JP2014031827A - 建設機械の油圧回路システム - Google Patents

Abstract

【課題】旋回押付け掘削などの旋回負荷圧が高い旋回とブーム上げの複合操作において、ブーム上げ側へ合流する流量の増加を抑えて旋回力の低下を抑えることが可能な油圧ショベルなど建設機械の油圧回路を提供する。
【解決手段】旋回とブーム上げの複合操作時に、第２油圧ポンプＰ２の吐出油に第１油圧ポンプＰ１の吐出油を合流させてブームシリンダ１４のボトム室３１に供給する合流回路１０４が設けられる。合流回路１０４は、第１油圧ポンプＰ１の圧油供給油路２１を方向切換弁６ｂのフィーダ油路２５ｂに接続する油路３０と、この油路３０に配置され、ブーム上げの負荷圧と旋回モータ１０の負荷圧との差圧に基づいて動作する流量制御弁３４と、流量制御弁３４の下流側で油路３０に配置された逆止弁３７とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも２つのメインポンプを有し、２つの油圧ポンプの圧油を合流して特定のアクチュエータに供給する合流回路を備えたオープンセンタ回路方式の油圧ショベル等の建設機械の油圧回路システムに関する。

２つのメインポンプを有し、２つの油圧ポンプの圧油を合流してブームシリンダに供給する合流回路を備えたオープンセンタ回路方式の油圧ショベル等の建設機械の油圧回路システムとして、特許文献１に記載のものがある。

特許文献１に記載の油圧回路システムは、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、第１油圧ポンプから吐出された圧油により駆動されるブームシリンダを含む複数の第１アクチュエータと、第２油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される旋回モータを含む複数の第２アクチュエータと、第１油圧ポンプから複数の第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第１方向切換弁と、第２油圧ポンプから複数の第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第２方向切換弁と、複数の第１アクチュエータに含まれるブームシリンダをブーム上げ方向に駆動するときに、第２油圧ポンプの吐出油を第１油圧ポンプの吐出油に合流してブームシリンダに供給する合流回路とを備えている。

このような油圧回路システムにおいて、旋回とブーム上げの複合操作を意図して、それぞれの操作レバー装置を操作した場合、第２油圧ポンプの吐出油が旋回用の第２方向切換弁を介して旋回モータに供給されることにより、旋回モータが回転する一方、第１油圧ポンプの吐出油がブーム用の第１方向切換弁を介してブームシリンダのボトム室に供給されることにより、ブームシリンダが伸長する。

この複合操作において、旋回モータの負荷圧（旋回負荷圧）がブームシリンダのボトム室の負荷圧（ブーム上げ負荷圧）より高い場合は、第２油圧ポンプの吐出油の一部が、ブーム用の第２方向切換弁を介してブームシリンダのボトム室側のアクチュエータラインに流入し、第１油圧ポンプからの吐出油に合流してブームシリンダのボトム室に供給され、ブームシリンダの駆動速度が増速される。

特公平２−１６４１６号公報

特許文献１記載の油圧回路システムでは、旋回とブーム上げの複合操作を行った場合、第２油圧ポンプの吐出油の一部をブームシリンダのブーム上げ側に合流させている。しかし、旋回とブーム上げの複合操作において、第２油圧ポンプからの合流量は旋回負荷圧とブーム上げ負荷圧との差圧の大きさによって変わるため、旋回押付け掘削など旋回負荷圧が高く、ブーム上げの負荷圧が低い場合に、第２油圧ポンプの吐出油のブーム上げ側へ合流する流量が増えて旋回力が低下し、旋回での押付けができなくなってしまう。

本発明は、そのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、旋回押付け掘削などの旋回負荷圧が高い旋回とブーム上げの複合操作において、ブーム上げ側へ合流する流量の増加を抑えて旋回力の低下を抑えることが可能な油圧ショベルなど建設機械の油圧回路を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、第１油圧ポンプ及び第２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旋回モータを含む複数の第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ブームシリンダを含む複数の第２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第１方向切換弁と、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第２方向切換弁と、前記旋回モータと前記ブームシリンダのブーム上げ方向の駆動を同時に行う旋回とブーム上げの複合操作時に、前記第１油圧ポンプの吐出油を前記第２油圧ポンプの吐出油に合流して前記ブームシリンダのボトム室に供給する第１合流回路とを備え、前記第１合流回路は、前記第１油圧ポンプの吐出油を前記第２油圧ポンプの吐出油に合流させる油路と、前記油路に配置された流量制御弁とを有し、前記流量制御弁は、前記旋回とブーム上げの複合操作時に、前記旋回モータの負荷圧が上昇し、前記旋回モータの負荷圧と前記ブームシリンダの負荷圧との差圧が増大したときに前記油路を絞る構成とした。

