JP7019556B2 - 作業機 - Google Patents

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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、バックホー等の作業機に関する。
従来、特許文献1に開示された作業機が知られている。
特許文献1に開示された作業機は、作動油によって駆動する油圧アクチュエータ(バケットシリンダ、ブームシリンダ)と、油圧アクチュエータを制御可能な複数の制御弁(作業用コントロールバルブ)と、作動油であるパイロット油を調整可能な複数のパイロット弁(作業用操作レバー)と、複数のパイロット弁のそれぞれに接続され、且つ、複数のパイロット弁から出力されるパイロット油を流す複数の第1管材(作業用パイロットホース)と、複数の制御弁の受圧部のそれぞれに接続される複数の第2管材(作業用パイロットホース)と、複数の第1管材と複数の第2管材とをそれぞれ接続する中継部材と、を備えている。
特開2009-287281号公報
特許文献1の作業機では、複数の第1管材と複数の第2管材とを中継部材を介して接続することで、当該第1管材及び第2管材の配策を容易にすることができる。これにより、第1管材及び第2管材の取付時間を短縮化することで、作業機の製造コスト低減することができる。
しかしながら、特許文献1の作業機を寒冷地等の低温条件下で使用すると、作業機の始動時にはパイロット油の温度が低く、作動油の粘度が著しく高くなる。このため、暖機を行うことでパイロット油を温める必要があった。
本発明は、この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、中継部材の内部でパイロット油の熱交換を行い、低温条件下であっても作業機の始動性を向上することを目的とする。
本発明の一態様に係る作業機は、パイロット油を吐出するパイロットポンプと、前記パイロット油が供給可能な第1油圧機器と、前記第1油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な第1作動弁と、前記パイロット油が供給可能な第2油圧機器と、前記第2油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な複数の第2作動弁と、前記パイロットポンプと前記複数の第2作動弁とを接続する吐出油路に設けられた第3作動弁と、前記第1油圧機器と前記第1作動弁とを接続する作動油路から分岐する分岐部に接続された分岐管材と、前記複数の第2作動弁のそれぞれに接続され、且つ、前記複数の第2作動弁から出力される前記パイロット油を流す複数の入力管材と、前記第2油圧機器の受圧部に接続される複数の出力管材と、前記第3作動弁に接続されたメイン管材と、前記複数の入力管材が接続される複数の第1入力ポートと、前記複数の出力管材が接続される複数の出力ポートと、前記複数の第1入力ポートと前記複数の出力ポートとをそれぞれ連通する複数の第1流路と、前記メイン管材が接続されるメインポートと、前記分岐管材が接続される分岐ポートと、前記メインポートと前記分岐ポートを連通し且つ前記複数の第1流路の間に跨って設けられた第2流路と、を有する中継部材と、を備えている。
前記第1作動弁は、前記作動油路に前記パイロット油の圧力を掛ける付与位置と、前記作動油路のパイロット油の圧力を低減させる減圧位置とに切り換え可能な切換弁であり、前記第3作動弁は、前記吐出油路であって当該第3作動弁から前記複数の第2作動弁に至る区間に、最大のパイロット油の圧力を掛ける最大位置と、最小のパイロット油の圧力を掛ける最小位置との間で可変可能な比例弁である。
前記第3作動弁は、前記第1作動弁が前記減圧位置である場合に、前記吐出油路に付与するパイロット油の圧力を、前記減圧位置にて前記作動油路に掛かる圧力よりも高くする。
前記分岐管材は、前記分岐ポート側から前記分岐部に向けてパイロット油が流れるのを許容し且つ前記分岐部側から前記分岐ポート側に流れるのを阻止する逆止弁を含んでいる。
作業機は、パイロット油を排出するドレイン管材を備え、前記中継部材は、前記複数の第1流路から分岐するエア抜き流路と、前記エア抜き流路が連通し且つ前記ドレイン管材が接続されるドレインポートと、を備えている。
前記第1油圧機器は、前記パイロット油によって制動を行うブレーキ機構であり、前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に供給する作動油を制御するブレーキ作動弁であり、前記第2油圧機器は、前記パイロット油によって出力が変化する走行ポンプであり、前記第2作動弁は、前記走行ポンプに供給する前記パイロット油を操作部材の操作に応じて調整する操作弁であり、前記第3作動弁は、原動機の回転数に基づいて前記操作弁に供給するパイロット油の圧力を変更するアンチストール比例弁である。
上記作業機によれば、中継部材の内部でパイロット油の熱交換を行い、低温条件下であっても作業機の始動性を向上することができる。
作業機の油圧システムの概略図である。 中継部材周辺の油圧システムの拡大図である。 パイロット油の流れを示す図である。 エンジン回転数と、走行一次圧と、制御線L1、L2の関係を示す図である。 作業機の油圧システムの変形例である。 中継部材の外観図である。 作業機の左側面図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、本発明に係る作業機1の油圧システムの実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図7は、本発明に係る作業機1の側面図を示している。図7では、作業機1の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機1はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステア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1であってもよい。
