JP2003184815A - 建設機械の油圧制御装置及び油圧ショベルの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】３ポンプシステムにおける第３油圧ポンプの吐
出油を第１アクチュエータに供給可能とする合流弁を設
けたもので、第１及び第２アクチュエータを同時に駆動
する複合操作時に第２アクチュエータの動作の独立性を
保つことができ、かつ第１及び第３アクチュエータを同
時に駆動する複合操作時に第１アクチュエータも適切に
駆動することができ、良好な複合操作性を得る。 【解決手段】旋回モータ５１を駆動するための圧油を吐
出する第３油圧ポンプ４の吐出ラインの下流側に合流弁
２４を配置し、第３油圧ポンプの吐出油がバケット用方
向制御弁８、ブーム用第１方向制御弁９と走行右用方向
制御弁７との間で第１油圧ポンプ２の吐出油と合流する
ように合流弁２４を合流ライン４９で接続し、ブームシ
リンダ５２及びバケットシリンダ５４の少なくとも１つ
と右走行モータ５０ｂの両アクチュエータが作動状態に
あるときに合流弁２４を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械に備えられる油圧制御装置に係り、特に、第１
及び第２の２つの油圧ポンプと、これら油圧ポンプの吐
出油によって駆動されるアクチュエータと異なる他のア
クチュエータを駆動するための第３油圧ポンプとを備え
た、３ポンプシステムと呼ばれる建設機械の油圧制御装
置及び油圧ショベルの油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の油圧制御装置には、第１及び
第２の２つの油圧ポンプの一方又は双方の吐出油によっ
て駆動される第１アクチュエータと、この第１アクチュ
エータとは異なる第２アクチュエータと、この第２アク
チュエータを駆動するための圧油を供給する第３油圧ポ
ンプとを備えた、いわゆる３ポンプシステムと呼ばれる
ものがあり、その一例が特開２０００−２２０１６８号
公報に記載されている。この油圧制御装置は、３ポンプ
システムにおいて特定のアクチュエータの更なる増速を
実現するため、第３油圧ポンプの吐出油を第１アクチュ
エータに供給可能とする合流弁を設けたものである。こ
の合流弁は第１アクチュエータの操作信号が入力される
と合流位置に切り換えられ、第３油圧ポンプの吐出油の
合流を可能とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。

【０００４】３ポンプシステムの本来の目的は、第１及
び第２油圧ポンプに加え、第２アクチュエータ用の第３
油圧ポンプを設けることにより、第１アクチュエータと
第２アクチュエータとの複合操作時の各アクチュエータ
の独立性を保つことである。しかし、特開２０００−２
２０１６８号公報に記載の油圧制御装置では、上記のよ
うに合流弁を設けた結果、第１アクチュエータ（アーム
シリンダ）と第２アクチュエータ（旋回モータ）との複
合操作時には第１アクチュエータと第２アクチュエータ
がパラレルに接続されるため、各アクチュエータが互い
の駆動圧力の影響を受け、独立性が保てなくなる。つま
り、３ポンプシステムの本来の目的である、第１及び第
２アクチュエータの複合操作時に第２アクチュエータの
独立性を保つことで良好な複合操作性を得たいという要
求を満たすことができない。

【０００５】また、特開２０００−２２０１６８号公報
に記載の油圧制御装置では、第１油圧ポンプの吐出油が
第３アクチュエータの方向制御弁に優先的に供給される
ように第１アクチュエータの方向制御弁が第３アクチュ
エータの方向制御弁の下流側にタンデムに接続されてお
り、第１アクチュエータと第３アクチュエータの複合操
作時に第１アクチュエータを駆動できなくなるか、駆動
速度が低下し、複合操作性が著しく低下するという問題
もある。

【０００６】また、特開２０００−２２０１６８号公報
では３ポンプシステムを油圧ショベルに適用した場合の
油圧制御装置を開示している。この油圧ショベルの油圧
制御装置では、第１アクチュエータとして油圧ショベル
のフロント作業機を駆動するブームシリンダ、アームシ
リンダ、バケットシリンダを設け、第２アクチュエータ
として油圧ショベルの旋回体を駆動する旋回モータを設
けている。ブームシリンダ、アームシリンダ、バケット
シリンダは、バケット用方向制御弁、ブーム用第１方向
制御弁、アーム用第２方向制御弁を介して第１油圧ポン
プに接続され、ブームシリンダ、アームシリンダは、更
に、アーム用第１方向制御弁、ブーム用第２方向制御弁
を介して第２油圧ポンプに接続されている。旋回モータ
は、旋回用方向制御弁を介して第３油圧ポンプに接続さ
れている。また、油圧ショベルの油圧制御装置には更に
別のアクチュエータ（第３アクチュエータ）として左右
の走行モータが設けられ、右走行モータは走行右用方向
制御弁を介して第１油圧ポンプに接続され、左走行モー
タは走行左方向制御弁を介して第２油圧ポンプに接続さ
れている。

【０００７】また、第１油圧ポンプ側の各方向制御弁
は、第１油圧ポンプの吐出油が走行右用方向制御弁に優
先的に供給されるようにバケット用方向制御弁、ブーム
用第１方向制御弁、アーム用第２方向制御弁が走行右用
方向制御弁の下流側にタンデムに接続され、第２油圧ポ
ンプ側の各方向制御弁は、第２油圧ポンプの吐出油がア
ーム用第１方向制御弁、ブーム用第２方向制御弁に優先
的に供給されるように走行左用方向制御弁がアーム用第
１方向制御弁、ブーム用第２方向制御弁の下流側にタン
デムに接続されている。更に、第１油圧ポンプの吐出ラ
インはバイパスラインを介して走行左用方向制御弁の入
力側に接続され、バイパスラインにはアーム用第１方向
制御弁、ブーム用第２方向制御弁の操作信号により開位
置に切り換えられ、走行右用方向制御弁と走行左用方向
制御弁をパラレルに接続する連通弁が配置されている。

