JP2008115990A - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際して、発生する圧力損失を小さく抑えることができる。
【解決手段】４個の主油圧ポンプ２ａ〜２ｄのそれぞれを、旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、及びバケット用方向制御弁４ｄのそれぞれに一対一対応可能に設けるとともに、旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、バケット用方向制御弁４ｄのうちの該当するものと、走行左用方向制御弁４ｅ，４ｆ、走行右用方向制御弁４ｇ，４ｈとを、旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、及びバケット用方向制御弁４ｄのそれぞれに一対一対応可能に設けた油圧ポンプ２ａ〜２ｄのいずれかに、パラレル接続及びタンデム接続した構成にしてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の主油圧ポンプと、これらの主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、及び走行モータとを備えた油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に関する。

この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この特許文献１には、２つの主油圧ポンプを備えるとともに、これらの主油圧ポンプのうちの主に第１の主油圧ポンプから吐出される圧油が供給され、走行右モータの駆動を制御する走行右用方向制御弁、バケットシリンダの駆動を制御するバケット用方向制御弁、ブームシリンダの駆動を制御する第１ブーム用方向制御弁、及びアームシリンダの駆動を制御する第２アーム用方向制御弁と、上述した主油圧ポンプのうちの主に第２主油圧ポンプから吐出される圧油が供給され、旋回モータの駆動を制御する旋回用方向制御弁、アームシリンダの駆動を制御する第１アーム用方向制御弁、ブームシリンダの駆動を制御する第２ブーム用方向制御弁、特殊アクチュエータの駆動を制御する予備用方向制御弁、走行左モータの駆動を制御する走行左用方向制御弁、及び走行右モータの駆動を制御する走行右用方向制御弁と、この走行右用方向制御弁の入力ポートと走行左用方向制御弁の入力ポートとを断接可能な走行連通弁とを備えた構成が示されている。
特開２００６−２６６５０２公報

上述した従来技術にあっては、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ相互の複合操作が実施される場合、１個の主油圧ポンプから吐出される圧油で複数のアクチュエータを駆動することが起こり得る。このようなとき、複数のアクチュエータのそれぞれの負荷圧が異なる場合には、低負荷側のアクチュエータの駆動を制御する方向制御弁の開口面積を小さくし、過度の流出流量を抑えることが必要になる。しかし、これにより従来技術では過大な圧力損失を生じ、大きなエネルギロスを生じてしまうことになる。また、このエネルギロスの発生に伴って経済性が低下してしまう。さらに、複合操作に係る１つのアクチュエータの操作の変化が、複合操作に係る他のアクチュエータの駆動に影響を与えることから、他のアクチュエータの操作性が低下しやすい懸念もある。

本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、オープンセンタ回路を備えものにあって、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際して、発生する圧力損失を小さく抑えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機に連結される複数個の主油圧ポンプと、これらの主油圧ポンプに接続され、旋回体を作動させる旋回モータの駆動を制御する旋回用方向制御弁と、ブームを作動させるブームシリンダの駆動を制御するブーム用方向制御弁と、アームを作動させるアームシリンダの駆動を制御するアーム用方向制御弁と、バケットを作動させるバケットシリンダの駆動を制御するバケット用方向制御弁と、走行体を作動させる走行モータの駆動を制御する走行用方向制御弁とを含む建設機械の油圧駆動装置において、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、上記バケット用方向制御弁、及び上記走行用方向制御弁が、センタバイパス型方向制御弁から成り、上記複数個の主油圧ポンプが、４個の主油圧ポンプから成り、これらの４個の主油圧ポンプのそれぞれを、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、及び上記バケット用方向制御弁のそれぞれに一対一対応可能に設けるとともに、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、上記バケット用方向制御弁のうちの該当するものと、上記走行用方向制御弁とを、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、及び上記バケット用方向制御弁のそれぞれに一対一対応可能に設けた上記油圧ポンプに、パラレル接続及びタンデム接続したことを特徴としている。

このように構成した本発明は、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際しては、４個の主油圧ポンプのそれぞれを、旋回用方向制御弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、及びバケット用方向制御弁のそれぞれに一対一対応させ、例えば第１主油圧ポンプの圧油を旋回用方向制御弁のみに供給させ、第２主油圧ポンプの圧油をブーム用方向制御弁のみに供給させ、第３主油圧ポンプの圧油をアーム用方向制御弁のみに供給させ、第４主油圧ポンプの圧油をバケット用方向制御弁のみに供給させることができる。したがって、旋回用方向制御弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、及びバケット用方向制御弁のそれぞれが、他の方向制御弁によって制御される他のアクチュエータの負荷圧の高低による影響を受けずに、所望の開口面積を保つことができ、このような複合操作に際して発生する圧力損失を少なく抑えることができる。

