JP6961748B2 - 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、前記油圧ポンプと前記第１制御弁とを接続する吐出油路と、前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続する中央油路と、前記第１制御弁及び前記第２制御弁に接続され且つ、前記第１制御弁及び前記第２制御弁を通過した作動油を前記油圧ポンプ側に向けて排出する排出油路と、前記中央油路とは別の油路であって、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１制御弁を通過させて前記第２制御弁に供給する第１油路と、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、収縮時に作動油を前記戻り油として排出可能な第１ポートと、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油路は、前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータの前記第１ポートとを接続し且つ前記第１ポートから排出された戻り油が流れる第１戻り油路と、前記第１制御弁に設けられ且つ前記第１戻り油路に連通する第１内部油路と、前記第１内部油路に連通し且つ前記第２制御弁に接続する外部油路と、を有し、前記外部油路の中途部には、前記中央油路の途中で合流する合流部を有し、前記第１油圧アクチュエータの前記第２ポートには、当該第２ポートと前記第１制御弁とを接続する接続油路が接続され、前記吐出油路は、その途中個所である中途部において２つに分岐して前記第１制御弁にそれぞれ接続される第１吐出油路及び第２吐出油路を備え、前記第１制御弁は、前記戻り油を前記第１油路へ通過させる場合に、前記第１内部油路から分岐し且つ前記戻り油を前記排出油路に排出する第２内部油路と、前記第２内部油路に設けられた絞り部と、前記吐出油路の前記第１吐出油路と前記接続油路とを接続し且つ前記吐出油路の前記第１吐出油路から前記第１制御弁に供給された作動油である供給油を前記接続油路へと通過させる第３内部油路と、前記吐出油路の前記第２吐出油路と前記中央油路とを接続し且つ前記吐出油路の前記第２吐出油路から前記第１制御弁に供給された作動油である供給油を前記中央油路へと通過させる第４内部油路と、を有し、前記第４内部油路は、前記第１油路を通過する戻り油の一部が、前記合流部及び前記中央油路を経て入力される場合に当該戻り油を通過させて前記第２吐出油路に供給し、前記第３内部油路は、前記第４内部油路から前記第２吐出油路に供給されて、前記中途部及び前記第１吐出油路を経た戻り油と、前記吐出油路の前記第１吐出油路から前記第１制御弁に供給された作動油である供給油とを、前記接続油路に供給する。

作業機の油圧システムは、前記第１制御弁は、前記吐出油路から前記供給油を前記中央油路に供給する中立位置と、前記供給油を前記第１油圧アクチュエータ及び前記中央油路に供給し且つ前記戻り油を前記第１油路に流す側方位置とに切換可能である。

作業機の油圧システムは、前記外部油路における、前記第１内部油路と前記合流部との間に、前記第１制御弁から第２制御弁に前記戻り油が向かうのを許容し且つ前記第２制御弁から前記第１制御弁に戻り油が向かうのを阻止する第１逆止弁を有している。

前記接続油路は、前記第１油圧アクチュエータの前記第２ポートと前記第１制御弁とを接続し且つ前記第１ポートから排出された戻り油が流れる第２戻り油路であり、前記作業機の油圧システムは、前記第２戻り油路に接続され且つ前記戻り油を排出する第５油路と、前記第５油路に設けられたリリーフ弁と、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。

第１実施形態における油圧システム（油圧回路）を示す図である。 第２実施形態における油圧システム（油圧回路）を示す図である。 内部油路等の変形例を示す油圧システム（油圧回路）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。
［第１実施形態］
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４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、第３位置２０ａ４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及び第３位置２０ａ４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。

また、ブーム制御弁２０Ａは、ブームシリンダ１４をフロート動作させるフロート部４０を有している。フロート部４０は、ブーム制御弁２０Ａのスプールに設けられている。フロート部４０は、第１ポート３１と第１排出ポート３３ａとを連通する通路４０ａと、第２ポート３２と第２排出ポート３３ｂとを連通する通路４０ｂとを含んでいる。第１排出ポート３３ａ及び第２排出ポート３３ｂは、作動油タンク１５に繋がる排出油路２４ｂに接続されている。

したがって、ブーム制御弁２０Ａを第３位置２０ａ４にすれば、第１ポート３１と第１排出ポート３３ａとが連通し、且つ、第２ポート３２と第２排出ポート３３ｂとが連通する。ブームシリンダ１４の筒体１４ａ内の作動油は、油路２１、第１ポート３１、第２ポート３２、通路４０ａ、通路４０ｂ、第１排出ポート３３ａ、第２排出ポート３３ｂを通じて排出油路２４ｂに排出される。したがって、ブームシリンダ１４は、フロート動作を
行う。

