WO2024252831A1 - 作業機の油圧システム、作業機、及び作業機の制御方法 - Google Patents

作業機の油圧システム、作業機、及び作業機の制御方法 Download PDF

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達 武岡
直也 仁平
空哉 海堀
卓巳 岸本
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system for a work machine, a work machine, and a method for controlling the work machine.
  • the hydraulic control valve disclosed in Patent Document 1 comprises a valve body including a valve body and a housing, a linear solenoid provided in the housing and having a coil wound around a coil bobbin and a movable core that is attracted to a fixed core when electricity is applied to the coil, and a valve mechanism provided in the valve body and having a spool that switches between a communication state of the inlet port and the outlet port and a communication state of the outlet port and the drain port.
  • the valve body is provided with a damper oil chamber that has a recessed opening facing the mounting surface and that dampens self-excited vibration of the spool, and an oil reservoir chamber that is adjacent to the damper oil chamber and communicates with the drain port via a communication passage.
  • an oil reservoir chamber that is connected to the damper oil chamber is formed in the valve body, which allows air bubbles generated in the hydraulic oil in the damper oil chamber to be discharged into the oil reservoir chamber, reducing the impact on hydraulic equipment caused by air getting caught in the hydraulic oil in the damper oil chamber.
  • air bubbles may occur not only in the damper oil chamber, but also in the hydraulic oil in the housing that houses the linear solenoid.
  • the present invention was made to solve these problems with the conventional technology, and aims to provide a hydraulic system for a work machine, a work machine, and a method for controlling the work machine that can easily reduce the impact on hydraulic equipment caused by air getting caught in the hydraulic oil in the oil chamber.
  • the hydraulic system of a work machine includes a hydraulic pump, a hydraulic device operated by hydraulic oil discharged by the hydraulic pump and for driving the work machine, an electromagnetic proportional valve for adjusting the flow rate and/or pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic device, and a control device for controlling the electromagnetic proportional valve.
  • the electromagnetic proportional valve has a housing, a spool accommodated in the housing, a coil controlled by the control device, and a moving part for moving the spool by magnetic flux generated by the coil.
  • the housing forms an oil chamber in which hydraulic oil is accommodated and whose volume varies with the movement of the spool.
  • the control device has an air bleeding mode for controlling the coil and moving the moving part back and forth multiple times in the axial direction of the spool.
  • the control device may, in normal mode, move the moving part from a first position on one side of the axial direction to a second position on the other side, and, in the air bleeding mode, move the moving part back and forth multiple times from the first position to a third position that is a position further away from the second position.
  • the second position may be a position where the pressure of the hydraulic oil that operates the hydraulic device is at its maximum.
  • the third position may be an end position where the moving part abuts against the inner wall of the housing.
  • the electromagnetic proportional valve has a solenoid core that attracts the moving part by the magnetic flux generated by the coil and forms part of the inner wall of the housing, and the third position may be a terminal position where the moving part abuts against the solenoid core.
  • the first position may be a position where the pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic device via the electromagnetic proportional valve is zero.
  • the first position may be an initial position in which no power is supplied to the coil.
  • the oil chamber may be partitioned by the moving part, and the volume may vary as the moving part moves.
  • the moving part is a plunger having a magnetic body that is moved by the magnetic flux generated by the coil, and the housing may be formed with a communication passage that connects the oil chamber to the periphery of the spool.
  • the hydraulic system of the work machine may include a hydraulic oil tank that stores hydraulic oil, and the housing may be formed with a plurality of ports whose communication state with other ports is changed by the spool, and the communication passage may be connected to a tank port among the plurality of ports that communicates with the hydraulic oil tank.
  • the working machine includes a hydraulic system for the working machine, a machine body on which the hydraulic pump, the hydraulic equipment, and the solenoid proportional valve are mounted, and a working device and/or a traveling device that are provided on the machine body and driven by the hydraulic equipment.
  • the working machine may include a first operating tool that receives an operation, a prime mover that supplies power to the hydraulic pump, and a second operating tool that is different from the first operating tool and is used to start the prime mover, and the control device may be allowed to switch to the air bleeding mode when the second operating tool is operated together with the first operating tool.
  • the control device may be communicably connected to an external terminal, and may be allowed to switch to the air bleeding mode in response to a signal output from the external terminal.
  • the control device may terminate the air bleeding mode when the moving part has been moved back and forth a predetermined number of times in the air bleeding mode.
  • the work machine may be provided with a display device that displays information, and when the control device ends the air bleeding mode, the display device may display a screen indicating that the mode has been ended.
  • the working machine may be equipped with a display device that displays information and a detection device that detects an abnormality in the solenoid proportional valve and/or the hydraulic equipment, and the display device may display a screen that suggests transitioning to the air bleeding mode when the detection device detects the abnormality.
  • the work machine may be equipped with a display device that displays information, and the control device may determine whether the electromagnetic proportional valve needs to be replaced.
  • the display device may display a screen that suggests transitioning to the air bleeding mode.
  • a method for controlling a work machine is a method for controlling a work machine including a hydraulic pump, a hydraulic device that is operated by hydraulic oil discharged by the hydraulic pump and drives the work machine, an electromagnetic proportional valve that forms an oil chamber in which hydraulic oil is stored and whose volume varies with the movement of a spool and that adjusts the flow rate and/or pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic device, and a control device that controls the electromagnetic proportional valve, and includes a step in which the control device controls a coil in the electromagnetic proportional valve and causes a moving part that presses the spool with a magnetic flux generated by the coil to move back and forth multiple times in the axial direction of the spool.
  • the above-mentioned hydraulic system for a work machine, the work machine, and the control method for the work machine can easily reduce the impact on hydraulic equipment caused by air getting trapped in the hydraulic oil in the oil chamber.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a hydraulic system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a display device provided in a meter panel.
  • FIG. 2 is a diagram showing the entire transmission.
  • FIG. 2 is an internal view showing the solenoid proportional valve and the valve body.
  • FIG. 2 is an internal view showing the solenoid proportional valve and the valve body.
  • 1 is an example of a graph showing the pressure of hydraulic oil supplied to a hydraulic device via an electromagnetic proportional valve when air bubbles are generated in the hydraulic oil in an oil chamber and when no air bubbles are generated.
  • FIG. 2 is an internal view showing the solenoid proportional valve and the valve body.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the movement of the solenoid proportional valve in the air bleeding mode.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the movement of the solenoid proportional valve in the air bleeding mode.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a first selection screen.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a second selection screen.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an end screen.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system according to a first modified example.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system according to a second modified example.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a presentation screen.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system according to a third modified example.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system according to a fourth modified example.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a series of processing flows related to the air bleeding mode of the control device.
  • FIG. 1 shows an example of a working machine 1.
  • a tractor equipped with a working device 20 is used as an example of the working machine 1, but the working machine 1 may also be an agricultural machine such as a rice transplanter for performing agricultural work, a construction machine such as a backhoe for performing construction work, a skid steer loader, a wheel loader, etc.
  • the direction in which an operator seated in the driver's seat 6 of the work machine 1 faces is referred to as the forward direction
  • the opposite direction is referred to as the rearward direction
  • the right side of the operator (the front side in Fig. 1) is referred to as the right side
  • the left side of the operator (the back side in Fig. 1) is referred to as the left side
  • the horizontal direction that is perpendicular to the fore-aft direction of the work machine 1 (the direction of arrow A3 in Fig. 1) is referred to as the machine width direction (or width direction).
  • the work machine 1 is equipped with a machine body (vehicle body) 2, a traveling device 7 having front wheels 7F and rear wheels 7R and supporting the machine body 2 so that it can travel, and a protection mechanism (e.g., a cabin, canopy, etc.) 8 that is disposed above the machine body 2 and surrounds the driver's seat 6 where the operator sits, etc.
  • a protection mechanism e.g., a cabin, canopy, etc.
  • the aircraft 2 has a prime mover 3, which is a power source, a front frame 4, and a transmission 5.
  • the prime mover 3 is a device that generates power (driving force) and is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, an electric motor, etc. In this embodiment, the prime mover 3 is a diesel engine.
  • the front frame 4 is connected to the engine 3 and protrudes forward from the engine 3.
  • the front frame 4 is supported by the front wheels 7F.
  • the transmission 5 transmits the driving force generated by the prime mover 3 to the traveling device 7, and is capable of changing the rotation speed of the driving force.
  • the transmission 5 can also switch the traveling device 7 between forward and reverse. This allows the transmission 5 to change the propulsive force of the traveling device 7.
  • the transmission 5 is connected to the rear of the prime mover 3 and extends rearward from the prime mover 3. The rear of the transmission 5 is also supported by the rear wheel 7F.
  • the traveling device 7 is a device having front wheels 7F and rear wheels 7R.
  • the rear wheels 7R include a first wheel 7R1 provided on one side (left side) of the machine body 2 in the machine body width direction, and a second wheel 7R2 provided on the other side (right side) of the machine body 2 in the machine body width direction.
  • the second wheel 7R2 is separated from the first wheel 7R1 in the machine body width direction.
  • the front wheels 7F may be of either a tire type or a crawler type.
  • the rear wheels 7R may also be of either a tire type or a crawler type.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the hydraulic system S.
  • the work machine 1 is equipped with a hydraulic system S, which is a system that drives the work machine 1 with hydraulic oil.
  • the work machine 1 (hydraulic system S) is equipped with a control device 70, a display device 71, a hydraulic oil tank T, a hydraulic pump P, a control valve V, and hydraulic equipment C.
  • the control device 70 is a device that is composed of electric and electronic circuits, a CPU, programs stored in an MPU, etc.
  • the control device 70 controls various devices of the work machine 1.
  • the multiple devices mounted on the work machine 1 are connected to the control device 70 via an in-vehicle network N such as CAN, ISOBUS, LIN, or FlexRay.
  • the control device 70 is connected to a starter switch 73 and the prime mover 3 provided in the work machine 1, and starts or stops each part including the prime mover 3 in response to the operation of the starter switch 73.
  • the starter switch 73 is an operating tool for starting at least the prime mover 3.
  • the starter switch 73 is provided inside the protection mechanism 8, and can be operated by an operator seated in the driver's seat 6.
  • the control device 70 starts each part provided in the work machine 1.
  • the control device 70 stops each part provided in the work machine 1.
  • the control device 70 also has a storage unit 70a.
  • the storage unit 70a is a non-volatile memory or the like, and stores various information related to the control of the control device 70.
  • the display device 71 is a device capable of displaying various information.
  • the display device 71 has a liquid crystal panel, a touch panel, or any other panel.
  • the display device 71 is a monitor provided in the meter panel 10 provided in front of the driver's seat 6.
  • FIG. 3 is a diagram showing a display device provided in the meter panel 10.
  • the meter panel 10 is disposed above the column cover of the control console 9 and in front of the steering wheel 11.
  • the meter panel 10 is provided with an engine tachometer 10a that displays the RPM of the prime mover 3, a water temperature gauge 10b, a fuel gauge 10c, and a display device 71.
  • the display device 71 is connected to the control device 70 and the like via the in-vehicle network N.
  • the display device 71 is capable of acquiring various information from devices such as the control device 70 and various sensors that are connected to the in-vehicle network N and displaying the information. In this embodiment, the display device 71 changes the display under the control of the control device 70.
  • the work machine 1 is also provided with a display operation tool 72 for operating the display device 71.
  • the display operation tool 72 is disposed in a position where it can be operated by the worker seated in the driver's seat 6, for example, in an arm rest disposed to the side of the driver's seat 6 or near the display device 71.
  • the display operation device 72 includes a push button switch (tactile switch) that is operated by pressing, a slide switch that is operated by sliding, a dial-shaped switch (dial switch) such as a selector switch with multiple switching positions, etc.
  • the display operation device 72 includes a push button switch and a dial switch.
  • the push button switches are, for example, a home button 72a for transitioning the display on the display device 71 to a specified initial screen, and a back button 72b for transitioning the display on the display device 71 to the previous screen.
  • a dial switch is a selection operation device 72c for operating the selection and confirmation of an item displayed on the display device 71.
  • the selection operation device 72c is rotated by the worker to change the switching position, thereby accepting the selection operation of the item displayed on the display device 71. Also, the selection operation device 72c is pressed by the worker to accept the confirmation operation of the selected item.
  • a push button switch or a dial switch has been described as an example of the display operation device 72, but the display operation device 72 is not limited to a physical operation device, and may be a display image (graphical interface) displayed on the display device 71 if the display device 71 has a touch panel that accepts operations.
  • the display device 71 only needs to be capable of displaying information, and is not limited to a monitor provided within the meter panel 10 as described above.
  • the display device 71 may be a terminal display device provided around the operator seated in the driver's seat 6, or may be a mobile terminal carried by the operator.
  • the mobile terminal may be a PC or a smartphone (multi-function mobile phone) with relatively high computing power.
  • the mobile terminal has a device that communicates either directly or indirectly with the in-vehicle network N, and is capable of acquiring various information from devices connected to the in-vehicle network N via the device and displaying the information.
  • the hydraulic oil tank T is a tank that stores hydraulic oil.
  • a drain oil passage 40 for draining hydraulic oil is connected to the hydraulic oil tank T.
  • the hydraulic pump P is operated by the power (driving force) generated by the prime mover 3 and discharges hydraulic oil.
  • the hydraulic pump P is also configured as a fixed displacement gear pump. Specifically, the hydraulic pump P is connected between the hydraulic oil tank T and the discharge oil passage 41, and is capable of discharging the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank T to the discharge oil passage 41.
  • pilot oil discharged from hydraulic pump P that is used for control purposes
  • pilot pressure the pressure of that pilot oil
  • FIG. 2 shows only a single hydraulic pump P
  • the work machine 1 hydraulic system S of the work machine 1
  • a variable displacement hydraulic pump P may be used as the hydraulic pump P
  • the discharge flow rate of the hydraulic pump P may be controlled by load sensing control (control by a load sensing system).
  • the control valve V adjusts the flow rate and/or pressure of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the hydraulic equipment C.
  • the work machine 1 is provided with a number of control valves V corresponding to the hydraulic equipment C mounted on the work machine 1.
  • the work machine 1 is equipped with multiple control valves V.
  • the control valves V are solenoid valves that operate to change the opening degree when a built-in solenoid is energized or deenergized, operating valves that operate in response to the operation of the operating device 12, or pilot-type switching valves that change the opening degree by moving a spool 83 with pilot oil acting on a pressure receiving section from a solenoid valve.
  • the operating device 12 is a lever, various switches, etc.
  • the hydraulic equipment C is operated by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P, and drives the work machine 1.
  • the work machine 1 is equipped with multiple hydraulic equipment C.
  • the hydraulic equipment C is a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder and a hydraulic motor driven by hydraulic oil, a hydraulic clutch that switches between transmission and disconnection of power (driving force) by the hydraulic oil acting on it, a hydraulic pump for traveling in which pilot oil acts on a servo cylinder or the like to change the angle of the swash plate to change the output.
  • the hydraulic equipment C is operated by hydraulic oil to drive the work device 20 and/or the traveling device 7, thereby driving the work machine 1. In this embodiment, an example will be described in which the hydraulic equipment C drives both the work device 20 and the traveling device 7, but it is sufficient that the hydraulic equipment C can drive at least one of the work device 20 and the traveling device 7.
  • the working machine 1 is equipped with a working device (implement) 20 for performing work.
  • the working machine 1 can connect the working device 20 to the front and rear of the machine body 2.
  • the working device 20 attached to the front of the machine body 2 is referred to as the "front-mounted working device”
  • the working device 20 attached to the rear of the machine body 2 is referred to as the "rear-mounted working device.”
  • the front loading work device 20A is, for example, a front loader 21.
  • the front loading work device 20A is not limited to a front loader 21, and may be another work device 20 such as a sweeper.
  • the front loader 21 has a support frame 22, a boom 23, a boom cylinder 24 (hydraulic equipment C), a work tool 25, and a work tool cylinder 26 (hydraulic equipment C).
  • the front loader 21 is also connected to a mounting frame 16 provided at the front of the machine body 2.
  • the mounting frame 16, the support frame 22, the boom 23, the boom cylinder 24, and the work tool cylinder 26 are arranged on both sides in the width direction of the machine body 2.
  • the boom cylinder 24 and the work tool cylinder 26 are composed of double-acting hydraulic cylinders.
  • the support frame 22 is a frame that is detachably connected to the mounting frame 16.
  • the boom 23 is supported on the upper part of the support frame 22 so that it can swing freely up and down around an axis that extends in the width direction of the machine body.
  • the boom cylinder 24 is installed between the support frame 22 and the boom 23, and swings the boom 23 by extending and retracting.
  • the boom cylinder 24 is connected to the first control valve V1 via the first oil passage 42a.
  • the first control valve V1 controls the boom cylinder 24 to extend and retract.
  • the first control valve V1 is connected to the first oil passage 42a, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41. By changing the opening degree, the first control valve V1 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the boom cylinder 24, or adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the boom cylinder 24 to the hydraulic oil tank T.
  • a bucket is shown as an example of the working tool 25.
  • the working tool 25 is provided across the tip side of the left boom 23 and the tip side of the right boom 23, and is swingably connected to the left and right booms 23 to enable lifting (scooping) and lowering (dumping) operations.
  • Examples of the work tool 25 include manifold forks, pallet forks, hay forks, bale forks, roll grabs, and container buckets.
  • One end of the work tool cylinder 26 is pivoted to the middle of the boom 23, and the other end is connected to the work tool 25 and the tip of the boom 23 via a link mechanism 27, and it swings the work tool 25 by extending and retracting.
  • the implement cylinder 26 is connected to the second control valve V2 via the second oil passage 42b.
  • the second control valve V2 controls the implement cylinder 26 to extend and retract.
  • the second control valve V2 is connected to the second oil passage 42b, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41. By changing the opening degree, the second control valve V2 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the implement cylinder 26, or adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the implement cylinder 26 to the hydraulic oil tank T.
  • the rear-mounted working device 20B may be a tilling device for tilling, a fertilizer spreading device for spreading fertilizer, a pesticide spreading device for spreading pesticide, a harvesting device for harvesting, a harvesting device for cutting grass, etc., a spreading device for spreading grass, etc., a grass collecting device for collecting grass, etc., and a shaping device for shaping grass, etc.
  • the working machine 1 is also provided with a coupling device (lifting device) 30 for connecting the rear-mounted working device 20B to the machine body 2.
  • the lifting device 30 is provided at the rear of the machine body 2, and can raise and lower the attached rear-mounted working device 20B.
  • the lifting device 30 has a lift arm 31, a lower link 32, a top link 33, a lift rod 34, and a lift cylinder 35.
  • the front end of the lift arm 31 is supported on the upper rear part of the case (transmission case) that houses the transmission 5 so that it can swing upward or downward.
  • the lift arm 31 swings (lifts and lowers) when driven by the lift cylinder 35.
  • the lift cylinder 35 is composed of a single-acting hydraulic cylinder.
  • the lift cylinder 35 is connected to the third control valve V3 via the third oil passage 42c.
  • the third control valve V3 controls the lift cylinder 35 to extend it.
  • the third control valve V3 is connected to the third oil passage 42c, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the third control valve V3 adjusts the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the bottom side of the lift cylinder 35 to extend the lift cylinder 35 and raise the rear mounting work device 20B.
  • the third control valve V3 lowers the rear mounting work device 20B by its own weight by draining hydraulic oil from the bottom side of the lift cylinder 35 to the hydraulic oil tank T.
  • the third control valve V3 holds the rear mounting work device 20B at a predetermined height by not draining hydraulic oil from the lift cylinder 35.
  • the front end of the lower link 32 is supported on the rear lower part of the transmission 5 so that it can swing upward or downward.
  • the front end of the top link 33 is supported on the rear part of the transmission 5 above the lower link 32 so that it can swing upward or downward.
  • the lift rod 34 connects the lift arm 31 to the lower link 32.
  • the rear part of the lower link 32 and the rear part of the top link 33 are connected to the rear mounting work device 20B.
  • the lift cylinder 35 is driven (extends and retracts)
  • the lift arm 31 rises and lowers
  • the lower link 32 connected to the lift arm 31 via the lift rod 34 rises and lowers.
