建設機械の油圧システム
【課題】第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた建設機械の油圧システムにおいて、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の非操作時に、流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減する。
【解決手段】第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３から分岐したバイパス油路５１及びバイパス油路５１に配置されたバイパス切換弁５２を含むバイパス回路５３と、流量・方向制御弁３７，３８，３９の全てが中立位置Ｉにあるときはバイパス切換弁５２を開位置とし、作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられるとバイパス切換弁５２を閉位置Ｖに切り換える切換制御装置５４を設ける。
【解決手段】第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３から分岐したバイパス油路５１及びバイパス油路５１に配置されたバイパス切換弁５２を含むバイパス回路５３と、流量・方向制御弁３７，３８，３９の全てが中立位置Ｉにあるときはバイパス切換弁５２を開位置とし、作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられるとバイパス切換弁５２を閉位置Ｖに切り換える切換制御装置５４を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１〜第３油圧ポンプ（３つのメインポンプ）を有し、第１及び第２油圧ポンプが可変容量型であり、第３油圧ポンプが固定容量型であり、しかも第３油圧ポンプの吐出圧力で第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを減ずる制御を行うトルク制御装置を備え、かつオープンセンタ方式の流量・方向制御弁を用いてアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する油圧ショベル等の建設機械の油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１〜第３油圧ポンプ（３つのメインポンプ）を有し、第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムは、オープンセンタ回路方式の３ポンプ油圧システムと呼ばれており、例えば特許文献１及び２に記載されている。
【０００３】
特許文献１及び２に記載の油圧システムは、第１及び第２油圧ポンプは可変容量型であり、第３油圧ポンプが固定容量型である。
【０００４】
また、特許文献２に記載の油圧システムは、第１及び第２油圧ポンプにトルク制御装置を備えている。このトルク制御装置は、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプの吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプ容量を減少させることで第１〜第３油圧ポンプの吸収トルク（入力トルク）の合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御する。これにより第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計がエンジンの許容トルクの範囲内に制御され、過負荷によるエンジンの停止（エンジンストール）が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３１０１１号公報
【特許文献２】特開平０７−７１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載の油圧システムでは、流量・方向制御弁はオープンセンタ方式のバルブであるため、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置が操作されておらず、流量・方向制御弁が中立位置にあるときは、第３油圧ポンプの吐出油はそれらの流量・方向制御弁を介してタンクへ還流している。また、第３油圧ポンプは固定容量型であるため、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動するアクチュエータの操作レバー装置の操作の有無に係わらず、第３油圧ポンプは常に所定流量の圧油を吐出している。このため操作レバー装置の非操作時に流量・方向制御弁には無視できない大きさの中立圧損が発生しており、この流量・方向制御弁の中立圧損により第３油圧ポンプの圧油供給油路内に常時圧力がたち、動力がムダに消費されている。
【０００７】
また、特許文献１及び２に記載の油圧システムを搭載した油圧ショベルで掘削作業を行う場合、掘削作業に係わるアクチュエータを駆動するのに使用するポンプは第１及び第２油圧ポンプである場合が多い。この第１及び第２油圧ポンプには、上述した如くトルク制御装置が設けられており、第１及び第２油圧ポンプの容量は、トルク制御装置により、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御される。このように第１及び第２油圧ポンプの容量が第３油圧ポンプの吸収トルクも含めて制御されることと、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の操作の有無に係わらず、流量・方向制御弁の中立圧損により第３油圧ポンプの第３圧油供給油路内に常時圧力がたち、動力がムダに消費されることとにより、掘削作業時に第１及び第２油圧ポンプの吐出油によってアクチュエータを駆動するとき、第１及び第２油圧ポンプの容量は第３油圧ポンプの吐出圧力によって減少するよう制御され、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクすなわち馬力が減少してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、第１〜第３油圧ポンプを有し、第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムにおいて、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の非操作時に、流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる建設機械の油圧システムを提供することである。
【０００９】
本発明の第２の目的は、更に、上記建設機械の油圧システムが、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプの吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプの容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルク（入力トルク）の合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置を備える場合に、第１及び第２油圧ポンプの吐出油によって駆動するアクチュエータの操作レバー装置の操作時に、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることができる建設機械の油圧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記第１の目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、前記エンジンにより駆動される固定容量型の第３油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータと、前記第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータと、前記第３油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータと、前記第１油圧ポンプから前記複数の第１アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第１弁装置と、前記第２油圧ポンプから前記複数の第２アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第２弁装置と、前記第３油圧ポンプから前記複数の第３アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第３弁装置と、前記エンジンにより駆動されるパイロットポンプと、前記複数の第１〜第３アクチュエータに対応して設けられ、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁を切り換え操作するための指令パイロット圧を生成する複数の操作レバー装置とを備え、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁は、それぞれ、前記第１〜第３弁装置に設けられ、上流側が前記第１〜第３油圧ポンプの吐出油が導かれる第１〜第３圧油供給油路に接続され、下流側がタンクに接続された第１〜第３センタバイパス油路上にセンタバイパス可変絞り部を有し、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置にあるとき、前記センタバイパス可変絞り部を全開とし、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置から切り換え操作されると、前記センタバイパス可変絞り部の開口面積を減少させ或いは全閉して、前記第１〜第３圧油供給油路を介して導かれた前記第１〜第３油圧ポンプからの吐出油を前記複数の第１〜第３アクチュエータに供給可能とするオープンセンタ方式のバルブである建設機械の油圧システムにおいて、前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えるものとする。
【００１１】
このように構成した本発明においては、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数の第３アクチュエータの操作レバー装置を操作したときに、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられ、センタバイパス可変絞り部を閉じるとともに、切換制御装置はバイパス切換弁を閉位置に切り換える。これにより第３油圧ポンプの吐出油は第３圧油供給油路を介して第３アクチュエータの流量・方向制御弁から第３アクチュエータに供給され、第３アクチュエータは通常の動作を行う。
【００１２】
一方、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数の第３アクチュエータの操作レバー装置を操作していないときは、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁は全て中立位置にあり、センタバイパス可変絞り部を全開とするとともに、切換制御装置はバイパス切換弁を開位置に切り換える。これにより 第３油圧ポンプの吐出油の大部分はバイパス油路及びバイパス切換弁を介して直接タンクに環流するため、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる。
【００１３】
（２）また、上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明は、更に、前記第１〜第３油圧ポンプの吐出圧力が上昇するとき、前記第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御するトルク制御装置を備えた建設機械の油圧システムにおいて、前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えるものとする。
【００１４】
これにより上記（１）で説明したように、第３アクチュエータの操作レバー装置が操作されておらず、第３アクチュエータが動作していないときは、第３油圧ポンプの吐出油の大部分は第３弁装置の複数の流量・方向制御弁を介さずに直接タンクに環流するため、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる。
【００１５】
また、第１及び第２油圧ポンプの吐出油によって駆動する第１及び第２アクチュエータの操作レバー装置を操作し、第１及び第２アクチュエータを作動させるとき、第１及び第２油圧ポンプの容量は、トルク制御装置により、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御される。このとき、第３アクチュエータの操作レバー装置が操作されておらず、第３アクチュエータが動作していないときは、第３油圧ポンプの吐出油の大部分はバイパス油路及びバイパス切換弁を介して直接タンクに環流するため、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることできる。
【００１６】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記切換制御装置は、前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは第１の油圧信号を出力し、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは第２の油圧信号を出力する中立位置検出装置と、前記中立位置検出装置から出力される油圧信号を前記バイパス切換弁に導く油圧信号伝達油路とを有し、前記バイパス切換弁は、前記油圧信号伝達油路に接続される受圧部を有し、前記バイパス切換弁は、前記受圧部に前記第１の油圧信号が導かれるときは前記開位置にあり、前記受圧部に前記第２の油圧信号が導かれると前記閉位置に切り換わる。
【００１７】
これにより本発明の油圧システムを、切換制御装置及びバイパス回路を含めて純油圧的に構成することができ、油圧システムを安価かつ信頼性の高いものとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１〜第３油圧ポンプを有し、第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムにおいて、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の非操作時に、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、更に、上記建設機械の油圧システムが、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプの吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプの容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルク（入力トルク）の合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置を備える場合に、第１及び第２油圧ポンプの吐出油によって駆動するアクチュエータの操作レバー装置の操作時に、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【図２】油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】従来の油圧システムの回路構成を示す図である。
【図４】ブレード用の操作レバー操作装置の操作レバーを操作したときの指令パイロット圧と第３油圧ポンプの吐出圧力の変化を示す図である。
【図５】第３油圧ポンプの非使用時と使用時の第１及び第２油圧ポンプの最大吸収トルクの変化を、本発明の油圧システムと従来の油圧システムとで比較して示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【００２２】
図１において、本実施の形態に係わる油圧システムは、エンジンＥと、このエンジンＥに接続され、エンジンＥにより駆動される第１油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ１、第２油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ２、第３油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ３及びパイロットポンプＰ４を含むポンプ装置１１と、第１油圧ポンプＰ１から吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）と、第２油圧ポンプＰ２から吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）と、第３油圧ポンプＰ３から吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）と、第１油圧ポンプＰ１の第１圧油供給油路２１に接続され、第１油圧ポンプＰ１から複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）に供給される圧油の流れ（流量と流入・排出方向）を制御する複数の流量・方向制御弁３２，３３，３４を含む第１弁装置ＣＶ１と、第２油圧ポンプＰ２の第２圧油供給油路２２に接続され、第２油圧ポンプＰ２から複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）に供給される圧油の流れ（流量と流入・排出方向）を制御する複数の流量・方向制御弁３５，３６を含む第２弁装置ＣＶ２と、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３に接続され、第３油圧ポンプＰ３から複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）に供給される圧油の流れ（流量と流入・排出方向）を制御する複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９を含む第３弁装置ＣＶ３と、パイロットポンプＰ４の吐出油が導かれるパイロット圧供給油路２４に接続され、パイロットポンプＰ４の吐出圧力を一定に保つパイロットリリーフ弁２５と、複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）に対応して設けられ、パイロット圧供給油路２４に導かれるパイロットポンプＰ４の吐出油に基づいて、操作レバーの操作量に応じて流量・方向制御弁３２，３３，３４を切り換えるための指令パイロット圧を生成するリモコン弁を内蔵した操作レバー装置（図示せず）と、複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）に対応して設けられ、パイロット圧供給油路２４に導かれるパイロットポンプＰ４の吐出油に基づいて、操作レバーの操作量に応じて流量・方向制御弁３５，３６を切り換えるための指令パイロット圧を生成するリモコン弁を内蔵したの操作レバー装置（図示せず）と、複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）に対応して設けられ、パイロット圧供給油路２４に導かれるパイロットポンプＰ４の吐出油に基づいて、操作レバーの操作量に応じて流量・方向制御弁３７，３８，３９を切り換えるための指令パイロット圧を生成するリモコン弁を内蔵した操作レバー装置２６，２７，２８とを備えている。