ブームシリンダ１４のフロート動作、即ち、ブーム制御弁２０Ａの第３位置２０ａ４の切換は、例えば、運転席８の周囲に設けられたスイッチで行うことが可能である。スイッチを入れると、ブーム制御弁２０Ａが第３位置２０ａ４に切り換わり、フロート動作を開始することができる。
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。なお、リリーフ弁３８の設定圧を、メインリリーフ弁２５の設定圧よりも低くすることにより、上流側の油圧アクチュエータを作動させ易くしてもよい。

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、ブーム制御弁２０Ａと、バケット制御弁２０Ｂとに着目すると、ブーム制御弁２０Ａが上流側の制御弁であり、バケット制御弁２０Ｂ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。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」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、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」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」である。
以下、第１制御弁、第２制御弁について、詳しく説明する。
第１制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１の吐出部とは、吐出油路（第３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１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１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１制御弁２０Ａ内に供給することが可能である。

第１制御弁２０Ａと第２制御弁２０Ｂとは、中央油路（第４油路）５１により接続されている。中央油路５１は、第１制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと、第２制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続している。
さて、第１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１制御弁２０Ａに供給された作動油である供給油は、当該第１制御弁２０Ａを通過して中央油路５１に供給される。また、第１制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合、中央油路５３ｃは完全に遮断されることがなく、第３入力ポート４６ｃに導入された作動油の一部は、中央油路５３ｃを通じて第３出力ポート４１ｃから中央油路５１へ流れる。即ち、第１制御弁２０Ａは、吐出油路２７から第１制御弁２０Ａに供給された供給油を中央油路５１に供給する中立位置２０ａ３と、供給油を第１油圧アクチュエータ１４及び中央油路５１に供給し且つ第２制御弁２０Ｂに流す側方位置である第２位置２０ａ２に切換可能である。言い換えれば、第１制御弁２０Ａは、第２位置２０ａ２である場合に、中立位置２０ａ３に対応する油路（中央油路５３ｃ）が全閉にならない弁である。なお、上述した例では、第１制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合、中央油路５３ｃが完全に遮断されない
ことについて説明したが、第１制御弁２０Ａは、側方位置である第１位置２０ａ１にした場合に、中立位置２０ａ３に対応する油路（中央油路５３ｃ）が全閉にならない弁であってもよい。或いは、第１制御弁２０Ａは、第１位置２０ａ１又は第２位置２０ａ２である場合に、中立位置２０ａ３に対応する油路（中央油路５３ｃ）が全閉にならない弁であってもよい。

第１制御弁２０Ａと第２制御弁２０Ｂとは、中央油路５１とは他に、第１油路６１により接続されている。第１油路６１は、第１油圧アクチュエータ１４から第１制御弁２０Ａに戻る戻り油を、第１制御弁２０Ａを通過させて第２制御弁２０Ｂに供給する油路である。
第１油路６１は、油路（第１接続油路）２１ａと、内部油路６１ａと、外部油路６１ｂとを有している。第１接続油路２１ａは、第１制御弁２０Ａの第１ポート３１と、第１油圧アクチュエータ１４の第１ポート１４ｄとを接続する油路であって、第１油圧アクチュエータ１４の第１ポート１４ｄから排出された戻り油が流れる第１戻り油路である。

なお、第１接続油路２１ａとは異なる第２接続油路（油路）２１ｂは、第１制御弁２０Ａの第１ポート３１と、第１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２ポート１４ｅから排出された戻り油が流れる第２戻り油路である。第２戻り油路２１ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、第２戻り油路２１ｂに接続する油路（第５油路）２４ｂ１と、第１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（第５油路）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。なお、リリーフ弁３７の設定圧を、メインリリーフ弁２５の設定圧よりも低くすることにより、第１油圧アクチュエータ１４を作動させ易くしてもよい。