  • the rear mounting work device 20B swings upward or downward (rises and falls) with the front part of the lower link 32 as a fulcrum.
  • At least one of the pair of lift rods 34 of the lifting device 30 may be provided with an angle change unit 36 (hydraulic device C).
  • the angle change unit 36 changes the attitude of the rear mounting work device 20B attached to the machine body 2.
  • the angle change unit 36 has a change cylinder 36a composed of a hydraulic cylinder.
  • the change cylinder 36a is connected to the fourth control valve V4 via the fourth oil passage 42d.
  • the fourth control valve V4 controls the change cylinder 36a to expand and contract.
  • the fourth control valve V4 is connected to the fourth oil passage 42d, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the fourth control valve V4 adjusts the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the bottom side of the change cylinder 36a to extend the change cylinder 36a, and adjusts the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the rod side of the change cylinder 36a to contract the change cylinder 36a.
  • a three-point link mechanism is exemplified as the lifting device 30, but the connecting device 30 is not limited to a three-point link mechanism and may be, for example, a two-point link mechanism.
  • the working machine 1 has been described using a tractor as an example, but if the working machine 1 is a combine harvester, backhoe, or the like, in which the working device 20 is attached to the machine body 2 without the intermediation of the coupling device 30, the working machine 1 does not need to be equipped with the coupling device 30.
  • FIG. 4 is a diagram showing the entire transmission 5.
  • the transmission 5 is equipped with a main shaft (propeller shaft) 51, a shuttle section 52, a main transmission section 53, an auxiliary transmission section 54, a PTO power transmission section 55, and a front transmission section 56.
  • the propeller shaft 51 is rotatably supported by the transmission 5, and driving force is transmitted to the propeller shaft 51 from the crankshaft of the prime mover 3.
  • the shuttle section 52 has a shuttle shaft 52a and a forward/reverse switching section 52b.
  • the shuttle shaft 52a is connected to the propeller shaft 51, and the driving force is transmitted from the propeller shaft 51.
  • the forward/reverse switching unit 52b is composed of, for example, a hydraulic clutch, and switches the rotation direction of the shuttle shaft 52a, i.e., the forward and reverse of the work machine 1, by engaging and disengaging the hydraulic clutch.
  • the forward/reverse switching unit 52b has a forward clutch unit 52b1 (hydraulic device C) and a reverse clutch unit 52b2 (hydraulic device C).
  • the forward clutch portion 52b1 is connected to the fifth control valve V5 via the fifth oil passage 42e.
  • the fifth control valve V5 controls the transmission and disconnection of power by the forward clutch portion 52b1.
  • the fifth control valve V5 is connected to the fifth oil passage 42e, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the reverse clutch portion 52b2 is connected to the sixth control valve V6 via the sixth oil passage 42f.
  • the sixth control valve V6 controls the transmission and disconnection of power by the reverse clutch portion 52b2.
  • the sixth control valve V6 is connected to the sixth oil passage 42f, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the sixth control valve V6 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the inside of the clutch housing of the reverse clutch portion 52b2, and can adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the clutch housing of the reverse clutch portion 52b2 to the hydraulic oil tank T.
  • the main transmission unit 53 is a continuously variable transmission mechanism that changes the speed of the transmitted driving force (rotational driving force) in a stepless manner.
  • the continuously variable transmission mechanism has a traveling hydraulic pump 53a (hydraulic device C), a traveling motor 53b (hydraulic motor), and a planetary gear mechanism 53c.
  • the traveling hydraulic pump 53a is operated by the driving force transmitted from the output shaft 52c of the shuttle unit 52.
  • the traveling hydraulic pump 53a is, for example, an HST pump.
  • the traveling hydraulic pump 53a is a swash plate type variable displacement pump having a swash plate 53a1 and a servo cylinder 53a2 to which a pilot pressure acts and which changes the angle of the swash plate 53a1.
  • the servo cylinder 53a2 is connected to the seventh control valve V7 via the seventh oil passage 42g.
  • the seventh control valve V7 adjusts the pilot pressure acting on the servo cylinder 53a2 to control the swash plate 53a1.
  • the seventh control valve V7 is connected to the seventh oil passage 42g, the discharge oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the seventh control valve V7 adjusts the pilot pressure acting on the servo cylinder 53a2 by changing the opening degree, and can change the output (discharge amount of hydraulic oil) and the discharge direction of the hydraulic oil of the traveling hydraulic pump 53a.
  • the seventh control valve V7 connected to the servo cylinder 53a2 is shown as a single block, but if the servo cylinder 53a2 is a double-acting type, there are two seventh control valves V7 for controlling the servo cylinder 53a2, and if the servo cylinder 53a2 is a single-acting type, there is one seventh control valve V7 for controlling the servo cylinder 53a2.
  • the travel motor 53b has an output shaft 53b1, and is a motor that rotates and drives the output shaft 53b1 with hydraulic oil discharged from the travel hydraulic pump 53a through an oil passage such as a pipe.
  • the speed and direction of rotation of the output shaft 53b1 of the travel motor 53b change depending on the output of the hydraulic oil discharged from the travel hydraulic pump 53a (flow rate, pressure, and discharge direction of the hydraulic oil).
  • the planetary gear mechanism 53c is a mechanism made up of multiple gears and power transmission shafts such as input shafts 53c1, 53c2 and output shaft 53c3, and includes an input shaft 53c1 to which the driving force generated by the prime mover 3 is input (transmitted) via the traveling hydraulic pump 53a, etc., an input shaft 53c2 connected to the output shaft 53b1 of the traveling motor 53b and to which the driving force of the traveling motor 53b is input (transmitted), and an output shaft 53c3 that outputs the driving force.
  • the planetary gear mechanism 53c transmits the combined driving force of the driving force of the prime mover 3 and the driving force of the traveling motor 53b to the output shaft 53c3.
  • the main transmission unit 53 can change the driving force output to the sub-transmission unit 54 by changing the angle of the swash plate 53a1 of the traveling hydraulic pump 53a, the rotation speed of the prime mover 3, etc.
  • a continuously variable transmission mechanism is used as the main transmission unit 53, but the main transmission unit 53 may be a stepped transmission mechanism that changes speed using gears.
  • the sub-transmission unit 54 is a transmission mechanism having multiple stepped gears (cogwheels) that change the speed of the transmitted rotational driving force.
  • the sub-transmission unit 54 changes and outputs (changes the speed of) the rotational driving force transmitted to the sub-transmission unit 54 from the output shaft 53c3 of the planetary gear mechanism 53c by appropriately changing the connection (meshing) of the multiple gears.
  • the sub-transmission unit 54 includes an input shaft 54a, a first shift clutch 54b, a second shift clutch 54c, and an output shaft 54d.
  • the input shaft 54a is connected to the output shaft 53c3 of the planetary gear mechanism 53c, and is the shaft to which the driving force is input (transmitted) from the output shaft 53c3.
  • the input shaft 54a inputs the transmitted driving force to the first shift clutch 54b and the second shift clutch 54c via gears, etc.
  • the sub-transmission unit 54 changes the input power by switching between the engagement and disengagement of the first shift clutch 54b and the second shift clutch 54c, and outputs it to the output shaft 54d.
  • the sub-transmission unit 54 is capable of two-speed shifting, first gear (low gear) and second gear (high gear), by switching between the engagement and disengagement of the first shift clutch 54b and the second shift clutch 54c.
  • the first variable speed clutch 54b is connected to the eighth control valve V8 via the eighth oil passage 42h.
  • the eighth control valve V8 controls the transmission and disconnection of power by the first variable speed clutch 54b.
  • the eighth control valve V8 is connected to the eighth oil passage 42h, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the eighth control valve V8 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the inside of the clutch housing of the first variable speed clutch 54b, and can adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the clutch housing of the first variable speed clutch 54b to the hydraulic oil tank T.
  • the second variable-speed clutch 54c is connected to the ninth control valve V9 via the ninth oil passage 42i.
  • the ninth control valve V9 controls the transmission and disconnection of power by the second variable-speed clutch 54c.
  • the ninth control valve V9 is connected to the ninth oil passage 42i, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the output shaft 54d transmits power to the rear wheel differential device 57R.
  • the rear wheel differential device 57R rotatably supports the rear axle 58R to which the rear wheels 7R are attached, and drives the rear axle 58R.
  • the PTO power transmission unit 55 has a PTO clutch 55a (hydraulic device C), a PTO propulsion shaft 55b, and a PTO speed change unit 55c.
  • the PTO clutch 55a is, for example, a hydraulic clutch, and switches between transmitting and disconnecting the power of the propulsion shaft 51 to and from the PTO propulsion shaft 55b by switching the hydraulic clutch on and off.
  • the PTO clutch 55a is connected to the tenth control valve V10 via the tenth oil passage 42j.
  • the tenth control valve V10 controls the transmission and disconnection of power by the PTO clutch 55a.
  • the tenth control valve V10 is connected to the tenth oil passage 42j, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the tenth control valve V10 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the inside of the clutch housing of the PTO clutch 55a, and adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the clutch housing of the PTO clutch 55a to the hydraulic oil tank T.
  • the PTO transmission unit 55c includes a transmission clutch and multiple gears, and changes and outputs (changes the speed of) the driving force (rotational driving force) input from the PTO propulsion shaft 55b to the PTO transmission unit 55c.
  • the PTO transmission unit 55c transmits the rotational driving force to the PTO shaft 59 via gears, etc.
  • the front transmission unit 56 has a first front transmission clutch 56a (hydraulic device C) and a second front transmission clutch 56b (hydraulic device C).
  • the first front transmission clutch 56a and the second front transmission clutch 56b can switch between transmitting and disconnecting the rotational driving force transmitted from the sub-transmission unit 54.
  • the power of the output shaft 54d is transmitted to the first front shift clutch 56a and the second front shift clutch 56b, for example, via gears and a transmission shaft.
  • the driving force transmitted to the first front shift clutch 56a and the second front shift clutch 56b is transmitted to the front axle 58F via the front transmission shaft 60.
  • the front transmission shaft 60 is connected to the front wheel differential device 57F, which rotatably supports the front axle 58F to which the front wheels 7F are attached, and drives the front axle 58F.
  • the first front shift clutch 56a and the second front shift clutch 56b are composed of hydraulic clutches or the like.
  • the first front shift clutch 56a is connected to the eleventh control valve V11 via the eleventh oil passage 42k.
  • the eleventh control valve V11 controls the transmission and disconnection of power by the first front shift clutch 56a.
  • the eleventh control valve V11 is connected to the eleventh oil passage 42k, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the eleventh control valve V11 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the inside of the clutch housing of the first front shift clutch 56a, and adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the clutch housing of the first front shift clutch 56a to the hydraulic oil tank T.
  • the second front shift clutch 56b is connected to the 12th control valve V12 via the 12th oil passage 42l.
  • the 12th control valve V12 controls the transmission and disconnection of power by the second front shift clutch 56b.
  • the 12th control valve V12 is connected to the 12th oil passage 42l, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the 12th control valve V12 can adjust the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the inside of the clutch housing of the second front shift clutch 56b, and can adjust the flow rate of hydraulic oil discharged from the clutch housing of the second front shift clutch 56b to the hydraulic oil tank T.
  • the second front shift clutch 56b transmits the driving force transmitted from the sub-transmission unit 54 to the front wheels 7F.
  • the front wheels 7F and rear wheels 7R are driven by the transmitted driving force in four-wheel drive (4WD), and the rotational speeds of the front wheels 7F and rear wheels 7R are approximately the same (4WD constant speed state, constant speed drive).
  • the first front shift clutch 56a transmits the driving force transmitted from the sub-transmission unit 54 to the front wheels 7F.
  • the front wheels 7F and rear wheels 7R are driven by the transmitted driving force in four-wheel drive (4WD), and the rotation speed of the front wheels 7F is faster than the rotation speed of the rear wheels 7R (4WD acceleration state, accelerated drive).
  • the transmission 5 only needs to be able to switch the travel device 7 between forward and reverse, etc., and its configuration is not limited to the above configuration.
  • the braking device 65 that brakes the traveling device 7 will be described in detail as a device having a hydraulic device C that drives the traveling device 7.
  • the work machine 1 is equipped with a braking device 65.
  • the braking device 65 has a left braking device 65a and a right braking device 65b.
  • the left braking device 65a and the right braking device 65b are disk-type braking devices 65 that can be switched between a braking state in which braking is applied and a release state in which braking is released.
  • the left braking device 65a is provided on the left side of the rear axle 58R and applies the brakes to the left rear wheel 7R (first wheel 7R1).
  • the right braking device 65b is provided on the right side of the rear axle 58R and applies the brakes to the right rear wheel 7R (second wheel 7R2).
  • a left brake pedal and a right brake pedal are provided near the driver's seat 6.
  • the left connecting member 66a connected to the left brake pedal moves in the braking direction, and the left braking device 65a can be put into a braking state.
  • the right connecting member 66b connected to the right brake pedal moves in the braking direction, and the right braking device 65b can be put into a braking state.
  • the left connecting member 66a is connected to a left hydraulic actuator 67a (hydraulic device C) that operates with hydraulic oil.
  • the left hydraulic actuator 67a is connected to a 13th control valve V13 via a 13th oil passage 42m.
  • the 13th control valve V13 controls the braking and non-braking states of the left hydraulic actuator 67a.
  • the 13th control valve V13 is connected to the 13th oil passage 42m, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the 13th control valve V13 adjusts the pressure of the hydraulic oil acting on the left hydraulic actuator 67a by changing the opening degree, and can operate the left hydraulic actuator 67a to move the left connecting member 66a in the braking direction.
  • a right hydraulic actuator 67b (hydraulic device C) that operates with hydraulic oil is connected to the right connecting member 66b.
  • the right hydraulic actuator 67b is connected to the 14th control valve V14 via the 14th oil passage 42n.
  • the 14th control valve V14 controls the braking state and non-braking state of the right hydraulic actuator 67b.
  • the 14th control valve V14 is connected to the 14th oil passage 42n, the drain oil passage 40, and the discharge oil passage 41.
  • the 14th control valve V14 adjusts the pressure of the hydraulic oil acting on the right hydraulic actuator 67b by changing the opening degree, and can operate the right hydraulic actuator 67b to move the right connecting member 66b in the braking direction.
  • the left braking device 65a and the right braking device 65b can independently brake the left rear wheel 7R (first wheel 7R1) and the right rear wheel 7R (second wheel 7R2) not only by operating the left brake pedal and the right brake pedal, but also by operating the left hydraulic actuator 67a and the right hydraulic actuator 67b.
  • the left braking device 65a is provided on the left side of the rear axle 58R
  • the right braking device 65b is provided on the right side of the rear axle 58R
  • the braking device 65 applies brakes to the rear wheel 7R of the wheels 7F, 7R.
  • the braking devices 65 may be provided on the left and right sides of the front axle 58F to apply brakes to the front wheel 7F.
  • At least one of the first control valve V1 to the fourteenth control valve V14 described above has an electromagnetic proportional valve SV or an electromagnetic proportional valve SV that operates to change the opening degree by energizing or deenergizing a built-in solenoid based on a control signal (control current) output from the control device 70.
  • the electromagnetic proportional valve SV adjusts the flow rate and/or pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the hydraulic equipment C.
  • the electromagnetic proportional valve SV in this embodiment is an electromagnetic proportional pressure reducing valve that is connected to the hydraulic oil tank T, the hydraulic pump P, and the hydraulic equipment C, and controls the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump P to the hydraulic equipment C and the discharge of hydraulic oil from the hydraulic equipment C to the hydraulic oil tank T.
  • FIG. 5 is an internal view showing the electromagnetic proportional valve SV and the valve body B.
  • the electromagnetic proportional valve SV is mounted in a receiving hole 90 formed in the valve body B. It is mounted in a common valve body B for the control valves V equipped in the work machine 1, but an individual valve body B may be provided for each control valve V.
  • the valve body B is formed with a plurality of flow paths 91 that constitute part of the oil paths (discharge oil path 40, discharge oil path 41, and first to fourteenth oil paths 42a to 42n, etc.) connected to the control valves V.
  • the valve body B has a plurality of flow paths 91, including a first flow path 91a, a second flow path 91b, and a third flow path 91c.
  • the first flow path 91a constitutes a part of the discharge oil path 40 (the end connected to the control valve V).
  • the first flow path 91a discharges the hydraulic oil that has flowed in to the hydraulic oil tank T.
  • the second flow path 91b constitutes a part of the oil paths (the first oil path 42a to the fourteenth oil path 42n, etc.) connected to the ports of the hydraulic equipment C (the end connected to the control valve V).
  • the second flow path 91b allows the hydraulic oil heading to the hydraulic equipment C and the hydraulic oil discharged from the hydraulic equipment C to flow.
  • the third flow path 91c constitutes a part of the discharge oil path 41 (the end connected to the control valve V).
  • the third flow path 91c allows the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump P to flow.
  • the solenoid proportional valve SV will be described in detail below.
  • the solenoid proportional valve SV has a housing 80, a spool 83 housed in the housing 80, a coil 85 controlled by the control device 70, and a moving part 87 (plunger) that moves the spool 83 by the magnetic flux generated by the coil 85.
  • the housing 80 is formed from casting, resin, or the like.
  • the housing 80 includes a first housing 80a that houses the spool 83 and is attached to the housing hole 90, and a second housing 80b that houses the moving part 87.
  • the housing 80 also has oil chambers E1, E2, DE, multiple ports 81, and a through hole 82 formed therein.
  • Oil chambers E1, E2, and DE contain hydraulic oil and their volume changes with the movement of the spool 83.
  • the communication state of the multiple ports 81 with the other ports 81 is changed by the spool 83.
  • the multiple ports 81 are connected to multiple flow paths 91 formed in the valve body B.
  • the communication state of the multiple ports 81 with the other ports 81 is changed by the movement of the spool 83, which changes the connection of the multiple flow paths 91.
  • the multiple ports 81 are formed in the first housing 80a.
  • Each of the multiple ports 81 is formed in a concave shape.
  • the first housing 80a is formed with a first port 81a, a second port 81b, and a third port 81c.
  • the first port 81a is a port (tank port) that communicates with the hydraulic oil tank T and is connected to the first flow path 91a.
  • the second port 81b is a port that communicates with the hydraulic device C and is connected to the second flow path 91b.
  • the third port 81c is a port (pump port) that connects with the hydraulic pump P and is connected to the third flow path 91c.
  • the through hole 82 is an annular (cylindrical) wall portion that extends from one end of the housing 80 (the end on the left side of the paper in FIG. 5) to the other end (the end on the right side of the paper in FIG. 5).
  • the through hole 82 is formed from the first housing 80a to the second housing 80b.
  • a spool 83 and a moving part 87 are inserted into the through hole 82, and the spool 83 and the moving part 87 move inside the through hole 82 from one end to the other end and from the other end to the one end.
  • the first housing 80a has a valve hole 82a that constitutes part of the through hole 82, and the first port 81a to the third port 81c reach (are connected to) it.
  • the valve hole 82a is formed by an annular wall portion formed inside the first housing 80a.
  • the spool 83 can change the communication state of the first port 81a to the third port 81c by moving in the longitudinal direction of the through hole 82 (from one end to the other end inside the through hole 82, and from the other end to the first end).
  • the spool 83 is formed in a cylindrical shape. In this embodiment, the spool 83 moves inside the through hole 82 to switch between a discharge position 83A that communicates with the first port 81a and the second port 81b, and a supply position 83B that communicates with the second port 81b and the third port 81c.
  • Figure 5 shows the state in which the spool 83 is located at the discharge position 83A
  • Figure 6 shows the state in which the spool 83 is located at the supply position 83B
  • Figure 6 is an internal view showing the solenoid proportional valve SV and the valve body B.
  • a first land 83a to a fourth land 83d are formed on the outer circumferential surface of the spool 83 in the longitudinal direction.
  • the first land 83a to the fourth land 83d are formed to have approximately the same outer diameter.
  • a connection portion 83e for connecting the first port 81a and the second port 81b is formed between the second land 83b and the third land 83c.
