JP6869829B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents

Description

本発明は、バックホー等の作業機の油圧システムに関するものである。

従来、ブーム、アーム、バケット等の油圧アタッチメントを備えた作業機として、特許文献１に開示された技術が知られている。
特許文献１に開示された作業機は、ブームシリンダ、バケットシリンダ、左走行モータが属する第１回路と、アームシリンダ、右走行モータが属する第２回路と、旋回モータが属する第３回路と、第１回路の油圧源としての第１ポンプと、第２回路の油圧源としての第２ポンプと、第３回路の油圧源としての第３ポンプとを有しており、ブーム／バケット／アーム複合操作時には、第１ポンプ油をバケットシリンダに、第２ポンプ油をアームシリンダに、第３ポンプ油をブームシリンダに供給する。

特開２０１６−１３３２０６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、旋回モータを作動させずにブーム上げ単独操作を行った場合にも第３ポンプ油を第１ポンプ油と合流させてブームシリンダに供給している。このため、ブーム上げ動作に応じて第３ポンプの負荷増加が頻繁に発生するので、ヒートバランスや燃費性能に悪影響を及ぼす場合がある。また、ポンプの馬力制御を行っている場合には、ポンプ吐出量が減少し、ブームの上げ速度が低下する場合がある。

そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、油圧アクチュエータを素早く作動させることができ、且つポンプの負荷増加を抑制することができる作業機の油圧システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る作業機の油圧システムは、作動油によって作動する第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータに作動油を供給する第１ポンプと、前記第２油圧アクチュエータに作動油を供給する第２ポンプと、前記第２ポンプから前記第２油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する第２制御弁と、前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する主制御弁と、前記第２ポンプから前記第２制御弁及び前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する従制御弁とを有する第１制御弁と、前記主制御弁と前記第１ポンプとを接続する第１吐出油路と、前記第１油圧アクチュエータと前記主制御弁とを接続する主油路と、前記従制御弁及び前記第２制御弁と、前記第２ポンプとを接続する第３吐出油路と、前記従制御弁と前記主油路とを接続する分岐油路と、を備え、前記第３吐出油路は、前記第２ポンプと前記従制御弁とを接続する入側油路と、前記従制御弁と前記第２制御弁とを接続する出側油路とを含み、前記従制御弁は、前記第３吐出油路と前記分岐油路とを連通させる第１位置と、前記第３吐出油路と分岐油路とを連通させない第２位置とに切り換え可能であり、且つ前記第１油圧アクチュエータを作動させるときに前記第１位置に切り換えられ、前記第１油圧アクチュエータを作動させないときに前記第２位置に切り換えられ、且つ前記第１位置であるときに前記入側油路と前記出側油路を連通し、前記第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの両方を作動させる場合には、前記従制御弁が前記第１位置に切り換えられることで前記第２ポンプから前記第３吐出油路に流れた作動油が前記分岐油路から前記主油路に供給されて前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流し、前記第１油圧アクチュエータを作動させない場合には、前記従制御弁が前記第２位置に切り換えられることで前記第２ポンプから第３吐出油路に流れた作動油が、前記分岐油路から前記主油路に供給されないことによって前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流せず、前記第１油圧アクチュエータを作動させ、且つ前記第２油圧アクチュエータを作動させない場合には、前記従制御弁が前記第１位置に切り換えられるが、前記第２ポンプから入側油路に流れた作動油が、前記従制御弁から前記出側油路に供給されて前記主油路に供給されないことによって前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流しない。

上記構成によれば、第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの両方を作動させる場合に第２ポンプからの作動油を第１ポンプから第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させることで、第１油圧アクチュエータを素早く動作させることができる。また、第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの少なくとも一方を作動させない場合には、第２ポンプからの作動油を第１油圧アクチュエータに供給しないので、第２ポンプの負荷が不必要に増大することを防止し、ヒートバランス及び燃費を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる作業機１の油圧システムを示す図である。 作業機１の油圧システムに備えられる従制御弁の詳細図である。 作業機１の全体側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図３は、作業機１の全体構成を示す概略側面図である。本実施形態では、作業機１としてバックホーが例示されている。なお、作業機１は、フロントローダ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等であってもよい。
先ず、作業機１の全体構成を説明する。

図３に示すように、作業機１は、機体（旋回台）２と、第１走行装置３Ｒ、第２走行装置３Ｌと、作業装置４とを備えている。機体２上にはキャビン５が搭載されている。キャビン５の室内には、運転者（オペレータ）が着座する運転席（座席）６が設けられている。
本実施形態においては、作業機１の運転席６に着座した運転者の前側（図３の矢印Ａ１方向）を前方、運転者の後側（図３の矢印Ａ２方向）を後方、運転者の左側（図３の手前側）を左方、運転者の右側（図３奥側）を右方として説明する。また、前後方向Ｋ１に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。

