JP7202275B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧アクチュエータを駆動するための油圧駆動装置を搭載した油圧ショベルなどの建設機械に関する。

一般に、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、油圧アクチュエータを駆動するための油圧回路を製造及び組立後や、例えば定期的な油圧ポンプの交換作業などのメンテナンス後に、油圧機器や配管に作動油を充填すると、油圧機器や配管の一部に空気（以下、エア）が残留することがある。配管内に残留するエアの影響として、例えば、作動油と一緒にエアを油圧ポンプが吸い込み、吐出すると騒音や油圧機器の応答性の低下を招く。そのため、組立後、通常稼働する前に油圧回路内のエア抜きが必要となる。

（エア抜き機能）
油圧回路内のエア抜き方法の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、パイロットポンプの吐出油路内のエアを作動油タンクに排出するために、ロックレバーに連動して動作するエア抜き弁とエア抜き油路を、パイロットポンプの吐出油路と作動油タンクの間に設け、ロックレバーがロック状態でエンジンを始動した時に、パイロットポンプが吐出したエアを含む作動油がエア抜き弁とエア抜き油路を経由してタンクに排出されるようになっている。

（低温始動性）
一方で、近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、省エネ化が重要な開発項目になっている。油圧システム自体の省エネ化を図るため，油圧ポンプと油圧アクチュエータを閉回路接続して，油圧ポンプの流量制御で直接的に油圧アクチュエータの速度を制御する油圧閉回路（以下、閉回路）が検討されている。この閉回路を組み合わせた建設機械の背景技術として、特許文献２がある。このシステムは、従来の流量制御弁による圧損がなく、必要な流量のみをポンプが吐出するためエネルギ損失が少ない。また、油圧アクチュエータからの戻り油を、作動油タンクを経由せずに直接油圧ポンプに戻すため、油圧アクチュエータの位置エネルギや減速時の運動エネルギを回生できる。そのため、さらなる省エネ化が可能となる。

特開２０１１－２３１５８８号公報 特開２０１５―０４８８９９号公報

特許文献２に記載の閉回路においても組立後やメンテナンス後に閉回路内のエア抜きをする必要があるが、特許文献１に記載のパイロットポンプとは異なり、油圧ポンプと油圧アクチュエータ間に作動油タンクがないため、閉回路用油圧ポンプ（以下、閉回路ポンプ）は、作動油タンクから作動油を吸い込むことができない。油圧アクチュエータを駆動すれば、油圧アクチュエータからの戻り油を閉回路ポンプが吸い込むことができるが、油圧シリンダのような油圧アクチュエータの場合、可動範囲が限定されているため、吸い込める作動油も限られる。そのため、エアを効率的にタンクに排出できない。効率的に閉回路内のエア抜きができないと、メンテナンス時間が延び、ショベルの稼働時間が低下する。

本発明が解決しようとする課題は、油圧閉回路内のエア抜きを短時間で行うことができる良好なメンテナンス性能を備えた建設機械を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、閉回路ポンプと、油圧アクチュエータと、前記閉回路ポンプの一方の入出力ポートと前記油圧アクチュエータの一方の入出力ポートとを接続する第１流路と、前記閉回路ポンプの他方の入出力ポートと前記油圧アクチュエータの他方の入出力ポートとを接続する第２流路と、前記第１流路および前記第２流路をそれぞれ流通させる流通位置と前記第１流路および前記第２流路をそれぞれ遮断する遮断位置とに切換可能な閉回路切換弁と、作動油タンクと、前記作動油から吸い込んだ作動油を吐出するチャージポンプと、前記第１流路の前記閉回路ポンプと前記閉回路切換弁とを接続する部分である第１上流側流路および前記第２流路の前記閉回路ポンプと前記閉回路切換弁とを接続する部分である第２上流側流路と前記チャージポンプの吐出ポートとを接続するチャージ流路と、前記チャージ流路から前記第１上流側流路への作動油の流れを許可し、前記第１上流側流路から前記チャージ流路への作動油の流れを禁止する第１チェック弁と、前記チャージ流路から前記第２上流側流路への作動油の流れを許可し、前記第２上流側流路から前記チャージ流路への作動油の流れを禁止する第２チェック弁とを備えた建設機械において、前記作動油タンクに接続されたエア抜き流路と、前記第１上流側流路と前記エア抜き流路との間の流通と遮断とを切換可能な第１回路切換器と、前記第２上流側流路と前記エア抜き流路との間の流通と遮断とを切換可能な第２回路切換器と、前記閉回路切換弁を制御するコントローラと、前記コントローラへエア抜き実施指令信号を出力可能なエア抜き指示器とを備え、前記コントローラは、前記エア抜き実施指令信号を受信すると、前記閉回路切換弁を一定時間流通位置と遮断位置に交互に切り換える開閉指令信号を前記閉回路切換弁へ出力するものとする。