作業機1は、図7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。
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7の左側)を前方、運転者の後側(図7の右側)を後方、運転者の左側(図7の手前側)を左方、運転者の右側(図7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。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。機体内の後部には、原動機32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1
1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。
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11が装着可能とされている。別の作業具11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5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5を採用してもよい。
次に、本発明に係る作業機1の油圧システムについて説明する。作業機1の油圧システムは、油圧システムを有している。油圧システムにおいて、管材は、パイプ(ホース)、接手等であり、油路は、管材等から構成される油が流れる通路である。
図1に示すように、油圧システムは、走行装置5を駆動するシステムであって、原動機32と、第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1と、第1走行モータ機構31Lと、第2走行モータ機構31Rと、走行駆動機構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。この実施形態では、原動機32はエンジンである。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(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1油圧ポンプP1の吐出側には、作動油を流す吐出油路40が設けられている。吐出油路40の中途部には、フィルタ35が設けられている。吐出油路40の作動油の吐出側は、複数に分岐している。当該吐出油路40の吐出側には、第1チャージ油路41が接続されている。第1チャージ油路41は、走行駆動機構34に至っている。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。
走行駆動機構34は、第1走行モータ機構31L及び第2走行モータ機構31Rを駆動する機構であって、第1走行モータ機構31Lの駆動用の駆動回路(左用駆動回路)34Lと、第2走行モータ機構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(走行ポンプ)52L、52Rと、変速用油路57h,57iと、第2チャージ油路42とを有している。変速用油路57h,57iは、HSTポンプ52L,52R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42は、変速用油路57h,57i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57h,57iに補充する油路である。HSTポンプ52L,52R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52L,52Rは、パイロット圧が作用する前進用受圧部52aと後進用受圧部52bとを有し、受圧部52a,52b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52L,52R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。言い換えれば、HSTポンプ52L,52Rは、斜板の角度を変更されることによって、走行装置5へ出力する駆動力を変更する。
第1走行モータ機構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機構である。第2走行モータ機構31Rは、機体2の右側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達する機構である。第1走行モータ機構31Lは、HSTモータ(走行モータ)36と、変速機構を有している。
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。言い換えれば、HSTモータ36は、作業機1の推進力を変更することができるモータである。
変速機構は、斜板切換シリンダ38aと、切換弁38bとを含んでいる。斜板切換シリンダ38a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。切換弁38bは、斜板切換シリンダ38a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39a及び第2位置39bに切り換わる二位置切換弁である。切換弁38bの切換は、変速切換弁33により行う。変速切換弁33は、吐出油路40に接続され且つ第1走行モータ機構31Lの切換弁38b及び第2走行モータ機構31Rの切換弁38bに接続されている。変速切換弁33は、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である。変速切換弁33を第1位置33aにすると、切換弁38bに作用させる作動油の圧力を所定の速度(例えば、1速)に対応する圧力(減速圧)に設定する。また、変速切換弁33を第2位置33bにすると、切換弁38bに作用させる作動油の圧力を所定の速度(1速)よりも早く速度(2速)に対応する圧力(増速圧)に設定する。したがって、変速切換弁33が第1位置33aの場合、切換弁38bは第1位置39aになり、これに伴って、斜板切換シリンダ38aは収縮し、HSTモータ36を1速にすることができる。また、変速切換弁33が第2位置33bの場合、切換弁38bは第2位置39bになり、これに伴って、斜板切換シリンダ38aは伸長し、HSTモータ36を2速にすることができる。なお、HSTモータ36を1速又は2速の変速は制御装置90の制御により行う。例えば、制御装置90には、スイッチ(変速スイッチ)等の操作部材58が設けられている。操作部材58を1速に切り換えると、制御装置90は、変速切換弁33のソレノイドを消磁する制御信号を出力して当該変速切換弁33を第1位置33a
