JP4215164B2 - 建設機械の油圧駆動装置及びアタッチメント用流量切替弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の油圧駆動装置及びアタッチメント用流量切替弁装置に係り、特に油圧掘削機等の建設機械に装着したアタッチメント用アクチュエータを駆動する圧油の流量をアタッチメントの種類に応じて切替えることのできるアタッチメント用流量切替弁装置を備えた建設機械の油圧駆動装置及びそのアタッチメント用流量切替装置に関する。

上部旋回体と下部走行体とからなる油圧掘削機においては、作業機を構成しているブーム、アーム、バケット等を回転させるための油圧シリンダや、左右の履帯を駆動する走行モータ等、多数の油圧アクチュエータを備えており、これらの各アクチュエータを自在に駆動するため、通常、２個の可変容量型の油圧ポンプを搭載している。また、作業機として通常装着されているバケットの代わりにアタッチメントとしてクラッシャー、油圧ブレーカ等を装着して構造物、岩塊等の破砕作業その他を行うことがある。これらのアタッチメントは、それぞれのアタッチメントに用いられている油圧機器が異なるため、要求流量も異なっている。例えば、クラッシャーを駆動する場合は２ポンプ分の流量を必要とし、油圧ブレーカを駆動する場合は１ポンプ分の流量でも良い。

一方、上記の各アタッチメントは１台の油圧掘削機を用いて、必要とする度にアタッチメントを交換して使用することが多い。したがって、油圧掘削機に対しては、装着したアタッチメントに即時適応できるように、アタッチメントに供給する流量を容易に切替えられることが要求されている。

このような要求に対して、特開平３−５５３１号公報や特開平３−２１２５２４号公報に記載の技術がある。

特開平３−５５３１号公報に記載の技術は、一方の油圧ポンプの吐出回路にアタッチメント操作用のサービス弁を配置し、他方の油圧ポンプの吐出回路に合流弁を配置し、アタッチメントの必要流量に応じて合流弁の入切作動により一方の油圧ポンプのみによる１ポンプ駆動と、他方の油圧ポンプとの２ポンプ駆動を選択する構成となっている。

特開平３−２１２５２４号公報に記載の技術は、アタッチメント用アクチュエータに第１流量より少ない第２流量を供給するために、アタッチメント用切換弁のフルストロークを変えるストローク規制手段を設ける構成となっている。ストローク規制手段の具体的構成としては、ヒンジを介して運転室のフロアに設けられたペダルストッパであり、このペダルストッパによりペダルの最大踏み量を規制することによりアタッチメント用切換弁のフルストロークを変えている。ペダルストッパは、ヒンジを介してフロアに固定した台にペダルストロークを微調整するボルトを取り付けたものである。この従来技術では、アタッチメント用切換弁のフルストローク（ペダルの最大踏み量）が制限されても、アタッチメント負荷の大小に係わらず圧油を供給できるようにすることが必要であり、そのためにベースとなる油圧回路システムとしては、圧力補償弁付きのクローズドタイプのコントロールバルブを用い、油圧ポンプの吐出量制御をロードセンシング制御により行う油圧回路が採用されている。

特開平３−５５３１号公報 特開平３−２１２５２４号公報

しかしながら上記従来技術には次のような問題点がある。

まず、特開平３−５５３１号公報に記載の技術では次のような問題がある。
＜装着容易性及び汎用性＞
２個の油圧ポンプ（主ポンプ）からアタッチメント用アクチュエータに圧油を合流して供給可能とするためにサービス弁と合流弁の２個のバルブを必要とするとともに、合流用の２本の配管を必要とし、更に合流弁に操作パイロット圧を選択的に供給可能とするため、油圧パイロット回路に２個のパイロット回路切換弁を設けなければならない。このため油圧回路にアタッチメント用流量切替機能を付加するためには、多数の部品を追加する必要があり、装着に手間と時間がかかる。また、後付けも難しく、汎用性に劣る。
＜信頼性及びコスト＞
上記のように油圧回路が複雑となるため、油圧回路の信頼性が低下する。また、点検整備工数の増大や製造原価の上昇を招く。
＜流量調整＞
アタッチメント用アクチュエータに供給する油量は１ポンプまたは２ポンプの２段階切換えであり、流量の微調整ができない。