以上のように構成した本発明によれば、チャージポンプが作動油タンクからエアの混入が少ない作動油を吸入しチャージ流路へ吐出する。エアの混入が少ないチャージ流路の作動油は、第１チェック弁および第２チェック弁を介して、閉回路を構成する第１上流側流路および第２上流側流路、ならびに閉回路ポンプ内へ流入する。第１上流側流路、第２上流側流路、および閉回路ポンプ内のエアが混入している作動油は、第１チェック弁および第２チェック弁を介して流入した作動油に押され、第１回路切換器および第２回路切換器ならびにエア抜き流路を介して作動油タンクに排出される。これにより、閉回路ポンプに接続されている流路をエアが混入していない作動油で速やかに満たすことができる。

本発明に係る建設機械によれば、油圧閉回路内のエア抜きを短時間で行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。 本発明の第１の実施例における油圧駆動装置の概略図である。 本発明の第２の実施例におけるチャージポンプと作動油タンクとの位置関係の一例を示す概略図である。 本発明の第３の実施例における油圧駆動装置を示す概略図である。 本発明の第４の実施例における油圧駆動装置を示す概略図である。 本発明の第５の実施例における油圧駆動装置を示す概略図である。

以下、建設機械として大型の油圧ショベルを例にとって、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

本発明の第１の実施例について、図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す側面図であり、図２は、油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の一例を示す概略図である。

（第１の実施例が解決しようとする課題）
閉回路を構成する流路には作動油タンクが接続されていないため、メンテナンス後の回路内のエア抜きに時間がかかるという課題がある。

従って、本実施例が解決しようとする課題は、閉回路内のエアを作動油タンクに速やかに排出できる良好なメンテナンス性能を備えた油圧ショベルを提供することである。

（油圧ショベル）
図１において、油圧ショベル１００は、左右方向の両側にクローラ式の走行装置８ａ，８ｂを備えた下部走行体１０３と、下部走行体１０３上に旋回可能に取り付けられた本体としての上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗する操作室としてキャブ１０１が設けられている。下部走行体１０３と上部旋回体１０２とは、旋回用油圧モータとしての旋回モータ７を介して旋回可能とされている。

上部旋回体１０２の前側には、例えば掘削作業等を行うための作動装置であるフロント作業機１０４の基端部が回動可能に取り付けられている。ここで、前側とは、キャブ１０１に搭乗する操作者が向く方向（図１中の左方向）をいう。

フロント作業機１０４は、上部旋回体１０２の前側に基端部が上下方向に回動可能に連結されたブーム２を備えている。ブーム２は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ１を介して動作する。ブームシリンダ１は、ブームロッド１ｂの先端部が上部旋回体１０２に連結され、ブームヘッド１ａの基端部がブーム２に連結されている。ブーム２の先端部には、アーム４の基端部が上下方向に回動可能に連結されている。アーム４は、片ロッド式油圧シリンダであるアームシリンダ３を介して動作する。アームシリンダ３は、アームロッド３ｂの先端部がアーム４に連結され、アームシリンダ３のアームヘッド３ａがブーム２に連結されている。アーム４の先端部には、バケット６の基端部が上下方向に回動可能に連結されている。バケット６は、片ロッド式油圧シリンダであるバケットシリンダ５を介して動作する。バケットシリンダ５は、バケットロッド５ｂの先端部がバケット６に連結され、バケットシリンダ５のバケットヘッド５ａの基端がアーム４に連結されている。

（油圧駆動装置）
図２において、油圧駆動装置１０５は、油圧アクチュエータであるブームシリンダ１を閉回路で駆動する。なお、図２では、ブームシリンダ１以外の油圧アクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

（閉回路ポンプ）
閉回路ポンプ１１は、エンジン９から伝達装置１０を介して動力を受け、駆動される。閉回路ポンプ１１は、一対の入出力ポートを持つ傾転斜板機構を備えており、斜板の傾斜角を調整してポンプ押しのけ容積を調整する機能を有する。この機能により、閉回路ポンプ１１の吐出流量と吐出方向が制御される。

