JP7051961B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等の作業機の油圧システムに関するものである。

従来、ロードセンシングを備えた作業機として特許文献１に示されているものがある。
特許文献１の作業機は、作動油を吐出する油圧ポンプと、複数の油圧アクチュエータと、 油圧アクチュエータを制御する複数の制御弁とを備えている。油圧ポンプの近傍には、リリーフ弁（メインリリーフ弁）が設けられている。作業機は、ロードセンシングシステムが備えられている。

特開２００７－１００４４号公報

さて、ロードセンシングシステムを備えた作業機において、エネルギー損失を抑制しつつ、油圧ポンプからの吐出量を適宜、低下させることが望まれている。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、油圧ポンプから吐出した作動油の流量を低下させる圧力を変更することが可能な作業機の油圧システムを提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下の通りである。
作業機の油圧システムは、複数の油圧アクチュエータと、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータの作動を制御する複数の制御弁と、前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧が作用可能な第１油路と、前記油圧ポンプの吐出圧が作用可能な第２油路と、前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧と前記油圧ポンプの吐出圧との差圧が一定となるように前記油圧ポンプを制御するロードセンシングシステムと、前記第１油路の圧力を変更可能な変更部と、制御信号を出力する制御装置と、を備え、前記変更部は、前記第１油路に接続され且つ作動油を排出する第３油路と、前記第３油路に設けられ且つ設定圧が固定である第１リリーフ弁と、前記第１リリーフ弁とは別に前記第３油路に設けられ且つ前記第１リリーフ弁の設定圧よりも低い設定圧に設定され且つ当該設定圧
が可変である第２リリーフ弁と、前記第３油路を開放又は遮断して、前記第２リリーフ弁に作動油を流さない第１位置と、前記第２リリーフ弁に作動油を流す第２位置と、に切り換える切換弁と、を有し、前記制御装置は、前記切換弁の前記第１位置及び前記第２位置の切り換えを指示する第１の制御信号を前記切換弁に出力し、前記第２リリーフ弁の設定圧に対応する第２の制御信号を前記第２リリーフ弁に出力し、前記切換弁は、前記制御装置が出力した第１の制御信号で前記第１位置及び前記第２位置に切換可能であり、前記第２リリーフ弁は、前記制御装置が出力した第２の制御信号に対応する設定圧に変更する。

前記変更部は、前記第１油路に接続され且つ作動油を排出する第３油路と、前記第３油路に設けられた可変リリーフ弁とを有する。
前記ロードセンシングシステムは、前記油圧ポンプの斜板を制御する斜板制御部と、前記第１油路に接続され且つ第１油路の作動油の圧力と前記吐出圧との差圧が一定となるように前記斜板制御部を作動させる流量補償弁とを有し、前記制御弁は、作動油の方向を切り換える方向切換弁を有し、前記第１油路には、前記流量補償弁及び前記第３油路が接続されている。

前記変更部は、前記第１油路に接続され且つ作動油を排出する第３油路と、前記第３油路に設けられた第１リリーフ弁と、前記第１リリーフ弁とは別に前記第３油路に設けられ且つ前記第１リリーフ弁の設定圧よりも低い設定圧に設定された第２リリーフ弁とを有している。
前記変更部は、前記第３油路を開放又は遮断可能な切換弁を有している。

作業機の油圧システムは、前記第１油路において、前記方向切換弁と前記流量補償弁と
の間に設けられた絞り部を備え、前記変更部は、前記第１油路において、前記絞り部と前記流量補償弁との間に接続されている。
前記ロードセンシングシステムは、前記油圧ポンプの斜板を制御する斜板制御部と、前記第１油路に接続され且つ第１油路の作動油の圧力と前記吐出圧との差圧が一定となるように前記斜板制御部を作動させる流量補償弁とを有し、前記制御弁は、作動油の方向を切り換える方向切換弁を有し、前記第１油路には、前記流量補償弁が接続されており、前記第３油路は、前記第１油路であって前記流量補償弁と前記方向切換弁との区間に接続された第１排出油路と、前記第１油路であって前記第１排出油路が接続する接続部と前記流量補償弁との区間に接続された第２排出油路とを含み、前記第１リリーフ弁は、前記第１排出油路に設けられ、前記第２リリーフ弁及び前記切換弁は、第２排出油路に設けられている。