内部油路６１ａは、第１制御弁２０Ａに設けられ且つ第１戻り油路２１ａに連通する油路である。詳しくは、内部油路６１ａは、第１制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合に、第１制御弁２０Ａの第１ポート３１と第１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２制御弁２０Ｂに接続する油路である。外部油路６１ｂは、第１制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａと第２制御弁２０Ｂの第１入力ポート４２ａとを接続し、且つ、第１制御弁２０Ａの第２出力ポート４１ｂと第２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２制御弁２０Ｂとの間には、第２逆止弁２９ａが設けられている。第２逆止弁２９ａは、合流部６３から第２制御弁２０Ｂに作動油が流れることを許容し、且つ、第２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１制御弁２０Ａとの間には、第１逆止弁６４が設けられている。第１逆止弁６４は、第１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１制御弁２０Ａに作動油が流れることを阻止する。
さて、作業系油圧システムは、第１油路６１から分岐し且つ戻り油を排出する第２油路７０を備えている。具体的には、第２油路７０は、内部油路６１ａから分岐していて、第１制御弁２０Ａが第２位置２０ａ２である場合、第１排出ポート３３ａに連通する油路である。第２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、第２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、第２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。なお、絞り部７１の構成は、前述した例に限定されない。

したがって、第１制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にすれば、第１ポート３１と第１排出ポート３３ａとが連通する。そのため、第１油圧アクチュエータ１４からの戻り油の一部を作動油タンク１５に排出することができる。即ち、第１油圧アクチュエータ１４を収縮した場合は、ロッド１４ｂとピストン１４ｃとの断面積の関係から第１油圧アクチュエータ１４を伸長した場合に比べて、第２制御弁２０Ｂ等に向かう作動油の量は多くなる。第２油路７０によって戻り油の一部を排出しているため、第２制御弁２０Ｂに向かう作動油の量を、第１油圧アクチュエータ１４が伸長する場合と略同じにすることができる。

また、第１油圧アクチュエータ１４から第１制御弁２０Ａの第１ポート３１に戻った戻り油は、内部油路６１ａを通って第１出力ポート４１ａから排出される。また、第１出力ポート４１ａから排出された作動油は、外部油路６１ｂを通って第２制御弁２０Ｂに供給することができる。また、外部油路６１ｂのうち、合流部６３と第１制御弁２０Ａとの間に第１逆止弁６４を設けているため、中央油路５３ｃの作動油の圧力と、外部油路６１ｂから第２制御弁２０Ｂに向かう作動油の圧力との関係によって、外部油路６１ｂ内の作動油が第１制御弁２０Ａに逆戻りをしてしまうことを防止することができる。
［第２実施形態］
図２は、第２実施形態における作業機の油圧システム（油圧回路）を示している。第１実施形態と同様である部分は同様の符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、説明の便宜上、バケット制御弁２０Ｂを「第１制御弁」とし、予備制御弁２０Ｃを「第２制御弁」とする。また、バケットシリンダ１７を「第１油圧アクチュエータ」とし、油圧アクチュエータ１６を「第２油圧アクチュエータ」とする。

第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路（第４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。
さて、第１制御弁２０Ｂを中立位置２０ｂ３にした場合、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の連通によって、第１制御弁２０Ｂに供給された作動油である供給油は、当該第１制御弁２０Ｂを通過して中央油路７２に供給される。また、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、中央油路７３ｃは完全に遮断されることがなく、第３入力ポート４２ｃに導入された作動油の一部は、中央油路７３ｃを通じて第３出力ポート４３ｃから中央油路７２へ流れる。即ち、第１制御弁２０Ｂは、第１制御弁２０Ｂに供給された供給油を中央油路７２に供給する中立位置２０ｂ３と、供給油を第１油圧アクチュエータ１７及び中央油路７２に供給し且つ第２制御弁２０Ｃに流す側方位置である第２位置２０ｂ２に切換可能である。言い換えれば、第１制御弁２０Ｂは、第２位置２０ｂ２である場合に、中立位置２０ｂ３に対応する油路（中央油路７３ｃ）が全閉にならない弁である。なお、上述した例では、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、中央油路７３ｃが完全に遮断されないことについて説明したが、第１制御弁２０Ｂは、側方位置である第１位置２０ｂ１にした場合に、中立位置２０ｂ３に対応する油路（中央油路７３ｃ）が全閉にならない弁であってもよい。或いは、第１制御弁２０Ｂは、第１位置２０ｂ１又は第２位置２０ｂ２である場合に、中立位置２０ｂ３に対応する油路（中央油路７３ｃ）が全閉にならない弁であってもよい。

第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路７２とは他に、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第１戻り油路である。