（閉回路切換弁）
閉回路ポンプ１１の２つの吐出ポートは、閉回路の上流側流路である流路１５，１６にそれぞれ接続され、閉回路切換弁２６と流路１７，１８を介してブームシリンダ１に接続される。これにより、閉回路ポンプ１１とブームシリンダ１とが閉回路状に接続される。閉回路切換弁２６は、流路１５，１６および流路１７，１８をそれぞれ流通状態にする流通位置と、遮断状態にする遮断位置とを有し、制御装置（図示せず）から受信した開閉制御指令値により、切り換えられる。

（チャージ回路）
チャージポンプ１２は、エンジン９から伝達装置１０を介して動力を受けて駆動される。チャージポンプ１２は、作動油タンク３０から吸込み流路１３を介して作動油を吸入し、流路１４へ吐出する。流路１４は、チェック弁２３ａを介して流路１５へ接続され、チェック弁２３ｂを介して流路１６へ接続される。また流路１４から分岐した流路がリリーフ弁２２を介して作動油タンク３０へ接続される。さらに流路１４から分岐した流路２１は、チェック弁２４ａを介して流路１７へ接続され、チェック弁２４ｂを介して流路１８へ接続される。チャージポンプ１２、流路１４，１９，２１、チェック弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ、およびリリーフ弁２２により、チャージ回路が構成される。

チャージ回路は、流路１５，１６，１７，１８の圧力がリリーフ弁２２の設定圧より低下した場合に、チャージポンプ１２が吐出した作動油をチェック弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを介して流路１５，１６，１７，１８へ供給し、流路１５，１６，１７，１８の最低圧力をリリーフ弁２２の設定圧に等しい圧力に保つ。

（フラッシング弁）
フラッシング弁２５は、流路１７，１８に接続されている。また、フラッシング弁２５は、流路１４から分岐した流路２０と接続されている。フラッシング弁２５は流路１７，１８のいずれか圧力が低い方の流路と流路２０とを接続するように切り換わる。

（第１の実施例の特徴的な構成）
閉回路の上流側流路である流路１５，１６は、回路切換器としてのエア抜き弁２７，２８を介して、エア抜き流路としての流路２９に接続されている。エア抜き弁２７，２８は、流路１５，１６と流路２９との流通と遮断とを手動で切り換える。流路２９は、フィルタ３１を介して作動油タンク３０に接続されている。本実施形態では、流路１５，１６と流路２９との流通遮断とを切り換えるエア抜き弁２７，２８で回路切換器を構成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、流路１５，１６に流路２９を直接接続し、エア抜き弁２７，２８に代えて、流路２９の途中に流路２９の流通と遮断とを切換可能な装置を設ける構成としても良い。

（第１の実施例のエア抜き動作）
次に、本実施例における油圧駆動装置１０５のエア抜き動作の一例を図２を用いて説明する。

例えばメンテナンス員が油圧駆動装置１０５のエア抜きを実施するために、メンテナンス員はエア抜き弁２７，２８を、流路１５，１６が流路２９を介して作動油タンク３０へ接続される状態に切り換える。その後、メンテナンス員はエンジン９を始動する。

エンジン９の始動後、チャージポンプ１２と閉回路ポンプ１１が伝達装置１０を介して駆動される。閉回路ポンプ１１は待機状態では吐出流量０で制御される。チャージポンプ１２は作動油タンク３０から吸込み流路１３を介して作動油を吸入し、流路１４へ吐出する。チャージポンプ１２が吐出した作動油は、流路１４，１９、チェック弁２３、流路１５，１６、エア抜き弁２７，２８、流路２９、およびフィルタ３１を介して作動油タンク３０へ排出される。

