JP2016061387A5 - - Google Patents

Description

（１）上記目的を達成するため、本発明は、下部走行体と、この下部走行体に対して旋回可能に装架された上部旋回体と、この上部旋回体に対して上下方向に回動可能に取り付けられたブームを含むフロント作業機とを備えた建設機械の油圧駆動装置であって、原動機により駆動される少なくとも１つの可変容量型の第１メインポンプと、前記第１メインポンプにより吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記第１メインポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、前記第１メインポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記第１メインポンプの容量を制御するロードセンシング制御部を有するポンプ制御装置とを備え、前記複数のアクチュエータは、前記上部旋回体を旋回させるための旋回モータと、前記ブームを上下方向に回動させるためのブームシリンダとを含み、前記複数の流量制御弁は旋回駆動用の流量制御弁とブーム駆動用の流量制御弁を含み、前記複数の圧力補償弁は旋回駆動用の圧力補償弁とブーム駆動用の圧力補償弁を含む建設機械の油圧駆動装置において、前記第１メインポンプは、第１及び第２の２つの吐出ポートを有するスプリットフロー型の油圧ポンプであり、前記ポンプ制御装置は、前記スプリットフロー型の油圧ポンプの前記第１及び第２吐出ポートの吐出圧の平均圧力が高くなるにしたがって前記油圧ポンプの容量を減少させ、油圧ポンプの吸収トルクが制限トルクを超えないように制御するトルク制御部を更に有し、前記ブームシリンダは前記第１メインポンプの第１吐出ポートから吐出された圧油によって駆動されるよう、前記ブーム駆動用の圧力補償弁及び流量制御弁を介して前記第１メインポンプの第１吐出ポートに接続され、前記旋回モータは前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油によって駆動されるよう、前記旋回駆動用の圧力補償弁及び流量制御弁を介して前記第１メインポンプの第２吐出ポートに接続され、前記ブームシリンダの前記ブームを上昇させる側のシリンダ室に前記第１吐出ポートから吐出された圧油が供給されるように前記ブーム駆動用の流量制御弁が操作されたとき前記ブーム駆動用の流量制御弁の操作に連動して切り換えられ、前記ブーム駆動用の流量制御弁の下流側で前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油の一部を前記第１吐出ポートから吐出された圧油に合流させ前記ブームシリンダの前記ブームを上昇させる側のシリンダ室に供給する合流弁を設けた構成とする。

（２）上記（１）の油圧駆動装置において、好ましくは、前記旋回駆動用の圧力補償弁は、前記旋回モータの負荷圧が高くなるにしたがって前記旋回モータに供給される圧油の流量が減少するよう前記旋回駆動用の流量制御弁の前後差圧を制御する負荷依存特性を有するものとする。

（４）上記（１）又は（２）の油圧駆動装置において、好ましくは、前記スプリットフロー型の第１メインポンプに加え、可変容量型でシングルフロー型の第２メインポンプを備え、前記ブーム駆動用の流量制御弁はメインの流量制御弁とサブの流量制御弁を含み、前記ブームシリンダは、前記シングルフロー型の第２メインポンプから吐出された圧油が前記ブームシリンダに供給されるよう前記第２メインポンプに前記メインの流量制御弁を介して接続されるとともに、前記スプリットフロー型の第１メインポンプの前記第１吐出ポートから吐出された圧油が前記ブームシリンダに供給されるよう前記第１メインポンプの前記第１吐出ポートに前記サブの流量制御弁を介して接続され、前記メインの流量制御弁は、スプールストロークが増加するにしたがって開口面積が増加し、第１中間ストロークで最大開口面積となるように開口面積特性が設定され、前記サブの流量制御弁は、スプールストロークが第２中間ストロークになるまでは開口面積はゼロであり、スプールストロークが前記第２中間ストロークを超えて増加するにしたがって開口面積が増加し、最大のスプールストロークの直前で最大開口面積となるように開口面積特性が設定され、前記合流弁は、スプールストロークが第３中間ストロークになるまでは開口面積はゼロであり、スプールストロークが前記第３中間ストロークを超えると開口するように開口面積特性が設定され、前記第２中間ストロークは前記第１中間ストロークと同じに設定され、前記第３中間ストロークは前記第２中間ストロークと同じか、それ以上に設定されるものとする。

