JP7155072B2 - 作業機の油圧システム及び作業機 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示のフロントローダは、作業機(トラクタ)の前部に枢支されるブームと、ブームの先端に枢支されたバケットと、バケットのスクイ・ダンプ動作に連動して動く連動部と、ブームの支軸回りに回動可能に支持されたベルクランクと、ブームを昇降した時にバケットに収容された収容物が落下することを防止すべくバケットの姿勢を保持する機構を備えている。当該機構は、ブームに沿って延びる複数のリンク部材を有しており、当該リンク部材は連動部とベルクランクとを連結している。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、バケット等の作業具とブーム側との干渉を抑制することができる作業機の油圧システム及び作業機を提供することを目的とする。
作業機の油圧システムは、ブームを昇降させるブームシリンダと、前記ブームに装着された作業具を作動させる作業具シリンダと、前記ブームシリンダを、前記ブームを上昇させる方向に作動させる上昇位置と、前記ブームを下降させる方向に作動させる下降位置とに切換可能なブーム制御弁と、前記作業具シリンダを、前記作業具を第1作動させる第1作動位置と、前記作業具を第2作動させる第2作動位置とに切換可能な作業具制御弁と、前記ブーム制御弁が前記上昇位置及び前記下降位置である場合に前記ブームシリンダに作動油を給排する第1油路と、前記ブーム制御弁が前記上昇位置及び前記下降位置である場合に前記ブームシリンダに作動油を給排する第2油路と、前記作業具制御弁が前記第1作動位置及び前記第2作動位置である場合に前記作業具シリンダに作動油を給排する第3油路と、前記作業具制御弁が前記第1作動位置及び前記第2作動位置である場合に前記作業具シリンダに作動油を給排する第4油路と、前記第1油路と前記第4油路とを接続する第1バイパス油路と、前記第2油路と前記第3油路とを接続する第2バイパス油路と、前記第1バイパス油路に設けられ且つ、前記第4油路から第1油路に向かう作動油を許容し且つ前記第1油路から第4油路に向かう作動油を阻止する第1リリーフ弁と、前記第2バイパス油路に設けられ且つ、前記第3油路から第2油路に向かう作動油を許容し且つ前記第2油路から第3油路に向かう作動油を阻止する第2リリーフ弁と、を備え、前記ブームシリンダは、ボトム側に設けられた第1ポートと、ロッド側に設けられた第2ポートとを有し、前記作業具シリンダは、ボトム側に設けられた第3ポートと、ロッド側に設けられた第4ポートとを有し、前記第1油路は、前記第1ポートと前記ブーム制御弁とを接続し、前記第2油路は、前記第2ポートと前記ブーム制御弁とを接続し、前記第3油路は、前記第3ポートと前記作業具制御弁とを接続し、前記第4油路は、前記第4ポートと前記作業具制御弁とを接続している。
前記ブーム制御弁は、前記第1油路及び前記第2油路を排出油路に接続するフロート位置に切り換え可能である。
作業機の油圧システムは、前記作業具を着脱自在に装着する作業具ブラケットを備え、前記ブームの先端及び前記作業具シリンダの先端に前記作業具ブラケットが連結されている。
図7は、作業機1の一実施形態を示す側面図である。本実施形態の場合、作業機1はトラクタである。但し、作業機1は、トラクタに限定されず、他の種類の作業機(作業車両)であってもよい。
以下、トラクタ(作業機)1の運転席5に着座した運転者の前側を前方、運転者の後側を後方、運転者の左側を左方、運転者の右側を右方として説明する。また、作業機1の前後方向に直交する方向である水平方向を車体幅方向として説明する。また、車体幅方向であって当該車体幅方向の中心から離れる方向を車体外方、車体幅方向であって当該車体幅方向の中心に近づく方向を車体内方として説明する。
車体2の上部には運転席5が設けられている。車体2の前部にはエンジンE1が搭載されている。車体2の後部には、クラッチハウジング、ミッションケース4等が設けられている。走行装置3は、車体2の前部に設けられた前輪3Fと、車体2の後部に設けられた後輪3Rとを有している。
