JP5991950B2 - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧回路に関する。

油圧ショベル等の建設機械には、旋回体等を駆動する油圧モータや、旋回体の前側に設けられたブーム等のフロント作業部等を駆動する油圧シリンダ等のアクチュエータを駆動するために油圧回路が使用されている。

この油圧回路は、一般的に、駆動ポンプから供給される作動油の油圧を利用してアクチュエータを駆動する駆動回路と、パイロットポンプを利用して前記駆動回路への前記作動油の供給を制御する制御装置と、前記駆動回路から排出される前記作動油をオイルタンクへ戻す戻り管路とを備える。

この油圧回路によりアクチュエータは、駆動ポンプから駆動回路に作動油が供給されることにより駆動し、制御装置により駆動回路への作動油の供給が断たれることにより停止する。

しかし、この油圧回路では、旋回体やフロント作業部の稼動部が有する大きな慣性力により、駆動回路への作動油の供給を断っても、アクチュエータをすぐに停止させることができない。

例えば、旋回体を駆動する油圧モータの場合は、油圧モータが完全に停止するまでは作動油が供給されない状態で油圧モータの回転が継続されるので、駆動回路の供給管路の圧力は負圧になる。そのため、管路内に存在する作動油内から気泡が発生する現象、すなわちキャビテーションが発生し、騒音やエロージョンの原因となる。

また、フロント作業部を駆動する油圧シリンダの場合には、ブーム下げ時などの大きな慣性を伴う動作やシリンダへかかる負荷が急激に逆転するような動作が行われると、シリンダ内の圧力が負圧となりキャビテーションが発生する。これによりシリンダ内の作動油中に気泡が混在して作動油の圧縮性が増加すると、油圧シリンダの圧力応答性の低下、息つき、揺り戻し等、操作性に悪影響を与えてしまう。

そこで、これらの問題を解決する方法として、例えば特許文献１に示す油圧回路が提案されている。特許文献１の油圧回路では、パイロットポンプの余剰油を戻り管路に合流させているとともに、戻り管路内の圧力を背圧チェック弁で一定以上に設定している。

このような油圧回路では、駆動回路においてアクチュエータへの供給管路が負圧になったときに、オイルタンクに貯留されている作動油を戻り管路とメイクアップ弁を介して供給管路内に導入して負圧を解消し、キャビテーションの発生を防止している。

特許第２７６５７１８号公報

しかしながら、旋回体を駆動する油圧モータの場合には、作動油の供給量が多量になることから供給管路内に発生する負圧も大きくなる。そのため、その負圧を解消するために多量の作動油を供給管路内に導入する必要がある。そこで、特許文献１の油圧回路を使用するときには、戻り管路内に設定する圧力を高く設定しなければならない。その結果、アクチュエータの駆動速度の低下を招いてしまう。

この理由を説明すると、駆動回路の供給管路内の圧力は上限が設定されているため、戻り管路内に高い圧力がかかると、駆動回路の供給管路と排出管路の圧力差が小さくなる。この結果、アクチュエータへの作動油の供給量が減少し、アクチュエータの駆動速度が低下する。アクチュエータの駆動速度が低下すると、特にフル操作時等、アクチュエータの駆動速度が要求される場合には操作性の悪化を招く要因となる。

また、戻り管路内に高い圧力がかかると、駆動ポンプは高い負荷を受けた状態で作動油を供給することになる。したがって、キャビテーションの発生を防止することができても、エネルギーロスが増大して燃費の悪化を招いてしまい、効率が良くなかった。

本発明は、以上の問題を鑑みて成されたものであり、アクチュエータの駆動速度の低下を招くことなく、キャビテーションの発生を効率よく防止できる建設機械の油圧回路を提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような建設機械の油圧回路を採用した。

本発明の建設機械の油圧回路は、駆動ポンプから供給される作動油の油圧を利用して旋回モータを駆動する駆動回路と、パイロットポンプを利用して前記駆動回路への前記作動油の供給を制御する制御装置と、前記駆動回路から排出される前記作動油をオイルタンクへ戻す戻り管路とを備える建設機械の油圧回路において、
前記駆動回路に前記作動油を補給するメイクアップ回路をさらに備え、当該メイクアップ回路は、複数の前記作動油の補給源と、前記オイルタンクに接続されているメイン管路と、一端が前記メイン管路に接続されて他端が前記旋回モータに前記作動油を供給する供給管路にメイクアップ弁を介して接続されている補給管路と、当該メイクアップ回路内の圧力を前記戻り管路内の圧力よりも高く設定する圧力制御弁とを備え、且つ、前記駆動回路に対して前記戻り管路とは別々に接続され、前記複数の補給源は、前記メイン管路に接続されている第１の補給源と、前記第１の補給源よりも容量の小さい第２の補給源とを備え、前記第２の補給源は、前記第１の補給源と比較して前記メイクアップ弁近傍に設けられて前記補給管路に接続されていることを特徴とする。