（７）上記（６）の油圧駆動装置において、好ましくは、前記複数のアクチュエータは前記下部走行体を駆動するための左右の走行モータを含み、前記左右の走行モータの一方は、前記第１メインポンプの第１吐出ポートから吐出される圧油により駆動され、前記左右の走行モータの他方は、前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油により駆動されるように、前記第１メインポンプの第１及び第２吐出ポートは前記左右の走行モータに接続され、前記スプリットフロー型の第１メインポンプの第１吐出ポートと第２吐出ポートの間に合流遮断弁を配置しており、前記合流遮断弁は、前記左右の走行モータの少なくとも１つと前記走行モータ以外のアクチュエータとを同時に駆動する複合操作をしたときに遮断位置から合流位置に切り換わるように構成され、前記切換弁は、前記左右の走行モータの少なくとも１つと前記走行モータ以外のアクチュエータとを同時に駆動する複合操作をし、前記合流遮断弁が前記合流位置に切り換わったときは、前記閉位置から前記開位置への切り換わりを禁止するように構成される。

コントロールバルブユニット４は、第１〜第３圧油供給路１０５，２０５，３０５に接続され、メインポンプ１０２の第１及び第２吐出ポート１０２ａ，１０２ｂ、メインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａから複数のアクチュエータ３ａ〜３ｈに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊ，６ｋと、複数の流量制御弁６ａ〜６ｋの前後差圧が目標差圧に等しくなるよう複数の流量制御弁６ａ〜６ｋの前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ，７ｋと、複数の流量制御弁６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｆ，６ｇ，６ｉ，６ｊのスプールと一緒にストロークし、それら流量制御弁の切り換わりを検出するための複数の操作検出弁８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｆ，８ｇ，８ｉ、８ｊと、第１圧油供給路１０５に接続され、第１圧油供給路１０５の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁１１４と、第２圧油供給路２０５に接続され、第２圧油供給路２０５の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁２１４と、第３圧油供給路３０５に接続され、第３圧油供給路３０５の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁３１４と、第１圧油供給路１０５に接続され、第１圧油供給路１０５の圧力が第１吐出ポート１０２ａから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力を加算した圧力（アンロード弁セット圧）よりも高くなると開状態になって第１圧油供給路１０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁１１５と、第２圧油供給路２０５に接続され、第２圧油供給路２０５の圧力が第２吐出ポート１０２ｂから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力を加算した圧力（アンロード弁セット圧）よりも高くなると開状態になって第２圧油供給路２０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁２１５と、第３圧油供給路３０５に接続され、第３圧油供給路３０５の圧力が第３吐出ポート２０２ａから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力を加算した圧力（アンロード弁セット圧）よりも高くなると開状態になって第３圧油供給路３０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁３１５とを備えている。

アクチュエータ３ｄ，３ｆはそれぞれ流量制御弁６ｄ，６ｆ及び圧力補償弁７ｄ，７ｆと第１圧油供給路１０５を介して第１吐出ポート１０２ａに接続され、アクチュエータ３ｇは流量制御弁６ｇ及び圧力補償弁７ｇと第２圧油供給路２０５を介して第２吐出ポート１０２ｂに接続されている。アクチュエータ３ｄ，３ｆは、それぞれ、例えば油圧ショベルのバケットを駆動するバケットシリンダ、下部走行体の左側履帯を駆動する左走行モータである。アクチュエータ３ｇは、例えば油圧ショベルの下部走行体の右側履帯を駆動する右走行モータである。アクチュエータ３ｅ，３ｈはそれぞれ流量制御弁６ｅ，６ｈ及び圧力補償弁７ｅ，７ｈと第３圧油供給路３０５を介して第３吐出ポート２０２ａに接続されている。アクチュエータ３ｅ，３ｈは、それぞれ、例えば油圧ショベルのスイングポストを駆動するスイングシリンダ、ブレードを駆動するブレードシリンダである。

