JP5424668B2

JP5424668B2 - 建設機械の油圧回路

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Publication number: JP5424668B2
Application number: JP2009035891A
Authority: JP
Inventors: 一博木村; 勝美中野
Original assignee: Ｉｈｉ建機株式会社
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: JP2010190330A

Description

本発明は、掘削作業機等、複数のアクチュエータと、該各アクチュエータを駆動するための３台の油圧ポンプを備えてなる構成を有する建設機械の油圧回路に関するもので、特に、必要に応じてアクチュエータを具備したアタッチメントを装着可能な形式の建設機械の油圧回路に関するものである。

建設機械の１つとして、たとえば、図３に示す如きミニショベルがあり、この種のミニショベルは、図３及び図４に示す如く、左側と右側の各走行装置７と８をそれぞれ独立に駆動するための図示しない個別の油圧モータの他に、旋回台４の旋回駆動用の図示しない油圧モータと、ブームスイングアクチュエータ（図示せず）に連結したシリンダ１と、ブレード（ドーザ）２に連結したブレード用シリンダ３と、アーム５の屈伸用のアームシリンダ６と、ブーム９の起伏動作用のブームシリンダ１０と、バケット１１の上げ下げ動作用のバケットシリンダ１２のような複数の油圧アクチュエータを備えている。更に、必要に応じて装備する油圧ブレーカやその他の各種アタッチメント（図示せず）に、該アタッチメントを駆動するための所要の油圧アクチュエータが具備されていることがある。

上記のような複数の油圧アクチュエータを備えてなるミニショベルの油圧回路は、通常、図４にその一例の概略を示す如く、上記各アクチュエータに個別に対応する方向切換弁として、ブームスイングアクチュエータのシリンダ１に接続した方向切換弁（以下、ブームスイング用方向切換弁と云う）１３と、ブレード用シリンダ３に接続した方向切換弁（以下、ブレード用方向切換弁と云う）１４と、旋回台旋回駆動用の図示しない油圧モータに接続した方向切換弁（以下旋回用方向切換弁と云う）１５と、必要に応じて装備するアタッチメントに具備されている油圧アクチュエータに接続するためのサービス（予備）用方向切換弁１６と、アームシリンダ６に接続した方向切換弁１７と、左側走行装置駆動用の図示しない油圧モータに接続した方向切換弁（以下、左走行装置用方向切換弁と云う）１８と、右側走行装置駆動用の図示しない油圧モータに接続した方向切換弁（以下、右走行装置用方向切換弁と云う）１９と、ブームシリンダ１０に接続した方向切換弁（以下、ブーム用方向切換弁と云う）２０と、バケットシリンダ１２に接続した方向切換弁（以下、バケット用方向切換弁と云う）２１とを備え、該各方向切換弁１３〜２１の各アクチュエータポートＡ１〜Ａ７，Ａ９，Ａ１０及びＢ１〜Ｂ８，Ｂ１０に、前記したようにそれぞれ対応する油圧アクチュエータを接続してなる構成としてある。これにより、上記各油圧アクチュエータごとに、ポンプポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３に接続してある３台のポンプ（第１〜第３ポンプ）２２，２３，２４と、タンクポートＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続してある各タンク２５，２６，２７（第１〜第３タンク）との接続方向及び圧油の流量をそれぞれ制御することができるようにしてあり、上記各方向切換弁１３〜２１の操作により、前記した各アクチュエータへの作動油（圧油）の往きと戻りの接続方向を切り換えて、該各アクチュエータをそれぞれ作動させることができるようにしてある。

上記各方向切換弁１３，１４，１６，１８，１９は手動操作式（メカ式）方向切換弁としてあり、各方向切換弁１５，１７，２０，２１はパイロット式（リモコン操作式）方向切換弁としてある（たとえば、引用文献１参照）。

なお、図４に示す油圧回路は、上記各ポンプ２２，２３，２４と接続された第１、第２、第３の３つの回路ａ，ｂ，ｃを備えた構成としてある。

上記第１の回路ａは、第１ポンプ２２からポンプポートＰ１を通じて圧油が供給される第１アンロード通路２８を備え、該第１アンロード通路２８に、上流側より順に右走行装置用方向切換弁１９と、ブーム用方向切換弁２０と、バケット用方向切換弁２１を備えた構成としてある。

上記第２の回路ｂは、第２ポンプ２３からポンプポートＰ２を通じて圧油が供給される第２アンロード通路２９を備え、該第２アンロード通路２９に、上流側より順に左走行装置用方向切換弁１８と、アーム用方向切換弁１７と、サービス用方向切換弁１６を備えた構成としてある。

更に、上記第１ポンプ２２及び第２ポンプ２３と、第１の回路ａ及び第２の回路ｂの間には、図示しない安全レバーの操作に応じて作動するパイロット作動式の供給切換弁３０が設けてあり、運転停止時は、上記図示しない安全レバーを停止位置にすると、上記供給切換弁３０がアンロード位置３０ａに切換えられることで、上記第１と第２の各ポンプ２２と２３が、上記各タンク２５，２６，２７が接続してあるタンク通路３３に、通路３１と３２を介してそれぞれ連通されるようにしてあり、これにより、上記第１と第２の各回路ａとｂへの作動油の供給が共に停止されるようにしてある。一方、運転時は、上記図示しない安全レバーを停止位置から運転位置に操作して、上記供給切換弁３０を作業位置３０ｂに切換えると、上記第１と第２の各ポンプ２２と２３からの作動油を、該供給切換弁３０を経て上記第１と第２の各回路ａとｂへそれぞれ供給することができるようにしてある。これにより、運転停止期間中に、不測の事態により、上記第１の回路ａに設けてある手動操作式の右走行装置用方向切換弁１９や、上記第２の回路ｂに設けてある手動操作式の左走行装置用方向切換弁１８及びサービス用方向切換弁１６が万一切換え操作されたとしても、左右の各走行装置７，８（図３参照）や、上記サービス用方向切換弁１６に接続してある図示しないアタッチメントが不意に動く虞を未然に防止できるようにしてある。