にする。また、操作部材58を2速に切り換えると、制御装置90は、変速切換弁33のソレノイドを励磁する制御信号を出力して当該変速切換弁33を第2位置33bにする。
また、第1走行モータ機構31Lは、ブレーキ機構30を有している。ブレーキ機構30は、右側の走行装置5の制動、即ち、HSTモータ36の回転又はHSTモータ36の回転に伴って回転する出力軸の回転を停止可能である。ブレーキ機構30は、第1油圧ポンプP1から吐出されたパイロット油(作動油)によって、走行モータ機構31を制動する作動状態となったり、制動を解除する作動状態に変化する。例えば、ブレーキ機構30は、走行モータ機構31の出力軸に設けられた第1ディスクと、移動可能な第2ディスクと、第2ディスクが第1ディスクに接触する側へ付勢するバネとを備えている。また、ブレーキ機構30は、第1ディスク、第2ディスク及びバネを収容する収容部(収容ケース)159を備えている。この収容部59であって、第2ディスクが納められている部分と、ブレーキ切換弁80aとは、後述するように油路を介して接続されている。ブレーキ切換弁80aは、ブレーキ機構30における制動及び制動の解除(制動解除)を行う電磁弁であって、第1位置80a1と第2位置80a2とに切り換え可能な二位置切換弁である。ブレーキ切換弁80aは、第1位置80a1である場合、ブレーキ機構30に作用させる作動油の圧力(収容部59に作用する圧力)を当該ブレーキ機構30が制動する圧力(制動圧)に設定する。また、ブレーキ切換弁80aは、第2位置80a2である場合、作動油の圧力を制動解除する圧力(解除圧)以上に設定する。なお、ブレーキ切換弁80aの切換は、制御装置90の制御により行う。例えば、制御装置90には、ブレーキ切換弁80aのソレノイドを消磁する制御信号を出力して当該ブレーキ切換弁80aを第1位置80a1にする。また、制御装置90は、ブレーキ切換弁80aのソレノイドを励磁する制御信号を出力して当該ブレーキ切換弁80aを第2位置80a2にする。また、制御装置90からブレーキ切換弁80aへの制御信号の出力は、例えば、スイッチを設けておき、スイッチを手動で操作することにより行っても良いし、制御装置90が作業機の運転状況を判断して自動的に行ってもよい。
したがって、ブレーキ切換弁80aが第1位置80a1である場合、収容部59の格納部のパイロット油が排出され、第2ディスクが制動の方向に動き、ブレーキ機構30における制動を行うことができる。また、ブレーキ切換弁80aが第2位置80a2である場合、収容部59の格納部にパイロット油が供給され、第2ディスクが制動とは反対側(バネの付勢方向とは反対側)に動き、ブレーキ機構30における制動解除を行うことができる。なお、第2走行モータ機構31Rは、第1走行モータ機構31Lと同様の構成であって、第1走行モータ機構31Lで示した構成を第2走行モータ31Rに読み替えればよいため、構成の説明を省略する。
図1に示すように、作業機1は、操作装置53を備えている。操作装置53は、走行装置5、即ち、第1走行モータ機構31L、第2走行モータ機構31R及び走行駆動機構34を操作する装置である。操作装置53は、操作部材54と、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)とを有している。
操作部材54は、走行操作弁55に支持され、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作部材である。また、複数の走行操作弁55は、共通、即ち、1本の操作部材54によって操作される。複数の走行操作弁55は、操作部材54の揺動に基づいて作動する。複数の走行操作弁55には、吐出油路40を介して、第1油圧ポンプP1からの作動油(パイロット油)が供給可能である。複数の走行操作弁55は、走行操作弁55a、走行操作弁55b、走行操作弁55c及び走行操作弁55dである。
複数の走行操作弁55と、走行駆動機構34(HSTポンプ52L,52R)とは、走行油路45によって接続されている。走行油路45は、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dと、第5走行油路45eとを有している。第1走行油路45aは、HSTポンプ52Lの前進用受圧部52aに接続された油路である。第2走行油路45bは、HSTポンプ52Lの後進用受圧部52bに接続された油路である。第3走行油路45cは、HSTポンプ52Rの前進用受圧部52aに接続された油路である。第4走行油路45dは、HSTポンプ52Rの後進用受圧部52bに
接続された油路である。第5走行油路45eは、走行操作弁55、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dを接続する油路である。第5走行油路45eは、複数のシャトル弁46と、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)とを接続している。
