WO2017047428A1

WO2017047428A1 - 作業機械の油圧駆動装置

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Publication number: WO2017047428A1
Application number: PCT/JP2016/075964
Authority: WO
Inventors: 直紀菅野; 直人堀; 智史前川
Original assignee: 株式会社神戸製鋼所
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2017-03-23
Also published as: EP3351806A1; CN108026943B; JP2017057980A; US20180245312A1; CN108026943A; JP6539556B2; EP3351806A4; US10392780B2

Abstract

作業装置に設けられる油圧駆動装置であって複数の油圧アクチュエータを具備しながら低コストの構成で高い省エネルギー効果を得ることが可能なものが提供される。油圧駆動装置は、第１及び第２アクチュエータ群と、第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータに接続される閉回路（３４，３６，３８，４０）と、閉回路ポンプ（４４，４６，４８，５０）を含むポンプセクションと、開回路（４１，４２）であってポンプセクションに含まれる油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を変化させる複数の可変絞り弁（６４，６６，６８，７０，７１，７２）を含むものと、閉回路（３４，３６，３８，４０）を開通して開回路（４１，４２）を遮断する第１状態と閉回路（３４，３６，３８，４０）を遮断して開回路（４１，４２）を開通する第２状態とを有する回路切換部（８４Ｈ，８４Ｒ，…）と、を備える。

Description

作業機械の油圧駆動装置

　本発明は、建設機械等における負荷を油圧によって駆動するための装置に関するものである。

　従来、油圧ショベル等の作業機械に設けられる油圧駆動装置として、いわゆる開回路タイプのものと、いわゆる閉回路タイプのものと、が知られている。

　開回路タイプの装置は、油圧アクチュエータと、タンク内の作動油を吸入して前記油圧アクチュエータに供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在するコントロールバルブと、を備える。前記コントロールバルブは、前記油圧アクチュエータに前記作動油が供給される方向及び流量を制御するように作動し、前記油圧アクチュエータから排出される作動油は当該コントロールバルブを通じて前記タンクに戻される。

　一方、閉回路タイプの装置は、例えば特許文献１に開示されるように、可変容量型の油圧ポンプと油圧アクチュエータとを備え、両者が閉回路を構成するように接続される。前記油圧ポンプから吐出される作動油は当該閉回路内を循環しながら前記油圧アクチュエータを動かす。

　前記開回路タイプの装置は、複数の油圧アクチュエータへの作動油の供給に共通の油圧ポンプを用いることを可能にし、これにより、当該油圧ポンプの必要台数の削減を可能にする利点をもつ。しかし、その反面、流量制御弁であるコントロールバルブに含まれる絞り要素による圧力損失が生じるため、高い省エネルギー効果を得ることが難しいという課題がある。

　逆に、前記閉回路タイプの装置は、絞り要素を含むコントロールバルブを要しないので、高い省エネルギー効果を得ることが可能であるが、油圧アクチュエータごとに当該油圧アクチュエータ専用の油圧ポンプを要するため、当該油圧アクチュエータの数だけ油圧ポンプの必要台数が増え、その分コストが増大するという課題がある。さらに、各油圧アクチュエータの駆動にあたっては、閉回路中で作動油を循環させる閉回路ポンプに加え、当該閉回路に不足分の作動油を補給するためのチャージポンプや、当該油圧アクチュエータがロッド付シリンダである場合にそのへッド側室の面積とロッド側室の面積との差を吸収するための開回路ポンプを要する場合が多い。これにより前記油圧ポンプの必要台数はさらに増える。

特開２０１４－８４５５８号公報

　本発明は、作業機械に設けられる油圧駆動装置であって複数の油圧アクチュエータを具備しながら低コストの構成で高い省エネルギー効果を得ることが可能なもの、を提供することを目的とする。

　提供される装置は、少なくとも一つの油圧アクチュエータを含む第１アクチュエータ群と、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータとは異なる少なくとも一つの油圧アクチュエータを含む第２アクチュエータ群と、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータのそれぞれに接続され、当該油圧アクチュエータを動かすための作動油を循環させる油路を形成する少なくとも一つの閉回路と、前記閉回路内で前記作動油を循環させるための少なくとも一つの油圧ポンプを含むポンプセクションであって、前記少なくとも一つの油圧ポンプは前記閉回路中に設けられる可変容量型油圧ポンプである閉回路ポンプを含むものと、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプの少なくとも一部と前記第１及び第２アクチュエータ群に含まれる複数の油圧アクチュエータとを接続する少なくとも一つの開回路であって当該ポンプセクションに含まれる油圧ポンプから当該複数の油圧アクチュエータにそれぞれ供給される作動油の流量を変化させるように当該複数の油圧アクチュエータごとに設けられる複数の可変絞り弁を含むものと、回路切換部と、を備える。当該回路切換部は、前記閉回路を開通して前記開回路を遮断することにより当該閉回路を循環する作動油が前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータを動かすことを可能にする第１状態と、前記閉回路を遮断して前記開回路を開通することにより当該開回路に接続される前記油圧ポンプから前記各可変絞り弁を通じての前記各油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にする第２状態と、を有する。

本発明の第１の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。図１に示される油圧駆動装置の要部を示す回路図である。前記第１の実施の形態に係る油圧駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。前記コントローラの制御動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る油圧駆動装置の要部を示す回路図である。本発明の第３の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。図６に示される油圧駆動装置の要部を示す回路図である。前記第３の実施の形態に係る油圧駆動装置に含まれるコントローラの制御動作を示すフローチャートである。本発明の第４の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。前記各実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載される作業機械の例である油圧ショベルを示す正面図である。

　本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

　図１０は、以下に示す各実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載される作業機械の例である油圧ショベル１０の外観を示す図である。この油圧ショベル１０は、下部走行体１２と、その上に縦軸回りに旋回可能に搭載される上部旋回体１４と、この上部旋回体１４に装着される作業装置である作業アタッチメント１６と、を備える。前記下部走行体１２は、例えば一対のクローラを含む走行装置１１を有する。前記上部旋回体１４は、旋回フレーム１３と、当該旋回フレーム１３上に搭載される運転室１５及びカウンタウェイト１７と、を含む。前記作業アタッチメント１６は、前記上部旋回体１４に起伏可能に装着されるブーム１８と、このブーム１８の先端に回動可能に連結されるアーム２０と、このアーム２０の先端に回動可能に連結されるバケット２２と、を備える。

　前記作業アタッチメント１６には、複数の作業用油圧アクチュエータであるブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、及びバケットシリンダ２８が装着される。これらのシリンダ２４，２６，２８は、それぞれ伸縮可能なロッド付油圧シリンダにより構成される。前記ブームシリンダ２４は、作動油の供給を受けることにより伸縮して前記ブーム１８を起伏方向に回動させるように当該ブーム１８と前記上部旋回体１４との間に介在する。前記アームシリンダ２６は、作動油の供給を受けることにより伸縮して前記アーム２０を前記ブーム１８に対して水平軸回りに回動させるように当該アーム２０と当該ブーム１８との間に介在する。バケットシリンダ２８は、作動油の供給を受けることにより伸縮して前記バケット２２を前記アーム２０に対して水平軸回りに回動させるように当該バケット２２と当該アーム２０との間に介在する。

　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧駆動装置であって、前記油圧ショベルに搭載されるものを示す。この装置は、複数の油圧アクチュエータとして、作業用油圧アクチュエータである前記ブームシリンダ２４、前記アームシリンダ２６及び前記バケットシリンダ２８に加え、前記上部旋回体１４を旋回させるための油圧アクチュエータである旋回モータ３０と、走行用油圧アクチュエータである左走行モータ３１及び右走行モータ３２であって前記走行装置１１に含まれる左右のクローラをそれぞれ駆動するものと、を備える。これらの油圧アクチュエータのうち、前記ブームシリンダ２４、前記アームシリンダ２６、前記バケットシリンダ２８及び前記旋回モータ３０は第１アクチュエータ群に属し、前記両走行モータ３１，３２は第２アクチュエータ群に属する。

　この装置は、前記複数の油圧アクチュエータに加え、複数の閉回路であるブーム用閉回路３４、アーム用閉回路３６、バケット用閉回路３８及び旋回用閉回路４０と、ポンプセクションと、複数の開回路である第１開回路４１及び第２開回路４２と、回路切換部と、図３に示されるコントローラと、を備える。

　前記ブーム用閉回路３４、アーム用閉回路３６、バケット用閉回路３８及び旋回用閉回路４０は、前記第１アクチュエータ群に含まれる前記ブームシリンダ２４、前記アームシリンダ２６、前記バケットシリンダ２８及び前記旋回モータ３０にそれぞれ接続され、対応する油圧アクチュエータを動かすための作動油を循環させる油路を形成する。

