JP6964106B2 - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の油圧回路に関する。

下記特許文献１には、スプリットフロー型可変容量ピストンポンプのネガティブ制御（ネガティブコントロール）（以下、「ネガコン」と称することもある。）の建設機械の油圧回路において、第１オープンセンタバイパスで検出された第１ネガコン圧と第２オープンセンタバイパスで検出された第２ネガコン圧のうち低圧側のネガコン圧によりネガティブ制御を行いつつ、第１ネガコン圧が第２ネガコン圧よりも高い場合は、第１オープンセンタバイパスの上流に設けられた第１アンロード弁から、第１ネガコン圧と第２ネガコン圧の圧力差に応じた量の油をアンロードすることにより、ポンプの吐出流量を少なくし、第１オープンセンタバイパス流量を減少させる開示されている。

下記特許文献２には、可変容量型の油圧ポンプと固定容量型の油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する流量・方向制御弁にオープンセンタ方式のバルブを用いた建設機械の油圧システムにおいて、固定容量型の油圧ポンプから油タンクに至るセンターバイパス油路の上流に、油タンクに至るバイパス油路を形成するバイパス切換弁を設置し、センターバイパス油路上に設置された流量・方向制御弁が中立の時にバイパス切換弁を油タンクに至るバイパス油路に切り換え、固定容量型の油圧ポンプの吐出量を低く抑える技術が開示されている。

国際公開第２００９／１２３０４７号 特開２０１２−１１２４６６号公報

特許文献１に開示された油圧回路に、作業機アクチュエータと走行モータの複合操作時に不足する油量を補うために、仮にスプリットフロー型可変容量ピストンポンプとは別に設置された固定容量油圧ポンプの圧油をセンターバイパス流路に合流させた場合、当該油圧回路は、センターバイパス流路に流れる流量をなるべく少なくする設計になっているため、センターバイパス流路に設置された方向切換弁のブリードオフ開口は、小さく設定されている。従って、複合操作時に作業機アクチュエータの要求流量を下げようとした場合、センターバイパス流路の圧力が異常に上昇するため、エネルギー損失が大きくなるだけでなく、通常油圧ショベル等の建設機械においては、エンジンストールを防止するため、油圧回路の圧力を可変容量ピストンポンプのレギュレータに入力して油圧回路の圧力が上がると可変容量ピストンポンプの吐出流量を下げる制御が備わっていることから、ポンプ吐出流量の減少に伴いアクチュエータの動きが著しく遅くなり操作性が悪化する。

また、特許文献２の技術は、固定容量油圧ポンプの吐出量を擬似的に制御することができるが、アクチュエータの要求流量に応じた制御をすることができない。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、可変容量型ポンプから油タンクに至るセンターバイパス油路に、固定容量型ポンプからの圧油を合流させてアクチュエータを駆動させる建設機械の油圧回路において、固定容量型ポンプからセンターバイパス油路に流れる流量をアクチュエータの要求流量に応じて制御することが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。

本発明の建設機械の油圧回路は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される可変容量型ポンプ及び固定容量型ポンプと、前記可変容量型ポンプから油タンクに至るセンターバイパス油路と、前記センターバイパス油路の最下流に配置されたネガティブコントロール絞りと、を備え、前記ネガティブコントロール絞りの上流側の油圧をネガティブコントロール信号として検知して、前記ネガティブコントロール信号に基づき前記可変容量型ポンプを制御する建設機械の油圧回路であって、
スプールの摺動により形成される、前記固定容量型ポンプから前記油タンクに至る第１油路と、前記固定容量型ポンプから前記センターバイパス油路に至る第２油路と、有する方向切換弁を備え、
前記方向切換弁は、前記第１油路を形成する方向に前記スプールを摺動させる信号を受信する第１信号受信部と、前記第２油路を形成する方向に前記スプールを摺動させる信号を受信する第２信号受信部と、を有し、前記第１信号受信部と前記第２信号受信部が受信した信号の大きさの差に応じて前記第１油路と前記第２油路へ流れる圧油の分配率を定めており、前記第１信号受信部が前記ネガティブコントロール信号に基づく信号を受信する。

本発明によれば、ネガティブ制御の可変容量型ポンプから油タンクに至るセンターバイバス油路に、固定容量型ポンプからの圧油を合流させてアクチュエータを駆動させる建設機械の油圧回路において、センターバイバス油路の下流のネガティブコントロール絞りで発生するネガティブコントロール信号の大きさに基づき、固定容量型ポンプからセンターバイバス油路に流れる圧油の一部を油タンクに戻すことによって固定容量型ポンプからセンターバイパス油路に流れる流量を、アクチュエータの要求流量に応じて制御することができる。