ここで、旋回用の圧力補償弁７ｃ以外の圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｄ〜７ｋは通常の圧力補償弁であり、それぞれ、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｄ〜６ｋの前後差圧が開方向作動側に印加されるLS差圧 Pls1，Pls2，Pls3に等しくなるように制御する。すなわち、圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｄ〜７ｋは、それぞれ、開方向作動側に印加されるLS差圧 Pls1，Pls2，Pls3を目標補償差圧として設定し、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｄ〜６ｋの前後差圧を制御する。これにより複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、アクチュエータの負荷圧の大小に係わらず、メインポンプ１０２の第１及び第２の吐出ポート１０２ａ，１０２ｂの吐出流量或いはメインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａの吐出流量が流量制御弁の開口面積比に応じて関連するアクチュエータに分配され、良好な複合操作性を確保することができる。また、第１〜第３吐出ポート１０２ａ，１０２ｂ，２０２ａの吐出流量が要求流量に満たないサチュレーション状態になった場合は、その供給不足の程度に応じて差圧減圧弁１１１，２１１，３１１が出力するLS差圧Pls1，Pls2，Pls3（目標補償差圧）が低下し、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｄ〜６ｋの前後差圧が低下することで、この場合も流量制御弁の開口面積比に応じて第１及び第２の吐出ポート１０２ａ，１０２ｂ或いは第３吐出ポート２０２ａの吐出流量が分配され、良好な複合操作性を確保することができる。

コントロールバルブユニット４は、更に、上流側が絞り４３を介してパイロット圧油供給路３１ｂ（後述）に接続され下流側が操作検出弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｆ，８ｇ，８ｉ，８ｊを介してタンクに接続された走行複合操作検出油路５３と、この走行複合操作検出油路５３によって生成される操作検出圧に基づいて切り換わる第１切換弁４０（合流遮断弁）、第２切換弁１４６及び第３切換弁２４６とを更に備えている。

また、図１において、本実施の形態における油圧駆動装置は、原動機１によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ３０と、パイロットポンプ３０の圧油供給路３１ａに接続され、パイロットポンプ３０の吐出流量を絶対圧Pgrとして検出する原動機回転数検出弁１３と、原動機回転数検出弁１３の下流側のパイロット圧油供給路３１ｂに接続され、パイロット圧油供給路３１ｂに一定のパイロット一次圧Ppilotを生成するパイロットリリーフ弁３２と、パイロット圧油供給路３１ｂに接続され、ゲートロックレバー２４により下流側のパイロット圧油供給路３１ｃをパイロット圧油供給路３１ｂに接続するかタンクに接続するかを切り替えるゲートロック弁１００と、ゲートロック弁１００の下流側のパイロット圧油供給路３１ｃに接続され、一定のパイロット圧Ppilotに基づいて流量制御弁６ａ〜６ｈを切り換え操作するための操作パイロット圧ａ１，ａ２；ｂ１，ｂ２；ｃ１，ｃ２；ｄ１，ｄ２；ｅ１，ｅ２；ｆ１，ｆ２；ｇ１，ｇ２；ｈ１，ｈ２を生成する１対のパイロットバルブ（減圧弁）をそれぞれ備えた複数のパイロットバルブユニット６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ，６０ｇ，６０ｈとを備えている。