本発明の建設機械の油圧回路では、駆動回路に作動油を補給するメイクアップ回路を駆動回路に対して戻り管路とは別々に接続し、メイクアップ回路は、補給源と、圧力制御弁とを備えた。これにより、駆動回路のアクチュエータの供給管路やアクチュエータ内が負圧になったときには、メイクアップ回路から駆動回路に作動油が補給されて負圧が解消される。

また、メイクアップ回路を利用して駆動回路に作動油を補給するので、戻り管路内の圧力を高く設定する必要がない。そのため、駆動ポンプは高い負荷を受けた状態で作動油を供給することはなく、エネルギーロスが増大して燃費の悪化を招くこともない。よって、本発明の建設機械の油圧回路は、キャビテーションの発生を効率よく防止できる。

また、戻り管路内の圧力を高く設定する必要がないことから、駆動回路の供給管路と排出管路の圧力差が小さくならず、アクチュエータへの供給流量の減少が抑えられる。よって、本発明の建設機械の油圧回路は、アクチュエータの駆動速度の低下を招くこともない。

本発明の第１の実施の形態の油圧ショベルの油圧回路を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の油圧ショベルの油圧回路を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の油圧ショベルの油圧回路を示す図である。 本発明の第４の実施の形態の油圧ショベルの油圧回路を示す図である。 本発明の第５の実施の形態の油圧ショベルの油圧回路を示す図である。 本発明の第６の実施の形態の油圧ショベルの油圧回路を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の油圧回路１を示す図である。この油圧回路１は、油圧ショベルに備えられた旋回体を駆動する油圧モータ１０１（旋回モータ）や、旋回体の前側に設けられたブーム等のフロント作業部を駆動する３本の油圧シリンダ１０２を駆動するために使用される。

この油圧回路１は、作動油が貯留されているオイルタンク２と、２つの駆動ポンプ３と、２つの駆動ポンプ３に接続した駆動回路４と、駆動回路４に接続した戻り管路５およびメイクアップ回路６と、一方の駆動ポンプ３に接続した制御装置７とを備えている。

２つの駆動ポンプ３は、駆動回路４に作動油を供給するものである。この２つの駆動ポンプ３は、図示しないがオイルタンク２に接続されている。また、この２つの駆動ポンプ３はエンジン１００によって駆動し、これによりオイルタンク２から作動油を吸い上げて駆動回路４に作動油を供給するように構成されている。

駆動回路４は、２つの駆動ポンプ３から供給される作動油の油圧を利用して油圧モータ１０１や油圧シリンダ１０２を駆動する回路である。この駆動回路４は、２つの駆動ポンプ３の吐出側に供給回路４１を介してそれぞれ供給側が接続された４つの方向切換弁４２を備えている。

供給回路４１には、２つの駆動ポンプ３と方向切換弁４２との間にメインリリーフ弁４０が接続されている。メインリリーフ弁４０の排出側は、排出管路４０ａを介してメイクアップ回路６のメイン管路６１（後述）に接続されている。このメインリリーフ弁４０は、供給回路４１内の圧力が所定圧力以上になったときに作動油をメイン管路６１に排出して所定圧力以上になるのを防止するものである。

４つの方向切換弁４２は、それぞれ供給管路４３及び排出管路４４を介して油圧モータ１０１と各油圧シリンダ１０２に接続されている。

油圧モータ１０１に接続されている供給管路４３と排出管路４４との間は、２本の接続管路４５，４６で接続されている。２本の接続管路４５，４６は、連通管路４７により接続されている。

接続管路４５に設けられたメイクアップ弁６０ａ、６０ｂは、連通管路４７を介し供給管路４３や排出管路４４が負圧になったときに作動油を供給するものである。

もう一方の接続管路４６に設けられたリリーフ弁４８，４９は、供給管路４３や排出管路４４の圧力が所定以上になったときに作動油を連通管路４７に流出させて所定圧力以上になるのを防止するものである。

戻り管路５は、駆動回路４から排出される作動油をオイルタンク２に戻す管路である。戻り管路５の上流側は排出管路５１を介して各方向切換弁４２に接続されている。戻り管路５の下流端はオイルタンク２に接続されている。

メイクアップ回路６は、駆動回路４に作動油を補給する回路である。このメイクアップ回路６は、駆動回路４に対して戻り管路５とは別々に接続されている。このメイクアップ回路６は、オイルタンク２に接続されたメイン管路６１を中心にして構成されている。

メイン管路６１の上流側には、シリンダ用補給管路６２が接続されている。各シリンダ用補給管路６２には、メイクアップ弁６０が設けられ、その排出側は各油圧シリンダ１０２の供給管路４３と排出管路４４に接続されている。各メイクアップ弁６０は、供給管路４３や排出管路４４が負圧になったときに作動油を供給するものである。