本実施形態に係る建設機械を示す斜視図である。 本実施形態に係る建設機械の油圧回路を示す図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［建設機械の構造］
図１に示すように、建設機械１は、下部走行体２と、下部走行体２の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に水平回動可能に支持された揺動体であるブームブラケット４と、ブームブラケット４に上下回動可能に支持された作業機５とを備える。建設機械１は、ブームスイング機能付きショベル（バックホー）として構成されている。一般に、ブームスイング機能は、狭い場所での作業性が求められるミニショベルに装備される。

下部走行体２は、エンジン３１からの動力を受けて駆動し、建設機械１を走行させたり旋回させたりする。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１と、それらを駆動させる左右一対の走行モータ２２，２２（図１では右走行モータ２２は図示していない）とを備える。油圧モータである左右の走行モータ２２，２２が左右のクローラ２１，２１をそれぞれ駆動することで建設機械１の前後進を可能としている。また、下部走行体２には、ブレード２３、及びブレード２３を上下方向に回動させるための油圧アクチュエータであるブレードシリンダ２４が設けられている。

上部旋回体３は、その中央部で上下方向に延びる軸線回りに旋回動作可能に構成されている。上部旋回体３には、エンジン３１、旋回モータ３２、操縦部３３などが配設されている。操縦部３３には、操縦席や操作装置などが装備されている。

ブームブラケット４は、上部旋回体３の前端部に取付部３５を介して取り付けられている。ブームブラケット４は、取付部３５に水平回動自在に（即ち、左右へ揺動自在に）支持されている。上部旋回体３とブームブラケット４との間には、前後方向に伸縮作動するスイングシリンダ４０（図１には図示していない）が設けられている。ブームブラケット４の水平回動は、スイングシリンダ４０の伸縮に応じて作動する。

作業機５は、エンジン３１からの動力を受けて駆動し、操縦部３３での操作に応じて土砂の掘削作業などを行う。作業機５は、ブームブラケット４に上下回動可能に支持されている。ブームブラケット４には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５４が設けられている。作業機５の基端部（後述するブーム５１の基端部）は、その枢軸ピン５４を中心にして上下回動自在に支持されている。また、作業機５は、ブームブラケット４の水平回動に連動してスイング動作を行うことができる。

作業機５は、ブーム５１と、アーム５２と、バケット５３を備えている。ブーム５１は、ブームブラケット４に上下回動可能に取り付けられている。ブーム５１は、ブームブラケット４に支持された基端部から上下方向に延在し、側面視ブーメラン形状をなして屈曲している。ブームブラケット４とブーム５１の中途部との間には、伸縮自在に可動するブームシリンダ５１ａが設けられている。ブームブラケット４に対するブーム５１の上下回動は、ブームシリンダ５１ａの伸縮に応じて作動する。

アーム５２は、ブーム５１に上下回動可能に取り付けられている。ブーム５１の先端部には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５５が設けられている。アーム５２の基端部は、その枢軸ピン５５を中心にして上下回動（前後回動）自在に支持されている。ブーム５１の中途部とアーム５２の基端部との間には、伸縮自在に可動するアームシリンダ５２ａが設けられている。ブーム５１に対するアーム５２の上下回動は、アームシリンダ５２ａの伸縮に応じて作動する。

バケット５３は、アーム５２に上下回動可能に取り付けられている。アーム５２の先端部には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５６が設けられている。バケット５３の基端部は、その枢軸ピン５６を中心にして上下回動（前後回動）自在に支持されている。アーム５２の先端部とバケット５３との間には、バケットリンク５７が介在している。バケットリンク５７は、バケット５３に駆動力を伝達するリンクとして構成されている。バケットリンク５７とアーム５２の基端部との間には、伸縮自在に可動するバケットシリンダ５３ａが設けられている。アーム５２に対するバケット５３の上下回動は、バケットシリンダ５３ａの伸縮に応じて作動する。

上部旋回体３は、旋回フレーム３０上にエンジン３１やバッテリや燃料タンク等を載置して、これらをボンネット３４で被覆して、その前部に操縦部３３を配置している。エンジン３１には油圧ポンプが接続されており、油圧ポンプは、エンジン３１によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプから吐出された作動油は、油圧ホースやコントロールユニット等を介して、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、走行モータ２２，２２、ブレードシリンダ２４、旋回モータ３２、スイングシリンダ４０等に供給される。

［油圧回路の構成］
図２を用いて、建設機械１が有する油圧回路６について説明する。油圧回路６は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ（左走行モータ２２、右走行モータ２２のいずれか）、第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、第３作業機アクチュエータ５０ｃ（ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａのいずれか）、ブレードシリンダ２４、旋回モータ３２と、スイングシリンダ４０と、可変容量型ポンプ６１と、固定容量型ポンプ６２と、パイロットポンプ６３と、分配用方向切換弁６４と、を有する。

