(57)【要約】【課題】作業機械に備えられた既存のポンプ及び制御弁の組合せにより、３個のポンプを１ポンプ、あるいは２ポンプ又は３ポンプ合流の組合せで、種々のアタッチメントの要求流量に対応することができ、切換操作が簡単で、コストが安い、作業機械の油圧回路を提供する。【解決手段】選択手段（３６）によりアタッチメント弁（６ａ）、第１合流弁（６ｅ）、第２合流弁（１２ｂ）を制御し、作動油供給口（１６）に、第１ポンプ（２）の流量、第１ポンプ及び第２ポンプ（４）の合流量、あるいは第１ポンプ、第２ポンプ及び第３ポンプ（１０）の合流量を選択し供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポンプ及び第２ポンプ並びにその作動油の流れを制御する制御弁を含み機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する主回路と、第３ポンプ及びその作動油の流れを制御する制御弁を含み機体に取付けられた排土装置を制御する副回路とを備え、
該主回路の制御弁は、機体及び／又は作業腕に取付けられる作業装置であるアタッチメントへの作動油供給口に第１ポンプの作動油を制御し供給するアタッチメント弁と、アタッチメント弁の入口ポートに第２ポンプの作動油を制御し合流させる第１合流弁とを有し、
該副回路の制御弁は、該作動油供給口に第３ポンプの作動油を制御し合流させる第２合流弁を有し、
選択手段を備え、該作動油供給口に、
（１）アタッチメント弁を制御して第１ポンプの作動油を供給する第１接続、
（２）アタッチメント弁及び第１合流弁を制御して第１ポンプ及び第２ポンプの作動油を供給する第２接続、
（３）アタッチメント弁、第１合流弁、及び第２合流弁を制御して第１ポンプ、第２ポンプ及び第３ポンプの作動油を供給する第３接続、
のいずれかを選択することを特徴とする作業機械の油圧回路。
【請求項２】
該選択手段は、第１接続又は第２接続を選択する第１第２接続選択手段と、第３接続を選択する第３接続選択手段とを備えている、請求項１記載の作業機械の油圧回路。
【請求項３】
第１第２接続選択手段はアタッチメント弁及び第１合流弁を操作する操作ペダルを備え、第３接続選択手段はアタッチメント弁、第１合流弁、及び第２合流弁を操作する電気スイッチを備えている、請求項２記載の作業機械の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機械の油圧回路、さらに詳しくは、油圧作動式の種々の作業装置が装備される作業機械に好適な油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業機械、例えばその典型例である油圧ショベルには、作業の形態に応じて油圧作動式の作業装置である種々のアタッチメントが同時に、あるいは交換されて取付けられる。そのために作業機械には油圧ポンプが、機体とともにこれらのアタッチメントの油圧アクチュエータの異なった要求作動油量を供給できるように配設されている。
【０００３】
種々のアクチュエータの要求作動油量に応じる方法としては、
（１）複数個のポンプ設け、使わないポンプはドレーンする：
例えば多くの流量が必要なときには２個のポンプの作動油を用い、少ない流量が必要なときには一方のポンプの作動油のみを用い他方のポンプの作動油はドレーンする（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
（２）アタッチメント毎に専用のポンプを備える：
例えばエンジンのような駆動源にアタッチメント毎に対応した専用のポンプを取付けて備える。
【０００５】
（３）大容量の可変容量ポンプを使う：
大型の可変容量ポンプを用いてアタッチメントの要求に合わせて流量調整、分流などにより供給する。
【０００６】
アタッチメントの例としては、例えば油圧ショベルを林業作業に用いる場合には、木材を油圧力によって把持し集材するグラップル、ケーブルにより集材を行う油圧ウインチ、木材の枝払い、玉切りなどを油圧力により行うプロセッサなどが装備される。要求される作動油量はこれらのアタッチメントによって異なり、グラップル使用時には１個のポンプの流量、ウインチ使用時には２個のポンプの流量、プロセッサ使用時には３個のポンプの流量が必要になる。この場合には、３個のポンプからの作動油を、手動切換弁、電磁切換弁など適宜に用い、合流させあるいは分流させている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−４３４１号公報（第１図、第４図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、上述したとおりの形態の従来の作業機械には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００９】