前記ロードセンシングシステムは、前記油圧ポンプの斜板を制御する斜板制御部と、前記第１油路に接続され且つ第１油路の作動油の圧力と前記吐出圧との差圧が一定となるように前記斜板制御部を作動させる流量補償弁とを有し、前記制御弁は、作動油の方向を切り換える方向切換弁を有し、前記第１油路には、前記流量補償弁が接続されており、前記第３油路は、前記第１油路であって前記流量補償弁と前記方向切換弁との区間に接続された第１排出油路と、前記第１油路であって前記第１排出油路が接続する接続部と前記流量補償弁との区間に接続された第２排出油路とを含み、前記第１リリーフ弁は、前記第２排出油路に設けられ、前記第２リリーフ弁及び前記切換弁は、第１排出油路に設けられている。

作業機の油圧システムは、前記方向切換弁と前記第３油路との間に設けられた絞り部を備えている。

本発明によれば、油圧ポンプから吐出した作動油の流量を低下させる圧力を変更することができる。

油圧システムの概略図である。 油圧システムの第１の変形例を示す図である。 本発明に係る作業機の一例であるトラックローダを示す側面図である。 キャビンを上昇させた状態のトラックローダの一部を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図３では、作業機の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダアリーダに限定されず、例えば、スキッドステアリーダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。

作業機１は、図３，４に示すように、作業機１は、機体２と、キャビン３と、作業装置４と、走行装置５とを備えている。本発明の実施形態において、作業機１の運転席８に着座した運転者の前側（図３の左側）を前方、運転者の後側（図３の右側）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の奥側）を右方として説明する。また、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体２の中央部から右部或いは左部へ向かう方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって、機体２から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって、機体２
に近づく方向である。

キャビン３は、機体２に搭載されている。このキャビン３には運転席８が設けられている。作業装置４は機体２に装着されている。走行装置５は、機体２の外側に設けられている。機体２の後部には、原動機２３が設けられている。原動機２３は、例えば、ディーゼルエンジンである。原動機２３は、電動機であってもよいし、ディーゼルエンジンと電動機との両方を備えていてもよく限定されない。

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の側方に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、当該バケット１１は、ブーム１０の先端部（前端部）に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク１２及び制御リンク１３は、ブーム１０が上下揺動自在となるように、ブーム１０の基部（後部）を支持している。ブームシリンダ１４は、伸縮することによりブーム１０を昇降させる。バケットシリンダ１５は、伸縮することによりバケット１１を揺動させる。

リフトリンク１２、制御リンク１３及びブームシリンダ１４は、ブーム１０に対応して機体２の側方に設けられている。
リフトリンク１２は、ブーム１０の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク１２の上部（一端側）は、ブーム１０の基部の後部寄りに枢支軸１６（第１枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク１２の下部（他端側）は、機体２の後部寄りに枢支軸１７（第２枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第２枢支軸１７は、第１枢支軸１６の下方に設けられている。

ブームシリンダ１４の上部は、枢支軸１８（第３枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第３枢支軸１８は、ブーム１０の基部であって、当該基部の前部に設けられている。ブームシリンダ１４の下部は、枢支軸１９（第４枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第４枢支軸１９は、機体２の後部の下部寄りであって第３枢支軸１８の下方に設けられている。

制御リンク１３は、リフトリンク１２の前方に設けられている。この制御リンク１３の一端は、枢支軸２０（第５枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第５枢支軸２０は、機体２であって、リフトリンク１２の前方に対応する位置に設けられている。制御リンク１３の他端は、枢支軸２１（第６枢支軸）を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第６枢支軸２１は、ブーム１０であって、第２枢支軸１７の前方で且つ第２枢支軸１７の上方に設けられている。

ブームシリンダ１４を伸縮することにより、リフトリンク１２及び制御リンク１３によってブーム１０の基部が支持されながら、ブーム１０が第１枢支軸１６回りに上下揺動し、ブーム１０の先端部が昇降する。制御リンク１３は、ブーム１０の上下揺動に伴って第５枢支軸２０回りに上下揺動する。リフトリンク１２は、制御リンク１３の上下揺動に伴って第２枢支軸１７回りに前後揺動する。

ブーム１０の前部には、バケット１１の代わりに別の作業具が装着可能とされている。別の作業具としては、例えば、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等のアタッチメント（予備アタッチメント）である。
ブーム１０の前部には、接続部材２４が設けられている。接続部材２４は、予備アタッチメントに装備された油圧機器と、ブーム１０に設けられたパイプ等の第１管材とを接続
する装置である。具体的には、接続部材２４の一端には、第１管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第２管材が接続可能である。これにより、第１管材を流れる作動油は、第２管材を通過して油圧機器に供給される。

