建設機械の油圧回路
【課題】走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行に切り換えたときの走行性及び燃費の向上を図る。
【解決手段】走行モータ１４，２１が可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段３７ａ，３７ｂと、該速度調整手段が走行モータの速度を１速走行から２速走行に切り換える信号を生成するとともに、走行モータの走行と作業機用アクチュエータ１６，２３の操作をそれぞれ異なる油圧ポンプ１１，１２で駆動するように走行直進弁２０を切り換える速度切換手段３４を設けた。
【解決手段】走行モータ１４，２１が可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段３７ａ，３７ｂと、該速度調整手段が走行モータの速度を１速走行から２速走行に切り換える信号を生成するとともに、走行モータの走行と作業機用アクチュエータ１６，２３の操作をそれぞれ異なる油圧ポンプ１１，１２で駆動するように走行直進弁２０を切り換える速度切換手段３４を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の油圧回路に関するものであり、特に、油圧ショベル等の建設機械において直進走行を容易にするための切換弁（以下，走行直進弁という）を利用した建設機械の油圧回路の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来から建設機械、特に油圧ショベル等の建設機械においては、建設機械をある場所に停止して作業を行うだけでなく、走行しながら他の作業を行う必要もある。この場合、例えばパイプ敷設や木材の整理作業等のように直進走行が要求される場合が多い。したがって、この種の建設機械の油圧回路では複数の油圧ポンプを使用して直進走行性を向上させるとともに、直進走行時における作業または停止時における作業の性能を上げるために従来から種々の工夫がなされてきている。
【０００３】
図４，図５に従来の油圧回路の一例（以下、従来回路１という）を示す。図４，図５において，油圧ポンプ５１のセンタ油路５２には、走行モータ５３を制御するための走行制御弁５４、旋回モータ（図示せず）を制御するための旋回制御弁５５、アームシリンダを制御するためのアーム制御弁５６、及び、油タンクＴが接続されている。同様に、油圧ポンプ６１のセンタ油路６２には、走行直進弁６３、走行モータ６４を制御する走行制御弁６５、ブームシリンダ（図示せず）を制御するブーム制御弁６６、バケットシリンダ（図示せず）を制御するバケット制御弁６７、及び、油タンクＴが接続されている。前記制御弁５４〜５６、及び、６５〜６７は図示しない各々のリモコン弁を操作したときにパイロットポートにパイロット圧油が作用するように接続されている。以下、説明を簡単化するために、走行制御弁５４、６５以外の制御弁５５、５６、６６、及び（または）６７を作業機の制御弁ということにする。
【０００４】
また、前記センタ油路５２から分岐したパラレル油路５８は走行直進弁６３を連通し、パラレル油路５９が旋回制御弁５５、及び、アーム制御弁５６の入力油路と合流している。一方、センタ油路６２から分岐したパラレル油路６８はブーム制御弁６６、及び、バケット制御弁６７の入力油路に合流している。また、パラレル油路６８の途中から分岐したバイパス油路７１は絞り７２、チェック弁７３が接続され，センタ油路６２の走行制御弁６５の上流に接続されている。
【０００５】
前記走行直進弁６３はスプリング６３ｂとパイロットポート６３ａのパイロット圧によって状態(ａ)の位置から状態(ｂ)の位置、または、その逆に切り換わる。パイロットポート６３ａには、走行制御弁５４，６５と作業機の制御弁５５，５６，６６、または、６７とが同時に操作されたとき（走行と他の作業が同時に行われる場合）にパイロット圧が作用して切り換わるように図示されていない回路が接続されている。パイロット圧が作用して状態(ａ)の位置に切り換わった場合を図５に示している。
【０００６】
次に、この油圧回路の動作を説明する。図４は走行のみ（または作業機の操作のみ）の場合の回路を示す。単独走行の場合、走行直進弁６３は状態(ｂ)の位置にあり、油圧ポンプ５１の圧油は、センタ油路５２を通って走行制御弁５４、走行モータ５３に供給され、作業機の制御弁５５，５６にはパラレル油路５８，５９を通って供給される。同様に、油圧ポンプ６１の圧油は、センタ油路６２を通って走行制御弁６５、走行モータ６４に供給され、作業機の制御弁６６，６７にはパラレル油路６８を通って供給される。したがって、走行モータ５３，６４には油圧ポンプ５１，６１からそれぞれ圧油が供給されるため直進走行が容易になる。
【０００７】
図５は走行しながら作業機を操作する場合の回路を示す。この場合、走行直進弁６３は状態(ａ)の位置に切り換わる。図５で、油圧モータ５１の圧油はセンタ油路５２により走行制御弁５４に流れるとともにパラレル油路５８、走行直進弁６３、センタ油路６２を通って走行制御弁６５に流れる。一方、油圧ポンプ６１の圧油は、パラレル油路６８を通って作業機の制御弁６６，６７に流れるとともにセンタ油路６２、走行直進弁６３、パラレル油路５９を通って、作業機の制御弁５５，５６に流れる。したがって、図５の場合は、油圧ポンプ５１から走行制御弁５４、６５に等量の圧油が流れ、直進走行が可能となる。また、作業機の制御弁５５，５６、６６，６７には油圧ポンプ６１からの圧油が流れ、作業も同時に行える。なお、作業機の制御弁５５，５６、６６，６７が油圧ポンプ６１の圧油を使用する流量が少ない場合、余剰の圧油はバイパス油路７１を通って、センタ油路６２に供給される。