（１）ポンプの組合せ切換操作が面倒である：
ポンプが複数個になると、ポンプ合流の組合せ及びその切換操作を複数のアタッチメントに合わせてその都度行わなければならない。例えば運転席のコンソールにロッカースイッチを設け組合せ切換操作を行えるようにしたものがあるが、アタッチメントの操作レバーからその都度手を離して操作するのは面倒であり、作業効率も悪くなる。
【００１０】
（２）作業機械のコストが高くなる：
アタッチメント毎に専用のポンプを備える場合には、ポンプの他に専用の駆動装置、配管装置、制御弁装置が必要になり作業機械のコストが高くなる。また、大容量の可変容量ポンプは入手が困難であり、コストも高いものになる。
【００１１】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業機械に備えられた既存のポンプ及び制御弁の組合せにより、３個のポンプを１ポンプ、あるいは２ポンプ又は３ポンプ合流の組合せで、種々のアタッチメントの要求流量に対応することができ、切換操作が簡単で、コストが安い、作業機械の油圧回路を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、第１ポンプ及び第２ポンプ並びにその作動油の流れを制御する制御弁を含み機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する主回路と、第３ポンプ及びその作動油の流れを制御する制御弁を含み機体に取付けられた排土装置を制御する副回路とを備え、
該主回路の制御弁は、機体及び／又は作業腕に取付けられる作業装置であるアタッチメントへの作動油供給口に第１ポンプの作動油を制御し供給するアタッチメント弁と、アタッチメント弁の入口ポートに第２ポンプの作動油を制御し合流させる第１合流弁とを有し、
該副回路の制御弁は、該作動油供給口に第３ポンプの作動油を制御し合流させる第２合流弁を有し、
選択手段を備え、該作動油供給口に、
（１）アタッチメント弁を制御して第１ポンプの作動油を供給する第１接続、
（２）アタッチメント弁及び第１合流弁を制御して第１ポンプ及び第２ポンプの作動油を供給する第２接続、
（３）アタッチメント弁、第１合流弁、及び第２合流弁を制御して第１ポンプ、第２ポンプ及び第３ポンプの作動油を供給する第３接続、
のいずれかを選択することを特徴とする作業機械の油圧回路である。
【００１３】
そして、機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する一対のポンプ、並びに機体に取付けられた排土装置を制御するポンプの計３個のポンプを、選択手段によって１ポンプ、２ポンプ、３ポンプの組合せに容易に切換選択できるようにする。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作業機械の油圧回路において、該選択手段が、第１接続又は第２接続を選択する第１第２接続選択手段と、第３接続を選択する第３接続選択手段とを備えているものである。
【００１５】
そして、比較的使用頻度の高い１ポンプ、及び２ポンプ合流の選択を容易にできるようにする。
【００１６】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の作業機械の油圧回路において、第１第２接続選択手段はアタッチメント弁及び第１合流弁を操作する操作ペダルを備え、第３接続選択手段はアタッチメント弁、第１合流弁、及び第２合流弁を操作する電気スイッチを備えているものである。
【００１７】
そして、アタッチメントの操作の邪魔にならないように、１ポンプ、及び２ポンプ合流の切換選択をペダルにより行えるようにし、使用頻度の比較的少ない３ポンプ合流の切換選択は電気スイッチにより行うようにする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された作業機械の油圧回路について、典型的な作業機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面、図１を参照してさらに詳細に説明する。