【００２３】
第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は可変容量型の油圧ポンプであり、第３油圧ポンプＰ３及びパイロットポンプＰ４は固定容量型の油圧ポンプである。また、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は、例えば、１つのポンプケーシングに２つの吐出ポートを設けたスプリットフロー型の斜板ポンプであり、共通の可変容量部材（斜板）４１を有している。
【００２４】
また、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は、可変容量部材（斜板）４１に連結されたトルク制御装置４２を有している。このトルク制御装置４２は、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力が上昇するとき、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクを制御するものであり、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧力が導かれ、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧力が上昇すると可変容量部材４１を容量減少方向に作動する第１トルク制御ピストン４２ａと、第２油圧ポンプＰ２の吐出圧力が導かれ、第２油圧ポンプＰ２の吐出圧力が上昇すると可変容量部材４１を容量減少方向に作動する第２トルク制御ピストン４２ｂと、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力が導かれ、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力が上昇すると可変容量部材４１を容量減少方向に作動する第３トルク制御ピストン４２ｃと、可変容量部材４１を容量増加方向に付勢し、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３が使用可能な最大トルクをを設定するバネ４２ｄとを備えている。
【００２５】
第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力の合計（又は平均吐出圧力）がそれほど高くなく、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクより少ないときは、第１〜第３トルク制御ピストン４２ａ〜４２ｃは作動せず、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量は最大容量に保たれる。第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力の合計（又は平均吐出圧力）が上昇し、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクを超えようとすると、第１〜第３トルク制御ピストン４２ａ〜４２ｃは可変容量部材４１を容量減少方向に作動し、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量を減少させる。これによりトルク制御装置４２は、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力の合計（又は平均吐出圧力）が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクを超えないように制御し、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計がエンジンの許容トルクの範囲内に制御され、過負荷によるエンジンの停止（エンジンストール）が防止される。
【００２６】
第１弁装置ＣＶ１の複数の流量・方向制御弁３２，３３，３４、第２弁装置ＣＶ２の複数の流量・方向制御弁３５，３６及び第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９は、それぞれ、オープンセンタ方式のバルブであり、第１弁装置ＣＶ１の複数の流量・方向制御弁３２，３３，３４は、第１弁装置ＣＶ１内に設けられた第１センタバイパス油路４５上にセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａを有し、第２弁装置ＣＶ２の複数の流量・方向制御弁３５，３６は、第２弁装置ＣＶ２内に設けられた第２センタバイパス油路４６上にセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａを有し、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９は、第３弁装置ＣＶ３内に設けられた第３センタバイパス油路４７上にセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａを有している。第１〜第３センタバイパス油路４５〜４７の上流側は、それぞれ、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の圧油が導かれる第１〜第３圧油供給油路２１〜２３に接続され、下流側は、それぞれ、タンクＴに接続されている。
【００２７】
第１弁装置ＣＶ１の流量・方向制御弁３２，３３，３４はそれぞれ中立位置Ｉにあるときはセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａは全開であり、流量・方向制御弁３２，３３，３４がそれぞれ中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、センタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａは開口面積を減少させ或いは全閉となる。第２弁装置ＣＶ２の複数の流量・方向制御弁３５，３６及び第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａも同様であり、流量・方向制御弁３５，３６；３７，３８，３９がそれぞれ中立位置Ｉにあるときはセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａは全開であり、流量・方向制御弁３５，３６；３７，３８，３９がそれぞれ中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、センタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａは開口面積を減少させ或いは全閉となる。
【００２８】
このように流量・方向制御弁３２，３３，３４；３５，３６；３７，３８，３９を中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えたときにセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａ；３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａの開口面積を減少させ或いは全閉することにより、第１、第２、第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の吐出圧力を上昇させ、第１、第２、第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の吐出油を第１、第２、第３圧油供給油路２１，２２，２３を介して流量・方向制御弁３２，３３，３４；３５，３６；３７，３８，３９から第１、第２、第３アクチュエータ１２，１３，１４；１５，１６；１７，１８，１９へ供給可能となる。
【００２９】
また、本実施の形態の油圧システムは、上記構成に加え、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３から分岐し、下流側がタンクＴに接続されたバイパス油路５１及びバイパス油路５１に配置され、開位置ＩＶと閉位置Ｖに切り換え可能なバイパス切換弁５２からなるバイパス回路５３と、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９の全てが中立位置Ｉにあるときはバイパス切換弁５２を開位置に切り換え、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９のいずれかが中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、バイパス切換弁５２を閉位置Ｖに切り換える切換制御装置５４とを備えている。
【００３０】
切換制御装置５４は、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９の全てが中立位置Ｉにあるときは油圧信号としてタンク圧（第１油圧信号）を出力し、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９のいずれかが中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、油圧信号として所定の制御圧力（第２油圧信号）を出力する中立位置検出回路５５と、この中立位置検出回路５５が出力する油圧信号をバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導く油圧信号伝達油路５６とで構成されている。
【００３１】
中立位置検出回路５５は、上流側がパイロットポンプＰ４のパイロット圧供給油路２４に接続され、下流側がタンクＴに接続され、かつ第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９を通過する油圧信号発生油路６１と、油圧信号発生油路６１の第３弁装置ＣＶ３よりも上流側の位置に設けられた固定絞り６２とを備え、油圧信号伝達油路５６は第３弁装置ＣＶ３と固定絞り６２との間の位置で油圧信号発生油路６１から分岐している。
【００３２】
流量・方向制御弁３７，３８，３９には、それぞれ、油圧信号発生油路６１の一部を構成する開閉可能な信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃが形成され、流量・方向制御弁３７，３８，３９が中立位置Ｉにあるときは信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃは全開となり、中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃは全閉となる。
【００３３】
バイパス切換弁５２の受圧部５２ａは油圧信号伝達油路５６に接続され、バイパス切換弁５２は、受圧部５２ａにタンク圧（第１油圧信号）が導かれるときは開位置にあり、受圧部５２ａに所定の制御圧力（第２油圧信号）が導かれると閉位置に切り換わる。
【００３４】
図２に油圧ショベルの外観を示す。
【００３５】
図２において、油圧ショベルは、上部旋回体３００と、下部走行体３０１と、スイング式フロント作業機３０２（ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８)とを備え、上部旋回体３００は下部走行体３０１を旋回モータ１８の回動によって旋回が可能である。上部旋回体３００の前部にはスイングポスト３０３が取り付けられ、このスイングポスト３０３にフロント作業機３０２が上下動可能に取り付けられている。フロント作業機３０２はブームシリンダ１３、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１４の伸縮により上下方向に回動動作する。下部走行体３０１は中央フレーム３０４を備え、この中央フレーム３０４にはブレードシリンダ１９の伸縮により上下動作を行うブレード３０５が取り付けられ、下部走行体３０１は走行モータ１２，１５の回転によって走行を行う。
【００３６】
上部旋回体３００は運転席３１０を備え、運転席３１０の周囲に前述した操作レバー装置２６，２７，２８を含む各種操作レバー装置が配置されている。一例として、運転席３１０の左側に操作レバー装置２７が設けられている。
【００３７】
図１に示したエンジンＥ及びポンプ装置１１とバイパス回路５３は上部旋回体３００の後方部分に配置され、タンクＴは運転席３１０のオペレータから見て上部旋回体３００の運転席３１０の右側方部分に配置され、弁装置ＣＶ１〜ＣＶ３は上部旋回体３００の運転席３１０の下側部分に配置されている。
【００３８】
図１に示した第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の圧油供給油路２１，２２，２３は第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３と弁装置ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３をつなげる配管（ホース）で構成され、バイパス油路５１も圧油供給油路２３とタンクＴをつなげる配管で構成されている。一方、センタバイパス油路４５，４６，４７は弁装置ＣＶ１〜ＣＶ３のハウジングに内部通路として形成され、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａも流量・方向制御弁３７，３８，３９のスプールを通る内部通路として形成されている。
【００３９】
次に、以上のように構成した本実施の形態の油圧システムの動作を、従来の油圧システムの動作と比較して説明する。
【００４０】
図３は、従来の油圧システムの回路構成を示す図である。図中、図１に示した本実施の形態に係わる油圧システムと同等の要素（部材）には同じ符号を付している。図１と図３の比較から分かるように、従来の油圧システムは、本実施の形態の油圧システムに備えられているバイパス油路５１、バイパス切換弁５２、切換制御装置５４（中立位置検出回路５５及び油圧信号伝達油路５６）を備えておらず、それ以外の構成は、本実施の形態の油圧システムと同じである。
【００４１】
まず、図３に示す従来の油圧システムの動作を説明する。
【００４２】
図３において、複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の操作レバー装置がいずれも操作されず、操作レバー装置の全てが中立にあるときは、第１弁装置ＣＶ１の流量・方向制御弁３２，３３，３４は中立位置Ｉにあり、センタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａは全開であり、第１油圧ポンプＰ１の吐出油は流量・方向制御弁３２，３３，３４のセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａ及びセンタバイパス油路４５を介してタンクＴに還流する。操作レバー装置のいずれかが操作されると、流量・方向制御弁３２，３３，３４の対応するものが作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられ、センタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ又は３４ａが例えば閉じられ、第1油圧ポンプＰ１の吐出油が流量・方向制御弁３２，３３又は３４から第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の対応するものに供給され、第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の対応するものが駆動される。
【００４３】
また、複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の操作レバー装置がいずれも操作されず、操作レバー装置の全てが中立にあるときは、第２弁装置ＣＶ２の流量・方向制御弁３５，３６は中立位置Ｉにあり、センタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａは全開であり、第２油圧ポンプＰ２の吐出油は流量・方向制御弁３５，３６のセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ及びセンタバイパス油路４６を介してタンクＴに還流する。操作レバー装置のいずれかが操作されると、流量・方向制御弁３５，３６の対応するものが作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられ、センタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａが例えば閉じられ、第２油圧ポンプＰ２の吐出油が流量・方向制御弁３５又は３６から第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の対応するものに供給され、第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の対応するものが駆動される。
【００４４】