上記第３の回路ｃは、第３ポンプ２４からポンプポートＰ３を通じて圧油が供給される供給通路３４の下流側に、第３アンロード通路３５が接続してあり、且つ該第３アンロード通路３５に、ブームスイング用方向切換弁１３と、ブレード用方向切換弁１４と、旋回用方向切換弁１５を上流側より順に備えた構成としてある。更に、上記ブレード用方向切換弁１４と旋回用方向切換弁１５には、上記供給通路３４より分岐させた通路３６，３７もそれぞれ接続してある。上記第３アンロード通路３５における上記旋回用方向切換弁１５よりも下流側は、図５に示すように、後述する合流弁３８の第１の入口ポート４０に接続してある。

ところで、上記左右の各走行装置用方向切換弁１８，１９の中立位置から前進側又は後進側の走行位置への切換操作により左右の走行装置７，８（図３参照）を、前進側又は後進側の同一方向あるいは互いに対向する方向に同時に駆動させていると、上記第１ポンプ２２より供給される作動油は上記第１の回路ａの最上流側に設けてある右走行装置用方向切換弁１９を経て右側走行装置８（図３参照）の図示しない油圧モータへ供給され、同様に、上記第２ポンプより供給される作動油は上記第２の回路ｂの最上流側に設けてある左走行装置用方向切換弁１８を経て左側走行装置７（図３参照）の図示しない油圧モータへ供給されるようになる。そのため、上記第１の回路ａ及び第２の回路ｂに設けてある他の方向切換弁２０と２１及び１７と１６には、上記第１及び第２の各ポンプ２２，２３からの作動油が供給されなくなってしまう。

しかし、作業内容や作業効率の面では、上記のように左右の走行装置７，８（図３参照）を同時に駆動している状態であっても、ブーム９やバケット１１やアーム５（図３参照）を作動させることが望まれる場合がある。

そこで、上記油圧回路には、図４及び図５に示すように、左右の走行装置７，８（図３参照）の同時駆動時に、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃに供給される作動油を、上記第１の回路ａに設けてあるブーム用方向切換弁２０やバケット用方向切換弁２１、及び、上記第２の回路ｂに設けてあるアーム用方向切換弁１７へ導くことができるようにするための機能を備えた合流弁３８を設けるようにしてある。

又、上記第３の回路ｃに設けてあるブームスイング用方向切換弁１３と、ブレード用方向切換弁１４が手動操作式としてあることに鑑みて、上記合流弁３８には、運転停止期間中に不測の事態により、上記手動操作式の各方向切換弁１３や１４が万一切換え操作されたとしても、ブームスイングアクチュエータやブレード２（図３参照）が不意に動く虞を未然に防止できるようにするための上記第３の回路ｃのアンロード機能を併せて備えるようにしてある。

以上の機能を得るために、上記合流弁３８は、アンロード位置３９ａと作業位置３９ｂと走行位置（走独位置）３９ｃを順に備えた３位置弁としてある。

上記合流弁３８には、前記した図示しない安全レバーの停止位置から運転位置への操作に伴いパイロット圧が立つようにしてあるパイロットライン４６が接続してあり、上記図示しない安全レバーを停止位置から運転位置に切換えると、上記アンロード位置３９ａから作業位置３９ｂへの切換えが行われるようにしてある。更に、上記合流弁３８には、図４に示すように、上記左右の各走行装置用方向切換弁１８と１９の各サブバルブ、及び、上記ブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１とアーム用方向切換弁１７の各サブバルブに接続された走行信号ライン４７も接続してあり、上記左右の走行装置用方向切換弁１８及び１９の双方が共に前進側又は後進側の走行位置に切換えられた状態で、且つ上記ブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１とアーム用方向切換弁１７のうちの少なくとも１つが中立位置から動作位置に切換えられるときに上記走行信号ライン４７に立つパイロット圧で、上記作業位置３９ｂから走行位置３９ｃへの切換えが行われるようにしてある。

更に、上記合流弁３８は、２つの入口ポート４０，４１と、４つの出口ポート４２，４３，４４，４５を備えてなる構成としてあり、第１の入口ポート４０には、上記したように第３の回路ｃの第３アンロード通路３５の下流側が接続してある。

又、上記第２の入口ポート４１には、上記第３の回路ｃの供給通路３４の途中位置より分岐させてリリーフ弁４９を経て上記タンク通路３３へ至るように設けた通路４８の上記リリーフ弁４９よりも上流側位置が、供給通路５０を介して接続してある。

上記合流弁３８の第１の出口ポート４２には、チェック弁５１を介して第１合流通路５２の一端側が接続してある。且つ該第１合流通路５２の他端側は、上記第１の回路ａにおけるブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１に、それぞれ通路５３，５４を介して接続してある。上記通路５４には途中に絞り５５が設けてあり、バケット用方向切換弁２１よりもブーム用方向切換弁２０へ優先的に作動油を供給できるようにしてある。

又、上記第２の出口ポート４３は、チェック弁５６と通路５７を介して、上記第２の回路ｂの第２アンロード通路２９におけるサービス用方向切換弁１６の直ぐ上流側位置に連通させてある。

上記第３の出口ポート４４には、第２合流通路５８の一端側が接続してあり、且つ該第２合流通路５８の他端側は、上記第２の回路ｂにおけるアーム用方向切換弁１７に連通させてある。更に、上記第２合流通路５８は、上記第２アンロード通路２９にも接続してある。