バケットシリンダ１５は、ブーム１０の前部寄りにそれぞれ配置されている。バケットシリンダ１５を伸縮することで、バケット１１が揺動される。
走行装置５は、本実施形態ではクローラ型（セミクローラ型を含む）の走行装置が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。
次に、本発明に係る作業機の油圧システムについて説明する。

油圧システムは、ブーム１０、バケット１１、予備アタッチメント等を作動させるシステムであって、図１に示すように、複数の制御弁３０と、第１油圧ポンプＰ１と、第２油圧ポンプＰ２とを備えている。
第１油圧ポンプＰ１は、作動油を吐出するポンプであって、斜板形可変容量アキシャルポンプ（可変容量ポンプ）である。第２油圧ポンプＰ２は、作動油を吐出するポンプであって、定容量ポンプである。第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、主に油圧アクチュエータを操作するのに用いられる。第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油は、主に制御用、信号用の作動油である。制御用、信号用の作動油のことをパイロット油といい、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。

第１油圧ポンプＰ１には、作動油が通過する油路（第４油路）４４が設けられている。第４油路４４には、油圧アクチュエータを制御する複数の制御弁３０が接続されている。油圧アクチュエータは、作動油によって作動する機器であって、例えば、油圧シリンダ、油圧モータ等である。
複数の制御弁３０は、第１制御弁３０Ａ、第２制御弁３０Ｂ、第３制御弁３０Ｃである。第１制御弁３０Ａは、ブーム１０を作動させる油圧シリンダ（ブームシリンダ）１４を制御する弁である。第２制御弁３０Ｂは、バケット１１を作動する油圧シリンダ（バケットシリンダ）１５を制御する弁である。第３制御弁３０Ｃは、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、スノウブロア等の予備アタッチメントに装着された油圧機器（油圧シリンダ、油圧モータ）を制御する弁である。

第１制御弁３０Ａは、方向切換弁５０Ａと、圧力補償弁５１Ａとを有している。方向切換弁５０Ａは、中立位置、第１位置、第２位置とに切換可能な直動スプール形３位置切換弁である。方向切換弁５０Ａには、油路を介してブームシリンダ１４が接続されている。方向切換弁５０Ａと圧力補償弁５１Ａとは、油路を介して接続されている。圧力補償弁５１Ａは、方向切換弁５０Ａの前後差圧（スプールの前後差圧）を一定に保つ弁である。方向切換弁５０Ａから出力した作動油は、方向切換弁５０Ａを通過してブームシリンダ１４に至る。

第２制御弁３０Ｂは、方向切換弁５０Ｂと、圧力補償弁５１Ｂとを有している。方向切換弁５０Ｂは、中立位置、第１位置、第２位置とに切換可能な直動スプール形３位置切換弁である。方向切換弁５０Ｂには、油路を介してバケットシリンダ１５が接続されている。方向切換弁５０Ｂと圧力補償弁５１Ｂとは、油路を介して接続されている。圧力補償弁５１Ｂは、方向切換弁５０Ｂの前後差圧（スプールの前後差圧）を一定に保つ弁である。方向切換弁５０Ｂから出力した作動油は、方向切換弁５０Ｂを通過してバケットシリンダ１５に至る。

第３制御弁３０Ｃは、方向切換弁５０Ｃと、圧力補償弁５１Ｃとを有している。方向切換弁５０Ｃは、中立位置、第１位置、第２位置とに切換可能な直動スプール形３位置切換
弁である。方向切換弁５０Ｃには、油路及び接続部材２４を介して予備アタッチメントの油圧機器が接続されている。方向切換弁５０Ｃと圧力補償弁５１Ｃとは、油路を介して接続されている。圧力補償弁５１Ｃは、方向切換弁５０Ｃの前後差圧（スプールの前後差圧）を一定に保つ弁である。方向切換弁５０Ｃから出力した作動油は、方向切換弁５０Ｃを通過して予備アタッチメントの油圧機器に至る。

ブーム１０、バケット１１の操作は、運転席８の周囲に設けられた操作部材（例えば、操作レバー）６０によって行うことができる。操作レバー６０は、中立位置から、前後、左右、斜め方向に傾動可能に支持されている。操作レバー６０の下部には、複数のパイロット弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄが設けられている。複数のパイロット弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄは、第２油圧ポンプＰ２に接続されている。パイロット弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄは、操作レバー６０の操作に応じて出力する作動油（パイロット油）が変化する。

