JP2023140914A - 作業機の油圧システム、及び作業機 - Google Patents
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Abstract
【課題】第2油圧機器の作動に関わらず第1油圧機器への作動油の供給を安定させる。
【解決手段】作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプと、第1油圧機器と、作動油タンクと、第1油圧機器から排出された作動油を作動油タンクに流す第1排出油路と、吸入油路を介して作動油タンクと接続され且つ吸入油路を介して作動油タンクより作動油を吸入する第2油圧ポンプと、作動に応じて、第2油圧ポンプから供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器と、第1油圧ポンプの吸入ポートに接続され、且つ油圧シリンダから排出された作動油を第1油圧ポンプに流す第2排出油路と、第2排出油路から分岐して、作動油タンクと第2油圧ポンプとの間の吸入油路に接続された接続油路と、第2排出油路に接続され、当該第2排出油路に作動油を補充する補充部と、を備えている。
【選択図】図4
【解決手段】作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプと、第1油圧機器と、作動油タンクと、第1油圧機器から排出された作動油を作動油タンクに流す第1排出油路と、吸入油路を介して作動油タンクと接続され且つ吸入油路を介して作動油タンクより作動油を吸入する第2油圧ポンプと、作動に応じて、第2油圧ポンプから供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器と、第1油圧ポンプの吸入ポートに接続され、且つ油圧シリンダから排出された作動油を第1油圧ポンプに流す第2排出油路と、第2排出油路から分岐して、作動油タンクと第2油圧ポンプとの間の吸入油路に接続された接続油路と、第2排出油路に接続され、当該第2排出油路に作動油を補充する補充部と、を備えている。
【選択図】図4
Description
本発明は、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機の油圧システム、及び作業機に関する。
従来、特許文献1に開示された作業機の油圧システムが知られている。
特許文献1に開示された作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプが吐出した作動油によって作動する第1油圧機器(走行油圧機器)と、前記油圧機器から排出された作動油を排出部に流す油路(第1排出油路、第3排出油路、及び第6排出油路)と、前記排出部と接続され且つ当該排出部の作動油を吐出する第2油圧ポンプと、前記第2油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、当該作動に応じて、前記第2油圧ポンプから供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器(作業油圧機器)と、前記排出部に接続され、且つ前記第2油圧機器から排出された作動油を前記排出部に流す油路(第7排出油路及び第8排出油路)と、を備えている。
特許文献1に開示された作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプが吐出した作動油によって作動する第1油圧機器(走行油圧機器)と、前記油圧機器から排出された作動油を排出部に流す油路(第1排出油路、第3排出油路、及び第6排出油路)と、前記排出部と接続され且つ当該排出部の作動油を吐出する第2油圧ポンプと、前記第2油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、当該作動に応じて、前記第2油圧ポンプから供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器(作業油圧機器)と、前記排出部に接続され、且つ前記第2油圧機器から排出された作動油を前記排出部に流す油路(第7排出油路及び第8排出油路)と、を備えている。
特許文献1の作業機の油圧システムでは、走行油圧機器から第7排出油路及び第8排出油路を介して、作動油を排出部に排出し、作業油圧機器から第1排出油路、第3排出油路、及び第6排出油路を介して、作動油を排出部に排出していた。
しかしながら、走行油圧機器から排出された作動油を排出する排出部が作動油タンクであって、作業油圧機器から排出された作動油を排出する排出部が第1油圧ポンプの吸入ポートである場合、第2油圧機器が、例えば油圧シリンダのように作動に応じて排出する作動油の流量が変動し、排出する作動油の流量が供給される作動油の流量よりも少なくなると、第1油圧ポンプの吸入ポートに接続された油路で負圧が発生することがある。
しかしながら、走行油圧機器から排出された作動油を排出する排出部が作動油タンクであって、作業油圧機器から排出された作動油を排出する排出部が第1油圧ポンプの吸入ポートである場合、第2油圧機器が、例えば油圧シリンダのように作動に応じて排出する作動油の流量が変動し、排出する作動油の流量が供給される作動油の流量よりも少なくなると、第1油圧ポンプの吸入ポートに接続された油路で負圧が発生することがある。
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、第2油圧機器の作動に関わらず第1油圧機器への作動油の供給を安定させることができる作業機の油圧システム及び作業機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、第1油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプが吐出した作動油によって作動する第1油圧機器と、作動油を貯留する作動油タンクと、前記第1油圧機器から排出された作動油を前記作動油タンクに流す第1排出油路と、吸入油路を介して前記作動油タンクと接続され且つ前記吸入油路を介して前記作動油タンクより作動油を吸入する第2油圧ポンプと、前記第2油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、当該作動に応じて、前記第2油圧ポンプから供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器と、前記第1油圧ポンプの吸入ポートに接続され、且つ前記第2油圧機器から排出された作動油を前記第1油圧ポンプに流す第2排出油路と、前記第2排出油路から分岐して、前記吸入油路に接続された接続油路と、前記第2排出油路に接続され、当該第2排出油路に作動油を補充する補充部と、を備えている。
また、前記第2油圧機器は、油圧シリンダであり、シリンダチューブと、前記シリンダチューブの内部に設けられたピストンと、前記ピストンに取り付けられたロッドと、を有していてもよい。
また、前記補充部は、前記第2排出油路と前記作動油タンクとを接続するバイパス油路であってもよい。
また、前記バイパス油路の内径は、前記接続油路の内径及び前記第2排出油路の内径よ
りも大きくてもよい。
また、前記補充部は、前記第2排出油路と前記作動油タンクとを接続するバイパス油路であってもよい。
また、前記バイパス油路の内径は、前記接続油路の内径及び前記第2排出油路の内径よ
りも大きくてもよい。
また、前記補充部は、作動油を蓄圧し、蓄圧した作動油を前記第2排出油路に供給するアキュムレータであってもよい。
また、前記補充部は、前記作動油タンクとは別に作動油を貯留し、貯留している作動油を前記第2排出油路に供給する予備タンクであってもよい。
また、前記予備タンクは、当該予備タンクの内部と外部とを連通するブリーザが設けられていてもよい。
また、前記第2排出油路には、作動油を冷却するオイルクーラが設けられていてもよい。
また、前記補充部は、前記作動油タンクとは別に作動油を貯留し、貯留している作動油を前記第2排出油路に供給する予備タンクであってもよい。
また、前記予備タンクは、当該予備タンクの内部と外部とを連通するブリーザが設けられていてもよい。
また、前記第2排出油路には、作動油を冷却するオイルクーラが設けられていてもよい。
また、作業機の油圧システムは、原動機を備え、前記第1油圧機器は、前記原動機の動力によって作動する走行ポンプと、前記走行ポンプが吐出した作動油により回転可能な走行モータと、前記走行ポンプと前記走行モータとを接続する循環油路と、前記第1油圧ポンプが吐出した作動油を前記循環油路に供給するチャージ油路と、を有していてもよい。
また、作業機は、機体と、前記機体に設けられ、且つ前記第1油圧機器によって駆動して当該機体に推進力を付与する走行装置と、前記機体に設けられ、且つ前記第2油圧機器によって駆動する作業装置と、を備えている。
また、作業機は、機体と、前記機体に設けられ、且つ前記第1油圧機器によって駆動して当該機体に推進力を付与する走行装置と、前記機体に設けられ、且つ前記第2油圧機器によって駆動する作業装置と、を備えている。
上記作業機の油圧システム及び作業機によれば、第2油圧機器の作動に関わらず第1油圧機器への作動油の供給を安定させることができる。
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。
[第1実施形態]
図8は、本発明に係る作業機1の側面図を示している。図8では、作業機1の一例として、スキッドステアローダを示している。但し、本発明に係る作業機1は、スキッドステアローダに限定されず、例えば、コンパクトトラックローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、作業機1は、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
[第1実施形態]
図8は、本発明に係る作業機1の側面図を示している。図8では、作業機1の一例として、スキッドステアローダを示している。但し、本発明に係る作業機1は、スキッドステアローダに限定されず、例えば、コンパクトトラックローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、作業機1は、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