　前記ポンプセクションは、図２にも示されるように、前記各閉回路３４，３６，３８，４０内で前記作動油を循環させるための複数の油圧ポンプを含む。具体的に、この実施の形態に係るポンプセクションは、ブーム用閉回路ポンプ４４と、ブーム用オープン型ポンプ４５と、アーム用閉回路ポンプ４６と、アーム用オープン型ポンプ４７と、バケット用閉回路ポンプ４８と、バケット用オープン型ポンプ４９と、旋回用閉回路ポンプ５０と、チャージポンプ５２と、を含み、当該チャージポンプ５２についてチャージ用リリーフ弁５１が設けられる。この実施の形態では、前記ポンプセクションに含まれる前記各ポンプ４４～５０，５２が共通のエンジンに連結されており、当該エンジンによって駆動されることにより作動油を吐出する。

　前記ブーム用閉回路ポンプ４４は、前記ブーム用閉回路３４中に設けられる可変容量型の双方向油圧ポンプであって、当該ブーム用閉回路３４中で作動油を両方向に循環させるように作動する。具体的に、当該ブーム用閉回路ポンプ４４は一対のポートを有し、前記ブーム用閉回路３４は、前記ブーム用閉回路ポンプ４４の一方のポートを前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈに接続するへッド側配管３４ｈと、前記ブーム用閉回路ポンプ４４の他方のポートをブームシリンダ２４のロッド側室２４ｒに接続するロッド側配管３４ｒと、を有する。従って、前記ブームシリンダ２４は、前記ブーム閉回路ポンプ４４から前記へッド側配管３４ｈを通じて前記へッド側室２４ｈに作動油が供給されるとともに前記ロッド側室２４ｒから前記ロッド側配管３４ｒを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、伸長方向すなわち前記ブーム１８を上げる方向に作動し、逆に、前記ブーム閉回路ポンプ４４から前記ロッド側配管３４ｒを通じて前記ロッド側室２４ｒに作動油が供給されるとともに前記へッド側室２４ｈから前記へッド側配管３４ｈを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、収縮方向すなわち前記ブーム１８を下げる方向に作動する。

　前記アーム用閉回路ポンプ４６は、前記アーム用閉回路３６中に設けられる可変容量型の双方向油圧ポンプであって、当該アーム用閉回路３６中で作動油を両方向に循環させるように作動する。具体的に、当該アーム用閉回路ポンプ４６は一対のポートを有し、前記アーム用閉回路３６は、前記アーム用閉回路ポンプ４６の一方のポートを前記アームシリンダ２６のへッド側室２６ｈに接続するへッド側配管３６ｈと、前記ブーム用閉回路ポンプ４６の他方のポートをアームシリンダ２６のロッド側室２６ｒに接続するロッド側配管３６ｒと、を有する。従って、前記アームシリンダ２６は、前記アーム閉回路ポンプ４６から前記へッド側配管３６ｈを通じて前記へッド側室２６ｈに作動油が供給されるとともに前記ロッド側室２６ｒから前記ロッド側配管３６ｒを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、伸長方向すなわち前記アーム２０を引き方向に回動させる方向に作動し、逆に、前記アーム閉回路ポンプ４６から前記ロッド側配管３６ｒを通じて前記ロッド側室２６ｒに作動油が供給されるとともに前記へッド側室２６ｈから前記へッド側配管３６ｈを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、収縮方向すなわち前記アーム２０を押し方向に回動させる方向に作動する。

　前記バケット用閉回路ポンプ４８は、前記バケット用閉回路３８中に設けられる可変容量型の双方向油圧ポンプであって、当該バケット用閉回路３８中で作動油を両方向に循環させるように作動する。具体的に、当該バケット用閉回路ポンプ４８は一対のポートを有し、前記バケット用閉回路３８は、前記バケット用閉回路ポンプ４８の一方のポートを前記バケットシリンダ２８のへッド側室２８ｈに接続するへッド側配管３８ｈと、前記バケット用閉回路ポンプ４８の他方のポートをバケットシリンダ２８のロッド側室２８ｒに接続するロッド側配管３８ｒと、を有する。従って、前記バケットシリンダ２８は、前記バケット閉回路ポンプ４８から前記へッド側配管３８ｈを通じて前記へッド側室２８ｈに作動油が供給されるとともに前記ロッド側室２８ｒから前記ロッド側配管３８ｒを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、伸長方向すなわち前記バケット２２を掬い方向に回動させる方向に作動し、逆に、前記バケット閉回路ポンプ４８から前記ロッド側配管３８ｒを通じて前記ロッド側室２８ｒに作動油が供給されるとともに前記へッド側室２８ｈから前記へッド側配管３８ｈを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、収縮方向すなわち前記バケット２２を開き方向に回動させる方向に作動する。

　前記旋回用閉回路ポンプ５０は、前記旋回用閉回路４０中に設けられる可変容量型の双方向油圧ポンプであって、当該旋回用閉回路４０中で作動油を両方向に循環させるように作動する。具体的に、当該旋回用閉回路ポンプ５０は一対のポートを有し、前記旋回用閉回路４０は、前記旋回用閉回路ポンプ５０の一方のポートを前記旋回モータ３０の一方のポートである第１ポート３０ａに接続する第１配管４０ａと、前記旋回用閉回路ポンプ５０の他方のポートを前記旋回モータ３０の他方のポートである第２ポート３０ｂに接続する第２配管４０ｂと、を有する。従って、前記旋回モータ３０は、前記旋回用閉回路ポンプ５０から前記第１ポート３０ａに作動油が供給されるとともに前記第２ポート３０ｂから前記第２配管４０ｂを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、前記上部旋回体１４を第１方向（例えば上から見て時計回り方向）に旋回させる方向に作動し、逆に、前記旋回用閉回路ポンプ５０から前記第２配管４０ｂを通じて前記第２ポート３０ｂに作動油が供給されるとともに前記第１ポート３０ａから前記第１配管４０ａを通じて作動油が戻されるという作動油の循環により、前記上部旋回体１４を前記第１方向とは逆の第２方向（例えば上から見て反時計回り方向）に回転させる方向に作動する。

　前記各オープン型ポンプ４５，４７，４９は、可変容量型油圧ポンプからなり、対応するロッド付油圧シリンダのへッド側室の断面積とロッド側室の断面積の差、つまり当該ロッドの断面積に相当する面積差、を吸収するようにタンクと閉回路との間での作動油の給排を行う。具体的に、前記ブーム用オープン型ポンプ４５は、前記ブーム用閉回路ポンプ４４から前記へッド側配管３４ｈを通じて前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈに作動油が供給されるときはタンクから当該へッド側配管３４ｈに前記面積差に相当する不足分の作動油を補給するようにポンプとして作動し、逆に前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈから前記へッド側配管３４ｈを通じて前記ブーム用閉回路ポンプ４４に作動油が戻されるときは前記面積差に相当する余剰分の作動油を前記へッド側配管３４ｈからタンクに逃がすようにモータとして作動する。同様に、前記アーム用オープン型ポンプ４７は、前記アーム用閉回路ポンプ４６から前記へッド側配管３６ｈを通じて前記アームシリンダ２６のへッド側室２６ｈに作動油が供給されるときはタンクから当該へッド側配管３６ｈに前記面積差に相当する不足分の作動油を補給するようにポンプとして作動し、逆に前記アームシリンダ２６のへッド側室２６ｈから前記へッド側配管３６ｈを通じて前記アーム用閉回路ポンプ４６に作動油が戻されるときは前記面積差に相当する余剰分の作動油を前記へッド側配管３６ｈからタンクに逃がすようにモータとして作動する。また、前記バケット用オープン型ポンプ４９は、前記バケット用閉回路ポンプ４８から前記へッド側配管３８ｈを通じて前記バケットシリンダ２８のへッド側室２８ｈに作動油が供給されるときはタンクから当該へッド側配管３８ｈに前記面積差に相当する不足分の作動油を補給するようにポンプとして作動し、逆に前記バケットシリンダ２８のへッド側室２８ｈから前記へッド側配管３８ｈを通じて前記バケット用閉回路ポンプ４８に作動油が戻されるときは前記面積差に相当する余剰分の作動油を前記へッド側配管３８ｈからタンクに逃がすようにモータとして作動する。

　前記チャージポンプ５２は、前記閉回路ポンプ４４，４６，４８，５０のドレン等による前記各閉回路３４，３６，３８，４０からの作動油の漏れ量に相当する作動油の補給を当該閉回路３４，３６，３８，４０に対して行う。具体的に、当該チャージポンプ５２は、前記各閉回路３４，３６，３８，４０の配管３４ｈ，３４ｒ，３６ｈ，３６ｒ，３８ｈ，３８ｒ，４０ａ，４０ｂにそれぞれチャージ用チェック弁５３を介して接続され、当該チャージ用チェック弁５３を通じてタンク内の作動油を各配管に補給する。各チャージ用チェック弁５３は、前記各閉回路３４，３６，３８，４０からタンクへの作動油の逆流を阻止する。