  • the connection portion 83e can overlap (coincide) with the first port 81a, the second port 81b, and the third port 81c.
  • connection portion 83e overlaps the first port 81a and the second port 81b.
  • the second land 83b and the third land 83c change the port area of the first port 81a and the second port 81b in response to the longitudinal movement of the spool 83.
  • connection portion 83e overlaps the second port 81b and the third port 81c.
  • the second land 83b and the third land 83c change the port area of the second port 81b and the third port 81c in response to the longitudinal movement of the spool 83.
  • the spool 83 abuts against the second housing 80b (solenoid core 86 described below) to restrict movement to one end, and abuts against the inner wall of the valve body B to restrict movement to the other end.
  • the solenoid proportional valve SV also has an elastic member 84 (e.g., a spring) that moves the spool 83 to the discharge position 83A.
  • the spring is provided between the first housing 80a and the second housing 80b, and moves the spool 83 to the other end.
  • the coil 85 is a solenoid built into the electromagnetic proportional valve SV, and is demagnetized or excited based on a control signal output from the control device 70 to generate a magnetic flux.
  • the coil 85 is fixed to the housing 80 (second housing 80b).
  • a solenoid core 86 is provided between the first housing 80a and the second housing 80b of the housing 80.
  • the solenoid core 86 is fixed to the other end of the second housing 80b by crimping. In other words, the solenoid core 86 forms part of the inner wall of the housing 80 (second housing 80b).
  • the first housing 80a is fixed to the other end of the solenoid core 86 by crimping.
  • the solenoid core 86 is magnetized when the coil 85 is excited, and is attracted to the moving part 87.
  • the solenoid core 86 is formed with an insertion hole 86a that constitutes a part (midway part) of the through hole 82.
  • a shaft 88 which will be described later, is inserted into the insertion hole 86a.
  • the moving part 87 is a magnetic body, and is a plunger that moves longitudinally relative to the housing 80 due to the magnetic flux generated by the coil 85.
  • the moving part 87 is magnetized when the coil 85 is excited, and is attracted to the solenoid core 86.
  • a shaft 88 is connected to the other end of the moving part 87, and is connected to one end of the spool 83 via the shaft 88. As a result, the spool 83 is moved by the movement of the moving part 87.
  • the moving part 87 is accommodated in an accommodating section E formed in the housing 80 (second housing 80b).
  • the storage section E contains the moving part 87 together with hydraulic oil, and has oil chambers E1 and E2 partitioned by the moving part 87.
  • the oil chambers E1 and E2 of the storage section E have an area (first area E1) partitioned by the side wall section 80b1, the peripheral wall section 80b2, and the moving part 87, and an area (second area E2) partitioned by the moving part 87, the peripheral wall section 80b2, and one end of the solenoid core 86.
  • the volumes of the first area E1 and the second area E2 change in accordance with the movement of the moving part 87 (spool 83).
  • the housing 80 is formed with a communication passage 89 that connects the oil chamber (first region E1 and second region E2) with the periphery of the spool 83 (valve hole 82a).
  • the communication passage 89 is connected to the tank port 81a, and in this embodiment, it is connected to the tank port 81a via the valve hole 82a.
  • the communication passage 89 includes a gap formed between the housing 80 and the moving part 87, and in this embodiment, the gap includes a first gap 89a and a second gap 89b.
  • the first gap 89a is a gap formed between the moving portion 87 and the peripheral wall portion 80b2.
  • the outer diameter of the moving portion 87 is less than the inner diameter of the peripheral wall portion 80b2, and the first gap 89a between the moving portion 87 and the peripheral wall portion 80b2 communicates with the first region E1 and the second region E2.
  • the second gap 89b is a gap formed between the shaft 88 and the insertion hole 86a.
  • the outer diameter of the shaft 88 is less than the inner diameter of the insertion hole 86a, and the second gap 89b between the shaft 88 and the insertion hole 86a communicates between the second region E2 and the valve hole 82a.
  • the first region E1 communicates with the valve hole 82a via the first gap 89a, the second region E2, and the second gap 89b.
  • the communication passage 89 that communicates the first region E1 with the valve hole 82a includes the second region E2.
  • the second region E2 communicates with the valve hole 82a via the second gap 89b.
  • a groove 89c may be formed on the outer circumferential surface of the moving portion 87 from one end to the other end.
  • the groove 89c constitutes a part of the communication passage 89, and the groove 89c communicates the first region E1 with the second region E2 separately from the first gap 89a.
  • the control device 70 moves the moving part 87 from a first position 87A on one side of the axial direction to a second position 87B on the other side. This causes the spool 83 to change the communication state of the first port 81a to the third port 81c.
  • the normal mode is the mode in which the work machine 1 performs work.
  • the control device 70 in normal mode controls the solenoid proportional valve SV in response to the operation of the operating device 12.
  • the first position 87A is a position where the pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the hydraulic equipment C via the electromagnetic proportional valve SV is zero.
  • the first position 87A is an initial position where the control device 70 outputs a demagnetization signal to the coil 85 (electromagnetic proportional valve SV) and no power is supplied to the coil 85, and when the moving part 87 is located at the first position 87A, the spool 83 switches to the discharge position 83A.
  • this is a position where the spool 83 is moved to one end by the elastic member 84 (a position where the spool 83 abuts against the solenoid core 86).
  • the second position 87B is a position where the pressure of the hydraulic oil that operates the hydraulic device C is maximum. That is, the second position 87B is a position when the hydraulic pump P discharges hydraulic oil at the maximum pressure that it can discharge.
  • the spool 83 switches to the supply position 83B.
  • the second position 87B is a position where the moving part 87 is away from the solenoid core 86 and does not abut against the valve body B.
  • the opening of the solenoid proportional valve SV is less than maximum.
  • the length (distance d1) between the moving part 87 located at the first position 87A and the side wall part 80b1 is shorter than the length (distance d2) between the moving part 87 located at the second position 87B and the side wall part 80b1 (d1 ⁇ d2).
  • the current value that the control device 70 outputs to the coil 85 when moving the moving part 87 to the second position 87B is referred to as the first current value.
  • the normal mode may be any mode in which the work machine 1 performs work, and when the work machine 1 is operated remotely, the control device 70 in the normal mode controls the solenoid proportional valve SV in response to the operation of the remote control device by the remote operator. Furthermore, when the work machine 1 is equipped with a sensing device that senses the surroundings of the work machine 1 and the control device 70 controls the work machine 1 autonomously (when the work machine 1 performs automatic operation), the control device 70 in the normal mode controls the solenoid proportional valve SV based on the sensing results of the sensing device.
  • FIG. 7 is an example of a graph showing the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic equipment C via the solenoid proportional valve SV when air bubbles have occurred in the hydraulic oil in the oil chambers E1 and E2 (when air has been mixed in the hydraulic oil) and when no air bubbles have occurred (when no air has been mixed in the hydraulic oil).
  • the horizontal axis indicates elapsed time
  • the vertical axis indicates the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic equipment C via the solenoid proportional valve SV.
  • pressure sensors are provided in the oil passages (first oil passage 42a to fourteenth oil passage 42n, etc.) connecting the solenoid proportional valve SV and the hydraulic equipment C, and pressure changes are shown based on the detection results of detecting the pressure of the hydraulic oil flowing through the oil passages.
  • the control device 70 of this embodiment has an air bleeding mode to reduce the effect on the hydraulic device C of air trapped in the hydraulic oil in the oil chamber.
  • the control device 70 controls the coil 85 to move the moving part 87 back and forth multiple times in the axial direction of the spool 83.
  • the moving part 87 can move the surrounding air bubbles by moving.
  • the hydraulic oil in the oil chambers E1 and E2 can be pushed out to the outside of the oil chambers E1 and E2 (to the spool 83 side) through the communication passage 89 and discharged, or the hydraulic oil on the spool 83 side that does not contain air bubbles can be sucked into the oil chambers E1 and E2 through the communication passage 89. Therefore, by moving the moving part 87 back and forth multiple times, the hydraulic oil with the dissolved air bubbles can be discharged to the outside of the oil chambers E1 and E2.
  • FIG. 8 is an internal view showing the solenoid proportional valve SV and the valve body B.
  • the third position 87C is a position on the other end side than the second position 87B, and in this embodiment, the moving part 87 abuts against the inner wall (solenoid core 86) of the housing 80, and is a terminal position where movement to one axial end is restricted.
  • the spool 83 is at a full stroke position from the initial position (discharge position 83A).
  • the length (distance d3) between the moving part 87 located at the third position 87C and the side wall part 80b1 is longer than the distances d1 and d2 (d3>d2>d1).
  • the current value that the control device 70 outputs to the coil 85 when moving the moving part 87 to the third position 87C is referred to as the second current value.
  • the control device 70 repeatedly outputs an excitation signal that outputs a current of the second current value to the coil 85, and a demagnetization signal that outputs no current, thereby moving the moving part 87 back and forth multiple times from the first position 87A to the third position 87C.
  • the control device 70 outputs the excitation signal and the demagnetization signal for the same period of time.
  • the control device 70 repeats a process of outputting an excitation signal for 0.2 seconds and then outputting a demagnetization signal for 0.2 seconds (hereinafter referred to as a series of processes).
  • the time for which the control device 70 outputs the excitation signal and demagnetization signal in the air bleeding mode is not limited to 0.2 seconds, and a different number of times may be defined for each control valve V, or the time may be changed to any value by operating an interface such as the display device 71.
  • Figure 9 is a diagram explaining the movement of the solenoid proportional valve SV in the air bleeding mode.
  • Figure 9 also shows the flow of hydraulic oil (flows R3 and R4) when the control device 70 reciprocates the moving part 87 from the first position 87A to the third position 87C in the air bleeding mode.
  • the upper diagram in Figure 9 shows the state in which the moving part 87 is located at the first position 87A
  • the lower diagram in Figure 9 shows the state in which the moving part 87 is located at the third position 87C.
  • the control device 70 When the control device 70 outputs a demagnetization signal to the coil 85 and then outputs an excitation signal, the magnetic flux generated by the coil 85 causes the solenoid core 86 to attract the moving part 87, and the moving part 87 moves from the first position 87A to the third position 87C, transitioning from the upper diagram to the lower diagram in FIG. 9.
  • the moving part 87 By moving from the first position 87A to the third position 87C, the moving part 87 entrains air bubbles around the first region E1, the groove portion 89c, and the second region E2, and moves the air bubbles from one end of the first region E1, the groove portion 89c, and the second region E2 to the other end.
  • the shaft 88 entrains air bubbles remaining in the insertion hole 86a (second gap 89b), and moves the air bubbles from the second gap 89b to the valve hole 82a.
  • the spool 83 draws in the air bubbles that are trapped in the valve hole 82a and moves them to the second flow path 91b.
  • the volume of the first region E1 increases and the pressure in the first region E1 decreases, allowing the hydraulic oil in the valve hole 82a that does not contain air bubbles to be sucked into the oil chambers E1 and E2.
  • the control device 70 when the control device 70 outputs an excitation signal to the coil 85 and then a demagnetization signal, the spool 83 is moved to the discharge position 83A by the elastic member 84, and the moving part 87 is moved to the first position 87A so as to transition from the lower diagram to the upper diagram of FIG. 9.
  • the volume of the first region E1 becomes smaller, the pressure in the first region E1 increases, and the hydraulic oil in the first region E1 flows out to the second region E2 through the first gap 89a and the groove part 89c.
  • the air bubbles that flow into the second region E2 further flow out to the valve hole 82a through the second region E2 and the second gap 89b.
  • the hydraulic oil flows from the first region E1 toward the valve hole 82a (flow R3), and the air bubbles generated in the hydraulic oil in the oil chambers E1 and E2 can be discharged from the oil chambers E1 and E2.
  • the control device 70 moves the moving part 87 back and forth a predetermined number of times, and then ends the air bleeding mode. That is, the control device 70 repeats the series of processes a predetermined number of times, and moves the moving part 87 back and forth a predetermined number of times. The control device 70 counts the number of times the series of processes are performed, and when the count reaches the predetermined number, the count is set to zero. In this embodiment, the control device 70 repeats the series of processes a predetermined number of times, 420 times, and moves the moving part 87 back and forth 420 times from the first position 87A to the third position 87C.
  • the number of times that the control device 70 repeats the series of processes in the air bleeding mode is not limited to 420 times, and a different number may be defined for each control valve V, or the number may be changed to any value by operating an interface such as the display device 71.
  • the work machine 1 (hydraulic system S of the work machine 1) is equipped with a first operating tool that accepts operations.
  • the control device 70 allows switching to the air bleeding mode when the second operating tool (e.g., starter switch 73) is operated together with the first operating tool.
  • the first operating tool is an operating tool different from the second operating tool 74, for example, the display operating tool 72.
  • the first operating tools 72a and 72b are the home button 72a and the back button 72b, and the control device 70 allows switching to the air bleeding mode when the home button 72a, the back button 72b, and the starter switch 73 are operated simultaneously.
  • the operation of operating the second operating tool 74 together with the above-mentioned first operating tools 72a and 72b will be referred to as a "confirmation operation.”
  • control device 70 allows switching to the air bleeding mode when the home button 72a and the back button 72b as the first operating device 72a, 72b and the starter switch 73 as the second operating device 74 are operated simultaneously, but the first operating devices 72a, 72b may be a single switch, and the control device 70 may allow switching to the air bleeding mode when either the home button 72a or the back button 72b and the starter switch 73 are operated simultaneously.
  • control device 70 may also allow switching to the air removal mode when the home button 72a and the back button 72b are operated for a predetermined period of time (e.g., 2 seconds).
  • the operator performs the above-mentioned confirmation operation and operates the display device 71, whereby the control device 70 is switched to the air bleeding mode.
  • the control device 70 causes the display device 71 to display selection screens M1 and M2 as shown in Figures 10 and 11.
  • the selection screens M1 and M2 are display screens used by dealers and manufacturers to perform maintenance on the work machine 1, and display items (graphical interfaces) for selecting the mode to switch to.
  • the display device 71 displays a first selection screen M1 that displays a classification block 100 for selecting the category to which each mode belongs.
  • the first selection screen M1 displays a classification block 100 (first classification block 101) for selecting an automatic adjustment mode including switching to an air bleeding mode.
  • the first selection screen M1 also displays a classification block 100 (second classification block 102) for selecting a tester mode that displays information on each part of the working machine 1, a classification block 100 (third classification block 103) for selecting a diagnosis mode that diagnoses the operation of each part of the working machine 1, a classification block 100 (fourth classification block 104) for selecting a failure history mode that checks the failure history (failure history) of the working machine 1, a classification block 100 (fifth classification block 105) for selecting a setting mode that sets each part of the working machine 1, and a classification block 100 (sixth classification block 106) for selecting a manual adjustment mode that manually adjusts the setting values for controlling the working machine 1.
  • classification blocks 100 displayed on the first selection screen M1 are just an example, and it is sufficient to display at least the first classification block 101.
  • Other classification blocks 100 may be displayed, and the combination of classification blocks 100 to be displayed is not limited to the first classification block 101 to the sixth classification block 106.
  • the display device 71 transitions the display from the first selection screen M1 to the second selection screen M2.
  • the second selection screen M2 is a screen for selecting a mode included in the automatic adjustment mode.
  • the second selection screen M2 displays a selection block 110 for selecting a mode including the air bleeding mode and other automatic adjustment modes.
  • the second selection screen M2 displays second selection blocks 112 to sixth selection blocks 116 for selecting switching to modes for calibrating various sensors.
  • the control device 70 acquires the operation signal and switches to the air bleeding mode.
  • the control device 70 switches to the air bleeding mode and repeats the series of processes a predetermined number of times (420 times), then ends the air bleeding mode and switches to the normal mode.
  • the display device 71 displays a screen M3 indicating that the mode has been ended. Specifically, when the air bleeding mode ends, the control device 70 causes the display device 71 to display an ending screen M3.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the ending screen M3. The ending screen M3 indicates that the air bleeding mode has ended.
  • the display device 71 may transition to the second selection screen M2 instead of the end screen M3, as long as it can let the operator know that the air bleeding mode has ended.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of the hydraulic system S in the first modified example.
  • the mode changeover switch 75 is connected to the control device 70, and outputs an operation signal to the control device 70 in response to the operation of the operator.
  • the mode changeover switch is a push button switch (tactile switch), a slide switch, a selector switch, or another dial-shaped switch (dial switch), etc.
  • the control device 70 may also be communicably connected to an external terminal 120, and may be allowed to switch to the air bleeding mode in response to a signal output from the external terminal 120.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of the hydraulic system S in the second modified example. As shown in FIG. 14, the hydraulic system S (working machine 1) of the working machine 1 is equipped with a communication device 76.
  • the communication device 76 is a device that communicates with the external terminal 120 via a wired or wireless connection.
  • the external terminal 120 is a terminal such as a PC provided at a dealer or manufacturer that performs maintenance on the working machine 1.
  • the communication device 76 has a connector 76a for connecting a cable for communicating with the external terminal 120, and the control device 70 communicates with the external terminal 120 by wire via the communication device 76.
  • the worker operates the external terminal 120 to switch to the air bleeding mode, and the external terminal 120 outputs a signal (instruction signal) to the control device 70 via the communication device 76, and the control device 70 switches to the air bleeding mode in response to the instruction signal.
  • the control device 70 only needs to switch to the air bleeding mode based on at least a signal output from the external terminal 120, and may switch to the air bleeding mode when it receives a signal (communication permission signal) from the external terminal 120 via the communication device 76 and establishes communication by responding to the communication permission signal.
  • a signal communication permission signal
  • the hydraulic system S of the work machine 1 includes a detection device 77 that detects an abnormality in the solenoid proportional valve SV and/or the hydraulic equipment C, and the display device 71 may display a screen M4 suggesting a transition to the air bleeding mode when the detection device 77 detects an abnormality.
  • the detection device 77 detects that an abnormality has occurred in the hydraulic equipment C based on the vibration of the hydraulic equipment C.
  • the detection device 77 is, for example, a gyro sensor 77a that is attached to the hydraulic equipment C and detects angular velocities in three axes (X, Y, and Z axes).
  • the gyro sensor 77a is connected to the control device 70 and outputs a detected signal (detection signal) to the control device 70.
  • the control device 70 determines that the fluctuation in the detection signal output from the gyro sensor 77a exceeds a predetermined threshold, for example, it determines that abnormal vibration is occurring in the hydraulic equipment C.
  • the control device 70 determines that an abnormality is occurring in the hydraulic equipment C, it causes the display device 71 to display a presentation screen M4 as shown in FIG. 15.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of the presentation screen M4. A message is displayed on the presentation screen M4 encouraging the user to enter the air bleeding mode.
  • the detection device 77 is not limited to the gyro sensor 77a attached to the hydraulic equipment C.
  • the detection device 77 may detect that an abnormality has occurred in the solenoid proportional valve SV based on the pressure of the hydraulic oil supplied from the solenoid proportional valve SV to the hydraulic equipment C.
  • the detection device 77 may be a pressure sensor 77b provided in the oil passage (first oil passage 42a to fourteenth oil passage 42n, etc.) connecting the solenoid proportional valve SV and the hydraulic equipment C.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of the hydraulic system S in the third modified example.
  • the pressure sensor 77b is connected to the control device 70 and outputs a detected signal (detection signal) to the control device 70.
  • a detected signal detection signal
  • the control device 70 determines that the fluctuation in the detection signal output from the pressure sensor 77b exceeds a predetermined threshold, it determines that hydraulic pulsation has occurred in the hydraulic oil supplied from the solenoid proportional valve SV to the hydraulic device C, and that an abnormality has occurred in the solenoid proportional valve SV.
  • the control device 70 may also determine whether the solenoid proportional valve SV needs to be replaced, and the display device 71 may display a screen (presentation screen M4) that indicates a transition to the air bleeding mode when the control device 70 determines that the solenoid proportional valve SV needs to be replaced.
  • Figure 17 is a schematic diagram of the hydraulic system S in the fourth modified example.