このように第１合流回路の油路に流量制御弁を配置し、旋回とブーム上げの複合操作時に、旋回モータの負荷圧が上昇し、旋回モータの負荷圧とブームシリンダの負荷圧との差圧が増大したときに当該油路を絞ることにより、旋回とブーム上げの複合操作で旋回モータの負荷圧が上昇したときに、第１油圧ポンプからブーム上げ側へ合流する流量が制限されるため、ブーム上げ側へ合流する流量の増加を抑えて旋回力の低下を抑えることができる。

前記流量制御弁は、前記負荷圧の差圧が増加するにしたがって開口面積を減少させる可変絞り弁であってもよいし、前記流量制御弁は、前記負荷圧の差圧が所定の値になるまで最大の開口面積を維持し、前記負荷圧の差圧が所定の値よりも増加したときに開口面積を最大から最小に減少させる切換弁であってもよい。

また、本発明は、第３油圧ポンプと、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前記ブームシリンダを含む複数の第３アクチュエータと、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第３方向切換弁と、前記ブームシリンダをブーム上げ方向に駆動するときに、前記第２油圧ポンプの吐出油を前記第３油圧ポンプの吐出油に合流して前記ブームシリンダのボトム室に供給する第２合流回路とを備えていてもよく、この場合は、前記第１合流回路は、前記旋回とブーム上げの複合操作時に、前記第３油圧ポンプの吐出油に合流する前記第２油圧ポンプの吐出油に、前記第１油圧ポンプの吐出油を合流させて前記ブームシリンダのボトム室に供給するものとなる。これにより旋回とブーム上げの複合操作時に、旋回モータの負荷圧がブームシリンダの負荷圧より低く、第１油圧ポンプの吐出油がブーム上げ側に合流できない場合であっても、ブームシリンダのボトム室に第２油圧ポンプと第３油圧ポンプの吐出油が合流して供給されるため、ブーム上げの駆動速度を増速することができる。また、旋回モータの負荷圧がブームシリンダの負荷圧より高くなった場合で、旋回モータの負荷圧とブームシリンダの負荷圧との差圧が小さい間は、第２及び第３油圧ポンプの吐出油に加えて更に第１油圧ポンプの吐出油も合流してブームシリンダのボトム室に供給されるため、ブーム上げの駆動速度を更に増速させることができる。

本発明によれば、旋回押付け掘削などの旋回負荷圧が高い旋回とブーム上げの複合操作において、ブーム上げ側へ合流する流量の増加を抑えて旋回力の低下を抑え、良好な旋回とブーム上げの複合操作性を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態の油圧回路システムを示す図である。 油圧ショベルの外観を示す図である。 流量制御弁の動作特性であって、差圧とストロークの関係を示す図である。 流量制御弁３４の動作特性であって、差圧と開口面積の関係を示す図である。 流量制御弁の動作特性であって、差圧とストロークの関係を示す図である。 流量制御弁３４の動作特性であって、差圧と開口面積の関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の油圧回路システムを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
＜建設機械（油圧ショベル）＞
図２に建設機械の一例である油圧ショベルの外観を示す。

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、フロント作業機３０２とを備え、上部旋回体３００は下部走行体３０１上を旋回モータ１０の駆動によって旋回が可能であり、上部旋回体３００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３０６、アーム３０７、バケット３０８をピン結合して構成されている。上部旋回体３００のキャビン（運転室）３００ａ内には上部旋回体３００及びブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８用のそれぞれの操作レバー装置が設けられており、オペレータが旋回用の操作レバー装置を操作することで旋回モータ１６（図１参照）が回転して上部旋回体３００が旋回する。また、オペレータがブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８用の操作レバー装置を操作することでブームシリンダ１４、アームシリンダ１３、バケットシリンダ１５が伸縮してブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８が上下方向に回動し、フロント作業機３０２が昇降動作する。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９の伸縮により上下動作を行うブレード３０５が取り付けられている。また、下部走行体３０１は左右の履帯３０１ａ，３０１ｂを駆動する左右の走行モータ１２，１６を備えている。上部旋回体３００のキャビン（運転室）３００ａ内には左右走行用の操作レバー装置とペダル装置が設けられており、オペレータがそれらを操作することで走行モータ１２，１６が回転して左右の履帯３０１ａ，３０１ｂを駆動し、走行を行う。
＜第１の実施の形態＞
図１に本発明の第１の実施の形態に係わる油圧ショベル（建設機械）の油圧回路システムを示す。