パイロット弁６１Ａと方向切換弁５０Ａの一方の受圧部とは、油路６２ａにより接続されている。パイロット弁６１Ｂと方向切換弁５０Ａの他方の受圧部とは、油路６２ｂにより接続されている。パイロット弁６１Ｃと方向切換弁５０Ｂの一方の受圧部とは、油路６２ｃにより接続されている。パイロット弁６１Ｄと方向切換弁５０Ｂの他方の受圧部とは、油路６２ｄにより接続されている。

操作レバー６０を前側に傾動させると、パイロット弁６１Ａが操作されて当該パイロット弁６１Ａから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、方向切換弁５０Ａの一方の受圧部に作用する。方向切換弁５０Ａが切り換わり、ブームシリンダ１４が収縮することによりブーム１０は下降する。
操作レバー６０を後側に傾動させると、パイロット弁６１Ｂが操作されて当該パイロット弁６１Ｂから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、方向切換弁５０Ａの他方の受圧部に作用する。方向切換弁５０Ａが切り換わり、ブームシリンダ１４が伸長して、ブーム１０は上昇する。

操作レバー６０を右側に傾動させると、パイロット弁６１Ｃが操作されて当該パイロット弁６１Ｃから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、方向切換弁５０Ｂの一方の受圧部に作用する。方向切換弁５０Ｂが切り換わり、バケットシリンダ１５は伸長して、バケット１１がダンプ動作する。
操作レバー６０を左側に傾動させると、パイロット弁６１Ｄが操作され当該パイロット弁６１Ｄから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、方向切換弁５０Ｂの他方の受圧部に作用する。方向切換弁５０Ｂが切り換わり、バケットシリンダ１５は収縮して、バケット１１がスクイ動作する。

予備アクチュエータの油圧機器は、複数の比例弁６３によって操作される。比例弁６３は、励磁によって開度が変更可能な電磁弁である。複数の比例弁６３は、第１比例弁６３Ａと、第２比例弁６３Ｂである。第１比例弁６３Ａ及び第２比例弁６３Ｂには、第２油圧ポンプＰ２からの作動油が供給される。第１比例弁６３Ａと、方向切換弁５０の一方の受圧部とは、油路６４ａにより接続されている。第２比例弁６３Ｂと、方向切換弁５０の他方の受圧部とは、油路６４ｂにより接続されている。

比例弁６３（第１比例弁６３Ａと、第２比例弁６３Ｂ）の励磁等は、制御装置６５で行う。制御装置６５は、ＣＰＵ等から構成されている。制御装置６５には、操作部材６６が接続されている。制御装置６５には、操作部材６６の操作量（例えば、スライド量、揺動量等）が入力される。操作部材６６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。

例えば、操作部材６６を一方に操作すると、制御装置６５は、第１比例弁６３Ａのソレノイドを励磁する。第１比例弁６３Ａは、ソレノイドの励磁によって開き、方向切換弁５０の一方の受圧部に所定のパイロット圧が作用する。パイロット圧の作用によって方向切換弁５０が切り換わり、予備アクチュエータの油圧機器に第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油が作用する。また、操作部材６６を他方に操作すると、制御装置６５は、第２比例弁６３Ｂのソレノイドを励磁する。第２比例弁６３Ｂは、ソレノイドの励磁によって開き、方向切換弁５０の他方の受圧部に所定のパイロット圧が作用する。パイロット圧の作用によって方向切換弁５０が切り換わり、予備アクチュエータの油圧機器に第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油が作用する。

以上によれば、第１制御弁３０Ａ（方向切換弁５０Ａ）によってブーム１０を操作することができる。第２制御弁３０Ｂ（方向切換弁５０Ｂ）によってバケット１１を操作することができる。第３制御弁３０Ｃ（方向切換弁５０Ｃ）によって予備アクチュエータを操作することができる。
作業機の油圧システムは、ロードセンシングシステムを備えている。ロードセンシングシステムを説明する。ロードセンシングシステムは、油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧と第１油圧ポンプＰ１の吐出圧との差圧が一定となるように第１油圧ポンプＰ１を制御する（第１油圧ポンプＰ１の吐出量を制御する）システムである。ロードセンシングシステムは、第１油路４１と、第２油路４２と、流量補償弁８０、斜板制御部８１とを有している。

