建設機械の油圧回路
【課題】ブーム上げ／旋回時の合流弁の切換わりによる旋回ショックの発生を防止し、しかも、良好な水平引き込み動作を確保する。
【解決手段】ブームシリンダ６が属する第１回路Ａと、アームシリンダ７が属する第２回路Ｂと、旋回モータ１２が属する第３回路Ｃとを有するとともに、第１回路Ａの油圧源としての第１ポンプ１３と、第２回路Ｂの油圧源としての第２ポンプ１４と、第３回路Ｃの油圧源としての第３ポンプ１５とを備え、第３回路Ｃの最上流側に合流弁２２、第３回路Ｃと第２回路Ｂの接続部分に合流切換弁３５をそれぞれ設け、ブーム上げ／旋回操作時に合流弁２２及び合流切換弁３５をそれぞれ第１位置イとして、第３ポンプ油をブームシリンダ６に合流させる一方、アーム操作時には第３ポンプ油の合流先をアームシリンダ７に切換えるようにした。
【解決手段】ブームシリンダ６が属する第１回路Ａと、アームシリンダ７が属する第２回路Ｂと、旋回モータ１２が属する第３回路Ｃとを有するとともに、第１回路Ａの油圧源としての第１ポンプ１３と、第２回路Ｂの油圧源としての第２ポンプ１４と、第３回路Ｃの油圧源としての第３ポンプ１５とを備え、第３回路Ｃの最上流側に合流弁２２、第３回路Ｃと第２回路Ｂの接続部分に合流切換弁３５をそれぞれ設け、ブーム上げ／旋回操作時に合流弁２２及び合流切換弁３５をそれぞれ第１位置イとして、第３ポンプ油をブームシリンダ６に合流させる一方、アーム操作時には第３ポンプ油の合流先をアームシリンダ７に切換えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三回路／三ポンプ方式をとる油圧ショベル等の建設機械の油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
油圧ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して鉛直な軸Ｘのまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５、及びこれらを作動させるブーム、アーム、バケット各シリンダ６,７,８から成る作業(掘削)アタッチメント９が装着されて構成される。
【０００４】
また、他の油圧アクチュエータとして、下部走行体１（左右のクローラ）を走行駆動する左右の走行モータ、及び上部旋回体２を旋回駆動する旋回モータ(いずれも図示省略)が設けられる。
【０００５】
この油圧ショベルにおいて、特許文献１に示されているように、油圧回路全体を、
ｉ 左右両側走行モータのうち一方の走行モータとブームシリンダとが属する第１回路と、
ｉｉ 他方の走行モータとアームシリンダとが属する第２回路と、
ｉｉｉ 旋回モータが属する第３回路と
に分け、この三つの回路を基本的には別ポンプ(第１〜第３ポンプ)で駆動する三回路／三ポンプ方式をとるものが公知である。
【０００６】
この公知技術においては、ブーム上げと旋回が同時に行われるブーム上げ／旋回操作時のブーム上げ動作を速やかに行わせることを目的として、第３回路の上流側に合流弁(増速弁)を設け、ブーム上げ／旋回操作時に、合流弁を中立位置から合流位置に切換えることにより、第３ポンプから吐出される第３ポンプ油を旋回モータとパラレルにブームシリンダに供給する(第１ポンプ油と合流させる)構成をとっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６８１８３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ブーム上げ／旋回操作時点と、合流弁が中立位置から合流位置に切換わる時点の間に合流弁の応答遅れによってタイムラグが生じる。
【０００９】
これを旋回モータから見ると、第３ポンプ油が単独供給される状態からブームシリンダとパラレルに供給される状態に変化し、旋回モータの最高圧力(旋回圧力)がリリーフ圧からブーム作動圧に急変するため、旋回ショックが生じ、操作性が悪いものとなっていた。
【００１０】
一方、ブーム操作があれば上記ブーム合流状態とする構成をとると、ブームとアームを同時に作動させる所謂水平引き込み時に相対的にアームの動きが遅れ、水平引き込み動作がうまくできなくなるという課題があった。
【００１１】
そこで本発明は、ブーム上げ／旋回時の合流弁の切換わりによる旋回ショックの発生を防止し、しかも良好な水平引き込み動作を確保することができる建設機械の油圧回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載され旋回モータによって旋回駆動される上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業アタッチメントとを有し、上記作業アタッチメントは、ブームシリンダによって上げ下げ作動するブームと、アームシリンダによって押し引き作動するアームとを有し、油圧アクチュエータ回路として、上記ブームシリンダが属する第１回路と、上記アームシリンダが属する第２回路と、上記旋回モータが属する第３回路とを備え、各回路は油圧アクチュエータごとに作動を制御するための、ブーム用、アーム用、旋回用を含むコントロールバルブを備え、かつ、上記第１回路の油圧源としての第１ポンプと、上記第２回路の油圧源としての第２ポンプと、上記第３回路の油圧源としての第３ポンプとを有する建設機械の油圧回路において、上記第３回路の最上流側に合流弁、上記第３回路と上記第２回路の接続部分に合流切換弁をそれぞれ設け、上記合流弁及び合流切換弁は、それぞれ中立の第１位置と第２位置を有し、
(Ａ) ブーム上げ操作時に上記合流弁及び合流切換弁がそれぞれ上記第１位置となる第１の状態とする一方、アーム操作時に上記合流弁及び上記合流切換弁がそれぞれ上記第２位置となる第２の状態とし、
(Ｂ) 上記第１の状態において、旋回操作があれば上記第３ポンプ油を上記第１及び第３両回路にパラレルに供給する一方、旋回操作が無ければ上記第３ポンプ油をタンクに戻し、
(Ｃ) 上記第２の状態で上記第３ポンプ油を上記第２回路に供給する一方、上記第１回路に対しては供給を制限する
ように構成したものである。
【００１３】
この構成によれば、ブーム上げ／旋回操作時に、合流弁を切換えずに中立の第１位置に保ったまま、第３ポンプ油を第１回路(ブームシリンダ)に合流させるため、公知技術のようにブーム上げ／旋回時に合流弁の切換わり(合流)が遅れることによる旋回圧力の急変、すなわち旋回ショックが生じない。
【００１４】
この場合、旋回操作がなければ第３ポンプ油がタンクに戻され、第１回路には合流しない。つまり、ブーム単独操作では合流作用が行われない。このため、ブーム上げ動作が増速されず、通常通りの感覚、動きで操作することができる。
【００１５】
ところで、上記のように合流弁中立で第３ポンプ油をブームシリンダに合流させる構成をとると、ブームとアームを同時に操作する所謂水平引き込み時にもブーム優先となって相対的にアームの動きが遅れ、水平引き込み動作がうまくいかなくなる。
【００１６】
この点、本発明によると、第３回路と第２回路の接続部分に合流切換弁を設け、第３ポンプ油の合流先を第１回路(ブームシリンダ)から第２回路(アームシリンダ)に切換えるように構成したから、水平引き込み時にアーム優先として良好な水平引き込み動作が行われる。
【００１７】
本発明において、上記第１の状態で上記第３ポンプ油を上記第１回路に合流させる通路に絞りを設けるが望ましい(請求項２)。
【００１８】
この構成によれば、ブーム上げ／旋回操作時に第１回路(ブームシリンダ)への合流通路を絞ることで旋回圧力を高め、旋回加速性能を確保することができる。
【００１９】
また本発明においては、上記第１の状態で旋回操作が無い場合に、上記第３ポンプ油を旋回用コントロールバルブ及び合流切換弁のみを通過してタンクに戻すように構成するのが望ましい(請求項３)。