上記第４の出口ポート４５には、排出通路５９を介して上記タンク通路３３が接続してある。

更に、上記合流弁３８は、アンロード位置３９ａでは、上記第１と第２の各入口ポート４０と４１、及び、上記第１と第２と第３の各出口ポート４２と４３と４４が、すべて第４の出口ポート４５に連通されるようにしてある。又、作業位置３９ｂでは、上記第１の入口ポート４０と、第１、第２、第４の各出口ポート４２，４３，４５が相互に連通され、上記第２の入口ポート４１と第３の出口ポート４４は遮断されるようにしてある。更に、走行位置３９ｃでは、上記第１の入口ポート４０に、第１及び第３の各出口ポート４２及び４４が連通され、第２の入口ポート４１と、第２及び第４の各出口ポート４３及び４５が遮断されるようにしてある。

したがって、以上の構成としてある合流弁３８によれば、作業停止中は前記した図示しない安全レバーにより該合流弁３８をアンロード位置３９ａに切換えておくと、上記第３ポンプ２４よりポンプポートＰ３を経て第３の回路ｃへ供給される作動油を、供給通路３４の途中位置より分岐させた通路４８と、該通路４８より更に分岐させた供給通路５０を経て上記合流弁３８の第２の入口ポート４１へ導いた後、該合流弁３８の第４の出口ポート４５と排出通路５９を経てタンク通路３３へ排出できるようになる。よって、この状態では、上記第３の回路ｃの各方向切換弁１３，１４，１５に対し油圧の供給が行われないため、手動操作式としてあるブームスイング用方向切換弁１３やブレード用方向切換弁１４が、不測の事態で万一切換え操作されたとしても、ブームスイングアクチュエータやブレード２（図３参照）が不意に動く虞を解消できるようにしてある。

通常運転を行う場合は、上記図示しない安全レバーの操作により上記合流弁３８を作業位置３９ｂに切換えるようにする。これにより、該合流弁３８の第２の入口ポート４１が遮断されるため、上記第３ポンプ２４から、上記第３の回路ｃの供給通路３４及び第３アンロード通路３５を経て該第３の回路ｃの各方向切換弁１３と１４と１５に対して油圧の供給が行われるようになるため、該各方向切換弁１３と１４と１５の個別の切換操作に応じて、ブームスイングアクチュエータとブレード２と旋回台４（図３参照）の動作をそれぞれ行わせることができるようにしてある。なお、上記第３アンロード通路３５を通過した後に上記合流弁３８の第１の入口ポート４０まで導かれた作動油は、第４の出口ポート４５より排出通路５９を経てタンク通路３３へ排出されるようにしてある。

上記通常運転状態において、左右の各走行装置用方向切換弁１８，１９を共に走行位置に切換えて、左右両側の走行装置７，８（図３参照）を共に駆動すると同時に、上記ブーム用方向切換弁２０、バケット用方向切換弁２１、アーム用方向切換弁１７の少なくとも１つを切換え操作することで、上記走行信号ライン４７に立つパイロット圧で上記合流弁３８を走行位置３９ｃへ切換えると、上記第３アンロード通路３５を通過した後に上記合流弁３８の第１の入口ポート４０まで導かれた作動油を、該合流弁３８の第１の出口ポート４２より上記第１合流通路５２を経てブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１へ、又、第３の出口ポート４４より上記第２合流通路５８を経てアーム用方向切換弁１７へ、それぞれ供給できるようになるため、上記ブーム用方向切換弁２０、バケット用方向切換弁２１、アーム用方向切換弁１７のうちの切換え操作した方向切換弁へ、上記第３ポンプ２４からの作動油を導いて、ブーム９やバケット１１やアーム５（図３参照）を、それぞれ対応する方向切換弁２０，２１，１７の切換え操作に応じて作動させることができるようにしてある。

なお、６０，６１，６２，６３，６４，６５，６７，６８は上記各方向切換弁１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１とタンク通路３３をそれぞれ繋ぐ排出通路である。

ところで、上記図４に示した油圧回路及び図５に示した合流弁３８では、第２の回路ｂに設けてあるサービス用の方向切換弁１６に第２ポンプ２３からのみ作動油を供給するサービス単流形式としてあるため、該サービス用方向切換弁１６のアクチュエータポート（サービスポート）Ａ４，Ｂ４に接続して使用するアタッチメントとして、該アタッチメント自体の油圧アクチュエータを少ない作動油量、あるいは、比較的小さい油圧で正確に動かす必要があるような形式のものを使用する場合に適している。

しかし、アタッチメントとして、たとえば、図示しないブレーカを装着して用いる場合は、ブレーカによる打撃を短い時間間隔で数多く行わせるためには該ブレーカに具備されている油圧アクチュエータへ供給する作動油の流量を多くすることが必要とされる。

そこで、上記ブレーカ等、比較的多くの作動油を供給する必要があるアタッチメントを使用するための油圧回路構成として、図６及び図７にその一例の概要を示す如きサービス合流形式の油圧回路構成もある。

すなわち、図６及び図７の油圧回路は、図４及び図５に示したと同様の油圧回路構成において、合流弁３８を、作業位置３９ｂで、第１の入口ポート４０と、第１、第２、第４の各出口ポート４２，４３，４５が連通され、且つ第２の入口ポート４１と第３の出口ポート４４がそれぞれ遮断されるようにした構成に代えて、作業位置３９ｂで、第１の入口ポート４０が第２の出口ポート４３に連通されると共に、第１の出口ポート４０と第４の出口ポート４５が互いに連通され、且つ上記合流弁３８と同様に第２の入口ポート４１と第３の出口ポート４４がそれぞれ遮断されるようにした構成の合流弁３８Ａとするようにしてある。

その他の構成は図４及び図５に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

上記構成としてある合流弁３８Ａを備えたサービス合流形式の油圧回路によれば、通常運転を行う場合に、図４及び図５に示したものと同様にして図示しない安全レバーの操作により上記合流弁３８Ａをアンロード位置３９ａから作業位置３９ｂに切換えると、該合流弁３８Ａの第２の入口ポート４１が遮断されるようになることに伴って、第３ポンプ２４から第３の回路ｃの供給通路３４及び第３アンロード通路３５への作動油の供給が行われて、該第３の回路ｃの各方向切換弁１３，１４，１５の個別の切換操作に応じて、ブームスイングアクチュエータ、ブレード２、旋回台４（図３参照）をそれぞれ動作させることが可能となる。