　前記第１及び第２開回路４１，４２は、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうちの各オープン型ポンプ４５，４７，４９及び旋回用閉回路ポンプ５０と前記第１及び第２アクチュエータ群に含まれる複数の油圧アクチュエータとを当該複数の油圧アクチュエータごとに設けられる複数の可変絞り弁を介して接続することにより、前記各ポンプ４５，４７，４９，５０を前記各油圧アクチュエータの駆動に共用することを可能にする。

　具体的に、前記第１開回路４１は、前記ブーム用オープン型ポンプ４５及びバケット用オープン型ポンプ４９を前記第１アクチュエータ群に含まれる前記ブームシリンダ２４及び前記バケットシリンダ２８並びに前記第２アクチュエータ群に含まれる前記左走行モータ３１に接続するものであって、ブームポンプライン５５と、バケットポンプライン５９と、メインライン６１と、ブーム制御弁６４と、バケット制御弁６８と、左走行制御弁７１と、ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈ及びロッド側室２４ｒにそれぞれ接続されるへッド側配管７４Ｈ及びロッド側配管７４Ｒと、バケットシリンダ２８のへッド側室２８ｈ及びロッド側室２８ｒにそれぞれ接続されるへッド側配管７８Ｈ及びロッド側配管７８Ｒと、左走行モータ３１の両ポートにそれぞれ接続される第１配管８１Ａ及び第２配管８１Ｂと、を有する。

　前記ブームポンプライン５５及び前記バケットポンプライン５９は、それぞれ、前記ブーム用オープン型ポンプ４５及びバケット用オープン型ポンプ４９の吐出口にそれぞれ接続される上流端と、共通の前記メインライン６１につながる下流端と、を有する。前記メインライン６１はその途中で作動油供給ライン６１ｓとタンクに至るセンターバイパスライン６１ｃとに分岐し、両ライン６１ｃ，６１ｓに沿ってその上流側から順に前記左走行制御弁７１、前記ブーム制御弁６４及び前記バケット制御弁６８が設けられている。また、前記各制御弁７１，６４，６８の下流側で前記センターバイパスライン６１ｃに当該各制御弁７１，６４，６８とつながるタンクライン６１ｔがつながっている。

　前記各制御弁７１，６４，６８は、いずれも可変絞り弁であって図略の一対のパイロットポートを有する油圧パイロット切換弁からなり、パイロット圧の入力を受けないときは中立位置を保った前記センターバイパスライン６１ｃを全開通する一方、パイロット圧の入力を受けると当該パイロット圧に対応したストロークで開弁作動し、これにより、前記センターバイパスライン６１ｃを絞るとともに前記作動油供給ライン６１ｓに流入する作動油を前記パイロット圧の大きさに対応した開口面積で対応する油圧アクチュエータに導き、当該油圧アクチュエータから排出される作動油を前記タンクライン６１ｔに導く。具体的に、前記左走行制御弁７１は、いずれかのパイロットポートへのパイロット圧の入力を受けることにより、前記作動油供給ライン６１ｓを流れる作動油を前記第１配管８１Ａ及び前記第２配管８１Ｂのうち前記パイロットポートに対応する配管を通じて前記左走行モータ３１に導く。同様に、前記ブーム制御弁６４は、いずれかのパイロットポートへのパイロット圧の入力を受けることにより、前記作動油供給ライン６１ｓを流れる作動油を前記へッド側配管７４Ｈ及び前記ロッド側配管７４Ｒのうち前記パイロットポートに対応する配管を通じて図２に示される前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈまたはロッド側室２４ｒに導き、前記バケット制御弁６８は、いずれかのパイロットポートへのパイロット圧の入力を受けることにより、前記作動油供給ライン６１ｓを流れる作動油を前記へッド側配管７８Ｈ及び前記ロッド側配管７８Ｒのうち前記パイロットポートに対応する配管を通じて図２に示される前記バケットシリンダ２８のへッド側室２８ｈまたはロッド側室２８ｒに導く。

　一方、前記第２開回路４２は、前記アーム用オープン型ポンプ４７及び旋回用閉回路ポンプ５０を前記第１アクチュエータ群に含まれる前記アームシリンダ２６及び前記旋回モータ３０並びに前記第２アクチュエータ群に含まれる前記右走行モータ３２に接続するものであって、アームポンプライン５７と、旋回ポンプライン６０と、メインライン６２と、アーム制御弁６６と、旋回制御弁７０と、右走行制御弁７２と、アームシリンダ２６のへッド側室２６ｈ及びロッド側室２６ｒにそれぞれ接続されるへッド側配管７６Ｈ及びロッド側配管７６Ｒと、旋回モータ３０の両ポートにそれぞれ接続される第１配管８０Ａ及び第２配管８０Ｂと、右走行モータ３２の両ポートにそれぞれ接続される第１配管８２Ａ及び第２配管８２Ｂと、を有する。

　前記アームポンプライン５７及び前記旋回ポンプライン６０は、それぞれ、前記アーム用オープン型ポンプ４７及び前記旋回用閉回路ポンプ５０の吐出口にそれぞれ接続される上流端と、共通の前記メインライン６２につながる下流端と、を有する。前記メインライン６２はその途中で作動油供給ライン６２ｓとタンクに至るセンターバイパスライン６２ｃとに分岐し、両ライン６２ｃ，６２ｓに沿ってその上流側から順に前記右走行制御弁７２、前記旋回制御弁７０及び前記アーム制御弁６６が設けられている。また、前記各制御弁７２，７０，６６の下流側で前記センターバイパスライン６２ｃに当該各制御弁７２，７０，６６とつながるタンクライン６２ｔがつながっている。

　前記各制御弁７１，６４，６８は、いずれも可変絞り弁であって図略の一対のパイロットポートを有する油圧パイロット切換弁からなり、パイロット圧の入力を受けないときは中立位置を保って前記センターバイパスライン６２ｃを全開通する一方、パイロット圧の入力を受けると当該パイロット圧に対応したストロークで開弁作動し、これにより、前記センターバイパスライン６２ｃを絞るとともに前記作動油供給ライン６２ｓに流入する作動油を前記パイロット圧の大きさに対応した開口面積で対応する油圧アクチュエータに導き、当該油圧アクチュエータから排出される作動油を前記タンクライン６２ｔに導く。具体的に、前記右走行制御弁７２は、いずれかのパイロットポートへのパイロット圧の入力を受けることにより、前記作動油供給ライン６２ｓを流れる作動油を前記第１配管８２Ａ及び前記第２配管８２Ｂのうち前記パイロットポートに対応する配管を通じて前記左走行モータ３２に導く。同様に、前記旋回制御弁７０は、いずれかのパイロットポートへのパイロット圧の入力を受けることにより、前記作動油供給ライン６２ｓを流れる作動油を前記第１配管７０Ａ及び前記第２配管７０Ｂのうち前記パイロットポートに対応する配管を通じて前記旋回モータ３０のポートに導き、前記アーム制御弁６６は、いずれかのパイロットポートへのパイロット圧の入力を受けることにより、前記作動油供給ライン６２ｓを流れる作動油を前記へッド側配管７６Ｈ及び前記ロッド側配管７６Ｒのうち前記パイロットポートに対応する配管を通じて図２に示される前記アームシリンダ２６のへッド側室２６ｈまたはロッド側室２６ｒに導く。

　前記第１及び第２開回路４１，４２に接続されるポンプ４５，４７，４９，５０のうち、各オープン型ポンプ４５，４７，４９はタンク内の作動油を直接吸入して前記第１又は第２開回路４１，４２につながる油圧アクチュエータに供給することが可能である。これに対して旋回用閉回路ポンプ５０は、旋回用閉回路４０中に設けられているため、タンク内の作動油を直接吸入することはできないが、前記チャージポンプ５２から前記旋回用閉回路４０に供給される作動油を昇圧して前記第２閉回路４２につながる各油圧アクチュエータに供給すること、つまり当該チャージポンプ５２との協働により前記作動油の供給を行うこと、が可能である。従って、このように第２開回路４２に作動油を供給するときの旋回用閉回路ポンプ５０の容量は、前記チャージポンプ５２から前記旋回用閉回路４０に供給することが可能な作動油の流量以下に制限されるのが、よい。

　前記回路切換部は、前記各油圧アクチュエータに供給するために使用される回路の切換を可能にするものであって、第１状態と第２状態とを有する。前記第１状態は、前記各閉回路３４，３６，３８，４０を開通して前記第１及び第２開回路４１，４２を遮断することにより当該閉回路３４，３６，３８，４０を循環する作動油が前記第１アクチュエータ群に含まれるブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、バケットシリンダ２８及び旋回モータ３０をそれぞれ動かすことを可能にする状態であり、前記第２状態は、前記各閉回路３４，３６，３８，４０を遮断して前記第１及び第２開回路４１，４２を開通することにより当該第１及び第２開回路４１，４２に接続される前記ポンプ４５，４７，４９，５０から前記各可変絞り弁である制御弁７１，６４，６８，７２，７０，６６を通じての前記各油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にする状態である。