【００２０】
こうすれば、第１の状態で旋回無操作であれば、第３ポンプ油が第１回路や第２回路を介さずにタンクに直接落ちるため、無操作時の戻り側の圧損が小さくなる。
【００２１】
本発明において、上記合流切換弁のパイロットラインを、アーム押し操作時にはタンクに連通させることによって、上記合流切換弁を上記第１位置とするように構成するのが望ましい(請求項４)。
【００２２】
アーム引き操作はアームシリンダの伸ばし側の操作であるため、アーム増速の必要から第３ポンプ油をアームシリンダに合流させるのが望ましい反面、アームシリンダにはアーム及びバケット重量が縮み方向に作用していることから、縮み側操作であるアーム押し操作時にも合流させると、戻り側の圧力損失が大きくなるという問題が生じる。
【００２３】
そこで、上記のようにアーム押し操作時には合流切換弁を第１位置として、第３ポンプ油をアームシリンダに合流させない構成をとることにより、戻り側の圧力損失を低減することができる。
【００２４】
また本発明においては、ブーム下げ操作時に、上記合流弁が上記第２位置、上記合流切換弁が上記第１位置となる第３の状態とし、この第３の状態で、上記第１回路に対する上記第３ポンプ油の供給を制限するように構成するのが望ましい(請求項５)。
【００２５】
上記のようにブーム上げ／旋回操作時には第３ポンプ油をブームシリンダに合流させるのが望ましいが、ブーム下げ／旋回操作時にも合流させると、圧力の低いブーム下げ側に合わせて旋回圧力も低くなってしまい、旋回加速が悪化する弊害が生じる。
【００２６】
そこで請求項５の発明のようにブーム下げ／旋回操作時にはブームシリンダへの合流を止めることにより、良好な旋回性能を確保することができる。
事態を回避し
さらに本発明においては、上記作業アタッチメントは、バケットシリンダによって掘削／ダンプ作動を行うバケットを先端に有し、アーム操作とバケット操作を同時に行うアーム／バケット操作時に、上記合流切換弁を上記第１位置として、上記第２回路に対する上記第３ポンプ油の供給を遮断するように構成するのが望ましい(請求項６)。
【００２７】
アーム／バケット操作時にアームシリンダ合流状態とすると、掘削抵抗によってアームシリンダがリリーフした場合に使用馬力が大きくなるため、残りの馬力で作動するバケットの動きが悪くなる。
【００２８】
そこで、上記のようにアーム／バケット操作時には合流停止させることにより、アームシリンダがリリーフした場合でも十分なバケット流量を確保してバケットの動きを良くし、作業のサイクルタイムを早くすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、ブーム上げ／旋回時の合流弁の切換わりによる旋回ショックの発生を防止し、しかも良好な水平引き込み動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】第１実施形態における合流弁の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。
【図６】本発明の適用対象である油圧ショベルの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施形態では油圧ショベルを適用対象としている。
【００３２】
第１実施形態(図１，２参照)
第１実施形態に係る油圧回路においては、図１に示すように油圧アクチュエータ回路として、左走行モータ１０とブームシリンダ６とバケットシリンダ８が属する第１回路Ａと、右走行モータ１１とアームシリンダ７が属する第２回路Ｂと、旋回モータ１２のみが属する第３回路Ｃとを備えるとともに、第１回路Ａの油圧源としての第１ポンプ１３と、第２回路Ｂの油圧源としての第２ポンプ１４と、第３回路Ｃの油圧源としての第３ポンプ１５が設けられている。
【００３３】
各回路Ａ，Ｂ，Ｃには、油圧アクチュエータごとに、図示しないリモコン弁の操作によりストローク作動してアクチュエータ作動を制御する油圧パイロット式のスプール弁であるコントロールバルブ(方向切換弁)が設けられている。
【００３４】
すなわち、第１回路Ａには、ブームシリンダ用、バケットシリンダ用、左走行モータ用の各コントロールバルブ１６，１７，１８、第２回路Ｂにはアームシリンダ用と右走行モータ用の両コントロールバルブ１９，２０、第３回路Ｃには旋回モータ用のコントロールバルブ２１がそれぞれ設けられている。
【００３５】
なお、図の簡素化のため、図１において各ポンプラインに設けられるリリーフ弁等、本発明とは直接関係のない要素、部分の図示を省略している。
【００３６】
また、実機では第２回路Ｂに予備アクチュエータとそのコントロールバルブ、第３回路にドーザシリンダとそのコントロールバルブがそれぞれ設けられるが、ここでは図示省略している。
【００３７】
第１及び第２両回路Ａ，Ｂは、図示のように走行用コントロールバルブ１８，２０がポンプ油の流れの最上流側に位置し、走行操作時に第１ポンプ１３から吐出された第１ポンプ油が左走行モータ１０に、第２ポンプ１４から吐出された第２ポンプ油が右走行モータ１１にそれぞれ優先的に供給される。
【００３８】
従って、両走行モータ１０，１１が同時に駆動される両走行時に、ポンプ流量を両走行モータ１０，１１に全量供給する操作が行われた場合、第１、第２両回路Ａ，Ｂにおける走行モータ以外の油圧アクチュエータにはポンプ流量が供給されない。
【００３９】
そこで、両走行時に他のアクチュエータ動作を確保する手段として、第３回路Ｃの最上流側(第３ポンプ１５と旋回用コントロールバルブ２１との間)に合流弁２２が設けられ、両走行時に、第３ポンプ１５から第３回路Ｃ(旋回モータ１２)に向けて吐出される第３ポンプ油を、第１、第２両回路Ａ，Ｂに供給するように構成されている。
【００４０】
この合流弁２２とその関連構成を図２を併用して説明する。
【００４１】
合流弁２２は、片側に第１及び第２両パイロットポート２２ａ，２２ｂを備え、この両パイロットポート２２ａ，２２ｂに対するパイロット圧の遮断／導入によって中立の第１位置イと、第２位置ロと、第３位置ハの間で切換わる三位置油圧パイロット切換弁として構成されている。
【００４２】
すなわち、両パイロットポート２２ａ，２２ｂのいずれにもパイロット圧が導入されない状態では、合流弁２２は第１位置イに保持される。
【００４３】
一方、第１パイロットポート２２ａに接続された第１パイロットライン２３にはアーム押し／引きパイロット圧が導入され、アーム押し／引き操作時にパイロット圧が導入されて合流弁２２が第２位置ロに切換わる。
【００４４】
また、第２パイロットポート２２ｂに接続された第２パイロットライン２４にはパイロット一次圧(パイロットポンプ圧)が導入される。
【００４５】
ここで、この第２パイロットライン２４に分岐パイロットライン２５が接続され、この分岐パイロットライン２５が右走行用及び左走行用両コントロールバルブ１１，１０のパイロット圧通路を介してタンクライン２６に接続されている。
【００４６】
また、分岐パイロットライン２５にパラレルに第２分岐パイロットライン２７が接続され、この第２分岐パイロットライン２７がアーム用、ブーム用、バケット用各コントロールバルブ１９，１６，１７のパイロット圧通路を介してタンクライン２６に接続されている。
【００４７】
こうして、アタッチメント操作(アーム操作、ブーム操作、バケット操作のいずれか)及び走行操作があったときに限り、第２パイロットポート２２ｂにパイロット一次圧が導入されて合流弁２２が第３位置ハに切換わるように構成されている。
【００４８】
また、合流弁２２は、第１及び第２両入力ポートと第１〜第３各出力ポート(いずれも符号省略)を備え、第１入力ポート方が第３ポンプ１５のポンプライン２８に、第２入力ポートがポンプライン２８から分岐された第１及び第２両分岐ライン２９，３０のうちの第１分岐ライン２９にそれぞれ接続されている。