さらに、メイン管路６１の上流側は、油圧モータ１０１側の連通管路４７にモータ用補給管路６３を介して接続されている。なお、油圧モータ１０１側にある２つのメイクアップ弁６０ａ，６０ｂも、各油圧シリンダ１０２側にあるメイクアップ弁６０と共にメイクアップ回路６を構成している。

メイン管路６１においてモータ用補給管路６３との接続部分よりも下流側で且つオイルタンク２に近い部分には、背圧設定弁６４（本発明の圧力制御弁）が設けられている。この背圧設定弁６４は、メイクアップ回路６内の圧力を戻り管路５内の圧力よりも高く設定するものである。この背圧設定弁６４を挟んだ上流側と下流側には分岐管路６５の両端が接続されている。この分岐管路６５にはチェック弁６６が設けられている。

メイン管路６１において分岐管路６５の上流端との接続部分よりも上流側には、作動油の供給管路６７が接続されている。この供給管路６７の下流端には、作動油を一時的に溜めておく補給タンク６８（本発明の補給源）が接続されている。

制御装置７は、各方向切換弁４２の流路の切換を行って駆動回路４への作動油の供給を制御するものである。この制御装置７は、一方の駆動ポンプ３に接続したパイロットポンプ７１と、パイロットポンプ７１にパイロット管路７２を介して接続された操作信号制御部７３とを備えている。

パイロットポンプ７１は、図示しないがオイルタンク２に接続されている。このパイロットポンプ７１はエンジン１００によって駆動し、これによりオイルタンク２から作動油を吸い上げ、パイロット管路７２を介して操作信号制御部７３に作動油を供給するように構成されている。

操作信号制御部７３は、油圧ショベルの運転室内に設けられた操作部（図示せず）に接続されている。操作信号制御部７３は、操作部から入力される油圧モータ１０１や各油圧シリンダ１０２の駆動信号に応じて、パイロットポンプ７１から供給される作動油により各方向切換弁４２の切換を行うものである。

また、パイロット管路７２は、メイクアップ回路６のメイン管路６１に排出管路７４を介して接続されている。この排出管路７４には、パイロットリリーフ弁７０が設けられている。このパイロットリリーフ弁７０は、パイロット管路７２内の圧力が所定圧力以上になったときに作動油をメイン管路６１に排出して所定圧力以上になるのを防止するものである。

また、パイロットリリーフ弁７０、メイクアップ回路６の背圧設定弁６４およびチェック弁６６の各設定圧力の大小関係は以下の通りである。
パイロットリリーフ弁７０＞背圧設定弁６４＞チェック弁６６

以上のように構成されている油圧回路１において、次に油圧回路１の動作を説明する。２つの駆動ポンプ３はエンジン１００によって駆動するとオイルタンク２から作動油を吸い上げ、供給回路４１を介して各方向切換弁４２に作動油を供給する。また、パイロットポンプ７１は、エンジン１００によって駆動するとオイルタンク２から作動油を吸い上げ、パイロット管路７２を介して操作信号制御部７３に作動油を供給する。

操作信号制御部７３に油圧モータ１０１や各油圧シリンダ１０２の駆動信号が入力されない場合には、各方向切換弁４２へ供給された作動油は排出管路５１と戻り管路５とを介してオイルタンク２へ戻される。

また、操作信号制御部７３から各方向切換弁４２には作動油が供給されないため、パイロット管路７２内の作動油はパイロットリリーフ弁７０を介してメイクアップ回路６のメイン管路６１へ排出される。

また、メインリリーフ弁４０から排出された作動油は、排出管路４０ａを介してメイン管路６１に排出される。

パイロットリリーフ弁７０やメインリリーフ弁４０からメイン管路６１へ排出された作動油（余剰油）は、供給管路６７を介して補給タンク６８内に貯留される。補給タンク６８内の作動油が満杯になってメイクアップ回路６内の圧力が、背圧設定弁６４によって設定された圧力に達したときには、メイン管路６１内の作動油が背圧設定弁６４を介してオイルタンク２へ流れる。

操作信号制御部７３に油圧モータ１０１の駆動信号が入力された場合には、操作信号制御部７３は方向切換弁４２の流路を開ける。これにより方向切換弁４２は、供給回路４１からの作動油を供給管路４３へ流して油圧モータ１０１を駆動する。油圧モータ１０１から排出される作動油は、排出管路４４、方向切換弁４２、排出管路５１、戻り管路５を介してオイルタンク２へ戻される。

次に、操作信号制御部７３に油圧モータ１０１の駆動信号の入力が停止されると、方向切換弁４２の流路が閉じられる。これにより供給回路４１からの作動油は油圧モータ１０１の供給管路４３へ流れなくなる。

