(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームシリンダへの圧油の供給を制御するアーム用方向切換弁と、
バケットシリンダへの圧油の供給を制御するバケット用方向切換弁と、
前記アームシリンダの第１室とタンクとの間に設けられる第１パイロットチェック弁と、
前記アームシリンダの第２室とタンクとの間に設けられる第２パイロットチェック弁と、
を備え、
前記第１パイロットチェック弁と前記第２パイロットチェック弁とが開弁することでアームをフローティング状態とするローダ用油圧制御装置であって、
前記アーム用方向切換弁が配置されるアームブロックと、前記第１パイロットチェック弁および前記第２パイロットチェック弁のうちのいずれか一方が配置される第１ブロックと、前記第１パイロットチェック弁および前記第２パイロットチェック弁のうちの他方が配置される第２ブロックと、を備え、
前記アームブロックと前記第１ブロックと前記第２ブロックとの３つのブロックが並んで配置されているとともに、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックが隣接するように配置され、前記アームブロックの投影面積内に前記第１ブロックと前記第２ブロックとが配置されていることを特徴とするローダ用油圧制御装置。
【請求項２】
前記アーム用方向切換弁が操作されたときに前記アームシリンダからの戻り圧油の一部を分流して前記バケットシリンダに供給することでアーム動作時においてバケットを平行な状態で移動させる分流弁と、
前記バケットの平行移動時に前記バケットシリンダからの戻り圧油が通過する戻り油路を連通および遮断する戻り油路開閉弁と、
を備え、
前記分流弁が前記第１ブロックに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のローダ用油圧制御装置。
【請求項３】
前記アーム用方向切換弁が操作されたときに前記アームシリンダからの戻り圧油の一部を分流して前記バケットシリンダに供給することでアーム動作時においてバケットを平行な状態で移動させる分流弁と、
前記バケットの平行移動時に前記バケットシリンダからの戻り圧油が通過する戻り油路を連通および遮断する戻り油路開閉弁と、
を備え、
前記戻り油路開閉弁が前記第１ブロックに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のローダ用油圧制御装置。
【請求項４】
前記アーム用方向切換弁が操作されたときに前記アームシリンダからの戻り圧油の一部を分流して前記バケットシリンダに供給することでアーム動作時においてバケットを平行な状態で移動させる分流弁と、
前記バケットの平行移動時に前記バケットシリンダからの戻り圧油が通過する戻り油路を連通および遮断する戻り油路開閉弁と、
前記アームシリンダからの戻り圧油のうちの前記バケットシリンダに分流される油量を調節する可変絞りと、
を備え、
前記可変絞りが前記第２ブロックに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のローダ用油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アームおよびバケットを備える建設機械のフロントローダにおいて、アームをフローティング状態とするフロート機構を備えたローダ用油圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントローダにおいて先端にバケット等の作業機を備えたリフトアームをフローティング状態とする、つまりこのリフトアームを昇降させるリフトシリンダの伸張作用油室および縮小作用油室から同時に油をドレンさせて先端の作業機を接地させつつリフトアームが自在に上下動する状態とするローダ用油圧制御装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２４０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたローダ用油圧制御装置においては、各アクチュエータへの圧油の供給を制御する方向切換弁を備える多連方向切換弁である第１のバルブ機構はトラクタの操縦席側に配置されており、一方、フローティング状態を実現するためのフロート機構である第２のバルブ機構はフロントローダ側に配置されている。このように、フロート機構と多連方向切換弁とが別体に設けられるよう構成されているため、これらの別体のバルブ機構を接続する配管が必要となってしまう。また、特許文献１におけるフロート機構と多連方向切換弁とを一体的に形成したとしても、寸法が肥大化してしまい大幅なコストの増大を招いてしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、フロート機構と多連方向切換弁とを一体的に形成しても肥大化を招いてしまうことを抑制することができるローダ用油圧制御装置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及び効果】
【０００６】