図１において、第１の実施の形態の油圧回路システムは、エンジン３０と、このエンジン３０に接続され、エンジン３０により駆動される第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ボンプＰ２、第３油圧ボンプＰ３及びパイロットポンプＰ４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（ブレードシリンダ９、旋回モータ１０）と、第１油圧ポンプＰ１から複数の第１アクチュエータ（ブレードシリンダ９、旋回モータ１０）に供給される圧油の流量と流入・排出方向を制御する複数の第１方向切換弁１，２と、第２油圧ボンプ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（走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４）と、第２油圧ポンプＰ２から複数の第２アクチュエタ（走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４）に供給される圧油の流量と流入・排出方向を制御する複数の第２方向切換弁４，５，６ｂ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（ブームシリンダ１４、バケツトシリンダ１５、走行モータ１６）と、第３油圧ポンプＰ３から複数の第３アクチュエータ（ブームシリンダ１４、バケツトシリンダ１５、走行モータ１６）に供給される圧油の流量と流入・排出方向を制御する複数の第３方向切換弁６ａ，７，８と、パイロットポンプＰ４の圧油に基づいて操作パイロット圧ａ，ｂを生成し、この操作パイロット圧ａ，ｂを導いて方向切換弁２を切換える操作レバー装置１７ａ（図２で説明したキャビン（運転室）３００ａ内に設けられた操作レバー装置の１つに対応）と、パイロットポンプＰ４の圧油に基づいて操作パイロット圧ｃ，ｄを生成し、この操作パイロット圧ｃ，ｄを導いて方向切換弁６ａ，６ｂを切換える操作レバー装置１７ｂ（図２で説明したキャビン（運転室）３００ａ内に設けられた操作レバー装置の他の１つに対応）と、同様にパイロットポンプＰ４の圧油に基づいて操作パイロット圧を生成し、方向切換弁１，４，５，７，８を切換える図示しない操作レバー装置（キャビン（運転室）３００ａ内に設けられた操作レバー装置、走行用の操作レバー装置のいずれかに対応）とを備えている。

第１油圧ポンプＰ１と複数の第１アクチュエータ（ブレードシリンダ９、旋回モータ１０）と複数の第１方向切換弁１，２は第１油圧回路１０１を構成し、第２油圧ポンプＰ２と複数の第２アクチュエタ（走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４）と複数の第２方向切換弁４，５，６ｂは第２油圧回路１０２を構成し、 第３油圧ポンプＰ３と複数の第３アクチュエータ（ブームシリンダ１４、バケツトシリンダ１５、走行モータ１６）と複数の第３方向切換弁６ａ，７，８は第３油圧回路１０３を構成する。

ここで、方向切換弁１，２，４〜８はセンタバイパスタイプのバルブであり、第１〜第３油圧回路１０１，１０２，１０３はそれぞれオープンセンタ回路方式である。第１油圧回路１０１の方向切換弁１，２は、上流側が第１油圧ポンプＰ１の圧油供給油路２１に接続され下流側がタンクに接続されたセンターバイパスライン１１１上に一列に接続されている。第２油圧回路１０２の方向切換弁４，５，６ｂは、上流側が第２油圧ポンプＰ２の圧油供給油路２２に接続され下流側がタンクに接続されたセンターバイパスライン１１２上に一列に接続され、第３油圧回路１０３の方向切換弁６ａ，７，８は、上流側が第３油圧ポンプＰ３の圧油供給油路２３に接続され下流側がタンクに接続されたセンタバイパスライン１１３上に一列に接続され、第１方向切換弁１，２、第２方向切換弁４，５，６ｂ、第３方向切換弁６ａ，７，８のそれぞれの上流側において、センターバイパスライン１１１，２８，２９からフィーダ油路が分岐し、各方向切換弁のポンプポートに接続されている。各フィーダ油路には逆流を防止するための逆止弁（ロードチェック弁）が配置されている。図中、方向切換弁６ａ，６ｂのフィーダ油路が符号２５ａ，２５ｂで示され、逆止弁が符号２４ａ，２４ｂで示され、方向切換弁２のフィーダ油路が符号２７で示され、逆止弁が符号２６で示されている。それ以外の方向切換弁のフィーダ油路及び逆止弁の符号は省略している。