図8に示すように、作業機1は、機体2と、キャビン3と、作業装置4と、走行装置5と、を備えている。本発明の実施形態において、作業機1の運転席8に着座した運転者が向く方向(図8の左側)を前方といい、その反対方向(図8の右側)を後方という。また、運転者の左側(図8の手前側)を左方といい、運転者の右側(図8の奥側)を右方という。なお、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向という。
キャビン3は、機体2に搭載されている。キャビン3には、運転席8が設けられている。作業装置4は、機体2に装着されている。機体内の後部には、原動機6が搭載されている。走行装置5は、機体2の外側に設けられている。走行装置5は、機体2の左側に設けられた第1走行装置5Lと、機体2の右側に設けられた第2走行装置5Rとを含んでいる。
以下、図8を用いて、作業装置4について詳しく説明する。作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15と、を有している。
以下、図8を用いて、作業装置4について詳しく説明する。作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15と、を有している。
ブーム10は、キャビン3の左側及び右側に、それぞれ上下揺動自在に設けられている。作業具11は、例えば、バケットであって、当該作業具11は、ブーム10の第1端部(前端部)10aに上下揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10の第1端部10aの反対側の端部である第2端部(後端部)10bを上下揺動自在に支持している。ブームシリンダ14は、伸縮することによりブーム10を昇降させる。バケットシリンダ15は、伸縮することにより作業具11を揺動させる。
左側のブーム10及び右側のブーム10の第1端部(前端部)10a同士は、異形の連結パイプ(図示略)で連結されている。左側のブーム10及び右側のブーム10の第2端部(後端部)10b同士は、円形の連結パイプで連結されている。
リフトリンク12、制御リンク13、及びブームシリンダ14は、左側のブーム10及び右側のブーム10に対応して機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12、制御リンク13、及びブームシリンダ14は、左側のブーム10及び右側のブーム10に対応して機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12は、ブーム10の第2端部10bの後側に、縦向きに設けられている。リフトリンク12の第1端部(上端部)12aは、ブーム10の第2端部10bの後側寄りに枢支軸16を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の第1端部12aの反対側の端部である第2端部(下端部)12bは、機体2の後側寄りに枢支軸17を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。
ブームシリンダ14の第1端部(上端部)14aは、枢支軸18を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸18は、ブーム10の第2端部10bの前側寄りに設けられている。ブームシリンダ14の第1端部14aの反対側の端部である第2端部(下端部)14bは、枢支軸19を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸19は、機体2の後部の下側に設けられている。
制御リンク13は、リフトリンク12の前方に設けられている。この制御リンク13の第1端部(前端部)13aは、枢支軸20を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸20は、機体2であって、リフトリンク12の前方に設けられている。制御リンク13の第1端部13aの反対側の端部である第2端部(後端部)13bは、枢支軸21を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸21は、ブーム10であって、枢支軸17の前方で且つ枢支軸17の上方に設けられている。
このため、ブーム10は、リフトリンク12及び制御リンク13によって第2端部10bが支持され、ブームシリンダ14を伸縮することにより、枢支軸16回りに上下揺動する。これにより、ブーム10の第1端部10aが昇降する。また、制御リンク13は、ブーム10の上下揺動に伴って、枢支軸20回りに上下揺動する。リフトリンク12は、制御リンク13の上下揺動に伴って、枢支軸17回りに前後揺動する。
なお、図8において、作業具11として、バケットがブーム10の第1端部10aに装着されているが、ブーム10の第1端部10aには、バケットの代わりに別の作業具11が装着可能である。ブーム10の第1端部10aの装着可能な別の作業具11は、例えば、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等のアタッチメント(予備アタッチメント)である。予備アタッチメントは、油圧モータ及び油圧シリンダC等の油圧装置を有しており、供給された作動油によって作動する。
左側のブーム10の第1端部10aには、接続部材25が設けられている。接続部材25は、予備アタッチメントに接続された第1管材(図示略)と、ブーム10に設けられたパイプ等の第2管材(図示略)とを接続する部材である。
バケットシリンダ15は、ブーム10の第1端部10a側にそれぞれ配置されている。バケットシリンダ15の第1端部(上端部)15aは、枢支軸22を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸22は、ブーム10の第1端部10aの後側寄りに設け
られている。バケットシリンダ15の第1端部15aの反対側の端部である第2端部(下端部)15bは、枢支軸23を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸23は、作業具11の後部の上側に設けられている。これにより、バケットシリンダ15は、伸縮することで、作業具11を揺動する。
バケットシリンダ15は、ブーム10の第1端部10a側にそれぞれ配置されている。バケットシリンダ15の第1端部(上端部)15aは、枢支軸22を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸22は、ブーム10の第1端部10aの後側寄りに設け
られている。バケットシリンダ15の第1端部15aの反対側の端部である第2端部(下端部)15bは、枢支軸23を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸23は、作業具11の後部の上側に設けられている。これにより、バケットシリンダ15は、伸縮することで、作業具11を揺動する。
なお、以下の説明において、バケットシリンダ15、ブームシリンダ14、及び予備アタッチメントの油圧装置のことを、油圧アクチュエータACということがある。
左側の走行装置5(第1走行装置5L)及び右側の走行装置5(第2走行装置5R)は、本実施形態では前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置5が採用されている。なお、走行装置5は、図8に示すような車輪型に限定されず、クローラ型であってもよいし、セミクローラ型の走行装置5を採用してもよい。
左側の走行装置5(第1走行装置5L)及び右側の走行装置5(第2走行装置5R)は、本実施形態では前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置5が採用されている。なお、走行装置5は、図8に示すような車輪型に限定されず、クローラ型であってもよいし、セミクローラ型の走行装置5を採用してもよい。
原動機6は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関(エンジン)、電動モータ等である。この実施形態では、原動機6は、ディーゼルエンジンであるが限定はされない。
以下、作業機1の油圧システムについて説明する。図1は、第1実施形態における作業機1の油圧システムのうち、走行系の油圧回路を示している。図2は、第1実施形態における作業機1の油圧システムのうち、作業系の油圧回路を示している。
以下、作業機1の油圧システムについて説明する。図1は、第1実施形態における作業機1の油圧システムのうち、走行系の油圧回路を示している。図2は、第1実施形態における作業機1の油圧システムのうち、作業系の油圧回路を示している。
図1、図2に示すように、作業機1は、第1油圧ポンプP1と、第2油圧ポンプP2と、作動油タンクTと、を備えている。第1油圧ポンプP1は、原動機6の動力によって作動し、作動油を吐出する。また、第1油圧ポンプP1は、定容量型のギヤポンプによって構成されている。特に、第1油圧ポンプP1は、作業機1の走行系及び作業系の制御に用いる作動油を供給する。なお、第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる作動油のことをパイロット油として説明し、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。具体的には、第1油圧ポンプP1の吐出ポート(第1ポート)P1aには、第1吐出油路40が接続されている。第1吐出油路40は、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油を流す油路である。また、第1油圧ポンプP1の吸入ポート(第2ポート)P1bには、後述する第2排出油路72が接続されている。
第2油圧ポンプP2は、原動機6の動力によって作動し、作動油を吐出する。また、第2油圧ポンプP2は、定容量型のギヤポンプによって構成されている。特に、第2油圧ポンプP2は、後述する作業系の油圧システムに作動油を供給する。具体的には、第2油圧ポンプP2の吐出ポート(第3ポート)P2aには、第2吐出油路45が接続されている。第2吐出油路45は、第2油圧ポンプP2が吐出した作動油を流す油路である。また、第2油圧ポンプP2の吸入ポート(第4ポート)P2bには、第2油圧ポンプP2に作動油を供給する吸入油路35が接続されている。吸入油路35は、第2油圧ポンプP2の第4ポートP2bと作動油タンクTとを接続する。つまり、第2油圧ポンプP2は、吸入油路35を介して作動油タンクTより作動油を吸入する。詳しくは、作動油タンクTの内部には、オイルフィルタ(サクションフィルタ)34が設けられ、吸入油路35は、サクションフィルタ34に接続されている。