また、この時、閉回路ポンプ１１から作動油を吐出させると、閉回路ポンプ１１内のエアも効率的に排出することができる。

（第１の実施例の効果）
本実施例では、閉回路ポンプ１１と、油圧アクチュエータ１と、閉回路ポンプ１１の一方の入出力ポートと油圧アクチュエータ１の一方の入出力ポートとを接続する第１流路１５，１７と、閉回路ポンプ１１の他方の入出力ポートと油圧アクチュエータ１の他方の入出力ポートとを接続する第２流路１６，１８と、第１流路１５，１７および第２流路１６，１８をそれぞれ流通させる流通位置と第１流路１５，１７および第２流路１６，１８をそれぞれ遮断する遮断位置とに切換可能な閉回路切換弁２６と、作動油タンク３０と、作動油タンク３０から吸い込んだ作動油を吐出するチャージポンプ１２と、第１流路１５，１７の閉回路ポンプ１１と閉回路切換弁２６とを接続する部分である第１上流側流路１５および第２流路１６，１８の閉回路ポンプ１１と閉回路切換弁２６とを接続する部分である第２上流側流路１６とチャージポンプ１２の吐出ポートとを接続するチャージ流路１４，１９と、チャージ流路１４，１９から第１上流側流路１５への作動油の流れを許可し、第１上流側流路１５からチャージ流路１４，１９への作動油の流れを禁止する第１チェック弁２３ａと、チャージ流路１４，１９から第２上流側流路１６への作動油の流れを許可し、第２上流側流路１６からチャージ流路１４，１９への作動油の流れを禁止する第２チェック弁２３ｂとを備えた油圧ショベル１００において、作動油タンク３０に接続されたエア抜き流路２９と、第１上流側流路１５とエア抜き流路２９との間の流通と遮断とを切換可能な第１回路切換器２７と、第２上流側流路１６とエア抜き流路２９との間の流通と遮断とを切換可能な第２回路切換器２８とを備えている。

油圧駆動装置１０５の組立後もしくは閉回路ポンプ１１を交換したメンテナンス後、回路の流路内はエアが入った状態である。メンテナンス員がエア抜きを実施すると、チャージポンプ１２はエア混入が少ない作動油タンク３０から作動油を吸入し流路１４へ吐出する。エア混入が少ない作動油は、流路１４，１９、チェック弁２３、流路１５，１６、および閉回路ポンプ１１に流入する。またエアが混入していた作動油はチャージポンプ１２からの作動油に押されて、エア抜き弁２７，２８、流路２９、およびフィルタ３１を介して作動油タンク３０へ排出される。これにより、閉回路ポンプ１１に接続されている流路１５，１６はエアが混入していない作動油で速やかに満たされる。その結果、通常稼働時に閉回路ポンプ１１で作動油を吸入吐出させても、エアによる騒音や応答性低下などは発生しなくなる。

本発明の第２の実施例について、図３を用いて説明する。図３は、本実施例におけるチャージポンプ１２と作動油タンク３０との位置関係の一例を示す概略図である。

（第２の実施例が解決しようとする課題）
第１の実施例（図２に示す）のチャージポンプ１２は作動油タンク３０から吸込み流路１３を介してエア混入の少ない作動油を吸入していたが、チャージポンプ１２の取付位置と作動油タンク３０内の作動油液面高さとの位置関係により、吸込み流路１３内にエアが混入している場合がある。吸込み流路１３にエアが混入していると、チャージポンプ１２の吐出作動油にもエアが混入するため、エア抜き動作によって適切にエアが抜けず、メンテナンス時間が増加するという課題が生じる。

従って、本実施例が解決しようとする課題は、組立後やメンテナンス後のエア抜き時に、チャージポンプの吸込みポートに接続された吸込み流路１３内のエア混入量を低減するものである。

（第２の実施例の特徴的な構成）
図３において、作動油タンク３０は、液面高さ表示器３２を備えている。液面高さ表示器３２は、チャージポンプ１２の取付け高さと同じかそれより高い位置に設けられる。

（第２の実施例のエア抜き動作）
次に、本実施例における油圧駆動装置１０５のエア抜き動作の一例を図３を用いて説明する。

図３において、作動油タンク３０から流路３４とサクション管路３５と吸込み流路１３を介してチャージポンプ１２の吸込みポート１２ａに接続されている。メンテナンス員は、液面高さ表示器３２の高さまで作動油タンク３０に作動油を補充した後、第１の実施例と同様の手順でエア抜き動作を行う。

（第２の実施例の効果）
本実施例に係る油圧ショベル１００は、作動油タンク３０に取り付けられた液面高さ表示器３２を更に備え、液面高さ表示器３２は、チャージポンプ１２の吸込みポート１２ａと同じ高さかそれよりも高い位置に取り付けられている。本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、以下の効果が得られる。

組立後や例えば閉回路ポンプ１１を交換した後、メンテナンス員は作動油タンク３０の液面高さ表示器３２により、作動油タンク３０の油面高さ３３が液面高さ表示器３２と同じ高さがそれよりも高い位置にあることを確認する。これにより、吸込み流路１３内が上端まで作動油で満たされた状態でエア抜き動作が行われる。本実施例によれば、吸込み流路１３内のエア混入量は低減され、エア抜き動作でエンジン９を駆動させると直ちに、チャージポンプ１２はエアが混入していない作動油を吸込み流路１３から吸入できるため、適切にエア抜きが実施でき、良好なメンテナンス性が得られる。

