(57)【要約】      （修正有）【課題】シリーズ回路において、油圧アクチュエータに対して少なくとも２つの動作を行わせる場合にスムーズに作動をさせることができるようにする。【解決手段】作業機の油圧システムは、第１接続油路２２ａに作動油を供給する第１位置と第２接続油路２２ｂに作動油を供給する第２位置２０ｂ２とに切り換え可能な第１制御弁２０Ｂと、第１制御弁の下流側に設けられ、第２油圧アクチュエータ１６を制御する第２制御弁２０Ｃと、第１制御弁と第２制御弁とを接続し、第１接続油路及び第２接続油路のいずれかから第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、第２制御弁に供給する第１油路８１と、第１油路とは別に第１制御弁と第２制御弁とを接続し、第１油路に連通する第２油路７２と、第１制御弁が第１位置である場合に第２油路に連通する第１連通路１１０と、第１制御弁が第２位置である場合に第２油路に連通する第２連通路１２０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、
前記原動機の駆動によって作動し且つ作動油を吐出する油圧ポンプと、
第１油圧アクチュエータと、
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接続される第１接続油路と、
前記第１接続油路とは別に前記第１油圧アクチュエータに接続された第２接続油路と、
前記第１接続油路に作動油を供給する第１位置と、前記第２接続油路に作動油を供給する第２位置とに切り換え可能な第１制御弁と、
前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、
前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１接続油路及び前記第２接続油路のいずれかから前記第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第２制御弁に供給する第１油路と、
前記第１油路とは別に前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油路に連通する第２油路と、
前記第１制御弁が前記第１位置である場合に前記第２油路に連通する第１連通路と、
前記第１制御弁が前記第２位置である場合に前記第２油路に連通する第２連通路と、
を備えている作業機の油圧システム。
【請求項２】
前記第１連通路において前記作動油が通過する第１開口面積が、前記第２連通路において前記作動油が通過する第２開口面積よりも小さく設定されている請求項１に記載の作業機の油圧システム。
【請求項３】
前記第１制御弁は、前記油圧ポンプから吐出した作動油が入力可能な入力ポートと、前記第２油路が接続された出力ポートとを含み、
前記第１連通路は、前記第１制御弁が前記第１位置にある場合に前記入力ポートと前記出力ポートとを接続し、
前記第２連通路は、前記第１制御弁が前記第２位置にある場合に前記入力ポートと前記出力ポートとを接続する請求項１又は２に記載の作業機の油圧システム。
【請求項４】
前記第１連通路及び第２連通路は、前記第１制御弁の内部に設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
【請求項５】
前記第１油圧アクチュエータは伸縮する油圧シリンダであって、収縮時及び伸長時に作動油を前記戻り油として排出可能であり、
前記第１制御弁は、前記第１位置である場合に前記油圧シリンダを収縮させ、且つ、前記第２位置である場合に前記油圧シリンダを伸長させる請求項１〜４のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
【請求項６】
バケットと、
前記バケットとは別に前記ブームに設けられた予備アタッチメントと、
を備え、
前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、前記第２油圧アクチュエータは、前記予備アタッチメントを作動させる予備アクチュエータであり、
前記第１制御弁は、前記バケットシリンダを制御するバケット制御弁であり、
前記第２制御弁は、前記予備油圧機器を制御する予備制御弁である請求項１〜５のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作業機の油圧システムとして特許文献１が知られている。特許文献１の作業機の油圧システムでは、バケット制御弁と、メインポンプと、バケットシリンダとを備え、バケット制御弁は、メインポンプからの圧油を入力する２つのポンプポートと、バケットシリンダのロッド側油室及びボトム側油圧に対して圧油の給排を行う２つのシリンダポートと、タンクに連通するタンクポートとを有し、バケット制御弁のスクイ位置において、一方のポンプポートがバケット用ブリード回路を介してタンクポートに連通すると共に、他方のポンプポートがバケットシリンダのバケットをスクイ動作させる側の油室に接続されるシリンダポートに連通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の作業機では、バケット制御弁のスクイ位置において、一方のポンプポートがバケット用ブリード回路を介してタンクポートに連通しているため、バケットをスクイ動作させたときに高負荷が掛かった場合におけるメインポンプに対する負荷を低減することができ、エンジンストールを抑制することが可能である。しかしながら、特許文献１の作業機では、バケットをダンプ動作した場合は考慮されていない。また、バケット制御弁を作動させた場合のバケットシリンダの作動油を下流側の制御弁に供給する構成ではない。