本実施形態のように、第1油圧ポンプP1の第2ポートP1bには、作動油タンクTを接続せず、第2排出油路72を接続し、第2油圧ポンプP2の第4ポートP2bには、吸入油路35を介して作動油タンクTを接続することで、作業機の油圧システムを流れる作動油の全体量を減らすことができる。これにより、作動油タンクTの大きさを小さくすることができる。
なお、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの作動油の吐出流量は、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの作動油の吐出流量以上である。本実施形態においては、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの作動油の吐出流量は、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの作動油の吐出流量よりも多い。
なお、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの作動油の吐出流量は、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの作動油の吐出流量以上である。本実施形態においては、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの作動油の吐出流量は、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの作動油の吐出流量よりも多い。
作動油タンクTは、作動油を貯留するタンクである。つまり、当該作動油タンクTに接続された吸入油路35は、第2油圧ポンプP2が作動油タンクTから吸入する作動油を流すことができる。なお、作動油タンクTには、当該作動油タンクTの内部と外部とを連通するブリーザ(エアブレザー)30が設けられている。
次に、図1を用いて走行系の油圧システムについて説明する。作業機1の走行系の油圧システムは、走行装置5を作動させるシステムである。作業機1の油圧システムは、第1油圧機器Sを備えている。第1油圧機器Sは、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油によって作動する。また、第1油圧機器Sは、走行装置5を駆動させる装置であって、走行ポンプ50と、走行モータ51と、循環油路52と、チャージ油路53と、を備えている。
次に、図1を用いて走行系の油圧システムについて説明する。作業機1の走行系の油圧システムは、走行装置5を作動させるシステムである。作業機1の油圧システムは、第1油圧機器Sを備えている。第1油圧機器Sは、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油によって作動する。また、第1油圧機器Sは、走行装置5を駆動させる装置であって、走行ポンプ50と、走行モータ51と、循環油路52と、チャージ油路53と、を備えている。
走行ポンプ50は、原動機6の動力によって作動するポンプである。本実施形態において、走行ポンプ50は、第1走行ポンプ50L及び第2走行ポンプ50Rを含んでいる。具体的には、走行ポンプ50は、原動機6の動力によって作動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。走行ポンプ50は、パイロット圧が作用する前進用受圧部50aと後進用受圧部50bとを有している。走行ポンプ50は、前進用受圧部50a及び後進用受圧部50bに作用するパイロット圧に応じて、斜板の角度が変更される。走行ポンプ50は、斜板の角度が変更されることによって、チャージ油路53を介して第1吐出油路40から供給された作動油の吐出量(出力)、及び作動油の吐出方向を変えることができる。
走行モータ51は、走行ポンプ50から吐出された作動油によって作動し、走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。このため、走行装置5は、第1油圧機器S(走行モータ51)によって駆動して機体2に推進力を付与することができる。本実施形態において、走行モータ51は、第1走行モータ51Lと、第2走行モータ51Rと、を含んでいる。第1走行モータ51Lは、機体2の左側に設けられた走行装置5(第1走行装置5L)の駆動軸に動力を伝達するモータである。第2走行モータ51Rは、機体2の右側に設けられた走行装置5(第2走行装置5R)の駆動軸に動力を伝達するモータである。
循環油路52は、走行ポンプ50と走行モータ51とを接続する油路である。本実施形態において、循環油路52は、第1循環油路52aと、第2循環油路52bと、を含んでいる。第1循環油路52aは、第1走行モータ51Lと第1走行ポンプ50Lとを接続する。このため、第1走行ポンプ50Lは、第1循環油路52aを介して第1走行モータ51Lに作動油を供給することができる。これにより、第1走行モータ51Lは、第1走行ポンプ50Lから供給される作動油の流量に基づいて、回転速度(回転数)を変更することができる。
第2循環油路52bは、第2走行モータ51Rと第2走行ポンプ50Rとを接続する。このため、第2走行ポンプ50Rは、第2循環油路52bを介して第2走行モータ51Rに作動油を供給することができる。これにより、第2走行モータ51Rは、第2走行ポンプ50Rから供給される作動油の流量に基づいて、回転速度(回転数)を変更することができる。
チャージ油路53は、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油を循環油路52に供給する油路である。チャージ油路53は、第1吐出油路40から分岐している第1供給油路40aと接続され、当該第1供給油路40aから流れる作動油を循環油路52に供給する。チャージ油路53は、中途部に逆止弁が設けられた油路と、中途部にリリーフ弁が設けられた油路と、を有している。逆止弁は、第1油圧ポンプP1から循環油路52へ向かう作動油を許容し、循環油路52から第1油圧ポンプP1へ向かう作動油を阻止する。また、リリーフ弁が設けられた油路は、逆止弁に対してバイパスするように油路と接続されている。本実施形態において、チャージ油路53は、第1チャージ油路53aと、第2チャージ油路53bと、を含んでいる。第1チャージ油路53aは、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油を第1循環油路52aに供給する油路である。第2チャージ油路53bは、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油を第2循環油路52bに供給する油路である。
図1に示すように、作業機1の油圧システムは、第1排出油路71を備えている。第1排出油路71は、第1油圧機器Sから排出された作動油を作動油タンクTに流す油路である。本実施形態においては、第1排出油路71は、第1油路71aと、第2油路71bと、を含んでいる。第1油路71aは、走行ポンプ50のドレンポートと作動油タンクTとを接続する油路である。本実施形態において、走行ポンプ50は、走行モータ51への作動油の供給を停止している場合と、走行モータ51へ作動油を供給している場合と、の両方の場合において、循環油路52を流れる作動油をドレンポートから排出する。このため、第1油路71aは、走行モータ51が駆動していない場合と、走行モータ51が駆動している場合と、の両方の場合において、走行ポンプ50から排出された作動油を作動油タンクTに流すことができる。
また、第2油路71bは、走行モータ51のドレンポートと作動油タンクTとを接続する油路である。本実施形態において、走行モータ51は、走行ポンプ50から作動油が供給されている場合に、循環油路52を流れる作動油をドレンポートから排出し、走行ポンプ50からの作動油の供給が停止されている場合は、循環油路52を流れる作動油を排出しない。このため、第2油路71bは、走行モータ51が駆動している場合に、走行モータ51から排出された作動油を作動油タンクTに流すことができる。
これによって、走行モータ51が駆動していない場合、チャージ油路53が循環油路52に供給する作動油(即ち、第1油圧ポンプP1が第1油圧機器Sに吐出した作動油)は、第1油路71aから作動油タンクTに排出される。一方、走行モータ51が駆動している場合、チャージ油路53が循環油路52に供給する作動油は、第1油路71a及び第2油路71bから作動油タンクTに排出される。
以上のように、第1排出油路71は、第1油圧機器Sから排出された作動油を作動油タンクTへ排出することができる。言い換えると、第1排出油路71は、第1油圧機器Sに供給された作動油を作動油タンクTに排出することができる。走行モータ51が駆動している場合に、第1油路71aから作動油タンクTに排出される作動油の流量と、第2油路71bから作動油タンクTに排出される作動油の流量は、走行モータ51の回転数、言い換えると走行ポンプ50から走行モータ51に供給される作動油の流量によって変動する。
なお、上述した例においては、第1排出油路71が第1油路71aと第2油路71bを含んでいる場合を例に説明したが、作業機1の油圧システムが、走行ポンプ50や走行モータ51とは別に、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油が供給される第1油圧機器Sを有している場合、第1油路71a及び第2油路71bとは別に当該第1油圧機器Sに接続された油路を含んでいてもよい。
以下、作業機1の走行に関する操作、即ち走行装置5の操作(走行操作)について詳しく説明する。図1に示すように、作業機1は、走行操作装置(第1操作装置)54を備えている。
以下、作業機1の走行に関する操作、即ち走行装置5の操作(走行操作)について詳しく説明する。図1に示すように、作業機1は、走行操作装置(第1操作装置)54を備えている。
第1操作装置54は、走行ポンプ50(第1走行ポンプ50L、第2走行ポンプ50R)を操作する装置である。第1操作装置54は、前進用受圧部50a及び後進用受圧部50bに作用するパイロット圧を変更することで、当該走行ポンプ50の斜板の角度(斜板角度)を変更可能である。第1操作装置54は、第1操作部材(走行レバー)55と、複数の第1操作弁(走行操作弁)56とを含んでいる。