　具体的に、当該回路切換部は、閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒ，９０Ａ，９０Ｂと、開回路開閉弁９１，９２と、を含み、これらの開閉弁は例えば電磁切換弁により構成される。前記各閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒ，９０Ａ，９０Ｂは、それぞれ、前記各閉回路３４，３６，３８，４０に含まれる前記配管３４ｈ，３４ｒ，３６ｈ，３６ｒ，３８ｈ，３８ｒ，４０ａ，４０ｂの開通及び遮断の切換を行うように作動し、前記各開回路開閉弁９１，９２はそれぞれ前記第１開回路４１及び第２開回路４２の開通及び遮断の切換、具体的には前記メインライン６１，６２の開通及び遮断の切換、を行う。従って、前記閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒ，９０Ａ，９０Ｂが開くとともに前記開回路開閉弁９１，９２が閉じることにより、前記第１状態が形成され、逆に、前記閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒ，９０Ａ，９０Ｂが閉じるとともに前記開回路開閉弁９１，９２が開くことにより、前記第２状態が形成される。

　この実施の形態に係る油圧駆動装置は、さらに、図３に示す複数の操作器及びコントローラ１１０を備え、前記複数の操作器は、前記ブームシリンダ２４について設けられるブーム操作器９４と、前記アームシリンダ２６について設けられるアーム操作器９６と、前記バケットシリンダ２８について設けられるバケット操作器９８と、前記旋回モータ３０について設けられる旋回操作器１００と、前記左及び右走行モータ３１，３２についてそれぞれ設けられる左走行操作器１０１，１０２と、を含む。

　前記各操作器９４，９６，９８，１００，１０１，１０２は、前記運転室１５内に設けられ、前記油圧アクチュエータのうち対応する油圧アクチュエータを動かすための操作を受ける操作部材、例えば操作レバー、と、当該操作部材に与えられる操作に対応した操作信号を生成して前記コントローラ１１０に入力する操作器本体と、を有する。

　前記コントローラ１１０は、図３に示される回路切換制御部１１３と、各油圧アクチュエータの動作を制御するための複数のアクチュエータ制御部であるブーム制御部１１４、アーム制御部１１６、バケット制御部１１８、旋回制御部１２０、左走行制御部１２１及び右走行制御部１２２と、を有する。当該複数のアクチュエータ制御部１１４，１１６，１１８，１２０，１２１，１２２はそれぞれが容量調節部として機能することが可能である。

　前記回路切換制御部１１３は、前記各操作器９４，９６，９８，１００，１０１，１０２に与えられる操作に応じて、すなわち、当該各操作器９４，９６，９８，１００，１０１，１０２から入力される操作信号に応じて、前記回路切換部を第１状態と第２状態との間で切換える。具体的に、当該回路切換制御部１１３は、いずれの操作器にも操作が与えられないとき、及び、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータに対応する操作器９４，９６，９８，１００のみに操作が与えられているとき（換言すれば前記第２アクチュエータ群に含まれる走行操作器１０１，１０２がいずれも操作されないとき）は、前記回路切換部を第１状態にし、少なくとも前記走行操作器１０１，１０２に操作が与えられているときは前記回路切換部を前記第２状態にする。

　前記ブーム制御部１１４は、前記ブーム１８の動きを制御するために、前記ブーム用閉回路ポンプ４４、前記ブーム用オープン型ポンプ４５及びブーム制御弁６４の操作を行う。具体的に、前記ブーム制御部１１４は、前記回路切換部が前記第１状態にあるとき、つまり閉回路の使用が選択されているとき、は前記ブーム用閉回路ポンプ４４及び前記ブーム用オープン型ポンプ４５の容量を前記ブーム操作器９４に与えられた操作に対応した容量にし、前記回路切換部が前記第２状態にあるとき、つまり開回路の使用が選択されているとき、は前記ブーム用閉回路ポンプ４４の容量を０にするとともに前記第１開回路４１に接続される前記ブーム用オープン型ポンプ４５の容量を開回路用容量、つまり当該第１開回路４１を通じての各油圧アクチュエータへの作動油の供給に必要な流量を確保するための容量、に調節する。また、ブーム制御部１１４は、前記回路切換部が前記第２状態にあるときは、前記ブーム操作器９４に与えられる操作に対応したストロークで前記ブーム制御弁６４を作動させるべく、当該ブーム制御弁６４の各パイロットポートと図示されないパイロット油圧源との間に介在する電磁比例減圧弁であるブーム操作弁１２４に指令信号を出力して当該ブーム制御弁６４の当該パイロットポートに前記操作に対応したパイロット圧が入力されるようにする。

　前記アーム制御部１１６は、前記アーム２０の動きを制御するために、前記アーム用閉回路ポンプ４６、前記アーム用オープン型ポンプ４７及びアーム制御弁６６の操作を行う。具体的に、前記アーム制御部１１６は、前記回路切換部が前記第１状態にあるとき、つまり閉回路の使用が選択されているとき、は前記アーム用閉回路ポンプ４６及び前記アーム用オープン型ポンプ４７の容量を前記アーム操作器９６に与えられた操作に対応した容量にし、前記回路切換部が前記第２状態にあるとき、つまり開回路の使用が選択されているとき、は前記アーム用閉回路ポンプ４６の容量を０にするとともに前記第２開回路４２に接続される前記アーム用オープン型ポンプ４７の容量を開回路用容量、つまり当該第２開回路４２を通じての各油圧アクチュエータへの作動油の供給に必要な流量を確保するための容量、に調節する。また、アーム制御部１１６は、前記回路切換部が前記第２状態にあるときは、前記アーム操作器９６に与えられる操作に対応したストロークで前記アーム制御弁６６を作動させるべく、当該アーム制御弁６６の各パイロットポートと前記パイロット油圧源との間に介在する電磁比例減圧弁であるアーム操作弁１２６に指令信号を出力して当該アーム制御弁６６の当該パイロットポートに前記操作に対応したパイロット圧が入力されるようにする。

　前記バケット制御部１１８は、前記バケット２２の動きを制御するために、前記バケット用閉回路ポンプ４８、前記バケット用オープン型ポンプ４９及び前記バケット制御弁６８の操作を行う。具体的に、前記バケット制御部１１８は、前記回路切換部が前記第１状態にあるとき、つまり閉回路の使用が選択されているとき、は前記バケット用閉回路ポンプ４８及び前記バケット用オープン型ポンプ４９の容量を前記バケット操作器９８に与えられた操作に対応した容量にし、前記回路切換部が前記第２状態にあるとき、つまり開回路の使用が選択されているとき、は前記バケット用閉回路ポンプ４８の容量を０にするとともに前記第１開回路４１に接続される前記バケット用オープン型ポンプ４９の容量を開回路用容量、つまり当該第１開回路４１を通じての各油圧アクチュエータへの作動油の供給に必要な流量を確保するための容量、に調節する。また、バケット制御部１１８は、前記回路切換部が前記第２状態にあるときは、前記バケット操作器９８に与えられる操作に対応したストロークで前記バケット制御弁６８を作動させるべく、当該バケット制御弁６８の各パイロットポートと前記パイロット油圧源との間に介在する電磁比例減圧弁であるバケット操作弁１２８に指令信号を出力して当該バケット制御弁６８の当該パイロットポートに前記操作に対応したパイロット圧が入力されるようにする。

　前記旋回制御部１２０は、前記上部旋回体１４の旋回動作を制御するために、前記旋回用閉回路ポンプ５０及び旋回制御弁７０の操作を行う。具体的に、前記旋回制御部１２０は、前記回路切換部が前記第１状態にあるとき、つまり閉回路の使用が選択されているとき、は前記旋回用閉回路ポンプ５０の容量を前記旋回操作器１００に与えられた操作に対応した容量にし、前記回路切換部が前記第２状態にあるとき、つまり開回路の使用が選択されているとき、は前記第２開回路４２に接続される前記旋回用閉回路ポンプ５０の容量を開回路用容量、つまり当該第２開回路４２を通じての各油圧アクチュエータへの作動油の供給に必要な流量を確保するための容量、に調節する。ここで、前記旋回用閉回路ポンプ５０は、前記のようにタンク内の作動油を直接吸引して吐出する機能は有しておらず、チャージポンプ５２から補給される旋回用閉回路４０内の作動油を昇圧して第２開回路４２に供給するものであるから、前記旋回制御部５２は、前記旋回用閉回路ポンプ５０の容量を前記チャージポンプ５２から前記旋回用閉回路４０内に供給されることが可能な作動油の流量以下の容量に制限するのが、よい。