しかし、油圧モータ１０１は、供給管路４３に作動油が流れない状態でも、完全に停止するまでは自身の慣性力により回転が継続されるので排出管路４４内の圧力は高圧になる。これにより、リリーフ弁４８（４９）から接続管路４６、連通管路４７を介してモータ用補給管路６３へ作動油が流出する。

同時に供給管路４３内の作動油は、油圧モータ１０１の回転が継続されることにより、
油圧モータ１０１へ吸い込まれるため、供給管路４３内の圧力は負圧になる。すると、モータ用補給管路６３内の作動油が、連通管路４７、接続管路４５、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される。さらに、補給タンク６８内に貯留されている作動油がモータ用補給管路６３とメイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される。これにより供給管路４３内の負圧が解消される。

また、このような作動油の供給動作は油圧シリンダ１０２の場合も同様に行われる。以下に具体的に説明する。

操作信号制御部７３に油圧シリンダ１０２の駆動信号が入力された場合には、操作信号制御部７３は方向切換弁４２の流路を開ける。方向切換弁４２は、供給回路４１からの作動油を供給管路４３へ流して油圧シリンダ１０２を駆動する。油圧シリンダ１０２から排出された作動油は、排出管路４４、方向切換弁４２、排出管路５１、戻り管路５を介してオイルタンク２へ戻される。

油圧シリンダ１０２の駆動中にブーム下げ時などの大きな慣性を伴う動作や油圧シリンダ１０２へかかる負荷が急激に逆転するような動作が行われると、油圧シリンダ１０２から作動油が通常よりも多く排出されて油圧シリンダ１０２内の圧力が負圧となる。すると、シリンダ用補給管路６２内の作動油がメイクアップ弁６０を介して供給管路４３および排出管路４４から油圧シリンダ１０２内に補給される。これにより油圧シリンダ１０２内の負圧が解消される。

また、旋回操作やブームの起仰操作においてフル操作を繰り返し行ったときには補給タンク６８内に作動油が十分に貯留されないために補給量が不足する場合がある。このような場合には、チェック弁６６を介してオイルタンク２から駆動回路４に作動油が補給されることにより負圧が解消される。

以上説明したように本実施の形態の油圧回路１では、駆動回路４に作動油を補給するメイクアップ回路６を駆動回路４に対して戻り管路５とは別々に接続し、メイクアップ回路６は、補給タンク６８と、背圧設定弁６４とを備えた。これにより駆動回路４において油圧モータ１０１への供給管路４３や油圧シリンダ１０２内が負圧になったときには、メイクアップ回路６から駆動回路４に作動油が補給されることにより負圧が解消される。

また、メイクアップ回路６を利用して駆動回路４に作動油を補給するので、戻り管路５内の圧力を高く設定する必要がない。そのため、駆動ポンプ３は高い負荷を受けた状態で作動油を供給することはなく、エネルギーロスが増大して燃費の悪化を招くこともない。よって、本実施の形態の油圧回路１は、キャビテーションの発生を効率よく防止できる。

また、戻り管路５内の圧力を高く設定する必要がないことから、駆動回路４の供給管路４３と排出管路４４の圧力差が小さくならず、油圧モータ１０１や各油圧シリンダ１０２への供給流量の減少が抑えられる。よって、本実施の形態の油圧回路１は、油圧モータ１０１や各油圧シリンダ１０２の駆動速度の低下を招くこともない。

また、本実施の形態の油圧回路１では、補給タンク６８に貯留する作動油として、駆動ポンプ３やパイロットポンプ７１からの余剰油を利用したので、エネルギーを有効利用することができ、不必要なエネルギーロスの低減が可能となる。なお、補給タンク６８に貯留する作動油は、パイロットポンプ７１からの余剰油だけでも良い。また、補給タンク６８に拘らず、アキュムレータなど別の補給源を用いてもよい。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路２０１を示す図である。本実施の形態の油圧回路２０１では、第１の実施の形態の油圧回路１と同様な部分に同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の油圧回路２０１では、駆動回路４に作動油を補給するメイクアップ回路が、油圧モータ１０１へ作動油を補給するモータ用メイクアップ回路２０６と、各油圧シリンダ１０２へ作動油を補給するシリンダ用メイクアップ回路２１６とに分かれて構成されている。

モータ用メイクアップ回路２０６は、本発明にかかるメイクアップ回路である。このモータ用メイクアップ回路２０６は、オイルタンク２に接続したメイン管路２６１の上流端がモータ用補給管路６３に接続されている。

シリンダ用メイクアップ回路２１６は、各シリンダ用補給管路６２が戻り管路５に接続されている。戻り管路５には、戻り管路５内の圧力を設定する背圧設定弁２６４が設けられている。