その後、上記第３アンロード通路３５を通過した後に上記合流弁３８Ａの第１の入口ポート４０まで導かれた作動油は、該合流弁３８Ａの第２の出口ポート４３よりチェック弁５６と通路５７を介して上記第２の回路ｂのアンロード通路２９におけるサービス用方向切換弁１６の直ぐ上流側位置へ導かれるようになることから、上記サービス用方向切換弁１６には、上記第２ポンプ２３より第２の回路ｂを経て供給される作動油に加えて、上記第３ポンプ２４より上記合流弁３８Ａを経た作動油も供給することができるようにしてある。したがって、アーム５（図３参照）を駆動するために上記アーム用方向切換弁１７を切換操作しても、上記サービス用方向切換弁１６へ多くの作動油を供給することができて、該サービス用方向切換弁１６に接続して使用するアタッチメントが、ブレーカ等、アタッチメント自体に具備した油圧アクチュエータの駆動に多くの作動油の流量を必要とする形式のものであっても、該アタッチメントを効率よく動作させることができるようにしてある。

特許第４１１８８９３号公報

ところが、ミニショベルの油圧回路として従来用いられている上記図４及び図５に示した油圧回路、及び、図６及び図７に示した油圧回路では、いずれも合流弁３８，３８Ａが３位置弁としてあり、且つ該合流弁３８，３８Ａに、手動操作式としてあるブームスイング用方向切換弁１３とブレード用方向切換弁１４の運転停止中の不意の動作を未然に防止する機能を担保するためのアンロード位置３９ａと、左右の走行装置７，８（図３参照）が共に走行状態のときに第３ポンプ２４より供給される作動油をブーム用方向切換弁２０やバケット用方向切換弁２１やアーム用方向切換弁１７へ導くことができるようにするための走行位置３９ｃが設けてあるため、３位置弁の構造上、作業位置３９ｂでは、弁内に、上記図４及び図５に示した如きサービス単流形式の油圧回路を形成するための流路、又は、図６及び図７に示したサービス合流形式の油圧回路を形成するための流路のいずれか一方を択一的に設けなければならない。

そのため、従来は、上記図４及び図５に示した如きサービス単流形式の油圧回路を構成するための合流弁３８と、図６及び図７に示したサービス合流形式の油圧回路を構成するための合流弁３８Ａの２種類の合流弁を製造しておき、ユーザー（使用者）がサービス用方向切換弁１６のアクチュエータポート（サービスポート）Ａ４，Ｂ４に接続して使用を予定しているアタッチメントが、該アタッチメント自体に具備した油圧アクチュエータを少ない作動油量、あるいは、比較的小さい油圧で正確に動かす必要があるような形式のものか、又は、該アタッチメントに具備した油圧アクチュエータに比較的多量の作動油の供給を必要とする形式のものであるかに応じて、上記いずれか一方の合流弁３８，３８Ａを組み込んだ油圧回路を構成してミニショベルに搭載する必要が生じていた。

したがって、上記２種類の合流弁３８と３８Ａを製造するために要する部品の管理、調達の面で煩雑性が高いというのが実状である。

しかも、上記のようにサービス単流形式用の合流弁３８、又は、サービス合流形式用の合流弁３８Ａのいずれかを組み込んでなる油圧回路を採用したミニショベルを一旦製造してしまうと、途中でサービス単流形式からサービス合流形式へ、あるいは、サービス合流形式からサービス単流形式へ油圧回路の形式を変更することは難しいため、サービス用方向切換弁１６に接続して使用するアタッチメントの種類が制限されているのが実状である。

なお、３位置弁に代えて４位置弁を用いるようにすれば、アンロード位置と走行位置の他に、サービス単流形式の油圧回路を形成させるための作業位置と、サービス合流形式の油圧回路を形成させるための作業位置とを設けることは可能になると考えられるが、４位置弁は、３位置弁に比して構造が複雑化すると共にサイズが大型化してしまうという問題が生じる。

そこで、本発明は、サービス用方向切換弁に接続して用いるアタッチメントに応じてサービス単流形式とサービス合流形式の油圧回路を３位置弁の合流弁で自在に切換えることができる建設機械の油圧回路を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、左右の走行装置と旋回台とを備える建設機械に３台の油圧ポンプを設けて、第１ポンプより作動油が供給される第１の回路に、左右いずれか一方の走行装置用の方向切換弁と、上記建設機械のアクチュエータ用方向切換弁を上流側より順に備え、第２ポンプより作動油が供給される第２の回路に、左右いずれか他方の走行装置用の方向切換弁と、上記建設機械の別のアクチュエータ用方向切換弁と、サービス用方向切換弁を上流側より順に備え、第３ポンプより作動油が供給される第３の回路に、旋回台のアクチュエータ用の旋回用方向切換弁と、更に別のアクチュエータ用方向切換弁を備えてなる建設機械の油圧回路において、上記第３の回路におけるアクチュエータ用方向切換弁をパイロット式の方向切換弁とすると共に、上記第３ポンプより上記旋回用方向切換弁及び上記パイロット式のアクチュエータ用方向切換弁に対して油圧の供給を行いつつ第３の回路を通過した作動油をタンク側へ排出させる通路へ導くようにしてあるサービス単流回路形成位置と、上記第３の回路を通過した作動油を上記第２の回路におけるサービス用方向切換弁の直ぐ上流側位置へ供給するための通路へ導くようにしてあるサービス合流回路形成位置と、上記左右の走行装置用方向切換弁が共に走行位置に切りかえられた状態で、且つ上記第１の回路と第２の回路の各アクチュエータ用方向切換弁の少なくとも１つの切換え操作に伴い、上記第３の回路を通過した作動油を上記第１の回路と第２の回路の各アクチュエータ用方向切換弁に供給するための通路へ導くようにしてある走行位置とを有する合流弁を備えてなる構成とする。