　また、旋回制御部１２０は、前記回路切換部が前記第２状態にあるときは、前記旋回操作器１００に与えられる操作に対応したストロークで前記旋回制御弁７０を作動させるべく、当該旋回制御弁７０の各パイロットポートと前記パイロット油圧源との間に介在する電磁比例減圧弁である旋回操作弁１３０に指令信号を出力して当該ブーム制御弁６４の当該パイロットポートに前記操作に対応したパイロット圧が入力されるようにする。

　前記左走行制御部１２１及び前記右走行制御部１２２は、前記回路切換部が前記第２状態にあるときの前記上部旋回体１２の走行動作を制御するために、前記左走行制御弁７１及び前記右走行制御弁７２の操作をそれぞれ行う。具体的に、前記左走行制御部１２１及び右走行制御部１２２は、前記左走行操作器１０１及び前記右走行操作器１０２にそれぞれ与えられる操作に対応したストロークで前記左走行制御弁７１及び右走行制御弁７２を作動させるべく、当該左走行制御弁７１及び右走行制御弁７２の各パイロットポートと前記パイロット油圧源との間に介在する電磁比例減圧弁である左走行操作弁１３１及び右走行操作弁１３２にそれぞれ指令信号を出力して当該左走行制御弁７１及び右走行制御弁７２の当該パイロットポートに前記操作に対応したパイロット圧が入力されるようにする。

　図４は、前記コントローラ１１０が具体的に行う制御動作を示す。

　コントローラ１１０は、前記各操作器９４，９６，９８，１００，１０１，１０２から入力される各操作量（具体的には操作レバーの操作量であって操作方向に対応した正負も含む）の取り込みを行う（ステップＳ１）。そして、当該操作量に基づき、回路切換制御及びその切換に伴う各制御を行う。

　具体的に、コントローラ１１０の回路切換制御部１１３は、左走行操作器１０１及び右走行操作器１０２のいずれにも操作が与えられていないとき（ステップＳ２でＮＯ）、具体的には両操作器１０１，１０２についての操作量がともに０とみなせる程度の低い閾値以下であるとき、換言すれば、いずれの操作器も操作されておらず、もしくは、第１アクチュエータ群に属する油圧アクチュエータについての操作器（ブーム操作器９４、アーム操作器９６、バケット操作器９８及び旋回操作器１００）のみに操作が与えられているとき、コントローラ１１０の回路切換制御部１１３は、使用する回路として閉回路を選択すべく、回路切換部を第１状態にする。すなわち、前記回路切換制御部１１３は、閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒ，９０Ａ，９０Ｂをいずれも開弁させて各閉回路３４，３６，３８，４０を開通する（ステップＳ３）とともに、第１及び第２開回路開閉弁９１，９２を閉弁させる（ステップＳ４）。一方、コントローラ１１０の各アクチュエータ制御部１１４，１１６，１１８，１２０，１２１，１２２は、選択されない第１及び第２開回路４１，４２に含まれるアクチュエータ制御弁６４，６６，６８，７０，７１，７２を中立位置にする（ステップＳ５）。

　さらに、ブーム操作器９４、アーム操作器９６、バケット操作器９８及び旋回操作器１００の少なくとも一つに対して操作が与えられたとき、その操作に対応するアクチュエータ制御部は、対応する油圧アクチュエータを当該操作に応じた速度で閉回路により作動させるべく、当該閉回路に係る油圧ポンプの容量を制御する（ステップＳ６）。例えば、ブーム操作器９４に操作が与えられた場合、当該操作に対応するアクチュエータ制御部であるブーム制御部１１４は、その与えられた操作に対応する速度でブームシリンダ２４を伸縮させるようにブーム用閉回路３４中のブーム用閉回路ポンプ４４の容量を調節するとともに、ブーム用オープン型ポンプ４７が前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈとロッド側室２４ｒとの間の面積差を吸収するように作動すべく当該ブーム用オープン型ポンプ４７の容量を調節する。

　一方、前記回路切換制御部１１３は、左走行操作器１０１及び右走行操作器１０２の少なくとも一方に操作が与えられたとき（ステップＳ２でＹＥＳ）、具体的には、両操作器１０１，１０２についての操作量が前記閾値を上回るとき、換言すれば、走行操作器１０１，１０２のみに操作が与えられるか、あるいは当該走行操作器１０１，１０２と他の操作器（第１アクチュエータ群に属する油圧アクチュエータに対応する操作器）９４，９６，９８，１００，１０１，１０２の少なくとも一つに対して同時に操作が与えられたとき、使用する回路として開回路を選択すべく、回路切換部を第２状態にする。具体的に、前記回路切換制御部１１３は、閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒ，９０Ａ，９０Ｂをいずれも閉弁させて各閉回路３４，３６，３８，４０を遮断する（ステップＳ７）とともに、第１及び第２開回路開閉弁９１，９２を開弁させる（ステップＳ８）。

　一方、コントローラ１１０のブーム制御部１１４、アーム制御部１１６、バケット制御部１１８及び旋回制御部１２０は、前記第１及び第２開回路４１，４２に接続されているポンプ４５，４７，４９，５０の容量を開回路用容量すなわち当該第１及び第２開回路４１，４２による油圧アクチュエータの駆動を可能にする容量に調節する（ステップＳ９）。さらに、各アクチュエータ制御部１１４，１１６，１１８，１２０，１２１，１２２のうち操作が与えられた操作器に対応するアクチュエータ制御部は、対応する油圧アクチュエータを当該操作に応じた速度で開回路により作動させるべく、当該油圧アクチュエータに対応するアクチュエータ制御弁を操作する（ステップＳ１０）。例えば、左走行操作器１０１及び右走行操作器１０２の双方に操作が与えられた場合、左走行制御部１２１及び右走行制御部１２２は、与えられた操作に対応する速度で左走行モータ３１及び右走行モータ３２を回転させるべく、左走行操作弁１３１及び右走行操作弁１３２に指令信号を入力して左走行制御弁７１及び右走行制御弁７２を開弁作動させ、第１開回路４１及び第２開回路４２を通じて左走行モータ３１及び右走行モータ３２にそれぞれ作動油の供給を行わせる。

　以上のように、この装置では、第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータ（ブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、バケットシリンダ２８及び旋回モータ３０）を動かすための閉回路３４，３６，３８，４０と、当該油圧アクチュエータさらには第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータ（左右走行モータ３１，３２）を動かすための第１及び第２開回路４１，４２と、を併有するとともに、前記閉回路３４，３６，３８，４０内で作動油を循環させるためのポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうちのポンプ４５，４７，４９，５０が前記開回路４１，４２に流用されるので、第２アクチュエータ群に含まれる左右走行モータ３１，３２については閉回路用の油圧ポンプの具備を不要にしてポンプ総台数を減らしながら、開回路４１，４２に含まれる可変絞り弁であるアクチュエータ制御弁６４，６６，６８，７０，７１，７２の使用を最小限に抑えることにより当該可変絞り弁における圧力損失を減らして高い省エネルギー効果を得ることが可能である。

　具体的に、コントローラ１１０の回路切換制御部１１３は、走行操作、すなわち、第２アクチュエータ群に含まれる走行モータ３１，３２についての操作、が行われず、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータ（ブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、バケットシリンダ２８及び旋回モータ３０）のみについて操作が行われる場合は、回路切換部を第１状態にしてその操作が行われた油圧アクチュエータが閉回路で駆動されるようにすることにより、開回路に含まれる可変絞り弁（各アクチュエータ制御弁６４，６６，６８，７０，７１，７２）の使用を避けて当該使用による圧力損失をなくし、これにより高い省エネルギー効果を得ることを可能にする。

　一方、少なくとも走行操作が行われる場合、前記回路切換制御部１１３は、前記回路切換部を第２状態にすることにより、閉回路に接続されていない左走行モータ３１及び右走行モータ３２を第１及び第２開回路４１，４２によってそれぞれ駆動することを可能にする。つまり、当該左右走行モータ３１，３２について専用のポンプを装備することなく、当該左右走行モータ３１，３２を駆動することが可能である。このことは、必要なポンプ台数を減らしてコストの低減を可能にするとともに、前記のように共通のエンジンに複数のポンプが連結されている場合に不使用のポンプが使用されているポンプと連れ回りさせられることによるエネルギーロスを低減して前記省エネルギー効果をさらに高めることを可能にする。