【００１９】
周知の油圧ショベルは、一対のポンプ、第１ポンプ２、第２ポンプ４、並びにその作動油の流れを制御する複数個の制御弁を含む制御弁群６を備え機体及び機体に取付けられた作業腕を制御する主回路８と、第３ポンプ１０及びその作動油の流れを制御する複数個の制御弁を含む制御弁群１２を備え機体に取付けられた排土装置を制御する副回路１４とを有している。また、種々の作業装置であるアタッチメントに作動油を供給するための作動油供給口１６を備えている。
【００２０】
制御弁群６は、第１ポンプ２に接続されその作動油を、作動油供給口１６に供給制御するアタッチメント弁６ａ、走行装置に供給制御する走行制御弁６ｂ、ブームシリンダ１８に供給制御するブーム制御弁６ｃ、バケットシリンダに供給制御するバケット制御弁６ｄ、及びブームシリンダ１８又は作動油供給口１６に第２ポンプ４の作動油を制御し選択的に合流させる第１合流弁６ｅを有している。これらの弁が操作されないときには、第１ポンプ２の作動油は走行制御弁６ｂ、アタッチメント弁６ａ、ブーム制御弁６ｃ、及びバケット制御弁６ｄそれぞれの中立流路を通りタンク２０に流れる。
【００２１】
制御弁群６はさらに、第２ポンプ４に接続されその作動油を、走行装置に供給制御する走行制御弁６ｆ、上部旋回体旋回モータに供給制御する旋回制御弁６ｇ、アームシリンダに供給制御するアーム制御弁６ｈを有している。これらの弁が操作されないときには、第２ポンプ４の作動油は走行制御弁６ｆ、旋回制御弁６ｇ、アーム制御弁６ｈ、及び第１合流弁６ｅそれぞれの中立流路を通りタンク２０に流れる。
【００２２】
制御弁群６の上述の弁は、パイロット油により操作されるオープンセンタ型の３位置弁によって形成されている。
【００２３】
副回路１４の制御弁群１２は、第３ポンプ１０に接続されその作動油を、排土装置のブレード上下シリンダに供給制御するブレード制御弁１２ａ、作動油供給口１６に選択的に合流させる第２合流弁１２ｂ、ブレード用追加制御弁１２ｃを有している。これらの弁が操作されないときには、第３ポンプ１０の作動油はそれぞれの中立流路を通りタンク２０に流れる。制御弁群１２の上述の弁もパイロット油により操作されるオープンセンタ型の３位置弁によって形成されている。
【００２４】
アタッチメント制御弁６ａは、一方の操作ポートＡ又は他方の操作ポートＢのいずれにパイロット油を供給して切換操作しても、それぞれの出口側シリンダポートの作動油はチェック弁１７、１７をそれぞれ介して作動油供給口１６に連結するように構成されている。また、アタッチメント制御弁６ａの中立位置において閉じられた作動油の入口ポート２２には、第１ポンプ２につながる油路２４がチェック弁を介して接続されているとともに、第２ポンプ４につながる油路２６がチェック弁を介して接続されている。
【００２５】
第１合流弁６ｅはブーム合流弁として周知のもので、中立位置において閉じられた出口ポートは油路２８によってブーム制御弁６ｃの、ブームシリンダ１８のヘッド側につながる油路３０に接続されている。この第１合流弁６ｅの中立位置で閉じられた入口ポートには第２ポンプ４がチェック弁を介して油路３２により接続されている。第１合流弁６ｅの一方の操作ポートＤにブーム制御弁６ｃを油路３０に作動油を供給するように切換えるパイロット油を分流して与えると、第２ポンプ４の作動油は油路３２、油路２８を介して油路３０に流れブームシリンダ１８のヘッド側に供給される。他方の操作ポートＣにパイロット油を与えると第１合流弁６ｅの入口ポート及び出口ポートは全て閉じられる。
【００２６】
第２合流弁１２ｂは、一方の出口側シリンダポ−トが油路３４によって作動油供給口１６に接続されている。操作ポートＥにパイロット油を供給すると第３ポンプ１０の作動油はこの油路３４に流れる。
【００２７】
したがって、上述のアタッチメント弁６ａ、第１合流弁６ｅ、第２合流弁１２ｂを選択的に切換操作することにより、作動油供給口１６に、第１ポンプ２の作動油を供給する第１接続、第１ポンプ２及び第２ポンプ４の作動油を供給する第２接続、第１ポンプ２、第２ポンプ４、第３ポンプ１０の作動油を供給する第３接続の油圧回路がそれぞれ形成される。この選択は選択手段３６によって行われる。
【００２８】