また、本発明は上記発明において、上記旋回モータ、上記ブームシリンダ、上記アームシリンダ、上記バケットシリンダ、及び上記走行モータのそれぞれの単独駆動時に、上記主油圧ポンプのうちの複数個の主油圧ポンプから吐出される圧油を、合流させて該当する上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、上記バケット用方向制御弁、及び上記走行用方向制御弁のいずれかに供給可能にする合流手段を備えたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、及び走行モータそれぞれの単独駆動時には、合流手段を介して複数個の主油圧ポンプから吐出される圧油を該当するアクチュエータに供給して、そのアクチュエータの作動速度を速くさせることができる。

また、本発明は上記発明において、上記主油圧ポンプが、互いに連設して上記原動機に連結されるタンデム形主油圧ポンプから成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、主油圧ポンプの設置スペースを小さく抑えることができる。

また、本発明は上記発明において、上記走行用方向制御弁を、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、及び上記バケット用方向制御弁のうちの該当するものの下流または上流に配置したことを特徴としている。

また、本発明は上記発明において、特定アタッチメントを作動させるアクチュエータの駆動を制御する予備用方向制御弁を備えるとともに、この予備用方向制御弁がセンタバイパス型方向制御弁から成り、この予備用方向制御弁を、上記走行用方向制御弁の上流または下流に配置したことを特徴としている。

本発明は、旋回用方向制御弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、バケット用方向制御弁、及び走行用方向制御弁が、センタバイパス型方向制御弁から成るとともに、複数個の主油圧ポンプが４個の主油圧ポンプから成り、これらの４個の主油圧ポンプのそれぞれを、旋回用方向制御弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、及びバケット用方向制御弁のそれぞれに一対一対応可能に設けた構成にしてあることから、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際して、旋回用方向制御弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、及びバケット用方向制御弁に個別の主油圧ポンプの吐出油を供給することができる。したがって、これらの旋回用方向制御弁、ブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁、及びバケット用方向制御弁が、他の方向制御弁によって制御される他のアクチュエータの負荷圧の高低による影響を受けずに、所望の開口面積を保つことができる。すなわち、オープンセンタ回路を備えたものにあって、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際して、発生する圧力損失を小さく抑えることができる。これにより、従来におけるような過大な圧力損失の発生に伴うエネルギロスを少なくすることができ、従来に比べて経済性を向上させることができる。また、各アクチュエータの良好な操作性を確保することができる。

以下，本発明に係る建設機械の油圧駆動装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

［第１実施形態の構成］
図１は本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。この第１実施形態は、例えば油圧ショベルの油圧駆動装置であり、原動機１と、この原動機１にミッション３を介して連結される複数個の主油圧ポンプ、例えば６個の主油圧ポンプ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとを備えている。これらの主油圧ポンプ２ａ〜２ｄのそれぞれは、例えばタンデム形主油圧ポンプから成っている。主油圧ポンプ２ａ〜２ｄのうち、主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂとがタンデムに接続され、主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄとがタンデムに接続されている。

上述のようにタンデム接続される主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂのうちの主油圧ポンプ２ａは、図示しないアームシリンダの駆動を制御するセンタバイパス型の方向制御弁であるアーム用方向制御弁４ａに一対一対応可能に設けてある。アーム用方向制御弁４ａのたとえば下流には、センタバイパス型方向制御弁である第２走行左用方向制御弁４ｆを、主油圧ポンプ２ａにパラレル接続及びタンデム接続してある。主油圧ポンプ２ｂは、図示しない旋回モータの駆動を制御するセンタバイパス型方向制御弁である旋回用方向制御弁４ｂに一対一対応可能に設けてある。旋回用方向制御弁４ｂの例えば下流には、センタバイパス型の方向制御弁である第１走行左用方向制御弁４ｅを、主油圧ポンプ２ｂにパラレル接続及びタンデム接続してある。