【００４９】
また、第１出力ポートにはアンロードライン３１、第２出力ポートにはアームライン３２、第３出力ポートにはブームライン３３がそれぞれ接続され、このブームライン３３には絞り３４が設けられている。
【００５０】
アンロードライン３１は、旋回用コントロールバルブのアンロード通路及び合流切換弁３５を介してタンクライン２６に、アームライン３２はアーム用コントロールバルブ１９に、ブームライン３３はブーム用コントロールバルブ１６にそれぞれ接続されている。
【００５１】
合流切換弁３５は、第３回路Ｃと第２回路Ｂの接続部分に設けられ、第３ポンプ油をタンクＴに戻すかアームシリンダ７に合流させるかの切換えを行う油圧パイロット切換弁として構成されている。
【００５２】
この合流切換弁３５は、パイロット一次圧の非導入時に第１位置イ、導入時に第２位置ロとなり、第１位置イで、アンロードライン３１を通って送られてくる第３ポンプ油をタンク接続ライン３６及びタンクライン２６を通じてタンクＴに戻し、第２位置ロで同ポンプ油をアーム用コントロールバルブ１９に送る。
【００５３】
ここで、パイロット一次圧を合流切換弁３５のパイロットポート３５ａに送るパイロットライン３７には分岐パイロットライン３８が接続されている。
【００５４】
この分岐パイロットライン３８は、アーム用コントロールバルブ１９の、中立で開通するパイロット圧通路を介してタンクイラン２６に接続されている。
【００５５】
従って、アーム非操作時には、パイロットライン３７がタンクＴに連通するため、合流切換弁３５にパイロット一次圧が導入されず、同切換弁３５が第１位置イに保持される。
【００５６】
この油圧回路の作用を説明する。
【００５７】
一切のアクチュエータ操作が無い状態では、図１，２に示すように合流弁２２が中立の第１位置イにある。
【００５８】
この第１位置イでは、第３ポンプ油がブームライン３３を介して第１回路Ａのブーム用、バケット用両コントロールバルブ１６，１７に供給可能となる。
【００５９】
但し、このとき旋回操作がなければ、アンロードライン３１が旋回用コントロールバルブ２１、タンク接続ライン３６を介してタンクライン２８に接続されるため、第３ポンプ１５のポンプ圧が上昇せず、ブームまたはバケット操作があってもアクチュエータ(ブーム、バケット両シリンダ６，８)は動かない。
【００６０】
(１) ブーム操作時
−１ ブーム単独操作時
図１の状態でブーム上げまたは下げ操作のみが行われたときは、アンロードライン３１が旋回用コントロールバルブ２１、合流切換弁３５、タンク接続ライン３６、タンクライン２６の経路でタンクＴに連通し、第３ポンプ油がタンクＴに落ちるため、第３ポンプ１５のポンプ圧が立たず、第３ポンプ油がブームライン３３経由でブームシリンダ６に供給されることはない。
【００６１】
すなわち、ブーム合流は行われない。
【００６２】
−２ ブーム／旋回操作時
図１の状態でブーム上げまたは下げ操作と旋回操作が同時に行われると、アンロードライン３１が旋回用コントロールバルブ３５によって遮断され、ポンプ圧が立つため、第３ポンプ油が旋回用コントロールバルブ２１に送られると同時に、ブームライン３３を通じてブーム用コントロールバルブ１６にパラレルに供給される。
【００６３】
これにより、ブーム／旋回操作時には第３ポンプ油が第１ポンプ油と合流してブームシリンダ６に供給される。
【００６４】
この場合、旋回圧力＞ブーム保持圧であるため、低圧側のブーム保持圧に同調してブーム上げ／旋回が行われる。
【００６５】
このとき、合流切換弁３５はアーム非操作でパイロット圧が導入されないため、図示の第１位置イに保持される。すなわち、回路全体として、合流弁２２及び合流切換弁３５がともに第１位置イに保持された「第１の状態」とされる。
【００６６】
このように、ブーム上げ／旋回を含むブーム／旋回操作時に、合流弁２２を切換えずに中立の第１位置イに保ったまま、第３ポンプ油をブームシリンダ６に合流させるため、公知技術のように合流弁の切換わり(合流)が遅れることによる旋回圧力の急変、すなわち旋回ショックが生じない。
【００６７】
この場合、旋回操作がなければ(ブーム単独操作では)、第３ポンプ油がタンクＴに戻され、ブーム合流作用が行われないため、ブーム上げ動作が増速されず、通常通りの感覚、動きで操作することができる。
【００６８】
また、上記第１の状態で旋回操作が無ければ、第３ポンプ油が旋回用コントロールバルブ２１、合流切換弁３５のみを通過して(第２回路Ｂを経由しないで)タンクＴに戻るため、無操作時の戻り側の圧損が小さくなる。
【００６９】
さらに、ブームライン３３に絞り３４を設けているため、ブーム／旋回時に、この絞り３６によって旋回圧力を高め、旋回加速性能を確保することができる。
【００７０】
(２) アーム操作時
アーム押し、引き操作が行われると、合流弁２２の第１パイロットポート２２ａにパイロット圧が導入されて合流弁２２が第２位置ロに切換わる。
【００７１】
一方、合流切換弁３５においても、アーム用コントロールバルブ１９で分岐パイロットライン３８が遮断されることによりパイロット一次圧が導入されて第２位置ロに切換わる。
【００７２】
すなわち、合流弁２２及び合流切換弁３５がともに第２位置ロとなる「第２の状態」に転じる。
【００７３】
この第２の状態では、ブームライン３３が遮断される一方、アンロードライン３１が合流切換弁３５経由でアーム用コントロールバルブ１９に通じるため、第３ポンプ油が第２ポンプ油と合流してアームシリンダ７に合流される。すなわち、アーム合流作用が行われる。
【００７４】
これにより、ブームとアームを同時に操作する所謂水平引き込み時に、アーム優先として良好な水平引き込み動作が行われる。
【００７５】
(３) 両走行操作と他のアクチュエータ操作が行われたとき
左右両走行用コントロールバルブ１８，２０が操作され、他のコントロールバルブは非操作であれば、合流弁２２の第１パイロットポート２２ａにパイロット圧は導入されない。
【００７６】
また、分岐パイロットライン２５がタンクＴに連通するため、第２パイロットポート２２ｂにもパイロット一次圧は導入されない。
【００７７】
従って、合流弁２２は第１位置イに保持される。
【００７８】
この状態で走行操作と他のアクチュエータ操作が行われると、パイロット一次圧が第２パイロットポート２２ｂに導入され、合流弁２２が第３位置ハに切換わる。
【００７９】
この第３位置ハでは、第３ポンプ油が、アームライン３２及びブームライン３３を介して第１、第２両回路Ａ，Ｂに流れる。
【００８０】
これにより、両走行時に走行以外のアクチュエータ動作が確保される。
【００８１】
第２実施形態(図３参照)
以下の第２〜第４各実施形態については第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００８２】
アーム引き操作はアームシリンダ７の伸ばし側の操作であるため、アーム増速の必要から、第１実施形態のように第３ポンプ油をアームシリンダ７に合流させるのが望ましい。
【００８３】
反面、アームシリンダ７にはアーム及びバケット重量が縮み方向に作用していることから、縮み側操作であるアーム押し操作時にも合流させると、戻り側の圧力損失が大きくなるという問題が生じる。
【００８４】
そこで、第２実施形態においては、アーム押し操作時には合流切換弁３５を第１位置イのままとして、第３ポンプ油をアームシリンダ７に合流させない構成がとられている。
【００８５】
具体的には、合流切換弁３５の分岐パイロットライン３８を、アーム引き操作時にはアーム用コントロールバルブ１９でブロックするが、アーム押し操作時には、図３中に太線で示すように同バルブ１９のパイロット圧通路１９ａによってタンクライン２６に接続するように構成されている。