【０００８】また、第３油圧ポンプ側の旋回用方向制御
弁の下流側に合流弁を配置し、この合流弁をアーム用第
１方向制御弁１２の上流側に接続し、アームの操作信号
が入力されると合流弁を合流位置に切り換え、第３油圧
ポンプの吐出油を第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプの
圧油に合流してアームシリンダに供給可能としている。
これによりアームシリンダは第１及び第２油圧ポンプの
吐出油が合流して供給されるばかりでなく、更に第３油
圧ポンプの吐出油も合流して供給可能となるため、アー
ムシリンダの更なる増速を実現することができる。

【０００９】しかしながら、以上の油圧ショベルの油圧
制御装置では、上述した一般的な従来の３ポンプシステ
ムの問題点に対応して次のような油圧ショベル固有の問
題がある。

【００１０】油圧ショベルの油圧制御装置に３ポンプシ
ステムを採用する本来の目的は、旋回とフロント作業機
の複合操作（以下、適宜、旋回・フロント複合操作とい
う）時の旋回の独立性を保つことである。特開２０００
−２２０１６８号公報に記載の油圧ショベルの油圧制御
装置では、旋回・フロント複合操作のうち、旋回とブー
ム或いはバケットの複合操作では、合流弁は作動せず、
旋回の独立性は維持される。しかし、旋回とアームの複
合操作では合流弁が作動し、アームシリンダと旋回モー
タがパラレルに接続されるため、旋回モータの駆動圧力
がアームシリンダの駆動圧力の影響を受け、旋回の独立
性が保てなくなる。つまり、油圧ショベルの油圧制御装
置に３ポンプシステムを採用する本来の目的である、旋
回・フロント複合操作時に走行モータの独立性を保つこ
とで旋回・フロントの良好な複合操作性を得たいという
要求を満たすことができない。

【００１１】また、特開２０００−２２０１６８号公報
に記載の油圧ショベルの油圧制御装置では、走行とフロ
ント作業機の複合操作（以下、適宜、走行・フロント複
合操作という）時には、第１油圧ポンプの吐出油は走行
右用方向制御弁に優先的に供給されるため、その下流側
にあるバケット用方向制御弁、ブーム用第１方向制御
弁、アーム用第２方向制御弁には第１油圧ポンプの吐出
油が供給されなくなり、その結果、ブームシリンダの駆
動は比較的大流量を必要とするにも係わらず、ブームシ
リンダには十分な流量の圧油が供給できなくなり、ブー
ム速度が著しく低下し、バケットシリンダに対しては全
く圧油が供給されなくなり、バケットを操作できなくな
るという問題がある。

【００１２】本発明の第１の目的は、３ポンプの油圧制
御装置で第３油圧ポンプの吐出油を第１アクチュエータ
に供給可能とする合流弁を設けたものにおいて、第１ア
クチュエータと第２アクチュエータと同時に駆動する複
合操作時に第２アクチュエータの動作の独立性を保つこ
とができ、かつ第１アクチュエータと第３アクチュエー
タを同時に駆動する複合操作時に第１アクチュエータも
適切に駆動することができ、良好な複合操作性が得られ
る建設機械の油圧制御装置を提供することである。

【００１３】本発明の第２の目的は、３ポンプの油圧制
御装置で第３油圧ポンプの吐出油をフロントアクチュエ
ータに供給可能とする合流弁を設けたものにおいて、旋
回・フロント複合操作時に旋回モータの独立性を保つこ
とができ、かつ走行・フロント複合操作時にフロント作
業機も適切に駆動することができ、良好な複合操作性が
得られる油圧ショベルの油圧制御装置を提供することで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、原動機と、この原動機によって駆
動される第１及び第２油圧ポンプと、これら第１及び第
２油圧ポンプの一方又は双方の吐出油により駆動される
少なくとも１つの第１アクチュエータと、前記第１アク
チュエータに供給される圧油の流れを制御する第１方向
制御弁と、前記第１アクチュエータとは異なる第２アク
チュエータと、前記原動機によって駆動され、前記第２
アクチュエータを駆動するための圧油を供給する第３油
圧ポンプと、前記第２アクチュエータに供給される圧油
の流れを制御する第２方向制御弁と、前記第１及び第２
油圧ポンプの一方の吐出油により駆動される第３アクチ
ュエータと、この第３アクチュエータに供給される圧油
の流れを制御する第３方向制御弁とを備え、前記第１及
び第３方向制御弁は前記第１油圧ポンプに接続され、か
つ前記第１油圧ポンプの吐出油が前記第３方向制御弁に
優先的に供給されるように互いにタンデムに接続されて
いる建設機械の油圧制御装置において、前記第３油圧ポ
ンプの吐出ラインの下流側に設けられ、第３油圧ポンプ
の吐出油を前記第１油圧ポンプの吐出油と合流して前記
第１アクチュエータに供給可能とする合流弁と、前記第
３油圧ポンプの吐出油が前記第１方向制御弁と第３方向
制御弁との間に供給されるように前記合流弁を接続する
合流ラインと、前記第１及び第３アクチュエータの作動
状態を検出し、両アクチュエータが作動状態にあるとき
に前記合流弁を作動させる合流操作手段とを備えるもの
とする。

【００１５】このように合流弁と、合流ラインと、合流
操作手段を設け、第１及び第３アクチュエータの両アク
チュエータが作動状態にあるときに合流弁を作動させる
ことにより、第１アクチュエータと第２アクチュエータ
とを同時に駆動する複合操作時には合流弁は作動しない
ため、第２アクチュエータの独立性を保つことができ
る。また、第１アクチュエータと第３アクチュエータを
同時に駆動する複合操作時には合流弁が作動するので、
第１アクチュエータには第３油圧ポンプの吐出油が供給
され、第１アクチュエータを適切に駆動することがで
き、良好な複合操作性が得られる。