【０００５】
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、シリーズ回路において、油圧アクチュエータに対して少なくとも２つの動作を行わせる場合にスムーズに作動をさせ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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、原動機と、前記原動機の駆動によって作動し且つ作動油を吐出する油圧ポンプと、第１油圧アクチュエータと、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接続される第１接続油路と、前記第１接続油路とは別に前記第１油圧アクチュエータに接続された第２接続油路と、前記第１接続油路に作動油を供給する第１位置と、前記第２接続油路に作動油を供給する第２位置とに切り換え可能な第１制御弁と、前記第１制御弁の下流側に設けられ、且つ、前記第２油圧アクチュエータを制御する第２制御弁と、前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１接続油路及び前記第２接続油路のいずれかから前記第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、前記第２制御弁に供給する第１油路と、前記第１油路とは別に前記第１制御弁と前記第２制御弁とを接続し、且つ、前記第１油路に連通する第２油路と、前記第１制御弁が前記第１位置である場合に前記第２油路に連通する第１連通路と、前記第１制御弁が前記第２位置である場合に前記第２油路に連通する第２連通路と、を備えている。
【０００７】
前記第１連通路において前記作動油が通過する第１開口面積が、前記第２連通路において前記作動油が通過する第２開口面積よりも小さく設定されている。
前記第１制御弁は、前記油圧ポンプから吐出した作動油が入力可能な入力ポートと、前記第２油路が接続された出力ポートとを含み、前記第１連通路は、前記第１制御弁が前記第１位置にある場合に前記入力ポートと前記出力ポートとを接続し、前記第２連通路は、前記第１制御弁が前記第２位置にある場合に前記入力ポートと前記出力ポートとを接続する。
【０００８】
前記第１連通路及び第２連通路は、前記第１制御弁の内部に設けられている。
前記第１油圧アクチュエータは伸縮する油圧シリンダであって、収縮時及び伸長時に作動油を前記戻り油として排出可能であり、前記第１制御弁は、前記第１位置である場合に前記油圧シリンダを収縮させ、且つ、前記第２位置である場合に前記油圧シリンダを伸長させる。
【０００９】
作業機の油圧システムは、バケットと、前記バケットとは別に前記ブームに設けられた予備アタッチメントと、を備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記バケットを作動させるバケットシリンダであり、前記第２油圧アクチュエータは、前記予備アタッチメントを作動させる予備アクチュエータであり、前記第１制御弁は、前記バケットシリンダを制御するバケット制御弁であり、前記第２制御弁は、前記予備油圧機器を制御する予備制御弁である。
【発明の効果】
【００１０】
シリーズ回路において、油圧アクチュエータに対して少なくとも２つの動作を行わせる場合にスムーズに作動をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】作業機の油圧システム（油圧回路）を示す図である。
【図２】作業機として例示するスキッドステアローダの全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る作業機の油圧システム及びこの油圧システムを備えた作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
まず、作業機から説明する。
図２は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図２では、作業機の一例として、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はスキッドステ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、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
【００１３】
作業機１は、機体（車体）２と、キャビン３と、作業装置４と、走行装置５Ａ、５Ｂとを備えている。