【００８６】
この構成により、アーム押し操作時の戻り側の圧力損失を低減することができる。
【００８７】
なお、この第２実施形態においては、合流弁２２の第１パイロットポート２２ａにアーム引きパイロット圧のみを導入する構成とすればよい。
【００８８】
第３実施形態(図４参照)
ブーム上げ／旋回操作時には、上記のように第３ポンプ油をブームシリンダ６に合流させるのが望ましいが、第１実施形態のようにブーム下げ／旋回操作時にも合流させると、圧力の低いブーム下げ側に合わせて旋回圧力も低くなってしまい、旋回加速が悪化する弊害が生じる。
【００８９】
そこで第３実施形態においては、ブーム下げ／旋回操作時にはブーム合流を止めるように構成されている。
【００９０】
具体的には、第１実施形態の構成を前提として、合流切換弁３５のパイロットライン３７に、パイロット一次圧を送る第２分岐パイロットライン３９が接続される一方、合流弁２２の第１パイロットライン２３にブーム下げパイロット圧が導入され、このブーム下げパイロット圧と、第２分岐パイロットライン３９からのパイロット一次圧のいずれか一方がシャトル弁４０で高圧選択されて合流弁２２の第１パイロットポート２２ａに導入されるように構成されている。
【００９１】
こうすれば、ブーム下げ操作時に合流弁２２が第２位置ロに切換わり、ブームライン３３が遮断されるため、同時に旋回操作されてもブーム合流は行われない。
【００９２】
これにより、ブーム下げ／旋回時に良好な旋回性能を確保することができる。
【００９３】
なお、ブーム下げ非操作でアーム操作があったときには、第２分岐パイロットライン３９−分岐パイロットライン３８−アーム用コントロールバルブ１９−タンクライン２６のルートが遮断されてパイロット一次圧が合流弁２２の第１パイロットポート２２ａに導入されるため、第１実施形態と同様に、合流弁２２が第２位置ロに切換わる。
【００９４】
第４実施形態(図５参照)
アーム／バケット操作による掘削時にアーム合流状態とすると、掘削抵抗によってアームシリンダ７がリリーフした場合に使用馬力が大きくなるため、残りの馬力で作動するバケットの動きが悪くなる。
【００９５】
そこで、第４実施形態においては、アーム／バケット操作時にはアーム合流を停止させるように構成されている。
【００９６】
具体的には、合流切換弁３５のバネ側のパイロットポートにパイロットライン４１によってバケット掘削側(バケットシリンダ伸び側)のパイロット圧を導入する構成がとられている。
【００９７】
こうすれば、バケットの掘削側操作があれば、そのパイロット圧が、パイロット一次圧に対抗して合流切換弁３５に加えられるため、アーム操作があっても同切換弁３５が第１位置、すなわち、第３ポンプ油がアーム合流しない位置に保持される。
【００９８】
これにより、アーム／バケット操作による掘削時にアームシリンダ７がリリーフした場合でも、十分なバケット流量を確保してバケットの動きを良くし、作業のサイクルタイムを早くすることができる。
【００９９】
なお、図５は、図４に示す第３実施形態の回路構成を前提として示しているが、第４実施形態の構成は第１及び第２両実施形態の回路構成をとる場合でも適用することができる。
【０１００】
ところで、本発明は、上記実施形態で挙げた、走行モータ１０，１１が第１、第２回路Ａ，Ｂの最上流側に配置された走行優先回路以外の回路構成をとる場合にも適用することができる。
【０１０１】
さらに、請求項１〜５の発明は油圧ショベルに限らず、油圧ショベルを母体として、バケットに代えてブレーカや開閉式の圧砕装置を取付けて構成される破砕機や解体機等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ ブーム
４ アーム
５ バケット
Ａ 第１回路
Ｂ 第２回路
Ｃ 第３回路
６ 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 作業アタッチメント
１０ 左走行モータ
１１ 右走行モータ
１２ 旋回モータ
１３ 第１ポンプ
１４ 第２ポンプ
１５ 第３ポンプ
１６ ブーム用コントロールバルブ
１７ バケット用コントロールバルブ
１８ 左走行用コントロールバルブ
１９ アーム用コントロールバルブ
２０ 右走行用コントロールバルブ
２１ 旋回用コントロールバルブ
２２ 合流弁
２２ａ，２２ｂ 合流弁のパイロットポート
２３，２４ 同、パイロットライン
２５ 分岐パイロットライン
２６ タンクイラン
Ｔ タンク
２７ 分岐パイロットライン
２８ 第１ポンプのポンプライン
２９ ポンプラインから分岐した第１分岐ライン
３０ 同、第２分岐ライン
３１ アンロードライン
３２ 第３ポンプ油をアームシリンダに送るアームライン
３３ 第３ポンプ油をブームシリンダに送るブームライン
３４ ブームラインの絞り
３５ 合流切換弁
３５ａ 合流切換弁のパイロットポート
３６ タンク接続ライン
３７ 合流切換弁のパイロットライン
３８ 同、分岐パイロットライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は三回路／三ポンプ方式をとる油圧ショベル等の建設機械の油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
油圧ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して鉛直な軸Ｘのまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５、及びこれらを作動させるブーム、アーム、バケット各シリンダ６,７,８から成る作業(掘削)アタッチメント９が装着されて構成される。
【０００４】
また、他の油圧アクチュエータとして、下部走行体１（左右のクローラ）を走行駆動する左右の走行モータ、及び上部旋回体２を旋回駆動する旋回モータ(いずれも図示省略)が設けられる。
【０００５】
この油圧ショベルにおいて、特許文献１に示されているように、油圧回路全体を、
ｉ 左右両側走行モータのうち一方の走行モータとブームシリンダとが属する第１回路と、
ｉｉ 他方の走行モータとアームシリンダとが属する第２回路と、
ｉｉｉ 旋回モータが属する第３回路と
に分け、この三つの回路を基本的には別ポンプ(第１〜第３ポンプ)で駆動する三回路／三ポンプ方式をとるものが公知である。
【０００６】
この公知技術においては、ブーム上げと旋回が同時に行われるブーム上げ／旋回操作時のブーム上げ動作を速やかに行わせることを目的として、第３回路の上流側に合流弁(増速弁)を設け、ブーム上げ／旋回操作時に、合流弁を中立位置から合流位置に切換えることにより、第３ポンプから吐出される第３ポンプ油を旋回モータとパラレルにブームシリンダに供給する(第１ポンプ油と合流させる)構成をとっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６８１８３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ブーム上げ／旋回操作時点と、合流弁が中立位置から合流位置に切換わる時点の間に合流弁の応答遅れによってタイムラグが生じる。
【０００９】
これを旋回モータから見ると、第３ポンプ油が単独供給される状態からブームシリンダとパラレルに供給される状態に変化し、旋回モータの最高圧力(旋回圧力)がリリーフ圧からブーム作動圧に急変するため、旋回ショックが生じ、操作性が悪いものとなっていた。
【００１０】
一方、ブーム操作があれば上記ブーム合流状態とする構成をとると、ブームとアームを同時に作動させる所謂水平引き込み時に相対的にアームの動きが遅れ、水平引き込み動作がうまくできなくなるという課題があった。