可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２は、エンジン３１によって駆動され、油圧アクチュエータ（第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、第３作業機アクチュエータ５０ｃ、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、ブレードシリンダ２４、旋回モータ３２、スイングシリンダ４０）へ供給される圧油を吐出する。可変容量型ポンプ６１は、第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、第３作業機アクチュエータ５０ｃ、第１走行用モータ２２ａ、及び第２走行用モータ２２ｂに圧油を供給して駆動する。固定容量型ポンプ５２は、ブレードシリンダ２４、旋回モータ３２、及びスイングシリンダ４０に圧油を供給して駆動する。

可変容量型ポンプ６１は、ポンプレギュレータ６１ａの駆動により可動斜板６１ｂの傾斜角度を変更することで圧油の吐出流量を制御可能としている。ポンプレギュレータ６１ａは、後述する第１ネガコン圧又は第２ネガコン圧により駆動される。

可変容量型ポンプ６１は、第１吐出ポートＰ１と第２吐出ポートＰ２を備える、いわゆるスプリットフロータイプの油圧ポンプである。第１吐出ポートＰ１から吐出された圧油は、第１センターバイパス油路６１ｃを介して後述する第１走行用方向切換弁６５ａ、第１作業機用方向切換弁６５ｃ、及び第２作業機用方向切換弁６５ｄへ供給され、第２吐出ポートＰ２から吐出された圧油は、第２センターバイパス油路６１ｄを介して後述する第２走行用方向切換弁６５ｂ、及び第３作業機用方向切換弁６５ｅへ供給される。第１センターバイパス油路６１ｃ及び第２センターバイパス油路６１ｄは、最終的に油タンクＴに至る。

固定容量型ポンプ６２から吐出された圧油は、第３センターバイパス油路６２ａを介して後述するブレード用方向切換弁６５ｆ、旋回用方向切換弁６５ｇ、及びスイング用方向切換弁６５ｈへと供給される。

第１センターバイパス油路６１ｃの最下流には、第１ネガコン絞り６１ｅが設けられている。第１ネガコン絞り６１ｅは、第１センターバイパス油路６１ｃを流れる圧油の流れを制限して第１ネガコン絞り６１ｅの上流で第１ネガコン圧を発生させる。同様に、第２センターバイパス油路６１ｄの最下流には、第２ネガコン絞り６１ｆが設けられている。第２ネガコン絞り６１ｆは、第２センターバイパス油路６１ｄを流れる圧油の流れを制限して第２ネガコン絞り６１ｆの上流で第２ネガコン圧を発生させる。第１ネガコン圧又は第２ネガコン圧をネガコン信号として、このネガコン信号に基づき、ポンプレギュレータ６１ａを駆動することで、可変容量型ポンプ６１からの圧油の吐出流量を制御する。具体的には、第１ネガコン圧と第２ネガコン圧が低いほど、可変容量型ポンプ６１の吐出流量を増大させる。

油圧アクチュエータ（第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、第３作業機アクチュエータ５０ｃ、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、ブレードシリンダ２４、旋回モータ３２、スイングシリンダ４０）には、それぞれ対応する方向切換弁６５が設けられ、方向切換弁６５は、可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２から油圧アクチュエータへ圧送する圧油の方向と容量を切り換え可能なパイロット式の方向切換弁である。方向切換弁６５は、スプールを摺動させることにより複数のポジションに切り換えることが可能である。方向切換弁６５の２つのパイロットポートのいずれにもパイロット信号圧が付与されない場合、スプリングの付勢力により、方向切換弁６５は中立位置に保持される。方向切換弁６５が中立位置にある場合、圧油は、対応する油圧アクチュエータに供給されない。一方、方向切換弁６５の何れかのパイロットポートにパイロット信号圧が付与された場合、方向切換弁６５が中立位置から他のポジションに切り換えられて、圧油は、対応する油圧アクチュエータに供給される。

本実施形態においては、第１走行用モータ２２ａに対応する第１走行用方向切換弁６５ａ、第２走行用モータ２２ｂに対応する第２走行用方向切換弁６５ｂ、第１作業機アクチュエータ５０ａに対応する第１作業機用方向切換弁６５ｃ、第２作業機アクチュエータ５０ｂに対応する第２作業機用方向切換弁６５ｄ、第３作業機アクチュエータ５０ｃに対応する第３作業機用方向切換弁６５ｅ、ブレードシリンダ２４に対応するブレード用方向切換弁６５ｆ、旋回モータ３２に対応する旋回用方向切換弁６５ｇ、スイングシリンダ４０に対応するスイング用方向切換弁６５ｈが設けられている。これらの方向切換弁は、まとめてコントロールバルブと呼ばれる。