【００１６】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、原動機と、この原動機によって駆動される第
１及び第２油圧ポンプと、これら第１及び第２油圧ポン
プの一方又は双方の吐出油により駆動されるブームシリ
ンダ、アームシリンダ及びバケットシリンダと、前記第
１油圧ポンプから前記ブームシリンダ、アームシリン
ダ、バケットシリンダに供給される圧油の流れを制御す
るバケット用方向制御弁、ブーム用第１方向制御弁、ア
ーム用第２方向制御弁と、前記第２油圧ポンプから前記
アームシリンダ、ブームシリンダに供給される圧油の流
れを制御するアーム用第１方向制御弁、ブーム用第２方
向制御弁と、旋回モータと、前記原動機によって駆動さ
れ、前記旋回モータを駆動するための圧油を供給する第
３油圧ポンプと、この第３油圧ポンプから前記旋回モー
タに供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁
と、前記第１及び第２油圧ポンプの吐出油により駆動さ
れる左右の走行モータと、前記第１油圧ポンプから前記
右走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行右
用方向制御弁と、前記第２油圧ポンプから前記左走行モ
ータに供給される圧油の流れを制御する走行左用方向制
御弁とを備え、前記バケット用方向制御弁、ブーム用第
１方向制御弁、アーム用第２方向制御弁と前記走行右用
方向制御弁は、前記第１油圧ポンプの吐出油が前記走行
右用方向制御弁に優先的に供給されるように互いにタン
デムに接続されている油圧ショベルの油圧制御装置にお
いて、前記第３油圧ポンプの吐出ラインの下流側に設け
られ、第３油圧ポンプの吐出油を前記第１油圧ポンプの
吐出油と合流して前記ブームシリンダ、アームシリンダ
及びバケットシリンダの少なくとも１つに供給可能とす
る合流弁と、前記第３油圧ポンプの吐出油が前記バケッ
ト用方向制御弁及びブーム用第１方向制御弁と前記走行
右用方向制御弁との間に供給されるように前記合流弁を
接続する合流ラインと、前記ブームシリンダ及びバケッ
トシリンダの少なくとも１つと前記右走行モータの作動
状態を検出し、両アクチュエータが作動状態にあるとき
に前記合流弁を作動させる合流操作手段とを備えるもの
とする。

【００１７】このように合流弁と、合流ラインと、合流
操作手段を設け、ブームシリンダ及びバケットシリンダ
の少なくとも１つと右走行モータの両アクチュエータが
作動状態にあるときに合流弁を作動させることにより、
旋回モータとブームシリンダ及びバケットシリンダの少
なくとも１つが同時に駆動される旋回・フロント複合操
作時は合流弁は作動しないため、旋回モータの独立性を
保つことができ、かつ走行モータとブームシリンダ及び
バケットシリンダの少なくとも１つを駆動する走行・フ
ロント複合操作時には合流弁が作動するので、フロント
作業機も適切に駆動することができ、良好な複合操作性
が得られる。

【００１８】

【請求項４】（３）上記（２）において、好ましくは、
前記バケット用方向制御弁、ブーム用第１方向制御弁、
アーム用第２方向制御弁のうち少なくともバケット用方
向制御弁とブーム用第１方向制御弁はパラレルに接続さ
れ、前記合流ラインはバケット用方向制御弁のメータイ
ン通路に接続されている。

【００１９】これにより走行モータとブームシリンダ及
びバケットシリンダのうち少なくともブームシリンダを
駆動する走行・フロント複合操作時にブームシリンダに
は第２油圧ポンプの吐出油に加え、第３油圧ポンプの吐
出油が供給されるので、適切なブームの動作速度が得ら
れ、良好な複合操作性が得られる。

【００２０】また、走行モータとブームシリンダ及びバ
ケットシリンダのうち少なくともバケットシリンダを駆
動する走行・フロント複合操作時に、バケットシリンダ
にも第３油圧ポンプの吐出油が供給されるので、バケッ
トを動かすことができ、良好な複合操作性が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の建設機械の油圧制
御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施の形態に係わる建設
機械の油圧制御装置の全体構成図である。本実施の形態
は、本発明を油圧ショベルの油圧制御装置に適用した場
合のものである。

【００２３】図１において、本実施の形態に係わる油圧
制御装置は、原動機（エンジン）１と、この原動機１に
よって駆動される可変容量型の第１油圧ポンプ２、第２
油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主ポンプと、
原動機１によって駆動されるパイロットポンプ５と、第
１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出ライン６，１１に接
続された弁装置１８と、第３油圧ポンプ４の吐出ライン
２１に接続された弁装置２７とを備えている。

【００２４】弁装置１８は、オープンセンタ型の走行右
用方向制御弁７、バケット用方向制御弁８、ブーム用第
１方向制御弁９及びアーム用第２方向制御弁１０を含む
第１弁グループと、オープンセンタ型の予備用方向制御
弁１２、アーム用第１方向制御弁１３、ブーム用第２方
向制御弁１４及び走行左用方向制御弁１５を含む第２弁
グループとを有し、第１弁グループの各弁７〜１０は第
１油圧ポンプ２の吐出ライン６につながるセンタバイパ
スライン１６上に図示の順序で接続され、第２弁グルー
プの各弁１２〜１５は第２油圧ポンプ３の吐出ライン１
１につながるセンタバイパスライン１７上に図示の順序
で接続されている。

【００２５】また、第１弁グループでは、第１油圧ポン
プ２の吐出油が走行右方向制御弁７に優先的に供給され
るように方向制御弁８〜１０が方向制御弁７の下流側に
タンデムに接続され、バケット用方向制御弁８及びブー
ム用第１方向制御弁９はパラレルライン３０を介して互
いにパラレルに接続されている。

【００２６】第２弁グループでは、第２油圧ポンプ３の
吐出油が方向制御弁１２〜１４に優先的に供給されるよ
うに走行左用方向制御弁１５が方向制御弁１２〜１４の
下流側にタンデムに接続され、予備用方向制御弁１２、
アーム用第１方向制御弁１３、ブーム用第２方向制御弁
１４はパラレルライン３１を介して互いにパラレルに接
続されている。