操作部材54を前方(図1では矢示A1方向)に揺動させると、走行操作弁55aが操作されて該走行操作弁55aからパイロット圧が出力され、HSTモータ36の出力軸が操作部材54の揺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、操作部材54を後方(図1では矢示A2方向)に揺動させると、走行操作弁55bが操作されて該走行操作弁55bからパイロット圧が出力され、HSTモータ36の出力軸が操作部材54の揺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、操作部材54を右方(図1では矢示A3方向)に揺動させると、走行操作弁55cが操作されて該走行操作弁55cからパイロット圧が出力され、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。操作部材54を左方(図1では矢示A4方向)に揺動させると、走行操作弁55dが操作されて該走行操作弁55dからパイロット圧が出力され、左側のHSTモータ36の出力軸が逆転し且つ右側のHSTモータ36の出力軸が正転して作業機1が左側に旋回する。
また、操作部材54を斜め方向に揺動させると、受圧部52aと受圧部52bとに作用するパイロット圧の差圧によって、左方のHSTモータ36及び右側の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1が前進又は後進しながら右旋回又は左旋回する。
図1に示すように、吐出油路40には、アンチストール比例弁81bが接続されている。アンチストール比例弁81bは、開度が最大となる最大位置と、開度が最小となる最小位置とに可変可能な比例弁であり、吐出油路40であって当該アンチストール比例弁81bから複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)に至る区間40aに、最大位置であるときは、最大のパイロット油の圧力を掛け、最小位置であるときは、最小のパイロット油の圧力を掛ける。アンチストール比例弁81bは、エンジンストールを防止する制御(アンチストール制御)を行う。
図4は、エンジン回転数と、走行一次圧と、制御線L1、L2の関係を示している。走行一次圧とは、吐出油路40において、アンチストール比例弁81bから走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)に至る区間における作動油の圧力(パイロット圧)である。即ち、操作部材54に設けられた走行操作弁55に入る作動油の一次圧である。制御線L1は、ドロップ量が所定未満である場合のエンジン回転数と、走行一次圧との関係を示している。制御線L2は、ドロップ量が所定以上である場合のエンジン回転数と、走行一次圧との関係を示している。
制御装置90は、ドロップ量が所定未満である場合、エンジンの実回転数と走行一次圧との関係が、制御線L1に一致するように、アンチストール比例弁81bの開度を調整する。また、制御装置90は、ドロップ量が所定以上である場合、エンジンの実回転数と走行一次圧との関係が、制御線L2に一致するように、アンチストール比例弁81bの開度を調整する。制御線L2では、所定のエンジン回転数に対する走行一次圧が、制御線L1の走行一次圧よりも低い。即ち、同一のエンジン回転数に着目した場合、制御線L2の走行一次圧が、制御線L1の走行一次圧よりも低い。したがって、制御線L2に基づく制御によって、走行操作弁55に入る作動油の圧力(パイロット圧)が低く抑えられる。その結果、HSTポンプ(走行ポンプ)52の斜板角が調整され、エンジンに作用する負荷が減少し、エンジンのストールを防止することができる。なお、図4では、1本の制御線L2を示しているが、制御線L2は複数であってもよい。例えば、エンジン回転数毎に制御線L2が設定されていてもよい。また、制御線L1及び制御線L2を示すデータ、或いは、関数等の制御パラメータ等は、制御装置90が有していることが好ましい。
作業機1の油圧システムは、パイロット油が供給可能な第1油圧機器と、第1油圧機器
に供給するパイロット油を制御可能な第1作動弁と、パイロット油が供給可能な第2油圧機器と、第2油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な複数の第2作動弁と、パイロットポンプと複数の第2作動弁とを接続する吐出油路に設けられた第3作動弁を備えている。
この実施形態では、第1油圧機器は、ブレーキ機構30、第1作動弁は、ブレーキ切換弁80a、第2油圧機器は、HSTポンプ(走行ポンプ)52L、52R、複数の第2作動弁は、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)、第3作動弁は、アンチストール比例弁81bである。
アンチストール比例弁81bは、1次ポート(ポンプポート)81b1、2次ポート81b2を有している。アンチストール比例弁81bの1次ポート81b1は、第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1側の吐出油路40に接続されている。アンチストール比例弁81bの2次ポート81b2は、操作装置53側の区間40aに接続されている。アンチストール比例弁81bの排出ポート81b3は、排出油路67を介して作動油タンク22等の排出部に接続されている。
ブレーキ機構30とブレーキ切換弁80aとは、作動油路61により接続されている。この実施形態では、作動油路61は、第1ブレーキ油路61aと、第2ブレーキ油路61bとを含んでいる。第1ブレーキ油路61aは、第1走行モータ機構31Lのブレーキ機構30と、ブレーキ切換弁80aとを接続する油路である。第2ブレーキ油路61bは、第2走行モータ機構31Rのブレーキ機構30と、ブレーキ切換弁80aとを接続する油路である。第1ブレーキ油路61aと第2ブレーキ油路61bとは途中で合流していて、合流後の兼用油路(第1ブレーキ油路61aと第2ブレーキ油路61bとの兼用油路)61cがブレーキ切換弁80aに接続されている。
したがって、ブレーキ切換弁80aが第2位置(付与位置)80a2である場合、作動油路(第1ブレーキ油路61a、第2ブレーキ油路61b、兼用油路61c)にパイロット油の圧力を掛ける。また、ブレーキ切換弁80aが第1位置(減圧位置)80a1である場合、作動油路(第1ブレーキ油路61a、第2ブレーキ油路61b、兼用油路61c)のパイロット油の圧力を低減させる。