複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）についても同様であり、操作レバー装置２６，２７，２８がいずれも操作されず、操作レバー装置２６，２７，２８の全てが中立にあるときは、第３弁装置ＣＶ３の流量・方向制御弁３７，３８，３９は中立位置Ｉにあり、センタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａは全開であり、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７を介してタンクＴに還流する。操作レバー装置２６，２７，２８のいずれかが操作されると、流量・方向制御弁３７，３８，３９の対応するものが作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられ、センタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａが例えば閉じられ、第３油圧ポンプＰ３の吐出油が流量・方向制御弁３７，３８，３９から第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の対応するものに供給され、第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の対応するものが駆動される。
【００４５】
アクチュエータの動作例として、ブレードシリンダ１７の伸縮動作を説明する。
【００４６】
ブレード３０５の操作レバー装置２６の操作レバーを図示右方向に操作した場合、流量・方向制御弁３７ヘ指令パイロット圧が導かれて流量・方向制御弁３７は押し下げられ、流量・方向制御弁３７は中立位置Iから図示上側の作動位置ＩＩに切換えられる。その結果、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａが例えば閉じられ、第３油圧ポンプＰ３からの吐出油は、逆流を防止する逆止弁４４を備える併設油路４５からブレードシリンダ１７のロッド室１７ａに流入し、ブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂ内の圧油が流量・方向制御弁３７を介しタンクライン４６を通って排出されることにより、ブレードシリンダ１７が収縮する。逆に、操作レバー装置２６の操作レバーを図示左方向に操作した場合、流量・方向制御弁３７ヘ指令パイロット圧が導かれて流量・方向制御弁３７は押し上げられ、流量・方向制御弁３７は中立位置Ｉから図示下側の作動位置ＩＩＩに切換えられる。その結果、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａが例えば閉じられ、第３油圧ポンプＰ３からの吐出油は、併設油路４５からブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂに流入し、ブレードシリンダ１７のロッド室１７ａ内の圧油が流量・方向制御弁３７を介しタンクライン４６を通って排出されることにより、ブレードシリンダ１７が伸長する。
【００４７】
ところで、図３に示した従来の油圧システムでは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の操作レバー装置２６，２７，２８が操作されておらず、第３弁装置ＣＶ３の流量・方向制御弁３７，３８，３９が切り換えられていない場合は、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は、その全量が流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７を介してタンクＴへ還流している。
【００４８】
前述したように、弁装置ＣＶ３のセンタバイパス油路４７は弁装置ＣＶ３のハウジング内に内部通路として形成されており、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａは流量・方向制御弁３７，３８，３９のスプールを通る内部通路として形成されている。したがって、第３油圧ポンプＰ３の吐出油が流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７を介してタンクＴへ還流するとき、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７において無視できない大きさの圧損（以下、適宜、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損という）が発生し、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３内に、常時圧力がたち、動力がムダに消費されている。
【００４９】
一方、油圧ショベルの作業例として掘削作業がある。この掘削作業は、通常、フロント作業機３０２（ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８）を動作させて行うものであり、フロント作業機３０２を動作させるためのアクチュエータはブームシリンダ１３、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１４であるため、掘削作業には第１油圧ポンプＰ１と第２油圧ポンプＰ２が使用され、第３油圧ポンプＰ３は使用されない。
【００５０】
しかし、第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２にはトルク制御装置４２が設けられており、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量は、トルク制御装置４２により、第１、第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２だけでなく、第３油圧ポンプＰ３も含めて、それらの吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクを超えないように制御される。また、前述したように、操作レバー装置２６，２７，２８が操作されていない非操作時であっても、流量・方向制御弁３７，３８，３９に無視できない大きさの中立圧損が発生して、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３内に常時圧力が立っている。このため掘削作業時には、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力によって第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量が減少するよう制御され、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクすなわち馬力が減少し、作業効率が低下するという問題がある。
【００５１】
次に、本実施の形態に係わる油圧システムの動作を説明する。
【００５２】
図１において、複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の操作レバー装置と複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の操作レバー装置を操作したときの流量・方向制御弁３２〜３６とアクチュエータ１２〜１６の動作は従来の油圧システムと同じである。
【００５３】
また、複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の操作レバー装置２６，２７，２８がいずれも操作されず、操作レバー装置２６，２７，２８の全てが中立にあるときは、流量・方向制御弁３７，３８，３９も中立位置Ｉにあり、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａは全開し、かつ流量・方向制御弁３７，３８，３９の信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃも全開している。このため、油圧信号発生油路６１に固定絞り６２を介して供給されるパイロットポンプＰ４の吐出油はタンクＴへ流れ込み、油圧信号発生油路６１はタンク圧（第１油圧信号）となっている。その結果、バイパス切換弁５２は図示の開位置ＩＶにある。
【００５４】
ここで、前述したように、弁装置ＣＶ３の流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７は弁装置ＣＶ３のハウジング内に内部通路として形成されているのに対して、第３油圧ポンプＰ３の圧油供給油路２３とバイパス油路５１は配管（ホース）で構成されている。したがって、流量・方向制御弁３７，３８，３９が中立位置Ｉにあるときのセンタバイパス油路４７の流れ抵抗とバイパス切換弁５２が開位置ＩＶにあるときのバイパス油路５１の流れ抵抗とを比較した場合、バイパス油路５１の流れ抵抗の方がセンタバイパス油路４７の流れ抵抗よりも小さいため、バイパス切換弁５２は図示の開位置ＩＶにあるときは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス油路５１を通り、バイパス切換弁５２を介してタンクＴに還流する。
【００５５】
複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の操作レバー装置２６，２７，２８のどれかひとつ、例えば、ブレードシリンダ１７の操作レバー装置２６の操作レバーを図示右方向に操作したときは、指令パイロット圧が流量・方向制御弁３７へ導かれ、流量・方向制御弁３７は押し下げられ中立位置Ｉから作動位置ＩＩへ切換わり、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａは例えば閉じられ、かつ流量・方向制御弁３７の信号油路６１ａも閉じられる。信号油路６１ａが閉じられることによって、油圧信号発生油路６１に固定絞り６２を介して供給されるパイロットポンプＰ４の吐出油により油圧信号発生油路６１内に所定の制御圧力（第２油圧信号）が発生し、この制御圧力が油圧信号伝達油路５６を通りバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導かれ、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶから閉位置Ｖへ切換えられ、バイパス油路５１が閉じられる。バイパス油路５１が閉じられることで第３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７へと導かれ、流量・方向制御弁３７を介してブレードシリンダ１７のロッド室１７ａに流入する。また、ブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂ内の圧油は流量・方向制御弁３７を介してタンクライン４６を通って排出される。これによりブレードシリンダ１７が収縮する。
【００５６】
逆に、操作レバー装置２６の操作レバーを図示左方向に操作した場合は、指令パイロット圧が流量・方向制御弁３７へ導かれ、流量・方向制御弁３７は押し上げられ中立位置Ｉから作動位置ＩＩＩへ切換わり、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａは例えば閉じられ、かつ流量・方向制御弁３７の信号油路６１ａが閉じられる。信号油路６１ａが閉じられることによって、油圧信号発生油路６１に固定絞り６２を介して供給されるパイロットポンプＰ４の吐出油により油圧信号発生油路６１内に所定の制御圧力（第２油圧信号）が発生し、この制御圧力が油圧信号伝達油路５６を通りバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導かれ、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶから閉位置Ｖへ切換えられ、バイパス油路５１が閉じられる。バイパス油路５１が閉じられることで第３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７へと導かれ、流量・方向制御弁３７を介してブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂに流入する。また、ブレードシリンダ１７のロッド室１７ａ内の圧油が流量・方向制御弁３７を介しタンクライン４６を通って排出される。これによりブレードシリンダ１７が伸長する。
【００５７】
図４は、上記動作における指令パイロット圧と第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力（第３圧油供給油路２３の圧力）の変化を示す図である。
【００５８】
図４において、（１）は操作レバー装置２６の操作レバーが中立にある場合の指令パイロット圧（中段）と第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力（上段）と建設機械（油圧ショベル）の動作イメージ（下段）を示し、（２）は操作レバー装置２６の操作レバーが操作された場合の指令パイロット圧（中段）と第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力（上段）と建設機械（油圧ショベル）の動作イメージ（下段）を示している。操作レバー装置２６の操作レバーが中立にあるとき、従来の油圧システムでは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は全て流量・方向制御弁３７〜３９を通過してタンクＴに環流するため、前述した流量・方向制御弁３７〜３９の中立圧損により第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０となる。このときのＰ０は例えば１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度となる。これに対し、本発明の油圧システムでは、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶにあり、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分は、バイパス油路５１とバイパス切換弁５２からなるバイパス回路５３を通過してタンクＴに環流するため、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０よりも低いＰ１となる。このときのＰ１は例えば３Ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。
【００５９】
これにより、従来の油圧システムにおける流量・方向制御弁３７〜３９の中立圧損１０Ｋｇｆ／ｃｍ２が、バイパス回路５３の圧損の３Ｋｇｆ／ｃｍ２程度に減少し、７０%の圧損(エネルギの)低減となる。
【００６０】
図５は、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出油によってアクチュエータ１３，１４，１６を駆動する作業である掘削作業時に、操作レバー装置２６が中立にある図４の（１）の場合（第３油圧ポンプＰ３の非使用時）と操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合（第３油圧ポンプＰ３の使用時）における第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルク（トルク制御装置４２によって制御される第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルク）の変化を、本発明の油圧システムと従来の油圧システムとで比較して示す図である。
【００６１】
図５において、Ｔ００は、操作レバー装置２６が中立にあるとき（第３油圧ポンプＰ３の非使用時）の従来の油圧システムにおける第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクであり、Ｔ０１は、操作レバー装置２６が中立にあるとき（第３油圧ポンプＰ３の非使用時）の本発明の油圧システムにおける第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクである。Ｔ１１は、操作レバー装置２６を操作したとき（第３油圧ポンプＰ３の使用時）の従来及び本発明の油圧システムにおける第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクである。
【００６２】
従来及び本発明のいずれの油圧システムにおいても、操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合は、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力が第３アクチュエータ１７（ブレードシリンダ１７）の負荷圧に応じて上昇し、その吐出圧力がトルク制御装置４２の第３トルク制御ピストン４２ｃに作用して可変容量部材４１を容量減少方向に作動するため、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクはＴ１に減少する。
【００６３】
一方、操作レバー装置２６が中立にある図４の（１）の場合は、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力は上記の如くＰ０（従来）又はＰ１（本発明）であり、操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合の第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力に比べて低いため、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクは、Ｔ００（従来），Ｔ０１（本発明）と、従来及び本発明のいずれの油圧システムにおいても、操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合のＴ１に比べて増加する。
【００６４】
しかも、従来の油圧システムでは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は全て流量・方向制御弁３７〜３９を通過してタンクＴに環流するため、流量・方向制御弁３７〜３９の中立圧損によって第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０（例えば１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度）となるのに対して、本発明の油圧システムでは、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶにあり、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス回路５３を通過してタンクＴに環流するため、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０よりも低いＰ１（例えば３Ｋｇｆ／ｃｍ２程度）となる。このため、従来の油圧システムでは、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクは図５のＴ００であったものが、本発明の油圧システムでは、Ｔ０１となり、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクは従来の油圧システムのＴ００に比べて増加する。