図３に示すように、第１走行装置３Ｒは機体２に対して右側に設けられ、第２走行装置３Ｌは機体２に対して左側に設けられている。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌは、本実施形態では、クローラ式の走行機構（クローラ式走行装置）である。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌは、走行油圧アクチュエータである走行モータＭＲ，ＭＬによって駆動される。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌの前部には、ドーザ装置７が装着されている。

機体２は、走行フレーム上に旋回ベアリング８を介して縦軸（上下の方向に延伸する軸心）回りに旋回可能に支持されている。機体２は、油圧モータ（油圧アクチュエータ）からなる旋回モータＭＴによって旋回駆動される。機体２は、縦軸回りに旋回する基板（以下、旋回基板という）９と、ウエイト１０とを有している。旋回基板９は、鋼板等から形成されており、旋回ベアリング８に連結されている。ウエイト１０は、機体２の後部に設けられている。機体２の後部には、原動機Ｅ１が搭載されている。原動機Ｅ１は、エンジンである。なお、原動機Ｅ１は、電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。

機体２は、機体幅方向の中央のやや右寄りの前部に支持ブラケット１３を有している。支持ブラケット１３には、スイングブラケット１４が、縦軸回りに揺動可能に取り付けられている。スイングブラケット１４には、作業装置４が取り付けられている。
作業装置４は、ブーム１５と、アーム１６と、バケット（作業具）１７とを有している。ブーム１５の基部は、スイングブラケット１４に横軸（機体幅方向に延伸する軸心）回りに回動可能に枢着されている。これによって、ブーム１５が上下に揺動可能とされている。アーム１６は、ブーム１５の先端側に横軸回りに回動可能に枢着されている。これによって、アーム１６が前後或いは上下に揺動可能とされている。バケット１７は、アーム１６の先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。作業機１は、バケット１７に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具（予備アタッチメント）を装着することが可能である。他の作業具（予備アタッチメント）としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、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、スノウブロア等が例示できる。

図１及び図３に示すように、第１走行装置３Ｒは、走行モータＭＲにより走行作動が可能である。第２走行装置３Ｌは、走行モータＭＬにより走行作動が可能である。ドーザ装置７は、機体２に支持されたドーザシリンダＣ４の伸縮によって昇降又はチルト等の作動が可能である。旋回基板９は、機体２内に設けられた旋回モータＭＴにより旋回作動が可能である。スイングブラケット１４は、機体２内に備えられたスイングシリンダＣ５の伸縮によって揺動可能である。ブーム１５は、ブームシリンダＣ２の伸縮によって揺動可能である。アーム１６は、アームシリンダＣ３の伸縮によって揺動可能である。バケット１７は、バケットシリンダ（作業具シリンダ）Ｃ１の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作可能である。

走行モータＭＲ及び走行モータＭＬなどの走行系の油圧アクチュエータは、油圧モータにより構成されている。バケットシリンダＣ１、ブームシリンダＣ２、アームシリンダＣ３、ドーザシリンダＣ４などの作業系の油圧アクチュエータは、油圧シリンダで構成されている。また、旋回モータＭＴなどの作業系の油圧アクチュエータは、油圧モータにより構成されている。

図１は、作業機１の油圧システムを示している。作業機１の油圧システムは、第１油圧ポンプ（第１ポンプ）Ｐ１と、第２油圧ポンプＰ２と、第３油圧ポンプ（第２ポンプ）Ｐ３とを備えている。
第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２は、可変容量型の油圧ポンプ（可変容量ポンプ）である。第３油圧ポンプＰ３は、定容量型の油圧ポンプ（定容量ポンプ）である。第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２及び第３油圧ポンプＰ３は、エンジンＥ１の動力によって駆動して、作動油タンクＴに貯留された作動油を吐出する。なお、作業機１の油圧システムは、制御用、信号用等の作動油（パイロット油）を吐出する第４油圧ポンプを有している。

この実施形態では、第１油圧ポンプＰ１は、バケットシリンダＣ１、ブームシリンダＣ２、走行モータＭＲに作動油を供給する。第２油圧ポンプＰ２は、主に、走行モータＭＬ、アームシリンダＣ３、予備アタッチメントを作動させる油圧アクチュエータである第１予備油圧アクチュエータＣ８に作動油を供給する。第３油圧ポンプＰ３は、主に、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、旋回モータＭＴ、予備アタッチメントを作動させる油圧アクチュエータである第２予備油圧アクチュエータＣ９に作動油を供給する。

また、この実施形態では、作業機１の油圧システムは、３つの油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２、第３油圧ポンプＰ３）を備えているが、台数は限定されない。
作業機１の油圧システムは、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１１を備えている。複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１１は、それぞれ油圧アクチュエータ（作業系油圧アクチュエータ、走行系油圧アクチュエータ）に供給する作動油の流量を制御する弁である。