上述のようにタンデム接続される主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄのうちの主油圧ポンプ２ｃは、図示しないブームシリンダの駆動を制御するセンタバイパス型の方向制御弁であるブーム用方向制御弁４ｃに一対一対応可能に設けてある。ブーム用方向制御弁４ｃの例えば下流には、センタバイパス型の方向制御弁である第２走行右用方向制御弁４ｈを、主油圧ポンプ２ｃにパラレル接続及びタンデム接続してある。主油圧ポンプ２ｄは、図示しないバケットシリンダの駆動を制御するバケット用方向制御弁４ｄに一対一対応可能に設けてある。バケット用方向制御弁４ｄの例えば下流には、センタバイパス型の方向制御弁である第１走行右用方向制御弁４ｇを、主油圧ポンプ２ｄにパラレル接続及びタンデム接続してある。

上述のように、この第１実施形態は、主油圧ポンプが、４個の主油圧ポンプ２ａ〜２ｄから成り、これらの主油圧ポンプ２ａ〜２ｄのそれぞれを、旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、バケット用方向制御弁４ｄのそれぞれ該当するものに、一対一対応可能に設けてある。

主油圧ポンプ２ａに接続される主管路５ａは、アーム用方向制御弁４ａ、第２走行左用方向制御弁４ｆをつなぐセンタバイパス管路８ａに接続してある。また、センタバイパス管路８ａから分岐した分岐管路９ａを、アーム用方向制御弁４ａの入力ポートに接続してあるとともに、アーム用方向制御弁４ａと図示しないアームシリンダとを導入管路６ａで接続してある。

また、センタバイパス管路８ａに接続されるバイパス管路１０ａを、センタバイパス管路８ａから分岐し第２走行左用方向制御弁４ｆの入力ポートに連絡される分岐管路９ｆに接続してある。この第２走行左用方向制御弁４ｆと図示しない走行左モータとは、導入管路７ａで接続されている。

主油圧ポンプ２ｂに接続される主管路５ｂは、旋回用方向制御弁４ｂ、第１走行左用方向制御弁４ｅをつなぐセンタバイパス管路８ｂに接続してある。また、センタバイパス管路８ｂから分岐した分岐管路９ｂを、旋回用方向制御弁４ｂの入力ポートに接続してあるとともに、旋回用方向制御弁４ｂと図示しない旋回モータとを導入管路６ｂで接続してある。

また、センタバイパス管路８ｂに接続させたバイパス管路１０ｂを、センタバイパス管路８ｂから分岐し第１走行左用方向制御弁４ｅの入力ポートに連絡される分岐管路９ｅに接続してある。この第１走行左用方向制御弁４ｅと図示しない走行左モータとは導入管路７ａで接続されている。

主油圧ポンプ２ｃに接続される主管路５ｃは、ブーム用方向制御弁４ｃ、第２走行右用方向制御弁４ｈをつなぐセンタバイパス管路８ｃに接続してある。また、センタバイパス管路８ｃから分岐した分岐管路９ｃを、ブーム用方向制御弁４ｃの入力ポートに接続してあるとともに、ブーム用方向制御弁４ｃと図示しないブームシリンダとを導入管路６ｃで接続してある。

また、センタバイパス管路８ｃに接続されるバイパス管路１０ｃを、センタバイパス管路８ｃから分岐し第２走行右用方向制御弁４ｈの入力ポートに連絡される分岐管路９ｈに接続してある。この第２走行右用方向制御弁４ｈと図示しない走行右モータとは、導入管路７ｂで接続されている。

主油圧ポンプ２ｄに接続される主管路５ｄは、バケット用方向制御弁４ｄ、第１走行右用方向制御弁４ｇをつなぐセンタバイパス管路８ｄに接続してある。また、センタバイパス管路８ｄから分岐した分岐管路９ｄを、バケット用方向制御弁４ｄの入力ポートに接続してあるとともに、バケット用方向制御弁４ｄと図示しないバケットシリンダとを導入管路６ｄで接続してある。

また、センタバイパス管路８ｄに接続させたバイパス管路１０ｄを、センタバイパス管路８ｄから分岐し第１走行右用方向制御弁４ｇの入力ポートに連絡される分岐管路９ｇに接続してある。この第１走行右用方向制御弁４ｇと図示しない走行右モータとは導入管路７ｂで接続されている。なお、同図１中、符号１２はタンクを示している。