なお、第１接続油路２２ａとは異なる第２接続油路（油路）２２ｂは、第１制御弁２０Ｂの第２ポート３６と、第１油圧アクチュエータ１７の第１ポート１７ｄとを接続する油路であって、第１ポート１７ｄから排出された戻り油が流れる第２戻り油路である。第２戻り油路２２ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、第２戻り油路２２ｂに接続する油路（第５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戻り油路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１ポート３５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、第２逆止弁２９ｂが設けられている。第２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、第１逆止弁９４が設けられている。第１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。
第１油路８１から分岐し且つ戻り油を排出する第２油路９０を備えている。具体的には、第２油路９０は、内部油路８１ａから分岐していて、第１制御弁２０Ｂが第２位置２０ｂ２である場合、第１排出ポート３４ａに連通する油路である。第２油路９０には、作動油の流量を低減する絞り部９１が設けられている。絞り部９１は、例えば、第２油路９０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、第２油路９０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。なお、絞り部９１の構成は、前述した例に限定されない。

したがって、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にすれば、第１ポート３５と第１排出ポート３４ａとが連通する。そのため、第１油圧アクチュエータ１７からの戻り油の一部を作動油タンク１５に排出することができる。
また、第１油圧アクチュエータ１７から第１制御弁２０Ｂの第１ポート３５に戻った戻り油は、内部油路８１ａを通って第１出力ポート４３ａから排出される。また、第１出力ポート４３ａから排出された作動油は、外部油路８１ｂを通って第２制御弁２０Ｃに供給することができる。また、外部油路８１ｂのうち、合流部９３と第１制御弁２０Ｂとの間に第１逆止弁９４を設けているため、中央油路７３ｃの作動油の圧力と、外部油路８１ｂから第２制御弁２０Ｃに向かう作動油の圧力との関係によって、外部油路８１ｂ内の作動油が第１制御弁２０Ｂに逆戻りをしてしまうことを防止することができる。

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。また、当然の如く、第１油路６１、８１、第２油路７０、９０、第１逆止弁６４、９４、絞り部７１、９１もこの実施形態に限定されない。

また、第１制御弁、第２制御弁は、少なくとも第１位置、第２位置のいずれかの場合に中央油路が全閉にならない弁であったが、これに代え、第１位置及び第２位置の際に中央油路が全閉になる弁であってもよい。例えば、第２実施形態において、第１制御弁は中央油路が全閉になる弁を採用し、第２制御弁は、中央油路が全閉にならない弁を採用してもよい。また、第１制御弁及び第２制御弁において、第２位置に代えて第１位置の対応する部分に内部油路７０、９０を設けてもよい。即ち、第１制御弁及び第２制御弁において、油圧シリンダの収縮時に作動油が戻る側（戻り油がポートに入る側）に内部油路７０、９０を設けることが好ましい。例えば、図３に示す油圧システムにおいて、ブーム制御弁２０Ａを第１制御弁とし、バケット制御弁２０Ｂを第２制御弁として考えた場合、第１制御弁２０Ａの第２位置に対応する部分に内部油路７０を設け、第２制御弁２０Ｂの第１位置に対応する部分に内部油路９０を設けることが望ましい。

なお、上述した例では、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、中央油路７３ｃが完全に遮断されないことについて説明したが、第１制御弁２０Ｂは、側方位置である第１位置２０ｂ１にした場合に、中立位置２０ｂ３に対応する油路（中央油路７３ｃ）が全閉にならない弁であってもよい。或いは、第１制御弁２０Ｂは、第１位置２０ｂ１又は第２位置２０ｂ２である場合に、中立位置２０ｂ３に対応する油路（中央油路７３ｃ）が全閉にならない弁であってもよい。

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。
上述した実施形態では、制御弁は、３位置切換弁、或いは、４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、その他の切換弁であってもよい。また、ブーム制御弁２０Ａは、フロート動作を行うものであったが、フロート動作を行わない弁であってもよい。