複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１１は、第４油圧ポンプＰ４から供給されたパイロット油によって、スプールの位置が切り換わる切換弁である。例えば、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１１には、操縦装置の操縦に応じて開度が変化する操作弁（リモコン弁）を介してパイロット油が供給され、当該制御弁Ｖ１〜Ｖ１１は、パイロット油の圧力（パイロット圧）によって切り換わる。なお、制御弁Ｖ１〜Ｖ１１は、パイロット圧によって切り換わる構成に限らず、例えば、操縦装置に対する操作量の検出結果に基づいて電気的に操作される電磁弁等であってもよい。

複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、バケットシリンダＣ１を制御するバケット制御弁Ｖ１、ブームシリンダＣ２を制御するブーム制御弁Ｖ２、アームシリンダＣ３を制御するアーム制御弁Ｖ３、ドーザシリンダＣ４を制御するドーザ制御弁Ｖ４、スイングシリンダＣ５を制御するスイング制御弁Ｖ５、走行モータＭＲを制御する右走行制御弁Ｖ６、走行モータＭＬを制御する左走行制御弁Ｖ７、第１予備油圧アクチュエータＣ８を制御する第１予備制御弁Ｖ８、第２予備油圧アクチュエータＣ９を制御する第２予備制御弁Ｖ９、旋回モータＭＴを制御する旋回制御弁Ｖ１０を有している。

バケット制御弁Ｖ１、ブーム制御弁Ｖ２及び右走行制御弁Ｖ６は、第１油圧ポンプＰ１に接続された第１吐出油路３１が接続されている。左走行制御弁Ｖ７、アーム制御弁Ｖ３及び第１予備制御弁Ｖ８は、第２油圧ポンプＰ２に接続された第２吐出油路３２が接続されている。ドーザ制御弁Ｖ４、スイング制御弁Ｖ５、旋回制御弁Ｖ１０及び第２予備制御弁Ｖ９は、第３油圧ポンプＰ３に接続された第３吐出油路３３が接続されている。

以降、説明の便宜上、バケット制御弁Ｖ１、ブーム制御弁Ｖ２及び右走行制御弁Ｖ６のブロックを第１ブロックＢ１、左走行制御弁Ｖ７、アーム制御弁Ｖ３及び第１予備制御弁Ｖ８のブロックを第２ブロックＢ２、ドーザ制御弁Ｖ４、スイング制御弁Ｖ５、旋回制御弁Ｖ１０及び第２予備制御弁Ｖ９のブロックを第３ブロックＢ３という。
第２ブロックＢ２と第３ブロックＢ３との間には、連通弁Ｖ１１が設けられている。連通弁Ｖ１１は、第１位置１１ａと、第２位置１１ｂと、第３位置１１ｃとに切り換わる３位置切換弁である。

連通弁Ｖ１１が第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂである場合、当該連通弁Ｖ１１は、第２吐出油路３２と第３吐出油路３３とを接続（連通）する。ここで、連通弁Ｖ１１が第１位置１１ａである場合、第３油圧ポンプＰ３から吐出した作動油は、連通弁Ｖ１１及び排出油路３４を通って作動油タンクＴに排出され、第３ブロックＢ３の第３吐出油路３３において、ドーザ制御弁Ｖ４から第２予備制御弁Ｖ９における区間３３ａには作動油の圧力が立たない（作動油が供給されない）状態となる。なお、連通弁Ｖ１１と第２吐出油路３２とを接続する油路３６には、逆止弁３７が設けられているため、逆止弁３７によって第２吐出油路３２から第３吐出油路３３（３３ａ）には作動油が供給されない状態である。

連通弁Ｖ１１が第２位置１１ｂである場合、第３油圧ポンプＰ３から吐出した作動油は、連通弁Ｖ１１に遮断され、第３ブロックＢ３の第３吐出油路３３において、リリーフ弁３５によって、第２予備制御弁Ｖ９からリリーフ弁３５に至る区間３３ｂには作動油の圧力が立つ状態となり、区間３３ａに作動油が供給される状態となる。連通弁Ｖ１１が第３位置１１ｃである場合、連通弁Ｖ１１は、第２吐出油路３２と第３吐出油路３３との連通を遮断する。

さて、ブームシリンダＣ２を制御するブーム制御弁（第１制御弁）Ｖ２は、第１ブロックＢ１に設けられた主制御弁Ｖ２１と、第３ブロックＢ３に設けられた従制御弁Ｖ２２とを含んでいる。ブームシリンダＣ２と主制御弁Ｖ２１とは主油路４１で接続されている。ブームシリンダＣ２のボトム側は主油路４１と分岐油路４２とに接続されており、分岐油路４２は従制御弁Ｖ２２に接続されている。分岐油路４２には、従制御弁Ｖ２２から主制御弁Ｖ２１への作動油の供給を許容し且つ主制御弁Ｖ２１から従制御弁Ｖ２２への作動油の供給を阻止する第１逆止弁４３が設けられている。