又、上記構成において、建設機械を、ブームを備えてなる建設機械とすると共に、上記ブーム用の方向切換弁を、第１の回路又は第２の回路のいずれかにアクチュエータ用方向切換弁として設け、且つ合流弁が、サービス合流回路形成位置で、第３ポンプより第３の回路へ供給される作動油の一部を、絞りを設けた流路を介して上記ブーム用方向切換弁へ供給するための通路へ導く機能を備えるようにした構成とする。

更に、上記各構成において、合流弁のサービス単流回路形成位置とサービス合流回路形成位置との切換えを、オペレータ操作型のサービス用スイッチバルブで切換えられるようにした構成とする。

本発明の建設機械の油圧回路によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）
左右の走行装置と旋回台とを備える建設機械に３台の油圧ポンプを設けて、第１ポンプより作動油が供給される第１の回路に、左右いずれか一方の走行装置用の方向切換弁と、上記建設機械のアクチュエータ用方向切換弁を上流側より順に備え、第２ポンプより作動油が供給される第２の回路に、左右いずれか他方の走行装置用の方向切換弁と、上記建設機械の別のアクチュエータ用方向切換弁と、サービス用方向切換弁を上流側より順に備え、第３ポンプより作動油が供給される第３の回路に、旋回台のアクチュエータ用の旋回用方向切換弁と、更に別のアクチュエータ用方向切換弁を備えてなる建設機械の油圧回路において、上記第３の回路におけるアクチュエータ用方向切換弁をパイロット式の方向切換弁とすると共に、上記第３ポンプより上記旋回用方向切換弁及び上記パイロット式のアクチュエータ用方向切換弁に対して油圧の供給を行いつつ第３の回路を通過した作動油をタンク側へ排出させる通路へ導くようにしてあるサービス単流回路形成位置と、上記第３の回路を通過した作動油を上記第２の回路におけるサービス用方向切換弁の直ぐ上流側位置へ供給するための通路へ導くようにしてあるサービス合流回路形成位置と、上記左右の走行装置用方向切換弁が共に走行位置に切りかえられた状態で、且つ上記第１の回路と第２の回路の各アクチュエータ用方向切換弁の少なくとも１つの切換え操作に伴い、上記第３の回路を通過した作動油を上記第１の回路と第２の回路の各アクチュエータ用方向切換弁に供給するための通路へ導くようにしてある走行位置とを有する合流弁を備えてなる構成としてあるので、合流弁の切換え操作により、サービス用方向切換弁に第２ポンプのみから作動油を供給するサービス単流形式の油圧回路構成と、サービス用方向切換弁に第２ポンプに加えて第３ポンプからも作動油を供給するサービス合流形式の油圧回路構成を自在に切換えることができる。
（２）よって、上記サービス用方向切換弁に接続して用いるアタッチメントの形式に依存することなく、合流弁は一種類でよいため、従来要していたサービス単流形式の油圧回路を構成するためと、サービス合流形式の油圧回路を構成するための２種類の合流弁を製造したり、用意する必要をなくすことができるため、部品の管理、調達をより容易なものとすることが可能となる。
（３）しかも、上記サービス用方向切換弁に接続して用いるアタッチメントを、自在に変更することが可能になる。
（４）建設機械を、ブームを備えてなる建設機械とすると共に、上記ブーム用の方向切換弁を、第１の回路又は第２の回路のいずれかにアクチュエータ用方向切換弁として設け、且つ合流弁が、サービス合流回路形成位置で、第３ポンプより第３の回路へ供給される作動油の一部を、絞りを設けた流路を介して上記ブーム用方向切換弁へ供給するための通路へ導く機能を備えるようにした構成とすることにより、旋回台を旋回させるときに、第３ポンプより第３の回路へ供給される作動油のうち、旋回用方向切換弁より旋回台のアクチュエータへ供給させる作動油の余剰分を、合流弁を介してブーム用方向切換弁へ供給することができるため、旋回台の旋回加速時に、ブームの上げ動作を増速して行わせることが可能になる。
（５）合流弁のサービス単流回路形成位置とサービス合流回路形成位置との切換えを、オペレータ操作型のサービス用スイッチバルブで切換えられるようにした構成とすることにより、サービス用方向切換弁に接続して用いるアタッチメントが、多くの作動油の流量を必要とする形式か否かに応じて、オペレータが、サービス単流形式の油圧回路と、サービス合流形式の油圧回路を自在に切換えて使用することが可能になる。

本発明の建設機械の油圧回路の実施の一形態の概要を示す図である。図１の油圧回路の合流弁の部分を拡大して示す図である。左右の走行装置と旋回台に加えて複数のアクチュエータを備えてなる建設機械の一例として、ミニショベルを示す概略斜視図である。図３のミニショベルの油圧回路の一例として、サービス単流形式の油圧回路を示す概要図である。図４の油圧回路の合流弁の部分を拡大して示す図である。図３のミニショベルの油圧回路の別の例として、サービス合流形式の油圧回路を示す概要図である。図６の油圧回路の合流弁の部分を拡大して示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の建設機械の油圧回路の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、図３及び図４に示した油圧回路と同様の構成において、合流弁３８を、アンロード位置３９ａと、作業位置３９ｂと、走行位置３９ｃとを備えた３位置弁とする構成に代えて、サービス単流回路形成位置７０ａと、サービス合流回路形成位置７０ｂと、走行位置７０ｃとを備えてなる３位置弁の合流弁６９としてなる構成とする。