また、パイロットリリーフ弁７０、モータ用メイクアップ回路２０６の背圧設定弁６４およびチェック弁６６、戻り管路５の背圧設定弁２６４の各設定圧力の大小関係は以下の通りである。
パイロットリリーフ弁７０＞背圧設定弁６４＞背圧設定弁２６４＞チェック弁６６
つまり、モータ用メイクアップ回路２０６内の圧力は、戻り管路５内の圧力よりも高く設定されている。

以上のように構成されている油圧回路２０１では、油圧シリンダ１０２内が負圧になったときには、シリンダ用メイクアップ回路２１６により油圧シリンダ１０２内に作動油が補給される。

具体的には、オイルタンク２内に貯留されている作動油が、戻り管路５、シリンダ用補給管路６２，６２、メイクアップ弁６０，６０、供給管路４３および排出管路４４を介して油圧シリンダ１０２内に補給される。これにより油圧シリンダ１０２内の負圧が解消される。

また、メインリリーフ弁４０やパイロットリリーフ弁７０から、モータ用メイクアップ回路２０６のメイン管路６１に排出された作動油は、供給管路６７を介して補給タンク６８内に貯留される。

したがって、油圧モータ１０１の供給管路４３内が負圧になったときには、補給タンク６８内に貯留されている作動油が、供給管路６７、メイン管路２６１、モータ用補給管路６３、連通管路４７、接続管路４５、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される。これにより供給管路４３内の負圧が解消される。

ここで、油圧モータ１０１の供給管路４３内に発生した負圧は、油圧シリンダ１０２内に発生した負圧よりも大きくなることから、供給管路４３に対して瞬間的に多量の作動油の補給が必要となる。

そこで、本実施の形態の油圧回路２０１では、油圧モータ１０１に対して本発明のメイクアップ回路（モータ用メイクアップ回路２０６）を適用した。したがって、補給タンク６８内に貯留されている作動油を供給管路４３内へ集中して補給することが可能になる。よって、本実施の形態の油圧回路２０１は、キャビテーションの発生をより効率よく防止できる。

さらに、本実施の形態の油圧回路２０１では、油圧モータ１０１のみに補給タンク６８内の作動油を補給するようにした。このため、油圧モータ１０１と各油圧シリンダ１０２とに補給タンク６８内の作動油を補給する第１の実施の形態の油圧回路１に比べて、補給タンク６８の容量を小さくすることが可能になり、省スペース化を図ることができる。その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。

（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路３０１を示す図である。本実施の形態の油圧回路３０１では、第１の実施の形態の油圧回路１と同様な部分に同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の油圧回路３０１において、駆動回路４に作動油を補給するメイクアップ回路３０６は、本発明の作動油の補給源として２つのアキュムレータ（第１アキュムレータ３１１、第２アキュムレータ３１２）を備えている。

第１アキュムレータ３１１は、メイン管路６１に接続された供給管路６７の下流端に接続されている。

第２アキュムレータ３１２は、モータ用補給管路６３上のメイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に供給管路３１３を介して接続されている。この第２アキュムレータ３１２のサイズ（容量）は、第１アキュムレータ３１１のサイズよりも小さく設定されている。

また、パイロットリリーフ弁７０、メイクアップ回路３０６の背圧設定弁６４およびチェック弁６６、第１アキュムレータ３１１、第２アキュムレータ３１２の各設定圧力の大小関係は以下の通りである。
パイロットリリーフ弁７０＞背圧設定弁６４＝第１アキュムレータ３１１＝第２アキュムレータ３１２＞チェック弁６６

以上のように構成されている油圧回路３０１では、メインリリーフ弁４０やパイロットリリーフ弁７０からメイン管路６１に排出された作動油は、供給管路６７を介して第１アキュムレータ３１１内に貯留されるとともに、モータ用補給管路６３と供給管路３１３とを介して第２アキュムレータ３１２内に貯留される。

油圧シリンダ１０２内が負圧になったときには、第１アキュムレータ３１１内に貯留されている作動油が、供給管路６７、メイン管路６１、シリンダ用補給管路６２，６２、メイクアップ弁６０，６０、供給管路４３および各排出管路４４を介して油圧シリンダ１０２内に補給される。これにより油圧シリンダ１０２内の負圧が解消される。

また、油圧モータ１０１の供給管路４３内が負圧になったときには、第１アキュムレータ３１１内に貯留されている作動油が、供給管路６７、メイン管路６１、モータ用補給管路６３、連通管路４７、接続管路４５、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される。

しかし、供給管路４３内に発生した負圧は、油圧シリンダ１０２内に発生した負圧よりも大きいために、瞬間的に多量の作動油の補給が必要となる。そこで、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に配置されている第２アキュムレータ３１２内に貯留されている作動油も、供給管路３１３からモータ用補給管路６３、連通管路４７、接続管路４５、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される