また、主管路５ａと主管路５ｂの双方にわたって、連通位置Ａと、合流位置Ｂ，Ｃとを有する合流弁１１ａを設けてある。合流弁１１ａを例えば連通位置Ａに保ったときには、主油圧ポンプ２ａの吐出油が主管路５ａを介してアーム用方向制御弁４ａ、第２走行左用方向制御弁４ｆに供給可能になり、また、主油圧ポンプ２ｂの吐出油が主管路５ｂを介して旋回用方向制御弁４ｂ、第１走行左用方向制御弁４ｅに供給可能になっている。また、合流弁１１ａを合流位置Ｂに切り換えたときには、合流弁１１ａを介して主油圧ポンプ２ａ，２ｂの吐出油が合流してアーム用方向制御弁４ａ、第２走行左用方向制御弁４ｆに供給可能になっている。また、合流弁１１ａを合流位置Ｃに切り換えたときには、合流弁１１ａを介して主油圧ポンプ２ａ，２ｂの吐出油が合流して旋回用方向制御弁４ｂ、第１走行左用方向制御弁４ｅに供給可能になっている。

また、主管路５ｃと主管路５ｄとの双方にわたって、連通位置Ａと、合流位置Ｂ，Ｃとを有する合流弁１１ｂを設けてある。合流弁１１ｂを例えば連通位置Ａに保ったときには、主油圧ポンプ２ｃの吐出油が主管路５ｃを介してブーム用方向制御弁４ｃ、第２走行右用方向制御弁４ｈに供給可能になり、また、主油圧ポンプ２ｄの吐出油が主管路５ｄを介してバケット用方向制御弁４ｄ、第１走行右用方向制御弁４ｇに供給可能になっている。また、合流弁１１ｂを合流位置Ｂに切り換えたときには、合流弁１１ｂを介して主油圧ポンプ２ｃ，２ｄの吐出油が合流してブーム用方向制御弁４ｃ、第２走行右用方向制御弁４ｈに供給可能になっている。また、合流弁１１ｂを合流位置Ｃに切り換えたときには、合流弁１１ｂを介して主油圧ポンプ２ｃ，２ｄの吐出油が合流してバケット用方向制御弁４ｄ、第１走行右用方向制御弁４ｇに供給可能になっている。

上述した合流弁１１ａ，１１ｂのそれぞれは、図示しない旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、走行左モータ、及び走行右モータのそれぞれの単独駆動時に、主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂとから吐出される圧油を、また主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄから吐出される圧油をそれぞれ合流させて該当する旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、バケット用方向制御弁４ｄ、第１走行左用方向制御弁４ｅ、第２走行左用方向制御弁４ａ、第１走行右用方向制御弁４ｇ、及び第２走行右用方向制御弁４ｈのいずれかに供給する合流手段を構成している。

［旋回とブームの複合操作］
旋回とブームの複合操作に際しては、例えば合流弁１１ａ，１１ｂがそれぞれ連通位置Ａに保たれ、主油圧ポンプ２ｂの圧油が主管路５ｂ、合流弁１１ａ、センタバイパス管路８ｂ、分岐管路９ｂを介して旋回用方向制御弁４ｂに供給され、主油圧ポンプ２ｃの圧油が主管路５ｃ、合流弁１１ｂ、センタバイパス管路８ｃ、分岐管路９ｃを介してブーム用方向制御弁４ｃに供給される。これにより、導入管路６ｂを介して図示しない旋回モータに圧油が供給され、また導入管路６ｃを介して図示しないブームシリンダに圧油が供給され、比較的作動速度の遅い旋回とブームの複合操作を実施できる。

また、このような状態において、合流弁１１ａを合流位置Ｃに切り換えると、主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂの吐出油が合流弁１１ａを介して旋回用方向制御弁４ｂに供給される。したがって、図示しない旋回モータの作動速度を速くすることができる。同様に、合流弁１１ｂを合流位置Ｂに切り換えると、主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄの吐出油が合流弁１１ｂを介してブーム用方向制御弁４ｃに供給される。これにより図示しないブームシリンダの作動速度を速くすることができる。

［旋回とアームの複合操作］
また、旋回とアームの複合操作に際しては、合流弁１１ａが連通位置Ａに保たれ、主油圧ポンプ２ｂの圧油が旋回用方向制御弁４ｂに供給され、主油圧ポンプ２ａの圧油がアーム用方向制御弁４ａに供給される。したがって、旋回用方向制御弁４ｂ、アーム用方向制御弁４ａのそれぞれを適宜切り換えることにより、導入管路６ｂを介して図示しない旋回モータに圧油が供給され、また導入管路６ａを介して図示しないアームシリンダに圧油が供給され、比較的作動速度の遅い旋回とアームの複合操作を実施できる。

