WO2014073551A1

WO2014073551A1 - パワーショベルの流体圧制御装置

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Publication number: WO2014073551A1
Application number: PCT/JP2013/079972
Authority: WO
Inventors: 正成小島; 中村　雅之; 剛寺尾
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-05-15
Also published as: US9702380B2; KR20150063518A; JP2014092260A; DE112013005302T5; WO2014073551A9; KR101714284B1; JP6012021B2; US20150285274A1; CN104769286B; CN104769286A

Abstract

　第１、第２、第３ポンプと、第１ポンプに接続した第１切換弁と、第２ポンプに接続した第２切換弁と、第３ポンプに接続した第１合流制御弁と、第１合流制御弁の下流に設けられた第２合流制御弁とを備え、第１合流制御弁は第１切換弁又は第２切換弁のパイロット圧で切り換わって第３ポンプと下流側とを連通し、第２合流制御弁は第２切換弁のパイロット圧で切り換わって、第３ポンプと第１切換弁との連通を遮断する。

Description

パワーショベルの流体圧制御装置

　本発明は、パワーショベルの流体圧制御装置に関するものである。

　パワーショベル油圧制御回路として、第１～第３ポンプそれぞれに第１～第３回路系統を接続すると共に、必要に応じて第３ポンプの吐出油を第１、第２回路系統に合流させるものが知られている。

　ＪＰ１９９８－８８６２７Ａに開示の制御回路は、第１回路系統に設けられたブーム用切換弁のみを切り換えたときには、第３ポンプの吐出油がブームシリンダに供給され、アーム用切換弁のみを切り換えたときには、第３ポンプの吐出油がアームシリンダに供給され、ブーム用切換弁とアーム用切換弁とを同時に切り換えたときには、第３ポンプの吐出油がアームシリンダに優先的に供給されるように構成される。

　具体的には、上記制御回路は、アームシリンダに優先的に第３ポンプの吐出油を供給するための増速用油圧バルブを備える。増速用油圧バルブは、ブーム用切換弁のパイロット圧とアーム用切換弁のパイロット圧とがそれぞれ導かれる両パイロット室と、アーム用切換弁のパイロット圧と同方向に付勢力を付与するスプリングと、を有する。

　増速用油圧バルブは、ブーム用切換弁のパイロット圧のみが作用したときには、ブーム用切換弁のパイロット圧がスプリングの付勢力に打ち勝つことによって、第３ポンプの吐出油をブームシリンダに供給するように切り換わり、アーム用切換弁のパイロット圧のみが作用したときには、アーム用切換弁のパイロット圧とスプリングの付勢力とによって、第３ポンプの吐出油をアームシリンダに供給するように切り換わる。また、増速用油圧バルブは、ブーム用切換弁とアーム用切換弁の両パイロット圧が作用したときには、アーム用切換弁のパイロット圧とスプリングの付勢力との合力がブーム用切換弁のパイロット圧に打ち勝つことによって、第３ポンプの吐出油をアームシリンダに供給するように切り換わる。

　ＪＰ１９９８－８８６２７Ａに開示の制御回路では、増速用油圧バルブのスプリングの付勢力を、ブーム用切換弁のパイロット圧よりも小さく、かつ、両パイロット圧の差圧に打ち勝つ大きさに設定する必要があるため、スプリングの選定が難しいという問題がある。

　本発明は、煩雑なスプリングの選定が不要となるパワーショベルの流体圧制御装置を提供することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、パワーショベルの流体圧制御装置であって、第１アクチュエータに作動流体を供給する第１ポンプと、第２アクチュエータに作動流体を供給する第２ポンプと、前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通又は遮断する第１切換弁と、前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通又は遮断する第２切換弁と、前記第１及び第２アクチュエータに作動流体を供給可能な第３ポンプと、前記第３ポンプの下流側に設けられ、前記第３ポンプとタンクとを連通するタンク連通位置及び前記第３ポンプと下流側とを連通する下流側連通位置を有し、前記タンク連通位置及び前記下流側連通位置を切り換える第１合流制御弁と、前記第１合流制御弁の下流側に設けられ、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを連通する第１アクチュエータ連通位置と、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを遮断する第１アクチュエータ遮断位置とを有し、前記第１アクチュエータ連通位置及び第１アクチュエータ遮断位置を切り換える第２合流制御弁と、を備え、前記第１合流制御弁は、付勢部材の付勢力によって前記第１合流制御弁の前記タンク連通位置を保持し、前記第１切換弁が前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通するための第１パイロット圧、又は、前記第２切換弁が前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通するための第２パイロット圧によって、前記タンク連通位置から前記下流側連通位置に切り換わり、前記第２合流制御弁は、付勢部材の付勢力によって前記第１アクチュエータ連通位置を保持し、前記第２パイロット圧によって、前記第１アクチュエータ連通位置から前記第１アクチュエータ遮断位置に切り換わるパワーショベルの流体圧制御装置が提供される。

　本発明の別の態様によれば、パワーショベルの流体圧制御装置であって、第１アクチュエータに作動流体を供給する第１ポンプと、第２アクチュエータに作動流体を供給する第２ポンプと、前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通又は遮断する第１切換弁と、前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通又は遮断する第２切換弁と、前記第１及び第２アクチュエータに作動流体を供給可能な第３ポンプと、前記第３ポンプの下流側に設けられ、付勢部材の付勢力によって保持される第１中立位置、及び前記第１切換弁が前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通するための第１パイロット圧により保持される第１パイロット圧位置を有し、前記第３ポンプと下流側との連通状態を前記第１中立位置及び前記第１パイロット圧位置によって切り換える第１合流制御弁と、前記第１合流制御弁の下流側に設けられ、付勢部材の付勢力によって保持される第２中立位置、及び前記第２切換弁が前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通するための第２パイロット圧により保持される第２パイロット圧位置とを有し、前記第１合流制御弁とタンク又は前記第１アクチュエータとの連通状態を前記第２中立位置及び前記第２パイロット圧位置によって切り換える第２合流制御弁と、を備え、前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプとタンクとを連通し、前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを連通し、前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを遮断し、前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを遮断するパワーショベルの流体圧制御装置が提供される。

