JP6111733B2 - 走行式建設機械の油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は油圧ショベルのような走行式であって、かつ、三回路／三ポンプ方式をとる建設機械の油圧回路に関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して垂直となる軸Ｏのまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、作業装置５、及びこれらを作動させるブーム、アーム、作業装置各シリンダ６,７,８から成るフロントアタッチメント９が装着されて構成される。

また、他の油圧アクチュエータとして、下部走行体１（左右のクローラ）を走行駆動する左右の走行モータ、及び上部旋回体２を旋回駆動する旋回モータ(いずれも図示省略)が設けられる。

ここで、掘削作業を行う通常のショベルでは、作業装置５としてアーム先端にバケットが装着されるが、バケットに代えて図示のように草刈機(カッター)をアーム先端に装着し、ショベルを草刈機械として転用する場合がある。

以下、この場合で説明し、作業装置５を「草刈機」という。

草刈機５は、図示しない草刈モータ(油圧モータ)で円板状のカッター刃を回転させて草刈作業を行う。

一方、油圧ショベルにおいては、特許文献１に示されているように、回路全体を、
ｉ 左右両側走行モータのうち一方の走行モータとブームシリンダとが属する第１回路と、
ｉｉ 他方の走行モータとアームシリンダとが属する第２回路と、
ｉｉｉ 旋回モータが属する第３回路と
に分け、この三つの回路を基本的には別ポンプ(第１〜第３ポンプ)で駆動する三回路／三ポンプ方式をとるものが公知である。

この公知技術においては、走行時には第１ポンプ油を左右いずれか一方の走行モータに、第２ポンプ油を他方の走行モータにそれぞれ独立して供給することにより、走行直進性を確保する構成がとられている。

また、第３ポンプ油を第１、第２両回路の一方または双方に供給する合流弁を設け、たとえばブーム上げとアーム引きが同時に行われるブーム上げ／アーム引き操作時(水平引き込み時)に、第３ポンプ油を第２ポンプ油と合流させてアームシリンダに供給することにより、アーム動作を速く行わせる構成がとられている。

特許第３６８１８３３号

上記公知技術において、草刈モータをたとえばアームシリンダが属する第２回路に設け、草刈作業時に第２ポンプ油と第３ポンプ油を合流させて草刈モータに供給する構成をとることにより、草刈機を高速で作動させて草刈能力を高めることが考えられる。

ところが、前記のように走行時には第１、第２両ポンプ油が両走行モータに送られる構成であるため、走行しながら草刈作業を行う場合に、草刈モータには第３ポンプ油しか供給されず、流量が大きく減少して作動速度(カッターの回転速度)が低下し、草刈能力が著しく低下するという問題が生じる。

このような問題は、草刈機に限らず、走行停止状態及び走行状態の双方で使用されかつ同速で作動する必要がある作業装置を用いる場合に一様に生じ、これが解決すべき課題となっていた。

そこで本発明は、走行単独操作時の直進性を確保できる一方で、作業装置を非走行状態及び走行状態の双方で同速で作動させることができる走行式建設機械の油圧回路を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、次の(Ａ)〜(Ｊ)のすべての要件を具備するものである。

(Ａ) 下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられたフロントアタッチメントとを有すること。

(Ｂ) このフロントアタッチメントは、ブームと、このブームの先端に取付けられたアームと、このアームの先端に取付けられた作業装置を有すること。

(Ｃ) 油圧アクチュエータとして、上記上部旋回体を旋回作動させる旋回モータと、上記ブームを作動させるブームシリンダと、上記アームを作動させるアームシリンダと、上記作業装置を作動させる作業装置アクチュエータと、上記下部走行体を走行作動させる左右の走行モータを有すること。

(Ｄ) 油圧アクチュエータ回路として、左右いずれか一方の走行モータが属する第１回路と、他方の走行モータが属する第２回路と、上記旋回モータが属する第３回路を具備し、上記作業装置アクチュエータは上記第１、第２両回路のいずれか一方に属すること。

(Ｅ) 上記第１〜第３各回路は、上記油圧アクチュエータごとに作動を制御するための、ブーム用、アーム用、旋回用、作業装置用、走行用を含むコントロールバルブを有すること。