【００６５】
このように第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する複数のアクチュエータ１７，１８，１９の操作レバー装置２６，２７，２８が操作されておらず、アクチュエータ１７，１８，１９が動作していないときは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス回路５３を介して直接タンクに環流するため、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損による第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力の上昇が抑えられ、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることできる。
【００６６】
以上のように本実施の形態によれば、第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有し、第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３からアクチュエータ１２〜１９に供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁３２〜３９にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベルの油圧システムにおいて、第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する複数のアクチュエータ１７，１８，１９の操作レバー装置２６，２７，２８の非操作時に、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損による第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプＰ３によって消費される動力を低減することができ、これによりエンジンＥの燃費を向上させることができる。
【００６７】
また、油圧システムが、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置４２を備える場合でも、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出油によって駆動するアクチュエータ１２〜１６の操作レバー装置の操作時に、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの減少を抑えることができ、これによりアクチュエータ１２〜１６の駆動力を増大し、作業効率を向上することができる。
【００６８】
更に、本実施の形態では、油圧システムを、切換制御装置５４及びバイパス回路５３を含めて純油圧的に構成したため、油圧システムを安価かつ信頼性の高いものとすることができる。
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は第２の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。図中、図１に示した要素と同等の要素には同じ符号を付している。本実施の形態は切換制御装置の中立位置検出回路５５の他の例を示すものである。
【００６９】
図６において、本実施の形態に係わる油圧システムは、中立位置検出回路５５Ａと油圧信号伝達油路５６とで構成された切換制御装置５４Ａを備えている。
【００７０】
中立位置検出回路５５Ａは、トーナメント方式に接続された複数のシャトル弁７１ａ〜７１ｅで構成されている。シャトル弁７１ａは操作レバー装置２６の２つのリモコン弁２６ａ，２６ｂが出力する指令パイロット圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｂは、操作レバー装置２７の２つのリモコン弁２７ａ，２７ｂが出力する指令パイロット圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｃは、 操作レバー装置２８の２つのリモコン弁２８ａ，２８ｂが出力する指令パイロット圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｄは、シャトル弁７１ｂの出力圧とシャトル弁７１ｃの出力圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｅは、シャトル弁７１ａの出力圧とシャトル弁７１ｄの出力圧の高圧側を選択して出力する。シャトル弁７１ｅの出力圧は、バイパス切換弁５２を切り換えるための油圧信号として、油圧信号伝達油路５６を介してバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導かれる。
【００７１】
操作レバー装置２６，２７，２８がいずれも操作されず、操作レバー装置２６，２７，２８の全てが中立にあるときは、それぞれのリモコン弁が出力する指令パイロット圧はタンク圧であり、中立位置検出回路５５Ａはそのタンク圧を第１油圧信号として出力し、バイパス切換弁５２の受圧部５２ａにはその第１油圧信号（タンク圧）が導かれる。このためバイパス切換弁５２は図示の開位置ＩＶにあり、第１の実施の形態と同様、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス油路５１を通り、バイパス切換弁５２を介してタンクＴに還流する。
【００７２】
操作レバー装置２６，２７，２８のどれかひとつ、例えば、ブレードシリンダ１７の操作レバー装置２６の操作レバーを図示右方向に操作したときは、操作レバー装置２６のリモコン弁２６ａが出力する指令パイロット圧はタンク圧より高い操作量に応じた所定の圧力となり、中立位置検出回路５５Ａはその所定圧力の指令パイロット圧を制御圧力（第２油圧信号）として出力し、バイパス切換弁５２の受圧部５２ａにはその制御圧力（第２油圧信号）が導かれる。このためバイパス切換弁５２は閉位置Ｖに切り換えられ、バイパス油路５１が閉じられる。これにより第３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７へと導かれ、流量・方向制御弁３７を介してブレードシリンダ１７のロッド室１７ａに流入し、ブレードシリンダ１７が収縮する。
【００７３】
操作レバー装置２６の操作レバーを図示左方向に操作した場合も、同様に、中立位置検出回路５５Ａは所定圧力の指令パイロット圧を制御圧力（第２油圧信号）として出力し、バイパス切換弁５２は閉位置Ｖに切り換えられ、３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７からブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂに流入し、ブレードシリンダ１７が伸長する。
【００７４】
したがって、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する複数のアクチュエータ１７，１８，１９の操作レバー装置２６，２７，２８の非操作時に、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損による第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプＰ３によって消費される動力を低減することができ、これによりエンジンＥの燃費を向上させることができるとともに、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの減少を抑えることができ、アクチュエータ１２〜１６の駆動力を増大し、作業効率を向上することができる。
【００７５】
また、油圧システムを、切換制御装置５４Ａ及びバイパス回路５３を含めて純油圧的に構成したため、油圧システムを安価かつ信頼性の高いものとすることができる。
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は第３の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。図中、図１に示した要素と同等の要素には同じ符号を付している。本実施の形態は、切換制御装置に電気機器を介在させた例を示すものである。
【００７６】
図７において、本実施の形態に係わる油圧システムは、中立位置検出回路５５Ｂと、制御装置７３とで構成された切換制御装置５４Ｂを備えている。バイパス切換弁５２Ｂは電磁切換弁であり、制御装置７３に電気的に接続されたソレノイド５２ｂを有している。
【００７７】
中立位置検出回路５５Ｂは、第２の実施の形態における中立位置検出回路５５Ａと同様にトーナメント方式に接続された複数のシャトル弁７１ａ〜７１ｅを有し、更に、圧力センサ７２を有している。圧力センサ７２は中立位置検出回路５５Ｂの出力圧、つまり最後段のシャトル弁７１ｅの出力圧を検出し、検出信号を制御装置７３に出力する。制御装置７３は、圧力センサ７２の検出信号がタンク圧であるときは、電磁切換弁５２Ｂのソレノイド５２ｂにＯＦＦの電気信号を出力し、圧力センサ７２の検出信号がタンク圧より高い所定圧力の指令パイロット圧であるときは、電磁切換弁５２Ｂのソレノイド５２ｂにＯＮの電気信号を出力する。電磁切換弁５２ｂは、制御装置７３から出力される電気信号がＯＦＦであるときは、図示の開位置ＩＶにあり、制御装置７３から出力される電気信号がＯＮになると、閉位置Ｖに切り換えられられる。
【００７８】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、第３油圧ポンプＰ３によって消費される動力を低減する効果と、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの減少を抑制する効果を得ることができる。
【００７９】
なお、以上の実施の形態は本発明の精神の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、建設機械が油圧ショベルである場合について説明したが、油圧ショベル以外建設機械（例えば油圧クレーン、ホイール式ショベル等）に本発明を適用してもよく、その場合も上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｅ エンジン
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ
Ｐ３ 第３油圧ポンプ
Ｐ４ パイロットポンプ
ＣＶ１ 第１弁装置
ＣＶ２ 第２弁装置
ＣＶ３ 第３弁装置
１１ ポンプ装置
１２，１３，１４ 第１アクチュエータ
１５，１６ 第２アクチュエータ
１７，１８，１９ 第３アクチュエータ
２１ 第１圧油供給油路
２２ 第２圧油供給油路
２３ 第３圧油供給油路
２４ パイロット圧供給油路
２５ パイロットリリーフ弁
２６，２７，２８ 操作レバー装置
３２，３３，３４ 流量・方向制御弁
３２ａ，３３ａ，３４ａ センタバイパス可変絞り部
３５，３６ 流量・方向制御弁
３５ａ，３６ａ センタバイパス可変絞り部
３７，３８，３９ 流量・方向制御弁
３７ａ，３８ａ，３９ａ センタバイパス可変絞り部
４１ 斜板
４２ トルク制御装置
４２ａ 第１トルク制御ピストン
４２ｂ 第２トルク制御ピストン
４２ｃ 第３トルク制御ピストン
４２ｄ バネ
４５ 第１センタバイパス油路
４６ 第２センタバイパス油路
４７ 第３センタバイパス油路
５１ バイパス油路
５２ バイパス切換弁
５２ａ 受圧部
５３ バイパス回路
５４ 切換制御装置
５５ 中立位置検出回路
５６ 油圧信号伝達油路
６１ 油圧信号発生油路
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ 信号油路
７１ａ〜７１ｅ シャトル弁
７２ 圧力センサ
７３ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１〜第３油圧ポンプ（３つのメインポンプ）を有し、第１及び第２油圧ポンプが可変容量型であり、第３油圧ポンプが固定容量型であり、しかも第３油圧ポンプの吐出圧力で第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを減ずる制御を行うトルク制御装置を備え、かつオープンセンタ方式の流量・方向制御弁を用いてアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する油圧ショベル等の建設機械の油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１〜第３油圧ポンプ（３つのメインポンプ）を有し、第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムは、オープンセンタ回路方式の３ポンプ油圧システムと呼ばれており、例えば特許文献１及び２に記載されている。
【０００３】
特許文献１及び２に記載の油圧システムは、第１及び第２油圧ポンプは可変容量型であり、第３油圧ポンプが固定容量型である。
【０００４】
また、特許文献２に記載の油圧システムは、第１及び第２油圧ポンプにトルク制御装置を備えている。このトルク制御装置は、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプの吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプ容量を減少させることで第１〜第３油圧ポンプの吸収トルク（入力トルク）の合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御する。これにより第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計がエンジンの許容トルクの範囲内に制御され、過負荷によるエンジンの停止（エンジンストール）が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３１０１１号公報
【特許文献２】特開平０７−７１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載の油圧システムでは、流量・方向制御弁はオープンセンタ方式のバルブであるため、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置が操作されておらず、流量・方向制御弁が中立位置にあるときは、第３油圧ポンプの吐出油はそれらの流量・方向制御弁を介してタンクへ還流している。また、第３油圧ポンプは固定容量型であるため、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動するアクチュエータの操作レバー装置の操作の有無に係わらず、第３油圧ポンプは常に所定流量の圧油を吐出している。このため操作レバー装置の非操作時に流量・方向制御弁には無視できない大きさの中立圧損が発生しており、この流量・方向制御弁の中立圧損により第３油圧ポンプの圧油供給油路内に常時圧力がたち、動力がムダに消費されている。
【０００７】
また、特許文献１及び２に記載の油圧システムを搭載した油圧ショベルで掘削作業を行う場合、掘削作業に係わるアクチュエータを駆動するのに使用するポンプは第１及び第２油圧ポンプである場合が多い。この第１及び第２油圧ポンプには、上述した如くトルク制御装置が設けられており、第１及び第２油圧ポンプの容量は、トルク制御装置により、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御される。このように第１及び第２油圧ポンプの容量が第３油圧ポンプの吸収トルクも含めて制御されることと、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の操作の有無に係わらず、流量・方向制御弁の中立圧損により第３油圧ポンプの第３圧油供給油路内に常時圧力がたち、動力がムダに消費されることとにより、掘削作業時に第１及び第２油圧ポンプの吐出油によってアクチュエータを駆動するとき、第１及び第２油圧ポンプの容量は第３油圧ポンプの吐出圧力によって減少するよう制御され、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクすなわち馬力が減少してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、第１〜第３油圧ポンプを有し、第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムにおいて、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の非操作時に、流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる建設機械の油圧システムを提供することである。
【０００９】