第1操作部材55は、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作レバーである。複数の第1操作部材55は、第1操作弁56に支持されている。第1操作部材55は、中立位置Nを基準として、中立位置Nから前方(図1では矢印A1方向)及び後方(図1では矢印A2方向)に操作可能であるとともに、当該中立位置Nから左方(図1では矢印A3方向)及び右方(図1では矢印A4方向)に操作可能である。言い換えると、第1操作部材55は、中立位置Nを基準として、少なくとも4方向に揺動することが可能である。
複数の第1操作弁56は、第1操作部材55の操作によって作動する弁である。具体的には、複数の第1操作弁56は、第1吐出油路40から分岐した第2供給油路40bと接続されており、第1吐出油路40から供給された作動油であるパイロット油の圧力(パイロット圧)を変更することができる。複数の第1操作弁56は、共通の第1操作部材55、即ち1本の操作レバーによって操作される。図1に示すように、複数の第1操作弁56は、走行油路42によって、走行ポンプ50と接続されている。走行油路42は、複数の第1操作弁56と、走行ポンプ50の前進用受圧部50a及び後進用受圧部50bと、を繋ぐ油路である。
このため、第1操作部材55は、操作されることで、複数の第1操作弁56が第1吐出油路40から供給された作動油であるパイロット油の圧力(パイロット圧)を変更し、走行油路42が当該パイロット油を走行ポンプ50の前進用受圧部50a及び後進用受圧部50bに作用することで、走行ポンプ50(第1走行ポンプ50L、第2走行ポンプ50R)を操作することができる。
次に、図2を用いて作業系の油圧システムについて説明する。作業機1の作業系の油圧システムは、作業装置4を作動させるシステムである。作業機1の油圧システムは、第2油圧ポンプP2が吐出した作動油によって作動する第2油圧機器Cと、複数の制御弁60と、を備えている。第2油圧機器Cは、第2油圧ポンプP2が吐出した作動油によって作動し、当該作動に応じて、第2油圧ポンプP2から供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧装置である。詳しくは、第2油圧機器Cは、作業装置4を駆動する油圧アクチュエータACであり、油圧シリンダCである。また、第2油圧機器Cは、本実施形態において、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15と、を含んでいる。
詳しくは、油圧シリンダCは、シリンダチューブ(筒体)c1と、シリンダチューブc1の内部に設けられたピストンc2と、ピストンc2に取り付けられたロッドc3とを備えている。ピストンc2は、シリンダチューブc1の内部において、軸方向に摺動自在に設けられている。また、ピストンc2は、シリンダチューブc1の内部を第1油室c1aと第2油室c1bとに区画している。第1油室c1aは、シリンダチューブc1の基端部(ロッドc3とは反対の部分)の油室である。第2油室c1bは、シリンダチューブc1の先端部(ロッドc3が位置する部分)の油室である。シリンダチューブc1の基端部には、作動油を給排するポートであって第1油室c1aに連通する第1給排ポートが設けられている。シリンダチューブc1の先端部には、作動油を給排するポートであって第2油室c1bに連通する第2給排ポートが設けられている。
なお、油圧シリンダCは、シリンダチューブc1、ピストンc2、及びロッドc3を有し、作動油によって伸縮する油圧アクチュエータACであればよく、ブームシリンダ14とバケットシリンダ15に限定されない。例えば、作業機1の油圧システムの油圧シリンダCは、作業機1の予備アタッチメントが有する油圧シリンダCであってもよい。
複数の制御弁60は、油圧アクチュエータACを制御可能な弁である。具体的には、複数の制御弁60は、第2吐出油路45と接続されており、作用するパイロット圧に応じて、第2吐出油路45から供給された作動油の吐出量(出力)、及び作動油の吐出方向を切り換えることができる。これにより、複数の制御弁60は、油圧アクチュエータACを制御する。本実施形態において、複数の制御弁60は、パイロット方式の直動スプール形3位置切換弁である。制御弁60は、受圧部60A,60Bを有し、当該受圧部60A,60Bに作用するパイロット圧に応じて、第3位置(中立位置)60c、第3位置60cとは異なる第1位置60a、第3位置60c及び第1位置60aとは異なる第2位置60bに切り換わる。これにより、制御弁60は、第2吐出油路45から供給された作動油の吐出量(出力)、及び作動油の吐出方向を切り換えることができる。なお、複数の制御弁60は、第2吐出油路45から供給された作動油の吐出量(出力)、及び作動油の吐出方向を切り換えることができればよく、例えば電磁式の3位置切換弁であってもよい。
第1制御弁61は、ブーム10を制御する油圧シリンダC(ブームシリンダ14)を制御する弁である。第2制御弁62は、作業具11を制御する油圧シリンダC(バケットシリンダ15)を制御する弁である。第3制御弁63は、予備アタッチメントの油圧装置を制御する弁である。
複数の制御弁60は、給排油路64によって油圧アクチュエータACと接続されている。具体的には、第1制御弁61は、第1給排油路64aによってブームシリンダ14と接続されている。第2制御弁62は、第2給排油路64bによってバケットシリンダ15と接続されている。第3制御弁63は、第3給排油路64cによって予備アタッチメントと接続されている。以下、第1給排油路64aと、第1制御弁61及びブームシリンダ14(油圧シリンダC)との接続について詳しく説明し、第2給排油路64b及び第3給排油路64cの詳細な説明を省略する。
複数の制御弁60は、給排油路64によって油圧アクチュエータACと接続されている。具体的には、第1制御弁61は、第1給排油路64aによってブームシリンダ14と接続されている。第2制御弁62は、第2給排油路64bによってバケットシリンダ15と接続されている。第3制御弁63は、第3給排油路64cによって予備アタッチメントと接続されている。以下、第1給排油路64aと、第1制御弁61及びブームシリンダ14(油圧シリンダC)との接続について詳しく説明し、第2給排油路64b及び第3給排油路64cの詳細な説明を省略する。
第1給排油路64aの一端部は、第1制御弁61の給排ポートに接続され、一端部の反対側の他端部は、油圧シリンダCの第1給排ポートに接続されている。詳しくは、第1給排油路64aは、第1制御弁61の給排ポートと油圧シリンダCの第1給排ポートとを接続する第1油路64a1と、第1制御弁61の給排ポートと油圧シリンダCの第2給排ポートとを接続する第2油路64a2と、を有している。つまり、第1油路64a1は、油圧シリンダCの第1油室c1aへ作動油を供給し、当該第1油室c1aから排出された作動油を流すことができる。一方、第2油路64a2は、油圧シリンダCの第2油室c1bへ作動油を供給し、当該第2油室c1bから排出された作動油を流すことができる。
このため、第1制御弁61は、第3位置60cから第1位置60aに切り換えると、第1油路64a1に向けて作動油を供給し、第2油路64a2への作動油の供給を停止し、第1油路64a1及び第1給排ポートを介して第1油室c1aに作動油を供給する。これにより、第1給排ポートから第1油室c1aに供給された作動油がピストンc2に作用して、当該ピストンc2が先端部に向かって摺動する。従って、ピストンc2とともにロッドc3が移動することで、油圧シリンダCは、伸長する。また、ピストンc2が移動することによって、第2油室c1bの作動油は、第2給排ポート及び第2油路64a2を介して排出される。
一方、第1制御弁61は、第3位置60cから第2位置60bに切り換えると、第2油路64a2に向けて作動油を供給し、第1油路64a1への作動油の供給を停止し、第2油路64a2及び第2給排ポートを介して第2油室c1bに作動油を供給する。これにより、第2給排ポートから第2油室c1bに供給された作動油がピストンc2に作用して、当該ピストンc2が基端部に向かって摺動する。従って、ピストンc2とともにロッドc3が移動することで、油圧シリンダCは、収縮する。また、ピストンc2が移動することによって、第1油室c1aの作動油は、第1給排ポート及び第1油路64a1を介して排出される。
なお、以下の説明において、第2給排油路64bの一方の油路を第1油路64b1といい、他方の油路を第2油路64b2という。また、第3給排油路64cの一方の油路を第1油路64c1といい、他方の油路を第2油路64c2という。
なお、以下の説明において、第2給排油路64bの一方の油路を第1油路64b1といい、他方の油路を第2油路64b2という。また、第3給排油路64cの一方の油路を第1油路64c1といい、他方の油路を第2油路64c2という。
図2に示すように、作業機1の油圧システムは、第2排出油路72を備えている。第2排出油路72は、第1油圧ポンプP1の第2ポートP1aに接続され、且つ第2油圧機器(油圧シリンダ)Cから排出された作動油を第1油圧ポンプP1に流す油路である。第2排出油路72は、第3油路72aと、第4油路72bと、第5油路72cと、を含んでいる。第3油路72aは、給排油路64に接続され、油圧シリンダCから排出された作動油を流す油路である。第3油路72aの一端部は、分岐しており、それぞれ給排油路64の第1油路64a1及び第2油路64a2に接続されている。また、第3油路72aの一端部には、リリーフ弁が設けられている。
第4油路72bは、第3油路72aと接続され、第3油路72aを流れる作動油を流す油路である。具体的には、第4油路72bの一端部には、第3油路72aの他端部が接続されており、第3油路72aを介して、第1~第3給排油路64a~64cの第1油路64a1及び第2油路64a2から排出された作動油を流すことができる。また、本実施形態において、第4油路72bの一端部には、第3制御弁63が第3位置60cである場合に、第2油圧ポンプP2が吐出した作動油を通過させる第6油路72dが合流している。また、第4油路72bの中途部には、オイルクーラ73とオイルフィルタ(リターンフィルタ)74が設けられている。