図2~4は、フロントローダ6の一実施形態を示す図である。但し、フロントローダ6は、リンク部材がバケット(作業具)9の動きに干渉するのであれば、本実施形態に限定されない。
取付フレーム7は、左フレーム7Lと右フレーム7Rとを有している。取付フレーム7(左フレーム7L、右フレーム7R)は、取付プレート71と、支持体72と、メインフレーム73と、サイドフレーム74と、を有している。
フレーム74は、メインフレーム73に着脱可能に取り付けられている。サイドフレーム74は、メインフレーム73から上方に延びている。サイドフレーム74は、内サイドフレーム74Aと外サイドフレーム74Bとを含んでいる。内サイドフレーム74Aは、車体内方側に配置されている。外サイドフレーム74Bは、車体外方側に配置されている。サイドフレーム74の上部には、車体幅方向に延びる枢軸13が設けられている。枢軸13は、内サイドフレーム74Aと外サイドフレーム74Bとを貫通して車体幅方向に延びている。
図2~図4に示すように、実施形態の場合、作業具9はバケットである。但し、作業具9は、バケットに限定されず、他の種類の作業具であってもよい。
バケット(作業具)9は、バケット本体92を有している。バケット本体92は、ピン等の連結部材を介して、バケットブラケット(作業具ブラケット)91に着脱自在に装着される。バケットブラケット91は、第1枢軸14回りに揺動可能に支持されている。
バケットシリンダ(作業具シリンダ)11は、後述する揺動アーム102とバケットブラケット91を連結している。バケットシリンダ11の一端部(基端部)は、揺動アーム102に取り付けられている。具体的には、バケットシリンダ11の一端部は、揺動アーム102上部に、横軸を介して回動可能に枢支されている。バケットシリンダ11の他端部(先端部)は、バケットブラケット91に取り付けられている。具体的には、バケットシリンダ11の他端部は、バケットブラケット91の上部に、横軸83を介して回動可能に枢支されている。バケット9は、バケットシリンダ11の伸長によって第1枢軸14回りにダンプ動作(作業具の第1作動)し、バケットシリンダ11の収縮によって第1枢軸14回りにスクイ動作(作業具の第2作動)する。バケットシリンダ11は、そのボトム側に設けられた第3ポート11aと、そのロッド側に設けられた第4ポート11bとを有している。
なお、図1に示すように、フロントローダ6は、ブームシリンダ10やバケットシリンダ11以外に、第3シリンダ40を備えていてもよい。第3シリンダ40は、そのボトム側に設けられた第5ポート40aと、そのロッド側に設けられた第6ポート40bとを有している。第3シリンダ40は、例えば、姿勢保持や補足的な動作などを行う。第3シリンダ40は、後述する第3バルブ20(図1参照)によって制御される。第3バルブ20は、操作レバー等の操作具によって手動操作される。
連動リンク100の基端部は、取付フレーム7の上部における第2枢軸13より上方側に枢軸103を介して左右軸回りに回動自在に枢着されている。連動リンク100の先端部は、揺動アーム102の上部において、バケットシリンダ11の一端部を枢支する横軸より上方側に枢軸104を介して左右軸回りに回動自在に枢着されている。つまり、揺動アーム102の枢軸104の下方側に、バケットシリンダ11の一端部(基端部)が枢着されている。
図3、図4に示すように、リリーフバルブ19は、例えば、連結体12の車体幅方向の中途部に取り付けられている。
を介してサイドフレーム74(本実施形態の場合、右フレーム7Rのサイドフレーム74)の下部に取り付けられている。
油圧制御バルブ18は、操作レバーの操作に応じてブームシリンダ10及びバケットシリンダ11に作動油を供給して、ブーム8を上昇又は下降させると共にバケット9をダンプ動作(第1作動)及びスクイ動作(第2作動)させる。