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。

１４ ブームシリンダ（第１油圧アクチュエータ）
１７ バケットシリンダ（第２油圧アクチュエータ）
２１ａ 油路（第１接続油路）
２１ｂ 油路（第２接続油路）
２０Ａ ブーム制御弁
２０Ｂ バケット制御弁
２０Ｃ 予備制御弁
２７ 吐出油路（第３油路）
３７ リリーフ弁
３４ａ 第１排出ポート
３４ｂ 第２排出ポート
４１ａ 第１出力ポート
４１ｂ 第２出力ポート
４１ｃ 第３出力ポート
４２ａ 第１入力ポート
４２ｂ 第２入力ポート
４２ｃ 第３入力ポート
４３ａ 第１出力ポート
４３ｂ 第２出力ポート
４３ｃ 第３出力ポート
４４ａ 第１入力ポート
４４ｂ 第２入力ポート
４４ｃ 第３入力ポート
４６ａ 第１入力ポート
４６ｂ 第２入力ポート
４６ｃ 第３入力ポート
５１ 中央油路（第４油路）
６１ 第１油路
６１ａ 内部油路
６１ｂ 外部油路
６３ 合流部
６４ 第１逆止弁
７０ 第２油路
７１ 絞り部
７２ 中央油路（第４油路）
７３ｃ 中央油路
７４ 絞り部
８１ 第１油路
８１ａ 内部油路
８１ｂ 外部油路
９３ 合流部
９４ 第１逆止弁
９０ 第２油路
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ

Claims (4)

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、
   前記油圧ポンプと前記第１制御弁とを接続する吐出油路と、
   前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続する中央油路と、
   前記第１制御弁及び前記第２制御弁に接続され且つ、前記第１制御弁及び前記第２制御弁を通過した作動油を前記油圧ポンプ側に向けて排出する排出油路と、
   前記中央油路とは別の油路であって、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１制御弁を通過させて前記第２制御弁に供給する第１油路と、
   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、収縮時に作動油を前記戻り油として排出可能な第１ポートと、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油路は、
   前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータの前記第１ポートとを接続し且つ前記第１ポートから排出された戻り油が流れる第１戻り油路と、
   前記第１制御弁に設けられ且つ前記第１戻り油路に連通する第１内部油路と、
   前記第１内部油路に連通し且つ前記第２制御弁に接続する外部油路と、
   を有し、
   前記外部油路の中途部には、前記中央油路の途中で合流する合流部を有し、
   前記第１油圧アクチュエータの前記第２ポートには、当該第２ポートと前記第１制御弁とを接続する接続油路が接続され、
   前記吐出油路は、その途中個所である中途部において２つに分岐して前記第１制御弁にそれぞれ接続される第１吐出油路及び第２吐出油路を備え、
   前記第１制御弁は、前記戻り油を前記第１油路へ通過させる場合に、
   前記第１内部油路から分岐し且つ前記戻り油を前記排出油路に排出する第２内部油路と、
   前記第２内部油路に設けられた絞り部と、
   前記吐出油路の前記第１吐出油路と前記接続油路とを接続し且つ前記吐出油路の前記第１吐出油路から前記第１制御弁に供給された作動油である供給油を前記接続油路へと通過させる第３内部油路と、
   前記吐出油路の前記第２吐出油路と前記中央油路とを接続し且つ前記吐出油路の前記第２吐出油路から前記第１制御弁に供給された作動油である供給油を前記中央油路へと通過させる第４内部油路と、
   を有し、
   前記第４内部油路は、前記第１油路を通過する戻り油の一部が、前記合流部及び前記中央油路を経て入力される場合に当該戻り油を通過させて前記第２吐出油路に供給し、
   前記第３内部油路は、前記第４内部油路から前記第２吐出油路に供給されて、前記中途部及び前記第１吐出油路を経た戻り油と、前記吐出油路の前記第１吐出油路から前記第１制御弁に供給された作動油である供給油とを、前記接続油路に供給する、作業機の油圧システム。
2. 前記第１制御弁は、前記吐出油路から前記供給油を前記中央油路に供給する中立位置と、前記供給油を前記第１油圧アクチュエータ及び前記中央油路に供給し且つ前記戻り油を前記第１油路に流す側方位置とに切換可能である請求項１に記載の作業機の油圧システム。
3. 前記外部油路における、前記第１内部油路と前記合流部との間に、前記第１制御弁から第２制御弁に前記戻り油が向かうのを許容し且つ前記第２制御弁から前記第１制御弁に戻り油が向かうのを阻止する第１逆止弁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。
4. 前記接続油路は、前記第１油圧アクチュエータの前記第２ポートと前記第１制御弁とを接続し且つ前記第２ポートから排出された戻り油が流れる第２戻り油路であり、
   前記作業機の油圧システムは、前記第２戻り油路に接続され且つ前記戻り油を排出する第５油路と、
   前記第５油路に設けられたリリーフ弁と、
   を備えている請求項１〜３のいずれかに記載の作業機の油圧システム。

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