主制御弁Ｖ２１は、第１位置４０ｂ、第２位置４０ａ、第３位置（中立位置）４０ｃに切り換え可能な３位置切換弁である。主制御弁Ｖ２１は、パイロット圧が作用する主受圧部４４ａ，４４ｂを有している。主制御弁Ｖ２１の主受圧部４４ｂにパイロット圧が作用すると、主制御弁Ｖ２１が第１位置４０ｂに切り換わり、第１吐出油路３１の作動油が主制御弁Ｖ２１及び主油路４１を通って、ブームシリンダＣ２のボトム側に供給され、ブームシリンダＣ２は伸長し、ブーム１５は上昇する（上がる）。主制御弁Ｖ２１の主受圧部４４ａにパイロット圧が作用すると、主制御弁Ｖ２１が第２位置４０ａに切り換わり、第１吐出油路３１の作動油が主制御弁Ｖ２１及び主油路４１を通って、ブームシリンダＣ２のロッド側に供給され、ブームシリンダＣ２は収縮し、ブーム１５は下降する（下がる）。なお、主受圧部４４ａ、４４ｂには、運転席６の近傍に設けられた操縦装置を操作することによって、第４油圧ポンプＰ４からの作動油（パイロット油）が作用する。

従制御弁Ｖ２２には、第３吐出油路３３（区間３３ｂ）から分岐した供給油路５５が接続されている。供給油路５５には、区間３３ｂ側から従制御弁Ｖ２２に向けて作動油が流れるのを許容し且つ従制御弁Ｖ２２側から区間３３ｂに作動油が流れるのを阻止する第２逆止弁５６が設けられている。なお、第３ブロックＢ３において、従制御弁Ｖ２２以外の第２制御弁（ドーザ制御弁Ｖ４、スイング制御弁Ｖ５、旋回制御弁Ｖ１０及び第２予備制御弁Ｖ９）にも、区間３３ｂから分岐した供給油路５７が接続されていて、第３ブロックＢ３は少なくとも２か所から作動油が供給されるパラレル回路となっている。各供給油路５７には、第３逆止弁５８が接続されている。第３逆止弁５８は、第２ポンプ側から第２制御弁に作動油が流れるのを許容し且つ第２制御弁側から第２ポンプ側に作動油が流れるのを阻止する。

従制御弁Ｖ２２は、第１位置５０ａ、第２位置５０ｂに切り換え可能な２位置切換弁である。従制御弁Ｖ２２は、パイロット圧が作用する従受圧部５１を有している。従制御弁Ｖ２２の従受圧部５１にパイロット圧が作用すると、従制御弁Ｖ２２が第１位置５０ａに切り換わり、第３吐出油路３３（供給油路５５ｂ）の作動油が従制御弁Ｖ２２及び分岐油路４２を通って、ブームシリンダＣ２のボトム側に供給される。これにより、ブームシリンダＣ２のボトム側には、主制御弁Ｖ２１からの作動油だけでなく従制御弁Ｖ２２からの作動油が加わるため、ブーム１５の上昇の速度は増加する。

一方、従制御弁Ｖ２２の従受圧部５１にパイロット圧が作用しなくなると、従制御弁Ｖ２２が第２位置５０ｂに切り換わり、第３吐出油路３３（供給油路５５ｂ）の作動油は、分岐油路４２に供給されず、第３油圧ポンプＰ３からブームシリンダＣ２への作動油の供給が停止する。なお、従制御弁Ｖ２２の従受圧部５１には、主制御弁Ｖ２１の主受圧部４４ｂに接続される油路（パイロット油路）５２が接続される。これにより、従制御弁Ｖ２２の従受圧部５１には、ブーム１５の上昇操作に伴ってパイロット圧が作用する。

このように、従制御弁Ｖ２２は、ブームシリンダＣ２（第１油圧アクチュエータ）の上げ操作の時に分岐油路４２に作動油を供給するため、簡単な構成でブーム１５の上昇速度を増加することができる。
主制御弁Ｖ２１は、ブームシリンダＣ２を作動させる際にパイロット圧が作用する主受圧部４４ｂを有し、従制御弁Ｖ２２は、主受圧部４４ｂに作用したパイロット圧が作用する従受圧部５１を有している。そのため、ブームシリンダＣ２の上昇などの作動に伴って、素早く従制御弁Ｖ２２を切り換えることができ、スムーズにブーム１５を上昇させると共に上昇時の速度を増加させることができる。

従制御弁Ｖ２２は、分岐油路４２へ作動油を供給する第１位置５０ａと、分岐油路４２への作動油の供給を停止する第２位置５０ｂとに切り換え可能であり、従受圧部Ｖ２２にパイロット圧が作用した場合に第１位置５０ａに切り換わる。これによれば、従制御弁Ｖ２２を第１位置５０ａと第２位置５０ｂとに切り換わる切換弁に構成することにより、分岐油路４２への作動油の供給と、分岐油路４２への作動油の供給の停止とを素早く行うことができる。