メインポンプ１０２のレギュレータ１１２（ポンプ制御装置）は、差圧減圧弁１１１が出力するLS差圧（絶対圧Pls1）と差圧減圧弁２１１が出力するLS差圧（絶対圧Pls2）の低圧側を選択する低圧選択弁１１２ａと、低圧選択されたLS差圧と原動機回転数検出弁１３の出力圧（絶対圧）Pgrとの差圧により動作するＬＳ制御弁１１２ｂであって、LS差圧＞出力圧（絶対圧）Pgrのときは入力側をパイロット圧油供給路３１ｂに連通させて出力圧を上昇させ、LS差圧＜出力圧（絶対圧）Pgrのときは入力側をタンクに連通させて出力圧を減少させるＬＳ制御弁１１２ｂと、ＬＳ制御弁１１２ｂの出力圧が導かれ、その出力圧の上昇によってメインポンプ１０２の傾転（容量）を減少させるＬＳ制御ピストン１１２ｃと、メインポンプ１０２の第１及び第２圧油供給路１０５，２０５のそれぞれの圧力が導かれ、それらの圧力の上昇によってメインポンプ１０２の傾転（容量）を減少させるトルク制御（馬力制御）ピストン１１２ｅ，１１２ｄと、メインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａの圧力が減圧弁１１２ｇを介して導かれ、その圧力の上昇によってメインポンプ１０２の傾転（容量）を減少させる減トルクピストン１１２ｆとを備えている。

レギュレータ１１２において、低圧選択弁１１２ａに導かれたLS差圧Pls1，Pls2はそれらの低圧側が選択され、ＬＳ制御弁１１２ｂに導かれる。ＬＳ制御弁１１２ｂは、目標LS差圧である原動機回転数検出弁１３の出力圧PgrとフィードバックLS差圧であるPls2を比較する。この場合、Pls1，Pls2のいずれが選択されても、Pls1又はPls2＞Pgrであるので、ＬＳ制御弁１１２ｂは図１で左方向に押されて右側の位置に切り換わり、パイロットリリーフ弁３２によって生成される一定のパイロット圧をＬＳ制御ピストン１１２ｃに導く。ＬＳ制御ピストン１１２ｃに圧油が導かれるので、メインポンプ１０２の容量は最小に保たれる。

一方、レギュレータ２１２において、ＬＳ制御弁２１２ｂは、目標LS差圧である原動機回転数検出弁１３の出力圧PgrとフィードバックLS差圧であるPls3を比較する。この場合も、Pls3＞Pgrであるので、ＬＳ制御弁２１２ｂは図１で右方向に押されて左側の位置に切り換わり、パイロットリリーフ弁３２によって生成される一定のパイロット圧をＬＳ制御ピストン２１２ｃに導く。ＬＳ制御ピストン２１２ｃに圧油が導かれるので、メインポンプ２０２の容量は最小に保たれる。

このため流量制御弁６ａが図１で上方向に切り換わると、ブームシリンダ３ａのボトム側の負荷圧が流量制御弁６ａの負荷ポートを介して第３負荷圧検出回路１３３によって最高負荷圧Plmax3として検出され、アンロード弁３１５と差圧減圧弁３１１に導かれる。最高負荷圧Plmax3がアンロード弁３１５に導かれることによって、アンロード弁３１５はそのセット圧を、最高負荷圧Plmax3（ブームシリンダ３ａのボトム側の負荷圧）にバネの設定圧力を加算した圧力に上昇させ、第３圧油供給路３０５の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax3が差圧減圧弁３１１に導かれることによって、差圧減圧弁３１１は第３圧油供給路３０５の圧力P3と最高負荷圧Plmax3との差圧を絶対圧Pls3として出力し、このPls3はＬＳ制御弁２１２ｂに導かれる。ＬＳ制御弁２１２ｂは、目標LS差圧である原動機回転数検出弁１３の出力圧PgrとフィードバックLS差圧であるPls3を比較する。

流量制御弁６ｂが図１で下方向に切り換わると、アームシリンダ３ｂのボトム側の負荷圧が流量制御弁６ｂの負荷ポートを介して第２負荷圧検出回路１３２によって最高負荷圧Plmax2として検出され、アンロード弁２１５と差圧減圧弁２１１に導かれる。最高負荷圧Plmax2がアンロード弁２１５に導かれることによって、アンロード弁２１５はそのセット圧を、最高負荷圧Plmax2（アームシリンダ３ｂのボトム側の負荷圧）にバネの設定圧力を加算した圧力に上昇させ、第２圧油供給路２０５の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax2が差圧減圧弁２１１に導かれることによって、差圧減圧弁２１１は第２圧油供給路２０５の圧力P2と最高負荷圧Plmax2との差圧を絶対圧Pls2として出力し、このPls2はレギュレータ１１２の低圧選択弁１１２ａに導かれる。低圧選択弁１１２ａはPls1とPls2の低圧側を選択する。