  • a diagnostic circuit 78 that determines whether or not the solenoid proportional valve SV is connected is connected to the control device 70, and the control device 70 determines whether or not the solenoid proportional valve SV has been replaced based on the diagnosis result of the diagnostic circuit 78. Specifically, when the control device 70 determines based on the diagnosis result of the diagnostic circuit 78 that the solenoid proportional valve SV has been disconnected from a connected state and then reconnected, it determines that the solenoid proportional valve SV has been replaced. When the control device 70 determines that the solenoid proportional valve SV has been replaced, it causes the display device 71 to display the presentation screen M4.
  • the control device 70 switches to the air bleeding mode in response to a specific operation (such as a confirmation operation or an operation of the display device 71)
  • the switching to the air bleeding mode may be restricted if a specific condition is not met.
  • the control device 70 restricts the switching to the air bleeding mode if power transmission is not cut off in any part of the power transmission path (transmission device 5) from the prime mover 3 to the traveling device 7.
  • FIG. 18 is a diagram explaining a series of process flows related to the air bleeding mode of the control device 70.
  • the series of processes shown in FIG. 18 are executed by the CPU based on a software program pre-stored in the memory of the control device 70.
  • the control device 70 determines whether or not an abnormality has occurred in the solenoid proportional valve SV and/or the hydraulic equipment C (S1).
  • the control device 70 determines that an abnormality has occurred in the solenoid proportional valve SV and/or the hydraulic equipment C based on the detection signal output from the detection device 77 (S1: Yes)
  • it causes the display device 71 to display the presentation screen M4 (S2).
  • the control device 70 judges whether the first operating device 72a, 72b and the second operating device 74 have been operated to perform a confirmation operation (S3). If the control device 70 judges that the home button 72a, the back button 72b, and the starter switch 73 have been simultaneously operated to perform a confirmation operation (S3: Yes), it causes the display device 71 to display the first selection screen M1 (S4).
  • the control device 70 When the first classification block 101 is selected on the first selection screen M1 (S5: Yes), the control device 70 causes the display device 71 to display the second selection screen M2 (S6). Then, when the first selection block 111 on the second selection screen M2 is selected (S7: Yes), the control device 70 switches to the air bleeding mode (S8).
  • control device 70 When the control device 70 switches to the air bleeding mode (S8), it outputs an excitation signal to the coil 85 for a predetermined time (0.2 seconds) and outputs a demagnetization signal to the coil 85 for a predetermined time (0.2 seconds) (S9).
  • control device 70 performs the series of processes in S10, it counts the number of times the series of processes has been performed and determines whether the number of times the series of processes has been performed has reached a predetermined number (420 times) (S10).
  • the control device 70 repeats the series of processes (S9) until the series of processes has been performed a predetermined number of times (S10: No), and when it determines that the series of processes has been performed a predetermined number of times (S10: Yes), it ends the air bleeding mode (S11).
  • control device 70 When the control device 70 ends the air bleeding mode (S11), it switches to the normal mode (S12). The control device 70 also causes the display device 71 to display the end screen M3 (S13).
  • the steps S9 to S10 in the process flow related to the air bleeding mode shown in FIG. 18 correspond to the steps of moving the moving part 87 back and forth multiple times.
  • the first region E1 and the second region E2 partitioned by the moving portion 87 are described as examples of oil chambers whose volumes change with the movement of the spool 83.
  • the oil chamber may be any portion that contains hydraulic oil and whose volume changes with the movement of the spool 83, and may be, for example, a damper oil chamber DE that is partitioned by the spool 83 and suppresses vibration of the spool 83, as shown in FIG. 5, etc.
  • the damper oil chamber DE is an area partitioned by the accommodation hole 90 of the valve body B, the fourth land 83d of the spool 83, and the through hole 82 (valve hole 82a).
  • a preferred embodiment of the present invention provides a hydraulic system S of a work machine 1, a work machine 1, and a control method for the work machine 1, as described in the following items.
  • a control device 70 for controlling the electromagnetic proportional valve SV wherein the electromagnetic proportional valve SV has a housing 80, a spool 83 accommodated in the housing 80, a coil 85 controlled by the control device 70, and a moving part 87 for moving the spool 83 by a magnetic flux generated by the coil 85, and the housing 80 is formed with oil chambers E1, E2, DE in which hydraulic oil is accommodated and whose volume varies with the movement of the spool 83, and the control device 70 has an air bleeding mode in which the coil 85 is controlled to move the moving part 87 back and forth a plurality of times in the axial direction of the spool 83.
  • the control device 70 moves the moving part 87 back and forth multiple times in air bleeding mode, thereby reducing the impact on the hydraulic equipment C caused by air getting into the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE.
  • the control device 70 in a normal mode, moves the moving part 87 from a first position 87A on one side of the axial direction to a second position 87B on the other side, and, in the air bleeding mode, moves the moving part 87 back and forth multiple times from the first position 87A to a third position 87C, which is a position further away from the second position 87B.
  • the moving part 87 in normal mode, can be prevented from contacting or adhering to the inner wall of the housing 80, while in air bleeding mode, the moving part 87 moves back and forth, so that air bubbles around the moving part 87 can be moved from the oil chambers E1, E2, and air bubbles in the oil chambers E1, E2, and DE can be dissolved into the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE. Therefore, by appropriately switching between the normal mode and the air bleeding mode, it is possible to both suppress shocks and adhesion during operation of the solenoid proportional valve SV and reduce the impact on the hydraulic equipment C caused by air getting caught in the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE.
  • the moving part 87 can be prevented from contacting or adhering to the inner wall of the housing 80 without restricting the operation of the hydraulic device C.
  • the moving part 87 moves a relatively long distance from the first position 87A to the third position 87C, so that the air bubbles around the moving part 87 can be moved widely.
  • the fluctuation in the volume of the oil chambers E1, E2, DE i.e., the fluctuation in the pressure applied to the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, DE, can be made relatively large, so that the air bubbles in the oil chambers E1, E2, DE can be separated into smaller bubbles and dissolved in the hydraulic oil.
  • the electromagnetic proportional valve SV has a solenoid core 86 that attracts the moving part 87 by the magnetic flux generated by the coil 85 and that forms part of the inner wall of the housing 80, and the third position 87C is a terminal position where the moving part 87 abuts against the solenoid core 86.
  • the hydraulic system S of the work machine 1 in item 5 allows the moving part 87 to move a relatively long distance from the first position 87A to the third position 87C more reliably, and allows the fluctuation in the volume of the oil chambers E1, E2, and DE to be relatively large.
  • the moving part 87 moves a relatively long distance from the first position 87A to the third position 87C, so the air bubbles around the moving part 87 can be moved widely.
  • the fluctuation in the volume of the oil chambers E1, E2, and DE i.e., the fluctuation in the pressure applied to the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE, can be made relatively large.
  • the air bubbles in the oil chambers E1, E2, and DE can be separated into smaller bubbles and dissolved in the hydraulic oil.
  • the moving part 87 moves a relatively long distance from the first position 87A to the third position 87C, so the air bubbles around the moving part 87 can be moved widely.
  • the fluctuation in the volume of the oil chambers E1, E2, and DE i.e., the fluctuation in the pressure applied to the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE, can be made relatively large.
  • the air bubbles in the oil chambers E1, E2, and DE can be separated into smaller bubbles and dissolved in the hydraulic oil.
  • the pressure of the hydraulic oil in the oil chambers E1 and E2 increases as the moving part 87 moves back and forth multiple times. This allows air bubbles to dissolve inside the hydraulic oil.
  • the movement of the moving part 87 allows the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2 to be pushed out of the oil chambers E1, E2 (around the spool 83, etc.) through the communication passage 89 and discharged, and the hydraulic oil on the spool 83 side to be sucked into the oil chambers E1, E2 through the communication passage 89. Therefore, by the moving part 87 moving back and forth multiple times, the hydraulic oil with the air bubbles dissolved therein can be discharged to the outside of the oil chambers E1, E2.
  • the moving part 87 moves, so that the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2 can be discharged to the hydraulic oil tank T via the communication passage 89 and the tank port 81a, and the hydraulic oil in the hydraulic oil tank T can be sucked into the oil chambers E1, E2 via the communication passage 89 and the tank port 81a.
  • a work machine 1 comprising: a hydraulic system S for a work machine 1 described in any one of items 1 to 10; a machine body 2 on which the hydraulic pump P, the hydraulic device C, and the solenoid proportional valve SV are mounted; and a work device 20 and/or a traveling device 7 that are provided on the machine body 2 and driven by the hydraulic device C.
  • the air bleeding mode can be used to dissolve air bubbles in the oil chambers E1, E2, and DE into the hydraulic oil in those oil chambers E1, E2, and DE, thereby preventing shocks and abnormal noises caused by air bubbles getting into the oil chambers E1, E2, and DE when the hydraulic equipment C is operating.
  • the work machine 1 described in item 11 is equipped with a first operating device 72a, 72b that accepts operation, a prime mover 3 that supplies power to the hydraulic pump P, and a second operating device 74 that is different from the first operating devices 72a, 72b and is used to start the prime mover 3, and the control device 70 is allowed to switch to the air bleeding mode when the second operating device 74 is operated together with the first operating devices 72a, 72b.
  • switching to the air bleeding mode involves starting the prime mover 3, so the control device 70 can be prevented from switching to the air bleeding mode while the working machine 1 is working with the working device 20 or traveling with the traveling device 7.
  • the control device 70 can be communicatively connected to an external terminal 120, and the work machine 1 is allowed to switch to the air bleeding mode in response to a signal output from the external terminal 120.