(Ｆ) 上記第１回路の油圧源としての第１ポンプと、上記第２回路の油圧源としての第２ポンプと、上記第３回路の油圧源としての第３ポンプを有すること。

(Ｇ) 上記第３ポンプから吐出される第３ポンプ油を他のポンプから吐出されるポンプ油と合流させる合流弁と、上記第１ポンプから吐出される第１ポンプ油及び上記第２ポンプから吐出される第２ポンプ油の供給先を切換えるモード切換弁を有すること。

(Ｈ) 上記合流弁は、上記第３ポンプ油を上記第１回路に供給し得る第１合流位置と、上記第２回路に供給し得る第２合流位置と、第１及び第２両回路に供給し得る第３合流位置を有すること。

(Ｉ) 上記モード切換弁は第１及び第２両モード位置を有し、上記第１モード位置で上記第１ポンプ油を一方の走行モータに供給するとともに第２ポンプ油を他方の走行モータに供給し、上記第２モード位置で、上記第１ポンプ油を上記両走行モータにパラレルに供給するとともに第２ポンプ油を上記作業装置アクチュエータに供給すること。

(Ｊ) 上記両走行モータのみを作動させる走行単独操作時には、上記合流弁を上記第１合流位置にセットするとともに上記モード切換弁を上記第１モード位置にセットし、上記作業装置のみを作動させる作業装置単独操作時には、上記合流弁を上記第２合流位置にセットするとともに上記モード切換弁を上記第１モード位置にセットし、走行しながら上記作業装置を作動させる複合操作時には、上記合流弁を上記第３合流位置にセットするとともに上記モード切換弁を上記第２モード位置にセットするように構成したこと。

この構成によれば、走行単独操作時には二つのポンプ油で両走行モータを別々に駆動する走行独立状態として走行直進性を保つ一方で、作業装置は、走行の有無にかかわらず常に二つのポンプ油で駆動して作業速度を維持することができる。

しかも、上記三つのモードの切換えを、三回路／三ポンプ方式をとる機械に元々装備された合流弁と、新設のモード切換弁の二つのバルブのみで行うことができるため、回路構成が簡単で、回路の大型化を回避できるとともに設備コストが安くてすむ。

本発明において、上記アームの先端に上記作業装置としての油圧式の草刈機を取付け、この草刈機を駆動する上記作業装置アクチュエータとしての草刈モータを上記第１、第２両回路のいずれか一方に設けるのが望ましい(請求項２)。

この構成によれば、ゆっくり走行しながら草刈機をフル回転させることができるため、作業効率、作業精度の双方で望ましいものとなる。

また本発明においては、上記複合操作時に、上記走行用及び作業装置用両コントロールバルブの切換わりに基づいて切換信号を発生させ、この切換信号により上記合流弁を上記第３合流位置に、上記モード切換弁を上記第２モード位置にそれぞれ切換えるように構成するのが望ましい(請求項３〜５)。

この構成によれば、合流弁とモード切換弁を同じ切換信号で連動して切換えるため、別々に切換える場合と比較して、連動させるための回路構成が簡単ですむとともに、コストが安くてすみ、しかも確実に連動させることができる。

この場合、上記合流弁及びモード切換弁をそれぞれパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁として構成し、上記走行用及び作業装置用両コントロールバルブの切換わりに基づいて、上記切換信号としてのパイロット圧を合流弁及びモード切換弁のパイロットポートに導入して合流弁を上記第３位置に、上記モード切換弁を上記第２モード位置にそれぞれ切換えるように構成するのが望ましい(請求項４)。

こうすれば、切換信号としてパイロット圧を用いるため、電気信号を用いる場合のような新たな電気配線を追加する必要がない。

さらに、請求項４の構成において、上記走行用及び作業装置用両コントロールバルブに、スプールと一体に作動するサイドバイパス部を設け、このサイドバイパス部は、上記両コントロールバルブの切換わりにより、パイロットラインをタンクに連通させるタンク位置とタンクに対して遮断する遮断位置の間で切換わるように構成し、上記遮断位置でパイロット圧を上記合流弁及びモード切換弁のパイロットポートに供給して合流弁を上記第３合流位置に、上記モード切換弁を上記第２モード位置にそれぞれ切換えるように構成するのが望ましい(請求項５)。