上記合流弁６９は、図４及び図５に示した合流弁３８と同様に、２つの入口ポート４０，４１と４つの出口ポート４２，４３，４４，４５を備えて、第１の入口ポート４０には、第３の回路ｃの第３のアンロード通路３５の下流側が接続してあり、又、第２の入口ポート４１には、第３の回路ｃの供給通路３４より分岐させた通路４８が供給通路５０を介し接続してある。更に、第１の出口ポート４２には、チェック弁５１、第１合流通路５２、通路５３，５４を介して、第１の回路ａのブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１が接続してあり、第２の出口ポート４３は、チェック弁５６と通路５７を介して第２の回路ｂにおけるサービス用方向切換弁１６の直ぐ上流側位置が連通させてあり、第３の出口ポート４４には、第２合流通路５８が接続してあり、第４の出口ポート４５には、排出通路５９を介しタンク通路３３が接続してある。

詳述すると、上記合流弁６９は、サービス単流回路形成位置７０ａのときに、上記第１の入口ポート４０が、第２の出口ポート４３と共に第４の出口ポート４５に連通されるようにしてあり、且つ上記第２の入口ポート４１と第１の出口ポート４２と第３の出口ポート４４がそれぞれ遮断されるようにしてある。これにより、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃへ供給され、供給通路３４と第３アンロード通路３５を通過した後に上記合流弁６９の第１の入口ポート４０まで導かれる作動油は、該合流弁６９の第４の出口ポート４５より排出通路５９を経てタンク通路３３へ排出されるようになることから、第２の回路ｂに設けてあるサービス用方向切換弁１６に対しては、第２ポンプ２３より上記第２の回路ｂへ供給する作動油のみが導かれるようにしてある。

又、上記合流弁６９がサービス合流回路形成位置７０ｂのときには、第１の入口ポート４０が第２の出口ポート４３に連通されるようにしてある。更に、第２の入口ポート４１が第１の出口ポート４２に中立絞り７２を備えた弁内の流路７１を介して連通されるようにしてある。残る第３の出口ポート４４と、第４の出口ポート４５はそれぞれ遮断されるようにしてある。これにより、上記と同様に、第３ポンプ２４より第３の回路ｃへ供給され、供給通路３４とアンロード通路３５を通過した後に上記合流弁６９の第１の入口ポート４０まで導かれた作動油は、該合流弁６９の第２の出口ポート４３より、チェック弁５６と通路５７を経て、第２の回路ｂにおけるサービス用方向切換弁１６の直ぐ上流側位置へ導かれるようになるため、該サービス用方向切換弁１６に対し、第２ポンプ２３より第２の回路ｂを経て供給される作動油に加えて、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃと上記合流弁６９を経て上記第２の回路ｂの所定個所へ導かれる作動油も併せて供給できるようにしてある。

更に、上記サービス合流回路形成位置７０ｂでは、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃへ供給される作動油の一部が、供給通路３４より通路４８と供給通路５０を経て上記合流弁３８の第２の入口ポート４１へ導かれ、この作動油が、上記弁内の流路７１を経て第１の出口ポート４２へ導かれることで、該第１の出口ポート４２より第１合流通路５２を通して第１の回路ａのブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１へ供給することができるようにしてあり、この際、上記弁内の流路７１に設けてある中立絞り７２により該流路７１を通る作動油を制限することで、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃの供給通路３４と第３アンロード通路３５へ供給される作動油に、該第３の回路ｃに設けてある各方向切換弁１３，１４，１５にそれぞれ対応する油圧アクチュエータを作動させるために必要とされる所要の油圧を確保することができるようにしてある。

したがって、一般に、ミニショベルで作業を行う場合、たとえば、土砂をダンプ車に積み込む作業等では、旋回台４（図３参照）を旋回させながらブーム９（図３参照）の上げ動作を行わせることが多いが、このような場合に、上記合流弁６９をサービス合流回路形成位置７０ｂに切換えておくことで、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃの供給通路３４及び第３アンロード通路３５へ供給される作動油を、旋回用方向切換弁１５の切換えにより旋回台４（図３参照）の図示しない旋回駆動用の油圧モータへ供給して該旋回台４を旋回加速させるときに、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃへ供給される作動油の余剰分を、上記供給通路３４より通路４８、供給通路５０、合流弁６９の第１の入口ポート４０と絞り７２付き流路７１と第１の出口ポート４２、第１合流通路５２、通路５３を経てブーム用方向切換弁２０へ導いて、該ブーム用方向切換弁２０をブーム上げ側に切換えるときに、第２ポンプ２３より供給される作動油と併せてブームシリンダ１０へ供給できるため、ブーム９（図３参照）の上げ動作を増速させることができるようにしてある。

上記合流弁６９が走行位置７０ｃの場合は、図４及び図５に示した合流弁３８と同様に、上記第１の入口ポート４０に、第１及び第３の各出口ポート４２及び４４が連通され、第２の入口ポート４１と、第２及び第４の各出口ポート４３及び４５が遮断されるようにしてある。

更に、上記合流弁６９は、サービス単流回路形成位置７０ａをノーマルとしてある。又、上記サービス単流回路形成位置７０ａよりサービス合流回路形成位置７０ｂへの切換えを行うためのパイロットポートには、外部ソレノイドバルブ７３を備えたパイロットライン７４を介してシャトル弁７５の出力ポートが接続してあり、該シャトル弁７５の一方の入力ポートには、ブレーカ用のペダルスイッチのような、上記サービス用方向切換弁１６を操作するためのサービス用スイッチバルブ７６が接続してある。更に、上記シャトル弁７５の他方の入力ポートには、上記ブーム用方向切換弁２０の切換え操作するためのブーム操作レバー７７（他の油圧アクチュエータの操作レバーを兼用していてもよい）をブーム上げ方向に操作するときに所要のパイロット圧が立つブーム上げ信号ライン７８が接続してある。これにより、上記外部ソレノイドバルブ７３をオン位置７３ａに切換えた状態で、上記サービス用方向切換弁１６を操作するためのサービス用スイッチバルブ７６を操作するか、又は、ブーム操作レバー７７をブーム上げ方向に操作すると、上記合流弁６９がサービス合流回路形成位置７０ｂに切換えられるようにしてある。