【０００８】
また、類似の回路構成として、例えば、特許文献１に開示されている建設機械の油圧回路（以下、従来回路２という）もある。
【特許文献１】特開平８−１３５４５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで，図４，図５(従来回路１)、及び、特許文献１(従来回路２)に記載の建設機械の油圧回路においては、建設機械の走行速度を１速走行から該１速走行高速の２速走行に切り換えたようなとき、両油圧ポンプの吐出量を中間傾転域でほぼ等しく固定することは困難で両走行モータの負荷圧差が大きくなり、走行蛇行の原因になっていた。また、負荷差により圧損が大きく燃費が悪いという問題があった。
【００１０】
そこで、走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行に切り換えたときの走行性及び燃費の向上を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、２個の油圧ポンプにそれぞれ接続されている２つのセンタ油路を有し、一方の油圧ポンプに接続されているセンタ油路上流と他方の油圧ポンプに接続されているパラレル油路上流に走行直進弁を設けるとともに、前記２つのセンタ油路下流に作業機用アクチュエータの制御弁及び走行モータをそれぞれ接続して設けた建設機械の油圧回路において、前記走行モータが可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段と、前記速度調整手段が前記走行モータの速度を１速走行から前記２速走行に切り換える信号を生成するとともに、前記走行モータの走行と前記作業機用アクチュエータの操作をそれぞれ異なる前記油圧ポンプで駆動するように前記走行直進弁を切り換える速度切換手段を備える建設機械の油圧回路を提供する。
【００１２】
この構成によれば、速度切換手段により２速走行が選択されると、走行直進弁が切り換えられて走行モータの走行と作業機用アクチュエータの操作がそれぞれ異なる油圧ポンプで駆動されるように、該走行モータと作業機用アクチュエータとの間に独立性が持たされる。同時に、該速度切換手段により生成された信号で、速度調整手段が走行モータを小容量側に傾転させ、該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記速度調整手段は上記走行モータの傾転角を変更する傾転角
調整用シリンダを備え、上記速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチを備える建設機械の油圧回路を提供する。
【００１４】
この構成によれば、速度調整手段は走行モータの傾転角を変更する傾斜角調整用シリンダで構成することができ、速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチで構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明は、速度切換手段により２速走行が選択されると、走行直進弁が切り換えられて走行モータと作業機用アクチュエータとの間に独立性が持たされるので、直進走行が容易になり、走行蛇行を抑えることができる。また、負荷圧差による圧損の発生を抑え、燃費が向上して省エネ化に寄与する。さらに、走行モータの速度を２速走行相当に上げて安定走行することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、速度調整手段は走行モータの傾転角を変更する傾斜角調整用シリンダで構成することができ、速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチで構成することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、既存の油圧回路に本発明を簡単に適用することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行に切り換えたときの走行性及び燃費の向上を図るという目的を達成するために、２個の油圧ポンプにそれぞれ接続されている２つのセンタ油路を有し、一方の油圧ポンプに接続されているセンタ油路上流と他方の油圧ポンプに接続されているパラレル油路上流に走行直進弁を設けるとともに、前記２つのセンタ油路下流に作業機用アクチュエータの制御弁及び走行モータをそれぞれ接続して設けた建設機械の油圧回路において、前記走行モータが可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段と、前記速度調整手段が前記走行モータの速度を１速走行から前記２速走行に切り換える信号を生成するとともに、前記走行モータの走行と前記作業機用アクチュエータの操作をそれぞれ異なる前記油圧ポンプで駆動するように前記走行直進弁を切り換える速度切換手段を備えたことにより実現した。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の建設機械の油圧回路について、好適な実施例をあげて説明する。図１は本発明の油圧回路を適用した油圧ショベル１の側面図であり、下部走行体２に上部旋回体３が載置され、該上部旋回体３の前部にブーム４、アーム５、バケット６を取り付けるとともに、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等の作業用アクチュエータが装着されている。