また、第１油圧ポンプＰ１は可変容量型の油圧ポンプであり、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧（自己圧）が導かれるトルク制御ピストンＰｓ１を備えたトルク制御部Ｒ１を有している。第２及び第３油圧ポンプＰ２，Ｐ３は１つの斜板（押しのけ容積可変機構）と２つの吐出口を備えたスプリットフロータイプの可変容量型の油圧ポンプであり、２つの吐出口に対応する２つのポンプ機能を本明細書では「第２及び第３油圧ポンプ」と呼んでいる。第２及び第３油圧ポンプＰ２，Ｐ３（スプリットフロータイプのポンプ）は斜板の傾転角（押しのけ容積）を調整して吐出流量を制御する共通のレギュレータＲ２を備え、このレギュレータＲ２は第１〜第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の吐出圧が導かれるトルク制御ピストンＰｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４を有している。第１油圧ポンプＰ１のレギュレータＲ１と第２及び第３油圧ポンプＰ２，Ｐ３のレギュレータＲ２及びはそれぞれの油圧回路に属するアクチュエータの操作レバー装置の操作量に応じて斜板の傾転角を増加させるポジコン制御部を有ていてもよい。第１油圧回路１０１の複数の第１アクチュエータはブレードシリンダ９、旋回モータ１０を含み、第２油圧回路１０２の複数の第２アクチュエータは走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４を含み、第３油圧回路１０３の複数の第３アクチュエータはブームシリンダ１４、バケツトシリンダ１５、走行モータ１６を含み、ブームシリンダ１４は第２油圧回路１０２と第３油圧回路１０３の両方に属している。第２油圧回路１０２の方向切換弁６ｂのアクチュエータポートはアクチュエータライン３３ａ，３３ｂを介して、第３油圧回路１０３の方向切換弁６ａのアクチュエータポートをブームシリンダ１４の ボトム室３１とロッド室３２に接続するアクチュエータライン３３ｃ３３ｄに接続されている。第２油圧回路１０２の方向切換弁６ｂはブーム上げ方向（図示上方）に操作されたときのみメータイン油路を開き、第２油圧ポンプＰ２の吐出油をアクチュエータライン３３ａを介して第３油圧ポンプＰ３の吐出油に合流してブームシリンダ１４のボトム室３１に供給する。これにより操作レバー装置１７ｂがブーム上げ方向（図示右側）に操作されて、第２油圧回路１０２の方向切換弁６ｂと第３油圧回路１０３の方向切換弁６ａがブーム上げ方向（図示上方）に操作されたとき、ブームシリンダ９は第２油圧ポンプＰ２と第３油圧ポンプＰ３の両方の吐出油で駆動される。

このように方向切換弁６ｂと油路３３ａは、ブームシリンダ１４をブーム上げ方向に駆動するときに、第２油圧ポンプＰ２の吐出油を第３油圧ポンプＰ３の吐出油に合流してブームシリンダ１４のボトム室３１に供給する合流回路（第２合流回路）を構成している。

なお、図１では、旋回用の操作レバー装置１７ａ及びブーム用の操作レバー装置１７ｂとそれらの操作パイロット圧の回路のみ示し、それ以外の操作レバー装置と操作パイロット圧の回路については、本発明の説明に必要ないため図示を省略している。

全てのアクチュエータ９〜１６はそれぞれの操作レバー装置を操作してバイロットポンプの吐出油から生成した操作パイロット圧を各方向切換弁に導き、各方向切換弁の切換操作を行うことにより作動する。