こうすれば、コントロールバルブと一体に切換わり作動するサイドバイパス部によってパイロット圧を合流弁及びモード切換弁のパイロットポートに供給／遮断する構成であるため、同じ動作を別の弁で行う構成をとる場合と比較して動作の信頼性が高く、しかも設備コストが安くてすむ。

また、本発明においては、上記モード切換弁のパイロットポートと反対側のバネ室に、外部からの信号によって第１位置と第２位置の間で切換わるモード切換制御弁を接続し、このモード切換制御弁は、上記第１位置で上記バネ室をタンクに連通させて上記モード切換弁の第２モード位置への切換えを許容し、上記第２位置で上記バネ室に上記切換信号に対抗するパイロット圧を導入してモード切換弁の上記第２モード位置への切換えを阻止するように構成するのが望ましい(請求項６)。

この構成によれば、ニポンプで走行する走行優先と、ニポンプで作業装置を作動させる作業装置優先のいずれかを作業状況等に応じて任意に選択することができる。

本発明によると、走行単独操作時の直進性を確保できる一方で、作業装置を非走行状態及び走行状態の双方で同速で作動させることができる。

本発明の第１実施形態を示す油圧回路図である。 図１中の合流弁部分の拡大図である。 図１中のモード切換弁部分の拡大図である。 各動作と弁、ポンプの作動状況を説明するためのマトリックス図である。 本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。 本発明の適用対象である油圧ショベルの概略側面図である。

実施形態は油圧ショベルを適用対象とし、図６に示すようにアーム先端に作業装置としての草刈機５を取付けて草刈機械として転用した場合を例にとっている。

第１実施形態(図１〜図４参照)
実施形態に係る油圧回路においては、図１に示すように油圧アクチュエータ回路として、左走行モータ１０とブームシリンダ６とバケットシリンダ８が属する第１回路Ａと、右走行モータ１１とアームシリンダ７が属する第２回路Ｂと、旋回モータ１２が属する第３回路Ｃとを備えるとともに、第１回路Ａの油圧源としての第１ポンプ１３と、第２回路Ｂの油圧源としての第２ポンプ１４と、第３回路Ｃの油圧源としての第３ポンプ１５が設けられている。

また、草刈機の駆動源である草刈モータ１６が、オプションアクチュエータとして第２回路Ｂに設けられている。

なお、図の簡素化のため、各ポンプラインに設けられるリリーフ弁の図示を省略している。

各回路Ａ，Ｂ，Ｃには、油圧アクチュエータごとに作動を制御する油圧パイロット式かつセンターバイパス式のスプール弁であるコントロールバルブ(方向切換弁)が設けられている。

すなわち、第１回路Ａには、ブームシリンダ用、バケットシリンダ用、左走行モータ用の各コントロールバルブ１７，１８，１９、第２回路Ｂにはアームシリンダ用と草刈モータ用と右走行モータ用の各コントロールバルブ２０，２１，２２、第３回路Ｃには旋回モータ用のコントロールバルブ２３がそれぞれ設けられている。

これら各コントロールバルブ１７〜２３は、図示しないリモコン弁の操作によって個別に制御される。

ここで、第１及び第２両回路Ａ，Ｂにおいては、図示のように走行用コントロールバルブ１９，２２がポンプ油の流れの最上流側に配置され、基本的に、走行操作時に第１ポンプ１３から吐出された第１ポンプ油が左走行モータ１０に、第２ポンプ１４から吐出された第２ポンプ油が右走行モータ１１にそれぞれ優先的に供給される。

従って、両走行モータ１０，１１が同時に操作される走行時(走行単独操作時)に、ポンプ流量を両走行モータ１０，１１に全量供給する操作が行われた場合、第１、第２両回路Ａ，Ｂにおける走行モータ以外の油圧アクチュエータにはポンプ油が供給されない。

そこで、走行時に他のアクチュエータ動作を確保する手段として合流弁２４が設けられ、走行時に、第３ポンプ１５から第３回路Ｃ(旋回モータ１２)に向けて吐出される第３ポンプ油を、第１、第２両回路Ａ，Ｂに、第３回路Ｃとタンデムまたはパラレルな流れによって合流させるように構成されている。