第5油路72cは、第4油路72bと第1油圧ポンプP1とを接続し、第4油路72bを流れる作動油を第1油圧ポンプP1に供給する油路である。具体的には、第5油路72cの一端部には、第4油路72bの他端部が接続されており、第3油路72a及び第4油路72bを介して、第1~第3給排油路64a~64cの第1油路64a1,64b1,64c1及び第2油路64a2,64b2,64c2から排出された作動油を流すことができる。
上記構成によれば、オイルクーラ73で冷却した作動油を第1油圧ポンプP1に供給することで、当該冷却された作動油を優先的に第1油圧機器Sへ供給することができる。即ち、本実施形態においては、油温が上昇しやすい循環油路52を流れる作動油を冷却することができる。
上記構成によれば、オイルクーラ73で冷却した作動油を第1油圧ポンプP1に供給することで、当該冷却された作動油を優先的に第1油圧機器Sへ供給することができる。即ち、本実施形態においては、油温が上昇しやすい循環油路52を流れる作動油を冷却することができる。
また、作業機1の油圧システムは、接続油路36を備えている。接続油路36は、第2排出油路72から分岐して、吸入油路35に接続されている。接続油路36は、第5油路72cの中途部から分岐して、吸入油路35に合流している。また、接続油路36は、吸入油路35のうち、第2油圧ポンプP2寄りの部分に接続されている。
以下、作業機1の作業に関する操作、即ち作業装置4の操作(作業操作)について詳しく説明する。図2に示すように、作業機1は、作業操作装置(第2操作装置)67を備えている。
以下、作業機1の作業に関する操作、即ち作業装置4の操作(作業操作)について詳しく説明する。図2に示すように、作業機1は、作業操作装置(第2操作装置)67を備えている。
第2操作装置67は、油圧アクチュエータACのうち、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15等、作業系の油圧アクチュエータACを操作する装置である。つまり、第2操作装置67は、複数の制御弁60の受圧部60A,60Bに作用するパイロット圧を変更することで、ブームシリンダ14及びバケットシリンダ15等に供給する作動油の吐出量(出力)、及び作動油の吐出方向を切り換えることができる。第2操作装置67は、第2操作部材(作業レバー)68と、複数の第2操作弁(作業操作弁)69と、複数の比例弁65と、予備操作部材101と、を含んでいる。
第2操作部材68は、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作レバーである。第2操作部材68は、複数の第2操作弁69に支持されている。第2操作部材68は、中立位置Nを基準として、中立位置Nから前方(図2では矢印A1方向)及び後方(図2では矢印A2方向)に操作可能であるとともに、当該中立位置Nから左方(図2では矢印A3方向)及び右方(図2では矢印A4方向)に操作可能である。言い換えると、第2操作部材68は、中立位置Nを基準として、少なくとも4方向に揺動することが可能である。
複数の第2操作弁69は、第2操作部材68の操作によって作動する弁である。具体的には、複数の第2操作弁69は、第1吐出油路40から分岐した第3供給油路40cと接続されており、第1吐出油路40から供給された作動油であるパイロット油の圧力(パイロット圧)を変更することができる。複数の第2操作弁69は、共通の第2操作部材68、即ち1本の操作レバーによって操作される。図2に示すように、複数の第2操作弁69は、作業油路46によって、複数の制御弁60と接続されている。作業油路46は、複数の第2操作弁69と、複数の制御弁60と、を繋ぐ油路である。
このため、第2操作部材68は、操作されることで、複数の第2操作弁69が第1吐出油路40から供給された作動油であるパイロット油の圧力(パイロット圧)を変更し、作業油路46が当該パイロット油を第1制御弁61の受圧部60A,60B、及び第2制御弁62の受圧部60A,60Bに作用することで、第1制御弁61及び第2制御弁62を操作することができる。
複数の比例弁65は、第3制御弁63を操作する弁である。具体的には、比例弁65は、励磁によって開度が変更可能な電磁弁である。比例弁65は、第1吐出油路40から分岐した第4供給油路40dと接続されており、第1吐出油路40から供給された作動油であるパイロット油の圧力(パイロット圧)を変更することができる。なお、本実施形態において、複数の比例弁65は、第1比例弁65Aと、第2比例弁65Bである。
比例弁65は、制御油路66によって第3制御弁63の受圧部60A,60Bと接続されている。制御油路66は、複数の比例弁65(第1比例弁65Aと、第2比例弁65B)から供給されたパイロット油を第3制御弁63の受圧部60A,60Bに流す油路である。
比例弁65は、制御油路66によって第3制御弁63の受圧部60A,60Bと接続されている。制御油路66は、複数の比例弁65(第1比例弁65Aと、第2比例弁65B)から供給されたパイロット油を第3制御弁63の受圧部60A,60Bに流す油路である。
予備操作部材101は、予備アタッチメントの操作を行うスイッチである。予備操作部材101は、作業者等に操作され、当該操作信号を制御装置100に入力する。制御装置100は、作業機1に設けられており、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100は、予備操作部材101の切換
操作に基づいて、複数の比例弁65に制御信号(例えば、電圧、電流等)を出力して、当該比例弁65の操作(開閉)を行う。予備操作部材101は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、スライド自在なスライド型スイッチ、或いは、押圧自在なプッシュ型スイッチで構成されている。
操作に基づいて、複数の比例弁65に制御信号(例えば、電圧、電流等)を出力して、当該比例弁65の操作(開閉)を行う。予備操作部材101は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、スライド自在なスライド型スイッチ、或いは、押圧自在なプッシュ型スイッチで構成されている。
このため、予備操作部材101は、操作されることで、複数の比例弁65が第1吐出油路40から供給された作動油であるパイロット油の圧力(パイロット圧)を変更し、接続油路36が当該パイロット油を第3制御弁63の受圧部60A、60Bに作用することで、第3制御弁63を操作することができる。
以下、図3、図4を用いて、第1油圧ポンプP1を基準に作動油の流れを説明する。図3は、第1実施形態において、第2油圧機器Cから排出された戻り油の量が、第1油圧ポンプP1が吸入する作動油の流量よりも多い場合の作動油の流れを示している。図4は、第1実施形態において、第2油圧機器Cから排出された戻り油の量が、第1油圧ポンプP1が吸入する作動油の流量よりも少ない場合の作動油の流れを示している。図3、図4に示すように、第1油圧ポンプP1は、第2排出油路72から作動油を吸入する。第1油圧ポンプP1が作動油を吐出すると、当該作動油は、第1吐出油路40、第1供給油路40aを介して第1油圧機器Sに供給される。第1油圧機器Sに供給された作動油は、第1排出油路71を介して作動油タンクTに排出される。詳しくは、走行モータ51が駆動していない場合、チャージ油路53が循環油路52に供給する作動油(即ち、第1油圧ポンプP1が第1油圧機器Sに供給した作動油)は、第1油路71aから作動油タンクTに排出される。一方、走行モータ51が駆動している場合、チャージ油路53が循環油路52に供給する作動油は、第1油路71a及び第2油路71bから作動油タンクTに排出される。
また、第2油圧ポンプP2は、吸入油路35を介して作動油タンクTから作動油を吸入する。第2油圧ポンプP2が作動油を吐出すると、当該作動油は、第2吐出油路45を介して複数の制御弁60に供給される。複数の制御弁60に供給された作動油は、当該複数の制御弁60を通過して、第2排出油路72に流れる。
ここで、油圧シリンダCにおけるロッドc3と、ピストンc2との横断面(ロッドc3と直交する方向の断面)を考えると、横断面において、ピストンc2の断面積は、ロッドc3の断面積より大きい。つまり、シリンダチューブc1内のロッドc3が位置する油室(第2油室c1b)と、反対側の油室(第1油室c1a)とで、ロッドc3により断面積の大きさが異なることとなる。このため、油圧シリンダCが伸長時に第2給排ポートから排出する作動油の流量は、第1給排ポートに供給される作動油の流量よりも少なくなる。一方、油圧シリンダCが収縮時に第1給排ポートから排出する作動油の流量は、第2給排ポートに供給される作動油の流量よりも多くなる。
ここで、油圧シリンダCにおけるロッドc3と、ピストンc2との横断面(ロッドc3と直交する方向の断面)を考えると、横断面において、ピストンc2の断面積は、ロッドc3の断面積より大きい。つまり、シリンダチューブc1内のロッドc3が位置する油室(第2油室c1b)と、反対側の油室(第1油室c1a)とで、ロッドc3により断面積の大きさが異なることとなる。このため、油圧シリンダCが伸長時に第2給排ポートから排出する作動油の流量は、第1給排ポートに供給される作動油の流量よりも少なくなる。一方、油圧シリンダCが収縮時に第1給排ポートから排出する作動油の流量は、第2給排ポートに供給される作動油の流量よりも多くなる。
特に、油圧シリンダCがストロークエンドに達した際や、伸長を開始した際には、第1給排ポートから第1油室c1aに供給される作動油の流量に対して、第2油室c1bから第2給排ポートに排出される作動油の流量が少なくなる。つまり、油圧シリンダCが伸長する場合、第2排出油路72に排出される作動油の量(戻り油の量)が少なくなる。
このため、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの吐出流量を「F1」とし、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの吐出流量を「F2」とし、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量を「F3」とすると、油圧シリンダCが収縮又は駆動していない場合、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量F3は、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの吐出流量F2以上となる(F3≧F2)。ここで、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの作動油の吐出流量F2は、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの作動油の吐出流量F1以上であるため(F2≧F1)、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量F3が第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの吐出流量F1以上となる(F3≧F1)。したがって、図3に示すように、第2排出油路72を流れる作動油のうち、第1油圧ポンプP1が吸入した作動油の残りの作動油は、接続油路36を介して第2油圧ポンプP2によって吸入される。