すなわち、第１油圧ポンプＰ１の吐出油は、操作レバー装置の中立時、センターバイパスライン１１１及び方向切換弁１，２を介してタンクＴに流れ込むが、操作レバー装置を操作し、方向切換弁１，２を切換操作することにより、センターバイパスライン１１１が絞られて第１油圧ポンブＰ１の吐出油が各フィーダ油路及び各方向切換弁を介して各アクチュエータ（ブレードシリンダ９、旋回モータ１０）に流入するとともに、各アクチュエータ（ブレードシリンダ９、旋回モータ１０）に対する圧油の流入・排出方向が制御され、各アクチュエータ（ブレードシリンダ９、旋回モータ１０）が作動する。第２油圧ポンプＰ２の吐出油は、操作レバー装置の中立時、センターバイパスライン１１２及び方向切換弁４，５，６ｂを介してタンクＴに流れ込むが、操作レバー装置を操作し、方向切換弁４，５，６ｂを切換操作することにより、センターバイパスライン１１２が絞られて第２油圧ポンブＰ２の吐出油が各フィーダ油路及び各方向切換弁を介して各アクチュエータ（走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４）に流入するとともに、各アクチュエータ（走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４）に対する圧油の流入・排出方向が制御され、各アクチュエータ（走行モータ１２、アームシリンダ１３、ブームシリンダ１４）が作動する。第３油圧ポンブＰ３についても同様で、操作レバー装置の中立時、第３油圧ポンプＰ３の吐出油はセンターバイパスライン１１３及び方向切換弁６ａ，７，８を介してタンクＴに流れ込むが、操作レバー装置を操作し、方向切換弁６ａ，７，８を切換操作することにより、センターバイパスライン１１３が絞られて第３油圧ポンブＰ３の吐出油が各フィーダ油路及び各方向切換弁を介して各アクチュエータ（ブームシリンダ１４、バケットシリンダ１５、走行モータ１６）に流入するとともに、各アクチュエータ（ブームシリンダ１４、バケツトシリンダ１５、走行モータ１６）に対する圧油の流入・排出方向が制御され、各アクチュエータ（ブームシリンダ１４、バケツトシリンダ１５、走行モータ１６）が作動する。

また、図１に示す油圧回路システムは、その特徴的構成として、旋回とブーム上げの複合操作時に、第３油圧ポンプＰ３の吐出油に合流する第２油圧ポンプＰ２の吐出油に第１油圧ポンプＰ１の吐出油を合流させてブームシリンダ１４のボトム室３１に供給する合流回路１０４（第１合流回路）を備えている。この合流回路１０４は、第１油圧ポンプＰ１の圧油供給油路２１を方向切換弁６ｂのフィーダ油路２５ｂにロードチェック弁２４ｂの下流側で接続し第１油圧ポンプＰ１の吐出油を第２油圧ポンプＰ２の吐出油に合流させる油路３０と、この油路３０に配置され、ブームシリンダ１４の伸長動作時の負荷圧であるブーム上げの負荷圧と第１油圧回路１０１の複数のアクチュエータに含まれる旋回モータ１０の負荷圧との差圧に基づいて動作する流量制御弁３４と、流量制御弁３４の下流側で油路３０に配置され、流量制御弁３４からフィーダ油路２５ｂに向かう圧油の流れを阻止する逆止弁３７とを有している。

流量制御弁３４は旋回負荷圧とブーム上げの負荷圧によって開口面積が変化するように構成されており、旋回とブーム上げの複合操作時、ブーム上げ負荷圧よりも旋回負荷圧が高く第１油圧ポンプＰ１の吐出油の一部がブーム上げ側に合流するとき、旋回負荷圧が上昇してブーム上げ負荷圧と旋回負荷圧の差圧が増大した場合に油路３０を絞り、合流する流量を制限するものである。

本実施の形態において、流量制御弁３４は、全開位置と絞り位置の２位置間で可変的に開口面積を変化させる可変絞り弁として構成され、開方向作動端部にバネ３６ａと受圧部３６ｂが設けられ、絞り方向作動端部に受圧部３６ｃが設けられている。開方向作動端部の受圧部３６ｂは油路３８を介して方向切換弁６ｂのフィーダ油路２５ｂに接続されて第２油圧ポンプＰ２の吐出圧が導かれ、絞り方向作動端部の受圧部３６ｃは点線で示される内部油路を介して流量制御弁３４の入口（油路３０）に接続されて第１油圧ポンプＰ１の吐出圧が導かれる。