パイロットポンプ６３は、主に方向切換弁６５へ入力される指令としてのパイロット油を吐出する。ただし、図２ではパイロットポンプ６３から方向切換弁６５に至る油路は記載していない。パイロットポンプ６３は、エンジン３１によって駆動され、圧油を吐出することにより、油路内にパイロット信号圧を発生させる。

パイロットポンプ６３に接続された油路６３ａは、作業機検出油路６３ｂと走行検出油路６３ｃに分岐されている。作業機検出油路６３ｂは、第３作業機用方向切換弁６５ｅに連動して動く第３作業機検出用方向切換弁６６ｅ、第２作業機用方向切換弁６５ｄに連動して動く第２作業機検出用方向切換弁６６ｄ、第１作業機用方向切換弁６５ｃに連動して動く第１作業機検出用方向切換弁６６ｃを通って油タンクＴに戻る。走行検出油路６３ｃは、第１走行用方向切換弁６５ａに連動して動く第１走行検出用方向切換弁６６ａ、及び第２走行用方向切換弁６５ｂに連動して動く第２走行検出用方向切換弁６６ｂを通って油タンクＴに至る。

第１作業機検出用方向切換弁６６ｃは、第１作業機用方向切換弁６５ｃに一体化されており、第１作業機用方向切換弁６５ｃと連動して動く。第１作業機検出用方向切換弁６６ｃは、スプールを摺動させることにより複数のポジションに切り換えることが可能である。第１作業機用方向切換弁６５ｃが中立位置に保持されている場合、第１作業機検出用方向切換弁６６ｃも中立位置に保持される。第１作業機用方向切換弁６５ｃが中立位置から他のポジションに切り換えられた場合、これに連動して第１作業機検出用方向切換弁６６ｃも中立位置から他のポジションに切り換えられる。

第１作業機検出用方向切換弁６６ｃが中立位置にある場合、第１作業機検出用方向切換弁６６ｃは、作業機検出油路６３ｂを閉塞することがない。そのため、圧油は、作業機検出油路６３ｂを介して流通することができる。一方、第１作業機検出用方向切換弁６６ｃが中立位置以外のポジションにある場合、第１作業機検出用方向切換弁６６ｃは、作業機検出油路６３ｂを閉塞する。すなわち、第１作業機検出用方向切換弁６６ｃは、作業機検出油路６３ｂを連通させる連通位置又は作業機検出油路６３ｂを遮断する遮断位置に切り換わることができる。

同様に、第２作業機検出用方向切換弁６６ｄ、及び第３作業機検出用方向切換弁６６ｅは、作業機検出油路６３ｂを連通させる連通位置又は作業機検出油路６３ｂを遮断する遮断位置に切り換わることができる。また、同様に、第１走行検出用方向切換弁６６ａ及び第２走行検出用方向切換弁６６ｂは、走行検出油路６３ｃを連通させる連通位置又は走行検出油路６３ｃを遮断する遮断位置に切り換わることができる。

作業機検出油路６３ｂは、第３作業機検出用方向切換弁６６ｅよりも上流側で第１信号用油路６３ｄに分岐されている。第１信号用油路６３ｄは、後述する分配用方向切換弁６４の第２信号受信部６４２に接続されている。作業機操作レバーが操作され、第１作業機用方向切換弁６５ｃと連動する第１作業機検出用方向切換弁６６ｃ、第２作業機用方向切換弁６５ｄに連動する第２作業機検出用方向切換弁６６ｄ、又は第３作業機用方向切換弁６５ｅに連動する第３作業機検出用方向切換弁６６ｅが中立位置から中立位置以外のポジションとなることにより、作業機検出油路６３ｂが閉塞されて第１検知圧発生絞り６３ｆの下流の作業機検知部６３ｈにて第１検知圧が発生する。すなわち、作業機検知部６３ｈは、第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、又は第３作業機アクチュエータ５０ｃの駆動を検知して、第１検知圧を出力することができる。第１検知圧は、第１検知信号として第１信号用油路６３ｄを介して第２信号受信部６４２に入力される。

同様に、走行検出油路６３ｃは、第１走行検出用方向切換弁６６ａよりも上流側で第２信号用油路６３ｅに分岐されている。第２信号用油路６３ｅは、後述する分配用方向切換弁６４の第２信号受信部６４２に接続されている。走行レバーが操作され、第１走行用方向切換弁６５ａと連動する第１走行検出用方向切換弁６６ａ又は第２走行用方向切換弁６５ｂに連動する第２走行検出用方向切換弁６６ｂが中立位置から中立位置以外のポジションとなることにより、走行検出油路６３ｃが閉塞されて第２検知圧発生絞り６３ｇの下流の走行検知部６３ｉにて第２検知圧が発生する。すなわち、走行検知部６３ｉは、第１走行用モータ２２ａ又は第２走行用モータ２２ｂの駆動を検知して、第２検知圧を出力することができる。第２検知圧は、第２検知信号として第２信号用油路６３ｅを介して第２信号受信部６４２に入力される。