　前記省エネルギー効果の促進は、この第１の実施の形態及び以下の実施の形態のように、前記第１アクチュエータ群が少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータ（前記実施の形態では各シリンダ２４，２６，２８）を含み、第２アクチュエータ群が少なくとも一つの走行用油圧アクチュエータ（前記実施の形態では左右走行モータ３１，３２）を含むことにより、さらに顕著となる。すなわち、前記作業用油圧アクチュエータは前記走行用油圧アクチュエータに比べて作動頻度が高いため、当該作業用油圧アクチュエータを閉回路すなわち絞り要素を要しない回路によって駆動することは省エネルギー効果の向上に効果的である。一方、作業用油圧アクチュエータと走行用油圧アクチュエータを同時に動かす場合には、双方の油圧アクチュエータの駆動について可変絞り弁であるアクチュエータ制御弁での圧力損失が生じるが、このような走行用油圧アクチュエータと作業用油圧アクチュエータの同時操作はまれであり、よって省エネルギー効果に与える影響は小さい。このように、前記作業用油圧アクチュエータよりも省エネルギー効果の向上の要請が低い走行用油圧アクチュエータを第２アクチュエータ群に含ませてその駆動に作業用油圧アクチュエータの閉回路のための油圧ポンプを流用することは、前記省エネルギー効果を有効にしながら油圧ポンプの必要台数の削減を図ることを可能にする。

　前記回路切換部の構成は、図１に示すものに限定されない。例えば、第２状態つまり開回路が選択された状態を実現にあたって閉回路を遮断するための手段として、前記第１の実施の形態に係る閉回路３４，３６，３８の配管３４ｈ，３４ｒ，３６ｈ，３６ｒ，３８ｈ，３８ｒ中に設けられる閉回路開閉弁８４Ｈ，８４Ｒ，８６Ｈ，８６Ｒ，８８Ｈ，８８Ｒに代え、閉回路ポンプ４４，４５，４７，４９の容量（押しのけ容積）を０にする制御とともに、第２の実施の形態として図５に示すように、各閉回路３４，３６，３８と当該閉回路３４，３６，３８に係るオープン型ポンプ４５，４７，４９との間にそれぞれ開閉弁８５，８７，８９を設けて開回路使用時（第２状態選択時）に当該開閉弁８５，８７，８９を閉じるようにしてもよい。この第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同じく、前記オープン型ポンプ４５，４７，４９が吐出する作動油を専ら第１開回路４１または第２開回路４２に供給することができる。

　図６及び図７は、本発明の第３の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す。この第３の実施の形態に係る装置は、次の点においてのみ、前記第１の実施の形態に係ると相違する。

（Ａ）閉回路におけるロッド付油圧シリンダの面積差を吸収する手段について
　第３の実施の形態に係る装置では、第１の実施の形態に係るオープン型ポンプ４５，４７，４９が省略されている。さらに、ロッド付油圧シリンダであるブームシリンダ２４、アームシリンダ２６及びバケットシリンダ２８の面積差を吸収するための手段として、第１の実施の形態に係るチャージ用チェック弁５３がそれぞれパイロットチェック弁１８４，１８５，１８６，１８７，１８８，１８９に置換されるとともに、チャージポンプ５２と並設されるチャージ用アキュムレータ１２３が装備される。

　前記パイロットチェック弁１８４，１８５，１８６，１８７，１８８，１８９は、前記ブーム用閉回路３４のへッド側配管３４ｈ及びロッド側配管３４ｒ、前記アーム用閉回路３６のへッド側配管３６ｈ及びロッド側配管３６ｒ、並びにバケット用閉回路３８のへッド側配管３８ｈ及びロッド側配管３８ｒに、それぞれ接続される。当該パイロットチェック弁１８４～１８９は、前記各配管３４ｈ，３４ｒ，３６ｈ，３６ｒ，３８ｈ，３８ｒからタンクへの作動油の逆流を阻止するというチェック弁本来の機能に加え、各閉回路において当該パイロットチェック弁が接続されている配管と反対側の配管（例えばブーム用閉回路３４のヘッド側配管３４ｈに接続されているパイロットチェック弁１８４の場合は当該ブーム用閉回路３４のロッド側配管３４ｒ）の圧力をパイロット圧として取り込み、当該パイロット圧が一定以上であると前記逆流を許容するように開弁する機能を有する。

　この装置では、前記各閉回路３４，３６，３８のへッド側及びロッド側配管に接続されるパイロットチェック弁１８４～１８９と、前記チャージ用アキュムレータ１２３と、の組み合わせが、各シリンダ２４，２６，２８のへッド側室２４ｈ，２６ｈ，２８ｈとロッド側室２４ｒ，２６ｒ，２８ｒとの面積の差を吸収することを可能にする。例えば、ブーム１８を下げ方向に動かすためにブームシリンダ２４を収縮させる場合、当該ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈから作動油が排出されるとともにロッド側室２４ｒに作動油が吸入され、このときにロッドの面積分だけ前者の作動油の排出の流量が後者の作動油の吸入の流量よりも多くなるが、この流量差は、ロッド側配管３４ｒからのパイロット圧の上昇に伴ってへッド側配管３４ｈに接続されたパイロットチェック弁１８４が開いて余剰油をチャージ用アキュムレータ１２３に蓄えさせることにより、吸収される。逆に、ブーム１８を上げ方向に動かすためにブームシリンダ２４を伸長させる場合、当該ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈに作動油が吸入されるとともにロッド側室２４ｒから作動油が排出されて、ロッドの面積分だけ前者の作動油の吸入の流量が後者の作動油の排出の流量よりも多くなるが、この流量差は、前記チャージ用アキュムレータ１２４または前記チャージポンプ５２から前記パイロットチェック弁１８４を通じて作動油が補給されることにより、吸収される。

（Ｂ）開回路に接続される油圧ポンプについて
　前記第１の実施の形態に係る装置では、ブーム用及びバケット用オープン型ポンプ４５，４９がブーム制御弁６４及びバケット制御弁６８を含む第１開回路４１に接続され、アーム用オープン型ポンプ４７及び旋回用閉回路ポンプ５０がアーム制御弁６６及び旋回制御弁７０を含む第２開回路４２に接続されているのに対し、第３の実施の形態に係る装置では、アーム用閉回路ポンプ４６が前記第１開回路４１に接続され、旋回用閉回路ポンプ５０が前記第２開回路４２に接続されている。

　つまり、この第３の実施の形態では、前記アームシリンダ２６を駆動するためのアーム用閉回路ポンプ４６が前記第１及び第２開回路４１，４２のうち前記アームシリンダ２６を制御するための前記アーム制御弁６６を含まない前記第１開回路４１に接続され、逆に、当該アーム制御弁６６を含む前記第２開回路４２は前記アーム用閉回路ポンプ４６に接続されずに前記旋回用閉回路ポンプ５０に接続されている。

　このことは、前記回路切換部が、前記閉回路３４，３６，３８，４０を開通して前記第１及び第２開回路４１，４２を遮断する前記第１状態と、前記閉回路３４，３６，３８，４０を遮断して前記第１及び第２開回路４１，４２を開通する前記第２状態と、に加え、前記第１閉回路４２のみを遮断して前記アーム用閉回路ポンプ４６に対応するアーム用閉回路３６及び前記第２開回路６２の双方を開通することにより、当該アーム用閉回路３６に前記アームシリンダ２６を動かすための作動油を循環させると同時に当該第２開回路６２を通じて前記アームシリンダ２６に作動油が供給されることを可能にする第３状態を有することを可能にする。この第３状態では、前記アーム用閉回路３６を循環する作動油と前記旋回用閉回路ポンプ５０から第２開回路６２を経由する作動油の双方が前記アームシリンダ３６に供給される、すなわち互いに合流する、ことにより、当該アームシリンダ３６の増速を可能にする。

　なお、前記アーム用及び旋回用閉回路ポンプ４６，５０はタンクから直接作動油を吸引する機能を有しないが、前記第１の実施の形態に係る旋回用閉回路ポンプ５０と同様、前記チャージポンプ５２から前記アーム用及び旋回用閉回路３６，４０に供給される作動油を第１及び第２開回路４１，４２に供給することが可能である。

　前記アームシリンダ３６の増速は、実質上当該アームシリンダ３６についての操作のみが行われている時、つまり実質上アーム単独操作とみなせるような操作が行われている時、に行われることが好ましい。この実質上のアーム単独操作とは、アーム操作器９６に対してのみ操作が与えられることに加え、当該アーム操作器９６に与えられる操作と比較して旋回操作器１００に与えられる操作が微小であること、例えば旋回操作器１００に与えられる操作が予め設定された閾値以下であること、を含んでもよい。従って、コントローラ１１０の回路切換制御部１１３は、前記実質上のアーム単独操作が行われている場合に前記回路切換部を前記第３状態にすることが好ましい。

　その制御動作の例を図８のフローチャートに示す。このフローチャートにおいて、ステップＳ１～Ｓ１０の動作は図４のフローチャートのそれと同等である。図８のフローチャートでは、さらに、走行操作がない場合（ステップＳ２でＮＯ）において実質アーム単独操作が行われている場合に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、回路切換部を第１状態ではなく第３状態にする動作が行われる。