本発明の第２の目的は、更に、上記建設機械の油圧システムが、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプの吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプの容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルク（入力トルク）の合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置を備える場合に、第１及び第２油圧ポンプの吐出油によって駆動するアクチュエータの操作レバー装置の操作時に、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることができる建設機械の油圧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記第１の目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、前記エンジンにより駆動される固定容量型の第３油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータと、前記第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータと、前記第３油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータと、前記第１油圧ポンプから前記複数の第１アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第１弁装置と、前記第２油圧ポンプから前記複数の第２アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第２弁装置と、前記第３油圧ポンプから前記複数の第３アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第３弁装置と、前記エンジンにより駆動されるパイロットポンプと、前記複数の第１〜第３アクチュエータに対応して設けられ、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁を切り換え操作するための指令パイロット圧を生成する複数の操作レバー装置とを備え、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁は、それぞれ、前記第１〜第３弁装置に設けられ、上流側が前記第１〜第３油圧ポンプの吐出油が導かれる第１〜第３圧油供給油路に接続され、下流側がタンクに接続された第１〜第３センタバイパス油路上にセンタバイパス可変絞り部を有し、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置にあるとき、前記センタバイパス可変絞り部を全開とし、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置から切り換え操作されると、前記センタバイパス可変絞り部の開口面積を減少させ或いは全閉して、前記第１〜第３圧油供給油路を介して導かれた前記第１〜第３油圧ポンプからの吐出油を前記複数の第１〜第３アクチュエータに供給可能とするオープンセンタ方式のバルブである建設機械の油圧システムにおいて、前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えるものとする。
【００１１】
このように構成した本発明においては、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数の第３アクチュエータの操作レバー装置を操作したときに、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられ、センタバイパス可変絞り部を閉じるとともに、切換制御装置はバイパス切換弁を閉位置に切り換える。これにより第３油圧ポンプの吐出油は第３圧油供給油路を介して第３アクチュエータの流量・方向制御弁から第３アクチュエータに供給され、第３アクチュエータは通常の動作を行う。
【００１２】
一方、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数の第３アクチュエータの操作レバー装置を操作していないときは、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁は全て中立位置にあり、センタバイパス可変絞り部を全開とするとともに、切換制御装置はバイパス切換弁を開位置に切り換える。これにより 第３油圧ポンプの吐出油の大部分はバイパス油路及びバイパス切換弁を介して直接タンクに環流するため、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる。
【００１３】
（２）また、上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明は、更に、前記第１〜第３油圧ポンプの吐出圧力が上昇するとき、前記第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御するトルク制御装置を備えた建設機械の油圧システムにおいて、前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えるものとする。
【００１４】
これにより上記（１）で説明したように、第３アクチュエータの操作レバー装置が操作されておらず、第３アクチュエータが動作していないときは、第３油圧ポンプの吐出油の大部分は第３弁装置の複数の流量・方向制御弁を介さずに直接タンクに環流するため、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる。
【００１５】
また、第１及び第２油圧ポンプの吐出油によって駆動する第１及び第２アクチュエータの操作レバー装置を操作し、第１及び第２アクチュエータを作動させるとき、第１及び第２油圧ポンプの容量は、トルク制御装置により、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御される。このとき、第３アクチュエータの操作レバー装置が操作されておらず、第３アクチュエータが動作していないときは、第３油圧ポンプの吐出油の大部分はバイパス油路及びバイパス切換弁を介して直接タンクに環流するため、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることできる。
【００１６】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記切換制御装置は、前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは第１の油圧信号を出力し、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは第２の油圧信号を出力する中立位置検出装置と、前記中立位置検出装置から出力される油圧信号を前記バイパス切換弁に導く油圧信号伝達油路とを有し、前記バイパス切換弁は、前記油圧信号伝達油路に接続される受圧部を有し、前記バイパス切換弁は、前記受圧部に前記第１の油圧信号が導かれるときは前記開位置にあり、前記受圧部に前記第２の油圧信号が導かれると前記閉位置に切り換わる。
【００１７】
これにより本発明の油圧システムを、切換制御装置及びバイパス回路を含めて純油圧的に構成することができ、油圧システムを安価かつ信頼性の高いものとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１〜第３油圧ポンプを有し、第１〜第３油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムにおいて、第３油圧ポンプの吐出油によって駆動する複数のアクチュエータの操作レバー装置の非操作時に、第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の中立圧損による第３油圧ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、第３油圧ポンプによって消費される動力を低減することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、更に、上記建設機械の油圧システムが、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプの吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプの容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルク（入力トルク）の合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置を備える場合に、第１及び第２油圧ポンプの吐出油によって駆動するアクチュエータの操作レバー装置の操作時に、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【図２】油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】従来の油圧システムの回路構成を示す図である。
【図４】ブレード用の操作レバー操作装置の操作レバーを操作したときの指令パイロット圧と第３油圧ポンプの吐出圧力の変化を示す図である。
【図５】第３油圧ポンプの非使用時と使用時の第１及び第２油圧ポンプの最大吸収トルクの変化を、本発明の油圧システムと従来の油圧システムとで比較して示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。
【００２２】
図１において、本実施の形態に係わる油圧システムは、エンジンＥと、このエンジンＥに接続され、エンジンＥにより駆動される第１油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ１、第２油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ２、第３油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ３及びパイロットポンプＰ４を含むポンプ装置１１と、第１油圧ポンプＰ１から吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）と、第２油圧ポンプＰ２から吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）と、第３油圧ポンプＰ３から吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）と、第１油圧ポンプＰ１の第１圧油供給油路２１に接続され、第１油圧ポンプＰ１から複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）に供給される圧油の流れ（流量と流入・排出方向）を制御する複数の流量・方向制御弁３２，３３，３４を含む第１弁装置ＣＶ１と、第２油圧ポンプＰ２の第２圧油供給油路２２に接続され、第２油圧ポンプＰ２から複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）に供給される圧油の流れ（流量と流入・排出方向）を制御する複数の流量・方向制御弁３５，３６を含む第２弁装置ＣＶ２と、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３に接続され、第３油圧ポンプＰ３から複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）に供給される圧油の流れ（流量と流入・排出方向）を制御する複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９を含む第３弁装置ＣＶ３と、パイロットポンプＰ４の吐出油が導かれるパイロット圧供給油路２４に接続され、パイロットポンプＰ４の吐出圧力を一定に保つパイロットリリーフ弁２５と、複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）に対応して設けられ、パイロット圧供給油路２４に導かれるパイロットポンプＰ４の吐出油に基づいて、操作レバーの操作量に応じて流量・方向制御弁３２，３３，３４を切り換えるための指令パイロット圧を生成するリモコン弁を内蔵した操作レバー装置（図示せず）と、複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）に対応して設けられ、パイロット圧供給油路２４に導かれるパイロットポンプＰ４の吐出油に基づいて、操作レバーの操作量に応じて流量・方向制御弁３５，３６を切り換えるための指令パイロット圧を生成するリモコン弁を内蔵したの操作レバー装置（図示せず）と、複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）に対応して設けられ、パイロット圧供給油路２４に導かれるパイロットポンプＰ４の吐出油に基づいて、操作レバーの操作量に応じて流量・方向制御弁３７，３８，３９を切り換えるための指令パイロット圧を生成するリモコン弁を内蔵した操作レバー装置２６，２７，２８とを備えている。
【００２３】
第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は可変容量型の油圧ポンプであり、第３油圧ポンプＰ３及びパイロットポンプＰ４は固定容量型の油圧ポンプである。また、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は、例えば、１つのポンプケーシングに２つの吐出ポートを設けたスプリットフロー型の斜板ポンプであり、共通の可変容量部材（斜板）４１を有している。
【００２４】
また、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は、可変容量部材（斜板）４１に連結されたトルク制御装置４２を有している。このトルク制御装置４２は、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力が上昇するとき、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクを制御するものであり、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧力が導かれ、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧力が上昇すると可変容量部材４１を容量減少方向に作動する第１トルク制御ピストン４２ａと、第２油圧ポンプＰ２の吐出圧力が導かれ、第２油圧ポンプＰ２の吐出圧力が上昇すると可変容量部材４１を容量減少方向に作動する第２トルク制御ピストン４２ｂと、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力が導かれ、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力が上昇すると可変容量部材４１を容量減少方向に作動する第３トルク制御ピストン４２ｃと、可変容量部材４１を容量増加方向に付勢し、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３が使用可能な最大トルクをを設定するバネ４２ｄとを備えている。
【００２５】
第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力の合計（又は平均吐出圧力）がそれほど高くなく、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクより少ないときは、第１〜第３トルク制御ピストン４２ａ〜４２ｃは作動せず、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量は最大容量に保たれる。第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力の合計（又は平均吐出圧力）が上昇し、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクを超えようとすると、第１〜第３トルク制御ピストン４２ａ〜４２ｃは可変容量部材４１を容量減少方向に作動し、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量を減少させる。これによりトルク制御装置４２は、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吐出圧力の合計（又は平均吐出圧力）が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクを超えないように制御し、第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計がエンジンの許容トルクの範囲内に制御され、過負荷によるエンジンの停止（エンジンストール）が防止される。
【００２６】
第１弁装置ＣＶ１の複数の流量・方向制御弁３２，３３，３４、第２弁装置ＣＶ２の複数の流量・方向制御弁３５，３６及び第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９は、それぞれ、オープンセンタ方式のバルブであり、第１弁装置ＣＶ１の複数の流量・方向制御弁３２，３３，３４は、第１弁装置ＣＶ１内に設けられた第１センタバイパス油路４５上にセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａを有し、第２弁装置ＣＶ２の複数の流量・方向制御弁３５，３６は、第２弁装置ＣＶ２内に設けられた第２センタバイパス油路４６上にセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａを有し、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９は、第３弁装置ＣＶ３内に設けられた第３センタバイパス油路４７上にセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａを有している。第１〜第３センタバイパス油路４５〜４７の上流側は、それぞれ、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３の圧油が導かれる第１〜第３圧油供給油路２１〜２３に接続され、下流側は、それぞれ、タンクＴに接続されている。
【００２７】
第１弁装置ＣＶ１の流量・方向制御弁３２，３３，３４はそれぞれ中立位置Ｉにあるときはセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａは全開であり、流量・方向制御弁３２，３３，３４がそれぞれ中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、センタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａは開口面積を減少させ或いは全閉となる。第２弁装置ＣＶ２の複数の流量・方向制御弁３５，３６及び第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａも同様であり、流量・方向制御弁３５，３６；３７，３８，３９がそれぞれ中立位置Ｉにあるときはセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａは全開であり、流量・方向制御弁３５，３６；３７，３８，３９がそれぞれ中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、センタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａは開口面積を減少させ或いは全閉となる。