吐出油路40において、アンチストール比例弁(第3作動弁)81bと、複数の走行操作弁55(複数の第2作動弁)とを接続する区間40aに、分岐油路63の一端が接続され、当該分岐油路63の他端は、作動油路61の兼用油路61cが接続されている。詳しくは、作動油路61(兼用油路61c)には、分岐部65が設けられ、吐出油路40の区間40aには分岐部64が設けられており、分岐部65と分岐部64とに分岐油路63が接続されている。このように、分岐油路63によって、ブレーキ切換弁80aと、アンチストール比例弁81bとが接続されることになり、後述するように、ブレーキ切換弁80a及び
アンチストール比例弁81bによって、分岐油路63を通じてパイロット油を循環させることができる。
さて、走行油路45(第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45d)と、分岐油路63とは、中継部材200を通過していて、走行油路45を通過するパイロット油と、分岐油路63を通過するパイロット油とは熱交換を行うことが可能である。
図2、図6に示すように、中継部材200は、例えば、鋳物等で構成されていて、内部に流路等が形成されている。中継部材200は、作業機1のフレームに取り付けられている。中継部材200は、複数の入力ポート200a、200b、200c、200dと、複数の出力ポート201a、201b、201c、201dと、複数の第1流路202a、202b、202c、202dと、メインポート203と、分岐ポート204と、第2流路205とを有している。
第1流路202aは、入力ポート200aと出力ポート201aとを連通する流路である。第1流路202bは、入力ポート200bと出力ポート201bとを連通する流路である。第1流路202cは、入力ポート200cと出力ポート201cとを連通する流路で
ある。第1流路202dは、入力ポート200dと出力ポート201dとを連通する流路である。
第2流路205は、メインポート203と、分岐ポート204とを連通する流路であり、複数の第1流路202a、202b、202c、202dの間に跨って設けられた流路である。詳しくは、複数の第1流路202a、202b、202c、202dと、第2流路205とは交差している。複数の第1流路202a、202b、202c、202dは、中継部材200の縦方向に延びていて、第2流路205は、中継部材200の横方向に延びている。また、複数の第1流路202a、202b、202c、202dと、第2流路205とは厚み方向にずれている。なお、中継部材200には、第2流路205から分岐する第3流路206が設けられ、第3流路206には、ポート207が連通している。
中継部材200には、複数の入力管材210a、210b、210c、210dが接続される。複数の入力管材210a、210b、210c、210dは、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)のそれぞれに接続され、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)から出力されるパイロット油を流す管材である。
入力管材210aの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200aに接続されている。入力管材210bの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200bに接続されている。入力管材210cの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200cに接続されている。入力管材210dの一端は、操作装置53の出力ポートに接続され、他端は、入力ポート200dに接続されている。
中継部材200には、複数の出力管材211a、211b、211c、211dが接続される。出力管材211aの一端は、出力ポート201aに接続され、他端は、HSTポンプ52Lの受圧部52aに接続されている。出力管材211bの一端は、出力ポート201bに接続され、他端は、HSTポンプ52Rの受圧部52aに接続されている。出力管材211cの一端は、出力ポート201cに接続され、他端は、HSTポンプ52Lの受圧部52bに接続されている。出力管材211dの一端は、出力ポート201dに接続され、他端は、HSTポンプ52Rの受圧部52bに接続されている。
中継部材200には、メイン管材213が接続される。メイン管材213の一端は、アンチストール比例弁81bに接続され、他端はメインポート203に接続されている。
中継部材200には、分岐管材214が接続される。分岐管材214が、少なくとも分岐油路63の一部を構成する管材である。分岐管材214の一端は、分岐ポート204に接続され、他端は分岐部65に接続されている。図1に示すように、分岐管材214の中途部には、逆止弁217が設けられている。逆止弁217は、分岐ポート204側から分岐部65に向けてパイロット油が流れるのを許容し且つ分岐部65側から分岐ポート204側に流れるのを阻止する弁である。また、分岐管材214は、バイパス油路を形成するバイパス管218を有しており、バイパス管218は、逆止弁217の両側に接続されている。
図2に示すように、中継部材200には、第2流路205から分岐する第3流路206が設けられ、第3流路206には、ポート207が連通している。ポート207には、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)に、ポンプ側からのパイロット油を供給する供給管材208が接続されている。
以上によれば、複数の第1流路202a、202b、202c、202d、複数の入力管材210a、210b、210c、210d、複数の出力管材211a、211b、211c、211dにより、走行油路45(第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45d)が構成される。また、第2流路205及び分岐管材214により、分岐油路63により構成される。