　本発明の別の態様によれば、パワーショベルの流体圧制御装置であって、ブームシリンダに作動流体を供給する第１ポンプと、アームシリンダに作動流体を供給する第２ポンプと、前記第１ポンプと前記ブームシリンダとを連通又は遮断するための第１パイロット圧を導くブーム系パイロット圧導入路が接続されたブーム用の切換弁と、前記第２ポンプと前記アームシリンダとを連通又は遮断するための第２パイロット圧を導くアーム系パイロット圧導入路が接続されたアーム用の切換弁と、前記ブームシリンダ及び前記アームシリンダに作動流体を供給可能な第３ポンプと、前記第３ポンプとタンクとを連通させるセンターバイパス通路と、前記センターバイパス通路と並列であり、前記ブーム用の切換弁に接続されるブーム合流通路と、前記センターバイパス通路と前記ブーム合流通路とに接続され、前記ブーム系パイロット圧導入路に接続される第１パイロット室を有する第１合流制御弁と、前記第１合流制御弁の下流側で前記センターバイパス通路から分岐され前記アーム用の切換弁に接続されるアーム合流通路と、前記センターバイパス通路と前記ブーム合流通路と前記アーム合流通路とに接続され、前記アーム系パイロット圧導入路に接続される第２パイロット室を有する第２合流制御弁と、を備え、前記第１合流制御弁は、前記第３ポンプと前記タンクとを連通させ、付勢部材の付勢力によって保持される第１中立位置と、前記第１パイロット室に前記ブーム系パイロット圧が導かれた際に前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを連通させる第１パイロット圧位置とを有し、前記第２合流制御弁は、前記第３ポンプと前記タンク及び前記ブーム用の切換弁とを連通させ、付勢部材の付勢力によって保持される第２中立位置と、前記第２パイロット室に前記アーム系パイロット圧が導かれた際に前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを遮断させる第２パイロット圧位置とを有し、前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプと前記タンクとを連通し、前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを連通し、前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを遮断し、前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを遮断するパワーショベルの流体圧制御装置が提供される。

図１は、本発明の第１実施形態に係るパワーショベルの流体圧制御装置の回路図である。図２は、本発明の第２実施形態に係るパワーショベルの流体圧制御装置の回路図である。図３は、本発明の第３実施形態に係るパワーショベルの流体圧制御装置の回路図である。

　図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１～図３に示す第１～第３実施形態に係るパワーショベルの流体圧制御装置（以下では、単に「流体圧制御装置」と称する。）は、作動流体として圧油を利用する装置であって、パワーショベルに搭載される各アクチュエータの動作を制御するものである。

　図１に示す第１実施形態に係る流体圧制御装置１００は、ブームシリンダ４０に作動油を供給する第１ポンプＰ１と、アームシリンダ４１に作動油を供給する第２ポンプＰ２と、旋回用モータに作動油を供給する第３ポンプＰ３と、第１ポンプＰ１とブームシリンダ４０との間に設けられて第１ポンプＰ１とブームシリンダ４０とを連通又は遮断するブーム用の切換弁１と、第２ポンプＰ２とアームシリンダ４１との間に設けられて第２ポンプＰ２とアームシリンダ４１とを連通又は遮断するアーム用の切換弁２と、第３ポンプＰ３と旋回用モータとの間に設けられて第３ポンプＰ３と旋回用モータとを連通又は遮断する旋回用の切換弁３と、を備える。

　第１実施形態において、ブームシリンダ４０が第１シリンダに該当し、ブーム用の切換弁１が第１切換弁に該当する。また、アームシリンダ４１が第２シリンダに該当し、アーム用の切換弁２が第２切換弁に該当する。

　流体圧制御装置１００は、さらに、第１ポンプＰ１に接続されると共に切換弁１が設けられる第１回路系統Ｉと、第２ポンプＰ２に接続されると共に切換弁２が設けられる第２回路系統IIと、第３ポンプＰ３に接続されると共に切換弁３が設けられる第３回路系統IIIと、を備える。

　第１回路系統Ｉには、ブーム用の切換弁１の他に、第１ポンプＰ１の吐出油が供給される左側の走行用の切換弁４及びバケット用の切換弁５が設けられる。切換弁１，５には、走行用の切換弁４がノーマル位置（図１に示す状態）であるときのみに第１ポンプＰ１の吐出油が供給される。このように、第１回路系統Ｉにおいては、第１ポンプＰ１の吐出油は走行用の切換弁４に優先的に供給される。

　第２回路系統IIには、アーム用の切換弁２の他に、第２ポンプＰ２の吐出油が供給される右側の走行用の切換弁６、ブームスイング用の切換弁７、及び予備のアクチュエータ用の切換弁８が設けられる。第２回路系統IIにおいても、第２ポンプＰ２の吐出油は走行用の切換弁６に優先的に供給される。

　第３回路系統IIIには、旋回用の切換弁３の他に、第３ポンプＰ３の吐出油が供給されるドーザ用の切換弁９、第１合流制御弁１０、及び第２合流制御弁１１が設けられる。第３ポンプＰ３には、センターバイパス通路１２が接続される。センターバイパス通路１２は、第３回路系統IIIに設けられた切換弁１０，９，３がノーマル位置であるときに、第３ポンプＰ３の吐出油をタンクＴに接続されたタンク通路３０へ導く。