【００１９】
図２は本発明の油圧回路図である。同図において、この油圧回路は、走行用ポンプ１１と上物用ポンプ１２を備えている。
【００２０】
前記走行用ポンプ１１のセンタ油路１３には、クローラを駆動させる可変容量形の走行モータ１４と、該走行モータ１４の駆動を制御するための走行制御弁１５と、例えばアームを作動させるシリンダ１６を制御するための作業機用制御弁１７、及び、油タンクＴ等が接続されている。同様に、前記上物用ポンプ１２のセンタ油路１９には、走行直進弁２０と、クローラを駆動させる可変容量形の走行モータ２１と、該走行モータ２１の駆動を
制御するための走行制御弁２２と、例えばブームあるいはバケットを作動させるシリンダ２３を制御するための作業機用制御弁２４、及び、油タンクＴ等が接続されている。そして、前記各弁１５，１７、２０，２２，２４は、図示されていない各々のリモコン部を操作したときに、パイロットポートにパイロット圧油が作用するように接続されている。
【００２１】
また、前記センタ油路１３の途中から分岐したパラレル油路２５は、走行直進弁２０を連通し、該パラレル油路２５がチェック弁２６を介して作業機用制御弁１７の入力油路に合流している。一方、前記センタ油路１９の途中から分岐したパラレル油路２７は、走行直進絞り２８及びチェック弁２９を介してセンタ油路１９の走行制御弁２２の上流に接続されているとともに、チェック弁３０を介して作業用制御弁２４の入力油路に合流している。
【００２２】
前記走行制御弁１５のパイロットポート１５ａ，１５ｂの間と前記走行制御弁２２のパイロットポート２２ａ，２２ｂの間には、シャトル弁３１，３２がそれぞれ接続されている。さらに、該シャトル弁３１，３２の間にはシャトル弁３３が階層的に接続され、該シャトル弁３３の入力ポートに電磁切換弁３４が接続されている。
【００２３】
前記走行直進弁２０は、スプリング３８とパイロットポート２０ａのパイロット圧によって状態(ハ)の位置から状態(ニ)の位置、または、その逆に切り換わる。該パイロットポート２０ａには、走行制御弁１５，２２と作業機の作業機用制御弁１７，２４とが同時に操作されたとき(走行と他の作業が同時に行われる場合)、または、電磁切換弁３４が操作されたときにパイロット圧が作用して図２の状態(ニ)の位置から図３の状態(ハ)の位置に切り換わるようにして、図示されない回路が接続されている。
【００２４】
前記電磁切換弁３４は、走行モータ１４，２１の走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行、または、その逆に切り換えるための切換信号を外部から入力する速度切換スイッチ３５と接続されており、該電磁切換弁３４と速度切換スイッチ３５とで速度切換手段を構成している。該電磁切換弁３４は、通常、状態(イ)の位置に保持されていて、該速度切換スイッチ３５の切換操作により１速走行から２速走行に切り換える信号が入力されると状態(ロ)の位置に切り換えられる構成になっている。また、これと同時に走行直進弁２０も図示されない回路からのパイロット圧で状態(ハ)の位置に切り換えられるように構成されている。なお、該電磁切換弁３４は、チェック弁３６を介して速度調整手段としての傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂにそれぞれ接続されている。
【００２５】
前記傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂは、前記可変容量形の走行モータ１４，２１と連結されており、該走行モータ１４，２１の容量を傾転調整可能に構成されている。この傾転調整は、電磁弁切換弁３４が状態(イ)の位置から状態(ロ)の位置に切り換わったときにライン１８に発生する高圧の油圧信号を受けて該走行モータ１４，２１を小容量側に傾転させて調整を行うもので、該油圧信号を受けている間、該走行モータ１４，２１の回転速度を１速走行よりも高速の２速走行相当に上げて維持する。
【００２６】
次に、このように構成された油圧回路の動作を説明する。図２は走行のみ(または、作業機の操作のみ)の場合の回路を示す。単独走行の場合は、走行用ポンプ１１の圧油はセンタ油路１３を通って、走行制御弁１５、走行モータ１４に供給され、作業機用制御弁１７にはパラレル油路２５を通って供給される。同様に、上物用ポンプ１２の圧油はセンタ油路１９を通って走行制御弁２２、走行モータ２１に供給され、作業機用制御弁２４にはパラレル油路２７を通って供給される。したがって、走行モータ１４，２１には走行用ポンプ１１，上物用ポンプ１２からそれぞれ圧油が供給されるため直進走行が容易になる。
【００２７】
図３は走行しながら作業機を操作する場合の回路である。この場合、走行直進弁２０は