【００１１】
そこで本発明は、ブーム上げ／旋回時の合流弁の切換わりによる旋回ショックの発生を防止し、しかも良好な水平引き込み動作を確保することができる建設機械の油圧回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載され旋回モータによって旋回駆動される上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業アタッチメントとを有し、上記作業アタッチメントは、ブームシリンダによって上げ下げ作動するブームと、アームシリンダによって押し引き作動するアームとを有し、油圧アクチュエータ回路として、上記ブームシリンダが属する第１回路と、上記アームシリンダが属する第２回路と、上記旋回モータが属する第３回路とを備え、各回路は油圧アクチュエータごとに作動を制御するための、ブーム用、アーム用、旋回用を含むコントロールバルブを備え、かつ、上記第１回路の油圧源としての第１ポンプと、上記第２回路の油圧源としての第２ポンプと、上記第３回路の油圧源としての第３ポンプとを有する建設機械の油圧回路において、上記第３回路の最上流側に合流弁、上記第３回路と上記第２回路の接続部分に合流切換弁をそれぞれ設け、上記合流弁及び合流切換弁は、それぞれ中立の第１位置と第２位置を有し、
(Ａ) ブーム上げ操作時に上記合流弁及び合流切換弁がそれぞれ上記第１位置となる第１の状態とする一方、アーム操作時に上記合流弁及び上記合流切換弁がそれぞれ上記第２位置となる第２の状態とし、
(Ｂ) 上記第１の状態において、旋回操作があれば上記第３ポンプ油を上記第１及び第３両回路にパラレルに供給する一方、旋回操作が無ければ上記第３ポンプ油をタンクに戻し、
(Ｃ) 上記第２の状態で上記第３ポンプ油を上記第２回路に供給する一方、上記第１回路に対しては供給を制限する
ように構成したものである。
【００１３】
この構成によれば、ブーム上げ／旋回操作時に、合流弁を切換えずに中立の第１位置に保ったまま、第３ポンプ油を第１回路(ブームシリンダ)に合流させるため、公知技術のようにブーム上げ／旋回時に合流弁の切換わり(合流)が遅れることによる旋回圧力の急変、すなわち旋回ショックが生じない。
【００１４】
この場合、旋回操作がなければ第３ポンプ油がタンクに戻され、第１回路には合流しない。つまり、ブーム単独操作では合流作用が行われない。このため、ブーム上げ動作が増速されず、通常通りの感覚、動きで操作することができる。
【００１５】
ところで、上記のように合流弁中立で第３ポンプ油をブームシリンダに合流させる構成をとると、ブームとアームを同時に操作する所謂水平引き込み時にもブーム優先となって相対的にアームの動きが遅れ、水平引き込み動作がうまくいかなくなる。
【００１６】
この点、本発明によると、第３回路と第２回路の接続部分に合流切換弁を設け、第３ポンプ油の合流先を第１回路(ブームシリンダ)から第２回路(アームシリンダ)に切換えるように構成したから、水平引き込み時にアーム優先として良好な水平引き込み動作が行われる。
【００１７】
本発明において、上記第１の状態で上記第３ポンプ油を上記第１回路に合流させる通路に絞りを設けるが望ましい(請求項２)。
【００１８】
この構成によれば、ブーム上げ／旋回操作時に第１回路(ブームシリンダ)への合流通路を絞ることで旋回圧力を高め、旋回加速性能を確保することができる。
【００１９】
また本発明においては、上記第１の状態で旋回操作が無い場合に、上記第３ポンプ油を旋回用コントロールバルブ及び合流切換弁のみを通過してタンクに戻すように構成するのが望ましい(請求項３)。
【００２０】
こうすれば、第１の状態で旋回無操作であれば、第３ポンプ油が第１回路や第２回路を介さずにタンクに直接落ちるため、無操作時の戻り側の圧損が小さくなる。
【００２１】
本発明において、上記合流切換弁のパイロットラインを、アーム押し操作時にはタンクに連通させることによって、上記合流切換弁を上記第１位置とするように構成するのが望ましい(請求項４)。
【００２２】
アーム引き操作はアームシリンダの伸ばし側の操作であるため、アーム増速の必要から第３ポンプ油をアームシリンダに合流させるのが望ましい反面、アームシリンダにはアーム及びバケット重量が縮み方向に作用していることから、縮み側操作であるアーム押し操作時にも合流させると、戻り側の圧力損失が大きくなるという問題が生じる。
【００２３】
そこで、上記のようにアーム押し操作時には合流切換弁を第１位置として、第３ポンプ油をアームシリンダに合流させない構成をとることにより、戻り側の圧力損失を低減することができる。
【００２４】
また本発明においては、ブーム下げ操作時に、上記合流弁が上記第２位置、上記合流切換弁が上記第１位置となる第３の状態とし、この第３の状態で、上記第１回路に対する上記第３ポンプ油の供給を制限するように構成するのが望ましい(請求項５)。
【００２５】
上記のようにブーム上げ／旋回操作時には第３ポンプ油をブームシリンダに合流させるのが望ましいが、ブーム下げ／旋回操作時にも合流させると、圧力の低いブーム下げ側に合わせて旋回圧力も低くなってしまい、旋回加速が悪化する弊害が生じる。
【００２６】
そこで請求項５の発明のようにブーム下げ／旋回操作時にはブームシリンダへの合流を止めることにより、良好な旋回性能を確保することができる。
事態を回避し
さらに本発明においては、上記作業アタッチメントは、バケットシリンダによって掘削／ダンプ作動を行うバケットを先端に有し、アーム操作とバケット操作を同時に行うアーム／バケット操作時に、上記合流切換弁を上記第１位置として、上記第２回路に対する上記第３ポンプ油の供給を遮断するように構成するのが望ましい(請求項６)。
【００２７】
アーム／バケット操作時にアームシリンダ合流状態とすると、掘削抵抗によってアームシリンダがリリーフした場合に使用馬力が大きくなるため、残りの馬力で作動するバケットの動きが悪くなる。
【００２８】
そこで、上記のようにアーム／バケット操作時には合流停止させることにより、アームシリンダがリリーフした場合でも十分なバケット流量を確保してバケットの動きを良くし、作業のサイクルタイムを早くすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、ブーム上げ／旋回時の合流弁の切換わりによる旋回ショックの発生を防止し、しかも良好な水平引き込み動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】第１実施形態における合流弁の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。
【図６】本発明の適用対象である油圧ショベルの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施形態では油圧ショベルを適用対象としている。
【００３２】
第１実施形態(図１，２参照)
第１実施形態に係る油圧回路においては、図１に示すように油圧アクチュエータ回路として、左走行モータ１０とブームシリンダ６とバケットシリンダ８が属する第１回路Ａと、右走行モータ１１とアームシリンダ７が属する第２回路Ｂと、旋回モータ１２のみが属する第３回路Ｃとを備えるとともに、第１回路Ａの油圧源としての第１ポンプ１３と、第２回路Ｂの油圧源としての第２ポンプ１４と、第３回路Ｃの油圧源としての第３ポンプ１５が設けられている。
【００３３】
各回路Ａ，Ｂ，Ｃには、油圧アクチュエータごとに、図示しないリモコン弁の操作によりストローク作動してアクチュエータ作動を制御する油圧パイロット式のスプール弁であるコントロールバルブ(方向切換弁)が設けられている。
【００３４】