機体２上にはキャビン３が搭載されている。キャビン３内の後部には運転席８が設けられている。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２の左側）を前方、運転者の後側（図２の右側）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、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。
【００１４】
キャビン３は、機体２に搭載されている。作業装置４は、作業を行う装置で、機体２に装備されている。走行装置５Ａは、機体２を走行させる装置であって、機体２の左側に設けられている。走行装置５Ｂは、機体２を走行させる装置であって、機体２の右側に設けられている。機体２内の後部には原動機７が設けられている。原動機７は、ディーゼルエンジン（エンジン）である。なお、原動機７は、エンジンに限定されず、電動モータ等であってもよい。
【００１５】
運転席８の左側には、走行レバー９Ｌが設けられている。運転席８の右側には、走行レバー９Ｒが設けられている。左側の走行レバー９Ｌは、左側の走行装置５Ａを操作するものであり、右側の走行レバー９Ｒは、右側の走行装置５Ｂを操作するものである。
作業装置４は、ブーム１０と、バケット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１７とを有する。ブーム１０は、機体２の側方に設けられている。バケット１１は、ブーム１０の先端（前端）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の基部（後部）を支持する。ブームシリンダ１４は、ブーム１０を上又は下に駆動する。
【００１６】
詳しくは、リフトリンク１２、制御リンク１３及びブームシリンダ１４は、機体２の側方に設けられている。リフトリンク１２の上部は、ブーム１０の基部の上部に枢支されている。リフトリンク１２の下部は、機体２の後部の側部に枢支されている。制御リンク１３は、リフトリンク１２の前方に配置されている。制御リンク１３の一端は、ブーム１０の基部の下部に枢支され、他端が機体２に枢支されている。
【００１７】
ブームシリンダ１４は、ブーム１０を昇降する油圧シリンダである。ブームシリンダ１４の上部は、ブーム１０の基部の前部に枢支されている。ブームシリンダ１４の下部は、機体２の後部の側部に枢支されている。ブームシリンダ１４を伸縮すれば、リフトリンク１２及び制御リンク１３によってブーム１０が上下に揺動する。バケットシリンダ１７は、バケット１１を揺動する油圧シリンダである。バケットシリンダ１７は、バケット１１の左部と左のブームとの間を連結すると共に、バケット１１の右部と右のブームとの間を連結する。なお、ブーム１０の先端（前部）には、バケット１１の代わりに、油圧圧砕機，油圧ブレーカ，アングルブルーム，オーガー，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が装着可能とされている。
【００１８】
走行装置５Ａ，５Ｂは、本実施形態では前輪５Ｆ及び後輪５Ｒを有する車輪型の走行装置５Ａ，５Ｂが採用されている。なお、走行装置５Ａ，５Ｂとしてクローラ型（セミクローラ型を含む）の走行装置５Ａ，５Ｂを採用してもよい。
次に、スキッドステアローダ１に設けられた作業系油圧回路（作業系油圧システム）について説明する。
【００１９】
作業系油圧システムは、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２０と、作業系の油圧ポンプ（第１油圧ポンプ）Ｐ１を備えている。また、第１油圧ポンプＰ１とは異なる第２油圧ポンプＰ２を備えている。
第１油圧ポンプＰ１は、原動機７の動力によって作動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第１油圧ポンプＰ１は、タンク（作動油タンク）１５に貯留された作動油を吐出可能である。第２油圧ポンプＰ２は、原動機７の動力によって作動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第２油圧ポンプＰ２は、タンク（作動油タンク）１５に貯留された作動油を吐出可能である。なお、第２油圧ポンプＰ２は、油圧システムにおいて、信号用の作動油、制御用の作動油を吐出する。信号用の作動油及び制御用の作動油のことをパイロット油という。
【００２０】
複数の制御弁２０は、作業機１に設けられた様々な油圧アクチュエータを制御する弁である。油圧アクチュエータとは、作動油によって作動する装置で、油圧シリンダ、油圧モータ等である。この実施形態では、複数の制御弁２０は、ブーム制御弁２０Ａ、バケット制御弁２０Ｂ、予備制御弁２０Ｃである。
ブーム制御弁２０Ａは、ブーム１０を作動する油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）１４を制御する弁である。ブーム制御弁２０Ａは、直動スプール形３位置切換弁である。ブーム制御弁２０Ａは、中立位置２０ａ３、中立位置２０ａ３とは異なる第１位置２０ａ１、中立位置２０ａ３及び第１位置２０ａ１とは異なる第２位置２０ａ２に切り換わる。ブーム制御弁２０Ａにおいて、中立位置２０ａ３、第１位置２０ａ１、第２位置２０ａ２の切換は、操作部材の操作によりスプールを動かすことによって行う。なお、ブーム制御弁２０Ａの切換は、操作部材を手動操作することによってスプールを直接移動させることにより行っているが、スプールを油圧操作（パイロットバルブによる油圧操作、比例弁による油圧操作）で移動させてもよいし、電気操作（ソレノイドを励磁することによる電気操作）で移動させてもよいし、その他の方法で移動させてもよい。