本発明に係るローダ用油圧制御装置は、アームシリンダへの圧油の供給を制御するアーム用方向切換弁と、バケットシリンダへの圧油の供給を制御するバケット用方向切換弁と、前記アームシリンダの第１室とタンクとの間に設けられる第１パイロットチェック弁と、前記アームシリンダの第２室とタンクとの間に設けられる第２パイロットチェック弁と、を備え、前記第１パイロットチェック弁と前記第２パイロットチェック弁とが開弁することでアームをフローティング状態とするローダ用油圧制御装置に関する。
そして、本発明に係るローダ用油圧制御装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明のローダ用油圧制御装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るローダ用油圧制御装置における第１の特徴は、前記アーム用方向切換弁が配置されるアームブロックと、前記第１パイロットチェック弁および前記第２パイロットチェック弁のうちのいずれか一方が配置される第１ブロックと、前記第１パイロットチェック弁および前記第２パイロットチェック弁のうちの他方が配置される第２ブロックと、を備え、前記アームブロックと前記第１ブロックと前記第２ブロックとの３つのブロックが並んで配置されているとともに、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックが隣接するように配置されていることである。
【０００８】
この構成によると、フローティング状態を実現するためのフロート機構を構成する第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁と多連方向切換弁弁におけるアーム用方向切換弁とを一体的に形成し、それらを接続する配管を省略することができる。そして、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁が配置されるブロックとアーム用方向切換弁が配置されるブロックとが異なるブロックとして構成されており、これらのブロックが並んで配置されるため、アーム用方向切換弁の投影面積内にこれらのブロックを配置でき（これらのブロックを平面視で重なるように配置でき）、ローダ用油圧制御装置としての寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。したがって、フロート機構と多連方向切換弁とを一体的に形成しても肥大化を招いてしまうことを抑制することができるローダ用油圧制御装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明に係るローダ用油圧制御装置における第２の特徴は、前記アーム用方向切換弁が操作されたときに前記アームシリンダからの戻り圧油の一部を分流して前記バケットシリンダに供給することでアーム動作時においてバケットを平行な状態で移動させる分流弁と、前記バケットの平行移動時に前記バケットシリンダからの戻り圧油が通過する戻り油路を連通および遮断する戻り油路開閉弁と、を備え、前記分流弁が前記第１ブロックに配置されていることである。
【００１０】
この構成によると、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁のうちのいずれかと分流弁とが、同一の第１ブロックに配置されている。このため、第１ブロックが設けられるスペースを効率よく活用することができ、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁のいずれかと分流弁とをアーム用方向切換弁と一体的に形成しても、ローダ用油圧制御装置としての寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明に係るローダ用油圧制御装置における第３の特徴は、前記アーム用方向切換弁が操作されたときに前記アームシリンダからの戻り圧油の一部を分流して前記バケットシリンダに供給することでアーム動作時においてバケットを平行な状態で移動させる分流弁と、前記バケットの平行移動時に前記バケットシリンダからの戻り圧油が通過する戻り油路を連通および遮断する戻り油路開閉弁と、を備え、前記戻り油路開閉弁が前記第１ブロックに配置されていることである。
【００１２】
この構成によると、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁のうちのいずれかと戻り油路開閉弁とが、同一の第１ブロックに配置されている。このため、第１ブロックが設けられるスペースを効率よく活用することができ、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁のいずれかと戻り油路開閉弁とをアーム用方向切換弁と一体的に形成しても、ローダ用油圧制御装置の寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係るローダ用油圧制御装置における第４の特徴は、前記アーム用方向切換弁が操作されたときに前記アームシリンダからの戻り圧油の一部を分流して前記バケットシリンダに供給することでアーム動作時においてバケットを平行な状態で移動させる分流弁と、前記バケットの平行移動時に前記バケットシリンダからの戻り圧油が通過する戻り油路を連通および遮断する戻り油路開閉弁と、前記アームシリンダからの戻り圧油のうちの前記バケットシリンダに分流される油量を調節する可変絞りと、を備え、前記可変絞りが前記第２ブロックに配置されていることである。