［ブームとアームの複合操作］
ブームとアームの複合操作に際して、例えば合流弁１１ａ，１１ｂがそれぞれ連通位置Ａに保たれ、主油圧ポンプ２ｃの圧油が図示しないブームシリンダに供給され、主油圧ポンプ２ａの圧油が図示しないアームシリンダに供給されると、比較的作動速度の遅いブームとアームの複合操作を実施できる。

また、合流弁１１ａ，１１ｂをそれぞれ合流位置Ｂに切り換えると、上述のように主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄの圧油を図示しないブームシリンダに供給でき、また主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂの圧油を図示しないアームシリンダに供給でき、これらのブームシリンダ、アームシリンダの作動速度を速くすることができる。

［アームとバケットの複合操作］
アームとバケットの複合操作に際しては、例えば合流弁１１ａ，１１ｂが連通位置Ａに保たれ、主油圧ポンプ２ａの圧油がアーム用方向制御弁４ａに供給され、主油圧ポンプ２ｄの圧油がバケット用方向制御弁４ｄに供給される。したがって、アーム用方向制御弁４ａとバケット用方向制御弁４ｄを適宜切り換えることにより、導入管路６ａを介して図示しないアームシリンダに圧油が供給され、導入管路６ｄを介して図示しないバケットシリンダに圧油が供給され、アームとバケットの複合操作を実施できる。

［ブームとアームとバケットの複合操作］
ブームとアームとバケットの複合操作に際しては、例えば合流弁１１ａ，１１ｂが連通位置Ａに保たれ、上述したように主油圧ポンプ２ｃの圧油がブーム用方向制御弁４ｃに供給され、主油圧ポンプ２ａの圧油がアーム用方向制御弁４ａに供給され、主油圧ポンプ２ｄの圧油がバケット用方向制御弁４ｄに供給され、ブームとアームとバケットの複合操作を実現できる。

［旋回とブームとアームとバケットの複合操作］
旋回とブームとアームとバケットの複合操作に際しては、例えば合流弁１１ａ，１１ｂが連通位置Ａに保たれ、上述したように主油圧ポンプ２ｂの圧油が旋回用方向制御弁４ｂに供給され、主油圧ポンプ２ｃの圧油がブーム用方向制御弁４ｃに供給され、主油圧ポンプ２ａの圧油がアーム用方向制御弁４ａに供給され、主油圧ポンプ２ｄの圧油がバケット用方向制御弁４ｄに供給され、旋回とブームとアームとバケットの複合操作を実施できる。

［旋回単独操作］
旋回単独操作に際しては、例えば合流弁１１ａが連通位置Ａに保たれ、上述したように主油圧ポンプ２ｂから旋回用方向制御弁４ｂに圧油が供給され、旋回用方向制御弁４ｂを切り換えることにより図示しない旋回モータが駆動し、比較的速度の遅い旋回単独操作を実施することができる。

また、このような状態から合流弁１１ａを合流位置Ｃに切り換えると、主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂの吐出油が合流弁１１ａを介して旋回用方向制御弁４ｂに導かれ、速度の速い旋回単独操作を実施することができる。

［ブーム単独操作］
ブーム単独操作に際しては、例えば合流弁１１ｂが連通位置Ａに保たれ、上述したように主油圧ポンプ２ｃからブーム用方向制御弁４ｃに圧油が供給され、ブーム用方向制御弁４ｃを切り換えることにより図示しないブームシリンダが駆動し、比較的速度の遅いブーム単独操作を実施することができる。

また、このような状態から合流弁１１ｂを合流位置Ｂに切り換えると、主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄの吐出油が合流弁１１ｂを介してブーム用方向制御弁４ｃに導かれ、速度の速いブーム単独操作を実施することができる。

［アーム単独操作］
アーム単独操作に際しては、例えば合流弁１１ａが連通位置Ａに保たれ、上述したように主油圧ポンプ２ａからアーム用方向制御弁４ａに圧油が供給され、アーム用方向制御弁４ａを切り換えることにより図示しないアームシリンダが駆動し、比較的速度の遅いアーム単独操作を実施することができる。