特開平３−２１２５２４号公報に記載の技術には次のような問題がある。
＜ベースシステム＞
ベースとなる油圧回路システムは、圧力補償弁付きのクローズドタイプのコントロールバルブを用いるロードセンシング油圧回路に限られ、従来より建設機械の油圧回路として多く使用されているセンターバイパスタイプのコントロールバルブを用いたオープンセンタ油圧回路には、適応不可能である。
＜信頼性＞
ペダルとペダルストッパによるストローク規制であるため、ペダルとペダルストッパの機械的な接触摩耗による経年変化により、設定流量が変化することが懸念される。このため油圧掘削機の信頼性を低下させる。
＜流量調整＞
ペダルストッパのボルトを調整することによりペダルのストロークを調整し、流量を調整する。この場合、流量調整はペダルストッパを機械に装着した状態でしか行うことができず、機械組み立て時の流量調整作業が手間である。

本発明の目的は、装着が容易で汎用性に優れ、信頼性が高く、流量調整が容易であり、しかも装着する油圧回路の種類を問わないアタッチメント用流量切替装置を備えた建設機械の油圧駆動装置及びそのアタッチメント用流量切替装置を提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプに接続されたアタッチメント用制御弁と、このアタッチメント用制御弁によって制御されるアタッチメント用アクチュエータとを備え、前記アタッチメント用アクチュエータは、大流量を必要とする第１アクチュエータと、この第１アクチュエータと交換可能であり、第１アクチュエータが必要とする流量より少ない小流量を必要とする第２アクチュエータを含む建設機械の油圧駆動装置において、前記アタッチメント用アクチュエータが大流量を必要とする第１アクチュエータか小流量を必要とする第２アクチュエータかに応じて大流量側と小流量側のいずれかに操作される操作手段と、前記アタッチメント用制御弁と前記アタッチメント用アクチュエータとの間に配置され、前記操作手段の操作により前記アタッチメント用アクチュエータに供給される圧油の流量を大流量と小流量とに切り換える最大流量カット弁装置とを備え、前記最大流量カット弁装置は、前記アタッチメント用制御弁から出力された圧油の流量を前記アタッチメント用アクチュエータに供給する油路と、この油路を流れる圧油の最大流量をカットするバルブ手段と、前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バルブ手段の機能を無効とし、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バルブ手段の機能を有効とする操作切替手段とを有し、前記バルブ手段は、前記油路に配置された絞りと、閉方向作動のばねを有し、前記絞りの前後差圧が前記ばねが定める設定値以下のときは前記ばねの力により閉じ、前記絞りの前後差圧が前記設定値を超えると開いて前記油路の圧油を戻り回路にバイパスさせるバイパス弁とを有し、前記操作切替手段は、前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バイパス弁を閉状態に保持し、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バイパス弁の閉状態の保持を解除するものとする。

操作手段を大流量側に操作したときは、操作切替手段はバルブ手段の機能を無効とし、バルブ手段はアタッチメント用制御弁から出力された圧油の流量をそのまま通過させる。これによりアタッチメント用アクチュエータには大流量が供給可能となる。

操作手段を小流量側に操作すると、操作切替手段はバルブ手段の機能を有効とし、バルブ手段は油路を流れる圧油の最大流量をカットする。これによりアタッチメント用アクチュエータには小流量が供給可能となる。

このように同一アタッチメント用制御弁で操作される、大流量を必要とする第１アクチュエータと小流量を必要とする第２アクチュエータとの交換に伴う流量切替は、操作手段を操作して最大流量カット弁装置の有効、無効を切り換えることにより極めて簡単に行うことができる。

また、最大流量カット弁装置はアタッチメント用制御弁とアタッチメント用アクチュエータとの間に配置される構成であるため、配置構成が簡単で装着が容易であり、かつ後付けも容易であり汎用性に優れている。

また、油圧回路構成が簡素化されるので、油圧回路の信頼性が高く、点検整備工数および製造原価が低減される。

また、最大流量カット弁装置はバルブ手段を含む構成であるため、設定手段（ばね）を調整することにより任意に流量を調整することができる。また、その流量調整は、最大流量カット弁装置を機械に組み込む前（事前）に行うことができるため、流量調整作業が容易である。また、事前に流量の微調整が可能であるので、その点でも汎用性に優れている。