図３Ａ及び図３Ｂは流量制御弁３４の動作特性を示す図であり、図３Ａは差圧とストロークの関係を、図３Ｂは差圧と開口面積の関係を示している。

第１油圧ポンプＰ２の吐出圧をＰｐ１、第２油圧ポンプＰ２の吐出圧をＰｐ２としたとき、Ｐｐ１≦Ｐｐ２の間は流量制御弁３４はバネ３６ａの力で図示の開位置にあり、ストロークしない。Ｐｐ１＞Ｐｐ２になると、流量制御弁はＰｐ１とＰｐ２の差圧が増加するにしたがってストロークし（図３Ａ）、開口面積を減少させる（図３Ｂ）。言い換えると、バネ３６ａのバネ荷重は、Ｐｐ１とＰｐ２の差圧が増加するにしたがって流量制御弁３４が図３Ａのようにストロークするように設定され、流量制御弁３４の可変絞り部はそのストロークにしたがって開口面積が図３Ｂのように変化するように構成されている。

次に、以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

旋回とブーム上げ動作を意図して、操作レバー装置１７ａ，１７ｂを図示右方向に操作した場合、旋回の操作レバー装置１７ａは操作パイロット圧ｂを生成し、この操作パイロット圧ｂが方向切換弁２に導かれて方向切換弁２は押し上げられ、方向切換弁２は中立位置IIIから図示下側の位置IVに切換えられる。その結果、第１油圧ポンプＰ１からの吐出油は、逆流を防止する逆止弁２６を備えるフィーダ油路２７から方向切換弁２を介して旋回モータ１０に流入し、旋回モータ１０内の油が方向切換弁２を通ってタンクに排出されることにより旋回モータ１０が回転する。

ブームの操作レバー装置１７ｂは操作パイロット圧ｄを生成し、この操作パイロット圧ｄが方向切換弁６ａ，６ｂに導かれて方向切換弁６ａ，６ｂは押し上げられ、方向切換弁６ａ，６ｂは中立位置Ｉから図示下側の位置IIに切換えられる。その結果、第２油圧ポンプＰ２、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２４ａ，２４ｂを備えるフィーダ油路２５ａ，２５ｂから方向切換弁６ａ，６ｂを介してブームシリンダ１４のボトム室３１に流入し、ブームシリンダ１４のロッド室３２内の油が方向切換弁６ａ，６ｂを通ってタンクに排出されることによりブームシリンダ１４が伸長する。

また、旋回とブーム上げの複合操作時は、旋回モータ１０の負荷圧（以下旋回負荷圧という）とブームシリンダ１４のボトム室３１の負荷圧（以下ブーム上げ負荷圧という）の大小関係と旋回負荷圧がブーム上げ負荷圧より高い場合の両者の差圧の大きさに応じて、合流回路１０４が次のように動作する。

旋回負荷圧≦ブーム上げ負荷圧の場合
旋回負荷圧及びブーム上げ負荷圧が上昇するとそれに応じて第１油圧ポンプＰ１の吐出圧Ｐｐ１及び第２油圧ポンプＰ２の吐出圧Ｐｐ２が上昇する。したがって、旋回負荷圧とブーム上げ負荷圧の差圧は、結果として第１油圧ポンプＰ１の吐出圧Ｐｐ１と第２油圧ポンプＰ２の吐出圧Ｐｐ２の差圧とほぼ等くなる。

旋回負荷圧がブーム上げ負荷圧以下の場合は、上述した負荷圧とポンプ吐出圧の関係からＰｐ１≦Ｐｐ２であり、逆止弁３７は閉位置に保持され、油路３０は閉じられている。このため第１油圧ポンプＰ１の吐出油は第２油圧回路１０２のフィーダ油路２５ｂ（ブーム上げ側）に合流することができず、ブームシリンダ１４は第２及び第３油圧ポンプＰ２，Ｐ３の吐出油により駆動され、伸長する。

旋回負荷圧＞ブーム上げ負荷圧の場合
旋回負荷圧がブーム上げ負荷圧よりも高くなると、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧はＰｐ１＞Ｐｐ２となり、逆止弁３７は開弁する。また、旋回負荷圧とブーム上げ負荷圧の差圧が小さく、Ｐｐ１−Ｐｐ２のポンプ吐出圧の差圧が小さい場合は、流量制御弁３４の図示左方のストロークも小さく、開口面積は比較的大きく保たれている（図３Ａ及び図３Ｂ）。このため第１油圧ポンプＰ１の吐出油は流量制御弁３４及び逆止弁３７を介して第２油圧回路１０２のフィーダ油路２５ｂ（ブーム上げ側）に合流し、ブームシリンダ１４のボトム室３１には第２及び第３油圧ポンプＰ２，Ｐ３の吐出油に加えて、第１油圧ポンプＰ１の吐出油の一部が供給され、ブームシリンダ１４の駆動速度が増速される。