選択手段３６は、第１接続又は第２接続を選択する第１第２接続選択手段３８としての、パイロット油を出力する一対の比例減圧弁３８ａ、３８ｂ、並びにそれらを操作する操作ペダル３８ｃと、第３接続を選択する第３接続選択手段４０としての、パイロット油を切換え出力する電磁切換弁４０ａ及びそれを操作する電気スイッチ４０ｂを備えている。操作ペダル３８ｃの操作によりアタッチメント弁６ａ又は、アタッチメント弁６ａと第１合流弁６ｅが操作され、電気スイッチ４０ｂの操作によりアタッチメント弁６ａ、第１合流弁６ｅ、及び第２合流弁１２ｂが操作される。
【００２９】
操作ペダル３８ｃを操作しないときにはいずれの比例減圧弁３８ａ、３８ｂからもパイロット油は出力されない。操作ペダル３８ｃを支点を中心に矢印Ｌの方向に操作し一方の比例減圧弁３８ａを操作するとパイロット油圧源４２のパイロット油がアタッチメント弁６ａのポートＡに供給される。矢印Ｒの方向に操作して他方の比例減圧弁３８ｂを操作するとパイロット油はシャトル弁４４を介してアタッチメント弁６ａのポートＢ及び第１合流弁６ｅのポートＣに供給される。
【００３０】
電気スイッチ４０ｂはオフのときには電磁切換弁４０ａは操作されずパイロット油は出力されない。電気スイッチ４０ｂをオンし電磁切換弁４０ａを操作するとパイロット油圧源４２のパイロット油は第２合流弁１２ｂのポートＥ、さらにシャトル弁４４を介してアタッチメント弁６ａのポートＢ及び第１合流弁６ｅのポートＣに供給される。
【００３１】
したがって、操作ペダル３８ｃを一方のＬ側に操作すると、アタッチメント制御弁６ａは操作ポートＡにパイロット油が供給されて切換えられ、第１ポンプ２の作動油が作動油供給口１６に供給される第１接続の油圧回路が形成される。
【００３２】
操作ペダル３８ｃを他方のＲ側に操作すると、アタッチメント制御弁６ａは操作ポートＢにパイロット油が供給されて切換えられ、また第１合流弁６ｅは操作ポートＣにパイロット油が供給されて切換えられ、第１ポンプ２及び第２ポンプ４の作動油が作動油供給口１６に供給される第２接続が形成される。
【００３３】
操作ペダル３８ｃを操作しないで電気スイッチ４０ｂを操作しオンにすると、アタッチメント制御弁６ａは操作ポートＢに、第１合流弁６ｅは操作ポートＣに、また第２合流弁１２ｂは操作ポートＥにそれぞれパイロット油が供給され切換えられ、第１ポンプ２、第２ポンプ４、第３ポンプ１０の作動油が作動油供給口１６に供給される第３接続が形成される。
【００３４】
上述したとおりの作業機械の油圧回路の作用について説明する。
【００３５】
（１）ポンプの組合せ、切換操作が容易である：
ポンプ２、ポンプ４、ポンプ１０の３個のポンプの合流の組合せ及び切換操作が、１個の操作ペダル３８ｃ及び１個の電気スイッチ４０ｂにより容易に行なえる。したがって、アタッチメントの操作レバーからいちいち手を離して合流切換え操作する必要がないので、作業者によるアタッチメントの操作性向上、疲労回避が図れ、作業効率も良くなる。例えば、油圧ショベルによって林業作業を行う場合、アタッチメントとして１個のポンプの作動油が好都合なグラップル、２個のポンプの作動油が好都合な油圧ウインチ、３個のポンプの作動油が好都合なプロセッサを、効率よく作動させることができる。
【００３６】
（２）作業機械のコストを安くできる：
第１ポンプ２、第２ポンプ４、第３ポンプ１０、そして第１合流弁６ｅ、第２合流弁１２ｂなどは作業機械に備えられた既存のものでよいので、改造が実質上不要であり、構成が容易であり、作業機械のコストを安くすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に従って構成された作業機械の油圧回路によれば、作業機械に備えられた既存のポンプ及び制御弁の組合せにより、３個のポンプを１ポンプ、あるいは２ポンプ又は３ポンプ合流の組合せで、種々のアタッチメントの要求流量に対応することができ、切換操作が簡単で、コストが安い、作業機械の油圧回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された作業機械の油圧回路図。
【符号の説明】
２：第１ポンプ
４：第２ポンプ
６ａ：アタッチメント弁
６ｅ：第１合流弁
８：主回路
１０：第３ポンプ
１２ｂ：第２合流弁
１４：副回路
１６：作動油供給口
２２：入口ポート
３６：選択手段
３８：第１第２接続選択手段
３８ｃ：操作ペダル
４０：第３接続選択手段
４０ｂ：電気スイッチ
【図１】
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