ブーム制御弁16は、手動操作により、上昇位置16aと中立位置16bと下降位置16cとフロート位置16dとに切り換え可能に構成されている。バケット制御弁17は、手動操作により、ダンプ位置(第1作動位置)17aと中立位置17bとスロースクイ位置(第2作動位置)17cとスクイ位置(クイックスクイ位置、第2作動位置)17dとに切り換え可能に構成されている。
第1油路21は、ブーム制御弁16が上昇位置16a及び下降位置16cである場合にブームシリンダ10に作動油を給排する油路である。具体的には、第1油路21は、ブームシリンダ10の第1ポート10aとブーム制御弁16とを接続している。第2油路22は、ブーム制御弁16が上昇位置16a及び下降位置16cである場合にブームシリンダ10に作動油を給排する油路である。具体的には、第2油路22は、ブームシリンダ10の第2ポート10bとブーム制御弁16とを接続している。第3油路23は、バケット制御弁17がダンプ位置17a及びスロースクイ位置17c(又は、ダンプ位置17a及びスクイ位置17d)である場合にバケットシリンダ11に作動油を給排する油路である。具体的には、第3油路23は、バケットシリンダ11の第3ポート11aとバケット制御弁17とを接続している。第4油路は、バケット制御弁17がダンプ位置17a及びスロースクイ位置17c(又は、ダンプ位置17a及びスクイ位置17d)である場合にバケットシリンダ11に作動油を給排する油路である。具体的には、第4油路24は、バケットシリンダ11の第4ポート11bとバケット制御弁17とを接続している。
油圧制御バルブ18は、第5油路25、第6油路26を備えている。
ポンプPは、例えば、作業機1のエンジンE1の動力によって駆動される定容量型のギヤポンプによって構成されている。作動油タンクTは、作動油を貯留するタンクである。フィルタFは、作動油タンクTとポンプPの吸込口との間に設けられている。リリーフ弁Rは、ポンプPの吐出口と第6油路26の間に設けられ且つ、ポンプPの吐出口から第6油路26に向かう作動油を許容し且つ第6油路26からポンプPの吐出口に向かう作動油を阻止する弁である。
第7油路27は、ポンプPの吐出口とブーム制御弁16とを接続する油路である。第8油路28は、第7油路27から分岐し且つ第8逆止弁28aを介してブーム制御弁16に接続する油路である。第8逆止弁28aは、ポンプPの吐出口からブーム制御弁16に向かう作動油を許容し且つブーム制御弁16からポンプPの吐出口に向かう作動油を阻止する弁である。第9油路29は、第6油路26とブーム制御弁16とを接続する油路である。第10油路は、第5油路25から分岐し且つ第10逆止弁30aを介してバケット制御弁17に接続する油路である。第10逆止弁30aは、ブーム制御弁16かバケット制御
弁17に向かう作動油を許容し且つバケット制御弁17からブーム制御弁16に向かう作動油を阻止する弁である。
第1バイパス油路31は、第1油路21と第4油路24とを接続する油路である。第2バイパス油路32は、第2油路22と第3油路23とを接続する油路である。
その他、油圧制御バルブ18は、外方油路33と、外方バルブ第1油路34と、外方バルブ第2油路35を備えている。
第1リリーフ弁41は、第1バイパス油路31に設けられ且つ、第4油路24から第1油路21に向かう作動油を許容し且つ第1油路21から第4油路24に向かう作動油を阻止するリリーフ弁である。第2リリーフ弁42は、第2バイパス油路32に設けられ且つ、第3油路23から第2油路22に向かう作動油を許容し且つ第2油路22から第3油路23に向かう作動油を阻止するリリーフ弁である。
例えば、姿勢保持などを作動させる。
図1に示すように、第3バルブ20は、第3制御弁50を備えている。
第3制御弁50は、手動操作により、収縮位置50aと中立位置50bと伸長位置50cとに切り換え可能に構成されている。