さて、上述した実施形態では、ブーム１５の上昇操作時に従制御弁Ｖ２２からブームシリンダＣ２に作動油を供給していたが、第３ブロックＢ３における従制御弁Ｖ２２とは異なる制御弁、即ち、ブームシリンダＣ２（第１油圧アクチュエータ）とは異なる第２油圧アクチュエータが作動し、且つブーム１５の上昇操作が行われた場合に、従制御弁Ｖ２２からブームシリンダＣ２に作動油を供給してもよい。この実施形態では、旋回モータＭ１（第２油圧アクチュエータ）、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９の少なくとも１つが作動し、且つブーム１５の上昇操作が行われた場合に、従制御弁Ｖ２２からブームシリンダＣ２に作動油を供給する。なお、旋回モータＭ１、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９のうちの所定の１または２のアクチュエータが作動し、且つブーム１５の上昇操作が行われた場合に、従制御弁Ｖ２２がブームシリンダＣ２に作動油を供給するようにしてもよい。

図２は、従制御弁Ｖ２２の詳細を示している。従制御弁Ｖ２２の構造は、図２に示した構造に限定されない。
図２に示すように、従制御弁Ｖ２２は、第１入力ポート６１、第２入力ポート６２、第３入力ポート６３、第１出力ポート７１、第２出力ポート７２、第３出力ポート７３を有している。第１入力ポート６１には、区間３３ａの入側油路３３ａ１が接続されている。第２入力ポート６２には、供給油路５５ｂが接続されている。第３入力ポート６３には、排出油路３４が接続されている。第１出力ポート７１には、区間３３ａの出側油路３３ａ２が接続されている。第２出力ポート７２は、作動油が流れないようになっていて、プラグ等の閉鎖部材が接続されている。第３出力ポート７３には、分岐油路４２が接続されている。

従制御弁Ｖ２２が第１位置５０ａである場合、第１入力ポート６１と第１出力ポート７１とが内部油路８１を介して連通する。また、従制御弁Ｖ２２が第１位置５０ａである場合、第２入力ポート６２と第３出力ポート７３とが内部油路８２を介して連通する。なお、従制御弁Ｖ２２が第１位置５０ａである場合、第３入力ポート６３と第２出力ポート７２との間は閉鎖される。スプールにおける内部油路８１と内部油路８２の面積が異なるため（内部油路８１の面積>>内部油路８２の面積）、差圧が発生する。

ここで、従制御弁Ｖ２２が第１位置５０ａで且つ従制御弁Ｖ２２の下流側に配置された旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、およびスイングシリンダＣ５がいずれも作動していない場合、出側油路３３ａ２側（第１出力ポート７１）に殆ど圧が立たないために、入側油路３３ａ１の作動油は抵抗なく出側油路３３ａ２に流れる。つまり、第３吐出油路３３の油路３３ａの作動油は、内部油路８１を通って下流側に流れ易いことから、供給油路５５と分岐油路４２が連通したとしても、油路３３ｂの作動油が供給油路５５及び内部油路８２を介して分岐油路４２に流れない。即ち、旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９がいずれも作動していない場合にブーム１５の上昇操作を行ったとしても、第３油圧ポンプＰ３からの作動油はブームシリンダＣ２のボトム側に供給されない。

一方、従制御弁Ｖ２２が第１位置５０ａで且つ従制御弁Ｖ２２に直列に配置された旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９のうちの少なくとも１つが作動している状態でブーム１５の上昇操作を行った場合、第３油圧ポンプＰ３からの作動油は出側油路３３ａ２側（第１出力ポート７１）を介して、旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、あるいはスイングシリンダＣ５、あるいは第２予備油圧アクチュエータＣ９に供給される。これにより、出側油路３３ａ２側（第１出力ポート７１）に圧力が立ち、入側油路３３ａ１における作動油の圧力が高くなることから、第３吐出油路３３の油路３３ｂの作動油は供給油路５５に流れ、当該供給油路５５に入った作動油は、内部油路８２を介して分岐油路４２に流れる。つまり、主制御弁Ｖ２１（ブームシリンダＣ２）をブーム１５が上昇する方向に作動させ、且つ、旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、およびスイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９のうちの少なくとも１つを作動させた場合は、従制御弁Ｖ２２は、分岐油路４２を介してブームシリンダＣ２のボトム側に作動油を供給する。

なお、従制御弁Ｖ２２が第２位置５０ａである場合、第１入力ポート６１と第１出力ポート７１とが内部油路８１を介して連通する。また、従制御弁Ｖ２２が第２位置５０ｂである場合、第２入力ポート６２と第２出力ポート７２との間、および第３入力ポート６３と第３出力ポート７３との間は閉鎖される。この場合は、従制御弁Ｖ２２から下流側に作動油を供給することができる。パラレル回路であるため、どちらの場合も下流側に作動油を供給できる。