また、このような状態から合流弁１１ａを合流位置Ｂに切り換えると、主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂの吐出油が合流弁１１ａを介してアーム用方向制御弁４ａに導かれ、速度の速いアーム単独操作を実施することができる。

［バケット単独操作］
バケット単独操作に際しては、例えば合流弁１１ｂが連通位置Ａに保たれ、上述したように主油圧ポンプ２ｄからバケット用方向制御弁４ｄに圧油が供給され、バケット用方向制御弁４ｄを切り換えることにより図示しないバケットシリンダが駆動し、比較的速度の遅いバケット単独操作を実施することができる。

また、このような状態から合流弁１１ｂを合流位置Ｃに切り換えると、主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄの吐出油が合流弁１１ｂを介してバケット用方向制御弁４ｄに導かれ、速度の速いバケット単独操作を実施することができる。

［走行単独操作］
走行単独操作に際しては、例えば合流弁１１ａ，１１ｂが連通位置Ａに保たれ、主油圧ポンプ２ａの圧油が主管路５ａを介して第２走行左用方向制御弁４ｆに導かれ、主油圧ポンプ２ｂの圧油が主管路５ｂを介して第１走行左用方向制御弁４ｅに導かれる。また、主油圧ポンプ２ｃの圧油が主管路５ｃを介して第２走行右用方向制御弁４ｈに導かれ、主油圧ポンプ２ｄの圧油が主管路５ｄを介して第１走行右用方向制御弁４ｇに導かれる。したがって、例えば第１走行左用方向制御弁４ｅ、第１走行右用方向制御弁４ｇを適宜切り換えることにより、導入管路７ａ，７ｂを介して、圧油が図示しない走行左モータ、走行右モータに供給され、比較的遅い走行速度の走行操作を実施することができる。

また、このような状態から、合流弁１１ａ，１１ｂを合流位置Ｃに切り換えると、主油圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂの吐出油が合流弁１１ａを介して第１走行左用方向制御弁４ｅに導かれ、また、主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄの吐出油が合流弁１１ｂを介して第１走行右用方向制御弁４ｇに導かれ、図示しない走行左モータ、走行右モータの速い走行速度の走行操作を実施することができる。

なお、実際の作業現場では、走行停止状態においてフロント作業機による掘削作業等が実施され、逆に、フロント作業機を停止させた状態で走行操作が実施されることが多い。

［走行を含む複合操作］
上述した実状にもかかわらず、左右走行モータと他のアクチュエータ、例えばアームシリンダ、バケットシリンダとが複合操作されることがある。例えば第２走行左用方向制御弁４ｆと第１走行右用方向制御弁４ｇがフル操作され、アーム用方向制御弁４ａとバケット用方向制御弁４ｄがハーフ操作されるような場合がある。このような場合には、例えば合流弁１１ａが合流位置Ｂに切り換えられ、合流弁１１ｂが合流位置Ｃに切り換えられる。これによって、主油圧ポンプ２ａ，２ｂの合流された圧油が、センタバイパス管路８ａ及びバイパス管路１０ａに供給され、主油圧ポンプ２ｃ，２ｄの合流された圧油が、センタバイパス管路８ｄ及びバイパス管路１０ｄに供給される。

これにより、分岐管路９ａを介してアーム用方向制御弁４ａに圧油が供給されるとともに、センタバイパス管路８ａ及びバイパス管路１０ａによって導かれた圧油が分岐管路９ｆを介して第２走行左用方向制御弁４ｆに供給される。また、分岐管路９ｄを介してバケット用方向制御弁４ｄに圧油が供給されるとともに、センタバイパス管路８ｄ及びバイパス管路１０ｄによって導かれた圧油が分岐管路９ｇを介して第１走行右用方向制御弁４ｇに供給される。

これらの操作により、第２走行左用方向制御弁４ｆ、導入管路７ａを介して、また第１走行右用方向制御弁４ｇ、導入管路７ｂを介してそれぞれ走行左モータ、走行右モータに圧油が供給されるとともに、アーム用方向制御弁４ａ、導入管路６ａを介してアームシリンダに圧油が供給され、バケット用方向制御弁４ｄ、導入管路６ｄを介してバケットシリンダに圧油が供給され、走行とアームとバケットの複合操作を実施できる。