【００１４】
この構成によると、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁のうちのいずれかと可変絞りとが、同一の第２ブロックに配置されている。このため、第２ブロックが設けられるスペースを効率よく活用することができ、第１パイロットチェック弁および第２パイロットチェック弁のいずれかと可変絞りとをアーム用方向切換弁と一体的に形成しても、ローダ用油圧制御装置の寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の実施形態に係るローダ用油圧制御装置は、アームおよびバケットを備える建設機械のフロントローダにおいて、アームをフローティング状態とするフロート機構を備えたローダ用油圧制御装置として、広く適用することができる。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係るローダ用油圧制御装置１を示す油圧回路図である。図１に示すローダ用油圧制御装置１は、図示しない建設機械に備えられており、アームおよびバケットを備える建設機械のフロントローダの作動を制御する油圧制御装置として用いられる。このローダ用油圧制御装置１は、アーム用方向切換弁１１、バケット用方向切換弁１２、サービス用方向切換弁１３、分流弁１４、戻り油路開閉弁１５、可変絞り１６、オーバーロードリリーフ弁１７、第１パイロットチェック弁１８、第２パイロットチェック弁１９などを備えて構成されている。
【００１７】
図１に示すように、ローダ用油圧制御装置１には、油圧ポンプ４から供給される圧油が通過してタンク５へと至るセンターバイパス通路２４が設けられ、このセンターバイパス通路２４に沿ってアーム用方向切換弁１１、バケット用方向切換弁１２、サービス用方向切換弁１３が設けられている。各方向切換弁（１１、１２、１３）には、パラレル通路を通じて圧油が供給されるようになっている。このように、ローダ用油圧制御装置１は、多連方向切換弁としても構成されている。
【００１８】
アーム用方向切換弁１１は、図示しないアームを駆動するアームシリンダ２への圧油の供給を制御する方向切換弁として構成されている。すなわち、アーム用方向切換弁１１が中立位置１１ｂから切換位置１１ａに切り換えられることでアームシリンダ２の第１室２ａに圧油が供給されてアームが上昇し、一方、中立位置１１ｂから切換位置１１ｃに切り換えられることでアームシリンダ２の第２室２ｂに圧油が供給されてアームが下降するようになっている。
【００１９】
バケット用方向切換弁１２は、図示しないバケットを駆動するバケットシリンダ３への圧油の供給を制御する方向切換弁として構成されている。すなわち、バケット用方向切換弁１２が中立位置１２ｂから切換位置１２ａに切り換えられることでバケットシリンダ３の第２室３ｂに圧油が供給されてバケットがすくい方向（後傾方向）に動作し、一方、中立位置１２ｂから切換位置１２ｃに切り換えられることでバケットシリンダ３の第１室３ａに圧油が供給されてバケットがダンプする方向（前傾方向）に動作するようになっている。
【００２０】
分流弁１４は、アーム用方向切換弁１１が切換位置１１ａに切り換えられるように操作されたときに、後述するように、アームシリンダ２の第２室２ｂからの戻り圧油の一部を分流してバケットシリンダ３の第１室３ａに供給することでアーム上昇動作時においてバケットを平行な状態（地面に対して水平な状態）で移動させるようになっている。また、戻り油路開閉弁１５は、バケットの平行移動時にバケットシリンダ３の第２室３ｂからの戻り圧油が通過する戻り油路２５を連通および遮断するようになっている。分流弁１４および戻り油路開閉弁１５は、アーム用方向切換弁１１とバケット用方向切換弁１２との間に配置されている。
【００２１】
可変絞り１６は、アーム上昇動作時におけるアームシリンダ２の第２室２ｂからの戻り圧油のうちのバケットシリンダ３に分流される油量を調節するように構成されている。また、オーバーロードリリーフ弁１７は、アームシリンダ２の第１室２ａと連通されており、圧油の圧力に応じてアームシリンダ２の第１室２ａとタンク５とを連通可能なように構成されている。
【００２２】
第１パイロットチェック弁１８は、アームシリンダ２の第１室２ａとタンク５との間を接続する油路２６に設けられている。この第１パイロットチェック弁１８は、アームシリンダ２の第１室２ａからタンク５への圧油の流れを遮断する逆止弁として構成されているが、電磁弁２８が操作されることで開弁するようになっている。すなわち、電磁弁２８が励磁されて開弁することでパイロット圧油が導入されたピストン２９の作動によって逆止弁３０が開弁され、これにより、第１パイロットチェック弁１８の一方のバネ室側のパイロット圧油がドレンとして排出されて他方の油圧室側に作用するパイロット圧油により開弁状態に切り換えられるようになっている。
【００２３】