上述した実施形態によれば、従制御弁Ｖ２２は、旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、およびスイングシリンダＣ５の、および第２予備油圧アクチュエータＣ９うちの少なくとも１つが作動し且つブームシリンダＣ２が上げ操作された際に分岐油路４２に作動油を供給する。そのため、作業機１において旋回動作、ドーザ動作、あるいはスイング動作のいずれか１つ以上とブーム１５の上げ動作とを同時に操作した際に、ブーム１５の上げ動作を早めることができる。

例えば、旋回動作とブーム１５の上げ動作とを同時に操作した場合において、旋回始動時の作動油の圧力がブーム１５の上昇時より高圧になるため、第３油圧ポンプＰ３からの作動油が、従制御弁Ｖ２２及び分岐油路４２に介して、ブームシリンダＣ２に合流することになる。これにより、旋回始動時にはブーム上げ動作を素早く行えるので、掘削した土砂をトラック等の運搬車に積み込む作業などをスムーズに行うことができる。なお、旋回速度が一定となった場合は、旋回側の作動油の圧力がブーム１５側の作業油の圧力よりも低下するため、第３油圧ポンプＰ３からの作動油は、ブームシリンダＣ２に合流しない。

また、ブームシリンダＣ２に作動油を供給する第１油圧ポンプＰ１は可変容量ポンプであり、旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９に作動油を供給する第３油圧ポンプＰ３は定容量ポンプである。このため、第３油圧ポンプＰ３から吐出した作動油を、旋回動作、ドーザ動作、スイング動作、及び第２予備油圧アクチュエータの動作の有無とは無関係にブーム上昇操作が行われる毎にブームシリンダＣ２に供給する構成にした場合、当該第３油圧ポンプＰ３の作動による負荷増加が頻繁に発生する。

したがって、旋回動作、ドーザ動作、スイング動作、及び第２予備油圧アクチュエータの動作の少なくとも１つとブーム１５の上げ動作とを同時に操作した時のみ、第３油圧ポンプＰ３から吐出した作動油を、分岐油路４２を介して当該ブームシリンダＣ２に供給する構成にすることにより、ポンプ負荷が不要に高くなることを防止してヒートバランスおよび燃費の向上を図るとともに、ブーム１５の上げ動作をスムーズに行うことができる。

なお、分岐油路４２に、従制御弁Ｖ２２から主制御弁Ｖ２１への作動油の供給を許容し且つ主制御弁Ｖ２１から従制御弁Ｖ２２への作動油の供給を阻止する第１逆止弁４３を設けることによって、ブームシリンダＣ２への作動油の供給をスムーズにすることができる。
また、上述した実施形態では、ブームシリンダＣ２を第１油圧アクチュエータとして説明したが、第１油圧アクチュエータはブームシリンダＣ２以外の油圧アクチュエータでもよい。また、ブーム制御弁Ｖ２を第１制御弁として説明したが、第１制御弁は、ブーム制御弁Ｖ２以外の制御弁であってもよい。この場合、作業機１に設けた第１油圧アクチュエータを必要な時に、素早く作動させることができる。

また、上述した実施形態では、旋回モータＭＴ、ドーザシリンダＣ４、スイングシリンダＣ５、および第２予備油圧アクチュエータＣ９を第２油圧アクチュエータとして説明したが、第２油圧アクチュエータは他の油圧アクチュエータでもよい。また、旋回制御弁Ｖ１０、ドーザ制御弁Ｖ４、スイング制御弁Ｖ５、および第２予備制御弁Ｖ９を第２制御弁として説明したが、第２制御弁は、他の制御弁であってもよい。この場合、第１油圧アクチュエータと第２油圧アクチュエータとを同時に操作した場合に、第１油圧アクチュエータを素早く作動させることができる（第１油圧アクチュエータの圧力が第２油圧アクチュエータの圧力より低い場合に限る）。

以上のように、本実施形態にかかる作業機１では、第１油圧アクチュエータ（ブームシリンダＣ２）及び第２油圧アクチュエータ（旋回モータＭＴ，ドーザシリンダＣ４，スイングシリンダＣ５、第２予備制御弁Ｖ９のいずれか）の両方を作動させる場合には第２ポンプ（第３油圧ポンプＰ３）からの作動油を第１ポンプ（第１油圧ポンプＰ１）から第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させる一方、第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの少なくとも一方を作動させない場合には第２ポンプからの作動油を第１ポンプから第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させない。

このため、第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの両方を作動させる場合に第１油圧アクチュエータを素早く動作させることができる。また、第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの少なくとも一方を作動させない場合に第２ポンプの負荷が不必要に増大することを防止し、ヒートバランス及び燃費を向上させることができる。