　具体的に、コントローラ１１０の回路切換制御部１１３は、各閉回路開閉弁を開くのに加え、第１開回路開閉弁９１は閉じるが第２回路開閉弁９２は開く（ステップＳ１２）。さらに、この第３状態での前記第２開回路４２を通じてのアームシリンダ２６への作動油の供給を可能にすべく、旋回用閉回路ポンプ５０の容量を開回路用容量に調節する（ステップＳ１３）とともに、アーム操作器９６及び旋回操作器１００に与えられる操作の量に対応してアーム制御弁６６及び旋回制御弁７０を操作する（ステップＳ１４）。ここで、前記旋回モータ３０に求められる速度は微小であるため、旋回用閉回路ポンプ５０の吐出する作動油の大部分がアームシリンダ２６に供給されても旋回駆動に支障がない。

　本発明に係る装置は、少なくとも閉回路及び開回路を併有するものであればよく、当該閉回路及び開回路以外の回路を含むことを妨げない。その例を第４の実施の形態として図９に示す。

　この第４の実施の形態に係る装置は、旋回モータ３０を駆動するための回路として、第１の実施の形態に係る旋回用閉回路４０に代え、いわゆるセカンダリ回路１４０を備えている。具体的には、前記第１の実施の形態に係る旋回用閉回路ポンプ５０及び旋回モータ３０に代えて旋回用オープン型ポンプ１５０及び旋回用モータ／ポンプ１６０が装備される。この旋回用ポンプ／モータ１６０は、油圧ポンプとしての機能と油圧モータとしての機能とを併有するように容量の切換が可能な油圧機器である。前記旋回用オープン型ポンプ１５０は第１の実施の形態の旋回用閉回路ポンプ５０と同じく第２開回路４２のライン６０に接続され、前記旋回用モータ／ポンプ１６０はライン１６２を介して前記第２開回路４２中の旋回制御弁７０Ａに接続されている。

　このセカンダリ回路１４０では、当該旋回用オープン型ポンプ１５０と当該旋回用モータ／ポンプ１６０との間に開閉弁１４２が設けられる。また、当該開閉弁１４２と前記旋回用オープン型ポンプ１５０との間には回生用のアキュムレータ１４４が設けられる。

　前記第１状態、つまり他の作業用アクチュエータの閉回路開閉弁７４Ｈ，７４Ｒ，７６Ｈ，７６Ｒ，７８Ｈ，７８Ｒが開かれる状態、では前記開閉弁１４２も同様に開弁される。ここで、旋回加速時には、前記旋回用モータ／ポンプ１６０が油圧モータとして機能し、前記旋回用オープン型ポンプ１５０及び前記アキュムレータ１４４からの作動油の供給を受けることにより上部旋回体１４を旋回させる。逆に、旋回減速時には、前記旋回用モータ／ポンプ１６０が油圧ポンプとして機能し、タンク内の作動油を吸引してアキュムレータ１４４に導入することにより、当該旋回減速時のエネルギーの回生を可能にする。しかも、前記セカンダリ回路１４０は可変絞り弁を含まないので、他の閉回路３４，３６，３８と同様に、省エネルギー効果の向上に寄与することが可能である。

　前記第２状態、つまり他の作業用アクチュエータの閉回路開閉弁７４Ｈ，７４Ｒ，７６Ｈ，７６Ｒ，７８Ｈ，７８Ｒが閉じられる状態、では前記開閉弁１４２も同様に閉弁される。この状態で、旋回用オープン型ポンプ１５０は第２開回路４２への作動油の供給に寄与することができる。また、この第２状態で前記旋回制御弁７０Ａが操作されることにより、当該第２開回路４２に供給される作動油によって旋回用モータ／ポンプ１６０が油圧モータとして駆動されることが可能である。

　本発明において、前記第１アクチュエータ群及び前記第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータの個数は問わず、例えば単一の油圧アクチュエータのみが第１アクチュエータ群または第２アクチュエータ群に含まれてもよい。また、開回路についても、前記のように複数の開回路を備えるものに限らず、単一の開回路のみを備えるものでもよいし、当該開回路において複数の可変絞り弁が直列ではなく並列にのみ配置されたものでもよい。ただし、前記第１及び第２開回路４１，４２のように互いに異なる油圧ポンプに接続される複数の開回路を併有することは、一つの油圧アクチュエータに対して供給される作動油の流量の増減が他のアクチュエータの動きに与える影響を小さくすることを可能にする。

　本発明に係る各操作器は、前記のような電気式の操作器に限らない。例えば、レバーの操作に対応したパイロット圧を直接前記各アクチュエータ制御弁に供給するリモコン弁であってもよい。この場合、当該パイロット圧を検出するパイロット圧検出器を装備すること、及び、その検出信号を回路切換制御部に入力すること、によって、当該回路切換制御部が前記各操作に応じて回路切換部を第１状態と第２状態とに切換えることが可能になる。

　以上のように、作業装置に設けられる油圧駆動装置であって、複数の油圧アクチュエータを具備しながら、低コストの構成で高い省エネルギー効果を得ることが可能なものが、提供される。

　当該装置は、第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータを動かすための閉回路と、第１及び第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータを動かすための開回路と、を併有し、前記閉回路内で作動油を循環させるためのポンプセクションに含まれる油圧ポンプの少なくとも一部が開回路に流用されるので、前記第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータについての閉回路用の油圧ポンプの具備を不要にしてポンプ総必要台数を減らしながら、開回路に含まれる可変絞り弁の使用を最小限に抑えることにより当該可変絞り弁における圧力損失を減らして高い省エネルギー効果を得ることが可能である。具体的に、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータのみを動かす場合には、前記回路切換部を第１状態にすることにより、つまり、閉回路を開通して開回路を遮断することにより、前記油圧ポンプが前記閉回路内を循環させる作動油によって前記油圧アクチュエータを動かし、これにより、圧力損失を伴う前記可変絞り弁の使用を避けて高い省エネルギー効果を得ることが可能である。一方、少なくとも第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータを動かす場合には、前記回路切換部を第２状態にすることにより、つまり、前記閉回路を閉じて前記開回路を開通することにより、前記ポンプセクションから前記油圧アクチュエータに当該油圧アクチュエータに対応する可変絞り弁を通じて作動油を供給することができる。従って、前記第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータについて専用の油圧ポンプを具備する必要がない。

　前記ポンプセクションは、前記閉回路ポンプに加えてそれ以外の油圧ポンプを含んでもよい。例えば、前記油圧アクチュエータがへッド側室とロッド側室とを有するロッド付油圧シリンダである場合、前記ポンプセクションは、前記へッド側室の断面積と前記ロッド側室の断面積との差を吸収するようにタンクと前記閉回路との間での作動油の給排を行うオープン型油圧ポンプをさらに含むのが、よい。当該オープン型油圧ポンプはタンク内の作動油を吸入することが可能であるため、当該オープン型油圧ポンプを前記開回路に接続することにより、当該オープン型油圧ポンプから各可変絞り弁を通じて各油圧アクチュエータへの作動油の供給が可能である。あるいは、前記ポンプセクションは、前記閉回路ポンプに加え、タンクから前記閉回路に作動油の不足分を補給するチャージポンプを含んでもよい。この場合、前記閉回路ポンプを前記開回路に接続することにより、当該閉回路ポンプは、前記チャージポンプから前記閉回路内に補給される作動油を前記各可変絞り弁を通じて前記各油圧アクチュエータに供給することが可能である。

　前記油圧駆動装置は、前記第１アクチュエータ群及び前記第２アクチュエータ群に含まれる前記油圧アクチュエータのそれぞれについて設けられ、当該油圧アクチュエータを動かすための操作を受ける複数の操作器と、当該複数の操作器に与えられる前記操作に応じて前記回路切換部を第１状態と第２状態との間で切換える回路切換制御部と、を含むのが、好ましい。これにより、前記各アクチュエータについて行われる操作に基づいて回路状態を自動的に切換えることが可能になる。

　当該回路切換制御部は、例えば、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータに対応する操作器のみに操作が与えられているときは前記回路切換部を第１状態にし、当該複数の操作器のうち少なくとも前記第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータに対応する操作器に操作が与えられているときは前記回路切換部を前記第２状態にするものが、好適である。

　一方、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプについては、前記回路切換部の状態に応じて当該油圧ポンプの容量を調節する容量調節部を備えるのが、好ましい。この容量調節部としては、前記回路切換部が前記第１状態にあるときは前記閉回路ポンプの容量を当該閉回路ポンプに対応する操作器に与えられた操作に対応した容量にし、前記回路切換部が前記第２状態にあるときは前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうち前記開回路に接続される油圧ポンプの容量を前記開回路を通じての各油圧アクチュエータへの作動油の供給に必要な流量を確保するための開回路用容量にするものが、好適である。