【００２１】
ブーム制御弁２０Ａと、第１油圧ポンプＰ１とは吐出油路２７により接続されている。吐出油路２７であって、ブーム制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１との間の区間には、作動油タンク１５に繋がる排出油路２４ａが接続されている。排出油路２４ａの中途部にリリーフ弁（メインリリーフ弁）２５が設けられている。第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、吐出油路２７を通過してブーム制御弁２０Ａに供給される。また、ブーム制御弁２０Ａと、ブームシリンダ１４とは、油路２１で接続されている。
【００２２】
詳しくは、ブームシリンダ１４は、筒体１４ａと、筒体１４ａに移動自在に設けられたロッド１４ｂと、ロッド１４ｂに設けられたピストン１４ｃとを備えている。筒体１４ａの基端部（ロッド１４ｂ側とは反対側）には、作動油を給排する第１ポート１４ｄが設けられている。筒体１４ａの先端（ロッド１４ｂ側）には、作動油を給排する第２ポート１４ｅが設けられている。
【００２３】
油路２１は、ブーム制御弁２０Ａの第１ポート３１とブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄとを接続する油路２１ａと、ブーム制御弁２０Ａの第２ポート３２とブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅとを接続する油路２１ｂとを有している。
したがって、ブーム制御弁２０Ａを第１位置２０ａ１にすれば、油路２１ａからブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄに作動油を供給することができると共に、ブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅから油路２１ｂに作動油を排出することができる。これによって、ブームシリンダ１４は伸長し、ブーム１０は上昇する。ブーム制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にすれば、油路２１ｂからブームシリンダ１４の第２ポート１４ｅに作動油を供給することができると共に、ブームシリンダ１４の第１ポート１４ｄから油路２１ａに作動油を排出することができる。これによって、ブームシリンダ１４は収縮し、ブーム１０は下降する。
【００２４】
バケット制御弁２０Ｂは、バケット１１を制御する油圧シリンダ（バケットシリンダ）１７を制御する弁である。バケット制御弁２０Ｂ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。バケット制御弁２０Ｂは、中立位置２０ｂ３、中立位置２０ｂ３とは異なる第１位置２０ｂ１、中立位置２０ｂ３及び第１位置２０ｂ１とは異なる第２位置２０ｂ２に切り換わる。バケット制御弁２０Ｂにおいて、中立位置２０ｂ３、第１位置２０ｂ１及び第２位置２０ｂ２の切換は、操作部材の操作によりスプールを動かすことによって行う。なお、バケット制御弁２０Ｂの切換は、操作部材を手動操作することによってスプールを直接移動させることにより行っているが、スプールを油圧操作（パイロットバルブによる油圧操作、比例弁による油圧操作）で移動させてもよいし、電気操作（ソレノイドを励磁することによる電気操作）で移動させてもよいし、その他の方法で移動させてもよい。
【００２５】
バケット制御弁２０Ｂと、バケットシリンダ１７とは、油路２２で接続されている。詳しくは、バケットシリンダ１７は、筒体１７ａと、筒体１７ａに移動自在に設けられたロッド１７ｂと、ロッド１７ｂに設けられたピストン１７ｃとを備えている。筒体１７ａの基端部（ロッド１７ｂ側とは反対側）には、作動油を給排する第１ポート１７ｄが設けられている。筒体１７ａの先端（ロッド１７ｂ側）には、作動油を給排する第２ポート１７ｅが設けられている。
【００２６】
油路２２は、バケット制御弁２０Ｂの第１ポート３５とバケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅとを接続する第１接続油路２２ａと、バケット制御弁２０Ｂの第２ポート３６とバケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄとを接続する第２供給路２２ｂとを有している。
したがって、バケット制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にすれば、第１接続油路２２ａからバケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅに作動油を供給することができると共に、バケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄから第２供給路２２ｂに作動油を排出することができる。これによって、バケットシリンダ１７は収縮し、バケット１１はスクイ動作する。バケット制御弁２０Ｂを第２位置２０ａ２にすれば、第２供給路２２ｂからバケットシリンダ１７の第１ポート１７ｄに作動油を供給することができると共に、バケットシリンダ１７の第２ポート１７ｅから第１接続油路２２ａに作動油を排出することができる。これによって、バケットシリンダ１７は伸長し、ダンプ動作する。