【００２７】また、第１油圧ポンプ２の吐出ライン６は
油路４１ａ，４１ｂからなるバイパスライン４１を介し
て第２弁グループ側の走行左用方向制御弁１５のメータ
イン油路４２に接続され、バイパスライン４１には連通
弁４３が配置されている。また、バイパスライン４１の
油路４１ｂには、第１油圧ポンプ２の吐出ライン６から
方向制御弁１５のメータイン油路４２へ向かう圧油の流
れは許し、逆方向の圧油の流れを阻止するチェック弁４
４が設置され、メータイン油路４２には方向制御弁１５
からの圧油の逆流を防止するロードチェック弁４５が設
置されている。バイパスライン４１の油路４１ｂはロー
ドチェック弁４５の下流側に接続されている。

【００２８】連通弁４３は通常は図示右側の閉位置にあ
り、油路４１ａ，４１ｂを遮断しており、操作信号ＰＦ
（後述）が与えられると図示左側の開位置に切り換えら
れ、油路４１ａ，４１ｂを連通させる。

【００２９】第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出ライ
ン６，１１には第１及び第２油圧ポンプ２，３の最大吐
出圧を規定するメインリリーフ弁（図示せず）が設けら
れている。

【００３０】弁装置２７はオープンセンタ型のブレード
用方向制御弁２２及び旋回用方向制御弁２３と、合流弁
２４とを含む第３弁グループを有し、この第３弁グルー
プの各弁２２〜２４は第３油圧ポンプ４の吐出ライン２
１につながるセンタバイパスライン２５上に図示の順序
で接続されている。また、各弁２２〜２４はパラレルラ
イン４７を介して互いにパラレルに接続されている。第
３油圧ポンプ４の吐出ライン２１には第３油圧ポンプ４
の最大吐出圧を規定するメインリリーフ弁（図示せず）
が設けられている。

【００３１】合流弁２４は、第３油圧ポンプ４の吐出油
を第１油圧ポンプ２の吐出油に合流させてバケット用方
向制御弁８及びブーム用第１方向制御弁９に選択的に供
給可能とする４ポート２位置弁であり、入力側の２つの
ポートはそれぞれセンタバイパスライン２５とパラレル
ライン４７に接続され、出力側の２つのポートはそれぞ
れタンクに至る排出ライン４８と合流ライン４９に接続
されている。合流ライン４９はバケット用方向制御弁８
のメータイン油路６１に接続され、第３油圧ポンプの吐
出油が弁装置１８の走行右用方向制御弁７とバケット用
方向制御弁８との間に供給されるようになっている。ま
た、合流ライン４９には合流弁２４からメータイン油路
６１に向かう圧油の流れのみを許すチェック弁６０が配
置されている。メータイン油路６１にはバケット用方向
制御弁８からの圧油の逆流を防止するロードチェック弁
６２が設けられ、パラレルライン３０及び合流ライン４
９はロードチェック弁６２の上流側でメータイン油路６
１に接続されている。

【００３２】また、合流弁２４は、通常は図示右側の非
合流位置にあり、操作信号ＰＧ（後述）が与えられると
図示左側の合流位置に切り換えられる。図示右側の非合
流位置では、センタバイパスライン２５と合流ライン４
９を排出ライン４８に接続し、パラレルライン４７を遮
断する。図示左側の合流位置では、センタバイパスライ
ン２５と排出ライン４８を遮断し、パラレルライン４７
と合流ライン４９を接続する。

【００３３】パイロットポンプ５の吐出ライン２８には
パイロットポンプ５の吐出圧を規定するパイロットリリ
ーフ弁２９が設けられている。

【００３４】図２に以上の油圧制御装置を搭載した油圧
ショベルの外観を示す。油圧ショベルは、走行体１０
０、旋回体１０１、フロント作業機１０２を有し、走行
体１００は左右の走行モータ５０ａ，５０ｂ（一方のみ
図示）により左右のクローラ１００ａ、１００ｂ（一方
のみ図示）を駆動することにより走行し、旋回体１０１
は旋回モータ５１により走行体１００上で旋回する。ま
た、フロント作業機１０２はブーム１０３、アーム１０
４、バケット１０５からなる多関節構造であり、それぞ
れ、ブームシリンダ５２、アームシリンダ５３、バケッ
トシリンダ５４により垂直面内で回転駆動される。走行
体１００の前部にはブレード１０７が設けられ、図示し
ないブレードシリンダにより上下に駆動される。旋回体
１０１には運転室１０７が設置されている。

【００３５】走行左モータ５０ａの駆動は走行左用方向
制御弁１５（図１参照）により制御され、走行右モータ
５０ｂの駆動は走行右用方向制御弁７（同）により制御
され、旋回モータ５１の駆動は旋回用方向制御弁２３
（同）により制御され、ブームシリンダ５２の駆動はブ
ーム用第１方向制御弁９及びブーム用第２方向制御弁１
４（同）により制御され、アームシリンダ５３の駆動は
アーム用第１方向制御弁１３及びアーム用第２方向制御
弁１０（同）により制御され、バケットシリンダ５４の
駆動はバケット用方向制御弁８（同）により制御され、
ブレードシリンダ（図示せず）の駆動はブレード用方向
制御弁２２（同）により制御される。