一方、旋回押し付け掘削など旋回負荷の高い作業を行う場合において、旋回負荷圧が上昇し、旋回負荷圧とブーム上げ負荷圧の差圧が増大すると、これに伴ってＰｐ１−Ｐｐ２のポンプ吐出圧の差圧も増大し、流量制御弁３４は図示左方向のストロークを増加させ、開口面積を減少させる（図３Ａ及び図３Ｂ）。これにより油路３０が絞られるため、第１油圧ポンプＰ１の吐出油が第２油圧回路１０２のフィーダ油路２５ｂ（ブーム上げ側）に合流する流量が制限される。これにより第１油圧ポンプＰ１の吐出圧、すなわち旋回駆動圧の低下が制限され、旋回力の低下を抑えることができる。

以上のように本実施の形態によれば、旋回押付け掘削などの旋回負荷圧が高い旋回とブーム上げの複合操作において、ブーム上げ側へ合流する流量の増加を抑えて旋回力の低下を抑え、良好な旋回とブーム上げの複合操作性を得ることができる。

なお、上記実施の形態では、流量制御弁３４を、全開位置と絞り位置の２位置間で可変的に開口面積を変化させる可変絞り弁で構成したが、流量制御弁は、差圧（ストローク）が所定の値になるまで最大の開口面積を保持し、差圧（ストローク）が所定の値よりも増加したときに開口面積を最大から最小に減少させる切換弁であってもよい。

図４Ａ及び図４Ｂは流量制御弁を二位値弁としたときの動作特性を示す図であり、図４Ａは差圧とストロークの関係を、図４Ｂは差圧と開口面積の関係を示している。

第１油圧ポンプＰ１の吐出圧Ｐｐ１が第２油圧ポンプＰ２の吐出圧Ｐｐ２よりも高いときであっても、Ｐｐ１とＰｐ２の差圧が所定の値ΔＰａ以下であるときは、流量制御弁はストロークせず、流量制御弁は最大の開口面積を維持する。Ｐｐ１とＰｐ２の差圧が所定の値ΔＰａを超えると流量制御弁はストロークし、差圧ΔＰｂで最大のストローク量となり、流量制御弁は最大から最小に開口面積を減少させる。

このように流量制御弁を二位値弁として構成した場合でも、旋回押し付け掘削など旋回負荷の高い作業を行う場合において、旋回負荷圧が上昇し、旋回負荷圧とブーム上げ負荷圧の差圧が増大すると、流量制御弁は開口面積を減少させ、油路３０が絞られるため、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧、すなわち旋回駆動圧の低下が制限され、旋回力の低下を抑えることができる。
＜第２の実施の形態＞
図５に本発明の第２の実施形態に係わる油圧ショベル（建設機械）の油圧回路システムを示す。

図１において、第２の実施の形態の油圧回路システムは、第１の実施の形態の油圧回路システムにおいて、合流回路１０４の流量制御弁３４を流量制御弁３５に変更したものである。流量制御弁３５の流量制御弁３４との相違点は、開方向作動端部の受圧部３６ｂを方向切換弁６ｂのフィーダ油路２５ｂに接続する油路３８を廃し、破線で示される内部油路を用いて第２油圧ポンプＰ２の吐出圧を受圧部３６ｂに導き、かつ可変絞り部をストロークエンド（図示右側の位置）で全閉する構成としたことである。図３Ｂの破線は流量制御弁３５の差圧と開口面積の関係を示している。

流量制御弁３５の機能は第１の実施の形態における流量制御弁３４と実質的に同じであり、旋回とブーム上げの複合操作時に本実施の形態の合流回路１０４Aも第１の実施の形態の合流回路１０４と同様に動作し、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、内部油路型の流量制御弁３５は既存のバルブを用いて容易に製作することができるものであり、かつ外部油路３８が不要となるため、油圧回路システムを安価にかつ簡素に構成することができる。
＜その他＞
上記実施の形態は、第１〜第３油圧ポンプＰ１〜Ｐ３を備える３ポンプシステムに本発明を適用し、ブームシリンダ１４をブーム上げ方向に駆動するときに、第２油圧ポンプＰ２の吐出油を第３油圧ポンプＰ３の吐出油に合流してブームシリンダ１４のボトム室３１に供給する第２合流回路（アクチュエータライン３３ａ）を設けたが、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプを備える２ポンプシステムに本発明を適用してもよい。この場合は、特許文献１（特公平２−１６４１６号公報）のように、第１油圧ポンプが属する第１油圧回路のブーム用方向切換弁のアクチュエータポート側に合流回路１０４と同様な合流回路を設け、旋回とブーム上げの複合操作時に第１油圧ポンプの吐出油を第２油圧ポンプの吐出油に合流してブームシリンダのボトム室に供給すればよい。このようにしても、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプを備える２ポンプシステムにおいて、旋回押付け掘削などの旋回負荷圧が高い旋回とブーム上げの複合操作時に、ブーム上げ側へ合流する流量の増加を抑えて旋回駆動圧の低下を制限し、旋回力の低下を抑えることができる。