【００２７】
予備制御弁２０Ｃは、予備アタッチメントに装着された予備アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ等）１６を制御する弁である。予備制御弁２０Ｃ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。予備制御弁２０Ｃは、中立位置２０ｃ３、中立位置２０ｃ３とは異なる第１位置２０ｃ１、中立位置２０ｃ３及び第１位置２０ｃ１とは異なる第２位置２０ｃ２に切り換わる。予備制御弁２０Ｃにおいて、中立位置２０ｃ３、第１位置２０ｃ１及び第２位置２０ｃ２の切換は、パイロット油の圧力によってスプールを動かすことによって行う。予備制御弁２０Ｃには、給排油路８３ａ、８３ｂを介して接続部材１８が接続されている。接続部材１８には、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に接続された油路が接続される。
【００２８】
したがって、予備制御弁２０Ｃを第１位置２０ｃ１にすれば、給排油路８３ａから予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することができる。予備制御弁２０Ｃを第２位置２０ｃ２にすれば、給排油路８３ｂから予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することができる。このように、給排油路８３ａ又は給排油路８３ｂから油圧アクチュエータ１６に作動油を供給することにより、当該油圧アクチュエータ１６（予備アタッチメント）を作動させることができる。
【００２９】
さて、油圧システムにおいては、シリーズ回路（シリーズ油路）が適用されている。シリーズ回路では、油圧アクチュエータから上流側の制御弁に戻った作動油が、下流側の制御弁に供給可能である。例えば、バケット制御弁２０Ｂと、予備制御弁２０Ｃとに着目すると、バケット制御弁２０Ｂが上流側の制御弁であり、予備制御弁２０Ｃが下流側の制御弁である。
【００３０】
以下、上流側の制御弁を「第１制御弁」、下流側の制御弁を「第２制御弁」という。第１制御弁及び第２制御弁以外の制御弁であって第２制御弁の上流側に設けられた制御弁のことを「第３制御弁」という。
また、第１制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第１油圧アクチュエータ」、第２制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第２油圧アクチュエータ」、第３制御弁に対応する油圧アクチュエータのことを「第３油圧アクチュエータ」という。第１油圧アクチュエータから第１制御弁に戻る作動油である戻り油を、第２制御弁に供給する油路のことを、「第１油路」という。
【００３１】
この実施形態では、バケット制御弁２０Ｂが「第１制御弁」、予備制御弁２０Ｃが「第２制御弁」、ブーム制御弁２０Ａが「第３制御弁」である。また、バケットシリンダ１７が「第１油圧アクチュエータ」、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ１６が「第２油圧アクチュエータ」、ブームシリンダ１４が「第３油圧アクチュエータ」である。
以下、第１制御弁、第２制御弁、第３制御弁について、詳しく説明する。
【００３２】
第３制御弁２０Ａと第１油圧ポンプＰ１の吐出部とは、吐出油路２７により接続されている。吐出油路２７は中途部４７ａで分岐している。吐出油路２７の分岐後の油路は、第３制御弁２０Ａの第１入力ポート４６ａ及び第２入力ポート４６ｂに接続されている。また、吐出油路２７は、第３制御弁２０Ａの第３入力ポート４６ｃに接続されている。したがって、第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油は、吐出油路２７、第１入力ポート４６ａ、第２入力ポート４６ｂ、第３入力ポート４６ｃを通じて、第３制御弁２０Ａ内に供給することが可能である。第３制御弁２０Ａと第１制御弁２０Ｂとは、中央油路５１により接続されている。中央油路５１は、第３制御弁２０Ａの第３出力ポート４１ｃと、第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃとを接続している。
【００３３】
さて、第３制御弁２０Ａを中立位置２０ａ３にした場合、第３入力ポート４６ｃと第３出力ポート４１ｃとを結ぶ中央油路５３ｃの連通によって、吐出油路２７から第３制御弁２０Ａに供給された作動油である供給油は、当該第３制御弁２０Ａを通過して中央油路５１に供給される。
第３制御弁２０Ａと第１制御弁２０Ｂとは、中央油路５１とは別に、戻り油路６１により接続されている。戻り油路６１は、第３油圧アクチュエータ１４から第３制御弁２０Ａに戻る戻り油を、第３制御弁２０Ａを通過させて第１制御弁２０Ｂに供給する油路である。