更に、上記合流弁６９には、図４及び図５に示した走行信号ライン４７と同様の走行信号ライン４７が接続してあり、左右の各走行装置用方向切換弁１８，１９を共に走行位置に切換えて、左右両側の走行装置７，８（図３参照）を共に駆動すると同時に、上記ブーム用方向切換弁２０、バケット用方向切換弁２１、アーム用方向切換弁１７の少なくとも１つを切換え操作することで上記走行信号ライン４７に立つパイロット圧で、該合流弁６９が走行位置７０ｃに切換えられるようにしてある。

なお、上記合流弁６９にはアンロード位置を設けないため、ブームスイング用方向切換弁１３及びブレード用方向切換弁１４は、共にパイロット式の方向切換弁とすることで、運転停止期間中に不測の事態により、上記各方向切換弁１３や１４が万一切換え操作されたとしても、ブームスイングアクチュエータやブレード２（図３参照）が不意に動く虞を未然に防止できるようにしてある。

更に、左右の各走行装置用方向切換弁１８，１９もパイロット式の方向切換弁とすることで、図４に示した如き供給切換弁３０を省略した構成としてある。

以上の構成としてある本発明の建設機械の油圧回路によれば、上記外部ソレノイドバルブ７３を図１に示すようなオフ位置７３ｂにした状態では、合流弁６９はサービス単流回路形成位置７０ａとされる。よって、この状態では、該合流弁６９の第２の入口ポート４１が遮断されることに伴い、第３ポンプ２４より供給される作動油は、第３の回路ｃの供給通路３４へ導かれる。その後、第３アンロード通路３５を通過した作動油は、合流弁６９の第１の入口ポート４０より第４の出口ポート４５へ導かれ、排出通路５９を経てタンク通路３３へ導かれるようになる。このため、サービス用方向切換弁１６には、第２ポンプ２３より第２の回路ｂへ供給される作動油のみが導かれるようになることから、該サービス用方向切換弁１６のアクチュエータポートＡ４，Ｂ４に接続して使用する図示しないアタッチメントとして、該アタッチメント自体の油圧アクチュエータを少ない作動油量、あるいは、比較的小さい油圧で正確に動かす必要があるような形式のものを使用する場合に適した油圧回路構成とすることができる。

一方、上記外部ソレノイドバルブ７３をオン位置７３ａに切換えた状態にて、サービス用スイッチバルブ７６を操作すると、パイロットライン７４に立つパイロット圧で、上記合流弁６９がサービス合流回路形成位置７０ｂに切換えられる。これにより、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃへ供給された後、第３アンロード通路３５を通過した後の作動油が、チェック弁５６と通路５７を介して第２の回路ｂの第２アンロード通路２９におけるサービス用方向切換弁１６の直ぐ上流側位置へ導かれるため、上記サービス用方向切換弁１６に対しては、上記第２のポンプ２３と第３のポンプ２４より導かれた作動油が併せて供給されるようになる。よって、上記サービス用方向切換弁１６に接続して用いる所要のアタッチメントとして、該アタッチメント自体の油圧アクチュエータの駆動に比較的多量の作動油を必要とする形式のアタッチメントを使用する場合に適した油圧回路構成とすることができる。

又、上記外部ソレノイドバルブ７３をオン位置７３ａに切換えた状態で、ブーム操作レバー７７をブーム上げ方向に操作しても、パイロットライン７４に立つパイロット圧で、上記合流弁６９をサービス合流回路形成位置７０ｂに切換えることができ、これにより、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃの供給通路３４へ供給される作動油の一部を、上記合流弁６９の第２の入口ポート４１より、弁内の流路７１と、第１の出口ポート４２に接続してある第１合流通路５２と通路５３を通してブーム用方向切換弁２０へ導くことで、該ブーム用方向切換弁２０に対し、第１ポンプ２２より第１の回路ａへ供給される作動油に加えて、上記第３ポンプ２４より供給される作動油も併せて導くことができるため、ブームシリンダ１０によるブーム９（図３参照）の上げ側へ動作を増速させることができるようになる。

上記合流弁６９がサービス単流回路形成位置７０ａ、又は、サービス合流回路形成位置７０ｂのいずれの位置にあっても、左右の各走行装置用方向切換弁１８，１９を共に走行位置に切換えて、左右両側の走行装置７，８（図３参照）を共に駆動すると同時に、上記ブーム用方向切換弁２０、バケット用方向切換弁２１、アーム用方向切換弁１７の少なくとも１つを切換え操作すると、上記合流弁６９が走行位置７０ｃに切換えられる。これにより、図４及び図５に示した合流弁３８が走行位置３９ｃに切換えられた場合と同様に、上記第３ポンプ２４より第３の回路ｃへ供給され、第３アンロード通路３５を通過した後に上記合流弁６９の第１の入口ポート４０まで導かれる作動油が、該合流弁６９の第１の出口ポート４２より上記第１合流通路５２を経てブーム用方向切換弁２０とバケット用方向切換弁２１へ、又、第３の出口ポート４４より上記第２合流通路５８を経てアーム用方向切換弁１７へ、それぞれ供給されるようになる。よって、この場合は、上記ブーム用方向切換弁２０、バケット用方向切換弁２１、アーム用方向切換弁１７のうちの切換え操作した方向切換弁へ、上記第３ポンプ２４からの作動油が導かれて、ブーム９やバケット１１やアーム５（図３参照）が、それぞれ対応する方向切換弁２０，２１，１７の切換え操作に応じて作動されるようになる。