【００３６】図３に油圧制御装置の操作系を示す。図３
は、予備用方向制御弁１２を使用しない場合のものであ
る。

【００３７】油圧ショベルの運転室１０７には、操作レ
バー装置７０，７１と操作ペダル装置７２，７３が設置
されている。操作レバー装置７０は前後、左右の十字方
向を含むユニバーサル方向に操作可能な操作レバー７０
ａを有し、操作レバー７０ａを左右に操作すると、その
操作方向と操作量に応じてアームダンプの操作パイロッ
ト圧Ｐ１ａ及びアームクラウドの操作パイロット圧Ｐ１
ｂを生成し、操作レバー７０ａを前後に操作すると、そ
の操作方向と操作量に応じて右旋回の操作パイロット圧
Ｐ２ａ及び左旋回の操作パイロット圧Ｐ２ｂを生成す
る。操作レバー装置７１は前後、左右の十字方向を含む
ユニバーサル方向に操作可能な操作レバー７１ａを有
し、操作レバー７１ａを前後に操作すると、その操作方
向と操作量に応じてブーム下げの操作パイロット圧Ｐ３
ａ及びブーム上げの操作パイロット圧Ｐ３ｂを生成し、
操作レバー７１ａを左右に操作すると、その操作方向と
操作量に応じてバケットクラウドの操作パイロット圧Ｐ
４ａ及びバケットダンプの操作パイロット圧Ｐ４ｂを生
成する。

【００３８】操作ペダル装置７２は前後に踏み込み可能
な操作ペダル７２ａを有し、操作ペダル７２ａを前後に
踏み込むと、その踏み込み方向と踏み込み量に応じて、
右走行前進の操作パイロット圧Ｐ５ａ及び右走行後進の
操作パイロット圧Ｐ５ｂを生成し、操作ペダル装置７３
は前後に踏み込み可能な操作ペダル７３ａを有し、操作
ペダル７３ａを前後に踏み込むと、その踏み込み方向と
踏み込み量に応じて、左走行前進の操作パイロット圧Ｐ
６ａ及び左走行後進の操作パイロット圧Ｐ６ｂを生成す
る。

【００３９】アームクラウドの操作パイロット圧Ｐ１ａ
及びアームダンプの操作パイロット圧Ｐ１ｂはアーム用
第１方向制御弁１３及び第２方向制御弁１０に導かれ、
これらを切り換え操作することによりアームシリンダ５
３を駆動し、アームクラウド動作或いはアームダンプ動
作を行わせる。右旋回の操作パイロット圧Ｐ２ａ及び左
旋回の操作パイロット圧Ｐ２ｂは旋回用方向制御弁２３
に導かれ、これを切り換え操作することにより旋回モー
タ５１を駆動し、左右の旋回動作を行わせる。ブーム上
げの操作パイロット圧Ｐ３ａ及びブーム下げの操作パイ
ロット圧Ｐ３ｂはブーム用第１方向制御弁９及びブーム
用第２方向制御弁１４に導かれ、これらを切り換え操作
することによりブームシリンダ５２を駆動し、ブーム上
げ或いはブーム下げを行わせる。バケットクラウドの操
作パイロット圧Ｐ４ａ及びバケットダンプの操作パイロ
ット圧Ｐ４ｂはバケット用方向制御弁８に導かれ、これ
を切り換え操作することによりバケットシリンダ５４を
駆動し、バケットクラウド或いはバケットダンプ動作を
行わせる。右走行前進の操作パイロット圧Ｐ５ａ及び右
走行後進の操作パイロット圧Ｐ５ｂは走行右用方向制御
弁７に導かれ、これを切り換え操作することにより走行
右油圧モータ５０ｂを駆動し、右走行前進及び後進を行
わせる。左走行前進の操作パイロット圧Ｐ６ａ及び左走
行後進の操作パイロット圧Ｐ６ｂは走行左用方向制御弁
１５に導かれ、これを切り換え操作することにより走行
左油圧モータ５０ａを駆動し、左走行前進及び後進を行
わせる。

【００４０】また、アームクラウドの操作パイロット圧
Ｐ１ａ及びアームダンプの操作パイロット圧Ｐ１ｂ、ブ
ーム上げの操作パイロット圧Ｐ３ａ及びブーム下げの操
作パイロット圧Ｐ３ｂ、バケットクラウドの操作パイロ
ット圧Ｐ４ａ及びバケットダンプの操作パイロット圧Ｐ
４ｂはシャトル弁７５，７６，７８，７９，７７に順次
導かれ、そのうちの最高圧が操作信号ＰＦとして選択出
力される。この操作信号ＰＦは連通弁４３の操作部に与
えられる。これによりアームクラウドの操作パイロット
圧Ｐ１ａ及びアームダンプの操作パイロット圧Ｐ１ｂ、
ブーム上げの操作パイロット圧Ｐ３ａ及びブーム下げの
操作パイロット圧Ｐ３ｂ、バケットクラウドの操作パイ
ロット圧Ｐ４ａ及びバケットダンプの操作パイロット圧
Ｐ４ｂの少なくとも１つが出力されると操作信号ＰＦが
出力され、連通弁４３はその操作信号ＰＦにより開位置
に切り換えられる。

【００４１】更にブーム上げの操作パイロット圧Ｐ３ａ
及びブーム下げの操作パイロット圧Ｐ３ｂ、バケットク
ラウドの操作パイロット圧Ｐ４ａ及びバケットダンプの
操作パイロット圧Ｐ４ｂはシャトル弁７６，７８，７９
に順次導かれ、そのうちの最高圧が選択出力される。ま
た、右走行前進の操作パイロット圧Ｐ５ａ及び右走行後
進の操作パイロット圧Ｐ５ｂはシャトル弁８９に導か
れ、そのうちの高圧側が選択出力される。シャトル弁７
９の出力ライン８１には通常閉の開閉弁８２が設置さ
れ、シャトル弁８０の出力圧は開閉弁８２の操作部に導
かれる。その結果、操作ペダル装置７２が操作され、右
走行前進の操作パイロット圧Ｐ５ａ又は右走行後進の操
作パイロット圧Ｐ５ｂが出力されると、開閉弁８２は開
位置に切り換わり、シャトル弁７９より出力された操作
パイロット圧Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ａ，Ｐ４ｂの最高圧
が操作信号ＰＧとして出力される。この操作信号ＰＧは
合流弁２４の操作部に与えられる。これによりブーム上
げの操作パイロット圧Ｐ３ａ又はブーム下げの操作パイ
ロット圧Ｐ３ｂ、バケットクラウドの操作パイロット圧
Ｐ４ａ又はバケットダンプの操作パイロット圧Ｐ４ｂが
出力され、弁装置１８の走行右用方向制御弁７の下流側
に位置するバケット用方向制御弁８及びブーム用第１方
向制御弁９の少なくとも１つが中立から切り換え操作さ
れたとき、これと同時に操作ペダル装置７２が操作され
ず、右走行前進の操作パイロット圧Ｐ５ａ及び右走行後
進の操作パイロット圧Ｐ５ｂが出力されていない場合
は、操作信号ＰＧは出力されず、合流弁２４は図示の非
合流位置に保たれる。一方、そのとき同時に走行右用方
向制御弁７が中立から切り換え操作されると操作信号Ｐ
Ｇが出力され、合流弁２４はその操作信号ＰＧにより合
流位置に切り換えられる。