また、上述の状態から例えば、アーム用方向制御弁４ａ、バケット用方向制御弁４ｄがフル操作されると、主油圧ポンプ２ａ，２ｂの合流された圧油がセンタバイパス管路８ａを介してアーム用方向制御弁４ａに供給されるとともに、バイパス管路１０ａを介して第２走行左用方向制御弁４ｆに供給され、また、主油圧ポンプ２ｃ，２ｄの合流された圧油がセンタバイパス管路８ｄを介してバケット用方向制御弁４ｄに供給されるとともに、バイパス管路１０ｄを介して第１走行右用方向制御弁４ｇに供給される。これらにより、作動速度を少し速くした走行、アーム、バケットの複合操作を実施できる。

［第１実施形態の効果］
上述のように構成した第１実施形態によれば、図示しない旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際しては、４個の主油圧ポンプ２ａ〜２ｄのそれぞれを、旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、及びバケット用方向制御弁４ｄのそれぞれに一対一対応させ、主油圧ポンプ２ｂの圧油を旋回用方向制御弁４ｂのみに供給させ、主油圧ポンプ２ｃの圧油をブーム用方向制御弁４ｃのみに供給させ、主油圧ポンプ２ａの圧油をアーム用方向制御弁４ａのみに供給させ、主油圧ポンプ２ｄの圧油をバケット用方向制御弁４ｄのみに供給させることができる。したがって、旋回用方向制御弁４ｂ、ブーム用方向制御弁４ｃ、アーム用方向制御弁４ａ、及びバケット用方向制御弁４ｄのそれぞれが、他の方向制御弁によって制御される他のアクチュエータの負荷圧の高低による影響を受けずに、所望の開口面積を保つことができる。このように、オープンセンタ回路を備えたものにあって、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ相互の複合操作に際して、発生する圧力損失を少なく抑えることができる。これにより、過大な圧力損失の発生に伴うエネルギロスを少なくすることができ、経済性を向上させることができる。また、各アクチュエータの良好な操作性を確保することができる。

また、この第１実施形態によれば、図示しない旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、および左右走行モータのそれぞれの単独駆動時には、合流弁１１ａ，１１ｂを介して主油圧ポンプ２ａ，２ｂ、あるいは主油圧ポンプ２ｃ，２ｄから吐出される圧油をそれぞれ合流させて旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、走行左モータ、あるいは走行右モータに供給して、これらのアクチュエータの作動速度を速くさせることができる。

さらに、この第１実施形態によれば、主油圧ポンプ２ａ〜２ｄをタンデム形油圧ポンプによって構成し、主圧ポンプ２ａと主油圧ポンプ２ｂ、または主油圧ポンプ２ｃと主油圧ポンプ２ｄをそれぞれタンデム接続させてあることから、主油圧ポンプ２ａ〜２ｄの設置スペースを小さくすることができ、この油圧駆動装置における各油圧機器の配置設計の自由度を広げることができる。

［第２実施形態の構成］
図２は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。この第２実施形態も、例えば油圧ショベルの油圧駆動装置である。この第２実施形態は、第１走行左用方向制御弁４ｅを旋回用方向制御弁４ｂの上流に、第２走行左用方向制御弁４ｆをアーム用方向制御弁４ａの上流に、第１走行右用方向制御弁４ｇをバケット用方向制御弁４ｄの上流に、第２走行右用方向制御弁４ｈをブーム用方向制御弁４ｃの上流に、それぞれ配置してある。その他の構成は、上述した第１実施形態におけるのと同等である。

このように構成した第２実施形態は、旋回とブームの複合操作、旋回とアームの複合操作、ブームとアームの複合操作、アームとバケットの複合操作、ブームとアームとバケットの複合操作、旋回とブームとアームとの複合操作、及び旋回単独操作、ブーム単独操作、アーム単独操作、バケット単独操作、及び走行単独操作については、上述した第１実施形態におけるのと同様にして実施される。

走行モータと、他のアクチュエータ例えばアームシリンダ、バケットシリンダとの複合操作に際し、例えば第２走行左用方向制御弁４ｆと、アーム用方向制御弁４ａとが同時に操作される場合には、アーム用方向制御弁４ａには主にバイパス管路１０ａを介して圧油が供給され、また、例えば第１走行右用方向制御弁４ｇと、バケット用方向制御弁４ｄとが同時に操作される場合には、バケット用方向制御弁４ｄには主にバイパス管路１０ｄを介して圧油が供給される。このようにして、第１実施形態におけるのと同様の走行とアームとバケットの複合操作を実施できる。