更に、バルブ手段によって大流量と小流量に切り換えるので、機械的な接触摩耗による経年変化が少なく、設定流量の変化が生じにくい。

また、アタッチメント用制御弁とアタッチメント用アクチュエータとの間に最大流量カット弁装置を配置する構成であるため、装着する油圧回路の種類を問わず、従来より建設機械の油圧回路として多く使用されているセンターバイパスタイプのコントロールバルブを用いたオープンセンタ油圧回路、圧力補償弁付きのコントロールバルブを用いるロードセンシング油圧回路のいずれにも対応可能であり、この点でも汎用性に優れている。

（２）好ましくは、前記バイパス弁は、前記絞りの上流側の圧力が信号圧として導かれる開方向作動の第１受圧部と、前記絞りの下流側の圧力が信号圧として導かれる閉方向作動の第２受圧部とを有し、前記操作切替手段は、前記絞りの上流側の圧力を信号圧として前記第１受圧部に導かれる経路に配置され、前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記経路を非導通とし、前記操作手段が小流量側に操作されると前記経路を導通させる切替弁であるものとする。

（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、アタッチメント用制御弁とアタッチメント用アクチュエータとの間に配置される建設機械のアタッチメント用流量切替装置において、前記アタッチメント用アクチュエータが大流量を必要とするアクチュエータか小流量を必要とするアクチュエータかに応じて大流量側と小流量側のいずれかに操作される操作手段と、前記アタッチメント用制御弁と前記アタッチメント用アクチュエータとの間に配置され、前記操作手段の操作により前記アタッチメント用アクチュエータに供給される圧油の流量を大流量と小流量とに切り換える最大流量カット弁装置とを備え、前記最大流量カット弁装置は、前記アタッチメント用制御弁から出力された圧油の流量を前記アタッチメント用アクチュエータに供給する油路と、この油路を流れる圧油の最大流量をカットするバルブ手段と、前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バルブ手段の機能を無効とし、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バルブ手段の機能を有効とする操作切替手段とを有するものとする。

以上説明したように本発明によれば次の各効果が得られる。
（１）同一アタッチメント用制御弁で操作される、大流量を必要とする第１アクチュエータと小流量を必要とする第２アクチュエータとの交換に伴う流量切替は、操作手段を操作して最大流量カット弁装置の有効、無効を切り換えることにより極めて簡単に行うことができる。
（２）最大流量カット弁装置はアタッチメント用制御弁とアタッチメント用アクチュエータとの間に配置される構成であるため、配置構成が簡単で装着が容易であり、かつ後付けも容易であり汎用性に優れている。
（３）油圧回路構成が簡素化されるので、油圧回路の信頼性が高く、点検整備工数および製造原価が低減される。
（４）最大流量カット弁装置はバルブ手段を含む構成であるため、ばね等の設定手段を調整することにより任意に流量を調整することができる。
（５）流量調整は、最大流量カット弁装置を機械に組み込む前（事前）に行うことができるため、流量調整作業が容易である。また、事前に流量の微調整が可能であるので、その点でも汎用性に優れている。
（６）バルブ手段によって大流量と小流量に切り換えるので、機械的な接触摩耗による経年変化が少なく、設定流量の変化が生じにくい。
（７）アタッチメント用制御弁とアタッチメント用アクチュエータとの間に最大流量カット弁装置を配置する構成であるため、装着する油圧回路の種類を問わず、従来より建設機械の油圧回路として多く使用されているセンターバイパスタイプのコントロールバルブを用いたオープンセンタ油圧回路、圧力補償弁付きのコントロールバルブを用いるロードセンシング油圧回路のいずれにも対応可能であり、この点でも汎用性に優れている。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明を油圧掘削機の油圧駆動装置に適用した場合の実施の形態を示す油圧回路図である。

図１において、主ポンプ１，５にアクチュエータ６０（又は６１），６２を駆動するための流量制御弁２，３がそれぞれ接続されている。流量制御弁２は主ポンプ１，５の合計流量を通すことができるスプールを備え、主ポンプ１の主回路９と主ポンプ５の主回路１０との合流回路１１に配置されている。流量制御弁３は主ポンプ５の主回路１０に配置されている。