合流弁２４とその関連構成を図２を併用して詳述する。

合流弁２４は、バネ室と反対側に第１及び第２両パイロットポート２４ａ，２４ｂを持ち、この両パイロットポート２４ａ，２４ｂに対するパイロット圧の導入／遮断に応じて、中立の第１合流位置イと、第２合流位置ロと、第３合流位置ハの間で切換わる三位置油圧パイロット切換弁として構成されている。

すなわち、両パイロットポート２４ａ，２４ｂのいずれにもパイロット圧(リモコン弁の一次圧を用いることから図１中に「パイロット一次圧」と表記している。以下、この表記で説明する)が導入されない状態では図示の中立位置である第１合流位置イにセットされ、第１パイロットポート２４ａにパイロット一次圧が導入されると第２合流位置ロに、第２パイロットポート２４ｂにパイロット一次圧が導入されると第３合流位置ハにそれぞれ切換わる。

この合流弁２４は二つの入力ポートと出力ポートを備えている。

一方の入力ポートは、第３ポンプ１５のポンプライン２５から分岐して旋回用コントロールバルブ２３のブリードオフ通路を通るアンロード通路２６に、他方が、ポンプライン２５から分岐したパラレル通路２７にそれぞれ接続されている。

また、二つの出力ポートのうち、第１の出力ポートは第１合流ライン２８を介して第１回路Ａに、第２の出力ポートは第２合流ライン２９を介して第２回路Ｂにそれぞれ接続されている。

図１中、３０はタンクＴに通じるタンクラインである。

合流弁２４は、第１〜第３各合流位置イ，ロ，ハで第３ポンプ油の流れを次のように切換える。

第１合流位置イ：アンロード、パラレル両通路２６，２７を合流させて第１合流ライン２８に接続する。

第２合流位置ロ：パラレル通路２７を遮断する一方、アンロード通路２６を第２合流ライン２９に接続する。

第３合流位置ハ：パラレル通路２７を遮断する一方、アンロード通路２６を第１及び第２両合流ライン２８，２９に接続する。

この合流弁２４を切換操作するためのパイロット構成は次の通りである。

パイロット一次圧を導くパイロット一次圧ライン３１が第１、第２両分岐パイロットライン３２，３３に分岐され、第１分岐パイロットライン３２が合流弁２４の第１パイロットポート２４ａに、第２分岐パイロットライン３３が第２パイロットポート２４ｂにそれぞれ接続されている。

また、第１分岐パイロットライン３２には、第１サイドバイパスライン３４が、第２分岐パイロットライン３３には第２サイドバイパスライン３５がそれぞれ分岐接続されている。

一方、旋回用コントロールバルブ２３以外の各コントロールバルブ１７〜２２には、スプールと一体に作動するサイドバイパス部１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａが設けられ、第１サイドバイパスライン３４は、アーム用コントロールバルブ２０のサイドバイパス部２０ａ及び草刈用コントロールバルブ２１のサイドバイパス部２１ａを通って、タンクＴに通じるドレン通路３６に接続されている。

第２サイドバイパスライン３５は、他のコントロールバルブ(図１の上から順に右走行用、左走行用、ブーム用、バケット用、草刈用の各コントロールバルブ)２２，１９，１７，１８のサイドバイパス部２２ａ，１９ａ，１７ａ，１８ａを直列に通ってドレン通路３６に接続されている。

なお、草刈用コントロールバルブ２１のサイドバイパス部２１ａには上記のように両サイドバイパスライン３４，３５が通るため、図示のように二つの通路が設けられている。

また、両サイドバイパスライン３４，３５の最上流部分に絞り３７，３８が設けられ、この絞り３７，３８により、両サイドバイパスライン３４，３５の一方がタンクＴに連通する状態となっても他方のパイロット圧が維持されるように構成されている。

一方、合流弁２４における第３合流位置ハでアンロード通路２６を第１及び第２両合流ライン２８，２９に接続するための通路にも絞り３９，４０(図２参照)が設けられ、両合流ライン２８，２９の一方がタンク連通状態となっても他方の油圧が維持されるように構成されている。

各サイドバイパス部１７ａ〜２２ａは、各コントロールバルブ１７〜２２の３つの位置に対応する位置を有し、コントロールバルブ１７〜２２の切換わり作動に連動して位置が切換わる。