このように本実施の形態の油圧回路３０１では、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に新たにアキュムレータを配置したことにより、油圧モータ１０１の供給管路４３が負圧になっても、負圧を解消するのに十分な作動油を供給管路４３へすぐに補給することが可能になる。したがって、本実施の形態の油圧回路３０１は、供給管路４３の圧損等による作動油の補給の遅れを解消でき、キャビテーションの発生をより効率よく防止できる。

また、本実施の形態の油圧回路３０１では、アキュムレータを複数に分けたことにより、１つあたりのアキュムレータのサイズを小さくすることが可能になるので、省スペース化を図ることができ、且つ、油圧回路３０１のレイアウトの自由化を図ることもできる。

その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。なお、第２アキュムレータ３１２はメイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に必ずしも配置する必要はなく、任意の位置に配置してもよい。また、アキュレータに限らず、第１の実施の形態で示した補給タンクなど、別形態の補給源を用いてもよい。

（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路４０１を示す図である。本実施の形態の油圧回路４０１では、第１の実施の形態の油圧回路１と同様な部分に同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の油圧回路４０１において、駆動回路４に作動油を補給するメイクアップ回路４０６は、本発明の作動油の補給源としてホース４１１を備えている。このホース４１１は、モータ用補給管路６３においてメイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に設けられている。

以上のように構成されている油圧回路４０１では、メインリリーフ弁４０やパイロットリリーフ弁７０からメイン管路６１に排出された作動油は、モータ用補給管路６３を介してホース４１１内に貯留される。

油圧モータ１０１の供給管路４３内が負圧になったときには、ホース４１１内に貯留されている作動油が、モータ用補給管路６３、連通管路４７、接続管路４５、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される。これにより供給管路４３内の負圧が解消される。

油圧シリンダ１０２内が負圧になったときには、ホース４１１内に貯留されている作動油が、モータ用補給管路６３、メイン管路６１、シリンダ用補給管路６２，６２、メイクアップ弁６０，６０、供給管路４３および排出管路４４を介して油圧シリンダ１０２内に補給される。これにより油圧シリンダ１０２内の負圧が解消される。

このように本実施の形態の油圧回路４０１では、作動油の補給源としてホース４１１を使用することにより、第１の実施の形態の補給タンク６８のような特別なタンクを必要としないので省スペース化を図ることができる。また、ホース４１１を使用することにより、コストの低減化を図ることができ、且つ、取り付け性を高めることができる。

また、本実施の形態の油圧回路４０１では、ホース４１１をメイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に配置したので、供給管路４３内が負圧になっても、作動油を供給管路４３内へすぐに補給して負圧を解消することが可能になる。したがって、本実施の形態の油圧回路４０１は、供給管路４３の圧損による作動油の補給の遅れを解消でき、キャビテーションの発生をより効率よく防止できる。

その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。なお、ホース４１１はメイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）の排出側近傍に必ずしも配置する必要はなく、任意の位置に配置してもよい。

（第５の実施の形態）
図５は、本発明の第５の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路５０１を示す図である。本実施の形態の油圧回路５０１では、第１の実施の形態の油圧回路１と同様な部分に同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の油圧回路５０１において、駆動回路４に作動油を補給するメイクアップ回路５０６は、メイン管路６１の供給管路６７よりも上流側で流入用チェック弁５６１（本発明の作動油の流入装置）を介して戻り管路５に接続されている。

また、パイロットリリーフ弁７０、メイクアップ回路５０６の背圧設定弁６４およびチェック弁６６、流入用チェック弁５６１の各設定圧力の大小関係は以下の通りである。
パイロットリリーフ弁７０＞背圧設定弁６４＞流入用チェック弁５６１＞チェック弁６６

以上のように構成されている油圧回路５０１は、戻り管路５内の圧力がメイクアップ回路５０６内の圧力よりも大きくなったときに流入用チェック弁５６１が開いてメイクアップ回路５０６と戻り管路５とを連通する。これにより、戻り管路５内の作動油が流入用チェック弁５６１を介してメイン管路６１内に流入される。

なお、戻り管路５内の圧力がメイクアップ回路５０６内の圧力よりも大きくなる場合は、以下の２つの場合が挙げられる。
（１）油圧モータ１０１や油圧シリンダ１０２の方へ多量の作動油が補給されたときにメイクアップ回路５０６内の圧力が急激に低下した場合。
（２）油圧モータ１０１や油圧シリンダ１０２から多量の作動油が排出されて管路圧損などにより戻り管路５内の圧力が急激に上昇した場合。

したがって本実施の形態の油圧回路５０１では、上記の（１）のようにメイクアップ回路５０６内の圧力が急激に低下しても、戻り管路５側からメイクアップ回路５０６内に作動油が流入されるので、負圧の解消に使用される作動油の補給量が不足してしまうことがない。よって、本実施の形態の油圧回路５０１は、油圧モータ１０１の供給管路４３内や油圧シリンダ１０２内に発生する負圧を確実に解消でき、キャビテーションの発生を確実に防止できる。