このため、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの吐出流量を「F1」とし、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの吐出流量を「F2」とし、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量を「F3」とすると、油圧シリンダCが収縮又は駆動していない場合、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量F3は、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの吐出流量F2以上となる(F3≧F2)。ここで、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの作動油の吐出流量F2は、第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの作動油の吐出流量F1以上であるため(F2≧F1)、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量F3が第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの吐出流量F1以上となる(F3≧F1)。したがって、図3に示すように、第2排出油路72を流れる作動油のうち、第1油圧ポンプP1が吸入した作動油の残りの作動油は、接続油路36を介して第2油圧ポンプP2によって吸入される。
一方、油圧シリンダCが伸長し、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の
流量F3が、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの吐出流量F2より少なくなる場合がある(F3<F2)。このため、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量F3が第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの吐出流量F1未満となり(F3<F1)、第2排出油路72において負圧が発生する。そこで、本実施形態においては、作業機1の油圧システムは、第2排出油路72で発生する負圧により、第2排出油路72が接続油路36を介して吸入油路35から作動油を吸入することを抑制すべく、補充部75を備えている。
流量F3が、第2油圧ポンプP2の所定時間当たりの吐出流量F2より少なくなる場合がある(F3<F2)。このため、第2排出油路72を所定時間当たりに流れる作動油の流量F3が第1油圧ポンプP1の所定時間当たりの吐出流量F1未満となり(F3<F1)、第2排出油路72において負圧が発生する。そこで、本実施形態においては、作業機1の油圧システムは、第2排出油路72で発生する負圧により、第2排出油路72が接続油路36を介して吸入油路35から作動油を吸入することを抑制すべく、補充部75を備えている。
なお、第2排出油路72が接続油路36を介して吸入油路35から作動油を吸入した場合、接続油路36の作動油の流れが第2排出油路72から吸入油路35に向かう方向から、吸入油路35から第2排出油路72に向かう方向に急激に切り換わる(図3の状態から図4の状態に遷移する)。即ち、当該接続油路36の作動油の流れの切り換わり(変化)が生じるタイミングで、第1油圧ポンプP1が吸入する作動油が不足することとなり、第2排出油路72で負圧サージが発生する。斯かる場合、第1油圧ポンプP1は、安定して作動油を吐出できなくなる。
補充部75は、第2排出油路72に接続され、当該第2排出油路72に作動油を補充する。本実施形態において、補充部75は、第2排出油路72と作動油タンクTとを接続するバイパス油路76である。バイパス油路76は、第5油路72cの中途部から分岐して、吸入油路35の中途部に合流している。バイパス油路76の一端部は、第5油路72cに接続され、バイパス油路76の他端部は、吸入油路35に接続されている。好ましくは、バイパス油路76の他端部は、吸入油路35のうち、第2油圧ポンプP2と接続された管部材35aと並列に接続されるよう、吸入油路35に接続されるとよい。つまり、バイパス油路76の他端部は、吸入油路35のうち、管部材35aとサクションフィルタ34との間の油路35bに接続されていることが好ましい。このため、バイパス油路76は、接続油路36とは別に、第2排出油路72と作動油タンクTとを間接的に接続する。
なお、本実施形態において、バイパス油路76の一端部は、第5油路72cに接続されているが、バイパス油路76は、少なくとも第2排出油路72のうち、給排油路64を流れる作動油が合流する合流部よりも下流の部分に接続されていればよい。つまり、バイパス油路76の一端部は、第4油路72bに接続されていてもよく、その位置は、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の上流の部分、下流の部分であってもよく、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の間の部分であってもよい。
また、本実施形態において、バイパス油路76の他端部は、吸入油路35に接続されているが、バイパス油路76は、第2排出油路72と作動油タンクTとを接続できればよく、作動油タンクTと直接的に接続されていてもよい。
これにより、図4に示すように、油圧シリンダCが伸長して、第2排出油路72において負圧が発生しても、バイパス油路76は、第2排出油路72に作動油を補充し、第1油圧ポンプP1が接続油路36から作動油を吸入することで、接続油路36の作動油の流れが変更されることを抑制できる。つまり、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たし、第1油圧ポンプP1は、安定して作動油を吐出することができる。
これにより、図4に示すように、油圧シリンダCが伸長して、第2排出油路72において負圧が発生しても、バイパス油路76は、第2排出油路72に作動油を補充し、第1油圧ポンプP1が接続油路36から作動油を吸入することで、接続油路36の作動油の流れが変更されることを抑制できる。つまり、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たし、第1油圧ポンプP1は、安定して作動油を吐出することができる。
バイパス油路76の内径と他の油路の内径との関係を説明すると、バイパス油路76の内径は、接続油路36の内径及び第2排出油路72の内径よりも大きい。また、接続油路36の内径は、第2排出油路72の内径よりも小さい。つまり、バイパス油路76の内径を「p1」、接続油路36の内径を「p2」、第2排出油路72の内径を「p3」とすると、バイパス油路76の内径、接続油路36の内径、及び第2排出油路72の内径の関係は、「p1>p3>p2」となる。また、本実施形態において、バイパス油路76の内径は、吸入油路35の管部材35aの内径と同じである。このため、バイパス油路76での圧力損失を抑制することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力がより確実に第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。このため、第1油圧ポンプP1が吸入する作動油が不足することを回避でき、第2排出油路72の作動油の流速が上昇して、当該第2排出油路72の負圧が大きくなることを抑制することができる。これにより、第1油圧ポンプP1は、安定して作動油を吐出することができる。
上述した作業機1の油圧システムは、第1油圧ポンプP1と、第1油圧ポンプP1が吐出した作動油によって作動する第1油圧機器Sと、作動油を貯留する作動油タンクTと、第1油圧機器Sから排出された作動油を作動油タンクTに流す第1排出油路71と、吸入油路35を介して作動油タンクTと接続され且つ吸入油路35を介して作動油タンクTより作動油を吸入する第2油圧ポンプP2と、第2油圧ポンプP2が吐出した作動油によって作動し、且つ作動に応じて、第2油圧ポンプP2から供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器Cと、第1油圧ポンプP1の吸入ポートP1bに接続され、且つ第2油圧機器Cから排出された作動油を第1油圧ポンプP1に流す第2排出油路72と、第2排出油路72から分岐して、吸入油路35に接続された接続油路36と、第2排出油路72に接続され、当該第2排出油路72に作動油を補充する補充部75と、を備えている。
上記構成によれば、第2油圧機器Cから排出される作動油の流量が当該第2油圧機器Cに供給される作動油の流量に比べて少なくなった場合に、第2排出油路72で負圧が発生しても、第2排出油路72に作動油を補充できるため、第1油圧ポンプP1が接続油路36から作動油を吸入することを抑制することができる。つまり、接続油路36の作動油の流れが変更されることを抑制でき、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、第2油圧機器Cは、油圧シリンダであり、シリンダチューブc1と、シリンダチューブc1の内部に設けられたピストンc2と、ピストンc2に取り付けられたロッドc3と、を有している。
また、第2油圧機器Cは、油圧シリンダであり、シリンダチューブc1と、シリンダチューブc1の内部に設けられたピストンc2と、ピストンc2に取り付けられたロッドc3と、を有している。