　第１合流制御弁１０は、第３ポンプＰ３の下流であって、第３回路系統IIIにおけるセンターバイパス通路１２の最上流に設けられる。第２合流制御弁１１は、第１合流制御弁１０とアーム用の切換弁２との間に設けられる。

　第３ポンプＰ３と第１合流制御弁１０とを接続する通路には、ドーザ用の切換弁９及び旋回用の切換弁３に並列に接続された並列通路２１が接続される。切換弁３，９のいずれかが切り換えられ、センターバイパス通路１２とタンク通路３０との連通が遮断されたとき、第３ポンプＰ３の吐出油は、並列通路２１を通じてドーザ用の切換弁９あるいは旋回用の切換弁３に供給される。

　第１合流制御弁１０のパイロット室１０ａには、ブーム用の切換弁１を切り換えるための第１パイロット圧を導くブーム系パイロット圧導入路ｐｂ及びアーム用の切換弁２を切り換えるための第２パイロット圧を導くアーム系パイロット圧導入路ｐａが接続される。

　ブーム系パイロット圧導入路ｐｂは、ブーム用の切換弁１を切り換えるための第１パイロット圧が導かれる通路であり、ブーム用の切換弁１の両パイロット室に接続した通路と連通している。アーム系パイロット圧導入路ｐａは、アーム用の切換弁２を切り換えるための第２パイロット圧が導かれる通路であり、アーム用の切換弁２の両パイロット室に接続した通路と連通している。

　パイロット室１０ａに第１パイロット圧及び第２パイロット圧のいずれも導かれていないときには、付勢部材としてのスプリング１０ｂの付勢力によって、第１合流制御弁１０は、ノーマル位置（図１に示す状態）を保つ。第１合流制御弁１０がノーマル位置にあるとき、センターバイパス通路１２に供給された吐出油はタンク通路３０へ導かれる。

　一方、パイロット室１０ａに第１あるいは第２パイロット圧が導かれると、第１合流制御弁１０は切換位置に切り換わり、第３ポンプＰ３の吐出油は、センターバイパス通路１２、合流用通路３１及び並列通路１５に供給される。

　第１合流制御弁１０の切換位置で、第３ポンプＰ３は、絞りを介してセンターバイパス通路１２にも連通する。しかし、その絞りは、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通をほぼ遮断するものである。従って、第１合流制御弁１０の切換位置において、第３ポンプＰ３の吐出油は、合流用通路３１及び並列通路１５に優先的に供給される。

　第１実施形態において、第１合流制御弁１０のノーマル位置がタンク連通位置に該当し、切換位置が下流側連通位置に該当する。第１合流制御弁１０は、切換位置において、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通を完全に遮断するように構成してもよい。

　第１合流制御弁１０が切換位置にあるとき、合流用通路３１は、第３ポンプＰ３に対して、センターバイパス通路１２と並列に接続される。合流用通路３１は、第２合流制御弁１１の上流で分岐し、第２合流制御弁１１を介してブーム合流通路１４とアーム合流通路１３とに接続される。ブーム合流通路１４は、ブーム用の切換弁１に第３ポンプＰ３の吐出油を供給する通路であり、アーム合流通路１３は、アーム用の切換弁２に第３ポンプＰ３の吐出油を供給する通路である。第１実施形態において、合流用通路３１とブーム合流通路１４とからなる通路がブーム合流通路に該当する。

　第２合流制御弁１１のパイロット室１１ａには、アーム系パイロット圧導入路ｐａが接続される。第２合流制御弁１１は、パイロット室１１ａに第２パイロット圧が導かれていないときに、付勢部材としてのスプリング１１ｂの付勢力によってノーマル位置（図１に示す状態）に保たれ、パイロット室１１ａに第２パイロット圧が導かれたときには切換位置に切り換わる。

　第２合流制御弁１１のノーマル位置では、ブーム合流通路１４及びアーム合流通路１３が同時に連通する。一方、切換位置では、ブーム合流通路１４は遮断され、アーム合流通路１３のみが連通する。

　第１実施形態において、第２合流制御弁１１のノーマル位置が、第１アクチュエータ連通位置に該当し、切換位置が第３ポンプＰ３とブームシリンダ４０とを遮断する第１アクチュエータ遮断位置に該当する。アーム合流通路１３は、第２合流弁１１を介さずに第３ポンプＰ３と接続するように構成してもよい。

　第１実施形態に係る流体圧制御装置において、第１ポンプＰ１の吐出油は、第１回路系統Ｉに設けられたブーム用の切換弁１、左側の走行モータ用の切換弁４及びバケット用の切換弁５に供給され、第２ポンプＰ２の吐出油は、第２回路系統IIに設けられたアーム用の切換弁２、右側の走行モータ用の切換弁６、ブームスイング用の切換弁７及び予備用の切換弁８に供給される。

　第３ポンプＰ３の吐出油は、第３回路系統IIIに設けられた旋回用の切換弁３、ドーザ用の切換弁９に供給されるが、第３回路系統IIIに設けられた切換弁３，９，１０がノーマル位置にあるときは、センターバイパス通路１２とタンク通路３０を通じてタンクＴへ戻される。

　次に、第３ポンプＰ３の吐出油が、第２ポンプＰ２の吐出油と合流してアーム用の切換弁２に供給される場合、あるいは第１ポンプＰ１の吐出油と合流してブーム用の切換弁１に供給される場合について説明する。