第３センターバイパス油路６２ａは、スイング用方向切換弁６５ｈの下流側に分配用方向切換弁６４を備えている。分配用方向切換弁６４の下流には、油タンクＴに接続された第１油路６４ａと、第１センターバイパス油路６１ｃに接続された第２油路６４ｂと、第１作業機用方向切換弁６５ｃ及び第２作業機用方向切換弁６５ｄに接続された第３油路６４ｃとが設けられている。これにより、第３センターバイパス油路６２ａを流れる圧油は、分配用方向切換弁６４を介して油タンクＴ、第１センターバイパス油路６１ｃ、第１作業機用方向切換弁６５ｃ、又は第２作業機用方向切換弁６５ｄへ供給される。

第２油路６４ｂは、第１走行用モータ２２ａと第１作業機アクチュエータ５０ａの間、より具体的には第１走行用方向切換弁６５ａと第１作業機用方向切換弁６５ｃの間の第１センターバイパス油路６１ｃに接続されている。

第３油路６４ｃは、第１作業機用方向切換弁６５ｃを介して第１作業機アクチュエータ５０ａの第１メータイン油路５００ａに接続され、かつ第２作業機用方向切換弁６５ｄを介して第２作業機アクチュエータ５０ｂの第２メータイン油路５００ｂに接続されている。

分配用方向切換弁６４は、スプールを摺動させることによりポジション６４Ｘ、ポジション６４Ｙ、又はポジション６４Ｚに切り換えることが可能である。分配用方向切換弁６４が図２に示すポジション６４Ｘにある場合、第３センターバイパス油路６２ａと第１油路６４ａとは連通する。分配用方向切換弁６４がポジション６４Ｙにある場合、第３センターバイパス油路６２ａと、第２油路６４ｂ及び第３油路６４ｃとは連通する。分配用方向切換弁６４がポジション６４Ｚにある場合、第３センターバイパス油路６２ａと、第１油路６４ａ、第２油路６４ｂ、及び第３油路６４ｃとは連通する。よって、分配用方向切換弁６４は、スプールの摺動により、固定容量型ポンプ６２から油タンクＴに至る第１油路６４ａを形成し、固定容量型ポンプ６２から第１センターバイパス油路６１ｃに至る第２油路６４ｂを形成し、固定容量型ポンプ６２から第１作業機アクチュエータ５０ａの第１メータイン油路５００ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの第２メータイン油路５００ｂに至る第３油路６４ｃを形成することができる。

分配用方向切換弁６４は、第１信号受信部６４１と、第２信号受信部６４２と、を有する。第１信号受信部６４１は、第１油路６４ａを形成する方向、すなわちポジション６４Ｘ又はポジション６４Ｚに切り換える方向にスプールを摺動させる信号を受信する。また、第２信号受信部６４２は、第２油路６４ｂを形成する方向、すなわちポジション６４Ｙ又はポジション６４Ｚに切り換える方向にスプールを摺動させる信号を受信する。

第２信号受信部６４２には、第１信号用油路６３ｄ及び第２信号用油路６３ｅが接続されており、第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、又は第３作業機アクチュエータ５０ｃの駆動を検知する第１検知信号と、第１走行用モータ２２ａ又は第２走行用モータ２２ｂの駆動を検知する第２検知信号と、に基づく信号を受信することができる。第２信号受信部６４２が第１検知信号及び第２検知信号を受信する場合、すなわち作業機アクチュエータ（第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、第３作業機アクチュエータ５０ｃ）と走行用モータ（第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ）が複合操作される場合、分配用方向切換弁６４はポジション６４Ｙ又はポジション６４Ｚに切り換えられる。

第１信号受信部６４１には、第１ネガコン圧が入力される。第１信号受信部６４１は、第１ネガコン圧をネガコン信号として受信することができる。第１信号受信部６４１がネガコン信号に基づく信号を受信すると、分配用方向切換弁６４はポジション６４Ｘ又はポジション６４Ｚに切り換えられる。

分配用方向切換弁６４は、第１信号受信部６４１が受信したネガコン信号と、第２信号受信部６４２が受信した第１検知信号及び第２検知信号との大きさの差に応じて、ポジション６４Ｘ、ポジション６４Ｙ、又はポジション６４Ｚに切り換えられる。