本発明の第３の実施例について、図４を用いて説明する。図４は、本実施例における油圧駆動装置１０５を示す概略図である。

（第３の実施例が解決しようとする課題）
第１の実施例（図２に示す）のエア抜き実施後において、閉回路切換弁２６内部にエアが残留している場合がある。閉回路切換弁２６内部のエアは閉回路切換弁２６の応答性を悪化させる恐れがある。閉回路切換弁２６の応答が悪いと、油圧ショベル１００（図１に示す）を通常動作させる場合に、例えばブームシリンダ１の応答性が低下し、作業効率が低下するという課題が生じる。

従って、本実施例が解決しようとする課題は、組立後やメンテナンス後に閉回路切換弁２６にエアを残留させないことである。

（第３の実施例の特徴的な構成）
図４において、油圧駆動装置１０５は、エア抜き指示器４０と、コントローラ４１とを備えている。コントローラ４１は、信号線を介して閉回路切換弁２６に接続されており、エア抜き動作モード部４２と切換弁制御部４３とを有する。

エア抜き動作モード部４２は、エア抜き指示器４０からエア抜き実施指令信号を受信すると、閉回路切換弁２６を一定時間交互にＯＮ／ＯＦＦ駆動するためのＯＮ／ＯＦＦ信号を生成する。切換弁制御部４３はＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、閉回路切換弁２６へ制御信号を出力する。

（第３の実施例のエア抜き動作）
次に、本実施例における油圧駆動装置１０５のエア抜き動作の一例を図４を用いて説明する。本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、以下の効果が得られる。

メンテナンス員は、エンジン９を始動後、エア抜き指示器４０を操作してエア抜き動作を指示する。エア抜き指示器４０は例えばタッチパネルつきのモニタ等である。

コントローラ４１はエア抜き指示器４０からエア抜きの指示信号を受信すると、エア抜き動作モード部４２を動作させ、閉回路切換弁２６を一定時間交互にＯＮ／ＯＦＦ駆動するための信号を生成する。ここで、一定時間とは例えば１秒程度である。

切換弁制御部４３はエア抜き動作モード部４２が生成したＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、信号線を介して閉回路切換弁２６へＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力し、閉回路切換弁２６を流通位置と遮断位置とに交互に切り換え駆動する。閉回路切換弁２６が制御されると、流路１５，１６と流路１７，１８との接続状態が流通状態と遮断状態とに交互に切り換わる。

（第３の実施例の効果）
本実施例に係る油圧ショベル１００は、閉回路切換弁２６を制御するコントローラ４１と、コントローラ４１へエア抜き実施指令信号を出力可能なエア抜き指示器４０とを更に備え、コントローラ４１は、エア抜き実施指令信号を受信すると、閉回路切換弁２６を一定時間流通位置と遮断位置に切り換える開閉指令信号を閉回路切換弁２６へ出力する。本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、以下の効果が得られる。

閉回路切換弁２６を閉じた状態のままでエア抜きを実施すると、弁内部にエアが残留していることがある。本実施例では、エア抜き弁２７，２８を介して流路１５，１６を作動油タンク３０へ接続した状態でエンジン９を始動し、チャージポンプ１２が作動油を吐出した状態で、閉回路切換弁２６を一定時間流通位置と遮断位置に交互に切り換えることで、閉回路切換弁２６内部に作動油を通過させる。これにより閉回路切換弁２６内部のエアは、流路１５，１６，１７，１８のいずれかへ抜け、エア抜き弁２７，２８、流路２９、およびフィルタ３１を介して作動油タンク３０へ排出される。これにより、エア残留による閉回路切換弁２６の応答低下が改善され、良好なメンテナンス性能が得られる。

本発明の第４の実施例について、図５を用いて説明する。図５は、本実施例における油圧駆動装置１０５を示す概略図である。

（第４の実施例が解決しようとする課題）
第１の実施例における油圧駆動装置１０５（図２に示す）のエア抜き動作では、エンジン９を駆動する必要がある。しかし、組立やメンテナンスを行う場所によっては、排気ガスの関係でエンジンを稼働できない場合がある。そのような状況では回路のエア抜きができないという課題が生じる。