　アームシリンダ４１を動作させない場合、つまりアーム用の切換弁２がノーマル位置を保っていれば、第２合流制御弁１１のパイロット室１１ａには第２パイロット圧が導かれず、第２合流制御弁１１はノーマル位置を保つ。このとき、ブーム合流通路１４及びアーム合流通路１３は、第２合流制御弁１１を介して合流用通路３１と連通している。

　この状態で、ブーム用の切換弁１が切り換えられると、ブーム系パイロット圧導入路ｐｂの第１パイロット圧がパイロット室１０ａに作用し、第１合流制御弁１０が図中左側の切換位置に切り換わる。この切換位置では、第３ポンプＰ３は、常時接続している並列通路２１のほか、合流用通路３１、並列通路１５及びセンターバイパス通路１２と連通する。合流用通路３１は、第２合流制御弁１１においてブーム合流通路１４と連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、合流用通路３１、ブーム合流通路１４及びブーム用の切換弁１を通じてブームシリンダ４０へ供給される。

　このとき、第３ポンプＰ３は、ブーム合流通路１４に対してブーム用の切換弁１と並列に接続されているバケット用の切換弁５にも連通するので、第３ポンプＰ３の吐出油は、第１ポンプＰ１からの吐出油に合流してバケット用の切換弁５にも供給される。また、第３ポンプＰ３は、第１合流制御弁１０を通じて並列通路１５にも連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、第２ポンプＰ２からの吐出油に合流して並列通路１５に接続された第２回路系統IIの各切換弁７，８にも供給される。

　この状態で第３回路系統IIIの切換弁３，９がノーマル位置（図１に示す状態）であるときには、センターバイパス通路１２はタンク通路３０に連通するが、第１合流制御弁１０の絞りによってセンターバイパス通路１２が絞られるので、第３ポンプＰ３の吐出油は、合流用通路３１及び並列通路１５へ優先的に供給される。

　一方、第１合流制御弁１０が切換位置を維持した状態で、アーム用の切換弁２が切り換えられると、アーム系パイロット圧導入路ｐａの第２パイロット圧がパイロット室１１ａに作用し、第２合流制御弁１１が図中左側の切換位置に切り換わる。第２合流制御弁１１の切換位置では、合流用通路３１とブーム合流通路１４との連通が遮断され、合流用通路３１とアーム合流通路１３とが連通する。従って、第３ポンプＰ３からの吐出油は、ブーム用の切換弁１には供給されず、アーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１へ供給される。

　また、第３ポンプＰ３は、第１合流制御弁１０を通じて並列通路１５にも連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、アーム合流通路１３だけではなく、並列通路１５、通路１６及びアーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１へ供給される。

　以上のように、第１実施形態に係る流体圧制御装置では、アームが動作しているとき、つまり第２ポンプＰ２とアームシリンダ４１とが連通しているときには、ブーム用の切換弁１の切り換え動作、つまり第１ポンプＰ１とブームシリンダ４０とが連通されるか否かにかかわらず、第３ポンプＰ３とブーム合流通路１４との連通が遮断される。つまり、第３ポンプＰ３から吐出される合流用の吐出油は、ブームシリンダ４０よりもアームシリンダ４１に優先的に供給される。

　そのため、アーム用の切換弁２に第３ポンプＰ３の吐出油が合流している際に、ブーム用の切換弁１が切り換わったとしても、その切り換えによってアームシリンダ４１へ供給される流量が減少してしまうことがない。したがって、例えば、パワーショベルにおいて、水平引き作業など、アームの速度を速くしたい作業に適した制御が可能となる。

　しかも、第２合流制御弁１１は、アーム系パイロット圧導入通路ｐａのパイロット圧のみで切り換わるため、従来の制御回路のようにパイロット圧と所定の関係を満足するスプリングを選定する必要もない。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　アーム用の切換弁２が切り換えられたときには、ブーム用の切換弁１が切り換えられたか否かにかかわらず、第３ポンプＰ３とブーム用の切換弁１との連通が遮断される。そのため、第３ポンプＰ３から吐出される作動油を、アーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１へ優先的に供給することができる。

　また、ブーム用の切換弁１が切り換えられたか否かにかかわらず、アーム用の切換弁２の切り換えのみで、第３ポンプの吐出油をアームシリンダ４１へ優先的に供給することができる。

　このように、従来のような煩雑なスプリングの選定を不要にしながら、ブームシリンダ４０とアームシリンダ４１の同時操作時に、第３ポンプの吐出油をアームシリンダ４１へ優先的に供給することができる。

　図２に示す第２実施形態に係る流体圧制御装置２００は、図１に示す第１実施形態と同様に、それぞれ、第１、第２、第３ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３が接続された第１、第２、第３回路系統I，II、IIIを備える。各回路系統に設けた切換弁の構成は、第１実施形態と同じである。第１実施形態と同じ構成要素には図１と同じ符号を用い、各構成要素の詳細な説明は省略するものとする。

　第２実施形態においても、ブームシリンダ４０が第１アクチュエータに該当し、ブーム用の切換弁１が第１切換弁に該当し、アームシリンダ４１が第２アクチュエータに該当し、アーム用の切換弁２が第２切換弁に該当する。

　第３ポンプＰ３には、センターバイパス通路１２が接続される。センターバイパス通路１２は、第３回路系統IIIに設けられた全ての切換弁１７，９，３，１８がノーマル位置であるときに、第３ポンプＰ３の吐出油をタンクＴに接続されたタンク通路３０へ導く。

　第１合流制御弁１７は、第３ポンプＰ３の下流であって第３回路系統IIIにおけるセンターバイパス通路１２の最上流に設けられる。第２合流制御弁１８は、センターバイパス通路１２の最下流であって、第１合流制御弁１７とアーム用の切換弁２との間に設けられる。