  • the control device 70 since it is necessary to connect the external terminal 120 to switch to the air bleeding mode, it is possible to prevent the control device 70 from switching to the air bleeding mode while the work machine 1 is performing work using the work device 20 or traveling using the travel device 7.
  • the work machine 1 of item 14 reduces the impact on the hydraulic equipment C caused by air getting caught in the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE without requiring any operation by the operator.
  • the work machine 1 described in item 14 is provided with a display device 71 for displaying information, and when the control device 70 ends the air bleeding mode, the display device 71 displays a screen indicating that the air bleeding mode has been ended.
  • the work machine 1 is described in any one of items 11 to 15, and is equipped with a display device 71 that displays information, and a detection device 77 that detects abnormalities in the electromagnetic proportional valve SV and/or the hydraulic equipment C, and the display device 71 displays a screen suggesting transition to the air bleeding mode when the detection device 77 detects the abnormality.
  • the working machine 1 is described in any one of items 11 to 16, and is provided with a display device 71 that displays information, the control device 70 determines whether the electromagnetic proportional valve SV needs to be replaced, and the display device 71 displays a screen that suggests transitioning to the air bleeding mode when the control device 70 determines whether the electromagnetic proportional valve SV needs to be replaced.
  • a control method for a working machine (1) comprising: a hydraulic pump (P); a hydraulic device (C) that is operated by hydraulic oil discharged by the hydraulic pump (P) and drives the working machine (1); an electromagnetic proportional valve (SV) that forms oil chambers (E1, E2, DE) in which hydraulic oil is stored and whose volume varies with movement of a spool (83) and that adjusts the flow rate and/or pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump (P) to the hydraulic device (C); and a control device (70) that controls the electromagnetic proportional valve (SV), the control method for the working machine (1) comprising: a control device (70) that controls a coil (85) of the electromagnetic proportional valve (SV), and causes a moving part (87) that presses the spool (83) with a magnetic flux generated by the coil (85) to move back and forth multiple times in the axial direction of the spool (83).
  • the control device 70 moves the moving part 87 back and forth multiple times in air bleeding mode, so that the air bubbles can be dissolved inside the hydraulic oil, and the impact on the hydraulic equipment C caused by air getting caught in the hydraulic oil in the oil chambers E1, E2, and DE can be reduced.

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Abstract

油室(E1,E2、DE)内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器(C)への影響を簡単に低減する。 作業機(1)の油圧システム(S)は、油圧ポンプ(P)と、油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機を駆動させるための油圧機器と、油圧ポンプから油圧機器に供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁(SV)と、電磁比例弁を制御する制御装置(70)と、を備え、電磁比例弁は、ハウジング(80)と、ハウジングに収容されたスプール(83)と、制御装置によって制御されるコイル(85)と、コイルによって励磁されてスプールを移動させる移動部(87)と、を有し、ハウジングには、作動油が収容され、且つスプールの移動に伴い容積が変動する油室が形成され、制御装置は、コイルを制御し、移動部をスプールの軸方向に複数回往復移動させるエア抜きモードを有している。

Description

作業機の油圧システム、作業機、及び作業機の制御方法
 本発明は、作業機の油圧システム、作業機、及び作業機の制御方法に関する。
 特許文献1に開示された油圧制御弁は、バルブボディとハウジングとを含むバルブ本体部と、ハウジングに設けられ、コイルボビンに巻回されたコイルと、コイルに対する通電作用下に固定コアに吸引される可動コアとを有するリニアソレノイド部と、バルブボディに設けられ、インレットポート及びアウトレットポートの連通状態と、アウトレットポート及びドレンポートの連通状態とを切り替えるスプールを有する弁機構部と、を備え、バルブボディには、取付面に臨む凹部開口部を有しスプールの自励振動を緩衝するダンパ油室と、ダンパ油室の真横に隣接し連通路を介してドレンポートと連通する油溜め室とがそれぞれ設けられている。
日本国公開特許公報「特開2009-103219号公報」
 特許文献1の油圧制御弁では、ダンパ油室に連通する油溜め室をバルブボディに形成することで、ダンパ油室の作動油に発生した気泡を油溜め室に排出し、ダンパ油室内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器への影響を低減する。
 しかしながら、ダンパ油室に加え、リニアソレノイド部を収容する収容部の作動油にも気泡が発生する場合がある。そして、当該収容部や油溜め室に発生した気泡を排出するためには、油溜め室に加え、当該油溜め室とを連通する連通路を設ける必要があり、油圧制御弁の製造コストが上昇することになる。
 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、油室内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器への影響を簡単に低減できる作業機の油圧システム、作業機、及び作業機の制御方法の提供を目的とする。
 本発明の一態様に係る作業機の油圧システムは、油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機を駆動させるための油圧機器と、前記油圧ポンプから前記油圧機器に供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁と、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記電磁比例弁は、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたスプールと、前記制御装置によって制御されるコイルと、前記コイルが発生させた磁束によって前記スプールを移動させる移動部と、を有し、前記ハウジングには、作動油が収容され、且つ前記スプールの移動に伴い容積が変動する油室が形成され、前記制御装置は、前記コイルを制御し、前記移動部を前記スプールの軸方向に複数回往復移動させるエア抜きモードを有している。
 前記制御装置は、通常モードにおいて、前記移動部を前記軸方向の一方側の第1位置から他方側の第2位置まで移動させ、前記エア抜きモードにおいて、前記移動部を前記第1位置から前記第2位置よりも離れる方向に進んだ位置である第3位置まで複数回往復移動させてもよい。
 前記第2位置は、前記油圧機器が作動する作動油の圧力が最大である位置であってもよい。
 前記第3位置は、前記移動部が前記ハウジングの内壁と当接する終端位置であってもよい。
 前記電磁比例弁は、前記コイルが発生させた磁束によって前記移動部を吸引し、且つ前記ハウジングの内壁の一部を構成するソレノイドコアを有し、前記第3位置は、前記移動部が前記ソレノイドコアと当接する終端位置であってもよい。
 前記第1位置は、前記電磁比例弁を介して前記油圧ポンプから前記油圧機器に供給する作動油の圧力が零である位置であってもよい。
 前記第1位置は、前記コイルに電力が供給されていない初期位置であってもよい。
 前記油室は、前記移動部によって区画され、且つ当該移動部が移動するにつれて容積が変動されてもよい。
 前記移動部は、前記コイルが発生させた磁束によって移動される磁性体を有するプランジャであり、前記ハウジングには、前記油室と前記スプールの周囲とを連通する連通路が形成されていてもよい。
 前記作業機の油圧システムは、作動油を貯留する作動油タンクを備え、前記ハウジングには、前記スプールによって他のポートとの連通状態が変動される複数のポートが形成され、前記連通路には、前記複数のポートのうち、前記作動油タンクと連通するタンクポートが連通されてもよい。
 本発明の一態様に係る作業機は、作業機の油圧システムと、前記油圧ポンプ、前記油圧機器、及び前記電磁比例弁が搭載された機体と、前記機体に設けられ、且つ前記油圧機器によって駆動する作業装置及び/又は走行装置と、を備えている。
 前記作業機は、操作を受け付ける第1操作具と、前記油圧ポンプに動力を供給する原動機と、前記第1操作具と異なり、且つ前記原動機を始動するための第2操作具と、を備え、前記制御装置は、前記第1操作具と共に、前記第2操作具が操作された場合に、前記エア抜きモードへの切り替えが許容されてもよい。
 前記制御装置は、外部端末と通信可能に接続でき、前記外部端末から出力された信号に応じて、前記エア抜きモードへの切り替えが許容されてもよい。
 前記制御装置は、前記エア抜きモードにおいて、前記移動部を所定回数だけ往復移動させると、当該エア抜きモードを終了してもよい。
 前記作業機は、情報を表示する表示装置を備え、前記表示装置は、前記制御装置が前記エア抜きモードを終了すると、当該終了した旨を表示する画面を表示してもよい。
 前記作業機は、情報を表示する表示装置と、前記電磁比例弁及び/又は前記油圧機器の異常を検出する検出装置と、を備え、前記表示装置は、前記検出装置が前記異常を検出した場合に、前記エア抜きモードへの移行を提示する画面を表示してもよい。
 前記作業機は、情報を表示する表示装置を備え、前記制御装置は、前記電磁比例弁の交換を判定し、前記表示装置は、前記制御装置が前記電磁比例弁の交換を判定した場合に、前記エア抜きモードへの移行を提示する画面を表示してもよい。
 本発明の一態様に係る作業機の制御方法は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機を駆動させるための油圧機器と、作動油が収容され且つスプールの移動に伴い容積が変動する油室が形成され且つ前記油圧ポンプから前記油圧機器に供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁と、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備えた作業機の制御方法であって、前記制御装置が、前記電磁比例弁が有するコイルを制御し、前記コイルが発生させた磁束によって前記スプールを押圧する移動部を、前記スプールの軸方向に複数回往復移動させるステップを含んでいる。
 上記作業機の油圧システム、作業機、及び作業機の制御方法によれば、油室内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器への影響を簡単に低減できる。
作業機の側面図である。 油圧システムの概略構成図である。 メータパネル内に設けられた表示装置を示す図である。 変速装置の全体を示す図である。 電磁比例弁及びバルブボディを示す内部図である。 電磁比例弁及びバルブボディを示す内部図である。 油室内の作動油に気泡が発生した場合と、気泡が発生していない場合における、電磁比例弁を介して油圧機器に供給される作動油の圧力を示すグラフの一例である。 電磁比例弁及びバルブボディを示す内部図である。 エア抜きモードにおける電磁比例弁の動きを説明する図である。 第1選択画面の一例を示す図である。 第2選択画面の一例を示す図である。 終了画面の一例を示す図である。 第1の変形例における油圧システムの概略構成図である。 第2の変形例における油圧システムの概略構成図である。 提示画面の一例を示す図である。 第3の変形例における油圧システムの概略構成図である。 第4の変形例における油圧システムの概略構成図である。 制御装置のエア抜きモードに関連する処理の一連の流れを説明する図である。
 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。
 図1は、作業機1の一例を示している。本実施形態においては、作業機1として作業装置20が装着されたトラクタを例にあげて説明するが、作業機1は、農作業を行う田植機等の農業機械や、建築作業を行うバックホー等の建築機械やスキッドステアローダやホイールローダ等であってもよい。
 本発明の実施形態において、作業機1の運転席6に着座した作業者が向く方向(図1の矢印A1の方向)を前方といい、その反対方向(図1の矢印A2の方向)を後方という。作業者の右側(図1の手前側)を右方といい、作業者の左側(図1の奥側)を左方という。また、作業機1の前後方向(図1の矢印A3の方向)に直交する方向である水平方向を機体幅方向(あるいは、幅方向)という。
 図1に示すように、作業機1は、機体(車体)2と、前輪7F及び後輪7Rを有し且つ機体2を走行可能に支持する走行装置7と、機体2の上方に配備されていて作業者が着座する運転席6等を包囲する保護機構(例えばキャビンやキャノピ等)8と、を備えている。
 図1に示すように、機体2は、動力源である原動機3と、前部フレーム4と、変速装置5と、を有している。
 原動機3は、動力(駆動力)を発生させる装置であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関、電動モータ等である。この実施形態では、原動機3は、ディーゼルエンジンである。
 前部フレーム4は、原動機3に連結され且つ当該原動機3から前方に突出する。前部フレーム4は、前輪7Fによって支持されている。
 変速装置5は、原動機3が発生させた駆動力を走行装置7に伝達し、且つ駆動力の回転数の変速が可能である。また、変速装置5は、走行装置7の前進及び後進の切り替えが可能である。これにより、変速装置5は、走行装置7の推進力を変更できる。変速装置5は、原動機3の後部に連結され且つ原動機3から後方に延伸する。また、変速装置5の後部は、後輪7Fによって支持される。
 走行装置7は、前輪7F及び後輪7Rを有する装置である。後輪7Rは、機体2の機体幅方向の一方側(左側)に設けられた第1輪7R1と、機体2の機体幅方向の他方側(右側)に設けられた第2輪7R2と、を含んでいる。第2輪7R2は、第1輪7R1と機体幅方向に離れている。なお、前輪7Fは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪7Rも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。
 図2は、油圧システムSの概略構成図である。図2に示すように、作業機1は、油圧システムSを備えており、当該油圧システムSは、作動油によって作業機1を駆動させるシステムである。図2に示すように、作業機1(油圧システムS)は、制御装置70と、表示装置71と、作動油タンクTと、油圧ポンプPと、制御弁Vと、油圧機器Cと、を備えている。
 制御装置70は、電気・電子回路、CPU、MPU等に格納されたプログラム等から構成された装置である。制御装置70は、作業機1が有する様々な機器を制御する。作業機1に搭載された複数の機器は、制御装置70とCAN、ISOBUS、LIN、FlexRay等の車載ネットワークNで接続されている。
 例えば、制御装置70は、作業機1が備えるスタータスイッチ73及び原動機3と接続されており、当該スタータスイッチ73の操作に応じて、原動機3を含む各部を始動又は停止させる。スタータスイッチ73は、少なくとも原動機3を始動するための操作具である。スタータスイッチ73は、保護機構8の内部に設けられ、運転席6に着座した作業者が操作可能になっている。作業者がスタータスイッチ73をオン操作すると、制御装置70は、作業機1に備わる各部を始動させる。また、作業者がスタータスイッチ73をオフ操作すると、制御装置70は、作業機1に備わる各部を停止させる。
 また、制御装置70は、記憶部70aを有している。記憶部70aは、不揮発性のメモリ等であり、制御装置70の制御に関する様々な情報等を記憶している。
 表示装置71は、様々な情報を表示可能な装置である。表示装置71は、液晶パネル、タッチパネル、及びその他のパネルのいずれかを有している。例えば、表示装置71は、運転席6の前方に設けられたメータパネル10内に設けられたモニタである。
 図3は、メータパネル10内に設けられた表示装置を示す図である。メータパネル10は、操縦台9のコラムカバーの上部であってステアリングホイール11の前方に配置される。メータパネル10には、原動機3の回転数を表示するエンジン回転計10a、水温計10b、燃料計10c、及び表示装置71が設けられている。表示装置71は、車載ネットワークNを介して、制御装置70等に接続されている。表示装置71は、車載ネットワークNに接続された制御装置70、各種センサ等の機器から様々な情報を取得して、当該情報を表示することが可能である。本実施形態において、表示装置71は、制御装置70の制御によって表示を変更する。
 また、図2に示すように、作業機1は、表示装置71を操作するための表示操作具72を備えている。表示操作具72は、運転席6に着座した作業者が操作可能な位置に配置されており、例えば運転席6の側方に配置されたアームレストや表示装置71の近傍等に配置される。
 表示操作具72は、押圧により操作される押しボタンスイッチ(タクタイルスイッチ)や、スライド操作されるスライドスイッチ、複数の切換位置を有したセレクタスイッチ等のダイヤル状のスイッチ(ダイヤルスイッチ)等を有している。本実施形態において、表示操作具72は、押しボタンスイッチと、ダイヤルスイッチと、を有している。
 作業機1が備える表示操作具72のうち、押しボタンスイッチは、例えば、表示装置71の表示を所定の初期画面に遷移させるためのホームボタン72aや、表示装置71の表示を1つ前の画面に遷移させるための戻るボタン72b等である。また、作業機1が備える表示操作具72のうち、ダイヤルスイッチは、表示装置71に表示された項目の選択及び決定を操作するための選択操作具72cである。選択操作具72cは、作業者が回転操作して切換位置を変更することで、表示装置71に表示された項目の選択操作を受け付ける。また、選択操作具72cは、作業者が押圧操作することで、選択した項目の決定操作を受け付ける。
 なお、上述した実施形態において、表示操作具72として押しボタンスイッチやダイヤルスイッチを例に説明したが、表示操作具72は、物理的な操作具に限定されず、表示装置71が操作を受け付けるタッチパネルを有している場合には、当該表示装置71に表示された表示画像(グラフィカルインタフェース)であってもよい。
 また、表示装置71は、情報を表示することができればよく、上述したようにメータパネル10内に設けられたモニタに限定されない。つまり、表示装置71は、運転席6に着座した作業者の周囲に設けられたターミナル表示装置であってもよいし、作業者が所持する携帯端末であってもよい。携帯端末は、PCや比較的演算能力の高いスマートフォン(多機能携帯電話)等で構成されている。斯かる場合において、携帯端末は、車載ネットワークNと直接通信及び間接通信のいずれかを行う装置を有し、当該装置を介して車載ネットワークNに接続された機器から様々な情報を取得して、当該情報を表示することが可能である。
 作動油タンクTは、作動油を貯留するタンクである。作動油タンクTには、作動油を排出するための排出油路40が接続されている。
 油圧ポンプPは、原動機3が発生させた動力(駆動力)によって作動し、作動油を吐出する。また、油圧ポンプPは、定容量型のギヤポンプによって構成されている。具体的には、油圧ポンプPは、作動油タンクTと吐出油路41との間に接続されており、当該作動油タンクTに貯留された作動油を吐出油路41に吐出可能である。
 なお、以下の説明において、油圧ポンプP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として説明し、当該パイロット油の圧力のことをパイロット圧として説明することがある。
 また、図2では、単一の油圧ポンプPのみを記載しているが、作業機1(作業機1の油圧システムS)は、複数の油圧ポンプPを備えていてもよいし、油圧ポンプPとして可変容量形の油圧ポンプP(ピストンポンプ)を採用し、当該油圧ポンプPをロードセンシング制御(ロードセンシングシステムによる制御)によって吐出流量を制御してもよい。
 制御弁Vは、油圧ポンプPから油圧機器Cに供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する。作業機1には、当該作業機1に搭載された油圧機器Cに対応する数の制御弁Vが設けられている。本実施形態において、作業機1は、複数の制御弁Vを備えている。制御弁Vは、内蔵するソレノイドに対して励磁又は消磁されることにより作動して開度を変更する電磁弁や、操作装置12の操作に応じて作動する操作弁又は電磁弁から受圧部に作用するパイロット油によりスプール83が移動して開度を変更するパイロット方式の切換弁等である。操作装置12は、レバーや各種スイッチ等である。
 油圧機器Cは、油圧ポンプPが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機1を駆動させる機器である。本実施形態において、作業機1は、複数の油圧機器Cを備えている。油圧機器Cは、作動油によって駆動する油圧シリンダ及び油圧モータ等の油圧アクチュエータや、作用する作動油によって動力(駆動力)の伝達及び切断を切り替える油圧クラッチ、パイロット油がサーボシリンダ等に作用して斜板の角度を変更されることで出力を変更する走行用の油圧ポンプ等である。また、油圧機器Cは、作動油によって作動して、作業装置20及び/又は走行装置7を駆動させることで、作業機1を駆動させる。本実施形態においては、油圧機器Cが作業装置20及び走行装置7の両方を駆動させる場合を例に説明するが、油圧機器Cは、作業装置20及び走行装置7の少なくともいずれか一方を駆動させることができればよい。
 以下、作業装置20について詳しく説明する。図1に示すように、作業機1は、作業を行うための作業装置(インプルメント)20を備えている。本実施形態における作業機1は、機体2の前部及び機体2の後部に作業装置20を連結することができる。なお、以下の説明では、機体2の前部に取り付けられる作業装置20のことを「前装作業装置」といい、機体2の後部に取り付けられる作業装置20のことを「後装作業装置」という。
 前装作業装置20Aは、例えばフロントローダ21が例示される。前装作業装置20Aは、フロントローダ21には限定されず、スイーパ等の他の作業装置20であってもよい。
 フロントローダ21は、支持フレーム22と、ブーム23と、ブームシリンダ24(油圧機器C)と、作業具25と、作業具シリンダ26(油圧機器C)と、を有している。また、フロントローダ21は、機体2の前部に設けられた取付フレーム16に連結されている。取付フレーム16、支持フレーム22、ブーム23、ブームシリンダ24、及び作業具シリンダ26は、機体2の幅方向両側に配置される。ブームシリンダ24及び作業具シリンダ26は、複動型の油圧シリンダによって構成されている。
 支持フレーム22は、取付フレーム16に着脱自在に連結されるフレームである。ブーム23は、支持フレーム22の上部に機体幅方向に延伸する軸心回りに上下方向に揺動自在に支持されている。