　前記第１アクチュエータ群は、複数の油圧アクチュエータを含んでもよい。例えば、当該第１アクチュエータ群は、互いに異なる第１閉回路油圧アクチュエータ及び第２閉回路油圧アクチュエータを含み、前記少なくとも一つの閉回路は前記第１閉回路油圧アクチュエータに接続される第１閉回路と前記第２閉回路油圧アクチュエータに接続される第２閉回路とを含んでもよい。この場合、前記少なくとも一つの開回路は、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうち前記第１閉回路に作動油を循環させるための油圧ポンプに接続される第１開回路と、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうち前記第２閉回路に作動油を循環させるための油圧ポンプに接続される第２開回路と、を含むことが、可能である。このように、互いに異なる油圧ポンプに接続される複数の開回路を具備することは、単一の開回路のみを備えるものに比べ、一つの油圧アクチュエータに対して供給される作動油の流量の増減が他のアクチュエータの動きに与える影響を小さくすることを可能にする。

　前記第２閉回路油圧アクチュエータは、前記第２開回路、すなわち当該第２閉回路油圧アクチュエータ自身に接続される前記第２閉回路に作動油を循環させるための油圧ポンプに接続された開回路に接続されてもよいし、前記第１開回路、すなわち、当該第２閉回路油圧アクチュエータと異なる前記第１閉回路油圧アクチュエータに接続される前記第１閉回路に作動油を循環させるための油圧ポンプに接続された開回路、に接続されてもよい。後者の場合、前記回路切換部は、前記第１状態及び前記第２状態に加え、前記第１閉回路を遮断して前記第２閉回路及び前記第２開回路の双方を開通することにより、当該第２閉回路に前記第２閉回路油圧アクチュエータを動かすための作動油を循環させると同時に当該第２開回路を通じて前記第２閉回路油圧アクチュエータに作動油が供給されることを可能にする第３状態を有することが可能である。この第３状態では、前記第２閉回路を循環する作動油と前記第１閉回路のための油圧ポンプから前記第２開回路を経由する作動油の双方が前記第２閉回路油圧アクチュエータに供給されることにより、当該第２閉回路油圧アクチュエータの増速が可能である。

　このように前記回路切換部が前記第３状態を有する態様では、前記回路切換制御部は、実質上前記第２閉回路油圧アクチュエータについての操作のみが行われる場合、具体的には、当該第２閉回路油圧アクチュエータについての操作の量に対して前記第１閉回路油圧アクチュエータについての操作の量が十分小さい（例えば予め設定された閾値以下である）場合に、前記回路切換部を前記第３状態にするのが、よい。

　本発明に係る油圧駆動装置は、例えば、走行装置と作業装置とを含む作業機械に好適である。この場合、当該油圧駆動装置の第１アクチュエータ群は前記作業装置を動かす少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータを含み、第２アクチュエータ群は前記走行装置を動かす少なくとも一つの走行用油圧アクチュエータを含むのが、よい。前記作業用油圧アクチュエータは前記走行用油圧アクチュエータに比べて作動頻度が高いため、当該作業用油圧アクチュエータを閉回路すなわち絞り要素を要しない回路によって駆動することは省エネルギー効果の向上に効果的である。その一方、当該作業用油圧アクチュエータよりも省エネルギー効果の向上の要請が低い走行用油圧アクチュエータは第２アクチュエータ群に含ませてその駆動に作業用油圧アクチュエータの閉回路のための油圧ポンプを流用することにより、前記省エネルギー効果を有効にしながら油圧ポンプの必要台数の削減を図ることができる。

Claims

　作業装置に設けられる油圧駆動装置であって、
　少なくとも一つの油圧アクチュエータを含む第１アクチュエータ群と、
　前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータとは異なる少なくとも一つの油圧アクチュエータを含む第２アクチュエータ群と、
　前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータのそれぞれに接続され、当該油圧アクチュエータを動かすための作動油を循環させる油路を形成する少なくとも一つの閉回路と、
　前記閉回路内で前記作動油を循環させるための少なくとも一つの油圧ポンプを含むポンプセクションであって、前記少なくとも一つの油圧ポンプは前記閉回路中に設けられる可変容量型油圧ポンプである閉回路ポンプを含むものと、
　前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプの少なくとも一部と前記第１及び第２アクチュエータ群に含まれる複数の油圧アクチュエータとを接続する少なくとも一つの開回路であって当該ポンプセクションに含まれる油圧ポンプから当該複数の油圧アクチュエータにそれぞれ供給される作動油の流量を変化させるように当該複数の油圧アクチュエータごとに設けられる複数の可変絞り弁を含むものと、
　回路切換部と、を備え、当該回路切換部は、前記閉回路を開通して前記開回路を遮断することにより当該閉回路を循環する作動油が前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータを動かすことを可能にする第１状態と、前記閉回路を遮断して前記開回路を開通することにより当該開回路に接続される前記油圧ポンプから前記各可変絞り弁を通じての前記各油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にする第２状態と、を有する、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記第１アクチュエータ群は前記油圧アクチュエータとしてへッド側室とロッド側室とを有するロッド付油圧シリンダを含み、前記ポンプセクションは、前記閉回路ポンプであって前記ロッド付油圧シリンダに接続される閉回路中に設けられるものと、前記へッド側室の断面積と前記ロッド側室の断面積との差を吸収するようにタンクと前記閉回路との間での作動油の給排を行うオープン型油圧ポンプと、を含む、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記ポンプセクションは、タンクから前記閉回路に作動油の不足分を補給するチャージポンプをさらに含み、前記閉回路ポンプは、前記チャージポンプから前記閉回路内に補給される作動油を前記各可変絞り弁を通じて前記各油圧アクチュエータに供給するように前記開回路に接続される、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記第１アクチュエータ群及び前記第２アクチュエータ群に含まれる前記油圧アクチュエータのそれぞれについて設けられ、当該油圧アクチュエータを動かすための操作を受ける複数の操作器と、当該複数の操作器に与えられる操作に応じて前記回路切換部を第１状態と第２状態との間で切換える回路切換制御部と、をさらに備える、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項４記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記回路切換制御部は、前記第１アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータに対応する操作器のみに操作が与えられているときは前記回路切換部を第１状態にし、当該複数の操作器のうち少なくとも前記第２アクチュエータ群に含まれる油圧アクチュエータに対応する操作器に操作が与えられているときは前記回路切換部を前記第２状態にする、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記回路切換部の状態に応じて前記ポンプセクションに含まれる前記油圧ポンプの容量を調節する容量調節部をさらに備える、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項６記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記容量調節部は、前記回路切換部が前記第１状態にあるときは前記閉回路ポンプの容量を当該閉回路ポンプに対応する操作器に与えられた操作に対応した容量にし、前記回路切換部が前記第２状態にあるときは前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうち前記開回路に接続される油圧ポンプの容量を前記開回路を通じての各油圧アクチュエータへの作動油の供給に必要な流量を確保するための開回路用容量にする、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記第１アクチュエータ群は、互いに異なる第１閉回路油圧アクチュエータ及び第２閉回路油圧アクチュエータを含み、前記少なくとも一つの閉回路は前記第１閉回路油圧アクチュエータに接続される第１閉回路と前記第２閉回路油圧アクチュエータに接続される第２閉回路とを含み、前記少なくとも一つの開回路は、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうち前記第１閉回路に作動油を循環させるための油圧ポンプに接続される第１開回路と、前記ポンプセクションに含まれる油圧ポンプのうち前記第２閉回路に作動油を循環させるための油圧ポンプに接続される第２開回路と、を含む、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項８記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記第２閉回路油圧アクチュエータは前記第１閉回路に接続され、前記回路切換部は、前記第１閉回路を遮断して前記第２閉回路及び前記第２開回路の双方を開通することにより、当該第２閉回路に前記第２閉回路油圧アクチュエータを動かすための作動油を循環させると同時に当該第２開回路を通じて前記第２閉回路油圧アクチュエータに作動油が供給されることを可能にする第３状態をさらに有する、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項９記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記回路切換制御部は、前記第２閉回路油圧アクチュエータについての操作が行われ、かつ、前記第１閉回路油圧アクチュエータについての操作の量が予め設定された閾値以下である場合に、前記回路切換部を前記第３状態にする、作業機械の油圧駆動装置。
　請求項１～１０のいずれかに記載の作業機械の油圧駆動装置であって、当該油圧駆動装置は、走行装置と作業装置とを含む作業機械に設けられるものであって、前記第１アクチュエータ群は前記作業装置を動かす少なくとも一つの作業用油圧アクチュエータを含み、前記第２アクチュエータ群は前記走行装置を動かす少なくとも一つの走行用油圧アクチュエータを含む、作業機械の油圧駆動装置。