状態(ハ)の位置に切り換わる。図３で、走行用ポンプ１１の圧油はセンタ油路１３により走行制御弁１５に流れるとともにパラレル油路２５、走行直進弁２０、センタ油路１９を通って走行制御弁２２に流れる。一方、上物用ポンプ１２の圧油はセンタ油路１９、走行直進弁２０、パラレル油路２５を通って作業機用制御弁１７に流れるとともに、センタ油路１９、パラレル油路２７を通って作業機用制御弁２４に流れる。
【００２８】
したがって、図３の場合は走行用ポンプ１１から走行制御弁１５、２２に等量の圧油が流れ、直進走行が可能となる。また、作業機用制御弁１７、２４には上物用ポンプ１２からの圧油が流れ、作業も同時に行える。これにより、アームシリンダ１６，ブームシリンダ２３，図示しないバケットシリンダや旋回機構等、アクチュエータの独立性がアップし、負荷圧差による圧損の発生を抑えて省エネ効果が得られる。
【００２９】
次に、図２に示すように、建設機械の走行速度が単独１速走行されている状態で、速度切換スイッチ３５を介して２速走に変更されると、電磁切換弁３４が状態(イ)の位置から状態(ロ)の位置に切り換えられると同時にパイロット圧により走行直進弁２０も状態(ハ)の位置に切り換えられる。また、電磁切換弁３４が状態(ロ)の位置に切り換えられることにより油圧ライン１８の圧油が高圧になって油圧信号が発生し、該油圧信号により傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂが走行モータ１４，２１を小容量側に傾転させ、該走行モータ１４，２１の回転速度を１速走行よりも高速の２速走行相当に上げて維持する。なお、図３の状態、すなわち走行直進弁２０が既に状態(ハ)の位置に切り換えられている状態で２速走行に切り換えられるときには、走行直進弁２０は状態(ハ)の位置に配置されたまま、電磁切換弁３４だけが状態(ロ)の位置に切り換えられる。
【００３０】
したがって、本実施例の構成では、２速走行が選択されたときには、走行直進弁２０も状態(ハ)の位置に切り換えられて走行モータ１４，２１と作業機用アクチュエータ(アームシリンダ１６，ブームシリンダ２３等)との間に独立性が持たされるので、直進走行が容易になり、走行蛇行を抑えることができる。また、負荷圧差による圧損の発生を抑え、燃費が向上して省エネ化に寄与する。さらに、走行モータ１４，２１の速度を２速走行相当に上げて維持することにより、２速走行時の安定走行が得られる。
【００３１】
また、その後、速度切換スイッチ３５により２速走行から１速走行に切り換える信号が入力されると、電磁切換弁３４が状態(ロ)の位置から状態(イ)の位置に戻り、かつ、油圧ライン１８内の高圧の油圧信号もなくなり、傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂが走行モータ１４，２１を大容量側に傾転させ、該走行モータ１４，２１の回転速度を１速走行相当に戻して維持する。
【００３２】
このように、２速走行に切り換えられた時に走行直進弁２０が状態(ハ)の位置に切り換わるようにした場合では、両走行モータ１４，２１の負荷圧差が大きく低圧側のみ回転する状況では１速走行で対応し、平地走行では高速になる２速走行とするようにして使用することもできる。
【００３３】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の油圧回路を適用した油圧ショベルの側面図。
【図２】単独走行が行われる状態で示す本発明の油圧回路図。
【図３】走行動作と作業機動作が同時に行われる状態で示す本発明の油圧回路図。
【図４】単独走行が行われる状態で示す従来回路の構成図。
【図５】走行動作と作業機動作が同時に行われる状態で示す従来回路の構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１１ 走行用ポンプ
１２ 上物用ポンプ
１３ センタ油路
１４ 走行モータ
１５ 走行制御弁
１６ アームシリンダ(作業機用アクチュエータ)
１７ 作業機用制御弁
１９ センタ油路
２０ 走行直進弁
２１ 走行モータ
２２ 走行制御弁
２３ ブームシリンダ(作業機用アクチュエータ)
２４ 作業機用制御弁
２５ パラレル油路
２７ パラレル油路
３４ 電磁切換弁(速度切換手段)
３５ 速度切換スイッチ(速度切換手段)
３７ａ 傾転角調整用シリンダ(速度調整手段)
３７ｂ 傾転角調整用シリンダ(速度調整手段)
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の油圧回路に関するものであり、特に、油圧ショベル等の建設機械において直進走行を容易にするための切換弁（以下，走行直進弁という）を利用した建設機械の油圧回路の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来から建設機械、特に油圧ショベル等の建設機械においては、建設機械をある場所に停止して作業を行うだけでなく、走行しながら他の作業を行う必要もある。この場合、例えばパイプ敷設や木材の整理作業等のように直進走行が要求される場合が多い。したがって、この種の建設機械の油圧回路では複数の油圧ポンプを使用して直進走行性を向上させるとともに、直進走行時における作業または停止時における作業の性能を上げるために従来から種々の工夫がなされてきている。
【０００３】