　第３ポンプＰ３と第１合流制御弁１７とを接続する通路には、ドーザ用の切換弁９及び旋回用の切換弁３に並列に接続された並列通路２１が接続される。切換弁３，９のいずれかが切り換えられ、センターバイパス通路１２とタンク通路３０との連通が遮断されたとき、第３ポンプＰ３の吐出油は、並列通路２１を通じてドーザ用の切換弁９あるいは旋回用の切換弁３に供給される。

　第１合流制御弁１７のパイロット室１７ａには、ブーム用の切換弁１を切り換えるための第１パイロット圧を導くブーム系パイロット圧導入路ｐｂが接続される。パイロット室１７ａに第１パイロット圧が導かれていないときには、付勢部材としてのスプリング１７ｂの付勢力によって第１合流制御弁１７は、ノーマル位置（図２に示す状態）を保つ。

　第１合流制御弁１７がノーマル位置にあるとき、第３ポンプＰ３の吐出油は、センターバイパス通路１２及び合流用通路３１へ供給される。一方、パイロット室１７ａに第１パイロット圧が導かれると第１合流制御弁１７は切換位置に切り換わり、第３ポンプＰ３の吐出油はセンターバイパス通路１２、合流用通路３１及び並列通路１５に供給される。

　第１合流制御弁１７の切換位置では、第３ポンプＰ３は、絞りを介してセンターバイパス通路１２にも連通する。しかし、その絞りは、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通をほぼ遮断するものである。従って、第１合流制御弁１７の切換位置では第３ポンプＰ３の吐出油は、センターバイパス通路１２ではなく、合流用通路３１及び並列通路１５に優先的に供給される。

　第２実施形態において、第１合流制御弁１７のノーマル位置が第１中立位置に該当し、切換位置が第１パイロット圧位置に該当する。第１合流制御弁１７は、切換位置において、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通を完全に遮断するように構成してもよい。

　第１合流制御弁１７が切換位置にあるとき、合流用通路３１は、第３ポンプＰ３に対して、センターバイパス通路１２と並列に接続される。合流用通路３１は、第２合流制御弁１８の上流で分岐し、第２合流制御弁１８を介してブーム合流通路１４とアーム合流通路１３とに接続される。ブーム合流通路１４は、ブーム用の切換弁１に第３ポンプＰ３の吐出油を供給する通路であり、アーム合流通路１３はアーム用の切換弁２に第３ポンプＰ３の吐出油を供給する通路である。第２実施形態において、合流用通路３１とブーム合流通路１４とからなる通路がブーム合流通路に該当する。

　第２合流制御弁１８のパイロット室１８ａには、アーム用の切換弁２を切り換えるための第２パイロット圧を導入するアーム系パイロット圧導入路ｐａが接続される。第２合流制御弁１８は、パイロット室１８ａに第２パイロット圧が導かれていないときに、付勢部材としてのスプリング１８ｂの付勢力によってノーマル位置（図２に示す状態）に保たれ、パイロット室１８ａに第２パイロット圧が導かれたときには切換位置に切り換わる。第２実施形態において、第２合流制御弁１８のノーマル位置が第２中立位置に該当し、切換位置が第２パイロット圧位置に該当する。

　第２合流制御弁１８のノーマル位置では、センターバイパス通路１２、ブーム合流通路１４及びアーム合流通路１３が同時に連通する。一方、切換位置では、センターバイパス通路１２及びブーム合流通路１４が遮断され、アーム合流通路１３のみが連通する。

　第２実施形態に係る流体圧制御装置において、第１ポンプＰ１の吐出油は、第１回路系統Ｉに設けられたブーム用の切換弁１、左側の走行モータ用の切換弁４及びバケット用の切換弁５に供給され、第２ポンプＰ２の吐出油は、第２回路系統IIに設けられたアーム用の切換弁２、右側の走行モータ用の切換弁６、ブームスイング用の切換弁７及び予備用の切換弁８に供給される。

　第３ポンプＰ３の吐出油は、第３回路系統IIIに設けられた旋回用の切換弁３、ドーザ用の切換弁９に供給されるが、第３回路系統IIIに設けられた全ての切換弁３，９，１７，１８がノーマル位置にあるときは、センターバイパス通路１２とタンク通路３０を通じてタンクＴへ戻される。第３回路系統IIIに設けられた旋回用の切換弁３あるいはドーザ用の切換弁９のいずれかが切り換えられたときには、センターバイパス通路１２とタンク通路３０との連通は遮断される。

　アームシリンダ４１を動作させない場合、つまりアーム用の切換弁２がノーマル位置を保っていれば、第２合流制御弁１８のパイロット室１８ａには第２パイロット圧が導かれず、第２合流制御弁１８はノーマル位置を保つ。このとき、ブーム合流通路１４及びアーム合流通路１３は、第２合流制御弁１８を介して合流用通路３１と連通している。

　この状態で、ブーム用の切換弁１が切り換えられると、ブーム系パイロット圧導入路ｐｂの第１パイロット圧がパイロット室１７ａに作用し、第１合流制御弁１７が図中左側の切換位置に切り換わる。この切換位置では、第３ポンプＰ３は、センターバイパス通路１２、合流用通路３１及び並列通路１５と連通する。合流用通路３１は、第２合流制御弁１８においてブーム合流通路１４と連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、合流用通路３１、ブーム合流通路１４及びブーム用の切換弁１を通じてブームシリンダ４０へ供給される。