上記構成によれば、シリンダチューブc1内のロッドc3が位置する油室(第2油室c1b)と、反対側の油室(第1油室c1a)とで、ロッドc3により断面積の大きさが異なることで、油圧シリンダCは、特にストロークエンドに達した際や、伸長を開始した際には、油圧シリンダCの伸長時に排出される作動油の流量が、供給される作動油の流量に比べて少なくなり、第2排出油路72に負圧が発生する場合があるが、第2排出油路72に作動油を補充することで、第1油圧ポンプP1が接続油路36を介して作動油を吸入することを抑制することができる。つまり、接続油路36の作動油の流れが変更されることを抑制でき、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、補充部75は、第2排出油路72と作動油タンクTとを接続するバイパス油路76である。
また、補充部75は、第2排出油路72と作動油タンクTとを接続するバイパス油路76である。
上記構成によれば、バイパス油路76を設けることで、比較的簡単且つ確実に、第2排出油路72に作動油を補充することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、バイパス油路76の内径は、接続油路36の内径及び第2排出油路72の内径よりも大きい。
上記構成によれば、バイパス油路76での圧力損失を抑制することができ、第1油圧ポンプP1が吸入する作動油が不足することをより確実に回避でき、第2排出油路72の作動油の流速が上昇して、当該第2排出油路72で負圧が大きくなることを抑制することができる。このため、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、バイパス油路76の内径は、接続油路36の内径及び第2排出油路72の内径よりも大きい。
上記構成によれば、バイパス油路76での圧力損失を抑制することができ、第1油圧ポンプP1が吸入する作動油が不足することをより確実に回避でき、第2排出油路72の作動油の流速が上昇して、当該第2排出油路72で負圧が大きくなることを抑制することができる。このため、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、第2排出油路72には、作動油を冷却するオイルクーラ73が設けられている。
上記構成によれば、オイルクーラ73で冷却した作動油を第1油圧ポンプP1に供給することで、当該冷却された作動油を優先的に第1油圧機器Sへ供給することができる。このため、第1油圧機器S内の作動油が比較的高温になる場合であっても、冷却された作動油を供給することで第1油圧機器Sを好適に作動させることができる。
上記構成によれば、オイルクーラ73で冷却した作動油を第1油圧ポンプP1に供給することで、当該冷却された作動油を優先的に第1油圧機器Sへ供給することができる。このため、第1油圧機器S内の作動油が比較的高温になる場合であっても、冷却された作動油を供給することで第1油圧機器Sを好適に作動させることができる。
また、作業機1の油圧システムは、原動機6を備え、第1油圧機器Sは、原動機6の動力によって作動する走行ポンプ50と、走行ポンプ50が吐出した作動油により回転可能な走行モータ51と、走行ポンプ50と走行モータ51とを接続する循環油路52と、第
1油圧ポンプP1が吐出した作動油を循環油路52に供給するチャージ油路53と、を有している。
1油圧ポンプP1が吐出した作動油を循環油路52に供給するチャージ油路53と、を有している。
上記構成によれば、第2排出油路72に作動油を補充できるため、油圧シリンダCの伸長時に排出される作動油の流量が供給される作動油の流量に比べて少なくなった場合に、走行モータ51を安定して駆動させることができる。
また、作業機1は、作業機1の油圧システムと、機体2と、機体2に設けられ、且つ第1油圧機器Sによって駆動して当該機体2に推進力を付与する走行装置5と、機体2に設けられ、且つ第2油圧機器Cによって駆動する作業装置4と、を備えている。
また、作業機1は、作業機1の油圧システムと、機体2と、機体2に設けられ、且つ第1油圧機器Sによって駆動して当該機体2に推進力を付与する走行装置5と、機体2に設けられ、且つ第2油圧機器Cによって駆動する作業装置4と、を備えている。
上記構成によれば、作業装置4を駆動させている場合、即ち第2油圧機器Cが作動して、第2排出油路72で負圧が発生しても、第1油圧ポンプP1が接続油路36から作動油を吸入することを抑制することができる。つまり、接続油路36の作動油の流れが変更されることを抑制でき、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。このため、作業装置4の駆動に関わらず、第1油圧ポンプP1に安定して作動油を供給することできるため、走行装置4を安定して駆動させることができる。
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態における作業機1の油圧システムのうち、走行系の油圧回路を示している。図6は、第2実施形態における作業機1の油圧システムのうち、作業系の油圧回路を示す図である。第2実施形態では、上述した実施形態と異なる構成について説明する。図5、図6に示すように、第2実施形態では、補充部75は、アキュムレータ77である。なお、第2実施形態においては、作業機1の油圧システムが補充部75としてバイパス油路76に代えてアキュムレータ77を備えている場合を例に説明するが、作業機1の油圧システムは、補充部75として、バイパス油路76及びアキュムレータ77を備えていてもよい。アキュムレータ77は、第2排出油路72に接続されており、作動油を蓄圧し、蓄圧した作動油を第2排出油路72に供給する。このため、アキュムレータ77は、油圧シリンダCの第2油室c1bの圧力変動を吸収する蓄圧装置である。
図5は、第2実施形態における作業機1の油圧システムのうち、走行系の油圧回路を示している。図6は、第2実施形態における作業機1の油圧システムのうち、作業系の油圧回路を示す図である。第2実施形態では、上述した実施形態と異なる構成について説明する。図5、図6に示すように、第2実施形態では、補充部75は、アキュムレータ77である。なお、第2実施形態においては、作業機1の油圧システムが補充部75としてバイパス油路76に代えてアキュムレータ77を備えている場合を例に説明するが、作業機1の油圧システムは、補充部75として、バイパス油路76及びアキュムレータ77を備えていてもよい。アキュムレータ77は、第2排出油路72に接続されており、作動油を蓄圧し、蓄圧した作動油を第2排出油路72に供給する。このため、アキュムレータ77は、油圧シリンダCの第2油室c1bの圧力変動を吸収する蓄圧装置である。
アキュムレータ77は、第5油路72cのうち接続油路36が接続されている接続部36aよりも上流の部分に接続されている。なお、本実施形態において、アキュムレータ77は、第5油路72cに接続されているが、アキュムレータ77は、少なくとも第2排出油路72のうち、給排油路64を流れる作動油が合流する合流部よりも下流の部分に接続されていればよい。つまり、アキュムレータ77は、第4油路72bに接続されていてもよく、その位置は、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の上流の部分、下流の部分であってもよく、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の間の部分であってもよい。
これにより、油圧シリンダCが伸長して、第2排出油路72において負圧が発生する場合、アキュムレータ77は、第2排出油路72に作動油を補充し、第1油圧ポンプP1が接続油路36から作動油を吸入することを抑制することができる。つまり、第2油圧ポンプP2が吸入する作動油が不足することを抑制でき、当該第2油圧ポンプP2は安定して作動油を吐出することができる。
上述した補充部75は、作動油を蓄圧し、蓄圧した作動油を第2排出油路72に供給するアキュムレータ77である。
上記構成によれば、アキュムレータ77を設けることで、比較的簡単且つ確実に、第2排出油路72に作動油を補充することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
上述した補充部75は、作動油を蓄圧し、蓄圧した作動油を第2排出油路72に供給するアキュムレータ77である。
上記構成によれば、アキュムレータ77を設けることで、比較的簡単且つ確実に、第2排出油路72に作動油を補充することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
[第3実施形態]
図7は、第3実施形態における作業機1の油圧システムのうち、作業系の油圧回路を示す図である。第3実施形態では、上述した実施形態と異なる構成について説明する。図7に示すように、第3実施形態では、補充部75は、予備タンク78である。なお、第3実施形態においては、バイパス油路76及びアキュムレータ77に代えて、作業機1の油圧システムが補充部75として予備タンク78を備えている場合を例に説明するが、作業機
1の油圧システムは、補充部75として、予備タンク78と、バイパス油路76及びアキュムレータ77の少なくともいずれか一方と、を備えていてもよい。
図7は、第3実施形態における作業機1の油圧システムのうち、作業系の油圧回路を示す図である。第3実施形態では、上述した実施形態と異なる構成について説明する。図7に示すように、第3実施形態では、補充部75は、予備タンク78である。なお、第3実施形態においては、バイパス油路76及びアキュムレータ77に代えて、作業機1の油圧システムが補充部75として予備タンク78を備えている場合を例に説明するが、作業機
1の油圧システムは、補充部75として、予備タンク78と、バイパス油路76及びアキュムレータ77の少なくともいずれか一方と、を備えていてもよい。
予備タンク78は、作動油タンクTとは別に作動油を貯留し、貯留している作動油を第2排出油路72に供給する。予備タンク78は、第2排出油路72に接続されている。また、予備タンク78は、当該予備タンク78の内部と外部とを連通するブリーザ(ブレザー)79が設けられている。