 ブームシリンダ24は、支持フレーム22とブーム23とに亘って設けられ、伸縮動作することでブーム23を揺動させる。
 図2に示すように、ブームシリンダ24は、第1油路42aを介して第1制御弁V1と接続されている。第1制御弁V1は、ブームシリンダ24を伸縮させるように当該ブームシリンダ24を制御する。第1制御弁V1は、第1油路42a、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第1制御弁V1は、開度を変更することで油圧ポンプPからブームシリンダ24に供給する作動油の流量を調整したり、ブームシリンダ24から作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 作業具25は、本実施形態では、バケットが例示されている。作業具25は、左のブーム23の先端側と右のブーム23の先端側とにわたって設けられ、持ち上げ(スクイ)動作及び下降(ダンプ)動作ができるように左右のブーム23に揺動可能に連結されている。
 なお、作業具25としては、マニアフォーク、パレットフォーク、ヘイフォーク、ベールフォーク、ロールグラブ、及びコンテナバケット等が例示できる。
 作業具シリンダ26は、一端がブーム23の中途部に枢支され、他端がリンク機構27を介して作業具25及びブーム23の先端側に連結されており、伸縮動作することで作業具25を揺動させる。
 図2に示すように、作業具シリンダ26は、第2油路42bを介して第2制御弁V2と接続されている。第2制御弁V2は、作業具シリンダ26を伸縮させるように当該作業具シリンダ26を制御する。第2制御弁V2は、第2油路42b、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第2制御弁V2は、開度を変更することで油圧ポンプPから作業具シリンダ26に供給する作動油の流量を調整したり、作業具シリンダ26から作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 後装作業装置20Bは、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、及び牧草等の成形を行う成形装置等である。また、図1に示すように、作業機1は、後装作業装置20Bを機体2に連結するための連結装置(昇降装置)30を備えている。昇降装置30は、機体2の後部に設けられており、装着された後装作業装置20Bを昇降可能である。
 図1に示すように、昇降装置30は、リフトアーム31、ロアリンク32、トップリンク33、リフトロッド34、及びリフトシリンダ35を有している。リフトアーム31の前端部は、変速装置5を収容するケース(ミッションケース)の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム31は、リフトシリンダ35の駆動によって揺動(昇降)する。リフトシリンダ35は、単動型の油圧シリンダから構成されている。
 図2に示すように、リフトシリンダ35は、第3油路42cを介して第3制御弁V3と接続されている。第3制御弁V3は、リフトシリンダ35を伸長させるように当該リフトシリンダ35を制御する。第3制御弁V3は、第3油路42c、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第3制御弁V3は、油圧ポンプPからリフトシリンダ35のボトム側に供給する作動油の流量を調整して当該リフトシリンダ35を伸長動作させ、後装作業装置20Bを上昇させる。一方、第3制御弁V3は、リフトシリンダ35のボトム側から作動油タンクTに作動油を抜くことで後装作業装置20Bを自重で下降させる。また、第3制御弁V3は、リフトシリンダ35から作動油を排油させないことで後装作業装置20Bを所定の高さ位置に保持させる。
 図1に示すように、ロアリンク32の前端部は、変速装置5の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク33の前端部は、ロアリンク32よりも上方において、変速装置5の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド34は、リフトアーム31とロアリンク32とを連結している。ロアリンク32の後部及びトップリンク33の後部には、後装作業装置20Bが連結される。リフトシリンダ35が駆動(伸縮)すると、リフトアーム31が昇降するとともに、リフトロッド34を介してリフトアーム31と連結されたロアリンク32が昇降する。これにより、後装作業装置20Bがロアリンク32の前部を支点として、上方又は下方に揺動(昇降)する。
 なお、昇降装置30の一対のリフトロッド34のうち、少なくともいずれか一方に角度変更部36(油圧機器C)が設けられていてもよい。角度変更部36は、機体2に装着された後装作業装置20Bの姿勢を変更する。角度変更部36は、油圧シリンダから構成された変更シリンダ36aを有している。
 図2に示すように、変更シリンダ36aは、第4油路42dを介して第4制御弁V4と接続されている。第4制御弁V4は、変更シリンダ36aを伸縮させるように当該変更シリンダ36aを制御する。第4制御弁V4は、第4油路42d、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第4制御弁V4は、油圧ポンプPから変更シリンダ36aのボトム側に供給する作動油の流量を調整して当該変更シリンダ36aを伸長動作させたり、油圧ポンプPから変更シリンダ36aのロッド側に供給する作動油の流量を調整して当該変更シリンダ36aを収縮動作させたりする。
 また、本実施形態では、昇降装置30として三点リンク機構を例示したが、連結装置30は、三点リンク機構に限定されず、例えば、2点リンク機構であってもよい。
 また、トラクタを例に本発明に係る作業機1を説明しているが、作業機1がコンバインやバックホー等のように、作業装置20が連結装置30を介さずに機体2に設けられている場合、作業機1は、連結装置30を備えていなくてもよい。
 次に、走行装置7を駆動させる油圧機器Cを有する装置として、走行装置7に動力(駆動力)を伝達する変速装置5について詳しく説明する。図4は、変速装置5の全体を示す図である。図4に示すように、変速装置5は、主軸(推進軸)51と、シャトル部52と、主変速部53と、副変速部54と、PTO動力伝達部55と、前変速部56と、を備えている。推進軸51は、変速装置5に回転自在に支持され、当該推進軸51には、原動機3のクランク軸からの駆動力が伝達される。
 図4に示すように、シャトル部52は、シャトル軸52aと、前後進切替部52bと、を有している。シャトル軸52aは、推進軸51と接続されており、当該推進軸51から駆動力が伝達される。
 前後進切替部52bは、例えば、油圧クラッチ等で構成されており、油圧クラッチの入切によってシャトル軸52aの回転方向、即ち、作業機1の前進及び後進を切り替える。具体的には、前後進切替部52bは、前進クラッチ部52b1(油圧機器C)と、後進クラッチ部52b2(油圧機器C)と、を有している。
 図2に示すように、前進クラッチ部52b1は、第5油路42eを介して第5制御弁V5と接続されている。第5制御弁V5は、前進クラッチ部52b1による動力の伝達と切断とを制御する。第5制御弁V5は、第5油路42e、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第5制御弁V5は、開度を変更することで油圧ポンプPから前進クラッチ部52b1のクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、前進クラッチ部52b1のクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第5制御弁V5の開度が変更され、前進クラッチ部52b1のクラッチハウジングの内部に作動油を供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、前進クラッチ部52b1は、接続状態になり、出力軸52cに駆動力を伝達する。
 一方、第5制御弁V5の開度が変更され、前進クラッチ部52b1のクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、前進クラッチ部52b1は、切断状態になり、出力軸52cに駆動力を伝達しない。
 図2に示すように、後進クラッチ部52b2は、第6油路42fを介して第6制御弁V6と接続されている。第6制御弁V6は、後進クラッチ部52b2による動力の伝達と切断とを制御する。第6制御弁V6は、第6油路42f、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第6制御弁V6は、開度を変更することで油圧ポンプPから後進クラッチ部52b2のクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、後進クラッチ部52b2のクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第6制御弁V6の開度が変更され、後進クラッチ部52b2のクラッチハウジングの内部に作動油が供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、後進クラッチ部52b2は、接続状態になり、出力軸52cに駆動力を伝達する。
 一方、第6制御弁V6の開度が変更され、後進クラッチ部52b2のクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、後進クラッチ部52b2は、切断状態になり、推進軸51の駆動力を出力軸52cに伝達しない。
 主変速部53は、伝達された駆動力(回転駆動力)を無段階に変速する無段変速機構である。図4に示すように、無段変速機構は、走行用油圧ポンプ53a(油圧機器C)と、走行モータ53b(油圧モータ)と、遊星歯車機構53cと、を有している。
 走行用油圧ポンプ53aは、シャトル部52の出力軸52cから伝達された駆動力により作動する。走行用油圧ポンプ53aは、例えば、HSTポンプである。走行用油圧ポンプ53aは、斜板53a1と、パイロット圧が作用し、且つ斜板53a1の角度を変更するサーボシリンダ53a2と、を有する斜板形可変容量ポンプである。図2に示すように、当該サーボシリンダ53a2は、第7油路42gを介して第7制御弁V7と接続されている。第7制御弁V7は、サーボシリンダ53a2に作用するパイロット圧を調整して、斜板53a1を制御する。第7制御弁V7は、第7油路42g、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第7制御弁V7は、開度を変更することでサーボシリンダ53a2に作用するパイロット圧を調整し、走行用油圧ポンプ53aの出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変更できる。
 なお、図2においては、説明の都合上、サーボシリンダ53a2に接続される第7制御弁V7を単一のブロックで記載しているが、サーボシリンダ53a2が複動型である場合、サーボシリンダ53a2を制御するための第7制御弁V7は、2つであり、サーボシリンダ53a2が単動型である場合、サーボシリンダ53a2を制御するための第7制御弁V7は、1つである。
 走行モータ53bは、出力軸53b1を有しており、配管等の油路を介して走行用油圧ポンプ53aから吐出された作動油によって出力軸53b1を回転駆動するモータである。走行モータ53bは、走行用油圧ポンプ53aから吐出された作動油の出力(作動油の流量、圧力、吐出方向)によって、出力軸53b1の回転数や回転方向が変化する。
 図4に示すように、遊星歯車機構53cは、複数のギア(歯車)と、入力軸53c1,53c2及び出力軸53c3等の動力伝達軸とで構成された機構であって、原動機3が発生させた駆動力が走行用油圧ポンプ53a等を介して入力(伝達)される入力軸53c1と、走行モータ53bの出力軸53b1と接続され、且つ当該走行モータ53bの駆動力が入力(伝達)される入力軸53c2と、駆動力を出力する出力軸53c3とを含んでいる。遊星歯車機構53cは、原動機3の駆動力と、走行モータ53bの駆動力とを合成した駆動力を出力軸53c3に伝達する。
 したがって、主変速部53によれば、走行用油圧ポンプ53aの斜板53a1の角度、原動機3の回転数等を変更することによって、副変速部54に出力する駆動力を変更することができる。
 なお、本実施形態において、主変速部53として無段変速機構を例に説明したが、主変速部53は、ギアによって変速を行う有段変速機構であってもよい。
 副変速部54は、伝達された回転駆動力を変速する有段の複数のギア(歯車)を有する変速機構である。副変速部54は、複数のギアの接続(噛合)を適宜変更されることによって、遊星歯車機構53cの出力軸53c3から当該副変速部54に伝達された回転駆動力を変更して出力する(変速する)。図4に示すように、副変速部54は、入力軸54aと、第1変速クラッチ54bと、第2変速クラッチ54cと、出力軸54dとを含んでいる。
 入力軸54aは、遊星歯車機構53cの出力軸53c3と接続され、当該出力軸53c3から駆動力が入力(伝達)される軸である。入力軸54aは、当該伝達された駆動力を、ギア等を介して第1変速クラッチ54b及び第2変速クラッチ54cに入力する。副変速部54は、第1変速クラッチ54b及び第2変速クラッチ54cのそれぞれの接合及び切断を切り替えることにより、入力された動力を変更し、出力軸54dに出力する。本実施形態において、副変速部54は、第1変速クラッチ54b及び第2変速クラッチ54cのそれぞれの接合及び切断を切り替えることにより、1速(低速段)、2速(高速段)の2段の変速が可能である。
 図2に示すように、第1変速クラッチ54bは、第8油路42hを介して第8制御弁V8と接続されている。第8制御弁V8は、第1変速クラッチ54bによる動力の伝達と切断とを制御する。第8制御弁V8は、第8油路42h、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第8制御弁V8は、開度を変更することで油圧ポンプPから第1変速クラッチ54bのクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、第1変速クラッチ54bのクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第8制御弁V8の開度が変更され、第1変速クラッチ54bのクラッチハウジングの内部に作動油が供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、第1変速クラッチ54bは、接続状態になる。
 一方、第8制御弁V8の開度が変更され、第1変速クラッチ54bのクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、第1変速クラッチ54bは、切断状態になる。
 図2に示すように、第2変速クラッチ54cは、第9油路42iを介して第9制御弁V9と接続されている。第9制御弁V9は、第2変速クラッチ54cによる動力の伝達と切断とを制御する。第9制御弁V9は、第9油路42i、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第9制御弁V9は、開度を変更することで油圧ポンプPから第2変速クラッチ54cのクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、第2変速クラッチ54cのクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第9制御弁V9の開度が変更され、第2変速クラッチ54cのクラッチハウジングの内部に作動油が供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、第2変速クラッチ54cは、接続状態になる。
 一方、第9制御弁V9の開度が変更され、第2変速クラッチ54cのクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、第2変速クラッチ54cは、切断状態になる。
 出力軸54dは、動力を後輪デフ装置57Rに伝達する。後輪デフ装置57Rは、後輪7Rが取り付けられた後車軸58Rを回転自在に支持し、後車軸58Rを駆動させる。
 図4に示すように、PTO動力伝達部55は、PTOクラッチ55a(油圧機器C)と、PTO推進軸55bと、PTO変速部55cと、を有している。PTOクラッチ55aは、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によって、推進軸51の動力のPTO推進軸55bへの伝達と切断とを切り替える。
 図2に示すように、PTOクラッチ55aは、第10油路42jを介して第10制御弁V10と接続されている。第10制御弁V10は、PTOクラッチ55aによる動力の伝達と切断とを制御する。第10制御弁V10は、第10油路42j、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第10制御弁V10は、開度を変更することで油圧ポンプPからPTOクラッチ55aのクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、PTOクラッチ55aのクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第10制御弁V10の開度が変更され、PTOクラッチ55aのクラッチハウジングの内部に作動油が供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、PTOクラッチ55aは、接続状態になり、PTO推進軸55bに動力を伝達する。
 一方、第10制御弁V10の開度が変更され、PTOクラッチ55aのクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、PTOクラッチ55aは、切断状態になり、推進軸51の動力をPTO推進軸55bに伝達しない。
 PTO変速部55cは、変速クラッチと複数のギア等を含んでいて、PTO推進軸55bからPTO変速部55cへ入力された駆動力(回転駆動力)を変更して出力する(変速する)。PTO変速部55cは、ギア等を介して回転駆動力をPTO軸59に伝達する。
 図4に示すように、前変速部56は、第1前変速クラッチ56a(油圧機器C)と、第2前変速クラッチ56b(油圧機器C)と、を有している。第1前変速クラッチ56a及び第2前変速クラッチ56bは、副変速部54から伝達された回転駆動力の伝達と切断を切り替え可能である。
 第1前変速クラッチ56a及び第2前変速クラッチ56bは、例えば、ギア及び伝動軸を介して出力軸54dの動力が伝達される。第1前変速クラッチ56a及び第2前変速クラッチ56bに伝達された駆動力は、前伝動軸60を介して前車軸58Fに伝達される。前伝動軸60は、前輪デフ装置57Fに接続されており、前輪デフ装置57Fは、前輪7Fが取り付けられた前車軸58Fを回転自在に支持し、前車軸58Fを駆動させる。図4に示すように、第1前変速クラッチ56a及び第2前変速クラッチ56bは、油圧クラッチ等で構成されている。
 図2に示すように、第1前変速クラッチ56aは、第11油路42kを介して第11制御弁V11と接続されている。第11制御弁V11は、第1前変速クラッチ56aによる動力の伝達と切断とを制御する。第11制御弁V11は、第11油路42k、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第11制御弁V11は、開度を変更することで油圧ポンプPから第1前変速クラッチ56aのクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、第1前変速クラッチ56aのクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第11制御弁V11の開度が変更され、第1前変速クラッチ56aのクラッチハウジングの内部に作動油が供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、第1前変速クラッチ56aは、接続状態になる。
 一方、第11制御弁V11の開度が変更され、第1前変速クラッチ56aのクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、第1前変速クラッチ56aは、切断状態になる。
 図4に示すように、第2前変速クラッチ56bは、第12油路42lを介して第12制御弁V12と接続されている。第12制御弁V12は、第2前変速クラッチ56bによる動力の伝達と切断とを制御する。第12制御弁V12は、第12油路42l、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第12制御弁V12は、開度を変更することで油圧ポンプPから第2前変速クラッチ56bのクラッチハウジングの内部に供給する作動油の流量を調整したり、第2前変速クラッチ56bのクラッチハウジングから作動油タンクTに排出する作動油の流量を調整したりすることができる。
 例えば、第12制御弁V12の開度が変更され、第2前変速クラッチ56bのクラッチハウジングの内部に作動油が供給されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側に圧接する。これにより、第2前変速クラッチ56bは、接続状態になる。
 一方、第12制御弁V12の開度が変更され、第2前変速クラッチ56bのクラッチハウジングの内部の作動油が排出されると、摩擦プレートがクラッチハウジング側から離れる。これにより、第2前変速クラッチ56bは、切断状態になる。
 第1前変速クラッチ56aが切断状態で且つ第2前変速クラッチ56bが接続状態である場合、第2前変速クラッチ56bは、副変速部54から伝達された駆動力を前輪7Fに伝達する。これにより、前輪7F及び後輪7Rが伝達された駆動力によって駆動する四輪駆動(4WD)で且つ前輪7Fと後輪7Rとの回転速度が略同じとなる(4WD等速状態、等速駆動)。
 また、第1前変速クラッチ56aが接続状態で且つ第2前変速クラッチ56bが切断状態である場合、第1前変速クラッチ56aは、副変速部54から伝達された駆動力を前輪7Fに伝達する。これにより、前輪7F及び後輪7Rが伝達された駆動力によって駆動する四輪駆動(4WD)で且つ前輪7Fの回転速度が後輪7Rの回転速度に比べて速くなる(4WD増速状態、増速駆動)。
 そして、第1前変速クラッチ56a及び第2前変速クラッチ56bが切断状態である場合、前輪7Fには、駆動力が伝達されないため、後輪7Rのみが駆動する二輪駆動(2WD)となる。
 なお、変速装置5は走行装置7の前進及び後進等を切り替えることができればよく、その構成は上記構成に限定されない。
 次に、走行装置7を駆動させる油圧機器Cを有する装置として、走行装置7の制動を行う制動装置65について詳しく説明する。図2に示すように、作業機1は、制動装置65を備えている。制動装置65は、左制動装置65aと、右制動装置65bと、を有している。左制動装置65a及び右制動装置65bは、ディスク型の制動装置65であり、制動する制動状態と、制動を解除する解除状態に切り替え可能である。
 左制動装置65aは、後車軸58Rの左側に設けられ、左の後輪7R(第1輪7R1)の制動を行う。また、右制動装置65bは、後車軸58Rの右側に設けられ、右の後輪7R(第2輪7R2)の制動を行う。
 例えば、運転席6の近傍には、左ブレーキペダルと、右ブレーキペダルと、が設けられている。作業機1を操作する作業者が左ブレーキペダルを操作する(踏み込む)ことによって、左ブレーキペダルに連結された左連結部材66aは、制動方向へ動き、左制動装置65aを制動状態にすることができる。作業者が右ブレーキペダルを操作する(踏み込む)ことによって、右ブレーキペダルに連結された右連結部材66bは、制動方向へ動き、右制動装置65bを制動状態にすることができる。
 左連結部材66aには、作動油により作動する左油圧作動部67a(油圧機器C)が連結されている。左油圧作動部67aは、第13油路42mを介して第13制御弁V13と接続されている。第13制御弁V13は、左油圧作動部67aの制動状態及び非制動状態を制御する。第13制御弁V13は、第13油路42m、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第13制御弁V13は、開度を変更することで左油圧作動部67aに作用する作動油の圧力を調整し、左油圧作動部67aを作動させて、左連結部材66aを制動方向に移動させることができる。
 また、右連結部材66bには、作動油により作動する右油圧作動部67b(油圧機器C)が連結されている。右油圧作動部67bは、第14油路42nを介して第14制御弁V14と接続されている。第14制御弁V14は、右油圧作動部67bの制動状態及び非制動状態を制御する。第14制御弁V14は、第14油路42n、排出油路40、及び吐出油路41と接続されている。第14制御弁V14は、開度を変更することで右油圧作動部67bに作用する作動油の圧力を調整し、右油圧作動部67bを作動させて、右連結部材66bを制動方向に移動させることができる。
 以上のように、左制動装置65a及び右制動装置65bは、左ブレーキペダル及び右ブレーキペダルの操作だけでなく、左油圧作動部67a及び右油圧作動部67bの作動によっても、左の後輪7R(第1輪7R1)及び右の後輪7R(第2輪7R2)のそれぞれを独立して制動状態にすることができる。
 なお、本実施形態において、左制動装置65aは、後車軸58Rの左側に設けられ、右制動装置65bは、後車軸58Rの右側に設けられ、制動装置65は、車輪7F,7Rのうち後輪7Rの制動を行うが、制動装置65は、左制動装置65a及び右制動装置65bに代えて、或いは加えて前車軸58Fの左側及び右側に設けられ、前輪7Fの制動を行ってもよい。
 上述した第1制御弁V1~第14制御弁V14のうち、少なくとも1つ以上は、制御装置70から出力された制御信号(制御電流)に基づいて、内蔵するソレノイドに対して励磁又は消磁されることにより作動して開度を変更する電磁比例弁SV又は電磁比例弁SVを有している。電磁比例弁SVは、油圧ポンプPから油圧機器Cに供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する。
 本実施形態における電磁比例弁SVは、作動油タンクT、油圧ポンプP、及び油圧機器Cと接続され、油圧ポンプPから油圧機器Cへの作動油の供給と、油圧機器Cから作動油タンクTへの作動油の排出を操作するための電磁比例減圧弁である。図5は、電磁比例弁SV及びバルブボディBを示す内部図である。電磁比例弁SVは、バルブボディBに形成された収容孔90に装着される。作業機1が備える制御弁Vの共通のバルブボディBに装着されるが、制御弁V毎に個別のバルブボディBが設けられていてもよい。バルブボディBには、制御弁Vに接続される油路(排出油路40、吐出油路41、及び第1油路42a~第14油路42n等)の一部を構成する複数の流路91が形成されている。