【００２８】
このように流量・方向制御弁３２，３３，３４；３５，３６；３７，３８，３９を中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えたときにセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａ；３５ａ，３６ａ；３７ａ，３８ａ，３９ａの開口面積を減少させ或いは全閉することにより、第１、第２、第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の吐出圧力を上昇させ、第１、第２、第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の吐出油を第１、第２、第３圧油供給油路２１，２２，２３を介して流量・方向制御弁３２，３３，３４；３５，３６；３７，３８，３９から第１、第２、第３アクチュエータ１２，１３，１４；１５，１６；１７，１８，１９へ供給可能となる。
【００２９】
また、本実施の形態の油圧システムは、上記構成に加え、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３から分岐し、下流側がタンクＴに接続されたバイパス油路５１及びバイパス油路５１に配置され、開位置ＩＶと閉位置Ｖに切り換え可能なバイパス切換弁５２からなるバイパス回路５３と、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９の全てが中立位置Ｉにあるときはバイパス切換弁５２を開位置に切り換え、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９のいずれかが中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、バイパス切換弁５２を閉位置Ｖに切り換える切換制御装置５４とを備えている。
【００３０】
切換制御装置５４は、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９の全てが中立位置Ｉにあるときは油圧信号としてタンク圧（第１油圧信号）を出力し、第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９のいずれかが中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、油圧信号として所定の制御圧力（第２油圧信号）を出力する中立位置検出回路５５と、この中立位置検出回路５５が出力する油圧信号をバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導く油圧信号伝達油路５６とで構成されている。
【００３１】
中立位置検出回路５５は、上流側がパイロットポンプＰ４のパイロット圧供給油路２４に接続され、下流側がタンクＴに接続され、かつ第３弁装置ＣＶ３の複数の流量・方向制御弁３７，３８，３９を通過する油圧信号発生油路６１と、油圧信号発生油路６１の第３弁装置ＣＶ３よりも上流側の位置に設けられた固定絞り６２とを備え、油圧信号伝達油路５６は第３弁装置ＣＶ３と固定絞り６２との間の位置で油圧信号発生油路６１から分岐している。
【００３２】
流量・方向制御弁３７，３８，３９には、それぞれ、油圧信号発生油路６１の一部を構成する開閉可能な信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃが形成され、流量・方向制御弁３７，３８，３９が中立位置Ｉにあるときは信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃは全開となり、中立位置Ｉから作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられると、信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃは全閉となる。
【００３３】
バイパス切換弁５２の受圧部５２ａは油圧信号伝達油路５６に接続され、バイパス切換弁５２は、受圧部５２ａにタンク圧（第１油圧信号）が導かれるときは開位置にあり、受圧部５２ａに所定の制御圧力（第２油圧信号）が導かれると閉位置に切り換わる。
【００３４】
図２に油圧ショベルの外観を示す。
【００３５】
図２において、油圧ショベルは、上部旋回体３００と、下部走行体３０１と、スイング式フロント作業機３０２（ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８)とを備え、上部旋回体３００は下部走行体３０１を旋回モータ１８の回動によって旋回が可能である。上部旋回体３００の前部にはスイングポスト３０３が取り付けられ、このスイングポスト３０３にフロント作業機３０２が上下動可能に取り付けられている。フロント作業機３０２はブームシリンダ１３、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１４の伸縮により上下方向に回動動作する。下部走行体３０１は中央フレーム３０４を備え、この中央フレーム３０４にはブレードシリンダ１９の伸縮により上下動作を行うブレード３０５が取り付けられ、下部走行体３０１は走行モータ１２，１５の回転によって走行を行う。
【００３６】
上部旋回体３００は運転席３１０を備え、運転席３１０の周囲に前述した操作レバー装置２６，２７，２８を含む各種操作レバー装置が配置されている。一例として、運転席３１０の左側に操作レバー装置２７が設けられている。
【００３７】
図１に示したエンジンＥ及びポンプ装置１１とバイパス回路５３は上部旋回体３００の後方部分に配置され、タンクＴは運転席３１０のオペレータから見て上部旋回体３００の運転席３１０の右側方部分に配置され、弁装置ＣＶ１〜ＣＶ３は上部旋回体３００の運転席３１０の下側部分に配置されている。
【００３８】
図１に示した第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の圧油供給油路２１，２２，２３は第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３と弁装置ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３をつなげる配管（ホース）で構成され、バイパス油路５１も圧油供給油路２３とタンクＴをつなげる配管で構成されている。一方、センタバイパス油路４５，４６，４７は弁装置ＣＶ１〜ＣＶ３のハウジングに内部通路として形成され、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａも流量・方向制御弁３７，３８，３９のスプールを通る内部通路として形成されている。
【００３９】
次に、以上のように構成した本実施の形態の油圧システムの動作を、従来の油圧システムの動作と比較して説明する。
【００４０】
図３は、従来の油圧システムの回路構成を示す図である。図中、図１に示した本実施の形態に係わる油圧システムと同等の要素（部材）には同じ符号を付している。図１と図３の比較から分かるように、従来の油圧システムは、本実施の形態の油圧システムに備えられているバイパス油路５１、バイパス切換弁５２、切換制御装置５４（中立位置検出回路５５及び油圧信号伝達油路５６）を備えておらず、それ以外の構成は、本実施の形態の油圧システムと同じである。
【００４１】
まず、図３に示す従来の油圧システムの動作を説明する。
【００４２】
図３において、複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の操作レバー装置がいずれも操作されず、操作レバー装置の全てが中立にあるときは、第１弁装置ＣＶ１の流量・方向制御弁３２，３３，３４は中立位置Ｉにあり、センタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａは全開であり、第１油圧ポンプＰ１の吐出油は流量・方向制御弁３２，３３，３４のセンタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ，３４ａ及びセンタバイパス油路４５を介してタンクＴに還流する。操作レバー装置のいずれかが操作されると、流量・方向制御弁３２，３３，３４の対応するものが作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられ、センタバイパス可変絞り部３２ａ，３３ａ又は３４ａが例えば閉じられ、第1油圧ポンプＰ１の吐出油が流量・方向制御弁３２，３３又は３４から第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の対応するものに供給され、第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の対応するものが駆動される。
【００４３】
また、複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の操作レバー装置がいずれも操作されず、操作レバー装置の全てが中立にあるときは、第２弁装置ＣＶ２の流量・方向制御弁３５，３６は中立位置Ｉにあり、センタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａは全開であり、第２油圧ポンプＰ２の吐出油は流量・方向制御弁３５，３６のセンタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａ及びセンタバイパス油路４６を介してタンクＴに還流する。操作レバー装置のいずれかが操作されると、流量・方向制御弁３５，３６の対応するものが作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられ、センタバイパス可変絞り部３５ａ，３６ａが例えば閉じられ、第２油圧ポンプＰ２の吐出油が流量・方向制御弁３５又は３６から第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の対応するものに供給され、第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の対応するものが駆動される。
【００４４】
複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）についても同様であり、操作レバー装置２６，２７，２８がいずれも操作されず、操作レバー装置２６，２７，２８の全てが中立にあるときは、第３弁装置ＣＶ３の流量・方向制御弁３７，３８，３９は中立位置Ｉにあり、センタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａは全開であり、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７を介してタンクＴに還流する。操作レバー装置２６，２７，２８のいずれかが操作されると、流量・方向制御弁３７，３８，３９の対応するものが作動位置ＩＩ又はＩＩＩに切り換えられ、センタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａが例えば閉じられ、第３油圧ポンプＰ３の吐出油が流量・方向制御弁３７，３８，３９から第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の対応するものに供給され、第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の対応するものが駆動される。
【００４５】
アクチュエータの動作例として、ブレードシリンダ１７の伸縮動作を説明する。
【００４６】
ブレード３０５の操作レバー装置２６の操作レバーを図示右方向に操作した場合、流量・方向制御弁３７ヘ指令パイロット圧が導かれて流量・方向制御弁３７は押し下げられ、流量・方向制御弁３７は中立位置Iから図示上側の作動位置ＩＩに切換えられる。その結果、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａが例えば閉じられ、第３油圧ポンプＰ３からの吐出油は、逆流を防止する逆止弁４４を備える併設油路４５からブレードシリンダ１７のロッド室１７ａに流入し、ブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂ内の圧油が流量・方向制御弁３７を介しタンクライン４６を通って排出されることにより、ブレードシリンダ１７が収縮する。逆に、操作レバー装置２６の操作レバーを図示左方向に操作した場合、流量・方向制御弁３７ヘ指令パイロット圧が導かれて流量・方向制御弁３７は押し上げられ、流量・方向制御弁３７は中立位置Ｉから図示下側の作動位置ＩＩＩに切換えられる。その結果、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａが例えば閉じられ、第３油圧ポンプＰ３からの吐出油は、併設油路４５からブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂに流入し、ブレードシリンダ１７のロッド室１７ａ内の圧油が流量・方向制御弁３７を介しタンクライン４６を通って排出されることにより、ブレードシリンダ１７が伸長する。
【００４７】
ところで、図３に示した従来の油圧システムでは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の操作レバー装置２６，２７，２８が操作されておらず、第３弁装置ＣＶ３の流量・方向制御弁３７，３８，３９が切り換えられていない場合は、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は、その全量が流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７を介してタンクＴへ還流している。
【００４８】
前述したように、弁装置ＣＶ３のセンタバイパス油路４７は弁装置ＣＶ３のハウジング内に内部通路として形成されており、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａは流量・方向制御弁３７，３８，３９のスプールを通る内部通路として形成されている。したがって、第３油圧ポンプＰ３の吐出油が流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７を介してタンクＴへ還流するとき、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７において無視できない大きさの圧損（以下、適宜、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損という）が発生し、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３内に、常時圧力がたち、動力がムダに消費されている。
【００４９】
一方、油圧ショベルの作業例として掘削作業がある。この掘削作業は、通常、フロント作業機３０２（ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８）を動作させて行うものであり、フロント作業機３０２を動作させるためのアクチュエータはブームシリンダ１３、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１４であるため、掘削作業には第１油圧ポンプＰ１と第２油圧ポンプＰ２が使用され、第３油圧ポンプＰ３は使用されない。
【００５０】
しかし、第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２にはトルク制御装置４２が設けられており、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量は、トルク制御装置４２により、第１、第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２だけでなく、第３油圧ポンプＰ３も含めて、それらの吸収トルクの合計がバネ４２ｄによって設定した最大トルクを超えないように制御される。また、前述したように、操作レバー装置２６，２７，２８が操作されていない非操作時であっても、流量・方向制御弁３７，３８，３９に無視できない大きさの中立圧損が発生して、第３油圧ポンプＰ３の第３圧油供給油路２３内に常時圧力が立っている。このため掘削作業時には、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力によって第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量が減少するよう制御され、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクすなわち馬力が減少し、作業効率が低下するという問題がある。
【００５１】
次に、本実施の形態に係わる油圧システムの動作を説明する。
【００５２】
図１において、複数の第１アクチュエータ１２，１３，１４（走行モータ１２、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１４）の操作レバー装置と複数の第２アクチュエータ１５，１６（走行モータ１５、アームシリンダ１６）の操作レバー装置を操作したときの流量・方向制御弁３２〜３６とアクチュエータ１２〜１６の動作は従来の油圧システムと同じである。
【００５３】
また、複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の操作レバー装置２６，２７，２８がいずれも操作されず、操作レバー装置２６，２７，２８の全てが中立にあるときは、流量・方向制御弁３７，３８，３９も中立位置Ｉにあり、流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａは全開し、かつ流量・方向制御弁３７，３８，３９の信号油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃも全開している。このため、油圧信号発生油路６１に固定絞り６２を介して供給されるパイロットポンプＰ４の吐出油はタンクＴへ流れ込み、油圧信号発生油路６１はタンク圧（第１油圧信号）となっている。その結果、バイパス切換弁５２は図示の開位置ＩＶにある。