従って、本実施例が解決しようとする課題は、エンジン９を駆動できない状況においてもエア抜き動作を可能とすることである。

（第４の実施例の特徴的な構成）
図５において、油圧駆動装置１０５は、電動モータ５３と電動モータ５３で駆動される電動ポンプ５１とを備えている。チャージポンプ１２の吐出流路１４上には、外付けポート５０が設けられている。電動ポンプ５１の吐出流路５２は、外付けポート５０に接続可能である。

（第４の実施例のエア抜き動作）
次に、本実施例における油圧駆動装置１０５のエア抜き動作の一例を図５を用いて説明する。

エンジン９が駆動できない場合、メンテナンス員は、電動ポンプ５１を設け、電動ポンプ５１の吐出流路５２を外付けポート５０を介してチャージポンプ１２の吐出流路１４に接続する。エア抜き時は、メンテナンス員がエア抜き弁２７，２８を流路１５，１６と流路２９と接続する状態に切り換え、電動モータ５３で電動ポンプ５１を駆動する。電動ポンプ５１は作動油タンク５４から作動油を吸入し、流路５２、外付けポート５０、および流路１４を介して、閉回路へ作動油を供給する。なお、図５において、作動油タンク５４を作動油タンク３０とは別に示しているが、作動油タンク５４は作動油タンク３０と共通であってもよい。

（第４の実施例の効果）
本実施例に係る油圧ショベル１００は、電動モータ５３と、電動モータ５３で駆動される電動ポンプ５１と、チャージポンプ１２の吐出流路１４に設けられた外付けポート５０とを更に備え、電動ポンプ５１の吐出流路５２は、外付けポート５０に接続可能である。本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、以下の効果が得られる。

エンジン９を駆動しなくても、例えば電源供給可能環境であれば、電動モータ５３を駆動することで、電動ポンプ５１によって、回路内のエアを排出できるため、組立やメンテナンス環境が制限されなくなる。

本発明の第５の実施例について、図６を用いて説明する。図６は、本実施例における油圧駆動装置１０５を示す概略図である。

（第５の実施例が解決しようとする課題）
第３の実施例における油圧駆動装置１０５（図４に示す）のエア抜き動作では、閉回路切換弁２６を駆動して流路１５～１８を流通／遮断したとしても、油圧アクチュエータが旋回モータ７（図６に示す）であった場合、旋回モータ７を駆動させない限り、旋回モータ７内部のエアは残留してしまう。そのため、通常稼働した際に旋回動作の応答性が低下するという課題が生じる。

さらに、閉回路ポンプ１１で旋回モータ７を駆動させて旋回モータ７のエア抜きをした際に、流路１５，１６のいずれかの作動油をエア抜き弁２７，２８を介して作動油タンク３０へ排出した場合、閉回路ポンプ１１が吸い込む作動油が不足し、閉回路ポンプ１１内部でキャビテーションが発生し騒音を発生させてしまう可能性がある。

従って、本実施例が解決しようとする課題は、閉回路ポンプ１１の吸い込み作動油を確保してキャビテーションを抑制しつつ、旋回モータ７内部のエア抜きを可能とすることである。

（第５の実施例の特徴的な構成）
図６において、油圧駆動装置１０５は、油圧アクチュエータとして旋回モータ７を備える。閉回路ポンプ１１は、閉回路ポンプ１１の吐出流量を制御するポンプレギュレータ１１ａを備える。コントローラ４１は、ポンプレギュレータ１１ａと信号線で接続されたポンプ制御部６０を備える。

エア抜き動作モード部４２は、エア抜き指示器４０からエア抜きの指示信号を受信すると、切換弁制御部４３へＯＮ／ＯＦＦ信号を出力し、ポンプ制御部６０にチャージポンプ１２の最大吐出流量以下となるポンプ吐出流量指令値を出力する。ポンプ制御部６０は、ポンプ吐出流量指令値に従いポンプレギュレータ１１ａへポンプ流量指令信号を出力する。

（第５の実施例のエア抜き動作）
次に、本実施例における油圧駆動装置１０５のエア抜き動作の一例を図６を用いて説明する。

メンテナンス員は、エア抜き弁２７のみを流路１５と流路２９とが接続する状態に切り換え、エア抜き弁２８は図中の状態のままに保持しておく。メンテナンス員は、エンジン９を始動後、エア抜き指示器４０を操作してエア抜き動作を指示する。

コントローラ４１は、エア抜き指示器４０からエア抜きの指示信号を受信すると、エア抜き動作モード部４２を動作させ、閉回路切換弁２６を一定時間交互にＯＮ／ＯＦＦ駆動するための信号を生成する。