例えば、複合操作時であって第１作業機アクチュエータ５０ａ又は第２作業機アクチュエータ５０ｂが比較的大きな操作を行われている場合、第２信号受信部６４２が第１検知信号及び第２検知信号を受信し、かつ第１ネガコン圧が低く第１信号受信部６４１が受信するネガコン信号が小さいため、分配用方向切換弁６４は、ポジション６４Ｙに切り換えられる。このとき、固定容量型ポンプ６２から第１センターバイパス油路６１ｃに至る第２油路６４ｂが形成され、かつ固定容量型ポンプ６２から第１作業機アクチュエータ５０ａの第１メータイン油路５００ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの第２メータイン油路５００ｂに至る第３油路６４ｃが形成されるため、固定容量型ポンプ６２から第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂに多くの圧油を供給することができる。

一方、複合操作時であって第１作業機アクチュエータ５０ａ又は第２作業機アクチュエータ５０ｂが比較的小さな操作を行われている場合、第２信号受信部６４２が第１検知信号及び第２検知信号を受信し、かつ第１ネガコン圧が高く第１信号受信部６４１が受信するネガコン信号が大きいため、分配用方向切換弁６４は、ポジション６４Ｘに切り換えられる。このとき、固定容量型ポンプ６２から油タンクＴに至る第１油路６４ａが形成されるため、固定容量型ポンプ６２からの圧油は第１作業機アクチュエータ５０ａ又は第２作業機アクチュエータ５０ｂに供給されない。

また、複合操作時であって第１作業機アクチュエータ５０ａ又は第２作業機アクチュエータ５０ｂが中程度の操作を行われている場合、分配用方向切換弁６４は、ポジション６４Ｚに切り換えられる。このとき、固定容量型ポンプ６２から油タンクＴに至る第１油路６４ａが形成され、固定容量型ポンプ６２から第１センターバイパス油路６１ｃに至る第２油路６４ｂが形成され、固定容量型ポンプ６２から第１作業機アクチュエータ５０ａの第１メータイン油路５００ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの第２メータイン油路５００ｂに至る第３油路６４ｃが形成されるため、固定容量型ポンプ６２からの圧油は、一部が油タンクＴに戻され、一部が第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂに供給される。

以上のように、本実施形態の油圧回路６は、エンジン３１と、エンジン３１によって駆動される可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２と、可変容量型ポンプ６１から油タンクＴに至る第１センターバイパス油路６１ｃと、第１センターバイパス油路６１ｃの最下流に配置された第１ネガコン絞り６１ｅと、を備え、第１ネガコン絞り６１ｅの上流側の第１ネガコン圧をネガコン信号として検知して、前記ネガコン信号に基づき可変容量型ポンプ６１を制御する建設機械１の油圧回路６であって、
スプールの摺動により形成される、固定容量型ポンプ６２から油タンクＴに至る第１油路６４ａと、固定容量型ポンプ６２から第１センターバイパス油路６１ｃに至る第２油路６４ｂと、有する分配用方向切換弁６４を備え、
分配用方向切換弁６４は、第１油路６４ａを形成する方向に前記スプールを摺動させる信号を受信する第１信号受信部６４１と、第２油路６４ｂを形成する方向に前記スプールを摺動させる信号を受信する第２信号受信部６４２と、を有し、第１信号受信部６４１と第２信号受信部６４２が受信した信号の大きさの差に応じて第１油路６４ａと第２油路６４ｂへ流れる圧油の分配率を定めており、第１信号受信部６４１が前記ネガコン信号に基づく信号を受信する。

この構成によれば、ネガティブ制御の可変容量型ポンプ６１から油タンクＴに至る第１センターバイバス油路６１ｃに、固定容量型ポンプ６２からの圧油を合流させて作業機アクチュエータを駆動させる建設機械１の油圧回路６において、第１センターバイバス油路６１ｃの下流の第１ネガコン絞り６１ｅで発生するネガコン信号の大きさに基づき、固定容量型ポンプ６２から第１センターバイバス油路６１ｃに流れる圧油の一部を油タンクＴに戻すことによって固定容量型ポンプ６２から第１センターバイパス油路６１ｃに流れる流量を、作業機アクチュエータの要求流量に応じて制御することができる。

また、本実施形態では、可変容量型ポンプ６１から油タンクＴに至る、第１センターバイパス油路６１ｃと異なる第２センターバイパス油路６１ｄを備え、
第１センターバイパス油路６１ｃは、第１走行用モータ２２ａと、第１走行用モータ２２ａの下流に配置された第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂと、を有し、
第２センターバイパス油路６１ｄは、第２走行用モータ２２ｂを有し、
第２油路６４ｂが、第１走行用モータ２２ａと第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの間の第１センターバイパス油路６１ｃと連通している。