このようにメインポンプ１０２は、図５の曲線５０２で示される制限トルクT12maxの範囲内で、流量制御弁６ｂ，６ｊの開口面積Ａ１＋Ａ２（要求流量）に応じて流量を増加させるロードセンシング制御を行う。

その後、流量制御弁６ｃ，６ｋが開弁し、メインポンプ１０２の第２吐出ポート１０２ｂの吐出油がブームシリンダ３ａと旋回モータ３ｃに供給されると、旋回モータ３ｃの負荷圧Plcは旋回リリーフ弁７３ａ，７３ｂのセット圧Pscまで急激に上昇する（後述）。このため旋回ブーム上げの初期動作ではPla＜Plcとなり、シャトル弁９ｋでは旋回モータ３ｃの負荷圧Plcが最高負荷圧Plmax2として選択される。

レギュレータ１１２において、低圧選択弁１１２ａに導かれたPls1とPls2はその低圧側が選択され、ＬＳ制御弁１１２ｂに導かれる。ＬＳ制御弁１１２ｂはPls1とPls2の低圧側が目標ＬＳ差圧Pgrと等しくなるようにメインポンプ１０２の容量（流量）を制御し、その制御された流量の圧油がメインポンプ１０２から第１及び第２圧油供給路１０５，２０５に吐出される。メインポンプ１０２の第１吐出ポート１０２ａの吐出油と第２吐出ポート１０２ｂの吐出油は合流し、その合流した圧油が圧力補償弁７ｆ，７ｇ及び流量制御弁６ｆ，６ｇを介して左走行モータ３ｆと右走行モータ３ｇに供給される。

一方、このとき、ブーム操作レバーが微操作なので、上記（ｂ）で説明したように、ブームシリンダ３ａのメイン駆動用の流量制御弁６ａのメータイン通路の開口面積はＡ１となり、アシスト駆動用の流量制御弁６ｉのメータイン通路の開口面積は０に維持される。ブームシリンダ３ａの負荷圧は流量制御弁６ａの負荷ポートを介して第３負荷圧検出回路１３３によって最高負荷圧Plmax3として検出され、アンロード弁３１５は第３圧油供給路３０５の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax3がメインポンプ２０２のレギュレータ２１２にフィードバックされ、メインポンプ２０２の容量（流量）が流量制御弁６ａの要求流量（開口面積）に応じて増加し、メインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａからブーム操作レバーの入力に応じた流量がブームシリンダ３ａボトム側に供給される。

レギュレータ１１２において、低圧選択弁１１２ａに導かれたPls1とPls2はその低圧側が選択され、ＬＳ制御弁１１２ｂに導かれる。ＬＳ制御弁１１２ｂはPls1とPls2の低圧側が目標ＬＳ差圧Pgrと等しくなるようにメインポンプ１０２の容量（流量）を制御し、その流量の圧油がメインポンプ１０２から第１及び第２圧油供給路１０５，２０５に吐出される。

図７に示したように、ブームシリンダ３ａは、ブーム１０４ａ、アーム１０４ｂ、バケット１０４ｃ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｄなどの重量物を含むフロント作業機１０４を支持しており、フロント作業機１０４を自重逆らって持ち上げることがブームシリンダ３ａの負荷となっている。

一方、旋回モータ３ｃの負荷圧Plcは、時刻t0ではほぼタンク圧である。その後、旋回モータ３ｃには流量制御弁６ｃから圧油が一気に流入するが、油圧ショベルの旋回体１０２は大きな慣性モーメントを持つため、旋回体１０２の回転速度は直ぐには上昇しない。このため旋回モータ３ｃの負荷圧Plcは、旋回リリーフ弁７３ａ，７３ｂのセット圧Pscまで急激に上昇する。