また、従制御弁Ｖ２２は、第２ポンプと第１油圧アクチュエータとの間を連通させ、且つ
第２ポンプと第２制御弁との間を連通させる第１位置５０ａと、第２ポンプと第１油圧アクチュエータとの間を遮断し、且つ第２ポンプと第２制御弁との間を連通させる第２位置５０ｂとに切り換え可能である。

これにより、第１油圧アクチュエータの作動状態にかかわらず第２油圧アクチュエータを適切に作動させることができる。
また、従制御弁Ｖ２２は、第１油圧アクチュエータを作動させる場合に第１位置に切り換わり、第１油圧アクチュエータを作動させない場合に前記第２位置に切り換わり、第２制御弁は、第２油圧アクチュエータを作動させる場合に第２ポンプから従制御弁を介して供給される作動油を第２油圧アクチュエータに供給する一方、第２油圧アクチュエータを作動させない場合には第２ポンプから従制御弁を介して供給される作動油を作動油タンクＴに排出する。

これにより、第２油圧アクチュエータを作動させない場合には第２ポンプから従制御弁を介して供給される作動油は作動油タンクＴに排出されるので、従制御弁Ｖ２２が第１位置に切り換わった場合であっても作動油は作動油タンクＴへ流れ、第１油圧アクチュエータ側には流れない。したがって、第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの両方を作動させた場合にのみ第２ポンプからの作動油が第１油圧アクチュエータに供給される油圧システムを、簡単な構成で実現することができる。

また、第２油圧アクチュエータと第２制御弁とを複数組（旋回モータＭＴ・旋回制御弁Ｖ１０、ドーザシリンダＣ４・ドーザ制御弁Ｖ４、スイングシリンダＣ５・スイング制御弁Ｖ５）備え、各第２制御弁は、従制御弁と作動油タンクとの間に直列に接続されており、当該第２制御弁に対応する第２油圧アクチュエータを作動させる場合に第２ポンプから従制御弁を介して供給される作動油を当該第２制御弁に対応する第２油圧アクチュエータに供給し、当該第２制御弁に対応する第２油圧アクチュエータを作動させない場合には第２ポンプから従制御弁を介して供給される作動油を当該第２制御弁の下流側に接続された他の第２制御弁または作動油タンクに排出する。

これにより、第１油圧アクチュエータと複数の第２油圧アクチュエータのうちのいずれか１つ以上との両方を作動させた場合にのみ第２ポンプからの作動油が第１油圧アクチュエータに供給される油圧システムを、簡単な構成で実現することができる。
また、第１油圧アクチュエータは、ブーム１５の上げ動作および下げ動作を行うブームシリンダＣ２であり、従制御弁は、ブームの上げ動作を行う場合であって第２油圧アクチュエータを作動させる場合に第２ポンプからの作動油を第１ポンプから第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させる一方、ブームの上げ動作を行わない場合及び第２油圧アクチュエータを作動させない場合には第２ポンプからの作動油を第１ポンプから第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流させない。

これにより、第２油圧アクチュエータを作動させ且つブームの上げ動作を行った場合にのみ第２ポンプからの作動油がブームシリンダに供給される油圧システムを、簡単な構成で実現することができる。
また、第２油圧アクチュエータは、旋回台を旋回させる旋回モータＭＴであってもよい。

上記の構成によれば、旋回モータを作動させ且つブームの上げ動作を行った場合にのみ第２ポンプからの作動油がブームシリンダに供給される油圧システムを、簡単な構成で実現することができる。
第１ポンプは可変容量ポンプであり、第２ポンプは定容量ポンプであり、第２ポンプと第２制御弁とは、第３逆止弁５８を有する供給油路５７で接続され、第３逆止弁５８は、第２ポンプ側から第２制御弁に作動油が流れるのを許容し且つ第２制御弁側から第２ポンプ側に作動油が流れるのを阻止する。

また、主制御弁と第１油圧アクチュエータとを接続する主油路４１と、主油路と従制御弁とを接続する分岐油路４２と、分岐油路に接続された第１逆止弁４３とを備え、第１逆止弁４３は、従制御弁から主油路への作動油の供給を許容し、主油路から従制御弁への作動油の供給を阻止する構成としてもよい。
上記の構成によれば、第１油圧ポンプＰ１から吐出された作動油が第２油圧アクチュエータの動作に影響を及ぼすことを防止できる。