流量制御弁２，３はいずれも６ポート３位置のセンターバイパス型の切換弁であり、流量制御弁２のアクチュエータポートはアクチュエータライン２１ａ，２１ｂ、最大流量カット弁装置４０（後述）、アクチュエータライン２２ａ，２２ｂを介してアクチュエータ６０（又は６１）に接続され、流量制御弁３のアクチュエータポートはアクチュエータライン２３，２４を介してアクチュエータ６２に接続されている。また、流量制御弁２，３は油圧パイロット切り換え式であり、それらの両端にパイロット受圧部２ａ，２ｂ及び３ａ，３ｂが設けられている。

アクチュエータ６０，６１はアタッチメント用のアクチュエータであり、例えばアクチュエータ６０はクラッシャー用であり、アクチュエータ６１はブレーカ用である。クラッシャー及びブレーカは作業機アタッチメントとして交換可能である。作業機アタッチメントは油圧掘削機の作業機の先端にバケットの代わりに装着される。また、クラッシャ用のアクチュエータ６０は大流量（例えば２ポンプ分）を必要とするアクチュエータであり、ブレーカ用のアクチュエータ６１はそれよりも少ない小流量（例えば１ポンプ分）を必要とするアクチュエータである。

アクチュエータ６２は例えば油圧掘削機のアーム用である。

主回路１０及び合流回路１１には例えば油圧掘削機のブーム、旋回、走行等のアクチュエータを駆動する流量制御弁も配置されているが、それらは省略している。

また、アタッチメント操作用のペダル１３により作動するパイロットバルブ１４が設けられ、パイロットバルブ１４はパイロットポンプ１２の吐出圧を元圧として、ペダル１３の操作方向と操作量に応じた操作パイロット圧を生成し、この操作パイロット圧はパイロット回路１５又は１６を介して流量制御弁２の両端のパイロット受圧部２ａ、２ｂに送られる。

以上のように構成した油圧駆動装置に本実施の形態のアタッチメント用流量切替装置が設けられている。このアタッチメント用流量切替装置は、油圧掘削機に装着されたアタッチメント用アクチュエータが大流量を必要とするクラッシャー用のアクチュエータ６０であるか小流量を必要とするブレーカ用のアクチュエータ６１であるかに応じて操作される電気スイッチ５４と、アタッチメント用の流量制御弁２とアタッチメント用のアクチュエータ６０（又は６１）との間に配置され、電気スイッチ５４の操作によりアクチュエータ６０（又は６１）に供給される圧油の流量を大流量と小流量とに切り換える最大流量カット弁装置４０とを備えている。

最大流量カット弁装置４０は、アクチュエータライン２１ａ，２１ｂをアクチュエータライン２２ａ，２２ｂにつなげる油路５０，５１と、油路５０，５１にそれぞれ設けた絞り（固定絞り）４１ａ，４１ｂと、油路５０と油路５１を接続するバイパスライン５２，５３と、バイパスライン５２，５３に設けられたバイパス弁４２ａ，４２ｂと、バイパス弁４２ａ，４２ｂを操作する操作切替弁４５とからなり、操作切替弁４５は電気スイッチ５４により操作される。

バイパスライン５２は、油路５０が圧油供給側となるときの絞り４１ａの上流側と油路５１の絞り４１ｂの下流側とを接続し、バイパスライン５３は、油路５１が圧油供給側となるときの絞り４１ｂの上流側と油路５０の絞り４１ａの下流側とを接続している。

バイパス弁４２ａ，４２ｂは閉位置と開位置との間で動作する切替弁であり、バイパス弁４２ａ，４２ｂは閉方向作動のばね４３，４４を備えている。ばね４３，４４はプリセット力（ばね強さの初期設定）を調整可能な可変ばねであり、例えばねじの出し入れによりばね強さを変えることができる。

また、バイパス弁４２ａ，４２ｂはそれぞれ開方向作動のパイロット受圧部７１ａ，７１ｂと閉方向作動のパイロット受圧部７２ａ，７２ｂを有し、バイパス弁４２ａのパイロット受圧部７１ａには圧力信号ライン４６ａ，４６ｂを介して、油路５０が圧油供給側となるときの絞り４１ａの上流側の圧力が導かれ、バイパス弁４２ａのパイロット受圧部７２ａには圧力信号ライン４６ｃを介して、油路５０が圧油供給側となるときの絞り４１ａの下流側の圧力が導かれ、バイパス弁４２ｂのパイロット受圧部７１ｂには圧力信号ライン４７ａ，４７ｂを介して、油路５１が圧油供給側となるときの絞り４１ｂの上流側の圧力が導かれ、バイパス弁４２ｂのパイロット受圧部７２ｂには圧力信号ライン４７ｃを介して、油路５１が圧油供給側となるときの絞り４１ｂの下流側の圧力が導かれている。