第１油路４１（ＰＬＳ油路ということがある）には、複数の制御弁３０が接続されている。第１油路４１は、複数の制御弁３０が作動したときの最高負荷圧が作用可能な油路である。第１油路４１には、絞り部４７が設けられている。第１油路４１には、複数の制御弁（セクション）から最高負荷圧を検出するための逆止弁が設けられている。なお、この実施形態では、第１油路４１には、逆止弁が設けられているが、高圧選択弁であってもよい。

第１油路４１には、第１制御弁３０Ａの圧力補償弁５１Ａ、第２制御弁３０Ｂの圧力補償弁５１Ｂ、第３制御弁３０Ｃの圧力補償弁５１Ｃが接続される。なお、この実施形態における油圧システムでは、制御弁３０のスプールの後に圧力補償弁が接続されたアフターオリフィス型であるが、制御弁３０のスプールの前に圧力補償弁が接続されたビフォーオリフィス型であってもよい。

第１制御弁３０Ａに対応するブームシリンダ１４の負荷圧、第２制御弁３０Ｂに対応するバケットシリンダ１５の負荷圧、第２制御弁３０Ｃに対応する予備アクチュエータの油圧機器の負荷圧のうち、最も負荷圧が高い圧力（複数の制御弁３０の負荷圧のうち最高負荷圧である「ＰＬＳ信号圧」）が第１油路４１に作用する。
また、第１油路４１は、流量補償弁８０にも接続されていて、ＰＬＳ信号圧が流量補償弁８０に伝達される。第２油路４２（ＰＰＳ油路ということがある）は、第１油圧ポンプＰ１の吐出側と流量補償弁８０を接続し、第１油圧ポンプＰ１の作動油の吐出圧である「ＰＰＳ信号圧」が作用可能である。第１油圧ポンプＰ１の作動油の吐出圧は、流量補償弁８０に伝達される。

斜板制御部８１は、圧力によって移動するピストンと、ピストンを収容する収容部と、ピストンに連結したロッドとを有する装置である。収容部の一端側は流量補償弁８０に接続され、他端側は第１油圧ポンプＰ１の吐出側に接続されている。斜板制御部８１のロッド（移動部）は、第１油圧ポンプＰ１の斜板に接続され、当該ロッドの伸縮によって斜板の角度が変更可能である。

流量補償弁８０は、ＰＬＳ信号圧及びＰＰＳ信号圧に基づいて斜板制御部８１を制御可能な弁である。流量補償弁８０は、ＰＰＳ信号圧とＰＬＳ信号圧との圧力差（第１差圧）が予め定められた圧力となるように、斜板制御部８１の一端側に圧力をかける。つまり、流量補償弁８０は、ＰＰＳ信号圧－ＰＬＳ信号圧との差圧（第１差圧）が一定となるように、斜板制御部８１の他端側のロッドを伸縮させる。

以上のように、ロードセンシングシステムでは、第１差圧が一定となるように斜板の角度を変更するため、負荷圧に関わらず第１油圧ポンプＰ１の吐出量を調整することができる。
なお、油圧システムは、アンロード弁３６を備えている。アンロード弁３６は、第４油路４４から分岐した分岐油路が接続されている。アンロード弁３６は、第１油路４４の分岐油路の作動油を作動油タンク２２へ排出する第１位置３６ａと、分岐油路を遮断する第２位置３６ｂとに切換可能である。アンロード弁３６の切換圧は、油圧ポンプＰ１の吐出圧と流量補償弁８０に導入される作動油の圧力との差が第１差圧よりも高く設定されている。アンロード弁３６に作用する作動油の圧力が切換圧よりも高くなると、アンロード弁３６は、第１位置３６ａに切り換わる。この実施形態の油圧システムでは、アンロード弁３６を備えているが、アンロード弁３６は無くてもよい。

油圧システムは、第１油路４１（ＰＬＳ油路）の圧力を変更可能な変更部３５を有している。変更部３５は、第１油路４１の圧力、即ち、第１油路４１に作用した最高負荷圧を低下させることができる。したがって、変更部３５によって、流量補償弁８０に入力されるＰＬＳ信号圧を低くすることにより、第１油圧ポンプＰ１の斜板の角度を、作動油が低下させる方向に戻すことができる。本発明では、第１油路４１の圧力が上昇し、第１油路４１に設けられたリリーフ弁等の変更部３５が作動すると、当該変更部３５から作動油が排出される。その結果、第１油路４１（ＰＬＳ油路）に設けられた逆止弁等や第１油路４１を流れる流量が増加し、第１油路４１の中途部（径が小さく絞りに相当する箇所）或いは逆止弁等に圧損が生じる。この圧損が第１差圧を超えると、第１油圧ポンプＰ１の斜板が、作動油の吐出量を減らす方向に働く。本発明では、第１油圧ポンプＰ１の斜板の角度を戻すことができるため、第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油の流量を任意に設定することができる。