このサイドバイパス部１７ａ〜２２ａのうち、右走行用及び左走行用コントロールバルブ２２，１９のサイドバイパス部２２ａ，１９ａは、両コントロールバルブ２０，１９の位置に関係なく常に前記第２サイドバイパスライン３５を開通させる。

また、両コントロールバルブ２０，１８が中立位置にあるときは、第２サイドバイパスライン３５を直接タンクライン３６に連通させる。

これに対し、アーム用、草刈用、ブーム用、バケット用の各コントロールバルブ２０，２１，１７，１８のサイドバイパス部２０ａ，２１ａ，１７ａ，１８ａは、各コントロールバルブ２０，２１，１７，１８が中立位置にあるときはサイドバイパスライン３４，３５を開通させ、同コントロールバルブ２０，２１，１７，１８が作動位置にあるときはサイドバイパスライン３４，３５をブロックする。

こうして、旋回用コントロールバルブ２３以外の各コントロールバルブ１７〜２２の操作状況に応じて、合流弁２４の第１及び第２両パイロットポート２４ａ，２４ｂに対するパイロット一次圧の供給／遮断の切換が行われる。

この油圧回路においては、上記構成に加えて、第１及び第２両ポンプ１３，１４から吐出される第１及び第２両ポンプ油の供給先を切換えるモード切換弁４１が設けられている。

このモード切換弁４１は、第１及び第２両モード位置イ，ロ間で切換わる油圧パイロット切換弁として構成され、第１モード位置イで第１ポンプ油を左走行モータ１０に供給するとともに第２ポンプ油を右走行モータ１１に供給し、第２モード位置ロで、第１ポンプ油を両走行モータ１０，１１にパラレルに供給するとともに第２ポンプ油を第２回路Ｂにおける右走行モータ以外のアクチュエータ(草刈モータ１６、アームシリンダ７)に供給するように構成されている。

このモード切換弁４１にパイロット圧を導入するパイロット通路４１ａは第２バイパスライン３５に接続され、同バイパスライン３５にパイロット圧が立ったときに同切換弁４１が第２モード位置ロに切換わる。

なお、同切換弁４１のバネ室はドレン通路４２を介してタンクＴに接続されている。

この油圧回路の作用を説明する。

一切のアクチュエータ操作が無い状態では、第１及び第２両サイドバイパスライン３４，３５はタンク連通状態となるため、合流弁２４の両パイロットポート２４ａ，２４ｂのいずれにもパイロット圧が供給されず、合流弁２４が図示の第１合流位置イにある。

この第１合流位置イでは、第３ポンプ油が第１合流ライン２８を介して第１回路Ａのブーム用、バケット用両コントロールバルブ１７，１８に供給可能となる。

但し、この第１合流位置イでブーム操作もバケット操作もなければ、第１合流ライン２８がブーム用、バケット用両コントロールバルブ１７，１８を介してタンクライン３０に接続されるため、第３ポンプ１５のポンプ圧は上昇しない。

一方、モード切換弁４１にもパイロット圧が供給されないため、同切換弁４１は図示の第１モード位置イにある。

(１) 走行単独操作時(図４のマトリックス図のＩ参照)
図１の状態で両走行用コントロールバルブ１９，２２のみが操作されると、第１ポンプ油がモード切換弁４１、左走行用コントロールバルブ１９を介して左走行モータ１０に、第２ポンプ油がモード切換弁４１、右走行用コントロールバルブ２２を介して右走行モータ１１にそれぞれ供給される。

これにより、左右両走行モータ１０，１１がそれぞれ別ポンプ油により互いに独立して駆動され、走行直進性が確保される。

なお、第３ポンプ油は合流弁２４、第１合流ライン２８を通じて第１回路Ａに供給されるが、ブーム用及びバケット用両コントロールバルブ１７，１８を通じてアンロードされる。

(２) 草刈単独操作時(同、ＩＩ参照)
図１の状態で草刈用コントロールバルブ２１のみが操作されると、第１サイドバイパスライン３４，３５が同コントロールバルブ２１のサイドバイパス部２１ａによりブロックされて第１分岐パイロットライン３２にパイロット圧が立つ。