【００４２】図４に合流弁２４の開口面積特性の一例を
示す。図中、Ａはセンタバイパス通路２５を連通、遮断
するセンタバイパス絞りの開口面積特性であり、Ｂは第
３油圧ポンプ４の吐出油をパラレルライン４７を介して
合流ライン４９に導く合流絞りの開口面積特性である。
センタバイパス絞りの開口面積特性Ａはバケット用方向
制御弁８やブーム用第１方向制御弁９のセンタバイパス
絞りと同様の特性を示し、操作信号ＰＧの圧力が増大す
るにしたがってセンタバイパス絞りの開口面積は小さく
なり、操作信号ＰＧの圧力が最大になるとセンタバイパ
ス絞りは全閉する。合流絞りの開口面積特性Ｂは、操作
信号ＰＧの圧力がある程度増大すると合流絞りが最大開
口面積となるように設定されている。

【００４３】以上のように構成した本実施の形態におい
ては、操作レバー装置７０，７１を操作し、第１及び第
２油圧ポンプ２，３に係わるブーム用第１方向制御弁９
及びブーム用第２方向制御弁１４、アーム用第１方向制
御弁１３及びアーム用第２方向制御弁１０、バケット用
方向制御弁８の少なくとも１つを中立から切り換え操作
すると、上記の如く操作信号ＰＦが出力され、連通弁４
３は閉位置から開位置へと切り換わる。このとき、操作
ペダル装置７２，７３が操作されておらず、走行右用方
向制御弁７及び走行左用方向制御弁１５が中立状態であ
れば、第１油圧ポンプ２からの吐出油はバイパスライン
４１、チェック弁４４を通って走行左用方向制御弁１５
のメータイン油路４２に至るが、中立状態にある走行左
用方向制御弁１５により遮断されるため、第１油圧ポン
プ２からの吐出油はバケット用方向制御弁８、ブーム用
第１方向制御弁９、アーム用第２方向制御弁１０に供給
される。第２油圧ポンプ３の吐出油はアーム用第１方向
制御弁１３及びブーム用第２方向制御弁１４に供給され
る。したがって、ブームシリンダ５２にはブーム用第１
方向制御弁９及びブーム用第２方向制御弁１４を介して
第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出油が合流して供給
可能となり、アームシリンダ５３にはアーム用第１方向
制御弁１３及びアーム用第２方向制御弁１０を介して第
１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出油が合流して供給可
能となり、バケットシリンダ５４にはバケット用方向制
御弁８を介して第１油圧ポンプ２の吐出油が供給可能と
なり、フロント作業機１０２のブーム１０３、アーム１
０４、バケット１０５を自在に動かすことができ、所望
のフロント作業を行うことができる。

【００４４】また、このとき、操作レバー装置７０を操
作し、第３油圧ポンプ４に係わる旋回用方向制御弁２３
を同時に中立から切り換え操作した場合は、第３油圧ポ
ンプ４の吐出油が旋回モータ５１に供給され、旋回モー
タ５１が駆動する。

【００４５】このとき、上記のように操作ペダル装置７
２，７３が操作されていない場合は、開閉弁８２（図３
参照）は閉位置に保たれ、操作信号ＰＧは出力されない
ので、合流弁２４は作動せず図示の非合流位置に保たれ
る。その結果、旋回モータ５１の駆動圧力はブームシリ
ンダ５２やバケットシリンダ５４の駆動圧力の影響を受
けず、旋回モータ５１の独立性を保つことができ、旋回
・フロントの良好な複合操作性が得られる。

【００４６】一方、上記のようにフロント作業機１０２
に係わる方向制御弁を切り換え操作した状態から更に操
作ペダル装置７２，７３を操作し、走行右用方向制御弁
７及び走行左用方向制御弁１５を中立から切り換え操作
すると、センタバイパスライン１６は走行右用方向制御
弁７により遮断され、第１油圧ポンプ２の吐出油はその
下流側には供給されなくなると共に、連通弁４３は上記
のように開位置に切り換えられているため、第１油圧ポ
ンプ２の吐出油は走行右用方向制御弁７と走行左用方向
制御弁１５の双方に供給され、左右の走行モータ５０
ａ，５０ｂを駆動し、直進等、任意の走行を行うことが
できる。

【００４７】また、走行右用方向制御弁７が切り換え操
作されるときは、上記の如く操作信号ＰＧが出力され、
合流弁２４が作動し合流位置へと切り換わる。その結
果、走行右用方向制御弁７の下流側に位置するバケット
用方向制御弁８及びブーム用第１方向制御弁９に対して
は合流ライン４９及びチェック弁６０を介して第３油圧
ポンプ４の吐出油が供給される。その結果、走行・フロ
ントの複合操作時にバケットシリンダ５４にも必ず圧油
を供給でき、かつブームシリンダ５２には十分な流量の
圧油を供給でき、走行・フロントの良好な複合操作性が
得られる。