詳しくは、変更部３５は、第３油路４３と、可変リリーフ弁５２とを有している。第３油路４３は、第１油路４１に接続され且つ作動油を排出する油路である。詳しくは、第１油路４１は、絞り部４７と流量補償弁８０との区間４１ａと、圧力補償弁５１と絞り部４７との区間４１ｂとを含んでおり、区間４１ａに第３油路４３の一端が接続されている。第３油路４３の他端は、作動油タンク２２に接続されている。第３油路４３の他端は、第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２の吸込部に接続されていても、その他の部分に接続されていてもよい。

可変リリーフ弁５２は、第３油路４３の中途部に設けられ、設定圧を変更可能である。可変リリーフ弁５２は、パイロット油（パイロット圧）で設定圧が変更可能なパイロット式可変リリーフ弁、電気信号（制御信号）で設定圧が変更可能な電磁式可変リリーフ弁、手動で設定圧が設定可能な手動式可変リリーフ弁等である。例えば、運転席８の周囲には可変リリーフ弁５２の設定圧を変更する部材（変更部材）が設けられている。オペレータが変更部材を操作することによって、可変リリーフ弁５２の設定圧を任意に変更することができる。

なお、図１に示すように、制御装置６５と可変リリーフ弁５２とを接続して、制御装置６５の制御信号（電気信号）に基づいて、可変リリーフ弁５２の設定圧を変更してもよい
。例えば、制御装置６５に原動機２３の回転数（例えば、エンジン回転数）を検出する回転センサを設ける。回転センサで検出した実際のエンジン回転数（実エンジン回転数）と目標のエンジン回転数（目標エンジン回転数）との差に基づいて、制御装置６５が可変リリーフ弁５２の設定圧を演算する。制御装置６５は、演算した可変リリーフ弁５２の設定圧に対応する制御信号を可変リリーフ弁５２に出力する。可変リリーフ弁５２の設定圧は、制御装置６５の制御信号に基づいて設定される。

或いは、制御装置６５に作動油の温度を検出する温度センサを設ける。温度センサで検出した作動油の温度に基づいて、制御装置６５が可変リリーフ弁５２の設定圧を演算する。制御装置６５は、演算した可変リリーフ弁５２の設定圧に対応する制御信号を可変リリーフ弁５２に出力する。温度センサは、作動油の温度を検出するセンサに代えて、水温を検出するセンサ、エンジンオイルの温度を検出するセンサ、外気温を検出するセンサのいずれであってもよい。この場合、制御装置６５は、温度センサで検出した値に基づいて、可変リリーフ弁５２の設定圧を演算すると共に、可変リリーフ弁５２の設定圧を設定する。

或いは、制御装置６５に、パワーモード、省燃費モード、エアコンの作動の有無、走行中の有無、アタッチメントの作動の有無などの運転モードを設定するスイッチを設ける。制御装置６５は、運転モードに応じて可変リリーフ弁５２の設定圧を演算と共に、可変リリーフ弁５２の設定圧を設定する。或いは、制御装置６５に、作業機に装着された予備アクチュエータの種類を入力する。制御装置６５は、予備アクチュエータの種類に応じて可変リリーフ弁５２の設定圧を演算と共に、可変リリーフ弁５２の設定圧を設定する。

以上のように、第１油路４１において、第３油路４３を設けたうえで、当該第３油路４３に可変リリーフ弁５２を設けることによって、第１油路４１の絞り部４７と流量補償弁８０との区間４１ａの圧力を可変することができる。即ち、可変リリーフ弁５２によって、第１油路４１（ＰＬＳ油路）の区間４１ａの圧力を低下させることができる。なお、絞り部４７は、絞り（オリフィス）であってもよいし、パイプ等の管材の一部を他の部分に比べて径を小さくすることで構成してもよいし、その他の部品等で構成してもよい。