すなわち、第１回路Ａには、ブームシリンダ用、バケットシリンダ用、左走行モータ用の各コントロールバルブ１６，１７，１８、第２回路Ｂにはアームシリンダ用と右走行モータ用の両コントロールバルブ１９，２０、第３回路Ｃには旋回モータ用のコントロールバルブ２１がそれぞれ設けられている。
【００３５】
なお、図の簡素化のため、図１において各ポンプラインに設けられるリリーフ弁等、本発明とは直接関係のない要素、部分の図示を省略している。
【００３６】
また、実機では第２回路Ｂに予備アクチュエータとそのコントロールバルブ、第３回路にドーザシリンダとそのコントロールバルブがそれぞれ設けられるが、ここでは図示省略している。
【００３７】
第１及び第２両回路Ａ，Ｂは、図示のように走行用コントロールバルブ１８，２０がポンプ油の流れの最上流側に位置し、走行操作時に第１ポンプ１３から吐出された第１ポンプ油が左走行モータ１０に、第２ポンプ１４から吐出された第２ポンプ油が右走行モータ１１にそれぞれ優先的に供給される。
【００３８】
従って、両走行モータ１０，１１が同時に駆動される両走行時に、ポンプ流量を両走行モータ１０，１１に全量供給する操作が行われた場合、第１、第２両回路Ａ，Ｂにおける走行モータ以外の油圧アクチュエータにはポンプ流量が供給されない。
【００３９】
そこで、両走行時に他のアクチュエータ動作を確保する手段として、第３回路Ｃの最上流側(第３ポンプ１５と旋回用コントロールバルブ２１との間)に合流弁２２が設けられ、両走行時に、第３ポンプ１５から第３回路Ｃ(旋回モータ１２)に向けて吐出される第３ポンプ油を、第１、第２両回路Ａ，Ｂに供給するように構成されている。
【００４０】
この合流弁２２とその関連構成を図２を併用して説明する。
【００４１】
合流弁２２は、片側に第１及び第２両パイロットポート２２ａ，２２ｂを備え、この両パイロットポート２２ａ，２２ｂに対するパイロット圧の遮断／導入によって中立の第１位置イと、第２位置ロと、第３位置ハの間で切換わる三位置油圧パイロット切換弁として構成されている。
【００４２】
すなわち、両パイロットポート２２ａ，２２ｂのいずれにもパイロット圧が導入されない状態では、合流弁２２は第１位置イに保持される。
【００４３】
一方、第１パイロットポート２２ａに接続された第１パイロットライン２３にはアーム押し／引きパイロット圧が導入され、アーム押し／引き操作時にパイロット圧が導入されて合流弁２２が第２位置ロに切換わる。
【００４４】
また、第２パイロットポート２２ｂに接続された第２パイロットライン２４にはパイロット一次圧(パイロットポンプ圧)が導入される。
【００４５】
ここで、この第２パイロットライン２４に分岐パイロットライン２５が接続され、この分岐パイロットライン２５が右走行用及び左走行用両コントロールバルブ１１，１０のパイロット圧通路を介してタンクライン２６に接続されている。
【００４６】
また、分岐パイロットライン２５にパラレルに第２分岐パイロットライン２７が接続され、この第２分岐パイロットライン２７がアーム用、ブーム用、バケット用各コントロールバルブ１９，１６，１７のパイロット圧通路を介してタンクライン２６に接続されている。
【００４７】
こうして、アタッチメント操作(アーム操作、ブーム操作、バケット操作のいずれか)及び走行操作があったときに限り、第２パイロットポート２２ｂにパイロット一次圧が導入されて合流弁２２が第３位置ハに切換わるように構成されている。
【００４８】
また、合流弁２２は、第１及び第２両入力ポートと第１〜第３各出力ポート(いずれも符号省略)を備え、第１入力ポート方が第３ポンプ１５のポンプライン２８に、第２入力ポートがポンプライン２８から分岐された第１及び第２両分岐ライン２９，３０のうちの第１分岐ライン２９にそれぞれ接続されている。
【００４９】
また、第１出力ポートにはアンロードライン３１、第２出力ポートにはアームライン３２、第３出力ポートにはブームライン３３がそれぞれ接続され、このブームライン３３には絞り３４が設けられている。
【００５０】
アンロードライン３１は、旋回用コントロールバルブのアンロード通路及び合流切換弁３５を介してタンクライン２６に、アームライン３２はアーム用コントロールバルブ１９に、ブームライン３３はブーム用コントロールバルブ１６にそれぞれ接続されている。
【００５１】
合流切換弁３５は、第３回路Ｃと第２回路Ｂの接続部分に設けられ、第３ポンプ油をタンクＴに戻すかアームシリンダ７に合流させるかの切換えを行う油圧パイロット切換弁として構成されている。
【００５２】
この合流切換弁３５は、パイロット一次圧の非導入時に第１位置イ、導入時に第２位置ロとなり、第１位置イで、アンロードライン３１を通って送られてくる第３ポンプ油をタンク接続ライン３６及びタンクライン２６を通じてタンクＴに戻し、第２位置ロで同ポンプ油をアーム用コントロールバルブ１９に送る。
【００５３】
ここで、パイロット一次圧を合流切換弁３５のパイロットポート３５ａに送るパイロットライン３７には分岐パイロットライン３８が接続されている。
【００５４】
この分岐パイロットライン３８は、アーム用コントロールバルブ１９の、中立で開通するパイロット圧通路を介してタンクイラン２６に接続されている。
【００５５】
従って、アーム非操作時には、パイロットライン３７がタンクＴに連通するため、合流切換弁３５にパイロット一次圧が導入されず、同切換弁３５が第１位置イに保持される。
【００５６】
この油圧回路の作用を説明する。
【００５７】
一切のアクチュエータ操作が無い状態では、図１，２に示すように合流弁２２が中立の第１位置イにある。
【００５８】
この第１位置イでは、第３ポンプ油がブームライン３３を介して第１回路Ａのブーム用、バケット用両コントロールバルブ１６，１７に供給可能となる。
【００５９】
但し、このとき旋回操作がなければ、アンロードライン３１が旋回用コントロールバルブ２１、タンク接続ライン３６を介してタンクライン２８に接続されるため、第３ポンプ１５のポンプ圧が上昇せず、ブームまたはバケット操作があってもアクチュエータ(ブーム、バケット両シリンダ６，８)は動かない。
【００６０】
(１) ブーム操作時
−１ ブーム単独操作時
図１の状態でブーム上げまたは下げ操作のみが行われたときは、アンロードライン３１が旋回用コントロールバルブ２１、合流切換弁３５、タンク接続ライン３６、タンクライン２６の経路でタンクＴに連通し、第３ポンプ油がタンクＴに落ちるため、第３ポンプ１５のポンプ圧が立たず、第３ポンプ油がブームライン３３経由でブームシリンダ６に供給されることはない。
【００６１】
すなわち、ブーム合流は行われない。
【００６２】
−２ ブーム／旋回操作時
図１の状態でブーム上げまたは下げ操作と旋回操作が同時に行われると、アンロードライン３１が旋回用コントロールバルブ３５によって遮断され、ポンプ圧が立つため、第３ポンプ油が旋回用コントロールバルブ２１に送られると同時に、ブームライン３３を通じてブーム用コントロールバルブ１６にパラレルに供給される。
【００６３】
これにより、ブーム／旋回操作時には第３ポンプ油が第１ポンプ油と合流してブームシリンダ６に供給される。
【００６４】
この場合、旋回圧力＞ブーム保持圧であるため、低圧側のブーム保持圧に同調してブーム上げ／旋回が行われる。
【００６５】
このとき、合流切換弁３５はアーム非操作でパイロット圧が導入されないため、図示の第１位置イに保持される。すなわち、回路全体として、合流弁２２及び合流切換弁３５がともに第１位置イに保持された「第１の状態」とされる。
【００６６】
このように、ブーム上げ／旋回を含むブーム／旋回操作時に、合流弁２２を切換えずに中立の第１位置イに保ったまま、第３ポンプ油をブームシリンダ６に合流させるため、公知技術のように合流弁の切換わり(合流)が遅れることによる旋回圧力の急変、すなわち旋回ショックが生じない。
【００６７】