なお、中継部材200は、エア抜き流路220を備えている。エア抜き流路220は、複数の第1流路202a、202b、202c、202dのそれぞれから分岐する流路であり、途中で合流している。エア抜き流路220は、中継部材200に形成されたドレインポート221に連通している。エア抜き流路220には、流量を低減する絞り部230
が設けられている。ドレインポート221には、パイロット油を排出するドレイン管材222の一端が接続されている。ドレイン管材222の他端は、パイロット油を排出する排出部に接続されている。排出部は、作動油タンク、第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1の吸い込み部等に接続されている。なお、操作装置53において、ドレインポートが形成され、ドレインポート及びドレイン管材225を介して、操作装置53のドレインポートとエア抜き流路220とが連通している。
さて、制御装置90は、暖機モードに切り替えることができ、暖機モードでは、パイロット油の暖機を行うことができる。図3に示すように、暖機モードは、例えば、制御装置90に、ON/OFFに切り換え可能なモードスイッチ95を接続し、モードスイッチ95がONである場合には、暖機モードになり、モードスイッチ95がOFFである場合には、暖機モードが解除される。
制御装置90は、暖機モードでは、ブレーキ切換弁80a及びアンチストール比例弁81bを制御することによって、パイロット油の暖機を行う。制御装置90は、暖機モードでない場合において、ブレーキ切換弁80aが第2位置(付与位置)80a2になっている状態で、上述したように、エンジンの回転数に基づいてアンチストールの制御を行う。
制御装置90は、暖機モードになった場合には、ブレーキ切換弁80aによってブレーキ設定圧(第1設定圧)PV1と、アンチストール比例弁81bで設定される設定圧(第2設定圧)PV2との差圧を設定する。ブレーキ設定圧(第1設定圧)PV1は、例えば、ブレーキ切換弁80aの出力ポート100の圧力である。言い換えれば、第1設定圧PV1は、作動油路61(第1ブレーキ油路61a、第2ブレーキ油路61b、兼用油路61c)に作用する圧力である。
第2設定圧(設定圧)PV2は、例えば、アンチストール比例弁81bの2次ポート81b2の出力ポート101の圧力である。言い換えれば、第2設定圧PV2は、吐出油路40の区間40aに作用する圧力である。
制御装置90は、第1設定圧PV1と第2設定圧PV2との差圧が発生するように、ブレーキ切換弁80a及びアンチストール比例弁81bを制御する。制御装置90は、例えば、暖機を行う暖機モードである場合に、ブレーキ切換弁80aの第1設定圧PV1を、アンチストール比例弁81bの設定圧PV2よりも低くする。言い換えれば、制御装置90は、暖機モードである場合、アンチストール比例弁81bの設定圧PV2を、ブレーキ切換弁80aの第1設定圧PV1よりも高くする。
詳しくは、制御装置90は、暖機モードである場合、ブレーキ切換弁80aを第1位置(減圧位置)80a1にすることにより、第1設定圧PV1をブレーキ機構30が制動する制動圧に設定する。また、制御装置90は、暖機モードである場合、アンチストール比例弁81bを最大位置にすることにより、設定圧PV2を第1設定圧PV1よりも高くする。即ち、ブレーキ切換弁80aが制動状態であり、アンチストール比例弁81bが最大位置である場合には、第1設定圧PV1<設定圧PV2であり、アンチストール比例弁81bで設定する設定圧PV2は、ブレーキ切換弁80aで設定する作動油の第1設定圧PV1よりも高くなる。言い換えれば、アンチストール比例弁81bは、ブレーキ切換弁80aを第1位置(減圧位置)80a1である場合に、吐出油路40の区間40aに付与するパイロット油の圧力を、第1位置(減圧位置)80a1にて作動油路61に掛かる圧力よりも高くする。なお、上述した実施形態では、アンチストール比例弁81bを最大位置にすることにより、設定圧PV2を第1設定圧PV1よりも高くしているが、第1設定圧PV1<設定圧PV2であれば、アンチストール比例弁81bは最大位置(最大圧力)でなくてもよく、最大位置(最大圧力)よりも低い位置(圧力)に設定してもよい。
図3の矢印A10に示すように、第1設定圧PV1<設定圧PV2である場合、アンチストール比例弁81bを通過した作動油は、中継部材200の第2流路205及び分岐管材214に流れ、ブレーキ切換弁80aの排出ポートから排出油路66に排出される。これにより、第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1から吐出したパイロット油が、中継部材200の第2流路205及び分岐管材214を通過して、ブレーキ切換弁80aの排出ポートから第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)P1側に戻すことで、1次側のパイロ
ット油の循環を行うことができるため、パイロット油の暖機を行うことができる。ここで、操作部材54等を操作して、走行操作弁55a、55b、55c、55dを操作すれば、走行操作弁55a、55b、55c、55dの2次側のパイロット油が複数の入力管材210a、210b、210c、210d、複数の第1流路202a、202b、202c、202d及び複数の出力管材211a、211b、211c、211dに流れる。そのため、中継部材200の複数の第1流路202a、202b、202c、202dに流れた2次側のパイロット油と、中継部材200の第2流路205に流れる1次側のパイロット油とが、中継部材200を介して熱交換が行うことができるため、2次側のパイロット油の暖機も行うことができる。
なお、暖機モードは、例えば、制御装置90に、ON/OFFに切り換え可能なモードスイッチ95を接続し、モードスイッチ95がONである場合には、暖機モードになり、モードスイッチ95がOFFである場合には、暖機モードが解除される。なお、制御装置90は、暖機モードでない場合において、ブレーキ切換弁80aが第2位置(付与位置)80a2になっている状態で、上述したように、エンジンの回転数に基づいてアンチストールの制御を行う。