　このとき、第３ポンプＰ３は、ブーム合流通路１４に対してブーム用の切換弁１と並列に接続されているバケット用の切換弁５にも連通するので、第３ポンプＰ３の吐出油は、第１ポンプＰ１からの吐出油に合流してバケット用の切換弁５にも供給される。また、第３ポンプＰ３は、第１合流制御弁１７を通じて並列通路１５にも連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、第２ポンプＰ２からの吐出油に合流して並列通路１５に接続された第２回路系統IIの各切換弁７，８にも供給される。

　一方、第１合流制御弁１７が切換位置を維持した状態で、アーム用の切換弁２が切り換えられると、アーム系パイロット圧導入路ｐａの第２パイロット圧がパイロット室１８ａに作用し、第２合流制御弁１８が図中左側の切換位置に切り換わる。第２合流制御弁１８の切換位置では、センターバイパス通路１２が遮断されるとともに、合流用通路３１とブーム合流通路１４との連通が遮断され、合流通路３１とアーム合流通路１３のみが連通する。従って、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム用の切換弁１には供給されず、アーム合流通路１３及びアーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１へ供給される。

　また、第３ポンプＰ３は、第１合流制御弁１７を通じて並列通路１５にも連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、アーム合流通路１３だけではなく、並列通路１５、通路１６及びアーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１へ供給される。

　以上のように、第２実施形態に係る流体圧制御装置では、アームが動作しているとき、つまり第２ポンプＰ２とアームシリンダ４１とが連通しているときには、ブーム用の切換弁１の切り換え動作、つまり第１ポンプＰ１とブームシリンダ４０とが連通されるか否かにかかわらず、第３ポンプＰ３とブーム合流通路１４との連通が遮断される。つまり、第３ポンプＰ３から吐出される合流用の吐出油は、ブームシリンダ４０よりもアームシリンダ４１に優先的に供給される。

　しかも、第２合流制御弁１８は、アーム系パイロット圧導入通路ｐａのパイロット圧のみで切り換わるため、従来の制御回路のようにパイロット圧と所定の関係を満足するスプリングを選定する必要もない。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　第１、第２実施形態では、第１アクチュエータとしてブームシリンダ４０を用いており、第２アクチュエータとしてアームシリンダ４１を用いているが、第１、第２実施形態に係る流体圧制御装置は、第１、第２アクチュエータがどのようなアクチュエータであっても、第２アクチュエータに優先的に第３ポンプの吐出流体を供給することができる。従って、第１、第２アクチュエータの組み合わせを変えることで、様々なアクチュエータを、第３ポンプの吐出流体を優先的に供給するアクチュエータとすることができる。

　図３に示す第３実施形態に係る流体圧制御装置３００は、図１に示す第１実施形態と同様に、それぞれ、第１、第２、第３ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３が接続された第１、第２、第３回路系統Ｉ，II、IIIを備える。各回路系統に設けた切換弁の構成は、第１実施形態と同じである。第１実施形態と同じ構成要素には図１と同じ符号を用い、各構成要素の詳細な説明は省略するものとする。

　第３ポンプＰ３には、センターバイパス通路１２が接続される。センターバイパス通路１２は、第３回路系統IIIに設けられた全ての切換弁１９，９，３，２０がノーマル位置であるときに、第３ポンプＰ３の吐出油をタンクＴに接続されたタンク通路３０へ導く。

　第１合流制御弁１９は、第３ポンプＰ３の下流であって第３回路系統IIIにおけるセンターバイパス通路１２の最上流に設けられる。第１合流制御弁１９には、並列通路１５及びブーム合流通路１４が接続されている。第２合流制御弁２０は、センターバイパス通路１２の最下流であって、第１合流制御弁１９とアーム用の切換弁２との間に設けられる。

　第３ポンプＰ３と第１合流制御弁１９とを接続する通路には、ドーザ用の切換弁９及び旋回用の切換弁３に並列に接続された並列通路２１が接続される。切換弁３，９のいずれかが切り換えられ、センターバイパス通路１２とタンク通路３０との連通が遮断されたとき、第３ポンプＰ３の吐出油は、並列通路２１を通じてドーザ用の切換弁９あるいは旋回用の切換弁３に供給される。

　第１合流制御弁１９のパイロット室１９ａには、ブーム用の切換弁１を切り換えるための第１パイロット圧を導くブーム系パイロット圧導入路ｐｂが接続される。パイロット室１９ａに第１パイロット圧が導かれていないときには、付勢部材としてのスプリング１９ｂの付勢力によって、第１合流制御弁１９は、ノーマル位置（図３に示す状態）を保つ。第３実施形態において、第１合流制御弁１９のノーマル位置が第１中立位置に該当し、切換位置が第１パイロット圧位置に該当する。

　第１合流制御弁１９がノーマル位置にあるとき、第３ポンプＰ３の吐出油は、センターバイパス通路１２へ導かれる。一方、パイロット室１９ａに第１パイロット圧が導かれると第１合流制御弁１９は切換位置に切り換わり、第３ポンプＰ３の吐出油は、センターバイパス通路１２、ブーム合流通路１４及び並列通路１５に供給される。

　第１合流制御弁１９の切換位置では、第３ポンプＰ３は、絞りを介してセンターバイパス通路１２にも連通する。しかし、その絞りは、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通をほぼ遮断するものである。従って、第１合流制御弁１９の切換位置では、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム合流通路１４及び並列通路１５に優先的に供給される。第１合流制御弁１９は、切換位置において、第３ポンプＰ３とセンターバイパス通路１２との連通を完全に遮断するように構成してもよい。

　第１合流制御弁１９が切換位置にあるとき、ブーム合流通路１４は、第３ポンプＰ３に対し、センターバイパス通路１２と並列に接続される。ブーム合流通路１４は、第２合流制御弁２０を介してブーム用の切換弁１に連通する通路である。従って、ブーム用の切換弁１を切り換えて、第１ポンプＰ１とブームシリンダ４０とが連通したときには、第１合流制御弁１９も切り換わるので、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム用合流通路１４及びブーム用の切換弁１を通じてブームシリンダ４０へ供給される。