つまり、バイパス弁４２ａのパイロット受圧部７１ａ，７２ａには、油路５０が圧油供給側となるときは絞り４１ａの前後差圧が開弁方向に作用し、バイパス弁４２ｂのパイロット受圧部７１ｂ，７２ｂには、油路５１が圧油供給側となるときは絞り４１ｂの前後差圧が開弁方向に作用している。

以上により絞り（固定絞り）４１ａ，４１ｂとバイパス弁４２ａ，４２ｂとは、それぞれ、油路５０，５１を流れる圧油の最大流量をカットするバルブ手段として機能する。

操作切替弁４５は圧力信号ライン４６ａ，４７ａと圧力信号ライン４６ｂ，４７ｂとの間に配置され、圧力信号ライン４６ａと圧力信号ライン４６ｂを非導通とし、かつ圧力信号ライン４７ａと圧力信号ライン４７ｂを非導通とするＡ位置（遮断位置）と、圧力信号ライン４６ａと圧力信号ライン４６ｂを導通し、かつ圧力信号ライン４７ａと圧力信号ライン４７ｂを導通するＢ位置（導通位置）との間で切り換え可能である。また、操作切替弁４５はソレノイド駆動部４５ａを有し、電気スイッチ５４がＯＦＦのときはソレノイド駆動部４５ａは非励磁であり、操作切替弁４５はＡ位置にあり、電気スイッチ５４がＯＮになるとソレノイド駆動部４５ａは励磁され、操作切替弁４５はＢ位置に切り換えられる。電気スイッチ５４がＯＦＦのときは電気スイッチ５４を大流量側に操作したときであり、電気スイッチ５４がＯＮのときは電気スイッチ５４を小流量側に操作したときである。

以上により操作切替弁４５は、電気スイッチ５４が大流量側に操作されたときは上記バルブ手段（絞り４１ａ，４１ｂ及びバイパス弁４２ａ，４２ｂ）の機能を無効とし、電気スイッチ４５が小流量側に操作されるとバルブ手段（絞り４１ａ，４１ｂ及びバイパス弁４２ａ，４２ｂ）の機能を有効にする操作切替手段として機能する。

次に、最大流量カット弁装置４０を備えたアタッチメント用流量切替装置の機能及び動作について説明する。

通常、アタッチメント用のアクチュエータを備えた油圧駆動装置には最大流量カット弁装置４０（アタッチメント用流量切替装置）は備えられていない。このような油圧駆動装置において、油圧掘削機の作業機アタッチメントとして例えばクラッシャー又はブレーカを装着した場合は、アタッチメント用のペダル１３の踏み込み量に応じてパイロット圧が流量制御弁２のパイロット受圧部２ａ又は２ｂに作用し、流量制御弁２の開口面積を制御する。主ポンプ１から送られる圧油は主回路９を通り、また主ポンプ５から送られる圧油は主回路１０、流量制御弁３のセンタバイパス通路、合流回路１１を通って両者が合流し、その合流した圧油が流量制御弁２を経てクラッシャ用のアクチュエータ６０又はブレーカ用のアクチュエータ６１に送られる。つまり、主ポンプ１，５の合計流量がアクチュエータ６０，６１へ供給される。この場合、大流量を要求するクラッシャ用のアクチュエータ６０では、問題がなく、好都合であるが、小流量を要求するブレーカ用のアクチュエータ６１では、主ポンプ１，５より大流最が供給され、機器（アクチュエータ６１）の破損を生じるおそれがある。