図２は、油圧システムの第１の変形例（変更部の変形例）を示している。図２を用いて第１の変形例について説明する。
変更部３５は、第３油路４３と、第１リリーフ弁５６と、第２リリーフ弁５７と、切換弁５８とを有している。第３油路４３は、第１排出油路４３ａと、第２排出油路４３ｂとを有している。第１排出油路４３ａは、第１油路４１において、圧力補償弁５１Ｃの下流側に接続された油路である。第１排出油路４３ａは、作動油タンク２２等に接続されている。第２排出油路４３ｂは、第１油路４１において、当該第１油路４１と第１排出油路４３ａとの接続部５９ａと、流量補償弁８０との区間４１ｃに接続された油路である。第２排出油路４３ｂは、作動油タンク２２等に接続されている。第１排出油路４３ａ及び第２排出油路４３ｂは、作動油タンク２２の代わりに、第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２の吸込部に接続されていても、その他の部分に接続されていてもよい。

第１リリーフ弁５６は、第３油路４３であって、第１排出油路４３ａの中途部に設けられている。第２リリーフ弁５７は、第１リリーフ弁５６とは別に第３油路４３に接続されている。第２リリーフ弁５７は、第２排出油路４３ｂの中途部に設けられている。第２リリーフ弁５７は、第１リリーフ弁５６の設定圧よりも低い設定圧に設定されている。即ち、第２の変形例の油圧システムでは、設定圧が高い第１リリーフ弁（高圧リリーフ弁）５６と、設定圧が低い第２リリーフ弁（低圧リリーフ弁）５７とを有している。なお、第１リリーフ弁５６及び第２リリーフ弁５７は、設定圧が可変である可変リリーフ弁であっても、設定圧が固定であるリリーフ弁であってもよい。第１リリーフ弁５６及び第２リリー
フ弁５７を可変リリーフ弁で構成した場合も、第２リリーフ弁５７は、第１リリーフ弁５６の設定圧よりも低い設定圧に設定される。また、制御弁３０（方向切換弁５０）と第３油路４３（第１排出油路４３ａ、第２排出油路４３ｂ）との間には、絞り部４７が設けられている。

切換弁５８は、第３油路４３を開放又は遮断可能な弁である。切換弁５８は、第２排出油路４３ｂの中途部であって第２リリーフ弁５７の上流側に設けられている。即ち、切換弁５８は、第２排出油路４３ｂにおいて、当該第２排出油路４３ｂと第１油路４１との接続部５９ｂと第２リリーフ弁５７との区間に設けられている。切換弁５８は、第１位置５８ａと、第２位置５８ｂとに切換可能な二位置切換弁である。切換弁５８の切換は、手動操作、作動油圧力（パイロット圧）、電気信号（制御信号）で行う。手動操作の場合は、切換弁５８には揺動自在な操作レバー等が連結されており、操作レバーを動かすことによって、切換弁５８を切り換える。電気信号の場合は、切換弁５８のソレノイドに、上述した制御装置６５を接続する。

例えば、制御装置６５は、実エンジン回転数と目標エンジンとの差に基づいて、制御装置６５は、第２リリーフ弁（低圧リリーフ弁）５７を用いるか否かを判断する。制御装置６５は、第２リリーフ弁（低圧リリーフ弁）５７を用いる場合、切換弁５８に制御信号を出力して、切換弁５８を第１位置５８ａから第２位置５８ｂに切り換える。制御装置６５による切換弁５８の第２位置５８ｂへの切換は、エンジン回転数の他、第１実施形態で示したように、温度センサの値（作動油の温度、水温、エンジンオイルの温度、外気温度）のいずれに基づいて行ってもよい。また、制御装置６５は、運転モード（パワーモード、省燃費モード、エアコンの作動の有無、走行中の有無、アタッチメントの作動の有無）に基づいて、切換弁５８の第２位置５８ｂへの切換を行ってもよい。或いは、制御装置６５は、予備アクチュエータの種類に基づいて、切換弁５８の第２位置５８ｂへの切換を行ってもよい。

以上、第１変形例によれば、切換弁５８を第２位置５８ｂに切り換えることにより第１油路４４に作用した最高負荷圧を低下させたり、切換弁５８を第１位置５８ａに切り換えることより最高負荷圧を保持する。即ち、第１油圧ポンプＰ１の流量を低下させることができる最高負荷圧を切換弁５８を切り換えることによって、可変にしている。つまり、必要に応じて、第１リリーフ弁５６及び第２リリーフ弁５７を作動させることにより、第１油圧ポンプＰ１から吐出する流量を調整することができる。