【００３４】
戻り油路６１は、内部油路６１ａと、外部油路６１ｂとを有している。内部油路６１ａは、第３制御弁２０Ａに設けられ且つ油路２１ｂに連通する油路である。詳しくは、内部油路６１ａは、第３制御弁２０Ａを第２位置２０ａ２にした場合に、第３制御弁２０Ａの第１ポート３１と第３制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａとを接続する油路である。
外部油路６１ｂは、内部油路６１ａに連通し且つ第１制御弁２０Ｂに接続する油路である。外部油路６１ｂは、第３制御弁２０Ａの第１出力ポート４１ａと第１制御弁２０Ｂの第１入力ポート４２ａとを接続し、且つ、第３制御弁２０Ａの第２出力ポート４１ｂと第１制御弁２０Ｂの第２入力ポート４２ｂとを接続している。外部油路６１ｂの中途部は、中央油路５１に接続されている。言い換えれば、外部油路６１ｂと中央油路５１とは途中で合流している。外部油路６１ｂにおいて、外部油路６１ｂと中央油路５１とが合流する合流部６３と、第１制御弁２０Ｂとの間には、逆止弁２９ａが設けられている。逆止弁２９ａは、合流部６３から第１制御弁２０Ｂに作動油が流れることを許容し、且つ、第１制御弁２０Ｂから合流部６３に作動油が流れることを阻止する。
【００３５】
また、外部油路６１ｂにおいて、合流部６３と、第３制御弁２０Ａとの間には、逆止弁６４が設けられている。逆止弁６４は、第３制御弁２０Ａから合流部６３に作動油が流れることを許容し、且つ、合流部６３から第３制御弁２０Ａに作動油が流れることを阻止する。なお、油路２１ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、油路２１ｂに接続する油路２４ｂ１と、第３制御弁２０Ａの第１排出ポート３３ａ及び第２排出ポート３３ｂに接続する油路２４ｂ２と、油路２４ｂ１及び油路２４ｂ２の合流部と作動油タンク１５とを接続する油路２４ｂ３とを有している。油路２４ｂ１の中途部には、リリーフ弁３７を設けている。リリーフ弁３７の設定圧は、例えば、メインリリーフ弁２５の設定圧よりも高く設定されている。
【００３６】
第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路（第２油路）７２により接続されている。中央油路７２は、第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃと、第２制御弁２０Ｃの第３入力ポート４４ｃとを接続している。したがって、第１制御弁２０Ｂを中立位置２０ｂ３にした場合、第１制御弁２０Ｂに供給された作動油である供給油は、第３入力ポート４２ｃと第３出力ポート４３ｃとを結ぶ中央油路７３ｃを通って、第３出力ポート４３ｃに接続された中央油路７２に供給される。
【００３７】
第１制御弁２０Ｂと第２制御弁２０Ｃとは、中央油路７２とは別に、第１油路８１により接続されている。第１油路８１は、第１油圧アクチュエータ１７から第１制御弁２０Ｂに戻る戻り油を、第１制御弁２０Ｂを通過させて第２制御弁２０Ｃに供給する油路である。即ち、第１油路８１は、第１接続油路２２ａ及び第２接続油路２２ｂのいずれかから第１制御弁２０Ｂに戻る作動油である戻り油を、第２制御弁２０ｃに供給する油路である。
【００３８】
第１油路８１は、内部油路８１ａと、外部油路８１ｂ、内部油路８１ｃと、を有している。
内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂに設けられ且つ第１接続油路２２ａに連通する油路である。詳しくは、内部油路８１ａは、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第１ポート３５と第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａとを接続する油路である。
【００３９】
内部油路８１ｃは、第１制御弁２０Ｂに設けられ且つ第２接続油路２２ｂに連通する油路である。詳しくは、内部油路８１ｃは、第１制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にした場合に、第１制御弁２０Ｂの第２ポート３６と第１制御弁２０Ｂの第２出力ポート４３ｂとを接続する油路である。
外部油路８１ｂは、内部油路８１ａ及び内部油路８１ｃに連通し且つ第２制御弁２０Ｃに接続する油路である。外部油路８１ｂは、第１制御弁２０Ｂの第１出力ポート４３ａと第２制御弁２０Ｃの第１入力ポート４４ａとを接続し、且つ、第１制御弁２０Ｂの第２出力ポート４３ｂと第２制御弁２０Ｃの第２入力ポート４４ｂとを接続している。外部油路８１ｂの中途部は、中央油路７３ｃに接続されている。言い換えれば、外部油路８１ｂと中央油路７３ｃとは途中で合流している。外部油路８１ｂにおいて、外部油路８１ｂと中央油路７３ｃとが合流する合流部９３と、第２制御弁２０Ｃとの間には、逆止弁２９ｂが設けられている。逆止弁２９ｂは、合流部９３から第２制御弁２０Ｃに作動油が流れることを許容し、且つ、第２制御弁２０Ｃから合流部９３に作動油が流れることを阻止する。
【００４０】