図４，図５に従来の油圧回路の一例（以下、従来回路１という）を示す。図４，図５において，油圧ポンプ５１のセンタ油路５２には、走行モータ５３を制御するための走行制御弁５４、旋回モータ（図示せず）を制御するための旋回制御弁５５、アームシリンダを制御するためのアーム制御弁５６、及び、油タンクＴが接続されている。同様に、油圧ポンプ６１のセンタ油路６２には、走行直進弁６３、走行モータ６４を制御する走行制御弁６５、ブームシリンダ（図示せず）を制御するブーム制御弁６６、バケットシリンダ（図示せず）を制御するバケット制御弁６７、及び、油タンクＴが接続されている。前記制御弁５４〜５６、及び、６５〜６７は図示しない各々のリモコン弁を操作したときにパイロットポートにパイロット圧油が作用するように接続されている。以下、説明を簡単化するために、走行制御弁５４、６５以外の制御弁５５、５６、６６、及び（または）６７を作業機の制御弁ということにする。
【０００４】
また、前記センタ油路５２から分岐したパラレル油路５８は走行直進弁６３を連通し、パラレル油路５９が旋回制御弁５５、及び、アーム制御弁５６の入力油路と合流している。一方、センタ油路６２から分岐したパラレル油路６８はブーム制御弁６６、及び、バケット制御弁６７の入力油路に合流している。また、パラレル油路６８の途中から分岐したバイパス油路７１は絞り７２、チェック弁７３が接続され，センタ油路６２の走行制御弁６５の上流に接続されている。
【０００５】
前記走行直進弁６３はスプリング６３ｂとパイロットポート６３ａのパイロット圧によって状態(ａ)の位置から状態(ｂ)の位置、または、その逆に切り換わる。パイロットポート６３ａには、走行制御弁５４，６５と作業機の制御弁５５，５６，６６、または、６７とが同時に操作されたとき（走行と他の作業が同時に行われる場合）にパイロット圧が作用して切り換わるように図示されていない回路が接続されている。パイロット圧が作用して状態(ａ)の位置に切り換わった場合を図５に示している。
【０００６】
次に、この油圧回路の動作を説明する。図４は走行のみ（または作業機の操作のみ）の場合の回路を示す。単独走行の場合、走行直進弁６３は状態(ｂ)の位置にあり、油圧ポンプ５１の圧油は、センタ油路５２を通って走行制御弁５４、走行モータ５３に供給され、作業機の制御弁５５，５６にはパラレル油路５８，５９を通って供給される。同様に、油圧ポンプ６１の圧油は、センタ油路６２を通って走行制御弁６５、走行モータ６４に供給され、作業機の制御弁６６，６７にはパラレル油路６８を通って供給される。したがって、走行モータ５３，６４には油圧ポンプ５１，６１からそれぞれ圧油が供給されるため直進走行が容易になる。
【０００７】
図５は走行しながら作業機を操作する場合の回路を示す。この場合、走行直進弁６３は状態(ａ)の位置に切り換わる。図５で、油圧モータ５１の圧油はセンタ油路５２により走行制御弁５４に流れるとともにパラレル油路５８、走行直進弁６３、センタ油路６２を通って走行制御弁６５に流れる。一方、油圧ポンプ６１の圧油は、パラレル油路６８を通って作業機の制御弁６６，６７に流れるとともにセンタ油路６２、走行直進弁６３、パラレル油路５９を通って、作業機の制御弁５５，５６に流れる。したがって、図５の場合は、油圧ポンプ５１から走行制御弁５４、６５に等量の圧油が流れ、直進走行が可能となる。また、作業機の制御弁５５，５６、６６，６７には油圧ポンプ６１からの圧油が流れ、作業も同時に行える。なお、作業機の制御弁５５，５６、６６，６７が油圧ポンプ６１の圧油を使用する流量が少ない場合、余剰の圧油はバイパス油路７１を通って、センタ油路６２に供給される。
【０００８】
また、類似の回路構成として、例えば、特許文献１に開示されている建設機械の油圧回路（以下、従来回路２という）もある。
【特許文献１】特開平８−１３５４５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで，図４，図５(従来回路１)、及び、特許文献１(従来回路２)に記載の建設機械の油圧回路においては、建設機械の走行速度を１速走行から該１速走行高速の２速走行に切り換えたようなとき、両油圧ポンプの吐出量を中間傾転域でほぼ等しく固定することは困難で両走行モータの負荷圧差が大きくなり、走行蛇行の原因になっていた。また、負荷差により圧損が大きく燃費が悪いという問題があった。
【００１０】
そこで、走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行に切り換えたときの走行性及び燃費の向上を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、２個の油圧ポンプにそれぞれ接続されている２つのセンタ油路を有し、一方の油圧ポンプに接続されているセンタ油路上流と他方の油圧ポンプに接続されているパラレル油路上流に走行直進弁を設けるとともに、前記２つのセンタ油路下流に作業機用アクチュエータの制御弁及び走行モータをそれぞれ接続して設けた建設機械の油圧回路において、前記走行モータが可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段と、前記速度調整手段が前記走行モータの速度を１速走行から前記２速走行に切り換える信号を生成するとともに、前記走行モータの走行と前記作業機用アクチュエータの操作をそれぞれ異なる前記油圧ポンプで駆動するように前記走行直進弁を切り換える速度切換手段を備える建設機械の油圧回路を提供する。