これにより、合流弁２４の第１パイロットポート２４ａにパイロット一次圧が導入されることによって合流弁２４が第２合流位置ロに切換わる。

一方、第２バイパスライン３５は右走行用コントロールバルブ２２のサイドバイパス部２２ａによってタンク連通するため、同バイパスライン３５にはパイロット圧が立たない。

このため、モード切換弁４１は第１モード位置イのままとなる。

この状態では、モード切換弁４１を通じて第１ポンプ油が第１回路Ａに、第２ポンプ油が第２回路Ｂにそれぞれ供給される一方、第３ポンプが合流弁２４を通じて第２回路Ｂに供給される。

従って、草刈モータ１６に第２、第３両ポンプ油が合流して供給されるため、同モータ１６が高速で回転し得る状態となる。

なお、第１ポンプ油は、第１回路Ａを通じてアンロードされる。

(３) 走行と草刈の複合操作時(同、ＩＩＩ参照)
両走行用コントロールバルブ１９，２２及び草刈用コントロールバルブ２１が同時に操作されると、両サイドバイパスライン３４，３５ともにパイロット圧が立つため、合流弁２４が第３合流位置ハに、モード切換弁４１が第２モード位置ロにそれぞれ切換わる。

この状態では、第１ポンプ油がモード切換弁４１を通じて第１及び第２両回路Ａ，Ｂ(両走行モータ１０，１１)にパラレルに供給される。

一方、第２ポンプ油がモード切換弁４１を通じて、第３ポンプ油が合流弁２４を通じてそれぞれ第２回路Ｂ(草刈モータ１６)に供給される。

従って、草刈モータ１６が、草刈単独操作時と同じ二ポンプ油を供給されて草刈単独操作時と同速で回転し得る状態となる。

(４) その他の作用
合流弁２４は、上記のような走行と草刈に関する合流用のほか、種々の合流作用を行う。

ブーム上げ操作とアーム引き操作が同時に行われるブーム上げ／アーム引き操作時を例にとると、アーム操作により、第１バイパスライン３４がアーム用コントロールバルブ２０のサイドバイパス部２０ａでブロックされ、パイロット一次圧が合流弁２２の第１パイロットポート２４ａに導入される。

これにより、合流弁２４が第２合流位置ロに切換わり、第３ポンプ油が第２合流ライン２９、アーム用コントロールバルブ２０を介してアームシリンダ７のヘッド側に供給される。

こうして、ブーム上げ／アーム引き操作時、つまり水平引き込み時に、第３ポンプ油をアームシリンダ７に合流させることにより、アーム優先の動きとなって水平引き込みをやり易くなる。

この油圧回路によると、上記のように走行単独操作時には二つのポンプ油(第１及び第２両ポンプ油)で両走行モータ１０，１１を別々に駆動する走行独立状態として走行直進性を保つ一方で、草刈モータ１６は、走行の有無にかかわらず常に二つのポンプ油(第２及び第３両ポンプ油)で駆動して作業速度を維持することができる。

しかも、走行単独操作時、草刈単独操作時、走行／草刈の複合操作時の三つのモードの切換えを、三回路／三ポンプ方式をとる機械に元々装備された合流弁２４と、新設のモード切換弁４１の二つのバルブのみで行うことができるため、回路構成が簡単で、回路の大型化を回避できるとともに設備コストが安くてすむ。

また、走行／草刈の複合操作時に、走行速度が走行単独操作時よりも低くなるため、ゆっくり走行しながら草刈機をフル回転させるという、草刈作業の効率、作業精度の双方で望ましい動作を得ることができる。

さらに、実施形態によると、次の効果を得ることができる。

(ｉ) 上記複合操作時に、走行用コントロールバルブ１９，２２及び草刈用コントロールバルブ２１の切換わりに基づいて切換信号(パイロット圧)を発生させ、この切換信号により合流弁２４を第３合流位置ハに、モード切換弁４１を第２モード位置ロにそれぞれ切換えるため、すなわち、合流弁２４とモード切換弁４１を同じ切換信号で連動して切換えるため、別々に切換える場合と比較して、連動させるための回路構成が簡単ですむとともに、コストが安くてすみ、しかも確実に連動させることができる。