最大流量カット弁装置４０を備えたアタッチメント用流量切替装置はそのような問題を解決する。

油圧掘削機の作業機アタッチメントとして例えばクラッシャーを装着した場合、つまり装着した作業機アタッチメントのアクチュエータが大流量を必要とするアクチュエータ６０である場合は、電気スイッチ５０をＯＦＦのままとして（大流量側に操作して）操作切替弁４５のソレノイド駆動部４５ａを非励磁とする。この場合は、操作切替弁４５はＡ位置（遮断位置）にあり、圧力信号ライン４６ａと圧力信号ライン４６ｂを非導通とし、かつ圧力信号ライン４７ａと圧力信号ライン４７ｂを非導通とする。その結果、バイパス弁４２ａ，４２ｂは図示の閉位置となる。

このような状態で、アタッチメント用のペダル１３を操作して上記のように流量制御弁２を操作した場合、バイパス弁４２ａ，４２ｂは上記のように図示の閉位置にあるので、主ポンプ１，５より吐出され、流量制御弁２を通過した流量は、アクチュエータライン２１ａ又は２１ｂ、最大流量カット弁４０の油路５０又は５１及び絞り４１ａ又は４１ｂを介して、その全流量がアクチュエータ６０へ供給される。つまり、この場合は従来と同様に主ポンプ１，５からの圧油が合流してアクチュエータ６０に供給される。

油圧掘削機の作業機アタッチメントとして例えばブレーカを装着した場合、つまり装着した作業機アタッチメントのアクチュエータが小流量を必要とするアクチュエータ６１である場合は、作業員は電気スイッチ５０を操作してＯＮにして（小流量側に操作して）操作切替弁４５のソレノイド駆動部４５ａを励磁する。この場合は、操作切替弁４５は導通位置Ｂに切り換えられ、圧力信号ライン４６ａと圧力信号ライン４６ｂを導通し、圧力信号ライン４７ａと圧力信号ライン４７ｂを導通し、その結果、バイパス弁４２ａ，４２ｂのパイロット受圧部７１ａ，７２ａ及び７１ｂ，７２ｂには絞り４１ａ，４１ｂの前後差圧が作用する。

このような状態で、アタッチメント用のペダル１３を操作して上記のように流量制御弁２を操作した場合、アクチュエータライン２１ａが圧油供給側である場合は、バイパス弁４２ａのパイロット受圧部７１ａ，７２ａには上記のように絞り４１ａの前後差圧が作用するので、バイパス弁４２ａは絞り４１ａの前後差圧とばね４３の力がバランスした位置となり、絞り４１ａの前後差圧（圧力信号ライン４６ａ，４６ｂの圧力と圧力信号ライン４６ｃの圧力との差圧）がばね４３で設定された差圧以上になると、バイパス弁４２ａは開位置となって、戻り側の油路５１に余剰の流量をバイパスすることになる。

また、アクチュエータライン２１ｂが圧油供給側である場合も同様であり、絞り４１ｂの前後差圧（圧力信号ライン４７ａ，４７ｂの圧力と圧力信号ライン４７ｃの圧力との差圧）がばね４４で設定された差圧以上になると、バイパス弁４２ｂは開位置となって、戻り側の油路５０に余剰の流量をバイパスすることになる。

つまり、絞り４１ａ又は４１ｂの前後差圧がばね４３又は４４で設定された差圧以上になると、バイパス弁４２ａ又は４２ｂは開いた状態となり、戻り側の通路へ余剰の流量をバイパスする。

絞り４１ａ，４１ｂは固定絞りであり、絞り４１ａ，４１ｂの開口面積をそれぞれＡａ，Ａｂとし、絞り４１ａ，４１ｂの前後差圧をそれぞれΔＰａ，ΔＰｂとし、絞り４１ａ，４１ｂの通過流量をそれぞれＱａ，Ｑｂとすると、
Ｑａ＝定数×Ａａ×√ΔＰａ
Ｑｂ＝定数×Ａｂ×√ΔＰｂ
であることから、アクチュエータライン２１ａ又は２１ｂ，油路５０又は５１，アクチュエータライン２２ａ又は２２ｂには流量Ｑａ，Ｑｂ以上の流量は流れないことになる。つまり、主ポンプ１，５より吐出した流量は、流量Ｑａ，Ｑｂのみアクチュェータ６１へ供給される。

図２は、特開平３−５５３１号公報に記載の従来技術と特開平３−２１２５２４号公報に記載の従来技術と本実施の形態のアタッチメント用流量切替装置との流量制御機能を比較した図である。