また、外部油路８１ｂにおいて、合流部９３と、第１制御弁２０Ｂとの間には、逆止弁９４が設けられている。逆止弁９４は、第１制御弁２０Ｂから合流部９３に作動油が流れることを許容し、且つ、合流部９３から第１制御弁２０Ｂに作動油が流れることを阻止する。
なお、油路（第２接続油路）２２ｂは、排出油路２４ｂに接続している。排出油路２４ｂは、第１接続油路２２ａ及び第２接続油路２２ｂに接続する油路２４ｂ４を備えている。油路２４ｂ４は、作動油タンク１５に連通する油路２４ｂ３に接続されていて、当該油路２４ｂ４には、リリーフ弁３８が設けられている。
【００４１】
以上によれば、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、第２入力ポート４２ｂに供給油が供給され、供給油は第２接続油路２２ｂを通って、第１油圧アクチュエータ１７に供給される。また、第１制御弁２０Ｂを第２位置２０ｂ２にした場合、第１油圧アクチュエータ１７の第２ポート１７ｅから排出された戻り油は、第１接続油路２２ａ、内部油路８１ａ及び外部油路８１ｂを通って、第２制御弁２０Ｃに向けて流れる。
【００４２】
また、第１制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にした場合、第１入力ポート４２ａに供給油が供給され、供給油は第１接続油路２２ａを通って、第１油圧アクチュエータ１７に供給される。また、第１制御弁２０Ｂを第１位置２０ｂ１にした場合、第１油圧アクチュエータ１７の第１ポート１７ｄから排出された戻り油は、第２接続油路２２ｂ、内部油路８１ｃ及び外部油路８１ｂを通って、第２制御弁２０Ｃに向けて流れる。
【００４３】
さて、作業機の油圧システムは、第１連通路１１０と、第２連通路１２０とを有している。第１連通路１１０及び第２連通路１２０は、例えば、第１制御弁２０Ｂの内部、即ち、スプールに形成された通路である。第１連通路１１０は、第１制御弁２０Ｂが第１位置２０ｂ１である場合に第２油路７２に連通する。第２連通路１２０は、第１制御弁２０Ｂが第２位置２０ｂ２である場合に第２油路７２に連通する。詳しくは、第１連通路１１０は、第１制御弁２０Ｂが第１位置２０ｂ１である場合に第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃと第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃとを連通する。第２連通路１２０は、第１制御弁２０Ｂが第２位置２０ｂ２である場合に第１制御弁２０Ｂの第３入力ポート４２ｃと第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃとを連通する。
【００４４】
以上によれば、例えば、第１制御弁２０Ｂがバケット制御弁である場合は、バケット制御弁を第１位置２０ｂ１にすることによって、バケット１１をスクイ動作（掻き動作）させることができる。このように掻き動作した場合は、第１連通路１１０によって、第３入力ポート４２ｃと第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃとが連通することになる。ここで、掻き動作の際に大きな負荷がバケット１１に掛かった場合でも、第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油の一部を、第１連通路１１０を介して第２油路７２へと逃がすことができるため、原動機７への負荷を低減して、エンジンストール（エンスト）等を防止することができる。
【００４５】
また、バケット制御弁を第２位置２０ｂ２にして、バケット１１をダンプ動作させた場合も、第２連通路１２０によって、第３入力ポート４２ｃと第１制御弁２０Ｂの第３出力ポート４３ｃとが連通させることができる。
さて、上述したように、第１制御弁２０Ｂには、第１連通路１１０と第２連通路１２０との両方が設けられているが、第１連通路１１０において作動油が通過する第１開口面積（開口断面積）は、第２連通路１２０において作動油が通過する第２開口面積（開口断面積）よりも小さく設定されている。具体的には、第１連通路１１０は、作動油の流量を低減する絞り部１１１を有し、第２連通路１２０は、作動油の流量を低減する絞り部１２１を有していて、絞り部１１１の開口面積（第１開口面積）が、絞り部１２１の開口面積（第２開口面積）よりも小さく設定されている。
【００４６】
上述したように、バケットシリンダ１７は、伸縮自在な油圧シリンダである。バケットシリンダ１７において、ボトム側の断面積は、シリンダチューブの断面積であり、ロッド側の断面積は、シリンダチューブの断面積からシリンダロッドの断面積を引いた断面積（シリンダチューブ断面積−シリンダロッド断面積）である。つまり、ボトム側の断面積は、ロッド側の断面積よりも大きい。
【００４７】
このように、ボトム側の断面積とロッド側の断面積とが異なっているため、バケットシリンダ１７を伸縮した場合の作動油の圧力が異なる。例えば、バケットシリンダ１７を収縮することでバケット１０を掻き動作させた場合（第１制御弁２０Ｂが第１位置２０ｂ１）は、作動油（供給油）の圧力が高い。一方、バケットシリンダ１７を伸長することでバケット１０をダンプ動作させた場合（第１制御弁２０Ｂが第２位置２０ｂ２）は、作動油（供給油）の圧力が低い。