以上、今回開示し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
７ ドーザ装置
１５ ブーム
３３ 第３吐出油路
３３ａ、３３ｂ 区間
３３ａ１ 入側油路
３３ａ２ 出側油路
３４ 排出油路
４０ａ 第１位置
４０ｂ 第２位置
４０ｃ 第３位置（中立位置）
４２ 分岐油路
４３ 逆止弁
５０ａ 第１位置
５０ｂ 第２位置
５７ 供給油路
５６ 逆止弁
Ｃ２ ブームシリンダ
Ｃ４ ドーザシリンダ
Ｃ５ スイングシリンダ
ＭＴ 旋回モータ
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ
Ｐ３ 第３油圧ポンプ
Ｖ２ ブーム制御弁
Ｖ２１ 主制御弁
Ｖ２２ 従制御弁
Ｖ４ ドーザ制御弁
Ｖ５ スイング制御弁
Ｖ１０ 旋回制御弁
Ｖ１１ 連通弁

Claims (5)

1. 作動油によって作動する第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧アクチュエータに作動油を供給する第１ポンプと、
   前記第２油圧アクチュエータに作動油を供給する第２ポンプと、
   前記第２ポンプから前記第２油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する第２制御弁と、
   前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する主制御弁と、前記第２ポンプから前記第２制御弁及び前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する従制御弁とを有する第１制御弁と、
   前記主制御弁と前記第１ポンプとを接続する第１吐出油路と、
   前記第１油圧アクチュエータと前記主制御弁とを接続する主油路と、
   前記従制御弁及び前記第２制御弁と、前記第２ポンプとを接続する第３吐出油路と、
   前記従制御弁と前記主油路とを接続する分岐油路と、
   を備え、
   前記第３吐出油路は、前記第２ポンプと前記従制御弁とを接続する入側油路と、前記従制御弁と前記第２制御弁とを接続する出側油路とを含み、
   前記従制御弁は、前記第３吐出油路と前記分岐油路とを連通させる第１位置と、前記第３吐出油路と分岐油路とを連通させない第２位置とに切り換え可能であり、且つ前記第１油圧アクチュエータを作動させるときに前記第１位置に切り換えられ、前記第１油圧アクチュエータを作動させないときに前記第２位置に切り換えられ、且つ前記第１位置であるときに前記入側油路と前記出側油路を連通し、
   前記第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータの両方を作動させる場合には、前記従制御弁が前記第１位置に切り換えられることで前記第２ポンプから前記第３吐出油路に流れた作動油が前記分岐油路から前記主油路に供給されて前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流し、
   前記第１油圧アクチュエータを作動させない場合には、前記従制御弁が前記第２位置に切り換えられることで前記第２ポンプから第３吐出油路に流れた作動油が、前記分岐油路から前記主油路に供給されないことによって前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流せず、
   前記第１油圧アクチュエータを作動させ、且つ前記第２油圧アクチュエータを作動させない場合には、前記従制御弁が前記第１位置に切り換えられるが、前記第２ポンプから入側油路に流れた作動油が、前記従制御弁から前記出側油路に供給されて前記主油路に供給されないことによって前記第１ポンプから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油に合流しない作業機の油圧システム。
2. 前記入側油路から分岐し且つ、前記従制御弁が前記第１位置であるときに当該従制御弁に作動油を供給する供給油路を備えている請求項１に記載の作業機の油圧システム。
3. 前記供給油路に設けられ且つ、前記従制御弁に向けて作動油が流れるのを許容し且つ従制御弁から前記第２ポンプ側に向けて作動油が流れるのを阻止する第２逆止弁を備えている請求項２に記載の作業機の油圧システム。
4. 前記第２油圧アクチュエータと前記第２制御弁とを複数組備え、
   前記第２油圧アクチュエータは、旋回モータ（ＭＴ）と、ドーザシリンダ（Ｃ４）と、スイングシリンダ（Ｃ５）とを含み、
   前記第２制御弁は、旋回モータを制御する旋回制御弁（Ｖ１０）と、ドーザシリンダを制御するドーザ制御弁（Ｖ４）と、スイングシリンダを制御するスイング制御弁（Ｖ５）とを含み、
   前記複数組は、旋回モータ（ＭＴ）と旋回制御弁（Ｖ１０）との組、ドーザシリンダ（Ｃ４）とドーザ制御弁（Ｖ４）との組、スイングシリンダ（Ｃ５）とスイング制御弁（Ｖ５）との組であり、
   前記各第２制御弁は、前記従制御弁と前記作動油タンクとの間に直列に接続されており、当該第２制御弁に対応する第２油圧アクチュエータを作動させる場合に前記第２ポンプから前記従制御弁を介して供給される作動油を当該第２制御弁に対応する第２油圧アクチュエータに供給し、当該第２制御弁に対応する第２油圧アクチュエータを作動させない場合には前記第２ポンプから前記従制御弁を介して供給される作動油を当該第２制御弁に接続された他の第２制御弁または前記作動油タンクに排出する請求項１に記載の作業機の油圧システム。
5. 前記分岐油路に接続された第１逆止弁を備え、
   前記第１逆止弁は、前記従制御弁から前記主油路への作動油の供給を許容し、前記主油路から前記従制御弁への作動油の供給を阻止する請求項１〜４のいずれかに記載の作業機の油圧システム。

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