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全ての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機
２３ 原動機
２４ 操作部材
３０ 制御弁
３０Ａ 第１制御弁
３０Ｂ 第２制御弁
３０Ｃ 第３制御弁
３５ 変更部
３６ アンロード弁
４１ 第１油路
４２ 第２油路
４３ 第３油路
４３ａ 第１排出油路
４３ｂ 第２排出油路
４４ 第４油路
５２ 可変リリーフ弁
５６ 第１リリーフ弁
５７ 第２リリーフ弁
５８ 切換弁
６６ 操作部材
８０ 流量補償弁
８１ 斜板制御部

Claims (7)

1. 複数の油圧アクチュエータと、
   作動油を吐出する油圧ポンプと、
   前記油圧アクチュエータの作動を制御する複数の制御弁と、
   前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧が作用可能な第１油路と、
   前記油圧ポンプの吐出圧が作用可能な第２油路と、
   前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧と前記油圧ポンプの吐出圧との差圧が一定となるように前記油圧ポンプを制御するロードセンシングシステムと、
   前記第１油路の圧力を変更可能な変更部と、
   制御信号を出力する制御装置と、
   を備え、
   前記変更部は、前記第１油路に接続され且つ作動油を排出する第３油路と、前記第３油路に設けられ且つ設定圧が固定である第１リリーフ弁と、前記第１リリーフ弁とは別に前記第３油路に設けられ且つ前記第１リリーフ弁の設定圧よりも低い設定圧に設定され且つ当該設定圧が可変である第２リリーフ弁と、前記第３油路を開放又は遮断して、前記第２リリーフ弁に作動油を流さない第１位置と、前記第２リリーフ弁に作動油を流す第２位置と、に切り換える切換弁と、を有し、
   前記制御装置は、前記切換弁の前記第１位置及び前記第２位置の切り換えを指示する第１の制御信号を前記切換弁に出力し、前記第２リリーフ弁の設定圧に対応する第２の制御信号を前記第２リリーフ弁に出力し、
   前記切換弁は、前記制御装置が出力した第１の制御信号で前記第１位置及び前記第２位置に切換可能であり、
   前記第２リリーフ弁は、前記制御装置が出力した第２の制御信号に対応する設定圧に変更する作業機の油圧システム。
2. 原動機の回転数を検出する回転センサを備え、
   前記制御装置は、前記回転センサが検出した実エンジン回転数と、目標エンジン回転数の差に基づいて、前記切換弁の位置を切り換える請求項１に記載の作業機の油圧システム。
3. 作動油の温度、水温、エンジンオイルの温度、又は外気温を検出する温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記切換弁の位置を切り換える請求項１に記載の作業機の油圧システム。
4. 前記制御装置は、複数のモードに切り換え可能であり、前記複数のモードに応じて前記切換弁の位置を切り換える請求項１に記載の作業機の油圧システム。
5. 前記ロードセンシングシステムは、前記油圧ポンプの斜板を制御する斜板制御部と、前記第１油路に接続され且つ第１油路の作動油の圧力と前記吐出圧との差圧が一定となるように前記斜板制御部を作動させる流量補償弁とを有し、
   前記制御弁は、作動油の方向を切り換える方向切換弁を有し、
   前記第１油路には、前記流量補償弁が接続されており、
   前記第３油路は、前記第１油路であって前記流量補償弁と前記方向切換弁との区間に接続された第１排出油路と、前記第１油路であって前記第１排出油路が接続する接続部と前記流量補償弁との区間に接続された第２排出油路とを含み、
   前記第１リリーフ弁は、前記第１排出油路に設けられ、前記第２リリーフ弁及び前記切換弁は、第２排出油路に設けられている請求項１～４のいずれか１項に記載の作業機の油圧システム。
6. 前記ロードセンシングシステムは、前記油圧ポンプの斜板を制御する斜板制御部と、前記第１油路に接続され且つ第１油路の作動油の圧力と前記吐出圧との差圧が一定となるように前記斜板制御部を作動させる流量補償弁とを有し、
   前記制御弁は、作動油の方向を切り換える方向切換弁を有し、
   前記第１油路には、前記流量補償弁が接続されており、
   前記第３油路は、前記第１油路であって前記流量補償弁と前記方向切換弁との区間に接続された第１排出油路と、前記第１油路であって前記第１排出油路が接続する接続部と前記流量補償弁との区間に接続された第２排出油路とを含み、
   前記第１リリーフ弁は、前記第２排出油路に設けられ、前記第２リリーフ弁及び前記切換弁は、第１排出油路に設けられている請求項１～４のいずれか１項に記載の作業機の油圧システム。
7. 前記方向切換弁と前記第３油路との間に設けられた絞り部を備えている請求項５又は６に記載の作業機の油圧システム。

Images