第２パイロットチェック弁１９は、アームシリンダ２の第２室２ｂとタンク５との間を接続する油路２７に設けられている。この第２パイロットチェック弁１９は、アームシリンダ２の第２室２ｂからタンク５への圧油の流れを遮断する逆止弁として構成されているが、電磁弁２８が操作されることで開弁するようになっている。すなわち、電磁弁２８が励磁されて開弁することでパイロット圧油が導入されたピストン３１の作動によって逆止弁３２が開弁され、これにより、第２パイロットチェック弁１９の一方のバネ室側のパイロット圧油がドレンとして排出されて他方の油圧室側に作用するパイロット圧油により開弁状態に切り換えられるようになっている。
【００２４】
次に、図２乃至図４を参照しながらローダ用油圧制御装置１における上述した各構成要素の配置について説明する。図２はローダ用油圧制御装置１の外形を示す平面図であり、図３は図２のIII方向から見た側面図、図４は図２のIV視方向から見た側面図を示したものである。図２乃至図４に示すように、ローダ用油圧制御装置１は、アームブロック２０、第１ブロック２１、第２ブロック２２、バケットブロック２３などを備えて構成されている。これらの各ブロック（２０、２１、２２、２３）は、一体的に形成されている。
【００２５】
アームブロック２０は、アーム用方向切換弁１１が配置されるブロックとして形成されている。このアームブロック２０には、アーム用方向切換弁１１に連通する一方のポートであるアーム第１ポート３３が形成されている（図２参照）。このアーム第１ポート３３は、アームシリンダ２の第１室２ａと接続される（図１参照）。また、バケットブロック２３は、バケット用方向切換弁１２が配置されるブロックとして形成されている。
【００２６】
第１ブロック２１は、アームブロック２０とバケットブロック２３との間に配置されている。そして、この第１ブロック２１には、第１パイロットチェック弁１８と、分流弁１４と、戻り油路開閉弁１５とが配置されている。また、第１ブロック２１において、分流弁１４と戻り油路開閉弁１５とは、図４によく示すように、アーム用方向方向切換弁１１およびバケット用方向切換弁１２が位置する平面と直交する平面に配置されている。
【００２７】
第２ブロック２２は、アームブロック２０とバケットブロック２３との間（アーム用方向切換弁１１とバケット用方向切換弁１２との間）に配置されている。そして、この第２ブロック２２とアーム用方向切換弁１１との間（第２ブロック２２とアームブロック２０との間）に第１ブロック２１が配置されている。すなわち、第２ブロック２２は、第１ブロック２１に対してアームブロック２０とは反対側において隣接している。また、第２ブロック２２には、第２パイロットチェック弁１９と、可変絞り１６と、オーバーロードリリーフ弁１７とが配置されている。また、第２ブロック２２には、アーム用方向切換弁１１に連通する他方のポートであるアーム第２ポート３４が形成されている（図２参照）。また、このアーム第２ポート３４は、アームシリンダ２の第２室２ｂと接続される（図１参照）。
【００２８】
このように、ローダ用油圧制御装置１では、アームブロック２０と第１ブロック２１と第２ブロック２２との３つのブロックが並んで配置されているとともに、第１ブロック２１および第２ブロック２２が隣接するように配置されている。
【００２９】
次に、上述した構成を備えるローダ用油圧制御装置１の作動について図１を参照しながら説明する。前述したように、アーム用方向切換弁１１が切換位置１１ａに切り換えられることでアームが上昇し、切換位置１１ｃに切り換えられることでアームが下降する。そして、バケット用方向切換弁１２が切換位置１２ａに切り換えられることでバケットがすくい方向に動作し、切換位置１２ｃに切り換えられることでバケットがダンプ方向に動作する。
【００３０】
また、このローダ用油圧制御装置１では、アーム上昇動作時にバケットを平行な状態に保ったまま移動させる平行移動機能が果たされるようになっている。アーム用方向切換弁１１が切換位置１１ａに切り換えられると、油圧ポンプ４からの圧油はアームシリンダ２の第１室２ａに供給されアームが上昇を開始する。このとき、アームシリンダ２の第２室２ｂからの戻り圧油は、分流弁１４へと流れることになる。分流弁１４へと流れた戻り圧油は分流弁１４の両側に設けられている２つの油圧室に作用し、分流弁１４の位置が切り換えられるようになっている。これにより、アームシリンダ２の第２室２ｂからの戻り圧油の一部が分流されて油路３５を介してバケットシリンダ３の第１室３ａへと供給され、残りの圧油についてはアーム用方向切換弁１１を介してセンターバイパス通路２４からタンク５へと流れるようになっている。なお、アームシリンダ２からの戻り圧油のうちのバケットシリンダ３へ分流される油量は、可変絞り１６によって適宜調節されるようになっている。
【００３１】
そして、分流弁１４で分流されてバケットシリンダ３へと供給される圧油とアーム用方向切換弁１１へと流れる圧油とがそれぞれパイロット圧油として戻り油路開閉弁１５の両側に設けられた油圧室に作用する。これにより、戻り油路開閉弁１５が戻り油路２５を遮断する状態から連通する状態へと切り換えられて、バケットシリンダ３の第２室３ｂからの戻り圧油が戻り油路２５を通過してアーム用方向切換弁１１を経てタンク５へと流れることになる。このように、アーム上昇動作とともにバケットがダンプする方向に動作して、バケット平行移動機能が果たされることになる。