この構成によれば、第１センターバイパス油路６１ｃの上流から第１走行用モータ２２ａと第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂを配置し、第１走行用モータ２２ａと第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの間に固定容量型ポンプ６２からの圧油を合流させることにより、第１センターバイパス油路６１ｃに流れる固定容量型ポンプ６２からの圧油は、第１走行用モータ２２ａが消費することがないため、第１センターバイパス油路６１ｃから検出するネガコン信号は、第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの要求流量になることから、固定容量型ポンプ６２から第１センターバイパス油路６１ｃに流れる流量を、第１作業機アクチュエータ５０ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの要求流量に応じて制御することができる。

また、本実施形態では、第２信号受信部６４２が、第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、又は第３作業機アクチュエータ５０ｃの駆動を検知する第１検知信号と、第１走行用モータ２２ａ又は第２走行用モータ２２ｂの駆動を検知する第２検知信号と、に基づく信号を受信する。

第１作業機アクチュエータ５０ａ、第２作業機アクチュエータ５０ｂ、又は第３作業機アクチュエータ５０ｃ（作業機アクチュエータ）と第１走行用モータ２２ａ又は第２走行用モータ２２ｂ（走行用モータ）の複合操作時に、ポンプ流量を制御できない固定容量型ポンプ６２からの圧油を作業機アクチュエータの配置されたネガティブ制御の可変容量型ポンプ６１から延出する第１センターバイパス油路６１ｃに合流させて、大操作時の作業機アクチュエータの要求流量を満たすように回路設計しても、上記構成によれば、第１センターバイバス油路６１ｃの下流の第１ネガコン絞り６１ｅが検知するネガコン信号の大きさに基づき固定容量型ポンプ６２から第１センターバイバス油路６１ｃに流れる圧油の一部を油タンクＴに戻すことによって、小操作時の作業機アクチュエータの要求流量を満たすことができる。

また、本実施形態では、分配用方向切換弁６４は、第２信号受信部６４２が信号を受信すると形成される、固定容量型ポンプ６２から第１作業機アクチュエータ５０ａの第１メータイン油路５００ａ及び第２作業機アクチュエータ５０ｂの第２メータイン油路５００ｂに至る第３油路６４ｃを有している。

この構成によれば、固定容量型ポンプ６２からの圧油を作業機アクチュエータのメータイン油路に合流させることにより、固定容量型ポンプ６２からの圧油を直接作業機アクチュエータに送ることとなり、作業機アクチュエータと走行用モータの複合操作時に作業機アクチュエータの動きを確保することができる。

また、本実施形態の油圧回路６は、エンジン３１によって駆動される可変容量型ポンプ６１と、エンジン３１によって駆動される固定容量型ポンプ６２と、可変容量型ポンプ６１から油タンクＴに至る第１センターバイパス油路６１ｃと、第１センターバイパス油路６１ｃに配置され、上流側の第１ネガコン圧をネガコン信号として検知して、前記ネガコン信号に基づき可変容量型ポンプ６１を制御する第１ネガコン絞り６１ｅと、固定容量型ポンプ６２からの圧油が油タンクＴに至る第１油路６４ａ及び固定容量型ポンプ６２からの圧油が第１センターバイパス油路６１ｃに至る第２油路６４ｂを有する分配用方向切換弁６４と、を備える。

また、本実施形態では、第１ネガコン絞り６１ｅが第１センターバイパス油路６１ｃの最下流に配置されている。

また、本実施形態では、スプールの位置に応じて分配用方向切換弁６４が固定容量型ポンプ６２からの圧油を第１油路６４ａと第２油路６４ｂとに切り換える。

また、本実施形態において、分配用方向切換弁６４は、第１油路６４ａを形成する方向に前記スプールを移動させる信号を受信する第１信号受信部６４１と、第２油路６４ｂを形成する方向に前記スプールを移動させる信号を受信する第２信号受信部６４２と、を備える。

また、本実施形態では、第１信号受信部６４１と第２信号受信部６４２が受信した信号の大きさの差に応じて第１油路６４ａと第２油路６４ｂへ流れる圧油の分配率を定めており、第１信号受信部６４１が前記ネガコン信号に基づく信号を受信する。

［他の実施形態］
前述の実施形態では、可変容量型ポンプを、第１吐出ポートＰ１と第２吐出ポートＰ２を備えるスプリットフロータイプの可変容量型ポンプ６１としているが、これに限定されない。例えば、可変容量型ポンプを、第１吐出ポートＰ１を備える第１の可変容量型ポンプと、第２吐出ポートＰ２を備える第２の可変容量型ポンプとで構成されるタンデムタイプの可変容量型ポンプとしてもよい。また、タンデムタイプの可変容量型ポンプにおいて、２つの可変容量型ポンプの吐出流量は、一つのポンプレギュレータで制御されてもよく、別々のポンプレギュレータで制御されてもよい。