特開平３−５５３１号公報に記載の従来技術では、ベースシステムがロードセンシング油圧回路であるため、合流弁を切り、１ポンプ流量（小流量）としたときのメータリング特性の傾き（流量変化）は図示の如く緩やかとなり、アタッチメント用の流量制御弁を操作するペダル１３の全ストロークでメータリング領域を確保することができる。１ポンプ流量か２ポンプ流量かの選択であるので、小流量の調整はできない。

特開平３−２１２５２４号公報に記載の従来技術では、ペダルストッパによるペダルのストローク規制であるため、１ポンプ流量（小流量）としたときのメータリング特性の傾き（流量変化）は図示の如く２ポンプ流量（大流量）時と同じである。減流量の程度（小流量の調整）はペダルストッパのボルトの調整により任意に設定可能である。また、ペダルストロークが規制されるため、それに応じてメータリング領域も狭くなり、操作性は劣る。

本実施の形態では、アタッチメント用の流量制御弁２とアタッチメント用アクチュエータ６０又は６１との間に最大流量カット弁装置４０を配置し、最大流量をカットする構成であるため、小流量としたときのメータリング特性の傾き（流量変化）は、図示の如く特開平３−２１２５２４号公報に記載のものと同様、２ポンプ流量（大流量）時と同じであるが、ペダル１３のストロークは規制されていないため、ペダル１３をフルストロークで操作することができ、見かけ上のメータリング領域は特開平３−２１２５２４号公報のものと同様に広くなり、操作性に優れている。減流量の程度（小流量の調整）はバイパス弁４２ａ，４２ｂのばね４３，４４の強さを調整することにより任意に調整可能である。

図３は、特開平３−５５３１号公報に記載の従来技術と特開平３−２１２５２４号公報に記載の従来技術と本実施の形態のアタッチメント用流量切替装置との欠点及び利点（効果）を比較して示す図である。

以上のように本実施の形態の形態によれば、同一アタッチメント用の流量制御弁２で操作される、大流量を必要とするクラッシャ用のアクチュエータ６０と小流量を必要とするブレーカ用のアクチュエータ６１との交換に伴う流量切替は、操作手段である電気スイッチ５４を操作して最大流量カット弁装置４０の有効、無効を切り換えることにより極めて簡単に行うことができる。

また、最大流量カット弁装置４０はアタッチメント用の流量制御弁２とアタッチメント用アクチュエータ６０又は６１との間に配置される構成であるため、配置構成が簡単で用着が容易であり、かつ後付けも容易であり汎用性に優れている。

また、配置構成が簡単であって油圧回路構成が簡素化されるので、油圧回路の信頼性が高く、点検整備工数および製造原価が低減される。

また、最大流量カット弁装置４０はバルブ手段（バイパス弁４２ａ，４２ｂ）を含む構成であるため、ばね４３，４４の強さを調整することにより任意に流量を調整することができる。また、その流量調整は、最大流量カット弁装置４０を機械に組み込む前（事前）に行うことができるため、流量調整作業が容易である。また、事前に流量の微調整が可能であるので、その点でも汎用性に優れている。

更に、バルブ手段（バイパス弁４２ａ，４２ｂ）によって大流量と小流量に切り換えるので、機械的な接触摩耗による経年変化が少なく、設定流量の変化が生じにくい。

また、アタッチメント用の流量制御弁２とアタッチメント用アクチュエータ６０又は６１との間に最大流量カット弁装置４０を配置する構成であるため、装着する油圧回路の種類を問わず、従来より建設機械の油圧回路として多く使用されているセンターバイパスタイプのコントロールバルブを用いたオープンセンタ油圧回路、圧力補償弁付きのコントロールバルブを用いるロードセンシング油圧回路のいずれにも対応可能であり、この点でも汎用性に優れている。

本発明の一実施の形態による建設機械の油圧駆動装置とアタッチメント用流量切替装置を示す油圧回路図である。 従来技術と本発明の流量制御機能を比較した図である。 従来技術と本発明の欠点及び利点を比較して示す図である。