【００３２】
また、ローダ用油圧制御装置１では、アームをフローティング状態とするフローティング機能も果たされるようになっている。アームをフローティング状態とする場合は、例えばバケットが接地している状態において、まず、電磁弁２８が励磁されて切り換えられる。これにより、パイロットポンプからの圧油によりピストン２９およびピストン３１が作動して逆止弁３０および逆止弁３２が開弁される。これにより、第１パイロットチェック弁１８および第２パイロットチェック弁１９の一方のバネ室側のパイロット圧油がドレンとして排出されて他方の油圧室側に作用するパイロット圧油により開弁するように切り換えられることになる。このように、第１パイロットチェック弁１８および第２パイロットチェック弁１９が開弁することで、バケットが接地している状態においてアームが自在に上下動する状態であるフローティング状態が実現されることになる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係るローダ用油圧制御装置１によると、フローティング状態を実現するためのフロート機構を構成する第１パイロットチェック弁１８および第２パイロットチェック弁１９と多連方向切換弁弁におけるアーム用方向切換弁１１とを一体的に形成し、それらを接続する配管を省略することができる。そして、第１パイロットチェック弁１８および第２パイロットチェック弁１９が配置されるブロック（２１、２２）とアーム用方向切換弁１１が配置されるブロック２０とが異なるブロックとして構成されており、これらのブロック（２０、２１、２２）が並んで配置されるため、アーム用方向切換弁１１の投影面積内にこれらのブロック（２０、２１、２２）を配置でき（これらのブロックを平面視で重なるように配置でき）、ローダ用油圧制御装置としての寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。したがって、フロート機構と多連方向切換弁とを一体的に形成しても肥大化を招いてしまうことを抑制することができるローダ用油圧制御装置を提供することができる。
【００３４】
また、ローダ用油圧制御装置１によると、第１パイロットチェック弁１８と分流弁１４とが、同一の第１ブロック２１に配置されている。このため、第１ブロック２１が設けられるスペースを効率よく活用することができ、第１パイロットチェック弁１８と分流弁１４とをアーム用方向切換弁１１と一体的に形成しても、ローダ用油圧制御装置としての寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。
【００３５】
また、ローダ用油圧制御装置１によると、第１パイロットチェック弁１８と戻り油路開閉弁１５とが、同一の第１ブロック２１に配置されている。このため、第１ブロック２１が設けられるスペースを効率よく活用することができ、第１パイロットチェック弁１８と戻り油路開閉弁１５とをアーム用方向切換弁１１と一体的に形成しても、ローダ用油圧制御装置の寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。
【００３６】
また、ローダ用油圧制御装置１によると、第２パイロットチェック弁１９と可変絞り１６とが、同一の第２ブロック２２に配置されている。このため、第２ブロック２２が設けられるスペースを効率よく活用することができ、第２パイロットチェック弁１９と可変絞り１６とをアーム用方向切換弁１１と一体的に形成しても、ローダ用油圧制御装置の寸法が肥大化してしまうことを抑制することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、第１ブロックに第２パイロットチェック弁が配置され、第２ブロックに第１パイロットチェック弁を配置されるものであってもよい。また、アームブロックと第１ブロックと第２ブロックとは実施形態で説明したとおりの順番で並んでいるものでなくてもよく、これらの３つのブロックが並んで配置されるとともに第１ブロックと第２ブロックとが隣接するように配置されているものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るローダ用油圧制御装置を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示すローダ用油圧制御装置の外形を示す平面図である。
【図３】図２のIII向から見た側面図である。
【図４】図２のIV方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    ローダ用油圧制御装置
２    アームシリンダ
２ａ  アームシリンダの第１室
２ｂ  アームシリンダの第２室
３    バケットシリンダ
５    タンク
１１  アーム用方向切換弁
１２  バケット用方向切換弁
１８  第１パイロットチェック弁
１９  第２パイロットチェック弁
２０  アームブロック
２１  第１ブロック
２２  第２ブロック
【図１】
0004763365.tif 000002
【図２】
0004763365.tif 000003
【図３】
0004763365.tif 000004
【図４】
0004763365.tif 000005