切換弁制御部４３は、エア抜き動作モード部４２が生成したＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、信号線を介して閉回路切換弁２６へＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力し、閉回路切換弁２６を流通位置と遮断位置とに切り換え駆動する。閉回路切換弁２６が制御されると、流路１５，１６と流路１７，１８との接続が流通状態と遮断状態とに交互に切り換わる。

また、エア抜き動作モード部４２は、チャージポンプ１２の最大吐出流量以下となるポンプ吐出流量指令値をポンプ制御部６０へ出力する。ポンプ制御部６０は、閉回路ポンプ１１がポンプ吐出流量指令値に相当する流量の作動油を流路１６へ向けて吐出するように、ポンプレギュレータ１１ａへポンプ流量指令信号を出力する。ポンプレギュレータ１１ａは、受信したポンプ吐出流量信号に従って閉回路ポンプ１１の吐出方向および吐出流量を制御し、閉回路ポンプ１１に流路１６へ向けて作動油を吐出させる。

閉回路ポンプ１１が吐出した作動油は、流路１６、エア抜き弁２８、閉回路切換弁２６、および流路１８を介して旋回モータ７の一方の入出力ポートに流入し、旋回モータ７を駆動する。旋回モータ７を駆動した後に他方の入出力ポートから排出された作動油は、流路１７、閉回路切換弁２６、流路１５、エア抜き弁２７、流路２９、およびフィルタ３１を介して作動油タンク３０へ排出される。チャージポンプ１２が吐出した作動油は、流路１４，１９、チェック弁２３、および流路１５を介して閉回路ポンプ１１へ吸入される。

（第５の実施例の効果）
本実施例に係る油圧ショベル１００は、下部走行体１０３と、下部走行体１０３上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２と、閉回路ポンプ１１の吐出流量を制御するポンプレギュレータ１１ａとを備え、油圧アクチュエータ７は、上部旋回体１０２を駆動する油圧モータであり、コントローラ４１は、エア抜き実施指令信号を受信すると、閉回路切換弁２６を一定時間流通位置と遮断位置に交互に切り換える開閉指令信号を閉回路切換弁２６へ出力すると共に、閉回路ポンプ１１に所定の流量を吐出させるポンプ流量指令信号をポンプレギュレータ１１ａへ出力する。本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、以下の効果が得られる。

閉回路ポンプ１１は、チャージポンプ１２からエアの混入が少ない作動油を吸入し、旋回モータ７へ吐出する。旋回モータ７が駆動されると旋回モータ７内部のエアは作動油と共に流路１７へ排出され、エア抜き弁２７を介して作動油タンク３０へ排出される。

一方で、旋回モータ７が駆動される際、閉回路ポンプ１１が吸入する作動油はチャージポンプからのみとなるため、閉回路ポンプ１１の吸入流量（＝吐出流量）がチャージポンプ１２の吐出流量が大きくなると、閉回路ポンプ１１の吸入流量が不足し、閉回路ポンプ１１内でキャビテーションが発生するおそれがある。しかし本実施例によれば、閉回路ポンプ１１の吐出流量を所定の流量に制限することで、閉回路ポンプ１１の吸入流量不足を抑制し、キャビテーション発生を抑制しつつ、旋回モータ７のエアを抜くことができる。

また、前記所定の流量は、チャージポンプ１２の最大吐出流量以下に設定されている。これにより、チャージポンプ１２の吐出流量だけで閉回路ポンプ１１の吸入流量を賄うことができるため、閉回路ポンプ１１内でのキャビテーションの発生をより確実に抑制することが可能となる。

（その他、全般に関して）
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、油圧ショベルに本発明を適用したものであるが、本発明は油圧ショベル以外の建設機械にも適用可能である。例えば、油圧式クレーン等の作業装置を備えた建設機械や、複数の油圧ポンプを有する油圧駆動装置を搭載した建設機械にも本発明は適用可能である。