 図5に示すように、バルブボディBには、複数の流路91として、第1流路91aと、第2流路91bと、第3流路91cと、が形成されている。第1流路91aは、排出油路40の一部(制御弁Vに接続される端部)を構成する。第1流路91aは、流入した作動油を作動油タンクTに排出する。第2流路91bは、油圧機器Cのポートに接続された油路(第1油路42a~第14油路42n等)の一部(制御弁Vに接続される端部)を構成する。第2流路91bは、油圧機器Cに向かう作動油及び油圧機器Cから排出された作動油を流す。第3流路91cは、吐出油路41の一部(制御弁Vに接続される端部)を構成している。第3流路91cは、油圧ポンプPが吐出した作動油を流す。
 以下、電磁比例弁SVについて詳しく説明する。電磁比例弁SVは、ハウジング80と、ハウジング80に収容されたスプール83と、制御装置70によって制御されるコイル85と、コイル85が発生させた磁束によってスプール83を移動させる移動部87(プランジャ)と、を有している。
 ハウジング80は、鋳物や樹脂などで形成されている。ハウジング80は、スプール83を収容し、且つ収容孔90に装着される第1ハウジング80aと、移動部87を収容する第2ハウジング80bと、を含んでいる。また、ハウジング80には、油室E1,E2,DEと、複数のポート81と、貫通孔82と、が形成されている。
 油室E1,E2,DEは、作動油が収容され、且つスプール83の移動に伴い容積が変動する部分である。
 複数のポート81は、スプール83によって他のポート81との連通状態が変動される。複数のポート81は、それぞれバルブボディBに形成された複数の流路91と接続されている。複数のポート81は、スプール83が移動して、複数の流路91の接続が変更されることにより、他のポート81との連通状態が変動される。
 図5に示すように、複数のポート81は、第1ハウジング80aに形成されている。複数のポート81は、それぞれ凹状に形成されている。本実施形態において、第1ハウジング80aには、第1ポート81aと、第2ポート81bと、第3ポート81cと、が形成されている。第1ポート81aは、作動油タンクTと連通するポート(タンクポート)であって、第1流路91aと接続される。第2ポート81bは、油圧機器Cと連通するポートであって、第2流路91bと接続される。第3ポート81cは、油圧ポンプPと接続されるポート(ポンプポート)であって、第3流路91cと接続される。
 貫通孔82は、ハウジング80の一端(図5においては紙面の左側の端部)から他端(図5においては紙面の右側の端部)に延びる環状(円筒状)の壁部である。貫通孔82は、第1ハウジング80aから第2ハウジング80bに亘って形成されている。貫通孔82には、スプール83及び移動部87が挿入されており、当該スプール83及び移動部87が貫通孔82の内部を一端から他端、他端から一端に向かって移動する。
 第1ハウジング80aには、貫通孔82の一部を構成する弁孔82aが形成され、第1ポート81a~第3ポート81cが達している(繋がっている)。弁孔82aは、第1ハウジング80aの内部に形成された環状の壁部によって構成されている。
 スプール83は、貫通孔82を長手方向に(貫通孔82の内部を一端から他端、他端から一端に向かって)移動することによって、第1ポート81a~第3ポート81cの連通状態を変更可能である。スプール83は、円柱状に形成されている。本実施形態において、スプール83は、貫通孔82の内部を移動することで第1ポート81aと第2ポート81bとを連通する排出位置83Aと、第2ポート81bと第3ポート81cとを連通する供給位置83Bと、に切り換わる。図5では、スプール83が排出位置83Aに位置している状態を示し、図6では、スプール83が供給位置83Bに位置している状態を示している。図6は、電磁比例弁SV及びバルブボディBを示す内部図である。
 図5に示すように、スプール83が排出位置83Aに切り替わっている場合、第2流路91bを介して第2ポート81bに流入した作動油は、第1ポート81aを介して第1流路91aに排出される(流れR1)。このため、第1ポート81a及び第2ポート81bを介して、作動油タンクTと油圧機器Cとが接続され、油圧機器Cから排出された作動油が作動油タンクTに排出される。
 図6に示すように、スプール83が供給位置83Bに切り替わっている場合、第3流路91cを介して第3ポート81cに流入した作動油は、第2ポート81bを介して第2流路91bに供給される(流れR2)。このため、第2ポート81b及び第3ポート81cを介して、油圧ポンプPと油圧機器Cとが接続され、油圧ポンプPから油圧機器Cに作動油が供給される。
 スプール83について詳しく説明すると、スプール83には、長手方向に向かって、外周面に第1ランド83a~第4ランド83dが形成されている。第1ランド83a~第4ランド83dは、外径が略等しく形成されている。第2ランド83bと第3ランド83cとの間には、第1ポート81aと第2ポート81bとを接続するための接続部83eが形成されている。接続部83eは、第1ポート81a、第2ポート81b、及び第3ポート81cとオーバーラップ(一致)することができる。
 具体的には、図5に示すように、スプール83が排出位置83Aに位置している場合に、接続部83eは、第1ポート81aと第2ポート81bとにオーバーラップする。このとき、第2ランド83b及び第3ランド83cは、スプール83の長手方向の移動に応じて、第1ポート81aと第2ポート81bとのポート面積を変動させる。
 一方、図6に示すように、スプール83が供給位置83Bに位置している場合に、接続部83eは、第2ポート81bと第3ポート81cとにオーバーラップする。このとき、第2ランド83b及び第3ランド83cは、スプール83の長手方向の移動に応じて、第2ポート81bと第3ポート81cとのポート面積を変動させる。
 スプール83は、第2ハウジング80b(後述するソレノイドコア86)に当接して一端への移動が規制され、バルブボディBの内壁に当接して他端への移動が規制されている。
 また、電磁比例弁SVは、スプール83を排出位置83Aに移動させる弾性部材84(例えばスプリング)を有している。スプリングは、第1ハウジング80a及び第2ハウジング80bの間に設けられており、スプール83を他端に移動させる。
 コイル85は、電磁比例弁SVに内蔵されたソレノイドであり、制御装置70から出力された制御信号に基づいて消磁又は励磁して、磁束を発生させる。コイル85は、ハウジング80(第2ハウジング80b)に対して固定されている。また、ハウジング80のうち、第1ハウジング80aと第2ハウジング80bの間には、ソレノイドコア86が設けられている。ソレノイドコア86は、第2ハウジング80bの他端に加締めて固定されている。即ち、ソレノイドコア86は、ハウジング80(第2ハウジング80b)の内壁の一部を構成する。
 また、ソレノイドコア86の他端には、第1ハウジング80aが加締めて固定される。ソレノイドコア86は、コイル85が励磁することで磁化し、移動部87と互いに吸引する。ソレノイドコア86には、貫通孔82の一部(中途部)を構成する挿入孔86aが形成されている。挿入孔86aには、後述するシャフト88が挿入される。
 移動部87は、磁性体であって、コイル85が発生させた磁束によって、ハウジング80に対して長手方向に移動するプランジャである。移動部87は、コイル85が励磁することで磁化し、ソレノイドコア86と互いに吸引する。移動部87の他端には、シャフト88が連結されており、当該シャフト88を介してスプール83の一端と接続されている。これにより、移動部87が移動することで、スプール83が移動される。移動部87は、ハウジング80(第2ハウジング80b)に形成された収容部Eに収容されている。
 収容部Eは、作動油とともに移動部87を収容し、移動部87によって区画される油室E1,E2を有している。収容部Eの油室E1,E2は、側壁部80b1と周壁部80b2と移動部87とに区画された領域(第1領域E1)と、移動部87と周壁部80b2とソレノイドコア86の一端に区画された領域(第2領域E2)と、を有している。第1領域E1及び第2領域E2は、移動部87(スプール83)の移動に伴い容積が変動する。
 図5、図6に示すように、ハウジング80には、油室(第1領域E1及び第2領域E2)とスプール83の周囲(弁孔82a)とを連通する連通路89が形成されている。連通路89は、タンクポート81aに連通しており、本実施形態においては、弁孔82aを介してタンクポート81aに連通する。連通路89は、ハウジング80と移動部87との間に形成された間隙を含み、本実施形態において、間隙は、第1間隙89aと第2間隙89bとを含んでいる。
 第1間隙89aは、移動部87と周壁部80b2との間に形成された間隙である。移動部87の外径は、周壁部80b2の内径未満であり、移動部87と周壁部80b2との間の第1間隙89aは、第1領域E1と第2領域E2とは連通する。
 第2間隙89bは、シャフト88と挿入孔86aの間に形成された間隙である。シャフト88の外径は、挿入孔86aの内径未満であり、当該シャフト88と挿入孔86aの間の第2間隙89bは、第2領域E2と弁孔82aを連通する。
 従って、第1領域E1は、第1間隙89a、第2領域E2、及び第2間隙89bを介して、弁孔82aと連通している。言い換えると、第1領域E1と弁孔82aを連通する連通路89は、第2領域E2を含む。また、第2領域E2は、第2間隙89bを介して、弁孔82aと連通している。
 なお、図5、図6に示すように、移動部87の外周面には、一端から他端に亘って溝部89cが形成されていてもよい。斯かる場合、溝部89cは、連通路89の一部を構成し、当該溝部89cは、第1間隙89aとは別に第1領域E1と第2領域E2を連通する。
 以上より、移動部87が一端に移動して、第1領域E1の容積が小さくなると、第1領域E1内の圧力が高くなり、当該第1領域E1内の作動油が第1間隙89a及び溝部89cを介して、第2領域E2に流出する。第2領域E2に流出した作動油は、さらに当該第2領域E2及び第2間隙89bを介して弁孔82aへ流出する。
 また、移動部87が他端に移動して、第1領域E1の容積が大きくなると、第1領域E1内の圧力が低くなり、第2間隙89b、第2領域E2、及び第1間隙89aを介して、弁孔82aの作動油が第1領域E1に吸入される。
 制御装置70は、通常モードにおいて移動部87を軸方向の一方側の第1位置87Aから他方側の第2位置87Bまで移動させる。これにより、スプール83は、第1ポート81a~第3ポート81cの連通状態を変更する。通常モードとは、作業機1が作業を実施する際のモードである。本実施形態において、通常モードの制御装置70は、操作装置12の操作に応じて電磁比例弁SVを制御する。
 第1位置87Aは、電磁比例弁SVを介して油圧ポンプPから油圧機器Cに供給する作動油の圧力が零である位置である。具体的には、第1位置87Aは、制御装置70がコイル85(電磁比例弁SV)に消磁信号を出力し、コイル85に電力が供給されていない初期位置であり、移動部87が第1位置87Aに位置している場合において、スプール83は、排出位置83Aに切り換わる。本実施形態においては、弾性部材84によってスプール83が一端に移動された位置(スプール83がソレノイドコア86に当接する位置)である。
 また、第2位置87Bは、油圧機器Cが作動する作動油の圧力が最大である位置である。即ち、第2位置87Bは、油圧ポンプPが吐出することができる作動油の最大圧力の作動油を吐出する際の位置である。移動部87が第2位置87Bに位置している場合において、スプール83は、供給位置83Bに切り換わる。また、第2位置87Bは、移動部87がソレノイドコア86から離れた位置であり、バルブボディBに当接しない位置である。移動部87は、第2位置87Bに位置している場合において、電磁比例弁SVの開度は最大未満である。
 第1位置87A及び第2位置87Bの位置関係について、移動部87と側壁部80b1との間の長さに着目すると、図5及び図6に示すように、第1位置87Aに位置する移動部87と、側壁部80b1との間の長さ(距離d1)は、第2位置87Bに位置する移動部87と、側壁部80b1との間の長さ(距離d2)よりも短い(d1<d2)。
 なお、以下の説明において、移動部87を第2位置87Bに移動させる際に、制御装置70がコイル85に出力する電流の電流値を第1電流値という。
 また、通常モードは、作業機1が作業を実施する際のモードであればよく、作業機1が遠隔で操作される場合、通常モードの制御装置70は、遠隔作業者の遠隔操作装置の操作に応じて電磁比例弁SVを制御する。さらに、作業機1が当該作業機1の周囲をセンシングするセンシング装置を備え、制御装置70が作業機1を自律制御する場合(作業機1が自動運転を行う場合)、通常モードの制御装置70は、センシング装置のセンシング結果に基づいて電磁比例弁SVを制御する。
 ここで、第1領域E1及び第2領域E2のような油室内の作動油に気泡が発生すると、電磁比例弁SVを介して油圧機器Cに供給される作動油の圧力調整が不安定になる。具体的には、作動油に油圧脈動が発生したり、移動部87(スプール83)の移動の応答性が低下したりする。図7は、油室E1,E2内の作動油に気泡が発生した場合(作動油中にエアが混入している場合)と、気泡が発生していない場合(作動油中にエアが混入していない場合)における、電磁比例弁SVを介して油圧機器Cに供給される作動油の圧力を示すグラフの一例である。
 図7に示す例の横軸は、経過時間を示し、縦軸は、電磁比例弁SVを介して油圧機器Cに供給される作動油の圧力を示している。図7に示す例においては、電磁比例弁SVと油圧機器Cとを接続する油路(第1油路42a~第14油路42n等)に圧力センサを設け、当該油路を流れる作動油の圧力を検出した検出結果に基づく圧力変化を示している。図7の上図が油室E1,E2内の作動油に気泡が発生した場合に圧力センサが検出した検出結果を示し、下図が油室E1,E2内の作動油に気泡が発生していない場合に圧力センサが検出した検出結果を示す。
 図7の記載から明らかなように、油室E1,E2内の作動油に気泡が発生している場合、気泡が発生していない場合に比べて、作動油の圧力に脈動(油圧脈動)が発生している。これにより、油室E1,E2内の作動油に気泡が発生している場合には、油圧シリンダ等の油圧機器Cが振動して、異音が発生する場合がある。
 そこで、本実施形態の制御装置70は、油室内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器Cへの影響を低減すべくエア抜きモードを有している。制御装置70は、エア抜きモードにおいて、コイル85を制御し、移動部87をスプール83の軸方向に複数回往復移動させる。
 これにより、エア抜きモードで油室E1,E2の容積を変動させることで、油室E1,E2内の気泡を油室E1,E2内の作動油に溶け込ませることができる。また、本実施形態においては、油室E1,E2とスプール83の周囲とを連通する連通路89が形成されているため、移動部87が移動することで、移動部87は、周囲の気泡を移動させることができる。そして、当該移動部87の移動によって、連通路89を介して油室E1,E2内の作動油を油室E1,E2の外部(スプール83側)に押し出すことで排出したり、連通路89を介してスプール83側の気泡が含まれていない作動油を油室E1,E2内に吸入したりすることができる。このため、移動部87が複数回往復移動することで、気泡が溶け込んだ作動油を油室E1,E2の外部に排出できる。
 以下、エア抜きモードについて詳しく説明する。エア抜きモードにおいて、制御装置70は、移動部87を第1位置87Aから第2位置87Bよりも離れる方向に進んだ位置である第3位置87Cまで複数回往復移動させる。図8は、電磁比例弁SV及びバルブボディBを示す内部図である。図8に示すように、第3位置87Cは、第2位置87Bよりも他端側の位置であり、本実施形態においては、移動部87がハウジング80の内壁(ソレノイドコア86)と当接し、軸方向一端への移動が規制された終端位置である。即ち、移動部87が第3位置87Cに位置している場合において、スプール83は、初期位置(排出位置83A)からフルストロークした位置である。つまり、第1位置87A、第2位置87B、及び第3位置87Cの位置関係について、移動部87と側壁部80b1との間の長さに着目すると、図5、図6、及び図8に示すように、第3位置87Cに位置する移動部87と、側壁部80b1との間の長さ(距離d3)は、距離d1及び距離d2よりも長い(d3>d2>d1)。
 なお、以下の説明において、移動部87を第3位置87Cに移動させる際に、制御装置70がコイル85に出力する電流の電流値を第2電流値という。制御装置70がコイル85に出力する電流が大きいほど、移動部87の移動量が大きくなるため、第2電流値は、第1電流値よりも大きい。
 制御装置70は、コイル85に第2電流値の電流を出力する励磁信号と、電流を出力しない消磁信号と、を繰り返し出力することで、移動部87を第1位置87Aから第3位置87Cまで複数回往復移動させる。例えば、制御装置70は、励磁信号と消磁信号とを同一時間だけ出力する。本実施形態においては、制御装置70は、励磁信号を0.2秒出力したあと、消磁信号を0.2秒出力する処理(以下、一連処理という)を繰り返す。
 また、制御装置70がエア抜きモードで励磁信号及び消磁信号を出力する時間は、0.2秒に限定されず、制御弁Vごとに異なる回数が定義されていてもよいし、表示装置71等のインタフェースを操作して任意の値に変更できてもよい。
 図9は、エア抜きモードにおける電磁比例弁SVの動きを説明する図である。また、図9では、エア抜きモードにおいて、制御装置70が移動部87を第1位置87Aから第3位置87Cまで往復移動させている場合の作動油の流れ(流れR3及び流れR4)を示している。図9の上図は、移動部87が第1位置87Aに位置している状態を示し、図9の下図は、移動部87が第3位置87Cに位置している状態を示している。
 制御装置70がコイル85に消磁信号を出力してから、励磁信号を出力すると、コイル85が発生させた磁束により、ソレノイドコア86が移動部87を吸引し、図9の上図から下図に遷移するように移動部87が第1位置87Aから第3位置87Cに移動する。移動部87は、第1位置87Aから第3位置87Cに移動することで、第1領域E1、溝部89c、及び第2領域E2の周囲の気泡を巻き込んで、第1領域E1、溝部89c、及び第2領域E2の一端から他端に当該気泡を移動させる。また、制御装置70が移動部87を第1位置87Aから第3位置87Cに移動させると、シャフト88が挿入孔86a(第2間隙89b)に滞留している気泡を巻き込んで、第2間隙89bから弁孔82aに当該気泡を移動させる。そして、移動部87が第1位置87Aから第3位置87Cに移動すると、スプール83が弁孔82aに滞留している気泡を巻き込んで、第2流路91bに当該気泡を移動させる。加えて、第1領域E1の容積が大きくなって、第1領域E1内の圧力が低くなることで、弁孔82aの気泡を含まない作動油を油室E1,E2内に吸入することができる。
 一方、制御装置70がコイル85に励磁信号を出力してから、消磁信号を出力すると、弾性部材84によってスプール83が排出位置83Aに移動され、図9の下図から上図に遷移するように移動部87が第1位置87Aに移動する。これにより、第1領域E1の容積が小さくなり、第1領域E1内の圧力が高くなって、当該第1領域E1内の作動油が第1間隙89a及び溝部89cを介して、第2領域E2に流出する。第2領域E2に流出した気泡は、さらに当該第2領域E2及び第2間隙89bを介して弁孔82aへ流出する。これにより、第1領域E1内から弁孔82aに向かって作動油が流れることで(流れR3)、油室E1,E2内の作動油に発生した気泡を油室E1,E2内から排出することができる。
 エア抜きモードにおいて、制御装置70は、移動部87を所定回数だけ往復移動させると、当該エア抜きモードを終了する。即ち、制御装置70は、一連処理を所定回数だけ繰り返し、移動部87を所定回数だけ往復移動させる。制御装置70は、一連処理の実施回数をカウントし、当該カウントした回数が所定回数に達すると当該カウント回数を零にする。本実施形態において、制御装置70は、所定回数として420回だけ一連処理を繰り返し、移動部87を第1位置87Aから第3位置87Cまで420回往復移動させる。
 なお、制御装置70がエア抜きモードで一連処理を繰り返す回数は、420回に限定されず、制御弁Vごとに異なる回数が定義されていてもよいし、表示装置71等のインタフェースを操作して任意の値に変更できてもよい。
 次に、制御装置70のモード(通常モード、及びエア抜きモード)の切り替えについて説明する。作業機1(作業機1の油圧システムS)は、操作を受け付ける第1操作具を備えている。制御装置70は、第1操作具と共に、第2操作具(例えばスタータスイッチ73)が操作された場合に、エア抜きモードへの切り替えが許容される。第1操作具は、第2操作具74と異なる操作具であり、例えば表示操作具72である。本実施形態において、第1操作具72a,72bは、ホームボタン72aと戻るボタン72bであり、制御装置70は、ホームボタン72a、戻るボタン72b、及びスタータスイッチ73が同時に操作された場合に、エア抜きモードへの切り替えが許容する。以下、説明の都合上、上述した第1操作具72a,72bと共に第2操作具74を操作する操作のことを「確認操作」という。
 なお、上述した例においては、制御装置70は、第1操作具72a,72bとしてホームボタン72a及び戻るボタン72bと、第2操作具74としてスタータスイッチ73と、を同時に操作される場合に、エア抜きモードへの切り替えを許容するが、第1操作具72a,72bは、単一のスイッチであってもよく、制御装置70は、ホームボタン72a及び戻るボタン72bのいずれか一方と、スタータスイッチ73とが同時操作された場合に、エア抜きモードへの切り替えを許容してもよい。
 また、制御装置70は、上記操作(確認操作)に加えて、ホームボタン72a及び戻るボタン72bを所定時間(例えば2秒)だけ操作した場合に、エア抜きモードへの切り替えを許容してもよい。
 本実施形態においては、作業者が上述した確認操作を行い、作業者が表示装置71を操作することで、制御装置70は、エア抜きモードへ切り替えられる。具体的には、作業者が確認操作を行うと、制御装置70は、図10、図11に示すような選択画面M1,M2を表示装置71に表示させる。選択画面M1,M2は、ディーラやメーカで作業機1のメンテナンスを行うための表示画面であって、移行するモードを選択するための項目(グラフィカルインタフェース)を表示する。本実施形態においては、表示装置71は、各モードが属するカテゴリを選択するための分類ブロック100を表示する第1選択画面M1を表示する。
 図10に示すように、第1選択画面M1は、エア抜きモードへの切り替えを含む自動調整モードを選択するための分類ブロック100(第1分類ブロック101)を表示する。また、第1選択画面M1は、第1分類ブロック101に加えて、作業機1の各部の情報を表示するテスタモードを選択するための分類ブロック100(第2分類ブロック102)と、作業機1の各部の動作を診断するための診断モードを選択するための分類ブロック100(第3分類ブロック103)と、作業機1の故障来歴(故障履歴)を確認する故障来歴モードを選択するための分類ブロック100(第4分類ブロック104)と、作業機1の各部の設定を行う設定モードを選択するための分類ブロック100(第5分類ブロック105)と、作業機1の制御を行うための設定値を手動で調整する手動調整モードを選択するための分類ブロック100(第6分類ブロック106)を表示する。
 なお、第1選択画面M1が表示する分類ブロック100は、一例であって少なくとも第1分類ブロック101を表示すればよく、他の分類ブロック100を表示できてもよいし、表示する分類ブロック100の組み合わせは、第1分類ブロック101~第6分類ブロック106に限定されない。
 作業者が表示操作具72を操作して、第1分類ブロック101を選択操作すると、表示装置71は、第1選択画面M1から第2選択画面M2に表示を遷移する。第2選択画面M2は、自動調整モードに含まれるモードを選択するための画面である。
 図11に示すように、第2選択画面M2は、エア抜きモードや、他の自動調整モードを含むモードを選択するための選択ブロック110を表示する。第2選択画面M2は、エア抜きモードへの切り替えを選択するための第1選択ブロック111に加え、各種センサのキャリブレーションを行うモードへの切り替えを選択するための第2選択ブロック112~第6選択ブロック116等を表示する。
 作業者が表示操作具72を操作して、第1選択ブロック111を選択操作すると、制御装置70は、当該操作信号を取得して、エア抜きモードへ切り替わる。制御装置70は、エア抜きモードへ切り替わり、一連処理を所定回数(420回)だけ繰り返すと、エア抜きモードを終了して通常モードに切り替わる。
 表示装置71は、制御装置70がエア抜きモードを終了すると、当該終了した旨を表示する画面M3を表示する。具体的には、制御装置70は、エア抜きモードが終了すると、表示装置71に終了画面M3を表示させる。図12は、終了画面M3の一例を示す図である。終了画面M3には、エア抜きモードを終了した旨が表示される。
 なお、表示装置71は、エア抜きモードが終了した場合に、作業者に対して当該エア抜きモードが終了したことを認識させることができればよく、終了画面M3に代えて、第2選択画面M2に遷移してもよい。
 また、上述した実施形態において、制御装置70は、表示装置71の操作に応じてエア抜きモードに切り替えられる場合を説明したが、確認操作が行われた後に、モード切替スイッチ75が操作されることで、エア抜きモードに切り替えられてもよい。図13は、第1の変形例における油圧システムSの概略構成図である。モード切替スイッチ75は、制御装置70と接続されており、作業者の操作に応じて操作信号を制御装置70に出力する。モード切り替えスイッチは、押しボタンスイッチ(タクタイルスイッチ)や、スライドスイッチ、セレクタスイッチ等のダイヤル状のスイッチ(ダイヤルスイッチ)等である。
 また、制御装置70は、外部端末120と通信可能に接続でき、外部端末120から出力された信号に応じて、エア抜きモードへの切り替えが許容されてもよい。図14は、第2の変形例における油圧システムSの概略構成図である。図14に示すように、作業機1の油圧システムS(作業機1)は、通信装置76を備えている。通信装置76は、外部端末120と有線又は無線で通信を行う装置である。外部端末120は、作業機1のメンテナンスを行うディーラやメーカに設けられたPC等の端末である。
 本実施形態において、通信装置76は、外部端末120と通信を行うためのケーブルを接続するためのコネクタ76aを有し、制御装置70は、通信装置76を介して有線で外部端末120と通信を行う。斯かる場合において、作業者が外部端末120を操作して、エア抜きモードへの切り替え操作を行い、当該外部端末120が通信装置76を介して制御装置70に信号(指示信号)を出力して、制御装置70は、指示信号に応じてエア抜きモードに切り替わる。