【００４８】また、本実施の形態では、合流弁２４のセ
ンタバイパス絞りの開口面積特性Ａをバケット用方向制
御弁８やブーム用第１方向制御弁９のセンタバイパス絞
りと同様の特性としたので、第３油圧ポンプ４の吐出圧
はバケット用方向制御弁８又はブーム用第１方向制御弁
９の操作信号（操作信号ＰＧ）のパイロット圧に応じて
上昇するようにでき、メータイン油路６１及びパラレル
ライン３０に供給される圧油の流量をバケット用方向制
御弁８又はブーム用第１方向制御弁９により制御するこ
とができる。

【００４９】以上のように本実施の形態によれば、旋回
・フロント複合操作時は旋回の独立性が保たれ、良好な
複合操作性が得られると共に、走行・フロント複合操作
時はフロント作業機１０２のアクチュエータに十分な流
量の圧油が供給され、良好な複合操作性が得られる。

【００５０】なお、上記の実施の形態は本発明の精神の
範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記の実施
の形態では、本発明を油圧ショベルに適用した場合につ
いて説明したが、油圧クレーン、ホイールローダ等、同
様の回路構成を有するものであれば、同様に本発明を適
用し、同様の効果が得られる。また、油圧ショベルに適
用する場合でも、第１油圧ポンプに接続され、かつ一方
が他方に対して第１油圧ポンプの吐出油が優先的に供給
されるように互いにタンデムに接続される方向制御弁と
しては走行右用方向制御弁とバケット用方向制御弁、ブ
ーム用第１方向制御弁、アーム用第２方向制御弁の組み
合わせ以外種々の組み合わせが考えられ、そのような回
路に本発明を適用しても同様の効果が得られる。

【００５１】また、上記の実施の形態では、第１油圧ポ
ンプ２に係わるアーム用第２方向制御弁１０はバケット
用方向制御弁８及びブーム用第１方向制御弁９の下流側
にタンデムに接続されているが、このアーム用第２方向
制御弁１０もバケット用方向制御弁８及びブーム用第１
方向制御弁９と共にパラレルライン３０を介して互いに
パラレルに接続してもよい。このようにすることで、走
行右用方向制御弁７の切り換え時にアーム用第２方向制
御弁１０にも第３油圧ポンプ４の吐出油を供給すること
ができ、一層良好な走行・フロント複合操作を行うこと
ができる。

【００５２】また、上記の実施の形態では、合流弁２４
をパラレルライン４７を介して方向制御弁２２，２３と
パラレルに接続したが、旋回用方向制御弁２３の下流側
にタンデムに接続してもよい。この場合、合流弁２４の
合流切換方式としては、センタバイパスライン２５を排
出ライン４８と合流ライン４９に交互に接続させてもよ
いし、センタバイパスライン２５と排出ライン４８とを
開閉し合流弁２４の上流側からバイパスライン４９を分
岐させてもよい。

【００５３】更に、上記実施の形態では、操作レバー装
置７０，７１及び操作ペダル装置７２，７３の所定の操
作パイロット圧の最高圧をシャトル弁７５〜８０により
機械的に選択することで操作信号ＰＦ，ＰＧを生成し、
この操作信号ＰＦ，ＰＧを直接連通弁４３及び合流弁２
４に与え、切り換えるようにしたが、操作レバー装置７
０，７１及び操作ペダル装置７２，７３の各操作パイロ
ット圧を圧力センサを用いて電気的に検出し、コントロ
ーラで操作信号ＰＦ，ＰＧに相当する電気信号を生成
し、この電気信号でソレノイド比例弁或いはソレノイド
切換弁を操作し連通弁４３及び合流弁２４を切り換えて
もよいし、操作信号ＰＦ，ＰＧを圧力センサを用いて電
気的に検出し、ソレノイド比例弁を操作し連通弁４３及
び合流弁２４を切り換えてもよい。また、この場合、連
通弁４３及び合流弁２４自体をソレノイド比例弁或いは
ソレノイド切換弁にしてもよいし、ソレノイド比例弁或
いはソレノイド切換弁により生成したパイロット圧で連
通弁４３及び合流弁２４を作動させるようにしてもよ
い。

【００５４】また、第３油圧ポンプ４は可変容量型とし
たが、固定容量型であってもよい。更に、弁装置１８，
２７は一体の弁装置であってもよい。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、３ポンプの油圧制御装
置で第３油圧ポンプの吐出油を第１アクチュエータに供
給可能とする合流弁を設けたものにおいて、第１アクチ
ュエータと第２アクチュエータと同時に駆動する複合操
作時に第２アクチュエータの動作の独立性を保つことが
でき、かつ第１アクチュエータと第３アクチュエータを
同時に駆動する複合操作時に第１アクチュエータも適切
に駆動することができ、良好な複合操作性が得られる。

【００５６】また、本発明によれば、３ポンプの油圧制
御装置で第３油圧ポンプの吐出油をフロントアクチュエ
ータに供給可能とする合流弁を設けたものにおいて、旋
回・フロント複合操作時に旋回モータの独立性を保つこ
とができ、かつ走行・フロント複合操作時にフロント作
業機も適切に駆動することができ、旋回・フロントの複
合操作、走行・フロントの複合操作の何れでも良好な複
合操作性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械の
油圧制御装置の構成を示す図である。