(ｉｉ) 走行用及び草刈用各コントロールバルブ１９，２２，２１の切換わりに基づいて、切換信号としてのパイロット圧を合流弁２４及びモード切換弁４１のパイロットポート２４ｂ，４１ａに導入して合流弁２４を第３合流位置ハに、モード切換弁４１を第２モード位置ロにそれぞれ切換えるように構成したから、つまり、切換信号としてパイロット圧を用いるため、電気信号を用いる場合のような新たな電気配線を追加する必要がない。

(ｉｉｉ) コントロールバルブと一体に切換わり作動するサイドバイパス部によってパイロット圧を合流弁２４及びモード切換弁４１のパイロットポート２４ａ，２４ｂ，４１ａに供給／遮断する構成であるため、同じ動作を別の弁で行う構成をとる場合と比較して動作の信頼性が高く、しかも設備コストが安くてすむ。

第２実施形態(図５参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

モード切換弁４１のバネ室に制御通路４３が接続され、この制御通路４３に、たとえば図示しないスイッチの操作に基づく外部からの電気信号によって第１位置イと第２位置ロの間で切換わる電磁切換弁であるモード切換制御弁４４が設けられている。

このモード切換制御弁４４は、第１位置イでバネ室をタンクＴに連通させてモード切換弁４１の第２モード位置ロへの切換えを許容する。すなわち、第１実施形態と同じ作用が得られる。

一方、第２位置ロでは、第２バイパスライン３５からパイロットポートに加えられるパイロット一次圧と同じパイロット一次圧をバネ室に対抗圧力として導入し、モード切換弁の第２モード位置ロへの切換えを阻止する。すなわち、走行／草刈の複合操作時に、モード切換弁４１が第１モード位置イのままとなり、走行が二ポンプ油で、草刈が一ポンプ油でそれぞれ駆動される。

この構成によれば、ニポンプで走行する走行優先と、ニポンプで草刈モータ１６を作動させる草刈優先のいずれかを作業状況等に応じて任意に選択することができる。

ところで、上記実施形態では、作業装置として草刈機を用いる場合について説明したが、本発明は、走行停止状態及び走行状態の双方で使用されかつ同速で作動する必要がある作業装置を用いる場合に上記同様に適用することができる。

Ａ 第１回路
Ｂ 第２回路
Ｃ 第３回路
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ フロントアタッチメントを構成するブーム
４ 同、アーム
５ 同、作業装置としての草刈機
６ ブームシリンダ
７ アームシリンダ
８ バケットシリンダ
９ フロントアタッチメント
１０ 左走行モータ
１１ 右走行モータ
１２ 旋回モータ
１３ 第１ポンプ
１４ 第２ポンプ
１５ 第３ポンプ
１６ 草刈モータ
１７〜２３ コントロールバルブ
１７ａ〜２２ａ コントロールバルブのサイドバイパス部
２４ 合流弁
２４ａ 合流弁の第１パイロットポート
２４ｂ 同、第２パイロットポート
２５ 第３回路のポンプライン
２６ 同、アンロード通路
２７ 同、パラレル通路
２８ 第１合流ライン
２９ 第２合流ライン
３０ タンクライン
３１ パイロット一次圧ライン
３２，３３ 分岐パイロットライン
３４，３５ サイドバイパスライン
３６ ドレン通路
４１ モード切換弁
４１ａ パイロット通路
４２ ドレン通路
４３ 制御通路
４４ モード切換制御弁

Claims (6)