 なお、制御装置70は、少なくとも外部端末120から出力された信号に基づいてエア抜きモードに切り替わればよく、通信装置76を介して外部端末120から信号(通信許可信号)を受信し、当該通信許可信号に応答することで通信が成立した場合に、エア抜きモードに切り替わってもよい。
 また、図2に示すように、作業機1の油圧システムSは、電磁比例弁SV及び/又は油圧機器Cの異常を検出する検出装置77を備え、表示装置71は、検出装置77が異常を検出した場合に、エア抜きモードへの移行を提示する画面M4を表示してもよい。検出装置77は、例えば電磁比例弁SVから油圧機器Cに供給される作動油に油圧脈動が生じている場合に、油圧機器Cの振動に基づいて、当該油圧機器Cに異常が発生していることを検出する。
 検出装置77は、例えば、油圧機器Cに取り付けられ、且つ3軸(X,Y,Z軸)の角速度を検出するジャイロセンサ77aである。ジャイロセンサ77aは、制御装置70と接続されており、検出した信号(検出信号)を制御装置70に出力する。制御装置70は、例えばジャイロセンサ77aから出力された検出信号の変動が所定の閾値を超過したと判断した場合に、油圧機器Cに異常な振動が発生していると判定する。制御装置70は、油圧機器Cに異常が発生していると判定した場合に、図15に示すような提示画面M4を表示装置71に表示させる。図15は、提示画面M4の一例を示す図である。提示画面M4には、エア抜きモードを促す旨が表示される。
 なお、検出装置77は、油圧機器Cに取り付けられたジャイロセンサ77aに限定されない。検出装置77は、例えば電磁比例弁SVから油圧機器Cに供給される作動油に油圧脈動が生じている場合に、電磁比例弁SVから油圧機器Cに供給される作動油の圧力に基づいて、当該電磁比例弁SVに異常が発生していることを検出してもよい。斯かる場合、検出装置77として、電磁比例弁SVと油圧機器Cを接続する油路(第1油路42a~第14油路42n等)に圧力センサ77bを設けてもよい。
 図16は、第3の変形例における油圧システムSの概略構成図である。圧力センサ77bは、制御装置70と接続されており、検出した信号(検出信号)を制御装置70に出力する。制御装置70は、例えば圧力センサ77bから出力された検出信号の変動が所定の閾値を超過したと判断した場合に、電磁比例弁SVから油圧機器Cに供給される作動油に油圧脈動が生じ、電磁比例弁SVに異常が発生していると判定する。
 また、制御装置70は、電磁比例弁SVの交換を判定し、表示装置71は、制御装置70が電磁比例弁SVの交換を判定した場合に、エア抜きモードへの移行を提示する画面(提示画面M4)を表示してもよい。図17は、第4の変形例における油圧システムSの概略構成図である。
 図17に示すように、制御装置70には、電磁比例弁SVが接続されているか否かを判定する診断回路78が接続されており、制御装置70は、当該診断回路78の診断結果に基づいて、電磁比例弁SVが交換されたか否かを判定する。具体的には、制御装置70は、診断回路78の診断結果に基づいて、電磁比例弁SVが接続された状態から、切断されて、再度電磁比例弁SVが接続されたと判定すると、電磁比例弁SVが交換されたと判定する。制御装置70は、電磁比例弁SVが交換されたと判定した場合、表示装置71に提示画面M4を表示させる。
 なお、制御装置70が所定の操作(確認操作や表示装置71の操作等)に応じてエア抜きモードへ切り替わる場合を説明したが、所定の条件を満たさない場合にはエア抜きモードへの切り替えが制限されてもよい。例えば、制御装置70は、原動機3から走行装置7の動力伝達経路(変速装置5)のうち、いずれかの部分において動力伝達が切断されていない場合には、エア抜きモードへの切り替えが制限される。
 以下、図18を用いて、制御装置70のエア抜きモードに関連する処理の一連の流れを説明する。図18は、制御装置70のエア抜きモードに関連する処理の一連の流れを説明する図である。図18に示す一連の処理は、制御装置70のメモリに予め記憶されたソフトウェアプログラムに基づいて、CPUにより実行される。
 まず、制御装置70は、電磁比例弁SV及び/又は油圧機器Cに異常が発生しているか否かを判定する(S1)。制御装置70は、検出装置77から出力された検出信号に基づいて、電磁比例弁SV及び/又は油圧機器Cに異常が発生していると判定した場合(S1:Yes)、表示装置71に提示画面M4を表示させる(S2)。
 つぎに、制御装置70は、第1操作具72a,72b及び第2操作具74が操作され、確認操作がされたか否かを判断する(S3)。制御装置70は、ホームボタン72a、戻るボタン72b、及びスタータスイッチ73が同時に操作されて、確認操作がされたと判断した場合(S3:Yes)、表示装置71に第1選択画面M1を表示させる(S4)。
 第1選択画面M1において、第1分類ブロック101が選択操作されると(S5:Yes)、制御装置70は、表示装置71に第2選択画面M2を表示させる(S6)。そして、第2選択画面M2の第1選択ブロック111が選択操作されると(S7:Yes)、制御装置70は、エア抜きモードに切り替わる(S8)。
 制御装置70は、エア抜きモードに切り替わると(S8)、コイル85に所定時間(0.2秒)だけ励磁信号を出力し、コイル85に所定時間(0.2秒)だけ消磁信号を出力する一連処理を実施する(S9)。制御装置70は、S10において一連処理を行うと当該一連処理を行った回数のカウントを行い、一連処理の実施回数が所定回数(420回)に達したか否かを判断する(S10)。
 制御装置70は、一連処理の実施回数が所定回数に達するまでの間(S10:No)、一連処理を繰り返し(S9)、一連処理の実施回数が所定回数に達したと判断すると(S10:Yes)、エア抜きモードを終了する(S11)。
 制御装置70は、エア抜きモードを終了すると(S11)、通常モードに切り替わる(S12)。また、制御装置70は、表示装置71に終了画面M3を表示させる(S13)。
 つまり、図18に示すエア抜きモードに関連する処理の一連の流れのS9~S10の処理は、移動部87を複数回往復移動させるステップに相当する。
 なお、上述した実施形態においては、スプール83の移動に伴い容積が変動する油室として、移動部87によって区画される第1領域E1及び第2領域E2を例に説明したが、油室は、作動油を収容し、スプール83の移動に伴い容積が変動する部分であればよく、例えば図5等に示すように、スプール83によって区画され、且つ当該スプール83の振動を抑制するダンパ油室DEであってもよい。ダンパ油室DEは、バルブボディBの収容孔90、スプール83の第4ランド83d、及び貫通孔82(弁孔82a)に区画される領域である。
 本発明の好適な実施形態は、以下の項目に記載の作業機1の油圧システムS、作業機1、及び作業機1の制御方法を提供する。
(項目1)
 油圧ポンプPと、前記油圧ポンプPが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機1を駆動させるための油圧機器Cと、前記油圧ポンプPから前記油圧機器Cに供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁SVと、前記電磁比例弁SVを制御する制御装置70と、を備え、前記電磁比例弁SVは、ハウジング80と、前記ハウジング80に収容されたスプール83と、前記制御装置70によって制御されるコイル85と、前記コイル85が発生させた磁束によって前記スプール83を移動させる移動部87と、を有し、前記ハウジング80には、作動油が収容され、且つ前記スプール83の移動に伴い容積が変動する油室E1,E2,DEが形成され、前記制御装置70は、前記コイル85を制御し、前記移動部87を前記スプール83の軸方向に複数回往復移動させるエア抜きモードを有している作業機1の油圧システムS。
 この項目1の作業機1の油圧システムSによれば、油室E1,E2,DEがスプール83の振動を抑制するダンパとしての機能を備えつつも、当該油室E1,E2,DE内に気泡(エア)が入り込んだ場合には、制御装置70がエア抜きモードで移動部87を複数回往復移動させることで、油室E1,E2,DE内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器Cへの影響を低減できる。
(項目2)
 前記制御装置70は、通常モードにおいて、前記移動部87を前記軸方向の一方側の第1位置87Aから他方側の第2位置87Bまで移動させ、前記エア抜きモードにおいて、前記移動部87を前記第1位置87Aから前記第2位置87Bよりも離れる方向に進んだ位置である第3位置87Cまで複数回往復移動させる項目1に記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目2の作業機1の油圧システムSによれば、通常モードにおいては、移動部87がハウジング80の内壁と接触したり、固着したりすることを抑制できる一方で、エア抜きモードで移動部87が往復移動することで、当該移動部87の周囲の気泡を油室E1,E2内から移動させることができたり、油室E1,E2,DE内の気泡を油室E1,E2,DE内の作動油に溶け込ませたりできる。このため、通常モードとエア抜きモードとを適宜切り替えることで、電磁比例弁SVの動作時のショックや固着の抑制と、油室E1,E2,DE内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器Cへの影響の低減と、を両立できる。
(項目3)
 前記第2位置87Bは、前記油圧機器Cが作動する作動油の圧力が最大である位置である項目2に記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目3の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87は、油圧機器Cの作動を制限することなく、移動部87がハウジング80の内壁と接触したり、固着したりすることを抑制できる。
(項目4)
 前記第3位置87Cは、前記移動部87が前記ハウジング80の内壁と当接する終端位置である項目2又は項目3に記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目4の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87は、第1位置87Aから第3位置87Cまで比較的長い距離を移動するため、移動部87の周囲の気泡を大きく移動させることができる。また、油室E1,E2,DEの容積の変動、即ち油室E1,E2,DE内の作動油に付与する圧力の変動を比較的大きくすることができ、油室E1,E2,DE内の気泡をより小さく分離することができ、作動油に溶け込ませることができる。
(項目5)
 前記電磁比例弁SVは、前記コイル85が発生させた磁束によって前記移動部87を吸引し、且つ前記ハウジング80の内壁の一部を構成するソレノイドコア86を有し、前記第3位置87Cは、前記移動部87が前記ソレノイドコア86と当接する終端位置である項目4に記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目5の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87は、第1位置87Aから第3位置87Cまで比較的長い距離をより確実に移動でき、油室E1,E2,DEの容積の変動を比較的大きくすることができる。
(項目6)
 前記第1位置87Aは、前記電磁比例弁SVを介して前記油圧ポンプPから前記油圧機器Cに供給する作動油の圧力が零である位置である項目2~5のいずれか1つに記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目6の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87は、第1位置87Aから第3位置87Cまで比較的長い距離を移動するため、移動部87の周囲の気泡を大きく移動させることができる。また、油室E1,E2,DEの容積の変動、即ち油室E1,E2,DE内の作動油に付与する圧力の変動を比較的大きくすることができる。このため、油室E1,E2,DE内の気泡をより小さく分離することができ、作動油に溶け込ませることができる。
(項目7)
 前記第1位置87Aは、前記コイル85に電力が供給されていない初期位置である項目2~6のいずれか1つに記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目7の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87は、第1位置87Aから第3位置87Cまで比較的長い距離を移動するため、移動部87の周囲の気泡を大きく移動させることができる。また、油室E1,E2,DEの容積の変動、即ち油室E1,E2,DE内の作動油に付与する圧力の変動を比較的大きくすることができる。このため、油室E1,E2,DE内の気泡をより小さく分離することができ、作動油に溶け込ませることができる。
(項目8)
 前記油室E1,E2は、前記移動部87によって区画され、且つ当該移動部87が移動するにつれて容積が変動される項目1~7のいずれか1つに記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目8の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87が複数回往復移動することで、油室E1,E2内の作動油の圧力が高まる。これにより、気泡を作動油の内部に溶け込ませることができる。
(項目9)
 前記移動部87は、前記コイル85が発生させた磁束によって移動される磁性体を有するプランジャであり、前記ハウジング80には、前記油室E1,E2と前記スプール83の周囲とを連通する連通路89が形成されている項目1~8のいずれか1つに記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目9の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87が移動することで、連通路89を介して油室E1,E2内の作動油を油室E1,E2の外部(スプール83の周囲等)に押し出すことで排出したり、連通路89を介してスプール83側の作動油を油室E1,E2内に吸入したりすることができる。このため、移動部87が複数回往復移動することで、気泡を溶け込ませつつも、当該気泡が溶け込んだ作動油を油室E1,E2の外部に排出できる。これにより、電磁比例弁SVを介して油圧機器Cに供給される作動油の圧力調整が不安定になることや、作動油に油圧脈動が発生すること、及びスプール83の移動の応答性が低下することを抑制できる。
(項目10)
 作動油を貯留する作動油タンクTを備え、前記ハウジング80には、前記スプール83によって他のポート81との連通状態が変動される複数のポート81が形成され、前記連通路89には、前記複数のポート81のうち、前記作動油タンクTと連通するタンクポート81aが連通されている項目9に記載の作業機1の油圧システムS。
 この項目10の作業機1の油圧システムSによれば、移動部87が移動することで、連通路89及びタンクポート81aを介して油室E1,E2内の作動油を作動油タンクTに排出したり、連通路89及びタンクポート81aを介して作動油タンクTの作動油を油室E1,E2内に吸入したりすることができる。
(項目11)
 項目1~10のいずれか1つに記載の作業機1の油圧システムSと、前記油圧ポンプP、前記油圧機器C、及び前記電磁比例弁SVが搭載された機体2と、前記機体2に設けられ、且つ前記油圧機器Cによって駆動する作業装置20及び/又は走行装置7と、を備えている作業機1。
 この項目11の作業機1によれば、電磁比例弁SVを機体2に搭載した状態であっても、エア抜きモードによって油室E1,E2,DE内の気泡を当該油室E1,E2,DE内の作動油に溶け込ませることができるため、油室E1,E2,DEに気泡が入り込むことによる、油圧機器Cの駆動時のショックや異音が発生することを抑制できる。
(項目12)
 操作を受け付ける第1操作具72a,72bと、前記油圧ポンプPに動力を供給する原動機3と、前記第1操作具72a,72bと異なり、且つ前記原動機3を始動するための第2操作具74と、を備え、前記制御装置70は、前記第1操作具72a,72bと共に、前記第2操作具74が操作された場合に、前記エア抜きモードへの切り替えが許容される項目11に記載の作業機1。
 この項目12の作業機1によれば、エア抜きモードへの切り替えには、原動機3を始動する操作を伴うため、作業機1が作業装置20による作業や、走行装置7による走行を行っている際に、制御装置70がエア抜きモードに移行してしまうことを抑制できる。
(項目13)
 前記制御装置70は、外部端末120と通信可能に接続でき、前記外部端末120から出力された信号に応じて、前記エア抜きモードへの切り替えが許容される項目11又は項目12に記載の作業機1。
 この項目13の作業機1によれば、エア抜きモードへの切り替えには、外部端末120を接続する必要があるため、作業機1が作業装置20による作業や、走行装置7による走行を行っている際に、制御装置70がエア抜きモードに移行してしまうことを抑制できる。
(項目14)
 前記制御装置70は、前記エア抜きモードにおいて、前記移動部87を所定回数だけ往復移動させると、当該エア抜きモードを終了する項目11~13のいずれか1つに記載の作業機1。
 この項目14の作業機1によれば、作業者の操作を伴うことなく、油室E1,E2,DE内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器Cへの影響を低減できる。
(項目15)
 情報を表示する表示装置71を備え、前記表示装置71は、前記制御装置70が前記エア抜きモードを終了すると、当該終了した旨を表示する画面を表示する項目14に記載の作業機1。
 この項目15の作業機1によれば、作業者はエア抜きモードが終了したことを簡単且つ確実に把握することができる。
(項目16)
 情報を表示する表示装置71と、前記電磁比例弁SV及び/又は前記油圧機器Cの異常を検出する検出装置77と、を備え、前記表示装置71は、前記検出装置77が前記異常を検出した場合に、前記エア抜きモードへの移行を提示する画面を表示する項目11~15のいずれか1つに記載の作業機1。
 この項目16の作業機1によれば、作業者はエア抜きモードへ切り替える必要があることを簡単且つ確実に把握することができる。
(項目17)
 情報を表示する表示装置71を備え、前記制御装置70は、前記電磁比例弁SVの交換を判定し、前記表示装置71は、前記制御装置70が前記電磁比例弁SVの交換を判定した場合に、前記エア抜きモードへの移行を提示する画面を表示する項目11~16のいずれか1つに記載の作業機1。
 この項目17の作業機1によれば、作業者はエア抜きモードへ切り替える必要があることを簡単且つ確実に把握することができる。
(項目18)
 油圧ポンプPと、前記油圧ポンプPが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機1を駆動させるための油圧機器Cと、作動油が収容され且つスプール83の移動に伴い容積が変動する油室E1,E2,DEが形成され且つ前記油圧ポンプPから前記油圧機器Cに供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁SVと、前記電磁比例弁SVを制御する制御装置70と、を備えた作業機1の制御方法であって、前記制御装置70が、前記電磁比例弁SVが有するコイル85を制御し、前記コイル85が発生させた磁束によって前記スプール83を押圧する移動部87を、前記スプール83の軸方向に複数回往復移動させるステップを含んでいる作業機1の制御方法。
 この項目18の作業機1の制御方法によれば、油室E1,E2,DEがスプール83の振動を抑制するダンパとしての機能を備えつつも、当該油室E1,E2,DE内に気泡(エア)が入り込んだ場合には、制御装置70がエア抜きモードで移動部87を複数回往復移動させることで、気泡を作動油の内部に溶け込ませることができ、油室E1,E2,DE内の作動油中のエアのかみこみによる油圧機器Cへの影響を低減できる。
 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請求の範囲によって示され、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
2   :機体
3   :原動機
7   :走行装置
20  :作業装置
70  :制御装置
71  :表示装置
72a :第1操作具
72b :第1操作具
74  :第2操作具
77  :検出装置
80  :ハウジング
81  :ポート
81a :タンクポート
83  :スプール
85  :コイル
86  :ソレノイドコア
87  :移動部
87A :第1位置
87B :第2位置
87C :第3位置
89  :連通路
120 :外部端末
C   :油圧機器
E1  :油室
E2  :油室
P   :油圧ポンプ
S   :油圧システム
SV  :電磁比例弁
T   :作動油タンク

Claims (18)

  1.  油圧ポンプと、
     前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機を駆動させるための油圧機器と、
     前記油圧ポンプから前記油圧機器に供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁と、
     前記電磁比例弁を制御する制御装置と、
     を備え、
     前記電磁比例弁は、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたスプールと、前記制御装置によって制御されるコイルと、前記コイルが発生させた磁束によって前記スプールを移動させる移動部と、を有し、
     前記ハウジングには、作動油が収容され、且つ前記スプールの移動に伴い容積が変動する油室が形成され、
     前記制御装置は、前記コイルを制御し、前記移動部を前記スプールの軸方向に複数回往復移動させるエア抜きモードを有している作業機の油圧システム。
  2.  前記制御装置は、
     通常モードにおいて、前記移動部を前記軸方向の一方側の第1位置から他方側の第2位置まで移動させ、
     前記エア抜きモードにおいて、前記移動部を前記第1位置から前記第2位置よりも離れる方向に進んだ位置である第3位置まで複数回往復移動させる請求項1に記載の作業機の油圧システム。
  3.  前記第2位置は、前記油圧機器が作動する作動油の圧力が最大である位置である請求項2に記載の作業機の油圧システム。
  4.  前記第3位置は、前記移動部が前記ハウジングの内壁と当接する終端位置である請求項3に記載の作業機の油圧システム。
  5.  前記電磁比例弁は、前記コイルが発生させた磁束によって前記移動部を吸引し、且つ前記ハウジングの内壁の一部を構成するソレノイドコアを有し、
     前記第3位置は、前記移動部が前記ソレノイドコアと当接する終端位置である請求項4に記載の作業機の油圧システム。
  6.  前記第1位置は、前記電磁比例弁を介して前記油圧ポンプから前記油圧機器に供給する作動油の圧力が零である位置である請求項2~5のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。
  7.  前記第1位置は、前記コイルに電力が供給されていない初期位置である請求項2~5のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。
  8.  前記油室は、前記移動部によって区画され、且つ当該移動部が移動するにつれて容積が変動される請求項1に記載の作業機の油圧システム。
  9.  前記移動部は、前記コイルが発生させた磁束によって移動される磁性体を有するプランジャであり、
     前記ハウジングには、前記油室と前記スプールの周囲とを連通する連通路が形成されている請求項8に記載の作業機の油圧システム。
  10.  作動油を貯留する作動油タンクを備え、
     前記ハウジングには、前記スプールによって他のポートとの連通状態が変動される複数のポートが形成され、
     前記連通路には、前記複数のポートのうち、前記作動油タンクと連通するタンクポートが連通されている請求項9に記載の作業機の油圧システム。
  11.  請求項1に記載の作業機の油圧システムと、
     前記油圧ポンプ、前記油圧機器、及び前記電磁比例弁が搭載された機体と、
     前記機体に設けられ、且つ前記油圧機器によって駆動する作業装置及び/又は走行装置と、
     を備えている作業機。
  12.  操作を受け付ける第1操作具と、
     前記油圧ポンプに動力を供給する原動機と、
     前記第1操作具と異なり、且つ前記原動機を始動するための第2操作具と、
     を備え、
     前記制御装置は、前記第1操作具と共に、前記第2操作具が操作された場合に、前記エア抜きモードへの切り替えが許容される請求項11に記載の作業機。
  13.  前記制御装置は、外部端末と通信可能に接続でき、
     前記外部端末から出力された信号に応じて、前記エア抜きモードへの切り替えが許容される請求項11に記載の作業機。
  14.  前記制御装置は、前記エア抜きモードにおいて、前記移動部を所定回数だけ往復移動させると、当該エア抜きモードを終了する請求項11に記載の作業機。
  15.  情報を表示する表示装置を備え、
     前記表示装置は、前記制御装置が前記エア抜きモードを終了すると、当該終了した旨を表示する画面を表示する請求項14に記載の作業機。
  16.  情報を表示する表示装置と、
     前記電磁比例弁及び/又は前記油圧機器の異常を検出する検出装置と、
     を備え、
     前記表示装置は、前記検出装置が前記異常を検出した場合に、前記エア抜きモードへの移行を提示する画面を表示する請求項11に記載の作業機。
  17.  情報を表示する表示装置を備え、
     前記制御装置は、前記電磁比例弁の交換を判定し、
     前記表示装置は、前記制御装置が前記電磁比例弁の交換を判定した場合に、前記エア抜きモードへの移行を提示する画面を表示する請求項11に記載の作業機。
  18.  油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、且つ作業機を駆動させるための油圧機器と、作動油が収容され且つスプールの移動に伴い容積が変動する油室が形成され且つ前記油圧ポンプから前記油圧機器に供給される作動油の流量及び/又は圧力を調整する電磁比例弁と、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備えた作業機の制御方法であって、
     前記制御装置が、前記電磁比例弁が有するコイルを制御し、前記コイルが発生させた磁束によって前記スプールを押圧する移動部を、前記スプールの軸方向に複数回往復移動させるステップを含んでいる作業機の制御方法。
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