前述の実施形態では、建設機械１に設けられた油圧回路６について説明したが、本発明の油圧回路は、建設機械以外の作業車両等にも適用可能である。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 建設機械
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ 作業機
６ 油圧回路
２２ａ 第１走行用モータ
２２ｂ 第２走行用モータ
５０ａ 第１作業機アクチュエータ
５０ｂ 第２作業機アクチュエータ
５０ｃ 第３作業機アクチュエータ
３１ エンジン
６１ 可変容量型ポンプ
６１ｃ 第１センターバイパス油路
６１ｄ 第２センターバイパス油路
６１ｅ 第１ネガコン絞り
６２ 固定容量型ポンプ
６２ａ 第３センターバイパス油路
６４ 分配用方向切換弁
６４ａ 第１油路
６４ｂ 第２油路
６４ｃ 第３油路
６４１ 第１信号受信部
６４２ 第２信号受信部
Ｔ 油タンク

Claims (6)

1. エンジンと、前記エンジンによって駆動される可変容量型ポンプ及び固定容量型ポンプと、前記可変容量型ポンプから油タンクに至るセンターバイパス油路と、前記センターバイパス油路の最下流に配置されたネガティブコントロール絞りと、を備え、前記ネガティブコントロール絞りの上流側の油圧をネガティブコントロール信号として検知して、前記ネガティブコントロール信号に基づき前記可変容量型ポンプを制御する建設機械の油圧回路であって、
   スプールの摺動により形成される、前記固定容量型ポンプから前記油タンクに至る第１油路と、前記固定容量型ポンプから前記センターバイパス油路に至る第２油路と、有する方向切換弁を備え、
   前記方向切換弁は、前記第１油路を形成する方向に前記スプールを摺動させる信号を受信する第１信号受信部と、前記第２油路を形成する方向に前記スプールを摺動させる信号を受信する第２信号受信部と、を有し、前記第１信号受信部と前記第２信号受信部が受信した信号の大きさの差に応じて前記第１油路と前記第２油路へ流れる圧油の分配率を定めており、前記第１信号受信部が前記ネガティブコントロール信号に基づく信号を受信する、建設機械の油圧回路。
2. 前記可変容量型ポンプから前記油タンクに至る、前記センターバイパス油路と異なる他のセンターバイパス油路を備え、
   前記センターバイパス油路は、第１走行モータと、前記第１走行モータの下流に配置された作業機アクチュエータと、を有し、
   前記他のセンターバイパス油路は、第２走行モータを有し、
   前記第２油路が、前記第１走行モータと前記作業機アクチュエータの間の前記センターバイパス油路と連通している、請求項１に記載の建設機械の油圧回路。
3. 前記第２信号受信部が、前記作業機アクチュエータの駆動を検知する第１検知信号と、前記第１走行モータ又は前記第２走行モータの駆動を検知する第２検知信号と、に基づく信号を受信する、請求項２に記載の建設機械の油圧回路。
4. 前記方向切換弁は、前記第２信号受信部が信号を受信すると形成される、前記固定容量型ポンプから前記作業機アクチュエータのメータイン側の油路に至る第３油路を有している、請求項３に記載の建設機械の油圧回路。
5. エンジンによって駆動される可変容量型ポンプと、
   前記エンジンによって駆動される固定容量型ポンプと、
   前記可変容量型ポンプから油タンクに至るセンターバイパス油路と、
   前記センターバイパス油路に配置され、上流側の油圧をネガティブコントロール信号として検知して、前記ネガティブコントロール信号に基づき前記可変容量型ポンプを制御するネガティブコントロール絞りと、
   前記固定容量型ポンプからの圧油が前記油タンクに至る第１油路及び前記固定容量型ポンプからの圧油が前記センターバイパス油路に至る第２油路を有する方向切換弁と、を備え、
   スプールの位置に応じて前記方向切換弁が前記固定容量型ポンプからの圧油を前記第１油路と前記第２油路とに切り換え、
   前記方向切換弁は、前記第１油路を形成する方向に前記スプールを移動させる信号を受信する第１信号受信部と、前記第２油路を形成する方向に前記スプールを移動させる信号を受信する第２信号受信部と、を備え、
   前記第１信号受信部と前記第２信号受信部が受信した信号の大きさの差に応じて前記第１油路と前記第２油路へ流れる圧油の分配率を定めており、前記第１信号受信部が前記ネガティブコントロール信号に基づく信号を受信する、油圧回路。
6. 前記ネガティブコントロール絞りが前記センターバイパス油路の最下流に配置されている、請求項５に記載の油圧回路。

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