第3ボトム側油路51は、第3制御弁50が収縮位置50a及び伸長位置50cである場合に第3シリンダ40に作動油を給排する油路である。具体的には、第3ボトム側油路51は、第3シリンダ40の第5ポート40aと第3制御弁50とを接続している。第3ロッド側油路52は、第3制御弁50が収縮位置50a及び伸長位置50cである場合に第3シリンダ40に作動油を給排する油路である。具体的には、第3ロッド側油路52は、第3シリンダ40の第6ポート40bと第3制御弁50とを接続している。
バケット9をフルスクイ状態(スクイ角度を最大にした状態)にして、ブーム8を下降させようとすると、バケットシリンダ11が伸長する方向に力が加わる。つまり、バケットシリンダ11のロッド側内における作動油の圧力が上がる(図5中のバケットシリンダ11のロッド側内を参照)。
バケット9をフルダンプ状態(ダンプ角度を最大にした状態)にして、ブーム8を下降させようとすると、バケットシリンダ11が収縮する方向に力が加わる。つまり、バケットシリンダ11のボトム側内における作動油の圧力が上がる(図6中のバケットシリンダ11のボトム側内を参照)。
以下、上記実施形態に係る作業機の油圧システムの作用について説明する。
作業機1の油圧システムは、ブーム8を昇降させるブームシリンダ10と、ブーム8に
装着された作業具9を作動させる作業具シリンダ11と、ブームシリンダ10を、ブーム8を上昇させる方向に作動させる上昇位置16aと、ブーム8を下降させる方向に作動させる下降位置16cとに切換可能なブーム制御弁16と、作業具シリンダ11を、作業具9を第1作動させる第1作動位置17aと、作業具9を第2作動させる第2作動位置17cとに切換可能な作業具制御弁17と、ブーム制御弁16が上昇位置16a及び下降位置16cである場合にブームシリンダ10に作動油を給排する第1油路21と、ブーム制御弁16が上昇位置16a及び下降位置16cである場合にブームシリンダ10に作動油を給排する第2油路22と、作業具制御弁17が第1作動位置17a及び第2作動位置17cである場合に作業具シリンダ11に作動油を給排する第3油路23と、作業具制御弁17が第1作動位置17a及び第2作動位置17cである場合に作業具シリンダ11に作動油を給排する第4油路24と、第1油路21と第4油路24とを接続する第1バイパス油路31と、第2油路22と第3油路23とを接続する第2バイパス油路32と、第1バイパス油路31に設けられ且つ、第4油路24から第1油路21に向かう作動油を許容し且つ第1油路21から第4油路24に向かう作動油を阻止する第1リリーフ弁41と、第2バイパス油路32に設けられ且つ、第3油路23から第2油路22に向かう作動油を許容し且つ第2油路22から第3油路23に向かう作動油を阻止する第2リリーフ弁42と、を備えている。
また、ブームシリンダ10は、ボトム側に設けられた第1ポート10aと、ロッド側に設けられた第2ポート10bとを有し、作業具シリンダ11は、ボトム側に設けられた第3ポート11aと、ロッド側に設けられた第4ポート11bとを有し、第1油路21は、第1ポート10aとブーム制御弁16とを接続し、第2油路22は、第2ポート10bとブーム制御弁16とを接続し、第3油路23は、第3ポート11aと作業具制御弁17とを接続し、第4油路24は、第4ポート11bと作業具制御弁17とを接続している。
また、ブーム制御弁16と作業具制御弁17とを接続し且つ少なくともブームシリンダ10からブーム制御弁16に戻る作動油である戻り油を作業具制御弁17に流す第5油路を備えている。
また、作業具制御弁17に接続され且つ少なくとも作業具シリンダ11から作業具制御弁17に戻る作動油である戻り油を作動油タンクTに戻す第6油路26を備えている。
ブーム制御弁16は、第1油路21及び第2油路22を排出油路(第6油路26、第9油路29)に接続するフロート位置16dに切り換え可能である。
この構成によれば、ブーム制御弁16をフロート位置16dにした際には、作業具9等を自重にて路面の凸凹に追従させることができる。
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全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。
2 車体