【図２】本発明の油圧制御装置が搭載される建設機械の
代表例である油圧ショベルの外観を示す図である。

【図３】図１に示した油圧制御装置の操作系を示す図で
ある。

【図４】図１に示した油圧制御装置に備えられる合流弁
の開口特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 原動機 ２ 第１油圧ポンプ ３ 第２油圧ポンプ ４ 第３油圧ポンプ ５ パイロットポンプ ６ 吐出ライン ７ 走行右用方向制御弁 ８ バケット用方向制御弁 ９ ブーム用第１方向制御弁 １０ アーム用第２方向制御弁 １１ 吐出ライン １２ 予備用方向制御弁 １３ アーム用第１方向制御弁 １４ ブーム用第２方向制御弁 １５ 走行左用方向制御弁 １６ センタバイパスライン １７ センタバイパスライン １８ 弁装置 ２１ 吐出ライン ２２ ブレード用方向制御弁 ２３ 旋回用方向制御弁 ２４ 合流弁 ２５ センタバイパスライン ２７ 弁装置 ２８ 吐出ライン ３０，３１ パラレルライン ４１ バイパスライン ４１ａ，４１ｂ 油路 ４２ メータイン油路 ４３ 連通弁 ４４ チェック弁 ４５ ロードチェック弁 ４７ パラレルライン ４８ 排出ライン ４９ 合流ライン ５０ａ，５０ｂ 左右の走行モータ ５１ 旋回モータ ５２ ブームシリンダ ５３ アームシリンダ ５４ バケットシリンダ ６０ チェック弁 ６１ メータイン油路 ６２ ロードチェック弁 ７０，７１ 操作レバー装置 ７２，７３ 操作ペダル装置 ７５〜８０ シャトル弁 ８１ 出力ライン ８２ 開閉弁 １００ 走行体 １０１ 旋回体 １０２ フロント作業機 １０３ ブーム １０４ アーム １０５ バケット ＰＦ，ＰＧ 操作信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB01 AB02 AB03 AB04 BA01 CA05 CA07 CA09 DA03 DA04 DB02 EA02 3H089 AA72 AA73 AA74 AA76 BB20 CC01 CC08 DA03 DA07 DA13 DB01 DB47 DB49 FF02 GG02 JJ02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機と、この原動機によって駆動される
   第１及び第２油圧ポンプと、これら第１及び第２油圧ポ
   ンプの一方又は双方の吐出油により駆動される少なくと
   も１つの第１アクチュエータと、前記第１アクチュエー
   タに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁
   と、前記第１アクチュエータとは異なる第２アクチュエ
   ータと、前記原動機によって駆動され、前記第２アクチ
   ュエータを駆動するための圧油を供給する第３油圧ポン
   プと、前記第２アクチュエータに供給される圧油の流れ
   を制御する第２方向制御弁と、前記第１及び第２油圧ポ
   ンプの一方の吐出油により駆動される第３アクチュエー
   タと、この第３アクチュエータに供給される圧油の流れ
   を制御する第３方向制御弁とを備え、前記第１及び第３
   方向制御弁は前記第１油圧ポンプに接続され、かつ前記
   第１油圧ポンプの吐出油が前記第３方向制御弁に優先的
   に供給されるように互いにタンデムに接続されている建
   設機械の油圧制御装置において、 前記第３油圧ポンプの吐出ラインの下流側に設けられ、
   第３油圧ポンプの吐出油を前記第１油圧ポンプの吐出油
   と合流して前記第１アクチュエータに供給可能とする合
   流弁と、 前記第３油圧ポンプの吐出油が前記第１方向制御弁と第
   ３方向制御弁との間に供給されるように前記合流弁を接
   続する合流ラインと、 前記第１及び第３アクチュエータの作動状態を検出し、
   両アクチュエータが作動状態にあるときに前記合流弁を
   作動させる合流操作手段とを備えることを特徴とする建
   設機械の油圧制御装置。
2. 【請求項２】原動機と、この原動機によって駆動される
   第１及び第２油圧ポンプと、これら第１及び第２油圧ポ
   ンプの一方又は双方の吐出油により駆動されるブームシ
   リンダ、アームシリンダ及びバケットシリンダと、前記
   第１油圧ポンプから前記ブームシリンダ、アームシリン
   ダ、バケットシリンダに供給される圧油の流れを制御す
   るバケット用方向制御弁、ブーム用第１方向制御弁、ア
   ーム用第２方向制御弁と、前記第２油圧ポンプから前記
   アームシリンダ、ブームシリンダに供給される圧油の流
   れを制御するアーム用第１方向制御弁、ブーム用第２方
   向制御弁と、旋回モータと、前記原動機によって駆動さ
   れ、前記旋回モータを駆動するための圧油を供給する第
   ３油圧ポンプと、この第３油圧ポンプから前記旋回モー
   タに供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁
   と、前記第１及び第２油圧ポンプの吐出油により駆動さ
   れる左右の走行モータと、前記第１油圧ポンプから前記
   右走行モータに供給される圧油の流れを制御する走行右
   用方向制御弁と、前記第２油圧ポンプから前記左走行モ
   ータに供給される圧油の流れを制御する走行左用方向制
   御弁とを備え、前記バケット用方向制御弁、ブーム用第
   １方向制御弁、アーム用第２方向制御弁と前記走行右用
   方向制御弁は、前記第１油圧ポンプの吐出油が前記走行
   右用方向制御弁に優先的に供給されるように互いにタン
   デムに接続されている油圧ショベルの油圧制御装置にお
   いて、 前記第３油圧ポンプの吐出ラインの下流側に設けられ、
   第３油圧ポンプの吐出油を前記第１油圧ポンプの吐出油
   と合流して前記ブームシリンダ、アームシリンダ及びバ
   ケットシリンダの少なくとも１つに供給可能とする合流
   弁と、 前記第３油圧ポンプの吐出油が前記バケット用方向制御
   弁及びブーム用第１方向制御弁と前記走行右用方向制御
   弁との間に供給されるように前記合流弁を接続する合流
   ラインと、 前記ブームシリンダ及びバケットシリンダの少なくとも
   １つと前記右走行モータの作動状態を検出し、両アクチ
   ュエータが作動状態にあるときに前記合流弁を作動させ
   る合流操作手段とを備えることを特徴とする油圧ショベ
   ルの油圧制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の油圧ショベルの油圧制御装
   置において、前記バケット用方向制御弁、ブーム用第１
   方向制御弁、アーム用第２方向制御弁のうち少なくとも
   バケット用方向制御弁とブーム用第１方向制御弁はパラ
   レルに接続され、前記合流ラインはバケット用方向制御
   弁のメータイン通路に接続されていることを特徴とする
   油圧ショベルの油圧制御装置。