また、メインポンプ１０２はスプリットフロー型であって、第１及び第２吐出ポート１０２ａ，１０２ｂの吐出流量は常に同じとなるため、比較例においては、第１吐出ポート１０２ａ側のブーム用の流量制御弁の要求流量が第２吐出ポート１０ｂ側の旋回用の流量制御弁の要求流量よりも大きい場合には第２吐出ポート側に余剰流量が発生し、この余剰流量は利用されることなくアンロード弁２１５からタンクに排出される。このとき、アンロード弁２１５によって動力が消費され、メインポンプ１０２を駆動する原動機１が持つトルクを有効に利用することができない。

特に、比較例においては、旋回駆動用の圧力補償弁７ｃとして負荷依存特性を有する圧力補償弁を用いているため、旋回ブーム上げの初期段階で旋回モータ３ｃの負荷圧が旋回リリーフ弁７３ａ，７３ｂのセット圧まで上昇したときは、旋回駆動用の流量制御弁６ｃから旋回モータ３ｃに供給される流量は更に減少し、余剰流量が増加する。このため余剰流量が利用されることなくアンロード弁２１５から無駄にタンクに排出される問題は、より顕著となる。

図１０において、Ｌは圧力補償弁７ｃの負荷依存特性を示している。比較例においては、図１０に示すように、メインポンプ１０２の第２吐出ポート１０２側の最大流量はQ2max12（点Ｂ）であるにも係わらず、実際に旋回モータ３ｃに供給される流量は、旋回用の圧力補償弁７ｃの特性によってQ21（点Ｅ）に制限されてしまう。メインポンプ１０２の第２吐出ポート１０２ｂから吐出される圧油の余剰流量Q2max12−Q21は、第２圧油供給路２０５に設けられたアンロード弁２１５からタンクに排出される。このとき、アンロード弁２１５での動力消費はＰ２１・（Q2max12−Q21）で表される。つまり、比較例においては、旋回ブーム上げを行う場合に、アンロード弁２１５によってP21・（Q2max12−Q21）に相当するエネルギーが無駄に消費されてしまうことになる。

また、本実施の形態では、第２吐出ポート１０２ｂから吐出される圧油の流量をブームシリンダ３ａの駆動に利用し、比較例に比べてアンロード弁２１５から無駄にタンクに排出される流量が減少するため、アンロード弁２１５による無駄なエネルギー消費を低減し、原動機１が持つトルクを有効に利用し、この点でも旋回ブーム上げを効率良く行うことができる。

１ 原動機
１０２ 可変容量型メインポンプ（第１メインポンプ）
１０２ａ，１０２ｂ 第１及び第２吐出ポート
１１２ レギュレータ（ポンプ制御装置）
１１２ａ 低圧選択弁
１１２ｂ ＬＳ制御弁
１１２ｃ ＬＳ制御ピストン
１１２ｄ，１１２ｅ トルク制御ピストン
１１２ｆ 減トルクピストン
１１２ｇ 減圧弁
２０２ 可変容量型メインポンプ（第２メインポンプ）
２０２ａ 第３吐出ポート
２１２ レギュレータ（ポンプ制御装置）
２１２ｂ ＬＳ制御弁
２１２ｃ ＬＳ制御ピストン
２１２ｄ トルク制御ピストン
１１５，２１５，３１５ アンロード弁
１１１，２１１，３１１ 差圧減圧弁
１４６，２４６ 第２及び第３切換弁
３ａ〜３ｈ 複数のアクチュエータ
３ａ ブームシリンダ
３ｃ 旋回モータ
４ コントロールバルブユニット
６ａ〜６ｋ 流量制御弁
７ａ〜７ｋ 圧力補償弁
８ａ〜８ｊ 操作検出弁
９ｂ〜９ｋ シャトル弁
６ｋ，７ｋ 合流弁
１３ 原動機回転数検出弁
２４ ゲートロックレバー
３０ パイロットポンプ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ パイロット圧油供給路
３２ パイロットリリーフ弁
４０ 第１切換弁（合流遮断弁）
５３ 走行複合操作検出油路
４３ 絞り
７１，７２ チェック弁
７３ａ，７３ｂ 旋回リリーフ弁
９０ 切換弁（合流弁）
１００ ゲートロック弁
１２２，１２３，１２４ａ，１２４ｂ 操作装置
１３１，１３２，１３３ 第１，第２，第３負荷圧検出回路