【００１２】
この構成によれば、速度切換手段により２速走行が選択されると、走行直進弁が切り換えられて走行モータの走行と作業機用アクチュエータの操作がそれぞれ異なる油圧ポンプで駆動されるように、該走行モータと作業機用アクチュエータとの間に独立性が持たされる。同時に、該速度切換手段により生成された信号で、速度調整手段が走行モータを小容量側に傾転させ、該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記速度調整手段は上記走行モータの傾転角を変更する傾転角
調整用シリンダを備え、上記速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチを備える建設機械の油圧回路を提供する。
【００１４】
この構成によれば、速度調整手段は走行モータの傾転角を変更する傾斜角調整用シリンダで構成することができ、速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチで構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明は、速度切換手段により２速走行が選択されると、走行直進弁が切り換えられて走行モータと作業機用アクチュエータとの間に独立性が持たされるので、直進走行が容易になり、走行蛇行を抑えることができる。また、負荷圧差による圧損の発生を抑え、燃費が向上して省エネ化に寄与する。さらに、走行モータの速度を２速走行相当に上げて安定走行することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、速度調整手段は走行モータの傾転角を変更する傾斜角調整用シリンダで構成することができ、速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチで構成することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、既存の油圧回路に本発明を簡単に適用することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行に切り換えたときの走行性及び燃費の向上を図るという目的を達成するために、２個の油圧ポンプにそれぞれ接続されている２つのセンタ油路を有し、一方の油圧ポンプに接続されているセンタ油路上流と他方の油圧ポンプに接続されているパラレル油路上流に走行直進弁を設けるとともに、前記２つのセンタ油路下流に作業機用アクチュエータの制御弁及び走行モータをそれぞれ接続して設けた建設機械の油圧回路において、前記走行モータが可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段と、前記速度調整手段が前記走行モータの速度を１速走行から前記２速走行に切り換える信号を生成するとともに、前記走行モータの走行と前記作業機用アクチュエータの操作をそれぞれ異なる前記油圧ポンプで駆動するように前記走行直進弁を切り換える速度切換手段を備えたことにより実現した。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の建設機械の油圧回路について、好適な実施例をあげて説明する。図１は本発明の油圧回路を適用した油圧ショベル１の側面図であり、下部走行体２に上部旋回体３が載置され、該上部旋回体３の前部にブーム４、アーム５、バケット６を取り付けるとともに、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等の作業用アクチュエータが装着されている。
【００１９】
図２は本発明の油圧回路図である。同図において、この油圧回路は、走行用ポンプ１１と上物用ポンプ１２を備えている。
【００２０】
前記走行用ポンプ１１のセンタ油路１３には、クローラを駆動させる可変容量形の走行モータ１４と、該走行モータ１４の駆動を制御するための走行制御弁１５と、例えばアームを作動させるシリンダ１６を制御するための作業機用制御弁１７、及び、油タンクＴ等が接続されている。同様に、前記上物用ポンプ１２のセンタ油路１９には、走行直進弁２０と、クローラを駆動させる可変容量形の走行モータ２１と、該走行モータ２１の駆動を
制御するための走行制御弁２２と、例えばブームあるいはバケットを作動させるシリンダ２３を制御するための作業機用制御弁２４、及び、油タンクＴ等が接続されている。そして、前記各弁１５，１７、２０，２２，２４は、図示されていない各々のリモコン部を操作したときに、パイロットポートにパイロット圧油が作用するように接続されている。
【００２１】
また、前記センタ油路１３の途中から分岐したパラレル油路２５は、走行直進弁２０を連通し、該パラレル油路２５がチェック弁２６を介して作業機用制御弁１７の入力油路に合流している。一方、前記センタ油路１９の途中から分岐したパラレル油路２７は、走行直進絞り２８及びチェック弁２９を介してセンタ油路１９の走行制御弁２２の上流に接続されているとともに、チェック弁３０を介して作業用制御弁２４の入力油路に合流している。
【００２２】
前記走行制御弁１５のパイロットポート１５ａ，１５ｂの間と前記走行制御弁２２のパイロットポート２２ａ，２２ｂの間には、シャトル弁３１，３２がそれぞれ接続されている。さらに、該シャトル弁３１，３２の間にはシャトル弁３３が階層的に接続され、該シャトル弁３３の入力ポートに電磁切換弁３４が接続されている。