【００４８】
このように、バケットシリンダ１７を伸縮させた場合の互いの圧力が異なることを考えると、絞り部１１１の第１開口面積が小さくなるほど、第１制御弁２０Ｂが第１位置２０ｂ１であるときにバケットシリンダ１７等への作動油の供給を増やすことができ、当該バケットシリンダ１７の作動速度を速くすることができる。また、絞り部１２１の第２開口面積を大きくすると、第１制御弁２０Ｂが第２位置２０ｂ２であるときに第１油路８１を通過する戻り油を第２油路７２及び第２連通路１２０を経て第１制御弁２０Ｂの入力ポートに戻すことができるため、バケットシリンダ１７の作動速度を速くすることができる。
【００４９】
また、バケットシリンダ１７に外力が掛かる又は、バケットシリンダ１７の伸縮時のそれぞれにシリンダエンドになってシリンダが動かない状況においては、連通路（第１連通路１１０、第２連通路１２０）を設けていると、連通路の開口面積（第１開口面積、第２開口面積）が大きい場合は、リリーフ弁２５を通る作動油の流量は少なくなる（リリーフ弁２５のリリーフ圧が下がる）。上述したように、バケットシリンダ１７は断面積が異なることから、伸長する（ダンプ動作）場合は推力が大きく、収縮する（掻き動作）場合は推力が小さい。伸長する（ダンプ動作）場合はリリーフ弁２５のリリーフ圧が低くても十分な力を発揮し、収縮する（掻き動作）場合はリリーフ圧を高くして力を発揮させる必要がある。なお、推力（シリンダ推力）は、シリンダ推力＝シリンダ断面積×圧力×シリンダ効率である。
【００５０】
つまり、上述したように、第１開口面積を第２開口面積よりも小さくすることによって、掻き動作における消費馬力を抑えながらスムーズにダンプ動作を行うことができる。言い換えれば、第１連通路１１０の第１開口面積を第２連通路１２０の第２開口面積よりも小さくすることによって、掻き動作の高負荷時のエンストを抑制しつつ掻き動作の作動速度を確保する一方、ダンプ動作の作動速度も確保することができる。なお、上述した実施形態では、バケットシリンダ１７を例に挙げて説明したが、他の油圧シリンダにおいても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
上述した実施形態では、第１油圧アクチュエータをバケットシリンダ１７、第２油圧アクチュエータを予備アクチュエータ１６、第１制御弁をバケット制御弁２０Ｂ、第２制御弁を予備制御弁２０Ｃとしていたがこれに限定されない。
作業機の油圧システムでは、第１制御弁が第１位置である場合に第２油路に連通する第１連通路１１０と、第１制御弁が第２位置である場合に第２油路に連通する第２連通路１２０とを備えている。そのため、第１制御弁の第１位置又は第２位置の切換によって、第１油圧アクチュエータを少なくとも第１位置に対応する動作と、第２位置に対応する動作との２つの動作を行うことができる。第１油圧アクチュエータが第１位置に対応する動作である場合は第１連通路１１０によって第２油路に連通させることができ、第２位置に対応する動作である場合は第２連通路１２０によって第２油路に連通することができる。したがって、第１制御弁をバケット制御弁以外に適用した場合も、バケット制御弁と同様に、油圧アクチュエータに対して少なくとも２つの動作をスムーズに行うことができる。
【００５２】
なお、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。第１制御弁及び第２制御弁は上述した実施形態に限定されず、作業機に設けられた制御弁であれば何でもよい
上述した実施形態では、作動油の排出は、作動油タンクにしていたが、その他の場所であってもよい。即ち、作動油を排出するための油路は、作動油タンク以外に接続されていてもよく、例えば、油圧ポンプの吸込部（作動油を吸い込む部分）に接続してもよいし、その他の個所に接続してもよい。
【００５３】
上述した実施形態では、制御弁は、３位置切換弁であったが、切換の位置の数は限定されず、２位置切換弁であっても、４位置切換弁であっても、その他の切換弁であってもよい。上述した実施形態では、油圧ポンプは定容量ポンプであったが、例えば、斜板の変更によって吐出量が変化する可変容量ポンプであっても、その他の油圧ポンプであってもよい。
【００５４】
また、第１油圧アクチュエータ、第２油圧アクチュエータ、第３油圧アクチュエータ、第１制御弁、第２制御弁、第３制御弁は、上述した実施形態に限定されず、作業機１に設けられるものであればよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  作業機
７  原動機
１１  バケット
１７  バケットシリンダ（第１油圧アクチュエータ）
１６  予備アクチュエータ（第２油圧アクチュエータ）
２２ａ  第１接続油路
２２ｂ  第２接続油路
２０Ｂ  バケット制御弁（第１制御弁）
２０Ｂ１  第１位置
２０Ｂ２  第２位置
２０Ｃ  予備制御弁（第２制御弁）
４２ｃ  第３入力ポート（入力ポート）
４３ｃ  第３出力ポート（出力ポート）
７２  第２油路
８１  第１油路
１１０  第１連通路
１２０  第２連通路
Ｐ１  油圧ポンプ
【図１】
2020026879.tif 000003
【図２】
2020026879.tif 000004