6 フロントローダ
8 ブーム
9 バケット(作業具)
10 ブームシリンダ
10a 第1ポート
10b 第2ポート
11 バケットシリンダ(作業具シリンダ)
11a 第3ポート
11b 第4ポート
13 第2枢軸
14 第1枢軸
16 ブーム制御弁
16a 上昇位置
16c 下降位置
17 バケット制御弁(作業具制御弁)
17a スクイ動作位置(第1作動位置)
17d ダンプ位置(第2作動位置)
18 油圧制御バルブ
19 リリーフバルブ
21 第1油路
22 第2油路
23 第3油路
24 第4油路
25 第5油路
26 第6油路(排出油路)
29 第9油路(排出油路)
31 第1バイパス油路
32 第2バイパス油路
41 第1リリーフ弁
42 第2リリーフ弁
100 連動リンク
102 揺動アーム
Claims (6)
- ブームを昇降させるブームシリンダと、
前記ブームに装着された作業具を作動させる作業具シリンダと、
前記ブームシリンダを、前記ブームを上昇させる方向に作動させる上昇位置と、前記ブームを下降させる方向に作動させる下降位置とに切換可能なブーム制御弁と、
前記作業具シリンダを、前記作業具を第1作動させる第1作動位置と、前記作業具を第2作動させる第2作動位置とに切換可能な作業具制御弁と、
前記ブーム制御弁が前記上昇位置及び前記下降位置である場合に前記ブームシリンダに作動油を給排する第1油路と、
前記ブーム制御弁が前記上昇位置及び前記下降位置である場合に前記ブームシリンダに作動油を給排する第2油路と、
前記作業具制御弁が前記第1作動位置及び前記第2作動位置である場合に前記作業具シリンダに作動油を給排する第3油路と、
前記作業具制御弁が前記第1作動位置及び前記第2作動位置である場合に前記作業具シリンダに作動油を給排する第4油路と、
前記第1油路と前記第4油路とを接続する第1バイパス油路と、
前記第2油路と前記第3油路とを接続する第2バイパス油路と、
前記第1バイパス油路に設けられ且つ、前記第4油路から第1油路に向かう作動油を許容し且つ前記第1油路から第4油路に向かう作動油を阻止する第1リリーフ弁と、
前記第2バイパス油路に設けられ且つ、前記第3油路から第2油路に向かう作動油を許容し且つ前記第2油路から第3油路に向かう作動油を阻止する第2リリーフ弁と、
を備え、
前記ブームシリンダは、ボトム側に設けられた第1ポートと、ロッド側に設けられた第2ポートとを有し、
前記作業具シリンダは、ボトム側に設けられた第3ポートと、ロッド側に設けられた第4ポートとを有し、
前記第1油路は、前記第1ポートと前記ブーム制御弁とを接続し、
前記第2油路は、前記第2ポートと前記ブーム制御弁とを接続し、
前記第3油路は、前記第3ポートと前記作業具制御弁とを接続し、
前記第4油路は、前記第4ポートと前記作業具制御弁とを接続している作業機の油圧シ
ステム。 - 前記ブーム制御弁と前記作業具制御弁とを接続し且つ少なくとも前記ブームシリンダから前記ブーム制御弁に戻る作動油である戻り油を前記作業具制御弁に流す第5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。
- 前記作業具制御弁に接続され且つ少なくとも前記作業具シリンダから前記作業具制御弁に戻る作動油である戻り油を作動油タンクに戻す第6油路を備えている請求項2に記載の作業機の油圧システム。
- 前記ブーム制御弁は、前記第1油路及び前記第2油路を排出油路に接続するフロート位置に切り換え可能である請求項1~3のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
- 前記作業具を着脱自在に装着する作業具ブラケットを備え、
前記ブームの先端及び前記作業具シリンダの先端に前記作業具ブラケットが連結されている請求項1~4のいずれかに記載の作業機の油圧システム。 - 請求項1~5のいずれかの作業機の油圧システムを備えた作業機。
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