1. 次の(Ａ)〜(Ｊ)のすべての要件を具備することを特徴とする走行式建設機械の油圧回路。
   (Ａ) 下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられたフロントアタッチメントとを有すること。
   (Ｂ) このフロントアタッチメントは、ブームと、このブームの先端に取付けられたアームと、このアームの先端に取付けられた作業装置を有すること。
   (Ｃ) 油圧アクチュエータとして、上記上部旋回体を旋回作動させる旋回モータと、上記ブームを作動させるブームシリンダと、上記アームを作動させるアームシリンダと、上記作業装置を作動させる作業装置アクチュエータと、上記下部走行体を走行作動させる左右の走行モータを有すること。
   (Ｄ) 油圧アクチュエータ回路として、左右いずれか一方の走行モータが属する第１回路と、他方の走行モータが属する第２回路と、上記旋回モータが属する第３回路を具備し、上記作業装置アクチュエータは上記第１、第２両回路のいずれか一方に属すること。
   (Ｅ) 上記第１〜第３各回路は、上記油圧アクチュエータごとに作動を制御するための、ブーム用、アーム用、旋回用、作業装置用、走行用を含むコントロールバルブを有すること。
   (Ｆ) 上記第１回路の油圧源としての第１ポンプと、上記第２回路の油圧源としての第２ポンプと、上記第３回路の油圧源としての第３ポンプを有すること。
   (Ｇ) 上記第３ポンプから吐出される第３ポンプ油を他のポンプから吐出されるポンプ油と合流させる合流弁と、上記第１ポンプから吐出される第１ポンプ油及び上記第２ポンプから吐出される第２ポンプ油の供給先を切換えるモード切換弁を有すること。
   (Ｈ) 上記合流弁は、上記第３ポンプ油を上記第１回路に供給し得る第１合流位置と、上記第２回路に供給し得る第２合流位置と、第１及び第２両回路に供給し得る第３合流位置を有すること。
   (Ｉ) 上記モード切換弁は第１及び第２両モード位置を有し、上記第１モード位置で上記第１ポンプ油を一方の走行モータに供給するとともに第２ポンプ油を他方の走行モータに供給し、上記第２モード位置で、上記第１ポンプ油を上記両走行モータにパラレルに供給するとともに第２ポンプ油を上記作業装置アクチュエータに供給すること。
   (Ｊ) 上記両走行モータのみを作動させる走行単独操作時には、上記合流弁を上記第１合流位置にセットするとともに上記モード切換弁を上記第１モード位置にセットし、上記作業装置のみを作動させる作業装置単独操作時には、上記合流弁を上記第２合流位置にセットするとともに上記モード切換弁を上記第１モード位置にセットし、走行しながら上記作業装置を作動させる複合操作時には、上記合流弁を上記第３合流位置にセットするとともに上記モード切換弁を上記第２モード位置にセットするように構成したこと。
2. 上記アームの先端に上記作業装置としての油圧式の草刈機を取付け、この草刈機を駆動する上記作業装置アクチュエータとしての草刈モータを上記第１、第２両回路のいずれか一方に設けたことを特徴とする請求項１記載の走行式建設機械の油圧回路。
3. 上記複合操作時に、上記走行用及び作業装置用両コントロールバルブの切換わりに基づいて切換信号を発生させ、この切換信号により上記合流弁を上記第３合流位置に、上記モード切換弁を上記第２モード位置にそれぞれ切換えるように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の走行式建設機械の油圧回路。
4. 上記合流弁及びモード切換弁をそれぞれパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁として構成し、上記走行用及び作業装置用両コントロールバルブの切換わりに基づいて、上記切換信号としてのパイロット圧を合流弁及びモード切換弁のパイロットポートに導入して合流弁を上記第３合流位置に、上記モード切換弁を上記第２モード位置にそれぞれ切換えるように構成したことを特徴とする請求項３記載の走行式建設機械の油圧回路。
5. 上記走行用及び作業装置用両コントロールバルブに、スプールと一体に作動するサイドバイパス部を設け、このサイドバイパス部は、上記両コントロールバルブの切換わりにより、パイロットラインをタンクに連通させるタンク位置とタンクに対して遮断する遮断位置の間で切換わるように構成し、上記遮断位置でパイロット圧を上記合流弁及びモード切換弁のパイロットポートに供給して合流弁を上記第３合流位置に、上記モード切換弁を上記第２モード位置にそれぞれ切換えるように構成したことを特徴とする請求項４記載の走行式建設機械の油圧回路。
6. 上記モード切換弁のパイロットポートと反対側のバネ室に、外部からの信号によって第１位置と第２位置の間で切換わるモード切換制御弁を接続し、このモード切換制御弁は、上記第１位置で上記バネ室をタンクに連通させて上記モード切換弁の第２モード位置への切換えを許容し、上記第２位置で上記バネ室に上記切換信号に対抗するパイロット圧を導入してモード切換弁の上記第２モード位置への切換えを阻止するように構成したことを特徴とする請求項４または５記載の走行式建設機械の油圧回路。

Images