また、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

１…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１ａ…ブームヘッド、１ｂ…ブームロッド、２…ブーム、３…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、３ａ…アームヘッド、３ｂ…アームロッド、４…アーム、５…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、５ａ…バケットヘッド、５ｂ…バケットロッド、６…バケット、７…旋回モータ（油圧アクチュエータ）、８ａ，８ｂ…走行装置、９…エンジン、１０…伝達装置、１１…閉回路ポンプ、１１ａ…ポンプレギュレータ、１２…チャージポンプ、１２ａ…吸込みポート、１３…吸込み流路、１４…流路（チャージ流路、吐出流路）、１５…流路（第１流路、第１上流側流路）、１６…流路（第２流路、第２上流側流路）、１７…流路（第１流路）、１８…流路（第２流路）、１９…流路（チャージ流路）、２０，２１…流路、２２…リリーフ弁、２３ａ…チェック弁（第１チェック弁）、２３ｂ…チェック弁（第２チェック弁）、２４ａ，２４ｂ…チェック弁、２５…フラッシング弁、２６…閉回路切換弁、２７…エア抜き弁（第１回路切換器）、２８…エア抜き弁（第２回路切換器）、２９…流路（エア抜き流路）、３０…作動油タンク、３１…フィルタ、３２…液面高さ表示器、３３…作動油の油面高さ、３４…流路、３５…サクション管路、４０…エア抜き指示器、４１…コントローラ、４２…エア抜き動作モード部、４３…切換弁制御部、５０…外付けポート、５１…電動ポンプ、５２…流路（吐出流路）、５３…電動モータ、５４…作動油タンク、６０…ポンプ制御部、１００…油圧ショベル（建設機械）、１０１…キャブ、１０２…上部旋回体、１０４…フロント作業機、１０５…油圧駆動装置。

Claims (5)

1. 閉回路ポンプと、
   油圧アクチュエータと、
   前記閉回路ポンプの一方の入出力ポートと前記油圧アクチュエータの一方の入出力ポートとを接続する第１流路と、
   前記閉回路ポンプの他方の入出力ポートと前記油圧アクチュエータの他方の入出力ポートとを接続する第２流路と、
   前記第１流路および前記第２流路をそれぞれ流通させる流通位置と前記第１流路および前記第２流路をそれぞれ遮断する遮断位置とに切換可能な閉回路切換弁と、
   作動油タンクと、
   前記作動油タンクから吸い込んだ作動油を吐出するチャージポンプと、
   前記第１流路の前記閉回路ポンプと前記閉回路切換弁とを接続する部分である第１上流側流路および前記第２流路の前記閉回路ポンプと前記閉回路切換弁とを接続する部分である第２上流側流路と前記チャージポンプの吐出ポートとを接続するチャージ流路と、
   前記チャージ流路から前記第１上流側流路への作動油の流れを許可し、前記第１上流側流路から前記チャージ流路への作動油の流れを禁止する第１チェック弁と、
   前記チャージ流路から前記第２上流側流路への作動油の流れを許可し、前記第２上流側流路から前記チャージ流路への作動油の流れを禁止する第２チェック弁とを備えた建設機械において、
   前記作動油タンクに接続されたエア抜き流路と、
   前記第１上流側流路と前記エア抜き流路との間の流通と遮断とを切換可能な第１回路切換器と、
   前記第２上流側流路と前記エア抜き流路との間の流通と遮断とを切換可能な第２回路切換器と、
   前記閉回路切換弁を制御するコントローラと、
   前記コントローラへエア抜き実施指令信号を出力可能なエア抜き指示器とを備え、
   前記コントローラは、前記エア抜き実施指令信号を受信すると、前記閉回路切換弁を一定時間流通位置と遮断位置に交互に切り換える開閉指令信号を前記閉回路切換弁へ出力する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記作動油タンクに取り付けられた液面高さ表示器を更に備え、
   前記液面高さ表示器は、前記チャージポンプの吸込みポートと同じ高さかそれよりも高い位置に取り付けられている
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   電動モータと、
   前記電動モータで駆動される電動ポンプと、
   前記チャージポンプの吐出流路に設けられた外付けポートとを更に備え、
   前記電動ポンプの吐出流路は、前記外付けポートに接続可能である
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   下部走行体と、
   前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
   前記閉回路ポンプの吐出流量を制御するポンプレギュレータとを更に備え、
   前記油圧アクチュエータは、前記上部旋回体を駆動する油圧モータであり、
   前記コントローラは、前記エア抜き実施指令信号を受信すると、前記閉回路切換弁を一定時間流通位置と遮断位置に交互に切り換える開閉指令信号を前記閉回路切換弁へ出力すると共に、前記閉回路ポンプに所定の流量を吐出させるポンプ流量指令信号を前記ポンプレギュレータへ出力する
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項４に記載の建設機械において、
   前記所定の流量は、前記チャージポンプの最大吐出流量以下に設定されている
   ことを特徴とする建設機械。

Images