図5は、作業機の油圧システムの変形例を示している。図5の油圧システムでは、第1油圧機器は、作業操作弁159、第1作動弁は、油圧ロック切換弁81a、第2油圧機器は、HSTポンプ(走行ポンプ)52L、52R、複数の第2作動弁は、複数の走行操作弁55(55a、55b、55c、55d)、第3作動弁は、アンチストール比例弁81bである。作業操作弁159と油圧ロック切換弁81aとは、作動油路161により接続されている。作動油路161には、分岐部165が設けられており、分岐部165には、分岐油路63の一部を構成する分岐管材214が接続されている。
油圧ロック切換弁81aは、操作装置48(作業操作弁159A、159B、159C、159D)に供給するパイロット油を停止可能な弁である。油圧ロック切換弁81aは、第1位置81a1と第2位置81a2とに切り換え可能な二位置切換弁である。油圧ロック切換弁81aを第1位置81a1にすると、第1油圧ポンプP1からのパイロット油は、作業操作弁159A、159B、159C、159Dには供給されず、操作部材58を操作しても作業操作弁159A、159B、159C、159Dによる作動油の圧力が複数の制御弁56の受圧部に作用しないロック状態になる。油圧ロック切換弁81aを第2位置81a2にすると、第1油圧ポンプP1からのパイロット油は、作業操作弁159A、159B、159C、159Dには供給され、操作部材58の操作に伴って、作業操作弁159A、159B、159C、159Dによるパイロット油の圧力が複数の制御弁56に作用するロック解除状態になる。作業操作弁159A、159B、159C、159Dの構成は、走行操作弁55a、55b、55c、55dの構成と同様であるため説明を省略する。
複数の制御弁56は、ブーム制御弁56Aと、バケット制御弁56Bとを含んでいる。ブーム制御弁56Aは、ブーム10を制御する油圧シリンダ(ブームシリンダ)14を制御する弁である。バケット制御弁56B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)15を制御する弁である。
ブーム制御弁56A及びバケット制御弁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と、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。
操作部材58を前方に傾動させると、下降用パイロット弁(操作弁)159Aが操作されて当該下降用作業操作弁159Aから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、ブーム制御弁56Aの受圧部に作用し、ブームシリンダ14が収縮して、ブーム10は下降する。
操作部材58を後方に傾動させると、上昇用パイロット弁(操作弁)159Bが操作さ
れて当該上昇用作業操作弁159Bから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、ブーム制御弁56Aの受圧部に作用し、ブームシリンダ14が伸長して、ブーム10は上昇する。
操作部材58を右方に傾動させると、バケットダンプ用のパイロット弁(操作弁)159Cが操作されて当該作業操作弁159Cから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、バケット制御弁56Bの受圧部に作用し、バケットシリンダ15は伸長して、バケット11がダンプ動作する。
操作部材58を左方に傾動させると、バケットスクイ用のパイロット弁(操作弁)159Dが操作され当該作業操作弁159Dから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、バケット制御弁56Bの受圧部に作用し、バケットシリンダ15は収縮して、バケット11がスクイ動作する。
制御装置90は、暖機モードでは、油圧ロック切換弁81a及びアンチストール比例弁81bを制御することによって、パイロット油の暖機を行う。制御装置90は、暖機モードでない場合において、ブレーキ切換弁80aが第2位置(付与位置)80a2になっている状態で、上述したように、エンジンの回転数に基づいてアンチストールの制御を行う。
制御装置90は、暖機モードになった場合には、油圧ロック切換弁81aによって油圧ロック設定圧(第1設定圧)PV3と、アンチストール比例弁81bで設定される設定圧(第2設定圧)PV2との差圧を設定する。油圧ロック設定圧(第1設定圧)PV3は、例えば、油圧ロック切換弁81aの出力ポート155の圧力である。言い換えれば、第1設定圧PV3は、作動油路161に作用する圧力である。
制御装置90は、第1設定圧PV3と第2設定圧PV2との差圧が発生するように、油圧ロック切換弁81a及びアンチストール比例弁81bを制御する。制御装置90は、例えば、暖機を行う暖機モードである場合に、油圧ロック切換弁81aの第1設定圧PV3を、アンチストール比例弁81bの設定圧PV2よりも低くする。言い換えれば、制御装置90は、暖機モードである場合、アンチストール比例弁81bの設定圧PV2を、油圧ロック切換弁81aの第1設定圧PV3よりも高くする。
詳しくは、制御装置90は、暖機モードである場合、油圧ロック切換弁81aを第1位置(減圧位置)81a1にすることにより、第1設定圧PV3を油圧ロックが可能な圧力に設定する。また、制御装置90は、暖機モードである場合、アンチストール比例弁81bを最大位置にすることにより、設定圧PV2を第1設定圧PV3よりも高くする。即ち、油圧ロック切換弁81aが制動状態であり、アンチストール比例弁81bが最大位置である場合には、第1設定圧PV3<設定圧PV2であり、アンチストール比例弁81bで設定する設定圧PV2は、油圧ロック切換弁81aで設定する第1設定圧PV3よりも高くなる。言い換えれば、アンチストール比例弁81bは、油圧ロック切換弁81aを第1位置(減圧位置)81a1である場合に、吐出油路40の区間40aに付与するパイロット油の圧力を、第1位置(減圧位置)81a1にて作動油路161に掛かる圧力よりも高くする。