１，２ 複数の第３方向切換弁
４，５，６ｂ 複数の第２方向切換弁
６ａ，７，８ 複数の第１方向切換弁
９ ブレードシリンダ
１０ 旋回モータ
１２ 走行モータ
１３ アームシリンダ
１４ ブームシリンダ
１５ バケットシリンダ
１６ 走行モータ
１７ａ，１７ｂ 操作レバー装置
２１，２２，２３ 圧油供給油路
２４ａ，２４ｂ，２６ 逆止弁
２５ａ，２５ｂ，２７ フィーダ油路
２７，２８，２９ センターバイパスライン
３０ 油路
３３ａ アクチュエータライン（第２合流回路）
３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ アクチュエータライン
３４ 流量制御弁
３５ 流量制御弁
３６ａ バネ
３６ｂ，３６ｃ 受圧部
３７逆止弁
３８ 油路
１０１ 第１油圧回路
１０２ 第２油圧回路
１０３ 第３油圧回路
１０４ 合流回路（第１合流回路）
１０４Ａ 合流回路（第１合流回路）
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
Ｒ１，Ｒ２ レギュレータ
Ｐｓ１，Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４ トルク制御ピストン

Claims (4)

1. 第１油圧ポンプ及び第２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旋回モータを含む複数の第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ブームシリンダを含む複数の第２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第１方向切換弁と、
   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第２方向切換弁と、
   前記旋回モータと前記ブームシリンダのブーム上げ方向の駆動を同時に行う旋回とブーム上げの複合操作時に、前記第１油圧ポンプの吐出油を前記第２油圧ポンプの吐出油に合流して前記ブームシリンダのボトム室に供給する第１合流回路とを備え、
   前記第１合流回路は、前記第１油圧ポンプの吐出油を前記第２油圧ポンプの吐出油に合流させる油路と、
   前記油路に配置された流量制御弁とを有し、
   前記流量制御弁は、前記旋回とブーム上げの複合操作時に、前記旋回モータの負荷圧が上昇し、前記旋回モータの負荷圧と前記ブームシリンダの負荷圧との差圧が増大したときに前記油路を絞るように構成されていることを特徴とするオープンセンタ回路方式の建設機械の油圧回路システム。
2. 請求項１記載の建設機械の油圧回路システムにおいて、
   前記流量制御弁は、前記負荷圧の差圧が増加するにしたがって開口面積を減少させる可変絞り弁であることを特徴とするオープンセンタ回路方式の建設機械の油圧回路システム。
3. 請求項１記載の建設機械の油圧回路システムにおいて、
   前記流量制御弁は、前記負荷圧の差圧が所定の値になるまで最大の開口面積を維持し、前記負荷圧の差圧が所定の値よりも増加したときに開口面積を最大から最小に減少させる切換弁であることを特徴とするオープンセンタ回路方式の建設機械の油圧回路システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の建設機械の油圧回路システムにおいて、
   第３油圧ポンプと、
   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前記ブームシリンダを含む複数の第３アクチュエータと、
   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第３方向切換弁と、
   前記ブームシリンダをブーム上げ方向に駆動するときに、前記第２油圧ポンプの吐出油を前記第３油圧ポンプの吐出油に合流して前記ブームシリンダのボトム室に供給する第２合流回路とを備え、
   前記第１合流回路は、前記旋回とブーム上げの複合操作時に、前記第３油圧ポンプの吐出油に合流する前記第２油圧ポンプの吐出油に、前記第１油圧ポンプの吐出油を合流させて前記ブームシリンダのボトム室に供給することを特徴とするオープンセンタ回路方式の建設機械の油圧回路システム。

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