【００５４】
ここで、前述したように、弁装置ＣＶ３の流量・方向制御弁３７，３８，３９のセンタバイパス可変絞り部３７ａ，３８ａ，３９ａ及びセンタバイパス油路４７は弁装置ＣＶ３のハウジング内に内部通路として形成されているのに対して、第３油圧ポンプＰ３の圧油供給油路２３とバイパス油路５１は配管（ホース）で構成されている。したがって、流量・方向制御弁３７，３８，３９が中立位置Ｉにあるときのセンタバイパス油路４７の流れ抵抗とバイパス切換弁５２が開位置ＩＶにあるときのバイパス油路５１の流れ抵抗とを比較した場合、バイパス油路５１の流れ抵抗の方がセンタバイパス油路４７の流れ抵抗よりも小さいため、バイパス切換弁５２は図示の開位置ＩＶにあるときは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス油路５１を通り、バイパス切換弁５２を介してタンクＴに還流する。
【００５５】
複数の第３アクチュエータ１７，１８，１９（スイングシリンダ１７、旋回モータ１８、ブレードシリンダ１９）の操作レバー装置２６，２７，２８のどれかひとつ、例えば、ブレードシリンダ１７の操作レバー装置２６の操作レバーを図示右方向に操作したときは、指令パイロット圧が流量・方向制御弁３７へ導かれ、流量・方向制御弁３７は押し下げられ中立位置Ｉから作動位置ＩＩへ切換わり、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａは例えば閉じられ、かつ流量・方向制御弁３７の信号油路６１ａも閉じられる。信号油路６１ａが閉じられることによって、油圧信号発生油路６１に固定絞り６２を介して供給されるパイロットポンプＰ４の吐出油により油圧信号発生油路６１内に所定の制御圧力（第２油圧信号）が発生し、この制御圧力が油圧信号伝達油路５６を通りバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導かれ、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶから閉位置Ｖへ切換えられ、バイパス油路５１が閉じられる。バイパス油路５１が閉じられることで第３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７へと導かれ、流量・方向制御弁３７を介してブレードシリンダ１７のロッド室１７ａに流入する。また、ブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂ内の圧油は流量・方向制御弁３７を介してタンクライン４６を通って排出される。これによりブレードシリンダ１７が収縮する。
【００５６】
逆に、操作レバー装置２６の操作レバーを図示左方向に操作した場合は、指令パイロット圧が流量・方向制御弁３７へ導かれ、流量・方向制御弁３７は押し上げられ中立位置Ｉから作動位置ＩＩＩへ切換わり、流量・方向制御弁３７のセンタバイパス可変絞り部３７ａは例えば閉じられ、かつ流量・方向制御弁３７の信号油路６１ａが閉じられる。信号油路６１ａが閉じられることによって、油圧信号発生油路６１に固定絞り６２を介して供給されるパイロットポンプＰ４の吐出油により油圧信号発生油路６１内に所定の制御圧力（第２油圧信号）が発生し、この制御圧力が油圧信号伝達油路５６を通りバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導かれ、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶから閉位置Ｖへ切換えられ、バイパス油路５１が閉じられる。バイパス油路５１が閉じられることで第３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７へと導かれ、流量・方向制御弁３７を介してブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂに流入する。また、ブレードシリンダ１７のロッド室１７ａ内の圧油が流量・方向制御弁３７を介しタンクライン４６を通って排出される。これによりブレードシリンダ１７が伸長する。
【００５７】
図４は、上記動作における指令パイロット圧と第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力（第３圧油供給油路２３の圧力）の変化を示す図である。
【００５８】
図４において、（１）は操作レバー装置２６の操作レバーが中立にある場合の指令パイロット圧（中段）と第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力（上段）と建設機械（油圧ショベル）の動作イメージ（下段）を示し、（２）は操作レバー装置２６の操作レバーが操作された場合の指令パイロット圧（中段）と第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力（上段）と建設機械（油圧ショベル）の動作イメージ（下段）を示している。操作レバー装置２６の操作レバーが中立にあるとき、従来の油圧システムでは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は全て流量・方向制御弁３７〜３９を通過してタンクＴに環流するため、前述した流量・方向制御弁３７〜３９の中立圧損により第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０となる。このときのＰ０は例えば１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度となる。これに対し、本発明の油圧システムでは、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶにあり、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分は、バイパス油路５１とバイパス切換弁５２からなるバイパス回路５３を通過してタンクＴに環流するため、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０よりも低いＰ１となる。このときのＰ１は例えば３Ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。
【００５９】
これにより、従来の油圧システムにおける流量・方向制御弁３７〜３９の中立圧損１０Ｋｇｆ／ｃｍ２が、バイパス回路５３の圧損の３Ｋｇｆ／ｃｍ２程度に減少し、７０%の圧損(エネルギの)低減となる。
【００６０】
図５は、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出油によってアクチュエータ１３，１４，１６を駆動する作業である掘削作業時に、操作レバー装置２６が中立にある図４の（１）の場合（第３油圧ポンプＰ３の非使用時）と操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合（第３油圧ポンプＰ３の使用時）における第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルク（トルク制御装置４２によって制御される第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルク）の変化を、本発明の油圧システムと従来の油圧システムとで比較して示す図である。
【００６１】
図５において、Ｔ００は、操作レバー装置２６が中立にあるとき（第３油圧ポンプＰ３の非使用時）の従来の油圧システムにおける第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクであり、Ｔ０１は、操作レバー装置２６が中立にあるとき（第３油圧ポンプＰ３の非使用時）の本発明の油圧システムにおける第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクである。Ｔ１１は、操作レバー装置２６を操作したとき（第３油圧ポンプＰ３の使用時）の従来及び本発明の油圧システムにおける第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクである。
【００６２】
従来及び本発明のいずれの油圧システムにおいても、操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合は、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力が第３アクチュエータ１７（ブレードシリンダ１７）の負荷圧に応じて上昇し、その吐出圧力がトルク制御装置４２の第３トルク制御ピストン４２ｃに作用して可変容量部材４１を容量減少方向に作動するため、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクはＴ１に減少する。
【００６３】
一方、操作レバー装置２６が中立にある図４の（１）の場合は、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力は上記の如くＰ０（従来）又はＰ１（本発明）であり、操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合の第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力に比べて低いため、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクは、Ｔ００（従来），Ｔ０１（本発明）と、従来及び本発明のいずれの油圧システムにおいても、操作レバー装置２６を操作した図４の（２）の場合のＴ１に比べて増加する。
【００６４】
しかも、従来の油圧システムでは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は全て流量・方向制御弁３７〜３９を通過してタンクＴに環流するため、流量・方向制御弁３７〜３９の中立圧損によって第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０（例えば１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度）となるのに対して、本発明の油圧システムでは、バイパス切換弁５２が図示の開位置ＩＶにあり、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス回路５３を通過してタンクＴに環流するため、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力はＰ０よりも低いＰ１（例えば３Ｋｇｆ／ｃｍ２程度）となる。このため、従来の油圧システムでは、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクは図５のＴ００であったものが、本発明の油圧システムでは、Ｔ０１となり、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大吸収トルクは従来の油圧システムのＴ００に比べて増加する。
【００６５】
このように第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する複数のアクチュエータ１７，１８，１９の操作レバー装置２６，２７，２８が操作されておらず、アクチュエータ１７，１８，１９が動作していないときは、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス回路５３を介して直接タンクに環流するため、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損による第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力の上昇が抑えられ、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクの減少を抑えることできる。
【００６６】
以上のように本実施の形態によれば、第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有し、第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３からアクチュエータ１２〜１９に供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁３２〜３９にオープンセンタ方式のバルブを用いた油圧ショベルの油圧システムにおいて、第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する複数のアクチュエータ１７，１８，１９の操作レバー装置２６，２７，２８の非操作時に、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損による第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプＰ３によって消費される動力を低減することができ、これによりエンジンＥの燃費を向上させることができる。
【００６７】
また、油圧システムが、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出圧力だけでなく、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力も含めて、これらの吐出圧力が上昇するとき、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量を減少させることで、第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置４２を備える場合でも、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出油によって駆動するアクチュエータ１２〜１６の操作レバー装置の操作時に、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの減少を抑えることができ、これによりアクチュエータ１２〜１６の駆動力を増大し、作業効率を向上することができる。
【００６８】
更に、本実施の形態では、油圧システムを、切換制御装置５４及びバイパス回路５３を含めて純油圧的に構成したため、油圧システムを安価かつ信頼性の高いものとすることができる。
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は第２の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。図中、図１に示した要素と同等の要素には同じ符号を付している。本実施の形態は切換制御装置の中立位置検出回路５５の他の例を示すものである。
【００６９】
図６において、本実施の形態に係わる油圧システムは、中立位置検出回路５５Ａと油圧信号伝達油路５６とで構成された切換制御装置５４Ａを備えている。
【００７０】
中立位置検出回路５５Ａは、トーナメント方式に接続された複数のシャトル弁７１ａ〜７１ｅで構成されている。シャトル弁７１ａは操作レバー装置２６の２つのリモコン弁２６ａ，２６ｂが出力する指令パイロット圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｂは、操作レバー装置２７の２つのリモコン弁２７ａ，２７ｂが出力する指令パイロット圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｃは、 操作レバー装置２８の２つのリモコン弁２８ａ，２８ｂが出力する指令パイロット圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｄは、シャトル弁７１ｂの出力圧とシャトル弁７１ｃの出力圧の高圧側を選択して出力し、シャトル弁７１ｅは、シャトル弁７１ａの出力圧とシャトル弁７１ｄの出力圧の高圧側を選択して出力する。シャトル弁７１ｅの出力圧は、バイパス切換弁５２を切り換えるための油圧信号として、油圧信号伝達油路５６を介してバイパス切換弁５２の受圧部５２ａに導かれる。
【００７１】
操作レバー装置２６，２７，２８がいずれも操作されず、操作レバー装置２６，２７，２８の全てが中立にあるときは、それぞれのリモコン弁が出力する指令パイロット圧はタンク圧であり、中立位置検出回路５５Ａはそのタンク圧を第１油圧信号として出力し、バイパス切換弁５２の受圧部５２ａにはその第１油圧信号（タンク圧）が導かれる。このためバイパス切換弁５２は図示の開位置ＩＶにあり、第１の実施の形態と同様、第３油圧ポンプＰ３の吐出油の大部分はバイパス油路５１を通り、バイパス切換弁５２を介してタンクＴに還流する。
【００７２】
操作レバー装置２６，２７，２８のどれかひとつ、例えば、ブレードシリンダ１７の操作レバー装置２６の操作レバーを図示右方向に操作したときは、操作レバー装置２６のリモコン弁２６ａが出力する指令パイロット圧はタンク圧より高い操作量に応じた所定の圧力となり、中立位置検出回路５５Ａはその所定圧力の指令パイロット圧を制御圧力（第２油圧信号）として出力し、バイパス切換弁５２の受圧部５２ａにはその制御圧力（第２油圧信号）が導かれる。このためバイパス切換弁５２は閉位置Ｖに切り換えられ、バイパス油路５１が閉じられる。これにより第３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７へと導かれ、流量・方向制御弁３７を介してブレードシリンダ１７のロッド室１７ａに流入し、ブレードシリンダ１７が収縮する。
【００７３】
操作レバー装置２６の操作レバーを図示左方向に操作した場合も、同様に、中立位置検出回路５５Ａは所定圧力の指令パイロット圧を制御圧力（第２油圧信号）として出力し、バイパス切換弁５２は閉位置Ｖに切り換えられ、３油圧ポンプＰ３の吐出油は第３圧油供給油路２３を通り、流量・方向制御弁３７からブレードシリンダ１７のボトム室１７ｂに流入し、ブレードシリンダ１７が伸長する。
【００７４】
