 作業機
１４ ブームシリンダ
１６ 予備アタッチメントの油圧アクチュエータ
１７ バケットシリンダ
１７ｄ 第１ポート
１７ｅ 第２ポート
２０ 制御弁
２０Ａ ブーム制御弁
２０Ｂ バケット制御弁
２０Ｃ 予備制御弁
５１ 中央油路（第３油路）
６１ 戻り油路（第３油路、第４油路）
６１ａ 内部油路
６１ｂ 外部油路
６１ｃ 内部油路
７２ 中央油路（第２油路）
８１ 第１油路
８１ａ 内部油路
８１ｂ 外部油路
８３ａ 給排油路
８３ｂ 給排油路
９０ 油路（第３油路）
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ

Claims (9)

1. 作動油を吐出する油圧ポンプと、
   第１油圧アクチュエータと、
   第２油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧アクチュエータに供給する作動油が導入される入力ポートを有し且つ、前記作動油によって前記第１油圧アクチュエータを制御する第１制御弁と、
   前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、
   前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第２制御弁に供給する第１油路と、
   前記第１油路とは別に前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油路に連通する第２油路と、
   前記第２油路に連通し、且つ、前記第１油路の戻り油を前記入力ポートに返す第３油路と、を備え、
   前記第１油路は、前記第１制御弁の内部に設けられた第１内部油路と、前記第１制御弁の外部に設けられた第１外部油路と、を含み、前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻った前記戻り油を、前記第１制御弁へ通過させて、前記第２油路とは別に前記第２制御弁に供給し、
   前記第３油路は、前記第１制御弁の内部に設けられた第２内部油路と、前記第１制御弁の外部に設けられた第２外部油路と、を含み、前記第１油路から前記第２油路に流れた前記戻り油を、前記第１油路とは別に前記第１制御弁へ通過させて、前記第１制御弁の外部から前記入力ポートに導入する作業機の油圧システム。
2. 前記第１制御弁は、第１出力ポート、第３出力ポート、当該第１制御弁の内部に設けられた第１内部油路及び第２内部油路をさらに有し、且つ前記入力ポートとして第２入力ポート及び第３入力ポートを有し、
   前記第１油路に含まれる前記第１外部油路は、前記第１出力ポートと前記第２制御弁とに接続され、且つ前記第２油路に連通し、
   前記第２油路は、前記第３出力ポートに接続され、
   前記第３油路に含まれる前記第２外部油路は、前記第２入力ポートと前記前記第３入力ポートとに接続され、
   前記第１制御弁が中立位置から側方位置に切り換えられたときに、
   前記第１内部油路が前記第１外部油路と連通し、
   前記第２内部油路が前記第２油路と前記第２外部油路とに連通し、
   前記第１油圧アクチュエータから前記第１制御弁に戻った前記戻り油が、前記第１内部油路、前記第１出力ポート、前記第１外部油路、前記第２油路、前記第３出力ポート、前記第２内部油路、前記第３入力ポート、及び前記第２外部油路を経由して、前記第２入力ポートに戻る請求項１に記載の作業機の油圧システム。
3. 前記第１油圧アクチュエータと前記第１制御弁とを接続する第１接続油路及び第２接続油路を備え、
   前記第１油圧アクチュエータは伸縮する油圧シリンダであって、収縮時及び伸長時に作動油を前記戻り油として排出可能であり、
   前記第１制御弁は、当該第１制御弁の内部に設けられた第３内部油路をさらに有し、
   前記第１制御弁が前記側方位置に切り換えられたときに、
   前記第３内部油路が、前記第２外部油路と前記第２接続油路とに連通し、
   前記油圧ポンプからの作動油が、前記第２外部油路、前記第２入力ポート、前記第３内部油路、及び前記第２接続油路を経由して、前記第１油圧アクチュエータに供給され、
   前記第１油圧アクチュエータからの前記戻り油が、前記第１接続油路、前記第１内部油路、前記第１出力ポート、前記第１外部油路、前記第２油路、前記第３出力ポート、前記第２内部油路、前記第３入力ポート、及び前記第２外部油路を経由して、前記第２入力ポートに戻る請求項２に記載の作業機の油圧システム。
4. 前記第１油圧アクチュエータは、前記収縮時に作動油を前記戻り油として排出可能な第１ポートと、前記伸長時に作動油を前記戻り油として排出可能な第２ポートとを有し、
   前記第１接続油路は、前記第１制御弁と前記第２ポートとを接続し、
   前記第２接続油路は、前記第１制御弁と前記第１ポートとを接続し、
   前記第２内部油路に作動油の流量を低減する絞り部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。
5. 第３油圧アクチュエータと、
   前記第３油圧アクチュエータを制御する第３制御弁と、
   前記第１制御弁と前記第３制御弁とを接続し、且つ、前記第３油圧アクチュエータから前記第３制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第１制御弁に供給する第４油路と、
   前記第３油圧アクチュエータから前記第３制御弁に戻る作動油である戻り油を、排出する排出油路と、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. ブームと、
   前記ブームに設けられたバケットと、
   前記バケットとは別に前記ブームに設けられた作業具と、を備え、
   前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、
   前記第２油圧アクチュエータは、前記作業具を作動させる油圧機器である請求項１〜５のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
7. ブームと、
   前記ブームに設けられたバケットと、
   前記バケットとは別に前記ブームに設けられた作業具と、
   第３油圧アクチュエータと、を備え、
   前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、
   前記第２油圧アクチュエータは、前記作業具を作動させる油圧機器であり、
   前記第３油圧アクチュエータは、前記ブームを作動させるブームシリンダである請求項１〜５のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
8. ブームと、
   前記ブームに設けられたバケットと、を備え、
   前記第１油圧アクチュエータは、前記ブームを作動させるブームシリンダであり、
   前記第２油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダである請求項１〜５のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
9. 前記第１油路の作動油の圧力を上昇させる圧力上昇部を備えている請求項１〜８のいずれかに記載の作業機の油圧システム。

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