Claims (7)

1. 下部走行体と、この下部走行体に対して旋回可能に装架された上部旋回体と、この上部旋回体に対して上下方向に回動可能に取り付けられたブームを含むフロント作業機とを備えた建設機械の油圧駆動装置であって、
   原動機により駆動される少なくとも１つの可変容量型の第１メインポンプと、
   前記第１メインポンプにより吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、
   前記第１メインポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、
   前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
   前記第１メインポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記第１メインポンプの容量を制御するロードセンシング制御部を有するポンプ制御装置とを備え、
   前記複数のアクチュエータは、前記上部旋回体を旋回させるための旋回モータと、前記ブームを上下方向に回動させるためのブームシリンダとを含み、
   前記複数の流量制御弁は旋回駆動用の流量制御弁とブーム駆動用の流量制御弁を含み、前記複数の圧力補償弁は旋回駆動用の圧力補償弁とブーム駆動用の圧力補償弁を含む建設機械の油圧駆動装置において、
   前記第１メインポンプは、第１及び第２の２つの吐出ポートを有するスプリットフロー型の油圧ポンプであり、
   前記ポンプ制御装置は、前記スプリットフロー型の油圧ポンプの前記第１及び第２吐出ポートの吐出圧の平均圧力が高くなるにしたがって前記油圧ポンプの容量を減少させ、油圧ポンプの吸収トルクが制限トルクを超えないように制御するトルク制御部を更に有し、
   前記ブームシリンダは前記第１メインポンプの第１吐出ポートから吐出された圧油によって駆動されるよう、前記ブーム駆動用の圧力補償弁及び流量制御弁を介して前記第１メインポンプの第１吐出ポートに接続され、
   前記旋回モータは前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油によって駆動されるよう、前記旋回駆動用の圧力補償弁及び流量制御弁を介して前記第１メインポンプの第２吐出ポートに接続され、
   前記ブームシリンダの前記ブームを上昇させる側のシリンダ室に前記第１吐出ポートから吐出された圧油が供給されるように前記ブーム駆動用の流量制御弁が操作されたとき前記ブーム駆動用の流量制御弁の操作に連動して切り換えられ、前記ブーム駆動用の流量制御弁の下流側で前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油の一部を前記第１吐出ポートから吐出された圧油に合流させ前記ブームシリンダの前記ブームを上昇させる側のシリンダ室に供給する合流弁を設けたことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記旋回駆動用の圧力補償弁は、前記旋回モータの負荷圧が高くなるにしたがって前記旋回モータに供給される圧油の流量が減少するよう前記旋回駆動用の流量制御弁の前後差圧を制御する負荷依存特性を有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記複数のアクチュエータは前記下部走行体を駆動するための左右の走行モータを更に含み、
   前記複数の流量制御弁は左走行駆動用の流量制御弁と右走行駆動用の流量制御弁とを更に含み、前記複数の圧力補償弁は左走行駆動用の圧力補償弁と右走行駆動用の圧力補償弁とを更に含み、
   前記左右の走行モータの一方は前記メインポンプの第１吐出ポートから吐出された圧油によって駆動されるよう、前記左走行駆動用の圧力補償弁及び流量制御弁を介して前記第１メインポンプの第１吐出ポートに接続され、
   前記左右の走行モータの他方は前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油によって駆動されるよう、前記右走行駆動用の圧力補償弁及び流量制御弁を介して前記第１メインポンプの第２吐出ポートに接続され、
   前記スプリットフロー型の第１メインポンプの第１吐出ポートと第２吐出ポートの間に配置され、前記左右の走行モータの少なくとも１つと前記左右の走行モータ以外のアクチュエータとを同時に駆動する複合操作をしたときに遮断位置から合流位置に切り換わる合流遮断弁と、
   前記合流遮断弁が前記遮断位置にあるとき、前記第１メインポンプの第１吐出ポートから吐出された圧油によって駆動される複数のアクチュエータの最高負荷圧よりも所定圧力以上高くなると開状態になって前記第１メインポンプの第１吐出ポートから吐出された圧油をタンクに戻す第１アンロード弁と、