したがって、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、第３油圧ポンプＰ３の吐出油によって駆動する複数のアクチュエータ１７，１８，１９の操作レバー装置２６，２７，２８の非操作時に、流量・方向制御弁３７，３８，３９の中立圧損による第３油圧ポンプＰ３の吐出圧力の上昇を低く抑えて、第３油圧ポンプＰ３によって消費される動力を低減することができ、これによりエンジンＥの燃費を向上させることができるとともに、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの減少を抑えることができ、アクチュエータ１２〜１６の駆動力を増大し、作業効率を向上することができる。
【００７５】
また、油圧システムを、切換制御装置５４Ａ及びバイパス回路５３を含めて純油圧的に構成したため、油圧システムを安価かつ信頼性の高いものとすることができる。
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は第３の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムの回路構成を示す図である。図中、図１に示した要素と同等の要素には同じ符号を付している。本実施の形態は、切換制御装置に電気機器を介在させた例を示すものである。
【００７６】
図７において、本実施の形態に係わる油圧システムは、中立位置検出回路５５Ｂと、制御装置７３とで構成された切換制御装置５４Ｂを備えている。バイパス切換弁５２Ｂは電磁切換弁であり、制御装置７３に電気的に接続されたソレノイド５２ｂを有している。
【００７７】
中立位置検出回路５５Ｂは、第２の実施の形態における中立位置検出回路５５Ａと同様にトーナメント方式に接続された複数のシャトル弁７１ａ〜７１ｅを有し、更に、圧力センサ７２を有している。圧力センサ７２は中立位置検出回路５５Ｂの出力圧、つまり最後段のシャトル弁７１ｅの出力圧を検出し、検出信号を制御装置７３に出力する。制御装置７３は、圧力センサ７２の検出信号がタンク圧であるときは、電磁切換弁５２Ｂのソレノイド５２ｂにＯＦＦの電気信号を出力し、圧力センサ７２の検出信号がタンク圧より高い所定圧力の指令パイロット圧であるときは、電磁切換弁５２Ｂのソレノイド５２ｂにＯＮの電気信号を出力する。電磁切換弁５２ｂは、制御装置７３から出力される電気信号がＯＦＦであるときは、図示の開位置ＩＶにあり、制御装置７３から出力される電気信号がＯＮになると、閉位置Ｖに切り換えられられる。
【００７８】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、第３油圧ポンプＰ３によって消費される動力を低減する効果と、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吸収トルクの減少を抑制する効果を得ることができる。
【００７９】
なお、以上の実施の形態は本発明の精神の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、建設機械が油圧ショベルである場合について説明したが、油圧ショベル以外建設機械（例えば油圧クレーン、ホイール式ショベル等）に本発明を適用してもよく、その場合も上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｅ エンジン
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ
Ｐ３ 第３油圧ポンプ
Ｐ４ パイロットポンプ
ＣＶ１ 第１弁装置
ＣＶ２ 第２弁装置
ＣＶ３ 第３弁装置
１１ ポンプ装置
１２，１３，１４ 第１アクチュエータ
１５，１６ 第２アクチュエータ
１７，１８，１９ 第３アクチュエータ
２１ 第１圧油供給油路
２２ 第２圧油供給油路
２３ 第３圧油供給油路
２４ パイロット圧供給油路
２５ パイロットリリーフ弁
２６，２７，２８ 操作レバー装置
３２，３３，３４ 流量・方向制御弁
３２ａ，３３ａ，３４ａ センタバイパス可変絞り部
３５，３６ 流量・方向制御弁
３５ａ，３６ａ センタバイパス可変絞り部
３７，３８，３９ 流量・方向制御弁
３７ａ，３８ａ，３９ａ センタバイパス可変絞り部
４１ 斜板
４２ トルク制御装置
４２ａ 第１トルク制御ピストン
４２ｂ 第２トルク制御ピストン
４２ｃ 第３トルク制御ピストン
４２ｄ バネ
４５ 第１センタバイパス油路
４６ 第２センタバイパス油路
４７ 第３センタバイパス油路
５１ バイパス油路
５２ バイパス切換弁
５２ａ 受圧部
５３ バイパス回路
５４ 切換制御装置
５５ 中立位置検出回路
５６ 油圧信号伝達油路
６１ 油圧信号発生油路
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ 信号油路
７１ａ〜７１ｅ シャトル弁
７２ 圧力センサ
７３ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
このエンジンにより駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型の第３油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータと、
前記第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータと、
前記第３油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータと、
前記第１油圧ポンプから前記複数の第１アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第１弁装置と、
前記第２油圧ポンプから前記複数の第２アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第２弁装置と、
前記第３油圧ポンプから前記複数の第３アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第３弁装置と、
前記エンジンにより駆動されるパイロットポンプと、
前記複数の第１〜第３アクチュエータに対応して設けられ、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁を切り換え操作するための指令パイロット圧を生成する複数の操作レバー装置とを備え、
前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁は、それぞれ、前記第１〜第３弁装置に設けられ、上流側が前記第１〜第３油圧ポンプの吐出油が導かれる第１〜第３圧油供給油路に接続され、下流側がタンクに接続された第１〜第３センタバイパス油路上にセンタバイパス可変絞り部を有し、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置にあるとき、前記センタバイパス可変絞り部を全開とし、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置から切り換え操作されると、前記センタバイパス可変絞り部の開口面積を減少させ或いは全閉して、前記第１〜第３圧油供給油路を介して導かれた前記第１〜第３油圧ポンプからの吐出油を前記複数の第１〜第３アクチュエータに供給可能とするオープンセンタ方式のバルブである建設機械の油圧システムにおいて、
前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、
前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項２】
エンジンと、
このエンジンにより駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型の第３油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータと、
前記第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータと、
前記第３油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータと、
前記第１油圧ポンプから前記複数の第１アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第１弁装置と、
前記第２油圧ポンプから前記複数の第２アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第２弁装置と、
前記第３油圧ポンプから前記複数の第３アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第３弁装置と、
前記エンジンにより駆動されるパイロットポンプと、
前記複数の第１〜第３アクチュエータに対応して設けられ、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁を切り換え操作するための指令パイロット圧を生成する複数の操作レバー装置とを備え、
前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁は、それぞれ、前記第１〜第３弁装置に設けられ、上流側が前記第１〜第３油圧ポンプの吐出油が導かれる第１〜第３圧油供給油路に接続され、下流側がタンクに接続された第１〜第３センタバイパス油路上にセンタバイパス可変絞り部を有し、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置にあるとき、前記センタバイパス可変絞り部を全開とし、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置から切り換え操作されると、前記センタバイパス可変絞り部の開口面積を減少させ或いは全閉して、前記第１〜第３圧油供給油路を介して導かれた前記第１〜第３油圧ポンプからの吐出油を前記複数の第１〜第３アクチュエータに供給可能とするオープンセンタ方式のバルブであり、かつ
前記第１〜第３油圧ポンプの吐出圧力が上昇するとき、前記第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御するトルク制御装置を備えた建設機械の油圧システムにおいて、
前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、
前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の建設機械の油圧システムにおいて、
前記切換制御装置は、
前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは第１の油圧信号を出力し、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは第２の油圧信号を出力する中立位置検出装置と、
前記中立位置検出装置から出力される油圧信号を前記バイパス切換弁に導く油圧信号伝達油路とを有し、
前記バイパス切換弁は、前記油圧信号伝達油路に接続される受圧部を有し、
前記バイパス切換弁は、前記受圧部に前記第１の油圧信号が導かれるときは前記開位置にあり、前記受圧部に前記第２の油圧信号が導かれると前記閉位置に切り換わることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項１】
エンジンと、
このエンジンにより駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型の第３油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータと、
前記第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータと、
前記第３油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータと、
前記第１油圧ポンプから前記複数の第１アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第１弁装置と、
前記第２油圧ポンプから前記複数の第２アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第２弁装置と、
前記第３油圧ポンプから前記複数の第３アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第３弁装置と、
前記エンジンにより駆動されるパイロットポンプと、
前記複数の第１〜第３アクチュエータに対応して設けられ、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁を切り換え操作するための指令パイロット圧を生成する複数の操作レバー装置とを備え、
前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁は、それぞれ、前記第１〜第３弁装置に設けられ、上流側が前記第１〜第３油圧ポンプの吐出油が導かれる第１〜第３圧油供給油路に接続され、下流側がタンクに接続された第１〜第３センタバイパス油路上にセンタバイパス可変絞り部を有し、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置にあるとき、前記センタバイパス可変絞り部を全開とし、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置から切り換え操作されると、前記センタバイパス可変絞り部の開口面積を減少させ或いは全閉して、前記第１〜第３圧油供給油路を介して導かれた前記第１〜第３油圧ポンプからの吐出油を前記複数の第１〜第３アクチュエータに供給可能とするオープンセンタ方式のバルブである建設機械の油圧システムにおいて、
前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、
前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項２】
エンジンと、
このエンジンにより駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型の第３油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第１アクチュエータと、
前記第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第２アクチュエータと、
前記第３油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の第３アクチュエータと、
前記第１油圧ポンプから前記複数の第１アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第１弁装置と、
前記第２油圧ポンプから前記複数の第２アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第２弁装置と、
前記第３油圧ポンプから前記複数の第３アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量・方向制御弁を含む第３弁装置と、
前記エンジンにより駆動されるパイロットポンプと、
前記複数の第１〜第３アクチュエータに対応して設けられ、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて、前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁を切り換え操作するための指令パイロット圧を生成する複数の操作レバー装置とを備え、
前記第１〜第３弁装置のそれぞれの複数の流量・方向制御弁は、それぞれ、前記第１〜第３弁装置に設けられ、上流側が前記第１〜第３油圧ポンプの吐出油が導かれる第１〜第３圧油供給油路に接続され、下流側がタンクに接続された第１〜第３センタバイパス油路上にセンタバイパス可変絞り部を有し、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置にあるとき、前記センタバイパス可変絞り部を全開とし、前記複数の流量・方向制御弁が、それぞれ、中立位置から切り換え操作されると、前記センタバイパス可変絞り部の開口面積を減少させ或いは全閉して、前記第１〜第３圧油供給油路を介して導かれた前記第１〜第３油圧ポンプからの吐出油を前記複数の第１〜第３アクチュエータに供給可能とするオープンセンタ方式のバルブであり、かつ
前記第１〜第３油圧ポンプの吐出圧力が上昇するとき、前記第１〜第３油圧ポンプの吸収トルクの合計が予め設定した最大トルクを超えないように前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御するトルク制御装置を備えた建設機械の油圧システムにおいて、
前記第３油圧ポンプの吐出油が導かれる前記第３圧油供給油路から分岐し、下流側がタンクに接続されたバイパス油路及び前記バイパス油路に配置され、開位置と閉位置に切り換え可能なバイパス切換弁を含むバイパス回路と、
前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは、前記バイパス切換弁を前記開位置に切り換え、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは、前記バイパス切換弁を前記閉位置に切り換える切換制御装置とを備えることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の建設機械の油圧システムにおいて、
前記切換制御装置は、
前記第３弁装置の複数の流量・方向制御弁の全てが中立位置にあるときは第１の油圧信号を出力し、前記複数の流量・方向制御弁のいずれかが中立位置から作動位置に切り換えられたときは第２の油圧信号を出力する中立位置検出装置と、
前記中立位置検出装置から出力される油圧信号を前記バイパス切換弁に導く油圧信号伝達油路とを有し、
前記バイパス切換弁は、前記油圧信号伝達油路に接続される受圧部を有し、
前記バイパス切換弁は、前記受圧部に前記第１の油圧信号が導かれるときは前記開位置にあり、前記受圧部に前記第２の油圧信号が導かれると前記閉位置に切り換わることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１２４６６（Ｐ２０１２−１１２４６６Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６２７１０（Ｐ２０１０−２６２７１０）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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