【００２３】
前記走行直進弁２０は、スプリング３８とパイロットポート２０ａのパイロット圧によって状態(ハ)の位置から状態(ニ)の位置、または、その逆に切り換わる。該パイロットポート２０ａには、走行制御弁１５，２２と作業機の作業機用制御弁１７，２４とが同時に操作されたとき(走行と他の作業が同時に行われる場合)、または、電磁切換弁３４が操作されたときにパイロット圧が作用して図２の状態(ニ)の位置から図３の状態(ハ)の位置に切り換わるようにして、図示されない回路が接続されている。
【００２４】
前記電磁切換弁３４は、走行モータ１４，２１の走行速度を１速走行から該１速走行よりも高速の２速走行、または、その逆に切り換えるための切換信号を外部から入力する速度切換スイッチ３５と接続されており、該電磁切換弁３４と速度切換スイッチ３５とで速度切換手段を構成している。該電磁切換弁３４は、通常、状態(イ)の位置に保持されていて、該速度切換スイッチ３５の切換操作により１速走行から２速走行に切り換える信号が入力されると状態(ロ)の位置に切り換えられる構成になっている。また、これと同時に走行直進弁２０も図示されない回路からのパイロット圧で状態(ハ)の位置に切り換えられるように構成されている。なお、該電磁切換弁３４は、チェック弁３６を介して速度調整手段としての傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂにそれぞれ接続されている。
【００２５】
前記傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂは、前記可変容量形の走行モータ１４，２１と連結されており、該走行モータ１４，２１の容量を傾転調整可能に構成されている。この傾転調整は、電磁弁切換弁３４が状態(イ)の位置から状態(ロ)の位置に切り換わったときにライン１８に発生する高圧の油圧信号を受けて該走行モータ１４，２１を小容量側に傾転させて調整を行うもので、該油圧信号を受けている間、該走行モータ１４，２１の回転速度を１速走行よりも高速の２速走行相当に上げて維持する。
【００２６】
次に、このように構成された油圧回路の動作を説明する。図２は走行のみ(または、作業機の操作のみ)の場合の回路を示す。単独走行の場合は、走行用ポンプ１１の圧油はセンタ油路１３を通って、走行制御弁１５、走行モータ１４に供給され、作業機用制御弁１７にはパラレル油路２５を通って供給される。同様に、上物用ポンプ１２の圧油はセンタ油路１９を通って走行制御弁２２、走行モータ２１に供給され、作業機用制御弁２４にはパラレル油路２７を通って供給される。したがって、走行モータ１４，２１には走行用ポンプ１１，上物用ポンプ１２からそれぞれ圧油が供給されるため直進走行が容易になる。
【００２７】
図３は走行しながら作業機を操作する場合の回路である。この場合、走行直進弁２０は
状態(ハ)の位置に切り換わる。図３で、走行用ポンプ１１の圧油はセンタ油路１３により走行制御弁１５に流れるとともにパラレル油路２５、走行直進弁２０、センタ油路１９を通って走行制御弁２２に流れる。一方、上物用ポンプ１２の圧油はセンタ油路１９、走行直進弁２０、パラレル油路２５を通って作業機用制御弁１７に流れるとともに、センタ油路１９、パラレル油路２７を通って作業機用制御弁２４に流れる。
【００２８】
したがって、図３の場合は走行用ポンプ１１から走行制御弁１５、２２に等量の圧油が流れ、直進走行が可能となる。また、作業機用制御弁１７、２４には上物用ポンプ１２からの圧油が流れ、作業も同時に行える。これにより、アームシリンダ１６，ブームシリンダ２３，図示しないバケットシリンダや旋回機構等、アクチュエータの独立性がアップし、負荷圧差による圧損の発生を抑えて省エネ効果が得られる。
【００２９】
次に、図２に示すように、建設機械の走行速度が単独１速走行されている状態で、速度切換スイッチ３５を介して２速走に変更されると、電磁切換弁３４が状態(イ)の位置から状態(ロ)の位置に切り換えられると同時にパイロット圧により走行直進弁２０も状態(ハ)の位置に切り換えられる。また、電磁切換弁３４が状態(ロ)の位置に切り換えられることにより油圧ライン１８の圧油が高圧になって油圧信号が発生し、該油圧信号により傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂが走行モータ１４，２１を小容量側に傾転させ、該走行モータ１４，２１の回転速度を１速走行よりも高速の２速走行相当に上げて維持する。なお、図３の状態、すなわち走行直進弁２０が既に状態(ハ)の位置に切り換えられている状態で２速走行に切り換えられるときには、走行直進弁２０は状態(ハ)の位置に配置されたまま、電磁切換弁３４だけが状態(ロ)の位置に切り換えられる。
【００３０】
したがって、本実施例の構成では、２速走行が選択されたときには、走行直進弁２０も状態(ハ)の位置に切り換えられて走行モータ１４，２１と作業機用アクチュエータ(アームシリンダ１６，ブームシリンダ２３等)との間に独立性が持たされるので、直進走行が容易になり、走行蛇行を抑えることができる。また、負荷圧差による圧損の発生を抑え、燃費が向上して省エネ化に寄与する。さらに、走行モータ１４，２１の速度を２速走行相当に上げて維持することにより、２速走行時の安定走行が得られる。