また、本実施の形態の油圧回路５０１では、上記の（２）のように戻り管路５内の圧力が急激に上昇しても、戻り管路５側からメイクアップ回路５０６内へ作動油が流入されるので、戻り管路５内の圧力を元の状態に戻すことが可能になる。よって、本実施の形態の油圧回路５０１は、戻り管路５内の圧力の急激な上昇に起因する油圧モータ１０１や油圧シリンダ１０２の駆動速度の低下を抑えることができ、且つ、不必要なエネルギーロスを低減することができる。その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。

（第６の実施の形態）
図６は、本発明の第６の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路６０１を示す図である。本実施の形態の油圧回路６０１では、第１の実施の形態の油圧回路１と同様な部分に同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の油圧回路６０１において、駆動回路４に作動油を補給するメイクアップ回路６０６は、メイン管路６１の分岐管路６５よりも上流側で作動油の流入装置６６１を介して戻り管路５に接続されている。

この流入装置６６１は、収容部６６２と、収容部６６２内に設けられた作動油充填部６６３（本発明の補給源）と、作動油充填部６６３内にスライド自在に配置されたピストン６６４とを備えている。

収容部６６２は、メイン管路６１と戻り管路５とに接続管路６６０ａ、６６０ｂで接続されている。作動油充填部６６３は、収容部６６２内でメイン管路６１側に位置する。この作動油充填部６６３は、メイン管路６１と戻り管路５との接続方向（図６の左右方向）に延びて形成されている。

ピストン６６４は、戻り管路５側に配置されている。このピストン６６４は、作動油充填部６６３内に配置された小径部６６４ａと、小径部６６４ａの先端（戻り管路５側の端）に結合した大径部６６４ｂとを備えている。大径部６６４ｂは、小径部６６４ａよりも径が大きく設定されている。

また、収容部６６２とピストン６６４の小径部６６４ａとの間には、ドレン部６６６が設けられている。このドレン部６６６は、収容部６６２とピストン６６４との間の各寸法公差によるクリアランスから漏れる作動油を蓄える部分であり、ドレン管路６６５を介してオイルタンク２に接続されている。

また、パイロットリリーフ弁７０、メイクアップ回路６０６の背圧設定弁６４およびチェック弁６６の各設定圧力との大小関係は以下の通りである。
パイロットリリーフ弁７０＞背圧設定弁６４＝メイン管路６１内の圧力＞チェック弁６６

以上のように構成されている流入装置６６１は、ピストン６６４の径が両端で異なる、すなわち、ピストン６６４は面積差を有するため、ピストン６６４は戻り管路５内の圧力またはメイクアップ回路６０６（メイン管路６１）内の圧力と面積（受圧面積）との積、すなわち小径部６６４ａと大径部６６４ｂに各々かかる力により、移動方向（図６の左右方向）が決められる。

具体的に説明すると、ピストン６６４に作用する戻り管路５内の圧力により発生する力がメイクアップ回路６０６内の圧力により発生する力よりも小さい状態にあるときには、ピストン６６４が戻り管路５側に押し付けられる。戻り管路５内の圧力は、第５の実施の形態の（１）（２）で説明した場合以外は、概ね背圧設定弁６４＝メイン管路６１内の圧力＞戻り管路５内の圧力の関係にある。また、この圧力の関係にあるときにピストン６６４に作用する力は、メイクアップ回路６０６側、すなわち小径部６６４ａ側の方が大きくなるように予め設定されてある。これにより、メインリリーフ弁４０やパイロットリリーフ弁７０からメイン管路６１に排出された作動油が接続管路６６０ａを介して作動油充填部６６３内に流入し、ピストン６６４を戻り管路５側へ移動させつつ貯留される。

次に、第５の実施の形態の（１）に相当する場合、つまり、油圧モータ１０１の供給管路４３内が負圧になったときには、ピストン６６４に作用する力は、戻り管路５側の方が大きくなるため、作動油充填部６６３内に貯留されている作動油が、接続管路６６０ａ、メイン管路６１、モータ用補給管路６３、連通管路４７、接続管路４５、メイクアップ弁６０ａ（６０ｂ）を介して供給管路４３内に補給される。これにより供給管路４３内の負圧が解消される。

油圧シリンダ１０２内が負圧になったときには、作動油充填部６６３内に貯留されている作動油が、接続管路６６０ａ、メイン管路６１、シリンダ用補給管路６２，６２、メイクアップ弁６０，６０、供給管路４３および排出管路４４を介して油圧シリンダ１０２内に補給される。これにより油圧シリンダ１０２内の負圧が解消される。