　第２合流制御弁２０のパイロット室２０ａには、アーム系パイロット圧導入路ｐａが接続される。第２合流制御弁２０は、パイロット室２０ａに第２パイロット圧が導かれていないときに、付勢部材としてのスプリング２０ｂの付勢力によってノーマル位置（図３に示す状態）に保たれ、パイロット室２０ａに第２パイロット圧が導かれたときには切換位置に切り換わる。第３実施形態において、第２合流制御弁２０のノーマル位置が第２中立位置に該当し、切換位置が第２パイロット圧位置に該当する。

　第２合流制御弁２０には、第２合流制御弁２０の上流側でセンターバイパス通路１２から分岐し、下流側においてアーム用の切換弁２に接続されるアーム合流通路１３が接続している。第２合流制御弁２０のノーマル位置では、センターバイパス通路１２、ブーム合流通路１４及びアーム合流通路１３が同時に連通する。一方、切換位置では、ブーム合流通路１４とセンターバイパス通路１２が遮断され、アーム合流通路１３のみが連通する。

　第３実施形態に係る流体圧制御装置において、第１ポンプＰ１の吐出油は、第１回路系統Ｉに設けられたブーム用の切換弁１、左側の走行モータ用の切換弁４及びバケット用の切換弁５に供給され、第２ポンプＰ２の吐出油は、第２回路系統IIに設けられたアーム用の切換弁２、右側の走行モータ用の切換弁６、ブームスイング用の切換弁７及び予備用の切換弁８に供給される。

　第３ポンプＰ３の吐出油は、第３回路系統IIIに設けられた旋回用の切換弁３、ドーザ用の切換弁９に供給されるが、第３回路系統IIIに設けられた全ての切換弁３，９，１９，２０がノーマル位置にあるときは、センターバイパス通路１２とタンク通路３０を通じてタンクＴへ戻される。

　アームシリンダ４１を動作させない場合、つまりアーム用の切換弁２がノーマル位置を保っていれば、第２合流制御弁２０のパイロット室２０ａには第２パイロット圧が導かれず、第２合流制御弁２０はノーマル位置を保つ。このとき、ブーム合流通路１４は連通している。

　この状態で、ブーム用の切換弁１が切り換えられると、ブーム系パイロット圧導入路ｐｂの第１パイロット圧がパイロット室１９ａに作用し、第１合流制御弁１９が図中左側の切換位置に切り換わる。この切換位置では、第３ポンプＰ３は、ブーム合流通路１４、並列通路１５及びセンターバイパス通路１２と連通する。ブーム合流通路１４は第２合流制御弁２０において連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム合流通路１４及びブーム用の切換弁１を通じてブームシリンダ４０へ供給される。

　このとき、第３ポンプＰ３は、ブーム合流通路１４に対してブーム用の切換弁１と並列に接続されているバケット用の切換弁５にも連通するので、第３ポンプＰ３の吐出油は、バケット用の切換弁５にも供給される。また、第３ポンプＰ３は、第１合流制御弁１９を通じて並列通路１５にも連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、並列通路１５に接続された第２回路系統IIの各切換弁７，８にも供給される。

　この状態でセンターバイパス通路１２はノーマル位置の第２合流制御弁２０を介してタンク通路３０に連通する。例えば、第３回路系統IIIの他の切換弁が全てノーマル位置となりセンターバイパス通路１２がタンク通路３０と連通しても、第１合流制御弁１９に設けられた絞りによってセンターバイパス通路１２が絞られるので、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム合流通路１４及び並列通路１５へ優先的に供給される。

　一方、第１合流制御弁１９が切換位置を維持した状態で、アーム用の切換弁２が切り換えられると、第２パイロット圧が第２合流制御弁２０のパイロット室２０ａに作用し、第２合流制御弁２０が図中左側の切換位置に切り換わる。第２合流制御弁２０の切換位置では、センターバイパス通路１２及びブーム合流通路１４が遮断され、アーム合流通路１３のみが連通する。従って、第３ポンプＰ３の吐出油は、ブーム用の切換弁１には供給されず、アーム合流通路１３及びアーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１に供給される。

　また、第３ポンプＰ３は、第１合流制御弁１９を通じて並列通路１５にも連通しているので、第３ポンプＰ３の吐出油は、アーム合流通路１３だけではなく、並列通路１５、通路１６及びアーム用の切換弁２を通じてアームシリンダ４１へ供給される。第３の実施形態において、並列通路１５と通路１６とからなる通路が第２のアーム合流通路に該当する。

　以上のように、第３実施形態に係る流体圧制御装置では、アームが動作しているとき、つまり第２ポンプＰ２とアームシリンダ４１とが連通しているときには、ブーム用の切換弁１の切り換え動作、つまり第１ポンプＰ１とブームシリンダ４０とが連通されるか否かにかかわらず、第３ポンプＰ３とブーム合流通路１４との連通が遮断される。つまり、第３ポンプＰ３から吐出される合流用の吐出油は、ブームシリンダ４０よりもアームシリンダ４１に優先的に供給される。