なお、上記各実施形態において、第１走行左用方向制御弁４ｅ、第２走行左用方向制御弁４ｆ、第１走行右用方向制御弁４ｇ、第２走行右用方向制御弁４ｈのいずれかの上流、または下流に、特殊アタッチメントを作動させるアクチュエータの駆動を制御するセンタバイパス型方向制御弁から成る予備用方向制御弁を備える構成にしてもよい。

本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。 本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。

符号の説明

１ 原動機
２ａ 主油圧ポンプ
２ｂ 主油圧ポンプ
２ｃ 主油圧ポンプ
２ｄ 主油圧ポンプ
３ ミッション
４ａ アーム用方向制御弁
４ｂ 旋回用方向制御弁
４ｃ ブーム用方向制御弁
４ｄ バケット用方向制御弁
４ｅ 第１走行左用方向制御弁
４ｆ 第２走行左用方向制御弁
４ｇ 第１走行右用方向制御弁
４ｈ 第２走行右用方向制御弁
５ａ 主管路
５ｂ 主管路
５ｃ 主管路
５ｄ 主管路
６ａ 導入管路
６ｂ 導入管路
６ｃ 導入管路
６ｄ 導入管路
７ａ 導入管路
７ｂ 導入管路
８ａ センタバイパス管路
８ｂ センタバイパス管路
８ｃ センタバイパス管路
８ｄ センタバイパス管路
９ａ 分岐管路
９ｂ 分岐管路
９ｃ 分岐管路
９ｄ 分岐管路
９ｅ 分岐管路
９ｆ 分岐管路
１０ａ バイパス管路
１０ｂ バイパス管路
１０ｃ バイパス管路
１０ｄ バイパス管路
１１ａ 合流弁（合流手段）
１１ｂ 合流弁（合流手段）
１２ タンク

Claims (5)

1. 原動機と、この原動機に連結される複数個の主油圧ポンプと、これらの主油圧ポンプに接続され、旋回体を作動させる旋回モータの駆動を制御する旋回用方向制御弁と、ブームを作動させるブームシリンダの駆動を制御するブーム用方向制御弁と、アームを作動させるアームシリンダの駆動を制御するアーム用方向制御弁と、バケットを作動させるバケットシリンダの駆動を制御するバケット用方向制御弁と、走行体を作動させる走行モータの駆動を制御する走行用方向制御弁とを含む建設機械の油圧駆動装置において、
   上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、上記バケット用方向制御弁、及び上記走行用方向制御弁が、センタバイパス型方向制御弁から成り、
   上記複数個の主油圧ポンプが、４個の主油圧ポンプから成り、
   これらの４個の主油圧ポンプのそれぞれを、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、及び上記バケット用方向制御弁のそれぞれに一対一対応可能に設けるとともに、
   上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、上記バケット用方向制御弁のうちの該当するものと、上記走行用方向制御弁とを、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、及び上記バケット用方向制御弁のそれぞれに一対一対応可能に設けた上記油圧ポンプに、パラレル接続及びタンデム接続したことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記旋回モータ、上記ブームシリンダ、上記アームシリンダ、上記バケットシリンダ、及び上記走行モータのそれぞれの単独駆動時に、
   上記主油圧ポンプのうちの複数個の主油圧ポンプから吐出される圧油を、合流させて該当する上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、上記バケット用方向制御弁、及び上記走行用方向制御弁のいずれかに供給可能にする合流手段を備えたことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
3. 上記請求項１記載の発明において、
   上記主油圧ポンプが、互いに連設して上記原動機に連結されるタンデム形主油圧ポンプから成ることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
4. 上記請求項１記載の発明において、
   上記走行用方向制御弁を、上記旋回用方向制御弁、上記ブーム用方向制御弁、上記アーム用方向制御弁、及び上記バケット用方向制御弁のうちの該当するものの下流または上流に配置したことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
5. 上記請求項１記載の発明において、
   特定アタッチメントを作動させるアクチュエータの駆動を制御する予備用方向制御弁を備えるとともに、
   この予備用方向制御弁がセンタバイパス型方向制御弁から成り、
   この予備用方向制御弁を、上記走行用方向制御弁の上流または下流に配置したことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。

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