この場合、旋回操作がなければ(ブーム単独操作では)、第３ポンプ油がタンクＴに戻され、ブーム合流作用が行われないため、ブーム上げ動作が増速されず、通常通りの感覚、動きで操作することができる。
【００６８】
また、上記第１の状態で旋回操作が無ければ、第３ポンプ油が旋回用コントロールバルブ２１、合流切換弁３５のみを通過して(第２回路Ｂを経由しないで)タンクＴに戻るため、無操作時の戻り側の圧損が小さくなる。
【００６９】
さらに、ブームライン３３に絞り３４を設けているため、ブーム／旋回時に、この絞り３６によって旋回圧力を高め、旋回加速性能を確保することができる。
【００７０】
(２) アーム操作時
アーム押し、引き操作が行われると、合流弁２２の第１パイロットポート２２ａにパイロット圧が導入されて合流弁２２が第２位置ロに切換わる。
【００７１】
一方、合流切換弁３５においても、アーム用コントロールバルブ１９で分岐パイロットライン３８が遮断されることによりパイロット一次圧が導入されて第２位置ロに切換わる。
【００７２】
すなわち、合流弁２２及び合流切換弁３５がともに第２位置ロとなる「第２の状態」に転じる。
【００７３】
この第２の状態では、ブームライン３３が遮断される一方、アンロードライン３１が合流切換弁３５経由でアーム用コントロールバルブ１９に通じるため、第３ポンプ油が第２ポンプ油と合流してアームシリンダ７に合流される。すなわち、アーム合流作用が行われる。
【００７４】
これにより、ブームとアームを同時に操作する所謂水平引き込み時に、アーム優先として良好な水平引き込み動作が行われる。
【００７５】
(３) 両走行操作と他のアクチュエータ操作が行われたとき
左右両走行用コントロールバルブ１８，２０が操作され、他のコントロールバルブは非操作であれば、合流弁２２の第１パイロットポート２２ａにパイロット圧は導入されない。
【００７６】
また、分岐パイロットライン２５がタンクＴに連通するため、第２パイロットポート２２ｂにもパイロット一次圧は導入されない。
【００７７】
従って、合流弁２２は第１位置イに保持される。
【００７８】
この状態で走行操作と他のアクチュエータ操作が行われると、パイロット一次圧が第２パイロットポート２２ｂに導入され、合流弁２２が第３位置ハに切換わる。
【００７９】
この第３位置ハでは、第３ポンプ油が、アームライン３２及びブームライン３３を介して第１、第２両回路Ａ，Ｂに流れる。
【００８０】
これにより、両走行時に走行以外のアクチュエータ動作が確保される。
【００８１】
第２実施形態(図３参照)
以下の第２〜第４各実施形態については第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００８２】
アーム引き操作はアームシリンダ７の伸ばし側の操作であるため、アーム増速の必要から、第１実施形態のように第３ポンプ油をアームシリンダ７に合流させるのが望ましい。
【００８３】
反面、アームシリンダ７にはアーム及びバケット重量が縮み方向に作用していることから、縮み側操作であるアーム押し操作時にも合流させると、戻り側の圧力損失が大きくなるという問題が生じる。
【００８４】
そこで、第２実施形態においては、アーム押し操作時には合流切換弁３５を第１位置イのままとして、第３ポンプ油をアームシリンダ７に合流させない構成がとられている。
【００８５】
具体的には、合流切換弁３５の分岐パイロットライン３８を、アーム引き操作時にはアーム用コントロールバルブ１９でブロックするが、アーム押し操作時には、図３中に太線で示すように同バルブ１９のパイロット圧通路１９ａによってタンクライン２６に接続するように構成されている。
【００８６】
この構成により、アーム押し操作時の戻り側の圧力損失を低減することができる。
【００８７】
なお、この第２実施形態においては、合流弁２２の第１パイロットポート２２ａにアーム引きパイロット圧のみを導入する構成とすればよい。
【００８８】
第３実施形態(図４参照)
ブーム上げ／旋回操作時には、上記のように第３ポンプ油をブームシリンダ６に合流させるのが望ましいが、第１実施形態のようにブーム下げ／旋回操作時にも合流させると、圧力の低いブーム下げ側に合わせて旋回圧力も低くなってしまい、旋回加速が悪化する弊害が生じる。
【００８９】
そこで第３実施形態においては、ブーム下げ／旋回操作時にはブーム合流を止めるように構成されている。
【００９０】
具体的には、第１実施形態の構成を前提として、合流切換弁３５のパイロットライン３７に、パイロット一次圧を送る第２分岐パイロットライン３９が接続される一方、合流弁２２の第１パイロットライン２３にブーム下げパイロット圧が導入され、このブーム下げパイロット圧と、第２分岐パイロットライン３９からのパイロット一次圧のいずれか一方がシャトル弁４０で高圧選択されて合流弁２２の第１パイロットポート２２ａに導入されるように構成されている。
【００９１】
こうすれば、ブーム下げ操作時に合流弁２２が第２位置ロに切換わり、ブームライン３３が遮断されるため、同時に旋回操作されてもブーム合流は行われない。
【００９２】
これにより、ブーム下げ／旋回時に良好な旋回性能を確保することができる。
【００９３】
なお、ブーム下げ非操作でアーム操作があったときには、第２分岐パイロットライン３９−分岐パイロットライン３８−アーム用コントロールバルブ１９−タンクライン２６のルートが遮断されてパイロット一次圧が合流弁２２の第１パイロットポート２２ａに導入されるため、第１実施形態と同様に、合流弁２２が第２位置ロに切換わる。
【００９４】
第４実施形態(図５参照)
アーム／バケット操作による掘削時にアーム合流状態とすると、掘削抵抗によってアームシリンダ７がリリーフした場合に使用馬力が大きくなるため、残りの馬力で作動するバケットの動きが悪くなる。
【００９５】
そこで、第４実施形態においては、アーム／バケット操作時にはアーム合流を停止させるように構成されている。
【００９６】
具体的には、合流切換弁３５のバネ側のパイロットポートにパイロットライン４１によってバケット掘削側(バケットシリンダ伸び側)のパイロット圧を導入する構成がとられている。
【００９７】
こうすれば、バケットの掘削側操作があれば、そのパイロット圧が、パイロット一次圧に対抗して合流切換弁３５に加えられるため、アーム操作があっても同切換弁３５が第１位置、すなわち、第３ポンプ油がアーム合流しない位置に保持される。
【００９８】
これにより、アーム／バケット操作による掘削時にアームシリンダ７がリリーフした場合でも、十分なバケット流量を確保してバケットの動きを良くし、作業のサイクルタイムを早くすることができる。
【００９９】
なお、図５は、図４に示す第３実施形態の回路構成を前提として示しているが、第４実施形態の構成は第１及び第２両実施形態の回路構成をとる場合でも適用することができる。
【０１００】
ところで、本発明は、上記実施形態で挙げた、走行モータ１０，１１が第１、第２回路Ａ，Ｂの最上流側に配置された走行優先回路以外の回路構成をとる場合にも適用することができる。
【０１０１】
さらに、請求項１〜５の発明は油圧ショベルに限らず、油圧ショベルを母体として、バケットに代えてブレーカや開閉式の圧砕装置を取付けて構成される破砕機や解体機等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ ブーム
４ アーム
５ バケット
Ａ 第１回路
Ｂ 第２回路
Ｃ 第３回路
６ 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 作業アタッチメント
１０ 左走行モータ
１１ 右走行モータ
１２ 旋回モータ
１３ 第１ポンプ
１４ 第２ポンプ
１５ 第３ポンプ
１６ ブーム用コントロールバルブ
１７ バケット用コントロールバルブ