符号の説明

１，５，主ポンプ
２，３ 流量制御弁
９，１０ 主回路
１１ 合流回路
１４，１５ パイロットライン
１２ パイロットホンプ
１３ ペダル
１４ パイロット弁
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ アクチュエータライン
４０ 最大流量カット弁
４１ａ，４１ｂ 絞り
４２ａ，４２ｂ バイパス弁
４３，４４ ばね
４５ 操作切替弁
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４７ａ，４７ｂ，４７ｃ 圧力信号ライン
５０，５１ 油路
５２，５３ バイパスライン
５４ 電気スイッチ
６０ クラッシャー用のアクチュエータ
６１ ブレーカ用のアクチュエータ
６２ アクチュエータ
７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ パイロット受圧部

Claims (3)

1. 油圧ポンプと、この油圧ポンプに接続されたアタッチメント用制御弁と、このアタッチメント用制御弁によって制御されるアタッチメント用アクチュエータとを備え、前記アタッチメント用アクチュエータは、大流量を必要とする第１アクチュエータと、この第１アクチュエータと交換可能であり、第１アクチュエータが必要とする流量より少ない小流量を必要とする第２アクチュエータを含む建設機械の油圧駆動装置において、
   前記アタッチメント用アクチュエータが大流量を必要とする第１アクチュエータか小流量を必要とする第２アクチュエータかに応じて大流量側と小流量側のいずれかに操作される操作手段と、
   前記アタッチメント用制御弁と前記アタッチメント用アクチュエータとの間に配置され、前記操作手段の操作により前記アタッチメント用アクチュエータに供給される圧油の流量を大流量と小流量とに切り換える最大流量カット弁装置とを備え、
   前記最大流量カット弁装置は、
   前記アタッチメント用制御弁から出力された圧油の流量を前記アタッチメント用アクチュエータに供給する油路と、
   この油路を流れる圧油の最大流量をカットするバルブ手段と、
   前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バルブ手段の機能を無効とし、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バルブ手段の機能を有効とする操作切替手段とを有し、
   前記バルブ手段は、
   前記油路に配置された絞りと、
   閉方向作動のばねを有し、前記絞りの前後差圧が前記ばねが定める設定値以下のときは前記ばねの力により閉じ、前記絞りの前後差圧が前記設定値を超えると開いて前記油路の圧油を戻り回路にバイパスさせるバイパス弁とを有し、
   前記操作切替手段は、
   前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バイパス弁を閉状態に保持し、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バイパス弁の閉状態の保持を解除することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記バイパス弁は、前記絞りの上流側の圧力が信号圧として導かれる開方向作動の第１受圧部と、前記絞りの下流側の圧力が信号圧として導かれる閉方向作動の第２受圧部とを有し、
   前記操作切替手段は、前記絞りの上流側の圧力を信号圧として前記第１受圧部に導かれる経路に配置され、前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記経路を非導通とし、前記操作手段が小流量側に操作されると前記経路を導通させる切替弁であることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
3. アタッチメント用制御弁とアタッチメント用アクチュエータとの間に配置される建設機械のアタッチメント用流量切替装置において、
   前記アタッチメント用アクチュエータが大流量を必要とするアクチュエータか小流量を必要とするアクチュエータかに応じて大流量側と小流量側のいずれかに操作される操作手段と、
   前記アタッチメント用制御弁と前記アタッチメント用アクチュエータとの間に配置され、前記操作手段の操作により前記アタッチメント用アクチュエータに供給される圧油の流量を大流量と小流量とに切り換える最大流量カット弁装置とを備え、
   前記最大流量カット弁装置は、
   前記アタッチメント用制御弁から出力された圧油の流量を前記アタッチメント用アクチュエータに供給する油路と、
   この油路を流れる圧油の最大流量をカットするバルブ手段と、
   前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バルブ手段の機能を無効とし、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バルブ手段の機能を有効とする操作切替手段とを有
   し、
   前記バルブ手段は、
   前記油路に配置された絞りと、
   閉方向作動のばねを有し、前記絞りの前後差圧が前記ばねが定める設定値以下のときは前記ばねの力により閉じ、前記絞りの前後差圧が前記設定値を超えると開いて前記油路の圧油を戻り回路にバイパスさせるバイパス弁とを有し、
   前記操作切替手段は、
   前記操作手段が大流量側に操作されたときは前記バイパス弁を閉状態に保持し、前記操作手段が小流量側に操作されると前記バイパス弁の閉状態の保持を解除することを特徴とする建設機械のアタッチメント用流量切替装置。

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