　しかも、第２合流制御弁２０は、アーム系パイロット圧導入通路ｐａのパイロット圧のみで切り換わるため、従来の制御回路のようにパイロット圧と所定の関係を満足するスプリングを選定する必要もない。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　第１～３実施形態では作動流体として圧油を用いる例を説明したが、作動流体としては、油だけでなく、水など他の液体や、空気などの気体を用いることもできる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１２年１１月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２４５０７０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　パワーショベルの流体圧制御装置であって、
　第１アクチュエータに作動流体を供給する第１ポンプと、
　第２アクチュエータに作動流体を供給する第２ポンプと、
　前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通又は遮断する第１切換弁と、
　前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通又は遮断する第２切換弁と、
　前記第１及び第２アクチュエータに作動流体を供給可能な第３ポンプと、
　前記第３ポンプの下流側に設けられ、前記第３ポンプとタンクとを連通するタンク連通位置及び前記第３ポンプと下流側とを連通する下流側連通位置を有し、前記タンク連通位置及び前記下流側連通位置を切り換える第１合流制御弁と、
　前記第１合流制御弁の下流側に設けられ、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを連通する第１アクチュエータ連通位置と、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを遮断する第１アクチュエータ遮断位置とを有し、前記第１アクチュエータ連通位置及び第１アクチュエータ遮断位置を切り換える第２合流制御弁と、を備え、
　前記第１合流制御弁は、
　付勢部材の付勢力によって前記第１合流制御弁の前記タンク連通位置を保持し、
　前記第１切換弁が前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通するための第１パイロット圧、又は、前記第２切換弁が前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通するための第２パイロット圧によって、前記タンク連通位置から前記下流側連通位置に切り換わり、
　前記第２合流制御弁は、
　付勢部材の付勢力によって前記第１アクチュエータ連通位置を保持し、
　前記第２パイロット圧によって、前記第１アクチュエータ連通位置から前記第１アクチュエータ遮断位置に切り換わるパワーショベルの流体圧制御装置。
　パワーショベルの流体圧制御装置であって、
　第１アクチュエータに作動流体を供給する第１ポンプと、
　第２アクチュエータに作動流体を供給する第２ポンプと、
　前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通又は遮断する第１切換弁と、
　前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通又は遮断する第２切換弁と、
　前記第１及び第２アクチュエータに作動流体を供給可能な第３ポンプと、
　前記第３ポンプの下流側に設けられ、付勢部材の付勢力によって保持される第１中立位置、及び前記第１切換弁が前記第１ポンプと前記第１アクチュエータとを連通するための第１パイロット圧により保持される第１パイロット圧位置を有し、前記第３ポンプと下流側との連通状態を前記第１中立位置及び前記第１パイロット圧位置によって切り換える第１合流制御弁と、
　前記第１合流制御弁の下流側に設けられ、付勢部材の付勢力によって保持される第２中立位置、及び前記第２切換弁が前記第２ポンプと前記第２アクチュエータとを連通するための第２パイロット圧により保持される第２パイロット圧位置とを有し、前記第１合流制御弁とタンク又は前記第１アクチュエータとの連通状態を前記第２中立位置及び前記第２パイロット圧位置によって切り換える第２合流制御弁と、を備え、
　前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプとタンクとを連通し、
　前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを連通し、
　前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを遮断し、
　前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記第１アクチュエータとを遮断するパワーショベルの流体圧制御装置。
　パワーショベルの流体圧制御装置であって、
　ブームシリンダに作動流体を供給する第１ポンプと、
　アームシリンダに作動流体を供給する第２ポンプと、
　前記第１ポンプと前記ブームシリンダとを連通又は遮断するための第１パイロット圧を導くブーム系パイロット圧導入路が接続されたブーム用の切換弁と、
　前記第２ポンプと前記アームシリンダとを連通又は遮断するための第２パイロット圧を導くアーム系パイロット圧導入路が接続されたアーム用の切換弁と、
　前記ブームシリンダ及び前記アームシリンダに作動流体を供給可能な第３ポンプと、
　前記第３ポンプとタンクとを連通させるセンターバイパス通路と、
　前記センターバイパス通路と並列であり、前記ブーム用の切換弁に接続されるブーム合流通路と、
　前記センターバイパス通路と前記ブーム合流通路とに接続され、前記ブーム系パイロット圧導入路に接続される第１パイロット室を有する第１合流制御弁と、
　前記第１合流制御弁の下流側で前記センターバイパス通路から分岐され前記アーム用の切換弁に接続されるアーム合流通路と、
　前記センターバイパス通路と前記ブーム合流通路と前記アーム合流通路とに接続され、前記アーム系パイロット圧導入路に接続される第２パイロット室を有する第２合流制御弁と、を備え、
　前記第１合流制御弁は、
　前記第３ポンプと前記タンクとを連通させ、付勢部材の付勢力によって保持される第１中立位置と、
　前記第１パイロット室に前記ブーム系パイロット圧が導かれた際に前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを連通させる第１パイロット圧位置とを有し、
　前記第２合流制御弁は、
　前記第３ポンプと前記タンク及び前記ブーム用の切換弁とを連通させ、付勢部材の付勢力によって保持される第２中立位置と、
　前記第２パイロット室に前記アーム系パイロット圧が導かれた際に前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを遮断させる第２パイロット圧位置とを有し、
　前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプと前記タンクとを連通し、
　前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２中立位置の場合に、前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを連通し、
　前記第１合流制御弁が前記第１中立位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを遮断し、
　前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置であって前記第２合流制御弁が前記第２パイロット圧位置の場合に、前記第３ポンプと前記ブーム用の切換弁とを遮断するパワーショベルの流体圧制御装置。
　請求項３に記載のパワーショベルの流体圧制御装置であって、
　前記第１合流制御弁には、前記第３ポンプと前記アーム用の切換弁とを連通させる第２のアーム合流通路がさらに接続され、
　前記第２のアーム合流通路は、前記第１合流制御弁が前記第１パイロット圧位置の場合に前記第３ポンプと前記アーム用の切換弁とを連通するパワーショベルの流体圧制御装置。