１８ 左走行用コントロールバルブ
１９ アーム用コントロールバルブ
２０ 右走行用コントロールバルブ
２１ 旋回用コントロールバルブ
２２ 合流弁
２２ａ，２２ｂ 合流弁のパイロットポート
２３，２４ 同、パイロットライン
２５ 分岐パイロットライン
２６ タンクイラン
Ｔ タンク
２７ 分岐パイロットライン
２８ 第１ポンプのポンプライン
２９ ポンプラインから分岐した第１分岐ライン
３０ 同、第２分岐ライン
３１ アンロードライン
３２ 第３ポンプ油をアームシリンダに送るアームライン
３３ 第３ポンプ油をブームシリンダに送るブームライン
３４ ブームラインの絞り
３５ 合流切換弁
３５ａ 合流切換弁のパイロットポート
３６ タンク接続ライン
３７ 合流切換弁のパイロットライン
３８ 同、分岐パイロットライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載され旋回モータによって旋回駆動される上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業アタッチメントとを有し、上記作業アタッチメントは、ブームシリンダによって上げ下げ作動するブームと、アームシリンダによって押し引き作動するアームとを有し、油圧アクチュエータ回路として、上記ブームシリンダが属する第１回路と、上記アームシリンダが属する第２回路と、上記旋回モータが属する第３回路とを備え、各回路は油圧アクチュエータごとに作動を制御するための、ブーム用、アーム用、旋回用を含むコントロールバルブを備え、かつ、上記第１回路の油圧源としての第１ポンプと、上記第２回路の油圧源としての第２ポンプと、上記第３回路の油圧源としての第３ポンプとを有する建設機械の油圧回路において、上記第３回路の最上流側に合流弁、上記第３回路と上記第２回路の接続部分に合流切換弁をそれぞれ設け、上記合流弁及び合流切換弁は、それぞれ中立の第１位置と第２位置を有し、
(Ａ) ブーム上げ操作時に上記合流弁及び合流切換弁がそれぞれ上記第１位置となる第１の状態とする一方、アーム操作時に上記合流弁及び上記合流切換弁がそれぞれ上記第２位置となる第２の状態とし、
(Ｂ) 上記第１の状態において、旋回操作があれば上記第３ポンプ油を上記第１及び第３両回路にパラレルに供給する一方、旋回操作が無ければ上記第３ポンプ油をタンクに戻し、
(Ｃ) 上記第２の状態で上記第３ポンプ油を上記第２回路に供給する一方、上記第１回路に対しては供給を制限する
ように構成したことを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記第１の状態で上記第３ポンプ油を上記第１回路に合流させる通路に絞りを設けた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３】
上記第１の状態で旋回操作が無い場合に、上記第３ポンプ油を旋回用コントロールバルブ及び合流切換弁のみを通過してタンクに戻すように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の油圧回路。
【請求項４】
上記合流切換弁のパイロットラインを、アーム押し操作時にはタンクに連通させることによって、上記合流切換弁を上記第１位置とするように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項５】
ブーム下げ操作時に、上記合流弁が上記第２位置、上記合流切換弁が上記第１位置となる第３の状態とし、この第３の状態で、上記第１回路に対する上記第３ポンプ油の供給を制限するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項６】
上記作業アタッチメントは、バケットシリンダによって掘削／ダンプ作動を行うバケットを先端に有し、アーム操作とバケット操作を同時に行うアーム／バケット操作時に、上記合流切換弁を上記第１位置として、上記第２回路に対する上記第３ポンプ油の供給を遮断するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載され旋回モータによって旋回駆動される上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業アタッチメントとを有し、上記作業アタッチメントは、ブームシリンダによって上げ下げ作動するブームと、アームシリンダによって押し引き作動するアームとを有し、油圧アクチュエータ回路として、上記ブームシリンダが属する第１回路と、上記アームシリンダが属する第２回路と、上記旋回モータが属する第３回路とを備え、各回路は油圧アクチュエータごとに作動を制御するための、ブーム用、アーム用、旋回用を含むコントロールバルブを備え、かつ、上記第１回路の油圧源としての第１ポンプと、上記第２回路の油圧源としての第２ポンプと、上記第３回路の油圧源としての第３ポンプとを有する建設機械の油圧回路において、上記第３回路の最上流側に合流弁、上記第３回路と上記第２回路の接続部分に合流切換弁をそれぞれ設け、上記合流弁及び合流切換弁は、それぞれ中立の第１位置と第２位置を有し、
(Ａ) ブーム上げ操作時に上記合流弁及び合流切換弁がそれぞれ上記第１位置となる第１の状態とする一方、アーム操作時に上記合流弁及び上記合流切換弁がそれぞれ上記第２位置となる第２の状態とし、
(Ｂ) 上記第１の状態において、旋回操作があれば上記第３ポンプ油を上記第１及び第３両回路にパラレルに供給する一方、旋回操作が無ければ上記第３ポンプ油をタンクに戻し、
(Ｃ) 上記第２の状態で上記第３ポンプ油を上記第２回路に供給する一方、上記第１回路に対しては供給を制限する
ように構成したことを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記第１の状態で上記第３ポンプ油を上記第１回路に合流させる通路に絞りを設けた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３】
上記第１の状態で旋回操作が無い場合に、上記第３ポンプ油を旋回用コントロールバルブ及び合流切換弁のみを通過してタンクに戻すように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の油圧回路。
【請求項４】
上記合流切換弁のパイロットラインを、アーム押し操作時にはタンクに連通させることによって、上記合流切換弁を上記第１位置とするように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項５】
ブーム下げ操作時に、上記合流弁が上記第２位置、上記合流切換弁が上記第１位置となる第３の状態とし、この第３の状態で、上記第１回路に対する上記第３ポンプ油の供給を制限するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項６】
上記作業アタッチメントは、バケットシリンダによって掘削／ダンプ作動を行うバケットを先端に有し、アーム操作とバケット操作を同時に行うアーム／バケット操作時に、上記合流切換弁を上記第１位置として、上記第２回路に対する上記第３ポンプ油の供給を遮断するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１００８７９（Ｐ２０１３−１００８７９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５５３７（Ｐ２０１１−２４５５３７）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
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