また、第５の実施の形態の（２）に相当する場合、つまり、多量の作動油が排出されて急激に上昇した戻り管路５内の圧力が、メイクアップ回路６０６内の圧力よりも大きくなったときには、戻り管路５内の圧力に発生する力が、メイクアップ回路６０６内の圧力により発生する力よりも大きい間は、ピストン６６４がメイクアップ回路６０６側へ押されていき、ピストン６６４全体に作用する力が釣り合う位置まで移動する。これにより作動油充填部６６３内に貯留されている作動油がメイン管路６１内に押し出されることにより補給される。

したがって本実施の形態の油圧回路６０１では、メイクアップ回路６０６内の圧力が急激に低下しても、戻り管路５側からメイクアップ回路６０６内に作動油が流入するので、負圧の解消に使用される作動油の補給量が不足してしまうことがない。よって、本実施の形態の油圧回路６０１は、油圧モータ１０１の供給管路４３内や油圧シリンダ１０２内に発生する負圧を確実に解消でき、キャビテーションの発生を確実に防止できる。

また、本実施の形態の油圧回路６０１では、戻り管路５内の圧力が急激に上昇しても、戻り管路５側からメイクアップ回路６０６内に作動油が流入するので、戻り管路５内の圧力を元の状態に戻すことが可能になる。よって、本実施の形態の油圧回路６０１は、戻り管路５内の圧力の急激な上昇による油圧モータ１０１や油圧シリンダ１０２の駆動速度の低下を抑えることができ、且つ、不必要なエネルギーロスを低減することができる。その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。

以上、本発明にかかる実施の形態を例示したが、上記の実施の形態は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。

例えば、第２の実施の形態〜第６の実施の形態で説明した各油圧回路において、第１の実施の形態の油圧回路１のように補給量が不足した場合には、チェック弁６６を介してオイルタンク２から駆動回路４に作動油を補給しても良い。

また、第２の実施の形態の油圧回路２０１に、第３の実施の形態〜第６の実施の形態の各油圧回路の構成を組み合わせても良い。

１ 油圧ショベルの油圧回路
２ オイルタンク
３ 駆動ポンプ
５ 戻り管路
６ メイクアップ回路
７ 制御装置
６４ 背圧設定弁（圧力制御弁）
６８ 補給タンク（補給源）
７１ パイロットポンプ
１０１ 油圧モータ（アクチュエータ）
１０２ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
２０１ 油圧ショベルの油圧回路
２０６ モータ用メイクアップ回路
３０１ 油圧ショベルの油圧回路
３０６ メイクアップ回路
３１１ 第１アキュムレータ（補給源）
３１２ 第２アキュムレータ（補給源）
４０１ 油圧ショベルの油圧回路
４０６ メイクアップ回路
４１１ ホース（補給源）
５０１ 油圧ショベルの油圧回路
５０６ メイクアップ回路
５６１ 流入用チェック弁（流入装置）
６０１ 油圧ショベルの油圧回路
６０６ メイクアップ回路
６６１ 流入装置
６６３ 作動油充填部（補給源）

Claims (3)

1. 駆動ポンプから供給される作動油の油圧を利用して旋回モータを駆動する駆動回路と、パイロットポンプを利用して前記駆動回路への前記作動油の供給を制御する制御装置と、前記駆動回路から排出される前記作動油をオイルタンクへ戻す戻り管路とを備える建設機械の油圧回路において、
   前記駆動回路に前記作動油を補給するメイクアップ回路をさらに備え、当該メイクアップ回路は、複数の前記作動油の補給源と、前記オイルタンクに接続されているメイン管路と、一端が前記メイン管路に接続されて他端が前記旋回モータに前記作動油を供給する供給管路にメイクアップ弁を介して接続されている補給管路と、当該メイクアップ回路内の圧力を前記戻り管路内の圧力よりも高く設定する圧力制御弁とを備え、且つ、前記駆動回路に対して前記戻り管路とは別々に接続され、
   前記複数の補給源は、前記メイン管路に接続されている第１の補給源と、前記第１の補給源よりも容量の小さい第２の補給源とを備え、
   前記第２の補給源は、前記第１の補給源と比較して前記メイクアップ弁近傍に設けられて前記補給管路に接続されていることを特徴とする建設機械の油圧回路。
2. 請求項１に記載の建設機械の油圧回路において、
   前記補給源はアキュムレータであることを特徴とする建設機械の油圧回路。
3. 請求項１または請求項２に記載の建設機械の油圧回路において、
   前記メイクアップ回路は前記作動油の流入装置を介して前記戻り管路に接続され、当該流入装置は、前記戻り管路内の圧力が前記メイクアップ回路内の圧力よりも大きくなったときに前記戻り管路側から前記メイクアップ回路に前記作動油を流入させることを特徴とする建設機械の油圧回路。