以上によれば、油圧ロック切換弁81a及びアンチストール比例弁81bを操作することによって、作動油を循環させることができる。ここで、図1に示すように、走行操作弁55を操作すれば、中継部材200に、走行系のパイロット油が流れるため、当該走行系のパイロット油と、作業系のパイロット油(油圧ロック切換弁81aに向かうパイロット油)との熱交換を行うことができる。
以上、本発明について説明したが、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
30 :ブレーキ機構(第1油圧機器)
52L :HSTポンプ(第2油圧機器)
52R :HSTポンプ(第2油圧機器)
55 :操作弁(第2操作弁)
80a :ブレーキ切換弁(第1作動弁)
80a1 :第1位置(減圧位置)
80a2 :第2位置(付与位置)
81a :油圧ロック切換弁(第1作動弁)
81a1 :第1位置(減圧位置)
81a2 :第2位置(付与位置)
81b :アンチストール比例弁(第3作動弁)
90 :制御装置
159 :作業操作弁(第1油圧機器)
161 :作動油路
165 :分岐部
200 :中継部材
200a :入力ポート
200b :入力ポート
200c :入力ポート
200d :入力ポート
201a :出力ポート
201b :出力ポート
201c :出力ポート
201d :出力ポート
202a :第1流路
202b :第1流路
202c :第1流路
202d :第1流路
203 :メインポート
204 :分岐ポート
205 :第2流路
206 :第3流路
207 :ポート
208 :供給管材
210a :入力管材
210b :入力管材
210c :入力管材
210d :入力管材
211a :出力管材
211b :出力管材
211c :出力管材
211d :出力管材
213 :メイン管材
214 :分岐管材
217 :逆止弁
218 :バイパス管
220 :エア抜き流路
221 :ドレインポート
222 :ドレイン管材
225 :ドレイン管材
230 :絞り部
P1 :第1油圧ポンプ(パイロットポンプ)

Claims (7)

  1. パイロット油を吐出するパイロットポンプと、
    前記パイロット油が供給可能な第1油圧機器と、
    前記第1油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な第1作動弁と、
    前記パイロット油が供給可能な第2油圧機器と、
    前記第2油圧機器に供給するパイロット油を制御可能な複数の第2作動弁と、
    前記パイロットポンプと前記複数の第2作動弁とを接続する吐出油路に設けられた第3作動弁と、
    前記第1油圧機器と前記第1作動弁とを接続する作動油路から分岐する分岐部に接続された分岐管材と、
    前記複数の第2作動弁のそれぞれに接続され、且つ、前記複数の第2作動弁から出力される前記パイロット油を流す複数の入力管材と、
    前記第2油圧機器の受圧部に接続される複数の出力管材と、
    前記第3作動弁に接続されたメイン管材と、
    前記複数の入力管材が接続される複数の入力ポートと、前記複数の出力管材が接続される複数の出力ポートと、前記複数の入力ポートと前記複数の出力ポートとをそれぞれ連通する複数の第1流路と、前記メイン管材が接続されるメインポートと、前記分岐管材が接続される分岐ポートと、前記メインポートと前記分岐ポートを連通し且つ前記複数の第1流路の間に跨って設けられた第2流路と、を有する中継部材と、
    を備えている作業機。
  2. 前記第1作動弁は、前記作動油路に前記パイロット油の圧力を掛ける付与位置と、前記作動油路のパイロット油の圧力を低減させる減圧位置とに切り換え可能な切換弁であり、
    前記第3作動弁は、前記吐出油路であって当該第3作動弁から前記複数の第2作動弁に至る区間に、最大のパイロット油の圧力を掛ける最大位置と、最小のパイロット油の圧力を掛ける最小位置との間で可変可能な比例弁である請求項1に記載の作業機。
  3. 前記第3作動弁は、前記第1作動弁が前記減圧位置である場合に、前記吐出油路に付与するパイロット油の圧力を、前記減圧位置にて前記作動油路に掛かる圧力よりも高くする請求項2に記載の作業機。
  4. 前記分岐管材は、前記分岐ポート側から前記分岐部に向けてパイロット油が流れるのを許容し且つ前記分岐部側から前記分岐ポート側に流れるのを阻止する逆止弁を含んでいる請求項1~3のいずれかに記載の作業機。
  5. パイロット油を排出するドレイン管材を備え、
    前記中継部材は、
    前記複数の第1流路から分岐するエア抜き流路と、
    前記エア抜き流路が連通し且つ前記ドレイン管材が接続されるドレインポートと、
    を備えている請求項1~4のいずれかに記載の作業機。
  6. 前記第1油圧機器は、前記パイロット油によって制動を行うブレーキ機構であり、
    前記第1作動弁は、前記ブレーキ機構に供給する作動油を制御するブレーキ作動弁であり、
    前記第2油圧機器は、前記パイロット油によって出力が変化する走行ポンプであり、
    前記第2作動弁は、前記走行ポンプに供給する前記パイロット油を操作部材の操作に応じて調整する走行操作弁であり、
    前記第3作動弁は、原動機の回転数に基づいて前記走行操作弁に供給するパイロット油の圧力を変更するアンチストール比例弁である請求項1~5のいずれかに記載の作業機。
  7. 前記第1油圧機器は、作業制御弁にパイロット油を供給する作業操作弁であり、
    前記第1作動弁は、前記作業操作弁に前記パイロット油を供給しない位置と、前記作業操作弁に作動油を供給する位置とに切り換え可能な油圧ロック切換弁であり、
    前記第2油圧機器は、前記パイロット油によって出力が変化する走行ポンプであり、
    前記第2作動弁は、前記走行ポンプに供給する前記パイロット油を操作部材の操作に応じて調整する走行操作弁であり、
    前記第3作動弁は、原動機の回転数に基づいて前記走行操作弁に供給するパイロット油の圧力を変更するアンチストール比例弁である請求項1~5のいずれかに記載の作業機。
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