予備タンク78は、第5油路72cのうち接続油路36が接続されている接続部36aよりも上流の部分に接続されている。なお、本実施形態において、予備タンク78は、第5油路72cに接続されているが、予備タンク78は、少なくとも第2排出油路72のうち、給排油路64を流れる作動油が合流する合流部よりも下流の部分に接続されていればよい。つまり、予備タンク78は、第4油路72bに接続されていてもよく、その位置は、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の上流の部分、下流の部分であってもよく、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の間の部分であってもよい。
予備タンク78は、第5油路72cのうち接続油路36が接続されている接続部36aよりも上流の部分に接続されている。なお、本実施形態において、予備タンク78は、第5油路72cに接続されているが、予備タンク78は、少なくとも第2排出油路72のうち、給排油路64を流れる作動油が合流する合流部よりも下流の部分に接続されていればよい。つまり、予備タンク78は、第4油路72bに接続されていてもよく、その位置は、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の上流の部分、下流の部分であってもよく、オイルクーラ73及びリターンフィルタ74の間の部分であってもよい。
これにより、油圧シリンダCが伸長して、第2排出油路72において負圧が発生する場合、予備タンク78は、第2排出油路72に作動油を補充し、第1油圧ポンプP1が接続油路36から作動油を吸入することを抑制することができる。つまり、第2油圧ポンプP2が吸入する作動油が不足することを抑制でき、当該第2油圧ポンプP2は安定して作動油を吐出することができる。
上述した補充部75は、作動油タンクTとは別に作動油を貯留し、貯留している作動油を第2排出油路72に供給する予備タンク78である。
上述した補充部75は、作動油タンクTとは別に作動油を貯留し、貯留している作動油を第2排出油路72に供給する予備タンク78である。
上記構成によれば、予備タンク78を設けることで、比較的簡単且つ確実に、第2排出油路72に作動油を補充することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、予備タンク78は、当該予備タンク78の内部と外部とを連通するブリーザ79が設けられている。
上記構成によれば、第2排出油路72に負圧が発生しても、より確実に予備タンク78から第2排出油路72へ作動油を補充できるため、第2排出油路72に作動油を補充することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
また、予備タンク78は、当該予備タンク78の内部と外部とを連通するブリーザ79が設けられている。
上記構成によれば、第2排出油路72に負圧が発生しても、より確実に予備タンク78から第2排出油路72へ作動油を補充できるため、第2排出油路72に作動油を補充することができ、第2排出油路72を流れる作動油の圧力が第1油圧ポンプP1の許容負圧値を満たすことができる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 作業機
2 機体
3 キャビン
4 作業装置
5 走行装置
6 原動機
35 吸入油路
36 接続油路
50 走行ポンプ
51 走行モータ
52 循環油路
53 チャージ油路
71 第1排出油路
72 第2排出油路
75 補充部
76 バイパス油路
77 アキュムレータ
78 予備タンク
79 ブリーザ
C 第2油圧機器(油圧シリンダ)
c1 シリンダチューブ(筒体)
c2 ピストン
c3 ロッド
P1 第1油圧ポンプ
P1b 吸入ポート(第2ポート)
P2 第2油圧ポンプ
S 第1油圧機器
T 作動油タンク
2 機体
3 キャビン
4 作業装置
5 走行装置
6 原動機
35 吸入油路
36 接続油路
50 走行ポンプ
51 走行モータ
52 循環油路
53 チャージ油路
71 第1排出油路
72 第2排出油路
75 補充部
76 バイパス油路
77 アキュムレータ
78 予備タンク
79 ブリーザ
C 第2油圧機器(油圧シリンダ)
c1 シリンダチューブ(筒体)
c2 ピストン
c3 ロッド
P1 第1油圧ポンプ
P1b 吸入ポート(第2ポート)
P2 第2油圧ポンプ
S 第1油圧機器
T 作動油タンク
Claims (10)
- 第1油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプが吐出した作動油によって作動する第1油圧機器と、
作動油を貯留する作動油タンクと、
前記第1油圧機器から排出された作動油を前記作動油タンクに流す第1排出油路と、
吸入油路を介して前記作動油タンクと接続され且つ前記吸入油路を介して前記作動油タンクより作動油を吸入する第2油圧ポンプと、
前記第2油圧ポンプが吐出した作動油によって作動し、且つ当該作動に応じて、前記第2油圧ポンプから供給された作動油の流量と、排出する作動油の流量と、の偏差が変動する第2油圧機器と、
前記第1油圧ポンプの吸入ポートに接続され、且つ前記第2油圧機器から排出された作動油を前記第1油圧ポンプに流す第2排出油路と、
前記第2排出油路から分岐して、前記吸入油路に接続された接続油路と、
前記第2排出油路に接続され、当該第2排出油路に作動油を補充する補充部と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 前記第2油圧機器は、油圧シリンダであり、
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部に設けられたピストンと、
前記ピストンに取り付けられたロッドと、
を有している請求項1に記載の作業機の油圧システム。 - 前記補充部は、前記第2排出油路と前記作動油タンクとを接続するバイパス油路である請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。
- 前記バイパス油路の内径は、前記接続油路の内径及び前記第2排出油路の内径よりも大きい請求項3に記載の作業機の油圧システム。
- 前記補充部は、作動油を蓄圧し、蓄圧した作動油を前記第2排出油路に供給するアキュムレータである請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。
- 前記補充部は、前記作動油タンクとは別に作動油を貯留し、貯留している作動油を前記第2排出油路に供給する予備タンクである請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。
- 前記予備タンクは、当該予備タンクの内部と外部とを連通するブリーザが設けられている請求項6に記載の作業機の油圧システム。
- 前記第2排出油路には、作動油を冷却するオイルクーラが設けられている請求項1~7のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。
- 原動機を備え、
前記第1油圧機器は、
前記原動機の動力によって作動する走行ポンプと、
前記走行ポンプが吐出した作動油により回転可能な走行モータと、
前記走行ポンプと前記走行モータとを接続する循環油路と、
前記第1油圧ポンプが吐出した作動油を前記循環油路に供給するチャージ油路と、
を有している請求項1~8のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の作業機の油圧システムと、
機体と、
前記機体に設けられ、且つ前記第1油圧機器によって駆動して当該機体に推進力を付与する走行装置と、
前記機体に設けられ、且つ前記第2油圧機器によって駆動する作業装置と、
を備えている作業機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022046982A JP2023140914A (ja) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 作業機の油圧システム、及び作業機 |
US18/122,847 US11905684B2 (en) | 2022-03-23 | 2023-03-17 | Hydraulic system for working machine, and working machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022046982A JP2023140914A (ja) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 作業機の油圧システム、及び作業機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023140914A true JP2023140914A (ja) | 2023-10-05 |
Family
ID=88206514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022046982A Pending JP2023140914A (ja) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 作業機の油圧システム、及び作業機 |
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Country | Link |
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US (1) | US11905684B2 (ja) |
JP (1) | JP2023140914A (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6690858B2 (ja) | 2016-12-14 | 2020-04-28 | 株式会社クボタ | 作業機の油圧システム |
-
2022
- 2022-03-23 JP JP2022046982A patent/JP2023140914A/ja active Pending
-
2023
- 2023-03-17 US US18/122,847 patent/US11905684B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230323636A1 (en) | 2023-10-12 |
US11905684B2 (en) | 2024-02-20 |
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