   前記合流遮断弁が前記遮断位置にあるとき、前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油によって駆動される複数のアクチュエータの最高負荷圧よりも所定圧力以上高くなると開状態になって前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油をタンクに戻す第２アンロード弁とを更に備えることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
4. 請求項１又は２に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記スプリットフロー型の第１メインポンプに加え、可変容量型でシングルフロー型の第２メインポンプを備え、
   前記ブーム駆動用の流量制御弁はメインの流量制御弁とサブの流量制御弁を含み、
   前記ブームシリンダは、前記シングルフロー型の第２メインポンプから吐出された圧油が前記ブームシリンダに供給されるよう前記第２メインポンプに前記メインの流量制御弁を介して接続されるとともに、前記スプリットフロー型の第１メインポンプの前記第１吐出ポートから吐出された圧油が前記ブームシリンダに供給されるよう前記第１メインポンプの前記第１吐出ポートに前記サブの流量制御弁を介して接続され、
   前記メインの流量制御弁は、スプールストロークが増加するにしたがって開口面積が増加し、第１中間ストロークで最大開口面積となるように開口面積特性が設定され、
   前記サブの流量制御弁は、スプールストロークが第２中間ストロークになるまでは開口面積はゼロであり、スプールストロークが前記第２中間ストロークを超えて増加するにしたがって開口面積が増加し、最大のスプールストロークの直前で最大開口面積となるように開口面積特性が設定され、
   前記合流弁は、スプールストロークが第３中間ストロークになるまでは開口面積はゼロであり、スプールストロークが前記第３中間ストロークを超えると開口するように開口面積特性が設定され、
   前記第２中間ストロークは前記第１中間ストロークと同じに設定され、
   前記第３中間ストロークは前記第２中間ストロークと同じか、それ以上に設定されていることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
5. 請求項１又は２に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記合流弁は、前記第１メインポンプの前記第２吐出ポートから前記ブームシリンダに供給される圧油の流量を制御する流量制御弁と、この流量制御弁の前後差圧を制御する圧力補償弁とを備えることを特徴とする油圧駆動装置。
6. 請求項１又は２に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記合流弁は、前記第１メインポンプの前記第２吐出ポートから前記ブームシリンダに圧油を供給する油路に設けられ、前記ブームシリンダの前記ブームを上昇させる側のシリンダ室に前記第１吐出ポートから吐出された圧油が供給されるように前記ブーム駆動用の流量制御弁が操作されたときに前記ブーム駆動用の流量制御弁の操作に連動して閉位置から開位置に切り換えられる切換弁であることを特徴とする油圧駆動装置。
7. 請求項６に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記複数のアクチュエータは前記下部走行体を駆動するための左右の走行モータを更に含み、
   前記左右の走行モータの一方は、前記第１メインポンプの第１吐出ポートから吐出される圧油により駆動され、前記左右の走行モータの他方は、前記第１メインポンプの第２吐出ポートから吐出された圧油により駆動されるように、前記第１メインポンプの第１及び第２吐出ポートは前記左右の走行モータに接続され、
   前記スプリットフロー型の第１メインポンプの第１吐出ポートと第２吐出ポートの間に合流遮断弁を配置しており、
   前記合流遮断弁は、前記左右の走行モータの少なくとも１つと前記走行モータ以外のアクチュエータとを同時に駆動する複合操作をしたときに遮断位置から合流位置に切り換わるように構成され、
   前記切換弁は、前記左右の走行モータの少なくとも１つと前記走行モータ以外のアクチュエータとを同時に駆動する複合操作をし、前記合流遮断弁が前記合流位置に切り換わっ
   たときは前記閉位置から前記開位置への切り換わりを禁止するように構成されていることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。

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