【００３１】
また、その後、速度切換スイッチ３５により２速走行から１速走行に切り換える信号が入力されると、電磁切換弁３４が状態(ロ)の位置から状態(イ)の位置に戻り、かつ、油圧ライン１８内の高圧の油圧信号もなくなり、傾転角調整用シリンダ３７ａ，３７ｂが走行モータ１４，２１を大容量側に傾転させ、該走行モータ１４，２１の回転速度を１速走行相当に戻して維持する。
【００３２】
このように、２速走行に切り換えられた時に走行直進弁２０が状態(ハ)の位置に切り換わるようにした場合では、両走行モータ１４，２１の負荷圧差が大きく低圧側のみ回転する状況では１速走行で対応し、平地走行では高速になる２速走行とするようにして使用することもできる。
【００３３】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の油圧回路を適用した油圧ショベルの側面図。
【図２】単独走行が行われる状態で示す本発明の油圧回路図。
【図３】走行動作と作業機動作が同時に行われる状態で示す本発明の油圧回路図。
【図４】単独走行が行われる状態で示す従来回路の構成図。
【図５】走行動作と作業機動作が同時に行われる状態で示す従来回路の構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１１ 走行用ポンプ
１２ 上物用ポンプ
１３ センタ油路
１４ 走行モータ
１５ 走行制御弁
１６ アームシリンダ(作業機用アクチュエータ)
１７ 作業機用制御弁
１９ センタ油路
２０ 走行直進弁
２１ 走行モータ
２２ 走行制御弁
２３ ブームシリンダ(作業機用アクチュエータ)
２４ 作業機用制御弁
２５ パラレル油路
２７ パラレル油路
３４ 電磁切換弁(速度切換手段)
３５ 速度切換スイッチ(速度切換手段)
３７ａ 傾転角調整用シリンダ(速度調整手段)
３７ｂ 傾転角調整用シリンダ(速度調整手段)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の油圧ポンプにそれぞれ接続されている２つのセンタ油路を有し、一方の油圧ポンプに接続されているセンタ油路上流と他方の油圧ポンプに接続されているパラレル油路上流に走行直進弁を設けるとともに、前記２つのセンタ油路下流に作業機用アクチュエータの制御弁及び走行モータをそれぞれ接続して設けた建設機械の油圧回路において、
前記走行モータが可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段と、前記速度調整手段が前記走行モータの速度を１速走行から前記２速走行に切り換える信号を生成するとともに、前記走行モータの走行と前記作業機用アクチュエータの操作をそれぞれ異なる前記油圧ポンプで駆動するように前記走行直進弁を切り換える速度切換手段を備えることで、高速の２速走行時には、前記油圧ポンプ１つで２速走行できて省エネを実現できることを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記速度調整手段は上記走行モータの傾転角を変更する傾転角調整用シリンダを備え、上記速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチを備えることを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
【請求項１】
２個の油圧ポンプにそれぞれ接続されている２つのセンタ油路を有し、一方の油圧ポンプに接続されているセンタ油路上流と他方の油圧ポンプに接続されているパラレル油路上流に走行直進弁を設けるとともに、前記２つのセンタ油路下流に作業機用アクチュエータの制御弁及び走行モータをそれぞれ接続して設けた建設機械の油圧回路において、
前記走行モータが可変容量形の走行モータであり、該走行モータを小容量側に傾転させて該走行モータの回転速度を１速走行よりも高速の２速走行に上げて維持可能な速度調整手段と、前記速度調整手段が前記走行モータの速度を１速走行から前記２速走行に切り換える信号を生成するとともに、前記走行モータの走行と前記作業機用アクチュエータの操作をそれぞれ異なる前記油圧ポンプで駆動するように前記走行直進弁を切り換える速度切換手段を備えることで、高速の２速走行時には、前記油圧ポンプ１つで２速走行できて省エネを実現できることを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記速度調整手段は上記走行モータの傾転角を変更する傾転角調整用シリンダを備え、上記速度切換手段は前記傾転角調整用シリンダに対して傾転角変更用の油圧信号を供給する速度切換用の電磁切換弁と該電磁切換弁の切換信号を入力する速度切換スイッチを備えることを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２５７４４０（Ｐ２００９−２５７４４０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６２３５（Ｐ２００８−１０６２３５）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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