このように、本発明の建設機械の油圧回路によれば、１つの合流弁６９の切換え操作により、サービス単流形式の油圧回路構成と、サービス合流形式の油圧回路構成を自在に切換えることができる。このため、サービス用方向切換弁１６のアクチュエータポート（サービスポート）Ａ４，Ｂ４に接続して用いるアタッチメントの形式に依存することなく、１つの形式の合流弁６９を用いて建設機械の油圧回路を構成することができるため、従来のサービス単流形式の油圧回路を構成するためと、サービス合流形式の油圧回路を構成するための２種類の合流弁を製造したり、用意しておく必要がないため、部品の管理、調達をより容易なものとすることができる。

しかも、上記サービス用方向切換弁１６のアクチュエータポート（サービスポート）Ａ４，Ｂ４に接続して用いるアタッチメントを、形式を気にすることなく自在に変更することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、第１の回路ａと第２の回路ｂにおける左側と右側の走行装置用方向切換弁１８と１９を入れ替えた構成としてもよい。

左右の走行装置７，８と旋回台４を備え、且つ３台の油圧ポンプ２２，２３，２４を備えて、１つの油圧ポンプ２２より作動油が供給される第１の回路ａに、左右いずれか一方の走行装置用の方向切換弁１８又は１９と所要のアクチュエータ用の方向切換弁を上流側より順に備え、別のポンプ２３より作動油が供給される第２の回路ｂに、左右いずれか他方の走行装置用の方向切換弁１９又は１８と、別の所要のアクチュエータ用の方向切換弁と、サービス用方向切換弁１６を上流側より順に備え、更に別のポンプ２４より作動油が供給される第３の回路ｃに、旋回用方向切換弁１５と更に別の所要のアクチュエータ用の方向切換弁を備えてなる形式の油圧回路を備えていれば、ミニショベル以外の建設機械の油圧回路に適用してもよい。

ブーム９の上げ操作を行うときと、必要に応じてサービス用方向切換弁１６のアクチュエータポート（サービスポート）Ａ４，Ｂ４に接続するアタッチメントに対し、第２ポンプ２３より供給される作動油に第３ポンプ２４より導かれる作動油を追加して供給することが望まれるときに、上記合流弁６９にサービス単流回路形成位置７０ａからサービス合流回路形成位置７０ｂへ切換えるためのパイロット圧を作用させることができるようにしてあれば、上記合流弁６９に接続したパイロットライン７４にソレノイドバルブ７３とシャトル弁７５を介してサービス用スイッチバルブ７６及びブーム操作レバー７７を接続した構成以外の任意の構成としてもよい。

サービス用スイッチバルブ７６はオペレータが操作する形式としてあれば、ペダルスイッチ以外の任意の形式のものを用いてもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

ａ第１の回路
ｂ第２の回路
ｃ第３の回路
４旋回台
７左側走行装置（走行装置）
８右側走行装置（走行装置）
９ブーム
１０ブームシリンダ（アクチュエータ用方向切換弁）
１３ブームスイング用方向切換弁（アクチュエータ用方向切換弁）
１４ブレード用方向切換弁（アクチュエータ用方向切換弁）
１５旋回用方向切換弁
１６サービス用方向切換弁
１７アーム用方向切換弁（アクチュエータ用方向切換弁）
１８左走行装置用方向切換弁
１９右走行装置用方向切換弁
２０ブーム用方向切換弁（アクチュエータ用方向切換弁）
２１バケット用方向切換弁（アクチュエータ用方向切換弁）
２２第１ポンプ
２３第２ポンプ
２４第３ポンプ
２５，２６，２７タンク
６９合流弁
７０ａサービス単流回路形成位置
７０ｂサービス合流回路形成位置
７０ｃ走行位置
７６サービス用スイッチバルブ

Claims

左右の走行装置と旋回台とを備える建設機械に３台の油圧ポンプを設けて、第１ポンプより作動油が供給される第１の回路に、左右いずれか一方の走行装置用の方向切換弁と、上記建設機械のアクチュエータ用方向切換弁を上流側より順に備え、第２ポンプより作動油が供給される第２の回路に、左右いずれか他方の走行装置用の方向切換弁と、上記建設機械の別のアクチュエータ用方向切換弁と、サービス用方向切換弁を上流側より順に備え、第３ポンプより作動油が供給される第３の回路に、旋回台のアクチュエータ用の旋回用方向切換弁と、更に別のアクチュエータ用方向切換弁を備えてなる建設機械の油圧回路において、上記第３の回路におけるアクチュエータ用方向切換弁をパイロット式の方向切換弁とすると共に、上記第３ポンプより上記旋回用方向切換弁及び上記パイロット式のアクチュエータ用方向切換弁に対して油圧の供給を行いつつ第３の回路を通過した作動油をタンク側へ排出させる通路へ導くようにしてあるサービス単流回路形成位置と、上記第３の回路を通過した作動油を上記第２の回路におけるサービス用方向切換弁の直ぐ上流側位置へ供給するための通路へ導くようにしてあるサービス合流回路形成位置と、上記左右の走行装置用方向切換弁が共に走行位置に切りかえられた状態で、且つ上記第１の回路と第２の回路の各アクチュエータ用方向切換弁の少なくとも１つの切換え操作に伴い、上記第３の回路を通過した作動油を上記第１の回路と第２の回路の各アクチュエータ用方向切換弁に供給するための通路へ導くようにしてある走行位置とを有する合流弁を備えてなる構成を有することを特徴とする建設機械の油圧回路。
建設機械を、ブームを備えてなる建設機械とすると共に、上記ブーム用の方向切換弁を、第１の回路又は第２の回路のいずれかにアクチュエータ用方向切換弁として設け、且つ合流弁が、サービス合流回路形成位置で、第３ポンプより第３の回路へ供給される作動油の一部を、絞りを設けた流路を介して上記ブーム用方向切換弁へ供給するための通路へ導く機能を備えるようにした請求項１記載の建設機械の油圧回路。
合流弁のサービス単流回路形成位置とサービス合流回路形成位置との切換えを、オペレータ操作型のサービス用スイッチバルブで切換えられるようにした請求項１又は２記載の建設機械の油圧回路。